KR101956276B1 - 의료 신체 영역 네트워크에서의 채널 초기화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서의 개시에 따르면, MBAN(Medical Body Area Network) 시스템에서 MBAN 마스터(master)가 MBAN 단말의 채널 초기화(defaulting)를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 주파수 대역의 채널을 통하여 상기 MBAN 단말과 어소시에이션(association) 과정을 수행하는 단계와; 상기 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 상기 MBAN 단말에게 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머(timer)를 포함하고, 상기 채널 초기화 타이머(timer)의 값은, 상기 MBAN 단말이 사용중인 상기 제 1 주파수 대역의 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 시점부터 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 시점까지의 시간을 나타내는 것을 특징으로 한다.

Description

의료 신체 영역 네트워크에서의 채널 초기화 방법{METHOD OF INITIALIZING A CHANNEL IN A MEDICAL BODY AREA NETWORK}
본 발명은 채널 전환 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 의료 신체 영역 네트워크에서 단말이 동작 채널을 초기화하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
의료 신체 영역 네트워크(Medical Body Area Network;MBAN)는 병원과 같은 건강 관리 시설물에서, 환자의 생리 데이터를 모니터링하기 위해 사용되는 다수의 센서들의 무선 네트워킹을 위한 유연한 플랫폼을 제공하기 위해서 고안되었다.
상기 MBAN 시스템은 IEEE 802.15.4 기반으로 2360 MHz~2400 MHz 대역에서 동작하며, 최대 방출 대역폭(emission bandwidth)은 5 MHz로 제한되어 있다.
상기 MBAN 시스템의 전송 전력은 2360 ~ 2390 MHz에서 동작하는 경우, 1 mW와 10*log(B) dBm 중 작은 값이다. 이 때, B는 20dB 방출 대역폭이다. 2390 ~2400 MHz에서 동작하는 경우에는 20 mW와 10*log(B) dBm 중 작은 값을 전송 전력으로 사용한다. 이 때, B는 20 dB 방출 대역폭이다.
2360~2400 MHz는 이미 다른 무선 통신 시스템을 위해 할당되어 있는 주파수 대역으로 MBAN 시스템은 무선 인지(cognitive radio) 기술을 기반으로 동작한다. 상기 무선 인지 기술은 네트워크, 혹은 무선통신장치가 능동적으로 주변의 통신환경을 감지하고 판단하여 최적의 통신을 위한 주파수 대역, 전송 전력, 부호화 방식 등의 송/수신 특성을 적응적으로 변경하는 통신 기술을 의미한다. 이 때 상기 무선 인지 장치는 자신이 사용하고자 하는 주파수 대역에서 다른 허가 받은 사용자(licensed user, primary user)의 사용을 감지한 경우, 해당 사용자들의 통신을 방해하지 않는 방식으로 동작하는 것을 최우선으로 한다.
이를 위해 MBAN 에서는 2360 ~ 2390 MHz 대역에서 동작하는 경우, MBAN 장치들은 등록된 건강관리 시설물의 실내에서 동작함을 원칙으로 한다. 즉, 상기 다른 허가 받은 사용자와의 협력을 통해 2360 ~ 2390 MHz에 대한 사용을 제어하여야 하며, 상기 다른 허가 받은 사용자가 해당 대역을 사용시 이 대역에서의 모든 동작을 초기화 하고, 새롭게 2390 ~ 2400 MHz 대역을 사용하여 동작을 재개해야 한다.
MBAN 장치들이 실외로 이동하였을 경우에는 동작을 멈추거나, 기본 대역으로 사용되는 2390 ~ 2400 MHz 대역으로 전송 대역을 변경하여 전송하여야 한다. 2390 ~ 2400 MHz에서 동작하는 경우, MBAN 장치들은 실내 및 실외 제한 없이 사용할 수 있다.
종래의 MBAN 시스템에서는, 특정한 상황이 발생했을 때 MBAN 단말이 2360 ~ 2390 MHz 대역의 채널을 초기화하고 2390 ~ 2400 MHz 대역으로 채널을 변경하는 방법이 구체적으로 정의되지 않았다.
따라서, 본 명세서는 MBAN을 위한 채널 초기화 방법을 제안하는 데에 목적이 있다. 또한, 상기 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 명세서에서의 일 개시에 따르면, MBAN(Medical Body Area Network) 시스템에서 MBAN 마스터(master)가 MBAN 단말의 채널 초기화(defaulting)를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 주파수 대역의 채널을 통하여 상기 MBAN 단말과 어소시에이션 (association) 과정을 수행하는 단계와; 상기 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 상기 MBAN 단말에게 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머(timer)를 포함하고, 상기 채널 초기화 타이머(timer)의 값은, 상기 MBAN 단말이 사용중인 상기 제 1 주파수 대역의 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 시점부터 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 시점까지의 시간을 나타내는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 정보는 MBAN 제어기에 의해 결정될 수 있다. 또는 상기 제어 정보는 상기 MBAN 마스터에 의해 결정될 수 있다.
이때 상기 제어 정보는, 상기 MBAN 단말이 사용 중인 서비스의 종류, 상기 MBAN 단말이 채널을 액세스(access)한 내역 또는 상기 MBAN 마스터의 운용 방식 중 하나 이상을 근거로 결정될 수 있다.
상기 제어 정보를 상기 MBAN 단말에게 전송하는 단계는, 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송하는 단계일 수 있다.
상기 제어 정보는 동작 코드(action code)를 더 포함하고, 상기 동작 코드는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색한 후 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것일 수 있다.
상기 제어 정보는 동작 코드(action code)를 더 포함하고, 상기 동작 코드는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것일 수 있다.
상기 제 1 주파수 대역은 2360 메가헤르쯔(Mz)부터 2390 메가헤르쯔(Mz) 사이의 주파수 대역이고, 상기 제 2 주파수 대역은 2390 메가헤르쯔(Mz)부터 2400 메가헤르쯔(Mz) 사이의 주파수 대역일 수 있다.
본 명세서에서의 다른 개시에 따르면, MBAN(Medical Body Area Network) 시스템에서 MBAN 단말이 동작 채널을 초기화(defaulting)하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, MBAN 마스터로부터 상기 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 수신하는 단계와, 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머를 포함하며; 상기 채널 초기화 타이머에 설정된 시간동안 제 1 주파수 대역의 채널을 통해 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 제 1 주파수 대역에서의 동작을 초기화하는 단계와; 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 주파수 대역은 2360 메가헤르쯔(Mz)부터 2390 메가헤르쯔(Mz) 사이의 주파수 대역이고, 상기 제 2 주파수 대역은 2390 메가헤르쯔(Mz)부터 2400 메가헤르쯔(Mz) 사이의 주파수 대역일 수 있다.
상기 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 단계는, 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색한 후 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색하는 단계일 수 있다.
상기 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 단계는, 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색하는 단계일 수 있다.
본 명세서에서의 또 다른 개시에 따르면 MBAN 마스터(master)가 개시된다. 상기 MBAN 마스터는 MBAN(Medical Body Area Network) 단말의 채널 초기화(defaulting)을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 MBAN 단말과 통신하는 무선통신부를 포함하되, 상기 제어부는,
제 1 주파수 대역의 채널을 통하여 상기 MBAN 단말과 어소시에이션(association) 과정을 수행하고,
상기 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 상기 MBAN 단말에게 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하며, 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머(timer)를 포함하고,
상기 채널 초기화 타이머의 값은, 상기 MBAN 단말이 상기 제 1 주파수 대역의 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 시점부터 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 시점까지의 시간을 나타낸다.
상기 제어 정보는 MBAN 제어기에 의해 결정되며, 상기 결정은 상기 MBAN 단말이 사용 중인 서비스의 종류, 상기 MBAN 단말이 채널을 액세스(access)한 내역 또는 상기 MBAN 마스터의 운용 방식 중 하나 이상을 근거로 결정될 수 있다.
상기 제어 정보는 상기 MBAN 마스터에 의해 결정되며, 상기 결정은 상기 MBAN 단말이 사용 중인 서비스의 종류, 상기 MBAN 단말이 채널을 액세스(access)한 내역 또는 상기 MBAN 마스터의 운용 방식 중 하나 이상을 근거로 결정될 수 있다.
상기 제어 정보는 동작 코드(action code)를 더 포함하고, 상기 동작 코드는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하거나 또는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시할 수 있다.
상기 제 1 주파수 대역은 2360 메가헤르쯔(Mz)부터 2390 메가헤르쯔(Mz) 사이의 주파수 대역이고, 상기 제 2 주파수 대역은 2390 메가헤르쯔(Mz)부터 2400 메가헤르쯔(Mz) 사이의 주파수 대역일 수 있다.
본 명세서에서의 또 다른 개시에 따르면 MBAN 단말이 개시된다. 상기 단말은 채널 초기화(defaulting)을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 따라 MBAN 마스터(master)와 통신하는 무선통신부를 포함하되, 상기 제어부는,
제 1 주파수 대역의 채널을 통하여 상기 MBAN 마스터와 어소시에이션(association) 과정을 수행하고,
상기 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 상기 MBAN 마스터로부터 수신하고, 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머를 포함하며,
상기 채널 초기화 타이머에 설정된 시간 동안 제 1 주파수 대역의 채널을 통해 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 제 1 주파수 대역에서의 동작을 초기화하고, 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하도록 상기 무선통신부를 제어한다.
상기 제어 정보는 동작 코드(action code)를 더 포함하고, 상기 제어부는,
상기 동작 코드에 따라 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색하거나 또는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색하도록 상기 무선 통신부를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, MBAN 단말이 더 효율적으로 채널 초기화를 수행할 수 있다. 따라서, MBAN 단말과 MBAN 마스터가 더 안정적으로 통신할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 IEEE 802.15.4에 기반한 네트워크 토폴로지(Network Topology)의 예시도이다.
도 2는 IEEE 802.15.4 시스템에서의 프로토콜 스택(protocol stack) 구조도이다.
도 3은 IEEE 802.15.4 시스템에서 사용되는 수퍼 프레임(super frame)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 IEEE 802.15.4 시스템에서 사용되는 비콘 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 IEEE 802.15.4 시스템의 채널 배치를 나타낸 도면이다.
도 6은 의료 신체 영역 네트워크에서의 채널 배치의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 채널 초기화 방법에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 채널 초기화 방법에 대한 흐름도이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 실시예에 따른 채널 초기화 타이머와 관련된 정보를 포함한 프레임을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단말 및 마스터의 블록도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.
도 1은 IEEE 802.15.4에 기반한 네트워크 토폴로지(Network Topology)의 예시도이다.
IEEE 802.15.4 네트워크에는 FFD(Full Function Device)와 RFD(Reduced Function Device) 두 가지 형태의 디바이스가 참여할 수 있다. 상기 FFD는 네트워크 초기화, 노드 관리, 노드 정보 저장 등의 기능을 수행하는데, 나머지 디바이스들이 어느 하나의 네트워크를 구성할 수 있도록 하는 FFD를 "PAN 코디네이터(Personal Area Network coordinator)"라 한다.
상기 FFD는 코디네이터 기능을 수행할 수 있는 장치로서, 여러 형태의 네트워크 토폴로지를 구성할 수 있으며, FFD 및 RFD 모두와 통신을 수행할 수 있다. 그리고, 코디네이터 기능을 수행하기 위해서는 상대적으로 많은 전력을 소비하게 되므로 보통 유선으로 전원을 공급받는다.
반면, RFD는 코디네이터 기능을 수행하지 못하는 디바이스로서, FFD의 코디네이팅 대상이다. 즉, RFD은 FFD과만 통신을 수행하고, 네트워크 기능을 FFD에 전담시킴으로써, 최소 크기의 스택 구조를 이용할 수 있고 연산/메모리 자원을 절약할 수 있다. 따라서, RFD는 PAN 코디네이터를 찾아 데이터를 전송한 후 접속을 바로 끊고 절약(휴지; Sleep) 모드로 진입할 수 있으므로 전력 소모량이 매우 적으며 배터리 전원으로도 장시간 동작될 수 있다.
도 1에서, "F"라고 표시된 디바이스(device)는 FFD를 의미하고, "R"로 표시된 디바이스는 RFD를 의미하며, "P"로 표시된 디바이스는 PAN 코디네이터를 의미한다.
도 1에는 IEEE 802.15.4 시스템이 형성할 수 있는 두 가지 형태의 네트워크 토폴로지가 도시되어 있는데, 도 1의 (a)는 별(Star)형 네트워크를 예시한 것이고, 도 1의 (b)는 피어 투 피어(Peer to Peer)형 네트워크를 예시한 것이다.
상기 별형 토폴로지에서는 디바이스와 PAN 코디네이터 사이에서의 통신만이 이루어진다. 이 때, 디바이스들은 통신의 시작점 또는 종단점인 반면, PAN 코디네이터는 시작점, 종단점 또는 라우터(router)가 될 수 있다.
상기 피어 투 피어 형 토폴로지에서는 각 디바이스는 네트워크 내의 어떤 다른 디바이스와도 통신할 수 있다. 따라서, 메시(mesh) 네트워크와 같이 더 복잡한 형태의 네트워크를 구성할 수 있다.
상기 별형 네트워크는 배터리 수명이 장시간 유지되도록 디바이스들을 운용할 수 있고, 피어 투 피어(Peer to Peer)형 네트워크는 하나 이상의 데이터 전달 경로를 구성할 수 있으므로 높은 데이터 신뢰성과 접속 인식률을 가진다.
도 2는 IEEE 802.15.4 표준의 프로토콜 스택(protocol stack) 구조도이다.
도 2를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 프로토콜 스택은 PHY 계층(Physical Layer)(110), MAC 계층(Medium Access Control Layer)(120), 상위 계층(Upper Layer)(130)으로 이루어진다.
상기 PHY 계층(110)은 RF 송수신기 및 관련된 제어 메커니즘을 포함한다. 상기 PHY 계층(110)은 물리 채널을 통하여 PHY PDU(Protocol Data Units)을 송수신하는 PHY 데이터 서비스(PHY data service)와 상기 PHY 계층을 관리하기 위한 PHY 관리 서비스(PHY management service)를 제공할 수 있다.
상기 MAC 계층(120)은 데이터 전송을 위한 물리 채널에 대한 액세스(access)을 제공한다. 상기 MAC 계층(120)은 상기 물리 계층을 통하여 MAC PDU(Protocol Data Units)들을 송수신하기 위한 MAC 데이터 서비스(MAC data service)와 상기 MAC 계층의 관리를 위한 MAC 관리 서비스(MAC management service)를 제공할 수 있다. 상기 MAC 계층(120)은 비콘 관리, 채널 접속, GTS 관리, 프레임 확인, 보안 기능 등의 기능을 수행할 수 있다.
상기 상위 계층(130)은 네트워크 계층(Network Layer)과 응용 계층(Application Layer)으로 구성된다. 상기 네트워크 계층은 네트워크의 구성(configuration), 처리, 메시지 라우팅(routing) 등의 기능을 제공한다. 상기 응용 계층은 디바이스가 목표하는 기능을 제공한다. 일 예로, IEEE 802.15.4 디바이스(100)는 탑재된 프로그램의 종류, 즉 응용 계층의 데이터를 처리하는 프로그램의 종류에 따라 RFD(Reduced Function Device), FFD(Full Function Device) 또는 코디네이터로 기능할 수 있다.
도 3은 IEEE 802.15.4 시스템에서 사용되는 수퍼 프레임(super frame)의 구조를 나타낸 도면이다.
IEEE 802.15.4 시스템은 저전력 요구 조건에 따라, 통신 구간(active period)과 휴지 구간(inactive period)으로 구성된다. 상기 통신 구간과 휴지 구간의 반복 주기를 "duty cycle"이라 한다.
통신 구간은 비콘(Beacon), CAP(Contention Access Period) 및 CFP (Contention Free Period)로 구성되며, 데이터 전송은 주로 CAP 구간에 발생한다.
CFP 구간은 GTS(Guaranteed Time Slot)들로 구성되며, 각 GTS는 특정 디바이스에게 할당하여 각 디바이스가 PAN 코디네이터와 데이터를 송수신하는데 쓰일 수 있다. GTS는 하나의 PAN에서 최대 7개까지 지원할 수 있다.
각 GTS에 대한 할당 내용은, PAN 코디네이터에 의해서 GTS 기술자(descriptor) 형식으로 설정된다. 상기 GTS 기술자(descriptor)들은 비콘의 GTS 필드(field) 안에 포함되며, PAN 코디네이터에 의해서 전송된다.
도 4는 IEEE 802.15.4 시스템에서 사용되는 비콘 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
비콘 프레임의 각 필드는 IEEE 802.15.4에서 정의한 내용을 따른다.
특히, 각 GTS에 대한 할당 내용은 PAN 코디네이터에 의해서 GTS 기술자(descriptor) 형식으로 설정된다. GTS 기술자(descriptor)들은 비콘의 GTS 필드(field) 안에 포함되며, PAN 코디네이터에 의해서 전송된다.
도 5는 IEEE 802.15.4 시스템의 채널 배치를 나타낸 도면이다.
도 5에서 참조하면 알 수 있듯이, 2400 MHz 대역에서 동작하는 IEEE 802.15.4 시스템은 5 MHz의 채널 간격(spacing)을 둔다.
상기 IEEE 802.15.4 시스템에 기반한 MBAN 시스템은 2360 ~ 2390 MHz 대역과 2390 ~ 2400 MHz 대역을 사용한다. 2360 ~ 2390 MHz 대역은 건강관리(healthcare) 시설의 내부에서 MBAN 단말이 MBAN 마스터로부터 채널을 할당받고 동작할 때 사용될 수 있다. (이하에서는 "MBAN PAN 코디네이터", "PAN 코디네이터", "MBAN 코디네이터"를 같은 의미로 사용한다.) 2390 ~ 2400 MHz 대역은, MBAN 단말이 MBAN 코디네이터로부터 MBAN 채널에 대한 정보를 더 이상 받을 수 없거나, 또는 MBAN 단말 및 코디네이터가 건강관리 시설 외부에서 동작할 때 사용된다. 또한 2390 ~ 2400 MHz 대역은 MBAN 시스템의 기본 채널 대역으로 사용될 수도 있다.
도 6은 MBAN 시스템 채널 배치의 예를 나타낸 도면이다.
도 6에서는 2360~2400 MHz 대역에서 MBAN의 가용 채널들을 표시하였다. 상기 대역에서 동작하는 MBAN 단말은 2360~2390 MHz 대역의 채널에서 2390~2400 MHz 대역의 채널로 동작 채널을 변경해야 하는 경우가 있다. 예를 들어, MBAN 단말이 2390~2400 MHz 주파수 대역을 사용할 수 있도록 지정된 영역 외부에서 동작하는 경우, 예컨대 건강관리 시설 외부에서 동작하는 경우에, MBAN 단말은 2390~2400 MHz 대역의 채널로 동작 채널을 변경해야 한다. 또는 MBAN 마스터로부터 2360~2390 MHz 대역의 주파수 선택 정보(Frequency selection information)를 수신하지 못하는 경우에, MBAN 단말은 2390~2400 MHz 대역의 채널로 동작 채널을 변경해야 한다. 상기와 같은 경우, MBAN 단말은 동작 초기화(operation defaulting)를 수행하고 채널을 변경한다. 이 때 MBAN 단말은 미리 정해진 시간 동안 MBAN 마스터로부터 아무런 응답이 없는 경우, 2360~2390Mhz에서의 동작 및 채널을 초기화하고 2390~2400MHz 대역의 MBAN 마스터에 접속을 시도한다.
이하에서는 2360~2390 MHz 대역과 2390~2400 MHz 대역 사이의 채널 초기화 방법을 서술한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 채널 초기화 방법에 대한 흐름도이다.
MBAN 시스템은 MBAN 제어기, MBAN 마스터(master) 및 MBAN 단말을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 MBAN 제어기는 각 주파수 대역의 채널 상황을 저장, 관리하는 DB(Data Base)와 상기 DB를 관리하는 MBAN 코디네이터(coordinator) 및 MBAN 제어점(control point)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 MBAN 제어점(control point)은 하나의 MBAN 코디네이터 아래에 복수 개가 존재할 수 있으며, 각 MBAN 제어점(control point)은 하나 이상의 MBAN 마스터(master)를 제어할 수 있다. 상기 MBAN 제어점(control point)은 상기 MBAN 코디네이터 내부에 기능적으로 구현될 수도 있고, 상기 MBAN 코디네이터와 물리적으로 분리된 별개의 하드웨어 및 소프트웨어로 구현될 수도 있다.
MBAN 마스터(210)와 MBNA 단말(100)은 2360~2390 MHz 대역(이하 제 1 주파수 대역)의 채널 중 하나의 채널을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 MBAN 마스터(210)와 상기 MBNA 단말(100)은 먼저 어소시에이션(association) 과정을 수행한다(S710). 상기 어소시에이션(association)은 MBAN 에서 디바이스(단말)에 대한 멤버십(membership)을 설정하기 위해 사용되는 서비스이며, IEEE 802.15.4에 정의된 절차에 따라 수행된다. 이후, MBAN 마스터(210)는 상기 MBNA 단말(100), 해당 서비스 또는 MBAN 마스터와 관련된 특성 정보를 MBAN 제어기(300)로 전송할 수 있다(S720). 여기서 상기 특성 정보는 MBAN 단말이 사용할 서비스의 종류, 해당 MBAN 단말이 앞서 채널을 액세스한 내역 또는 MBAN 마스터의 운용 방식 등 일 수 있다.
MBAN 제어기(300)는 상기 수신한 특성 정보를 기초로 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 설정할 수 있다(S730). 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머(timer)를 포함한다. 상기 채널 초기화 타이머(timer)는, 상기 MBAN 단말이 제 1 주파수 대역의 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 시점부터 상기 MBNA 단말이 상기 제 1 주파수 대역에서의 동작을 초기화하고 2360~2390 MHz 대역(이하 제 2 주파수 대역)에서 동작을 시작하는 시점까지의 시간을 나타낼 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 제 1 주파수 대역과 상기 제 2 주파수 대역은, 상기 MBAN 단말이 상기 MBAN 시스템을 우선 사용할 수 있는지 여부를 기준으로 구분되는 주파수 대역이다. 즉, 상기 제 1 주파수 대역은 상기 MBAN 단말이 세컨더리 기반(secondary basis)으로 동작 하는 주파수 대역이고, 상기 제 2 주파수 대역은 상기 MBAN 단말이 프라이머리 기반(primary basis)으로 동작할 수 있는 주파수 대역이다.
또한 상기 제어 정보는, MBAN 단말이 제 2 주파수 대역의 채널을 검색하는 방식을 지정하는 지시자를 포함할 수 있다. 상기 지시자는 동작 코드(action code)일 수 있으며, 상기 동작 코드는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색한 후 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것일 수도 있고, 또는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것일 수도 있다.
MBAN 제어기(300)로부터 상기 제어 정보를 수신한 MBAN 마스터(210)는 이를 MBAN 단말(100)로 전송한다(S740). 이때 상기 MBAN 마스터(210)는 상기 제어 정보를 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송할 수 있으며, 이를 위한 커맨드(command) 프레임의 구조는 도 9에서 상세히 설명한다.
MBAN 마스터(210)로부터 상기 제어 정보를 수신한 MBAN 단말(100)은, 상기 제어 정보에 포함된 채널 초기화 타이머에 설정된 시간 동안 제 1 주파수 대역에서 사용중이던 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 경우에, 상기 제 1 주파수 대역에서의 동작을 초기화하고 상기 제 2 주파수 대역에서 동작을 시작한다. 이때, MBAN 단말(100)은 동작 코드를 함께 수신했다면, 상기 동작 코드가 지시하는 방식으로 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 수 있다. 상기 제 2 주파수 대역에서 통신 가능한 채널을 검색한 MBAN 단말(100)은 제 2 주파수 대역의 마스터(220)와 어소시에이션(association) 과정을 수행하고(S760), 이후 데이터 송수신을 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 채널 초기화 방법에 대한 흐름도이다.
MBAN 마스터(210)와 MBNA 단말(100)은 2360~2390 MHz 대역(이하 제 1 주파수 대역)의 채널 중 하나의 채널을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 MBAN 마스터(210)와 상기 MBNA 단말(100)은 먼저 어소시에이션(association) 과정을 수행한다(S810). 도 7에서와는 달리, MBAN 마스터(210)는 상기 MBNA 단말(100), 해당 서비스 또는 MBAN 마스터와 관련된 특성 정보를 기초로 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 설정할 수 있다(S830). 여기서 상기 특성 정보는 MBAN 단말이 사용할 서비스의 종류, 해당 MBAN 단말이 앞서 채널을 액세스한 내역 또는 MBAN 마스터의 운용 방식 등 일 수 있다.
상기 제어 정보는, 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머(timer)를 포함한다. 상기 채널 초기화 타이머(timer)는, 상기 MBAN 단말이 제 1 주파수 대역의 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 시점부터 상기 MBNA 단말이 상기 제 1 주파수 대역에서의 동작을 초기화하고 2360~2390 MHz 대역(이하 제 2 주파수 대역)에서 동작을 시작하는 시점까지의 시간을 나타낼 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 제 1 주파수 대역과 상기 제 2 주파수 대역은, 상기 MBAN 단말이 상기 MBAN 시스템을 우선 사용할 수 있는지 여부를 기준으로 구분되는 주파수 대역이다. 즉, 상기 제 1 주파수 대역은 상기 MBAN 단말이 세컨더리 기반(secondary basis)으로 동작 하는 주파수 대역이고, 상기 제 2 주파수 대역은 상기 MBAN 단말이 프라이머리 기반(primary basis)으로 동작할 수 있는 주파수 대역이다.
또한 상기 제어 정보는, MBAN 단말이 제 2 주파수 대역의 채널을 검색하는 방식을 지정하는 지시자를 포함할 수 있다. 상기 지시자는 동작 코드(action code)일 수 있으며, 상기 동작 코드는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색한 후 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것일 수도 있고, 또는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것일 수도 있다.
상기 제어 정보를 설정한 MBAN 마스터(210)는 이를 MBAN 단말(100)로 전송한다(S850). 이때 상기 MBAN 마스터(210)는 상기 제어 정보를 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송할 수 있으며, 이를 위한 커맨드(command) 프레임의 구조는 도 9에서 상세히 설명한다.
MBAN 마스터(210)로부터 상기 제어 정보를 수신한 MBAN 단말(100)의 동작은, 도 7에서 설명한 바와 같다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 실시예에 따른 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 포함한 프레임을 나타낸 도면이다.
상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머(timer), 동작 코드(action code) 등을 포함할 수 있다.
도 9a는 채널 초기화를 위한 제어 정보의 일 예이다.
도 9a에서 타이머 t1 값(timer t1 value) 필드는 MBAN 단말이 채널 초기화를 수행하기 전에 대기하는 시간을 나타낸다. 즉, MBAN 단말이 2360~2390 MHz 대역(이하 제 1 주파수 대역)에서 사용중인 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 시점부터, MBAN 단말이 상기 제 1 주파수 대역에서의 동작을 초기화하고 2360~2390 MHz 대역(이하 제 2 주파수 대역)에의 채널 검색을 시작하는 시점까지의 시간을 나타낸다.
동작 코드(action code) 필드는 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색하는 방식을 지정한다. 즉, 상기 동작 코드는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색한 후 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시할 수도 있고, 또는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것일 수도 있다.
도 9b는 채널 초기화를 위한 제어 정보가 포함된 커맨드의 일 예이다.
MBAN 마스터(200)가 MBAN 단말(100)로 상기 제어 정보를 전송할 때, 유니캐스트(unicast) 방식이 사용될 수 있다. 상기 유니캐스트 방식은 채널 초기화를 위한 커맨드(command) 및 프레임을 별도로 정의하여 수행될 수도 있다. 도 9b는 이러한 채널 초기화를 위한 커맨드의 한 예로서, 타이머 t1 값(timer t1 value) 필드 및 동작 코드(action code) 필드가 포함될 수 있다. 상기 필드들이 포함된 채널 초기화 커맨드를 수신한 MBAN 단말은 도 7 내지 도 8에서 설명한 바와 같이 채널 초기화를 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 MBAN 단말 및 MBAN 마스터의 블록도이다.
MBAN 단말(100)은 메모리(101), 제어부(102) 및 무선통신부(103)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 메모리(101)는 본 명세서에서 제안된 방법들을 저장할 수 있다. 또한 상기 메모리(101)는 상기 제어부(102)의 제어에 따라 채널 초기화와 관련된 정보를 저장할 수 있다. 또한 상기 메모리(101)는 MBAN의 각 주파수 대역에 속하는 채널에 대한 정보를 저장할 수 있다.
상기 제어부(102)는 MBAN 단말의 전반적인 동작과 상기 메모리(101) 및 무선통신부(103)를 제어한다. 또한 상기 제어부(102)는 MBAN 마스터로부터 채널 초기화를 위한 제어 정보를 수신할 수 있다. 이 때 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머, 동작 코드 등을 포함할 수 있다.
상기 제어부(102)는 상기 수신한 제어 정보를 기초로 채널 초기화를 제어할 수 있다.
상기 무선통신부(103)는 상기 제어부(102)의 제어에 따라 MBAN 시스템의 채널을 탐색하고 동작 채널을 초기화할 수 있다. 이 때, 상기 무선통신부(103)는 2360 ~ 2390 MHz 대역의 다른 채널을 검색한 후 2390 ~ 2400 MHz 대역의 채널을 검색할 수도 있고, 또는 2360 ~ 2390 MHz 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 2390 ~ 2400 MHz 대역의 채널을 검색할 수도 있다.
MBAN 마스터(200)는 메모리(201), 제어부(202) 및 무선통신부(203)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 메모리(201)는 본 명세서에서 제안된 방법들을 저장할 수 있다. 또한 상기 메모리(201)는 상기 제어부(202)의 제어에 따라 MBAN 주파수 대역의 채널들의 사용과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 즉, 상기 각 채널들의 사용 상태, 가용 시간 등에 관한 정보를 저장할 수 있다. 또한 상기 메모리(201)는 특정 MBAN 단말의 채널 초기화와 관련된 정보를 저장할 수 있다.
상기 제어부(202)는 MBAN 마스터(200)의 전반적인 동작과 상기 메모리(101) 및 무선통신부(203)를 제어한다. 상기 제어부(102)는 MBAN 제어기로부터 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 수신할 수 있다. 또는 상기 제어 정보는 상기 상기 MBAN 단말이 사용 중인 서비스의 종류, 상기 MBAN 단말이 채널을 액세스(access)한 내역 또는 상기 MBAN 마스터의 운용 방식 중 하나 이상을 근거로 상기 제어부(202)에 의해 결정될 수도 있다. 상기 제어부(202)는 상기 채널 초기화와 관련된 정보를 MBAN 단말로 전송할 수 있다. 이 때 상기 채널 초기화와 관련된 정보는 채널 초기화 타이머, 동작 코드 등을 포함할 수 있다.
상기 제어부(202)는 상기 채널 초기화와 관련된 정보를 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송할 수 있다.
상기 무선통신부(203)는 상기 제어부(202)의 제어에 따라 지정된 채널을 통해 MBAN 단말과의 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 무선통신부(203)는 상기 제어부(202)의 제어에 따라 비콘 및 명령(command) 프레임들을 물리 채널로 전송할 수 있다.
지금까지 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims (19)

  1. MBAN(Medical Body Area Network) 시스템에서 MBAN 마스터(master)가 MBAN 단말의 채널 초기화(defaulting)를 제어하는 방법으로서,
    제 1 주파수 대역의 채널을 통하여 상기 MBAN 단말과 어소시에이션 (association) 과정을 수행하는 단계; 및
    상기 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 상기 MBAN 단말에게 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머(timer)를 포함하고,
    상기 제어 정보는 상기 MBAN 단말이 사용 중인 서비스의 종류, 상기 MBAN 단말이 채널을 액세스(access)한 내역 또는 상기 MBAN 마스터의 운용 방식 중 하나 이상을 근거로 결정되고,
    상기 채널 초기화 타이머(timer)의 값은, 상기 MBAN 단말이 사용중인 상기 제 1 주파수 대역의 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 시점부터 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 시점까지의 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 정보는 MBAN 제어기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 MBAN 마스터에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 정보를 상기 MBAN 단말에게 전송하는 단계는,
    유니캐스트(unicast) 방식으로 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 정보는 동작 코드(action code)를 더 포함하고,
    상기 동작 코드는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색한 후 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 정보는 동작 코드(action code)를 더 포함하고,
    상기 동작 코드는 상기 제 1 주파수 대역의 다른 채널을 검색하지 않고 상기 제 2 주파수 대역의 채널을 검색할 것을 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
  9. MBAN(Medical Body Area Network) 시스템에서 MBAN 단말이 동작 채널을 초기화(defaulting)하는 방법으로서,
    MBAN 마스터로부터 상기 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 수신하는 단계와, 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머를 포함하며; 및
    상기 채널 초기화 타이머에 설정된 시간동안 제 1 주파수 대역의 채널을 통해 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 제 1 주파수 대역에서의 동작을 초기화하는 단계; 및
    제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 단계를 포함하되,
    상기 제어 정보는 상기 MBAN 단말이 사용 중인 서비스의 종류, 상기 MBAN 단말이 채널을 액세스(access)한 내역 또는 상기 MBAN 마스터의 운용 방식 중 하나 이상을 근거로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. MBAN(Medical Body Area Network) 단말의 채널 초기화(defaulting)을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 MBAN 단말과 통신하는 무선통신부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    제 1 주파수 대역의 채널을 통하여 상기 MBAN 단말과 어소시에이션 (association) 과정을 수행하고,
    상기 MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 상기 MBAN 단말에게 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하며,
    상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머(timer)를 포함하고,
    상기 제어 정보는 상기 MBAN 단말이 사용 중인 서비스의 종류, 상기 MBAN 단말이 채널을 액세스(access)한 내역 또는 MBAN 마스터의 운용 방식 중 하나 이상을 근거로 결정되고,
    상기 채널 초기화 타이머의 값은, 상기 MBAN 단말이 상기 제 1 주파수 대역의 채널로부터 신호를 수신하지 못하는 시점부터 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하는 시점까지의 시간을 나타내는 것을 특징으로 하는 MBAN 마스터(master).
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 채널 초기화(defaulting)을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 MBAN 마스터(master)와 통신하는 무선통신부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    제 1 주파수 대역의 채널을 통하여 상기 MBAN 마스터와 어소시에이션 (association) 과정을 수행하고,
    MBAN 단말의 채널 초기화를 위한 제어 정보를 상기 MBAN 마스터로부터 수신하고, 상기 제어 정보는 채널 초기화 타이머를 포함하며,
    상기 채널 초기화 타이머에 설정된 시간 동안 제 1 주파수 대역의 채널을 통해 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 제 1 주파수 대역에서의 동작을 초기화하고, 제 2 주파수 대역의 채널 탐색을 시작하도록 상기 무선통신부를 제어하되,
    상기 제어 정보는 상기 MBAN 단말이 사용 중인 서비스의 종류, 상기 MBAN 단말이 채널을 액세스(access)한 내역 또는 상기 MBAN 마스터의 운용 방식 중 하나 이상을 근거로 결정되는 것을 특징으로 하는 MBAN 단말.
  19. 삭제
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