KR101421558B1 - 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법및 무선 근거리 개인 통신 기기 - Google Patents

무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법및 무선 근거리 개인 통신 기기 Download PDF

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Abstract

WPAN 환경에서 각 기기들의 논리 주소값을 효율적으로 분배하고, 서비스 모델에 제한을 두지 않고 최종 주소값을 기준으로 주소값을 할당하여 확장성 및 유동성을 가질 수 있도록 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법을 개시한다.
본 발명의 주소 할당 방법은, 최상위 기기가, 하위 기기에 할당할 주소값을 결정하기 위한 주소 할당 정보를 관리하는 제1단계와; 상기 주소 할당 정보를 참조하여, 상기 최상위 기기에 연결을 요청한 하위 기기에 주소값을 할당하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 주소값이 할당됨에 따라 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송하는 제3단계; 및 자신의 하위 기기로의 주소값 할당을 수행한 기기로부터 주소 할당 정보의 갱신이 요청되면, 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송하는 제4단계; 를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
WPAN, 주소 할당, 최종 주소

Description

무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 및 무선 근거리 개인 통신 기기{Method for Allocating an Address of Device in Wireless Personal Area Network(WPAN) and WPAN Device}
본 발명은 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)에서의 효율적인 주소 할당 방법 및 무선 근거리 개인 통신 기기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 WPAN 환경에서 각 기기들의 논리 주소값을 효율적으로 분배하고, 서비스 모델에 제한을 두지 않고 최종 주소값을 기준으로 주소값을 할당하여 확장성 및 유동성을 가질 수 있도록 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 및 무선 근거리 개인 통신 기기에 관한 것이다.
무선 개인 통신 네트워크(Wireless Personal Area Network, 이하 'WPAN'이라 칭함) 기술은 사람과 컴퓨터 그리고 사물이 하나로 연결되는 유비쿼터스 네트워크를 위한 핵심 요소 기술 중의 하나로서, 기존의 센서 네트워크 환경과 물리적인 실제 환경을 접목시켜 주는 역할을 할 센서 네트워크가 대표적 활용의 예이다.
센서 네트워크는 유비쿼터스 시대로 나아가고 있는 현실에 있어 중요한 위치를 차지하고 있다. 특히, 가정에서 유비쿼터스 네트워킹이 이루어지면 국가적인 차 원의 인프라를 구축하는 데에 커다란 모티브를 제공할 것이기 때문에, 가정 내의 유비쿼터스 네트워킹 환경의 구축은 매우 중요한 의미를 갖는다. 또한 유비쿼터스 네트워크의 하나인 홈 네트워킹 기술은 유비쿼터스 시대를 맞이하여 기존의 가전 시장이 겪고 있는 심각한 침체 현상을 해소해 줄 수 있는 핵심 기술로 부각되고 있으며 이 중심에 센서 네트워크가 있는 것이다.
수 백, 수 천 개의 작은 센서 모듈로 구성될 것으로 기대되는 센서 네트워크는 지능형 홈 네트워크에서의 원격 모니터링, 생산 공정 자동 제어, 창고 물류 관리, 병원에서의 환자 원격 모니터링, 외부 침입 탐지를 위한 보안 시스템 등 다양한 분양에서 응용될 것으로 기대된다.
한편, 이러한 기술을 WPAN이 담당할 수 있으며, WPAN의 특징으로는 10m 이내의 전송범위, 낮은 전력 소모, 센서 등에 장착할 수 있을 정도의 작은 크기를 가지는 등의 장점을 가지고 있다. 이 WPAN 기술로서 현재 각광받고 있는 기술로 저속-저전력 WPAN 기술인 ZigBee를 들 수 있다. 그러나, 현재 ZigBee 기술은 네트워크의 제약성 및 불안정성을 보이고 있다.
도 1은 ZigBee에서 하나의 노드가 보내는 비컨(Beacon)의 전송 간격을 나타낸 것이다. 하나의 노드는 비컨을 전송한 후 데이터를 송수신하는 구간을 가진 다음, 전력소모를 줄이기 위해 휴면 구간을 가진다. 이때의 간격은 일정하게 하여 다음 번 비컨 전송, 데이터 송수신, 휴면 구간에도 똑같이 적용된다. 즉, 일정한 간격으로 비컨 전송, 데이터 송수신, 휴면 구간이 반복되는 것이다.
휴면 구간에서는 데이터의 송신이 가능하나 수신은 불가능하며, 비컨의 전송 은 자신의 아래에 노드를 연결하기 위해 필요한 것이므로, 네트워크 구성에 있어 가장 끝에 있는 노드의 경우 일정 시간이 지난 후에는 비컨 전송시간을 필요로 하지 않는다.
도 2는 1번 노드와 2번 노드 간의 비컨 전송 시 발생하는 두 노드 간의 비컨 전송 상황을 보여준다. 1번 노드는 2번 노드에게 비컨을 전송하고 다음 비컨을 전송하기까지의 타임 슬롯을 2번 노드에게 전송한다. 이를 받은 2번 노드는 1번 노드와 비컨 전송 충돌을 피하기 위해 1번 노드가 사용하지 않는 구간의 시작 부분에 자신의 비컨을 전송하는 것이다.
한편, Zigbee 네트워크 프로토콜의 주된 기능 중 하나는 클러스터 트리를 구축하기 위한 논리적인 주소를 할당하는 것이다. 클러스터 트리는 지그비 코디네이터(Coordinator)를 최상위 루트로 하고, 지그비 네트워크 내의 모든 노드를 그 하위 트리 구조로 연결함으로써 형성되며, 지그비 네트워크가 형성되어 트리가 구축될 때 각 노드는 자신의 부모 노드로부터 각 기기를 구분하고 데이터 전송 경로 등을 파악할 수 있도록 하는 논리적 주소를 할당받게 된다.
기존의 주소 할당 방법을 설명하기 위해 몇가지 용어를 먼저 설명하면 다음과 같다. 우선, Cm은 부모노드가 가질 수 있는 최대 자식노드 수를 의미한다. 즉, 한 기기에 Cm개까지 기기가 연결이 가능하다는 것을 의미한다. 그러나, Cm 으로 간주되는 기기들은 자신의 기기에 더 이상의 하위 기기를 연결시킬 수 없다. 이러한 것을 엔드 디바이스로 칭하기로 한다.
Lm은 트리 구조의 최대 레벨 수 또는 깊이(depth)를 의미한다. 도 3은 Lm의 예를 보이고 있다. 즉, Lm 값이 2이면 연결이 되는 기기의 깊이가 도 3과 같이 두 홉까지 연결이 되는 것이다.
Rm도 Cm과 같이 하위에 연결되는 기기의 개수를 나타낸다. 하지만, Cm과 달리 Rm으로 간주되는 기기는 그 기기의 하위에 또 다른 기기를 연결할 수 있는 기능을 갖추고 있다. 이러한 것을 코디네이터라고 칭한다.
상기와 같은 Cm, Lm, Rm 값이 결정됨으로 인해 센서 네트워크 기기의 무한 확장을 제한할 수 있는 것이며, 하나의 서비스 모델이 선정되고 이에 맞는 센서 네트워크를 구현할 때 서비스 모델에 맞는 기기의 개수를 제한한다고 할 수 있다. 즉, 같은 WPAN의 기기들 간에는 이 값들이 같은 값으로 설정되어야 한다.
한편, 지그비 코디네이터는 지그비 네트워크를 형성할 때 논리적 주소를 할당하기 위해 각 부모노드가 가질 수 있는 최대 자식노드 수 "Cm"과, 트리 구조의 최대 레벨 수 또는 깊이(depth) "Lm"를 결정하고, 이를 기반으로 각 부모노드는 블록 크기(Block size)와 주소 블록값(Cskip)을 계산하여, 자신의 자식노드들이 사용할 논리적 주소 블록을 지그비 코디네이터로부터 할당받는다.
주소 블록 값은 기기가 자신의 하위에 주소 블록 값만큼 다른 기기를 연결할 수 있는 개수를 나타낸다. 즉, 주소 블록 값이 0 이라면 코디네이터로서의 기능을 하는 기기라도 더 이상 자신의 하위에 주소 값을 할당할 수 없음을 나타내는 것이며, 이는 하위에 기기를 연결할 수 없음을 의미한다.
도 4는 주소 블록 값(Cskip(d))을 구하는 공식을 나타내며 깊이 값인 d에 의해 d 값을 가지는 깊이의 기기가 (d+1)값을 가지는 하위에 연결된 기기를 포함하여 그 이하에 연결이 가능한 기기의 개수를 알아낼 수 있다. 또한, 엔드 디바이스로 기능을 하는 기기에는 하위에 기기를 연결시키는 기능을 하지 않으므로 주소 블록을 할당할 필요가 없다. 그러므로, 엔드 디바이스의 경우에는 자신이 사용할 한 개의 주소만을 할당받게 된다.
도 5의 수식에 의해 n번째로 연결되는 엔드 디바이스에게 할당할 주소 값을 구할 수 있으며, 이러한 방법을 사용하여 서비스 모델에 의해 형성된 WPAN 기기들 간에 주소를 할당할 수 있는 것이다. 도 5의 수식에서, An은 엔드 디바이스 중 n번째로 연결하는 기기의 주소를, Aparent는 연결을 하려는 기기의 상위 기기의 주소를, Cskip(d)는 연결을 하려는 기기의 상위 기기의 주소 블록값이다.
주소 블록 할당 방법의 예시를 보이기 위해 서비스 모델에 Cm = 4, Rm = 3, Lm = 3 의 값을 갖고 주소 할당을 하여 무선 개인 통신 네트워크 구조를 구현해 보도록 하겠다.
먼저, 가장 먼저 생성된 기기를 이용하여 최대 연결 가능 기기의 개수를 구해야 한다. 가장 먼저 생성된 기기의 경우 깊이 값인 d = 0 이므로 도 4를 이용해 도 6과 같은 주소 블록 값을 구한다. 이와 같은 공식에 의해 Cskip(1) = 5, Cskip(2) = 1, Cskip(3) = 0의 주소 블록 값을 갖게 된다. 즉, 이 서비스 모델은 깊이가 1인 기기는 깊이가 2 이후인 기기를 최대 5개까지 깊이가 2인 기기는 깊이 가 3인 기기를 1개, 깊이가 3인 기기는 더 이상 기기를 연결할 수 없는 엔드 디바이스의 역할을 하게 된다.
도 7은 앞서 설명한 예제를 이용하여 만든 네트워크의 구성 예시를 보인다.
도 7에서 1번 기기는 Cskip(1) = 5 값을 가지므로, 2번 기기를 포함하여 그 이하에 연결되는 기기의 개수가 5개를 넘을 수 없는 것이다.
앞서 설명한 바와 같은 주소 할당 방법은 네트워크를 구성하기 위해 별다른 문제가 없어 보이지만 센서 네트워크의 경우 좁은 공간에 수없이 많은 기기가 존재할 수 있는 경우가 많을 것이기 때문에, 도 7과 같은 네트워크를 구성하기 위해 총 필요한 주소블록의 개수는 17개지만, 도 7에서 알 수 있듯이 52라는 주소 값을 가지는 노드도 존재하게 되므로 분배 효율이 떨어짐을 알 수 있다.
또한, 무선 개인 통신의 센서 네트워크로서 많이 활용되고 있는 ZigBee 기술의 주소 값은 16비트이므로 하나의 WPAN 영역에서 최대 65,536개의 기기들에게 주소를 할당할 수 있다. 그러나 현재의 주소 분배 방법은 자신에게 연결되는 기기의 수를 미리 계산하고 그 수만큼의 주소 블록을 갖게 되는 것이므로, 결국 자신이 상당히 많은 주소 블록을 소유하고 있지만 아무도 자신에게 연결을 하지 않는다면 자신이 가지고 있는 주소 블록은 불필요하게 낭비되는 문제가 발생한다.
그리고, 다른 코디네이터는 자신에게 할당된 주소 블록을 모두 소비하여 더 이상 연결을 허용할 수 없게 될 수도 있다. 즉, 많은 기기가 연결을 하는 기기에게는 큰 주소 블록을 주어 무선 개인 통신 영역 내에 연결하려는 기기를 가능한 많이 허용해야 하는 주소 분배의 공평성이 배제되어 있다고 할 수 있다.
결국 이는 유비쿼터스 센서 네트워크에 있어서 다양한 센서 기기들의 연결을 방해하게 되는 것이며, 앞서 사용한 Cm, Rm, Lm 값을 정하게 되면 허용할 수 있는 기기의 개수 또한 제한이 되어, 정해진 서비스 모델이 아닌 다른 기기들 간의 확장성 및 효율성이 저하되는 결과를 가져온다. 결국엔, 서비스 모델 자체를 바꿔야 하는 문제를 일으키게 되며 이는 다양한 서비스가 함께 공존해야 하는 유비쿼터스 네트워킹에도 부합되지 않는다고 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, WPAN 환경에서 각 기기들의 논리 주소값을 효율적으로 분배하고, 서비스 모델에 제한을 두지 않는 효율적인 주소값의 분배에 따른 확장성 및 유동성을 가질 수 있도록 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 및 무선 근거리 개인 통신 기기를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 가장 먼저 생성된 기기 즉, 최상위 노드를 중심으로 주소값을 관리함으로써 WPAN 영역 내 모든 기기들의 주소 분배의 효율성 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 및 무선 근거리 개인 통신 기기를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)에서의 주소 할당 방법으로서, 최상위 기기가, 하위 기기에 할당할 주소값을 결정하기 위한 주소 할당 정보를 관리하는 제1단계와; 상기 주소 할당 정보를 참조하여, 상기 최상위 기기에 연결을 요청한 하위 기기에 주소값을 할당하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 주소값이 할당됨에 따라 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송하는 제3단계; 및 자신의 하위 기기로의 주소값 할당을 수행한 기기로부터 주소 할당 정보의 갱신이 요청되면, 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신 된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송하는 제4단계; 를 포함하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법을 제공한다.
상기 제1단계에서 관리되는 주소 할당 정보는 이미 할당된 최종 주소값일 수 있고, 다음에 할당할 수 있는 주소값일 수도 있다.
그리고 상기 제4단계는, 복수개의 하위 기기가 동일한 주소값을 할당한 것으로 판단된 경우에, 상기 복수개의 하위 기기가 순차적으로 주소값을 할당하도록 주소 재조정 명령을 전송하는 단계; 를 추가로 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은, 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)에서의 주소 할당 방법으로서, 최상위 기기가, 자신의 주소값을 최종 주소값으로서 관리하는 제1단계와; 상기 최종 주소값을 참조하여, 상기 최상위 기기로 연결을 요청한 하위 기기들로 연결 순서에 따라 순차적으로 다음 주소값을 할당하고, 최종 할당된 주소값으로 상기 최종 주소값을 갱신하여, 그 갱신된 최종 주소값을 하위 기기들로 전송하는 제2단계와; 상기 최상위 기기로부터 전송되는 최종 주소값을 보유하고 있는 기기가 그의 하위 기기로 다음 주소값을 할당하여, 할당한 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 상기 최상위 기기로 전송하면, 업데이트 정보에 근거하여 최종 주소값을 갱신하고, 그 갱신된 최종 주소값을 하위 기기들로 전송하는 제3단계; 를 포함하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법을 제공한다.
이 때 상기 제3단계에서, 상기 최상위 기기는 자신의 하위 기기 중, 상기 업 데이트 정보를 전송한 기기를 제외한 하위 기기들로 최종 주소값을 전송할 수 있다.
그리고 상기 제3단계는, 상기 최상위 기기가 둘 이상의 하위 기기로부터 업데이트 정보를 수신한 경우, 각 업데이트 정보에 포함된 주소값을 비교하여 동일한 주소값이 중복 할당되었는지의 여부를 판단하는 3-1단계와; 동일한 주소값이 중복 할당된 경우, 동일한 주소값을 할당한 하위 기기 중 어느 하나의 기기를 제외한 나머지 하위 기기로 주소 재조정 명령을 전송하는 3-2 단계; 및 최종 주소값을 갱신하는 3-3 단계; 를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 3-2 단계에서, 상기 최상위 기기는 상기 업데이트 정보에 포함된 주소값을 참조로 다음 주소값을 결정하고, 결정한 주소값 정보를 상기 주소 재조정 명령에 포함시켜 전송할 수 있으며, 이 경우 상기 3-3 단계에서, 상기 최상위 기기는 상기 주소 재조정 명령에 포함시켜 전송한 주소값 정보에 근거하여 최종 주소값을 갱신한다.
또한 상기 3-2 단계에서, 상기 최상위 기기는 상기 업데이트 정보에 포함된 경로 정보를 이용하여, 주소값의 재조정이 필요한 기기에게 유니캐스트 통신으로 주소 재조정 명령을 전송할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은, 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)에서 각 기기의 주소 할당 방법으로서, 상위 기기로부터 주소값을 할당받아 상위 기기와 트리 구조로 연결되며, 상위 기기로부터 최종 주소 값을 수신하여 관리하는 제1단계와; 하위 기기로부터 연결이 요청됨에 따라, 상기 최종 주소값을 참조로 상기 연결을 요청한 하위 기기에 다음 주소값을 할당하는 제2단계와; 최상위 기기에 의해 통신 영역 내 모든 기기가 최종 주소값을 업데이트할 수 있도록, 상기 제2단계에서 할당한 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 최상위 기기로 전송하는 제3단계; 를 포함하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법을 제공한다.
이 때 상기 주소 할당 방법은, 상기 제3단계 이후, 상기 최상위 기기로부터 최종 주소값이 수신되면, 자신이 관리하는 최종 주소값을 갱신하는 제4단계; 를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 주소 할당 방법은, 상기 제4단계 이후, 상기 최상위 기기로부터 수신한 최종 주소값을 하위 기기로 전송하는 제5단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주소 할당 방법은 상기 제3단계 이후, 둘 이상의 기기가 동일한 주소값을 할당함에 따라 상기 최상위 기기로부터 주소 재조정 명령이 수신되면, 상기 제2단계에서 주소값을 할당한 하위 기기의 주소값을 재조정하는 제4단계; 를 더 포함할 수 있다.
이 때 상기 제4단계는, 상기 최상위 기기로부터 다음에 할당할 주소값을 포함하는 주소 재조정 명령을 수신하는 단계와; 상기 제2단계에서 주소값을 할당한 하위 기기의 주소값을 상기 주소 재조정 명령에 포함된 주소값으로 재조정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
한편 상기 제3단계에서, 상기 업데이트 정보를 전송하는 기기는, 업데이트 정보에 경로 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은, 무선 근거리 개인 통신(WPAN) 기기로서, 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)를 통해 기기 간 비컨 및 데이터 송수신을 수행하는 통신부와; 하위 기기에 할당할 주소값을 결정하기 위한 주소 할당 정보를 관리하며, 상기 통신부를 통해 연결을 요청한 하위 기기에게 상기 주소 할당 정보를 참조하여 주소값을 할당한 후 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송하며, 주소값 할당을 수행한 하위 기기로부터 주소 할당 정보의 갱신이 요청되면, 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 상기 통신부를 통해 하위 기기들로 전송하는 제어부; 를 포함하는 무선 근거리 개인 통신 기기를 제공한다.
이 때 상기 제어부는, 이미 할당된 최종 주소값을 주소 할당 정보로서 관리할 수 있고, 다음에 할당할 수 있는 주소값을 주소 할당 정보로서 관리할 수 있다.
그리고 상기 제어부는, 주소값 할당을 수행한 하위 기기로부터의 주소 할당 정보 갱신 요청 시, 복수개의 하위 기기가 동일한 주소값을 할당하였는지의 여부를 판단하고, 복수개의 하위 기기가 동일한 주소값을 할당한 경우, 상기 복수개의 하위 기기가 순차적으로 주소값을 할당하도록 주소 재조정 명령을 전송할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은, 무선 근거리 개인 통 신(WPAN) 기기로서, 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)를 통해 비컨 및 데이터 송수신을 수행하는 통신부와; 네트워크에 생성되어 있는 기기에게 마지막으로 할당된 주소값을 최종 주소값으로서 관리하고, 상기 통신부를 통해 네트워크에 새로 생성된 기기로부터 연결이 요청되면, 상기 최종 주소값을 참조로 상기 연결을 요청한 기기에 다음 주소값을 할당하는 제어부; 를 포함하는 무선 근거리 개인 통신 기기를 제공한다.
이 때 상기 제어부는, 상기 연결을 요청한 기기로 주소값을 할당함에 따라 최종 주소값을 갱신하며, 상기 통신부를 통해 자신의 상위 기기 또는 하위 기기로 현재 갱신된 최종 주소값을 전송할 수 있다.
그리고 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 자신의 상위 기기 또는 하위 기기로부터 최종 주소값이 수신되면, 수신된 최종 주소값으로 자신이 관리하고 있는 최종 주소값을 갱신할 수 있다.
또한 상기 제어부는, 둘 이상의 기기가 동일한 주소값을 각자 하위 기기로 할당함에 따라, 둘 이상의 기기로부터 동일한 주소값을 포함하는 업데이트 정보가 수신되면, 최종 주소값 정보를 갱신하고, 동일한 주소값을 할당한 하위 기기 중 어느 하나의 하위 기기를 제외한 나머지 하위 기기로 주소 재조정 명령을 전송할 수 있다.
이 경우 상기 제어부는, 주소 재조정 명령이 수신되면 하위 기기로 주소값을 재할당한다.
따라서, 본 발명의 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법에 의하면, WPAN 환경에서 각 기기들의 논리 주소값을 연결 순서에 따라 순차적으로 분배하기 때문에, 효율적인 주소값의 사용이 가능할뿐만 아니라, 상이한 서비스 모델을 가지고 있는 기기들 간에도 주소의 충돌이 일어나지 않아 안정적인 네트워크 구성이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 서비스 모델에 제한을 두지 않는 주소값 할당에 의하여, 정해진 주소블록의 수만큼만 기기를 연결할 수 있는 것에서 벗어나 좀 더 넓게 네트워크를 확장할 수 있게 되므로, 확장성 및 유동성을 가질 수 있다는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면 가장 먼저 생성된 기기 즉, 최상위 기기를 중심으로 주소값을 관리하기 때문에 WPAN 영역 내 모든 기기들의 주소 분배의 효율성 및 안정성이 향상된다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 따르면 최종 주소값의 업데이트 정보를 상위 기기로 전송할 때 경로 설정 정보를 함께 보내므로, 정보의 변경이 필요할 시 상위에서 하위로의 별도의 경로 설정 과정을 거치지 않고 안정적으로 바로 데이터를 전송할 수 있게 된다는 장점이 있다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
먼저, 도 8은 본 발명의 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법을 설명하기 위한 네트워크 구성 예시도이다.
본 발명의 주소 할당 방법은, 네트워크에 생성되는 기기들에게 주소를 할당함에 있어, 주소값의 낭비 없이 할당되도록 하기 위해, 최상의 노드인 최초 기기부터 하위로 연결되는 기기로 순차적인 주소값을 할당한다.
이를 위해 본 발명의 무선 근거리 개인 통신 기기(WPAN 기기)는 가장 마지막으로 할당된 최종 주소값 또는 다음에 할당할 주소값을 주소 할당 정보로서 관리하고, 또 각 기기가 주소 할당 정보를 관리하기 위해 상위 기기와 하위 기기 간에는 업데이트 정보 및 주소 할당 정보를 송수신한다.
상기한 본 발명의 동작을 도 8과 같은 네트워크 환경에 적용하여 설명하여 보면 다음과 같다.
본 실시예에서는, 최상위 노드인 기기 A(최초 기기)는 설명의 편의를 위해 주소값 1을 가지는 것으로 하고, 이후 연결되는 기기들에게 할당되는 주소값은 1씩 증가되는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
우선, 기기 A는 자신에게 연결될 하위 기기들이 있는지 탐색하며, 기기 B, C, D도 탐색을 통해 기기 A를 발견하고 연결을 요청하는 기기 간 디스커버리 과정이 수행된다.
기기 A는 가장 먼저 생성되어 있었기 때문에 기기 B, C, D를 자신의 하위에 연결하기 위해 응답하며, 기기 A는 본 발명의 순차적인 주소 할당 방법에 근거하여 기기 B, C, D 의 순서로 직접 주소를 할당한다. 기기 A의 주소값이 1이고, 주소값 을 1씩 증가시킨다고 할 때, 기기 B의 주소값이 2, 기기 C의 주소값이 3, 기기 D의 주소값이 4로 할당된다.
이 때, 기기 A는 하위 기기로 주소값을 할당함에 따라 자신이 관리하는 최종 주소값을 갱신한다. 최종 주소값은 비컨 페이로드에 실려 전송되며, 기기들이 주소를 할당받을 때 마다 1씩 증가하게 된다.
예를 들어 기기 A가 처음 기기 B에게 비컨을 보낼 때는 주소 할당과 관련된 최종 주소값이 1이였으나, 기기 B, C, D와 연결을 통해 각각 주소를 할당할 때 마다 최종 주소값은 1씩 증가된다. 따라서 가장 먼저 생성된 기기 A는 자신에게 연결을 요청하는 기기들에게 직접 주소를 할당하고 각각의 주소를 할당할 때마다 비컨 페이로드의 최종 주소값을 1씩 증가시켜,　기기 D까지 연결된 후에는 최종 주소값이 4가 된다. 이에 따라 현 상태에서 기기 A, B, C, D는 같은 최종 주소값인 4를 자신의 비컨 페이로드에 설정하여 비컨을 전송한다.
또한, 본 발명에서는 상위 기기가 하위 기기로 주소값을 할당하며, 이 때 최종 주소값을 참조로 주소값을 할당하므로, 각 기기들은 최종 주소값을 실시간으로 업데이트하여야 한다. 따라서, 본 발명에서 최초 기기인 기기 A는 자신의 최종 주소값이 갱신되면, 그 갱신된 최종 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 자신의 하위 기기들로 전송한다. 여기서, 업데이트 정보를 전송한다는 것은 비컨 페이로드의 최종 주소값을 갱신하여 비컨을 전송한다는 것을 의미한다.
한편 기기 B, C, D까지 연결된 이후, 기기 E가 탐색을 통해 기기 B를 확인하여 연결을 요청한 경우, 기기 B는 현재 주소값이 4까지 할당되었음을 자신의 비컨 페이로드의 최종 주소값을 통해 확인하고, 기기 E로 주소값 5를 할당하며, 자신이 할당한 주소값 정보 즉, 최종 주소값 정보를 포함하는 업데이트 정보를 자신의 상위 기기인 기기 A로 전송한다.
하위 기기인 기기 B가 최상위 기기인 기기 A로 전송하는 업데이트 정보는 업데이트 커맨드에 해당하는 것으로, 최상위 기기는 수신한 업데이트 정보에 근거하여 자신이 관리하는 최종 주소값을 수정하고, 수정된 최종 주소값을 하위 기기들로 전송한다.
즉, 기기 A는 기기 B로부터 업데이트 정보를 받은 후에 자신의 비컨 페이로드의 최종 주소값 정보를 수정하여 비컨을 전송함으로써, 다른 기기들에게 업데이트 정보를 전송한다. 이에 따라 기기 C와 D는 기기 A가 전송하는 비컨을 통해 업데이트 정보를 확인하여 자신의 비컨 페이로드의 최종 주소값을 수정하여 비컨을 전송한다.
이때, 기기 F가 전원을 켜면 기기 F도 탐색을 통해 기기 B와 기기 E의 비컨을 듣게 되며, 기기 B의 깊이가 상위에 있으므로 기기 B에게 연결을 요청한다. 기기 B는 기기 F에게 역시 자신의 비컨 페이로드의 최종 주소값 정보를 바탕으로 주소를 할당하며, 최종 주소값 정보가 5로 갱신되었으므로, 기기 F로는 주소값 6이 할당된다.
그리고 기기 B는 기기 F에게 주소를 할당한 후 업데이트 정보를 기기 A에게 보내고, 자신의 비컨 전송 주기에 새로 업데이트된 최종 주소값 정보를 비컨 페이로드에 설정하여 하위 기기들로 비컨을 전송한다. 기기 A는 기기 B로부터 받은 업 데이트 정보를 받고 자신의 정보 전송 주기(비컨 전송 시간)에 새로 업데이트된 최종 주소값 정보를 전송한다. 이에 따라, 기기 C와 D등 다른 기기들은 기기 A의 정보(비컨)를 듣고 자신의 최종 주소값을 업데이트한다.
현재 기기 F까지 주소값을 할당하였으며 최종 주소값은 6이 된 상태이다. 이제 기기 H가 전원을 켜 주변의 기기를 탐색하고, 이를 통해 기기 D를 발견하여 연결을 요청한다면, 기기 D는 현재 자신의 최종 주소값이 6이므로 기기 H에게 주소값으로 7을 할당한다.
그리고 기기 D는 기기 A에게 업데이트 정보를 보내 최종 주소값을 업데이트하게 하며, 기기 D로부터 업데이트 정보를 받은 기기 A는 자신의 최종 주소값을 7로 업데이트하여 자신의 전송 주기에 전송한다.
기기 A로 부터 비컨을 받은 기기 B와 C는 자신의 최종 주소값을 업데이트하여 전송하며, 기기 E와 기기 F 역시 기기 B의 비컨을　듣고 역시 자신의 최종 주소값을 업데이트한다. 이런 과정을 통해 현재 네트워크상에서 동작하는 모든 기기의 최종 주소값은 7이 되었다.
이후 네트워크에 참여하는 기기 I의 경우에도 마찬가지 방법으로, 기기 D에게서 최종 주소값을 이용한 기기 I의 주소값으로서 8을 할당받게 되며, 업데이트 정보의 송수신을 통해 모든 기기들의 최종 주소값이 8로 업데이트된다.
한편, 도 8을 통해 설명한 주소 할당 방식을 사용하는 경우 네트워크의 특성상 동시에 전원을 켜고 연결을 요청하는 경우에 주소 중복이 발생하는 경우가 발생 할 수 있으며, 이에 대한 해결 방안을 도 9 내지 도 11을 통해 설명하면 다음과 같다.
도 9 및 도 10은 두 노드의 주소 중복 시의 처리 과정을 설명하기 위한 실시예도이고, 도 11은 세 노드의 주소 중복 시의 처리 과정을 설명하기 위한 실시예도이다.
우선, 중복이 발생할 수 있는 경우는 도 9와 같이 기기 B, C, D가 기기 A로부터 각각 주소값을 할당 받은 상태에서, 거의 동시에 기기 E와 I가 기기 B와 D에게 연결을 요청하는 경우가 있다.
이 경우, 기기 B와 기기 D의 최종 주소값은 4이므로 기기 B와 D는 각각 주소값 5를 기기 E와 기기 I에게 할당한 후, 각각 기기 A에게 업데이트 정보를 보내게 되며, 이 때 기기 E와 기기 I는 중복된 주소를 갖게 된다.
기기 A는 최초 기기로서 주소 할당과 관련한 주소 테이블을 가지므로, 기기 A는 업데이트 정보를 통해 새로 할당한 기기의 주소값과 전체 정보에 포함된 최종 주소값을 비교한다. 따라서, 상기와 같은 경우 기기 A는 기기 B와 기기 D로부터 업데이트 정보를 받자마자, 기기 B와 D가 각각 같은 주소값을 기기 E와 기기 I에게 할당하였음을 알게 된다.
이 때 기기 A는 기기 B와 기기 D 중 하나의 기기를 선택하여 주소를 재조정하라는 주소 재조정 명령을 보내며, 기기 A가 기기 D에게 주소 재조정 명령을 보냈다고 가정하면, 기기 D는 기기 A로부터 받은 새로운 주소값인 주소값 6을 기기 I에 게 할당하여 문제를 해결하게 된다.
여기서, 기기 A는 최종 주소값이 5임을 알고 있으므로, 주소값 6을 할당하라는 주소 재조정 명령을 보낼 수 있으며, 기기 A가 기기 B와 기기 D로부터 수신한 업데이트 정보를 통해 자신의 비컨 페이로드의 최종 주소값을 5로 수정하여 비컨을 전송하므로, 기기 D는 기기 A의 비컨을 듣고 새로 할당할 주소값을 결정할 수도 있다.
한편, 하위 기기로부터 상위 기기로의 업데이트 정보의 전송 시에는, 네트워크 통신 경로를 쉽게 찾을 수 있도록 하기 위하여 주소의 업데이트 정보에 경로를 함께 실어 데이터를 만들어 전송하는 것이 바람직하며, 이에 따라 최초기기는 업데이트 정보를 보고 재조정이 필요한 기기에게 유니캐스트 통신으로 재조정 명령 데이터를 전송할 수 있게 되고, 이를 이용하게 되면 별도로 네트워크 통신을 위해 경로 설정 과정 등을 생략할 수가 있게 되므로 통신 속도 증가 및 유연성을 확보할 수 있게 된다.
다음, 도 10은 기기 I 까지 주소가 할당된 상태에서 기기 X와 Y가 거의 동시에 기기 E와 I에게 연결을 요청하고, 기기 E와 I는 자신의 정보 내에 있는 최종 주소값을 참조하여 기기 X와 Y에게 각각 같은 주소값 7을 할당한 경우의 기기 X와 Y의 주소의 중복을 해결하는 과정을 설명하기 위한 것이다.
기기 E와 I가 자신의 정보 내에 있는 최종 주소값을 참조하여 기기 X와 Y에게 각각 주소값 7을 할당한 후, 기기 E는 기기 B에게 주소값 7을 포함하는 업데이 트 정보를 보내고, 이 정보를 받은 기기 B가 다시 기기 A에게 업데이트 정보를 전송하게 된다.
그리고, 기기 I도 마찬가지 방법으로 기기 A에게 업데이트 정보를 보내게 되고 기기 A는 각각의 업데이트 정보를 받은 후 기기 E와 I가 중복되는 주소값을 할당하였음을 알게 된다.
이 때 기기 A는 기기 E 또는 기기 I 중 하나의 기기를 선택하여(여기서는 기기 I를 선택하였다고 가정함), 업데이트 정보에 함께 있었던 경로 설정 데이터를 보고 안정적으로 기기 I를 향해 주소값 8로 할당하라는 주소 재조정 명령을 전송하며, 이에 따라 기기 I는 주소 재조정 명령을 받고 기기 Y의 주소값을 8로 수정한다.
한편, 기기 A는 기기 E와 I로부터 업데이트 정보를 받고 현재까지 모두 8개의 주소값이 사용됨을 알게 되므로, 자신의 비컨 페이로드의 최종 주소값을 8로 수정한다.
도 11은 기기 D까지 각각 주소가 할당된 상태에서 거의 동시에 기기 E와 G 그리고 I가 각각 기기 B, C, D에게 연결을 요청하는 경우 주소 중복을 해결하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
기기 B, C, D는 각각 자신의 최종 주소값 정보를 바탕으로 기기 E, G, I에게 주소값으로 5를 할당한다. 그 후, 기기 B, C, D는 업데이트 정보를 기기 A에게 보내게 되며, 기기 A는 이 정보를 받고 기기 E, G, I가 중복된 주소값을 사용함을 알 게 된다.
따라서 기기 A는 기기 B, C, D 가운데 임의의 기기 2개를 선택하여 주소값을 수정하기 위한 주소 재조정 명령을 보낸다(여기서는 기기 C, D에게 보낸다고 가정함). 각 주소 재조정 명령에는 주소값 6과 주소값 7의 정보가 포함되며, 기기 A는 최종 주소값을 7로 갱신한다.
주소 재조정 명령을 받은 기기 C와 D는 기기 G와 I에게 새로운 주소값인 6과 7로 수정하며, 이에 따라 각각의 기기는 주소값의 중복 없이 자신의 고유 주소를 갖게 된다.
다음, 도 12 내지 도 16을 통해 앞서 설명한 본 발명의 주소 할당 방법에 의한 각 기기들의 동작 과정을 정리하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 중 최상위 기기가 하위 기기로 주소를 할당함에 의한 최상위 노드의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 최초로 생성된 기기인 최상위 기기는 자신의 주소값을 할당하고, 자신의 주소값을 최종 주소값으로서 관리하여야 한다(S101).
다음, 기기간 디스커버리 과정에 의해, 하위 기기로부터 연결이 요청되면(S102), 상기 최상위 기기는 최종 주소값을 참조로 해당 하위 기기에 주소를 할당한다(S103). 본 발명에서 주소값은 트리 구조의 연결 순서에 따라 순차적으로 할당되며, 바람직하게는 최상위 기기의 주소값에 1을 더한값으로 할당한다.
한편, 본 발명에서는 주소값을 할당한 노드는 반드시 최종 주소값의 갱신을 위한 업데이트 과정을 수행하여야 한다. 따라서, 상기 최상위 기기는 신규로 할당된 주소값에 따라 최종 주소값을 갱신한다(S104).
또한, 상기 최상위 기기에는 복수의 하위 기기가 연결될 수 있으므로, 본 발명의 최상위 기기는 특정 하위 기기로의 주소 할당에 따라 최종 주소값의 갱신이 이루어지면, 하위 기기들로 현재 갱신된 최종 주소값 정보를 포함하는 업데이트 정보를 전송한다(S105).
이 때, 상기 주소를 할당받은 하위 기기의 경우에는, 주소를 할당받음에 따라 자신의 최종 주소값을 자신의 주소값으로서 관리할 수 있으므로, 상기 최상위 기기는 하위 기기들 중 상기 업데이트를 수행하도록 만든 기기 즉, 현재 주소를 할당받은 하위 기기를 제외한 나머지 하위 기기들에게만 업데이트 정보를 전송할 수 있으며, 주소값을 할당한 기기만이 최종 주소값을 관리할 수 있도록 구현되는 경우에는, 모든 하위 기기들로 업데이트 정보를 전송하면 된다.
다음, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 중 하위 기기의 주소 할당에 의한 최상위 기기의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 최초로 생성된 기기인 최상위 기기는 자신의 주소값을 할당하고, 자신의 주소값을 최종 주소값으로서 관리하고 있다가(S201), 도 12의 과정에 따라 하위 기기들의 연결 요청에 의한 주소 할당 과정을 수행한다(S202).
한편, 본 발명에서 주소값을 할당한 기기는 업데이트 과정을 수행하여야 하며, 주소값의 할당은 최상위 기기뿐만 아니라 하위 기기가 연결되는 모든 상위 기기에 의해서도 이루어지므로, 최상위 기기의 최종 주소값 업데이트는 하위 기기로부터의 업데이트 정보 수신에 의해 수행될 수 있다.
즉, 최상위 기기와 연결된 하위 기기가, 또 그 하위 기기로 주소를 할당한 경우에, 상기 주소를 할당한 하위 기기로부터 최상위 기기로 업데이트 정보가 수신되면(S203), 최상위 기기는 자신의 최종 주소값을 갱신하며(S204), 갱신된 최종 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 하위 기기들로 전송한다(S205).
업데이트 정보를 최상위 기기로 전송한 하위 기기의 경우에는, 그 하위 기기로의 주소 할당 후 자신의 최종 주소값을 직접 갱신할 수 있으므로, 상기 최상위 기기는 하위 기기들 중 상기 업데이트를 수행하도록 만든 기기 즉, 현재 업데이트 정보를 최상위 기기로 전송한 하위 기기를 제외한 나머지 하위 기기들에게만 업데이트 정보를 전송할 수도 있다.
그러나, 이 경우 상기 업데이트를 수행하도록 만든 하위 기기가 직접 그 하위의 기기들로도 업데이트 정보를 전송하여야 하고, 또 주소 중복이 발생하는 경우 잘못된 업데이트가 수행될 수도 있으므로, 하위 기기로부터의 업데이트 정보는 무조건 최상위 기기로 올라가고, 이후 최상위 기기의 최종 주소값 전송에 의해 모든 하위 기기들이 최종 주소값 수정을 수행하는 것이 효율상 바람직하다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율 적인 주소 할당 방법 중 하위 기기의 주소 할당에 의한 주소 중복 시의 최상위 기기 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 최상위 기기가 복수의 하위 기기로부터 업데이트 정보를 수신한 경우(S301), 상기 최상위 기기는 복수의 하위 기기가 각각 그 하위 기기들로 할당한 주소값이 동일한지의 여부를 판단할 수 있다.
즉, 현재까지 주소값이 할당된 기기의 개수가 8개인데, 하위 기기들로부터 수신한 업데이트 정보에 포함된 최종 주소값이 7인 경우, 상기 최상위 기기는 두 기기에 동일한 주소값이 할당되었음을 알게 된다.
따라서, 최상위 기기가 중복된 주소의 존재 사실을 인식하면(S302), 상기 최상위 기기는 동일한 주소값을 할당한 두 하위 기기 중 어느 하나의 하위 기기를 선택하여 주소 재조정 명령을 전송하며, 이 때 주소 재조정 명령에는 할당할 주소값 정보를 포함시켜 전송한다(S303).
이에 따라, 주소 재조정 명령을 수신한 하위 기기는 그에 포함된 주소값으로 다시 그 하위 기기의 주소값을 할당하여 줌으로써, 주소의 충돌을 피한다.
또한, 상기 최상위 기기는 주소 재조정 명령에 포함시켜 전송한 주소값 정보에 따라 최종 주소값을 갱신하며(S304), 최종 주소값의 갱신이 이루어짐에 따라 자신의 하위 기기들로 상기 갱신된 최종 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 전송한다(S305).
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율 적인 주소 할당 방법 중 상위 기기로 업데이트 정보를 전송하는 하위 기기 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 상위 기기로부터 주소값을 할당 받은(S401) 하위 기기는, WPAN 영역에 있는 기기들의 주소값이 할당됨에 따라 지속적으로 상위 기기로부터 최종 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 수신하고, 그에 따라 최종 주소값 정보를 관리한다(S402).
다음, 상기와 같이 최종 주소값 정보를 관리하고 있는 하위 기기가 그 하위 기기로부터 연결 요청을 수신하면(S403), 연결 요청을 받은 기기는 최종 주소값을 참조로 상기 연결 요청한 하위 기기에 주소값을 할당한다(S404). 즉, 최종 주소값이 2라면, 주소값 3을 할당한다.
그리고, 주소값을 할당한 기기는 앞서도 언급한 바와 같이 업데이트 과정을 수행하여야 하므로, 이를 위해 상기 주소값을 할당한 기기는 자신의 상위 기기로 업데이트 정보를 전송하며(S405), 이 때 업데이트 정보에는 상기 현재 할당한 주소값 정보가 포함된다.
또한, 본 경우에서와 같이 하위 기기에서 상위 기기로의 업데이트 정보 전송 시, 하위 기기는 경로 설정 정보를 업데이트 정보에 포함시켜 전송하는 것이 바람직하다.
한편, 업데이트 정보를 수신함에 따라, 해당 상위 기기는 만약 자신이 최상위 기기인 경우 업데이트 정보에 따라 최종 주소값 정보를 갱신한 후 다시 하위 기기들로 업데이트 정보를 전송하며, 최상위 기기가 아닌 경우에는 최상위 기기까지 상기 업데이트 정보를 전달함으로써 결국 최상위 기기가 최종 주소값 정보를 갱신할 수 있도록 하여 준다.
마지막으로, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 중 상위 기기로부터의 업데이트 정보 수신시 하위 기기의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 상위 기기로부터 주소값을 할당 받은 하위 기기는, WPAN 영역에 있는 기기들의 주소값이 할당됨에 따라 지속적으로 상위 기기로부터 최종 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 수신하고, 그에 따라 최종 주소값 정보를 관리한다(S501).
이후, 상위 기기로부터 업데이트 정보가 수신되면(S502), 상기 하위 기기는 자신이 관리하고 있는 최종 주소값 정보를 상기 업데이트 정보에 포함된 최종 주소값 정보로 갱신하여 저장하며(S503), 자신에게 연결된 하위 기기들이 더 존재하는 경우에는 그 하위 기기들로도 업데이트 정보를 전송하여(S504) 모든 기기들이 실시간으로 최종 주소값을 갱신, 관리할 수 있도록 한다.
한편, 전술한 실시예에서는 각 기기가 관리하는 주소 할당 정보로서 마지막으로 할당된 주소값 즉, 최종 주소값을 관리하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에서 주소 할당 정보는 최종 주소값일 수도 있고, 다음에 할당할 주소값일 수도 있다.
즉, 각 기기는 연결을 요청하는 새로운 기기에 최종 주소값의 다음 주소값을 할당하기 위해, 이미 할당된 최종 주소값을 관리하거나, 다음에 할당할 다음 주소값을 관리할 수 있다.
전술한 본 발명의 주소 할당 방법은 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)를 통해 비컨 및 데이터 송수신을 수행하는 무선 근거리 개인 통신(WPAN) 기기에 적용된다.
도 17에 도시한 바와 같이, 본 발명의 주소 할당 방법이 적용되는 무선 근거리 개인 통신 기기(100)는 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)를 통해 기기 간 비컨 및 데이터 송수신을 수행하는 통신부(110) 및 기기 간 연결을 위해 주소 할당과 관련된 제반 제어 및 처리를 담당하는 제어부(120)로 구성될 수 있다. 즉, 상기 제어부(120)는 전술한 본 발명의 주소 할당 방법을 실행하는 역할을 담당하며, 다시 한번 정리하여 보면 다음과 같다.
우선 상기 제어부(120)는 하위 기기에 할당할 주소값을 결정하기 위한 주소 할당 정보를 관리한다. 앞서 언급한 바와 같이, 주소 할당 정보는 최종 할당된 주소값이거나, 다음에 할당할 주소값일 수 있다.
최상위 기기의 경우, 상기 제어부(120)는 통신부(110)를 통해 연결을 요청한 하위 기기에게 상기 주소 할당 정보를 참조하여 주소값을 할당한 후, 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송한다.
최상위 기기가 아닌 경우, 상기 제어부(120)는 하위 기기로 주소값을 할당 한 후 주소 할당 정보(업데이트 정보)를 최상위 기기로 전송하여, 최상위 기기를 통해 상기 주소 할당 정보가 네트워크에 있는 모든 하위 기기들로 전송되도록 한다.
또한, 최상위 기기의 경우 상기 제어부(120)는 주소값 할당을 수행한 하위 기기로부터 주소 할당 정보의 갱신이 요청된 경우에, 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 통신부(110)를 통해 자신의 하위 기기들로 전송한다. 최상위 기기가 아닌 경우, 상기 제어부(120)는 하위 기기로부터의 주소 할당 정보 갱신 요청을 최상위 기기로 전달할 수 있고, 상위 기기로부터 수신되는 주소 할당 정보로 자신의 주소 할당 정보를 갱신하거나, 하위 기기로 전달할 수 있다.
한편, 복수개의 기기가 각각 동일한 주소값을 그 하위 기기들로 할당한 경우, 상기 제어부(120)는 동일한 주소값 정보가 포함된 주소 할당 정보 갱신 요청을 수신할 수 있다. 따라서 상기 제어부(120)는 주소값 할당을 수행한 하위 기기로부터의 주소 할당 정보 갱신 요청 시, 복수개의 하위 기기가 동일한 주소값을 할당하였는지의 여부를 판단하고, 복수개의 하위 기기가 동일한 주소값을 할당한 경우, 상기 복수개의 하위 기기가 순차적으로 주소값을 할당하도록 주소 재조정 명령을 전송하여, 동일한 주소값이 복수의 기기로 할당되지 않도록 한다.
이 때, 상기 제어부(120)는 동일한 주소값을 할당한 기기 중 하나의 기기만을 제외한 나머지 기기들로 주소 재조정 명령이 전송되도록 한다. 그리고 주소 재 조정 명령을 수신한 기기에서, 상기 제어부(120)는 주소 재조정 명령에 포함된 주소값 또는 갱신된 최종 주소값을 근거로 주소값을 재할당하는 동작을 수행한다.
한편, 상기 제어부(120)는 자신의 상위 기기 또는 하위 기기로부터 최종 주소값이 수신되면, 수신된 최종 주소값으로 자신이 관리하고 있는 최종 주소값을 갱신할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
전술한 본 발명은 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)에서 연결을 요청한 하위 기기로 주소값을 할당하는 무선 근거리 개인 통신 기기(WPAN 기기)에 적용되며, WPAN 환경에서 각 기기들의 논리 주소값을 효율적으로 분배하고, 서비스 모델에 제한을 두지 않고 최종 주소값을 기준으로 주소값을 할당하여 확장성 및 유동성을 가질 수 있도록 하는 데에 활용될 수 있다.
도 1은 하나의 노드가 보내는 비컨의 전송 간격을 설명하기 위한 도면,
도 2는 두 노드 간 비컨 전송 상황을 설명하기 위한 도면,
도 3은 트리 구조의 깊이(Lm)를 설명하기 위한 도면,
도 4는 주소 블록값을 구하는 수식,
도 5는 엔드 디바이스의 주소값을 구하는 수식,
도 6은 주소 블록값의 일 실시예를 설명하기 위한 수식,
도 7은 종래의 주소 할당 방법에 의한 네트워크의 구성 예,
도 8은 본 발명의 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법을 설명하기 위한 네트워크 구성 예시도,
도 9는 본 발명의 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법에 따르는 두 노드의 주소 중복 시의 처리 과정을 설명하기 위한 일 실시예도,
도 10은 본 발명의 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법에 따르는 두 노드의 주소 중복 시의 처리 과정을 설명하기 위한 다른 실시예도,
도 11은 본 발명의 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법에 따르는 세 노드의 주소 중복 시의 처리 과정을 설명하기 위한 일실시예도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 중 최상위 기기가 하위 기기로 주소를 할당함에 의한 최상위 노드의 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율 적인 주소 할당 방법 중 하위 기기의 주소 할당에 의한 최상위 기기의 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 중 하위 기기의 주소 할당에 의한 주소 중복 시의 최상위 기기 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 중 상위 기기로 업데이트 정보를 전송하는 하위 기기 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법 중 상위 기기로부터의 업데이트 정보 수신시 하위 기기의 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 근거리 개인 통신 기기의 구성도이다.

Claims (24)

  1. 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)에서의 주소 할당 방법으로서, 최상위 기기에서,
    하위 기기에 할당할 주소값을 결정하기 위한 주소 할당 정보를 관리하는 제1단계;
    상기 주소 할당 정보를 참조하여, 상기 최상위 기기에 연결을 요청한 하위 기기에 주소값을 할당하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 주소값이 할당됨에 따라 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송하는 제3단계; 및
    자신의 하위 기기로의 주소값 할당을 수행한 기기로부터 주소 할당 정보의 갱신이 요청되면, 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송하는 제4단계
    를 포함하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계에서 관리되는 주소 할당 정보는 기 할당된 최종 주소값인 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계에서 관리되는 주소 할당 정보는 다음에 할당할 수 있는 주소값인 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    복수개의 하위 기기가 동일한 주소값을 할당한 것으로 판단된 경우에, 상기 복수개의 하위 기기가 순차적으로 주소값을 할당하도록 주소 재조정 명령을 전송하는 단계;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  5. 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)에서의 주소 할당 방법으로서, 최상위 기기에서,
    자신의 주소값을 최종 주소값으로서 관리하는 제1단계;
    상기 최종 주소값을 참조하여, 상기 최상위 기기로 연결을 요청한 하위 기기들로 연결 순서에 따라 순차적으로 다음 주소값을 할당하고, 최종 할당된 주소값으로 상기 최종 주소값을 갱신하여, 그 갱신된 최종 주소값을 하위 기기들로 전송하는 제2단계; 및
    상기 최상위 기기로부터 전송되는 최종 주소값을 보유하고 있는 기기가 그의 하위 기기로 다음 주소값을 할당하여, 할당한 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 상기 최상위 기기로 전송하면, 업데이트 정보에 근거하여 최종 주소값을 갱신하고, 그 갱신된 최종 주소값을 하위 기기들로 전송하는 제3단계
    를 포함하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3단계에서,
    상기 최상위 기기는 자신의 하위 기기 중, 상기 업데이트 정보를 전송한 기기를 제외한 하위 기기들로 최종 주소값을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    상기 최상위 기기가 둘 이상의 하위 기기로부터 업데이트 정보를 수신한 경우, 각 업데이트 정보에 포함된 주소값을 비교하여 동일한 주소값이 중복 할당되었는지의 여부를 판단하는 3-1단계;
    동일한 주소값이 중복 할당된 경우, 동일한 주소값을 할당한 하위 기기 중 어느 하나의 기기를 제외한 나머지 하위 기기로 주소 재조정 명령을 전송하는 3-2 단계; 및
    최종 주소값을 갱신하는 3-3 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 3-2 단계에서,
    상기 최상위 기기는 상기 업데이트 정보에 포함된 주소값을 참조로 다음 주소값을 결정하고, 결정한 주소값 정보를 상기 주소 재조정 명령에 포함시켜 전송하며,
    상기 3-3 단계에서,
    상기 최상위 기기는 상기 주소 재조정 명령에 포함시켜 전송한 주소값 정보에 근거하여 최종 주소값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 3-2 단계에서,
    상기 최상위 기기는 상기 업데이트 정보에 포함된 경로 정보를 이용하여, 주소값의 재조정이 필요한 기기에게 유니캐스트 통신으로 주소 재조정 명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  10. 트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)에서 각 기기의 주소 할당 방법으로서,
    상위 기기로부터 주소값을 할당받아 상위 기기와 트리 구조로 연결되며, 상위 기기로부터 최종 주소값을 수신하여 관리하는 제1단계;
    하위 기기로부터 연결이 요청됨에 따라, 상기 최종 주소값을 참조로 상기 연결을 요청한 하위 기기에 다음 주소값을 할당하는 제2단계; 및
    최상위 기기에 의해 통신 영역 내 모든 기기가 최종 주소값을 업데이트할 수 있도록, 상기 제2단계에서 할당한 주소값을 포함하는 업데이트 정보를 최상위 기기로 전송하는 제3단계
    를 포함하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제3단계 이후,
    상기 최상위 기기로부터 최종 주소값이 수신되면, 자신이 관리하는 최종 주소값을 갱신하는 제4단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제4단계 이후,
    상기 최상위 기기로부터 수신한 최종 주소값을 하위 기기로 전송하는 제5단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제3단계 이후,
    둘 이상의 기기가 동일한 주소값을 할당함에 따라 상기 최상위 기기로부터 주소 재조정 명령이 수신되면, 상기 제2단계에서 주소값을 할당한 하위 기기의 주 소값을 재조정하는 제4단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 최상위 기기로부터 다음에 할당할 주소값을 포함하는 주소 재조정 명령을 수신하는 단계; 및
    상기 제2단계에서 주소값을 할당한 하위 기기의 주소값을 상기 주소 재조정 명령에 포함된 주소값으로 재조정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제3단계에서,
    상기 업데이트 정보를 전송하는 기기는, 업데이트 정보에 경로 정보를 포함시켜 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 개인 통신 네트워크에서의 효율적인 주소 할당 방법.
  16. 무선 근거리 개인 통신(WPAN) 기기로서,
    트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)를 통해 기기 간 비컨 및 데이터 송수신을 수행하는 통신부; 및
    하위 기기에 할당할 주소값을 결정하기 위한 주소 할당 정보를 관리하며, 상기 통신부를 통해 연결을 요청한 하위 기기에게 상기 주소 할당 정보를 참조하여 주소값을 할당한 후 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 하위 기기들로 전송하며, 주소값 할당을 수행한 하위 기기로부터 주소 할당 정보의 갱신이 요청되면, 상기 주소 할당 정보를 다음 주소값으로 갱신하고, 그 갱신된 주소 할당 정보를 상기 통신부를 통해 하위 기기들로 전송하는 제어부;
    를 포함하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    이미 할당된 최종 주소값을 주소 할당 정보로서 관리하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다음에 할당할 수 있는 주소값을 주소 할당 정보로서 관리하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    주소값 할당을 수행한 하위 기기로부터의 주소 할당 정보 갱신 요청 시, 복수개의 하위 기기가 동일한 주소값을 할당하였는지의 여부를 판단하고, 복수개의 하위 기기가 동일한 주소값을 할당한 경우, 상기 복수개의 하위 기기가 순차적으로 주소값을 할당하도록 주소 재조정 명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
  20. 무선 근거리 개인 통신(WPAN) 기기로서,
    트리 구조를 지원하는 무선 개인 통신 네트워크(WPAN)를 통해 비컨 및 데이터 송수신을 수행하는 통신부; 및
    상기 무선 개인 통신 네트워크에 기 연결되어 있는 기기에게 마지막으로 할당된 주소값을 최종 주소값으로서 관리하고, 상기 무선 개인 통신 네트워크에 연결을 요청하는 새로운 기기로 상기 최종 주소값을 참조로 다음 주소값을 할당하는 제어부
    를 포함하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연결을 요청하는 새로운 기기로 주소값을 할당함에 따라 최종 주소값을 갱신하며, 상기 통신부를 통해 자신의 상위 기기 또는 하위 기기로 현재 갱신된 최종 주소값을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 자신의 상위 기기 또는 하위 기기로부터 최종 주소값이 수신되면, 수신된 최종 주소값으로 자신이 관리하고 있는 최종 주소값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는,
    둘 이상의 기기가 동일한 주소값을 각자 하위 기기로 할당함에 따라, 둘 이상의 기기로부터 동일한 주소값을 포함하는 업데이트 정보가 수신되면, 최종 주소값 정보를 갱신하고, 동일한 주소값을 할당한 하위 기기 중 어느 하나의 하위 기기를 제외한 나머지 하위 기기로 주소 재조정 명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제어부는,
    주소 재조정 명령이 수신되면 하위 기기로 주소값을 재할당하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 개인 통신 기기.
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