KR102133584B1 - Management system electric vehicle charging station utilizing PLC - Google Patents

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Abstract

동일한 주파수 대역을 사용하여 무선 전력전송과 자기장 통신을 동시에 수행할 수 있는 인밴드 통신과 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템이 제공된다.Provided is an in-band communication capable of simultaneously performing wireless power transmission and magnetic field communication using the same frequency band and an electric vehicle charging station management system using a PLC.

Description

PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템{Management system electric vehicle charging station utilizing PLC}Management system electric vehicle charging station utilizing PLC

본 발명은 전기자동차 충전소 관리 시스템에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 동일한 주파수 대역을 사용하여 무선 전력전송과 자기장 통신을 동시에 수행할 수 있는 인밴드 통신과 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an electric vehicle charging station management system, and more particularly, to an electric vehicle charging station management system using an in-band communication and PLC that can simultaneously perform wireless power transmission and magnetic field communication using the same frequency band.

무선으로 에너지를 전달하는 무선 전력 전송 기술로서 자기유도 현상을 이용한 무선 충전 시스템이 사용되고 있다. A wireless charging system using a magnetic induction phenomenon has been used as a wireless power transmission technology that wirelessly transfers energy.

예컨대, 전동칫솔 또는 무선 면도기 등이 전자기 유도의 원리로 충전되며, 최근에는 전자기 유도를 이용하여 휴대전화나 PDA, MP3 플레이어, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대기기를 충전할 수 있는 무선충전제품들이 출시되고 있다. For example, an electric toothbrush or a wireless razor is charged with the principle of electromagnetic induction, and recently, wireless charging products have been released that can charge mobile devices such as mobile phones, PDAs, MP3 players, and notebook computers using electromagnetic induction. .

그러나, 하나의 코일에서 다른 코일로 자기장을 통해 전류를 유도하는 자기유도 방식은 코일 사이의 거리 및 상대적 위치에 매우 민감하여 두 코일 사이의 거리가 약간 떨어지거나 틀어져도 전송 효율이 급속히 떨어진다. 이에 따라 이러한 자기유도 방식의 충전 시스템은 수 cm 이하의 근거리에서만 사용할 수 있다는 약점이 있다.However, the magnetic induction method of inducing current through a magnetic field from one coil to another coil is very sensitive to the distance and the relative position between the coils, so that the transmission efficiency drops rapidly even if the distance between the two coils is slightly distorted or distorted. Accordingly, this self-induction charging system has a weakness that it can be used only at a short distance of several centimeters or less.

한편, 미국특허 7,741,735호에서는 공진장의 감쇄파 결합에 기반을 둔 비방사형 에너지 전달 방식을 개시하고 있다. 이는 두 개의 동일한 주파수를 갖는 공진체가 주위의 다른 비공진체와는 영향을 미치지 않지만 서로 커플링하려는 경향을 가지는 점을 이용한 것으로 기존의 전자기 유도에 비하여 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 기술로서 소개되고 있다. On the other hand, U.S. Patent 7,741,735 discloses a non-radiation type energy transmission method based on attenuation wave coupling of a resonance field. This is because two resonators having the same frequency do not affect other non-resonators around, but they have a tendency to couple with each other, and have been introduced as a technology that can transmit energy over a long distance compared to conventional electromagnetic induction. .

본 발명은 상술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 동일한 주파수 대역을 사용하여 무선 전력전송과 자기장 통신을 동시에 수행할 수 있는 인밴드 통신 방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been devised in the technical background as described above, and an object of the present invention is to provide an in-band communication method capable of simultaneously performing wireless power transmission and magnetic field communication using the same frequency band.

본 발명에서는 다수 기기의 무선 충전을 위한 무선 전력전송 시스템의 인밴드 통신을 위한 물리 계층 및 MAC 계층 프로토콜을 제공한다. The present invention provides a physical layer and a MAC layer protocol for in-band communication of a wireless power transmission system for wireless charging of multiple devices.

본 발명에 따른 무선 전력전송 시스템의 통신 방법은, 다수 기기의 무선 충전을 위한 무선 전력전송 시스템의 통신 방법으로서, 상기 무선 전력전송 시스템은, 기기에 대한 무선 전력전송, 충전 및 통신 영역 내의 기기에 대한 연결 및 해제, 상기 무선 전력전송 네트워크 내의 데이터 및 무선전력 전송의 송수신 시간을 관리하는 베이스 스테이션; 및 상기 무선 전력전송 네트워크를 구성하는 상기 베이스 스테이션을 제외한 기기로서, 상기 베이스 스테이션으로부터 무선 전력을 수신하는 기기인 다수의 노드를 포함하며, 상기 무선 전력전송 시스템은 80kHz와 400kHz 사이의 중심 주파수를 갖는 하나의 주파수 대역을 이용하여 무선 전력전송과 자기장 통신을 수행하고, 시간적 구성요소로서 요청 구간(request period), 응답 구간(response period) 및 자율 구간(spontaneous period)으로 구성되는 수퍼프레임을 통해 무선 전력전송과 자기장 통신을 수행한다.A communication method of a wireless power transmission system according to the present invention is a communication method of a wireless power transmission system for wireless charging of multiple devices, wherein the wireless power transmission system includes wireless power transmission to devices, charging, and devices in a communication area. A base station that manages connection and disconnection of data, transmission and reception times of data and wireless power transmission in the wireless power transmission network; And a device excluding the base station constituting the wireless power transmission network, comprising a plurality of nodes that are devices receiving wireless power from the base station, wherein the wireless power transmission system has a center frequency between 80 kHz and 400 kHz. Performs wireless power transmission and magnetic field communication using one frequency band, and wireless power through a superframe composed of a request period, a response period, and a spontaneous period as temporal components. Performs transmission and magnetic field communication.

본 발명에 따르면 수 미터의 거리 내에서 형성된 네트워크에 기반하여 무선 전력 전송과 수 kbps의 데이터 전송이 가능하다.According to the present invention, wireless power transmission and data transmission of several kbps are possible based on a network formed within a distance of several meters.

도 1은 무선 전력전송 시스템
도 2는 모바일 장치
도 3은 가전 장치
도 4는 MFC를 위한 iWPTN 수퍼프레임 구조
도 5는 WPT를 위한 iWPTN 수퍼프레임 구조
도 6은 iWPTN 구조
도 7은 UID 구조
도 8은 iWPTN-B 상태도
도 9는 iWPTN-D 상태도
도 10은 PHY layer 프레임 포맷
도 11은 프리앰블 포맷
도 12는 MAC 계층 프레임 포맷
도 13은 컨트롤 필드 프레임 포맷
도 14는 요청 프레임 포맷
도 15는 응답 프레임 포맷
도 16은 데이터 프레임 포맷
도 17은 응답 확인 프레임 포맷
도 18은 데이터 확인 프레임 포맷
도 19는 요청 프레임의 페이로드 포맷
도 20은 연결 요청 블록 포맷
도 21은 분리 요청 블록 포맷
도 22는 연결 상태 요청 블록 포맷
도 23은 데이터 요청 블록 포맷
도 24는 그룹 ID 셋업 요청 블록 포맷
도 25는 전력 전송 요청 블록 포맷
도 26은 전력 전송 시작 요청 블록 포맷
도 27은 응답 프레임의 페이로드 포맷
도 28은 연결 응답 블록 포맷
도 29는 분리 응답 블록 포맷
도 30은 연결 상태 응답 블록 포맷
도 31은 데이터 응답 블록 포맷
도 32는 그룹 ID 셋업 응답 블록 포맷
도 33은 전력 전송 응답 블록 포맷
도 34는 데이터 프레임의 페이로드 포맷
도 35는 확인 프레임의 페이로드 포맷
도 36은 연결 응답 확인 블록 포맷
도 37은 분리 응답 확인 블록 포맷
도 38은 연결 상태 응답 확인 블록 포맷
도 39는 데이터 응답 확인 블록 포맷
도 40은 그룹 ID 셋업 응답 확인 블록 포맷
도 41은 WPT 응답 구간의 PSFI
도 42는 PS 비콘 포맷
도 43은 PS 비콘의 프레임 컨트롤
도 44는 WPT 응답 구간의 PSF
도 45는 PSF의 프레임 컨트롤
도 46은 BPTRq 포맷
도 47은 BPTRs 포맷
도 48은 연결 절차
도 49는 분리 절차
도 50은 연결 상태 확인 절차
도 51은 응답 구간의 데이터 전송 절차
도 52는 자율 구간의 데이터 전송 절차
도 53은 그룹 ID 셋업 절차
도 54는 무선 전력 전송 절차
도 55는 배터리 방전 절차
도 56은 엔벨로프 파형
도 57은 BPSK-변조 신호
도 58은 ASK-변조 신호
도 59는 WPT 신호
1 is a wireless power transmission system
2 is a mobile device
3 is a household appliance
4 is an iWPTN superframe structure for MFC
5 is an iWPTN superframe structure for WPT
Figure 6 iWPTN structure
7 is a UID structure
8 is an iWPTN-B state diagram
9 is an iWPTN-D state diagram
10 is a PHY layer frame format
11 is a preamble format
12 is a MAC layer frame format
13 is a control field frame format
14 is a request frame format
15 is a response frame format
16 is a data frame format
17 is a response confirmation frame format
18 is a data confirmation frame format
19 shows the format of the payload of the request frame
20 is a connection request block format
Figure 21 is a separation request block format
22 is a connection state request block format
23 is a data request block format
24 is a group ID setup request block format
25 is a block diagram of a power transmission request
26 is a block diagram of a power transmission start request.
27 shows the payload format of the response frame
28 is a connection response block format
29 is a separate response block format
30 is a connection status response block format
31 is a data response block format
32 is a group ID setup response block format
33 is a power transmission response block format
Fig. 34 shows the payload format of a data frame
35 shows the payload format of the confirmation frame
Figure 36 is a connection response confirmation block format
37 is a separate response confirmation block format
Figure 38 is a connection status response confirmation block format
39 is a data response confirmation block format
40 is a group ID setup response confirmation block format
41 is a PSFI of a WPT response section
Figure 42 PS PS Beacon Format
Fig. 43 shows the frame control of the PS beacon
44 is a PSF of a WPT response section
Fig. 45 Frame control of PSF
Figure 46 is BPTRq format
47 shows BPTRs format
48 is a connection procedure
49 is a separation procedure
50 is a connection status check procedure
51 is a data transmission procedure of a response section
52 is a data transmission procedure in an autonomous section
53 is a group ID setup procedure
54 is a wireless power transmission procedure
55 is a battery discharge procedure
56 is an envelope waveform
57 is a BPSK-modulated signal
58 shows the ASK-modulated signal
59 is a WPT signal

3 용어 및 정의 3 Terms and definitions

본 명세서에서 다음의 용어와 정의가 사용된다. The following terms and definitions are used herein.

3.1 무선 전력전송(WPT: Wireless power transfer)3.1 Wireless power transfer (WPT)

충분한 전력을 가진 장치가 다른 장치로 이를 무선으로 전달하는 메커니즘Mechanisms for devices with sufficient power to wirelessly transmit them to other devices

3.2 무선 전력전송 네트워크(WPTN: Wireless power transfer network)3.2 Wireless power transfer network (WPTN)

유무선 통신을 통하여 무선 전력 전송 상태를 인식한 것에 기반하여 고려 중인 장치에 대해 무선 전력을 전송하는 시스템인 네트워크A network that is a system that transmits wireless power to the device under consideration based on recognizing the wireless power transmission status through wired/wireless communication.

3.3 자기장 통신(MFC:Magnetic field communication)3.3 Magnetic field communication (MFC)

자기장을 이용한 무선 통신Wireless communication using magnetic field

3.4 인밴드 무선 전력전송 네트워크(iWPTN: In-band wireless power transfer network)3.4 In-band wireless power transfer network (iWPTN)

무선 전력전송과 자기장 통신을 위해 하나의 주파수 대역을 사용하는 무선 전력전송 네트워크A wireless power transmission network that uses one frequency band for wireless power transmission and magnetic field communication.

3.5 인밴드 무선 전력전송 네트워크-베이스스테이션(iWPTN-B)3.5 In-band wireless power transmission network-Base Station (iWPTN-B)

기기에 대한 무선 전력전송, 충전 및 통신 영역 내의 기기에 대한 연결 및 해제, iWPTN 내의 데이터 무선전력 전송의 송수신 시간을 관리하는 시스템 A system that manages the transmission/reception time of wireless power transmission to devices, connection and disconnection of devices in charging and communication areas, and data wireless power transmission in iWPTN.

3.6 인밴드 무선 전력전송 네트워크-기기(iWPTN-D)3.6 In-band wireless power transmission network-device (iWPTN-D)

iWPTN 내에서 네트워크를 구성하는 베이스스테이션을 제외한 기기로서, 베이스스테이션으로부터 무선 전력을 수신 A device other than the base station forming a network in iWPTN, which receives wireless power from the base station.

3.7 자기장 통신 네트워크(MFAN: Magnetic field area network)3.7 Magnetic field area network (MFAN)

자기장을 이용한 신뢰성 있는 인밴드 자기장 통신에 기반한 무선 통신을 제공하는 무선 네트워크
A wireless network that provides wireless communication based on reliable in-band magnetic field communication using a magnetic field

4 기호 및 약어4 Symbols and abbreviations

본 명세서에서 다음의 약어가 사용된다. The following abbreviations are used in this specification.

ABNR AbnormalABNR Abnormal

ARq Association RequestARq Association Request

ARs Association ResponseARs Association Response

ARA Association Response AcknowledgementARA Association Response Acknowledgement

ASC Association Status CheckASC Association Status Check

ASK Amplitude Shift Keying ASK Amplitude Shift Keying

ASRq Association Status Request ASRq Association Status Request

ASRs Association Status ResponseASRs Association Status Response

ASRA Association Status Response AcknowledgementASRA Association Status Response Acknowledgement

BPSK Binary Phase Shift Keying BPSK Binary Phase Shift Keying

BPTRq Battery-out Power Transfer RequestBPTRq Battery-out Power Transfer Request

BPTRs Battery-out Power Transfer ResponseBPTRs Battery-out Power Transfer Response

MFC Magnetic Field CommunicationMFC Magnetic Field Communication

CRC Cyclic Redundancy CheckCRC Cyclic Redundancy Check

DA Data Acknowledgement DA Data Acknowledgement

DaRq Disassociation RequestDaRq Disassociation Request

DaRs Disassociation ResponseDaRs Disassociation Response

DaRA Disassociation Response AcknowledgementDaRA Disassociation Response Acknowledgement

DRq Data Request DRq Data Request

DRs Data ResponseDRs Data Response

DRA Data Response AcknowledgementDRA Data Response Acknowledgement

FCS 프레임 Check SequenceFCS Frame Check Sequence

GSRq Group ID Set-up RequestGSRq Group ID Set-up Request

GSRs Group ID Set-up ResponseGSRs Group ID Set-up Response

GSRA Group ID Set-up Response AcknowledgementGSRA Group ID Set-up Response Acknowledgement

HCS Header Check SequenceHCS Header Check Sequence

LSB Least Significant BitLSB Least Significant Bit

MAC Media Access ControlMAC Media Access Control

NRZ-L Non-Return-to-Zero LevelNRZ-L Non-Return-to-Zero Level

PHY Physical Layer protocolPHY Physical Layer protocol

PTRq Power Transfer RequestPTRq Power Transfer Request

PTRs Power Transfer ResponsePTRs Power Transfer Response

PS Power Status PS Power Status

PSF Power Status FeedbackPSF Power Status Feedback

PSFI Power Status Feedback IntervalPSFI Power Status Feedback Interval

RA Response AcknowledgementRA Response Acknowledgement

RR Response RequestRR Response Request

SIFS Short Inter Frame SpaceSIFS Short Inter Frame Space

TDMA Time Division Multiple AccessTDMA Time Division Multiple Access

UID Unique Identifier
UID Unique Identifier

5 개요5 Overview

iWPTN은 무선으로 전력을 전송할 수 있으며 이에 필요한 데이터와 제어 명령을 무선 전력전송에서 사용되는 것과 동일한 주파수를 사용하는 MFC 시스템을 통해 교환할 수 있는 무선 네트워크이다. 자기장의 특성과 규정을 만족하는 전력 레벨에 기인하여, 통신 영역은 전력 전송 영역에 비해 넓다. MFAN에 의해 지원되는 통신 링크에 기반하여 필요한 정보가 교환되며, iWPTN-B는 효율적인 WPT를 제공하기 위한 스케줄링을 수행한다.iWPTN is a wireless network that can transmit power wirelessly and exchange the necessary data and control commands through the MFC system using the same frequency used in wireless power transmission. Due to the characteristics of the magnetic field and the power level that satisfies the regulations, the communication area is wider than the power transmission area. The necessary information is exchanged based on the communication link supported by MFAN, and iWPTN-B performs scheduling to provide efficient WPT.

iWPTN 내의 MFC 시스템은 30KHz 내지 300KHz의 중심 반송파 주파수 대역을 가지고 있으며 이는 무선 전력 전송의 주파수 대역과 동일하다. 이는 BPSK와 같은 간단하고 강인한 변조 방법을 사용하여 저비용으로 구현할 수 있으며 낮은 오류 발생률을 얻을 수 있다. 또한, Manchester나 NRZ-Lem과 같은 동적 부호화 방법을 사용하여 잡음에 대해 강인하다. 이는 수 미터의 거리 내에서 수 kbps의 데이터 전송 속도를 제공한다. WPT에서는 WPT 효율을 증가시키기 위하여 비변조 사인 곡선 신호가 사용된다. The MFC system in iWPTN has a center carrier frequency band of 30KHz to 300KHz, which is the same as the frequency band of wireless power transmission. This can be implemented at low cost using a simple and robust modulation method such as BPSK, and a low error rate can be obtained. It is also robust against noise using dynamic encoding methods such as Manchester or NRZ-Lem. It provides data transfer rates of several kbps within a few meters. In WPT, a non-modulated sinusoidal signal is used to increase WPT efficiency.

iWPTN은 전력소비를 줄이기 위하여 스타 토폴로지와 같은 단순하고 효율적인 네트워크 토폴로지를 사용한다. 또한 작은 패킷 사이즈와 효율적인 주소 관리를 위해 동적 주소 할당을 사용한다. 무선 충전 환경에 따라 가변 전송속도와 부호화 방법을 이용하는 적응적 링크 품질 제어를 사용한다. iWPTN의 노드는 기능에 따라 iWPTN-B과 iWPTN-D으로 구분된다. 하나의 iWPTN 네트워크에는 하나의 iWPTN-B만이 존재하며, iWPTN-B를 중심으로 다수의 iWPTN-D 노드가 네트워크를 형성한다. iWPTN-B는 iWPTN-D의 연결과 해제를 관리한다. iWPTN은 데이터의 송수신을 위하여 TDMA (Time Division Multiple Access) 방식을 사용한다. iWPTN-D가 iWPTN-B에 의해 관리되는 iWPTN 네트워크에 합류(join)할 때, iWPTN-B는 iWPTN-D의 요청과 iWPTN-B의 판단에 따라 iWPTN-D의 전송을 위한 타임 슬롯을 할당한다.iWPTN uses a simple and efficient network topology, such as a star topology, to reduce power consumption. In addition, dynamic address allocation is used for small packet size and efficient address management. Depending on the wireless charging environment, adaptive link quality control using variable transmission rate and encoding method is used. Nodes of iWPTN are divided into iWPTN-B and iWPTN-D according to their functions. There is only one iWPTN-B in one iWPTN network, and a number of iWPTN-D nodes form a network around iWPTN-B. iWPTN-B manages connection and disconnection of iWPTN-D. iWPTN uses a time division multiple access (TDMA) method for data transmission and reception. When iWPTN-D joins an iWPTN network managed by iWPTN-B, iWPTN-B allocates a time slot for iWPTN-D transmission according to iWPTN-D request and iWPTN-B's decision. .

도 1에 나타난 바와 같이, iWPTN-B와 iWPTN-D는 실내에 위치할 수 있다. iWPTN-B가 ID나 배터리 정보와 같은 무선 전력전송에 관련된 데이터를 iWPTN-D로부터 수신하면, 수신된 데이터를 수집하여 무선 전력전송을 위한 타임 슬롯의 수나 전력전송 순서와 같은 요구되는 팩터들을 계산한다. iWPTN-B는 iWPTN을 관리하기 위한 제어 데이터를 iWPTN-D로 송신한다.1, iWPTN-B and iWPTN-D may be located indoors. When iWPTN-B receives data related to wireless power transmission such as ID or battery information from iWPTN-D, it collects the received data and calculates required factors such as the number of time slots for wireless power transmission or the power transmission order. . iWPTN-B transmits control data for managing iWPTN to iWPTN-D.

iWPTN은 다양한 산업 분야에 적용된다. 기능 수행을 위하여 전력을 필요로 하는 전기 장치에 적용된다. 일부 분야에 대해서는 장치의 외부에서 무선으로 전력을 공급함으로써 기능의 개선을 가져올 수도 있다. 이러한 장치들은 배터리의 수명이나 배터리의 수납을 위한 구조 등의 문제가 해결된다.iWPTN is applied in various industries. It is applied to electric devices that require electric power to perform functions. For some applications, it may also lead to improved functionality by wirelessly powering the exterior of the device. These devices solve problems such as the life of the battery and the structure for storing the battery.

예를 들면, 사용시간이 길어짐에 따라 항상 배터리가 문제로 되는 이동 장치의 경우 iWPTN은 유비쿼터스 충전 환경을 제공한다(도 2). 가전 장치에 대해서는 복잡한 전선과 플러그를 없애 가전장치의 배치와 원하는 꾸밈새를 얻을 수 있게 한다(도 3).
For example, iWPTN provides a ubiquitous charging environment for mobile devices where the battery is always a problem as the usage time increases (FIG. 2). For the home appliance, the complicated wires and plugs are removed so that the home appliance is arranged and the desired decoration is obtained (FIG. 3).

6 네트워크 구성요소6 Network components

6.1 일반6.1 General

iWPTN의 주 구성요소는 시간 및 물리적 구성요소이다. 시간 요소는 요청 구간(request period), 응답 구간(response period), 및 자율 구간(spontaneous period)으로 구성되는 수퍼프레임을 가리키며, 물리 요소는 iWPTN-B과 iWPTN-D들로 이루어진 네트워크를 가리킨다. 물리 요소의 가장 기본적인 요소는 노드이다. 노드는 두 가지 형태로 나누어지는데, 하나는 네트워크를 관리하는 iWPTN-B이고, 다른 하나는 iWPTN-B와 통신하는 iWPTN-D이다.The main components of iWPTN are time and physical components. The time element indicates a superframe composed of a request period, a response period, and an autonomous period, and a physical element refers to a network of iWPTN-B and iWPTN-D. The most basic element of a physical element is a node. Nodes are divided into two types, one is iWPTN-B, which manages the network, and the other is iWPTN-D, which communicates with iWPTN-B.

도 4 내지 도 6은 각각 시간 및 물리 요소인 수퍼프레임과 네트워크의 구조를 도시한 것이다. iWPTN 내에서 첫번째로 결정되어야 하는 노드는 iWPTN-B이며, 수퍼프레임은 iWPTN-B가 요청 구간 동안 요청 패킷을 송신함으로써 시작된다. iWPTN-B는 iWPTN-D의 연결(association), 분리(disassociation), 해제(release) 및 스케줄링을 관리한다. 하나의 iWPTN은 하나의 채널을 사용하며, 해당 채널을 사용하는 오직 하나의 iWPTN-B과 나머지 iWPTN-D으로 구성된다. iWPTN 내의 노드 중 iWPTN-B을 제외한 나머지 노드는 iWPTN-D가 된다. 역할에 따라 어느 노드나 iWPTN-B 또는 iWPTN-D가 될 수 있다. 기본적으로 iWPTN-B와 iWPTN-D 사이의 P2P(peer-to-peer) 방식 연결이 고려된다. 4 to 6 show structures of superframes and networks, which are time and physical elements, respectively. The first node to be determined in iWPTN is iWPTN-B, and the superframe is started by iWPTN-B sending a request packet during the request period. iWPTN-B manages association, disassociation, release and scheduling of iWPTN-D. One iWPTN uses one channel, and consists of only one iWPTN-B and the other iWPTN-D using the channel. Of the nodes in iWPTN, the remaining nodes except iWPTN-B are iWPTN-D. Depending on the role, any node can be iWPTN-B or iWPTN-D. Basically, peer-to-peer (P2P) connection between iWPTN-B and iWPTN-D is considered.

6.2 시간 요소6.2 Time Factor

iWPTN에서 사용되는 시간 요소는 TDMA 방식의 타임 슬롯이다. iWPTN-B는 응답 구간에서 데이터를 송신하는 iWPTN-D 그룹을 관리하며, 타임 슬롯은 선택된 iWPTN-D에 의하여 자체적으로 배열된다(self-arraged). The time element used in iWPTN is a TDMA time slot. iWPTN-B manages the iWPTN-D group that transmits data in the response section, and the time slots are self-arraged by the selected iWPTN-D.

6.2.1 MFC 시간 요소6.2.1 MFC time elements

자기장 통신을 위한 iWPTN의 수퍼프레임은, 도 4에 나타난 바와 같이, 요청 구간, 응답 구간 및 자율 구간으로 구성되며, 요청 및 응답 구간의 길이는 가변이다. 수퍼프레임은 iWPTN-B가 요청 구간에서 RR 패킷을 전송함으로써 시작된다.The superframe of iWPTN for magnetic field communication is composed of a request section, a response section, and an autonomous section, as shown in FIG. 4, and the length of the request and response section is variable. Superframe is started by iWPTN-B sending RR packet in the request section.

RR 패킷은 응답 구간 동안 어떤 iWPTN-D가 응답 패킷을 전송할 것인지에 대한 정보를 가지고 있으며, 선택된 iWPTN-D는 RR 패킷 정보에 따른 응답 구간에 응답 패킷을 전송할 수 있다.The RR packet has information on which iWPTN-D will transmit the response packet during the response period, and the selected iWPTN-D can transmit the response packet in the response period according to the RR packet information.

6.2.1.1 요청 구간6.2.1.1 Request section

요청 구간에서, iWPTN-B은 응답 구간에서 iWPTN-D가 응답 패킷을 보내기 위해 사용하는 정보를 담은 RR 패킷을 전송한다.In the request section, iWPTN-B transmits an RR packet containing information used by iWPTN-D to send a response packet in the response section.

6.2.1.2 응답 구간6.2.1.2 Response section

응답 구간에서, iWPTN-D는 iWPTN-B으로부터 수신한 RR 패킷에 따라 응답 패킷을 전송할 수 있다. 응답 구간은 iWPTN 내에서 선택된 iWPTN-D의 수에 따라 다수의 타임 슬롯으로 구분된다. 각 타임 슬롯의 길이는 응답 프레임과 확인(ACK)의 길이에 따라 변할 수 있다. iWPTN-B가 응답 구간을 스케줄하면, 슬롯 번호는 나누어진 타임 슬롯의 순서에 따라 결정된다. 그렇지 않은 경우 슬롯 번호는 0이다. iWPTN-B는 각 iWPTN-D 또는 특정 그룹에게 응답 구간의 사용을 위한 타임 슬롯을 할당하고, 할당된 그룹의 노드는 응답 구간에서 데이터 프레임을 독립적으로 전송한다.In the response section, iWPTN-D may transmit a response packet according to the RR packet received from iWPTN-B. The response section is divided into a number of time slots according to the number of iWPTN-Ds selected in iWPTN. The length of each time slot may vary depending on the length of the response frame and acknowledgment (ACK). When the iWPTN-B schedules the response section, the slot number is determined according to the order of divided time slots. Otherwise, the slot number is 0. iWPTN-B allocates a time slot for use of a response section to each iWPTN-D or a specific group, and nodes of the assigned group independently transmit data frames in the response section.

6.2.1.3 자율 구간6.2.1.3 Autonomous section

자율 구간은 일정 시간 동안 응답 패킷을 전송하는 노드가 없을 경우 시작된다. 이 구간 동안 노드는 iWPTN-B의 요청이 없이도 데이터를 전송할 수 있다. 이 구간은 iWPTN-B가 요청 패킷을 전송할 때까지 유지된다.The autonomous section starts when no node transmits a response packet for a certain period of time. During this period, the node can transmit data without requesting iWPTN-B. This period is maintained until iWPTN-B transmits the request packet.

6.2.2 WPT 시간 요소6.2.2 WPT time factor

iWPTN의 WPT를 위한 수퍼프레임이 도 5에 나타나 있으며, 이는 요청 구간, 응답 구간 및 자율 구간으로 구성되고, 각 구간의 길이는 가변이다. 수퍼프레임은 iWPTN-B가 요청 구간에서 iWPTN-D에게 PTRq 패킷을 전송하는 것으로 시작된다. iWPTN-D가 패킷을 수신하면 그에 대한 응답으로 PTRs 패킷을 송신한다. PTRs 패킷에 기반하여, iWPTN-B은 응답 구간 중 iWPTN-D가 WPT를 수신할 수 있는 스케줄링 정보를 포함하는 PTS 패킷을 송신하고, 선택된 iWPTN-D는 전력 상태 피드백 구간 동안 iWPTN-B로부터의 PS 비콘의 응답으로서 PSF 패킷을 송신한다.The superframe for the WPT of iWPTN is shown in FIG. 5, which consists of a request section, a response section, and an autonomous section, and the length of each section is variable. The superframe starts with iWPTN-B sending a PTRq packet to iWPTN-D in the request interval. When iWPTN-D receives a packet, it sends a PTRs packet in response. Based on the PTRs packet, iWPTN-B transmits a PTS packet including scheduling information for iWPTN-D to receive WPT during the response period, and the selected iWPTN-D PS from iWPTN-B during the power state feedback period The PSF packet is transmitted in response to the beacon.

6.2.2.1 요청 구간6.2.2.1 Request section

요청 구간에서, iWPTN-B는 WPT 스케줄링 정보를 포함하는 RR 패킷을 전송한다. RR 패킷을 수신하는 iWPTN-D는 스케줄링 정보에 따라 iWPTN-B로부터 WPT를 수신할 준비를 한다.In the request section, iWPTN-B transmits an RR packet including WPT scheduling information. The iWPTN-D receiving the RR packet prepares to receive the WPT from the iWPTN-B according to the scheduling information.

6.2.2.2 응답 구간6.2.2.2 Response section

WPT 응답 구간에서, iWPTN-B는 스케줄링 순서에 따라 iWPTN-D에게 WPT를 제공한다. 응답 구간은 iWPTN 내에서 선택된 iWPTN-D 수에 따라 다수의 타임 슬롯으로 나누어질 수 있다. 각 타임 슬롯의 길이는 WPT 구간의 길이에 따라 가변이다. iWPTN-B이 응답 구간의 모든 타임 슬롯을 스케줄링하면, 슬롯 번호는 나누어진 타임 슬롯의 순서에 의해 결정된다. 그렇지 않으면 슬롯 번호는 0이다. iWPTN-B는 iWPTN-D 또는 특정 그룹에게 타임 슬롯을 할당한다. 스케줄링 순서에 따라, 하나의 iWPTN-D가 WPT를 수신하거나, 할당된 그룹 내의 모든 iWPTN-D가 동시에 무선 전력을 수신한다. 자기장 통신의 응답 구간과 비교할 때, WPT 응답 구간은 PSFI를 갖는다. 가변 길이의 PSFI는 신속한 전력 상태(power status) 업데이트와 비정상적 상황(abnormal situation) 발생을 위한 것이다. In the WPT response section, iWPTN-B provides WPT to iWPTN-D according to the scheduling order. The response period may be divided into multiple time slots according to the number of iWPTN-Ds selected in iWPTN. The length of each time slot is variable according to the length of the WPT section. When iWPTN-B schedules all time slots in the response period, the slot number is determined by the order of divided time slots. Otherwise, the slot number is 0. iWPTN-B allocates a time slot to iWPTN-D or a specific group. According to the scheduling order, one iWPTN-D receives WPT, or all iWPTN-Ds in the assigned group simultaneously receive wireless power. Compared to the response section of the magnetic field communication, the WPT response section has a PSFI. The variable length PSFI is for rapid power status update and occurrence of an abnormal situation.

6.2.2.3 자율 구간6.2.2.3 Autonomous section

자율 구간은 모든 응답 구간의 마지막 타임 슬롯에서 고려된 iWPTN-D로부터의 모든 PSF 패킷을 확인하였을 때 시작된다. 이 구간에서 노드는 iWPTN-B의 요청이 없어도 EPTq 패킷을 전송할 수 있다. iWPTN-B가 EPTq 패킷을 수신하면, iWPTN-B는 EPT 패킷을 전송한 다음 일정한 시간 동안 WPT를 제공한다. 이 구간은 iWPTN-B가 요청 패킷을 전송할 때까지 유지된다. The autonomous period starts when all PSF packets from iWPTN-D considered in the last time slot of all response periods are identified. In this section, the node can transmit the EPTq packet even if there is no iWPTN-B request. When iWPTN-B receives the EPTq packet, iWPTN-B transmits the EPT packet and then provides WPT for a certain period of time. This period is maintained until iWPTN-B transmits the request packet.

6.2.3 네트워크 활성화(Network activation)6.2.3 Network activation

iWPTN의 수퍼프레임은 요청 구간, 응답 구간 및 자율 구간으로 나누어진다. iWPTN 내의 iWPTN-B와 iWPTN-D는 각 구간에서 다음과 같이 동작한다.iWPTN's superframe is divided into a request section, a response section, and an autonomous section. iWPTN-B and iWPTN-D in iWPTN operate as follows in each section.

6.2.3.1 요청 구간 내의 요청 패킷 전송 6.2.3.1 Request packet transmission within the request section

요청 구간에서, iWPTN-B는 iWPTN-D로 RR 패킷을 전송한다. 이에 기반하여, RR 패킷을 수신한 iWPTN-D는 응답 구간 동안 응답 패킷을 전송할 것인지를 결정한다. iWPTN-B는 iWPTN-D 그룹이 응답 구간 동안 전송하도록 할 수도 있다.In the request period, iWPTN-B transmits an RR packet to iWPTN-D. Based on this, the iWPTN-D receiving the RR packet determines whether to transmit the response packet during the response period. iWPTN-B may cause the iWPTN-D group to transmit during the response period.

6.2.3.2 응답 구간 내의 응답 패킷 전송6.2.3.2 Response packet transmission within the response section

iWPTN-B에 의해 선택된 iWPTN-D는 응답 구간에서 응답 패킷을 전송할 수 있다. iWPTN-D가 응답 구간에서 응답 패킷을 전송할 때, 응답 패킷을 수신한 iWPTN-B는 RA 패킷을 전송한다. RA 패킷을 수신하지 못한 iWPTN-D는 iWPTN-B로부터 RA 패킷을 수신할 때까지 매 타임 슬롯에 응답 패킷을 전송한다.The iWPTN-D selected by iWPTN-B may transmit a response packet in the response section. When iWPTN-D transmits a response packet in a response section, iWPTN-B receiving the response packet transmits an RA packet. The iWPTN-D, which has not received the RA packet, transmits a response packet every time slot until receiving the RA packet from the iWPTN-B.

6.2.3.3 응답 구간 내의 무선 전력전송6.2.3.3 Wireless power transmission within the response section

iWPTN-B에 의해 선택된 iWPTN-D는 응답 구간 동안 WPT를 수신한다. 각 타임 슬롯 후에는 신속한 전력 상태 업데이트와 비정상적 상황 발생을 위한 PSFI가 있다. WPT 동안, iWPTN-D가 PSFI 내의 PS 비콘을 수신하면, PSFI 내의 PS 비콘에 ㄷ대한 응답으로 업데이트된 전력 상태를 알리는 PSF 패킷을 iWPTN-B로 전송한다. iWPTN-B에 의해 비정상적 상황이 감지되면, iWPTN-B에 의한 PSFI로 모든 iWPTN-D에게 통지된다. iWPTN-D가 PS 비콘을 수신함으로써 오류를 인식하면, iWPTN-B로부터 요청을 수신할 때까지 대기한다.iWPTN-D selected by iWPTN-B receives WPT during the response period. After each time slot, there is a PSFI for quick power status updates and abnormal conditions. During the WPT, when the iWPTN-D receives the PS beacon in the PSFI, it sends a PSF packet informing the PS beacon in the PSFI of the updated power state to the iWPTN-B. When an abnormal situation is detected by iWPTN-B, all iWPTN-Ds are notified by PSFI by iWPTN-B. If iWPTN-D recognizes the error by receiving the PS beacon, it waits until it receives a request from iWPTN-B.

6.2.3.4 자율 구간 내의 데이터 패킷 전송6.2.3.4 Data packet transmission in autonomous section

자율 구간은 iWPTN-D가 일정한 시간 구간 동안 전력을 수신하지 않고 응답 패킷을 전송하지도 않을 때 시작되며, 이 구간은 iWPTN-B가 RR 패킷을 전송할 때까지 유지된다. 자율 구간에서 iWPTN-D는 iWPTN-B의 요청이 없이도 데이터를 전송할 수 있다. The autonomous period starts when the iWPTN-D does not receive power for a certain time period and does not transmit a response packet, and this period is maintained until the iWPTN-B transmits an RR packet. In the autonomous section, iWPTN-D can transmit data without requesting iWPTN-B.

6.2.3.5 자율 구간 내의 무선 전력전송6.2.3.5 Wireless power transmission in autonomous section

자율 구간은 모든 응답 구간의 마지막 타임 슬롯에서 고려된 iWPTN-D로부터의 모든 PSF 패킷을 확인하였을 때 시작되며, 이 구간은 iWPTN-B가 RR 패킷을 전송할 때까지 유지된다. 자율 구간에서 iWPTN-D는 iWPTN-B의 요청이 없어도 EPTq 패킷을 전송할 수 있다. iWPTN-B가 EPTq 패킷을 수신하면, iWPTN-B는 EPTq 패킷에 대한 응답으로 EPTs 패킷을 전송한 다음 일정한 시간 동안 WPT를 제공한다. The autonomous period starts when all PSF packets from iWPTN-D considered in the last time slot of all response periods are confirmed, and this period is maintained until iWPTN-B transmits an RR packet. In the autonomous section, iWPTN-D can transmit an EPTq packet without the request of iWPTN-B. When iWPTN-B receives an EPTq packet, iWPTN-B transmits an EPTs packet in response to the EPTq packet, and then provides WPT for a certain period of time.

6.3 물리 요소6.3 Physical elements

iWPTN을 구성하는 물리 요소는 iWPTN-B과 iWPTN-D로 나누어지며, 모든 iWPTN-D는 iWPTN-B와 연결된다(즉, 중앙 연결 장치). 기본 구성 요소인 노드는 역할에 따라 iWPTN-B와 iWPTN-D로 구분된다. iWPTN-B는 전체 iWPTN을 관리하며, 하나의 네트워크에는 하나의 iWPTN-B만이 존재한다. iWPTN-B는 RR 패킷을 전송함으로써 iWPTN-D를 관리한다. iWPTN-D는 iWPTN-B의 관리에 따라 응답 패킷을 전송하여야 한다. iWPTN은 도 6에 나타난 바와 같이 구성될 수 있다. The physical elements constituting iWPTN are divided into iWPTN-B and iWPTN-D, and all iWPTN-D are connected to iWPTN-B (i.e., the central connecting device). Nodes, which are basic components, are divided into iWPTN-B and iWPTN-D according to their roles. iWPTN-B manages the entire iWPTN, and there is only one iWPTN-B in one network. iWPTN-B manages iWPTN-D by sending RR packets. iWPTN-D must send a response packet according to the management of iWPTN-B. iWPTN may be configured as shown in FIG. 6.

6.3.1 iWPTN-B 6.3.1 iWPTN-B

iWPTN-B는 iWPTN을 관리하는 노드이다; 하나의 네트워크에는 하나의 iWPTN-B만이 존재하며, RR 패킷에 의하여 WPTN-D를 관리하고 제어한다. iWPTN-B is the node that manages iWPTN; Only one iWPTN-B exists in one network, and WPTN-D is managed and controlled by RR packets.

6.3.2 iWPTN-D6.3.2 iWPTN-D

iWPTN-D는 iWPTN 내에 존재하는 노드이며(iWPTN-B 제외), 네트워크 당 최대 65,519개의 iWPTN-D가 존재할 수 있다. iWPTN-D는 iWPTN-B에 의해 전송되는 RR 패킷에 따라 응답 패킷을 전송한다. iWPTN-D is a node existing in iWPTN (excluding iWPTN-B), and there can be up to 65,519 iWPTN-D per network. iWPTN-D transmits a response packet according to the RR packet transmitted by iWPTN-B.

6.4 주소 요소6.4 Address elements

iWPTN-D를 식별하기 위하여, iWPTN은 iWPTN ID, UID, group ID, node ID 및 charging ID와 같은 주소 시스템을 사용한다. To identify the iWPTN-D, iWPTN uses address systems such as iWPTN ID, UID, group ID, node ID and charging ID.

6.4.1 iWPTN ID6.4.1 iWPTN ID

iWPTN은 해당 네트워크를 다른 네트워크와 식별하기 위한 고유의 ID를 갖는다; 이 값은 다른 iWPTN과 중복될 수 있으며, iWPTN이 존재하는 한 유지된다. 이 값은 네트워크를 구분하기 위하여 사용자에 의해 정의된다.iWPTN has a unique ID to identify the network to other networks; This value can be duplicated with other iWPTNs and is maintained as long as iWPTNs exist. This value is defined by the user to distinguish the network.

6.4.2 UID6.4.2 UID

UID는 64비트로 이루어진 고유의 식별자이다; 이는 group ID, IC 제조사 ㅁ코드 및 IC 제조사의 일련번호로 이루어진다. iWPTN-D는 UID에 의해 식별된다. UID is a unique identifier consisting of 64 bits; This consists of the group ID, the IC manufacturer's code, and the serial number of the IC manufacturer. iWPTN-D is identified by UID.

도 7은 UID 구조를 나타낸다.7 shows the UID structure.

6.4.3 Group ID6.4.3 Group ID

iWPTN-D은 애플리케이션에 의하여 그룹화할 수 있다. Group ID는 네트워크 내에서 그룹화된 iWPTN-D들에 대한 식별자이다. iWPTN-B는 패킷 충돌을 줄이기 위하여 특정 iWPTN-D 그룹에게 응답을 요청할 수 있다. 일부 group ID는 표 1에 나타낸 것과 같이 지정되어 있다. 이 값은 그룹을 구분하기 위하여 사용자에 의해 정의된다. iWPTN-D can be grouped by application. The Group ID is an identifier for iWPTN-Ds grouped in the network. iWPTN-B may request a response from a specific iWPTN-D group to reduce packet collision. Some group IDs are designated as shown in Table 1. This value is defined by the user to distinguish the groups.

[표 1] Reserved group ID[Table 1] Reserved group ID

Figure 112012108684813-pat00001
Figure 112012108684813-pat00001

6.4.4 Node ID 6.4.4 Node ID

Node ID는 노드를 식별하기 위하여 UID 대신 사용하는 식별자이며, iWPTN-B에 의해 할당된 16 비트 주소를 갖고 있다. 일부 node ID는 표 2에 나타낸 것과 같이 지정되어 있다. Node ID is an identifier used in place of UID to identify a node and has a 16-bit address assigned by iWPTN-B. Some node IDs are designated as shown in Table 2.

[표 2] Reserved node ID[Table 2] Reserved node ID

Figure 112012108684813-pat00002
Figure 112012108684813-pat00002

6.4.5 WPT ID 6.4.5 WPT ID

WPT ID는 WPT 동안 사용되는 ID이다. 이 ID는 WPT 동안 신속한 통신을 위하여 iWPTN-B에 의해 할당된 8 비트 주소를 갖고 있다. 이 ID는 응답 구간의 WPT 직전의 요청 구간 동안 iWPTN-D에 할당될 수 있다. 일부 WPT ID는 표 3에 나타낸 것과 같이 지정되어 있다. WPT ID is an ID used during WPT. This ID has an 8-bit address assigned by iWPTN-B for quick communication during WPT. This ID may be assigned to iWPTN-D during the request period immediately before the WPT of the response period. Some WPT IDs are designated as shown in Table 3.

[표 3] Reserved charging ID[Table 3] Reserved charging ID

Figure 112012108684813-pat00003

Figure 112012108684813-pat00003

7 네트워크 상태 7 Network status

7.1 일반7.1 General

iWPTN에서 iWPTN-D는 네트워크 구성, 네트워크 연결, 응답 전송, 데이터 전송, 네트워크 분리, 네트워크 해제 및 무선 전력전송에서 활성화 상태로 될 수 있다. In iWPTN, iWPTN-D can be activated in network configuration, network connection, response transmission, data transmission, network separation, network release, and wireless power transmission.

7.2 네트워크 구성7.2 Network Configuration

iWPTN-B는 요청 구간에서 iWPTN-D로 요청 패킷을 전송함으로써 네트워크를 구성한다. 요청 패킷에는 iWPTN ID가 포함되어 iWPTN-D는 연결되는 네트워크를 식별할 수 있다. 네트워크의 최소 구간은 iWPTN-B가 존재하는 동안을 의미하며, 요청 구간과 자율 구간만으로 구성된다. iWPTN-B configures the network by sending a request packet to iWPTN-D in the request section. The request packet includes an iWPTN ID so that the iWPTN-D can identify the network to which it is connected. The minimum section of the network means while iWPTN-B is present, and consists of only the request section and the autonomous section.

7.3 네트워크 연결7.3 Network connection

iWPTN-B가 요청 구간에 ARq 패킷을 전송하면, iWPTN-D은 수신 패킷을 검사하여 원하는 iWPTN에 대한 ARq 패킷이면 응답 구간에 iWPTN-B로 ARs 패킷을 전송한다. iWPTN-B는 ARs 패킷을 수신하고 iWPTN-D로 ARA 패킷을 전송한다. iWPTN-D의 네트워크 연결은 iWPTN-B로부터 ARA 패킷을 수신하면 완료된다.When the iWPTN-B transmits the ARq packet in the request section, the iWPTN-D checks the received packet and, if the ARq packet for the desired iWPTN, transmits the ARs packet to the iWPTN-B in the response section. iWPTN-B receives ARs packets and sends ARA packets to iWPTN-D. The network connection of iWPTN-D is completed when an ARA packet is received from iWPTN-B.

7.4 네트워크 분리7.4 Network Separation

iWPTN에 연결된 iWPTN-D는 iWPTN-B의 요청에 의해 또는 스스로 분리될 수 있다. iWPTN-B는 현재 네트워크 상태에 따라 강제 분리를 위하여 iWPTN-D로 DaRq 패킷을 전송할 수 있다. 정지(shutdown)나 네트워크 영역으로부터 벗어나는 것에 의한 자발적인 분리의 경우 iWPTN-B는 iWPTN-B로부터의 ASRq의 응답에 의하여 iWPTN-D의 연결 상태를 알 수 있다. iWPTN-D connected to iWPTN can be separated by iWPTN-B's request or by itself. iWPTN-B can transmit DaRq packets to iWPTN-D for forced separation according to the current network condition. In the case of spontaneous separation due to a shutdown or a network area, iWPTN-B can know the connection status of iWPTN-D by responding to ASRq from iWPTN-B.

7.5 데이터 전송7.5 Data transmission

iWPTN-B가 요청 구간에 DRq 패킷을 iWPTN-D로 보내면, iWPTN-D는 요청된 데이터 타입에 따라 DRs 패킷을 iWPTN-B로 보낸다. DRs 패킷을 수신하면, iWPTN-B는 DRA 패킷을 iWPTN-D로 보내고, iWPTN-D가 DRA 패킷을 수신하면 데이터 전송이 완료된다. When iWPTN-B sends a DRq packet to iWPTN-D in the request section, iWPTN-D sends a DRs packet to iWPTN-B according to the requested data type. Upon receiving the DRs packet, iWPTN-B sends the DRA packet to iWPTN-D, and when iWPTN-D receives the DRA packet, data transmission is completed.

7.6 무선 전력전송7.6 Wireless power transmission

iWPTN-B가 요청 구간에 PTRq 패킷을 iWPTN-D로 보내면, iWPTN-D는 응답 구간에 PTRs 패킷을 전송한다. PTRs 패킷 내의 정보에 기반하여, iWPTN-B는 WPT를 위한 타임 슬롯을 스케줄링하고, 스케줄링 정보를 포함하는 PTS 패킷을 요청 구간에 전송한다. iWPTN-D은 스케줄링 순서에 따라 응답 구간에 iWPTN-B로부터 WPT를 수신한다. 각 타임 슬롯 동안 WPT는 하나의 iWPTN-D 또는 그룹에 대해 제공될 수 있다. 각 iWPTN-D 또는 그룹이 WPT를 수신한 다음, 신속한 전력 상태 업데이트를 위한 PSFI가 있다. iWPTN-D가 iWPTN-B로부터 PSFI 내의 PS 비콘을 수신하면, iWPTN-B가 패킷을 요청하는 경우에만 PSF 패킷을 보낸다. PSF 패킷을 확인한 다음, iWPTN-B 은 다음 슬롯의 iWPTN-D에게 WPT를 제공한다. WPT 동안, iWPTN-B가 오류를 검출하면, WPT를 중단한다. PSFI가 시작되면, iWPTN-B는 PS 비콘을 보냄으로써 오류의 검출을 다른 iWPTN-D에게 통지한다. iWPTN-B이 응답 구간의 마지막 타임 슬롯에 마지막 iWPTN-D 또는 마지막 그룹으로로부터 PSF 패킷을 수신하면 WPT가 완료된다.When iWPTN-B sends a PTRq packet to iWPTN-D in the request period, iWPTN-D transmits a PTRs packet in the response period. Based on the information in the PTRs packet, iWPTN-B schedules a time slot for WPT, and transmits a PTS packet including scheduling information to the request section. iWPTN-D receives WPT from iWPTN-B in the response section according to the scheduling order. During each time slot, WPT may be provided for one iWPTN-D or group. After each iWPTN-D or group receives the WPT, there is a PSFI for quick power status update. When iWPTN-D receives a PS beacon in PSFI from iWPTN-B, it sends a PSF packet only when iWPTN-B requests the packet. After confirming the PSF packet, iWPTN-B provides WPT to iWPTN-D in the next slot. During WPT, if iWPTN-B detects an error, WPT is stopped. When PSFI is started, iWPTN-B notifies the other iWPTN-D of the detection of the error by sending a PS beacon. When the iWPTN-B receives the PSF packet from the last iWPTN-D or the last group in the last time slot of the response period, WPT is completed.

7.7 배터리 방전(Battery-out)7.7 Battery-out

배터리 방전 상태의 iWPTN-D가 iWPTN에 들어오면, 스케줄링에 고려되지 않은 경우에도 응답 구간 중에 전력을 수신한다. MFC의 기본 기능을 수행하기 위해 필요한 전력을 수신한 후에, 전력 수신을 멈춘다. 자율 구간 동안, BPTRq 패킷을 보냄으로써 추가로 전력을 수신한다. iWPTN-D가 임계값 이상의 전력을 수신하면, 전력 수신을 중단하고 iWPTN에 합류하기 위한 요청 구간을 기다린다. When iWPTN-D in the battery discharge state enters iWPTN, power is received during the response period even when scheduling is not considered. After receiving the power required to perform the basic functions of MFC, the power is stopped. During the autonomous period, power is additionally received by sending a BPTRq packet. When iWPTN-D receives power above the threshold, it stops receiving power and waits for a request period to join iWPTN.

7.8 네트워크 해제7.8 Network release

iWPTN 해제는 iWPTN-D의 요청에 의한 정상 해제와 돌발 상황에 의한 비정상 해제로 구분된다. 정상 해제는 iWPTN-B의 결정에 의하여 모든 iWPTN-D로 DaRq 패킷을 보냄으로써 네트워크를 해제하는 경우를 말한다. 비정상 해제는 iWPTN-B의 정지 (shutdown)나 네트워크 영역으로부터 벗어나는 것에 의한 것을 말한다.iWPTN release is divided into normal release by request of iWPTN-D and abnormal release by unexpected situation. Normal release refers to the case of releasing the network by sending DaRq packets to all iWPTN-Ds by iWPTN-B's decision. Abnormal release is due to iWPTN-B's shutdown or out of network area.

7.9 iWPTN 노드 상태 7.9 iWPTN node status

iWPTN 노드 상태는 iWPTN-B 상태와 iWPTN-D 상태를 포함한다. 구체적으로, iWPTN-B 상태는 대기 상태(standby state), 패킷 분석 상태(packet analysis state), 패킷 생성 상태(packet generation state) 및 전력 전송 상태(power transfer state)로 나눌 수 있으며, iWPTN-D 상태는 절전 상태(hibernation state), 활성화 상태(activation state), 대기 상태(standby state), 패킷 분석 상태(packet analysis state), 패킷 생성 상태(packet generation state), 침묵 상태(mute state) 및 전력 수신 상태(power receiving state)를 포함한다.iWPTN node state includes iWPTN-B state and iWPTN-D state. Specifically, the iWPTN-B state can be divided into a standby state, a packet analysis state, a packet generation state, and a power transfer state, and the iWPTN-D state Is a hibernation state, an activation state, a standby state, a packet analysis state, a packet generation state, a mute state, and a power reception state. (power receiving state).

7.9.1 iWPTN-B 상태7.9.1 iWPTN-B Status

iWPTN-B 상태는 전원이 켜지면 대기 상태로 된다. 대기 상태에서, COMM ㅅ시시스템이 RR 패킷 전송을 명령하거나 수퍼프레임이 시작되면, iWPTN-B 상태는 패킷 생성 상태로 되고 iWPTN-B는 RR 패킷을 iWPTN-D로 보낸다. 다음 iWPTN-B 상태는 ㄷ대기 상태로 돌아간다(도 8의 경로 4 참조). iWPTN-B가 iWPTN-D로부터 패킷(응답 또는 데이터 패킷)을 수신하면 대기 상태에서 캐리어 검출을 하는 동안 iWPTN-B 상태는 패킷 분석 상태로 된다(도 8의 경로 1 참조). 수신한 패킷의 목적지 ID와 iWPTN-B의 노드 ID가 동일하면, iWPTN-B 상태는 패킷 생성 상태로 되고, iWPTN-B는 패킷 생성 상태에서 RA 또는 DA 패킷을 생성하여 iWPTN-D로 보낸다(도 8의 경로 1 참조). 다음, iWPTN-B 상태는 대기 상태로 돌아간다(도 8의 경로 4 참조). 한편, 데이터 패킷에 오류가 있는 경우, iWPTN-B 상태는 바로 대기 상태로 돌아간다(도 8의 경로 3 참조). 패킷 분석 상태에서, 수신된 응답 패킷에 오류가 있거나, 수신된 응답 패킷의 목적지 ID와 iWPTN-B의 노드 ID가 대응하지 않는 경우, iWPTN-B는 패킷 생성 상태에서 RR 패킷을 재생성하여 iWPTN-D로 재전송하고, 대기 상태로 돌아간다(도 8의 경로 2 참조). 이러한 실패(failure)가 반복되면, 패킷 분석 상태의 동작이 필요한 만큼 반복된다(최대 N번). (N+1)번째 동작에서 iWPTN-B의 상태는 패킷 분석 상태에서 대기 상태로 돌아간다(도 8의 경로 2 참조). The iWPTN-B state is in a standby state when the power is turned on. In the standby state, when the COMM command system sends an RR packet or a superframe is started, the iWPTN-B state is a packet generation state, and the iWPTN-B sends an RR packet to iWPTN-D. The next iWPTN-B state returns to the c-standby state (see path 4 in FIG. 8). When iWPTN-B receives a packet (response or data packet) from iWPTN-D, the iWPTN-B state becomes a packet analysis state during carrier detection in the standby state (see path 1 in FIG. 8). If the destination ID of the received packet and the node ID of the iWPTN-B are the same, the iWPTN-B state is a packet generation state, and the iWPTN-B generates an RA or DA packet in the packet generation state and sends it to the iWPTN-D (FIG. See path 1 in 8.). Next, the iWPTN-B state returns to the standby state (see path 4 in FIG. 8). On the other hand, if there is an error in the data packet, the iWPTN-B state immediately returns to the standby state (see path 3 in FIG. 8). In the packet analysis state, if there is an error in the received response packet, or if the destination ID of the received response packet and the node ID of iWPTN-B do not correspond, iWPTN-B regenerates the RR packet in the packet generation state to generate iWPTN-D And return to the standby state (see path 2 in FIG. 8). When this failure is repeated, the operation of the packet analysis state is repeated as many times as necessary (up to N times). In the (N+1)th operation, the state of iWPTN-B returns from the packet analysis state to the standby state (see path 2 in FIG. 8).

WPT에 대해서는, 수퍼프레임이 시작되면, iWPTN-B 상태는 패킷 생성 상태로 되어 PTRq 패킷을 보내고, 패킷을 보낸 다음에는 대기 상태로 돌아온다(도 8의 경로 4 참조). 일단 iWPTN-B가 PTRs 패킷을 수신하면 패킷 분석 상태로 된다(도 8의 경로 1 참조). 패킷을 확인한 다음, 패킷 생성 상태로 되어 스케줄링 정보를 포함하는 PTS 패킷을 생성한다(도 8의 경로 5 참조). PTS 패킷을 보낸 다음, iWPTN-B 상태는 첫번째로 스케줄된 iWPTN-D 또는 그룹에 WPT를 제공하기 위한 전력 전송 상태가 된다(아래의 설명에 대해서는 도 8의 경로 5 참조). PSFI가 시작되면, iWPTN-B 상태는 전력 전송 상태로부터 패킷 생성 상태로 돌아돈다. PSFI가 시작되어 모든iWPTN-D로 PS 비콘을 전송한 다음, iWPTN-D로부터 PSF 패킷을 수신하기 위한 대기 상태가 된다. PSF 패킷을 수신하면, 패킷 분석 상태로 돌아간다. PSF 패킷을 확인하면, 다음 iWPTN-D 또는 그룹에 WPT를 제공하기 위한 전력 전송 상태가 된다. 이와 같이 전력 전송 상태로부터 패킷 분석 상태로 가는 경로는 모든 iWPTN-D가 WPT를 수신할 때까지 반복된다. 패킷 분석 상태에서 PSF 패킷을 확인하면, PWR 시스템이 종료를 명령하는 경우 대기 상태로 돌아간다. 오류가 발생하면, 대기 상태로 ㄷ돌아간다. 배터리 방전 상태에서는, iWPTN-D로부터 BPTRq 패킷을 수신하고, iWPTN-B는 패킷 분석 상태로부터 패킷 생성 상태로 간다. BPTRs 패킷을 보낸 다음 iWPTN-B 상태는 전력 전송 상태가 된다. MFC 시스템이 명령하거나 수퍼프레임이 시작되면 패킷 생성 상태로 되어 RR 패킷을 생성한다(도 8의 경로 4 참조). iWPTN-B 상태도는 도 8과 같다. For WPT, when the superframe is started, the iWPTN-B state becomes a packet generation state, sends a PTRq packet, and returns to a standby state after sending the packet (see Route 4 in FIG. 8). Once the iWPTN-B receives the PTRs packet, it enters the packet analysis state (see path 1 in FIG. 8). After confirming the packet, the packet is generated and a PTS packet including scheduling information is generated (see path 5 in FIG. 8). After sending the PTS packet, the iWPTN-B state becomes a power transmission state for providing WPT to the first scheduled iWPTN-D or group (refer to Route 5 in FIG. 8 for the following description). When PSFI is started, the iWPTN-B state returns from the power transmission state to the packet generation state. PSFI is started and all PSW beacons are sent to iWPTN-D, and then a standby state is received to receive PSF packets from iWPTN-D. Upon receiving the PSF packet, it returns to the packet analysis state. When the PSF packet is confirmed, the power is transmitted to provide WPT to the next iWPTN-D or group. The path from the power transmission state to the packet analysis state is repeated until all iWPTN-Ds receive the WPT. When the PSF packet is confirmed in the packet analysis state, the PWR system returns to the standby state when the shutdown command is issued. If an error occurs, it returns to the standby state. In the battery discharge state, a BPTRq packet is received from iWPTN-D, and iWPTN-B goes from a packet analysis state to a packet generation state. After sending the BPTRs packet, the iWPTN-B state becomes a power transmission state. When the MFC system commands or the superframe starts, the packet is generated and an RR packet is generated (refer to path 4 in FIG. 8). The iWPTN-B state diagram is shown in FIG. 8.

7.9.2 iWPTN-D 상태 7.9.2 iWPTN-D status

iWPTN-D 상태는 전원이 켜지면 절전 상태가 된다. 절전 상태에서, 웨이크업(wake-up) 시퀀스가 검출되면 활성화 상태로 된다(이하의 설명에 대해서는 도 9의 경로 1 참조). 웨이크업 시퀀스는 이후 8.1에서 정의한다. iWPTN-D가 RR 패킷을 수신하면, iWPTN-D 상태는 패킷 분석 상태로 되고, iWPTN-D는 수신한 RR 패킷을 분석한다. RR 패킷의 목적지 ID와 iWPTN-D ID (group ID와 node ID)가 일치하면, iWPTN-D 상태는 패킷 생성 상태가 되어 iWPTN-D는 응답 패킷을 iWPTN-B로 보내고, iWPTN-D 상태를 대기 상태로 바뀐다(도 9의 경로 3 참조). 그렇지 않으면 절전 상태로 돌아간다(도 9의 경로 2 참조). The iWPTN-D state is a power saving state when the power is turned on. In the power saving state, when a wake-up sequence is detected, it is activated (see path 1 in FIG. 9 for description below). The wake-up sequence is defined later in 8.1. When the iWPTN-D receives the RR packet, the iWPTN-D state becomes a packet analysis state, and the iWPTN-D analyzes the received RR packet. If the destination ID and iWPTN-D ID (group ID and node ID) of the RR packet match, the iWPTN-D status becomes the packet generation status, and iWPTN-D sends the response packet to iWPTN-B and waits for the iWPTN-D status. State (see path 3 in FIG. 9). Otherwise, it returns to the power saving state (see path 2 in FIG. 9).

대기 상태에서 캐리어 검출을 하는 동안, iWPTN-D 상태는 자신의 RA 패킷을 수신하면 절전 상태로 되거나(도 9의 경로 1 참조), MFAN-N이 다른 노드의 RA 패킷을 수신한 경우 패킷 생성 상태로 된다(도 9의 경로 2 참조). 대기 상태에서 슬롯 번호가 할당되지 않고 타임아웃 구간이 종료되면 iWPTN-D 상태는 절전 상태로 되고(도 9의 경로 1 참조), 슬롯 번호가 할당되고 타임아웃 구간이 종료되면(연속적으로 N번까지) iWPTN-D 상태는 패킷 생성 상태로 된다(도 9의 경로 1 참조). 그러나, 슬롯 번호가 할당되고 N+1번째 타임아웃 구간이 종료되면 절전 상태로 된다(도 9의 경로 1 참조). 슬롯 번호가 할당되고, iWPTN-D이 타임아웃 구간 동안 RA 패킷을 수신하지 못하면 대기 상태로부터 패킷 생성 상태로 된다(도 9의 경로 1 참조). 다음 iWPTN-D는 iWPTN-B로 응답 패킷을 재생성하여 재전송하고 iWPTN-D 상태는 대기 상태에서 패킷 생성 상태로 된다(도 9의 경로 3 참조). 응답 패킷의 재전송은 필요한 만큼 반복된다(최대 N번). N+1번째 타임아웃 구간에서, 대기 상태에서 절전 상태로 된다(도 9의 경로 1 참조). iWPTN-D가 대기 상태에서 캐리어 검출을 하는 동안 RR 패킷을 수신하면 패킷 분석 상태로 된다(도 9의 경로 1 참조).During carrier detection in the standby state, the iWPTN-D state goes into a power saving state when it receives its own RA packet (see path 1 in Fig. 9), or the packet generation state when the MFAN-N receives an RA packet from another node (See path 2 in FIG. 9). If the slot number is not allocated in the standby state and the timeout period ends, the iWPTN-D state becomes a power saving state (refer to path 1 in FIG. 9), and when the slot number is allocated and the timeout period ends (up to N times continuously) ) iWPTN-D state is a packet generation state (see path 1 in FIG. 9). However, when the slot number is allocated and the N+1th timeout period ends, the battery enters a power saving state (see path 1 in FIG. 9). The slot number is allocated, and if the iWPTN-D fails to receive the RA packet during the timeout period, it enters the packet generation state from the standby state (see Route 1 in FIG. 9). Next, iWPTN-D regenerates and retransmits the response packet to iWPTN-B, and the iWPTN-D state becomes a packet generation state in a standby state (refer to path 3 in FIG. 9). The retransmission of the response packet is repeated as necessary (up to N times). In the N+1th timeout period, the standby state enters a power saving state (see path 1 in FIG. 9). When the RR packet is received while the iWPTN-D detects the carrier in the standby state, the packet is analyzed (see path 1 in FIG. 9).

절전 상태에서 시스템 방해(interrupt)가 일어나면, iWPTN-D 상태는 활성화 상태로 된다(아래의 설명에 대해서는 도 9의 경로 3 참조). iWPTN-D가 시스템으로부터 데이터를 수신하면, 패킷 생성 상태가 된다. 다음, iWPTN-D는 iWPTN-B로 데이터 패킷을 생성하여 보내고 iWPTN-D 상태는 대기 상태로 된다. iWPTN-D가 DA 패킷을 수신하면, 절전 상태로 돌아간다. 그렇지 않으면 패킷 생성 상태로 되어 iWPTN-D는 N번까지 데이터를 재전송하고 대기 상태로 돌아간다. When a system interruption occurs in the power saving state, the iWPTN-D state is activated (see path 3 in FIG. 9 for description below). When iWPTN-D receives data from the system, it is in a packet generation state. Next, iWPTN-D generates and sends a data packet to iWPTN-B, and the iWPTN-D state becomes a standby state. When the iWPTN-D receives the DA packet, it returns to the power saving state. Otherwise, the packet is generated and iWPTN-D retransmits data up to N times and returns to the standby state.

WPT를 위해서, iWPTN-D가 요청 구간 동안 PTRq 패킷을 수신하면, 패킷 생성 상태로 되어 PTRq 패킷에 대한 응답으로 PTRs 패킷을 생성한다(도 9의 경로 5 참조). 응답 구간 동안 PTRs 패킷을 전송한 다음, 절전 상태로 돌아간다. iWPTN-D이 PTS 패킷을 수신하면, 패킷 분석 상태가 된다. 패킷을 확인한 다음, 전력 전송 상태 또는 전력 차단(isolation) 상태로 된다. 다음 타임 슬롯이 iWPTN-D에 대한 WPT 순서가 아니면, 다음 타임 슬롯에 WPT를 수신할 다른 iWPTN-D를 방해하지 않기 위하여 패킷 분석 상태로부터 전력 차단 상태로 된다. PSFI가 시작되면, iWPTN-D 는 활성화 상태가 된다. iWPTN-B로부터 PS 비콘을 수신하면, 패킷 분석 상태가 ㄷ된다. 한편, iWPTN-D이 다음 타임 슬롯의 WPT 대상 노드이면, 패킷 분석 상태로부터 전력 전송 상태로 된다. 전력 전송이 종료되면, 대기 상태로 되어 iWPTN-B로부터 PS 비콘을 수신한다. iWPTN-B로부터 PS 비콘을 수신하면 패킷 분석 상태로 된다.For WPT, when the iWPTN-D receives a PTRq packet during the request period, it enters a packet generation state and generates PTRs packets in response to the PTRq packets (see path 5 in FIG. 9). After transmitting the PTRs packet during the response period, it returns to the power saving state. When the iWPTN-D receives the PTS packet, it enters a packet analysis state. After confirming the packet, it is in a power transmission state or a power isolation state. If the next time slot is not the WPT order for iWPTN-D, the power is cut off from the packet analysis state in order not to interfere with other iWPTN-Ds that will receive WPT in the next time slot. When PSFI is started, iWPTN-D is activated. When the PS beacon is received from iWPTN-B, the packet analysis state is c. On the other hand, if the iWPTN-D is a WPT target node in the next time slot, the packet is analyzed and the power is transferred. When the power transmission ends, the device enters a standby state and receives a PS beacon from iWPTN-B. When a PS beacon is received from iWPTN-B, the packet is analyzed.

패킷 분석 상태에서, PSF 패킷에 대한 요청이 있으면 패킷 생성 상태로 되어 신속한 전력 상태 업데이트를 위한 PSF 패킷을 생성하고 iWPTN-B로 보낸다. PSF 패킷을 송신한 다음, 다음 타임 슬롯이 iWPTN-D에 대한 WPT 순서가 아니면, 다음 타임 슬롯에 WPT를 수신할 다른 iWPTN-D를 방해하지 않기 위하여 전력 차단 상태로 된다. 아니면, WPT를 수신하기 위한 전력 전송 상태로 된다. 전력 차단 상태로부터 패킷 분석 상태로 이르는 이 경로는 WPT에 대한 응답 구간이 종료될 때까지 반복된다. 이 경우, 상태는 패킷 분석 상태에서 대기 상태로 된다.In the packet analysis state, when a request for a PSF packet is made, the packet is generated, and a PSF packet for rapid power state update is generated and sent to iWPTN-B. After transmitting the PSF packet, if the next time slot is not in the WPT order for iWPTN-D, the power is cut off so as not to interfere with other iWPTN-D to receive WPT in the next time slot. Otherwise, it is in a power transmission state for receiving WPT. This path from the power off state to the packet analysis state is repeated until the response period for the WPT ends. In this case, the state goes from the packet analysis state to the standby state.

오류의 검출이 인식되면 이 경로는 중단된다. 현재 WPT를 수신하는 iWPTN-D에 대해서, 현재 타임 슬롯 중에(슬롯이 종료된 후가 아니라) WPT 중단이 검출되면, 대기 상태로 전환된다. 다음, iWPTN-D가 PS 비콘을 수신하면 패킷 분석 상태로 된다. PSFI가 시작되면 현재 WPT를 수신하지 않는 다른 iWPTN-D이 활성화 상태로 되고, 패킷 분석 상태로 된다. 패킷 분석 상태에서 PS 비콘을 확인함으로써 오류가 시작된 것을 인식하면 절전 상태로 된다.When the detection of an error is recognized, this path is stopped. For the iWPTN-D receiving the current WPT, if a WPT interruption is detected during the current time slot (not after the slot has ended), it is switched to the standby state. Next, when the iWPTN-D receives the PS beacon, it enters a packet analysis state. When the PSFI is started, another iWPTN-D that is not currently receiving WPT is activated, and the packet is analyzed. In the packet analysis state, when the PS beacon is confirmed, it is recognized that the error has started.

iWPTN-D이 배터리 방전인 경우, 절전 상태를 유지하며, 응담 구간에서 다른 스케줄된 iWPTN-D에 대한 적은 양의 전력을 수집한다(이하의 설명을 위해서는 도 9의 경로 4 참조). iWPTN-D이 웨이크업 2 신호를 검출하면, 절전 패킷 분석 상태로 되어 PS 비콘을 분석한다. PS 비콘을 확인한 다음에는 절전 상태로 돌아간다. 응답 구간이 종료하면, 절전 패킷 생성 상태로 되어 BPTRq 패킷을 생성한다. 패킷을 보낸 다음 절전 상태로 돌아가 BPTRs 패킷을 기다린다. 웨이크업 2 신호가 검출되면, 절전 패킷 분석 상태로 되어 BPTRs 패킷을 분석한다. 패킷을 확인한 다음, 전력 전송 상태로 되어 자율 구간에서 WPT를 수신한다. iWPTN-D 상태도는 도 9와 같다.
When the iWPTN-D is a battery discharge, it maintains a power saving state, and collects a small amount of power for another scheduled iWPTN-D in the talk section (see path 4 in FIG. 9 for the following description). When the iWPTN-D detects the wakeup 2 signal, it enters the power saving packet analysis state and analyzes the PS beacon. After checking the PS beacon, it returns to the power saving state. When the response section ends, the power saving packet is generated and a BPTRq packet is generated. After sending the packet, it goes back to sleep and waits for the BPTRs packet. When the wake-up 2 signal is detected, the power saving packet is analyzed and the BPTRs packet is analyzed. After confirming the packet, it enters a power transmission state and receives WPT in an autonomous section. The iWPTN-D state diagram is shown in FIG. 9.

8 물리 계층(PHY layer) 8 PHY layer

8.1 물리 계층 프레임 포맷(PHY layer frame format)8.1 PHY layer frame format

8.1.1 일반8.1.1 General

이 절에서는 물리 계층 프레임 포맷을 설명한다. 도 10에 나타난 바와 같이, PHY 계층 포맷은 프리앰블, 헤더, 페이로드의 3가지 구성요소로 이루어진다. 패킷을 전송할 때 프리앰블이 먼저 전송되고, 헤더가 이어지며 마지막으로 페이로드가 전송된다. LSB는 첫번째로 전송되는 비트이다. This section describes the physical layer frame format. As shown in FIG. 10, the PHY layer format consists of three components: preamble, header, and payload. When transmitting the packet, the preamble is transmitted first, the header is followed, and finally the payload is transmitted. LSB is the first bit transmitted.

8.1.2 프리앰블(Preamble) 8.1.2 Preamble

도 11에 나타난 바와 같이, 프리앰블은 웨이크업 시퀀스 및 동기화 시퀀스의 두 부분으로 구성된다. 8-비트 웨이크업 시퀀스는 일반 MFC를 위한 것과 일반 WPT를 위한 것의 두 타입으로 나눌 수 있다. MFC를 위한 웨이크업 1 시퀀스는 [0000 0000]으로 이루어지고, WPT를 위한 웨이크업 2 시퀀스는 [1111 1111]로 이루어진다. 16-비트 동기화 시퀀스는 12-비트 [000000000000] 시퀀스와 4-비트 [1010] 시퀀스로 이루어진다. 웨이크업 1 신호는 요청 구간의 응답 패킷의 프리앰블에만 포함되고, 웨이크업 2 신호는 요청 구간의 PS 비콘의 프리앰블과 자율 구간의 BPTRs패킷에만 포함된다. 동기화 시퀀스는 패킷 획득, 심볼 타이밍 및 반송파 주파수 측정에 사용된다. As shown in Fig. 11, the preamble consists of two parts: a wake-up sequence and a synchronization sequence. The 8-bit wakeup sequence can be divided into two types, one for the general MFC and one for the general WPT. The wakeup 1 sequence for MFC consists of [0000 0000], and the wakeup 2 sequence for WPT consists of [1111 1111]. The 16-bit synchronization sequence consists of a 12-bit [000000000000] sequence and a 4-bit [1010] sequence. The wakeup 1 signal is included only in the preamble of the response packet of the request period, and the wakeup 2 signal is included only in the preamble of the PS beacon of the request period and the BPTRs packet of the autonomous period. The synchronization sequence is used for packet acquisition, symbol timing and carrier frequency measurement.

프리앰블은 7.1.3절에서 정의된 타입 0을 이용해 부호화된다. 웨이크업 시퀀스는 ASK로 변조되고, 동기화 신호는 BPSK로 변조된다.The preamble is encoded using type 0 defined in Section 7.1.3. The wakeup sequence is modulated with ASK, and the synchronization signal is modulated with BPSK.

8.1.3 헤더(Header)8.1.3 Header

헤더는 페이로드에 대한 정보를 전달하기 위하여 프리앰블 뒤에 포함된다. 헤더 포맷은 ISO/IEC 15149에 정의되어 있다.The header is included after the preamble to convey information about the payload. The header format is defined in ISO/IEC 15149.

8.1.4 페이로드(Payload)8.1.4 Payload

페이로드 포맷은 ISO/IEC 15149에 정의되어 있다.The payload format is defined in ISO/IEC 15149.

8.1.5 프레임 체크 시퀀스(FCS)8.1.5 Frame Check Sequence (FCS)

페이로드는 CRC-16 FCS를 사용하여 오류를 확인한다. 이 시퀀스는 ISO/IEC 15149에 정의되어 있다.The payload uses CRC-16 FCS to check for errors. This sequence is defined in ISO/IEC 15149.

8.2 부호화 및 변조8.2 Coding and Modulation

8.2.1 부호화 8.2.1 Encoding

iWPTN-B와 iWPTN-D 사이의 MFC는 Manchester coding 또는 NRZ-L coding을 사용한다. 덧붙여, 부호화된 데이터에 대한 스크램블링이 사용된다. 이러한 부호화 및 스크램블링은 ISO/IEC 15149에 정의되어 있다.The MFC between iWPTN-B and iWPTN-D uses Manchester coding or NRZ-L coding. In addition, scrambling for coded data is used. Such encoding and scrambling is defined in ISO/IEC 15149.

8.2.2 데이터 전송률 및 부호화 타입8.2.2 Data rate and encoding type

프리앰블/헤더와 페이로드에 대한 데이터 전송률 및 부호화는 ISO/IEC 15149에 정의되어 있다.Data rates and encoding for preamble/header and payload are defined in ISO/IEC 15149.

8.2.3 변조8.2.3 Modulation

iWPTN-B와 iWPTN-D 사이의 MFC는 ASK 변조 또는 BPSK 변조를 사용한다. ㅂ벼변조의 상세는 ISO/IEC 15149에 정의되어 있다.The MFC between iWPTN-B and iWPTN-D uses ASK modulation or BPSK modulation. The details of rice paddy modulation are defined in ISO/IEC 15149.

8.2.4 부호화 및 변조 프로세스8.2.4 Encoding and modulation process

프리앰블, 헤더 및 페이로드에 대한 부호화 및 변조 프로세스는 ISO/IEC 15149에 정의되어 있다.
The encoding and modulation process for the preamble, header and payload is defined in ISO/IEC 15149.

9 MAC 계층 프레임 포맷(MAC layer frame format)9 MAC layer frame format

9.1 일반 9.1 General

iWPTN의 MAC 프레임은 프레임 헤더와 프레임 바디로 이루어진다. 프레임 ㅎ헤더는 iWPTN-D 사이의 정보를 갖고 있으며, 프레임 바디는 iWPTN 장치 사이에서 전송을 위한 데이터를 가지고 있다.The MAC frame of iWPTN consists of a frame header and a frame body. The frame header has information between iWPTN-D, and the frame body has data for transmission between iWPTN devices.

9.2 프레임 포맷9.2 Frame Format

모든 MAC 프레임은 도 12에 나타난 바와 같은 프레임 헤더와 프레임 바디로 이루어진다.All MAC frames are composed of a frame header and a frame body as shown in FIG. 12.

1) 프레임 헤더: iWPTN ID, 프레임 컨트롤, 출발지 노드 ID, 목적지 노드 ID 및 시퀀스 번호로 이루어진다. 프레임 헤더는 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다.1) Frame header: It consists of iWPTN ID, frame control, source node ID, destination node ID and sequence number. The frame header can be used for data transmission.

2) 프레임 바디: iWPTN 장치 사이에서 전송되는 데이터를 포함하는 페이로드와 페이로드 내의 오류를 확인하기 위한 FCS로 이루어진다. 2) Frame body: consists of a payload containing data transmitted between iWPTN devices and an FCS to check for errors in the payload.

9.2.1 프레임 헤더9.2.1 Frame header

프레임 헤더는 프레임의 전송/수신 및 플로우 제어를 위한 정보를 갖는다.The frame header has information for transmission/reception of frames and flow control.

9.2.1.1 iWPTN ID9.2.1.1 iWPTN ID

도 12에 나타난 바와 같이, iWPTN ID 필드는 1 byte로 구성되며 네트워크를 식별하기 위해 사용된다. As shown in FIG. 12, the iWPTN ID field is composed of 1 byte and is used to identify the network.

9.2.1.2 프레임 컨트롤9.2.1.2 Frame control

프레임 컨트롤 필드는 프레임 타입, 확인 정책(acknowledgement policy), 첫번째 프래그먼트(First fragment), 마지막 프래그먼트(Last fragment) 및 프로토콜 버전으로 구성되며, 이 포맷은 도 13에 나타나 있다. The frame control field is composed of a frame type, an acknowledgment policy, a first fragment, a last fragment, and a protocol version, and this format is shown in FIG. 13.

각 필드에 대한 설명은 다음과 같다.The description of each field is as follows.

1) 프레임 타입 필드는 3비트로 구성된다; 프레임 타입의 상세는 8.3절 참조1) The frame type field is composed of 3 bits; Refer to Section 8.3 for frame type details.

2) 확인 정책 필드는 2비트로 구성된다; 수신 프레임이 확인 프레임인 경우 이는 수신 확인 프레임의 정책을 나타내고, 그렇지 않으면 목적지 노드에 대한 확인 프레임의 정책을 나타낸다.2) The confirmation policy field consists of 2 bits; If the received frame is an acknowledgment frame, it indicates the policy of the acknowledgment frame, otherwise it indicates the policy of the acknowledgment frame for the destination node.

a) 확인 없음(No acknowledgement): 목적지 노드가 전송된 프레임을 확인하지 않으며, 출발지 노드는 전송 결과에 관계없이 전송이 성공적인 것으로 간주한다. 이러한 방법은 1:1 또는 1:N로 전송되는 프레임에서 사용되며 전송은 확인을 요구하지 않는다.a) No acknowledgement: The destination node does not acknowledge the transmitted frame, and the originating node considers the transmission to be successful regardless of the transmission result. This method is used in frames transmitted in 1:1 or 1:N, and transmission does not require confirmation.

b) 단일 확인: 프레임을 수신한 목적지 노드가 SIFS 후에 응답으로 확인 프레임을 출발지 노드로 보낸다. 이러한 확인 정책은 1:1 전송에서만 사용될 수 있다. b) Single acknowledgment: The destination node receiving the frame sends an acknowledgment frame to the source node in response after SIFS. This confirmation policy can be used only for 1:1 transmission.

c) 다수 확인: 프레임을 수신한 목적지 노드가 SIFS 후에 응답으로 확인 프레임을 다수의 출발지 노드로 보낸다. 이러한 확인 정책은 1:N 전송에서만 사용될 수 있다. c) Multiple acknowledgments: The destination node receiving the frame sends an acknowledgment frame to multiple origin nodes in response after SIFS. This confirmation policy can only be used in 1:N transmission.

d) 데이터 확인: 데이터 프레임을 수신한 목적지 노드가 SIFS 후에 응답으로 확인 프레임을 출발지 노드로 보낸다. 이러한 확인 정책은 1:1 전송에서만 사용될 수 있다. d) Data confirmation: The destination node receiving the data frame sends a confirmation frame to the source node in response after SIFS. This confirmation policy can be used only for 1:1 transmission.

3) 첫번째 프래그먼트 필드는 1비트이다; '1'은 프레임이 상위 계층으로부터의 요청, 응답 또는 데이터 패킷의 시작임을 나타내고, '0'은 시작이 아님을 나타낸다. 3) The first fragment field is 1 bit; '1' indicates that the frame is the start of a request, response or data packet from a higher layer, and '0' indicates that it is not the start.

4) 마지막 프래그먼트 필드는 1비트이다; '1'은 프레임이 상위 계층으로부터의 요청, 응답 또는 데이터 패킷의 마지막임을 나타내고, '0'은 마지막이 아님을 나타낸다. 4) The last fragment field is 1 bit; '1' indicates that the frame is the end of a request, response or data packet from a higher layer, and '0' indicates that it is not the last.

5) 프로토콜 버전 필드는 2비트로 구성되며, 크기와 위치가 시스템의 프로토콜 버전에 관계없이 고정된다. 현재 값은 0이며, 새로운 버전이 발행될 때마다 1씩 증가한다. 노드가 자신의 것보다 높은 버전의 패킷을 수신하면, 출발지 노드에 알리지 않고 이를 버린다. 5) The protocol version field is composed of 2 bits, and the size and position are fixed regardless of the protocol version of the system. The current value is 0, and is incremented by 1 whenever a new version is issued. When a node receives a packet version higher than its own, it discards it without notifying the source node.

6) 예약(Reserved): 추후에 사용하기 위해 예약됨.6) Reserved: Reserved for future use.

9.2.1.3 시퀀스 번호 9.2.1.3 Sequence number

시퀀스 번호 필드는 8비트의 길이를 가지며, 프레임 시퀀스 번호를 가리킨다. 데이터 프레임에서, 각 패킷에 대해 증분 카운터로 0과 255 사이의 시퀀스 번호가 할당되며, 255에 도달하면 다시 0으로 돌아간다.The sequence number field is 8 bits long and indicates a frame sequence number. In the data frame, a sequence number between 0 and 255 is assigned as an increment counter for each packet, and when it reaches 255, it returns to 0 again.

9.2.2 프레임 바디 9.2.2 Frame body

프레임 바디는 가변 길이를 가지며 페이로드와 FCS로 구성된다. 각 페이로드는 프레임 컨트롤 필드의 프레임 타입에 따라 다른 포맷을 가지며, FCS는 프레임 내의 오류를 확인하기 위해 사용된다.The frame body has a variable length and consists of a payload and FCS. Each payload has a different format according to the frame type of the frame control field, and FCS is used to check for errors in the frame.

9.2.2.1 페이로드 9.2.2.1 Payload

페이로드는 iWPTN-B와 각 iWPTN-D 사이에서 전송되는 데이터를 가지며, 길이는 0과 247 사이의 가변 값이다.The payload has data transmitted between iWPTN-B and each iWPTN-D, and the length is a variable value between 0 and 247.

9.2.2.2 프레임 체크 시퀀스(Frame check sequence )9.2.2.2 Frame check sequence

FCS는 16비트 길이로, 프레임 바디가 오류 없이 수신되었는지 확인하기 위하여 사용된다. 이는 다음의 16차 표준 생성기 다항식을 이용하여 생성된다.FCS is 16 bits long and is used to check whether the frame body is received without error. It is generated using the following 16th order standard generator polynomial.

Figure 112012108684813-pat00004
Figure 112012108684813-pat00004

9.3 프레임 타입9.3 Frame type

프레임 타입은 요청 프레임, 응답 프레임, 데이터 프레임 및 확인 프레임의 4 종류의 타입으로 정의된다.The frame type is defined as four types of request frame, response frame, data frame and acknowledgment frame.

[Table 4] Frame type value[Table 4] Frame type value

Figure 112012108684813-pat00005
Figure 112012108684813-pat00005

9.3.1 요청 프레임9.3.1 Request frame

요청 프레임은 iWPTN-B이 요청 구간에서 iWPTN 내의 특정 iWPTN-D로 RR 패킷을 보내거나 모든 iWPTN-D로 정보를 브로드캐스트할 때 사용된다. 요청 프레임 ㅍ포맷은 도 14에 나타나 있다. RR 패킷을 브로드할 때의 확인 정책이 확인 없음임을 유의하여야 한다. RR 패킷은 ARq, DaRq, ARsRq, DRq, PRRq 등을 포함한다.The request frame is used when iWPTN-B sends an RR packet to a specific iWPTN-D in iWPTN in the request section or broadcasts information to all iWPTN-Ds. The request frame format is shown in FIG. 14. It should be noted that the confirmation policy when broadcasting the RR packet is no confirmation. The RR packet includes ARq, DaRq, ARsRq, DRq, PRRq, and the like.

9.3.2 응답 프레임9.3.2 Response frame

응답 프레임은 응답 구간에서 iWPTN-D이 iWPTN-B의 요청에 대한 응답 패킷을 보낼 때 사용된다. iWPTN-D은 응답 구간 내에 확인 패킷이 수신될 때까지 일정한 횟수만큼 응답 패킷을 보낸다. The response frame is used when iWPTN-D sends a response packet for the request of iWPTN-B in the response section. iWPTN-D sends a response packet a certain number of times until an acknowledgment packet is received in the response period.

응답 프레임 포맷은 도 15에 나타나 있다. The response frame format is shown in FIG. 15.

9.3.3 데이터 프레임 9.3.3 Data frame

데이터 프레임은 자율 구간에서 iWPTN-B의 요청 없이 iWPTN-D가 iWPTN-B로 데이터를 보낼 때 사용된다.Data frame is used when iWPTN-D sends data to iWPTN-B without request of iWPTN-B in autonomous section.

데이터 프레임 포맷은 도 16에 나타나 있다. The data frame format is shown in FIG. 16.

9.3.4 확인 프레임9.3.4 Confirmation frame

확인 프레임은 RA 프레임과 DA 프레임을 포함한다. iWPTN-B가 RR 패킷을 전송하는 경우, RR 패킷을 수신하는 iWPTN-D은 응답 패킷을 전송하고 응답 패킷을 수신하는 iWPTN-B는 RA 패킷을 전송한다. 확인 프레임의 페이로드는 수신된 응답 ㅍ패킷의 응답 확인 데이터를 포함한다. 응답 패킷을 수신한 iWPTN-B는 응답 구간의 SIFS 후에 RA 패킷을 보냄으로써 iWPTN-D에게 응답한다. DA 프레임은 수신된 데이터 패킷에 대한 확인 프레임이다. iWPTN-B은 자율 구간의 SIFS 후에 DA 패킷을 보냄으로써 데이터 패킷을 송신한 iWPTN-D에게 응답한다.The confirmation frame includes an RA frame and a DA frame. When iWPTN-B transmits an RR packet, iWPTN-D receiving an RR packet transmits a response packet and iWPTN-B receiving a response packet transmits an RA packet. The payload of the acknowledgment frame contains the response acknowledgment data of the received response packet. The iWPTN-B receiving the response packet responds to the iWPTN-D by sending an RA packet after SIFS of the response period. The DA frame is a confirmation frame for the received data packet. The iWPTN-B responds to the iWPTN-D that sent the data packet by sending a DA packet after SIFS of the autonomous period.

응답 확인 프레임 포맷은 도 17에 나타나 있고, 데이터 확인 프레임 포맷은 도 18에 나타나 있다. The response confirmation frame format is shown in FIG. 17 and the data confirmation frame format is shown in FIG. 18.

도 18에 나타난 바와 같이, DA 프레임은 프레임 헤더와 프레임 바디로 구성된다. 목적지 노드 ID가 0xFFFE로 합류하지 않은 노드 ID인 경우, UID 필드가 포함된다. As shown in FIG. 18, the DA frame is composed of a frame header and a frame body. If the destination node ID is a node ID that has not joined with 0xFFFE, a UID field is included.

9.4 페이로드 포맷 9.4 Payload Format

페이로드 포맷은 요청 프레임, 응답 프레임, 데이터 프레임 및 확인 프레임을 포함한다. The payload format includes a request frame, a response frame, a data frame and an acknowledgment frame.

9.4.1 요청 프레임 9.4.1 Request frame

도 19에 나타난 바와 같이, 요청 프레임의 페이로드는 그룹 ID, 요청 코드, 길이, 하나 이상의 요청 블록으로 구성된다. 그룹 ID가 0xFF인 것은 iWPTN-B가 모든 iWPTN-D 그룹에게 응답을 요청하는 것을 나타낸다. As shown in FIG. 19, the payload of the request frame consists of a group ID, a request code, a length, and one or more request blocks. A group ID of 0xFF indicates that iWPTN-B requests all iWPTN-D groups to respond.

9.4.1.1 Group ID9.4.1.1 Group ID

그룹 ID 필드는 1바이트로 구성되며 특정 그룹에게 RR 패킷을 보내기 위해 사용된다. 그룹 ID의 상세는 6.4.3절을 참조. The group ID field consists of 1 byte and is used to send RR packets to a specific group. See Section 6.4.3 for details of the group ID.

9.4.1.2 요청 코드9.4.1.2 Request code

요청 프레임의 페이로드의 요청 코드는 표 5에 나타나 있다. The request codes of the payload of the request frame are shown in Table 5.

[Table 5] Payload request code of request frame [Table 5] Payload request code of request frame

Figure 112012108684813-pat00006
Figure 112012108684813-pat00006

9.4.1.3 길이9.4.1.3 Length

길이 필드는 1바이트로 구성되며, 요청 필드의 전체 길이를 나타내고, 요청 블록의 길이 및 수에 따라 길이 필드 값은 가변이다.The length field is composed of 1 byte, indicates the total length of the request field, and the length field value is variable according to the length and number of request blocks.

9.4.1.4 요청 블록9.4.1.4 Request block

요청 블록의 데이터 포맷은 요청 코드에 따라 다르게 구성되며 하나 이상의 요청 블록이 요청 프레임의 페이로드에 포함될 수 있다. The data format of the request block is configured differently according to the request code, and one or more request blocks may be included in the payload of the request frame.

각 요청 블록의 데이터 포맷의 상세는 다음과 같다.Details of the data format of each request block are as follows.

1) 연결 요청1) Connection request

ARq의 블록 포맷은 도 20에 나타나 있으며, 8바이트의 UID 마스크로 구성된다. 이 UID 마스크는 이진 탐색 알고리즘을 구현하기 위해 사용될 수 있다.The block format of ARq is shown in FIG. 20, and is composed of an 8-byte UID mask. This UID mask can be used to implement a binary search algorithm.

2) 분리 요청2) separation request

DaRqD의 블록 포맷은 도 21에 나타나 있다. 첫번째 2바이트는 DaRq에 대한 iWPTN-D의 노드 ID이고, 다음 1바이트는 응답 구간에서 사용되는 슬롯 번호이다. 노드 ID가 0xFFFF이면, DaRq가 group ID의 모든 iWPTN-D에게 송신되는 것을 나타낸다.The block format of DaRqD is shown in FIG. 21. The first 2 bytes is the node ID of iWPTN-D for DaRq, and the next 1 byte is the slot number used in the response section. If the node ID is 0xFFFF, this indicates that DaRq is transmitted to all iWPTN-Ds of the group ID.

3) 연결 상태 요청3) Request connection status

ASRq의 블록 포맷은 도 22에 나타나 있다. 첫번째 2바이트는 ASRq에 대한 iWPTN-D의 노드 ID이다. 노드 ID가 0xFFFF이면, ASRq가 group ID의 모든 iWPTN-D에게 요청되는 것을 나타낸다.The block format of ASRq is shown in FIG. 22. The first 2 bytes is the iWPTN-D's node ID for ASRq. If the node ID is 0xFFFF, it indicates that ASRq is requested to all iWPTN-Ds of the group ID.

4) 데이터 요청4) Data request

DRq의 블록 포맷은 도 23에 나타나 있다. 첫번째 2바이트는 노드 ID이고, 다음 1바이트는 슬롯 번호이며, 마지막 L 바이트는 수신된 데이터 타입이다. 데이터 타입은 애플리케이션 제품에 따라 결정된다. WPT에 대해서, 데이터 타입 중 하나는 iWPTN-D의 충전 정보로서 배터리 잔량, 수신 전력 레벨, 원하는 전력 레벨, 배터리 충전를 등이다.The block format of DRq is shown in FIG. 23. The first 2 bytes are the node ID, the next 1 byte is the slot number, and the last L bytes are the received data type. The data type depends on the application product. For WPT, one of the data types is iWPTN-D charging information, such as remaining battery power, received power level, desired power level, and battery charging.

5) 그룹 ID 셋업 요청 5) Group ID setup request

GSRq의 블록 포맷은 도 24에 나타나 있다. 첫번째 2바이트는 노드 ID이고, 다음 1바이트는 슬롯 번호이며, 마지막 바이트는 셋업될 그룹 ID이다.The block format of GSRq is shown in FIG. 24. The first 2 bytes are the node ID, the next 1 byte is the slot number, and the last byte is the group ID to be set up.

6) 전력 전송 요청6) Power transmission request

PTRq의 블록 포맷은 도 25에 나타나 있다. 첫번째 2바이트는 PTRq에 대한 iWPTN-D의 노드 ID이다. 노드 ID가 0xFFFF이면, PTRq가 group ID의 모든 iWPTN-D에게 요청되는 것을 나타낸다. 다음 1바이트는 슬롯 번호이다. 다음 1비트는 배터리의 전력 잔량에 대한 요청이고, 다음 1비트는 전력 소모율에 대한 요청이며, 다음 1비트는 수신 전력 레벨에 대한 요청이다. 5비트는 추후의 사용을 위해 예약되어 있으며, 마지막 L 바이트는 iWPTN 전력 수신 스케줄링에 관련된 데이터이다. The block format of PTRq is shown in FIG. 25. The first 2 bytes are the iWPTN-D's node ID for the PTRq. If the node ID is 0xFFFF, it indicates that PTRq is requested for all iWPTN-Ds of the group ID. The next 1 byte is the slot number. The next 1 bit is a request for the remaining power of the battery, the next 1 bit is a request for the power consumption rate, and the next 1 bit is a request for the received power level. 5 bits are reserved for future use, and the last L bytes are data related to iWPTN power reception scheduling.

7) 전력 전송 시작 요청7) Request to start power transmission

PTS의 블록 포맷은 도 26에 나타나 있다. 첫번째 1바이트는 PTS에 대한 iWPTN-D의 WPT ID이다. 노드 ID가 0xFF이면, PTS가 모든 iWPTN-D에게 요청된 것이다. 다음 1바이트는 슬롯 번호이고, 마지막 L 바이트는 iWPTN 전력 수신 스케줄링에 관련된 데이터이다. The block format of the PTS is shown in FIG. 26. The first 1 byte is the WPT ID of iWPTN-D for the PTS. If the node ID is 0xFF, PTS is requested for all iWPTN-Ds. The next 1 byte is the slot number, and the last L byte is data related to iWPTN power reception scheduling.

9.4.2 응답 프레임9.4.2 Response frame

응답 프레임의 페이로드 포맷은 iWPTN-B의 요청에 대한 응답 정보를 갖는다. 응답 프레임 페이로드는 도 27에 나타나 있다. 첫번째 바이트는 group ID이고, 두번째 바이트는 응답 코드이며, 세번재 바이트는 응답 데이터 길이 (L), 다음 L ㅂ바이트는 응답 데이터이다.The payload format of the response frame has response information to the request of iWPTN-B. The response frame payload is shown in Figure 27. The first byte is the group ID, the second byte is the response code, the third byte is the response data length (L), and the next L bytes is the response data.

9.4.2.1 Group ID9.4.2.1 Group ID

그룹 주소 필드는 1바이트로 구성되며 특정 그룹으로 RR 패킷을 보내는 데 사용된다. group ID의 상세는 6.4.3. 절 참조.The group address field consists of 1 byte and is used to send RR packets to a specific group. The details of group ID are 6.4.3. See section.

9.4.2.2 응답 코드9.4.2.2 Response code

응답 코드 타입은 표 6에 나타나 있다.The response code types are shown in Table 6.

[Table 6] Response code of response frame payload[Table 6] Response code of response frame payload

Figure 112012108684813-pat00007
Figure 112012108684813-pat00007

9.4.2.3 길이9.4.2.3 Length

길이 필드는 1바이트로 구성되며 응답 데이터의 길이를 나타낸다; 이는 응답 데이터에 따라 가변이다.The length field consists of 1 byte and indicates the length of the response data; It is variable depending on the response data.

9.4.2.4 응답 데이터9.4.2.4 Response data

응답 데이터는 ARs, DaRs, ASRs, DRs, GSRs 및 PTRs로 나누어진다. 응답 데이터 포맷은 다음과 같다.Response data is divided into ARs, DaRs, ASRs, DRs, GSRs and PTRs. The response data format is as follows.

1) 연결 응답1) Connection response

ARs의 블록 포맷은 도 28에 나타난 바와 같다. ARs 데이터는 8바이트 UID로 구성된다. The block format of ARs is shown in FIG. 28. ARs data consists of 8-byte UIDs.

2) 분리 응답2) Separation response

DaRs의 블록 포맷은 도 29에 나타난 바와 같다. DaRs 데이터는 8바이트 UID로 구성된다. The block format of DaRs is shown in FIG. 29. DaRs data consists of 8-byte UIDs.

3) 연결 상태 응답3) Connection status response

Association status response Association status response

ASRs의 블록 포맷은 도 30에 나타난 바와 같다. ASRs 데이터는 8바이트 UID와 1바이트의 상태 값으로 구성된다. The block format of ASRs is shown in FIG. 30. The ASRs data consists of an 8-byte UID and a 1-byte status value.

상태 값은 다음의 표 7에 나타나 있다.The status values are shown in Table 7 below.

[Table 7] Association status check value[Table 7] Association status check value

Figure 112012108684813-pat00008
Figure 112012108684813-pat00008

4) 데이터 응답4) Data response

DRs의 블록 포맷은 도 31에 나타난 바와 같다. DRs 데이터는 L 바이트의 요청된 데이터로 구성된다. 요청된 데이터 타입에 따른 WPT에 대하여, 데이터는 배터리 잔량, 수신 전력 레벨, 원하는 전력 레벨, 배터리 방전율 등과 같은 iWPTN-D의 충전 정보이다.The block format of DRs is as shown in FIG. 31. The DRs data consists of L bytes of requested data. For WPT according to the requested data type, the data is charging information of iWPTN-D, such as the remaining battery level, the received power level, the desired power level, and the battery discharge rate.

5) Group ID 셋업 응답5) Group ID setup response

GSRs 의 블록 포맷은 도 32에 나타난 바와 같다. GSRs 데이터는 바뀐 그룹 ID를 갖는 8바이트 UID와 1바이트의 바뀐 그룹 ID로 구성된다. The block format of GSRs is as shown in FIG. The GSRs data consists of an 8-byte UID with a changed group ID and a 1-byte changed group ID.

6) 전력 전송 응답6) Power transmission response

PTRs의 블록 포맷은 도 33에 나타난 바와 같다. PTRs 데이터는 배터리의 전력 잔량에 대한 2바이트와 수신 전력 레벨에 대한 2바이트 및 추후 사용을 위해 ㅇ예약된 L 바이트이다.The block format of PTRs is as shown in FIG. 33. The PTRs data are 2 bytes for the remaining battery power, 2 bytes for the received power level, and L bytes reserved for future use.

9.4.3 데이터 프레임 9.4.3 Data frame

데이터 프레임 페이로드는 전송될 데이터를 포함한다. 데이터 프레임 페이로드는 도 34에 나타난 바와 같이 8바이트의 UID와 L바이트의 데이터로 구성된다. The data frame payload contains data to be transmitted. The data frame payload is composed of 8 bytes of UID and L bytes of data as shown in FIG.

9.4.4 확인 프레임9.4.4 Confirmation frame

확인 프레임 페이로드는 수신된 응답 패킷에 대한 데이터를 갖는다. RA 페이로드 포맷은 도 35에 나타나 있다. 첫번째 바이트는 그룹 ID이고, 두번째 바이트는 응답 확인 코드, 세번째 바이트는 길이(L), 다음 L 바이트는 응답 확인 블록이다.The acknowledgment frame payload has data for the received response packet. The RA payload format is shown in Figure 35. The first byte is the group ID, the second byte is the response confirmation code, the third byte is the length (L), and the next L byte is the response confirmation block.

9.4.4.1 Group ID9.4.4.1 Group ID

그룹 ID 필드는 1바이트로 구성되며 특정 그룹에 RR 패킷을 보내는 데 사용된다. 그룹 ID의 상세는 6.4.3.절 참조. The group ID field is composed of 1 byte and is used to send RR packets to a specific group. For details of the group ID, see Section 6.4.3.

9.4.4.2 응답 확인 코드9.4.4.2 Response confirmation code

응답 확인 코드 타입은 표 8에 나타나 있다.The response confirmation code types are shown in Table 8.

[Table 8] Response confirmation code[Table 8] Response confirmation code

Figure 112012108684813-pat00009
Figure 112012108684813-pat00009

9.4.4.3 길이9.4.4.3 Length

길이 필드는 1바이트로 구성된다; 이는 응답 확인 데이터의 길이를 나타내며 응답 확인 데이터에 따라 가변이다.The length field consists of 1 byte; This represents the length of the response confirmation data and is variable according to the response confirmation data.

9.4.4.4 응답 확인 블록9.4.4.4 Response confirmation block

응답 확인 블록은 ARs 확인, DaRs 확인, ASRs 확인, DRs 확인 및 GSRs ㅎ호확인으로 나누어진다. 응답 확인의 블록 포맷은 다음과 같다.The response check block is divided into ARs check, DaRs check, ASRs check, DRs check and GSRs check. The block format of acknowledgment is as follows.

1) 연결 응답 확인 1) Check the connection response

ARs 확인의 블록 포맷은 도 36에 나타난 바와 같다. 첫번째 8바이트는 UID이고, 다음 2바이트는 할당된 노드 ID이다. 할당된 노드 ID가 0xFFFE인 것은 합류하지 않은(un-joined) 노드의 주소이며, ARq가 거절되었음을 의미한다.The block format of ARs verification is shown in FIG. 36. The first 8 bytes are the UID, and the next 2 bytes are the assigned node ID. The assigned node ID is 0xFFFE, which is the address of a node that is not joined (un-joined), which means that ARq is rejected.

2) 분리 응답 확인2) Confirmation of separation response

DaRs 확인의 블록 포맷은 도 37에 나타난 바와 같다. 첫번째 8바이트는 UID이고, 다음 2바이트는 노드 ID이다. 할당된 노드 ID는 분리가 허가되지 않은 경우에 사용되며, 분리가 허가되면 합류하지 않은 노드 ID인 0xFFFE가 기록된다.The block format of DaRs verification is shown in FIG. 37. The first 8 bytes are the UID, and the next 2 bytes are the node ID. The assigned node ID is used when separation is not permitted, and if separation is permitted, 0xFFFE, which is a node ID that has not joined, is recorded.

3) 연결 상태 응답 확인3) Check the connection status response

ASRs 확인의 블록 포맷은 도 38에 나타난 바와 같다. ASRs 확인 블록은 8바이트의 UID로 구성된다.The block format of ASRs verification is shown in FIG. 38. The ASRs confirmation block consists of 8-byte UIDs.

4) 데이터 응답 확인4) Check data response

DRs 확인의 블록 포맷은 도 39에 나타난 바와 같다. 첫번째 2바이트는 노드 ID이고, 다음 1바이트는 예약으로 할당되어 있다. The block format of DRs verification is shown in FIG. 39. The first 2 bytes are the node ID, and the next 1 byte is reserved.

5) 그룹 ID 셋업 응답 확인5) Check the group ID setup response

GSRs 확인의 블록 포맷은 도 40 에 나타난 바와 같다. GSRs 확인 블록은 8바이트 UID와 1바이트 상태 체크 값으로 구성된다.The block format of GSRs verification is shown in FIG. 40. The GSRs confirmation block consists of an 8-byte UID and a 1-byte status check value.

그룹 ID 셋업 상태 값은 표 9에 나타나 있다.Group ID setup status values are shown in Table 9.

[Table 9] Group ID set-up status value[Table 9] Group ID set-up status value

Figure 112012108684813-pat00010
Figure 112012108684813-pat00010

9.5 PSFI 프레임 포맷9.5 PSFI frame format

iWPTN-B가 WPT를 제공할 때 응답 구간에는 PSFI가 있다. PSFI는 특정한 iWPTN-D 또는 그룹에 대한 WPT를 위한 각 타임 슬롯이 종료될 때 시작되며, iWPTN-B이 필요한 iWPTN-D로부터 모든 PSF 프레임을 수신할 때까지 유지된다. PSFI 프레임 포맷은 WPT 시간을 충분히 확보하기 위하여 길이가 짧고 단순한 구조로 되어 있다. When iWPTN-B provides WPT, there is PSFI in the response section. The PSFI starts when each time slot for WPT for a specific iWPTN-D or group ends, and remains until iWPTN-B receives all PSF frames from the required iWPTN-D. The PSFI frame format has a short and simple structure to sufficiently secure WPT time.

9.5.1 PS 비콘 포맷9.5.1 PS Beacon Format

PSFI가 시작되면, iWPTN-B는 신속한 전력 상태 업데이트와 비정상적 상황을 위한 PS 비콘을 전송한다. 요청 프레임 포맷은 도 42에 나타나 있다.When PSFI is started, iWPTN-B sends a PS beacon for rapid power status update and abnormal situation. The request frame format is shown in FIG. 42.

9.5.1.1 슬롯 번호9.5.1.1 Slot number

이는 현재의 타임 슬롯 번호를 나타내며 1바이트이다.This represents the current time slot number and is 1 byte.

9.5.1.2 프레임 컨트롤9.5.1.2 Frame control

프레임 컨트롤은 프레임 타입과 PSF 정책으로 구성된다. 4비트는 추후의 사용을 위해 예약되어 있다. 포맷은 도 43에 나타나 있다.Frame control consists of frame type and PSF policy. The 4 bits are reserved for future use. The format is shown in Figure 43.

1) 프레임 타입1) Frame type

프레임 타입 필드는 3비트로 구성된다. 프레임 타입은 요청 프레임과 응답 프레임의 두 종류로 정의된다.The frame type field is composed of 3 bits. The frame type is defined as two types: a request frame and a response frame.

[Table 10] Frame type value[Table 10] Frame type value

Figure 112012108684813-pat00011
Figure 112012108684813-pat00011

2) PSF 정책2) PSF policy

PSF 정책 필드는 2비트로 구성된다. PSF 정책은 응답 프레임 전송 정책과 전송없음 정책의 두 가지 종류로 정의된다. The PSF policy field is composed of 2 bits. PSF policy is defined as two types: response frame transmission policy and no transmission policy.

[Table 11] PSF policy value[Table 11] PSF policy value

Figure 112012108684813-pat00012
Figure 112012108684813-pat00012

3) 진행중 정책(On-going policy)3) On-going policy

진행중 정책은 1비트로 구성된다. 그 값이 1이면 다음 타임 슬롯에 WPT가 제공되고, 그렇지 않으면 WPT가 중단된다.The policy in progress consists of 1 bit. If the value is 1, WPT is provided in the next time slot, otherwise WPT is stopped.

9.5.1.3 WPT ID 번호9.5.1.3 WPT ID number

이는 프레임 바디에 열거된 WPT ID의 번호를 나타낸다.This represents the number of WPT IDs listed in the frame body.

9.5.1.4 WPT ID9.5.1.4 WPT ID

iWPTN-B는 PS 비콘의 응답에 대하여 특정한 iWPTN-D 또는 그룹을 선택한다. PS 비콘에서, WPT ID는 비콘의 길이를 줄이고 비콘 구조를 단순화하기 위하여 사용된다. WPT ID의 상세는 6.4.5.절 참조.iWPTN-B selects a specific iWPTN-D or group for the response of the PS beacon. In PS beacons, WPT ID is used to shorten the beacon length and simplify the beacon structure. For details of WPT ID, see Section 6.4.5.

9.5.1.5 프레임 체크 시퀀스9.5.1.5 Frame check sequence

FCS는 8비트 길이로서, 프레임 바디가 오류 없이 수신되었음을 확인하기 위하여 사용된다. 이는 다음의 8차 표준 생성기 다항식을 이용하여 생성된다.FCS is 8 bits long and is used to confirm that the frame body has been received without error. It is generated using the following 8th order standard generator polynomial.

Figure 112012108684813-pat00013
Figure 112012108684813-pat00013

9.5.2 PSF 프레임 포맷9.5.2 PSF frame format

iWPTN-B로부터 PS 비콘 내의 PSF 요청을 수신한 다음, 선택된 iWPTN-D는 iWPTN-B에게 응답으로서 PSF 프레임을 보낸다. PSF 프레임 포맷은 도 44에 나타나 있다. After receiving the PSF request in the PS beacon from iWPTN-B, the selected iWPTN-D sends a PSF frame as a response to iWPTN-B. The PSF frame format is shown in Figure 44.

9.5.2.1 슬롯 번호9.5.2.1 Slot number

이는 현재 타임 슬롯 번호를 나타내며, 1바이트이다.This represents the current time slot number and is 1 byte.

9.5.2.2 프레임 컨트롤9.5.2.2 Frame control

프레임 컨트롤 필드는 프레임 타입으로 구성된다. 5비트는 추후 사용을 위해예약되어 있다. 포맷은 도 45에 나타나 있다. The frame control field is composed of a frame type. 5 bits are reserved for future use. The format is shown in Figure 45.

1) 프레임 타입1) Frame type

프레임 타입 필드는 3비트로 구성된다. 프레임 타입은 요청 프레임과 응답 프레임의 두 종류로 정의된다.The frame type field is composed of 3 bits. The frame type is defined as two types: a request frame and a response frame.

[Table 12] Frame type value[Table 12] Frame type value

Figure 112012108684813-pat00014
Figure 112012108684813-pat00014

9.5.2.3 WPT ID9.5.2.3 WPT ID

6.4.5.절 참조See Section 6.4.5.

9.5.2.4 배터리 잔량9.5.2.4 Battery level

iWPTN-B가 배터리 정보를 요청하면, iWPTN-D는 배터리 잔량 정보를 보낸다. 8비트는 배터리 정보를 위해 예약되어 있다. When iWPTN-B requests battery information, iWPTN-D sends the battery level information. 8 bits are reserved for battery information.

9.5.2.5 프레임 체크 시퀀스9.5.2.5 Frame check sequence

FCS는 8비트 길이로서, 프레임 바디가 오류 없이 수신되었음을 확인하기 위하여 사용된다. 이는 다음의 8차 표준 생성기 다항식을 이용하여 생성된다.FCS is 8 bits long and is used to confirm that the frame body has been received without error. It is generated using the following 8th order standard generator polynomial.

Figure 112012108684813-pat00015
Figure 112012108684813-pat00015

9.6 WPT의 배터리 방전 프레임 포맷9.6 WPT battery discharge frame format

iWPTN-D가 배터리 방전되면, iWPTN-D는 iWPTN-B의 요청 없이 자율 구간에서 iWPTN-B에게 WPT를 요청한다. 배터리 방전 동안의 프레임 포맷은 배터리 상태에 기인하여 가장 짧고 단순하다.When iWPTN-D discharges the battery, iWPTN-D requests WPT from iWPTN-B in the autonomous section without requesting iWPTN-B. The frame format during battery discharge is the shortest and simplest due to the battery condition.

9.6.1 BPTRq 프레임 포맷9.6.1 BPTRq frame format

자율 구간이 시작되면, 배터리 방전인 iWPTN-D는 WPT 요청을 위해 BPTRq ㅍ프레임을 보낸다. 프레임은 오직 1 byte의 [00000000]로 구성된다. BPTRs 프레임 포맷은 도 46에 나타나 있다. When the autonomous section starts, the battery discharge iWPTN-D sends a BPTRq ㅍframe for the WPT request. A frame consists of only 1 byte of [00000000]. The BPTRs frame format is shown in Figure 46.

9.6.2 BPTRs 프레임 포맷9.6.2 BPTRs frame format

iWPTN-D로부터 BPTRq 프레임을 수신한 다음, iWPTN-B는 자율 구간에서 WPT 구간의 길이를 알리기 위해 BPTRs 프레임을 전송한다. BPTRs 프레임 포맷은 도 47에 나타나 있다.
After receiving the BPTRq frame from iWPTN-D, iWPTN-B transmits the BPTRs frame to inform the length of the WPT section in the autonomous section. The BPTRs frame format is shown in Figure 47.

10 MAC 계층 기능 10 MAC layer functions

10.1 일반 10.1 General

iWPTN을 관리하기 위하여 iWPTN의 MAC 계층에서 iWPTN-D에 대한 연결, 분리 및 ASC 프로세스가 고려된다. 데이터는 응답 구간 또는 자율 구간에서 전송될 수 있다. 또한, iWPTN-D 그룹을 관리하기 위하여 그룹 ID 셋업 기능이 제공된다.In order to manage iWPTN, the connection, separation and ASC process for iWPTN-D in the MAC layer of iWPTN are considered. Data may be transmitted in a response period or an autonomous period. In addition, a group ID setup function is provided to manage the iWPTN-D group.

10.2 네트워크 연결 및 분리 10.2 Network Connection and Disconnection

iWPTN-D가 iWPTN-B와 통신하기 위하여 먼저 iWPTN과 연결되어야 한다. 각 iWPTN-D는 기설정된 iWPTN을 탐색하고, 탐색된 iWPTN과 연결한다. iWPTN이 탐색되지 않으면, 임의의 iWPTN-D가 애플리케이션의 사용자에 의하여 iWPTN-B로 될 수 있다. (즉 새로운 iWPTN의 설정은 새로운 iWPTN-B가 주기적으로 요청 패킷을 보내는 것이다). 그러나, 노드는 iWPTN이 설정된 이후부터는 역할에 따라 iWPTN-B 또는 iWPTN-D로서의 상태를 유지할 수 있다. 이 경우, 사용가능한 채널은 하나 뿐이므로 이미 설정된 iWPTN이 존재하면 네트워크 설정은 취소된다. iWPTN-D must first be connected to iWPTN to communicate with iWPTN-B. Each iWPTN-D searches for a preset iWPTN and connects it to the found iWPTN. If iWPTN is not found, any iWPTN-D can be made iWPTN-B by the user of the application. (In other words, the setting of the new iWPTN is that the new iWPTN-B periodically sends a request packet). However, after the iWPTN is set, the node can maintain the state as iWPTN-B or iWPTN-D depending on the role. In this case, since there is only one channel available, the network setting is canceled if an iWPTN has already been set.

10.2.1 연결10.2.1 Connection

요청 구간에 iWPTN-B가 ARq 패킷을 합류하지 않은 iWPTN-D로 보낸다. iWPTN-D는 응답 구간에 iWPTN-B로 ARs 패킷을 전송한다. iWPTN-B가 iWPTN-D이 iWPTN에 연결될 것인지의 여부를 결정하면, 그 결과를 ARA 패킷을 통해 통지한다. 연결이 허가되면, 할당된 노드 ID가 ARA 패킷에 포함되고, 연결이 거절되면, 합류하지 않은노드 ID 0xFFFE가 기록된다. ARA 패킷 오류로 인하여 WiWPTN-D가 ARA 패킷을 수신하지 못하거나 PTN-B가 ARs 패킷을 수신하지 못하는 경우, 선택된 모든 iWPTN-D로부터 오류 없이 ARA 패킷을 수신할 때까지 매 수퍼프레임에 ARq 패킷을 계속적으로 보낸다. iWPTN-D에 대한 연결 프로세스는 iWPTN-D이 iWPTN-B로부터 ARA 패킷을 ㅅ수신하면 완료된다.In the request section, iWPTN-B sends an ARq packet to iWPTN-D without joining. iWPTN-D transmits ARs packets to iWPTN-B in the response section. When iWPTN-B determines whether iWPTN-D is connected to iWPTN, the result is notified through an ARA packet. If the connection is permitted, the assigned node ID is included in the ARA packet, and if the connection is rejected, the non-joined node ID 0xFFFE is recorded. If WiWPTN-D fails to receive ARA packet due to ARA packet error, or PTN-B fails to receive ARs packet, ARq packets are sent to every superframe until all selected iWPTN-D receive ARA packets without error. Send continuously. The connection process to iWPTN-D is completed when iWPTN-D receives an ARA packet from iWPTN-B.

연결 프로세스는 도 48에 나타나 있다. The connection process is shown in Figure 48.

10.2.2 분리10.2.2 Separation

iWPTN-B가 요청 구간에 DaRq 패킷을 iWPTN에 연결된 iWPTN-D로 보내면, iWPTN-D는 응답 구간에 DaRs 패킷을 iWPTN-B로 보낸다. iWPTN-B는 iWPTN-D를 iWPTN으로부터 분리할 것인지의 여부를 결정하고, 그 결과를 DaRA 패킷을 통해 통보한다. 분리가 허가되면 DaRA 패킷의 노드 ID는 합류하지 않은 노드 ID 0xFFFE로 기록되고, 분리가 거절되면 할당된 노드 ID가 기록된다. DaRA 패킷 오류로 인하여 iWPTN-D가 DaRA 패킷을 수신하지 못하거나 iWPTN-B가 DaRs 패킷을 수신하지 못하면, iWPTN-D는 DaRA 패킷을 받을 때까지 매 수퍼프레임에서 DaRs 패킷을 연속적으로 재전송한다. 분리는 iWPTN-D가 iWPTN-B로부터 DaRA 패킷을 수신하면 완료된다.When iWPTN-B sends a DaRq packet in the request section to iWPTN-D connected to iWPTN, iWPTN-D sends a DaRs packet to iWPTN-B in the response section. iWPTN-B determines whether to separate iWPTN-D from iWPTN, and notifies the result through DaRA packet. If separation is permitted, the node ID of the DaRA packet is recorded as the non-joined node ID 0xFFFE, and if separation is rejected, the assigned node ID is recorded. If the iWPTN-D cannot receive the DaRA packet due to a DaRA packet error or the iWPTN-B cannot receive the DaRs packet, iWPTN-D continuously retransmits the DaRs packet in every superframe until it receives the DaRA packet. Separation is complete when iWPTN-D receives a DaRA packet from iWPTN-B.

분리 절차는 도 49에 나타나 있다. The separation procedure is shown in Figure 49.

10.2.3 연결 상태 체크10.2.3 Check connection status

iWPTN-B가 요청 구간에 연결된 iWPTN-D로 ASRq 패킷을 보내면, iWPTN-D는 응답 구간에 iWPTN-B로 ASRs 패킷을 보낸다. iWPTN-B iWPTN에 대한 iWPTN-D의 연결상태를 확인하고 ASRA 패킷을 보낸다. 패킷 오류로 인하여 iWPTN-D가 ASRA 패킷을 수신하지 못하거나 iWPTN-B가 ASRs 패킷을 수신하지 못하면, iWPTN-D는 ASRA 패킷을 수신할 때까지 매 타임 슬롯에서 연속적으로 ASRs 패킷을 전송한다. iWPTN-D의 연결 상태 확인은 iWPTN-D가 iWPTN-B로부터 ASRA 패킷을 수신하면 완료된다.When iWPTN-B sends an ASRq packet to iWPTN-D connected to the request section, iWPTN-D sends an ASRs packet to iWPTN-B in the response section. iWPTN-B Check the connection status of iWPTN-D to iWPTN and send an ASRA packet. If iWPTN-D fails to receive ASRA packet due to packet error or iWPTN-B fails to receive ASRs packet, iWPTN-D continuously transmits ASRs packet in every time slot until it receives ASRA packet. Checking the connection status of iWPTN-D is completed when iWPTN-D receives an ASRA packet from iWPTN-B.

연결 상태 확인의 절차는 도 50에 나타나 있다. The procedure for checking the connection status is shown in FIG. 50.

10.3 데이터 전송10.3 Data Transfer

iWPTN에서 데이터는 응답 구간 또는 자율 구간에서 전송될 수 있다. 데이터는 iWPTN-B의 요청에 의해 응답 구간에서 전송되거나 iWPTN-B의 요청 없이 자율 구간에서 전송된다. In iWPTN, data may be transmitted in a response period or an autonomous period. Data is transmitted in the response section at the request of iWPTN-B or in the autonomous section without request of iWPTN-B.

10.3.1 응답 구간에서의 전송10.3.1 Transmission in response section

iWPTN-B가 요청 구간에 DRq 패킷을 iWPTN에 연결된 iWPTN-D로 전송하면, iWPTN-D는 응답 구간에 DRs 패킷을 전송한다. iWPTN-B는 iWPTN-D로부터 DRs 패킷을 수신한 다음, DRA 패킷을 보낸다. 패킷 오류로 인하여 iWPTN-D가 DRA 패킷을 수신하지 못하거나 iWPTN-B가 DRs 패킷을 수신하지 못하면, iWPTN-D는 DRA 패킷을 수신할 때까지 매 타임 슬롯에서 연속적으로 DRs 패킷을 전송한다. When iWPTN-B transmits a DRq packet to the iWPTN-D connected to the iWPTN in the request period, iWPTN-D transmits a DRs packet in the response period. iWPTN-B receives a DRs packet from iWPTN-D, and then sends a DRA packet. If iWPTN-D cannot receive a DRA packet due to a packet error or iWPTN-B cannot receive a DRs packet, iWPTN-D continuously transmits DRs packets in every time slot until it receives a DRA packet.

응답 구간에서의 데이터 전송 절차는 iWPTN-D가 iWPTN-B로부터 DRA 패킷을 수신하면 완료된다. The data transmission procedure in the response period is completed when the iWPTN-D receives the DRA packet from iWPTN-B.

응답 구간에서의 데이터 전송 절차는 도 51에 나타나 있다.The data transmission procedure in the response section is shown in FIG. 51.

10.3.2 자율 구간에서의 전송10.3.2 Transmission in autonomous section

자율 구간은 타임아웃 구간 동안 iWPTN-D가 응답 패킷을 전송하지 않으면 시작되며, 이 구간은 된다. iWPTN-B가 RR 패킷을 전송할 때까지 유지된다. iWPTN-D 는 자율 구간 동안 iWPTN-B의 요청이 없어도 데이터를 전송할 수 있다. 시스템 방해(interruption)가 발생하면, iWPTN-D가 iWPTN-B의 요청이 없이도 데이터를 전송할 수 있다. 패킷 오류로 인하여 iWPTN-D가 DA 패킷을 수신하지 못하거나 iWPTN-B가 데이터 패킷을 수신하지 못하면, iWPTN-D는 DA 패킷을 수신할 때까지 계속적으로 데이터 패킷을 전송한다. 자율 구간에서의 데이터 전송 절차는 iWPTN-D가 iWPTN-B로부터 DA 패킷을 수신하면 완료된다. The autonomous period starts if the iWPTN-D does not transmit a response packet during the timeout period, and becomes this period. It remains until iWPTN-B sends the RR packet. iWPTN-D can transmit data even if there is no request from iWPTN-B during autonomous period. When a system interruption occurs, iWPTN-D can transmit data without requesting iWPTN-B. If the iWPTN-D cannot receive a DA packet due to a packet error or if the iWPTN-B cannot receive a data packet, iWPTN-D continues to transmit the data packet until it receives the DA packet. The data transmission procedure in the autonomous section is completed when the iWPTN-D receives the DA packet from the iWPTN-B.

자율 구간에서의 데이터 전송 절차는 도 52에 나타나 있다. The data transmission procedure in the autonomous section is shown in FIG. 52.

10.4 그룹 ID 셋업10.4 Group ID Setup

iWPTN-B가 요청 구간에 GSRq 패킷을 iWPTN-D로 보내면, iWPTN-D는 응답 구간에 GSRs 패킷을 보낸다. iWPTN-B는 iWPTN-D의 그룹 ID 셋업 상태를 확인하고 GSRA 패킷을 전송한다.When iWPTN-B sends a GSRq packet to iWPTN-D in the request section, iWPTN-D sends a GSRs packet in the response section. iWPTN-B checks the group ID setup status of iWPTN-D and sends a GSRA packet.

그룹 ID 셋업 절차는 도 53에 나타나 있다. The group ID setup procedure is shown in FIG. 53.

10.5 무선 전력 전송10.5 Wireless Power Transmission

iWPTN-B가 iWPTN-D로 PTRq 패킷을 보내면, iWPTN-D는 PTRs 패킷을 iWPTN-B로 보낸다. iWPTN-B는 PTRs 패킷 내의 수신 데이터를 가지고 WPT 스케줄링을 수행한다. iWPTN-B는 계산된 스케줄링 정보를 갖는 PTS 패킷을 원하는(desired) iWPTN-D에게 브로드캐스트한다. iWPTN-D가 PTS 패킷을 수신하면, 스케줄링 시퀀스를 따른다. iWPTN-B는 첫번째 순서로 스케줄된 iWPTN-D에게 WPT를 제공한다. WPT 동안, ㄷ다른 iWPTN-D는 전력 전송 효율을 높이기 위하여 전력 차단 상태가 된다. 첫번째 iWPTN-D의 전력수신이 끝나면, iWPTN-B는 PSFI에서 PS 비콘을 생성하여 모든 iWPTN-D에게 전송한다. PSFI가 시작될 때, 다른 iWPTN-D는 PS 비콘을 수신하기 위하여 활성화 상태로 된다. iWPTN-D이 PS 비콘을 수신하면, iWPTN-B에 의해 선택된 iWPTN-D는 PSF 패킷을 생성하고 iWPTN-B로 보낸다. 선택된 iWPTN-D로부터의 PSF 패킷을 확인한 다음, iWPTN-B는 두번째 iWPTN-D에 대한 WPT를 시작한다. iWPTN-B가 WPT 중에 오류를 검출하면, WPT를 중단하고, iWPTN-D는 WPT 중단을 인식한 다음 활성화 상태로 된다. PSFI가 시작될 때, iWPTN-B는 PS 비콘을 보내 다른 iWPTN-D에게 오류 검출을 통지한다. 이러한 과정은 모든 원하는 iWPTN-D가 전력을 수신할 때까지 반복되어 iWPTN-B가 응답 구간의 마지막 타임 슬롯에 iWPTN-D로부터 PSF 패킷을 수신한다.When iWPTN-B sends a PTRq packet to iWPTN-D, iWPTN-D sends a PTRs packet to iWPTN-B. iWPTN-B performs WPT scheduling with received data in PTRs packet. iWPTN-B broadcasts the PTS packet with the calculated scheduling information to the desired iWPTN-D. When iWPTN-D receives the PTS packet, it follows the scheduling sequence. iWPTN-B provides WPT to iWPTN-D scheduled in the first order. During WPT, another iWPTN-D goes into a power off state to increase power transmission efficiency. When power reception of the first iWPTN-D is finished, iWPTN-B creates a PS beacon in PSFI and transmits it to all iWPTN-Ds. When the PSFI is started, another iWPTN-D is activated to receive the PS beacon. When iWPTN-D receives the PS beacon, iWPTN-D selected by iWPTN-B generates a PSF packet and sends it to iWPTN-B. After confirming the PSF packet from the selected iWPTN-D, iWPTN-B starts WPT for the second iWPTN-D. If the iWPTN-B detects an error during the WPT, the WPT is stopped, and the iWPTN-D recognizes the WPT interruption and then becomes active. When PSFI is started, iWPTN-B sends a PS beacon to notify other iWPTN-Ds of the error detection. This process is repeated until all desired iWPTN-Ds receive power, and iWPTN-B receives PSF packets from iWPTN-D in the last time slot of the response period.

무선 전력 전송 절차는 도 54에 나타나 있다.The wireless power transfer procedure is shown in FIG. 54.

10.6 배터리 방전10.6 Battery discharge

iWPTN-D가 배터리 방전이면, 고려된 노드가 안니 경우에도 iWPTN-B로부터 WPT를 수신한다. 배터리 방전인 iWPTN-D는 iWPTN-B에 의해 원래 목적지인 iWPTN-D에게로 전달될 전력의 작은 부분을 나누어가진다. 현재 타임 슬롯이 종료되면, iWPTN-B은 PS 비콘을 전송한다. 원래 목적지인 iWPTN-D은 PS 비콘에 대한 응답으로 PSF 패킷을 전송하고, 절전 상태로 된다. 한편, 배터리 방전인 iWPTN-D는 배터리 전력이 적으므로 PS 비콘을 수신한 후에도 절전 상태로 유지한다. 자율 구간이 시작되면, 응급 iWPTN-D는 절전 패킷 생성 상태로 되어 BPTRq 패킷을 전송한다. iWPTN-B가 패킷을 수신하면, 응답으로 BPTRs 패킷을 전송하고 응급 iWPTN-D로 WPT를 제공한다.If iWPTN-D is a battery discharge, WPT is received from iWPTN-B even if the considered node is not known. The battery discharge, iWPTN-D, divides a small portion of the power to be delivered by iWPTN-B to the original destination iWPTN-D. When the current time slot ends, iWPTN-B transmits a PS beacon. The original destination, iWPTN-D, sends a PSF packet in response to the PS beacon and goes to sleep. On the other hand, iWPTN-D, which is a battery discharge, has low battery power, so it remains in a power saving state even after receiving the PS beacon. When the autonomous section starts, the emergency iWPTN-D enters a power saving packet generation state and transmits a BPTRq packet. When iWPTN-B receives a packet, it sends a BPTRs packet in response and provides WPT as an emergency iWPTN-D.

배터리 방전의 절차는 도 55에 나타나 있다.
The procedure of battery discharge is shown in FIG. 55.

11 무선 인터페이스(Air interface) 11 Air interface

11.1 주파수 11.1 Frequency

iWPTN의 중심 주파수(fc)는 80kHz 와 400kHz 사이이다; 최대 허용오차 ±20ppm에서 88kHz, 128kHz, 및 370kHz일 수 있다.The center frequency (fc) of iWPTN is between 80 kHz and 400 kHz; The maximum tolerance can be 88 kHz, 128 kHz, and 370 kHz at ±20 ppm.

11.2 신호 파형11.2 Signal Waveform

도 56은 엔벨로프 파형을 보여주며, 엔벨로프 파라미터는 표 13에 정의되어 있다. 표 13의 진폭은 엔벨로프의 진폭을 나타낸다. 엔벨로프 진폭은 음의 변량 Mi로부터 양의 변량 Mh로 진폭의 10% 내에서 변한다. tr과 tf는 각각 10%부터 90%까지 진폭의 엔벨로프 증가 시간과 90%부터 10%까지 진폭의 엔벨로프 감소 시간을 나타낸다. 비트 인터벌(Tbit)은 데이터 전송률에 따라 변하며, tr과 tf는 Tbit의 30%를 초과할 수 없다.56 shows the envelope waveform, and the envelope parameters are defined in Table 13. The amplitude in Table 13 indicates the amplitude of the envelope. The envelope amplitude varies within 10% of the amplitude from the negative variance Mi to the positive variance Mh. tr and tf represent the amplitude increase time of the amplitude from 10% to 90% and the time of decreasing the envelope of the amplitude from 90% to 10%, respectively. The bit interval (Tbit) varies depending on the data rate, and tr and tf cannot exceed 30% of the Tbit.

[Table 13] BPSK envelope parameters[Table 13] BPSK envelope parameters

Figure 112012108684813-pat00016
Figure 112012108684813-pat00016

iWPTN-B와 iWPTN-D 사이의 전송을 위하여 BPSK 변조가 사용된다. 전송 ㅅ시신호는, 도 57에 나타난 바와 같이 이 절에서 정의된 엔벨로프에 따라 BPSK 변조된다.BPSK modulation is used for transmission between iWPTN-B and iWPTN-D. The transmission signal is BPSK modulated according to the envelope defined in this section, as shown in FIG.

도 57은 BPSK-변조된 신호, 도 58은 ASK-변조된 신호를 나타낸다.Figure 57 shows the BPSK-modulated signal, Figure 58 shows the ASK-modulated signal.

[Table 14] ASK envelope parameters[Table 14] ASK envelope parameters

Figure 112012108684813-pat00017
Figure 112012108684813-pat00017

11.3 WPT 신호 파형11.3 WPT signal waveform

도 59는 WPT 신호 파형을 나타내며, 엔벨로프 파라미터는 표 15에 정의되더 있다. WPT의 경우 일반적인 사인 파형이 사용되는데, 이는 전력전송에 높은 효율을 제공하기 때문이다. 표 15의 진폭은 엔벨로프의 진폭을 나타낸다. 엔벨로프 진폭은 음의 변량 Mi로부터 양의 변량 Mh로 진폭의 10% 내에서 변한다. 59 shows the WPT signal waveform, and envelope parameters are defined in Table 15. In the case of WPT, a common sine wave is used because it provides high efficiency for power transmission. The amplitude in Table 15 indicates the amplitude of the envelope. The envelope amplitude varies within 10% of the amplitude from the negative variance Mi to the positive variance Mh.

[Table 15] WPT envelope parameters[Table 15] WPT envelope parameters

Figure 112012108684813-pat00018
Figure 112012108684813-pat00018

이상에서 바람직한 실시예를 기준으로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 장치 및 방법은 반드시 상술된 실시예에 제한되는 것은 아니며 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. Although the present invention has been described based on the preferred embodiment, the apparatus and method of the present invention are not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications or variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the appended claims will include such modifications or variations as long as they fall within the spirit of the present invention.

Claims (11)

기기에 대한 무선 전력전송, 충전 및 통신 영역 내의 기기에 대한 연결 및 해제, 무선 전력전송 네트워크 내의 데이터 및 무선전력 전송의 송수신 시간을 관리하는 베이스 스테이션; 및
상기 무선 전력전송 네트워크를 구성하는 상기 베이스 스테이션을 제외한 기기로서, 상기 베이스 스테이션으로부터 무선 전력을 수신하는 기기인 다수의 노드를 포함하며,
80kHz와 400kHz 사이의 중심 주파수를 갖는 하나의 주파수 대역을 이용하여 무선 전력전송과 자기장 통신을 수행하고, 시간적 구성요소로서 요청 구간(request period), 응답 구간(response period) 및 자율 구간(spontaneous period)으로 구성되는 수퍼프레임을 통해 무선 전력전송과 자기장 통신을 수행하고,
상기 베이스 스테이션은, 상기 요청 구간 동안에 적어도 하나의 상기 노드로 전력 전송 요청 패킷을 전송하고, 상기 응답 구간 동안에 상기 전력 전송 요청 패킷을 수신한 노드로부터 전력 전송 응답 패킷을 수신하며, 상기 응답 구간 동안에 상기 전력 전송 응답 패킷을 수신한 상기 노드로 무선 전력 전송 스케줄 정보를 전송하고, 상기 응답 구간 동안에 상기 무선 전력 전송 스케줄 정보에 대응하여, 상기 노드로 무선 전력을 전송하고,
상기 응답 구간에는 전력 상태 업데이트 및 비정상적 상황 감지를 위해 전력 상태 피드백 구간이 포함되고,
상기 노드는 무선 전력전송 동안, 상기 전력 상태 피드백 구간 내의 전력 상태 비콘을 수신하면, 상기 전력 상태 비콘에 대한 응답으로 업데이트된 전력 상태를 알리는 상기 전력 상태 피드백 패킷을 상기 베이스 스테이션으로 전송하고,
상기 베이스 스테이션은 상기 전력 상태 피드백 패킷의 이상 상태를 감지할 때 상기 노드로 비정상 상황을 통지하고,
상기 베이스 스테이션은 배터리 방전 상태의 노드가 무선 전력전송 네트워크에 들어오면 상기 배터리 방전 상태의 노드가 스케줄링 정보에 포함되지 않은 경우에도 상기 응답 구간 중에 무선 전력을 전송하고,
상기 배터리 방전 상태의 노드는 상기 응답 구간 중에, 자기장 통신의 기본 기능을 수행하기 위해 필요한 기설정된 값 이상의 전력을 수신한 후, 전력 수신을 멈추고, 상기 자율 구간 동안 전력 전송 요청 패킷을 보내 추가로 전력을 수신하고, 임계값 이상의 전력을 수신하면 전력 수신을 중단하고, 상기 무선 전력전송 네트워크에 합류하기 위한 상기 요청 구간을 기다리는 것
인 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템.
A base station for managing wireless power transmission to the device, connection and disconnection of devices in the charging and communication area, and transmission and reception time of data and wireless power transmission in the wireless power transmission network; And
A device excluding the base station constituting the wireless power transmission network, including a plurality of nodes that are devices receiving wireless power from the base station,
Wireless power transmission and magnetic field communication are performed using one frequency band having a center frequency between 80 kHz and 400 kHz, and as a temporal component, a request period, a response period, and an autonomous period (spontaneous period) Performs wireless power transmission and magnetic field communication through a superframe composed of,
The base station transmits a power transmission request packet to at least one node during the request period, and receives a power transmission response packet from a node receiving the power transmission request packet during the response period, and during the response period, The wireless power transmission schedule information is transmitted to the node receiving the power transmission response packet, and the wireless power is transmitted to the node in response to the wireless power transmission schedule information during the response period.
The response period includes a power status feedback period for power status update and abnormal situation detection,
When receiving a power state beacon within the power state feedback period during wireless power transmission, the node transmits the power state feedback packet informing of the updated power state in response to the power state beacon to the base station,
When the base station detects an abnormal condition of the power status feedback packet, it notifies the node of the abnormal condition,
The base station transmits wireless power during the response period even when the node in the battery discharge state is not included in the scheduling information when the node in the battery discharge state enters the wireless power transmission network,
During the response period, the node in the battery discharge state receives power greater than or equal to a predetermined value required to perform a basic function of magnetic field communication, stops receiving power, and transmits a power transmission request packet during the autonomous period to additional power When receiving, and receiving power above the threshold, stop receiving power, and wait for the request section to join the wireless power transmission network
Electric vehicle charging station management system using phosphorus PLC.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 스테이션은 상기 응답 구간을 상기 무선 전력전송을 위한 노드의 수에 대응하도록 복수 개의 슬롯으로 분할하고, 상기 분할된 복수 개의 슬롯을 상기 노드에 할당하는 것인 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템.
According to claim 1,
The base station divides the response section into a plurality of slots to correspond to the number of nodes for wireless power transmission, and allocates the divided plurality of slots to the node, an electric vehicle charging station management system using a PLC.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 노드는 활성화 상태에서 상기 베이스 스테이션으로부터 응답 요청 패킷을 수신하면 상기 응답 요청 패킷을 분석하여 목적지 ID와 상기 베이스 스테이션의 ID가 일치하면 패킷 생성 상태로 전환하여 응답 패킷을 상기 베이스 스테이션으로 전송하고 대기 상태로 전환하는 것인 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템.
According to claim 1,
When receiving the response request packet from the base station in the active state, the node analyzes the response request packet and switches to the packet generation state when the destination ID matches the ID of the base station, transmits the response packet to the base station, and waits Electric vehicle charging station management system using PLC to switch to the state.
제 6 항에 있어서,
상기 노드는 상기 대기 상태에서 자신의 응답 확인 패킷을 수신하거나, 슬롯 번호가 할당되지 않고 타임아웃 구간이 종료되거나, 상기 슬롯 번호가 할당되고 N+1번째 타임아웃 구간이 종료되면 절전 상태로 전환하는 것인 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템.
The method of claim 6,
The node switches to the power save state when it receives its response acknowledgment packet in the standby state, when a timeout period ends without a slot number being assigned, or when the slot number is allocated and the N+1th timeout period ends. Electric vehicle charging station management system using PLC.
제 6 항에 있어서,
상기 노드는 상기 대기 상태에서 다른 노드의 응답 확인 패킷을 수신하거나, 슬롯 번호가 할당되고 타임아웃 구간이 종료되거나, 상기 베이스 스테이션으로 응답 패킷을 재생성하여 재전송하는 경우 패킷 생성 상태로 전환하는 것인 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템.
The method of claim 6,
When the node receives the response confirmation packet of another node in the standby state, the slot number is allocated and the timeout period ends, or when the response packet is regenerated and retransmitted to the base station, the node switches to the packet generation state. Electric vehicle charging station management system using.
제 6 항에 있어서,
상기 노드는 절전 상태에서 웨이크업 시퀀스가 검출되는 경우 활성화 상태로 전환되는 것인 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템.
The method of claim 6,
The node is an electric vehicle charging station management system using a PLC that is switched to an active state when a wake-up sequence is detected in a power saving state.
제 6 항에 있어서,
상기 노드는 상기 대기 상태에서 상기 베이스 스테이션으로부터 전력 상태 비콘을 수신하면 패킷 분석 상태로 전환되고, 전력 상태 업데이트를 위한 전력 상태 피드백 패킷을 생성하여 상기 베이스 스테이션으로 전송한 다음 타임 타임 슬롯이 상기 무선 전력을 수신하는 구간인지 여부에 기초하여 전력 차단 상태 또는 전력 전송 상태로 전환하는 것인 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템.
The method of claim 6,
When the node receives the power state beacon from the base station in the standby state, the node switches to a packet analysis state, generates a power state feedback packet for power state update, transmits it to the base station, and a time time slot is used for the wireless power. Electric vehicle charging station management system using a PLC that is to switch to a power cut-off state or a power transmission state based on whether or not the section is receiving.
제 6 항에 있어서,
상기 노드는 타임 아웃 구간 동안 상기 응답 패킷을 상기 베이스 스테이션으로 전송하지 않는 경우, 상기 베이스 스테이션이 응답 요청 패킷을 전송할 때까지 상기 자율 구간이 시작 및 유지되는 것인 PLC를 이용한 전기자동차 충전소 관리 시스템.
The method of claim 6,
When the node does not transmit the response packet to the base station during the timeout period, the autonomous section starts and maintains until the base station transmits a response request packet.
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