KR200418573Y1 - Apparatus for conserving battery power of mesh points in a mesh network - Google Patents

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KR200418573Y1
KR200418573Y1 KR2020060006757U KR20060006757U KR200418573Y1 KR 200418573 Y1 KR200418573 Y1 KR 200418573Y1 KR 2020060006757 U KR2020060006757 U KR 2020060006757U KR 20060006757 U KR20060006757 U KR 20060006757U KR 200418573 Y1 KR200418573 Y1 KR 200418573Y1
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죠셉 에이 곽
마리안 루돌프
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인터디지탈 테크날러지 코포레이션
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Abstract

메시 네트워크에서의 배터리 전력공급식 메시 포인트의 전력을 절약용 장치를 개시하였다. 일 실시예에 있어서, 중앙집중식 제어기가 메시 네트워크에 설치된다. 각각의 MP는 MP 배터리 전력 절약과 연관되는 정보를 시그너링하고 각각의 MP와 연관된 베터리 전력의 표시를 중앙집중식 제어기에 제공한다. 중앙집중식 제어기는 MP 배터리 전력 절약용 시그너링 정보와 배터리 전력 레벨 표시에 기초하여 메시 네트워크의 구성을 최적화한다. 대안적인 실시예에 있어서, 각각의 MP는 각각의 MP를 통과하는 트래픽과 각각의 MP와 연관되는 배터리 전력 레벨을 독립적으로 감시한다. 각각의 MP는 각각의 MP와 연관된 전력 절약 기능을 활성화 및 메시 네트워크의 이웃 MP에 대한 MP 배터리 전력 절약과 연관되는 정보를 시그너링 여부를 판정한다. Disclosed is a device for saving power of a battery powered mesh point in a mesh network. In one embodiment, a centralized controller is installed in the mesh network. Each MP signs information associated with MP battery power savings and provides an indication of the battery power associated with each MP to a centralized controller. The centralized controller optimizes the configuration of the mesh network based on MP battery power saving signaling information and battery power level indication. In an alternative embodiment, each MP independently monitors the traffic passing through each MP and the battery power level associated with each MP. Each MP determines whether to activate the power saving function associated with each MP and to sign information associated with MP battery power savings for neighboring MPs in the mesh network.

Description

메시 네트워크의 메시 포인트에서 배터리 전력 절약을 위한 장치{APPARATUS FOR CONSERVING BATTERY POWER OF MESH POINTS IN A MESH NETWORK}A device for saving battery power at mesh points in a mesh network {APPARATUS FOR CONSERVING BATTERY POWER OF MESH POINTS IN A MESH NETWORK}

도 1은 본 고안에 따른 무선 메시 네트워크를 나타낸 도면.1 is a view showing a wireless mesh network according to the present invention.

도 2는 도 1의 메시 네트워크에서 중앙집중 제어기를 사용하여 MP의 배터리 전력을 절약하기 위한 프로세스의 흐름도. 2 is a flow chart of a process for saving battery power of an MP using a centralized controller in the mesh network of FIG.

도 3은 중앙집중 제어기를 사용하지 않는 도 1의 메시 네트워크에서 중앙집중 제어기를 사용하여 MP의 배터리 전력을 절약하기 위한 대안의 프로세스의 흐름도. 3 is a flow diagram of an alternative process for saving battery power of an MP using a centralized controller in the mesh network of FIG. 1 without using a centralized controller.

도 4는 도 1의 무선 메시 네트워크에서 사용되는 예시적인 중앙집중식 제어기의 블럭도. 4 is a block diagram of an exemplary centralized controller used in the wireless mesh network of FIG.

도 5는 도 1의 무선 메시 네트워크에서 사용되는 예시적인 MP의 블럭도. 5 is a block diagram of an exemplary MP used in the wireless mesh network of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 백본 네트워크(예를 들어, 인터넷)110 backbone network (for example, the Internet)

106 메시 포털106 mesh portal

120 중앙집중식 제어기120 centralized controller

104 메시 AP104 mesh AP

본 고안은 복수 개의 배터리-전력 메시 포인트를 포함하는 무선 메시 네트워크에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 고안은 전력 절약 기능을 구현함으로써 MP에서의 배터리 전력을 절약하기 위한 장치에 관한 것이다. The present invention is directed to a wireless mesh network comprising a plurality of battery-powered mesh points. More specifically, the present invention relates to an apparatus for saving battery power in an MP by implementing a power saving function.

많은 방식은 셀룰러 무선 통신 시스템 구성요소의 배터리 전력을 절약하기 위하여 발전되어 왔다. 예를 들어, 배터리 전력을 절약하기 위한 일반적인 방식은 페이징 채널을 감시하는 낮은 듀티-사이클 백그라운드를 제공하기 위한 이상적인 모드를 사용한다. 그러나, IEEE 802.11에 기초한 무선 근거리 통신망 네트워크(WLAN) 장치는 효율적으로 배터리 전력을 절약할 수 없다. 특히 수신 모드 동작에 관하여, WLAN에서 선택한 무선 다중 액세스 방식의 기본 설계 원리에 기인한다. Many schemes have been developed to save battery power of cellular wireless communication system components. For example, a common way to save battery power uses an ideal mode to provide a low duty-cycle background for monitoring the paging channel. However, wireless local area network (WLAN) devices based on IEEE 802.11 cannot efficiently save battery power. Particularly with regard to receive mode operation, it is due to the basic design principle of the wireless multiple access scheme selected by WLAN.

순시 전력 소비는 일반적으로 수신 모드에서 보다 전송 모드에서 더 높다. 그러나, 수신 모드는 WLAN 장치에서의 장 기간 전력 소비에 대한 총체적인 결정 요소인데, DCF(distributed coordination function) 또는 EDCA(enhanced distributed channel access)에 기초한 WLAN 장치가 들어오는 패킷의 목적지에 관계 없이, 모든 들어오는 패킷에 대해 들을 필요가 있기 때문이다. 수신 모드가 동작하는 동안, WLAN 장치는 채널 상에서 신호 존재를 감시하고, 신호가 검출되는 경우, WLAN 장치는 수신 데이터 패킷의 프리앰블 및 헤더의 디코드를 시도한다. 패킷의 목적 어드레스가 장치의 어드레스에 경합하는 경우, 장치는 그 패킷을 디코딩한다. 그 외에는, 패킷을 파기한다. Instantaneous power consumption is generally higher in transmit mode than in receive mode. However, the reception mode is an overall determinant of long-term power consumption in the WLAN device. All incoming packets, regardless of the destination of the incoming packet, are received by the WLAN device based on the distributed coordination function (DCF) or enhanced distributed channel access (EDCA). Because you need to hear about. While the receive mode is in operation, the WLAN device monitors for signal presence on the channel, and when a signal is detected, the WLAN device attempts to decode the preamble and header of the received data packet. If the destination address of the packet conflicts with the address of the device, the device decodes the packet. Otherwise, the packet is discarded.

일부의 상황에서, WLAN은 예를 들어, 군용 및/또는 비상 상황에 대한 배터리 전력공급식 MP와 메시 액세스 포인트(MAP)를 배치해야만 한다. 이러한 상황에서, 배터리 전력공급식 장치에 대한 배터리 수명 연장 및 전력 효율 동작을 보장하기 위한 시스템 및 방법을 제공하기에 바람직하다. In some situations, the WLAN must deploy a battery powered MP and mesh access point (MAP), for example for military and / or emergency situations. In such a situation, it would be desirable to provide a system and method for ensuring extended battery life and power efficient operation for battery powered devices.

본 고안은 메시 네트워크에서 배터리 전력 MP의 전력을 절약하기 위한 장치이다. 일 실시예에서, 메시 네트워크에 중앙집중식 제어기가 제공된다. 각각의 MP는 MP 배터리 전력 절약과 연관되는 정보를 시그너링하고 각각의 MP와 연관된 배터리 전력 레벨의 표시를 중앙집중식 제어기에 제공한다. 중앙집중식 제어기는 MP 배터리 전력을 절약하기 위한 시그너링 정보와 배터리 전력 레벨 표시에 기초하여 메시 네트워크의 구성을 최적화한다. 대체 실시예에서, 각각의 MP는 각각의 MP를 통해 흐르는 트래픽과 각각의 MP와 연관된 배터리 전력 레벨을 개별적으로 감시한다. 각각의 MP는 메시 네트워크에서의 이웃 MP에 대해 각각의 MP와 연관된 전력 절약 기능 및 MP 배터리 전력을 절약하고 연관된 신호 정보를 활성화하는지 여부를 판정한다.The present invention is an apparatus for saving the power of the battery power MP in the mesh network. In one embodiment, a centralized controller is provided in the mesh network. Each MP signs information associated with MP battery power savings and provides an centralized controller with an indication of the battery power level associated with each MP. The centralized controller optimizes the configuration of the mesh network based on signaling information and battery power level indication to conserve MP battery power. In an alternate embodiment, each MP separately monitors the traffic flowing through each MP and the battery power level associated with each MP. Each MP determines for neighboring MPs in the mesh network whether to save the power saving function and MP battery power associated with each MP and activate the associated signal information.

여기에서, 용어 "무선 송수신 유닛(WTRU)"은 사용자 기기, 이동 단말기, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 호출기, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 다른 임의 유형의 장치를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The term "wireless transmit / receive unit (WTRU)" herein includes, but is not limited to, a user equipment, mobile terminal, fixed or mobile subscriber unit, pager, or any other type of device capable of operating in a wireless environment.

본 고안은 IEEE 802.11x, IEEE 802.15, 블루투스TM, HIPERLAN/2 등을 포함하는, 임의의 유형의 무선 메시 네트워크에 적합하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The present invention is suitable for, but is not limited to, any type of wireless mesh network, including IEEE 802.11x, IEEE 802.15, Bluetooth ™, HIPERLAN / 2, and the like.

본 고안의 특징은 집적 회로(IC)에 내포되거나 다수의 상호 접속된 구성요소를 포함하는 회로에 구성될 수도 있다. Features of the present invention may be constructed in a circuit that is embedded in an integrated circuit (IC) or that includes a plurality of interconnected components.

도 1은 본 고안에 따른 무선 메시 네트워크(100)를 나타낸다. 메시 네트워크(100)는 복수 개의 MP(102), 복수 개의 메시 액세스 포인트(AP)(104), 메시 포털(106) 및 복수 개의 WTRU(108)를 포함한다. MP(102)는 메시 네트워크(100)에서 기초적인 포워딩 및 교체 노드로서 수행된다. MP(102)는 들어오는 링크의 트래픽을 수신하고 나가는 링크의 트래픽을 포워딩한다. 또한, 메시 AP(104)는 WTRU(108)에 무선 액세스를 제공하여 어떤 지리학적 영역에 WLAN 서비스를 제공하기 위한 인터페이스를 갖는 MP이다. WTRU(108)은 메시 AP(104)와 메시 포털(106)을 통해 메시 네트워크 또는 백본 네트워크(110)(인터넷과 같은)의 다른 WTRU와 통신한다. 1 shows a wireless mesh network 100 according to the present invention. The mesh network 100 includes a plurality of MPs 102, a plurality of mesh access points (APs) 104, a mesh portal 106, and a plurality of WTRUs 108. The MP 102 is performed as the basic forwarding and replacement node in the mesh network 100. MP 102 receives the traffic of the incoming link and forwards the traffic of the outgoing link. In addition, the mesh AP 104 is an MP having an interface for providing wireless access to the WTRU 108 to provide WLAN services in some geographic area. The WTRU 108 communicates with other WTRUs in the mesh network or backbone network 110 (such as the Internet) via mesh AP 104 and mesh portal 106.

WTRU(108)는 메시 네트워크(100)의 존재(presence)를 일반적으로 깨닫지 못한다. 메시 AP(104)는 간헐성 MP(102)를 통해 트래픽을 중계함으로써, WTRU(108)에 의해 생성되는 트래픽을 다른 메시 MP(104) 또는 메시 포털(106)에 포워딩한다. 메시 포털(106)은 메시 네트워크(100)을 위한 백본 네트워크(110)에 연결성을 제공한다. 따라서, 메시 포털(106)은 백본 네트워크(110)와 특정 인터페이스를 갖는 MP로서 작용한다.  The WTRU 108 generally does not realize the presence of the mesh network 100. The mesh AP 104 forwards the traffic generated by the WTRU 108 to another mesh MP 104 or mesh portal 106 by relaying traffic through the intermittent MP 102. Mesh portal 106 provides connectivity to backbone network 110 for mesh network 100. Thus, mesh portal 106 acts as an MP with a particular interface with backbone network 110.

MP(102), 메시 AP(104) 및 메시 포털(106)은 배터리 전력공급식 장치이다. 본 고안은 이러한 배터리 전력공급식 장치의 배터리 전력을 절약하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 여기에 있어서, 용어 "메시 포인트"(MP) 및 참조 번호(102)는 MP(102), MAP(104) 및 메시 포털(106)로 집합적으로 언급하기 위해 사용될 수 있을 것이다. MP 102, mesh AP 104, and mesh portal 106 are battery powered devices. The present invention provides a method and system for saving battery power of such a battery powered device. As used herein, the terms “mesh point” (MP) and reference numeral 102 may be used to collectively refer to MP 102, MAP 104, and mesh portal 106.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 메시 네트워크에서 MP의 배터리 전력을 절약하기 위한 프로세스(200)의 흐름도이다. 본 고안에 따르면, 중앙집중식 제어기(120)가 메시 네트워크(100)에 제공된다. 중앙집중식 제어기(120)는 메시 네트워크의 어느 곳에 존재하여도 좋다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙집중식 제어기(120)는 메시 포털(106)에 상주하여도 좋다. 중앙집중식 제어기(120)는 모든 MP(102)에 대한 전력 절약과 관련되는 모든 설정(예들 들어, 라우팅 경로, 주파수 등)을 제어하고 할당한다. MP(102)는 중앙집중식 제어기(120)의 완전하고 독립적인 제어하에 있다. 2 is a flowchart of a process 200 for saving battery power of an MP in a mesh network according to an embodiment of the present invention. According to the present invention, a centralized controller 120 is provided in the mesh network 100. The centralized controller 120 may reside anywhere in the mesh network. For example, as shown in FIG. 1, the centralized controller 120 may reside in the mesh portal 106. The centralized controller 120 controls and assigns all settings (eg, routing paths, frequencies, etc.) related to power savings for all MPs 102. The MP 102 is under complete and independent control of the centralized controller 120.

단계(202)에서, 메시 네트워크(100)의 복수 개의 MP(102) 중 적어도 하나에서 전력 절약 기능에 관한 정보를 중앙집중식 제어기(120)에 시그너링한다. 전력 절약 기능에 관한 정보는 전력원, 전력 절약 능력, 전력 절약 요구, MP(102)에 의해 구현된 전력 절약 특징 및 의도된 전력 절약 액션 중 적어도 하나를 포함한다. 단계(204)에 있어서, MP(102)는 주기적으로, 또는 중앙집중식 제어기(120)에 의해 폴(poll)되는 경우, 배터리 전력 레벨 표시를 중앙집중식 제어기(120)에 제공한다. 전력 절약 기능 및 배터리 전력 레벨 표시에 관한 정보는 레이어 2(L2) 또는 레이어 3(L3) 시그너링 메시지의 수단에 의해 바람직하게 전송되고, 그런 중앙집중식 제어기(120)는 배터리 전력 절약을 위한 MP(102)의 요구를 안다. In step 202, at least one of the plurality of MPs 102 of the mesh network 100 signs information about the power saving function to the centralized controller 120. The information about the power saving function includes at least one of a power source, a power saving capability, a power saving request, a power saving feature implemented by the MP 102, and an intended power saving action. In step 204, MP 102 provides battery power level indication to centralized controller 120 periodically or when polled by centralized controller 120. The information regarding the power saving function and the battery power level indication is preferably transmitted by means of a layer 2 (L2) or layer 3 (L3) signaling message, and such a centralized controller 120 is an MP (for battery power saving). Know the requirements of 102).

정보는 바람직하게는 매체 엑세스 제어(MAC) 레이어 메시지, 예를 들어 결합, 인증 또는 프로브 요청 메시지 내의 능력 범주(capability field) 내에 포함된다. 대안적으로는, 정보는 임의의 데이터 내에 포함될 수도 있는 L2 또는 L3의 시그너링 메시지, 요구시 또는 주기적으로 교체되는 제어 메시지 또는 관리 메시지의 정보 요소(IE) 내에 포함될 수도 있다. The information is preferably included in a capability field in a medium access control (MAC) layer message, for example a binding, authentication or probe request message. Alternatively, the information may be included in an information element (IE) of a L2 or L3 signaling message, which may be included in any data, a control message or a management message that is replaced on demand or periodically.

도 2 및 도 4를 참조하여, 중앙집중식 제어기(120)는 감시 유닛(122) 및 전력 절약 제어기(124)를 포함한다. 중앙집중식 제어기(120)의 감시 유닛(122)은 무선 환경, 메시 네트워크(100)의 트래픽 흐름 및 MP(102)의 잔여 배터리 전력의 레벨 중 적어도 하나를 감시한다(단계 206). 중앙집중식 제어기의 전력 절약 제어기(124)는 특정 MP(102)와 연관된 소정의 임계값이 무선 환경, 메시 네트워크(100)의 트래픽 흐름 및 MP(102)의 잔여 배터리 전력의 레벨 중 적어도 하나와 관련하여 도달했는지 여부를 판정한다(단계 208). 소정의 임계값에 도달한 경우, 중앙집중식 제어기(120)의 전력 절약 제어기(124)는 잔여 MP(102)에 대한 전력 절약 파라미터를 설정하는 동안 특정 MP(102)가 전력 절약 모드로 들어가도록 명령한다(단계 210). 중앙집중식 제어기(120)가 MP(102)의 전력 절약 모드를 해제시키기 위하여 페이지를 발행하였는지를 확인하기 위하여, 전력 절약 모드에서 MP(102)는 수면 상태로 들어가고, 어떤 구성된 깨어있는 시간(wake-up times)에서 주기적으로 깨어 있어서 비컨에 대하여 청취한다. With reference to FIGS. 2 and 4, the centralized controller 120 includes a monitoring unit 122 and a power saving controller 124. The monitoring unit 122 of the centralized controller 120 monitors at least one of the wireless environment, the traffic flow of the mesh network 100, and the level of remaining battery power of the MP 102 (step 206). The centralized controller's power saving controller 124 has a predetermined threshold associated with a particular MP 102 associated with at least one of the wireless environment, the traffic flow of the mesh network 100, and the level of remaining battery power of the MP 102. It is determined whether or not it has reached (step 208). When the predetermined threshold is reached, the power saving controller 124 of the centralized controller 120 commands the specific MP 102 to enter the power saving mode while setting the power saving parameters for the remaining MP 102. (Step 210). In order to see if the centralized controller 120 has issued a page to release the power saving mode of the MP 102, in the power saving mode the MP 102 enters a sleep state and any configured wake-up periodically wakes up and listens for beacons

중앙집중식 제어기(120)의 전력 절약 제어기(124)는 MP(102)의 전력 절약 상 태에 영향을 주는 파라미터를 할당하고, 전력 절약 모드에 있는 동안 MP(102)의 액션은 파라미터에 의해 조정된다. The power saving controller 124 of the centralized controller 120 assigns a parameter that affects the power saving state of the MP 102, and the action of the MP 102 is adjusted by the parameter while in the power saving mode. .

전력 절약 파라미터는 MP 동작시에 주파수 채널을 제어하도록 구성될 수도 있다. MP(102)는 다중의 무선을 갖고 동작할 수도 있다. 그러한 경우에, MP(102)는 동시에 하나 이상의 주파수 채널 상에서 송수신할 수 있다. 예를 들어, MP(102)는 백홀(backhaul)용 IEEE 802.11g 무선 및 부가적인 IEEE 802.11a 무선을 갖는 쌍방향 무선을 사용할 수도 있거나, MP(102)는 기본 서비스 설정(BSS)용 하나의 IEEE 802.11g 무선 및 백홀용 두개의 부가적인 IEEE 802.11a 무선을 사용할 수도 있다. The power saving parameter may be configured to control the frequency channel during MP operation. MP 102 may operate with multiple radios. In such a case, the MP 102 may transmit and receive on one or more frequency channels at the same time. For example, MP 102 may use two way radio with IEEE 802.11g radio for backhaul and additional IEEE 802.11a radio, or MP 102 may use one IEEE 802.11 for Basic Service Setup (BSS). Two additional IEEE 802.11a radios may be used for the radio and backhaul.

전력 절약 기능은 전력 절약 모드에 있는 동안 적어도 하나의 주파수에서 턴 온 및 턴 오프 선택식으로 구현된다. MP(102)는 각각의 주파수 채널에 대한 분리 모뎀을 갖을 수도 있고, 또는 모뎀들의 일부는 다중 주파수 채널을 공유할 수도 있다. 어느 한쪽의 경우에 있어서, 모뎀의 모두 또는 일부가 턴 오프됨으로써, 배터리 전력이 절약될 수 있다. 비-전력 절약 모드에서, MP(102)는 모든 채널에서 송수신하는 반면, 전력 모드에서 MP(102)는 주파수 채널의 서브셋에서만 송수신할 수도 있다(즉, 그것의 무선 주파수(RF) 하드웨어보다 실제로 적게 허용함). 중앙집중식 제어기(120)는 턴 오프되도록 특정 주파수 채널을 지정할 수도 있다. The power saving function is implemented to be turned on and off at least one frequency while in the power saving mode. MP 102 may have a separate modem for each frequency channel, or some of the modems may share multiple frequency channels. In either case, all or part of the modem is turned off, thereby saving battery power. In non-power saving mode, MP 102 transmits and receives on all channels, while in power mode, MP 102 may transmit and receive only on a subset of frequency channels (ie, actually less than its radio frequency (RF) hardware). Allow). The centralized controller 120 may designate a particular frequency channel to be turned off.

대안적으로, 전력 절약 기능은 MP(102) 사이에서 시간 조정에 의해 구현될 수도 있다. 특정 링크 상의 메시 네트워크를 통해 데이터를 수신할 때와 송신할 때, 중앙집중식 제어기(102)의 전력 절약 제어기(124)는 일정 서비스 기간 간격을 설정한다. (중앙집중식 제어기(120)는 MP(102)에 대해 활성 기간 및 수면 기간을 설정한다.) 일정 수면 기간 동안에, 모든 MP(102)는 전력이 다운되고 어떠한 데이터 트래픽도 전송되지 않는다. 중앙집중식 제어기(120)는 메시 네트워크(100)의 능력 및 트래픽 지연 사이에서 거래를 고려함으로써 유연한 방법으로 활성 기간 대 수면 기간의 비를 조정할 수도 있다. Alternatively, the power saving function may be implemented by time adjustment between the MPs 102. When receiving and transmitting data over the mesh network on a particular link, the power saving controller 124 of the centralized controller 102 sets a certain service period interval. (The centralized controller 120 sets an active period and a sleep period for the MP 102.) During a certain sleep period, all the MPs 102 are powered down and no data traffic is transmitted. The centralized controller 120 may adjust the ratio of active period to sleep period in a flexible manner by considering a tradeoff between the capacity of the mesh network 100 and the traffic delay.

바람직한 구현예에 있어서, 각각의 MP(120)는 개별적인 서비스 시간 주기를 할당받는다. 따라서, 메시 네트워크(100)에서 모든 전력 절약 MP(102) 사이에서 서비스 기간을 조정하는 동안, 중앙집중식 제어기(120)는 개별적인 MP(102)에 대한 서비스 기간을 할당한다. 예를 들어, 이들의 개별적인 서비스 기간의 "조정"은 데이지 체인(daisy chain)에서 3개의 MP(102)에 의해 구현될 수도 있으며, 첫번째 하나의 MP(102)가 0 - 100 ms 동안에만 전송되고, 100 ms - 1000ms에서는 잠잘 수 있고, 두번째 하나의 MP(102)가 0 - 100 ms에서만 수신하고, 100 ms - 200 ms으로부터 전송하며, 200 - 1000 ms에서 잠잘 수 있다. 마직막으로 세번째 하나의 MP(102)가 100 ms - 200 ms에서 수신하고, 0 - 100 ms과 200 ms - 1000 ms에서 잠잔다. 이 과정은 각각 2번씩(즉, 1000 ms) 반복된다.In the preferred embodiment, each MP 120 is assigned a separate service time period. Thus, while adjusting the service period between all power saving MPs 102 in the mesh network 100, the centralized controller 120 allocates the service periods for the individual MPs 102. For example, "coordination" of their individual service periods may be implemented by three MPs 102 in a daisy chain, with the first one MP 102 being transmitted only for 0-100 ms. Can sleep at 100 ms-1000 ms, and the second single MP 102 can only receive from 0-100 ms, transmit from 100 ms-200 ms, and sleep at 200-1000 ms. Finally, the third one MP 102 receives at 100 ms-200 ms and sleeps at 0-100 ms and 200 ms-1000 ms. This process is repeated twice each (ie 1000 ms).

중앙집중식 제어기(120)는 MP의 전력 절약 요구에 따른 메시 네트워크를 통한 라우팅 경로 및 연결성을 결정하기 위한 알고리즘을 설정할 수도 있다. 중앙집중식 제어기(120)는 라우팅 경로 및 데이터 패킷을 할당한다. 라우팅 경로에 포함되는 전력 절약 모드에 있는 MP의 수를 최소로 하는 방법에서 메시 네트워크(100)를 통한 패턴을 포워딩하는 데이터 패킷과 라우팅 경로를 할당한다. MP가 구성된 라우팅 경로 내에서 변경에 대하여 단지 확인하기 위하여 깨어있는 동안, 라우팅 경로에 포함되지 않은 MP는 수면 상태로 들어갈 수도 있다. 중앙집중식 제어기(120)는 MP(102)로부터 배터리 전력 레벨 표시를 고려하는 라우팅 경로를 결정할 수도 있다. The centralized controller 120 may set an algorithm for determining a routing path and connectivity through the mesh network according to the power saving request of the MP. The centralized controller 120 assigns routing paths and data packets. In a method of minimizing the number of MPs in the power saving mode included in the routing path, data packets and routing paths for forwarding patterns through the mesh network 100 are allocated. While the MP is awake to just acknowledge changes in the configured routing path, MPs not included in the routing path may go to sleep. The centralized controller 120 may determine a routing path from the MP 102 taking into account the battery power level indication.

중앙 집중식 제어기(120)는 전력 전송 모드인 동안 MP(102)가 데이터 패킷을 모으고 동일 전송 기회로 그들을 전송하도록 명령할 수도 있다. 이 방식은 배터리 전력을 절약하도록 하는 들어오는 데이터 스트림 및 나가는 데이터 스트림의 유효한 송수신 기간을 감소시킨다. MP(102)는 어떤 할당된 송신 기회의 사용을 최대화하기 위해 데이터 패킷을 받는 동시에 버스트할 때마다 데이터 패킷을 포워딩하는 대신 임시로 버퍼에 저장한다. 이 방식은 매체 액세스에 대한 경합의 수를 최소로 하고 RF 수신 및 전송 시간을 낮게 유지한다. 중앙집중식 제어기(120)는 지연 및 요구 메모리를 고려하는 파라미터를 설정한다. 이 방식은 실시간 트래픽 및 비실시간 트래픽 사에에서 적용될 수도 있다. The centralized controller 120 may instruct the MP 102 to collect data packets and transmit them with the same transmission opportunity while in the power transfer mode. This approach reduces the effective transmit and receive periods of the incoming and outgoing data streams, which saves battery power. MP 102 temporarily stores the data packet in a buffer instead of forwarding the data packet each time it receives and bursts in order to maximize the use of any assigned transmission opportunity. This approach minimizes the number of contentions for media access and keeps the RF reception and transmission time low. The centralized controller 120 sets a parameter that takes into account the delay and the required memory. This approach may be applied at both real-time and non-real-time traffic.

대안적인 구현예에 있어서, 본 고안은 분산 모드에서 구현될 수도 있다. 도 3은 본 고안에 따른 중앙집중식 제어기(120)을 사용하지 않은 MP(102)의 배터리 전력을 절약하기 위한 프로세스(300)의 흐름도이다. MP(102)는 무선 환경, 인지된 트래픽 흐름, 예상된 요구, 배터리 전력 레벨 등의 관찰에 기초하여 그들 자신이 모든 전력 절약 파라미터(예를 들어, 사용자에 대한 주파수 채널, 서비스 기간 간격, 라우팅 경로, 및 데이터 패킷의 집합)를 결정한다. MP(102)는 완전히 자율적이고, 전력 절약 모드로 진입하는 것은 각각의 독립적인 MP(102)의 결정하에 있다. In alternative embodiments, the present invention may be implemented in distributed mode. 3 is a flow diagram of a process 300 for conserving battery power of an MP 102 that does not use a centralized controller 120 in accordance with the present invention. The MPs 102 themselves are based on observations of the wireless environment, perceived traffic flows, expected demands, battery power levels, etc., and they themselves are responsible for all power saving parameters (e.g., frequency channels for the user, service intervals for the user, routing paths). , And a set of data packets). The MP 102 is completely autonomous, and entering the power saving mode is under the determination of each independent MP 102.

도 3 및 도 5를 참조하여, MP(102)는 감시 유닛(502) 및 전력 절약 제어기(504)를 포함한다. 각각의 MP(102)의 감시 유닛(502)은 무선 환경, MP(102)를 통과하는 트래픽[즉, 트래픽의 양 및/또는 특징(예를 들어, 실시간 대 비실시간)], MP(102)의 잔여 배터리 전력 레벨 중 적어도 하나에서 감시하고, 트래픽 히스토리를 추적하고 근처의 트래픽 흐름을 예상한다(단계 302). 3 and 5, the MP 102 includes a monitoring unit 502 and a power saving controller 504. The monitoring unit 502 of each MP 102 is a wireless environment, traffic passing through the MP 102 (ie, amount and / or characteristic of traffic (eg, real-time versus non-real time)), MP 102 Monitor at least one of the remaining battery power levels of N, track traffic history and anticipate nearby traffic flow (step 302).

MP(102)의 전력 절약 제어기(504)는 전력 절약 모드에 있는 동안 M(102)의 액션을 제어한다. MP(102)의 전력 절약 제어기(504)는 특정 MP(102)와 연관된 소정의 임계값에 무선 환경, 트래픽 및 잔여 배터리 전력의 레벨 중 적어도 하나와 관련하여 도달하였는지 여부를 결정한다(단계 304). The power saving controller 504 of the MP 102 controls the action of the M 102 while in the power saving mode. The power saving controller 504 of the MP 102 determines whether a predetermined threshold associated with the particular MP 102 has been reached in relation to at least one of a wireless environment, traffic, and level of remaining battery power (step 304). .

소정의 임계값에 도달한 경우(예를 들어, 어떤 레벨 아래의 트래픽 또는 어떤 레벨에 도달하는 배터리 전력 레벨), 특정 MP(102)의 전력 절약 제어기(504)는 전력 절약 모드를 트리거한다. 전력 절약 모드의 트리거링의 이웃 MP를 인포밍한 후(단계 306), 널(null) 데이터 프레임을 브로드캐스팅하는 것과 같이 전력 절약 모드의 트리거링의 이웃 MP에게 알린 후 전력 절약 모드를 트리거한다. When a certain threshold is reached (eg, traffic below some level or battery power level reaching some level), the power saving controller 504 of the particular MP 102 triggers a power saving mode. After informing the neighboring MP of the triggering of the power saving mode (step 306), the neighboring MP of the triggering of the power saving mode is informed, such as broadcasting a null data frame, and then triggering the power saving mode.

전력 절약 모드에 있는 동안, MP(102)는 제1 구현예에 관하여 이후에 진술하는 바와 같이 전력을 절약하기 위한 하나 이상의 계획을 구현한다. MP(102)는 배터리 전력을 절약하기 위해 적어도 하나의 주파수 채널에서 턴 온 및 턴 오프를 선택적으로 할 수 있다. MP(102)는 수면 상태로 진입하고 깨어 있는 상태로의 타이밍을 특정하는 MP(102)에 의해 동의하는 서비스 기간 간격에 따른 수면 상태로 진입할 수도 있다. MP(102)는 라우팅 경로에 포함되는 전력 절약 모드에서의 MP의 수를 최소화하는 방법으로 라우팅 경로를 결정할 수도 있다. MP(102)는 주어진 전송 기회의 이용을 최대화하기 위하여, 들어오는 데이터 패킷을 범퍼에 임시로 저장하고 동시에 집합 데이터 패킷을 전송한다. While in the power saving mode, the MP 102 implements one or more schemes to save power, as later stated with respect to the first implementation. The MP 102 may optionally turn on and turn off in at least one frequency channel to save battery power. The MP 102 may enter a sleep state at service intervals agreed upon by the MP 102 specifying the timing to enter a sleep state and to wake up. The MP 102 may determine the routing path in a manner that minimizes the number of MPs in the power saving mode included in the routing path. The MP 102 temporarily stores incoming data packets in a bumper and simultaneously transmits aggregate data packets in order to maximize the use of a given transmission opportunity.

MP(102)는 조작상의 변경(예를 들어, 주파수 채널 동작, 계획 서비스 시간 간격, 라우팅 경로 및 트래픽 데이터의 집합)에 대하여 이웃 MP를 조정하고, 또는 기회 변경을 간단히 알릴 수도 있다. The MP 102 may adjust neighbor MPs for operational changes (eg, frequency channel operation, planned service time intervals, collection of routing paths and traffic data), or simply inform of opportunity changes.

본 고안은 L2 그리고/또는 L3 시그너링에 대해 기술하였지만, 시그너링의 임의의 ISO 레이어와 함께 구현될 수 있음에 유의해야한다. 예를 들어, CAPWAP RFC 와 같은 프로토콜은 UDP/IP(즉, L5에서) 상에 시그너링 될 것이다. 게다가, 소프트웨어 또는 펌웨어를 적절한 관리를 사용하여 SNMP 상 또는 애플리케이션 레이어에서의 시그너링이 구현될 수도 있다. Although the present invention has been described for L2 and / or L3 signaling, it should be noted that it can be implemented with any ISO layer of signaling. For example, a protocol such as CAPWAP RFC will be signed on UDP / IP (ie, at L5). In addition, signaling may be implemented on SNMP or at the application layer using appropriate management of software or firmware.

본 고안의 특징 및 요소는 특정한 조합으로 바람직한 실시예에서 기술하였으나, 각각의 특징 또는 요소는 바람직한 구현예의 다른 특징 및 요소 없이 단독, 또는 본 고안의 특징 및 요소를 갖는 또는 갖지 않는 다양한 조합으로 사용될 수도 있다. While features and elements of the present invention have been described in the preferred embodiments in particular combinations, each feature or element may be used alone or in various combinations with or without the features and elements of the present invention without other features and elements of the preferred embodiments. have.

본 고안에 따르면, 배터리 전력공급식 장치에 대한 배터리 수명 연장 및 전력 효율적인 동작을 보장하기 위한 장치를 제공한다. According to the present invention, there is provided a device for extending battery life and power efficient operation for a battery powered device.

Claims (8)

트래픽을 라우팅하는 메시 네트워크에서의 메시 포인트(MP)에 있어서, In the mesh point (MP) in the mesh network for routing traffic, (a) 상기 MP를 통과하는 트래픽 및 상기 MP와 연관된 배터리 전력 레벨을 감시하기 위해 구성된 감시 유닛;(a) a monitoring unit configured to monitor traffic passing through the MP and a battery power level associated with the MP; (b) 상기 모니터링 유닛에 전기적으로 연결되는 전력 절약 제어기- 상기 MP는 상기 전력 절약 제어기에 의해 제어되는 전력 절약 기능 및 상기 메시 네트워크에서의 다른 MP에 대한 MP 배터리 전력 보존과 연관되는 신호 정보의 활성화 여부를 판정함-(b) a power saving controller electrically connected to the monitoring unit, wherein the MP activates a power saving function controlled by the power saving controller and signal information associated with MP battery power conservation for other MPs in the mesh network. Determined whether 를 포함하는 것인 메시 포인트.The mesh point that includes. 제1항에 있어서, 상기 MP 배터리 전력 절약과 연관된 상기 정보는 레이어 2(L2) 또는 레이어 3(L3) 시그너링에 의해 송신되는 것인 메시 포인트.2. The mesh point of claim 1 wherein said information associated with said MP battery power savings is transmitted by layer 2 (L2) or layer 3 (L3) signaling. 제2항에 있어서, MP 배터리 전력 절약과 연관된 상기 정보는 매체 액세스 제어(MAC) 헤더에서 능력 범위(capability field) 내에 포함되는 것인 메시 포인트.3. The mesh point of claim 2 wherein said information associated with MP battery power savings is included within a capability field in a medium access control (MAC) header. 트래픽을 라우팅하는 메시 네트워크에서의 메시 포인트(MP)에 내포되는 집적 회로(IC)에 있어서, In an integrated circuit (IC) embedded in a mesh point (MP) in a mesh network for routing traffic, (a) 상기 MP를 통과하는 트래픽 및 상기 MP에 연관된 배터리 전력 레벨을 감 시하기 위해 구성되는 감시 유닛(a) a monitoring unit configured to monitor the traffic passing through the MP and the battery power level associated with the MP (b) 상기 감시 유닛에 전기적으로 접속되는 전력 절약 제어기- 상기 IC 는 전력 절약 제어기에 의해서 제어되는 전력 절약 기능을 활성화하고 상기 메시 네트워크에서의 다른 MP에 대해 MP 배터리 전력 절약과 연관되는 정보를 시그너링 여부를 판정-(b) a power saving controller electrically connected to the monitoring unit, the IC activating a power saving function controlled by the power saving controller and signaling information associated with MP battery power savings for other MPs in the mesh network. Judge whether or not 를 포함하는 메시 포인트(MP)에 내포되는 집적 회로(IC).Integrated circuit (IC) embedded in the mesh point (MP) comprising a. 제4항에 있어서, MP 배터리 전력 절약과 연관된 상기 정보는 레이어 2(L2) 또는 레이어 3(L3) 시그너링을 통해 전송되는 것인 메시 포인트(MP)에 내포된 집적 회로(IC).The integrated circuit (IC) of claim 4, wherein said information associated with MP battery power saving is transmitted via layer 2 (L2) or layer 3 (L3) signaling. 제5항에 있어서, MP 배터리 전력 절약과 연관된 상기 정보는 매체 액세스 제어(MAC) 헤더에서 능력 범위(capability field) 내에 포함되는 것인 메시 포인트(MP)에 내포된 집적 회로(IC).6. The integrated circuit (IC) of claim 5 wherein said information associated with MP battery power savings is contained within a capability field in a medium access control (MAC) header. 배터리 전력 절약과 연관된 메시 포인트(MP)에 있어서, For the mesh point (MP) associated with battery power savings, 상기 MP의 전력 요구치와 잔여 배터리 전력을 감시하기 위해 구성되는 감시 유닛; 및A monitoring unit configured to monitor a power demand of the MP and remaining battery power; And 상기 감시 유닛에 전기적으로 연결되는 전력 절약 제어기-상기 전력 절약 제어기는 상기 전력 요구치가 소정의 한계값을 초과하는 경우 전력 절약 모드를 트리 거하기 위해 구성됨-A power saving controller electrically connected to the monitoring unit, the power saving controller configured to trigger a power saving mode when the power demand exceeds a predetermined threshold value 를 포함하는 배터리 전력 절약과 연관된 메시 포인트.A mesh point associated with battery power savings that includes. 배터리 전력을 보존하기 위해 구성되는 메시 포인트(MP)에 내포되는 집적 회로(IC)에 있어서, In an integrated circuit (IC) embedded in a mesh point (MP) configured to conserve battery power, 상기 MP의 전력 요구치와 잔여 배터리 전력을 감시하기 위해 구성된 감시 유닛; 및A monitoring unit configured to monitor power demand of the MP and remaining battery power; And 상기 감시 유닛에 전기적으로 연결되는 전력 절약 제어기-상기 전력 절약 제어기는 상기 전력 요구치가 소정의 임계값을 초과하는 경우 전력 절약 모드를 트리거하기 위해 구성됨-A power saving controller electrically connected to the monitoring unit, the power saving controller configured to trigger a power saving mode when the power demand exceeds a predetermined threshold 을 포함하는 메시 포인트(MP)에 내포되는 집적 회로(IC). Integrated circuit (IC) embedded in a mesh point (MP) comprising a.
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