KR102145586B1

KR102145586B1 - Communication method of hub and sensor nodes for supporting backward compatibility in protocol reconfigurable system

Info

Publication number: KR102145586B1
Application number: KR1020130160155A
Authority: KR
Inventors: 김태석; 박태림; 이종욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2020-08-18
Also published as: KR20150072706A

Abstract

프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 허브 및 센서 노드의 통신 방법을 제안한다.
특히, 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 센서 노드, 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드, 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 허브 및 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 허브를 포함하는 네트워크에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 제1 허브의 통신 방법에 있어서, 제2 허브가 제2 센서 노드에게 제공하는 포맷의 브로드캐스트 프레임에 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 삽입하는 단계, 및 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보가 삽입된 브로드캐스트 프레임을 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드에게 전송하는 단계를 포함하는 제1 허브의 통신 방법을 제공할 수 있다. We propose a communication method between a hub and a sensor node to support backward compatibility in a protocol reconfiguration system.
In particular, in a network including a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including a protocol reconfiguration function, a first hub including a protocol reconfiguration function, and a second hub not including a protocol reconfiguration function In the communication method of a first hub for supporting backward compatibility, the step of inserting protocol information for a first sensor node into a broadcast frame of a format provided by a second hub to a second sensor node, and It is possible to provide a communication method of a first hub including transmitting a broadcast frame in which protocol information for a first sensor node is inserted to a first sensor node and a second sensor node.

Description

Communication method of hub and sensor nodes to support backwards compatibility in protocol reconfiguration system {COMMUNICATION METHOD OF HUB AND SENSOR NODES FOR SUPPORTING BACKWARD COMPATIBILITY IN PROTOCOL RECONFIGURABLE SYSTEM}

아래의 실시예들은 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 허브 및 센서 노드의 통신 방법에 관한 것이다.The following embodiments relate to a communication method of a hub and a sensor node to support backward compatibility in a protocol reconfiguration system.

스마트 폰 등의 휴대용 디지털 기기(이하 '허브(Hub)'로 통칭)와 연동된 주변 기기들(예를 들어, ECG 센서 등)이 많이 사용되고 있고, 앞으로도 계속 증가될 것으로 예상된다. 이러한 주변 기기들과 연동되는 애플리케이션들은 레이턴시(latency), 신뢰도(reliability), 배터리(battery) 등과 관련된 서비스 요구 사항을 가질 수 있다. 허브와 연동되는 주변 기기들(이하 '노드(Node)'로 통칭)의 종류와 개수는 시간과 장소에 따라 달라질 수 있다. Peripheral devices (eg, ECG sensors, etc.) linked to portable digital devices such as smart phones (hereinafter collectively referred to as'Hub') are widely used and are expected to continue to increase in the future. Applications linked with these peripheral devices may have service requirements related to latency, reliability, and battery. The type and number of peripheral devices (hereinafter collectively referred to as'nodes') linked to the hub may vary according to time and location.

허브는 자신과 연결된 노드들의 서비스 요구 사항을 반영하여 실시간으로 프로토콜을 전환시켜 최적화를 달성할 수 있다. 실시간으로 프로토콜의 전환을 지원하는 네트워크에서 새로운 노드가 허브에 접속하고자 할 때, 새로운 노드는 허브가 사용 중인 프로토콜을 확인할 수 있어야 허브에 연결 요청을 할 수 있다. 또한, 허브는 실시간으로 프로토콜의 전환을 지원할 수 있는 기기 사이의 접속 이외에도 이를 지원하지 않는 기기들과의 접속 또한 지원할 수 있어야 한다.The hub can achieve optimization by changing the protocol in real time by reflecting the service requirements of the nodes connected to it. When a new node attempts to access a hub in a network that supports protocol switching in real time, the new node must be able to check the protocol being used by the hub to make a connection request to the hub. In addition, the hub must be able to support connection with devices that do not support this, in addition to connections between devices that can support protocol switching in real time.

일 실시예에 따르면, 제1 허브의 통신 방법은 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 센서 노드, 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드, 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 허브 및 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 허브를 포함하는 네트워크에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 상기 제1 허브의 통신 방법에 있어서, 상기 제2 허브가 상기 제2 센서 노드에게 제공하는 포맷의 브로드캐스트 프레임에 상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 삽입하는 단계; 및 상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보가 삽입된 브로드캐스트 프레임을 상기 제1 센서 노드 및 상기 제2 센서 노드에게 전송하는 단계를 포함한다. According to an embodiment, the communication method of the first hub includes a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including the protocol reconfiguration function, a first hub including the protocol reconfiguration function, and the protocol. In the communication method of the first hub for supporting backward compatibility in a network including a second hub that does not include a reconfiguration function, the second hub provides a format broadcast to the second sensor node. Inserting protocol information for the first sensor node into a cast frame; And transmitting a broadcast frame in which protocol information for the first sensor node is inserted to the first sensor node and the second sensor node.

상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보는, 상기 제1 허브가 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 허브임을 알리는 식별자, 상기 제1 허브가 현재 사용 중인 MAC 프로토콜(MAC Protocol)을 나타내는 식별자, 상기 MAC 프로토콜의 파라미터, 상기 브로드캐스트 프레임이 데이터 프레임에 대한 ACK 기능을 수행함을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보, 및 상기 MAC 프로토콜의 운용과 관련된 부가 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The protocol information for the first sensor node includes an identifier indicating that the first hub is a hub including the protocol reconfiguration function, an identifier indicating a MAC protocol currently being used by the first hub, and an identifier of the MAC protocol. It may include at least one of a parameter, ACK piggyback information indicating that the broadcast frame performs an ACK function for a data frame, and additional information related to operation of the MAC protocol.

상기 전송하는 단계는, 상기 제1 센서 노드 및 상기 제2 센서 노드에게, 상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보가 삽입된 브로드캐스트 프레임을 주기적 또는 비주기적으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. The transmitting may include periodically or aperiodically transmitting a broadcast frame in which protocol information for the first sensor node is inserted to the first sensor node and the second sensor node.

상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보가 삽입된 브로드캐스트 프레임을 수신한 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드 중 적어도 하나의 센서 노드로부터, 상기 제1 허브에 대한 결합(Association)을 요청하는 프레임을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. A frame requesting association with the first hub from at least one of the first sensor node and the second sensor node that has received the broadcast frame into which the protocol information for the first sensor node is inserted is transmitted. It may further include the step of receiving.

상기 제1 센서 노드로부터 상기 결합을 요청하는 프레임을 수신한 경우, 상기 결합을 요청하는 프레임은, 상기 제1 센서 노드가 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 센서 노드임을 알리는 식별자, 패킷 사이즈, 패킷 도착 간격, QoS 파라미터, 트래픽 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. When the frame for requesting association is received from the first sensor node, the frame for requesting association is an identifier indicating that the first sensor node is a sensor node including the protocol reconfiguration function, packet size, and packet arrival interval , QoS parameters, and traffic-related information may be included.

일 실시예에 따르면, 제1 센서 노드의 통신 방법은 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 센서 노드, 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드, 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 허브 및 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 허브를 포함하는 네트워크에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 상기 제1 센서 노드의 통신 방법에 있어서, 상기 제2 허브가 상기 제2 센서 노드에게 제공하는 포맷의 브로드캐스트 프레임을 수신하는 단계; 상기 브로드캐스트 프레임에 포함된 프로토콜 정보를 기초로, 상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 사용 중인 MAC 프로토콜(MAC Protocol)을 파악하는 단계; 및 상기 MAC 프로토콜을 기초로, 프로토콜 재구성(Protocol Reconfiguration)을 수행하는 단계를 포함한다.According to an embodiment, the communication method of the first sensor node includes a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including the protocol reconfiguration function, a first hub including the protocol reconfiguration function, and the In the communication method of the first sensor node for supporting backward compatibility in a network including a second hub not including a protocol reconfiguration function, the format provided by the second hub to the second sensor node Receiving a broadcast frame of; Determining a MAC protocol being used by a hub that transmitted the broadcast frame based on protocol information included in the broadcast frame; And performing protocol reconfiguration based on the MAC protocol.

상기 프로토콜 재구성에 따라 결정된 프로토콜을 이용하여, 상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브에게 결합을 요청하는 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include transmitting a frame requesting association to a hub that has transmitted the broadcast frame by using the protocol determined according to the protocol reconfiguration.

상기 결합을 요청하는 프레임에, 상기 프로토콜 재구성 기능의 포함 여부 및 데이터 관련 정보를 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include inserting information related to data and whether the protocol reconfiguration function is included in the frame requesting the association.

상기 프로토콜 재구성 기능의 포함 여부 및 데이터 관련 정보는, 상기 제1 센서 노드가 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 센서 노드임을 알리는 식별자, 패킷 사이즈, 패킷 도착 간격, QoS 파라미터, 트래픽 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Whether the protocol reconfiguration function is included and the data-related information includes at least one of an identifier indicating that the first sensor node is a sensor node including the protocol reconfiguration function, a packet size, a packet arrival interval, a QoS parameter, and traffic related information. can do.

상기 MAC 프로토콜을 파악하는 단계는, 상기 브로드캐스트 프레임이 상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 포함하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과를 기초로, 상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 상기 제1 허브와 상기 제2 허브 중 어느 것인지를 식별하는 단계; 및 상기 식별 결과를 기초로, 상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 현재 사용 중인 MAC 프로토콜의 식별자를 파악하는 단계를 포함할 수 있다. The determining of the MAC protocol may include determining whether the broadcast frame includes protocol information for the first sensor node; Identifying whether a hub transmitting the broadcast frame is one of the first hub and the second hub based on the determination result; And determining the identifier of the MAC protocol currently being used by the hub that transmitted the broadcast frame based on the identification result.

상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 상기 제1 허브와 상기 제2 허브 중 어느 것인지를 식별하는 단계는, 상기 브로드캐스트 프레임이 상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 포함하는 경우, 상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브를 상기 제1 허브로 식별하는 단계를 포함할 수 있다. The step of identifying whether the hub that transmitted the broadcast frame is one of the first hub and the second hub may include, when the broadcast frame includes protocol information for the first sensor node, the broadcast frame It may include the step of identifying the hub that has transmitted the first hub.

상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 상기 제1 허브와 상기 제2 허브 중 어느 것인지를 식별하는 단계는, 상기 브로드캐스트 프레임이 상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 포함하는 경우, 상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브를 상기 제2 허브로 식별하는 단계를 포함할 수 있다. The step of identifying whether the hub that transmitted the broadcast frame is one of the first hub and the second hub may include, when the broadcast frame includes protocol information for the first sensor node, the broadcast frame It may include the step of identifying the hub that has transmitted the second hub.

상기 프로토콜 재구성을 수행하는 단계는, 상기 MAC 프로토콜을 기초로, 상기 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 사용 중인 MAC 정보를 해독하는 단계; 및 상기 해독한 MAC 정보를 이용하여 동기화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. The performing of the protocol reconfiguration may include decrypting MAC information being used by a hub that transmitted the broadcast frame based on the MAC protocol; And performing synchronization using the decrypted MAC information.

일 실시예에 따르면, 제1 허브의 통신 방법은 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 센서 노드, 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드, 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 허브 및 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 허브를 포함하는 네트워크에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 상기 제1 허브의 통신 방법에 있어서, 상기 제1 센서 노드 및 상기 제2 센서 노드 중 적어도 하나의 센서 노드로부터 데이터 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 데이터 프레임의 수신에 응답하여, 상기 제1 센서 노드 및 상기 제2 센서 노드에게 상기 제2 허브가 결합(association)을 위해 상기 제2 센서 노드에게 제공하는 포맷의 브로드캐스트 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.According to an embodiment, the communication method of the first hub includes a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including the protocol reconfiguration function, a first hub including the protocol reconfiguration function, and the protocol. In the communication method of the first hub for supporting backward compatibility in a network including a second hub that does not include a reconfiguration function, at least one sensor among the first sensor node and the second sensor node Receiving a data frame from the node; And in response to receiving the data frame, transmitting a broadcast frame in a format provided by the second hub to the second sensor node for association to the first sensor node and the second sensor node. Includes.

상기 브로드캐스트 프레임에 상기 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보, 상기 제2 센서 노드를 위한 프로토콜 정보 및 상기 브로드캐스트 프레임이 상기 데이터 프레임에 대한 ACK 임을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보 중 적어도 하나를 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다. At least one of protocol information for the first sensor node, protocol information for the second sensor node, and ACK piggyback information indicating that the broadcast frame is an ACK for the data frame is in the broadcast frame. It may further include the step of inserting.

상기 브로드캐스트 프레임이 상기 데이터 프레임에 대한 ACK 임을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보를 인에이블(enable)시키는 단계를 더 포함할 수 있다. It may further include the step of enabling (enable) ACK piggyback information indicating that the broadcast frame is an ACK for the data frame.

상기 브로드캐스트 프레임은, 상기 제1 허브가 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 허브임을 알리는 식별자, 상기 제1 허브가 현재 사용 중인 MAC을 나타내는 식별자, 상기 제1 허브가 현재 사용 중인 MAC 파라미터, 상기 브로드캐스트 프레임이 상기 데이터 프레임에 대한 ACK임을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보, 및 시퀀스 넘버(Sequence Numbaer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The broadcast frame includes an identifier indicating that the first hub is a hub including the protocol reconfiguration function, an identifier indicating a MAC currently being used by the first hub, a MAC parameter currently being used by the first hub, and the broadcast The frame may include at least one of ACK piggyback information indicating that the frame is ACK for the data frame, and a sequence number.

상기 데이터 프레임이 상기 제1 센서 노드 및 상기 제2 센서 노드 중 어느 센서 노드로부터 수신된 것인지를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과를 기초로, 상기 브로드캐스트 프레임을 대신하여 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드를 위한 ACK 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. Determining from which sensor node the data frame is received from the first sensor node and the second sensor node; And transmitting an ACK frame for a second sensor node not including the protocol reconfiguration function in place of the broadcast frame based on the determination result.

상기 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드 중 적어도 하나의 센서 노드로부터 상기 제1 허브에 대한 결합(Association)을 요청하는 프레임을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include receiving a frame requesting association with the first hub from at least one of the first sensor node and the second sensor node.

도 1은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템(Reconfigurable Protocol system)의 구성 노드 및 시스템 요소를 나타낸 개념도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 통신 방법이 적용되는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 통신 방법의 동작 개념을 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 허브의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 허브가 전송하는 브로드캐스트 프레임(Broadcast Frame)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 센서 노드가 전송하는 결합 요청 프레임(Association Request Frame)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 센서 노드의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 일 실시예에 따른 센서 노드가 MAC 프로토콜을 파악하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 제2 센서 노드가 IEEE 802.15.4의 브로드캐스트 프레임(Broadcast Frame)(혹은 비컨 프레임(Beacon Frame))을 이용하는 경우에 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 제2 센서 노드가 IEEE 802.15.4의 결합 요청 프레임(Association Request Frame)을 이용하는 경우에 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 허브의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 12a 및 12b는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 제2 센서 노드가 BoX-MAC 프로토콜을 이용하는 경우에 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 허브와 센서 노드 간에 프로토콜 재구성을 수행하는 과정을 나타낸 플로우 차트이다.1 is a conceptual diagram showing configuration nodes and system elements of a reconfigurable protocol system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram for describing a scenario in which a communication method for supporting backward compatibility is applied in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating an operation concept of a communication method for supporting backward compatibility in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.
4 is a flowchart illustrating a communication method of a hub for supporting backward compatibility in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.
5 is a diagram showing the structure of a broadcast frame transmitted by a hub in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.
6 is a diagram illustrating a structure of an association request frame transmitted by a sensor node in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.
7 is a flowchart illustrating a communication method of a sensor node for supporting backward compatibility in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.
8 is a flowchart illustrating a method for a sensor node to determine a MAC protocol according to an embodiment.
9 shows backward compatibility when a second sensor node uses an IEEE 802.15.4 broadcast frame (or beacon frame) in a protocol reconfiguration system according to an embodiment. It is a diagram for explaining the following embodiment.
FIG. 10 is for explaining an embodiment for supporting backward compatibility when a second sensor node uses an IEEE 802.15.4 association request frame in a protocol reconfiguration system according to an embodiment It is a drawing.
11 is a flow chart showing a communication method of a hub according to another embodiment.
12A and 12B are diagrams for explaining an embodiment for supporting backward compatibility when a second sensor node uses the BoX-MAC protocol in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.
13 is a flowchart illustrating a process of performing protocol reconfiguration between a hub and a sensor node in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the exemplary embodiments. In addition, the same reference numerals shown in each drawing denote the same member.

이하에서 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 기기는 'Reconfigurable Protocol System(이하 'RPS 기기')'이라 부르며, 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 'RPS 노드'및 'RPS 허브'는 '제1 센서 노드'및 '제1 허브'라고도 부를 수 있다. 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 기기는 'non-Reconfigurable Protocol System(이하 'Non-RPS 기기')'이라 부르며, 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 'Non-RPS 노드'및 'Non-RPS 허브'는 '제2 센서 노드'및 '제2 허브'라 부를 수 있다.
Hereinafter, a device including a protocol reconfiguration function is referred to as a'Reconfigurable Protocol System (hereinafter'RPS device')', and a'RPS node' and a'RPS hub' including a protocol reconfiguration function are referred to as'first sensor node' and It can also be called '1 herb'. Devices that do not include a protocol reconfiguration function are called'non-Reconfigurable Protocol System (hereinafter,'Non-RPS devices')', and'Non-RPS nodes'and'Non-RPShubs' that do not include a protocol reconfiguration function are referred to as' It may be referred to as a second sensor node' and a'second hub'.

도 1은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템(Reconfigurable Protocol System)의 구성 노드 및 시스템 요소를 나타낸 개념도이다. 1 is a conceptual diagram showing configuration nodes and system elements of a reconfigurable protocol system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템(Reconfigurable Protocol System)은 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 RPS(Reconfigurable Protocol System) 기기와 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 Non-RPS 기기들로 구성될 수 있다. RPS 기기는 Full Functional Protocol System Device(이하 'FFD')(110)와 Reduced Functional Protocol System Device (이하 'RFD')(130)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the Reconfigurable Protocol System according to an embodiment may be composed of a Reconfigurable Protocol System (RPS) device including a protocol reconfiguration function and a Non-RPS device not including a protocol reconfiguration function. have. The RPS device may include a Full Functional Protocol System Device (hereinafter referred to as'FFD') 110 and a Reduced Functional Protocol System Device (hereinafter referred to as'RFD') 130.

RPS 기기들의 기능과 RPS 기기의 각 구성 요소는 다음과 같다.The functions of the RPS devices and each component of the RPS devices are as follows.

FFD(110)는 주변 노드들의 최적 프로토콜을 결정하고 프로토콜을 바꿔 줄 수 있는 기능을 포함한다. 보다 구체적으로, FFD(110)는 (1) 응용 프로그램 또는 주변 센서 노드들을 위한 최적의 프로토콜을 결정하고, 응용 프로그램의 프로토콜을 재구성하는 기능과 (2) 다른 프로토콜 재구성 장치로부터의 요청을 수용하여 자신의 프로토콜을 변형시키는 기능 모두를 수행할 수 있다.The FFD 110 includes a function of determining an optimal protocol of neighboring nodes and changing the protocol. More specifically, the FFD 110 (1) determines the optimal protocol for the application program or neighboring sensor nodes, reconfigures the protocol of the application program, and (2) accepts requests from other protocol reconfiguration devices, It can perform all of the functions of modifying the protocol.

(1)의 기능은 RPS 기기가 능동 모드(Active Mode)로 동작하는 때에 수행되고, (2)의 기능은 RPS 기기가 수동 모드(Passive Mode)로 동작하는 때에 수행될 수 있다. The function of (1) is performed when the RPS device operates in an active mode, and the function of (2) may be performed when the RPS device is operated in a passive mode.

상술한 바와 같은 2가지 기능을 모두를 포함하는 RPS 기기를 Full Functional Protocol System Device('FFD')로 부를 수 있다. An RPS device including both functions as described above may be referred to as a Full Functional Protocol System Device ('FFD').

FFD(110)는 분석부(Analyzer)(111), 프로토콜 엔진(Protocol Engine)(113), 프로토콜 구현부(Protocol Realizer)(115) 및 재구성 프로토콜 스택(Reconfigurable Protocol Stack)(117)을 포함할 수 있다. The FFD 110 may include an analyzer 111, a protocol engine 113, a protocol realizer 115, and a reconfigurable protocol stack 117. have.

분석부(Analyzer)(111)는 '요청 및 환경 분석부(Request and environment analyzer)'라고도 불릴 수 있으며, 프로토콜 엔진(113)에 필요한 입력을 결정한다. The analyzer 111 may also be called a “request and environment analyzer”, and determines an input required for the protocol engine 113.

분석부(111)는 응용 프로그램의 요구 정보 및 프로토콜 레이어로부터 획득된 시스템 정보를 분석한다. 여기서, 응용 프로그램의 요구 정보는 응용 프로그램의 QoS(Quality of Service) Request 정보뿐만 아니라, 주변 센서 노드들의 요구 정보 또한 포함할 수 있다. 응용 프로그램의 요구 정보로는 각 응용 프로그램이 요구하는 Latency, PER, lifetime 등을 일 예로 들 수 있다. The analysis unit 111 analyzes request information of an application program and system information obtained from a protocol layer. Here, the request information of the application program may include not only quality of service (QoS) request information of the application program, but also request information of neighboring sensor nodes. As an example of the request information of an application program, the latency, PER, and lifetime required by each application program may be exemplified.

시스템 정보는 채널 상태 정보(channel state information), 프로토콜 재구성 기기에 접속한 디바이스들(센서 노드들 및 기타의 디지털 기기들)의 숫자 등 RPS 기기가 PHY 레이어 또는 MAC 레이어 등에 대하여 프로토콜 레이어로부터 획득할 수 있는 정보를 의미한다. System information can be obtained from the protocol layer by the RPS device for the PHY layer or the MAC layer, such as channel state information and the number of devices (sensor nodes and other digital devices) connected to the protocol reconfiguration device. It means information that is there.

또한, 분석부(111)는 응용 프로그램의 요구 정보 및 프로토콜 레이어로부터 획득된 시스템 정보를 미리 설정된 포맷의 메시지 형식으로 프로토콜 엔진(113)에게 주기적으로 공급할 수 있다. In addition, the analysis unit 111 may periodically supply request information of an application program and system information obtained from the protocol layer to the protocol engine 113 in a message format of a preset format.

프로토콜 엔진(Protocol Engine)(113)은 최적 프로토콜을 결정해 주는 알고리즘이다. The protocol engine 113 is an algorithm that determines an optimal protocol.

프로토콜 엔진(113)은 분석부(111)의 분석 결과를 기초로, 응용 프로그램을 위한 재구성된(reconfigured) 프로토콜 및 재구성된 프로토콜을 위한 시스템 파라미터를 포함하는 프로토콜 구성 정보를 결정한다. 다시 말해, 프로토콜 엔진(113)은 응용 프로그램을 위한 최적의 프로토콜(여기서는 재구성된 프로토콜) 및 해당 프로토콜을 위한 운영 파라미터(시스템 파라미터)를 결정할 수 있다. 시스템 파라미터는 RPS 기기가 조절 권한을 가지는 파라미터이다. The protocol engine 113 determines protocol configuration information including a reconfigured protocol for an application program and a system parameter for the reconfigured protocol based on the analysis result of the analysis unit 111. In other words, the protocol engine 113 may determine an optimal protocol for an application program (here, a reconstructed protocol) and an operating parameter (system parameter) for the protocol. System parameters are parameters to which the RPS device has control rights.

프로토콜 구현부(Protocol Realizer)(115)는 프로토콜 엔진(113)의 결과를 해석하여 프로토콜의 변경을 하위 재구성 프로토콜 스택(117)에 지시한다. The protocol realizer 115 interprets the result of the protocol engine 113 and instructs the lower reconfiguration protocol stack 117 to change the protocol.

프로토콜 구현부(115)는 프로토콜 엔진(113)으로부터 수신한 프로토콜 구성 정보에 따라, 재구성된 프로토콜을 구현하기 위하여 복수의 컴포넌트 모듈들 중 적어도 하나의 컴포넌트 모듈 사이의 연결 관계를 결정한다. The protocol implementation unit 115 determines a connection relationship between at least one component module among a plurality of component modules in order to implement the reconstructed protocol according to the protocol configuration information received from the protocol engine 113.

재구성 프로토콜 스택(Reconfigurable Protocol Stack)(117)은 프로토콜이 실시간으로 전환될 수 있는 프로토콜 코드를 저장한다. The reconfigurable protocol stack 117 stores protocol codes by which protocols can be switched in real time.

재구성 프로토콜 스택(117)은 프로토콜 구현부(115)에서 결정된 적어도 하나의 연결 관계에 대한 정보를 수신하여 적어도 하나의 컴포넌트 모듈 사이의 연결을 수행할 수 있다. The reconfiguration protocol stack 117 may perform connection between at least one component module by receiving information on at least one connection relationship determined by the protocol implementation unit 115.

FFD(110)인 RPS 기기가 능동 모드(Active Mode)로 동작하는 때에는 분석부(111), 프로토콜 엔진(113), 프로토콜 구현부(115) 및 재구성 프로토콜 스택(117)을 모두가 활성화 될 수 있다. FFD(110)인 RPS 기기가 수동 모드(Passive Mode)로 동작하는 때에는 RFD(130)와 같이 프로토콜 구현부(131) 및 재구성 프로토콜 스택(133)만이 활성화되고, 이 때에는 후술하는 RFD(130)와 동일한 동작을 수행한다. When the RPS device, which is the FFD 110, operates in an active mode, all of the analysis unit 111, the protocol engine 113, the protocol implementation unit 115, and the reconfiguration protocol stack 117 may be activated. . When the RPS device, which is the FFD 110, operates in a passive mode, only the protocol implementation unit 131 and the reconfiguration protocol stack 133 are activated like the RFD 130, and in this case, the RFD 130 and Perform the same operation.

RFD(130)는 FFD(110)로부터의 프로토콜 변경 요청을 수용하여 수동적으로 응용 프로그램의 프로토콜을 재구성하는 기능을 수행한다. The RFD 130 receives a protocol change request from the FFD 110 and performs a function of manually reconfiguring the protocol of the application program.

RFD(130)는 자신과 접속한 대상 장치로부터 수신한, 응용 프로그램을 위한 재구성된(reconfigured) 프로토콜을 구현하는 데에 필요한 정보를 이용하여 재구성된 프로토콜을 구현하는 데에 필요한 기능만을 포함할 수 있다. The RFD 130 may include only functions necessary to implement a reconfigured protocol using information required to implement a reconfigured protocol for an application program received from a target device connected to it. .

RFD(130)는 다른 RPS 기기로부터의 요청을 수용하여 자신의 프로토콜을 변형시키는 기능만을 수행할 수 있으며, 이와 같은 기능을 수행하는 RPS 기기를 Reduced Functional Protocol System Device('RFD')로 부를 수 있다. The RFD 130 can only perform a function of modifying its own protocol by accepting a request from another RPS device, and an RPS device that performs such a function may be called a Reduced Functional Protocol System Device ('RFD'). .

RFD(130)는 프로토콜 구현부(Protocol Realizer)(131) 및 재구성 프로토콜 스택(Reconfigurable Protocol Stack)(133)을 포함할 수 있다.The RFD 130 may include a protocol realizer 131 and a reconfigurable protocol stack 133.

프로토콜 구현부(131)은 자신과 접속한 대상 장치로부터 수신한, 응용 프로그램을 위한 재구성된 프로토콜을 구현하는 데에 필요한 정보를 기초로 복수의 컴포넌트 모듈들 중 적어도 하나의 컴포넌트 모듈 사이의 연결 관계를 결정한다. 여기서, 응용 프로그램을 위한 재구성된 프로토콜을 구현하는 데에 필요한 정보는 재구성 프로토콜 스택(133)에 저장된 복수의 컴포넌트 모듈들 중 적어도 하나의 컴포넌트 모듈 사이의 연결 관계와 관련된 정보를 포함할 수 있다. The protocol implementation unit 131 establishes a connection relationship between at least one component module among a plurality of component modules based on information required to implement a reconfigured protocol for an application program, received from a target device connected to it. Decide. Here, the information required to implement the reconfigured protocol for the application program may include information related to a connection relationship between at least one component module among a plurality of component modules stored in the reconfiguration protocol stack 133.

응용 프로그램을 위한 재구성된 프로토콜을 구현하는 데에 필요한 정보로는 응용 프로그램을 위한 재구성된(reconfigured) 프로토콜, 재구성된 프로토콜을 위한 시스템 파라미터를 포함하는 프로토콜 구성 정보, 및 적어도 하나의 컴포넌트 모듈 사이의 연결 관계와 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Information required to implement a reconfigured protocol for an application program includes a reconfigured protocol for the application program, protocol configuration information including system parameters for the reconfigured protocol, and connection between at least one component module. It may include at least one of information related to the relationship.

재구성 프로토콜 스택(133)은 복수의 컴포넌트 모듈들의 스택이 저장된 메모리를 포함할 수 있다. 재구성 프로토콜 스택(133)의 동작은 재구성 프로토콜 스택(117)과 동일하므로 해당 부분에 대한 설명을 참조하기로 한다. The reconfiguration protocol stack 133 may include a memory in which a stack of a plurality of component modules is stored. Since the operation of the reconfiguration protocol stack 133 is the same as that of the reconfiguration protocol stack 117, a description of the corresponding part will be referred to.

실시예에 따라서는 분석부(111)와 프로토콜 엔진(113)을 동작시키지 않는 FFD(110)를 RFD(130)로 분류할 수도 있다. Depending on the embodiment, the FFD 110 that does not operate the analysis unit 111 and the protocol engine 113 may be classified as the RFD 130.

일 실시예에서 Non-RPS 기기는 프로토콜 재구성과 관련된 기능을 포함하지 않을 수 있다. Non-RPS 기기는 탑재된 단일 스택 맥(stack MAC)으로만 주변의 노드들과 통신하거나, 네트워크를 형성하여 네트워크에 일원으로 참여할 수 있는 기능을 포함하는 것으로 가정한다. In an embodiment, the non-RPS device may not include a function related to protocol reconfiguration. It is assumed that a non-RPS device communicates with neighboring nodes only with a single stack MAC, or forms a network to participate in the network as a member.

상술한 RPS 기기의 재구성 프로토콜 스택(117,133)은 Non-RPS 기기을 위한 MAC 프로토콜(MAC Protocol)을 포함하며, RPS 기기는 Non-RPS 기기을 위한 MAC 프로토콜을 구현할 수 있는 시스템으로 가정한다.The reconfiguration protocol stacks 117 and 133 of the RPS device described above include a MAC protocol for non-RPS devices, and the RPS device is assumed to be a system capable of implementing the MAC protocol for non-RPS devices.

일반적으로 프로토콜들은 크게 응용 프로그램에 특화된 프로토콜과 다중-목적(multi-purpose)을 위한 프로토콜로 분류할 수 있다. In general, protocols can be broadly classified into application-specific protocols and multi-purpose protocols.

응용 프로그램에 특화된 프로토콜로는 B-MAC, X-MAC 등과 같이 센서 네트워크를 위해 제안된 프로토콜들을 일 예로 들 수 있다. 응용 프로그램에 특화된 프로토콜들의 특징은 특정 응용 프로그램에는 최적으로 설계되었으나, 이질(異質)의 서비스 품질(QoS)을 요구하는 응용 프로그램에 대하여는 그 성능(performance)이 낮아질 수 있다. 또한, 다중 목적을 위한 프로토콜은 프로파일(profile)을 통해 다양한 응용 프로그램들을 지원할 수 있으며, IEEE 802.15.4 등을 일 예로 들 수 있다.
Protocols specialized for application programs include protocols proposed for sensor networks such as B-MAC and X-MAC. The characteristics of protocols specialized for application programs are optimally designed for specific application programs, but performance may be lowered for applications that require different quality of service (QoS). In addition, a protocol for multiple purposes may support various application programs through a profile, and IEEE 802.15.4 may be used as an example.

도 2는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 통신 방법이 적용되는 시나리오를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a diagram for describing a scenario in which a communication method for supporting backward compatibility is applied in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 통신 방법은 네트워크를 구성하고 관리하는 노드가 210과 같이 RPS 허브(Hub)(211)이고, 구성된 네트워크의 멤버들이 Non-RPS 노드들(213) 및 RPS 노드들(215)로 혼재된 경우 혹은 네트워크의 멤버들이 Non-RPS 노드들로만 구성되거나, RPS 노드들로만 구성된 경우에 적용될 수 있다. Referring to FIG. 2, in a communication method for supporting backward compatibility in a protocol reconfiguration system according to an embodiment, a node configuring and managing a network is an RPS hub 211, such as 210, It can be applied when the members of the network are mixed with Non-RPS nodes 213 and RPS nodes 215, or when the members of the network are composed only of Non-RPS nodes or only RPS nodes.

이 밖에도, 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 통신 방법은 230과 같이 네트워크를 구성하고 관리하는 노드가 Non-RPS 허브(231)이고, 구성된 네트워크의 멤버들이 Non-RPS 노드들(233) 및 RPS 노드들(235)로 혼재된 경우에, Non-RPS 허브(231)와 RPS 노드들(235) 간의 결합(association) 과정에도 적용될 수 있다.
In addition, in the communication method for supporting backward compatibility in the protocol reconfiguration system according to an embodiment, the node that configures and manages the network as shown in 230 is the Non-RPS hub 231, and members of the configured network are When non-RPS nodes 233 and RPS nodes 235 are mixed, it may be applied to an association process between the non-RPS hub 231 and the RPS nodes 235.

도 3은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 통신 방법의 동작 개념을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating an operation concept of a communication method for supporting backward compatibility in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

도 3을 참조하면, RPS 허브(Hub)(310)가 Non-RPS 노드(350) 및 RPS 노드(370)과 같은 이종의 네트워크의 멤버들에게 주기적 또는 비주기적으로 프레임을 전송하는 것을 볼 수 있다. Non-RPS 노드(350) 및 RPS 노드(370)는 복수 개일 수 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the RPS hub 310 periodically or aperiodically transmits frames to members of heterogeneous networks such as the Non-RPS node 350 and the RPS node 370. . There may be a plurality of Non-RPS nodes 350 and RPS nodes 370.

상술한 바와 같이, Non-RPS 노드(350)은 단일 MAC을 사용하므로 네트워크를 구성하고 관리하는 노드인 RPS 허브(Hub)(310)는 Non-RPS 노드(350)가 사용하는 MAC 프로토콜과 동일한 포맷의 프레임(330)을 차용하여 Non-RPS 노드(350) 및 RPS 노드(370)에게 주기적 또는 비주기적으로 프레임을 전송할 수 있다. 이때, RPS 노드(370)의 재구성 프로토콜 스택은 Non-RPS 노드(350)을 위한 MAC 프로토콜(MAC Protocol)을 포함하며, Non-RPS 기기를 위한 MAC 프로토콜을 구현할 수 있다. As described above, since the Non-RPS node 350 uses a single MAC, the RPS hub 310, which is a node that configures and manages a network, has the same format as the MAC protocol used by the Non-RPS node 350. By borrowing the frame 330 of, the frame may be periodically or aperiodically transmitted to the non-RPS node 350 and the RPS node 370. At this time, the reconfiguration protocol stack of the RPS node 370 includes a MAC protocol for the non-RPS node 350 and may implement a MAC protocol for a non-RPS device.

RPS 허브(Hub)(310)는 Non-RPS 노드(350)가 사용하는 프레임 포맷(frame format)(330)을 차용하되, 해당 프레임 포맷(330)에서 데이터 필드의 페이로드(335)에 RPS 관련 프로토콜 정보를 삽입하여 전송함으로써 Non-RPS 노드(350) 및 RPS 노드(370)의 접속을 허용할 수 있다.
The RPS hub 310 borrows the frame format 330 used by the non-RPS node 350, but RPS-related in the payload 335 of the data field in the frame format 330 By inserting and transmitting protocol information, it is possible to allow access of the Non-RPS node 350 and the RPS node 370.

이하에서는, 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 RPS 허브(310)가 Non-RPS 노드(350) 및 RPS 노드(370)들의 접속을 지원하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method in which the RPS hub 310 including a protocol reconfiguration function according to an embodiment supports access between the Non-RPS node 350 and the RPS node 370 will be described.

일 실시예에서 Non-RPS 노드(350)을 포함하는 Non-RPS 기기들은 서로 동일한 MAC 프로토콜을 사용한다고 가정하며, Non-RPS 기기들이 사용하는 MAC 프로토콜은 상황에 따라 적절하게 선정될 수 있다. RPS 허브(310)와 RPS 노드(370)는 Non-RPS 노드(350)가 사용하는 MAC 프로토콜과 동일한 프레임 포맷을 사용한다. In an embodiment, it is assumed that the non-RPS devices including the non-RPS node 350 use the same MAC protocol, and the MAC protocol used by the non-RPS devices may be appropriately selected according to the situation. The RPS hub 310 and the RPS node 370 use the same frame format as the MAC protocol used by the non-RPS node 350.

RPS 노드(370)는 파워-온(Power-on)되면 RPS 허브(Hub)(310)로의 결합(association)에 필요한 정보를 획득하기 위해 RPS 허브(Hub)(310)로부터 수신되는 정보를 청취(listening) 하는 수동 모드(passive mode)로 동작한다고 가정한다. When the RPS node 370 is powered on, the RPS node 370 listens to information received from the RPS hub 310 in order to obtain information necessary for association with the RPS hub 310 ( It is assumed that you are operating in a passive mode in which you are listening.

일 실시예에서 RPS 허브(Hub)(310)가 Non-RPS 노드(350) 및 RPS 노드(370)과의 결합(association) 등을 위해 프로토콜 관련 정보를 제공하는 방법으로는 (1) 주기적 브로드캐스팅(Periodic broadcasting) 방법, (2) 리액티브 브로드캐스팅(Reactive broadcasting) 방법 및 (3) 위 방법들을 혼합한 하이브리드(Hybrid) 방법의 세 가지를 예로 들 수 있다.
In one embodiment, the RPS hub 310 provides protocol-related information for association with the Non-RPS node 350 and the RPS node 370, and the like is (1) periodic broadcasting. There are three examples of the (Periodic broadcasting) method, (2) the reactive broadcasting method, and (3) the hybrid method that combines the above methods.

(1) 주기적 브로드캐스팅(Periodic broadcasting) 방법 (1) Periodic broadcasting method

주기적 브로드캐스팅(Periodic broadcast) 방법에서 RPS 허브(310)는 Non-RPS 허브가 결합(association)을 위해 Non-RPS 노드(350)에게 제공하는 프레임과 동일한 포맷의 프레임을 주기적인 간격으로 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. 이때, 브로드캐스트되는 프레임(브로드캐스트 프레임)을 전송하는 MAC 프로토콜은 운용 목적에 따라 다르게 설정될 수 있지만, 기본적으로 주기적인 브로드캐스트를 지원할 수 있어야 한다. In the periodic broadcast method, the RPS hub 310 broadcasts a frame of the same format as the frame provided by the non-RPS hub to the non-RPS node 350 for association at periodic intervals ( broadcast). At this time, although the MAC protocol for transmitting the broadcast frame (broadcast frame) may be set differently according to the operation purpose, it must be able to support periodic broadcast basically.

RPS 허브(310)로부터 브로드캐스트 프레임을 수신한 Non-RPS 노드(350)는 해당 허브(RPS 허브(310))를 단순히 Non-RPS MAC을 지원하는 허브로 인식하고, RPS 허브(310)가 보낸 정보에 근거하여 결합(association)을 요청(request)하는 시도를 한다. The non-RPS node 350 receiving the broadcast frame from the RPS hub 310 simply recognizes the hub (RPS hub 310) as a hub supporting Non-RPS MAC, and the RPS hub 310 sends it. An attempt is made to request association based on the information.

RPS 허브(310)는 RPS 노드(370)의 결합(association)을 위해 브로드캐스트 프레임의 페이로드(payload)에 관련 정보(예를 들어, 프로토콜 정보)를 삽입할 수 있다. The RPS hub 310 may insert related information (eg, protocol information) into a payload of a broadcast frame for association of the RPS node 370.

RPS 허브(310)가 전송하는 브로드캐스트 프레임의 구조에 대하여는 도 5를 참조하여 설명한다. The structure of the broadcast frame transmitted by the RPS hub 310 will be described with reference to FIG. 5.

RPS 허브(310)로부터 관련 정보(예를 들어, RPS 허브(310)와 RPS 노드(370)의 결합(association)을 위한 프로토콜 정보)가 삽입된 브로드캐스트 프레임을 수신한 RPS 노드(370)는 해당 프레임에 Non-RPS 기기를 위한 MAC 프로토콜 관련 정보가 있음에도 불구하고, 해당 정보(RPS 허브(310)와 RPS 노드(370)의 결합(association)을 위한 프로토콜 정보)를 우선으로 처리할 수 있다. The RPS node 370 that has received a broadcast frame into which related information (eg, protocol information for association between the RPS hub 310 and the RPS node 370) is inserted from the RPS hub 310 is Although there is information related to the MAC protocol for the non-RPS device in the frame, corresponding information (protocol information for association of the RPS hub 310 and the RPS node 370) may be processed with priority.

예를 들어, RPS 노드(370)는 임의의 허브로부터 RPS 식별자가 없는 브로드캐스트 프레임을 수신한 경우, 해당 허브를 Non-RPS 허브로 간주하고 Non-RPS 기기를 위한 MAC 프로토콜로 동작한다. For example, when the RPS node 370 receives a broadcast frame without an RPS identifier from a hub, it regards the hub as a non-RPS hub and operates as a MAC protocol for a non-RPS device.

하나의 허브에서 현재 사용 중인 MAC 프로토콜이 Non-RPS 기기를 위한 MAC 프로토콜과 동일하다면, RPS 노드(370)는 현재 사용 중인 MAC 프로토콜의 식별자 필드를 Non-RPS 기기를 위한 MAC 프로토콜의 식별자로 설정할 수 있다. If the MAC protocol currently being used in one hub is the same as the MAC protocol for the non-RPS device, the RPS node 370 may set the identifier field of the currently used MAC protocol as the identifier of the MAC protocol for the non-RPS device. have.

RPS 노드(370)는 현재 사용 중인 MAC 프로토콜의 식별자 필드를 기초로 해당 MAC 프로토콜에 의해 재구성(reconfiguration)을 수행하여 결합 요청(Association Request) 프레임을 전송할 수 있다. The RPS node 370 may transmit an Association Request frame by performing reconfiguration by a corresponding MAC protocol based on an identifier field of a MAC protocol currently in use.

RPS 노드(370)는 RPS 허브(310)에서의 MAC 최적화를 위한 정보를 제공하기 위해 결합 요청(Association Request) 프레임의 페이로드(payload)에 프로토콜 재구성 기능 및 데이터 관련 정보를 삽입할 수 있다. The RPS node 370 may insert a protocol reconfiguration function and data-related information into a payload of an Association Request frame in order to provide information for MAC optimization in the RPS hub 310.

RPS 노드(370)가 전송하는 결합 요청(Association Request) 프레임의 구조에 대하여는 도 6을 참조하여 설명한다. The structure of the association request frame transmitted by the RPS node 370 will be described with reference to FIG. 6.

Non-RPS 허브 역시 주기적 브로드캐스팅을 수행할 수 있다. Non-RPS hubs can also perform periodic broadcasting.

Non-RPS 허브가 전송한 브로드캐스트 프레임을 수신한 RPS 노드(370)는 해당 브로드캐스트 프레임에 포함된 Non-RPS 기기를 위한 MAC 프로토콜을 이용하여 Non-RPS 허브에 접속할 수 있다. RPS 노드(370)는 Non-RPS 노드(350)가 Non-RPS 허브에 접속하는 방식과 동일하게 Non-RPS 허브에 접속함으로써 하위 호환성(backward compatibility)를 달성할 수 있다.
Upon receiving the broadcast frame transmitted by the non-RPS hub, the RPS node 370 may access the non-RPS hub using the MAC protocol for the non-RPS device included in the broadcast frame. The RPS node 370 may achieve backward compatibility by accessing the non-RPS hub in the same manner as the non-RPS node 350 accesses the non-RPS hub.

(2) 리액티브 브로드캐스팅(Reactive broadcasting) 방법(2) Reactive broadcasting method

비주기적인 리액티브 브로드캐스팅(Reactive broadcasting) 방법은 주기적으로 별도의 프레임을 전송할 필요가 없는 방법으로서, 허브가 Non-RPS 기기를 위한 제어 프레임에 관련 정보를 피기백(piggyback) 함으로써 수행될 수 있다. The aperiodic reactive broadcasting method does not require periodic transmission of separate frames, and can be performed by a hub piggybacking related information in a control frame for a non-RPS device. .

리액티브 브로드캐스팅(Reactive broadcasting) 방법은 Non-RPS 노드(350) 혹은 RPS 노드(370)와 같은 센서 노드가 보낸 데이터 프레임에 대하여 허브가 ACK 프레임을 전송하여 수신 여부를 응답하는 경우를 가정한다. In the reactive broadcasting method, it is assumed that a hub responds to reception of a data frame sent by a sensor node such as a non-RPS node 350 or an RPS node 370 by transmitting an ACK frame.

허브는 센서가 보낸 데이터 프레임을 성공적으로 수신한 후, ACK 프레임 대신 (1)에서 사용한 브로드캐스트 프레임을 전송하여 브로드캐스트 프레임이 ACK 프레임의 역할을 하도록 할 수 있다. 이때, 허브는 ACK 프레임 대신 사용하는 브로드캐스트 프레임을 통해 Non-RPS 노드(350)를 위한 프로토콜 정보 및 RPS 노드(370)를 위한 프로토콜 정보를 제공할 수 있다. After successfully receiving the data frame sent by the sensor, the hub can transmit the broadcast frame used in (1) instead of the ACK frame so that the broadcast frame serves as an ACK frame. In this case, the hub may provide protocol information for the Non-RPS node 350 and protocol information for the RPS node 370 through a broadcast frame used instead of the ACK frame.

ACK 프레임 대신에 전송하는 브로드캐스트 프레임의 페이로드(Payload)에 삽입되는 정보로는, 도 5에 도시된 것과 같이 해당 허브가 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 허브임을 알리는 식별자, 허브가 현재 사용 중인 MAC 프로토콜(MAC Protocol)을 나타내는 식별자, MAC 프로토콜의 파라미터, 브로드캐스트 프레임이 데이터 프레임에 대한 ACK 기능을 수행함을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보, 및 시퀀스 넘버(Sequence Number) 등을 예로 들 수 있다. 여기서, 시퀀스 넘버(Sequence number)는 브로드캐스트 프레임이 데이터 프레임에 대한 ACK 기능을 수행함을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보가 인에이블(enable)로 설정된 경우에 브로드캐스트 프레임에 삽입될 수 있다. Information inserted into the payload of the broadcast frame transmitted instead of the ACK frame includes an identifier indicating that the hub is a hub including a protocol reconfiguration function, as shown in FIG. 5, and the MAC protocol currently being used by the hub. An identifier indicating (MAC Protocol), a parameter of a MAC protocol, ACK piggyback information indicating that a broadcast frame performs an ACK function for a data frame, and a sequence number may be exemplified. Here, the sequence number may be inserted into the broadcast frame when ACK piggyback information indicating that the broadcast frame performs the ACK function for the data frame is set to enable.

일 실시예에서 Non-RPS 노드(350)가 RPS 허브(310)와 결합(association)하는 경우, RPS 허브(310)는 Non-RPS MAC을 사용하므로 Non-RPS 노드(350)로부터의 데이터 프레임의 수신 시에 브로드캐스트 프레임 대신에 Non-RPS를 위한 ACK 프레임을 사용할 수도 있다.
In one embodiment, when the non-RPS node 350 is associated with the RPS hub 310, the RPS hub 310 uses a non-RPS MAC, so the data frame from the non-RPS node 350 is Upon reception, an ACK frame for Non-RPS may be used instead of a broadcast frame.

(3) 하이브리드(Hybrid) 방법(3) Hybrid method

하이브리드(Hybrid) 방법은 주기적 브로드캐스팅(Periodic broadcasting) 방법과 리액티브 브로드캐스팅(Reactive broadcasting) 방법을 적응적(adaptive)으로 적용하는 방법이다. The hybrid method is a method of adaptively applying the periodic broadcasting method and the reactive broadcasting method.

주기적 브로드캐스팅(Periodic broadcasting) 방법은 일정하게 정보를 제공할 수는 있으나, 사용 중인 MAC 프로토콜에 따라서 채널(channel)이 비지(busy)한 경우에 브로드캐스트 프레임의 주기가 보장이 되지 않을 수 있다. The periodic broadcasting method may provide information constantly, but the period of the broadcast frame may not be guaranteed when the channel is busy according to the MAC protocol in use.

비주기적인 리액티브 브로드캐스팅(Reactive broadcasting) 방법은 별도의 프레임을 사용하지 않아 대역폭(bandwidth)을 절감할 수 있으나, 데이터 프레임의 발생 빈도가 극히 낮을 경우 노드들의 결합(association) 시에 지연(delay)이 발생할 수 있다. The aperiodic reactive broadcasting method can reduce bandwidth by not using a separate frame. However, if the frequency of occurrence of data frames is extremely low, there is a delay in the association of nodes. ) May occur.

허브는 상황에 따라서 주기적 브로드캐스팅(Periodic broadcasting) 방법 및 리액티브 브로드캐스팅(Reactive broadcasting) 방법을 적응적으로 혼합하여 사용하는 하이브리드(Hybrid) 방법을 이용할 수 있다.
The hub can use a hybrid method that adaptively mixes the periodic broadcasting method and the reactive broadcasting method according to the situation.

도 4는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 허브의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 4 is a flowchart illustrating a communication method of a hub for supporting backward compatibility in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 허브의 통신 방법은 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 센서 노드, 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드, 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 허브 및 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 허브를 포함하는 네트워크에서 제1 허브가 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 것이다. Referring to FIG. 4, a communication method of a hub according to an embodiment includes a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including a protocol reconfiguration function, a first hub and a protocol including a protocol reconfiguration function. This is for the first hub to support backward compatibility in a network including a second hub that does not include a reconfiguration function.

제1 허브는 제2 허브가 제2 센서 노드에게 제공하는 포맷의 브로드캐스트 프레임, 보다 구체적으로 브로드캐스트 프레임의 데이터 필드의 페이로드에 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 삽입할 수 있다(410). The first hub may insert protocol information for the first sensor node into a broadcast frame in a format provided by the second hub to the second sensor node, more specifically, in the payload of the data field of the broadcast frame (410). .

단계 410에서, 제1 허브는 프로토콜과 프레임 호환성을 보장하기 위해 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 노드와 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드가 공통적으로 사용하는 하위 프로토콜(제2 허브 및 제2 센서 노드가 사용하는 MAC 프로토콜)의 프레임 포맷을 이용할 수 있다. 제1 허브는 네트워크 내에 포함된 제1 센서 노드들 간의 정보 교환을 위해 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 전송할 수 있다. In step 410, the first hub is a lower protocol commonly used by the first node including the protocol reconfiguration function and the second sensor node not including the protocol reconfiguration function to ensure the protocol and frame compatibility (the second hub and the second 2 The frame format of the MAC protocol used by the sensor node) can be used. The first hub may transmit protocol information for the first sensor node to exchange information between the first sensor nodes included in the network.

제1 허브는 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보가 삽입된 브로드캐스트 프레임을 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드에게 전송한다(430). 이때, 제1 허브는 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 기기를 위한 정보를 담은 하위 프로토콜의 브로드캐스트 패킷을 주기적 혹은 비주기적으로 전송함으로써, 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드의 접속을 허용할 수 있다. 단계 430에서 제1 허브가 전송하는 브로드캐스트 프레임(Broadcast Frame)의 구조는 도 5를 참조하여 설명한다. The first hub transmits a broadcast frame in which protocol information for the first sensor node is inserted to the first sensor node and the second sensor node (430). In this case, the first hub may periodically or aperiodically transmit a broadcast packet of a lower protocol containing information for a device including a protocol reconfiguration function, thereby allowing access to the first sensor node and the second sensor node. The structure of a broadcast frame transmitted by the first hub in step 430 will be described with reference to FIG. 5.

브로드캐스트 프레임의 전송 이후, 제1 허브는 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드 중 적어도 하나의 센서 노드로부터, 제1 허브에 대한 결합(Association)을 요청하는 프레임을 수신할 수 있다. 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드는 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보가 삽입된 브로드캐스트 프레임을 수신한 센서 노드들일 수 있다. After transmission of the broadcast frame, the first hub may receive a frame requesting association with the first hub from at least one of the first sensor node and the second sensor node. The first sensor node and the second sensor node may be sensor nodes that have received a broadcast frame into which protocol information for the first sensor node is inserted.

이때, 결합(Association)을 요청하는 프레임이 제1 센서 노드로부터 수신된 경우, 해당 프레임은 제1 센서 노드가 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 센서 노드임을 알리는 식별자, 패킷 사이즈, 패킷 도착 간격, QoS 파라미터, 트래픽 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. At this time, when a frame requesting association is received from the first sensor node, the frame is an identifier indicating that the first sensor node is a sensor node including a protocol reconfiguration function, a packet size, a packet arrival interval, a QoS parameter, It may include at least one of traffic related information.

제1 허브가 제1 센서 노드로부터 수신한 결합(Association)을 요청하는 프레임(결합 요청 프레임(Association Request Frame))의 구조는 도 6을 참조하여 설명한다.
A structure of a frame for requesting association (Association Request Frame) received by the first hub from the first sensor node will be described with reference to FIG. 6.

도 5는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 허브가 전송하는 브로드캐스트 프레임(Broadcast Frame)의 구조를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing the structure of a broadcast frame transmitted by a hub in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 허브가 전송하는 브로드캐스트 프레임(Broadcast Frame)(500)은 프레임 타입(Frame Type)(510) 및 메시지 필드(Message Field)(530)를 포함할 수 있다. 메시지 필드(530)는 '데이터 필드(Data Field)'라고도 불릴 수 있다. Referring to FIG. 5, a broadcast frame 500 transmitted by a hub according to an embodiment may include a frame type 510 and a message field 530. . The message field 530 may also be referred to as a'data field'.

프레임 타입(Frame Type)(510)은 해당 프레임이 허브가 센서 노드에게 브로드캐스트하는 브로드캐스트 프레임(Broadcast Frame)(혹은 비컨 프레임(Beacon Frame)) 임을 나타낸다. The frame type 510 indicates that the corresponding frame is a broadcast frame (or beacon frame) that the hub broadcasts to the sensor node.

메시지 필드(Message Field)(530)는 RPS Identifier(531), Protocol Identifier(533), Protocol Parameters(535), ACK Piggyback(537) 및 Sequence Number(539) 필드를 포함할 수 있다. The message field 530 may include an RPS Identifier 531, a Protocol Identifier 533, a Protocol Parameters 535, an ACK Piggyback 537, and a Sequence Number 539 field.

RPS Identifier(531) 필드는 해당 시스템이 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 RPS 시스템임을 나타내는 식별자를 포함한다. RPS Identifier(531) 필드는 예를 들어, 제1 허브가 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 허브임을 알리는 식별자를 포함할 수 있다. The RPS Identifier 531 field includes an identifier indicating that the corresponding system is an RPS system including a protocol reconfiguration function. The RPS Identifier 531 field may include, for example, an identifier indicating that the first hub is a hub including a protocol reconfiguration function.

Protocol Identifier(533) 필드는 허브가 현재 사용 중인 MAC 프로토콜(MAC Protocol)을 나타내는 식별자를 포함한다. The Protocol Identifier 533 field includes an identifier indicating the MAC protocol currently being used by the hub.

Protocol Parameters(535) 필드는 허브가 현재 운용 중인 MAC 프로토콜 관련 파라미터를 포함한다.The Protocol Parameters 535 field includes parameters related to the MAC protocol currently being operated by the hub.

ACK Piggyback 정보(537) 필드는 브로드캐스트 프레임이 데이터 프레임에 대한 ACK 기능을 수행함을 알리는 식별자를 포함한다. The ACK Piggyback information 537 field includes an identifier indicating that the broadcast frame performs an ACK function for the data frame.

Sequence Number(539) 필드는 ACK 피기백(piggyback) 기능이 활성화된 경우에 선택적(optional)으로 사용될 수 있다. The Sequence Number 539 field may be optionally used when the ACK piggyback function is activated.

이외에도, 메시지 필드(Message Field)(530)에는 Sequence Number(539) 필드와 같이 MAC 프로토콜의 운용과 관련된 부가 정보가 더 포함될 수 있다.
In addition, the message field 530 may further include additional information related to the operation of the MAC protocol, such as a sequence number 539 field.

도 6은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 센서 노드가 전송하는 결합 요청 프레임(Association Request Frame)의 구조를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a structure of an association request frame transmitted by a sensor node in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 센서 노드가 전송하는 결합을 요청하는 프레임인 결합 요청 프레임(Association Request Frame)(600)은 프레임 타입(Frame Type)(610) 및 메시지 필드(Message Field)(630)를 포함할 수 있다. 메시지 필드(630)는 '데이터 필드(Data Field)'라고도 불릴 수 있다.Referring to FIG. 6, an association request frame 600, which is a frame for requesting association transmitted by a sensor node according to an embodiment, includes a frame type 610 and a message field. It may include 630. The message field 630 may also be referred to as a'data field'.

프레임 타입(Frame Type)(610)은 해당 프레임이 센서 노드가 허브에게 결합을 요청하는 결합 요청 프레임(Association Request Frame) 임을 나타낸다. The frame type 610 indicates that the corresponding frame is an Association Request Frame in which the sensor node requests association from the hub.

메시지 필드(Message Field)(630)는 RPS Identifier(631), Packet Size(633), Packet Arrival interval(635), QoS Parameter(637) 및 traffic related info(639) 필드를 포함할 수 있다. The message field 630 may include an RPS Identifier 631, a Packet Size 633, a Packet Arrival interval 635, a QoS Parameter 637, and a traffic related info 639 field.

센서 노드는 허브에서의 MAC 최적화를 위한 정보를 제공하기 위해 결합 요청 프레임의 페이로드(payload)에 RPS 및 데이터 관련 정보(예를 들어, application packet size, packet arrival rate, QoS 관련 정보 등)를 삽입할 수 있다. The sensor node inserts RPS and data related information (e.g., application packet size, packet arrival rate, QoS related information, etc.) into the payload of the association request frame to provide information for MAC optimization at the hub. can do.

RPS Identifier(631) 필드는 해당 시스템이 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 RPS 시스템 임을 나타내는 식별자를 포함한다. RPS Identifier(631) 필드는 예를 들어, 제1 센서 노드가 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 센서 노드임을 알리는 식별자를 포함할 수 있다. The RPS Identifier 631 field includes an identifier indicating that the corresponding system is an RPS system including a protocol reconfiguration function. The RPS Identifier 631 field may include, for example, an identifier indicating that the first sensor node is a sensor node including a protocol reconfiguration function.

Packet Size(633) 필드는 센서 노드가 이용하는 응용 프로그램의 패킷 사이즈 혹은 데이터 사이즈를 나타낸다. The Packet Size 633 field represents the packet size or data size of an application program used by the sensor node.

Packet Arrival interval(635) 필드는 패킷 도착 간격을 나타내며, 결합하고자 하는 허브가 주기적 혹은 비주기적인 브로드캐스팅 중 어떠한 브로드캐스팅 방법을 이용하는지를 반영할 수 있다. The Packet Arrival interval 635 field indicates a packet arrival interval, and may reflect which broadcasting method, among periodic or aperiodic broadcasting, is used by the hub to be combined.

QoS Parameter(637) 필드는 예를 들어, 지연(Delay) 조건 등과 같이 센서 노드가 이용하는 응용 프로그램의 요구 사항을 포함할 수 있다. The QoS Parameter 637 field may include requirements of an application program used by the sensor node, such as, for example, a delay condition.

traffic related info(639) 필드는 이 밖에 센서 노드와 관련된 트래픽 관련 정보를 포함한다.
The traffic related info 639 field also includes traffic related information related to the sensor node.

도 7은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 센서 노드의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 7 is a flowchart illustrating a communication method of a sensor node for supporting backward compatibility in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 센서 노드의 통신 방법은 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 센서 노드, 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드, 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 허브 및 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 허브를 포함하는 네트워크에서 제1 센서 노드가 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 것이다. Referring to FIG. 7, a communication method of a sensor node according to an embodiment includes a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including a protocol reconfiguration function, a first hub including a protocol reconfiguration function, and This is for the first sensor node to support backward compatibility in a network including a second hub that does not include a protocol reconfiguration function.

센서 노드는, 제1 허브로부터 브로드캐스트 프레임을 수신할 수 있다(710). 단계 710에서 센서 노드가 수신하는 브로드캐스트 프레임은 제2 허브가 제2 센서 노드에게 제공하는 포맷과 동일한 포맷의 프레임일 수 있다. The sensor node may receive a broadcast frame from the first hub (710). The broadcast frame received by the sensor node in step 710 may be a frame having the same format as that provided by the second hub to the second sensor node.

센서 노드는, 단계 710에서 수신한, 브로드캐스트 프레임에 포함된 프로토콜 정보를 기초로, 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 사용 중인 MAC 프로토콜(MAC Protocol)을 파악할 수 있다(720). 센서 노드가 MAC 프로토콜(MAC Protocol)을 파악하는 구체적인 방법을 도 8을 참조하여 설명한다. The sensor node may determine a MAC protocol used by the hub that transmitted the broadcast frame based on the protocol information received in step 710 and included in the broadcast frame (720). A detailed method for the sensor node to determine the MAC protocol will be described with reference to FIG. 8.

센서 노드는, 단계 720에서 파악한 MAC 프로토콜을 기초로, 프로토콜 재구성(Protocol Reconfiguration)을 수행할 수 있다(730). 프로토콜 재구성을 수행 시에, 센서 노드는 MAC 프로토콜을 기초로, 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 사용 중인 MAC 정보를 해독하고, 해독한 MAC 정보를 이용하여 동기화를 수행할 수 있다. The sensor node may perform protocol reconfiguration based on the MAC protocol identified in step 720 (730 ). When performing protocol reconfiguration, the sensor node may decrypt MAC information in use by the hub that transmitted the broadcast frame based on the MAC protocol, and perform synchronization using the decrypted MAC information.

센서 노드는, 단계 730에서 수행한 프로토콜 재구성에 따라 결정된 프로토콜을 이용하여, 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브에게 결합을 요청하는 프레임을 전송할 수 있다. 센서 노드는 허브에게 결합을 요청하는 프레임에, 프로토콜 재구성 기능의 포함 여부 및 데이터 관련 정보를 삽입할 수 있다. The sensor node may transmit a frame requesting association to the hub that transmitted the broadcast frame using a protocol determined according to the protocol reconfiguration performed in step 730. The sensor node may insert information related to data and whether a protocol reconfiguration function is included in a frame requesting the hub for association.

프로토콜 재구성 기능의 포함 여부 및 데이터 관련 정보는 도 6에 도시된 것과 같이 제1 센서 노드가 상기 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 센서 노드임을 알리는 식별자, 패킷 사이즈, 패킷 도착 간격, QoS 파라미터, 트래픽 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Whether the protocol reconfiguration function is included and data-related information is an identifier indicating that the first sensor node is a sensor node including the protocol reconfiguration function, packet size, packet arrival interval, QoS parameter, and traffic related information, as shown in FIG. It may include at least one.

도 8은 일 실시예에 따른 센서 노드가 MAC 프로토콜을 파악하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 8 is a flowchart illustrating a method for a sensor node to determine a MAC protocol according to an embodiment.

도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 센서 노드는 허브로부터 수신한 브로드캐스트 프레임이 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 포함하는지 여부를 판단할 수 있다(810).Referring to FIG. 8, a sensor node according to an embodiment may determine whether a broadcast frame received from a hub includes protocol information for a first sensor node (810).

센서 노드는, 810의 판단 결과를 기초로, 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 제1 허브와 제2 허브 중 어느 것인지를 식별할 수 있다(820). The sensor node may identify which of the first hub and the second hub the hub that transmitted the broadcast frame is based on the determination result of 810 (820).

단계 820에서, 예를 들어, 브로드캐스트 프레임이 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 포함하는 경우, 센서 노드는 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브를 제1 허브로 식별할 수 있다. 브로드캐스트 프레임이 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보를 포함하지 않는 경우, 센서 노드는 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브를 제2 허브로 식별할 수 있다. In step 820, for example, when the broadcast frame includes protocol information for the first sensor node, the sensor node may identify the hub that transmitted the broadcast frame as the first hub. When the broadcast frame does not include protocol information for the first sensor node, the sensor node may identify the hub that transmitted the broadcast frame as the second hub.

센서 노드는, 단계 820의 식별 결과를 기초로, 브로드캐스트 프레임을 전송한 허브가 현재 사용 중인 MAC 프로토콜의 식별자를 파악할 수 있다(830).
The sensor node may determine the identifier of the MAC protocol currently being used by the hub that transmitted the broadcast frame based on the identification result in step 820 (830 ).

도 9는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 제2 센서 노드가 IEEE 802.15.4의 브로드캐스트 프레임(Broadcast Frame)(혹은 비컨 프레임(Beacon Frame))을 이용하는 경우에 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 제2 센서 노드가 IEEE 802.15.4의 결합 요청 프레임(Association Request Frame)을 이용하는 경우에 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 9 shows backward compatibility when a second sensor node uses an IEEE 802.15.4 broadcast frame (or beacon frame) in a protocol reconfiguration system according to an embodiment. FIG. 10 is a diagram for explaining an exemplary embodiment, and FIG. 10 is a backward compatibility when a second sensor node uses an IEEE 802.15.4 Association Request Frame in a protocol reconfiguration system according to an exemplary embodiment. ) Is a diagram for explaining an embodiment for supporting.

일 실시예에서는 Non-RPS 시스템이 IEEE 802.15.4를 이용하고, RPS 시스템은 아래의 [표 1]와 같이 3 개의 프로토콜을 지원한다고 가정한다. In one embodiment, it is assumed that the Non-RPS system uses IEEE 802.15.4, and the RPS system supports three protocols as shown in [Table 1] below.

일 실시예에서 RPS 허브는 TDMA 방식으로 동작하고, 100 ms 간격으로 IEEE 802.15.4 비컨 프레임(beacon frame) 포맷을 네트워크로 전송할 수 있다.
In one embodiment, the RPS hub operates in a TDMA scheme and may transmit an IEEE 802.15.4 beacon frame format to the network at 100 ms intervals.

도 9를 참조하면, Non-RPS 시스템이 전송하는 IEEE 802.15.4 비컨 프레임(beacon frame)의 포맷이 도시된다. Referring to FIG. 9, a format of an IEEE 802.15.4 beacon frame transmitted by a non-RPS system is shown.

도 9에서 MAC 페이로드(MAC payload)(900)의 슈퍼 프레임 명세(Super frame specification) 필드(910)에는 IEEE 802.15.4의 MAC 운용 파라미터 정보가 기록될 수 있다. MAC 운용 파라미터 정보로는 Beacon order(911)와 super frame order(913) 등을 일 예로 들 수 있다. IEEE 802.15.4만이 지원되는 Non-RPS 노드들은 MAC 운용 파라미터 정보를 기반으로 채널(Channel)에 대한 액세스(access)를 수행할 수 있다. In FIG. 9, MAC operation parameter information of IEEE 802.15.4 may be recorded in a super frame specification field 910 of a MAC payload 900. Examples of MAC operation parameter information include Beacon order (911) and super frame order (913). Non-RPS nodes supporting only IEEE 802.15.4 may perform access to a channel based on MAC operation parameter information.

한편, MAC 페이로드(MAC payload)(900)의 비컨 페이로드(Beacon payload)(930)는 해당 허브가 RPS 시스템임을 나타내는 식별자인 RPS Identifier(931)로 시작될 수 있다. 허브와의 접속을 위해 무선(radio)을 'ON'하여 비컨 프레임(혹은 브로드캐스트 프레임)을 수신한 RPS 노드는 RPS Identifier 필드(931)에 의해 해당 비컨 프레임을 전송한 허브가 RPS를 지원하는 허브라는 것을 인지할 수 있다.Meanwhile, the beacon payload 930 of the MAC payload 900 may start with an RPS Identifier 931 that is an identifier indicating that the corresponding hub is an RPS system. The RPS node that receives the beacon frame (or broadcast frame) by'ON' radio for access to the hub is a hub that supports RPS by the hub that transmitted the beacon frame by the RPS Identifier field 931 You can recognize that.

RPS 노드는 해당 비컨 프레임의 비컨 페이로드(Beacon payload)(930)에 포함된 MAC 프로토콜 정보를 해독하고, MAC 프로토콜 ID(Protocol Identifier) 필드(933)에 기재된 식별자 값인 '2'에 의해 해당 허브가 현재 사용 중인 MAC이 TDMA 임을 파악할 수 있다. RPS 노드는 프로토콜 파라미터(Protocol Parameters) 필드(935)에 기재된 MAC 프로토콜 관련 파라미터 값 '1'을 통해 beacon interval 이 100 ms 임을 파악할 수 있다. The RPS node decodes the MAC protocol information included in the beacon payload 930 of the beacon frame, and the corresponding hub is determined by the identifier value '2' described in the MAC protocol ID (Protocol Identifier) field 933. It can be seen that the MAC currently in use is TDMA. The RPS node may recognize that the beacon interval is 100 ms through the MAC protocol related parameter value '1' described in the protocol parameters field 935.

정리하자면, RPS 노드는 비컨 페이로드(Beacon payload)(930)에 포함된 MAC 프로토콜 정보를 해독함으로써 해당 비컨 프레임을 전송한 허브가 100 ms으로 비컨 프레임을 전송하는 TDMA RPS 허브 임을 인지 혹은 파악할 수 있다. In summary, the RPS node can determine or recognize that the hub transmitting the beacon frame is a TDMA RPS hub transmitting the beacon frame in 100 ms by decoding the MAC protocol information included in the beacon payload 930. .

MAC 프로토콜 정보를 해독한 RPS 노드는 해당 정보를 근거하여 TDMA 비컨의 수신 시점에 대한 타이밍(timing)을 계산하거나, 다음 비컨(beacon)을 수신하여 동기화 과정을 수행할 수 있다.
The RPS node having decoded the MAC protocol information may calculate a timing for a TDMA beacon reception time based on the corresponding information, or may receive a next beacon and perform a synchronization process.

도 10을 참조하면, 허브로부터 비컨 프레임을 수신한 RPS 노드(또는 802.15.4 노드)가 허브와의 결합(association)을 위해 전송하는 결합 요청 프레임(Association Request Frame)이 도시된다. Referring to FIG. 10, an association request frame transmitted by an RPS node (or an 802.15.4 node) receiving a beacon frame from a hub for association with a hub is shown.

허브로부터 비컨 프레임을 수신한 RPS 노드는 MAC 프로토콜 최적화를 위한 관련 정보를 802.15.4 결합 요청 프레임(Association Request Frame)의 MAC 페이로드(1000)의 커맨드 페이로드(Command payload)(1030)에 삽입할 수 있다. The RPS node receiving the beacon frame from the hub inserts the relevant information for MAC protocol optimization into the command payload 1030 of the MAC payload 1000 of the 802.15.4 Association Request Frame. I can.

IEEE 802.15.4 Standard의 정의를 따라 커맨드 타입 필드(1010)에는 해당 프레임이 결합 요청 프레임임을 나타내는 식별자 '0x01'가 기록될 수 있다. According to the definition of the IEEE 802.15.4 Standard, an identifier '0x01' indicating that the corresponding frame is an association request frame may be recorded in the command type field 1010.

RPS 노드는 커맨드 페이로드(Command payload)(1030)의 RPS Identifier 필드(1031)에 RPS 노드를 나타내는 식별자인 '0xFF'를, Packet size 필드(1033)에는 80 byte('0x32')를, Packet rate 필드(1035)에는 패킷 전송 간격을 나타낸 10 packets/sec('0xA')를, Qos 필드(1037)에는 지연 요구 조건인 delay requirement 300 ms을 나타내는 '3'을 삽입할 수 있다. The RPS node writes '0xFF', an identifier representing the RPS node, in the RPS Identifier field 1031 of the command payload 1030, 80 bytes ('0x32') in the packet size field 1033, and packet rate. In the field 1035, 10 packets/sec ('0xA') indicating the packet transmission interval can be inserted, and in the Qos field 1037, '3' indicating the delay requirement 300 ms as a delay requirement can be inserted.

앞서 밝힌 바와 같이, RPS 노드가 결합 요청 프레임에 삽입하는 정보는 허브에서 수행하는 MAC 프로토콜 최적화를 위한 입력으로 이용될 수 있다. As mentioned above, the information inserted by the RPS node into the association request frame may be used as an input for optimizing the MAC protocol performed by the hub.

이후, RPS 노드와 허브 간의 결합 관련 절차는 802.15.4 메시지 시퀀스와 프레임 포맷을 사용하여 수행될 수 있다. Thereafter, the association-related procedure between the RPS node and the hub may be performed using the 802.15.4 message sequence and frame format.

실시예에 따라서, 허브는 Non-RPS 노드와 RPS 노드 모두로부터 결합 요청을 수신한 경우, 시스템의 정책에 따라 사용하는 MAC 프로토콜을 달리 할 수도 있다. 예를 들어, 시스템이 최대한 많은 개수의 노드를 수용하려는 정책을 사용하는 경우, 허브는 우선 순위가 높은 노드의 성능을 위해서는 802.15.4 외의 다른 MAC 프로토콜을 선택될 수 있다. 이렇게 MAC 프로토콜이 결정되면 RPS 허브와 RPS 노드들은 결정된 MAC 프로토콜에 의해 프로토콜 재구성을 실시할 수 있다.
According to an embodiment, when the hub receives an association request from both the Non-RPS node and the RPS node, the MAC protocol to be used may be different according to the policy of the system. For example, when the system uses a policy to accommodate as many nodes as possible, the hub may select a MAC protocol other than 802.15.4 for the performance of nodes with high priority. When the MAC protocol is determined in this way, the RPS hub and the RPS nodes can perform protocol reconfiguration according to the determined MAC protocol.

도 11은 다른 실시예에 따른 허브의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 11 is a flow chart showing a communication method of a hub according to another embodiment.

도 11을 참조하면, 다른 실시예에 따른 허브의 통신 방법은 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 센서 노드, 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드, 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 제1 허브 및 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 허브를 포함하는 네트워크에서 제1 허브가 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 것이다. Referring to FIG. 11, a communication method of a hub according to another embodiment includes a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including a protocol reconfiguration function, a first hub and a protocol including a protocol reconfiguration function. This is for the first hub to support backward compatibility in a network including a second hub that does not include a reconfiguration function.

제1 허브는 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드 중 적어도 하나의 센서 노드로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다(1110).The first hub may receive a data frame from at least one of the first sensor node and the second sensor node (1110).

제1 허브는 브로드캐스트 프레임에 해당 브로드캐스트 프레임이 데이터 프레임에 대한 ACK 임을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보를 삽입할 수 있다(1130). 단계 1130에서 제1 허브는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보 이외에도 제1 센서 노드를 위한 프로토콜 정보, 제2 센서 노드를 위한 프로토콜 정보 등을 삽입할 수 있다. 제1 허브는 브로드캐스트 프레임이 데이터 프레임에 대한 ACK 임을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보를 인에이블(enable)시킬 수 있다. The first hub may insert ACK piggyback information indicating that the broadcast frame is an ACK for a data frame in the broadcast frame (1130). In operation 1130, the first hub may insert protocol information for the first sensor node, protocol information for the second sensor node, etc. in addition to the ACK piggyback information. The first hub may enable ACK piggyback information indicating that the broadcast frame is an ACK for a data frame.

제1 허브는 단계 1110에서의 데이터 프레임의 수신에 응답하여, 제1 센서 노드 및 상기 제2 센서 노드에게 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보가 포함된 브로드캐스트 프레임을 전송할 수 있다(1150). 이때, 제1 허브가 전송하는 브로드캐스트 프레임은 제2 허브가 제2 센서 노드에게 제공하는 포맷의 프레임일 수 있다. In response to receiving the data frame in step 1110, the first hub may transmit a broadcast frame including ACK piggyback information to the first sensor node and the second sensor node (1150). In this case, the broadcast frame transmitted by the first hub may be a frame in a format provided by the second hub to the second sensor node.

브로드캐스트 프레임은 제1 허브가 프로토콜 재구성 기능을 포함하는 허브임을 알리는 식별자, 제1 허브가 현재 사용 중인 MAC을 나타내는 식별자, 제1 허브가 현재 사용 중인 MAC 파라미터, 브로드캐스트 프레임이 데이터 프레임에 대한 ACK임을 알리는 ACK 피기백(Acknowledge piggyback) 정보, 및 시퀀스 넘버(Sequence Number) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The broadcast frame is an identifier indicating that the first hub is a hub including a protocol reconfiguration function, an identifier indicating a MAC currently being used by the first hub, a MAC parameter currently being used by the first hub, and the broadcast frame is an ACK for a data frame. It may include at least one of ACK piggyback information indicating that it is, and a sequence number.

일 실시예에서는 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 허브의 브로드캐스트(broadcast) 프레임에 재구성(reconfiguration)에 필요한 정보를 피기백(piggyback)하여 데이터 프레임에 응답하는 ACK 프레임으로 이용함으로써 별도의 프레임을 이용하지 않고도 허브가 센서 노드에게 프로토콜 정보 등을 전송할 수 있다.In an embodiment, a separate frame is used as an ACK frame responding to the data frame by piggybacking information required for reconfiguration in a broadcast frame of a second hub that does not include a protocol reconfiguration function. The hub can transmit protocol information to the sensor node without using it.

이 밖에도, 제1 허브는 단계 1110에서 수신한 데이터 프레임이 제1 센서 노드 및 제2 센서 노드 중 어느 센서 노드로부터 수신된 것인지를 판단할 수 있다. 해당 데이터 프레임이 제2 센서 노드로부터 수신된 것으로 판단되면, 제1 허브는 브로드캐스트 프레임을 대신하여 프로토콜 재구성 기능을 포함하지 않는 제2 센서 노드를 위한 ACK 프레임을 전송할 수도 있다.
In addition, the first hub may determine from which of the first sensor node and the second sensor node the data frame received in step 1110 is received. If it is determined that the corresponding data frame has been received from the second sensor node, the first hub may transmit an ACK frame for the second sensor node that does not include a protocol reconfiguration function instead of the broadcast frame.

도 12a 및 12b는 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 제2 센서 노드가 BoX-MAC 프로토콜을 이용하는 경우에 하위 호환성(backward compatibility)을 지원하기 위한 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 12A and 12B are diagrams for explaining an embodiment for supporting backward compatibility when a second sensor node uses the BoX-MAC protocol in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

도 12에서 허브는 BoX-MAC 프로토콜을 이용하여 비주기적인 브로드캐스팅(Reactive Broadcasting)을 수행하고, 600 ms 간격으로 wake-up interval을 가지는 것으로 가정한다. In FIG. 12, it is assumed that the hub performs aperiodic broadcasting using the BoX-MAC protocol and has a wake-up interval at 600 ms intervals.

허브는 센서 노드가 전송한 데이터 프레임을 수신함에 응답하여, ACK 프레임으로서 ACK piggyback 정보 필드(1215)를 '1'로 인에이블(enable) 시킨 802.15.4 비컨 프레임(1210)을 전송할 수 있다. In response to receiving the data frame transmitted by the sensor node, the hub may transmit an 802.15.4 beacon frame 1210 with an ACK piggyback information field 1215 enabled as '1' as an ACK frame.

허브로부터 802.15.4 비컨 프레임(1210)을 수신한 센서 노드는 MAC　Payload에는 해당 허브가 RPS 시스템임을 알리는 식별자 정보(RPS Identifier = '1')(1211)를 통해 RPS 노드로부터 수신된 프로토콜 정보임을 파악할 수 있다. 또한, 센서 노드는 '1'로 인에이블(enable) 된 ACK piggyback 정보 필드(1213)를 통해 해당 비컨 프레임이 ACK 프레임의 역할을 수행함을 파악할 수 있다. The sensor node that has received the 802.15.4 beacon frame 1210 from the hub knows that it is the protocol information received from the RPS node through the identifier information (RPS Identifier = '1') (1211) indicating that the corresponding hub is an RPS system in MAC　Payload. I can. In addition, the sensor node may recognize that the beacon frame serves as an ACK frame through the ACK piggyback information field 1213 enabled with '1'.

도 9 내지 도 10을 통해 살펴본 바와 같이, 센서 노드는 허브가 전송한 802.15.4 비컨 프레임(1210)의 슈퍼 프레임 명세(Super frame Specification) 필드(1215)에 기재된 정보를 이용하여 허브와의 결합(association)을 시도한다. 9 to 10, the sensor node combines with the hub using information described in the Super frame Specification field 1215 of the 802.15.4 beacon frame 1210 transmitted by the hub ( association).

결합 시도 시에 RPS 노드들은 허브가 현재 사용 중인 MAC 프로토콜의 식별자, 허브가 현재 사용 중인 MAC 파라미터에 기반하여 자신이 이용하는 프로토콜을 변환한 뒤에 허브와의 결합을 수행할 수 있다. 802.15.4 비컨 프레임(1210) 중 비컨 페이로드(Beacon payload)(1217)에 포함된 Sequence Number 필드에 기재된 114('0x72')는 허브와 데이터 통신 중인 센서 노드를 위한 정보로서 센서 노드가 수신한 해당 프레임의 시퀀스 번호이다. At the time of an association attempt, the RPS nodes may perform association with the hub after converting the protocol used by the hub based on the identifier of the MAC protocol currently used by the hub and the MAC parameter currently being used by the hub. Of the 802.15.4 beacon frame 1210, 114 ('0x72') described in the Sequence Number field included in the beacon payload 1217 is information for the sensor node that is in data communication with the hub. This is the sequence number of the frame.

센서 노드가 허브에게 결합 요청 프레임(1230)을 전송함으로써 이루어지는 결합 과정은 도 9 내지 도 10을 통해 설명한 주기적 브로드캐스팅에서의 결합 과정과 동일하므로 해당 부분의 설명을 참고하도록 한다.
The combination process performed by the sensor node transmitting the association request frame 1230 to the hub is the same as the association process in the periodic broadcasting described with reference to FIGS. 9 to 10, so a description of the corresponding part will be referred to.

도 13은 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템에서 허브와 센서 노드 간에 프로토콜 재구성을 수행하는 과정을 나타낸 플로우 차트이다.13 is a flowchart illustrating a process of performing protocol reconfiguration between a hub and a sensor node in a protocol reconfiguration system according to an embodiment.

도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로토콜 재구성 시스템은 허브(Hub)(1301)와 센서 노드(1303)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 13, a protocol reconfiguration system according to an embodiment may include a hub 1301 and a sensor node 1303.

허브(1301)는 자신이 현재 사용 중인 MAC 프로토콜과 파라미터 정보를 프로토콜 광고 패킷(Protocol advertisement packet)에 기록하여 주기적으로 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다(1310).The hub 1301 may periodically broadcast the MAC protocol and parameter information currently being used by itself in a protocol advertisement packet (1310).

센서 노드(1303)는 파워가 인가됨(power on)과 동시에 허브(1301)로부터 허브(1301)가 현재 사용중인 프로토콜에 대한 정보가 포함된 프로토콜 광고 패킷(Protocol advertisement packet)을 수신하기 위해 무선(Radio)을 온(On) 상태로 유지한다. The sensor node 1303 wirelessly receives a protocol advertisement packet including information on a protocol currently being used by the hub 1301 from the hub 1301 as soon as power is applied (power on). Radio) is kept on.

센서 노드(1303)는 허브(1301)로부터 프로토콜 광고 패킷을 수신하면, 해당 패킷에 포함된 정보를 기반으로 프로토콜 변환(protocol change)을 수행할 수 있다(1315).When the sensor node 1303 receives a protocol advertisement packet from the hub 1301, the sensor node 1303 may perform a protocol change based on information included in the packet (1315).

센서 노드(1303)는 허브(1301)가 도 1에 도시된 것과 같은 프로토콜 엔진 모듈에서의 계산(calculation)을 재수행 하도록 참여 요청 패킷(Join Request packet)을 전송할 수 있다(1320).The sensor node 1303 may transmit a join request packet so that the hub 1301 re-performs the calculation in the protocol engine module as illustrated in FIG. 1 (1320 ).

허브(1301)는 센서 노드(1303)로부터 참여 요청 패킷을 수신하면, 이에 대한 참여 요청 ACK 패킷(Join Req. ACK packet)을 전송할 수 있다(1330). 센서 노드(1303)는 허브(1301)로부터 참여 요청 ACK 패킷을 수신하지 못한 경우, 참여 요청 ACK 패킷을 수신할 때까지 참여 요청 패킷을 재전송할 수 있다. When the hub 1301 receives the participation request packet from the sensor node 1303, it may transmit a join request ACK packet (Join Req. ACK packet) thereto (1330). When the sensor node 1303 does not receive the participation request ACK packet from the hub 1301, the sensor node 1303 may retransmit the participation request packet until it receives the participation request ACK packet.

허브(1301)는 참여 요청 패킷을 전송한 센서 노드(1303)를 고려하여 프로토콜 엔진 모듈에서의 새로운 계산(calculation)을, 다시 말해 프로토콜 재구성을 수행한다(1340).The hub 1301 performs a new calculation, that is, a protocol reconfiguration in the protocol engine module, in consideration of the sensor node 1303 that has transmitted the participation request packet (1340).

허브(1301)는 프로토콜 재구성 결과를 구성 패킷(Configuration packet)을 통해 센서 노드(1303)에게 전달하고 프로토콜 변환을 수행할 수 있다(1345). The hub 1301 may transmit a protocol reconfiguration result to the sensor node 1303 through a configuration packet and perform protocol conversion (1345).

허브(1301)로부터 구성 패킷(Configuration packet)을 수신한 센서 노드(1303)도 프로토콜 변환을 수행할 수 있다(1350). 단계 1350의 과정에서 센서 노드(1303)의 데이터 전송은 잠시 중단(pause)될 수 있다. The sensor node 1303, which has received a configuration packet from the hub 1301, may also perform protocol conversion (1350). In the process of step 1350, data transmission of the sensor node 1303 may be paused.

허브(1301)는 센서 노드(1303)에게 어플리케이션 스타트 패킷(Application Start packet)을 전송(1360)하여 중단되었던 데이터 전송을 재개 시킬 수 있다(1370).The hub 1301 may transmit an application start packet to the sensor node 1303 (1360) to resume data transmission that has been interrupted (1370).

허브(1301)는 센서 노드(1303)에게 데이터 전송에 응답하는 데이터 ACK 패킷을 전송할 수 있다(1380). The hub 1301 may transmit a data ACK packet in response to data transmission to the sensor node 1303 (1380).

센서 노드(1303)는 허브(1301)로부터 데이터 전송에 응답하는 데이터 ACK를 연속적으로 일정 횟수 이상 수신하지 못하면 다시 허브(1301)가 현재 사용중인 프로토콜에 대한 정보가 포함된 프로토콜 광고 패킷(Protocol advertisement packet)을 수신할 수 있다.
If the sensor node 1303 does not continuously receive a data ACK in response to data transmission from the hub 1301 more than a certain number of times, a protocol advertisement packet including information on the protocol currently being used by the hub 1301 ) Can be received.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성 요소, 소프트웨어 구성 요소, 및/또는 하드웨어 구성 요소 및 소프트웨어 구성 요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성 요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It can be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications executed on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For the convenience of understanding, although it is sometimes described that one processing device is used, one of ordinary skill in the art, the processing device is a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to behave as desired or processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodyed in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성 요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

310: RPS 서브
330: 프레임
350: Non-RPS 노드
370: RPS 노드310: RPS sub
330: frame
350: Non-RPS node
370: RPS node

Claims

A network including a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including the protocol reconfiguration function, a first hub including the protocol reconfiguration function, and a second hub not including the protocol reconfiguration function In the communication method of the first hub for supporting backward compatibility in,
Inserting protocol information for the first sensor node into a broadcast frame of a format provided by the second hub to the second sensor node;
Transmitting a broadcast frame in which protocol information for the first sensor node is inserted to the first sensor node and the second sensor node; And
A frame requesting association with the first hub from at least one of the first sensor node and the second sensor node that has received the broadcast frame into which the protocol information for the first sensor node is inserted is transmitted. Steps to receive
Including, the communication method of the first hub.

The method of claim 1,
Protocol information for the first sensor node,
An identifier indicating that the first hub is a hub including the protocol reconfiguration function, an identifier indicating a MAC protocol currently in use by the first hub, a parameter of the MAC protocol, and the broadcast frame for a data frame. A communication method of a first hub comprising at least one of ACK piggyback information indicating that an ACK function is performed, and additional information related to operation of the MAC protocol.

The method of claim 1,
The transmitting step,
Periodically or aperiodically transmitting a broadcast frame in which protocol information for the first sensor node is inserted to the first sensor node and the second sensor node
Including, the communication method of the first hub.

delete

The method of claim 1,
When receiving the frame requesting the association from the first sensor node,
The frame requesting the combination,
The communication method of a first hub comprising at least one of an identifier indicating that the first sensor node is a sensor node including the protocol reconfiguration function, a packet size, a packet arrival interval, a QoS parameter, and traffic related information.

A network including a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including the protocol reconfiguration function, a first hub including the protocol reconfiguration function, and a second hub not including the protocol reconfiguration function In the communication method of the first sensor node for supporting backward compatibility in,
Receiving a broadcast frame in a format provided by the second hub to the second sensor node;
Determining a MAC protocol being used by a hub that transmitted the broadcast frame based on protocol information included in the broadcast frame; And
Performing protocol reconfiguration based on the MAC protocol
Including,
The step of determining the MAC protocol,
Determining whether the broadcast frame includes protocol information for the first sensor node;
Identifying whether a hub transmitting the broadcast frame is one of the first hub and the second hub based on the determination result; And
Based on the identification result, determining the identifier of the MAC protocol currently being used by the hub that transmitted the broadcast frame
Including, the communication method of the first sensor node.

The method of claim 6,
Transmitting a frame requesting association to a hub that has transmitted the broadcast frame using a protocol determined according to the protocol reconfiguration
Including, the communication method of the first sensor node.

The method of claim 7,
Inserting data-related information and whether the protocol reconfiguration function is included in the frame requesting the association
Further comprising a, the communication method of the first sensor node.

The method of claim 8,
Whether the protocol reconfiguration function is included and information related to data,
The communication method of a first sensor node comprising at least one of an identifier indicating that the first sensor node is a sensor node including the protocol reconfiguration function, a packet size, a packet arrival interval, a QoS parameter, and traffic related information.

delete

The method of claim 6,
The step of identifying whether the hub that transmitted the broadcast frame is one of the first hub and the second hub
When the broadcast frame includes protocol information for the first sensor node, identifying a hub that transmitted the broadcast frame as the first hub
Including, the communication method of the first sensor node.

The method of claim 6,
The step of identifying whether the hub that transmitted the broadcast frame is one of the first hub and the second hub
When the broadcast frame includes protocol information for the first sensor node, identifying a hub that transmitted the broadcast frame as the second hub
Including, the communication method of the first sensor node.

The method of claim 6,
The step of performing the protocol reconfiguration,
Decrypting MAC information being used by a hub that transmitted the broadcast frame based on the MAC protocol; And
Performing synchronization using the decrypted MAC information
Including, the communication method of the first sensor node.

A network including a first sensor node including a protocol reconfiguration function, a second sensor node not including the protocol reconfiguration function, a first hub including the protocol reconfiguration function, and a second hub not including the protocol reconfiguration function In the communication method of the first hub for supporting backward compatibility in,
Receiving a data frame from at least one of the first sensor node and the second sensor node; And
In response to receiving the data frame, transmitting a broadcast frame of a format provided by the second hub to the second sensor node for association to the first sensor node and the second sensor node.
Including, the communication method of the first hub.

The method of claim 14,
At least one of protocol information for the first sensor node, protocol information for the second sensor node, and ACK piggyback information indicating that the broadcast frame is an ACK for the data frame is in the broadcast frame. Steps to insert
Further comprising, the communication method of the first hub.

The method of claim 15,
Enabling ACK piggyback information indicating that the broadcast frame is an ACK for the data frame
Further comprising, the communication method of the first hub.

The method of claim 14,
The broadcast frame,
An identifier indicating that the first hub is a hub including the protocol reconfiguration function, an identifier indicating a MAC currently being used by the first hub, a MAC parameter currently being used by the first hub, and the broadcast frame in the data frame. A communication method of a first hub comprising at least one of ACK piggyback information indicating that it is an ACK for and a sequence number (Sequence Numbaer).

The method of claim 14,
Determining from which sensor node the data frame is received from the first sensor node and the second sensor node; And
Transmitting an ACK frame for a second sensor node not including the protocol reconfiguration function instead of the broadcast frame based on the determination result
Further comprising, the communication method of the first hub.

The method of claim 14,
Receiving a frame requesting association with the first hub from at least one of the first sensor node and the second sensor node
Further comprising, the communication method of the first hub.

A computer-readable recording medium having a program recorded thereon for executing the method of any one of claims 1 to 3, 5 to 9, and 11 to 19.