KR20060066905A - 에너지 소비를 최소화를 위한 마스터 무선 단말 선정 방법 - Google Patents

에너지 소비를 최소화를 위한 마스터 무선 단말 선정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 Master로 동작하는 무선단말이 가장 에너지 소비가 많기 때문에 에너지 소비를 줄일수 있는 다른 무선단말에게 Master의 기능을 넘겨주는 방법에 관한 특허이다. 형성된 무선네트웍의 중앙에 위치하는 무선단말에게 Master의 기능을 넘겨주는 역할을 수행하기 위해서 전파의 세기를 측정하고 전파편차도라는 파라미터를 계산하여 전파편차도가 가장 적은 무선단말에게 Master의 기능을 넘겨준다.
근거리 무선 네트워크, 애드 호크(Ad Hoc), PAN, 전력, 수신 강도, 마스터

Description

에너지 소비를 최소화를 위한 마스터 무선 단말 선정 방법{Master Selection Algorithm for minimal Power Consumption}
도 1은 복수 개의 무선 단말기가 무선 네트워크 구성을 도시한 개념도.
도 2은 도 1의 무선 네트워크를 통해 전달되는 데이터 구조를 도시한 도면.
도 3은 종래의 방식에 따라, 도 1에 도시된 무선 네트워크에서 통상적으로 마스터 무선 단말이 결정되는 과정을 도시한 도면.
도 4는 임의의 무선 단말이 마스터가 되었을 경우에 발생할 수 있는, 네트워크 제어 신호(비콘 신호)가 도달되어야 하는 영역을 도시한 도면.
도 5은 본 발명에 따라, 중앙에 위치한 무선 단말이 마스터가 되었을 경우에 네트워크 제어 신호(비콘 신호)가 도달되어야 할 영역과 에너지 절약범위를 도시한 도면.
도 6는 본 발명에 따라 마스터가 될 무선 단말을 선정하는 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명에 따라 마스터가 될 무선 단말을 선정하는 다른 실시예를 도시한 흐름도.
도 8은 본 발명에 따라 수신 전파의 세기 정보가 전달되는 데이터 구조의 일 시예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따라 수신 전파의 세기 정보가 전달되는 데이터 구조의 다른 실시예를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 무선 단말기 101 : 마스터
102 : 슬레이브 200 : 비콘
201 : 데이터 채널 300 : 종래의 비콘 신호 도달 영역
400 : 본 발명의 비콘 신호 도달 영역
800, 900 : 수신 신호 정보 요구 응답 데이터 구조
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 구체적으로는 비교적 좁은 영역에서 데이터를 송수신하는 개인 무선 네트워크에서 보다 적은 송신 에너지로써 무선 통신을 할 수 있도록 마스터 유닛을 선정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신에 대한 연구 및 상용화는 매우 빠른 속도로 발전하고 있으며, 근래 들어 특히 홈 오토메이션 등과 같은 유비쿼터스 범주의 각종 서비스에 대한 관심이 높아지면서 반경 수 m 또는 수십 m 영역 내의 소규모 영역에서의 무선 통신에 대한 연구가 활발해지고 이와 관련된 각종 표준이 제정되고 있다.
예컨대, IEEE 802.15 워킹 그룹은 PAN과 같이 짧은 거리로 구성된 네트워크 안에서 이동성 있는 컴퓨팅 디바이스들로 구성된 WPAN의 표준을 수립하고 있으며, 홈 오토메이션(Home Automation), 원격 제어(Remote Control), 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network) 등에 이를 응용하기 위한 움직임이 활발하다.
특히, 최근에 규격이 완성된 802.15.3은 HR-WPAN(High Rate-WPAN)으로 불리며, 55Mb/s 이상의 고속 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션에 적합한 무선 통신 네트워크를 지향하고 있으며, 홈 네트워크(Home Network)에서 무선 멀티미디어 전송을 위해 5m 내지 55m 의 짧은 거리, 55 Mbps 이상의 데이터 전송률, 네트워크 구성 디바이스들의 동적인 토폴로지 구성, 스트림의 QoS 보장을 위한 TDMA 지원, 피어-투-피어 접속성(Peer-to-Peer Connectivity) 등의 특징을 포함하고 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 근거리 무선 통신에서 현재 기본적인 형태 중 하나로 제안되고 있는 개인 무선 네트워크는 독립적인 다수의 스테이션들이 서로 일반 데이터, 음성 및 멀티미디어데이터를 전송할 수 있는 무선 애드 혹(Ad hoc) 데이터 통신시스템을 말한다. 이러한 시스템은 개인의 행동 반경, 즉 10m 내의 모든 방향을 그 통신 영역으로 정의하며, 음성 데이터나 비디오 스트림을 전송하거나 일반 데이터를 전송하는 등 개인이 필요로 하는 데이터 전송 서비스를 제공할 수 있다.
개인 무선 네트워크의 기본적인 통신 범위는 전술한 바와 같이 10m 내의 근거리 개인 운용 영역에 기반을 두고 있으며, 근거리 통신망(LAN), 도시 통신망(MAN), 광대역 통신망(WAN) 등과 같은 유선 네트워크나 무선 근거리 통신망(Wireless LAN)과 같은 무선 네트워크와 상호 연동하여 동작할 수 있다.
일반적으로, 유선으로 연결된 이더넷(Ethernet)과 같은 유선 네트워크에서 각 스테이션에 할당된 주소는 변하지 않지만, 개인 무선 네트워크에서의 주소는 서비스가 제공되는 데이터의 송수신 스테이션을 지칭하는 것으로 통상적으로 고정된 주소 없이 상황에 따라 동적으로 할당된다.
도 1 및 도 2는 개인 무선 네트워크의 구성을 예시한 것으로서, 개인 무선 네트워크를 구성하는 요소들은 다음과 같이 대략적으로 분류할 수 있다. 가장 기본적인 요소는 스테이션(100)이며, 개인 활동 영역 내에서 동일한 무선 주파수 채널 상에서 동작하고 있는 두 개 이상의 스테이션이 존재할 때 네트워크(예컨대, 피코넷)구성된다. 스테이션은 그 역할에 따라 마스터(Master)(101)와 슬레이브(Slave)(102)로 구별된다. 마스터(101)는 네트워크 전체를 관리하고 한 네트워크 내에서는 오직 하나만 존재한다. 있다. 마스터는(101) 채널 할당 등과 관련된 통신 제어 정보를 포함하는 제어 신호(본 명세서에서는 비콘이라 칭함)을 브로드캐스팅함으로써 슬레이브(102)를 제어한다. 슬레이브(102)는 마스터의 통제에 따라 상호간에 데이터를 송/수신할 수 있다.
각 개별 무선 단말은 경우에 따라 마스터(101)가 될 수도 있고, 슬레이브(102)가 될 수도 있는데, 마스터(101) 및 슬레이브(102)가 되는 기준은 기본적으로 도 3에 도시된 절차에 의한다.
즉, 어떤 무선 단말에 전원이 인가되고 작동이 시작되었을 때(단계 301), 비콘 신호가 수신되는지의 여부에 따라 주위에 마스터가 이미 존재하는가를 확인하고(단계 302), 주위에 마스터가 없다면 자신이 마스터가 되고(단계 303), 그 다음 네트워크 제어를 위해 비콘을 주기적으로 송신한다(단계 304). 이와 달리, 무선 단말 에 전원이 인가되고 작동이 개시될 때(단계 311), 비콘 신호의 수신 여부로써 주위에 마스터가 있는지 여부를 확인하여(단계 312), 주위에 이미 마스터가 있다고 확인되면 자신은 슬레이브(102)가 되어(단계 313), 주기적으로 비콘 신호를 수신한다(단계 314).
이와 같은 구성되는 개인 무선 네트워크는 고정, 휴대용 및/또는 이동형 기기들을 서비스할 수 있다. 휴대용 및 이동 기기의 중요한 특징 중 하나는 전원이 주로 전지로 구성된다는 것이다. 이에 따라, 전지의 제한된 전원 용량 때문에 효율적인 전력 관리 기술은 매우 중요하며, 전력 소비를 줄이기 위하여 부품, 회로 설계 뿐 아니라 물리계층이나 데이터 링크 계층의 프로토콜의 효과적인 설계 또한 중요하다.
전력 소비 절감을 위한 방법으로서, 각 스테이션은 비콘 패킷을 통해 해당 슈퍼프레임 동안 자신에게 전송될 데이터의 유무와 시기를 알 수 있고, 수신 또는 송신할 때를 제외하고는 물리계층을 비활성화 함으로써 전력 소비를 줄일 수 있다. 즉, 수신할 데이터가 있는 스테이션은 비콘 구간과 자신에게 수신되는 프레임이 있는 구간만 활성화된다. 데이터를 송신하거나 명령을 요청할 필요가 있는 스테이션은 전송할 데이터가 있는 구간동안 활성화한다. 그런데, 이러한 방법은 스테이션을 이루는 무선 단말(100)이 슬레이브(102)일 경우에는 효과적이지만, 마스터가 된 무선 단말은 네트워크에 속한 다른 무선 단말기 전체에 주기적으로 제어 정보를 담은 비콘을 전달하여야 할 것이므로 활성화, 비활성화의 방식을 채택하는 것이 실질적인 전력 소모 저감에 도움이 되지 못한다.
마스터의 경우, 비콘의 주기적 송신을 위해서 전력 소모가 슬레이브에 비하여 상대적으로 크며 또한 마스터가 동작 중에 전원이 고갈되어 정지하게 되면, 무선 네트워크의 조정 기능이 일시 상실되게 된다. 더욱이 마스터와 슬레이브의 결정이 전술한 도 3에 도시된 종래의 방식에 의할 경우 전원 인가시에 결정되므로 이후에 마스터가 동작을 정지하면 망 전체적으로 새롭게 리셋 과정을 요구되는 문제점이 발생할 수 있다.
비콘을 사용하는 무선 단말들의 네트워크에서 마스터를 선정하는 종래의 방식은 특별히 합리적인 기준없이 먼저 전원이 인가된 무선 단말로 선정된다던지 아니면 마스터가 될 의사가 있는지 등의 합리적이지 않은 기준으로 마스터를 선정하여 선정되어서 전력 소비 저감에 대한 고려가 없었다. 무선 단말에 있어서 전력의 소비 특히 마스터인 무선 단말의 전력소비가 많다는 것은 전체 시스템이 오래동안 유지될 수 없다는 것을 의미하고 소비전력이 많다는 것은 다른 네트워크(예컨대, 인접한 다른 피코넷)가 존재할 경우에 방해전파로 작용될 수도 있기 때문에 바람직하지 않다.
전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전력 소비를 최소화할 수 있는 마스터 선정 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같이, 마스터가 된 무선 단말은 네트워크내의 슬레이브 무선 단말에게 주기적으로 제어 정보, 즉 비콘을 전송하기 위해 네트워크내의 모든 무선 단말기가 수신할 수 있을 정도의 강한 파워로 주기적으로 비콘 신호를 전송하여야 한다. 따라서, 도 4에서와 같이 하나의 네트워크를 구성하는 복수 개의 무선 단말 그룹의 외곽에 위치한 무선 단말이 마스터(101)가 되면 이 마스터가 방출하는 전파 영역은 동심원(400) 이상을 커버해야한다. 마스터는 네트워크 제어를 위해 주기적이고 지속적으로 비콘을 방출해야 하기 때문에 슬레이브와 같은 전력 소비 저감 방식, 즉 데이터 송수신 중에만 활성화 되는 등의 방식을 취할 수 없기 때문에 전력 소모량이 다른 무선 단말에 비해 크게 된다.
하지만, 도 5에서와 같이 무선 단말 군의 중심에 마스터가 위치할 경우에는 동심원(500)을 커버할 정도로만 무선 신호를 방출하면 된다. 즉, 빗금친 영역에 대해서는 제어 신호를 방출하지 않아도 되므로 상당한 전력 소비 저감 효과를 얻을 수 있다. 물론, 마스터는 네트워크의 물리적 위치상의 중심이 아니라 전파 환경에서의 중심에 위치하는 것이 좋다. 물리적인 방해 블럭(벽이나 사무실의 파티션)등이 존재할 경우에는 물리적 위치상 무선 단말들의 중심에 있다고 해서 항상 전파 환경의 중심에 있다고 볼 수 있는 것은 아니며, 이 경우 전력 소비 효과가 극대화 되지 못할 것이기 때문이다.
이러한 기술 사상에 기초한 본원 발명은, 네트워크 제어 신호를 방출하는 하나의 마스터 무선 단말과, 상기 제어 신호에 따라 데이터를 송수신하는 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로 구성되는 근거리 무선 네트워크의 마스터 무선 단말 선정 방법에 있어서, 상기 각 슬레이브 무선 단말이 네트워크내 각 무선 단말로부터 자신에게 수신되는 전파의 수신 강도를 측정하는 단계와, 상기 전파의 수신 강도값에 기초해서 상기 무선 네트워크의 전파 환경의 중심에 위치한 무선 단말을 선정하는 단계와, 상기 선정된 무선 단말이 마스터가 되어 상기 제어 신호를 방출하는 단계를 포함하는 근거리 무선 네트워크의 마스터 단말 선정 방법을 제공한다.
이 때, 상기 전파 환경의 중심에 위치한 무선 단말을 선정하는 단계는, 각 무선 단말에 대하여, 수신되는 전파의 수신 강도의 평균값과 각 수신 전파의 수신 강도와의 차이를 합한 값인 전파편차도를 구하는 단계와, 상기 각 무선 단말에 대한 전파편차도를 대비하여 가장 낮은 전파편차도를 가지는 무선 단말을 상기 네트워크의 전파 환경의 중심에 있는 무선 단말로 간주하여 선정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 면에 따라, 네트워크 제어 신호를 방출하는 하나의 마스터 무선 단말과, 상기 제어 신호에 따라 데이터를 송수신하는 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로 구성되는 근거리 무선 네트워크의 새로운 마스터 선정을 위하여 상기 마스터 무선 단말이 수행하는 방법으로서, 상기 네트워크내 상기 하나 이상의 슬레이브 무선 단말에게 그들에게 수신되는 하나 이상의 신호의 수신 강도 측정 요구하는 단계와, 자신에게 수신되는 하나 이상의 신호의 수신 강도를 측정하는 단계와, 상기 슬레이브 무선 단말로부터 상기 수신 강도 측정 데이터를 수신하는 단계와, 자신을 포함하는 상기 네트워크 내의 각 무선 단말에 대하여, 수신되는 하나 이상의 전파의 수신 강도의 평균값과 각 수신 전파의 수신 강도와의 차이를 합한 값인 전파편차도를 구하는 단계와, 상기 각 무선 단말에 대한 상기 전파편차도를 비교하여 가장 낮은 값의 전파편차도을 가지는 무선 단말을 선정하는 단계와, 상기 선정 된 무선 단말이 자신이 아니라면, 선정된 타 무선 단말에게 마스터 권한을 이양하는 단계를 포함하는 근거리 무선 네트워크의 새로운 마스터 선정을 위하여 마스터 무선 단말이 수행하는 방법이 제공된다.
이와 대응되는 방법으로서, 네트워크 제어 신호를 방출하는 하나의 마스터 무선 단말과, 상기 제어 신호에 따라 데이터를 송수신하는 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로 구성되는 근거리 무선 네트워크의 새로운 마스터 선정을 위하여 상기 하나 이상의 슬레이브 무선 단말이 수행하는 방법으로서, 마스터 무선 단말의 요구에 응답하여, 자신에게 수신되는 하나 이상의 신호에 대한 수신 강도를 측정하는 단계와, 측정된 수신 강도 결과를 소정의 데이터 포맷으로서 상기 마스터 단말에게 전달하는 단계와, 현재의 마스터 무선 단말이 마스터 권한 수행 요청을 할 경우, 마스터 권한을 이양 받아 마스터 무선 단말로 전환하는 단계를 포함하는 근거리 무선 네트워크의 새로운 마스터 선정을 위하여 하나 이상의 슬레이브 무선 단말이 수행하는 방법이 역시 제공된다.
본 발명에 따라 네트워크 동작 중에 마스터 단말을 전환하는 경우, 새롭게 네트워크에 편입되는 무선 단말이 있을 경우의 마스터/슬레이브 결정 방법 또한 종래와는 변경되어야 한다.
따라서, 본 발명의 다른 일면에 따라 네트워크 제어 신호를 방출하는 하나의 마스터 무선 단말과, 상기 제어 신호에 따라 데이터를 송수신하는 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로 구성되는 근거리 무선 네트워크의 마스터 무선 단말 결정 방법에 있어서, 무선 단말에 전원이 인가되어 작동이 개시될 때 상기 무선 단말에 네트 워크 제어 신호가 수신되면 슬레이브로서 동작하고, 상기 제어 신호가 수신되지 않으면 네트워크 존재를 요청하는 요청 신호를 방출하는 단계와, 상기 요청 신호에 대한 응답이 없으면, 자신이 마스터 무선 단말로 동작하는 단계와, 상기 요청 신호에 대한 응답이 있으면, 네트워크 편입 요청 신호를 방출하는 단계와, 상기 네트워크 편입 요청 신호에 응답하여 상기 네트워크 제어 신호가 수신되면 슬레이브 무선 단말로서 동작하는 단계를 포함하는 근거리 무선 네트워크의 마스터 무선 단말 결정 방법을 아울러 제공한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따라 현재 마스터가 된 무선 단말이 주도하여 전파 환경상 중심에 위치한 무선 단말에게 마스터 권한을 이양하는 절차에 관한 일 실시예를 도시한 도면이다.
현재 마스터인 무선 단말(101)은 전파 환경의 중심에 위치한 무선 단말을 선정하기 위하여, 네트워크내 모든 슬레이브 무선 단말(102)에게 그들에게 수신되는 신호 각각의 수신 강도를 측정할 것을 요구하고(단계 601), 아울러 마스터 자신에게 수신되는 신호 각각의 수신 강도를 측정한다(단계 602).
현재 슬레이브인 무선 단말(102)은 마스터의 요구에 응답하여, 자신을 제외한 네트워크내 모든 무선 단말로부터 자신에게 수신되는 신호 각각의 수신 강도를 측정하여 이를 저장하고 마스터에게 전달한다(단계 603). 이 때 중요한 것은 마스터로부터 수신 강도 측정 요구가 발해진 경우, 네트워크 내의 모든 무선 단말이 동시에(또는 소정 시간 내에) 동일한 강도의 전파를 방출하여야 한다는 것이다. 각 무선 단말에서의 방출 전파의 세기가 상이할 경우 각 무선 단말에 수신되는 신호의 수신 강도는 무선 단말들간의 거리나 배치에 무관하게 측정될 수 있기 때문이다.
마스터 무선 단말(101)은 수신 강도 측정이 완료되었을 것이라도 판단되는 소정의 시간 후에, 수신 강도 기초한 전파편차도를 전송할 것을 각 슬레이브 무선 단말에게 요구한다(단계 604). 물론 마스터 무선 단말 역시 자신에게 수신되는 신호에 기초한 전파편차도를 구하며, 슬레이브 무선 단말(102)은 자신에게 수신된 신호의 수신 강도에 기초하여 전파편차도를 구하고 이를 마스터(101)에게 전달한다(단계 605).
여기서 전파편차도는 각 무선 단말에게 수신되는 하나 이상의 신호들의 편차 정도를 나타내는 것으로서, 네트워크내에 마스터를 포함하여 n개의 무선 단말이 존재할 경우 아래의 수학식에 의하여 구할 수 있다.
m = (S1+S2+...+Sn-1)/n-1,
전파편차도 = ｜S1 - m｜+ ｜S2 - m｜+ ...+ ｜Sn-1 - m｜
여기서, S1, S1,...,Sn-1 은 특정 무선 단말로 수신되는 n-1 개의 수신 신호의 수신 강도이다.
수학식 1 자체로부터 잘 파악될 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 정의하는 전파편차도는 어떤 무선 단말에 수신되는 n개의 신호 강도의 평균과 각 신호 강도의 차이의 절대값을 합한 값으로서, 네트워크내의 모든 무선 단말이 동일한 강도로 전파를 방출할 경우에는 어떤 무선 단말에서 계산한 전파편차도 값이 낮을수록 그 무선 단말에 수신되는 n개의 신호에 대한 수신 강도 편차가 적은 것이므로, 결국 전파편차도 값이 낮을수록 해당 무선 단말이 네트워크내의 전파 환경에 중심에 위치하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 만약 어떤 무선 단말이 전파 환경의 정중심에 위치할 경우에는 전판편차도의 값은 0이 될 것이다.
따라서, 마스터(101)는 적어도 하나의 슬레이브(102)로부터 수신된 적어도 하나의 전파편차도와 자신이 계산한 전파편차도를 함께 비교하여 이중에서 가장 낮은 값을 가지는 전파편차도를 가지는 무선 단말이 전파 환경의 중심에 위치한 것으로 간주하여 해당 무선 단말에게 마스터 권한을 이양한다(단계 606).
도 7은 본 발명에 따라 마스터 권한을 이양하는 다른 일 실시예를 도시한 도면이다.
우선, 현재 마스터 무선 단말(101)이 네트워크내의 하나 이상의 슬레이브 무선 단말(102)에게 수신 강도 측정을 요구하고(단계 701), 곧이어 마스터(101) 자신에게 수신되는 신호의 수신 강도를 측정한다(단계 702).
마스터 무선 단말(101)의 측정 요구를 수신한 각 슬레이브 단말(102)은 소정의 강도로 전파를 송출하며, 또한 자신에게 수신되는 신호의 수신 강도를 측정하여 저장하고 측정 요구에 대한 확인 응답을 한다(단계 703).
마스터(101)가 모든 슬레이브(102)로부터 확인 응답을 수신하면, 수신 강도값을 전송할 것을 각 슬레이브 단말에 요청하고(단계 704), 각 슬레이브(102)는 이 요청에 따라 자신이 수신한 하나 이상의 신호에 대한 수신 강도값을 소정의 형식에 맞추어 마스터로 전송한다(단계 705).
마스터(101)가 각 슬레이브(102)로부터 수신 강도값을 모두 수신하면, 이들에 기초하여 각 슬레이브 별로 전술한 전파편차도를 계산하고(단계 706), 계산된 전파편차도를 대비하여 가장 적은 값을 가지는 무선 단말에게 마스터 권한을 이양한다(단계 707).
도 7의 실시예는 도 6의 실시예에 비하여 네트워크내 각 슬레이브 단말에 대한 전파편차도를 마스터가 계산하는 데 차이가 있으며, 그 외의 점에 대한 뚜렷한 차이는 없다.
전술한 각 실시예에서 전파편차도의 대비 결과 현재의 마스터가 가장 낮은 전파편차도를 가질 경우에는 다른 무선 단말에게 이양하지 아니하고 자신이 계속 마스터로서 동작함은 물론이다.
도 8 및 도 9는 네트워크내의 각 슬레이브 무선 단말(102)이 마스터 무선 단말(101)로 수신 강도 값을 전달하는 데이터 형식(800, 900)을 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 형식은 이 데이터 프레임이 수신 강도값 전송을 위한 것이라는 것을 알리는 식별자(Information ID; 801), 프레임 길이(802), 자신이 수신 가능한 최소 수신 강도(Rx power level; 803), 자신에게 수신된 하나 이상의 신호의 수신 강도로부터 계산한 전파편차도(804)을 포함한다. 도 8의 데이터 형식은 도 6에 도시된 실시예의 경우에 이용되는 데 적합하다.
도 9에 도시된 형식은 데이터 식별자(901), 프레임 길이(902), 최소 수신 강도(903)를 포함하며, 이들은 도 8의 프레임 형식에서와 동일한 역할을 담당한다. 최소 수신 강도 필드(904)에 뒤 이은 발송자 식별자(Source ID; 904) 및 수신 강도(Current Rx power; 905)는 각각 해당 무선 단말에게 수신된 전파를 방출한 무선 단말의 식별자 및 그 신호의 수신 강도값을 나타내며, 네트워크 내의 자신을 제외한 다른 모든 무선 단말들에 대하여 각각 동종의 필드가 부여된다.
도 8 및 도 9의 데이터 형식에서, 최소 수신 강도 필드(802, 902)에는 해당 무선 단말이 식별 가능한 정도로 수신하기 위해 요구되는 최소 수신 강도값이 포함된다. 즉, 본 발명에 따라 전파 환경의 중심에 위치한 무선 단말이 새롭게 마스터 역할을 수행할 경우, 제어 신호의 송출 강도를 결정할 때 이용될 수 있다.
즉, 각 무선 단말의 자신들의 최소 수신 강도를 최소 수신 강도 필드(802, 902)내에 포함시켜 전달하면, 새로운 마스터는 이 값들 중 가장 큰 값과 동일하게 방출 강도를 조정하여 수신 확인 요청을 시작하여 단계적으로 방출 강도를 높이면서 수신 확인 요청 신호를 방출하고, 네트워크 내의 모든 슬레이브 무선 단말로부터 수신 확인 요청에 대한 확인 응답을 받게 된 때의 방출 강도를 기본 방출 강도로 설정하고 이 강도로 제어 신호를 방출하는 방식을 취하게 되면, 신속하게 최적 방출 강도를 결정할 수 있다.
물론, 최소 수신 강도값을 모르더라도, 새로운 마스터는 최소 방출 강도로 수신 확인 요청을 시작하여 점차 방출 강도를 높이는 방식으로 최적 방출 강도를 결정할 수 있으므로, 다소의 시간이 더 소요될 수 있을 뿐 최적 방출 강도를 정하는 것 자체는 가능하므로 최소 수신 강도 필드(802, 902)는 생략되어도 무방하다.
한편, 네트워크 동작 중에 마스터 단말이 변경될 수 있는 본 발명의 방법에 따르면, 도 3에 도시된 마스터/슬레이브 결정 방법으로서는 비효율적인 네트워크 운영이 야기될 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 마스터/슬레이브 결정 방법에 의하면, 도 5의 빗금친 영역에 새로이 무선 단말이 위치하게 된 경우, 새로운 무선 단말은 전원이 인가되어 동작 개시될 때 제어 신호를 수신하지 못하게 될 것이므로 자신이 마스터가 될 것이다. 이 경우 좁은 영역에 마스터가 2개 이상이 존재할 경우가 발생할 수 있고, 따라서 하나의 마스터로써도 충분히 관리가 가능한 좁은 영역에 2 종 이상의 네트워크 제어 신호가 방출되어 간섭 또는 혼선이 야기될 여지가 있으며, 전반적으로 네트워크 운영의 비효율성이 높아질 수 있다.
따라서, 전술한 문제점을 방지하기 위하여 신규한 마스터/슬레이브 결정 방법이 마련되어야 할 것이며, 이하 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
무선 단말에 전원이 인가되어 동작이 개시되면(단계 1001), 우선 자신에게 제어 신호가 수신되는지 여부를 확인한다(단계 1002). 이때 제어 신호가 수신되면 단계(1007)로 진입하여 슬레이브로서 동작한다. 이는 도 3의 실시예와 동일하다.
그런데, 근처에 이미 무선 네트워크가 형성되고 마스터 및 슬레이브 무선 단말이 동작하고 있더라도 예컨대 새로운 무선 단말이 도 5의 빗금친 영역에 위치하게 되면 제어 신호를 수신하지 못하게 되므로, 새로운 무선 단말은 제어 신호가 수신되지 않더라도 근처에 네트워크가 이미 존재하는지를 확인하는 요청 신호를 방출한다(단계 1003). 기존의 네트워크에 포함된 마스터 및/또는 슬레이브 무선 단말은 네트워크 존재 확인 요청 신호를 수신하면 이에 대해 응답을 하고, 새로운 무선 단 말이 응답 신호를 수신하면(단계 1004) 네트워크 편입 요청을 하고(단계 1006) 슬레이브로서 동작한다(1007). 만약 단계(1004)에서 네트워크 존재 확인 요청 신호에 대한 응답을 수신하지 못하면 단계(1005)로 진입하여 자신이 마스터로서 동작한다.
단계(1006)의 네트워크 편입 요청은 기존의 네트워크에게 제어 신호 방출 강도를 높여달라는 요청일 수 있으며, 후속하여 전술한 도 6 내지 도 7의 마스터 권한 이양 절차를 수행하자는 요구를 포함할 수 있다.
이상, 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시를 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 6에 도시된 실시예에서 단계(604)를 생략하고, 단계(601)에서 마스터가 각 슬레이브 단말에게 자신들로 수신되는 신호의 수신 강도 및 전파편차도를 구하여 전달하라는 요청을 할 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 그 외 다양한 실시예의 변화가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정하여져야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 근거리 무선 네트워크의 마스터 역할을 수행하는 무선 단말기의 전력 소비량을 저감할 수 있는 효과가 있으며 그 결과 네트워크 전체의 전력 소비 또한 저감시킬 수 있다.
아울러, 전력 소비량의 감소에 따라 보다 장시간 마스터 단말이 동작할 수 있으므로 네트워크의 동작 안정성도 높일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

Claims (11)

  1. 네트워크 제어 신호를 방출하는 하나의 마스터 무선 단말과, 상기 제어 신호에 따라 데이터를 송수신하는 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로 구성되는 근거리 무선 네트워크의 마스터 무선 단말 선정 방법에 있어서,
    상기 각 슬레이브 무선 단말이 네트워크내 각 무선 단말로부터 자신에게 수신되는 전파의 수신 강도를 측정하는 단계와,
    상기 전파의 수신 강도값에 기초해서 상기 무선 네트워크의 전파 환경의 중심에 위치한 무선 단말을 선정하는 단계와,
    상기 선정된 무선 단말이 마스터가 되어 상기 제어 신호를 방출하는 단계
    를 포함하는 마스터 무선 단말 선정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전화 환경의 중심에 위치한 무선 단말을 선정하는 단계는,
    각 무선 단말에 대하여, 수신되는 전파의 수신 강도의 평균값과 각 수신 전파의 수신 강도와의 차이를 합한 값인 전파편차도를 구하는 단계와,
    상기 각 무선 단말에 대한 전파편차도를 대비하여 가장 낮은 전파편차도를 가지는 무선 단말을 상기 네트워크의 전파 환경의 중심에 있는 무선 단말로 간주하여 선정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전파편차도를 구하는 단계는 상기 네트워크 내의 상기 각 무선 단말이 자체적으로 수행하는 것인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 전파편차도를 구하는 단계는 현재의 마스터 무선 단말이 상기 네트워크 내의 상기 각 무선 단말로부터 전파 수신 강도 정보를 수신하고 이에 기초하여 계산하는 것인 방법.
  5. 네트워크 제어 신호를 방출하는 하나의 마스터 무선 단말과, 상기 제어 신호에 따라 데이터를 송수신하는 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로 구성되는 근거리 무선 네트워크에서 새로운 마스터 단말 선정을 위하여 상기 마스터 무선 단말이 수행하는 방법으로서,
    상기 네트워크내 상기 하나 이상의 슬레이브 무선 단말에게 그들에게 수신되는 하나 이상의 신호의 수신 강도 측정 요구하는 단계와,
    자신에게 수신되는 하나 이상의 신호의 수신 강도를 측정하는 단계와,
    상기 슬레이브 무선 단말로부터 상기 수신 강도 측정 데이터를 수신하는 단계와,
    자신을 포함하는 상기 네트워크 내의 각 무선 단말에 대하여, 수신되는 하나 이상의 전파의 수신 강도의 평균값과 각 수신 전파의 수신 강도와의 차이를 합한 값인 전파편차도를 구하는 단계와,
    상기 각 무선 단말에 대한 상기 전파편차도를 비교하여 가장 낮은 값의 전파 편차도을 가지는 무선 단말을 선정하는 단계와,
    상기 선정된 무선 단말이 자신이 아니라면, 선정된 타 무선 단말에게 마스터 권한을 이양하는 단계
    를 포함하는 새로운 마스터 단말 선정을 위하여 마스터 무선 단말이 수행하는 방법.
  6. 네트워크 제어 신호를 방출하는 하나의 마스터 무선 단말과, 상기 제어 신호에 따라 데이터를 송수신하는 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로 구성되는 근거리 무선 네트워크의 새로운 마스터 단말 선정을 위하여 상기 하나 이상의 슬레이브 무선 단말이 수행하는 방법으로서,
    마스터 무선 단말의 요구에 응답하여, 자신에게 수신되는 하나 이상의 신호에 대한 수신 강도를 측정하는 단계와,
    측정된 수신 강도 결과를 소정의 데이터 포맷으로서 상기 마스터 단말에게 전달하는 단계와,
    현재의 마스터 무선 단말이 마스터 권한 수행 요청을 할 경우, 마스터 권한을 이양 받아 마스터 무선 단말로 전환하는 단계
    를 포함하는 근거리 무선 네트워크의 새로운 마스터 단말 선정을 위하여 하나 이상의 슬레이브 무선 단말이 수행하는 방법
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 수신 강도 측정 단계는 상기 네트워크 내의 모든 무선 단말이 동일한 강도로 전파를 송출하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 마스터 무선 단말로 전환하는 단계 이후에,
    상기 새로운 마스터 무선 단말은 전파 송출 강도를 단계적으로 저감시키면서 매 단계마다 상기 새로운 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로부터의 수신 확인 응답을 수신하는 단계와,
    상기 슬레이브 무선 단말로부터의 수신 확인 응답을 수신할 수 있는 범위 중에서의 최소 송출 강도를 기본 송출 강도로 설정하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  9. 네트워크 제어 신호를 방출하는 하나의 마스터 무선 단말과, 상기 제어 신호에 따라 데이터를 송수신하는 하나 이상의 슬레이브 무선 단말로 구성되는 근거리 무선 네트워크의 마스터 무선 단말 결정 방법에 있어서,
    무선 단말에 전원이 인가되어 작동이 개시될 때 상기 무선 단말에 네트워크 제어 신호가 수신되면 슬레이브로서 동작하고, 상기 제어 신호가 수신되지 않으면 네트워크 존재를 요청하는 요청 신호를 방출하는 단계와,
    상기 요청 신호에 대한 응답이 없으면, 자신이 마스터 무선 단말로 동작하는 단계와,
    상기 요청 신호에 대한 응답이 있으면, 네트워크 편입 요청 신호를 방출하는 단계와,
    상기 네트워크 편입 요청 신호에 응답하여 상기 네트워크 제어 신호가 수신되면 슬레이브 무선 단말로서 동작하는 단계
    를 포함하는 근거리 무선 네트워크의 마스터 무선 단말 결정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 요청 신호에 대한 상기 응답은,
    이미 형성된 무선 네트워크의 마스터 및/또는 슬레이브 무선 단말에 의하여 생성되고 전송되는 것인 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 슬레이브로서 동작하는 단계는,
    상기 네트워크 편입 요청 신호에 응답하여, 네트워크의 기존의 마스터 무선 단말이 신규로 편입된 무선 단말에 상기 제어 신호가 도달 할 수 있도록 제어 신호의 송출 강도를 높이는 단계와,
    상기 마스터 무선 단말로부터의 제어 신호에 따르는 슬레이브 무선 단말로서 동작하는 단계를 포함하는 것인 방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100984510B1 (ko) * 2008-07-02 2010-10-01 경희대학교 산학협력단 무선 센서 네트워크의 협력통신 방법
KR100986983B1 (ko) * 2008-08-26 2010-10-11 전자부품연구원 Ｒｆ 간섭을 회피하기 위한 센서 노드 및 그 제어방법
KR20160121095A (ko) * 2015-04-10 2016-10-19 대전대학교 산학협력단 단일홉 무선 애드혹 네트워크 상의 모바일 단말에서 수행되는 동기화 방법 및 그 방법을 수행하는 모바일 단말
KR101996615B1 (ko) * 2018-12-14 2019-07-04 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR102065981B1 (ko) * 2019-03-28 2020-01-14 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR102065984B1 (ko) * 2019-03-28 2020-01-14 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR102065983B1 (ko) * 2019-03-28 2020-01-14 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR102065982B1 (ko) * 2019-03-28 2020-01-14 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2867980B2 (ja) * 1996-11-22 1999-03-10 日本電気株式会社 アドホック通信ネットワークシステム
GB0004919D0 (en) * 2000-03-02 2000-04-19 Koninkl Philips Electronics Nv Ad-hoc radio communication system
KR100620289B1 (ko) * 2000-07-25 2006-09-07 삼성전자주식회사 마스터 이탈시 사설 간이 네트워크 운영 방법
JP3693896B2 (ja) * 2000-07-28 2005-09-14 三菱電機株式会社 通信方法および通信システム
JP4378888B2 (ja) * 2001-03-09 2009-12-09 カシオ計算機株式会社 無線通信ネットワークシステム、無線接続方法及びプログラム
US20020159401A1 (en) * 2001-04-25 2002-10-31 Brightcom Technologies Ltd. Masterless slave / master role switch in a bluetooth piconet

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100984510B1 (ko) * 2008-07-02 2010-10-01 경희대학교 산학협력단 무선 센서 네트워크의 협력통신 방법
KR100986983B1 (ko) * 2008-08-26 2010-10-11 전자부품연구원 Ｒｆ 간섭을 회피하기 위한 센서 노드 및 그 제어방법
KR20160121095A (ko) * 2015-04-10 2016-10-19 대전대학교 산학협력단 단일홉 무선 애드혹 네트워크 상의 모바일 단말에서 수행되는 동기화 방법 및 그 방법을 수행하는 모바일 단말
KR101996615B1 (ko) * 2018-12-14 2019-07-04 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR102065981B1 (ko) * 2019-03-28 2020-01-14 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR102065984B1 (ko) * 2019-03-28 2020-01-14 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR102065983B1 (ko) * 2019-03-28 2020-01-14 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법
KR102065982B1 (ko) * 2019-03-28 2020-01-14 한화시스템 주식회사 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법

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