KR101455717B1 - Method for building an effective network of WPAN devices in WPAN and WLAN based integrated network environment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 네트워크 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 2.4㎓ 대역의 동일한 주파수를 사용하는 IEEE 802.15.4 기반의 WPAN(Wireless Personal Area Network) 과 IEEE 802.11g의 WLAN(Wireless Local Area Network)이 결합된 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 디바이스들의 초기 동작채널 수동설정 가능 여부에 따른 효율적인 네트워크 형성 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, WPAN 디바이스들의 초기 동작채널 수동설정이 가능한 경우에 비-비콘(Non_Beacon) 모드 액티브(Active) 스캔 알고리즘을 적용하고, WPAN 디바이스들의 초기 동작채널 수동설정이 불가능한 경우에 하프 비콘(Half Beacon) 모드의 패시브(Passive) 스캔 알고리즘을 적용하게 되므로, 디바이스들의 자동 WPAN 동작 채널 설정을 통한 효율적이고 원활한 Association이 가능하다.
More particularly, the present invention relates to a wireless personal area network (WPAN) based on IEEE 802.15.4 using the same frequency of 2.4 GHz band and a wireless local area network (WLAN) of IEEE 802.11g The present invention relates to a method of forming an efficient network according to whether a WPAN device can manually set an initial operation channel in a hybrid network environment.
According to the present invention, a non-beacon mode active scanning algorithm is applied when the initial operation channel of the WPAN devices can be manually set, and a half beacon (Half Beacon) Beacon mode passive scanning algorithm is applied. Therefore, it is possible to efficiently and smoothly associate the devices by setting the automatic WPAN operation channel.

Description

WPAN 및 WLAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법{Method for building an effective network of WPAN devices in WPAN and WLAN based integrated network environment}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for forming an efficient network of WPAN devices in a hybrid network environment of WPAN and WLAN,

본 발명은 무선 네트워크 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 2.4㎓ 대역의 동일한 주파수를 사용하는 IEEE 802.15.4 기반의 WPAN(Wireless Personal Area Network) 과 IEEE 802.11g의 WLAN(Wireless Local Area Network)이 결합된 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 디바이스들의 초기 동작채널 수동설정 가능 여부에 따른 효율적인 네트워크 형성 방법에 대한 것이다. More particularly, the present invention relates to a wireless personal area network (WPAN) based on IEEE 802.15.4 using the same frequency of 2.4 GHz band and a wireless local area network (WLAN) of IEEE 802.11g The present invention relates to a method of forming an efficient network according to whether a WPAN device can manually set an initial operation channel in a hybrid network environment.

또한, 본 발명은 WPAN과 WLAN이 결합된 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 디바이스들의 초기 동작채널 수동설정 가능 여부에 따른 효율적인 네트워크 형성 방법을 실행하는 프로그램 명령 코드를 저장하는 저장 매체에 대한 것이다.The present invention also relates to a storage medium storing a program command code for implementing an efficient network forming method according to whether a WPAN device can manually set an initial operation channel in a hybrid network environment in which WPAN and WLAN are combined.

IEEE 802.15.4 프로토콜은 ZigBee라고 불리는 저속 무선 개인영역 네트워크(Wireless Personal Area Network : 이하 'WPAN'라 함) 기술의 물리계층 및 MAC(Media Access Control) 계층의 특성 및 기능들을 규정하고 있다. The IEEE 802.15.4 protocol defines the characteristics and functions of the physical layer and MAC (Media Access Control) layer of a low-speed wireless personal area network (hereinafter referred to as " WPAN ") technology called ZigBee.

IEEE 802.15.4 저속 WPAN은 무선 센서 네트워크에 가장 적합한 프로토콜 중의 하나이다. 저전력, 저속 데이터 전송률 및 저비용 등의 특성을 가지고 있는 WPAN 기술은 네트워크 구성원 내부에 장착되는 각종 장치들과 같이 선 연결이 힘들거나 이동할 때 연결선이 꼬이는 환경에서 중요성을 발휘하여 작전운용 향상을 위해 필수적으로 적용될 수 있다. IEEE 802.15.4 low speed WPAN is one of the most suitable protocols for wireless sensor networks. WPAN technology, which has low power, low data rate and low cost, is essential for improving operational operation because it is important in environments where the connection line is difficult or the connection line is twisted like various devices installed inside the network members. Can be applied.

이러한 WPAN에 네트워크 구성원들 간 영상, 음성, 센서 및 전문 데이터를 송수신하기 위해서는 WLAN이 결합된 복합형 네트워크가 운용될 수 있다.In order to transmit and receive video, voice, sensor, and professional data among network members to the WPAN, a hybrid network combining WLANs can be operated.

(ⅰ) WPAN 동작채널 운용 방식(I) WPAN operation Channel operation method

IEEE 802.15.4 기반의 ZigBee WPAN은 운용 주파수 채널로서 868㎒(유럽), 915㎒(미국), 2.4㎓(전세계) 등의 3가지 대역을 사용한다. 세계적으로 운용이 가능한 2.4㎓ 대역을 분석하면, 채널 개수는 채널 번호 11번부터 26번까지 해서 16개의 채널(2.4㎓~2.4835㎓)이고, 각 채널 간격은 5㎒, 각 채널 당 대역폭은 2㎒이다. 또한, 채널 중심 주파수는 다음식과 같이 표현된다.ZigBee WPAN based on IEEE 802.15.4 uses three bands such as 868MHz (Europe), 915MHz (US) and 2.4GHz (worldwide) as operating frequency channels. According to analysis of the 2.4GHz band which can be operated globally, the number of channels is 16 channels (2.4 GHz to 2.4835 GHz) with channel numbers 11 to 26, each channel interval is 5 MHz, and the bandwidth per channel is 2 MHz to be. In addition, the channel center frequency is expressed by the following equation.

Figure 112013022228622-pat00001
Figure 112013022228622-pat00001

(ⅱ) WLAN 동작채널 운용 방식(Ii) WLAN operation channel operating method

ZigBee WPAN의 운용 주파수 대역과 동일한 2.4㎓~2.4835㎓의 주파수 범위에서 동작하는 IEEE 802.11g 기반의 WLAN은 22㎒ 대역폭 채널 14개가 존재하고, 각 채널 당 간격은 5㎒이다.IEEE 802.11g based WLAN operating in the frequency range of 2.4GHz ~ 2.4835GHz, which is the same as the operating frequency band of ZigBee WPAN, has 14 22MHz bandwidth channels, and the interval per channel is 5MHz.

중심 주파수 간 거리가 적어도 25㎒ 이상이면, 간섭없이 동시에 채널들 사용이 가능하다. IEEE 802.11g 표준 추천 채널은 북미에서는 서로 중첩되지 않는 1번(2401㎒~2423㎒), 6번(2426㎒~2448㎒), 11번(2451㎒~2473㎒) 채널을 사용하고, 유럽에서는 서로 중첩되지 않는 1번(2401㎒~2423㎒), 7번(2431㎒~2453㎒), 13번(2461㎒~2483㎒) 채널을 사용한다.If the distance between the center frequencies is at least 25 MHz, the channels can be used simultaneously without interference. The IEEE 802.11g standard recommendation channel uses channel 1 (2401 MHz to 2423 MHz), channel 6 (2426 MHz to 2448 MHz) and channel 11 (2451 MHz to 2473 MHz) which do not overlap with each other in North America, (2401 MHz to 2423 MHz), 7 (2431 MHz to 2453 MHz), and 13 (2461 to 2483 MHz) channels which are not overlapped with each other are used.

(ⅲ) WPAN과 WLAN 동작채널 운용 비교(Iii) Comparison of WPAN and WLAN operation channel operation

IEEE 802.15.4 기반 ZigBee WPAN과 IEEE 802.11g 기반 WLAN의 2.4㎓ 대역에서의 동작 운용채널을 비교하면 도 1과 같다. 북미 및 유럽의 WLAN 추천 채널들과 중첩되지 않는 ZigBee WPAN 채널들을 확인할 수 있다. FIG. 1 shows a comparison between the operational channels of the IEEE 802.15.4-based ZigBee WPAN and the IEEE 802.11g-based WLAN in the 2.4 GHz band. You can see ZigBee WPAN channels that do not overlap with WLAN recommendation channels in North America and Europe.

WLAN과 ZigBee WPAN의 상호공존을 위해서는 상호 간 중첩되지 않는 주파수 대역을 사용해야 하는데, 예를 들어 특정 통신망의 WLAN을 1번 채널로 고정 사용할 경우, 각각의 구성원에게 15~26번의 12개 채널들 중 하나의 고유 채널을 수동으로 부여하여 ZigBee WPAN 운용을 가능하게 한다.In order to coexist WLAN and ZigBee WPAN, it is necessary to use frequency bands that do not overlap each other. For example, when WLAN of a specific communication network is fixedly used as channel 1, one of 12 channels To allow ZigBee WPAN operation.

하지만, WPAN 각 장치의 크기 및 중량 최소화 요구조건과 전투작전 운용 편리성을 만족시키기 위해서, 장치들의 수동 동작채널 설정이 불가능한 경우가 발생하게 되는데, IEEE 802.15.4 프로토콜에 명시된 네트워크 형성 방식으로는 운용 주파수 충돌을 피할 수 없다.However, in order to satisfy the requirements for minimizing the size and weight of each WPAN device and the operational convenience of combat operation, it is sometimes impossible to set the manual operation channel of the devices. In the network formation method specified in the IEEE 802.15.4 protocol, Frequency collisions can not be avoided.

(ⅳ) 채널 스캔(Iv) channel scan

채널 스캔의 목적은 Association 이전에 기존의 PAN 확인, 새로운 PAN 시작 및 PAN ID 충돌 해결 등의 세 가지로 요약할 수 있다. 모든 디바이스들은 지정된 채널 목록에 따라 Passive 스캔 및 Orphan 스캔을 수행할 수 있다.The purpose of the channel scan can be summarized in three prior to the Association: conventional PAN confirmation, new PAN initiation and PAN ID conflict resolution. All devices can perform Passive and Orphan scans according to the specified channel list.

추가적으로 FFD(Full-Function Device)는 ED(Energy Detection) 스캔과 Active 스캔을 수행할 수 있어야 한다. 디바이스는 MLME-SCAN.request 프리미티브를 통해 채널 스캔을 시작하도록 요구받으며, 채널은 가장 낮은 채널 번호로부터 가장 높은 채널 번호까지 순차적으로 스캔된다. In addition, a full-function device (FFD) must be capable of performing energy detection (ED) and active scanning. The device is requested to initiate a channel scan via the MLME-SCAN.request primitive, and the channel is sequentially scanned from the lowest channel number to the highest channel number.

스캔 기간 동안 디바이스는 Beacon 송신을 중지해야 하고, 가능하면 수행되고 있는 스캔과 관련된 물리계층 데이터 서비스를 통해 수신된 프레임들만을 수용한다. 스캔이 완료되면 디바이스는 Beacon 송신을 재개하고, 스캔 결과는 MLME-SCAN.confirm 프리미티브를 통해 확인한다.During the scan period, the device must stop beacon transmission and accept only frames received through the physical layer data service associated with the scan, if possible. When the scan is complete, the device resumes the beacon transmission and the scan results are verified through the MLME-SCAN.confirm primitive.

ED 스캔에서는 디바이스가 각각의 요구된 채널에서 최고 에너지의 측정치를 획득하게 된다. ED 스캔은 새로운 PAN 시작 이전에 적절한 동작 채널 선택을 위해 장래의 PAN 코디네이터에 의해 사용된다. In an ED scan, the device acquires a measure of the highest energy on each required channel. The ED scan is used by the future PAN coordinator to select the appropriate operating channel prior to starting the new PAN.

ED 스캔 동안 MAC 부 계층은 물리계층 데이터 서비스를 통해 수신된 모든 프레임들을 버려야 한다. 각각의 논리 채널에 대해서

Figure 112013022228622-pat00002
심벌시간 동안 ED 측정을 반복적으로 수행한다.During an ED scan, the MAC sublayer shall discard all frames received via the physical layer data service. For each logical channel
Figure 112013022228622-pat00002
The ED measurement is repeatedly performed during the symbol time.

여기서

Figure 112013022228622-pat00003
은 MLME-SCAN.request 프리미티브의 ScanDuration 파라미터 값이며, 0~14까지의 범위를 갖는 정수이다. 이러한 ED 스캔 기간 동안 획득된 최대 ED 측정치는 채널 목록에 있는 다음 채널로 이동하기 전에 통보되어야 한다. ED 스캔은 저장된 채널 ED 측정 개수가 구현으로 지정된 최대값과 동일하거나, 에너지가 지정된 각각의 논리적 채널들에서 측정되었을 때 중지된다.here
Figure 112013022228622-pat00003
Is the ScanDuration parameter value of the MLME-SCAN.request primitive and is an integer ranging from 0 to 14. The maximum ED measurements obtained during this ED scan period should be reported before moving to the next channel in the channel list. The ED scan is stopped when the number of stored channel ED measurements is equal to the maximum specified by the implementation, or when the energy is measured on each of the specified logical channels.

Active 스캔은 디바이스가 자신의 POS(Personal Operating Space) 내에서 Beacon 프레임을 송신하는 코디네이터를 인지하도록 해준다. 이러한 Active 스캔은 새로운 PAN 시작 이전에 적절한 PAN ID 선택을 위해 장래의 PAN 코디네이터 또는 Association 이전에 Association을 원하는 한 디바이스에 의해 사용될 수 있다. Active scanning allows a device to recognize a coordinator transmitting a Beacon frame within its POS (Personal Operating Space). This active scan can be used by a device that wants association before a future PAN coordinator or association to select an appropriate PAN ID before starting a new PAN.

스캔 기간 동안 MAC부 계층은 Beacon 프레임이 아닌 물리계층 데이터 서비스를 통해 수신된 모든 프레임들을 버려야 한다. 각각의 논리 채널에 대해서 디바이스는 Beacon Request Command를 송신한다. During the scan period, the MAC sublayer shall discard all frames received through the physical layer data service rather than the beacon frame. For each logical channel, the device sends a Beacon Request Command.

Beacon Request Command의 성공적인 송신과 동시에 디바이스는

Figure 112013022228622-pat00004
심벌시간 동안 자신의 수신기를 활성화 한다. 이 기간 동안 디바이스는 모든 Non-beacon 프레임들을 거부하고, PAN descriptor 구조에 모든 고유의 Beacon들에 포함된 정보를 기록한다. Upon successful transmission of the Beacon Request Command, the device
Figure 112013022228622-pat00004
Activate your receiver for symbol time. During this period, the device rejects all non-beacon frames and records the information contained in all unique beacons in the PAN descriptor structure.

Beacon-enabled PAN의 코디네이터가 Beacon Request Command를 수신하면, 그것을 무시하고 평소와 같이 자신의 주기적인 Beacon들 전송을 계속한다. Non beacon-enabled PAN에서 동작하는 코디네이터가 Beacon Request Command를 수신하면, 그 코디네이터는 슬롯없는(unslotted) CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)를 사용하면서 하나의 Beacon 프레임을 송신해야 한다.When the beacon-enabled PAN coordinator receives a Beacon Request Command, it ignores it and continues to transmit its periodic beacons as usual. When a coordinator operating in a non-beacon-enabled PAN receives a beacon request command, the coordinator must transmit a beacon frame using an unslotted CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).

Passive 스캔은 Active 스캔과 같이 디바이스가 자신의 POS 내에서 Beacon 프레임들을 송신하는 코디네이터를 인지하도록 해준다. Active 스캔과의 차이점은 Beacon Request Command가 송신되지 않는다. Passive scanning allows the device to recognize the coordinator sending Beacon frames within its POS, such as Active Scan. The difference from the Active scan is that the Beacon Request Command is not sent.

이러한 형태의 스캔은 Association 이전에 Association을 원하는 디바이스에 의해 사용될 수 있다. 스캔 기간 동안 MAC부 계층은 Beacon 프레임이 아닌 물리계층 데이터 서비스를 통해 수신된 모든 프레임들을 버려야 한다. This type of scan can be used by any device that wants an Association before the Association. During the scan period, the MAC sublayer shall discard all frames received through the physical layer data service rather than the beacon frame.

각 논리 채널에 대해서 디바이스는

Figure 112013022228622-pat00005
심벌시간 동안 자신의 수신기를 활성화한다. 이 기간 동안 디바이스는 모든 Non-beacon 프레임들을 거부하고, PAN descriptor 구조에 모든 고유의 Beacon들에 포함된 정보를 기록한다. For each logical channel, the device
Figure 112013022228622-pat00005
Activate your receiver for symbol time. During this period, the device rejects all non-beacon frames and records the information contained in all unique beacons in the PAN descriptor structure.

결론적으로, Non beacon-enabled PAN에서 디바이스가 Association 수행 시 Passive 스캔은 곤란하며 반드시 Active 스캔이 요구되며, Passive 스캔은 Beacon-enabled PAN에서만 적용이 가능하다.As a result, it is difficult to passive scan when a device performs association in non-beacon-enabled PAN, and active scan is required, and passive scan is applicable only to beacon-enabled PAN.

Orphan 스캔은 디바이스가 동기손실 이후 자신의 코디네이터 재설정 시도를 위해 사용된다. 스캔 기간 동안 MAC부 계층은 Coordinator realignment command 프레임이 아닌 물리계층 데이터 서비스를 통해 수신된 모든 프레임들을 버려야 한다.The Orphan scan is used by the device to attempt to reset its coordinator after a loss of synchronization. During the scan period, the MAC sublayer shall discard all frames received through the physical layer data service, not the Coordinator realignment command frame.

각각의 논리 채널에 대해서 디바이스는 Orphan notification command를 송신하고, 송신 성공과 동시에 자신의 수신기를 macResponseWaitTime 심벌 동안 활성화 시킨다. For each logical channel, the device sends an Orphan notification command and simultaneously activates its receiver during the macResponseWaitTime symbol upon successful transmission.

디바이스가 성공적으로 이 시간 안에 Coordinator realignment command를 수신하면 스캔을 종료한다. 코디네이터가 Orphan notification command를 수신하면, MLME는 MLME-ORPHAN.indication 프리미티브를 다음 상위계층으로 송신해야 한다.When the device successfully receives the Coordinator realignment command within this time, the scan is terminated. When the coordinator receives the Orphan notification command, the MLME shall send the MLME-ORPHAN.indication primitive to the next higher layer.

그 다음 상위계층은 그 프리미티브에 의해 표시된 디바이스의 포함 여부 확인을 위해 자신의 디바이스 리스트를 검색한다. 그 디바이스의 기록을 찾게 되면, 상위계층은 MLME-ORPHAN.response 프리미티브를 사용하여 Orphaned 디바이스에게 Coordinator realignment command를 송신한다.The upper layer then searches its device list for confirmation of the inclusion of the device indicated by the primitive. When the record of the device is found, the upper layer sends a Coordinator realignment command to the Orphaned device using the MLME-ORPHAN.response primitive.

디바이스를 검색하고 Coordinator realignment command를 송신하는 과정은 macResponseWaitTime 심벌 기간 안에 이루어져야 한다. Coordinator realignment command는 자신의 현재 PAN ID, macPANId, 현재 논리 채널, 채널 페이지 및 Orphaned 디바이스의 16비트 Short Address를 포함해야 한다. The process of searching for a device and sending a Coordinator realignment command should be done within the macResponseWaitTime symbol period. The Coordinator realignment command shall include its current PAN ID, macPANId , the current logical channel, the channel page, and the 16-bit Short Address of the Orphaned device.

만약 코디네이터의 상위계층이 디바이스의 기록을 찾지 못하면, MLME-ORPHAN.indication 프리미티브를 무시하고, Coordinator realignment command를 송신하지 않는다. Orphan 스캔은 디바이스가 Coordinator realignment command를 수신하거나, 지정된 논리 채널 셋이 스캔되었을 때 종료되어야 한다.If the upper layer of the coordinator does not find the record of the device, it ignores the MLME-ORPHAN.indication primitive and does not send the Coordinator realignment command. The Orphan scan must be terminated when the device receives the Coordinator realignment command or the specified logical channel set is scanned.

상기에서 언급한 바와 같이 WPAN과 WLAN이 2.4㎓의 동일한 주파수 대역을 사용하는 경우, 주파수 충돌이 발생할 수 있다. 특히, WPAN의 각 장치의 크기 및 중량 최소화 요구조건과 전투작전 운용 편리성을 만족시키기 위해서 장치들의 수동 WPAN 동작채널 설정이 불가능한 경우가 발생하게 된다. As mentioned above, when WPAN and WLAN use the same frequency band of 2.4 GHz, frequency collision may occur. In particular, in order to satisfy the requirements for minimizing the size and weight of each device of the WPAN and the operational convenience of the combat operations, it may become impossible to set the manual WPAN operation channel of the devices.

그러나, IEEE 802.15.4 프로토콜에 명시된 네트워크 형성 방식으로는 두 네트워크 간 운용 주파수 충돌 문제의 해결이 불가능하다. However, with the network formation method specified in the IEEE 802.15.4 protocol, it is impossible to solve the operating frequency collision problem between the two networks.

이러한 복합형 네트워크 구조에서 운용 주파수 충돌 문제를 극복하기 위하여 WPAN 장치들의 자동 동작채널 설정 알고리즘을 통한 효율적이고 원활한 복합형 네트워크 형성 기술이 요구되고 있다.In order to overcome the problem of operating frequency collision in such a hybrid network structure, an efficient and smooth hybrid network forming technique using automatic operation channel setting algorithm of WPAN devices is required.

1. 한국등록특허번호 제10-1040218호1. Korean Patent No. 10-1040218 2. 한국공개특허번호 제10-2007-0029927호2. Korean Patent Publication No. 10-2007-0029927

본 발명은 위 배경기술에서 제기된 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 효율적이고 원활한 결합(Association)을 통한 WPAN 형성이 가능한 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention provides a method for forming an efficient network of WPAN devices in a hybrid network environment of WLAN and WPAN capable of forming a WPAN by efficient and smooth association, which is proposed in order to solve the problem raised in the above background art. It has its purpose.

또한, 본 발명은 디바이스들의 자동 WPAN 동작 채널 설정을 통한 효율적이고 원활한 Association이 가능한 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an efficient network forming method of WPAN devices in a hybrid network environment of WLAN and WPAN capable of efficient and smooth association through automatic WPAN operation channel setting of devices.

또한, 본 발명은 각 디바이스의 크기 및 중량을 최소화시킬 수 있고, 전투작전 운용 편리성을 증대시킬 수 있는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an efficient network forming method of WPAN devices in a hybrid network environment of WLAN and WPAN which can minimize the size and weight of each device and increase the operational convenience of combat operations have.

또한, 본 발명은 위에 기술된 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법을 실행하는 프로그램 명령 코드를 저장하는 저장 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.It is still another object of the present invention to provide a storage device for storing program command codes for implementing an efficient network forming method of WPAN devices in a hybrid network environment of WLAN and WPAN as described above.

본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 효율적이고 원활한 결합(Association)을 통한 WPAN 형성이 가능한 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법을 제공한다.The present invention provides a method of forming an efficient network of WPAN devices in a hybrid network environment of WLAN and WPAN capable of forming a WPAN by efficient and smooth association in order to achieve the above-described problems.

상기 효율적인 네트워크 형성 방법은, The efficient network forming method includes:

제 1 디바이스와 제 1 코디네이터를 갖는 제 1 서브 WPAN(Wireless Personal Area Network)와, 상기 제 1 서브 WPAN과 동일한 운용 주파수 대역에서 동작하는 제 2 디바이스와 제 3 디바이스와 제 2 코디네이터를 갖는 제 2 서브 WPAN를 보유한 제 1 구성원과 상기의 2개의 서브 WPAN과 운용 주파수를 제외한 나머지 부분에서 동일한 WPAN들을 보유한 제 2 구성원을 연결하는 WLAN(Wireless Local Area Network)를 포함하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법에 있어서,A first sub-WPAN (Wireless Personal Area Network) having a first device and a first coordinator; a second device operating in the same operating frequency band as the first sub-WPAN; and a second sub-device having a third device and a second coordinator In a hybrid network environment of a WLAN and a WPAN including a first member having a WPAN and a WLAN (Wireless Local Area Network) connecting the two sub WPANs and a second member having the same WPANs except for the operating frequency, In an efficient network formation method of WPAN devices,

상기 WLAN의 동작 채널을 회피한 상기 제 1 코디네이터 및 제 2 코디네이터의 동작 채널을 수동으로 선택하는 동작 채널 수동 선택 단계;Manually selecting an operation channel of the first coordinator and the second coordinator that avoids the operation channel of the WLAN;

상기 제 1 코디네이터 및 제 2 코디네이터가 코딩된 PAN ID, 동작 채널 및 쇼트 어드레스가 결정된 상태에서 WPAN 통신을 생성하는 WPAN 통신 생성 단계;A WPAN communication generating step of generating a WPAN communication in a state in which the first coordinator and the second coordinator are coded with the PAN ID, the operation channel, and the short address;

상기 제 1 디바이스, 제 2 디바이스 및 제 3 디바이스들의 최초 동작채널 수동 설정이 가능한 지를 판단하는 최초 동작 채널 수동 설정 여부 판단 단계; 및 Determining whether a first operation channel is set manually, determining whether a first operation channel of the first device, the second device, and a third device can be set manually; And

상기 동작 채널 수동 설정 여부에 따라 상기 디바이스들 중 하나와 코디네이터들 중 하나간 결합(Association)을 수행하여 정상 WPAN 통신을 형성하는 통신 형성 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Forming a normal WPAN communication by performing association between one of the devices and one of the coordinators according to whether the operation channel is set manually; And a control unit.

이때, 상기 최초 동작 채널 수동 설정 여부 판단 단계에서, 상기 디바이스들의 최초 동작채널 수동 설정이 가능한 경우, 비-비콘 모드의 액티브(Active) 스캔 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, in the step of determining whether to manually set the first operation channel, when the first operation channel of the devices can be manually set, the active scanning algorithm of the non-beacon mode is applied.

또한, 상기 디바이스들은 수동 선택된 1 개의 채널에서만 액티브 스캔을 수행하고, 액티브 스캔 수행 시 비콘 요청 코맨드(Beacon Request Command)의 목적지(Destination) PAN(Personal Area Network) ID를 자신의 코딩된 PAN ID를 적용하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the devices perform active scanning only on one manually selected channel, and when performing an active scan, a destination PAN (Personal Area Network) ID of a beacon request command is applied to the coded PAN ID .

또한, 상기 비콘 요청 코맨드의 목적지 어드레스(Destination Address)는 브로드캐스트 쇼트 어드레스(Broadcast Short Address)인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the destination address of the beacon request command may be a broadcast short address.

또한, 상기 목적지 어드레스(Destination Address)는 0xffff를 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the destination address may be 0xffff.

또한, 상기 코딩은 하드 코딩인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the coding may be hard-coding.

또한, 상기 코디네이터들에 대하여 각각 상이한 PAN ID 설정이 하드 코딩 처리되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, a different PAN ID setting may be hard-coded for the coordinators.

또한, 상기 코디네이터들은 최초에 WPAN 동작 채널 수동 선택이 가능하고, 비-비콘 사용(Non beacon-enabled) 모드에서 동작한다고 가정되는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the coordinators may be configured to manually select a WPAN operation channel first, and to operate in a non-beacon-enabled mode.

또한, 상기 통신 형성 단계는, 상기 디바이스들이 액티브 스캔 수행 중 수신된 비콘 프레임의 PAN 디스크립터(descriptor) 기반 코디네이터로 MAC PIB(Media Access Control Personal Area Network Information Base) 특성 파라미터 설정 후 결합을 수행하여 WPAN을 형성시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the communication forming step, the devices associate with a PAN descriptor-based coordinator of a beacon frame received during an active scan and set a MAC PIB (Personal Area Network Information Base) characteristic parameter, And the like.

또한, 상기 코디네이터들은 운용 중인 WLAN 동작 채널을 회피하여 최초부터 채널 수동 선택이 가능하며, 전원 인가 후 코디네이터로서 동작 기능을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the coordinators can manually select a channel from the beginning by avoiding a WLAN operation channel in operation, and have an operation function as a coordinator after power is applied.

한편으로, 상기 최초 동작 채널 수동 설정 여부 판단 단계에서, 상기 디바이스들의 최초 동작채널 수동 설정이 불가능한 경우, 하프 비콘(Half Beacon) 모드의 패시브(Passive) 스캔 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 할 수 있다.In a case where it is impossible to manually set the first operation channel of the devices in the step of determining whether to manually set the first operation channel, a passive scanning algorithm of Half Beacon mode may be applied.

여기서, 상기 코디네이터들은 슬롯없는(unslotted) CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access)/(Collision avoidance)를 적용하여 비콘(Beacon) 프레임을 주기적으로 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the coordinators periodically transmit a beacon frame by applying an unslotted CSMA / CA / Collision Avoidance scheme.

또한, 상기 비콘 프레임의 송신 주기는 상기 디바이스들의 패시브(Passive) 스캔 기간과 상대적 관계를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.The transmission period of the beacon frame may be determined in consideration of a passive scan period and a relative relation of the devices.

또한, 상기 패시브 스캔의 기간은 상기 코디네이터들의 비콘 프레임 송신 주기의 상대적 관계를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.The period of the passive scan may be determined in consideration of the relative relationship of the beacon frame transmission periods of the coordinators.

또한, 상기 디바이스들 각각은 전원 인가 후 WPAN 전체 채널에 대해 패시브 스캔을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, each of the devices performs a passive scan on all the WPAN channels after power is applied.

또한, 상기 디바이스들 각각은 전체 Passive 스캔 기간 동안 수신한 비콘 프레임들 중 자신과 동일한 PAN ID와 가장 큰 LQI(Link Quality Indicator)를 갖는 비콘 프레임의 PAN 디스크립터 기반으로 상기 디바이스 자신의 결합 대상 코디네이터를 선택하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, each of the devices selects the association target coordinator of the device itself based on the PAN ID of the beacon frames received during the entire passive scan period and the PAN descriptor of the beacon frame having the highest link quality indicator (LQI) .

또한, 상기 디바이스들은 MAC PIB(Media Access Control Personal Area Network Information Base) 특성 파라미터 설정 후 선택한 상기 코디네이터로 결합을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the devices perform association with the coordinator selected after setting the MAC PIB (Media Access Control Personal Area Network Information Base) property parameter.

또한, 상기 통신 형성 단계는, 상기 코디네이터의 관리 대상 모든 디바이스들에게 쇼트 어드레스를 할당하는 지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The communication forming step may include determining whether to assign a short address to all the devices to be managed by the coordinator.

또한, 상기 쇼트 어드레스의 크기는 16비트인 것을 특징으로 할 수 있다.The size of the short address is 16 bits.

또한, 판단결과, 상기 코디네이터가 관리 대상 모든 디바이스들에게 쇼트 어드레스를 미 할당하면, 비콘 프레임의 주기적 송신을 유지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, if it is determined that the coordinator does not assign a short address to all the devices to be managed, the beacon frame is periodically transmitted.

또한, 판단결과, 상기 코디네이터가 관리 대상 모든 디바이스들에게 쇼트 어드레스를 할당하면, 비콘 프레임의 주기적 송신을 중지하는 것을 특징으로 할 수 있다.If the coordinator assigns a short address to all the devices to be managed as a result of the determination, the beacon frame is periodically stopped.

또한, 상기 WPAN은 클러스터 트리(Cluster Tree) 구조를 갖는 토폴로지를 형성하며, 비-비콘 사용 모드에서 동작하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the WPAN forms a topology having a cluster tree structure, and operates in a non-beacon use mode.

또한, 상기 제 1 디바이스는 음성 송수신기이고, 상기 제 1 코디네이터는 통신기이고, 상기 제 2 코디네이터는 개인정보처리기이고, 상기 제 2 디바이스는 정보입력기이며, 상기 제 3 디바이스는 생체 환경 센서인 것을 특징으로 할 수 있다.The first device may be a voice transceiver, the first coordinator may be a communicator, the second coordinator may be a personal information processor, the second device may be an information input device, and the third device may be a bio- can do.

또 다른 한편으로, 본 발명의 다른 실시예는, 위에서 기술된 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법을 실행하는 프로그램 명령 코드를 저장하는 저장 매체를 제공한다.On the other hand, another embodiment of the present invention provides a storage medium for storing program instruction codes that implement a method for efficient network formation of WPAN devices in a hybrid network environment of WLAN and WPAN as described above.

본 발명에 따르면, WPAN 디바이스들의 초기 동작채널 수동설정이 가능한 경우에 비-비콘(Non_Beacon) 모드 액티브(Active) 스캔 알고리즘을 적용하게 되면, 효율적이고 원활한 결합(Association)을 통한 WPAN 형성이 가능하다. According to the present invention, if a non-beacon mode active scanning algorithm is applied when WPAN devices can manually set an initial operation channel, it is possible to form WPANs through efficient and smooth association.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는, WPAN 디바이스들의 초기 동작채널 수동설정이 불가능한 경우에 하프 비콘(Half Beacon) 모드의 패시브(Passive) 스캔 알고리즘을 적용하게 되면, 디바이스들의 자동 WPAN 동작 채널 설정을 통한 효율적이고 원활한 Association이 가능하다는 점을 들 수 있다.Another effect of the present invention is that if a passive scanning algorithm of Half Beacon mode is applied when the initial operation channel of WPAN devices can not be manually set, And a smooth association is possible.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 효율적이고 원활한 Association이 가능하게 됨에 따라 각 디바이스의 크기 및 중량을 최소화시킬 수 있고, 전투작전 운용 편리성을 증대시킬 수 있다는 점을 들 수 있다.Another advantage of the present invention is that efficient and smooth association is possible, so that the size and weight of each device can be minimized, and the operational convenience of combat operations can be increased.

도 1은 일반적인 2.4㎓ 대역 ZigBee WPAN과 WLAN의 동작 운용채널을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 WPAN과 WLAN이 결합된 복합형 네트워크 시스템 모델을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 Half Beacon 모드의 Passive 스캔 알고리즘에서 디바이스의 코디네이터 선택 과정을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합형 네트워크 구조에서 WPAN 디바이스들의 동작채널 수동설정 불가능한 경우(b), WPAN 형성 과정을 도시한 순서도이다.
도 5는 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 복합형 네트워크 구조에서 WPAN 디바이스들의 동작채널 수동설정 가능한 경우(a), WPAN 형성 과정을 도시한 순서도이다.
1 is a diagram showing operation channels of a general 2.4 GHz band ZigBee WPAN and a WLAN.
FIG. 2 is a diagram illustrating a hybrid network system model in which a WPAN and a WLAN are combined according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a process of selecting a coordinator of a device in a passive scanning algorithm in a Half Beacon mode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of forming a WPAN when the operation channel of the WPAN devices can not be set manually in the hybrid network structure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of forming a WPAN in a hybrid network structure according to another embodiment of the present invention, in which the operation channel of the WPAN devices can be manually set (a).

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 시스템 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an efficient network forming system and method of WPAN devices in a hybrid network environment of a WLAN and a WPAN according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 WPAN과 WLAN이 결합된 복합형 네트워크 시스템 모델을 보여주는 도면이다. 본 발명의 일실시예를 위한 시스템 모델은 도 2와 같은 Point to Point 환경에서 한 구성원 내의 ZigBee WPAN과 WLAN이 복합적으로 운용되는 네트워크 시스템 모델을 참조한다. FIG. 2 is a diagram illustrating a hybrid network system model in which a WPAN and a WLAN are combined according to an embodiment of the present invention. The system model for an embodiment of the present invention refers to a network system model in which a ZigBee WPAN and a WLAN in one member operate in a complex manner in a point-to-point environment as shown in FIG.

도 2를 참조하면, 복합형 네트워크 시스템(200)은 제 1 WPAN(210) 및 제 2 WPAN(220)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 2, the hybrid network system 200 includes a first WPAN 210 and a second WPAN 220.

제 1 WPAN(210)은 코디네이터 역할을 수행하는 통신기(또는 '코디네이터 1'라고 함)(212) 및 개인정보처리기(또는 '코디네이터 2'라고 함)(213)와 디바이스 역할을 수행하는 음성 송수신기(또는 '디바이스 1'라고 함)(211), 정보 입력기(또는 '디바이스 2'라고 함)(214) 및 생체 환경 센서(또는 '디바이스 3'라고 함)(215) 등으로 구성되어 있다. The first WPAN 210 includes a communicator (or 'coordinator 1') 212 and a personal information processor (or 'coordinator 2') 213 serving as a coordinator and a voice transceiver (Hereinafter referred to as "device 1") 211, an information input device (or device 2) 214 and a bio-environmental sensor (or device 3) 215.

코디네이터 1(212)과 디바이스 1(211)은 PAN ID=1을 가지는 제 1 서브-WPAN(210-1)을 구성하고, 코디네이터 2(213), 디바이스 2(214) 및 디바이스 3(215)은 PAN ID=2를 가지는 제 2 서브-WPAN(210-2)을 구성한다.The coordinator 2 213, the device 2 214 and the device 3 215 constitute the first sub-WPAN 210-1 having the PAN ID = 1, And a second sub-WPAN 210-2 having PAN ID = 2.

이와 유사하게, 제 2 WPAN(220)은 통신기(또는 '코디네이터 1'라고 함)(222) 및 개인정보처리기(또는 '코디네이터 2'라고 함)(223)와 디바이스 역할을 수행하는 음성 송수신기(또는 '디바이스 1'라고 함)(221), 정보 입력기(또는 '디바이스 2'라고 함)(224) 및 생체 환경 센서(또는 '디바이스 3'라고 함)(225) 등으로 구성되어 있다. Similarly, the second WPAN 220 may include a voice transceiver (or " coordinator 2 ") that acts as a device with a communicator (also referred to as a 'coordinator 1') 222 and a personal information processor (Hereinafter referred to as "device 1") 221, an information input device (or device 2) 224, and a bio-environmental sensor (or device 3)

또한, 코디네이터 1(222)과 디바이스 1(221)은 PAN ID=1을 가지는 제 1 서브-WPAN(220-1)을 구성하고, 코디네이터 2(223), 디바이스 2(224) 및 디바이스 3(225)은 PAN ID=2를 가지는 제 2 서브-WPAN(220-2)을 구성한다.The coordinator 1 222 and the device 1 221 constitute a first sub-WPAN 220-1 having PAN ID = 1 and the coordinator 2 223, the device 2 224 and the device 3 225 ) Constitute a second sub-WPAN 220-2 having PAN ID = 2.

도 2를 계속 참조하여 설명하면, 도 2에서 실선 화살표(201)는 데이터 프레임 흐름도를 표시하고, 점선 화살표(202)는 맥 코맨드(MAC Command) 프레임 및 ACK 프레임 등 데이터 프레임 이외의 프레임 흐름도를 나타낸다. 2, a solid line arrow 201 indicates a data frame flow chart, and a dotted arrow 202 indicates a frame flow diagram other than a data frame such as a MAC Command frame and an ACK frame .

또한, 코디네이터 1(212,222)과 코디네이터 2(213,223)는 이더넷(Ethernet)선(203)으로 연결된다. 도 2에 적용된 WPAN은 클러스터 트리(Cluster Tree) 구조를 갖는 토폴로지를 형성하며, Non beacon-enabled 모드에서 동작한다. In addition, the coordinators 1 and 212 and the coordinators 2 and 213 are connected by an Ethernet line 203. The WPAN applied in FIG. 2 forms a topology having a cluster tree structure and operates in a non-beacon-enabled mode.

도 2를 계속 참조하여 네트워크 운용 개념을 살펴보면, 구성원 1에 해당하는 제 1 WPAN(210)의 디바이스 1(211)에서 생성된 음성 데이터는 코디네이터 1(212)을 거쳐 WLAN 통신망(250)을 이용하여 구성원 2에 해당하는 제 2 WPAN(220)의 코디네이터 1(222)에 수신되고, 최종적으로 WPAN을 통하여 제 2 WPAN(220)의 디바이스 1(221)로 수신된다.2, the voice data generated in the first device 211 of the first WPAN 210 corresponding to the member 1 is transmitted to the first WPAN 210 via the WLAN communication network 250 via the coordinator 1 212, Is received by the coordinator 1 222 of the second WPAN 220 corresponding to the member 2 and finally received by the device 1 221 of the second WPAN 220 through the WPAN.

부연하면, 코디네이터 2(213)의 제어를 위해 디바이스 2(214)로부터 송신되는 정보입력 데이터는 코디네이터 2(213)로부터 ACK(ACKnowledge) 프레임을 요구한다. 구성원의 심전도 및 체온 정보 등을 포함하는 생체센서 데이터는 디바이스 3(215)에서 코디네이터 2(213)로 송신되고, 코디네이터 2(213)로부터 ACK 프레임을 요구한다. The information input data transmitted from the second device 214 for control of the coordinator 2 213 requests an ACK (ACKnowledge) frame from the coordinator 2 213. [ Biometric sensor data including electrocardiogram and body temperature information of the member are transmitted from the third device 215 to the second coordinator 213 and request an ACK frame from the second coordinator 213. [

구성원 1에 해당하는 제 1 WPAN(210)의 코디네이터 1(212)은 음성 데이터 및 이더넷을 통해 코디네이터 2(213)로부터 수신한 영상, 센서 및/또는 전문 데이터를 WLAN 통신을 이용하여 구성원 2에 해당하는 제 2 WPAN(220)의 코디네이터 1(222)로 송신하는 기능을 수행한다. 코디네이터 2(213,223)는 지도기반 전술 데이터, 전문, 타 구성원의 영상 및/또는 생체정보 제공 등의 종합적인 기능을 수행한다. The coordinator 1 212 of the first WPAN 210 corresponding to the member 1 transmits the video, sensor and / or specialized data received from the coordinator 2 213 via the voice data and Ethernet to the member 2 To the first coordinator 1 (222) of the second WPAN (220). The coordinator 2 (213, 223) performs comprehensive functions such as map-based tactical data, specialty, and image and / or biometric information of other members.

본 발명의 일실시예에서는 동일한 주파수 대역에서 운용되는 WPAN과 WLAN으로 구성된 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 디바이스들의 동작채널 수동 선택 가능 여부에 따른 효율적인 복합형 네트워크 형성 기술을 제안한다. In one embodiment of the present invention, an efficient hybrid network forming technique according to whether a WPAN device can manually select an operation channel in a hybrid network environment composed of WPAN and WLAN operating in the same frequency band is proposed.

따라서, 도 2에서 코디네이터 1(212,222)과 코디네이터 2(213,223)는 최초에 WPAN 동작 채널 수동 선택이 가능하고, 비-비콘 사용(Non beacon-enabled) 모드에서 동작한다고 가정한다. 이에 따라, 2가지 경우로 설명한다.
Accordingly, it is assumed in FIG. 2 that the coordinators 1 and 212 and the coordinators 213 and 223 can manually select a WPAN operation channel first and operate in a non-beacon-enabled mode. Accordingly, two cases will be described.

(a) 디바이스의 동작채널 수동 설정 가능 경우(Non_Beacon 모드에서 Active 스캔 적용)(a) When the device's operation channel can be set manually (Active scan in Non-Beacon mode)

도 2에서 디바이스 1(211,221), 디바이스 2(214,224) 및 디바이스 3(215,225)이 수동으로 WPAN 동작채널 설정이 가능한 경우를 고려한다. 코디네이터 1(212,222)과 코디네이터 2(213,223)는 운용 중인 WLAN 동작 채널을 회피하여 최초부터 채널 수동 선택이 가능하며, 전원 인가 후 코디네이터로서 동작 의도를 가진다. 2, it is considered that the device 1 (211, 221), the device 2 (214, 224), and the device 3 (215, 225) can manually set the WPAN operation channel. Coordinators 1 and 212 and Coordinators 2 and 213 and 223 can manually select a channel from the beginning by avoiding a WLAN operation channel in operation and have an intention to operate as a coordinator after power is applied.

채널 수동 선택이 가능하므로 ED(Energy Detection) 스캔이 필요 없으며, 코디네이터 1(212,222) 및 코디네이터 2(213,223)에 대해 각각 상이한 PAN(Personal Area Network) ID 설정이 Hard coding 처리될 수 있으므로 Active 스캔도 요구되지 않는다. Since it is possible to manually select a channel, an ED (Energy Detection) scan is not required and a different PAN (Personal Area Network) ID setting can be hard-coded for the coordinators 1 and 212 and the coordinators 2 and 213 It does not.

PAN ID, 동작 채널 및 자신의 쇼트 어드레스(Short Address)가 결정된 상태에서 PAN을 생성시키는 동작을 수행한다. 디바이스 1(211,221), 디바이스 2(214,224) 및 디바이스 3(215,225)은 운용 중인 WLAN 동작 채널을 회피하여 최초부터 채널 수동 선택이 가능하며, 전원 인가 후 디바이스로서 디바이스 1(211,221)은 코디네이터 1(212,222))로, 디바이스 2(214,224) 및 디바이스 3(215,225)은 코디네이터 2(213,223)로 결합(Association) 수행 의도를 갖는다. And generates a PAN in a state in which the PAN ID, the operation channel, and the short address thereof are determined. The device 1 (211, 221), the device 2 (214, 224) and the device 3 (215, 225) can manually select the channel from the beginning by avoiding the WLAN operating channel in operation. ), And the device 2 (214, 224) and the device 3 (215, 225) have an intention to perform association with the coordinator 2 (213, 223).

상기 3개의 디바이스들은 수동 선택된 한 개의 채널에서만 액티브(Active) 스캔을 수행하며, 각각의 디바이스들에 대해 적절한 PAN ID 설정이 하드 코딩(Hard coding) 처리 가능하므로 액티브(Active) 스캔 수행 시 비콘 요청 코맨드(Beacon Request Command)의 목적지(Destination) PAN ID를 자신에게 Hard coding된 PAN ID로 적용하고, 목적지 어드레스(Destination Address)는 브로드캐스트 쇼트 어드레스(Broadcast Short Address)인 0xffff를 적용한다. The three devices perform active scanning only on one manually selected channel and the appropriate PAN ID setting for each of the devices can be hard-coded. Therefore, when performing an active scan, the beacon request command The destination PAN ID of the beacon request command is applied as a hard-coded PAN ID and the destination address is a broadcast short address 0xffff.

Active 스캔 수행 중 수신된 비콘(Beacon) 프레임으로부터 추출된 PAN 디스크립터(descriptor)에 기반하여 MAC PIB(Media Access Control Personal Area Network Information Base) 특성 파라미터 설정 후, Association을 수행하여 WPAN을 구성한다.After setting the MAC PIB parameter based on the PAN descriptor extracted from the received beacon frame during the active scan, Association is performed to configure the WPAN.

(b) 디바이스의 동작채널 수동 설정 불가능 경우(Half Beacon 모드에서 Passive 스캔 적용)(b) When the operation channel of the device can not be set manually (Passive scan in Half Beacon mode)

이 경우, 도 2에서 디바이스 1(211,221), 디바이스 2(214,224) 및 디바이스 3(215,225)이 수동으로 WPAN 동작채널 설정이 불가능한 경우를 고려한다. 코디네이터 1(212,222)과 코디네이터 2(213,223)는 상기에서 언급한 바와 같이 디바이스들의 WPAN 동작채널 수동 설정이 가능한 경우와 동일하게 WPAN을 생성시키는 동작을 수행한다.In this case, it is considered that the device 1 (211, 221), the device 2 (214, 224) and the device 3 (215, 225) can not manually set the WPAN operation channel in FIG. As described above, the coordinators 1 and 212 and the coordinators 2 and 213 perform operations to generate a WPAN in the same manner as in the case where manual configuration of the WPAN operation channel of the devices is possible.

WPAN을 생성시키면 응용계층 처리에 의한 Beacon 프레임 주기적 송신을 실시하고, 매체접속제어 방식은 슬롯없는(unslotted) CSMA/CA를 사용한다. 여기서 송신 주기는 디바이스의 Passive 스캔 기간과 상대적 관계를 고려하여 결정한다. When the WPAN is generated, the beacon frame periodic transmission is performed by the application layer processing, and the medium access control method uses the unslotted CSMA / CA. Here, the transmission period is determined in consideration of the passive scan period and the relative relationship of the device.

디바이스 1(211,221), 디바이스 2(214,224) 및 디바이스 3(215,225)은 최초 채널 수동 선택이 불가능한 상황에서 전원 인가 후 디바이스로서 디바이스 1(211,221)은 코디네이터 1(212,222)로, 디바이스 2(214,224) 및 디바이스 3(215,225)은 코디네이터 2(213,223)로 결합(Association) 수행 의도를 갖는다. The device 1 (211,221), the device 2 (214,224), and the device 3 (215,225) are devices after power-on in the situation where manual selection of the first channel is impossible, The device 3 (215, 225) has an intention to perform association with the coordinator 2 (213, 223).

각각의 디바이스는 WPAN 전체 채널에 대해 패시브(Passive) 스캔을 실시하게 되는데 스캔 기간은 코디네이터 1과 코디네이터 2의 Beacon 프레임 송신 주기의 상대적 관계를 고려한다. Each device performs a passive scan on the entire channel of the WPAN. The scan period considers the relative relationship of the beacon frame transmission periods of the coordinator 1 and the coordinator 2.

Passive 스캔 시 수신된 Beacon 프레임들로부터 수집된 PAN 디스크립터(descriptor)들의 리스트 기반으로 PAN을 선택하고, MAC PIB 특성 파라미터를 설정하여 Association 과정을 수행하게 된다.During the passive scan, the PAN is selected based on the list of PAN descriptors collected from the received Beacon frames, and the Association process is performed by setting the MAC PIB characteristic parameter.

여기서 각 디바이스마다 PAN ID가 Hard coding 처리되며, 자신과 동일한 PAN ID를 갖는 인접 구성원의 코디네이터 Beacon 프레임과 자신이 Association하고자 하는 코디네이터의 Beacon 프레임 구별을 위해 PAN descriptor에 있는 LQI(Link Quality Indicator)를 사용한다.Here, the PAN ID is hard-coded for each device, and the LQI (Link Quality Indicator) in the PAN descriptor is used to distinguish the beacon frame of the coordinator Beacon frame of the neighboring member having the same PAN ID as itself and the coordinator do.

이를 보여주는 도면이 도 3에 도시된다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하프 비콘(Half Beacon) 모드의 Passive 스캔 알고리즘에서 디바이스의 코디네이터 선택 과정을 보여주는 도면이다.A diagram showing this is shown in Fig. FIG. 3 is a diagram illustrating a process of selecting a coordinator of a device in a passive scanning algorithm in a half beacon mode according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 전체 Passive 스캔 기간(301,302,303,304) 동안 수신한 Beacon 프레임들(310,311) 중에서 자신과 동일한 PAN ID와 가장 큰 LQI를 가진 Beacon 프레임의 PAN descriptor를 기반으로 자신이 결합(Association)할 코디네이터를 선택하고, 그에 따른 MAC PIB 특성 파라미터 설정 후, 선택한 코디네이터로 Association을 수행한다(313,315). 따라서 초기 인증이 완료된다(317).Referring to FIG. 3, a PAN ID of the Beacon frame 310 and a PAN ID of the Beacon frame having the largest LQI among the received Beacon frames 310 and 311 during the entire passive scan period 301, 302, 303, And sets the MAC PIB characteristic parameter accordingly, and performs association with the selected coordinator (313, 315). Thus, the initial authentication is completed (317).

도 3에서는 코디네이터(212,213) 및 디바이스(211)로 예를 들어 설명하였으나, 코디네이터(222,223) 및 디바이스(221)에도 유사하게 적용되며, 이에 대하여는 본 발명의 명확한 이해를 위해 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.3, the coordinators 212 and 213 and the device 211 have been described by way of example. However, the present invention is similarly applied to the coordinators 222 and 223 and the device 221, and a description thereof will be omitted for the sake of clear understanding of the present invention do.

코디네이터 1(212,222) 및 코디네이터 2(213,223)의 처리사항은 다음과 같다. The processing contents of the coordinators 1 (212, 222) and the coordinators 2 (213, 223) are as follows.

각 디바이스(211,221,214,224,215,225)가 Association 수행 전 동일망에 있는 코디네이터 1(212,222)과 코디네이터 2(213,223)는 각각 Beacon 프레임을 주기적으로 송신하게 되므로 트래픽 량 증가 부담이 발생할 수 있다. Since the coordinators 1 and 212 and the coordinators 2 and 213, which are in the same network before the association of the devices 211, 221, 214, 224, 215 and 225, respectively, periodically transmit Beacon frames, traffic load may increase.

따라서, 코디네이터 1(212,222)은 디바이스 1(211,221)에게 16비트 쇼트 어드레스(Short Address)를 할당하는 결합 응답 코맨드(Association Response Command)에 대한 ACK 프레임 수신 후 Beacon 프레임 송신을 중지시킨다. 즉, 코디네이터 1(212,222)은 1개의 Short Address 할당 후 Beacon 프레임 송신을 중지한다. Accordingly, the coordinators 1 and 212 stop transmitting the beacon frame after receiving the ACK frame for the association response command (Association Response Command) for allocating a 16-bit short address to the device 1 (211 and 221). That is, the coordinators 1 and 212 stop transmission of the beacon frame after allocating one short address.

코디네이터 2(213,223)는 디바이스 2(214,224)와 디바이스 3(215,225)에게 각각 16비트 Short Address를 할당하는데, 두 번째 결합 응답 코맨드(Association Response Command)에 대한 ACK 프레임 수신 후 Beacon 프레임 송신을 중지시킨다. 즉, 2개의 Short Address 할당 후 Beacon 송신을 중지한다.Coordinator 2 213 and 223 allocate a 16 bit short address to device 2 214 and 224 and device 3 215 and 225 respectively and stop transmission of a beacon frame after receiving an ACK frame for a second association response command. That is, after two short addresses are allocated, beacon transmission is stopped.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합형 네트워크 구조에서 WPAN 디바이스들의 동작채널 수동설정 불가능한 경우(b), WPAN 형성 과정을 도시한 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of forming a WPAN when the operation channel of the WPAN devices can not be set manually in the hybrid network structure according to the embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, WLAN 동작 채널을 회피한 코디네이터의 동작 채널을 수동으로 선택한다(단계 S400).Referring to FIG. 4, the operation channel of the coordinator that avoids the WLAN operation channel is manually selected (step S400).

이에 따라, 코디네이터는 코딩된 PAN ID, 동작 채널 및 쇼트 어드레스가 결정된 상태에서 WPAN을 생성한다(단계 S410).Accordingly, the coordinator generates the WPAN with the coded PAN ID, the operation channel, and the short address determined (step S410).

이때, 디바이스들의 동작 채널 수동 설정이 가능한지를 판단하게 된다(단계 S420).At this time, it is determined whether the operation channel setting of the devices is possible (step S420).

판단결과, 동작 채널 수동 설정이 불가능하면, 위에서 설명한 경우의 수 (b)가 실행된다.As a result of the determination, if the operation channel can not be manually set, the number (b) in the above-described case is executed.

코디네이터는 슬롯없는(unslotted) CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access)/(Collision avoidance)를 적용하고 디바이스의 패시브(Passive) 스캔 기간을 고려한 응용계층 처리를 통한 비콘(Beacon) 프레임을 주기적으로 송신한다(단계 S430).The coordinator periodically transmits a beacon frame through an application layer process in consideration of a passive scan period of the device by applying an unslotted CSMA / CA (Collision Avoidance) / (Collision Avoidance) Step S430).

비콘(Beacon) 프레임의 주기적 송신에 따라 각 디바이스는 전원 인가 후 WPAN 전체 채널에 대한 Passive 스캔을 실시한다(단계 S440).In response to the periodic transmission of the beacon frame, each device performs passive scanning of all WPAN channels after power is applied (step S440).

전체 Passive 스캔 기간 동안 수신한 Beacon 프레임들 중 디바이스 자신과 동일한 PAN ID와 가장 큰 LQI를 갖는 Beacon 프레임의 PAN 디스크립터(descriptor) 기반으로 디바이스 자신의 결합(Association) 대상 코디네이터를 선택하고, 선택된 코디네이터로 결합을 수행한다(단계 S450,S460).The association target coordinator of the device itself is selected based on the PAN descriptor of the Beacon frame having the same PAN ID and the largest LQI among the received Beacon frames during the entire passive scan period, (Steps S450 and S460).

각 코디네이터는 자신의 관리 대상인 모든 디바이스들에게 쇼트 어드레스(Short address)를 할당했는지를 확인하게 된다(단계 S470).Each coordinator confirms whether or not a short address has been assigned to all the devices to be managed by the coordinator (step S470).

확인 결과, 관리대상의 모든 디바이스들에게 주소 할당이 확인되면, 코디네이터의 Beacon 프레임 송신을 중지하고, 정상 WPAN을 형성한다(단계 S480,490).As a result of checking, if address allocation is confirmed to all devices to be managed, the beacon frame transmission of the coordinator is stopped and a normal WPAN is formed (steps S480 and S490).

이와 달리, 판단 S470에서, 관리대상의 모든 디바이스들에게 주소할당이 완료되지 않으면, 단계 S430 내지 단계 S470을 반복 수행한다.Otherwise, if it is determined in step S470 that address allocation to all the devices to be managed is not completed, steps S430 to S470 are repeated.

도 5는 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 복합형 네트워크 구조에서 WPAN 디바이스들의 동작채널 수동설정 가능한 경우(a), WPAN 형성 과정을 도시한 순서도이다. FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of forming a WPAN in a hybrid network structure according to another embodiment of the present invention, in which the operation channel of the WPAN devices can be manually set (a).

도 5를 참조하면, 도 4의 단계 S420에서, 판단결과, 동작 채널 수동 설정이 가능하면, 위에서 설명한 경우의 수 (a)가 실행된다.Referring to FIG. 5, in step S420 of FIG. 4, if it is determined that manual operation channel setting is possible, the number (a) described above is executed.

WLAN 동작 채널을 회피하여 디바이스들은 코디네이터와 동일한 동작 채널 수동 선택을 수행한다(단계 S500).By avoiding the WLAN operation channel, the devices perform the same manual channel selection as the coordinator (step S500).

이후, 디바이스들은 수동 선택된 1개의 채널에서만 액티브(Active) 스캔을 수행한다(단계 S510).Thereafter, the devices perform an active scan only on one manually selected channel (step S510).

이때, 디바이스의 Active 스캔 수행시 비콘 요청 코맨드(Beacon Request Command)의 목적지(Destination) PAN ID를 자신에게 하드 코딩(Hard coding)된 PAN ID 적용 및 목적지 어드레스(Destination Address)는 브로드캐스트 쇼트 어드레스(Broadcast Short Address)인 0xffff를 적용한다(단계 S520).At this time, a hard-coded PAN ID is applied to the destination PAN ID of the beacon request command and an address of the destination is a broadcast short address Short Address (0xffff) is applied (Step S520).

액티브 스캔 수행 중 수신된 비콘 프레임(Beacon frame)의 PAN 디스크립터에 기반하여 결합을 수행하고, 정상 WPAN을 형성한다(단계 S530,S540).Performs binding based on the PAN descriptor of the received beacon frame during active scan, and forms a normal WPAN (steps S530 and S540).

결론적으로, 비-비콘 사용(Non beacon-enabled) 모드에서 WPAN 디바이스들의 최초 동작채널 수동설정이 가능한 경우에 비-비콘(Non_Beacon) 모드의 액티브(Active) 스캔 알고리즘을 적용하고, 최초 동작채널 수동설정이 불가능한 경우에 하프 비콘(Half Beacon) 모드의 패시브(Passive) 스캔 알고리즘을 적용하게 되면, WLAN과 결합된 복합형 네트워크 환경에서 효율적이고 원활한 Association을 통한 WPAN 형성이 가능하다.
In conclusion, the active scan algorithm of non-beacon mode is applied when the first operation channel of WPAN devices can be manually set in the non-beacon-enabled mode, If passive scanning algorithm of Half Beacon mode is applied, it is possible to form WPAN through efficient and smooth association in hybrid network environment combined with WLAN.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 코드 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 기록될 수 있다. In particular, in the hybrid network environment of WLAN and WPAN according to an exemplary embodiment of the present invention, an efficient network formation method of WPAN devices is implemented in the form of program command codes that can be performed through various computer means, .

상기 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. The computer-readable storage medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination.

상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능 저장 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-광매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. Examples of computer-readable storage media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magneto-optical 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.

상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관등의 전송 매체일 수도 있다. 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.

프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.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. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

또한, 본 발명의 일실시예는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.In addition, one embodiment of the present invention may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. (DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, a microprocessor, and the like, which are designed to perform the above- , Other electronic units, or a combination thereof.

소프트웨어적인 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다. In a software implementation, it may be implemented as a module that performs the functions described above. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.

200: 복합형 네트워크 시스템
210,220: WPAN(Wireless Personal Area Network)
210-1,220-1: 제 1 서브 WPAN
210-2, 220-2: 제 2 서브 WPAN
211,221: 디바이스 1
212,222: 코디네이터 1
213,223: 코디네이터 2
214,224: 디바이스 2
215,225: 디바이스 3
200: Hybrid network system
210, 220: Wireless Personal Area Network (WPAN)
210-1, 220-1: first sub-WPAN
210-2, 220-2: second sub-WPAN
211,221: Device 1
212, 222: Coordinator 1
213,223: Coordinator 2
214,224: Device 2
215,225: Device 3

Claims (24)

제 1 디바이스와 제 1 코디네이터를 갖는 제 1 서브 WPAN(Wireless Personal Area Network)와, 상기 제 1 서브 WPAN과 동일한 운용 주파수 대역에서 동작하는 제 2 디바이스와 제 3 디바이스와 제 2 코디네이터를 갖는 제 2 서브 WPAN를 보유한 제 1 구성원과 상기의 2개의 서브 WPAN과 운용 주파수를 제외한 나머지 부분에서 동일한 WPAN들을 보유한 제 2 구성원을 연결하는 WLAN(Wireless Local Area Network)를 포함하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법에 있어서,
상기 WLAN의 동작 채널을 회피한 상기 제 1 코디네이터 및 제 2 코디네이터의 동작 채널을 수동으로 선택하는 동작 채널 수동 선택 단계;
상기 제 1 코디네이터 및 제 2 코디네이터가 코딩된 PAN ID, 동작 채널 및 쇼트 어드레스가 결정된 상태에서 WPAN 통신을 생성하는 WPAN 통신 생성 단계;
상기 제 1 디바이스, 제 2 디바이스 및 제 3 디바이스들의 최초 동작채널 수동 설정이 가능한 지를 판단하는 최초 동작 채널 수동 설정 여부 판단 단계; 및
상기 동작 채널 수동 설정 여부에 따라 상기 디바이스 들 중 하나와 코디네이터 들 중 하나간 결합(Association)을 수행하여 정상 WPAN 통신을 형성하는 통신 형성 단계;를 포함하되,
상기 최초 동작 채널 수동 설정 여부 판단 단계에서,
최초 동작채널 수동 설정여부의 판단결과, 상기 디바이스들의 최초 동작채널 수동 설정이 가능한 경우, 비-비콘 모드의 액티브(Active) 스캔 알고리즘을 적용하고,
최초 동작채널 수동 설정여부의 판단결과, 상기 디바이스들의 최초 동작채널 수동 설정이 불가능한 경우, 하프 비콘(Half Beacon) 모드의 패시브(Passive) 스캔 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
A first sub-WPAN (Wireless Personal Area Network) having a first device and a first coordinator; a second device operating in the same operating frequency band as the first sub-WPAN; and a second sub-device having a third device and a second coordinator In a hybrid network environment of a WLAN and a WPAN including a first member having a WPAN and a WLAN (Wireless Local Area Network) connecting the two sub WPANs and a second member having the same WPANs except for the operating frequency, In an efficient network formation method of WPAN devices,
Manually selecting an operation channel of the first coordinator and the second coordinator that avoids the operation channel of the WLAN;
A WPAN communication generating step of generating a WPAN communication in a state in which the first coordinator and the second coordinator are coded with the PAN ID, the operation channel, and the short address;
Determining whether a first operation channel is set manually, determining whether a first operation channel of the first device, the second device, and a third device can be set manually; And
And establishing a normal WPAN communication by performing association between one of the devices and one of the coordinators according to whether the operation channel is set manually or not,
In the step of determining whether to manually set the first operation channel,
As a result of the determination whether or not the first operation channel is set manually, the active scan algorithm of the non-beacon mode is applied when the first operation channel of the devices can be set manually,
A passive scanning algorithm of a half beacon mode is applied when it is impossible to manually set the first operation channel of the devices as a result of the determination whether the first operation channel is manually set or not. A method for efficient network formation of WPAN devices in a wireless environment.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 디바이스들은 수동 선택된 1 개의 채널에서만 액티브 스캔을 수행하고, 액티브 스캔 수행 시 비콘 요청 코맨드(Beacon Request Command)의 목적지(Destination) PAN(Personal Area Network) ID를 자신의 하드 코딩된 PAN ID로 적용하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
The devices perform active scanning only on one manually selected channel and apply a Destination PAN (Personal Area Network) ID of the beacon request command to their hard-coded PAN IDs when the active scan is performed Wherein the method comprises the steps of: a) establishing a connection between the WLAN and the WPAN;
제 3 항에 있어서,
상기 비콘 요청 코맨드의 목적지 어드레스(Destination Address)는 브로드캐스트 쇼트 어드레스(Broadcast Short Address)인 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method of claim 3,
Wherein the destination address of the beacon request command is a broadcast short address. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
제 4 항에 있어서,
상기 목적지 어드레스(Destination Address)는 0xffff를 사용하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the destination address is 0xffff. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
삭제delete 제 3 항에 있어서,
상기 코디네이터들에 대하여 각각 상이한 PAN ID 설정이 하드 코딩 처리되는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method of claim 3,
Wherein a different PAN ID setting is hard-coded for the coordinators. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제 1 항에 있어서,
상기 코디네이터들은 최초에 WPAN 동작 채널 수동 선택이 가능하고, 비-비콘 사용(Non beacon-enabled) 모드에서 동작되는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coordinators are initially capable of manually selecting a WPAN operation channel and are operated in a non-beacon-enabled mode.
제 1 항에 있어서,
상기 통신 형성 단계는,
상기 디바이스들이 액티브 스캔 수행 중 수신된 비콘 프레임의 PAN 디스크립터(descriptor) 기반 코디네이터로 MAC PIB(Media Access Control Personal Area Network Information Base) 특성 파라미터 설정 후 결합을 수행하여 WPAN을 형성시키는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
The communication forming step includes:
Wherein the devices form a WPAN by performing a combination after setting a MAC PIB parameter with a PAN descriptor-based coordinator of a received beacon frame during an active scan, A Method for Efficient Network Formation of WPAN Devices in Hybrid Network Environment of WPAN.
제 1 항에 있어서,
상기 코디네이터들은 운용 중인 WLAN 동작 채널을 회피하여 최초부터 채널 수동 선택이 가능하며, 전원 인가 후 코디네이터로서 동작 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coordinators are capable of manually selecting a channel from the beginning by avoiding a WLAN operation channel in operation and have an operation function as a coordinator after power on.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 코디네이터들은 슬롯없는(unslotted) CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access)/(Collision avoidance)를 적용하여 비콘(Beacon) 프레임을 주기적으로 송신하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coordinators periodically transmit a beacon frame by applying an unslotted Carrier Sense Multiple Access (CSMA / CA) / (Collision Avoidance). In the hybrid network environment of WLAN and WPAN, / RTI >
제 12 항에 있어서,
상기 비콘 프레임의 송신 주기는 상기 디바이스들의 패시브(Passive) 스캔 기간과 상대적 관계를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the transmission period of the beacon frame is determined in consideration of a passive scan period and a relative relation of the devices.
제 13 항에 있어서,
상기 패시브 스캔의 기간은 상기 코디네이터들의 비콘 프레임 송신 주기의 상대적 관계를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the period of the passive scan is determined in consideration of a relative relationship of the beacon frame transmission period of the coordinators.
제 1 항에 있어서,
상기 디바이스들 각각은 전원 인가 후 WPAN 전체 채널에 대해 패시브 스캔을 수행하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein each of the devices performs passive scanning on all channels of the WPAN after power is applied.
제 1 항에 있어서,
상기 디바이스들 각각은 전체 Passive 스캔 기간 동안 수신한 비콘 프레임들 중 자신과 동일한 PAN ID와 가장 큰 LQI(Link Quality Indicator)를 갖는 비콘 프레임의 PAN 디스크립터 기반으로 상기 디바이스 자신의 결합 대상 코디네이터를 선택하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
Each of the devices selects the association target coordinator of the device itself based on the PAN ID of the beacon frames received during the entire passive scan period and the PAN descriptor of the beacon frame having the highest link quality indicator (LQI) A method of forming an efficient network of WPAN devices in a hybrid network environment of WLAN and WPAN.
제 16 항에 있어서,
상기 디바이스들은 MAC PIB(Media Access Control Personal Area Network Information Base) 특성 파라미터 설정 후 선택한 상기 코디네이터로 결합을 수행하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the devices perform association with the coordinator selected after setting the MAC PIB (Media Access Control Personal Area Network Information Base) property parameter.
제 1 항에 있어서,
상기 통신 형성 단계는, 상기 코디네이터의 관리 대상 모든 디바이스들에게 쇼트 어드레스를 할당하는 지 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
쇼트 어드레스의 할당 여부 판단결과, 상기 코디네이터가 관리 대상 모든 디바이스들에게 쇼트 어드레스를 미 할당하면, 비콘 프레임의 주기적 송신을 유지시키고,
쇼트 어드레스의 할당 여부 판단결과, 상기 코디네이터가 관리 대상 모든 디바이스들에게 쇼트 어드레스를 할당하면, 비콘 프레임의 주기적 송신을 중지하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the communication forming step includes the step of determining whether or not to assign a short address to all the devices to be managed by the coordinator,
If the coordinator does not allocate a short address to all the devices to be managed as a result of the determination of the allocation of the short address,
When the coordinator allocates a short address to all the devices to be managed as a result of the short address allocation decision, it stops the periodic transmission of the beacon frame. In the hybrid network environment of WLAN and WPAN, Way.
제 18 항에 있어서,
상기 쇼트 어드레스의 크기는 16비트인 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the size of the short address is 16 bits. ≪ RTI ID = 0.0 > [10] < / RTI >
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 WPAN은 클러스터 트리(Cluster Tree) 구조를 갖는 토폴로지를 형성하며, 비-비콘 사용 모드에서 동작하는 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the WPAN forms a topology with a cluster tree structure and operates in a non-beacon use mode.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 디바이스는 음성 송수신기이고, 상기 제 1 코디네이터는 통신기이고, 상기 제 2 코디네이터는 개인정보처리기이고, 상기 제 2 디바이스는 정보입력기이며, 상기 제 3 디바이스는 생체 환경 센서인 것을 특징으로 하는 WLAN 및 WPAN의 복합형 네트워크 환경에서 WPAN 장치들의 효율적인 네트워크 형성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first device is a voice transceiver, the first coordinator is a communicator, the second coordinator is a personal information processor, the second device is an information input device, and the third device is a biometric sensor. And a method of forming an efficient network of WPAN devices in a hybrid network environment of WPAN.
삭제delete
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