KR20060044677A - 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법및 이를 이용한 무선 네트워크 장치 - Google Patents

조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법및 이를 이용한 무선 네트워크 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 이용한 무선 네트워크 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법은 조정자 기반 무선 네트워크에서 전송하려는 데이터를 제공하는 단계, 제공된 데이터 및 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 포함하고 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜에 따르는 MAC 프레임을 제공하는 단계, 및 제공된 MAC 프레임을 무선 매체를 통해 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 조장자 기반 무선 네트워크에서 MAC 프레임에 유형 정보를 설정함으로써, MAC 계층과 그 상위 계층 사이에 유기적인 동작이 가능하도록 할 수 있다.
조정자 기반 무선 네트워크, 유형 정보, MAC 프레임

Description

조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 이용한 무선 네트워크 장치{Method for transceiving data in coordinator-based wireless network and wireless network apparatus using the same}
도 1은 인프라 스트럭쳐 모드의 무선 네트워크를 나타낸 도면이다.
도 2는 애드 혹 모드의 무선 네트워크를 나타내는 도면이다.
도 3은 IEEE 802.15.3 규격을 따른 스택 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스택 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MAC 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
710 : 상위층 모듈 720 : 프레임 처리 모듈
730 : 송수신 모듈
본 발명은 데이터 송수신 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 이용한 무선 네트워크 장치에 관한 것이다.
통신 및 네트워크 기술의 발달에 따라 최근의 네트워크 환경은 동축 케이블 또는 광 케이블과 같은 유선 매체를 이용하는 유선 네트워크 환경으로부터 다양한 주파수 대역의 무선 신호를 이용하는 무선 네트워크 환경으로 변해가고 있다. 이에 따라, 무선 네트워크 인터페이스 모듈을 포함하고 이동이 가능하며 다양한 정보를 처리하여 특정한 기능을 수행하는 컴퓨팅 장치(이하, '무선 네트워크 장치'라고 한다)들이 개발되고 있다. 또한 이러한 무선 네트워크 장치들이 효율적으로 통신하도록 하는 무선 네트워크에 관한 기술이 등장하고 있다.
이러한 무선 네트워크는 크게 2가지의 형태로 나뉠 수 있다.
우선, 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 억세스 포인트(Access Point)(110)를 포함하는 무선 네트워크 형태가 있으며, 이를 '인프라스트럭쳐 모드(infrastructure mode)의 무선 네트워크'라고도 한다.
무선 네트워크의 다른 형태로서, 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 억세스 포인트(Access Point)를 포함하지 않는 무선 네트워크 형태가 있으며, 이를 '애드 혹 모드(ad-hoc mode)의 무선 네트워크'라고도 한다.
인프라스트럭쳐 모드(infrastructure mode)의 무선 네트워크에서는 무선 네트워크를 구성하는 무선 네트워크 장치들 간의 통신이나 무선 네트워크와 유선 네트워크 사이의 통신을 중계하는 억세스 포인트(110)가 필요하다. 즉, 억세스 포인트(110)가 데이터 전달의 중계 역할을 수행하므로 인프라스트럭쳐 모드의 무선 네트워크에서 전송되는 모든 데이터는 억세스 포인트(110)를 거치게 된다.
한편 애드 혹 모드(ad-hoc mode)의 무선 네트워크는 억세스 포인트와 같은 중계 장치를 거치지 않고서도 무선 네트워크 장치들이 서로에게 직접 데이터를 전송할 수 있는 형태의 무선 네트워크이다.
이러한 애드 혹 모드의 무선 네트워크는 다시 2가지 형태로 나뉠 수 있다.
그중 한가지 형태는 동일한 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들 중 임의로 선정된 무선 네트워크 장치가 다른 무선 네트워크 장치들에게 데이터를 전송할 수 있는 시간(이하, '채널 시간(channel time)'이라 한다)을 할당해 주는 조정자 역할을 수행하고, 다른 무선 네트워크 장치들은 자신에게 할당된 채널 시간(channel time)에 통신 채널을 점유하여 데이터를 전송할 수 있도록 하는 네트워크 형태이다.
애드 혹 모드의 네트워크 형태 중 다른 한가지 형태는 조정자 역할을 수행하는 무선 네트워크 장치가 존재하지 않고, 모든 무선 네트워크 장치들이 자신이 원할 때면 언제든지 데이터를 전송할 수 있는 네트워크 형태이다.
전자의 경우, 즉 조정자 역할을 수행하는 무선 네트워크 장치가 존재하는 네 트워크 형태(이하, '조정자 기반 무선 네트워크'라고 한다)에서는 하나 이상의 무선 네트워크 장치들이 조정자를 중심으로 하여 독립된 단일의 무선 네트워크를 형성하게 된다.
한편 일정한 공간 내에 다수의 조정자 기반 무선 네트워크가 존재하는 경우, 각각의 조정자 기반 무선 네트워크는 다른 조정자 기반 무선 네트워크와 구별하기 위하여 고유한 식별 정보를 갖게 된다.
따라서, 특정 조정자 기반 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들은 자신이 속한 조정자 기반 무선 네트워크에서 조정자에 의해 할당된 채널 시간(channel time) 동안에 다른 무선 네트워크 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다.
조정자 기반 무선 네트워크에 대한 종래의 기술은 OSI(Open System Interconnection, 개방 시스템 상호 연결) 7 계층(Layer) 중 데이터 링크 계층(Data-link Layer)에 해당하는 매체 접근 제어(Medimum Access Control; 이하 MAC이라 한다) 계층에 대해 주된 연구가 진행되고 있다. 이러한 종래의 기술에서는 MAC 계층의 상위 계층에 대한 고려가 없었다. 따라서 보다 다양하고 효율적인 네트워크를 구성하기 위하여 종래의 기술에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 프로토콜의 MAC 계층과 그 상위의 계층을 연결시킬 경우, MAC 계층과 그 상위 계층 사이의 유기적인 동작에 어려움이 있었다.
본 발명은 조장자 기반 무선 네트워크에서 MAC 프레임에 유형 정보를 설정함으로써, MAC 계층과 그 상위 계층 사이에 유기적인 동작을 수행시키는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법은 조정자 기반 무선 네트워크에서 전송하려는 데이터를 제공하는 단계, 상기 제공된 데이터 및 상기 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 포함하고 상기 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜에 따르는 MAC 프레임을 제공하는 단계, 및 상기 제공된 MAC 프레임을 무선 매체를 통해 송신하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법은 조정자 기반 무선 네트워크에서 무선 매체를 통하여 상기 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜을 따르는 MAC 프레임을 수신하는 단계, 상기 수신된 MAC 프레임으로부터 상기 MAC 프레임에 포함된 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 확인하는 단계, 및 상기 확인된 유형 정보에 따라서 상기 데이터를 상위 계층 프로토콜로 제공하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 장치는 조정자 기반 무선 네트워크에서 다른 무선 네트워크 장치에게 전송할 데이터를 제공하는 상위층 모듈, 상기 상위층 모듈로부터 제공된 데이터 및 상기 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 포함하고 상기 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜에 따르는 MAC 프레임을 제공하는 프레임 처리 모듈, 및 상기 프레임 처리 모듈로부터 제공된 MAC 프레임을 무선 매체를 통해 송신하는 송수신 모듈을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 네트워크 장치는 조정자 기반 무선 네트워크에서 무선 매체를 통하여 상기 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜을 따르는 MAC 프레임을 수신하는 송수신 모듈 및 상기 송수신 모듈에 의해 수신된 MAC 프레임으로부터 상기 MAC 프레임에 포함된 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 확인하고, 상기 확인된 유형 정보에 따라서 상기 데이터를 MAC 계층의 상위 계층 프로토콜로 제공하는 프레임 처리 모듈을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 있어서 조정자 기반 무선 네트워크는 종래 기술을 통해 설명한 바와 같이 동일한 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들 중 임의로 선정된 무선 네트워크 장치가 다른 무선 네트워크 장치들에게 채널 시간을 할당해 주는 조정자 역할을 수행하고, 다른 무선 네트워크 장치들은 자신에게 할당된 채널 시간에 통신 채널을 점유하여 데이터를 전송할 수 있도록 하는 애드 혹 모드의 무선 네트워크 형태를 의미한다.
조정자 기반 무선 네트워크에 관한 프로토콜의 일 예로써 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.3은 국제표준협회(International Organization for Standadization; ISO)가 발표한 네트워크 모델에 관한 OSI(Open System Interconnection, 개방 시스템 상호 연결) 7 계층(Layer) 중 데이터 링크 계층(Data-link Layer)에 해당하는 MAC(Medimum Access Control) 계층에 대한 표준을 개시하고 있다.
따라서, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 이하에서는 조정자 기반 무선 네트워크에 대한 일 실시예로서 IEEE 802.15.3를 통해서 본 발명을 설명하도록 한다.
먼저, 도 3을 통해서 IEEE 802.15.3 규격을 따르는 스택 구조를 간략히 설명하도록 한다. 먼저, MAC 계층(MAC layer; 220)과 PHY 계층(physical layer; 230)은 각각 관리체(management entity)를 갖는다. 이를 각각 MLME(MAC layer management entity; 240) 및 PLME(PHY layer management entity; 250)라고 한다. 이러한 관리체들은 각 계층에서 계층 관리 기능(layer management function)을 수행할 수 있도록하는 서비스 인터페이스를 제공한다.
또한, MAC에서 정확한 동작이 수행되도록 하기 위한 서비스를 제공하는 디바이스 관리체(device management entity; DME(260))가 존재 한다. DME(260)는 각 계층에 대하여 독립적으로 동작하는데, 각 계층의 관리체로부터 각 계층의 의존적인 상태(layer-dependent status) 정보를 수집하며, 각 계층에 특징적인 변수들(layer-specific parameters)을 세팅하는 기능을 갖는다.
계층 사이에 존재하는 SAP(Service Access Point)들은 각 계층간 또는 각 관리체들 간에 정보를 전달하는 게이트 역할을 수행한다. 즉, PHY 계층(230)과 MAC 계층(220)간의 정보는 PHY SAP(203)에 의하여 전달되고, MAC 층(220)과 FCSL(210)간의 정보는 MAC SAP(202)에 의하여 전달된다. 그리고, DME(260)와 MLME(240) 간의 정보는 MLME SAP(204)에 의하여 전달되고, DME(260)과 PLME(250) 간의 정보는 PLME SAP(205)에 의하여 전달된다. 또한, MLME(240)과 PLME(250) 간의 정보는 MLME-PLME SAP(206)에 의하여 전달된다. FCSL(210)과 그 상위 계층(도시하지 않음) 사이의 정보는 FCSL SAP(201)에 의해 전달된다.
한편, 보다 다양하고 효율적인 네트워크를 구성하기 위하여 IEEE 802.15.3 규격의 스택 구조는 그 상위에 존재할 수 있는 다른 계층(예를 들어 OSI 7 계층 중 네트워크 계층(network layer))과 유기적으로 연결될 필요성이 있다.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하에서는 도 3에 도시된 스택 구조의 상위 계층으로써 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)의 인터넷 계층(Internetwork layer)을 예로 들어 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 장치의 스택 구조를 나타 낸 도면이다.
도시된 스택 구조는 종래의 IEEE 802.15.3 규격의 스택 구조 상에 인터넷 계층(310, 410)을 더 포함하고 있다. 본 실시예에서 제 1 무선 네트워크 장치(300)의 인터넷 계층(310) 및 제 2 무선 네트워크 장치(400)의 인터넷 계층(410)은 각각 3개의 프로토콜(IP(Internet Protocol)(312, 412), ARP(Address Resolution Protocol)(314, 414) 및 RARP(Reverse Address Resolution Protocol)(316, 416))을 지원한다. 도시된 스택 구조에서는 MAC 계층(320, 420)과 인터넷 계층(310, 410) 사이에 FCSL이 생략되어 있으나 실시예에 따라서 FCSL이 더 포함될 수 있다.
먼저 데이터를 송신하려는 제 1 무선 네트워크 장치(300)에서, 인터넷 계층(310)이 MAC 계층(320)으로 데이터를 전달하면(①), MAC 계층(320)은 전달 받은 데이터를 포함하는 MAC 프레임을 생성하여 PHY 계층(330)으로 제공한다(②). 이 때 MAC 계층(320)은 인터넷 계층(310) 중 어떠한 프로토콜로부터 데이터가 전달되었는지 확인하고, 확인 결과에 따라서 전달 받은 데이터의 유형을 식별할 수 있는 정보(이하 유형 정보라 한다)를 MAC 프레임에 설정하게 된다.
MAC 계층(320)으로부터 MAC 프레임을 제공 받은 PYH 계층(330)은 MAC 프레임을 포함하는 무선 신호를 생성하고, 이를 조정자(도시하지 않음)에 의하여 제 1 무선 네트워크 장치(300)에게 할당된 채널 시간에 제 2 무선 네트워크 장치(400)에게 전송한다(③).
제 2 무선 네트워크 장치(400)에서 PHY 계층(430)은 제 1 무선 네트워크 장치(300)로부터 전송된 무선 신호를 수신하고(④), 수신된 무선 신호에서 MAC 프레 임을 추출하여 MAC 계층(420)으로 전달한다(⑤). 이 때 MAC 계층(420)은 PHY 계층(430)으로부터 전달 받은 MAC 프레임에 설정된 유형 정보를 확인함으로써, MAC 프레임에 포함된 데이터를 인터넷 계층(410) 중 어떠한 프로토콜로 전달하여야 할지 판단할 수 있다.
데이터의 전달 대상이 판단되면 MAC 계층(420)은 MAC 프레임에 포함된 데이터를 인터넷 계층(410)의 특정 프로토콜(412, 414 또는 416)로 전달하게 된다(⑥).
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 MAC 프레임에 유형 정보를 삽입함으로써 MAC 계층과 그 상위 계층 사이의 유기적인 동작이 가능하도록 할 수 있다. MAC 프레임에 삽입되는 유형 정보는 MAC 헤더(header) 또는 MAC 바디(body)에 포함될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 MAC 프레임의 구조에 대하여 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도시된 MAC 프레임(500)은 IEEE 802.15.3 표준을 따르는 MAC 프레임을 나타낸다.
MAC 프레임(500)은 MAC 헤더(510)와 MAC 바디(520)를 포함한다.
MAC 바디(520)는 MAC 계층(MAC layer)의 상위 계층으로부터 전달받은 데이터(프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit; PDU))를 포함하는 프레임 페이로드(frame payload)(522)와 MAC 프레임(500)의 전송 오류를 판별하는데 사용되는 FCS(Frame Check Sum) 필드(524)를 포함한다.
예를 들어, MAC 계층의 상위에 응용 계층(application layer)이 위치할 경우 프레임 페이로드(522)에는 어플리케이션 데이터가 실리게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예로써 인터넷 계층이 MAC 계층의 상위 계층일 경우, 프레임 페이로드(522)에는 IP 데이터그램, ARP 요청/응답 또는 RARP 요청/응답 등이 실리게 된다. 이 경우 프레임 페이로드(522)에 실린 데이터의 유형을 구분하기 위하여 유형 정보가 MAC 헤더(510)에 삽입될 수 있다.
MAC 헤더(510)는 피코넷을 식별할 수 있는 식별자를 나타내는 'PNID(Piconet Identifier)' 정보 필드(512)와, MAC 프레임(500)을 전송하는 디바이스(device)를 식별하는 'SrcID' 정보 필드(516)와, MAC 프레임(500)을 수신하는 타켓이 되는 디바이스(device)를 식별하는 'DestID' 정보 필드(514) 등을 포함한다. 또한 MAC 헤더(510)는 MAC 프레임(500)의 특징을 나타내는 프레임 제어 필드(530)를 포함한다.
프레임 제어 필드(530)는 그 하위 필드로써 MAC 프로토콜 버전에 관한 정보를 나타내는 프로토콜 버전 필드(532), MAC 프레임(500)의 유형(예컨데 MAC 프레임(500)이 비콘(beacon) 프레임인지, ACK 프레임인지 등)에 관한 정보를 나타내는 프레임 타입 필드(534) 등을 포함한다.
본 발명에서는 이와 같은 종래의 필드 외에 예비(Reserved) 필드를 사용하여 패킷 타입(packet type) 필드(540)를 정의한다. 패킷 타입 필드(540)에는 프레임 페이로드(522) 영역에 실리는 데이터의 유형 정보가 설정될 수 있다.
예를 들어 MAC 계층의 상위 계층이 인터넷 계층이고 도시된 바와 같이 패킷 타입 필드(540)를 위해 2비트가 할당된 경우, 패킷 타입 필드(540)가 ＇00＇의 값을 가지면 프레임 페이로드(522)에는 종래의 IEEE 802.15.3 규격에서의 일반적인 데이터가 실려있음을 의미 하고, 패킷 타입 필드(540)가 ＇01＇의 값을 가지는 경우 프레임 페이로드(522)에는 IP 데이터그램이 실려 있음을 의미할 수 있다. 또한 패킷 타입 필드(540)가 ＇10＇의 값을 갖는 경우 프레임 페이로드(522)에는 ARP 요청/응답이 실려있음을 의미하고, 패킷 타입 필드(540)가 ＇11＇의 값을 갖는 경우 프레임 페이로드(522)에 RARP 요청/응답이 실려 있음을 의미할 수 있다.
따라서 데이터를 전송하려는 무선 네트워크 장치의 MAC 계층은 상위 계층 중에서 어떤 프로토콜로부터 데이터가 제공되었는지의 여부를 확인하고, 데이터를 제공한 상위 계층의 프로토콜에 맞는 유형 정보를 MAC 헤더에 삽입할 수 있다. 또한 이러한 MAC 프레임을 수신한 무선 네트워크 장치의 MAC 계층은 MAC 헤더(510)의 패킷 타입 필드(540)를 통해서 프레임 페이로드(522)에 실린 데이터를 처리할 프로토콜의 대상을 구별할 수 있다.
도 5에 도시된 MAC 프레임은 패킷 타입 필드를 위해 2비트를 할당하고 있으나 이는 예시적인 것이며, 패킷 타입 필드를 위하여 2 이상 또는 2 이하의 비트수가 할당될 수 있다.
한편 프레임 페이로드(522)에 실리는 데이터의 유형을 식별하기 위하여 기존의 IEEE 802.15.3 규격을 따르는 MAC 헤더에 패킷 타입 필드(540)가 추가됨에 따라서 IEEE 802.15.3 표준에서 정의하는 일부 메세지에 유형 정보에 대한 파라미터가 추가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 종래의 IEEE 802.15.3 표준에서 정의하는 'MAC-ASYNC-DATA.request' 메시지 구조를 변경하면 다음과 같다.
MAC-ASYNC-DATA.request (
PacketType
TrgtID
OrigID
Priority
ACKPolicy
TransmissionTimeout
Length
Data
)
'MAC-ASYNC-DATA.request' 메시지는 IEEE 802.15.3 표준을 따르는 MAC 계층이 FCSL(Frame Convergens Sublayer)로부터 이를 수신하여 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MAC Protocol Data Unit; MPDU)의 포맷(format)을 결정하는데 사용될 수 있다. 이때, 'MAC-ASYNC-DATA.request' 메시지를 구성하는 파라미터 중 'PacketType'은 본 발명의 실시예에 따라서 새롭게 정의된 파라미터(parameter)로서, 상위 계층으로부터 제공 받은 데이터의 유형 정보를 나타낸다. 이를 통해 MAC 계층은 프레임 페이로드에 실리는 데이터의 유형 정보가 포함된 MAC 프레임을 생성할 수 있다.
한편 'MAC-ASYNC-DATA.request'에 대한 응답 메시지인 'MAC-ASYNC-DATA.indication' 메시지 또한 수정될 수 있는데 본 발명의 실시예에 따라서 수정된 'MAC-ASYNC-DATA.indication' 메시지는 다음과 같다.
MAC-ASYNC-DATA.indication (
PacketType
TrgtID
OrigID
Length
Data
)
'MAC-ASYNC-DATA.indication' 메시지를 구성하는 파라미터 중 'PacketType'은 'MAC-ASYNC-DATA.request' 메시지에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라서 새롭게 정의된 파라미터(parameter)로서 MAC 프레임의 페이로드에 실리게 될 데이터의 유형 정보를 나타낸다. 'MAC-ASYNC-DATA.indication' 메시지는 MAC 서비스 데이터 유닛(MAC Service Data Unit; MSDU)이 MAC 계층에 성공적으로 수신되었을 때 MAC 계층에 의하여 생성될 수 있다.
한편 전술한 'MAC-ASYNC-DATA.request' 메시지 및 'MAC-ASYNC-DATA.indication' 메시지는 IEEE 802.15.3 표준에서 정의하는 비동시성(asynchronous) 데이터를 위한 메시지 이다. MAC 계층이 등시성(isochronous) 데이터를 위한 MAC 프레임을 생성하게 되는 경우에는 종래의 IEEE 802.15.3 표준에서 등시성 데이터를 위해 사용되는 메시지인 'MAC-ISOCH-DATA.request' 메시지 및 'MAC-ISOCH-DATA.indication' 메시지가 각각 다음과 같이 수정될 수 있다.
'MAC-ISOCH-DATA.request' (
PacketType
StreamIndex
TransmissionTimeout
Length
Data
)
'MAC-ISOCH-DATA.indication' (
PacketType
TrgtID
OrigID
StreamIndex
Length
Data
)
각 메시지에는 본 발명의 실시예에 따라서 새롭게 정의된 파라미터인 'PacketType'이 포함되어 있으며 그 역할은 전술한 비동시성 데이터를 위한 메시지에서 설명한 바와 같다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상위 계층으로부터 제공된 데이터의 유형 정보는 MAC 프레임의 바디 영역에 설정될 수도 있으며 그 일 예를 도 6을 통 해 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MAC 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도시된 MAC 프레임(600)은 IEEE 802.15.3 표준을 따르는 MAC 프레임을 나타낸다.
MAC 프레임(600)은 MAC 헤더(610)와 MAC 바디(620)를 포함한다.
MAC 헤더(610)는 종래의 IEEE 802.15.3 규격과 동일한 필드로 구성될 수 있다.
MAC 바디(620)는 IEEE 802.15.3 규격을 따르는 프로토콜 수트 중 MAC 계층의 상위 계층으로부터 전달받은 데이터(프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit; PDU))(631) 및 FCSL 헤더(632)를 포함하는 프레임 페이로드(frame payload)(630)와 프레임 전송 오류를 판별하는데 사용되는 FCS(Frame Check Sum) 필드(640)를 포함한다.
예를 들어, MAC 계층의 상위에 응용 계층(application layer)이 위치할 경우 프레임 페이로드(630) 포함되는 데이터(631)는 어플리케이션 데이터일 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예로써 인터넷 계층이 MAC 계층의 상위 계층일 경우, 프레임 페이로드(630)에 실리는 데이터(631)는 IP 데이터그램, ARP 요청/응답 또는 RARP 요청/응답 등일 수 있다. 이 경우 프레임 페이로드(630)에 실린 데이터(631)의 유형을 구분하기 위한 유형 정보가 FCSL 헤더(632)에 삽입될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 FCSL이 상위 계층으로부터 데이터를 제공 받는 경우, FCSL은 제공 받은 데이터에 해당 데이터의 유형 정보를 포함하는 FCSL 헤더(632)를 추가하여 MAC 계층으로 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 FCSL 헤더(632)는 자신의 버전 정보를 나타내는 버전 필드(633)와 프레임 페이로드에 실린 데이터(631)의 유형 정보를 나타내는 패킷 타입 필드(634)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서는 패킷 타입 필드(634)를 위하여 1 옥텟이 할당되었으나 이는 예시적인 것이며 본 발명을 한정하지 않는다.
예를 들어 FCSL 계층의 상위 계층이 인터넷 계층이고 패킷 타입 필드(634)를 위해 2비트가 할당된 경우 패킷 타입 필드(634)가 ＇00＇의 값을 가지면 프레임 페이로드(630)에 실린 데이터(631)는 종래의 IEEE 802.15.3에서의 일반적인 데이터임을 의미하고, 패킷 타입 필드(634)가 ＇01＇의 값을 가지는 경우 프레임 페이로드(630)에 실린 데이터(631)는 IP 데이터그램임을 의미할 수 있다. 또한 패킷 타입 필드(634)가 ＇10＇의 값을 갖는 경우 프레임 페이로드(630)에 실린 데이터(631)는 ARP 요청/응답임을 의미하고, 패킷 타입 필드(634)가 ＇11＇의 값을 갖는 경우 프레임 페이로드(630)에 실린 데이터(631)는 RARP 요청/응답임을 의미할 수 있다.
따라서 데이터를 전송하려는 무선 네트워크 장치의 FCSL은 상위 계층 중 어떤 프로토콜로부터 데이터가 제공되었는지의 여부를 판별하고, 그에 맞는 유형 정보를 포함하는 FCSL 헤더를 상위 계층으로부터 제공 받은 데이터에 추가할 수 있다. FCSL 헤더가 추가된 데이터는 MAC 계층으로 제공되며, MAC 계층은 FCSL 계층으로부터 제공받은 데이터(FCSL 헤더 포함)에 MAC 헤더를 추가하여 PHY 계층으로 제공할 수 있다.
또한 이러한 MAC 프레임을 수신한 무선 네트워크 장치의 MAC 계층 및 FCSL은 수신된 MAC 프레임에서 MAC 헤더를 제거하고, MAC 바디 중에서 FCSL 헤더에 포함된 패킷 타입 필드(634)를 통해서 프레임 페이로드(630)에 실린 데이터(631)를 처리할 프로토콜의 대상을 구별할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 장치를 나타낸 블록도이다.
무선 네트워크 장치는 상위층 모듈(710), 프레임 처리 모듈(720) 및 송수신 모듈(730)을 포함한다.
상위층 모듈(710)은 다른 무선 네트워크 장치에게 전송할 데이터를 프레임 처리 모듈(720)에 제공한다. 또한 상위층 모듈(710)은 다른 무선 네트워크 장치로부터 전송된 MAC 프레임에 실린 데이터를 프레임 처리 모듈(720)로부터 제공 받는다. 이러한 상위층 모듈(710)은 LLC 계층(Logical Link Control Layer) 이상의 네트워크 계층을 관장한다. 바람직하게는, 상위층 모듈(710)에 의해 관장되는 계층은 TCP/IP의 인터넷 계층을 포함한다.
프레임 처리 모듈(720)은 FCSL 및 MAC 계층에서의 동작을 관장한다. 즉, 프레임 처리 모듈(720)은 상위층 모듈(710)로부터 데이터를 제공 받은 경우, 해당 데이터를 제공한 상위층 모듈(710)의 프로토콜을 확인한다. 확인 결과에 따라서 프레임 처리 모듈(720)은 상위층 모듈(710)로부터 제공 받은 데이터의 유형 정보를 포함하는 MAC 프레임을 생성할 수 있다. 유형 정보는 MAC 프레임의 MAC 헤더 또는 MAC 바디에 포함될 수 있으며, 프레임 처리 모듈(720)에 의해 생성된 MAC 프레임의 실시예는 도 5 및 도 6을 통해 설명한 바와 같다.
또한, 프레임 처리 모듈(720)은 송수신 모듈(730)로부터 전달 받은 MAC 프레임의 MAC 헤더를 판독한 후 MAC 프레임에서 MAC 헤더를 제거하고 그 결과를 상위층 모듈(710)로 전달한다. 이 때 프레임 처리 모듈(720)은 MAC 프레임의 MAC 헤더 또는 MAC 바디(바람직하게는 FCSL 헤더)에 포함된 유형 정보를 통해서 프레임 페이로드에 실린 데이터를 처리할 프로토콜을 식별할 수 있다. 따라서 프레임 처리 모듈(720)은 상위층 모듈(710)에 의해 관장되는 상위 계층들 중에서 유형 정보를 통해 확인된 상위 계층의 프로토콜로 데이터를 전달한다.
이 때 프레임 처리 모듈(720)이 생성하거나 프레임 처리 모듈(730)로 전달되는 MAC 프레임은 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜을 따르는 MAC 프레임이다.
송수신 모듈(730)은 PHY 계층(Physical Layer)에서의 동작을 관장한다. 즉, 송수신 모듈(730)은 프레임 처리 모듈(720)로부터 전달 받은 MAC 프레임에 PHY 헤더를 첨가한 PPDU(PACKet Protocol Data Unit)를 생성하고 이를 포함하는 무선 신호를 무선 매체를 통해 전송한다.
또한, 송수신 모듈(730)은 무선 매체를 통하여 수신되는 무선 신호에서 MAC 프레임을 추출하고, 이를 프레임 처리 모듈(720)에 전달한다.
이러한 송수신 모듈(730)은 다시 베이스밴드 프로세서(base band processor)(도시하지 않음)와 RF(radio frequency) 모듈(도시하지 않음)로 세분화 될 수 있다.
지금까지의 설명에서, "모듈(module)"은 소프트웨어 구성요소(software component) 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소(hardware component)를 의미하며 특정한 기능을 수행한다.　 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다.　 모듈은 어드레싱(addressing)할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다.　모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 세분화된 모듈에 의하여 구현될 수 있으며, 복수의 모듈을 합하여 특정한 기능을 수행하는 것으로 구현할 수도 있다.　뿐만 아니라, 구성요소들 및 모듈들은 시스템 내의 하나 또는 그 이상의 컴퓨터들을 실행시키도록 구현될 수도 있다.
이하 도 8 및 도 9을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치의 동작 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
다른 무선 네트워크 장치에게 데이터를 송신하려는 무선 네트워크 장치의 상위층 모듈(710)은 송신시킬 데이터를 프레임 처리 모듈(720)에게 제공한다(S110).
프레임 처리 모듈(720)은 상위층 모듈(710)로부터 제공 받은 데이터가 MAC 계층의 상위 계층 중 어떠한 프로토콜로부터 전달 받은 데이터인지 확인한다(S120).
그 후 프레임 처리 모듈(720)은 전달 받은 데이터 및 해당 데이터의 유형 정보를 포함하는 MAC 프레임을 제공한다(S130). 이 때 유형 정보는 단계 S120에서 확인된, 데이터를 전달한 상위 계층의 프로토콜에 따라서 설정된다. 또한 단계 S130에서 제공되는 MAC 프레임은 조정자 기반 무선 네트워크 프로토콜을 따르는 MAC 프레임이다. 단계 S130에서 제공되는 MAC 프레임에 대한 실시예는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같다.
송수신 모듈(730)은 프레임 처리 모듈(720)에 의해 제공된 MAC 프레임을 다른 무선 네트워크 장치에게 송신한다(S140). 보다 구체적으로, 송수신 모듈(730)은 프레임 처리 모듈(720)에 의해 제공된 MAC 프레임을 포함하는 무선 신호 생성하고, 생성된 무선 신호를 무선 매체를 통하여 송신한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
조정자 기반 무선 네트워크에서 MAC 프레임이 수신되면(S210), 송수신 모듈(730)은 수신된 MAC 프레임을 프레임 처리 모듈(720)로 전달한다(S220). 이 때의 MAC 프레임은 조정자 기반 무선 네트워크 프로토콜을 따르는 MAC 프레임이며, 이러한 MAC 프레임은 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같다.
송수신 모듈(730)로부터 MAC 프레임을 전달 받은 프레임 처리 모듈(720)은 MAC 프레임에 삽입된 유형 정보를 통해서 MAC 프레임에 포함된 데이터의 유형을 확인한다(S230). 즉, 프레임 처리 모듈(720)은 MAC 프레임의 MAC 헤더 또는 MAC 바디(바람직하게는 FCSL 헤더)에 포함된 유형 정보를 확인하여 MAC 바디에 포함된 데이터를 처리할 상위 계층의 프로토콜을 구별하게 된다.
그 후 프레임 처리 모듈(720)은 MAC 프레임에 포함된 데이터를 상위층 모듈 (710)로 전달한다(S240). 보다 구체적으로, 데이터는 상위층 모듈(710)이 관장하는 상위 계층 중에서 단계 S230에서 확인된 상위 계층의 프로토콜로 전달된다.
이상, 도 8 및 도 9에 도시한 흐름도의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있다. 따라서 이러한 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하도록 하는 기구를 만들 수도 있다.
또한 전술한 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는, 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하다. 따라서 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
이밖에도, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하다. 이에 따라, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들을 수행하여 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성함으로써 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명 이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 이용한 무선 네트워크 장치에 따르면 조장자 기반 무선 네트워크에서 MAC 프레임에 유형 정보를 설정함으로써, MAC 계층과 그 상위 계층 사이에 유기적인 동작이 가능하도록 할 수 있다.

Claims (24)

  1. 조정자 기반 무선 네트워크에서 다른 무선 네트워크 장치에게 전송하려는 데이터를 제공하는 단계;
    상기 제공된 데이터 및 상기 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 포함하고 상기 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜에 따르는 MAC 프레임을 제공하는 단계; 및
    상기 제공된 MAC 프레임을 무선 매체를 통해 송신하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유형 정보는,
    상기 MAC 프레임의 MAC 헤더에 포함되는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 MAC 프레임은 IEEE 802.15.3 규격의 MAC 프레임이고, 상기 유형 정보는 상기 MAC 헤더에서 사용이 보류된 필드에 설정되는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 유형 정보는,
    상기 MAC 프레임의 MAC 바디에 포함되는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데 이터를 송신하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 MAC 프레임은 IEEE 802.15.3 규격의 MAC 프레임이고, 상기 유형 정보는 FCSL 헤더에 설정되는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 데이터는 인터넷 계층으로부터 제공되는 데이터인 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 송신하는 방법.
  7. 조정자 기반 무선 네트워크에서 무선 매체를 통하여 상기 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜을 따르는 MAC 프레임을 수신하는 단계;
    상기 수신된 MAC 프레임으로부터 상기 MAC 프레임에 포함된 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 유형 정보에 따라서 상기 데이터를 상위 계층 프로토콜로 제공하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 유형 정보는,
    상기 MAC 프레임의 MAC 헤더에 포함되는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 MAC 프레임은 IEEE 802.15.3 규격의 MAC 프레임이고, 상기 유형 정보는 상기 MAC 헤더에서 사용이 보류된 필드에 설정된 정보인 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 유형 정보는,
    상기 MAC 프레임의 MAC 바디에 포함되는 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 MAC 프레임은 IEEE 802.15.3 규격의 MAC 프레임이고, 상기 유형 정보는 FCSL 헤더에 설정된 정보인 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 상위 계층은 인터넷 계층인 조정자 기반 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 방법.
  13. 조정자 기반 무선 네트워크에서 다른 무선 네트워크 장치에게 전송할 데이터를 제공하는 상위층 모듈;
    상기 상위층 모듈로부터 제공된 데이터 및 상기 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 포함하고 상기 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜에 따르는 MAC 프레임을 제공하는 프레임 처리 모듈; 및
    상기 프레임 처리 모듈로부터 제공된 MAC 프레임을 무선 매체를 통해 송신하는 송수신 모듈을 포함하는 무선 네트워크 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 유형 정보는,
    상기 MAC 프레임의 MAC 헤더에 포함되는 무선 네트워크 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 MAC 프레임은 IEEE 802.15.3 규격의 MAC 프레임이고, 상기 유형 정보는 상기 MAC 헤더에서 사용이 보류된 필드에 설정되는 무선 네트워크 장치.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 유형 정보는,
    상기 MAC 프레임의 MAC 바디에 포함되는 무선 네트워크 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 MAC 프레임은 IEEE 802.15.3 규격의 MAC 프레임이고, 상기 유형 정보는 FCSL 헤더에 설정되는 무선 네트워크 장치.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 데이터는 인터넷 계층으로부터 제공되는 데이터인 무선 네트워크 장치.
  19. 조정자 기반 무선 네트워크에서 무선 매체를 통하여 상기 조정자 기반 무선 네트워크의 프로토콜을 따르는 MAC 프레임을 수신하는 송수신 모듈; 및
    상기 송수신 모듈에 의해 수신된 MAC 프레임으로부터 상기 MAC 프레임에 포함된 데이터의 유형을 나타내는 유형 정보를 확인하고, 상기 확인된 유형 정보에 따라서 상기 데이터를 MAC 계층의 상위 계층 프로토콜로 제공하는 프레임 처리 모듈을 포함하는 무선 네트워크 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 유형 정보는,
    상기 MAC 프레임의 MAC 헤더에 포함되는 무선 네트워크 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 MAC 프레임은 IEEE 802.15.3 규격의 MAC 프레임이고, 상기 유형 정보는 상기 MAC 헤더에서 사용이 보류된 필드에 설정된 정보인 무선 네트워크 장치.
  22. 제 19항에 있어서, 상기 유형 정보는,
    상기 MAC 프레임의 MAC 바디에 포함되는 무선 네트워크 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 MAC 프레임은 IEEE 802.15.3 규격의 MAC 프레임이고, 상기 유형 정보는 FCSL 헤더에 설정된 정보인 무선 네트워크 장치.
  24. 제 19항에 있어서, 상기 상위 계층은 인터넷 계층인 무선 네트워크 장치.
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