KR102191761B1 - 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법 - Google Patents

저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102191761B1
KR102191761B1 KR1020130157097A KR20130157097A KR102191761B1 KR 102191761 B1 KR102191761 B1 KR 102191761B1 KR 1020130157097 A KR1020130157097 A KR 1020130157097A KR 20130157097 A KR20130157097 A KR 20130157097A KR 102191761 B1 KR102191761 B1 KR 102191761B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
retransmission
gts
packet
wireless sensor
response frame
Prior art date
Application number
KR1020130157097A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150070636A (ko
Inventor
여건민
김영일
류원
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020130157097A priority Critical patent/KR102191761B1/ko
Priority to US14/571,769 priority patent/US9819466B2/en
Publication of KR20150070636A publication Critical patent/KR20150070636A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102191761B1 publication Critical patent/KR102191761B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0053Allocation of signaling, i.e. of overhead other than pilot signals
    • H04L5/0055Physical resource allocation for ACK/NACK
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/1607Details of the supervisory signal
    • H04L1/1614Details of the supervisory signal using bitmaps
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/04Scheduled or contention-free access
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 센서 네트워크의 코디네이터에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법으로, 다수의 센서 디바이스들로부터 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해전송한 패킷들을 수신하는 단계와, 수신된 패킷들 각각의 오류 여부를 확인하는 단계와, 상기 확인된 오류 여부 결과에 따라, 상기 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 생성하는 단계와, 상기 생성된 하나의 통합 응답 프레임를 상기 다수의 디바이스들에 전송하는 단계를 포함한다.

Description

저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법{Method and Apparatus for Packet Retransmission for Low-power Wireless Sensor Communications}
본 발명은 센서 통신 서비스 기술에 관한 것으로, 특히 센서 통신을 위한 패킷 재전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
센서 네트워크는 센서에서 발생한 센싱 정보를 무선 통신을 통해서 최종 목적지로 전송하기 위한 무선 네트워크의 일종이다. 기간 이동 통신에 비해 낮은 데이터 전송률을 기반으로 하는 반면, 유선으로 전력 공급이 어려운 환경으로 인해 주로 배터리로 구동되는 경우가 대부분이다.
또한, 제한된 전력 상황에서 운용되어야 하므로, 송신 전파 세기도 제한적이며, 이로 인해 짧은 전파도달 커버리지(coverage)를 형성한다. 따라서, 최종 목적지까지 데이터를 전송하기 위한 저전력 전송 메커니즘이 요구된다.
이러한 환경에서 IEEE802.15.4의 GTS(Guaranteed Time Slot) 할당 및 Acknowledgement 운용 방식에서는, GTS ACK는 CAP 동안 CSMA-CA 방식을 사용하여 경쟁 기반으로 운용되어 각 GTS 전송에 대한 ACK는 각 GTS 별로 이루어지므로 CAP를 이용한 경쟁 기반에서는 충돌 확률이 높아지게 된다. 이것으로 인해 궁극적으로 ACK 지연을 발생시켜 재전송을 위한 지연 대기를 유발시키며, 결국 재전송 시간이 증가하게 된다. 또한, CAP 동안 코디네이터에서 송신하는 ACK를 개별적으로 수신 대기해야 하기 때문에 많은 전력 소모를 초래한다.
본 발명은 ACK 지연 발생을 방지하여 재전송 시간을 줄여줄 수 있는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 시그널 오버헤더를 감소시키며, 수신 대기를 위한 디바이스의 전력 소모를 최소화함과 동시에 충돌 가능성을 회피함으로써 저지연 재전송을 가능하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 센서 네트워크의 코디네이터에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법으로, 다수의 센서 디바이스들로부터 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해전송한 패킷들을 수신하는 단계와, 수신된 패킷들 각각의 오류 여부를 확인하는 단계와, 상기 확인된 오류 여부 결과에 따라, 상기 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 생성하는 단계와, 상기 생성된 하나의 통합 응답 프레임를 상기 다수의 디바이스들에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 센서 네트워크에서 디바이스에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법으로, 다수의 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 수신하는 단계와, 수신한 통합 응답 프레임을 검사하여, 패킷 제전송이 필요한지를 판단하는 단계와, 패킷 재전송이 필요할 경우, 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해 해당 패킷을 재전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치로, 다수의 센서 디바이스들로부터 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해전송한 패킷들을 수신하는 패킷 수신부와, 수신된 패킷들 각각의 오류 여부를 확인하는 오류 확인부와, 상기 확인된 오류 여부 결과에 따라, 상기 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 생성하는 응답 생성부와, 상기 생성된 하나의 통합 응답 프레임을 상기 다수의 디바이스들에 전송하는 응답 전송부를 포함한다.
본 발명은 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치로, 다수의 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 응답 수신부와, 수신한 통합 응답 프레임을 검사하여, 패킷 제전송이 필요한지를 판단하는 검사부와, 패킷 재전송이 필요할 경우, 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해 해당 패킷을 재전송하는 패킷 재전송부를 포함한다.
본 발명에 따라, 시그널 오버헤더를 감소시키며, 수신 대기를 위한 디바이스의 전력 소모를 최소화함과 동시에 충돌 가능성을 회피함으로써 저지연 재전송을 가능하게 한다.
도 1은 IEEE802.15.4 채널 구성 예를 도시한 도면이다.
도 2는 계층적 센서 네트워크의 구성 예를 도시한 도면이다.
도 3은 IEEE802.15.4 GTS ACK 방식을 설명하기 위한 채널 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 비콘과 다른 패킷으로 전달되는 통합 응답 프레임을 포함하는 전송 구조를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 비콘에 포함되어 전달되는 통합 응답 프레임을 포함하는 전송 구조를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 통합 응답 프레임을 전송하기 위한 패킷 데이터 유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 GTS Bulk MAC PDU의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코디네이터에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 디바이스에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코디네이터의 상세 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디바이스의 상세 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
센서 무선 통신 네트워크 구성을 위한 국제 표준 규격은 IEEE802.15.4가 대표적이며, 이는 센서 간 저전력 통신을 위한 PHY/MAC 계층 및 응용 서비스를 위한 상위 계층과의 인터페이스('프리미티브(primitive)'로 칭함)를 정의한다. 기본적인 성능 수준은 OQPSK 변조 방식을 적용할 경우 최대 250kbps의 데이터 전송률을 보장하며, 저전력 소비를 위해 기본적인 채널 코딩 매커니즘을 포함하지 않고 있다.
도 1은 IEEE802.15.4 채널 구성 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, IEEE802.15.4에서는 2.4GHz 대역에서의 5MHz 단위의 채널로, 총 16개의 채널들이 운용된다. 각 채널별로 하나의 PAN(Personal Area Network)이 구성될 수 있으며, 하나의 PAN은 센서 네트워크를 구성하는 기본 단위가 된다. 즉, PAN(Personal Area Network) 구성 시, 코디네이터(coordinator)가 한 개의 채널을 선택한 후, 그 채널을 통해 비콘(Beacon)을 주기적으로 송출하면, 이 송출된 비콘(Beacon)을 감지한 전파영역(coverage area)내에 존재하는 디바이스들이 가입(join)하여 PAN을 구성한다.
도 2는 계층적 센서 네트워크의 구성 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 무선 센서 네트워크의 센서들은 게이트웨이(GW)(40)를 통해 유선 인터넷 백본망에 연결되어 있는 서버(미도시)와 연결된다. PAN(1, 2)은 P2P(Peer to Peer) 클러스터 트리 구조로 확장될 수 있다. 즉, 겹쳐지는 전파 영역 내에 각각 상이한 채널을 잡은 PAN(1, 2)이 여러 개 있을 수 있다.
각각의 PAN(1, 2)은 게이트웨이(40)와 연결되는 최상위 노드인 PAN 코디네이터(coordinator)(10-1, 10-2)에 의해 관리되며, PAN 코디네이터(coordinator)(10-1, 10-2) 각각에 다수 개의 센서(30-1, 30-2, 31-1, 31-2) 또는 중계 코디네이터들(20-1, 20-2)이 연결될 수 있다. 중계 코디네이터(201-1, 202)는 다수 개의 센서(32-1, 32-2, 33-2) 또는 다른 중계 코디네이터(21-1)이 연결될 수 있다. 즉, 하나의 채널 상에서 하나의 PAN이 형성되고, 하나의 채널은 동일 PAN 내의 모든 센서 및 코디네이터, 그리고 PAN 코디네이터가 동시에 공유하는 무선 자원이 된다.
도 3은 IEEE802.15.4 GTS ACK 방식을 설명하기 위한 채널 구성도이다.
도 3을 참조하면, 하나의 채널에서 전송되는 하나의 프레임은 비콘(Beacon) 구간과 노드들이 송수신 행위를 할 수 있는 활성화 구간(Active Period) 및 전력소모를 최소로 한 상태에서 슬립(Sleep) 또는 준비(Standby)하는 비활성화 구간(Inactive Period)을 포함한다.
비콘 프레임은 일정 시간 간격으로 전송되어, 비콘 간의 시간 간격은 하나의 무선 프레임(frame)을 구성한다.
활성화 구간은 경쟁 구간(Contention Access Period : CAP)과 비경쟁 구간(Contention Free Period : CFP)으로 나누어서 운용된다. CAP는 코디네이터에 연결된 모든 센서가 언제든지 데이터를 송수신할 수 있는 구간으로, 동일한 시간에 다수의 센서들에 의한 전송이 이루어질 경우 충돌이 발생할 수 있다. 반면, CFP는 각 센서들이 각자 자신의 고유한 송수신 시간이 할당되는 구간으로, 이 구간에서는 센서들 간의 전송으로 인한 충돌을 피할 수 있다.
비활성구간(inactive Period)은 송수신이 허용되지 않는 구간으로, 각 장치들은 RF(radio frequency) 기능을 오프시키고, 전력 절감 모드로 운용될 수 있다.
또한, GTS ACK는 CAP 동안 CSMA-CA 방식을 사용하여 경쟁 기반으로 운용되며, 각 GTS 전송에 대한 ACK는 각 GTS 별로 이루어지므로 CAP를 이용한 경쟁 기반에서는 충돌 확률이 높아지게 된다. 이로 인해 궁극적으로 ACK 지연을 발생시켜 재전송을 위한 지연 대기를 유발시키며, 결국 재전송 시간이 증가하게 된다. 또한, CAP 동안 코디네이터에서 송신하는 ACK를 개별적으로 수신 대기해야 하기 때문에 많은 전력 소모를 초래한다.
따라서, 본 발명은 재전송을 위한 시그널 오버헤더를 감소시키며, 수신 대기를 위한 디바이스의 전력 소모를 최소화함과 동시에 충돌 가능성을 회피함으로써 저지연 재전송을 가능하게 하는 GTS ACK 메커니즘을 제공하고자 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 GTS Bulk Acknowledgement방식의 프레임 구조를 도시한다.
도 4를 참조하면, 코디네이터에 의해 전송되는 비콘(Beacon)(109)은 일정한 주기(101)를 가지고 전송된다. 전송 슬롯은 고정 크기의 기본 슬롯(111)으로 구성되며, CAP 오프셋(102) 및 CFP 오프셋(103)의 기본 단위가 된다.
즉, CAP offset(102)은 한 프레임 내에서 CAP이 종료되는 슬롯(111)이며, CFP offset(103)은 CAP가 종료되는 슬롯 다음부터 시작되는 CFP가 끝나는 슬롯이다. 비활성 구간(113)에서 각 디바이스들은 송수신 RF를 오프시키고, 전력 절약 모드로 진입할 수 있다.
각 디바이스는 코디네이터로부터 GTS(112)를 할당받고, 할당받은 GTS를 통해서 패킷을 전송한다. ACK 구간(105, 110)은 전 프레임에서 디바이스로부터 전송된 데이터에 대한 ACK를 방송하는 구간으로서, 각 GTS에 대한 ACK를 통합해서 다음 프레임의 ACK 구간에서 전송(방송)한다. 각 GTS에 대한 개별 ACK(106)는 통합 응답 프레임(GTS Bulk ACK)(107)에 통합되어 전송된다. 이때, GTS Bulk ACK은 비콘과 다른 패킷으로 전송될 수 있으며, 또한 비콘의 정보에 포함되어 전송될 수 있다.
도 4는 GTS Bulk ACK 정보가 비콘과 다른 패킷으로 전송되는 예를 도시하고, 도 5는 GTS Bulk ACK 정보가 비콘에 포함되어 전송되는 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 GTS Bulk ACK 정보를 전송하기 위한 패킷 데이터 유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, GTS Bulk ACK PPDU(Phy Packet Date Unit)(311)에 포함된 SHR 및 PHR은 IEEE802.15.4와 호환되며, PHY 페이로드로서 GTS Bulk ACK MAC PDU(312)를 가진다.
GTS Bulk ACK MAC PDU(312)에 포함된 Frame Type(302)에서 GTS Bulk ACK임을 지정하며, Source PAN Identifier(313) 및 Source Coordinator Address(314)는 각각 GTS ACK를 송신하는 코디네이터의 PAN ID 및 주소를 나타낸다. Number of GTS(303)는 GTS 할당 개수를 나타내며, GTS ACK Bitmap(304)은 각 GTS에 대한 ACK 정보를 비트 단위로 가지고 있다. 여기서, 비트 1 값은 GTS를 통해서 전송된 패킷이 성공적으로 수신된 것을 의미하며, 비트 0 값은 수신이 실패한 경우를 나타낸다.
DSN Indicator(308)는 각 GTS를 사용하는 디바이스들로부터 성공적으로 수신한 DSN(Data Sequence Number)의 포함 여부를 결정한다. GTS Cumulative DSN(305)는 각 디바이스들로부터 성공적으로 수신된 연속적인 DSN의 최종 값을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 GTS Bulk MAC PDU의 구조를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, GTS Bulk MAC PDU(401)에는 도 6에 도시된 GTS Bulk ACK MAC PDU(312)와 달리, DSN Indicator(308) 및 GTS Cumulative DSN(305)가 생략된다. 이로써, 전송 오버헤드가 감소될 수 있다.
그러나, 도 6 및 도 7에 도시된 GTS Bulk ACK MAC PDU의 구조는 본 발명의 일 실시 예들일 뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 비트맵을 이용하여 다른 형태의 GTS Bulk ACK MAC PDU가 구성될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코디네이터에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 코디네이터는 다수의 센서 디바이스들이 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 GTS를 통해서 전송한 패킷을 수신한다(S810). 그런 후, 코디네이터는 수신된 패킷들 각각의 오류 여부를 확인한다(S820).
코디네이터는 상기 확인된 오류 여부 결과에 따른, 각 디바이스에게 전송될 GTS ACK을 비트맵을 이용하여 하나의 GTS Bulk ACK으로 생성한다(S830). GTS Bulk ACK을 생성하는 것은 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같다.
코디네이터는 생성된 GTS Bulk ACK을 각 디바이스들에 전송(S840)하는데, 본 발명에 따라 두 가지 실시 예가 가능하다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 GTS Bulk ACK 정보가 비콘과 다른 패킷으로 전송될 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 GTS Bulk ACK 정보가 비콘에 포함되어 전송될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 디바이스에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 디바이스는 GTS Bulk ACK 프레임이 수신되기를 대기(S910)하다가, GTS Bulk ACK 프레임을 수신한다(S920).
디바이스는 자신에게 할당된 GTS 구간에 전송해야할 새로운 패킷이 대기하고 있는지를 판단한다(S930). S930의 판단 결과 새로운 패킷이 대기하고 있을 경우, 디바이스는 해당 GTS구간을 통해서 해당 패킷을 전송한다(S940). 그러나, S930의 판단 결과 새로운 패킷이 없으면, 디바이스는 S920에 수신한 GTS Bulk ACK 프레임에 포함된 비트맵이 GTS ACK인지 판단한다(S950). 즉, 자신에게 할당된 GTS 구간의 비트맵이 '1'의 값을 갖는지를 판단한다.
S950의 판단 결과 GTS ACK이 수신된 것으로 판단될 경우, 패킷을 재전송할 필요가 없으므로, 디바이스는 전송된 패킷을 제거한다(S960). 그러나, S960의 판단 결과 GTS ACK이 수신된 것이 아니면, 디바이스는 데이터베이스에 해당 패킷이 존재하는지를 판단한다(S970).
S970의 판단 결과 해당 패킷이 존재하지 않을 경우, 디바이스는 S910으로 진행한다. 그러나, S970의 판단 결과 해당 패킷이 존재할 경우, 디바이스는 해당 패킷이 최대 재전송 횟수를 초과했는지를 판단한다(S980).
S980의 판단 결과 최대 재전송 회수 초과했을 경우, 디바이스는 S960으로 진행하고, 최대 재전송 회수가 초과되지 않을 경우, 디바이스는 해당 GTS를 통해서 해당 패킷을 재전송한다(S990).
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코디네이터의 상세 구성도이다.
도 10을 참조하면, 코디네이터는 패킷 수신부(1010), 오류 확인부(1020), 응답 생성부(1030) 및 응답 전송부(1040)를 포함한다.
패킷 수신부(1010)는 다수의 센서 디바이스들로부터 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해 전송한 패킷들을 수신한다.
오류 확인부(1020)는 수신된 패킷들 각각의 오류 여부를 확인한다. 응답 생성부(1030)는 확인된 오류 여부 결과에 따라, 상기 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 생성한다.
응답 전송부(1040)는 생성된 하나의 통합 응답 프레임을 상기 다수의 디바이스들에 전송한다. 응답 전송부(1040)는 복수의 디바이스들에 방송 형태로 전송할 수 있다. 또한, 응답 전송부(1040)는 도 4에 도시된 바와 같이 통합 응답 프레임을 비콘 전송 구간과 상이한 경쟁 구간 오프셋(CAP offset)내의 소정 구간에 전송한다. 다른 실시 예로, 응답 전송부(1040)는 도 5에 도시된 바와 같이 통합 응답 프레임을 비콘에 포함시켜 전송한다.
통합 응답 프레임은 다수의 GTS들을 통해 수신한 패킷들에 대한 다수의 응답(ACK) 정보를 비트 단위로 표시한 GTS ACK Bitmap을 포함한다. 이에 대해서는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디바이스의 상세 구성도이다.
도 11을 참조하면, 디바이스는 응답 수신부(1110), 검사부(1120) 및 재전송부(1140)를 포함한다. 또한, 패킷 저장부(1130)를 포함한다.
응답 수신부(1110)는 다수의 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 수신한다.
검사부(1120)는 수신한 통합 응답 프레임을 검사하여, 패킷 재전송이 필요한지를 판단한다. 검사부(1120)는 자신에게 할당된 GTS에 전송해야할 새로운 패킷이 대기하고 있지 않을 경우, 수신된 통합 응답 프레임을 검사한다.
검사부(1120)는 패킷 재전송이 필요하지 않을 경우, 해당 패킷을 패킷 저장부(1130)에서 제거한다.
재전송부(1140)는 패킷 재전송이 필요할 경우, 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해 해당 패킷을 재전송한다. 또한, 재전송부(1140)는 상기 패킷 재전송이 필요한 패킷이 최대 재전송 횟수 이하로 재전송되었는지를 판단하고, 최대 재전송 횟수 이하일 경우에만 할당된 GTS를 통해서 해당 패킷을 재전송한다.

Claims (19)

  1. 센서 네트워크의 코디네이터에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법에 있어서,
    다수의 센서 디바이스들로부터 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해전송한 패킷들을 수신하는 단계와,
    수신된 패킷들 각각의 오류 여부를 확인하는 단계와,
    상기 확인된 오류 여부 결과에 따라, 상기 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 생성하는 단계와,
    상기 생성된 하나의 통합 응답 프레임을 상기 다수의 디바이스들에 전송하는 단계를 포함하되 상기 통합 응답 프레임은 GTS ACK를 송신하는 코디네이터의 PAN ID를 나타내는 식별정보(Source PAN Identifier)와 상기 코디네이터의 주소를 나타내는 주소정보(Source Coordinator Address)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는
    복수의 디바이스들에 방송 형태로 전송함을 특징으로 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는
    통합 응답 프레임을 비콘 전송 구간과 상이한 경쟁 구간 오프셋(CAP offset)내의 소정 구간에 전송함을 특징으로 하는 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는
    통합 응답 프레임을 비콘에 포함시켜 전송함을 특징으로 하는 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 통합 응답 프레임은
    다수의 GTS들을 통해 수신한 패킷들에 대한 다수의 응답(ACK) 정보를 비트 단위로 표시한 GTS ACK Bitmap을 포함함을 특징으로 하는 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 통합 응답 프레임는
    각 GTS를 사용하는 디바이스들로부터 성공적으로 수신한 데이터 시퀀스 넘버(Data Sequence Number: DSN)의 포함 여부 정보를 포함하는 DSN 지시자(Indicator)와, 각 디바이스들로부터 성공적으로 수신된 연속적인 DSN의 최종 값을 나타내는 GTS Cumulative DSN을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  7. 센서 네트워크에서 디바이스에서의 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법에 있어서,
    다수의 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 수신하는 단계와,
    수신한 통합 응답 프레임을 검사하여, 패킷 제전송이 필요한지를 판단하는 단계와,
    패킷 재전송이 필요할 경우, 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해해당 패킷을 재전송하는 단계를 포함하되 상기 통합 응답 프레임은 GTS ACK를 송신하는 코디네이터의 PAN ID를 나타내는 식별정보(Source PAN Identifier)와 상기 코디네이터의 주소를 나타내는 주소정보(Source Coordinator Address)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 판단하는 단계는
    자신에게 할당된 GTS에 전송해야할 새로운 패킷이 대기하고 있지 않을 경우, 수신된 통합 응답 프레임을 검사함을 특징을 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 패킷 재전송이 필요하지 않을 경우, 해당 패킷을 제거하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 재전송하는 단계는
    상기 패킷 재전송이 필요한 패킷이 최대 재전송 횟수 이하로 재전송되었는지를 판단하고, 최대 재전송 횟수 이하일 경우에만 할당된 GTS를 통해서 해당 패킷을 재전송함을 특징으로 하는 저전력 무선 선서 통신을 위한 재전송 방법.
  11. 다수의 센서 디바이스들로부터 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해전송한 패킷들을 수신하는 패킷 수신부와,
    수신된 패킷들 각각의 오류 여부를 확인하는 오류 확인부와,
    상기 확인된 오류 여부 결과에 따라, 상기 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 생성하는 응답 생성부와,
    상기 생성된 하나의 통합 응답 프레임을 상기 다수의 디바이스들에 전송하는 응답 전송부를 포함하되 상기 통합 응답 프레임은 GTS ACK를 송신하는 코디네이터의 PAN ID를 나타내는 식별정보(Source PAN Identifier)와 상기 코디네이터의 주소를 나타내는 주소정보(Source Coordinator Address)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 응답 전송부는
    복수의 디바이스들에 방송 형태로 전송함을 특징으로 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 응답 전송부는
    통합 응답 프레임을 비콘 전송 구간과 상이한 경쟁 구간 오프셋(CAP offset)내의 소정 구간에 전송함을 특징으로 하는 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 응답 전송부는
    통합 응답 프레임을 비콘에 포함시켜 전송함을 특징으로 하는 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 통합 응답 프레임은
    다수의 GTS들을 통해 수신한 패킷들에 대한 다수의 응답(ACK) 정보를 비트 단위로 표시한 GTS ACK Bitmap을 포함함을 특징으로 하는 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치.
  16. 다수의 디바이스들 각각에게 전송될 응답(ACK) 정보들을 포함하는 하나의 통합 응답 프레임을 응답 수신부와,
    수신한 통합 응답 프레임을 검사하여, 패킷 제전송이 필요한지를 판단하는 검사부와,
    패킷 재전송이 필요할 경우, 자신에게 할당된 비경쟁 구간 오프셋(CFP offset)의 보장된 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot : 이하 'GTS'로 기재함)을 통해 해당 패킷을 재전송하는 패킷 재전송부를 포함하되 상기 통합 응답 프레임은 GTS ACK를 송신하는 코디네이터의 PAN ID를 나타내는 식별정보(Source PAN Identifier)와 상기 코디네이터의 주소를 나타내는 주소정보(Source Coordinator Address)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 검사부는
    자신에게 할당된 GTS에 전송해야할 새로운 패킷이 대기하고 있지 않을 경우, 수신된 통합 응답 프레임을 검사함을 특징을 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    패킷 저장부를 더 포함하고,
    상기 검사부는
    상기 패킷 재전송이 필요하지 않을 경우, 해당 패킷을 상기 패킷 저장부에서 제거함을 특징으로 하는 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 재전송부는
    상기 패킷 재전송이 필요한 패킷이 최대 재전송 횟수 이하로 재전송되었는지를 판단하고, 최대 재전송 횟수 이하일 경우에만 할당된 GTS를 통해서 해당 패킷을 재전송함을 특징으로 하는 저전력 무선 선서 통신을 위한 재전송 장치.
KR1020130157097A 2013-12-17 2013-12-17 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법 KR102191761B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130157097A KR102191761B1 (ko) 2013-12-17 2013-12-17 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법
US14/571,769 US9819466B2 (en) 2013-12-17 2014-12-16 Method and apparatus for retransmitting packet for low-power wireless sensor communications

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130157097A KR102191761B1 (ko) 2013-12-17 2013-12-17 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150070636A KR20150070636A (ko) 2015-06-25
KR102191761B1 true KR102191761B1 (ko) 2020-12-16

Family

ID=53369792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130157097A KR102191761B1 (ko) 2013-12-17 2013-12-17 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9819466B2 (ko)
KR (1) KR102191761B1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180000161A (ko) * 2016-06-22 2018-01-02 한국전자통신연구원 이동 단말을 이용한 저전력 무선 네트워크 디바이스 설정 방법 및 시스템
KR102293670B1 (ko) * 2016-08-23 2021-08-26 한국전자통신연구원 무선랜에서 저전력 모드를 지원하는 통신 노드의 동작 방법
CN108617007A (zh) * 2016-12-01 2018-10-02 富士通株式会社 数据传输方法和装置
KR102389282B1 (ko) * 2016-12-19 2022-04-21 한국전자통신연구원 공유되는 타임슬롯과 브로드캐스트를 이용하는 전송 방법 및 장치, 그리고 이를 이용하는 펌웨어 업데이트 방법 및 장치
US10440707B2 (en) 2016-12-19 2019-10-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Transmission method and apparatus using shared timeslot and broadcast, and firmware update method and apparatus using the same
CN110431784B (zh) * 2017-03-17 2022-03-08 杜塞尔多夫华为技术有限公司 用于无线电帧的时延感知处理的无线电设备
FR3066342A1 (fr) * 2017-05-11 2018-11-16 Orange Singularisation de trames a emettre par un objet connecte et blocage de trames reemises sur un reseau de communication sans-fil basse consommation
JP6851952B2 (ja) * 2017-10-24 2021-03-31 株式会社日立製作所 データ収集装置及びデータ収集方法
DE102017223774A1 (de) * 2017-12-22 2019-06-27 Robert Bosch Gmbh Teilnehmerstation für ein serielles Bussystem und Verfahren zur Fehlersignalisierung für eine in einem seriellen Bussystem empfangene Nachricht
US11582638B2 (en) * 2019-01-03 2023-02-14 Qualcomm Incorporated Selective relay of data packets
KR102258309B1 (ko) * 2019-12-30 2021-06-01 성균관대학교산학협력단 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 시스템 및 방법
US11363599B1 (en) * 2021-03-22 2022-06-14 Qualcomm Incorporated Interactive control of moving device speed and processing system operating frequency

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070277074A1 (en) * 2003-12-29 2007-11-29 Kun-Min Yeo Sonar Collision Avoidance System
US20090238160A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Ghulam Bhatti Hybrid Multiple Access Method and System in Wireless Networks with extended Content Free Access Period
US20110158206A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Bharat Shrestha Method and system for allocation guaranteed time slots for efficient transmission of time-critical data in ieee 802.15.4 wireless personal area networks
US20120063389A1 (en) * 2009-03-04 2012-03-15 Saied Abedi Short-range wireless networks

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0406094D0 (en) * 2004-03-17 2004-04-21 Koninkl Philips Electronics Nv Making time-of-flight measurements in master/slave and ad hoc networks by evesdropping on messages
FI118291B (fi) * 2004-12-22 2007-09-14 Timo D Haemaelaeinen Energiatehokas langaton anturiverkko, solmulaitteita sitä varten sekä menetelmä tietoliikenteen järjestämiseksi langattomassa anturiverkossa
US7924766B2 (en) * 2007-04-10 2011-04-12 Mitsubishi Electric Research Labs, Inc. Hybrid multiple access method and system in wireless networks
WO2010029593A1 (ja) * 2008-09-09 2010-03-18 独立行政法人情報通信研究機構 無線通信システム
EP2227046B1 (en) * 2009-03-04 2015-07-29 Fujitsu Limited Improvements to body area networks
KR101214790B1 (ko) * 2011-03-11 2012-12-24 고려대학교 산학협력단 센서 네트워크에서 충돌을 회피하는 장치 및 방법
KR101243321B1 (ko) 2011-12-13 2013-03-13 강릉원주대학교산학협력단 무선통신 시스템에서 ack/nak 전송방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070277074A1 (en) * 2003-12-29 2007-11-29 Kun-Min Yeo Sonar Collision Avoidance System
US20090238160A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Ghulam Bhatti Hybrid Multiple Access Method and System in Wireless Networks with extended Content Free Access Period
US20120063389A1 (en) * 2009-03-04 2012-03-15 Saied Abedi Short-range wireless networks
US20110158206A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Bharat Shrestha Method and system for allocation guaranteed time slots for efficient transmission of time-critical data in ieee 802.15.4 wireless personal area networks

Also Published As

Publication number Publication date
US20150172031A1 (en) 2015-06-18
US9819466B2 (en) 2017-11-14
KR20150070636A (ko) 2015-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102191761B1 (ko) 저전력 무선 센서 통신을 위한 재전송 장치 및 방법
JP6770540B2 (ja) 電子装置および方法
US7489646B2 (en) Method for transmitting and receiving data bi-directionally during allocated time and wireless device using the same
US9929784B2 (en) Methods for transmitting a frame in a multi-user based wireless communication system
KR102014830B1 (ko) 제1 및 제2의 분리되는 결합을 확립하는 방법
US9025585B2 (en) Apparatus and method for allocating time slots to nodes without contention in wireless network
Koubâa et al. IEEE 802.15. 4 for wireless sensor networks: a technical overview
US20100110888A1 (en) Method of preventing data collosions in beacon-enabled zigbee system having tree routing scheme
US20060050728A1 (en) Method for bi-directional communication between source device and destination device during allocated channel time
KR20160075617A (ko) 무선 네트워크들에서 응답 표시 지연을 동적으로 셋팅하기 위한 시스템들, 방법들 및 디바이스들
JP6878224B2 (ja) 無線通信装置および無線通信方法
JP6841846B2 (ja) 光無線通信ネットワークにおける情報送信方法、調整機、および端末ノード
US20170230988A1 (en) Methods and apparatus for communication mode configuration in a high-efficiency wireless network
KR101703178B1 (ko) 저전력 센서 통신 서비스를 위한 무선 자원 할당 제어 방법 및 장치
US9787584B2 (en) Data transmission reservation method and apparatus, data reception method and apparatus, and data transmission and reception system in receiver-initiated asynchronous medium access control protocol
Woon et al. Performance evaluation of IEEE 802.15. 4 wireless multi-hop networks: simulation and testbed approach
KR101764209B1 (ko) 부하 제어를 위한 상호 방송 구간 및 경쟁 구간 운용 시스템 및 방법
US20170142750A1 (en) Method for Signal Transmission in the Downlink of Multi-Hop Wireless Communication Systems
KR20160111249A (ko) 무선 센서 네트워크에서 비활성 구간을 이용한 릴레이 기반 패킷 재전송 방법
CN107071925B (zh) 一种csma/ca机制下的广播信道可靠传输方法
US10251035B2 (en) Control method and apparatus for carrier sensing in wireless sensor communication
JP7452660B2 (ja) 基地局及び通信方法
KR101915666B1 (ko) 장치간 우선순위에 따른 채널 정보 공유를 통한 무선 개인영역 네트워크 상에서의 우선순위 채널 스케줄링 및 할당 방법
Andrzejczak et al. Wireless communication solution for distributed structural health monitoring
Misic On slave-slave bridging with non-acknowledged GTS access in 802.15. 4 beacon enabled networks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant