KR102088003B1 - Method of generating networks by utilizing multi-channel - Google Patents

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Abstract

효율적으로 채널을 사용하고, 채널간 간섭을 회피할 수 있으며, 에너지 효율적으로 네트워크를 관리할 수 있도록 멀티 채널을 활용하여 네트워크를 생성하는 방법이 제공된다. 멀티 채널을 기반으로 전체 네트워크를 관리하는 Super PAN 코디네이터를 통해, 채널 사이의 간섭을 회피할 수 있는 PAN을 구성할 수 있다. 또한, 비콘 프레임의 송수신에 사용되는 채널의 사용 상태를 파악할 수 있고, 네트워크 토폴로지의 변동을 관찰할 수 있으며, 에너지 효율적인 PAN을 구성할 수 있다.A method of creating a network using multiple channels is provided to efficiently use a channel, avoid interference between channels, and manage a network efficiently. The Super PAN coordinator, which manages the entire network based on multi-channels, can configure a PAN that can avoid interference between channels. In addition, it is possible to grasp the state of use of the channel used to transmit and receive the beacon frame, to observe the change in network topology, and to configure an energy efficient PAN.

Description

멀티 채널을 활용하여 네트워크를 생성하는 방법 {Method of generating networks by utilizing multi-channel}How to create networks using multi-channels {Method of generating networks by utilizing multi-channel}

본 발명은 멀티-홉 기반의 저속 개인 무선통신 네트워크에서 멀티 채널을 활용하여 네트워크를 생성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for creating a network utilizing multiple channels in a multi-hop based low speed personal wireless communication network.

본 발명은 지식경제부의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 10035236, 과제명: 스마트 유틸리티 네트워크용 무선 전송기술 개발].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Knowledge Economy [Task management number: 10035236, Task name: Development of wireless transmission technology for smart utility network].

TV 유휴 주파수 영역(TV white space, TVWS)를 활용한 개인 무선통신 네트워크(wireless personal area network, WPAN)에 대한 표준화는 IEEE 802.15.4m에서 진행되고 있다. 2010년 9월, 미국 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission, FCC)에서는 데이터베이스를 기반으로 스펙트럼의 센싱 없이 TVWS로으 접근을 허용하였고, 이에 따라 TVWS에서 WPAN 기술을 활용하기 위한 논의가 본격적으로 시작되었다.The standardization of a wireless personal area network (WPAN) using TV white space (TVWS) is underway in IEEE 802.15.4m. In September 2010, the U.S. Federal Communications Commission (FCC) allowed access to TVWS without sensing the spectrum based on the database, and discussions began to take full advantage of WPAN technology in TVWS.

TVWS를 활용한 WPAN 기술은 2.4GHz ISM(industrial, scientific and medical) 대역에서 와이-파이(wireless-fidelity, Wi-Fi) 등과 주파수 공유에 따른 간섭 문제가 있는 지그비(zigbee)를 대신할 수 있다. TVWS를 활용한 WPAN 기술이 2.4GHz ISM 대역에서 다른 규격과 간섭을 일으키지 않고, 전기, 가스, 수도 등과 같은 유틸리티 관련 정보를 안정적으로 송수신하기 위해서는 전체 토폴로지의 상태를 파악하여 각 유틸리티 마다 독립적으로 네트워크를 구성하여 채널 사용의 효율성을 높일 수 있어야 한다. WPAN technology using TVWS can replace ZigBee, which has interference problems due to frequency sharing with Wi-Fi in 2.4GHz industrial, scientific and medical (ISM) band. In order to reliably transmit and receive utility-related information such as electricity, gas, and water in the 2.4 GHz ISM band, WPAN technology using TVWS does not interfere with other standards. It should be configured to increase the efficiency of channel use.

하지만, 단일 채널에 하나의 PAN 코디네이터(coordinator)을 사용하는 기존 네트워크에서는 클러스터를 확장하는 방식을 사용하더라도, 전체적인 네트워크 동기를 유지하기 어렵고 메시지가 지연될 수 있다. 또한, 채널간 간섭을 회피할 수 있는 독립적인 PAN을 구성하기 어렵다.
선행기술문헌:Y. A. Jeon et al.,“15.4m MAC Proposal: TVWS Multi-Channel Utilization(TMCU)”, IEEE 802.15-12-0265-01-004m, 2012.05.16.However, in an existing network using a single PAN coordinator for a single channel, even if the cluster is extended, it is difficult to maintain overall network synchronization and delay messages. In addition, it is difficult to construct an independent PAN that can avoid interchannel interference.
Prior art document: YA Jeon et al., “15.4m MAC Proposal: TVWS Multi-Channel Utilization (TMCU)”, IEEE 802.15-12-0265-01-004m, 2012.05.16.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는, 효율적으로 채널을 사용하고, 채널간 간섭을 회피할 수 있으며, 에너지 효율적인 네트워크를 구성할 수 있도록 멀티 채널을 활용하여 네트워크를 생성하는 방법을 제공한다.Accordingly, an embodiment of the present invention provides a method for generating a network using multiple channels to efficiently use a channel, avoid interference between channels, and configure an energy efficient network.

본 발명의 한 특징에 따르면, 개인 무선통신 네트워크(wireless personal area network, WPAN)의 PAN 코디네이터에서 네트워크를 생성하는 방법이 제공된다. 상기 네트워크 생성 방법은, 사용 가능한 TV 유휴 주파수 영역(TV white space, TVWS)에 포함된 복수의 채널을 확보하는 단계, 복수의 채널 중 하나의 채널을 물리(physical, PHY) 채널로 맵핑하고, PHY 채널을 통하여 제1 비콘 프레임을 방송하는 단계, 제1 비콘 프레임을 수신한 복수의 PAN 코디네이터 중 적어도 하나의 PAN 코디네이터로부터 채널 및 비콘 전용 슬롯(Dedicated Beacon Slot, DBS)의 할당을 요청하는 요청 프레임을 수신하는 단계, 요청 프레임을 송신한 PAN 코디네이터 중 제1 PAN 코디네이터에게 제1 채널 및 제1 DBS를 할당하는 단계, 그리고 제1 DBS에서 상기 제1 채널을 통해 제1 PAN 코디네이터로부터 제2 비콘 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.According to one aspect of the invention, a method is provided for creating a network in a PAN coordinator of a wireless personal area network (WPAN). The network generation method may include securing a plurality of channels included in a usable TV white space (TVWS), mapping one channel of the plurality of channels to a physical (PHY) channel, and Broadcasting a first beacon frame through a channel; requesting a request frame for requesting allocation of a channel and a dedicated beacon slot (DBS) from at least one PAN coordinator among the plurality of PAN coordinators receiving the first beacon frame Receiving, assigning a first channel and a first DBS to the first PAN coordinator of the PAN coordinator that has transmitted the request frame, and the second beacon frame from the first PAN coordinator through the first channel in the first DBS Receiving.

상기 네트워크 생성 방법에서 할당하는 단계는, 제1 PAN 코디네이터에게 할당한 제1 채널 및 제1 DBS에 관한 정보가 포함된 제3 비콘 프레임을 방송하는 단계를 포함할 수 있다.The allocating in the network generation method may include broadcasting a third beacon frame including information about the first channel and the first DBS allocated to the first PAN coordinator.

상기 네트워크 생성 방법에서 할당하는 단계는, 제1 PAN 코디네이터로부터 데이터 요청(Data request) 프레임을 수신하는 단계, 그리고 제1 PAN 코디네이터에게 제1 채널 및 제1 DBS에 관한 정보가 포함된 DBS 응답(DBS response) 프레임을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The allocating in the network generation method may include receiving a data request frame from a first PAN coordinator, and a DBS response including information about a first channel and a first DBS to the first PAN coordinator. response) frame may be transmitted.

상기 네트워크 생성 방법은, 요청 프레임을 수신하는 단계 이후에, 제1 PAN 코디네이터로 ACK 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.The network generation method may further include transmitting an ACK frame to the first PAN coordinator after receiving the request frame.

상기 네트워크 생성 방법에서 PAN 코디네이터는 TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN, TMCTP)-부모(parent) 코디네이터이고, 제1 PAN 코디네이터는 TMCTP-자식(child) 코디네이터일 수 있다.In the network generation method, the PAN coordinator may be a TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN (TMCTP) -parent coordinator, and the first PAN coordinator may be a TMCTP-child coordinator.

상기 네트워크 생성 방법은 요청 프레임을 수신하는 단계 이후에, PAN 코디네이터의 매체 접근 제어 계층 관리 요소(MAC Layer Management Entity, MLME)가 MLME-DBS.indication 프리미티브(primitive)를 PAN 코디네이터의 상위 계층(next higher layer)으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the network generation method, after receiving a request frame, the MAC layer management entity (MLME) of the PAN coordinator sets the MLME-DBS.indication primitive to the next higher layer of the PAN coordinator. layer) may be further included.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, WPAN의 PAN 코디네이터에서 네트워크를 생성하는 다른 방법이 제공된다. 사용 가능한 TVWS의 채널 중 하나의 채널이 맵핑된 물리(physical, PHY) 채널을 통하여 제1 PAN 코디네이터에서 방송된 제1 비콘 프레임을 수신하는 단계, 제1 PAN 코디네이터에게 채널 및 비콘 전용 슬롯(Dedicated Beacon Slot, DBS)의 할 당을 요청하는 요청 프레임을 전송하는 단계, 그리고 제1 PAN 코디네이터로부터 제1 채널 및 제1 DBS를 할당 받는 단계, 그리고 제1 DBS에서 제1 채널을 통해 제2 비콘 프레임을 방송하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, another method for generating a network in a PAN coordinator of a WPAN is provided. Receiving a first beacon frame broadcast from a first PAN coordinator through a physical (PHY) channel to which one of the channels of the available TVWS is mapped, and a dedicated beacon slot for the first PAN coordinator (Dedicated Beacon). Transmitting a request frame requesting allocation of a slot (DBS), and receiving a first channel and a first DBS from a first PAN coordinator, and receiving a second beacon frame through the first channel in the first DBS. Broadcasting.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법에서 할당 받는 단계는, PAN 코디네이터에게 할당된 제1 채널 및 제1 DBS에 관한 정보가 포함된 제3 비콘 프레임을 제1 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.In another method of generating the network, the step of assigning may include receiving, from the first PAN coordinator, a third beacon frame including information about a first channel allocated to the PAN coordinator and the first DBS.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법에서 할당 받는 단계는, 제1 PAN 코디네이터에게 데이터 요청(Data request) 프레임을 전송하는 단계, 그리고 제1 PAN 코디네이터로부터 제1 채널 및 제1 DBS에 관한 정보가 포함된 DBS 응답(DBS response) 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.In another method of generating the network, the step of allocating may include transmitting a data request frame to a first PAN coordinator and a DBS including information about a first channel and a first DBS from the first PAN coordinator. The method may include receiving a DBS response frame.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법은 요청 프레임을 전송하는 단계 이후에, 제1 PAN 코디네이터로부터 ACK 프레임을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.Another method of generating the network may further include receiving an ACK frame from the first PAN coordinator after transmitting the request frame.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법에서 제1 PAN 코디네이터는 TMCTP-부모 코디네이터이고, 상기 PAN 코디네이터는 TMCTP-자식 코디네이터일 수 있다.In another method of generating the network, the first PAN coordinator may be a TMCTP-parent coordinator, and the PAN coordinator may be a TMCTP-child coordinator.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법은 제1 비콘 프레임을 수신하는 단계 이후에, PAN 코디네이터의 MLME가 MLME-BEACON-NOTIFY.indication 프리미티브를 상기 PAN 코디네이터의 상위 계층으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.Another method for generating the network may further include, after receiving the first beacon frame, the MLME of the PAN coordinator sends an MLME-BEACON-NOTIFY.indication primitive to an upper layer of the PAN coordinator.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법은, PAN 코디네이터의 상위 계층이 MLME-BEACON-NOTIFY.indication 프리미티브를 분석한 후, MLME-DBS.request 프리미티브를 PAN 코디네이터의 MLME로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.Another method for generating the network may further include transmitting, by the upper layer of the PAN coordinator, the MLME-BEACON-NOTIFY.indication primitive, and then sending the MLME-DBS.request primitive to the MLME of the PAN coordinator.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법에서 제2 비콘 프레임을 방송하는 단계는, 제1 DBS에서 제1 채널로 채널을 전환하는 단계, 그리고 제1 DBS에서 제1 채널을 통해 제2 비콘 프레임을 방송하는 단계를 포함할 수 있다.In another method of generating the network, broadcasting a second beacon frame includes: switching a channel from a first DBS to a first channel, and broadcasting a second beacon frame through a first channel in the first DBS. It may include.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법은, 제3 비콘 프레임을 수신하는 단계 이후에, PAN 코디네이터의 MLME가 제3 비콘 프레임을 분석하여 제1 채널 및 제1 DBS에 관한 정보를 확인한 후, MLME-DBS.confirm 프리미티브를 PAN 코디네이터의 상위 계층으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In another method of generating the network, after receiving the third beacon frame, the MLME of the PAN coordinator analyzes the third beacon frame to confirm the information about the first channel and the first DBS, MLME-DBS. The method may further include transmitting a confirm primitive to an upper layer of the PAN coordinator.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법은, DBS 응답 프레임을 수신하는 단계 이후에, PAN 코디네이터의 MLME가 DBS 응답 프레임을 분석하여 제1 채널 및 제1 DBS에 관한 정보를 확인한 후, MLME-DBS.confirm 프리미티브를 PAN 코디네이터의 상위 계층으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In another method of generating the network, after receiving the DBS response frame, the MLME of the PAN coordinator analyzes the DBS response frame to confirm the information about the first channel and the first DBS, and then the MLME-DBS.confirm primitive. The method may further include transmitting to the upper layer of the PAN coordinator.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, WPAN의 PAN 코디네이터에서 네트워크를 생성하는 다른 방법이 제공된다. 상기 네트워크를 생성하는 다른 방법은, 제1 PAN 코디네이터로부터 제1 채널 및 제1 DBS을 할당 받는 단계, 제1 채널을 통해 제1 DBS에서 제1 비콘 프레임을 방송하는 단계, 제1 비콘 프레임을 수신한 제2 PAN 코디네이터로부터 채널 및 DBS의 할당을 요청하는 요청 프레임을 수신하는 단계, 제1 코디네이터로 요청 프레임을 전달하는 단계, 제2 PAN 코디네이터에게 할당된 제2 채널에 관한 정보를 제1 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계, 제2 코디네이터에게 상기 제2 채널 및 제2 DBS을 할당하는 단계, 그리고 제2 DBS에서 제2 채널을 통해 제2 비콘 프레임을 제2 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, another method for generating a network in a PAN coordinator of a WPAN is provided. Another method of generating the network may include receiving a first channel and a first DBS from a first PAN coordinator, broadcasting a first beacon frame in a first DBS through a first channel, and receiving a first beacon frame Receiving a request frame requesting allocation of a channel and a DBS from a second PAN coordinator, transmitting a request frame to the first coordinator, and receiving information about a second channel allocated to the second PAN coordinator from the first PAN coordinator Receiving from the second coordinator, and allocating the second channel and the second DBS to a second coordinator, and receiving a second beacon frame from the second PAN coordinator on the second channel in the second DBS.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법에서 요청 프레임을 전달하는 단계는, 요청 프레임에 관한 정보가 포함된 제3 비콘 프레임을 방송하는 단계를 포함하고, 제2 채널에 관한 정보를 수신하는 단계는, 제2 채널에 관한 정보가 포함된 제4 비콘 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.In another method of generating the network, forwarding the request frame includes broadcasting a third beacon frame including information about the request frame, and receiving the information about the second channel includes: The method may include receiving a fourth beacon frame including information about a channel.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법에서 제2 채널에 관한 정보를 수신하는 단계는, 제2 채널에 관한 정보가 포함된 DBS 응답(DBS response) 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.In another method of generating the network, receiving the information on the second channel may include receiving a DBS response frame including the information on the second channel.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법은, 요청 프레임을 수신하는 단계 이후에 제2 PAN 코디네이터로 ACK 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.Another method of generating the network may further include transmitting an ACK frame to the second PAN coordinator after receiving the request frame.

상기 네트워크를 생성하는 다른 방법에서 PAN 코디네이터는 TMCTP-부모 코디네이터이고, 제2 PAN 코디네이터는 TMCTP-자식 코디네이터일 수 있다.In another method of generating the network, the PAN coordinator may be a TMCTP-parent coordinator and the second PAN coordinator may be a TMCTP-child coordinator.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 멀티 채널을 기반으로 전체 네트워크를 관리하는 Super PAN 코디네이터를 통해, 채널 사이의 간섭을 회피할 수 있는 PAN을 구성할 수 있다. 또한, 비콘 프레임의 송수신에 사용되는 채널의 사용 상태를 파악할 수 있고, 네트워크 토폴로지의 변동을 관찰할 수 있으며, 에너지 효율적인 PAN을 구성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a PAN capable of avoiding interference between channels may be configured through a super PAN coordinator managing an entire network based on a multi-channel. In addition, it is possible to grasp the state of use of the channel used to transmit and receive the beacon frame, to observe the change in network topology, and to configure an energy efficient PAN.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 토폴로지를 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 한 실시 예에 따른 멀티-채널 클러스터 트리 네트워크를 생성하는 프로세스를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따른 멀티-채널 클러스터 트리 네트워크가 생성될 때 각 PAN 코디네이터에서 송수신하는 메시지를 나타낸 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티-채널 클러스터 트리 네트워크를 생성하는 프로세스를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티-채널 클러스터 트리 네트워크가 생성될 때 각 PAN 코디네이터에서 송수신하는 메시지를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 DBS 요청 프레임을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 비콘 프레임을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a network topology according to an embodiment of the present invention.
2A-2E illustrate a process of creating a multi-channel cluster tree network according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a message transmitted and received by each PAN coordinator when a multi-channel cluster tree network is created according to an embodiment of the present invention.
4A through 4E are diagrams illustrating a process of creating a multi-channel cluster tree network according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a message transmitted and received by each PAN coordinator when a multi-channel cluster tree network is created according to another embodiment of the present invention.
6 illustrates a DBS request frame according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a beacon frame according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “module”, “block”, and the like described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or a combination of hardware and software. It can be implemented as.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 토폴로지를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a network topology according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크에는, 슈퍼(super) PAN 코디네이터(110)와, 복수의 PAN 코디네이터(121 내지 124), 그리고 복수의 종단 장치(end device)(130)가 포함된다. 본 발명의 실시 예에서, Super PAN 코디네이터(110), 복수의 PAN 코디네이터(121 내지 124), 그리고 복수의 종단 장치(130)는 인터넷에 연결하여 가용한 TV 채널 정보를 위치 정보 데이터베이스(Geo-Location Database, GDB)에서 획득할 수 있다.Referring to FIG. 1, a network according to an embodiment of the present invention includes a super PAN coordinator 110, a plurality of PAN coordinators 121 to 124, and a plurality of end devices 130. Included. In an embodiment of the present invention, the Super PAN coordinator 110, the plurality of PAN coordinators 121 to 124, and the plurality of end devices 130 connect the available TV channel information by connecting to the Internet. Database, GDB) can be obtained.

Super PAN 코디네이터(110)는. 가용한 TV 채널 정보를 획득하여 WPAN 물리(physical, PHY) 채널로 맵핑한 후, 복수의 PAN 코디네이터(121 내지 123)에게 WPAN PHY 채널을 할당할 수 있다.Super PAN coordinator (110). After acquiring available TV channel information and mapping it to a WPAN physical (PHY) channel, the WPAN PHY channel may be allocated to the plurality of PAN coordinators 121 to 123.

복수의 PAN 코디네이터(121 내지 124)는 Super PAN 코디네이터로부터 직접 비콘 프레임을 수신하여 채널 및 비콘 슬롯을 할당 받을 수도 있고(121 내지 123), 다른 PAN 코디네이터를 경유하여 Super PAN 코디네이터로부터 채널 및 비콘 슬롯을 할당 받을 수도 있다(124). 즉, 특정 PAN 코디네이터(123)는 Super PAN 코디네이터를 대신하여 다른 PAN 코디네이터(124)로 채널을 할당할 수 있다.The plurality of PAN coordinators 121 to 124 may receive a beacon frame directly from the Super PAN coordinator to be allocated the channel and beacon slots (121 to 123), and the channel and beacon slots from the Super PAN coordinator via another PAN coordinator. It may be assigned (124). That is, the specific PAN coordinator 123 may allocate a channel to another PAN coordinator 124 in place of the super PAN coordinator.

즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, Super PAN 코디네이터가 인터넷을 통해 획득한 사용 가능한 TVWS의 채널을 확보하고, TVWS의 채널을 WPAN PHY 채널로 맵핑한 후, 복수의 PAN 코디네이터로 WPAN PHY 채널을 할당함으로써, TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs, TMCTP)이 생성될 수 있다. 종단 장비는 가까운 PAN 코디네이터를 통해 PAN에 가입(association)할 수 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, the Super PAN coordinator secures the channels of the available TVWS acquired through the Internet, maps the channels of the TVWS to the WPAN PHY channel, and then assigns WPAN PHY channels to the plurality of PAN coordinators. Thus, TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs (TMCTPs) may be generated. The end device may associate with the PAN through a nearby PAN coordinator.

이때, 본 발명의 실시 예에 따르면, Super PAN 코디네이터는 TMCTP-부모(parent) 코디네이터라고 불릴 수 있고, 복수의 PAN 코디네이터는 TMCTP-부모 코디네이터 또는 TMCTP-자식(child) 코디네이터 라고 불릴 수 있다.In this case, according to an embodiment of the present invention, the Super PAN coordinator may be called a TMCTP-parent coordinator, and the plurality of PAN coordinators may be called a TMCTP-parent coordinator or a TMCTP-child coordinator.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 한 실시 예에 따른 멀티-채널 클러스터 트리 네트워크를 생성하는 프로세스를 나타낸 도면이다.2A-2E illustrate a process of creating a multi-channel cluster tree network according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2e의 위 부분에 도시된 슈퍼프레임(200)은 Super PAN 코디네이터의 슈퍼프레임을 나타낸 것이다. Super PAN 코디네이터의 슈퍼프레임(200)은 비콘 프레임(210), 경쟁 접근 기간(contention access period, CAP)(220) 및 경쟁 자유 기간(contention-free period, CFP)(230)을 포함한다.The superframe 200 shown in the upper part of FIGS. 2A to 2E shows the superframe of the super PAN coordinator. The superframe 200 of the super PAN coordinator includes a beacon frame 210, a contention access period (CAP) 220, and a contention-free period (CFP) 230.

도 2a를 참조하면, 먼저 Super PAN 코디네이터(110)는 인터넷을 통해 GDB로부터 사용 가능한 TVWS를 획득하고, 획득한 TVWS를 WPAN PHY 채널로 맵핑한 후 WPAN PHY 채널 중 하나(채널 1)를 선택하여 비콘 프레임(210)을 방송한다. 이때, 비콘 프레임(210)은 전용 비콘 슬롯 할당 가능성(Dedicated Beacon Slot Allocation Capability), 채널 할당 가능성(Channel Allocation Capability) 등의 정보를 알리는 TMCTP 규격 정보요소(Specification IE)를 포함한다.Referring to FIG. 2A, first, the Super PAN coordinator 110 acquires TVWS available from GDB through the Internet, maps the acquired TVWS to a WPAN PHY channel, and then selects one of the WPAN PHY channels (channel 1) to beacons. The frame 210 is broadcast. In this case, the beacon frame 210 includes a TMCTP specification information element (Information IE) that informs information such as dedicated beacon slot allocation capability, channel allocation capability.

이후, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1을 통해 Super PAN 코디네이터(110)로부터 비콘 프레임(210)을 수신한다.  Thereafter, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 receive the beacon frame 210 from the Super PAN coordinator 110 through the channel 1.

그리고, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 CAP 동안 채널 1을 통해 보장 시간 슬롯(guaranteed time slot, GTS) 요청 프레임(GTS Request command frame)(250)을 Super PAN 코디네이터(110)로 전송한다(S202). In addition, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 transmit a guaranteed time slot (GTS) request frame 250 to the super PAN coordinator 110 through channel 1 during the CAP. In step S202.

이때, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 GTS 요청 프레임을 이용하여 채널 및 GTS의 할당을 요청한다. 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 할당된 GTS에서 할당된 채널을 통해 비콘 프레임을 전송함으로써 자신의 PAN을 관리할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에서 GTS는 비콘 전용 슬롯(dedicated beacon slot, DBS)으로 사용될 수 있다. 따라서, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)가 Super PAN 코디네이터(110)로 전송하는 GTS 요청 프레임은 DBS 요청 프레임(DBS Request command frame)(250)이 될 수 있다.In this case, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 request allocation of a channel and a GTS using a GTS request frame. The first, second and third PAN coordinators 121 to 123 may manage their own PAN by transmitting a beacon frame through the allocated channel in the assigned GTS. That is, in an embodiment of the present invention, the GTS may be used as a dedicated beacon slot (DBS). Accordingly, the GTS request frame transmitted by the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 to the super PAN coordinator 110 may be a DBS request command frame 250.

이후, Super PAN 코디네이터(110)는 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)에서 전송된 DBS 요청 프레임에 포함된 인지 요청(Acknowledge Request, AR) 필드가 1인 것을 확인하면, 인지(acknowledge, ACK) 프레임(251)을 복수의 PAN 코디네이터 각각으로 전송한다(S203)Then, when the Super PAN coordinator 110 confirms that the Acknowledge Request (AR) field included in the DBS request frame transmitted from the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 is 1, acknowledgment (acknowledge) (ACK) frame 251 is transmitted to each of the plurality of PAN coordinators (S203).

도 2b를 참조하면, 다음 비콘 기간(beacon interval, BI)에서 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1로 전환하고, Super PAN 코디네이터(110)는 비콘 프레임(211)을 방송한다(S204). Referring to FIG. 2B, in the next beacon interval BI, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 switch to channel 1, and the Super PAN coordinator 110 broadcasts the beacon frame 211. (S204).

이때, 비콘 프레임(211)은, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)에 할당된 채널 및 DBS에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 Super PAN 코디네이터(110)로부터 비콘 프레임(211)을 수신함으로써 할당된 채널 및 DBS를 알 수 있다.In this case, the beacon frame 211 may include information about the channel and DBS allocated to the first, second and third PAN coordinators 121 to 123. In this case, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 may know the allocated channel and DBS by receiving the beacon frame 211 from the Super PAN coordinator 110.

본 발명의 실시 예에서 Super PAN 코디네이터(110)는 제1 PAN 코디네이터(121)에게 채널 2와 DBS 1(241)을 할당하고, 제2 PAN 코디네이터(122)에게 채널 3과 DBS 2(242)를 할당하며, 제3 PAN 코디네이터(123)에게 채널 4와 DBS 3(243)을 할당할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the super PAN coordinator 110 allocates channel 2 and DBS 1 241 to the first PAN coordinator 121 and assigns channel 3 and DBS 2 242 to the second PAN coordinator 122. The channel 4 and the DBS 3 243 may be allocated to the third PAN coordinator 123.

이때, 본 발명의 한 실시 예에서 DBS 1(241)은 CFP(230)의 바로 다음 슬롯이고, DBS 2(242)는 DBS 1(241)의 바로 다음 슬롯이며, DBS 3(243)는 DBS 2(242)의 바로 다음 슬롯이 될 수 있다. 따라서, Super PAN 코디네이터(110)의 CFP(230) 다음에는 각 PAN 코디네이터가 비콘을 전송하는 DBS(241 내지 243)가 위치하게 되고, DBS의 모임(241 내지 243)은 각 PAN 코디네이터가 비콘 전송에 사용하는 비콘 전용 기간(beacon only period, BOP)(240)이 될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼프레임에서 BOP(240)는 CFP(230)와 Inactive 구간 사이에 위치할 수 있다.At this time, in one embodiment of the present invention, DBS 1 241 is the next slot of the CFP 230, DBS 2 242 is the next slot of the DBS 1 241, DBS 3 243 is DBS 2 It may be the next slot of 242. Accordingly, DBSs 241 to 243 in which each PAN coordinator transmits a beacon are located after the CFP 230 of the super PAN coordinator 110, and in the meetings 241 to 243 of the DBS, each PAN coordinator is in a beacon transmission. Beacon only period (BOP) 240 may be used. In the superframe according to an embodiment of the present invention, the BOP 240 may be located between the CFP 230 and the inactive period.

도 2b에서 DBS 1(241)이 되면, Super PAN 코디네이터(110)와 제1 PAN 코디네이터(121)는 채널 1에서 채널 2로 전환하고, 제1 PAN 코디네이터(121)는 DBS 1(241)에서 채널 2를 통해 자신의 비콘(261)을 전송하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다(S205). In FIG. 2B, when the DBS 1 241 is reached, the Super PAN coordinator 110 and the first PAN coordinator 121 switch from channel 1 to channel 2, and the first PAN coordinator 121 is a channel in the DBS 1 241. It transmits its beacon 261 through 2 and can manage its own PAN (S205).

다음, DBS 2(242)가 되면, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 2에서 채널 3으로 전환하고, 제2 PAN 코디네이터(122)는 채널 1에서 채널 3으로 전환하고, DBS 2(242)에서 채널 3를 통해 자신의 비콘(262)을 전송하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다(S206).Next, when DBS 2 242, Super PAN coordinator 110 switches from channel 2 to channel 3, the second PAN coordinator 122 switches from channel 1 to channel 3, the channel in DBS 2 (242) 3 transmits its beacon 262 and manages its own PAN (S206).

다음, DBS 3(243)이 되면, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 3에서 채널 4로 전환하고, 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 1에서 채널 4로 전환하고, DBS 3(243)에서 채널 4를 통해 자신의 비콘(263)을 전송하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다(S207).Next, when the DBS 3 (243), the Super PAN coordinator 110 switches from channel 3 to channel 4, the third PAN coordinator 123 switches from channel 1 to channel 4, the channel in DBS 3 (243) It transmits its beacon 263 through 4 can manage its own PAN (S207).

다음, DBS 3(243) 이후에, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 4에서 채널 1로 전환한다.Next, after DBS 3 243, the Super PAN coordinator 110 switches from channel 4 to channel 1.

도 2c에서, 다음 비콘 프레임(211)이 방송되기 전, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1로 전환한다. 그리고, Super PAN 코디네이터(110)는 비콘 프레임(211)을 채널 1을 통해 방송(S208)하고, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1을 통해 비콘 프레임(211)을 수신한다. 제1 및 제2 PAN 코디네이터는(121 및 122) 도 2b와 같이 자신에게 할당된 DBS에서 비콘을 방송하는 동작을 반복하므로, 도 2c 내지 도 2e에 도시되지 않았다.In FIG. 2C, before the next beacon frame 211 is broadcast, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 switch to channel 1. The super PAN coordinator 110 broadcasts the beacon frame 211 through channel 1 (S208), and the first, second and third PAN coordinators 121 through 123 receive the beacon frame 211 through channel 1. do. Since the first and second PAN coordinators 121 and 122 repeat the operation of broadcasting the beacon in the DBS assigned to them as shown in FIG. 2B, they are not shown in FIGS. 2C to 2E.

다시 DBS 3(243)가 되면, 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 1에서 채널 4로 전환하여 자신의 비콘 프레임(263)을 방송(S209)한다. 이때, 네트워크에 새로 가입한 제4 PAN 코디네이터(124)는 채널 4를 통해 이 비콘 프레임(263)을 수신한다(S210).When the DBS 3 243 is again, the third PAN coordinator 123 switches from channel 1 to channel 4 to broadcast its beacon frame 263 (S209). At this time, the fourth PAN coordinator 124 newly joined to the network receives the beacon frame 263 through the channel 4 (S210).

이후, 제4 PAN 코디네이터(124)는 제3 PAN 코디네이터(123)의 CAP 동안 채널 4를 통해 제3 PAN 코디네이터(123)로 DBS 요청 프레임(270)을 전송(S211)하여 채널 및 DBS의 할당을 요청한다. 제4 PAN 코디네이터(124)의 DBS 요청 프레임(280)을 수신한 제3 PAN 코디네이터(123)는 ACK 프레임(271)을 제4 PAN 코디네이터(124)로 전송한다(S212).Thereafter, the fourth PAN coordinator 124 transmits the DBS request frame 270 to the third PAN coordinator 123 through the channel 4 during the CAP of the third PAN coordinator 123 (S211) to allocate the channel and the DBS. request. The third PAN coordinator 123 receiving the DBS request frame 280 of the fourth PAN coordinator 124 transmits the ACK frame 271 to the fourth PAN coordinator 124 (S212).

도 2d에서, 다음 BI가 되면, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 1을 통해 비콘 프레임(211)을 방송하고, 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 1을 통해 Super PAN 코디네이터(110)의 비콘 프레임(211)을 수신한다(S213).In FIG. 2D, when the next BI, the Super PAN coordinator 110 broadcasts the beacon frame 211 through channel 1, and the third PAN coordinator 123 is the beacon frame of the Super PAN coordinator 110 through channel 1. Received at step 211 (S213).

다시 DBS 3(243)가 되면 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 4를 통해 자신의 비콘 프레임(263)을 방송하고, 제4 PAN 코디네이터(124)와, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 4를 통해 제3 PAN 코디네이터(123)의 비콘 프레임(263)을 수신할 수 있다(S214). 이때, Super PAN 코디네이터(110)는 제3 PAN 코디네이터(123)의 비콘 프레임(263)을 통해 제4 PAN 코디네이터(124)의 채널 및 DBS 할당 요청을 알 수 있다.When the DBS 3 243 is again, the third PAN coordinator 123 broadcasts its own beacon frame 263 through the channel 4, and the fourth PAN coordinator 124 and the super PAN coordinator 110 share the channel 4. The beacon frame 263 of the third PAN coordinator 123 may be received (S214). In this case, the super PAN coordinator 110 may know the channel and DBS allocation request of the fourth PAN coordinator 124 through the beacon frame 263 of the third PAN coordinator 123.

그리고 다음 BI에서, Super PAN 코디네이터(110)는 제1, 2, 및 3 PAN 코디네이터에 할당된 채널 및 DBS 정보와, 제4 PAN 코디네이터에 할당된 채널에 관한 정보를 자신의 비콘 프레임(212)에 포함시킨 후 채널 1을 통해 방송한다(S215). 이때, 제3 PAN 코디네이터(123)는 Super PAN 코디네이터(110)로부터 수신한 비콘 프레임(212)에서 제4 PAN 코디네이터(124)에게 할당된 채널에 관한 정보를 인식하고, 제4 PAN 코디네이터에게 할당할 DBS를 결정한다. Then, in the next BI, the Super PAN coordinator 110 transmits the channel and DBS information assigned to the first, second, and third PAN coordinator, and the information about the channel assigned to the fourth PAN coordinator to its beacon frame 212. After including it, broadcast through channel 1 (S215). At this time, the third PAN coordinator 123 recognizes the information about the channel assigned to the fourth PAN coordinator 124 in the beacon frame 212 received from the Super PAN coordinator 110, and assigns to the fourth PAN coordinator Determine the DBS.

도 2e를 참조하면, 제3 PAN 코디네이터(123)는 DBS 3(243)에서 채널 4를 통해 제4 PAN 코디네이터(124)에게 할당된 채널 및 DBS에 관한 정보를 포함시킨 비콘 프레임(264)을 방송한다(S216). 본 발명의 한 실시 예에서는 채널 5 및 제3 PAN 코디네이터(123)의 DBS(244)가 제4 PAN 코디네이터(124)에게 할당될 수 있다.Referring to FIG. 2E, the third PAN coordinator 123 broadcasts a beacon frame 264 including information about a channel and DBS allocated to the fourth PAN coordinator 124 through channel 4 in DBS 3 243. (S216). According to an embodiment of the present invention, the DBS 244 of the channel 5 and the third PAN coordinator 123 may be allocated to the fourth PAN coordinator 124.

이후, 제4 PAN 코디네이터(124)는 채널 4를 통해 제3 PAN 코디네이터(123)의 비콘 프레임(264)을 수신하고, DBS(244)에서 채널 5를 통해 자신의 비콘 프레임(280)을 전송(S217)하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다.Thereafter, the fourth PAN coordinator 124 receives the beacon frame 264 of the third PAN coordinator 123 through the channel 4, and transmits its beacon frame 280 through the channel 5 in the DBS 244 ( S217) and can manage his own PAN.

도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따른 멀티-채널 클러스터 트리 네트워크가 생성될 때 각 PAN 코디네이터에서 송수신하는 메시지를 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a message transmitted and received by each PAN coordinator when a multi-channel cluster tree network is created according to an embodiment of the present invention.

먼저, Super PAN 코디네이터는 인터넷을 통하여 지리-위치 데이터베이스(geo-location database, GDB)로부터 가용한 TVWS 채널의 리스트를 확보한다(S301). 이후, Super PAN 코디네이터는 가용한 TVWS 채널을 WPAN PHY 채널에 맵핑하고, WPAN PHY 채널 중 하나를 선택한다. First, the Super PAN coordinator obtains a list of TVWS channels available from a geo-location database (GDB) through the Internet (S301). The Super PAN coordinator then maps the available TVWS channels to the WPAN PHY channel and selects one of the WPAN PHY channels.

한편, PAN 코디네이터는 모든 WPAN PHY 채널을 스캔하여 비콘 프레임을 수신할 준비를 마친다(S302).On the other hand, the PAN coordinator scans all the WPAN PHY channel is ready to receive the beacon frame (S302).

이후, Super PAN 코디네이터의 매체 접근 제어 계층 관리 요소(MAC Layer Management Entity, MLME)(312)는 선택된 WPAN PHY 채널로 Super PAN 코디네이터의 비콘 프레임을 방송한다(S303).Thereafter, the MAC layer management entity (MLME) 312 of the Super PAN coordinator broadcasts the beacon frame of the Super PAN coordinator on the selected WPAN PHY channel (S303).

Super PAN 코디네이터의 비콘 프레임을 수신한 PAN 코디네이터의 MLME(321)는 PAN 코디네이터의 상위 계층(322)으로 MLME-BEACON-NOTIFY.indication 프리미티브(primitive)를 전송한다(S304).The MLME 321 of the PAN coordinator receiving the beacon frame of the super PAN coordinator transmits an MLME-BEACON-NOTIFY.indication primitive to the upper layer 322 of the PAN coordinator (S304).

PAN 코디네이터의 상위 계층(322)은 MLME-BEACON-NOTIFY.indication 프리미티브를 분석한 후, MLME-DBS.request 프리미티브를 자신의 MLME(321)로 전송한다(S305).The upper layer 322 of the PAN coordinator analyzes the MLME-BEACON-NOTIFY.indication primitive, and then sends an MLME-DBS.request primitive to its MLME 321 (S305).

이후, PAN 코디네이터의 MLME(321)는 채널 할당 요청 및 DBS 요청 정보가 포함된 DBS 요청 프레임을 Super PAN 코디네이터로 전송한다(S306).Thereafter, the MLME 321 of the PAN coordinator transmits a DBS request frame including a channel allocation request and DBS request information to the Super PAN coordinator (S306).

다음, Super PAN 코디네이터의 MLME(312)는 DBS 요청 프레임에 대한 ACK 프레임을 PAN 코디네이터로 전송한다(S307). 그리고, Super PAN 코디네이터의 MLME(312)는 MLME-DBS.indication 프리미티브를 Super PAN 코디네이터의 상위 계층(311)으로 전송한다(S308).Next, the MLME 312 of the super PAN coordinator transmits an ACK frame for the DBS request frame to the PAN coordinator (S307). The MLME 312 of the Super PAN coordinator transmits the MLME-DBS.indication primitive to the upper layer 311 of the Super PAN coordinator (S308).

이후, Super PAN 코디네이터의 MLME(312)는 채널 및 DBS 할당 정보가 포함된 비콘 프레임을 PAN 코디네이터로 전송한다(S309).Thereafter, the MLME 312 of the super PAN coordinator transmits a beacon frame including channel and DBS allocation information to the PAN coordinator (S309).

PAN 코디네이터의 MLME(321)는 Super PAN 코디네이터의 비콘 프레임을 분석하여 할당된 채널 및 할당된 DBS에 관한 정보를 확인하고, PAN 코디네이터의 상위 계층(322)으로 MLME-DBS.confirm 프리미티브를 전송한다(S310).The MLME 321 of the PAN coordinator analyzes the beacon frame of the Super PAN coordinator to confirm the information about the allocated channel and the allocated DBS, and transmits the MLME-DBS.confirm primitive to the upper layer 322 of the PAN coordinator ( S310).

PAN 코디네이터의 상위 계층(322)에서는 할당된 DBS에서 할당된 채널로 채널을 전환하고(S311), Super PAN 코디네이터는 할당한 DBS에서 할당한 채널로 전환하여 PAN 코디네이터에서 전송되는 비콘 프레임을 수신할 준비를 마친다(S312). The upper layer 322 of the PAN coordinator switches channels from the allocated DBS to the allocated channel (S311), and the Super PAN coordinator switches to the channel allocated from the allocated DBS to prepare to receive a beacon frame transmitted from the PAN coordinator. Finish (S312).

이후, PAN 코디네이터는 할당된 DBS에서 할당된 채널을 통해 자신의 비콘 프레임을 방송(S313)하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다.Thereafter, the PAN coordinator may broadcast its beacon frame through the allocated channel in the allocated DBS (S313) and manage its own PAN.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티-채널 클러스터 트리 네트워크를 생성하는 프로세스를 나타낸 도면이다.4A through 4E are diagrams illustrating a process of creating a multi-channel cluster tree network according to another embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 먼저 Super PAN 코디네이터(110)는 인터넷을 통해 GDB로부터 사용 가능한 TVWS를 획득하고, 획득한 TVWS를 WPAN PHY 채널로 맵핑한 후 WPAN PHY 채널 중 하나(채널 1)를 선택하여 그 PHY 채널을 통하여 비콘 프레임(410)을 방송한다. 이때, 비콘 프레임(410)은 전용 비콘 슬롯 할당 가능성(Dedicated Beacon Slot Allocation Capability), 채널 할당 가능성(Channel Allocation Capability) 등의 정보를 알리는 TMCTP 규격 정보요소(Specification IE)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4A, the Super PAN Coordinator 110 first obtains a TVWS available from GDB through the Internet, maps the acquired TVWS to a WPAN PHY channel, and then selects one of the WPAN PHY channels (channel 1). The beacon frame 410 is broadcast through the PHY channel. At this time, the beacon frame 410 may include a TMCTP specification information element (Information IE) for informing information such as dedicated beacon slot Allocation Capability, Channel Allocation Capability.

이후, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1을 통해 Super PAN 코디네이터(110)로부터 비콘 프레임(410)을 수신한다.  Thereafter, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 receive the beacon frame 410 from the Super PAN coordinator 110 through the channel 1.

그리고, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 Super PAN 코디네이터(110)의 CAP 동안 채널 1을 통해 비콘 전용 슬롯(dedicated beacon slot, DBS) 요청 프레임(DBS Request command frame)(450)을 Super PAN 코디네이터(110)로 전송한다(S402).In addition, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 are dedicated beacon slots (DBS) request frame (DBS Request command frame) 450 through channel 1 during the CAP of the Super PAN coordinator 110. To the Super PAN coordinator 110 (S402).

이후, Super PAN 코디네이터(110)는 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)에서 전송된 DBS 요청 프레임에 포함된 인지 요청(Acknowledge Request, AR) 필드가 1인 것을 확인하면, 인지(acknowledge, ACK) 프레임(451)을 복수의 PAN 코디네이터 각각으로 전송한다(S403)Then, when the Super PAN coordinator 110 confirms that the Acknowledge Request (AR) field included in the DBS request frame transmitted from the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 is 1, acknowledgment (acknowledge) , ACK) frame 451 is transmitted to each of the plurality of PAN coordinators (S403)

다음 비콘 프레임이 방송되기 전, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1로 전환하고, Super PAN 코디네이터(110)는 다음 BI가 되면 비콘 프레임을 방송한다(S404). Before the next beacon frame is broadcast, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 switch to channel 1, and the Super PAN coordinator 110 broadcasts the beacon frame when the next BI is reached (S404).

이때, 비콘 프레임(211)은, TMCTP 프레임 대기 (Frame Pending) 정보, 대기된 프레임을 갖는 PAN ID 수(Number of PAN IDs Pending) 정보, PAN ID 리스트 정보 등으로 DBS 응답 프레임이 준비 되었음을 알리는 TMCTP specification IE를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 Super PAN 코디네이터(110)와 데이터 요청 프레임(Data Request frame) 및 DBS 응답 프레임(DBS Response frame)을 송수신 함으로써, 할당된 채널 및 DBS를 알 수 있다. At this time, the beacon frame 211, TMCTP frame waiting information (Number of PAN ID Pending ID information (PAN ID Pending) information, PAN ID frame information, etc.) TMCTP specification indicating that the DBS response frame is prepared with It may include IE. In this case, the first, second and third PAN coordinators 121 to 123 transmit and receive a data request frame and a DBS response frame with the Super PAN coordinator 110, thereby assigning the allocated channel and DBS. It can be seen.

즉, Super PAN 코디네이터(110)의 CAP 동안, PAN ID 리스트에 포함된 제1, 2 또는 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 데이터 요청 프레임(460)를 Super PAN 코디네이터(110)에게 전송한다(S405). That is, during the CAP of the super PAN coordinator 110, the first, second or third PAN coordinators 121 to 123 included in the PAN ID list transmits the data request frame 460 to the super PAN coordinator 110 (S405). ).

그리고, Super PAN 코디네이터(110)는 데이터 요청 프레임(460)을 보낸 제1, 2 또는 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)로 DBS 응답 프레임(461)을 해당 PAN 코디네이터(121 내지 123)에게 전송한다(S406). 이때, DBS 응답 프레임(461)은 제1, 2 또는 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)에 할당된 채널 및 DBS에 관한 정보 등을 포함한다.The super PAN coordinator 110 transmits the DBS response frame 461 to the corresponding PAN coordinators 121 to 123 to the first, second or third PAN coordinators 121 to 123 that sent the data request frame 460 ( S406). In this case, the DBS response frame 461 includes information about a channel and DBS allocated to the first, second or third PAN coordinators 121 to 123.

본 발명의 실시 예에서 Super PAN 코디네이터(110)는 제1 PAN 코디네이터(121)에게 채널 2와 DBS 1(441)을 할당하고, 제2 PAN 코디네이터(122)에게 채널 3과 DBS 2(442)를 할당하며, 제3 PAN 코디네이터(123)에게 채널 4와 DBS 3(443)을 할당할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the super PAN coordinator 110 allocates channel 2 and DBS 1 441 to the first PAN coordinator 121 and assigns channel 3 and DBS 2 442 to the second PAN coordinator 122. The channel 4 and the DBS 3 443 may be allocated to the third PAN coordinator 123.

이때, 본 발명의 한 실시 예에서 DBS 1(241)은 CFP(430)의 바로 다음 슬롯이고, DBS 2(442)는 DBS 1(441)의 바로 다음 슬롯이며, DBS 3(443)는 DBS 2(442)의 바로 다음 슬롯이 될 수 있다. 따라서, Super PAN 코디네이터(110)의 CFP(430) 다음에는 각 PAN 코디네이터가 비콘을 전송하는 DBS(441 내지 443)가 위치하게 되고, DBS의 모임(441 내지 443)은 각 PAN 코디네이터가 비콘 전송에 사용하는 비콘 전용 기간(beacon only period, BOP)(440)이 될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 슈퍼프레임에서 BOP(440)는 CFP(430)와 Inactive 구간 사이에 위치할 수 있다.At this time, in one embodiment of the present invention, DBS 1 241 is the slot immediately after the CFP 430, DBS 2 442 is the slot immediately after the DBS 1 441, DBS 3 443 is DBS 2 It may be the next slot after 442. Therefore, DBS 441 to 443, where each PAN coordinator transmits a beacon, are located after the CFP 430 of the Super PAN coordinator 110, and the meetings 441 to 443 of the DBS are each PAN coordinator to beacon transmission. Beacon only period (BOP) 440 may be used. In the superframe according to an embodiment of the present invention, the BOP 440 may be located between the CFP 430 and the inactive period.

도 4b에서 DBS 1(441)이 되면, Super PAN 코디네이터(110)와 제1 PAN 코디네이터(121)는 채널 1에서 채널 2로 전환하고, 제1 PAN 코디네이터(121)는 DBS 1(441)에서 채널 2를 통해 자신의 비콘(471)을 전송하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다(S407). In FIG. 4B, when the DBS 1 441 is reached, the Super PAN coordinator 110 and the first PAN coordinator 121 switch from channel 1 to channel 2, and the first PAN coordinator 121 is a channel in DBS 1 441. It transmits its beacon 471 through 2 and can manage its own PAN (S407).

다음, DBS 2(442)가 되면, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 2에서 채널 3으로 전환하고, 제2 PAN 코디네이터(122)는 채널 1에서 채널 3으로 전환하고, DBS 2(442)에서 채널 3를 통해 자신의 비콘(472)을 전송하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다(S408).Next, when DBS 2 (442), the Super PAN coordinator 110 switches from channel 2 to channel 3, the second PAN coordinator 122 switches from channel 1 to channel 3, the channel in DBS 2 (442) It transmits its own beacon 472 through 3 can manage its own PAN (S408).

다음, DBS 3(443)이 되면, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 3에서 채널 4로 전환하고, 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 1에서 채널 4로 전환하고, DBS 3(443)에서 채널 4를 통해 자신의 비콘(473)을 전송하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다(S409).Next, when DBS 3443 is reached, Super PAN coordinator 110 switches from channel 3 to channel 4, the third PAN coordinator 123 switches from channel 1 to channel 4, and the channel in DBS 3 443 4 transmits its beacon 473 and can manage its own PAN (S409).

다음, DBS 3(243) 이후에, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 4에서 채널 1로 전환한다.Next, after DBS 3 243, the Super PAN coordinator 110 switches from channel 4 to channel 1.

도 4c에서, 다음 BI가 되면 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1로 전환한다.In FIG. 4C, the first, second, and third PAN coordinators 121 through 123 switch to channel 1 when the next BI is reached.

그리고, Super PAN 코디네이터(110)는 비콘 프레임을 채널 1을 통해 방송(S410)하고, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1을 통해 비콘 프레임을 수신한다. 제1 및 제2 PAN 코디네이터는(121 및 122) 도 4b와 같이 자신에게 할당된 DBS에서 비콘을 방송하는 동작을 반복하므로, 도 4c 내지 도 4e에 도시되지 않았다.The super PAN coordinator 110 broadcasts the beacon frame through channel 1 (S410), and the first, second and third PAN coordinators 121 through 123 receive the beacon frame through channel 1. Since the first and second PAN coordinators 121 and 122 repeat the operation of broadcasting the beacon in the DBS assigned to them as shown in FIG. 4B, they are not shown in FIGS. 4C to 4E.

다시 DBS 3(443)가 되면, 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 1에서 채널 4로 전환하여 자신의 비콘 프레임(473)을 방송(S411)한다. 이때, 네트워크에 새로 가입한 제4 PAN 코디네이터(124)는 채널 4를 통해 이 비콘 프레임(473)을 수신할 수 있다.When the DBS 3443 is again, the third PAN coordinator 123 switches from channel 1 to channel 4 to broadcast its beacon frame 473 (S411). In this case, the fourth PAN coordinator 124 newly joined to the network may receive the beacon frame 473 through channel 4.

이후, 제4 PAN 코디네이터(124)는 제3 PAN 코디네이터(123)의 CAP 동안 채널 4를 통해 제3 PAN 코디네이터(123)로 DBS 요청 프레임(480)을 전송하여 채널 및 DBS의 할당을 요청한다(S412). 제4 PAN 코디네이터(124)의 DBS 요청 프레임(480)을 수신한 제3 PAN 코디네이터(123)는 ACK 프레임(481)을 제4 PAN 코디네이터(124)로 전송한다(S413).Thereafter, the fourth PAN coordinator 124 transmits the DBS request frame 480 to the third PAN coordinator 123 through the channel 4 during the CAP of the third PAN coordinator 123 to request allocation of the channel and DBS ( S412). The third PAN coordinator 123 receiving the DBS request frame 480 of the fourth PAN coordinator 124 transmits the ACK frame 481 to the fourth PAN coordinator 124 (S413).

도 4d에서, 다음 BI가 되면, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 1을 통해 비콘 프레임을 방송하고, 제1, 2 및 3 PAN 코디네이터(121 내지 123)는 채널 1을 통해 Super PAN 코디네이터(110)의 비콘 프레임을 수신한다(S414).In FIG. 4D, when the next BI, the Super PAN coordinator 110 broadcasts the beacon frame over channel 1, and the first, second and third PAN coordinators 121 through 123 are super PAN coordinator 110 over channel 1. Receive a beacon frame (S414).

다음, Super PAN 코디네이터(110)의 CAP 동안 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 1을 통해 제4 PAN 코디네이터(124)의 DBS 요청 프레임(480)을 전달(relay)하여 Super PAN 코디네이터(110)으로 채널 및 DBS의 할당을 요청한다(S415). Next, during the CAP of the super PAN coordinator 110, the third PAN coordinator 123 relays the DBS request frame 480 of the fourth PAN coordinator 124 through channel 1 to the super PAN coordinator 110. The allocation of the channel and the DBS is requested (S415).

제3 PAN 코디네이터(123)의 중계로 제4 PAN 코디네이터(124)의 DBS 요청 프레임(480)을 수신한 Super PAN 코디네이터(110)는 ACK 프레임을 제3 PAN 코디네이터(123)로 전송한다(S416).The super PAN coordinator 110 receiving the DBS request frame 480 of the fourth PAN coordinator 124 through the relay of the third PAN coordinator 123 transmits an ACK frame to the third PAN coordinator 123 (S416). .

다시 DBS 3(443)가 되면 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 4를 통해 자신의 비콘 프레임을 방송하고, 제4 PAN 코디네이터(124)와, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 4를 통해 제3 PAN 코디네이터(123)의 비콘 프레임을 수신한다(S417).다음 BI가 되면, Super PAN 코디네이터(110)는 채널 1을 통해 비콘 프레임(411)을 방송하고, 제3 PAN 코디네이터(123)는 채널 1을 통해 Super PAN 코디네이터(110)의 비콘 프레임(411)을 수신한다(S418). 이때, Super PAN 코디네이터(110)에서 방송하는 비콘 프레임(411)은 TMCTP Frame Pending 정보, Number of PAN IDs Pending 정보, PAN ID List 정보 등으로 DBS 응답 프레임이 준비 되었음을 알리는 TMCTP specification IE를 포함할 수 있다.When the DBS 3443 is again, the third PAN coordinator 123 broadcasts its beacon frame through channel 4, and the fourth PAN coordinator 124 and the super PAN coordinator 110 transmit the third beacon through the fourth channel. The PAN coordinator 123 receives the beacon frame (S417). When the next BI, the Super PAN coordinator 110 broadcasts the beacon frame 411 through channel 1, and the third PAN coordinator 123 is channel 1. It receives the beacon frame 411 of the Super PAN coordinator 110 through (S418). In this case, the beacon frame 411 broadcast by the super PAN coordinator 110 may include a TMCTP specification IE indicating that the DBS response frame is prepared with TMCTP Frame Pending information, Number of PAN IDs Pending information, PAN ID List information, and the like. .

도 4e를 참조하면, 이후 제3 PAN 코디네이터(123)는, Super PAN 코디네이터(110)의 CAP 동안, 채널 1을 통해 Super PAN 코디네이터(110)로 데이터 요청 프레임(462)을 전송하고(S419), Super PAN 코디네이터(110)로부터 DBS 응답 프레임(463)을 수신한다(S420).Referring to FIG. 4E, the third PAN coordinator 123 then transmits a data request frame 462 to the Super PAN coordinator 110 through channel 1 during the CAP of the Super PAN coordinator 110 (S419). The DBS response frame 463 is received from the super PAN coordinator 110 (S420).

이때, DBS 응답 프레임(463)은 제4 PAN 코디네이터(124)에 할당된 채널 및 할당된 DBS에 관한 정보를 포함할 수 있다.In this case, the DBS response frame 463 may include information about a channel allocated to the fourth PAN coordinator 124 and the allocated DBS.

이후, 제3 PAN 코디네이터(123)는 Super PAN 코디네이터(110)의 DBS 3(443)에서 채널 4를 통해 비콘 프레임(474)을 방송한다(S421). 이때, 비콘 프레임(474)은 DBS 응답 프레임이 준비 되었음을 알리는 TMCTP specification IE(TMCTP Frame Pending 정보, Number of PAN IDs Pending 정보, PAN ID List 정보)가 포함할 수 있다.Thereafter, the third PAN coordinator 123 broadcasts the beacon frame 474 through the channel 4 in the DBS 3 443 of the Super PAN coordinator 110 (S421). In this case, the beacon frame 474 may include TMCTP specification IE (TMCTP Frame Pending information, Number of PAN IDs Pending information, PAN ID List information) indicating that the DBS response frame is ready.

이후 제4 PAN 코디네이터(124)는, 제3 PAN 코디네이터(123)의 CAP 동안, 채널 4을 통해 제3 PAN 코디네이터(123)로 데이터 요청 프레임(464)을 전송하고(S422), 제3 PAN 코디네이터(123)로부터 DBS 응답 프레임(463)을 수신한다(S423). 즉, 제3 PAN 코디네이터(123)는 Super PAN 코디네이터(110)로부터 수신한 DBS 응답 프레임(463)을 제4 PAN 코디네이터(124)에게 전달한다.Thereafter, the fourth PAN coordinator 124 transmits the data request frame 464 to the third PAN coordinator 123 through the channel 4 during the CAP of the third PAN coordinator 123 (S422), and the third PAN coordinator. In step 423, the DBS response frame 463 is received. That is, the third PAN coordinator 123 transmits the DBS response frame 463 received from the super PAN coordinator 110 to the fourth PAN coordinator 124.

본 발명의 한 실시 예에서는 채널 5와, 제3 PAN 코디네이터(123)의 DBS(444)가 제4 PAN 코디네이터(124)로 할당될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, channel 5 and the DBS 444 of the third PAN coordinator 123 may be allocated to the fourth PAN coordinator 124.

이후, 제4 PAN 코디네이터(124)는 제3 PAN 코디네이터(123)의 DBS(444)에서 채널 5를 통해 자신의 비콘 프레임(490)을 전송(S424)하며 자신의 PAN을 관리할 수 있다.Thereafter, the fourth PAN coordinator 124 may transmit its beacon frame 490 through channel 5 in the DBS 444 of the third PAN coordinator 123 (S424) and manage its own PAN.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 멀티-채널 클러스터 트리 네트워크가 생성될 때 각 PAN 코디네이터에서 송수신하는 메시지를 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a message transmitted and received by each PAN coordinator when a multi-channel cluster tree network is created according to another embodiment of the present invention.

먼저, Super PAN 코디네이터는 인터넷을 통하여 GDB로부터 가용한 TVWS 채널의 리스트를 확보한다(S501). 또는, Super PAN 코디네이터는 모드 Ⅰ 또는 모드 Ⅱ 장비로부터 가용한 TVWS 채널의 리스트를 확보할 수 있다. 이후, Super PAN 코디네이터는 가용한 TVWS 채널을 WPAN PHY 채널에 맵핑하고, WPAN PHY 채널 중 하나를 선택한다. 가용한 TVWS 채널의 리스트를 확보한다.First, the Super PAN coordinator secures a list of TVWS channels available from GDB via the Internet (S501). Alternatively, the Super PAN Coordinator may obtain a list of TVWS channels available from Mode I or Mode II equipment. The Super PAN coordinator then maps the available TVWS channels to the WPAN PHY channel and selects one of the WPAN PHY channels. Obtain a list of available TVWS channels.

한편, PAN 코디네이터는 모든 WPAN PHY 채널을 스캔하여 비콘 프레임을 수신할 준비를 마친다(S502).Meanwhile, the PAN coordinator scans all WPAN PHY channels and finishes preparing to receive a beacon frame (S502).

이후, Super PAN 코디네이터의 매체 접근 제어 계층 관리 요소(MAC Layer Management Entity, MLME)(512)는 선택된 PHY 채널로 Super PAN 코디네이터의 비콘 프레임을 방송한다(S503).Thereafter, the MAC layer management entity (MLME) 512 of the super PAN coordinator broadcasts the beacon frame of the super PAN coordinator on the selected PHY channel (S503).

Super PAN 코디네이터의 비콘 프레임을 수신한 PAN 코디네이터의 MLME(521)는 PAN 코디네이터의 상위 계층(522)으로 MLME-BEACON-NOTIFY.indication 프리미티브를 전송한다(S504). After receiving the beacon frame of the super PAN coordinator, the MLME 521 of the PAN coordinator transmits an MLME-BEACON-NOTIFY.indication primitive to an upper layer 522 of the PAN coordinator (S504).

PAN 코디네이터의 상위 계층(522)은 MLME-BEACON-NOTIFY.indication 프리미티브를 분석한 후, MLME-DBS.request 프리미티브를 자신의 MLME(521)로 전송한다(S505).The upper layer 522 of the PAN coordinator analyzes the MLME-BEACON-NOTIFY.indication primitive, and then transmits the MLME-DBS.request primitive to its MLME 521 (S505).

이후, PAN 코디네이터의 MLME(521)는 채널 할당 요청 및 DBS 요청 정보가 포함된 DBS 요청 프레임을 Super PAN 코디네이터로 전송한다(S506).Thereafter, the MLME 521 of the PAN coordinator transmits a DBS request frame including a channel allocation request and DBS request information to the Super PAN coordinator (S506).

다음, Super PAN 코디네이터의 MLME(512)는 DBS 요청 프레임에 대한 ACK 프레임을 PAN 코디네이터로 전송한다(S507). 그리고, Super PAN 코디네이터의 MLME(512)는 MLME-DBS.indication 프리미티브를 Super PAN 코디네이터의 상위 계층(511)으로 전송한다(S508).Next, the MLME 512 of the super PAN coordinator transmits an ACK frame for the DBS request frame to the PAN coordinator (S507). The MLME 512 of the Super PAN Coordinator transmits the MLME-DBS.indication primitive to the upper layer 511 of the Super PAN Coordinator (S508).

이후, 다음 BI가 되면 Super PAN 코디네이터는 비콘 프레임을 PAN 코디네이터로 전송한다(S509). 그리고 Super PAN 코디네이터의 비콘 프레임을 수신한 PAN 코디네이터는 Super PAN 코디네이터로 데이터 요청(Data request) 프레임을 전송한다(S510).Thereafter, when the next BI, the Super PAN coordinator transmits a beacon frame to the PAN coordinator (S509). The PAN coordinator receiving the beacon frame of the super PAN coordinator transmits a data request frame to the super PAN coordinator (S510).

이후, Super PAN 코디네이터는 데이터 요청 프레임에 대한 ACK 프레임을 전송하고(S511), DBS 응답(DBS response) 프레임도 전송하여(S512), PAN 코디네이터가 할당된 채널 및 할당된 DBS를 알 수 있도록 한다.Thereafter, the Super PAN coordinator transmits an ACK frame for the data request frame (S511), and also transmits a DBS response frame (S512), so that the PAN coordinator can know the channel and the allocated DBS.

이후, PAN 코디네이터는 DBS 응답 프레임에 대한 ACK 프레임을 Super PAN 코디네이터로 전송한다(S513). 그리고, PAN 코디네이터의 MLME(521)는 Super PAN 코디네이터의 DBS 응답 프레임을 분석하여 할당된 채널 및 할당된 DBS에 관한 정보를 확인하고 PAN 코디네이터의 상위 계층(522)으로 MLME-DBS.confirm 프리미티브를 전송한다(S514).Thereafter, the PAN coordinator transmits an ACK frame for the DBS response frame to the Super PAN coordinator (S513). In addition, the MLME 521 of the PAN coordinator analyzes the DBS response frame of the Super PAN coordinator to confirm the information about the allocated channel and the allocated DBS and transmits the MLME-DBS.confirm primitive to the upper layer 522 of the PAN coordinator. (S514).

다음, Super PAN 코디네이터는 할당한 DBS에서 PAN 코디네이터에 할당한 채널로 채널을 전환한 후 PAN 코디네이터에서 방송하는 비콘을 수신할 수 있도록 대기하고(S515), PAN 코디네이터는 할당된 DBS에서 할당된 채널로 전환하여(S516), 할당된 채널을 통해 자신의 비콘 프레임을 방송한다(S517).Next, the Super PAN coordinator switches the channel from the allocated DBS to the channel assigned to the PAN coordinator, and then waits to receive a beacon broadcasted by the PAN coordinator (S515), and the PAN coordinator is assigned to the allocated channel in the allocated DBS. By switching (S516), it broadcasts its own beacon frame through the assigned channel (S517).

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 DBS 요청 프레임을 나타낸 도면이다.6 illustrates a DBS request frame according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 DBS 요청 프레임은 채널 요청(channel request) 여부를 표시하는 비트를 포함한다. 본 발명의 한 실시 예에서 DBS 요청 프레임은 DBS characteristic field(1 옥텟)의 6번 비트를 채널 요청 비트로 사용할 수 있다.Referring to FIG. 6, a DBS request frame according to an embodiment of the present invention includes a bit indicating whether a channel request is made. In an embodiment of the present invention, bit 6 of the DBS characteristic field (1 octet) may be used as the channel request bit in the DBS request frame.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 비콘 프레임을 나타낸 도면이다.7 is a view showing a beacon frame according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비콘 프레임은 채널에 관한 정보를 나타내는 필드를 포함한다. Referring to FIG. 7, a beacon frame according to an embodiment of the present invention includes a field indicating information about a channel.

본 발명의 한 실시 예에서 비콘 프레임은 'pending address'필드와 'Beacon Payload' 필드 사이에 'Channel' 필드를 포함할 수 있다. 이때 channel 필드의 길이는 임의로 정해질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the beacon frame may include a 'Channel' field between the 'pending address' field and the 'Beacon Payload' field. In this case, the length of the channel field may be arbitrarily determined.

channel 필드는, 'Channel list count' 필드, 'Destination PAN Identifier' 필드, 'Source PAN Identifier '필드, 'Channel number' 필드, 그리고 'Channel page' 필드를 포함할 수 있다. 이때, channel list count 필드, Destination PAN Identifier 필드, Source PAN Identifier 필드, Channel number 필드, 그리고 channel page 필드는 하나의 필드 묶음으로 Channel 필드에 포함될 수 있고, Channel 필드는 위와 같은 필드 묶음을 복수 개 포함할 수 있다.The channel field may include a 'Channel list count' field, a 'Destination PAN Identifier' field, a 'Source PAN Identifier' field, a 'Channel number' field, and a 'Channel page' field. In this case, the channel list count field, the destination PAN Identifier field, the source PAN Identifier field, the channel number field, and the channel page field may be included in the channel field as one field bundle, and the channel field may include a plurality of the above field bundles. Can be.

본 발명의 한 실시 예에서 channel list count 필드는 할당된 채널의 개수를 나타내고, 1 옥텟 길이이다. 즉, Channel 필드가 포함하는 필드 묶음의 개수가 Channel list count 필드에 기재된 수이다.In one embodiment of the present invention, the channel list count field indicates the number of allocated channels and is 1 octet long. That is, the number of field bundles included in the Channel field is the number described in the Channel list count field.

또한, 본 발명의 한 실시 예에서 Destination PAN Identifier 필드는 할당된 채널의 목적지 PAN을 나타내고, 2 옥텟 길이이다. Source PAN Identifier 필드는 할당된 채널의 출발지 PAN을 나타내고, 2 옥텟 길이이다. Channel number 필드는 할당된 채널을 나타내고, 1 옥텟 길이이다. channel page 필드는 할당된 채널의 페이지를 나타내고 1 옥텟 길이이다.In addition, in one embodiment of the present invention, the Destination PAN Identifier field indicates a destination PAN of an allocated channel and is 2 octets long. The Source PAN Identifier field indicates the source PAN of the allocated channel and is 2 octets long. The channel number field indicates an allocated channel and is 1 octet long. The channel page field indicates the page of the allocated channel and is 1 octet long.

본 발명의 실시 예에 따르면, 비콘 프레임의 'Superframe Specification' 필드는 비콘 프레임을 방송한 PAN 코디네이터가 Super PAN 코디네이터임을 표시할 수 있는 비트를 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시 예에서는, Superframe Specification 필드의 13번 비트가 Super PAN 코디네이터임을 표시하는 비트로 설정된다.According to an embodiment of the present invention, the 'Superframe Specification' field of the beacon frame may include a bit that may indicate that the PAN coordinator broadcasting the beacon frame is a super PAN coordinator. According to an embodiment of the present invention, bit 13 of the superframe specification field is set to a bit indicating that the super PAN coordinator.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 멀티 채널을 기반으로 전체 네트워크를 관리하는 Super PAN 코디네이터를 통해, 채널 사이의 간섭을 회피할 수 있는 PAN을 구성할 수 있다. 또한, 비콘 프레임의 송수신에 사용되는 채널의 사용 상태를 파악할 수 있고, 네트워크 토폴로지의 변동을 관찰할 수 있으며, 에너지 효율적인 PAN을 구성할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, a PAN capable of avoiding interference between channels may be configured through a super PAN coordinator managing an entire network based on a multi-channel. In addition, it is possible to grasp the state of use of the channel used to transmit and receive the beacon frame, to observe the change in network topology, and to configure an energy efficient PAN.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (21)

개인 무선통신 네트워크(wireless personal area network, WPAN)의 PAN 코디네이터에서 네트워크를 생성하는 방법으로서,
사용 가능한 TV 유휴 주파수 영역(TV white space, TVWS) 채널의 리스트를 획득하는 단계,
상기 TVWS 채널을 대응하는 복수의 물리(physical, PHY) 채널에 맵핑하는 단계,
상기 복수의 PHY 채널 중 하나의 PHY 채널을 선택하는 단계,
상기 선택된 PHY 채널을 통하여 제1 비콘 프레임을 방송하는 단계,
상기 제1 비콘 프레임을 수신한 복수의 PAN 코디네이터 중 적어도 하나의 PAN 코디네이터로부터 채널 및 비콘 전용 슬롯(Dedicated Beacon Slot, DBS)의 할당을 요청하는 DBS 요청 프레임을 상기 제1 비콘 프레임이 포함된 슈퍼프레임의 경쟁 접근 기간(contention access period, CAP)의 슬롯에서 수신하는 단계,
상기 적어도 하나의 PAN 코디네이터 중 제1 PAN 코디네이터에게 제1 채널 및 제1 DBS를 상기 슈퍼프레임의 다음 슈퍼프레임의 비콘 프레임을 통해 할당하는 단계, 그리고
상기 제1 채널을 통해 상기 제1 DBS에서 상기 제1 PAN 코디네이터에 의해 방송되는 제2 비콘 프레임을 수신하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 DBS는 비콘 전용 기간(beacon only period, BOP) 내에 포함되고, 상기 BOP는 상기 다음 슈퍼프레임의 경쟁 자유 기간(contention free period, CFP) 이후에 위치하는, 네트워크 생성 방법.A method of creating a network in a PAN coordinator of a wireless personal area network (WPAN),
Obtaining a list of available TV white space (TVWS) channels,
Mapping the TVWS channel to a corresponding plurality of physical (PHY) channels;
Selecting one PHY channel among the plurality of PHY channels;
Broadcasting a first beacon frame on the selected PHY channel;
Superframe including the first beacon frame DBS request frame for requesting allocation of a dedicated dedicated beacon slot (DBS) and a beacon slot (DBS) from at least one PAN coordinator of the plurality of PAN coordinator receiving the first beacon frame Receiving in a slot of a contention access period (CAP) of
Allocating a first channel and a first DBS to a first PAN coordinator of the at least one PAN coordinator through a beacon frame of a next superframe of the superframe, and
Receiving a second beacon frame broadcast by the first PAN coordinator at the first DBS over the first channel
Including,
The first DBS is included in a beacon only period (BOP), and the BOP is located after a contention free period (CFP) of the next superframe. 제1항에서,
상기 제1 PAN 코디네이터로부터 데이터 요청(Data request) 프레임을 수신하는 단계, 그리고
상기 제1 PAN 코디네이터에게 상기 제1 채널 및 상기 제1 DBS에 관한 정보가 포함된 DBS 응답(DBS response) 프레임을 전송하는 단계
를 더 포함하는 네트워크 생성 방법.In claim 1,
Receiving a data request frame from the first PAN coordinator, and
Transmitting a DBS response frame including information about the first channel and the first DBS to the first PAN coordinator;
Network generation method further comprising. 삭제delete 제1항에서,
상기 획득하는 단계는,
인터넷을 통해 위치 정보 데이터베이스(geolocation database)로부터 상기 사용 가능한 TVWS 채널의 리스트를 획득하는 단계
를 포함하는 네트워크 생성 방법.In claim 1,
The obtaining step,
Obtaining a list of available TVWS channels from a geolocation database over the Internet
Network generation method comprising a. 제1항에서,
상기 제1 비콘 프레임은, DBS 할당 가능성(DBS Allocation Capability) 및 채널 할당 가능성(Channel Allocation Capability)에 관한 정보를 제공하는 TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs, TMCTP) 규격 정보요소(Specification information element, Specification IE)를 포함하는 네트워크 생성 방법.In claim 1,
The first beacon frame includes TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN (TMCTP) standard information that provides information on DBS Allocation Capability and Channel Allocation Capability. A method for generating a network comprising an element (Specification information element, Specification IE). 제1항에서,
상기 제1 비콘 프레임은, TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs, TMCTP) 프레임 대기 (TMCTP frame pending) 정보, 대기된 프레임을 갖는 PAN ID의 개수(Number of PAN IDs pending) 정보, 또는 PAN ID 리스트(PAN ID list) 정보 중 적어도 하나의 정보를 제공하는 TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs, TMCTP) 규격 정보요소(Specification information element, Specification IE)를 포함하는 네트워크 생성 방법.In claim 1,
The first beacon frame includes: TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs (TMCTP frame pending) information, Number of PAN IDs pending A TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN (TMCTP) specification information element (SpecIE) that provides at least one piece of information, or PAN ID list information. Network creation method comprising. 제1항에서,
상기 PAN 코디네이터는 TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN, TMCTP)-부모(parent) 코디네이터이고, 상기 제1 PAN 코디네이터는 TMCTP-자식(child) 코디네이터인 네트워크 생성 방법.In claim 1,
Wherein the PAN coordinator is a TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN (TMCTP) -parent coordinator and the first PAN coordinator is a TMCTP-child coordinator. 제1항에서,
상기 DBS 요청 프레임을 수신하는 단계 이후에,
상기 PAN 코디네이터의 매체 접근 제어 계층 관리 요소(MAC Layer Management Entity, MLME)가 MLME-DBS.indication 프리미티브(primitive)를 상기 PAN 코디네이터의 상위 계층(next higher layer)으로 전송하는 단계
를 더 포함하는 네트워크 생성 방법.In claim 1,
After receiving the DBS request frame,
Transmitting, by the MAC layer management entity (MLME) of the PAN coordinator, an MLME-DBS.indication primitive to a next higher layer of the PAN coordinator;
Network generation method further comprising. 삭제delete 개인 무선통신 네트워크(wireless personal area network, WPAN)의 PAN 코디네이터에서 네트워크를 생성하는 방법으로서,
제1 PAN 코디네이터에 의해 선택된 물리(physical, PHY) 채널을 통하여 상기 제1 PAN 코디네이터에서 방송된 제1 비콘 프레임을 수신하는 단계,
상기 제1 PAN 코디네이터에게 채널 및 비콘 전용 슬롯(Dedicated Beacon Slot, DBS)의 할당을 요청하는 DBS 요청 프레임을 상기 제1 비콘 프레임이 포함된 슈퍼프레임의 경쟁 접근 기간(contention access period, CAP)의 슬롯에서 전송하는 단계,
상기 PAN 코디네이터에게 할당된 제1 DBS 및 제1 채널에 관한 정보를 상기 슈퍼프레임의 다음 슈퍼프레임의 비콘 프레임을 통해 상기 제1 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계, 그리고
상기 제1 채널을 통해 상기 제1 DBS에서 제2 비콘 프레임을 방송하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 DBS는 비콘 전용 기간(beacon only period, BOP) 내에 포함되고, 상기 BOP는 상기 다음 슈퍼프레임의 경쟁 자유 기간(contention free period, CFP) 이후에 위치하는, 네트워크 생성 방법.A method of creating a network in a PAN coordinator of a wireless personal area network (WPAN),
Receiving a first beacon frame broadcast by the first PAN coordinator through a physical (PHY) channel selected by a first PAN coordinator,
A slot of a contention access period (CAP) of a superframe including a first beacon frame and a DBS request frame for requesting allocation of a channel and a beacon dedicated slot (DBS) to the first PAN coordinator. Sending from
Receiving information about a first DBS and a first channel allocated to the PAN coordinator from the first PAN coordinator through a beacon frame of a next superframe of the superframe, and
Broadcasting a second beacon frame in the first DBS through the first channel
Including,
The first DBS is included in a beacon only period (BOP), and the BOP is located after a contention free period (CFP) of the next superframe. 삭제delete 제10항에서,
상기 제1 비콘 프레임은, DBS 할당 가능성(DBS Allocation Capability) 및 채널 할당 가능성(Channel Allocation Capability)에 관한 정보를 제공하는 TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs, TMCTP) 규격 정보요소(Specification information element, Specification IE)를 포함하는 네트워크 생성 방법.In claim 10,
The first beacon frame includes TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN (TMCTP) standard information that provides information on DBS Allocation Capability and Channel Allocation Capability. A method for generating a network comprising an element (Specification information element, Specification IE). 제10항에서,
상기 제1 비콘 프레임은, TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs, TMCTP) 프레임 대기 (TMCTP frame pending) 정보, 대기된 프레임을 갖는 PAN ID의 개수(Number of PAN IDs pending) 정보, 또는 PAN ID 리스트(PAN ID list) 정보 중 적어도 하나의 정보를 제공하는 TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs, TMCTP) 규격 정보요소(Specification information element, Specification IE)를 포함하는 네트워크 생성 방법.In claim 10,
The first beacon frame includes: TVWS Multi-channel Cluster Tree PANs (TMCTP frame pending) information, Number of PAN IDs pending A TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN (TMCTP) specification information element (SpecIE) that provides at least one piece of information, or PAN ID list information. Network creation method comprising. 제10항에서,
상기 제1 PAN 코디네이터는 TVWS 멀티-채널 클러스터 트리 PAN(TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN, TMCTP)-부모(parent) PAN 코디네이터이고, 상기 PAN 코디네이터는 TMCTP-자식(child) PAN 코디네이터인 네트워크 생성 방법.In claim 10,
The first PAN coordinator is a TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN (TVWS Multi-channel Cluster Tree PAN, TMCTP) -parent PAN coordinator, the PAN coordinator is a TMCTP-child PAN coordinator. 제10항에서,
상기 제1 비콘 프레임을 수신하는 단계 이후에,
상기 PAN 코디네이터의 매체 접근 제어 계층 관리 요소(MAC Layer Management Entity, MLME)에서 상기 PAN 코디네이터의 상위 계층(next higher layer)으로 MLME-BEACON-NOTIFY.indication 프리미티브(primitive)를 전송하는 단계
를 더 포함하는 네트워크 생성 방법.In claim 10,
After receiving the first beacon frame,
Transmitting an MLME-BEACON-NOTIFY.indication primitive from a MAC layer management entity (MLME) of the PAN coordinator to a next higher layer of the PAN coordinator;
Network generation method further comprising. 제15항에서,
상기 MLME-BEACON-NOTIFY.indication 프리미티브를 분석한 후, 상기 PAN 코디네이터의 상위 계층에서 상기 PAN 코디네이터의 MLME로 MLME-DBS.request 프리미티브를 전송하는 단계
를 더 포함하는 네트워크 생성 방법.The method of claim 15,
After analyzing the MLME-BEACON-NOTIFY.indication primitive, sending an MLME-DBS.request primitive from the upper layer of the PAN coordinator to the MLME of the PAN coordinator
Network generation method further comprising. 제16항에서,
상기 제1 채널 및 상기 제1 DBS에 관한 정보를 확인한 후, 상기 PAN 코디네이터의 MLME에서 상기 PAN 코디네이터의 상위 계층으로 MLME-DBS.confirm 프리미티브를 전송하는 단계
를 더 포함하는 네트워크 생성 방법.The method of claim 16,
After confirming the information about the first channel and the first DBS, transmitting the MLME-DBS.confirm primitive from the MLME of the PAN coordinator to a higher layer of the PAN coordinator
Network generation method further comprising. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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