KR102235644B1 - 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 싱크 노드가 이전 슈퍼프레임에서 수신한 참여 노드들의 제1 데이터 슬롯 요청 또는 제1 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 현재 슈퍼프레임에서 상기 참여 노드들의 데이터 전송을 위한 제1 스케줄링 정보를 전송하는 단계와, 상기 참여 노드들이 경쟁을 통하여 현재 슈퍼프레임에서 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청하는 단계와, 상기 싱크 노드가 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 수신한 경우, 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 상기 제1 스케줄링 정보를 갱신하여 현재 슈퍼프레임에서 상기 참여 노드들의 데이터 전송을 위한 제2 스케줄링 정보를 전송하는 단계와, 상기 제2 스케줄링 정보에 포함되지 않은 참여 노드가 다음 슈퍼프레임에 참여하기 위하여 제3 데이터 슬롯 요청 또는 제3 데이터 슬롯 해제 요청하는 단계와, 상기 제2 스케줄링 정보를 기초로 각 참여 노드가 할당된 데이터 슬롯에 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법{WIRELESS BODY AREA NETWORK COMMUNICATION METHOD USING SUPER FRAME}
본 발명은 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인체 영역 네트워크의 통신 성능을 향상시킬 수 있는 인체 통신 방법에 관한 것이다.
인체 영역 네트워크는 인체 주변에서의 기기간 통신을 위한 네트워크 기술로, IEEE 802.15.6-2012-Wireless Body Area Networks(이하, '표준'이라 함)에서 주요 주제로 다룬다. 일반적으로 기기간 통신 거리가 인체 주변에서 3미터를 벗어나지 않는 범위를 기준으로 영역이 정의되며, 무선 통신 및 인체 통신, 두 가지 통신 기술을 이용하여 기기간 통신이 이뤄진다.
인체 통신은 상기 표준에서 정의되어 있는 기술로, 인체 주위에 있는 기기간 통신 시, 인체를 매질로 사용하여 통신하는 기술이다. 표준에서는 인체 통신을 위한 물리 계층 및 매체 제어 계층을 정의하며, 표준에 정의되어 있는 인체 통신용 매체 접근 제어(Medium Access Control: MAC) 프로토콜은 슬롯 알로하(slotted aloha) 기법을 사용한다.
슬롯 알로하(slotted aloha) 기법은 경쟁 방식 매체 제어 프로토콜로써, 기존의 알로하(aloha)가 이론적 최대성능이 17%로 낮은 스루풋(throughput) 성능을 보이기 때문에 이를 극복하고자 설계된 기법이나, 슬롯 알로하(slotted aloha) 기법 또한 최대 34% 정도의 스루풋(throughput) 성능 때문에 채널 이용성이 극히 떨어진다고 볼 수 있다.
또한, 슬롯 알로하(slotted aloha) 기법은 각 단말간의 시간 동기화가 필요하고, 슬롯간의 독립성 보장을 위해 가드 인터벌 설정이 필요하다. 표준에서는 가드 인터벌을 인체 특성을 고려함이 없이 85us로 고정하여 설정하고 있으나, 인체 영역에서 최대 통신 거리라고 할 수 있는 5미터 거리에서 빛의 속도를 고려할 때, 가드 인터벌이 과도하게 길게 설정되어 있어 통신 성능의 저하를 야기한다는 문제점도 있다.
KR 10-1309613 B1
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 슈퍼프레임을 이용한 인체 영역 네트워크의 채널 이용성을 향상시키고, 각 패킷 사이에 인체 특성을 고려한 가드 인터벌을 삽입함으로써, 인체 통신의 통신 성능을 극대화할 수 있는 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 인체 통신 방법은 싱크 노드가 이전 슈퍼프레임에서 수신한 참여 노드들의 제1 데이터 슬롯 요청 또는 제1 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 현재 슈퍼프레임에서 상기 참여 노드들의 데이터 전송을 위한 제1 스케줄링 정보를 전송하는 단계와, 상기 참여 노드들이 경쟁을 통하여 현재 슈퍼프레임에서 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청하는 단계와, 상기 싱크 노드가 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 수신한 경우, 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 상기 제1 스케줄링 정보를 갱신하여 현재 슈퍼프레임에서 상기 참여 노드들의 데이터 전송을 위한 제2 스케줄링 정보를 전송하는 단계와, 상기 제2 스케줄링 정보에 포함되지 않은 참여 노드가 다음 슈퍼프레임에 참여하기 위하여 제3 데이터 슬롯 요청 또는 제3 데이터 슬롯 해제 요청하는 단계와, 상기 제2 스케줄링 정보를 기초로 각 참여 노드가 할당된 데이터 슬롯에 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 스케줄링 정보는 상기 싱크 노드의 아이디(ID), 상기 싱크 노드의 타임 스탬프(time stamp), 잔여 데이터 슬롯 개수 및 상기 제1 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제1 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 상기 참여 노드들에게 할당된 데이터 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 스케줄링 정보는 상기 싱크 노드의 아이디(ID), 상기 싱크 노드의 타임 스탬프(time stamp), 잔여 데이터 슬롯 개수 및 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 상기 참여 노드들에게 할당된 갱신된 데이터 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 슈퍼프레임은 상기 제1 스케줄링 정보가 전송되는 제1 스케줄 구간과, 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청이 전송되는 제1 참여 구간과, 상기 제2 스케줄링 정보가 전송되는 제2 스케줄 구간과, 상기 제3 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제3 데이터 슬롯 해제 요청이 전송되는 제2 참여 구간과, 상기 데이터가 전송되는 데이터 전송 구간을 포함할 수 있다.
또한, 상기 슈퍼프레임 내의 각 패킷은 가드 인터벌(guard interval)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가드 인터벌(guard interval)은 인체 특성을 고려하여 1바이트로 설정될 수 있다.
또한, 상기 데이터를 전송하는 단계는 각 참여 노드가 상기 제2 스케줄링 정보를 기초로 상기 싱크 노드로 데이터를 전송하거나, 상기 싱크노드로부터 데이터를 수신하는 경우에만 웨이크업(wake up)할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법은 복수의 스케줄 구간 및 복수의 참여 구간을 포함함에 따라 채널 이용성이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법은 인체 채널 특성 및 인체 영역 네트워크 환경 특성을 고려하여 설정되므로, 표준에서 정의된 네트워크의 대역폭 보다 대역폭이 증가하여 데이터 전송량이 증가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치의 내부 블록도를 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜의 슈퍼프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 매체 접근 제어(MAC)의 계층 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 슈퍼프레임의 패킷 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법의 신호 흐름도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 설명에 참조되는 도면이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "??부", "??모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
다양한 웨어러블(wearable) 기기의 출현으로 밴드 혹은 시계, 신발 삽입형 기기 등 다양한 웨어러블 기기를 착용하는 사람들이 증가하고 있으며, 머리 장착형 디스플레이 기기 등도 증강 현실(Augmented Reality: AR) 및 가상 현실(Virtual Reality: VR) 기술을 기반으로 서비스가 제공되고 있다.
이러한 인체 주위 기기를 기반으로 한 서비스는 블루투스(bluetooth)와 같은 산업 과학 의료용(Industry Science Medical: ISM) 밴드 상에서 통신하는 기술을 기반으로 기기간 통신이 이뤄지고 있으나, 증강 현실(AR) 및 가상 현실(VR) 기술의 발달에 따라, 현재 사용되고 있는 무선 통신 방법은 충분하지 못하고, 다양한 기기간 통신이 이뤄질 경우, 산업 과학 의료용(ISM) 밴드에서 대역폭 부족 현상이 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 인체를 매질로 사용하는 인체 통신 기술이 대두되었다.
인체 통신은 무선 통신에 비하여 다양한 장점들이 존재하는데 대표적으로 인체는 많은 양의 수분과 전해질로 이루어져 있어, 무선 통신의 매질인 공기에 비하여 낮은 감쇠율을 가진다. 따라서, 인체 통신은 무선 통신에 비해 저전력 통신이 가능하여 배터리를 기반으로 동작하는 웨어러블 기기의 라이프 타임(life time)을 증가시킨다. 또한, 인체 통신은 채널 개수를 자유롭게 설정할 수 있어, 무선 통신의 채널 부족 현상을 해결할 수 있고, 무선 전파율이 낮아 무선 통신에 비하여 보안이 더욱 뛰어나다는 장점이 있다.
그러나, 인체 통신의 표준에서 제시되는 인체 통신용 프로토콜은 이론적 최대 성능이 대역폭의 34%인 슬롯 알로하(slotted aloha)로 정의되어 있어 비효율적이라는 문제가 있다.
또한, 인체 통신의 표준에는 가드 인터벌이 공기 중 매질에 기초하여 85us로 설정되어 있으나, 이는 인체 영역에서 최대 통신거리라고 할 수 있는 5미터 거리에서의 빛의 속도를 고려할 때, 가드 인터벌이 과도하게 길게 설정되어 있어 전파 지연(propagation delay) 등의 통신 성능 저하를 야기한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 인체 네트워크 환경 및 인체 채널 특성을 고려한 인체 통신용 시분할 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜의 슈퍼프레임 구조 및 이를 이용한 인체 통신 방법을 제안한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치의 내부 블록도를 예시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 무선 인체 영역 네트워크(Wireless Body Area Network: WBAN)은 적어도 하나의 무선 통신 노드를 포함할 수 있다. 무선 통신 노드는 이동성을 가질 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 노드는 이동 통신 단말, 노트북, 태블릿, 웨어러블(wearable) 기기 등일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
무선 통신 노드는 하나의 싱크 노드(sink node, 도 6의 200)와 싱크 노드(200)에 종속되는 적어도 하나의 참여 노드(도 6의 300)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 싱크 노드(200)는 참여 노드(300) 없이 독립적으로 동작할 수도 있다.
싱크 노드(200)와 참여 노드(300)는 피코넷(piconet)을 형성할 수 있다. 싱크 노드(200)는 참여 노드(300) 및/또는 통신 범위 내에 있는 다른 싱크 노드(200)와 통신할 수 있다.
싱크 노드(200) 및 참여 노드(300)는 캐리어 감지 다중 액세스(Carrie Sense Multiple Access: CSMA) 및 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access: TDMA) 방식에 따라 통신할 수 있다.
싱크 노드(200) 및 참여 노드(300)는 도 1의 네트워크 장치(10)를 각각 구비할 수 있다.
네트워크 장치(10)는 저장부(11), 제어부(13) 및 통신부(15)를 포함할 수 있다.
제어부(13)는 무선 인체 영역 통신(WBAN)에서 노드에 따라, 통신부(15)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 장치(10)가 싱크 노드(200)에 구비되는 경우, 제어부(13)는 통신부(15)를 제어하여 전역 정보(예를 들어, 싱크 노드(200)의 아이디(ID), 싱크 노드(200)가 유지하는 시간 동기화 정보, 참여 노드(300)의 스케줄링 정보 등)를 브로드 캐스트(broadcast)하고, 참여 노드(300)로부터 해당 시간에 데이터를 전송 받을 수 있다. 다른 예로, 네트워크 장치(10)가 참여 노드(300)에 구비되는 경우, 제어부(13)는 통신부(15)를 제어하여, 싱크 노드(200)로부터 전역 정보를 수신 받고, 해당 시간에 데이터를 전송할 수 있다.
저장부(11)는 무선 인체 영역 통신(WBAN)에서 노드가 통신하는데 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 장치(10)가 싱크 노드(200)에 구비되는 경우, 저장부(11)는 참여 노드(300)의 스케줄링 정보를 저장할 수 있다. 다른 예로, 네트워크 장치(10)가 참여 노드(300)에 구비되는 경우, 저장부(11)는 싱크 노드(200)로부터 수신 받는 시간 동기화 정보를 저장할 수 있다.
한편, 도 1은 네트워크 장치(10)의 내부 블록도의 일 예일 뿐, 실시예에 따라, 다른 구성요소들이 네트워크 장치(10)에 포함될 수 있음은 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜의 슈퍼프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 슈퍼프레임(100)은 제1 스케줄 구간(110), 제1 참여 구간(120), 제2 스케줄 구간(130), 제2 참여 구간(140) 및 데이터 구간(150)을 포함할 수 있다.
제1 스케줄 구간(110)은 스케줄 패킷을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스케줄 패킷의 크기는 283바이트(0.002264초)일 수 있다.
싱크 노드(200)는 제1 스케줄 구간(110)에서 제1 스케줄링 정보를 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. 제1 스케줄링 정보는 싱크 노드(200)에 종속되는 참여 노드(300) 및/또는 다른 싱크 노드(200)와의 통신을 위한 싱크 노드(200)의 아이디(ID), 참여 노드(300)의 시간 동기화를 위한 싱크 노드(200)의 타임 스탬프(time stamp), 슈퍼프레임(100)의 잔여 데이터 슬롯 개수, 참여 노드(300)들의 제1 데이터 슬롯 요청 또는 제1 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 참여 노드(300)들에게 할당된 데이터 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
이때, 제1 데이터 슬롯 요청 또는 제1 데이터 슬롯 해제 요청은 이전 슈퍼프레임(100)에서 싱크 노드(200)가 수신한 참여 노드(300)들의 데이터 슬롯 요청 또는 슬롯 해제 요청일 수 있다.
데이터 슬롯 요청은 데이터 슬롯을 할당 받지 못한 참여 노드(300)의 신규 참여 요청을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 슬롯 요청은 이미 데이터 슬롯을 할당 받은 참여 노드(300)의 증가된 데이터 전송을 위한 데이터 슬롯의 증가 요청 또는 감소된 데이터 전송을 위한 데이터 슬롯의 감소 요청을 포함할 수 있다.
싱크 노드(200)는 랜덤(random) 숫자 생성을 통하여 각각의 참여 노드(300)의 데이터 슬롯을 결정하되, 이미 할당된 숫자를 생성한 경우, 빈 데이터 슬롯을 순차적으로 검색하여 각각의 참여 노드(300)에게 데이터 슬롯을 할당할 수 있다. 싱크 노드(200)는 모든 참여 패킷에 반응할 수 있도록 설정될 수 있다.
참여 노드(300)는 제1 참여 구간(120)에서 싱크 노드(200)에게 데이터 슬롯 요청 또는 데이터 슬롯 해제 요청을 할 수 있다.
참여 노드(300)는 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터 슬롯 할당을 위한 제2 데이터 슬롯 요청 또는 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터 슬롯 해제를 위한 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 할 수 있다.
참여 노드(300)들은 제1 참여 구간(120)에서 경쟁 방식을 통해 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 스케줄 할당 및 해제는 최대 5개의 슬롯까지 가능하므로, 제1 참여 구간(120)은 5개의 참여 패킷으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 참여 패킷은 52 바이트로 설정될 수 있고, 따라서, 참여 구간의 크기는 260 바이트(0.00208초)일 수 있다.
제2 스케줄 구간(130)은 스케줄 패킷을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스케줄 패킷의 크기는 283바이트(0.002264초)일 수 있다.
싱크 노드(200)는 제2 스케줄 구간(130)에서 제2 스케줄링 정보를 브로드 캐스트(broadcast)할 수 있다. 제2 스케줄링 정보는 싱크 노드(200)에 종속되는 참여 노드(300) 및/또는 다른 싱크 노드(200)와의 통신을 위한 싱크 노드(200)의 아이디(ID), 참여 노드(300)의 시간 동기화를 위한 싱크 노드(200)의 타임 스탬프(time stamp), 슈퍼프레임(100)의 잔여 데이터 슬롯 개수, 참여 노드(300)들의 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 참여 노드(300)들에게 할당된 갱신된 데이터 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
이때, 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청은 현재 슈퍼프레임(100)에서 싱크 노드(200)가 수신한 참여 노드(300)들의 데이터 슬롯 요청 또는 슬롯 해제 요청일 수 있다.
데이터 슬롯 요청은 제1 스케줄 구간(110)에서 데이터 슬롯을 할당 받지 못한 참여 노드(300)의 신규 참여 요청을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 슬롯 요청은 제1 스케줄 구간(110)에서 데이터 슬롯을 할당 받은 참여 노드(300)의 증가된 데이터 전송을 위한 데이터 슬롯의 증가 요청 또는 감소된 데이터 전송을 위한 데이터 슬롯의 감소 요청을 포함할 수 있다.
싱크 노드(200)는 랜덤(random) 숫자 생성을 통하여 각각의 참여 노드(300)의 데이터 슬롯을 결정하되, 이미 할당된 숫자를 생성한 경우, 빈 데이터 슬롯을 순차적으로 검색하여 각각의 참여 노드(300)에게 데이터 슬롯을 할당할 수 있다. 싱크 노드(200)는 제2 스케줄 구간(130)에서 최대 5개의 데이터 슬롯을 할당 및 해제 가능하다. 싱크 노드(200)는 모든 참여 패킷에 반응할 수 있도록 설정될 수 있다.
참여 노드(300)는 제2 참여 구간(140)에서 싱크 노드(200)에게 데이터 슬롯 요청 또는 데이터 슬롯 해제 요청을 할 수 있다.
참여 노드(300)는 다음 슈퍼프레임(100)에서 데이터 슬롯 할당을 위한 제3 데이터 슬롯 요청 또는 다음 슈퍼프레임(100)에서 데이터 슬롯 해제를 위한 제3 데이터 슬롯 해제 요청을 할 수 있다.
참여 노드(300)는 제2 참여 구간(140)에서 경쟁 방식을 통해 제3 데이터 슬롯 요청 또는 제3 데이터 슬롯 해제 요청을 할 수 있다.
제2 참여 구간(140)은 5개의 참여 패킷으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 참여 패킷을 52바이트로 설정될 수 있고, 따라서, 참여 구간의 크기는 260 바이트(0.00208초)일 수 있다.
본 발명은 제1 참여 구간(120)에 참여 신청하였으나, 참여 신청이 거절된 참여 노드(300)들에게 다음 슈퍼프레임(100)에서의 참여 신청 기회를 미리 제공함으로써, 무선 인체 영역 네트워크의 채널 이용성을 증가시키고, 보다 효율적인 데이터 전송이 이뤄지도록 할 수 있다.
각각의 참여 노드(200)는 데이터 구간(150)에서 제2 스케줄링 정보를 기초로 할당된 데이터 슬롯에 데이터를 전송할 수 있다.
도 3은 도 2의 매체 접근 제어(MAC)의 계층 구조를 나타내는 도면이다. 보다 상세하게는 도 3a는 본 발명에 따른 인체 통신 방법의 물리 계층 프레임을 나타내는 도면이고, 도 3b는 매체 접근 제어(MAC)의 헤더 구조를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 3a에서 물리 계층 프레임은 프리앰블(preamble), 프레임 시작 식별자(Start Frame Delimiter: SFD), 물리 계층 헤더 및 물리 계층 서비스 데이터 유닛(Physical Layer Service Data Unit: PSDU)를 포함할 수 있다.
프리앰블(preamble)은 싱크 노드(200)와 참여 노드(300)의 시간 동기화를 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프리앰블(preamble)의 크기는 32 바이트일 수 있다.
프레임 시작 식별자(SFD)는 슈퍼프레임(100)의 시작점을 파악하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프레임 시작 식별자(SFD)의 크기는 76비트일 수 있다.
물리 계층 헤더는 슈퍼프레임(100)의 길이 정보 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 물리 계층 헤더의 크기는 4바이트일 수 있다.
물리 계층 서비스 데이터 유닛(PSDU)은 싱크 노드(200) 및 참여 노드(300)가 전송하는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물리 계층 서비스 데이터 유닛(PSDU)의 크기는 0 내지 255바이트 범위를 가질 수 있다.
도 3b에서, 매체 접근 제어(MAC) 계층 헤더는 패킷 길이 정보, 싱크 노드(200) 및 참여 노드(300)의 아이디(ID) 정보, 목적지 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패킷 길이 정보, 아이디(ID) 정보, 목적지 정보의 크기는 각각 8비트로 설정될 수 있다.
매체 접근 제어(MAC) 계층 헤더는 메시지 타입 정보 및 우선 순위 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 메시지 타입 정보 및 우선 순위 정보의 크기는 각각 3 비트로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 매체 접근 제어(MAC) 계층 헤더는 2비트의 리저브드 비트(reserved bit)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 도 2의 슈퍼프레임의 패킷 구조를 나타내는 도면이다. 보다 상세하게는 도 4a는 본 발명의 제1 스케줄 구간 및 제2 스케줄 구간의 패킷 구조를 나타내고, 도 4b는 본 발명의 제1 참여 구간 및 제2 참여 구간의 패킷 구조를 나타내고, 도 4c는 본 발명의 데이터 구간의 패킷 구조를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 4a에서, 제1 스케줄 구간(110)에서 전송되는 제1 스케줄링 정보 및 제2 스케줄 구간(130)에서 전송되는 제2 스케줄링 정보는 싱크 노드(200)의 아이디(ID) 정보, 싱크 노드(200)의 타임 스탬프 정보, 참여 노드(300)의 개수 정보, 참여 노드(300)의 아이디(ID) 정보, 참여 노드(300)에게 할당된 데이터 슬롯 정보 및 패킷 간 충돌을 방지하기 위한 가드 인터벌를 포함할 수 있다.
이때, 싱크 노드(200) 및 참여 노드(300)의 아이디(ID) 정보는 1 바이트, 싱크 노드(200)의 타임 스탬프 정보는 4바이트, 참여 노드(300)의 개수 정보 및 참여 노드(300)에게 할당된 데이터 슬롯 정보는 1 바이트로 각각 설정될 수 있다.
특히, 제1 스케줄 구간(110) 및 제2 스케줄 구간(130)에서 전송되는 각 패킷은 인체 통신의 매질인 인체의 특성(예를 들어, 피부, 수분 등)을 고려하여 1바이트로 설정될 수 있다.
도 4b에서, 제1 참여 구간(120)에서 전송되는 참여 노드(300)의 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청과, 제2 참여 구간(140)에서 전송되는 참여 노드(300)의 제3 데이터 슬롯 요청 또는 제3 데이터 슬롯 해제 요청은 참여 할당 인덱스 정보, 요구 데이터 슬롯 개수 정보 및 패킷 간 충돌을 방지하기 위한 가드 인터벌을 포함할 수 있다.
이때, 참여 할당 인덱스 정보는 데이터 슬롯을 할당 받지 못한 참여 노드(300)의 신규 참여 요청 정보, 이미 데이터 슬롯을 할당 받은 참여 노드(300)의 증가 또는 감소된 데이터 전송을 위한 데이터 슬롯의 증가 또는 감소 요청 정보, 및 이미 데이터 슬롯을 할당 받은 참여 노드(300)의 데이터 슬롯 해제 요청 정보 중 적어도 어느 하나를 의미할 수 있다.
참여 할당 인덱스 정보는 2 비트로 설정되고, 요구 데이터 슬롯 개수 정보는 6 비트로 설정될 수 있다.
특히, 제 1 참여 구간(120) 및 제2 참여 구간(140)에서 전송되는 각 패킷은 인체 통신의 매질인 인체의 특성(예를 들어, 피부, 수분 등)을 고려하여 8비트(1바이트)로 설정될 수 있다.
도 4c에서, 데이터 구간(150)에서 전송되는 참여 노드(300)의 데이터는 적어도 하나 이상일 수 있다. 실시예에 따라, 데이터 구간(150)에서 전송되는 각 패킷은 인체 통신의 매질인 인체의 특성(예를 들어, 피부, 수분 등)을 고려하여 1 바이트로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인체 통신 방법은 슈퍼프레임(100) 내의 각 패킷이 가드 인터벌(guard interval)을 포함하게 되고, 특히, 가드 인터벌이 인체 채널을 고려하여 1 바이트로 설정됨에 따라, 표준에 의한 인체 통신 방법에 비하여 전파 지연(propagation delay)이 현저하게 감소하고, 대역폭이 증가하여 데이터 전송량이 향상된다는 이점이 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법을 나타내는 순서도이다.
도면을 참조하면, 먼저, 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임(100)을 이용한 인체 통신 방법은 싱크 노드(200)가 이전 슈퍼프레임(100)에서 수신한 참여 노드(300)들의 제1 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 현재 슈퍼프레임(100)에서 참여 노드(300)들의 데이터 전송을 위한 제1 스케줄링 정보를 전송하는 단계(S510)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 스케줄링 정보는 싱크 노드(200)의 아이디(ID), 싱크 노드(200)의 타임 스탬프(time stamp), 잔여 데이터 슬롯 개수 및, 제1 데이터 슬롯 요청 또는 제1 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 참여 노드(300)들에게 할당된 데이터 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
본 발명은 참여 노드(300)들에게 할당된 데이터 슬롯 정보가 슈퍼프레임(100)의 맨 앞에 존재하며, 후술하는 바와 같이, 제1 참여 구간(120)에 참여 노드(300)들의 참여가 없는 경우, 제2 스케줄 구간(130) 및 제2 참여 구간(140) 없이 데이터 구간(150)을 통한 참여 노드(300)들의 데이터 전송이 수행되므로, 전파 지연(propagation delay)이 감소하고, 보다 효율적으로 인체 통신을 운영할 수 있게 된다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임(100)을 이용한 인체 통신 방법은 참여 노드(300)들이 경쟁을 통하여 현재 슈퍼프레임(100)에서 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청하는 단계(S530)를 포함할 수 있다.
제2 데이터 슬롯 요청은 제1 스케줄 구간(110)에서 데이터 슬롯을 할당 받지 못한 참여 노드(300)의 신규 참여 요청을 의미할 수 있다. 또는, 제2 데이터 슬롯 요청은 참여 노드(300)가 제1 스케줄 구간(110)에서 데이터 슬롯을 할당 받았으나 싱크 노드(200)로 전송해야할 데이터량이 증가하여 데이터 슬롯이 추가로 필요한 경우 참여 노드(300)가 전송하는 데이터 슬롯 증가 요청을 의미할 수 있다. 또는, 제2 데이터 슬롯 요청은 참여 노드(300)가 제1 스케줄 구간(110)에서 데이터 슬롯을 할당 받았으나 싱크 노드(200)로 전송해야할 데이터량이 감소하여 요구되는 데이터 슬롯이 감소한 경우 참여 노드(300)가 전송하는 데이터 슬롯 감소 요청을 의미할 수 있다.
제2 데이터 슬롯 해제 요청은 참여 노드(300)가 제1 스케줄 구간(110)에서 데이터 슬롯을 할당 받았으나, 싱크 노드(200)로 전송해야할 데이터가 삭제된 경우 참여 노드(300)가 전송하는 데이터 슬롯 해제 요청을 의미할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 제2 데이터 슬롯 요청에 의해 참여 노드(300)는 다음 슈퍼프레임(100)을 기다리지 않고도 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터를 전송할 수 있게 되어 보다 신속한 인체 통신이 가능하다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임(100)을 이용한 인체 통신 방법은 싱크 노드(200)가 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 수신한 경우, 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 제1 스케줄링 정보를 갱신하여 현재 슈퍼프레임(100)에서 참여 노드(300)들의 데이터 전송을 위한 제2 스케줄링 정보를 전송하는 단계(S550)를 포함할 수 있다.
이때, 제2 스케줄링 정보는 싱크 노드(200)의 아이디(ID), 싱크 노드(200)의 타임 스탬프(time stamp), 잔여 데이터 슬롯 개수 및, 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 참여 노드(300)들에게 할당된 갱신된 데이터 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따란, 싱크 노드(200)가 제2 데이터 슬롯 요청 및 제2 데이터 슬롯 해제 요청 중 어느 것도 수신하지 못한 경우, 싱크 노드(200)는 데이터 슬롯 정보를 갱신하지 않으며, 참여 노드(300)는 제1 스케줄링 정보를 기초로 할당된 데이터 슬롯에 데이터를 전송할 수 있다. 이에 따라 제2 스케줄 구간(130) 및 제2 참여 구간(140) 없이, 데이터 구간(150)을 통한 참여 노드(300)들의 데이터 전송이 수행되므로, 인체 통신의 전파 속도가 향상된다.
다음, 본 발명의 실시예에 다른 슈퍼프레임(100)을 이용한 인체 통신 방법은 제2 스케줄링 정보에 의하여 데이터 슬롯을 할당 받지 못한 참여 노드(300)들이 경쟁을 통하여 다음 슈퍼프레임(100)에서 제3 데이터 슬롯 요청 또는 제3 데이터 슬롯 해제 요청하는 단계(S570)를 포함할 수 있다.
제3 데이터 슬롯 요청은 제1 스케줄 구간(110) 및 제2 스케줄 구간(130)에서 데이터 슬롯을 할당 받지 못한 참여 노드(300)의 신규 참여 요청을 의미할 수 있다. 또는, 제2 데이터 슬롯 요청은 참여 노드(300)가 제2 스케줄 구간(130)에서 데이터 슬롯을 할당 받았으나 싱크 노드(200)로 전송해야할 데이터량이 증가하여 데이터 슬롯이 추가로 필요한 경우 참여 노드(300)가 전송하는 데이터 슬롯 증가 요청을 의미할 수 있다. 또는, 제3 데이터 슬롯 요청은 참여 노드(300)가 제2 스케줄 구간(130)에서 데이터 슬롯을 할당 받았으나 싱크 노드(200)로 전송해야할 데이터량이 감소하여 요구되는 데이터 슬롯이 감소한 경우 참여 노드(300)가 전송하는 데이터 슬롯 감소 요청을 의미할 수 있다.
제3 데이터 슬롯 해제 요청은 참여 노드(300)가 제2 스케줄 구간(110)에서 데이터 슬롯을 할당 받았으나, 싱크 노드(200)로 전송해야할 데이터가 삭제된 경우 참여 노드(300)가 전송하는 데이터 슬롯 해제 요청을 의미할 수 있다.
본 발명은 제1 참여 구간(120)에 참여 신청하였으나, 참여 신청이 거절된 참여 노드(300)들에게 다음 슈퍼프레임(100)에서의 참여 신청 기회를 미리 제공함으로써, 무선 인체 영역 네트워크의 채널 이용성을 증가시키고, 보다 효율적인 데이터 전송이 이뤄지도록 할 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 다른 슈퍼프레임(100)을 이용한 인체 통신 방법은 제2 스케줄링 정보를 기초로 각 참여 노드(300)가 할당된 데이터 슬롯에 데이터를 전송하는 단계(S590)를 포함할 수 있다.
참여 노드(300)는 싱크 노드(200)의 타임 스탬프 및 데이터 슬롯 정보를 기초로 해당 시간에 데이터를 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법의 신호 흐름도이다.
도면을 참조하면, 싱크 노드(200)는 참여 노드(300)에게 전역 정보를 전송할 수 있다(S600).
전역 정보는 상술한 제1 스케줄링 정보를 의미할 수 있다. 전역 정보는 싱크 노드(200)의 아이디(ID) 정보, 싱크 노드(200)의 타임 스탬프(time stamp) 정보, 잔여 데이터 슬롯 개수 정보 및, 이전 슈퍼프레임(100)에서 참여 노드(300)들의 제1 데이터 슬롯 요청 또는 제1 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 참여 노드(300)들에게 이미 할당된 데이터 슬롯 정보 등을 포함할 수 있다.
참여 노드(300)는 자신의 시간을 싱크 노드(200)의 시간에 동기화할 수 있다(S610).
참여 노드(300)는 싱크 노드(200)가 유지하고 있는 타임 스탬프(time stamp) 정보를 기초로 싱크 노드(200)의 시간에 자신의 시간을 동기화할 수 있다.
참여 노드(300)는 참여 패킷을 싱크 노드(200)에 전송할 수 있다(S620).
참여 노드(300)들은 경쟁을 통하여 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터를 전송하기 위한 제2 데이터 슬롯 요청 또는 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터를 전송하지 않기 위한 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 싱크 노드(200)에 전송할 수 있다.
싱크 노드(200)는 참여 패킷을 기초로 데이터 슬롯을 스케줄링(scheduling)할 수 있다(S630).
싱크 노드(200)는 제2 데이터 슬롯 요청을 기초로 어느 하나의 참여 노드(300)에게 데이터 슬롯을 할당할 수 있다. 또는, 싱크 노드(200)는 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 어느 하나의 참여 노드(300)에게 이미 할당된 데이터 슬롯을 해제할 수 있다.
싱크 노드(200)는 갱신된 전역 정보를 참여 노드(300)에게 전송할 수 있다(S640).
갱신된 전역 정보는 상술한 제2 스케줄링 정보를 의미할 수 있다. 갱신된 전역 정보는, 싱크 노드(200)의 아이디(ID) 정보, 싱크 노드(200)의 타임 스탬프(time stamp) 정보, 잔여 데이터 슬롯 개수 정보 및, 현재 슈퍼프레임(100)에서 참여 노드(300)들의 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 참여 노드(300)들에게 할당된 갱신된 데이터 슬롯 정보 등을 포함할 수 있다.
싱크 노드(200)는 갱신된 전역 정보를 참여 노드(300)에게 전송한 후, 참여 노드(300)로부터의 데이터 수신을 대기할 수 있다(S650).
실시예에 따라, 싱크 노드(200)가 제2 데이터 슬롯 요청 및 제2 데이터 슬롯 해제 요청 중 어느 것도 수신하지 못한 경우, 싱크 노드(200)는 S640 단계를 수행하지 않고 참여 노드(300)로부터의 데이터 수신을 대기할 수도 있다 (S650). 이에 따라, 인체 통신의 전파 속도가 향상된다.
참여 노드(300)는 갱신된 전역 정보를 수신하는 경우, 갱신된 전역 정보를 기초로 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터 전송이 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S660).
참여 노드(300)는 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터 전송이 가능하다고 판단한 경우, 할당된 데이터 슬롯에 데이터를 전송할 수 있다(S670).
한편, 싱크 노드(200)는 슈퍼프레임(100) 전 구간에서 웨이크업(wake up) 상태를 유지할 수 있다. 참여 노드(300)는 제2 스케줄 구간(130)에서 싱크 노드(200)로부터 수신한 제2 스케줄링 정보를 기초로 자신이 어떤 데이터 슬롯에 할당되었는지 확인하여, 데이터 구간(150)에서 싱크 노드(200)로 데이터를 전송하거나, 싱크 노드(200)로부터 데이터를 수신하는 경우에만 웨이크업(wake up)할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 인체 통신 방법은 보다 저전력의 인체 통신이 가능하다.
참여 노드(300)는 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터 전송이 불가능하다고 판단한 경우, 현재 데이터 슬롯 인덱스가 슈퍼프레임(100)의 마지막 순서인지 여부를 판단할 수 있다(S680).
참여 노드(300)는 현재 데이터 슬롯 인덱스가 슈퍼프레임(100)의 마지막 순서가 아닌 경우, 계속하여 현재 슈퍼프레임(100)에서 데이터 전송이 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S600).
참여 노드(300)는 현재 데이터 슬롯 인덱스가 슈퍼프레임(100)의 마지막 순서인 경우 더 이상 진행하지 않고, 다음 슈퍼프레임(100)에서 참여 패킷을 전송할 수 있다.
같은 이치로, 싱크 노드(200)는 참여 노드(300)로부터의 데이터 수신 대기 이후, 현재 슬롯 인덱스가 슈퍼프레임(100)의 마지막인지 여부를 판단할 수 있다(S690).
싱크 노드(200)는 현재 슬롯 인덱스가 슈퍼프레임(100)의 마지막 순서가 아닌 경우, 계속하여 데이터 수신을 대기할 수 있다(S650).
싱크 노드(200)는 현재 슬롯 인덱스가 슈퍼프레임(100)의 마지막 순서인 경우, 더 이상 진행하지 않고 다음 슈퍼프레임(100)에서 참여 노드(300)의 참여 패킷을 수신할 수 있다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 설명에 참조되는 도면이다.
보다 상세하게는, 도 7은 인체 내에서 거리 증가에 따른 전자기파의 전파 지연(propagation delay)을 나타내는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 7에서 인체내에서 거리가 증가하수록 전파 지연(propagation delay)이 증가하는 것을 알 수 있다. 서로 다른 인체간 제어할 수 없는 차이에 의한 효과, 혈액량 변화 등을 고려할 때, 전파 지연(propagation delay)은 대략 10cm 당 0.94ns로 연산될 수 있다.
빛의 속도를 고려할 때, 전파가 공기 중에서 나노초(nanosecond)당 30cm로 이동한다고 가정하더라도, 전자기파가 인체를 통해 전파될 때, 전파 지연이 3 내지 4배 정도 느려지는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 인체 통신에서 전파 지연을 신중하게 고려하여 가드 인터벌을 설정하여야 함에도, 종래 표준에서는 인체 특성을 고려함이 없이 공기 중 매질의 전파 지연 시간을 고려하여 가드 인터벌을 85us로 설정하였다. 이에 따라, 종래 인체 통신 방법의 표준은 통신 성능을 저하시킨다는 문제가 있다.
본 발명의 인체 통신 방법은 인체내에서 전자기파의 전파 지연 속도를 고려하여, 각 패킷에 1바이트(8비트)의 가드 인터벌을 설정할 수 있다. 이는 인체내에서 최대 거리가 2.5m(finger to toe)라 가정한 후, 가드 인터벌을 전자기파의 전파 속도(10.6cm/ns)에 대하여 상술한 전파 지연 시간의 두 배(인체영역에서 최대 통신 거리)가 되도록 설정한 결과이다. 또한, 가드 인터벌을 패킷 구조 내에서 고려할 때, 가드 인터벌은 1바이트(8비트)일 수 있다.
도 8은 변화하는 데이터 전송률에 대한 단일 바이트의 임계값(threshold)을 나타내는 도면이다.
도 8에서와 같이, 인체 통신 방법에 있어서, 1 바이트의 가드 인터벌을 구비하는 경우, 170Mbps의 데이터 전송률을 초과할 때까지 유효하게 유지되는 것을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인체 통신 방법의 유효전송률(goodput)을 나타내는 도면이다.
UP CSMA/CA Slotted aloha IB-MAC
CWMIN CWMAX CPMAX CPMIN CPMIN
User Priority0 16 64 1/8 1/16 1/16
User Priority1 16 32 1/8 3/32 3/32
User Priority2 8 32 1/4 3/32 3/32
User Priority3 8 16 1/4 1/8 1/8
User Priority4 4 16 3/8 1/8 1/8
User Priority5 4 8 3/8 3/16 3/16
User Priority6 2 8 1/2 3/16 3/16
User Priority7 1 4 1/8 1/4 1/4
보다 상세하게는 도 9는 상기 표 1의 표준에서 제시하는 노드의 우선순위(User Priority: UP) 및 그에 상응하는 확률에 기초한 유효전송률(goodput)을 나타내는 도면이다. CW는 CSMA/CA에서 사용되는 경쟁 윈도우(contention window)를 나타내고, CP는 clotted aloha 및 본 발명의 인체 통신 방법에서 사용되는 경쟁 확률을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 인체 통신 방법(Intra Body MAC: IB-MAC)은 표준에서 제시된 물리 계층 프레임 구조를 따르며, 다만, 프레임 시작 식별자(Start Frame Delimiter: SFD)는 6번 재전송이 아닌 한번으로 제한한다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 인체 통신 방법(IB-MAC)은 표준에 정의된 슬롯 알로하(slotted aloha)의 CPmin으로 설정한다.
도 9에서와 같이, 표준에 기반한 인체 통신(예를 들어, CSMA/CA, slotted aloha)은 최대 성능이 300kbps(G1)임에 반해, 본 발명에 의한 인체 통신 방법은 최대 성능이 452kbps인 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 인체 통신 방법의 성능이 종래 표준 방식에 의한 인체 통신 방법에 비해 현저하게 우수한 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 인체 통신 방법의 유효전송률(goodput)과 다른 인체 통신 방법의 유효전송률(goodput)을 비교하기 위한 도면이다.
도 10에서 종래 표준에 의한 슬롯 알로하(slotted aloha) 방식 및 phang 방식 보다 본 발명의 인체 통신 방법(IB-MAC)의 유효전송률(goodput)이 두 배 이상 큰 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 인체 영역 네트워크에 참여하는 모든 노드에 아이디를 부여하며 데이터를 전송하기 위해 필요한 데이터 슬롯은 특정 구간에 싱크 노드(200)에 요청한 후, 싱크 노드(200)에서의 스케줄링에 따라 결정하게 된다. 또한, 인체 채널을 고려하여 가드 인터벌을 설정함으로써, 표준에서 정의하는 프로토콜에 비하여 현저한 통신 성능을 구비하게 된다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 네트워크 장치
100: 슈퍼프레임
200: 싱크 노드
300: 참여 노드

Claims (7)

  1. 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법에 있어서,
    싱크 노드가 이전 슈퍼프레임에서 수신한 참여 노드들의 제1 데이터 슬롯 요청 또는 제1 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 현재 슈퍼프레임에서 상기 참여 노드들의 데이터 전송을 위한 제1 스케줄링 정보를 전송하는 단계;
    상기 참여 노드들이 경쟁을 통하여 현재 슈퍼프레임에서 제2 데이터 슬롯 요청 또는 제2 데이터 슬롯 해제 요청하는 단계;
    상기 싱크 노드가 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 수신한 경우, 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청을 기초로 상기 제1 스케줄링 정보를 갱신하여 현재 슈퍼프레임에서 상기 참여 노드들의 데이터 전송을 위한 제2 스케줄링 정보를 전송하는 단계;
    상기 제2 스케줄링 정보에 포함되지 않은 참여 노드가 다음 슈퍼프레임에 참여하기 위하여 제3 데이터 슬롯 요청 또는 제3 데이터 슬롯 해제 요청하는 단계; 및
    상기 제2 스케줄링 정보를 기초로 각 참여 노드가 할당된 데이터 슬롯에 데이터를 전송하는 단계;를 포함하는 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스케줄링 정보는
    상기 싱크 노드의 아이디(ID), 상기 싱크 노드의 타임 스탬프(time stamp), 잔여 데이터 슬롯 개수 및 상기 제1 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제1 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 상기 참여 노드들에게 할당된 데이터 슬롯 정보를 포함하는 것인 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스케줄링 정보는
    상기 싱크 노드의 아이디(ID), 상기 싱크 노드의 타임 스탬프(time stamp), 잔여 데이터 슬롯 개수 및 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청에 따라 상기 참여 노드들에게 할당된 갱신된 데이터 슬롯 정보를 포함하는 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슈퍼프레임은
    상기 제1 스케줄링 정보가 전송되는 제1 스케줄 구간과, 상기 제2 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제2 데이터 슬롯 해제 요청이 전송되는 제1 참여 구간과, 상기 제2 스케줄링 정보가 전송되는 제2 스케줄 구간과, 상기 제3 데이터 슬롯 요청 또는 상기 제3 데이터 슬롯 해제 요청이 전송되는 제2 참여 구간과, 상기 데이터가 전송되는 데이터 전송 구간을 포함하는 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슈퍼프레임 내의 각 패킷은 가드 인터벌(guard interval)을 포함하는 것인 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가드 인터벌(guard interval)은
    1바이트로 설정되는 것인 슈퍼프레임을 이용한 인체 통신 방법.
  7. 삭제
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