KR102258309B1 - 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 시스템 및 방법 - Google Patents

백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 시스템 및 방법 Download PDF

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최은진
김윤민
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Abstract

본 발명은 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 방법은, 데이터 수집 장치로부터 비컨 신호를 수신하여 윈도우 설정 구간에서 임의의 수신 윈도우 구간을 설정하는 단계, 상기 윈도우 설정 구간에서, 상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하는 단계, 및 데이터 전송 구간에서, 상기 데이터 수집 장치로부터 웨이크업 신호를 수신하여 웨이크업 구간으로 설정하고, 상기 백스캐터 응답 메시지에 따른 스케줄링 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 시스템 및 방법{WAKEUP RADIO SYSTEMS AND METHODS BASED ON BACKSCATTER WAKEUP RADIO}
본 발명은 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 시스템 및 방법에 관한 것이다.
백스캐터(backscatter) 통신은 외부 신호를 반사시켜 무전원으로 데이터를 전송할 수 있으며, 단말의 에너지를 사용하지 않고도 데이터 전송이 가능하기 때문에 에너지 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있기 때문에 IoT 기기 등에서 다양하게 활용되고 있다
한편, 내장 배터리를 전력원으로 포함하는 모바일 장치가 확산되고, 모바일 장치의 사용 시간이 중요해짐에 따라 무선 통신 단말의 에너지 효율 역시 중요해지고 있다. 따라서 무선 통신 단말의 에너지 효율을 더욱 높일 수 있는 무선 통신 방법이 필요하다. 무선랜에서 에너지 효율을 높이기 위해 주로 사용된 방법은 무선 통신 단말을 사용하지 않을 때 무선 통신 단말이 슬립 모드에 진입하는 것이다. 다만, 슬립 모드에 진입한 무선 통신 단말은 무선 통신을 수행하지 않으므로, 무선 통신 단말과 외부 장치 사이의 무선 통신이 제한될 수 있다. 또한, 무선 통신 단말은 외부 장치가 무선 통신 단말에 보내는 무선 신호를 수신하기 위해 주기적으로 슬립 모드를 중단해야 할 수 있다. 따라서 무선 통신 단말이 슬립 모드의 중단을 트리거링하는 별도의 웨이크업(웨이크업) 라디오를 사용하는 방법이 제안되고 있다. 무선 통신 단말이 웨이크업 라디오를 사용할 경우, 무선 통신 단말이 저전력으로 웨이크업 라디오를 수신하는 웨이크업 라디오 수신부를 포함하고, 슬립 모드에서 무선 통신 단말이 웨이크업 라디오 수신부를 통해 웨이크업 라디오를 수신할 수 있다.
도 1은 종래의 웨이크업 라디오 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 웨이크업 라디오(WuR, Wakeup Radio) 기술에서는 웨이크업 라디오 단말(WuR Device)이 슬립 모드(Sleep mode)에서 저전력 동작을 수행할 수 있는 웨이크업 라디오 송수신기(Wake-up Radio Transmitter)로 지칭된 2차 송수신기를 통해 채널을 감시한다. 웨이크업 라디오 단말의 메인 MCU(Main MCU, Main Micro Controller Unit)은 특정 웨이크업 신호 수신 시 인터럽트(Interrupt) 동작을 통해 슬립 모드를 해제하고, 메인 라디오 송수신기(Main Radio Transmitter)로 지칭된 주동작부의 1차 송수신기를 ON으로 동작시켜 데이터를 전송한다.
웨이크업 라디오 기술은 주동작부 대비 1/1000배 수준의 저전력 동작을 수행하는 2차 송수신기를 활용하기 때문에 단말의 에너지 소모를 절감할 수 있다. 그러나 여전히 웨이크업 라디오 단말들은 1차 송수신기를 통해 데이터를 전송하는 과정에서 충돌로 인한 에너지 소비가 발생할 수 있다.. 또한, 웨이크업 라디오 단말들이 증가하면, 주변 웨이크업 라디오 단말과의 채널 경쟁에 따른 충돌은 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 백스캐터 기반의 웨이크업 라디오 단말로 구성된 네트워크 환경에서 최소한의 에너지를 사용하여 저전력 채널 경쟁을 수행하고, 웨이크업 신호에 따라 고효율 데이터 전송을 수행할 수 있는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들은 웨이크업 라디오 단말로 구성된 네트워크 환경에서 저전력 채널 경쟁을 수행하고, 채널 경쟁을 통해 설정된 스케줄링 순서를 바탕으로 데이터 전송을 수행함으로써, 에너지 효율 및 네트워크 처리율을 향상시킬 수 있는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위의 환경에서도 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터 수집 장치로부터 비컨 신호를 수신하여 윈도우 설정 구간에서 임의의 수신 윈도우 구간을 설정하는 단계; 상기 윈도우 설정 구간에서, 상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하는 단계; 및 데이터 전송 구간에서, 상기 데이터 수집 장치로부터 웨이크업 신호를 수신하여 웨이크업 구간으로 설정하고, 상기 백스캐터 응답 메시지에 따른 스케줄링 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 데이터를 전송하는 단계를 포함하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말의 동작 방법이 제공될 수 있다.
상기 수신 윈도우 구간을 설정하는 단계는, 상기 데이터 수집 장치로부터 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 수신하고, 상기 비컨 신호에 포함된 윈도우 설정 구간에서 상기 수신 윈도우 길이를 가지는 임의의 수신 윈도우 구간을 설정할 수 있다.
상기 백스캐터 응답 메시지를 전송하는 단계는, 상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 경쟁 신호를 수신하면, 상기 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송할 수 있다.
상기 백스캐터 응답 메시지를 전송하는 단계는, 동일한 간격 또는 임의의 간격으로 구분된 수신 윈도우 구간에서 상기 경쟁 신호의 수신 시점을 클럭 동작을 통해 측정하고, 상기 측정된 구간에 해당하는 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송할 수 있다.
상기 윈도우 설정 구간에서 상기 설정된 수신 윈도우 구간을 제외한 나머지 윈도우 설정 구간에서 슬립 모드로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 데이터 전송 구간에서 상기 설정된 웨이크업 구간을 제외한 나머지 데이터 전송 구간에서 슬립 모드로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터를 전송하는 단계는, 상기 수신된 웨이크업 신호에 포함된 단말 정보와 스케줄링 순서를 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 데이터를 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 웨이크업 라디오 단말에 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 전송하는 단계; 상기 윈도우 설정 구간에서 상기 웨이크업 라디오 단말에 경쟁 신호를 전송하고, 상기 웨이크업 라디오 단말로부터 수신된 백스캐터 응답 메시지를 기반으로 데이터 전송을 스케줄링하는 단계; 및 데이터 전송 구간에서, 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 상기 웨이크업 라디오 단말에 웨이크업 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 데이터 수집 장치의 동작 방법이 제공될 수 있다.
상기 데이터 전송을 스케줄링하는 단계는, 상기 윈도우 설정 구간에서 임의의 시간 간격으로 상기 웨이크업 라디오 단말에 경쟁 신호를 전송할 수 있다.
상기 데이터 전송을 스케줄링하는 단계는, 상기 경쟁 신호의 전송 시점을 기준으로 전송되는 상기 백스캐터 응답 메시지의 경쟁 결과를 기반으로 데이터 전송 구간에서 데이터를 전송할 웨이크업 단말을 결정할 수 있다.
상기 웨이크업 신호를 전송하는 단계는, 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 결정된 웨이크업 라디오 단말의 단말 정보와 스케줄링 순서를 상기 웨이크업 신호에 포함시켜 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 슬립 모드에서 백스캐터 통신을 수행하는 웨이크업 라디오 송수신기와, 웨이크업 모드에서 데이터 전송을 수행하는 메인 라디오 송수신기를 포함하는 통신 모듈; 하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신 모듈을 통해, 데이터 수집 장치로부터 비컨 신호를 수신하여 윈도우 설정 구간에서 임의의 수신 윈도우 구간을 설정하고, 상기 윈도우 설정 구간에서, 상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하고, 데이터 전송 구간에서, 상기 데이터 수집 장치로부터 웨이크업 신호를 수신하여 웨이크업 구간으로 설정하고, 상기 백스캐터 응답 메시지의 전송 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 데이터를 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말이 제공될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 데이터 수집 장치로부터 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 수신하고, 상기 비컨 신호에 포함된 윈도우 설정 구간에서 상기 수신 윈도우 길이를 가지는 임의의 수신 윈도우 구간을 설정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 경쟁 신호를 수신하면, 상기 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송할 수 있다.
상기 프로세서는, 동일한 간격 또는 임의의 간격으로 구분된 수신 윈도우 구간에서 상기 경쟁 신호의 수신 시점을 클럭 동작을 통해 측정하고, 상기 측정된 구간에 해당하는 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 윈도우 설정 구간에서 상기 설정된 수신 윈도우 구간을 제외한 나머지 윈도우 설정 구간에서 슬립 모드로 동작할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 데이터 전송 구간에서 상기 설정된 웨이크업 구간을 제외한 나머지 데이터 전송 구간에서 슬립 모드로 동작할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 수신된 웨이크업 신호에 포함된 단말 정보와 스케줄링 순서를 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 데이터를 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반으로 웨이크업 라디오 단말과 통신하고, 상기 웨이크업 라디오 단말로부터 데이터를 수집하는 통신 모듈; 하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신 모듈을 통해, 상기 웨이크업 라디오 단말에 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 전송하고, 상기 윈도우 설정 구간에서 상기 웨이크업 라디오 단말에 경쟁 신호를 전송하고, 상기 웨이크업 라디오 단말로부터 수신된 백스캐터 응답 메시지를 기반으로 데이터 전송을 스케줄링하고, 데이터 전송 구간에서, 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 상기 웨이크업 라디오 단말에 웨이크업 신호를 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 데이터 수집 장치가 제공될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 윈도우 설정 구간에서 임의의 시간 간격으로 상기 웨이크업 라디오 단말에 경쟁 신호를 전송할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 경쟁 신호의 전송 시점을 기준으로 전송되는 상기 백스캐터 응답 메시지의 경쟁 결과를 기반으로 데이터 전송 구간에서 데이터를 전송할 웨이크업 단말을 결정할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 결정된 웨이크업 라디오 단말의 단말 정보와 스케줄링 순서를 상기 웨이크업 신호에 포함시켜 전송할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 실시예들은 백스캐터 기반의 웨이크업 라디오 단말로 구성된 네트워크 환경에서 최소한의 에너지를 사용하여 저전력 채널 경쟁을 수행하고, 웨이크업 신호에 따라 고효율 데이터 전송을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 웨이크업 라디오 단말로 구성된 네트워크 환경에서 저전력 채널 경쟁을 수행하고, 채널 경쟁을 통해 설정된 스케줄링 순서를 바탕으로 데이터 전송을 수행함으로써, 에너지 효율 및 네트워크 처리율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 웨이크업 라디오 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 장치와 다수의 백스캐터 웨이크업 라디오 단말로 구성된 네트워크 환경을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 웨이크업 라디오 단말의 저전력 채널 경쟁의 동작을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 채널 경쟁 및 고효율 데이터 전송에 따른 웨이크업 라디오 단말의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백스캐터 웨이크업 라디오 단말의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예를 시뮬레이션하기 파라미터를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 대한 백스캐터 기반 웨이크업 라디오 단말 수에 따른 네트워크 처리율을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들이 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서 사용한 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 장치와 다수의 백스캐터 웨이크업 라디오 단말로 구성된 네트워크 환경을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예가 적용되는 네트워크 환경은 하나의 데이터 수집 장치(Data Collector)(120)와 복수의 백스캐터 웨이크업 라디오 단말들(WuR Device)(110)로 구성된다. 일례로, 복수의 백스캐터 웨이크업 라디오 단말들(110)은 4개의 WuR 단말 1 내지 4(111 내지 114)인 것으로 가정하기로 한다. 각 백스캐터 웨이크업 라디오 단말(110)은 데이터 수집 장치(120)로 데이터를 전송한다. 네트워크를 구성하는 다수의 웨이크업 라디오 단말들(110)의 데이터 수집을 위한 저전력 채널 경쟁을 위해, 데이터 수집 장치(120)는 채널 경쟁을 수행하는 윈도우 설정 구간(WSP, Window Setting Period)과, 데이터 전송이 이루어지는 데이터 전송 구간(Data Transmission Period)으로 나누어 동작한다. 데이터 수집 장치(120)는 윈도우 설정 구간에서 네트워크 내 모든 단말들에 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우(RW, Receiving Window) 길이를 포함하는 비컨(Beacon) 신호를 전송한다.
비컨 신호를 수신한 웨이크업 라디오 단말들(110)은 윈도우 설정 구간 내에서 임의의 수신 윈도우 구간을 설정한다. 수신 윈도우 구간 동안 웨이크업 라디오 단말(110)은 수신 시점을 측정하기 위한 클럭(Clock) 동작을 수행한다. 웨이크업 라디오 단말(110)은 설정한 수신 윈도우 구간 동안 수신한 신호에 대해 수신시점을 측정할 수 있다.
한편, 데이터 수집 장치(120)는 윈도우 설정 구간 동안 웨이크업 라디오 단말들(110)로 임의의 시간 간격으로 경쟁 신호(Contention Signal)를 전송한다. 경쟁 신호는 웨이크업 라디오 단말들(110)의 백스캐터 경쟁을 유도하기 위한 신호로서, 이를 수신한 웨이크업 라디오 단말들(110)은 백스캐터를 통해 백스캐터 응답 메시지(Backscatter Response Message)를 전송해야 한다. 구체적으로, 웨이크업 라디오 단말(110)은 설정한 수신 윈도우 구간을 사전에 설정된 값에 따라 동일한 간격 또는 임의의 간격으로 구분한다. 웨이크업 라디오 단말(110)은 경쟁 신호 수신 시점에 따라 구분되는 수신 윈도우 구간에 해당하는 백오프 값을 설정하여 백스캐터 응답 메시지를 백스캐터로 데이터 수집 장치(120)에 전송한다. 여기서, 백오프 값은 백스캐터 백오프(Backscatter Back-off) 값을 나타낸다. 이를 통해 웨이크업 라디오 단말(110)은 저전력 채널 경쟁을 수행할 수 있다. 웨이크업 라디오 단말(110)의 2차 수신기를 백스캐터(backscatter) 방식으로 사용할 경우 외부 신호를 반사시켜 통신을 수행하는 무전원 동작을 통해 웨이크업 라디오 단말(110)의 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 웨이크업 라디오 단말의 저전력 채널 경쟁의 동작을 나타낸 도면이다.
경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 한 웨이크업 라디오 단말(110)의 저전력 채널 경쟁의 동작 예시가 도 3에 나타나 있다.
윈도우 설정 구간이 시작되기 이전에, 데이터 수집 장치(120)는 윈도우 설정 구간에서 네트워크 내 모든 단말들에 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이를 포함하는 비컨(Beacon) 신호를 전송한다.
윈도우 설정 구간이 시작되면, 도 3의 4개 웨이크업 라디오 단말(110) 중 첫 번째 경쟁 신호 1(Signal 1)을 수신한 웨이크업 라디오 단말 1(111)과 웨이크업 라디오 단말 3(113)은 3 등분한 수신 윈도우에 따라 각각 2/3 및 1/3 시점에 경쟁 신호를 수신한다. 웨이크업 라디오 단말 1(111)과 웨이크업 라디오 단말 3(113)은 경쟁 신호의 수신 시점을 기준으로 백오프 값을 각각 2와 1로 결정하고 경쟁신호 수신 이후 각각의 백오프 값에 해당하는 시간이 흐른 뒤에 첫 번째 백스캐터 응답 메시지를 전송한다.
두 번째 경쟁 신호 2(Signal 2)는 웨이크업 라디오 단말 3(113)의 3/3 시점에서 수신되며, 이에 따라 웨이크업 라디오 단말 3(113)은 백오프 값을 3으로 갖는 두 번째 백스캐터 응답 메시지를 전송한다.
세 번째 경쟁 신호(Signal 3)는 어느 단말로부터도 수신되지 않는다.
네 번째 경쟁 신호(Signal 3)에는 웨이크업 라디오 단말 2(112)와 웨이크업 라디오 단말 4(114)가 각각 1/3 및 2/3 시점에 수신하며, 수신 시점을 기준으로 백오프 값 1과 2로 결정하여 백스캐터 응답 메시지를 전송하게 된다.
여기서, 웨이크업 라디오 단말들(110)이 전송하는 백스캐터 응답 메시지는 특정 시점에 하나의 웨이크업 라디오 단말(110)이 전송하는 경우 성공적으로 데이터 수집 장치(120)로 수신된다. 그러나, 백오프 값이 동일한 복수의 웨이크업 라디오 단말(110)이 동시에 백스캐터 응답 메시지를 전송할 경우 충돌이 발생한다. 데이터 수집 장치(120)는 경쟁 신호별 수신에 성공한 응답 메시지를 통해 인식된 웨이크업 라디오 단말(110)의 정보를 수집할 수 있다. 도 3에서 경쟁 신호 1, 2, 4(Signal 1, 2, 4)에 대해 데이터 수집 장치(120)는 웨이크업 라디오 단말 1, 2, 3, 4(111, 112, 113, 114)의 정보를 수집할 수 있다.
한편, 윈도우 설정 구간이 종료되면 데이터 전송 구간이 시작된다. 데이터 수집 장치(120)는 수집한 단말 정보에 따라 데이터 전송 스케줄링을 수행한다. 데이터 수집 장치(120)는 스케줄링 결과에 따라 웨이크업 라디오 단말들(110)에 데이터 전송을 유도하기 위한 웨이크업 신호를 전송하며, 웨이크업 신호를 받은 웨이크업 라디오 단말(110)은 웨이크업 모드 전환 후 데이터 수집 장치(120)로 충돌없이 고효율 데이터를 전송할 수 있다. 도 3의 데이터 전송 구간에서, 데이터 수집 장치(120)는 경쟁 신호에 응답한 웨이크업 라디오 단말 1, 2, 3, 4(111, 112, 113, 114)의 정보를 보유하고 있다. 데이터 수집 장치(120)는 수집한 단말 3, 1, 2, 4(113, 111, 112, 114)의 정보 순서로 스케줄링 순서를 결정하고, 데이터 전송 시점을 스케줄링한다. 스케줄링 결과에 따라 데이터 수집 장치(120)는 먼저 단말 1, 3(111, 113)을 깨우기 위한 웨이크업 신호를 전송하며, 이를 수신한 웨이크업 라디오 단말 1, 3(111, 113)은 포함된 스케줄링 순서 정보에 따라 데이터를 전송한다. 이후, 데이터 수집 장치(120)는 웨이크업 라디오 단말 2, 4(112, 114)를 깨우기 위한 두 번째 웨이크업 신호를 전송한다. 마찬가지로 데이터 수집 장치(120)는 신호를 받은 웨이크업 라디오 단말 2, 4(112, 114)는 순서대로 데이터를 전송하여 충돌없이 데이터 전송을 수행할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예는 백스캐터 기반의 웨이크업 라디오(WuR, Wake-up Radio) 기술을 활용하여 웨이크업 라디오 단말(110)이 저전력 채널 경쟁과 함께 고효율 데이터 전송을 수행할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예는 웨이크업 라디오 단말(110)의 2차 수신기를 백스캐터(backscatter) 방식을 사용하여 웨이크업 라디오 단말(110)이 무전원으로 경쟁 신호를 반사시켜 채널 경쟁을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 경쟁 신호에 대해 백스캐터 응답 메시지의 전송에 성공한 웨이크업 라디오 단말(110) 순서대로 데이터 전송을 진행함으로써 이어지는 데이터 전송 과정의 충돌을 방지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예를 통해 웨이크업 라디오 단말(110)이 최소한의 에너지를 사용하여 효율적인 데이터 전송을 수행할 수 있다는 저전력 네트워크를 구성할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저전력 채널 경쟁 및 고효율 데이터 전송에 따른 웨이크업 라디오 단말의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단계 S101에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 비컨 신호를 수신하여 윈도우 설정 구간과 수신 윈도우 길이 정보를 획득한다. 비컨 신호를 수신한 웨이크업 라디오 단말(110)은 윈도우 설정 구간과 수신 윈도우의 길이 정보를 획득할 수 있다.
단계 S102에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 윈도우 설정 구간 내에서 수신 윈도우 구간을 설정한다. 여기서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 윈도우 설정 구간 내에서 데이터 수집 장치(120)로부터 신호를 받을 수신 윈도우 구간의 시작 시점과 종료 시점을 임의로 설정할 수 있다.
단계 S103에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 수신 윈도우 구간이 시작된 것을 확인한다.
단계 S104에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 웨이크업 모드에 진입한다. 윈도우 설정 구간이 시작되고 설정한 수신 윈도우 구간이 시작되었을 때, 웨이크업 라디오 단말(110)은 경쟁 신호를 수신할 수 있는 웨이크업 모드에 진입한다.
단계 S105에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 경쟁 신호를 대기한다.
단계 S106에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 경쟁 신호를 받았는지를 확인한다.
단계 S107에서, 경쟁 신호를 받은 경우, 웨이크업 라디오 단말(110)은 백오프 값을 결정하여 백스캐터 응답 메시지를 데이터 수집 장치(120)에 전송한다. 웨이크업 라디오 단말(110)은 경쟁 신호를 받지 않은 경우, 단계 S108을 수행한다. 이와 같이, 만일 수신 윈도우 구간 내에 경쟁 신호가 수신되면, 웨이크업 라디오 단말(110)은 백오프 값을 결정하여 이를 백스캐터 응답 메시지로 전송한다. 반면, 수신 윈도우 구간 내에서 경쟁 신호가 수신되지 않는다면, 웨이크업 라디오 단말(110)은 채널 경쟁에 참여할 수 없다. 윈도우 설정 구간 동안, 웨이크업 라디오 단말(110)은 수신 윈도우 구간이 종료되기 전까지 수신한 모든 경쟁 신호에 대하여 백스캐터 응답 메시지를 전송할 수 있다.
단계 S108에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 수신 윈도우 구간이 종료되었는지를 확인한다.
단계 S109에서, 수신 윈도우 구간이 종료된 경우, 웨이크업 라디오 단말(110)은 슬립 모드 진입한다. 수신 윈도우 구간이 종료되지 않은 경우, 웨이크업 라디오 단말(110)은 경쟁 신호를 대기하는 단계 S105를 다시 수행한다. 수신 윈도우 구간이 종료되면, 웨이크업 라디오 단말(110)은 슬립 모드로 돌아가고, 윈도우 설정 구간이 종료되면 데이터 전송 구간이 시작된다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 단계 S201에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 슬립 모드에 진입한다.
단계 S202에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 웨이크업 신호를 대기한다.
단계 S203에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 웨이크업 신호에 단말의 정보가 포함되어 있는지를 확인한다. 웨이크업 라디오 단말(110)은 데이터 수집 장치(120)로부터 웨이크업 신호가 전송되기를 기다리며, 웨이크업 신호를 받은 웨이크업 라디오 단말(110)은 웨이크업 신호에 포함된 단말의 정보를 확인한다.
단계 S204에서, 웨이크업 신호에 단말의 정보가 포함되어 있으면, 웨이크업 라디오 단말(110)은 웨이크업 모드에 진입하고, 스케줄링 순서에 따른 데이터 전송을 수행한다. 웨이크업 신호에 단말의 정보가 포함되어 있지 않으면, 웨이크업 신호를 대기하는 단계 S202를 다시 수행한다. 이와 같이, 웨이크업 신호에 포함된 단말의 정보에 해당하는 웨이크업 라디오 단말(110)은 웨이크업 모드에 진입한다. 웨이크업 라디오 단말(110)은 데이터 수집 장치(120)가 스케줄링한 순서에 따라 데이터를 전송하고, 슬립 모드로 돌아간다.
단계 S205에서, 웨이크업 라디오 단말(110)은 슬립 모드에 진입한다. 해당하지 않는 웨이크업 라디오 단말(110)은 다시 다음 웨이크업 신호를 기다린다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터 수집 장치(120)는 각 웨이크업 라디오 단말들(110)에 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이를 포함하는 비컨 신호를 전송한다.
그리고 비컨 신호를 수신한 웨이크업 라디오 단말들(110)이 윈도우 설정 구간 내에 임의의 수신 윈도우 구간을 설정한다.
이어서, 데이터 수집 장치(120)는 윈도우 설정 구간에서 웨이크업 라디오 단말들(110)로 경쟁 신호를 전송한다.
이후, 웨이크업 라디오 단말들(110)이 경쟁 신호를 수신하고 백오프 값을 선정하여 백스캐터 응답 메시지를 통해 채널 경쟁을 수행한다.
그리고 데이터 수집 장치(120)는 수신된 웨이크업 라디오 단말(110)의 백스캐터 응답 메시지를 기반으로 데이터 전송을 스케줄링한다.
이후, 데이터 전송구간에서 데이터 수집 장치(120)는 웨이크업 라디오 단말들(110)에 웨이크업 신호를 전송한다.
그리고 웨이크업 신호를 수신한 웨이크업 라디오 단말(110)은 데이터를 전송한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백스캐터 웨이크업 라디오 단말의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백스캐터 웨이크업 라디오 단말(110)은 통신 모듈(210), 메모리(220) 및 프로세서(230)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 백스캐터 웨이크업 라디오 단말(110)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 백스캐터 웨이크업 라디오 단말(110)이 구현될 수 있다.
이하, 도 6의 백스캐터 웨이크업 라디오 단말(110)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다
통신 모듈(210)은 웨이크업 라디오 송수신기와 메인 라디오 송수신기(211)를 포함한다. 웨이크업 라디오 송수신기(211)는 데이터 수집 장치(120)와 슬립 모드에서 백스캐터 통신을 수행한다. 메인 라디오 송수신기(212)는 데이터 수집 장치(120)와 웨이크업 모드에서 데이터 전송을 수행한다.
메모리(220)는 하나 이상의 프로그램을 저장한다.
프로세서(230)는 메모리에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행한다.
프로세서(230)는 통신 모듈(210)을 통해, 데이터 수집 장치(120)로부터 비컨 신호를 수신하여 윈도우 설정 구간에서 임의의 수신 윈도우 구간을 설정하고, 윈도우 설정 구간에서, 그 설정된 수신 윈도우 구간에서 데이터 수집 장치(120)로부터 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 데이터 수집 장치(120)에 백스캐터 응답 메시지를 전송하고, 데이터 전송 구간에서, 데이터 수집 장치(120)로부터 웨이크업 신호를 수신하여 웨이크업 구간(Wake-up Period)으로 설정하고, 백스캐터 응답 메시지에 따른 스케줄링 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치(120)에 데이터를 전송한다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 데이터 수집 장치(120)로부터 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 수신하고, 비컨 신호에 포함된 윈도우 설정 구간에서 수신 윈도우 길이를 가지는 임의의 수신 윈도우 구간을 설정할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 설정된 수신 윈도우 구간에서 데이터 수집 장치(120)로부터 경쟁 신호를 수신하면, 그 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치(120)에 백스캐터 응답 메시지를 전송할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 동일한 간격 또는 임의의 간격으로 구분된 수신 윈도우 구간에서 경쟁 신호의 수신 시점을 클럭 동작을 통해 측정하고, 그 측정된 구간에 해당하는 백오프 값을 결정하여 데이터 수집 장치(120)에 백스캐터 응답 메시지를 전송할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 윈도우 설정 구간에서 설정된 수신 윈도우 구간을 제외한 나머지 윈도우 설정 구간에서 슬립 모드로 동작할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 데이터 전송 구간에서 설정된 웨이크업 구간을 제외한 나머지 데이터 전송 구간에서 슬립 모드로 동작할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 수신된 웨이크업 신호에 포함된 단말 정보와 스케줄링 순서를 기반으로 데이터 수집 장치(120)에 데이터를 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 모듈(310), 메모리(320) 및 프로세서(330)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 데이터 수집 장치(120)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 데이터 수집 장치(120)가 구현될 수 있다.
이하, 도 7의 데이터 수집 장치(120)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
통신 모듈(310)은 백스캐터 웨이크업 라디오 기반으로 웨이크업 라디오 단말(110)과 통신하고, 웨이크업 라디오 단말(110)로부터 데이터를 수집한다.
메모리(320)는 하나 이상의 프로그램을 저장한다.
프로세서(330)는 메모리에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행한다.
프로세서(330)는 통신 모듈(310)을 통해, 웨이크업 라디오 단말(110)에 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 전송하고, 윈도우 설정 구간에서 상기 웨이크업 라디오 단말(110)에 경쟁 신호를 전송하고, 웨이크업 라디오 단말(110)로부터 수신된 백스캐터 응답 메시지를 기반으로 데이터 전송을 스케줄링하고, 데이터 전송 구간에서, 그 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 웨이크업 라디오 단말(110)에 웨이크업 신호를 전송한다.
실시예들에 따르면, 프로세서(330)는 윈도우 설정 구간에서 임의의 시간 간격으로 상기 웨이크업 라디오 단말(110)에 경쟁 신호를 전송할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(330)는 경쟁 신호의 전송 시점을 기준으로 전송되는 백스캐터 응답 메시지의 경쟁 결과를 기반으로 데이터 전송 구간에서 데이터를 전송할 웨이크업 라디오 단말(110)을 결정할 수 있다.
실시예들에 따르면, 프로세서(330)는 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 결정된 웨이크업 라디오 단말(110)의 단말 정보와 스케줄링 순서를 웨이크업 신호에 포함시켜 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예를 시뮬레이션하기 파라미터를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백스캐터 기반 웨이크업 라디오 단말(110)의 저전력 채널 경쟁 및 고효율 데이터 전송 방법의 성능을 평가하기 위한 시뮬레이션을 진행하였다. 시뮬레이션에서 사용한 파라미터는 도 8에 도시된 [표 1]과 같이 설정하였다. 네트워크 내 웨이크업 라디오 단말(110)의 수를 10 내지 300개로 변경해가며 경쟁 신호 수신을 위한 윈도우 길이, 데이터 수집 장치(120)의 경쟁 신호의 전송 간격(1/λ)에 따라 전체 시간 대비 수집된 데이터량을 나타내는 네트워크 처리율을 측정하였다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 대한 백스캐터 기반 웨이크업 라디오 단말 수에 따른 네트워크 처리율을 나타낸 도면이다.
웨이크업 라디오 단말(110) 수가 증가함에 따라 네트워크 처리율은 최대값을 가지는 형태로 수신 윈도우 길이 및 경쟁 신호 주기에 따라 다른 증감률을 나타내었다. 웨이크업 라디오 단말(110) 수가 증가하면, 웨이크업 라디오 단말(110) 간 중첩되는 수신 윈도우가 증가하여 백스캐터 응답 메시지의 충돌이 빈번하게 발생하게 된다. 또한, 네트워크 처리율의 감소로 이어지게 된다.
또한, 동일한 수신 윈도우 길이 환경에서는 경쟁 신호의 전송 간격(1/λ)이 짧을수록 웨이크업 라디오 단말(110) 수에 따라 네트워크 처리율이 가파르게 증가하였으며, 향상된 네트워크 처리율을 나타내었다. 이는, 단말 수가 증가하면, 단말 간 중첩되는 수신 윈도우가 증가하여 백스캐터 응답 메시지 충돌이 빈번하게 발생하게 되고, 네트워크 처리율의 감소로 이어지게 되기 때문이다. 동일한 경쟁 신호가 전송 간격의 네트워크 환경에서는 수신 윈도우 구간이 길수록 단말 수에 따라 가파르게 상승하였으나, 수신 윈도우 구간이 짧은 경우에 최적 네트워크 처리율을 나타내었다. 긴 수신 윈도우 구간에서 웨이크업 라디오 단말(110)은 경쟁 신호 수신 확률을 높일 수 있고, 증가된 데이터 전송으로 이어질 수 있다. 하지만, 웨이크업 라디오 단말(110)의 개수가 많아질수록 중첩으로 인한 충돌 발생확률이 높아지기 때문이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 다양한 실시예들에 따른 기기의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시예에 따른 기기에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.
또한, 상술한 다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.
110: 백스캐터 웨이크업 라디오 단말
111 내지 114: 웨이크업 라디오 단말 1 내지 4
120: 데이터 수집 장치
210, 310: 통신 모듈
211: 웨이크업 라디오 송수신기
212: 메인 라디오 송수신기
220, 320: 메모리
230, 330: 프로세서

Claims (22)

  1. 데이터 수집 장치로부터 비컨 신호를 수신하여 윈도우 설정 구간에서 임의의 수신 윈도우 구간을 설정하는 단계;
    상기 윈도우 설정 구간에서, 상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하는 단계; 및
    데이터 전송 구간에서, 상기 데이터 수집 장치로부터 웨이크업 신호를 수신하여 웨이크업 구간으로 설정하고, 상기 백스캐터 응답 메시지에 따른 스케줄링 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 수신 윈도우 구간을 설정하는 단계는, 상기 데이터 수집 장치로부터 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 수신하고, 상기 비컨 신호에 포함된 윈도우 설정 구간에서 상기 수신 윈도우 길이를 가지는 임의의 수신 윈도우 구간을 설정하며,
    상기 백스캐터 응답 메시지에 따른 스케줄링 시점은 상기 웨이크업 신호에 의해 결정되고, 상기 웨이크업 신호에는 상기 데이터 수집 장치가 수신된 백스캐터 응답 메시지를 기반으로 데이터 전송을 스케줄링하고 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 결정된 웨이크업 라디오 단말의 단말 정보와 스케줄링 순서가 포함되는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말의 동작 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 백스캐터 응답 메시지를 전송하는 단계는,
    상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 경쟁 신호를 수신하면, 상기 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말의 동작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백스캐터 응답 메시지를 전송하는 단계는,
    동일한 간격 또는 임의의 간격으로 구분된 수신 윈도우 구간에서 상기 경쟁 신호의 수신 시점을 클럭 동작을 통해 측정하고, 상기 측정된 구간에 해당하는 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우 설정 구간에서 상기 설정된 수신 윈도우 구간을 제외한 나머지 윈도우 설정 구간에서 슬립 모드로 동작하는 단계를 더 포함하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말의 동작 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 전송 구간에서 상기 설정된 웨이크업 구간을 제외한 나머지 데이터 전송 구간에서 슬립 모드로 동작하는 단계를 더 포함하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말의 동작 방법.
  7. 삭제
  8. 웨이크업 라디오 단말에 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 전송하는 단계;
    상기 윈도우 설정 구간에서 상기 웨이크업 라디오 단말에 경쟁 신호를 전송하고, 상기 웨이크업 라디오 단말로부터 수신된 백스캐터 응답 메시지를 기반으로 데이터 전송을 스케줄링하는 단계; 및
    데이터 전송 구간에서, 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 상기 웨이크업 라디오 단말에 웨이크업 신호를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 웨이크업 신호를 전송하는 단계는, 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 결정된 웨이크업 라디오 단말의 단말 정보와 스케줄링 순서를 상기 웨이크업 신호에 포함시켜 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 데이터 수집 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 전송을 스케줄링하는 단계는,
    상기 윈도우 설정 구간에서 임의의 시간 간격으로 상기 웨이크업 라디오 단말에 경쟁 신호를 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 데이터 수집 장치의 동작 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 전송을 스케줄링하는 단계는,
    상기 경쟁 신호의 전송 시점을 기준으로 전송되는 상기 백스캐터 응답 메시지의 경쟁 결과를 기반으로 데이터 전송 구간에서 데이터를 전송할 웨이크업 단말을 결정하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 데이터 수집 장치의 동작 방법.
  11. 삭제
  12. 슬립 모드에서 백스캐터 통신을 수행하는 웨이크업 라디오 송수신기와, 웨이크업 모드에서 데이터 전송을 수행하는 메인 라디오 송수신기를 포함하는 통신 모듈;
    하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및
    상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 모듈을 통해, 데이터 수집 장치로부터 비컨 신호를 수신하여 윈도우 설정 구간에서 임의의 수신 윈도우 구간을 설정하되, 상기 데이터 수집 장치로부터 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 수신하고, 상기 비컨 신호에 포함된 윈도우 설정 구간에서 상기 수신 윈도우 길이를 가지는 임의의 수신 윈도우 구간을 설정하고,
    상기 윈도우 설정 구간에서, 상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하고,
    데이터 전송 구간에서, 상기 데이터 수집 장치로부터 웨이크업 신호를 수신하여 웨이크업 구간으로 설정하고, 상기 백스캐터 응답 메시지에 따른 스케줄링 시점을 기반으로 상기 데이터 수집 장치에 데이터를 전송하며,
    상기 백스캐터 응답 메시지에 따른 스케줄링 시점은 상기 웨이크업 신호에 의해 결정되고, 상기 웨이크업 신호에는 상기 데이터 수집 장치가 수신된 백스캐터 응답 메시지를 기반으로 데이터 전송을 스케줄링하고 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 결정된 웨이크업 라디오 단말의 단말 정보와 스케줄링 순서가 포함되는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 설정된 수신 윈도우 구간에서 상기 데이터 수집 장치로부터 경쟁 신호를 수신하면, 상기 수신된 경쟁 신호의 수신 시점을 기반으로 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    동일한 간격 또는 임의의 간격으로 구분된 수신 윈도우 구간에서 상기 경쟁 신호의 수신 시점을 클럭 동작을 통해 측정하고, 상기 측정된 구간에 해당하는 백오프 값을 결정하여 상기 데이터 수집 장치에 백스캐터 응답 메시지를 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 윈도우 설정 구간에서 상기 설정된 수신 윈도우 구간을 제외한 나머지 윈도우 설정 구간에서 슬립 모드로 동작하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 데이터 전송 구간에서 상기 설정된 웨이크업 구간을 제외한 나머지 데이터 전송 구간에서 슬립 모드로 동작하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 웨이크업 라디오 단말.
  18. 삭제
  19. 백스캐터 웨이크업 라디오 기반으로 웨이크업 라디오 단말과 통신하고, 상기 웨이크업 라디오 단말로부터 데이터를 수집하는 통신 모듈;
    하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리; 및
    상기 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 모듈을 통해, 상기 웨이크업 라디오 단말에 윈도우 설정 구간 및 수신 윈도우 길이가 포함된 비컨 신호를 전송하고,
    상기 윈도우 설정 구간에서 상기 웨이크업 라디오 단말에 경쟁 신호를 전송하고, 상기 웨이크업 라디오 단말로부터 수신된 백스캐터 응답 메시지를 기반으로 데이터 전송을 스케줄링하고,
    데이터 전송 구간에서, 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 상기 웨이크업 라디오 단말에 웨이크업 신호를 전송하되, 상기 스케줄링된 데이터 전송 결과에 따라 결정된 웨이크업 라디오 단말의 단말 정보와 스케줄링 순서를 상기 웨이크업 신호에 포함시켜 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 데이터 수집 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 윈도우 설정 구간에서 임의의 시간 간격으로 상기 웨이크업 라디오 단말에 경쟁 신호를 전송하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 데이터 수집 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 경쟁 신호의 전송 시점을 기준으로 전송되는 상기 백스캐터 응답 메시지의 경쟁 결과를 기반으로 데이터 전송 구간에서 데이터를 전송할 웨이크업 단말을 결정하는, 백스캐터 웨이크업 라디오 기반 데이터 수집 장치.
  22. 삭제
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