KR20060073419A - 분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한시스템 및 방법 - Google Patents

분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 무선 이동 애드호크(ad-hoc) 네트워크기반에서의 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)를 위한 매체접근제어에서, 동면모드에 있는 디바이스들에 대한 정보를 전력절감정보요소를 통해 비컨그룹에 제공하는 PS앵커(Power Save Anchor)를 제시한다. 이에 의하면, 주어진 네트워크 내의 모든 디바이스들은 통신하기를 원하는 목적지 디바이스들의 동면간격에 따라 자신의 활동모드와 동면모드를 스케줄링할 수 있다. 이것은 디바이스가 깨어 있는 채로 휴지(idle)상태에 있으면서, 목적지 디바이스가 동면모드에서 나오기를 기다릴 필요를 효과적으로 줄인다. 이에 의하여 네트워크 내의 모든 디바이스의 전력을 효과적으로 줄일 수 있다.
전력절감, 분산화 무선 네트워크, PS앵커, 전력절감정보

Description

분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한 시스템 및 방법{Power saving system in distributed wireless personal area network and method thereof}
도 1은 종래의 분산화 접근방식에서의 개인용무선네트워크를 도시한 도면,
도 2는 종래의 슈퍼프레임의 구조의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한 시스템을 포함하는 네트워크를 도시한 도면,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력절감정보요소의 구조를 도시한 도면,
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력절감정보요소의 구조를 도시한 도면,
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력절감정보요소의 구조를 도시한 도면,
도 5b는 도 5a에 도시된 전력절감정보요소의 개별 필드를 도시한 도면,
도 6은 비컨그룹내에 PS앵커가 존재하지 않는 경우, 디바이스 P가 PS앵커로 동작하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 7은 동작중인 PS앵커를 포함하는 네트워크를 도시한 도면, 그리고
도 8은 비컨그룹내에 PS앵커가 존재하는 경우, 디바이스 P가 PS앵커로 동작하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 무선 모바일(mobile) 애드-호크(ad-hoc) 네트워크에 기초한 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)를 위한 전력을 절감하는 매체접근제어(Media Access Control)를 제공하는, 분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
개인용무선네트워크는 약 10m 내외의 개인적인 영역에서 동작하는 것으로 정의된다. 미국 전기전자 기술자 협회(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers)는 그러한 개인용무선네트워크의 표준을 정하는데 참여했다. 광대역(UWB:Ultra Wide Band) 통신기술은 이러한 개인적 영역에서 수 백Mbps가 넘는 전송율을 제공할 수 있다. 개인용무선네트워크에서, 매체는 서로간의 통신을 위한 모든 디바이스들 사이에서 공유된다. 가능하다면, 상기 디바이스들은 배터리 전원을 절감하기 위한 전력 절감 상태에 있을려고 한다.
이것은 그 디바이스들의 매체접근을 제어하기 위한 매체 접근 제어방법을 필요로 한다. 그것은 넓게는 어떻게 네트워크에 접근할 수 있는 지, 어떻게 원하는 전송율로 다른 디바이스에 데이터를 전송할 수 있는 지, 어떻게 매체를 최적으로 사용할 수 있는 지, 또한 비컨의 충돌을 어떻게 검출하고 해소할 수 있는지 및 어 떻게 전원을 최적으로 사용할 수 있는지를 포함한다.
개인용무선네트워크를 위한 매체 접근 제어는 집중화(centralized)와 분산화(distributed)의 두 가지 접근방법으로 설계될 수 있다. 집중화 접근에서는, 하나의 디바이스가 모든 디바이스들을 위한 매체 접근을 관리하고 조정하기 위하여, 전체 네트워크를 위해 동작한다. 모든 디바이스들은 네트워크에의 참여나 채널 타임의 할당과 같은 매체 접근을 위해 집중화된 조정자(coordinator)의 도움을 요청한다. 분산화 접근에서, 매체 접근은 네트워크의 모든 디바이스들에 고르게 분산된다. 그리고 모든 디바이스들은 서로의 매체 접근을 관리하는 부담을 공유한다. IEEE 표준이 집중화 매체 접근 제어방법에 대한 것이지만, 몇 개의 분산화 매체 접근 제어방법이 WPAN을 위해서 논의되고 있다. 그러한 방법은 디바이스들의 이동성에 대해 유연성을 제공하기 때문이다.
도 1은 종래의 분산화 접근방식에서의 개인용무선네트워크를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 점으로 표시된 수 개의 디바이스를 포함한다. 각 디바이스를 중심으로 그려진 원은 해당 디바이스의 비컨이 수신되는 범위를 나타낸다. 그리고 하나의 원 내에 포함되는 디바이스들은 하나의 비컨그룹(beacon group)을 형성하게 된다.
분산화 접근에 기초한 개인용무선네트워크는 어떠한 집중된 조정자를 가지지 않는다. 네트워크 내에서 모든 디바이스들은 경(輕)조정자의 역할을 수행하며, 별도의 전용 조정자를 포함하지 아니한다. 모든 디바이스들은 서로 협동한다. 또한 각 디바이스들은, 다른 디바이스로의 데이터 전송을 위한 채널 타임 할당, 동기 방법 및 전력절감 등과 같은 매체접근제어를 수행하기 위하여 필요한 정보를 서로 공유한다. 이것이 애드 호크(ad-hoc)형으로 형성된 분산화 개인용무선네트워크 시스템이다. 각 디바이스는 주기적으로 그 주변 디바이스들에 대한 정보 및 그 주변디바이스들에게 할당된 채널 타임에 대한 정보를 브로드캐스트한다.
분산화 매체 접근 제어방식은 ‘슈퍼프레임(superframe)’이라 불리는 타이밍 개념에 의존한다. 슈퍼프레임은 고정된 길이의 시간을 가지고, '타임 슬롯(time slot)'이라 불리는 다수의 시간창으로 분할된다. 또한 타임슬롯은 매체접근슬롯(MAS: Medium Access Slot)으로 불리기도 한다.
대부분의 타임 슬롯들은 디바이스들이 비컨을 보내기 위해 사용된다. 그리고 나머지 슬롯은 데이터를 보내는데 사용된다. 비컨이 보내지는 슬롯들은 '비컨 슬롯'이라 불리고, 데이터가 보내지는 슬롯은 '데이터 슬롯'이라 불린다. 비컨 구간(BP: Beacon Period)의 길이는 데이터 구간의 길이보다 작을 수 있다. 비컨 슬롯들은 슈퍼프레임의 슬롯들에 걸쳐 분배되거나, 슈퍼프레임의 시작부분에 함께 나타날 수 있다. 게다가, 비컨의 수는 고정될 수도 있고 분산화 매체 접근 제어방식의 다른 구성으로 연결되면서 변할 수 있다.
도 2는 종래의 슈퍼프레임의 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 슈퍼프레임의 구조는, Multiband OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation) Alliance draft v0.5에 의해 정의된 것을 기초로 한다. 이것은 몇 개의 매체 접근 슬롯(MAS: Medium Access Slot)(a,c)을 포함한다. 일부 매체 접근 슬롯(a를 포함)은 복수의 디바이스들에서 일치하는 비컨슬롯으로 구성되는 비컨 구간(b)으로 구성된다. 나머지 매체 접근 슬롯(c 포함)들은 네트워크의 다른 디바이스로 데이터를 전달하기 위하여 네트워크의 다른 디바이스들에 의해 사용될 수 있는 매체 접근 슬롯으로 구성되는 데이터 구간(d)을 형성한다.
이러한 매체 접근 슬롯들은 256개의 비컨슬롯으로 65,536 ㎲ 의 슈퍼프레임을 형성하고, 각 매체 접근 슬롯은 256㎲이다. 슈퍼프레임의 정보는 각 디바이스에 의해 브로드캐스트되는 비컨 안에서 브로드캐스트될 수 있다. 슈퍼프레임의 시작시간은 비컨구간의 시작에 의해 결정되고, 이것은 비컨구간시작시간(BPST: Beacon Period Start Time)으로 정의된다.
동일한 비컨그룹에 속하는 디바이스들은 슈퍼프레임을 위한 동일한 비컨구간시작시간을 사용한다. 그러나 일부의 디바이스들은 그들의 비컨구간시작시간을 다른 시간으로 정의할 수 있다. 그러한 경우, 2개나 그 이상의 비컨그룹들이 동시에 존재할 수 있다. 매체접근슬롯들은 이러한 시작시간과 관련하여 일련번호가 붙여진다.
디바이스들은 모든 비컨들 안에, 비컨구간점령정보(BPOIE: Beacon Period Occupancy Information Element)와 같은 정보요소(IE: Information Element)를 포함하여, 비컨구간에서의 비컨슬롯의 점령상태를 브로드캐스트한다. 비컨구간점령정보는 단지 동일한 비커닝 그룹에 속하는 디바이스들의 비컨 정보를 포함한다.
비컨 프레임의 수신과 동시에, 디바이스는 송신자의 디바이스ID(DEVID: Device Identifier)와 비컨이 수신된 슬롯번호를 저장한다. 그리고 디바이스는 다 음의 슈퍼프레임에서 전송하는 비컨구간점령정보에 이 정보를 포함한다. 단지 하나의 슈퍼프레임 동안에 수신된 비컨들의 정보가 다음 슈퍼프레임에서 보내지는 비컨구간점령정보에 포함된다.
만약 어느 디바이스의 디바이스ID가 소정의 연속되는 슈퍼프레임 동안 이웃디바이스 비컨의 비컨구간점령정보 안에 보이지 않고 있다면, 그것은 해당디바이스가 다음 슈퍼프레임에서 해당 비컨슬롯을 휴지 슬롯으로 변경할 것이라는 것을 의미한다. 만약 비컨슬롯이 변경되더라도, 데이터 예약(DRP: Data reservations)이 유지될 수 있으며, 재협상할 필요는 없다.
종래의 형태에서 MBOA-MAC(Multiband OFDM Alliance Media Access Control)은 활동모드(active mode)와 동면모드(hibernating mode)의 두 개의 동작모드로 정의된다. 활동모드에서, 디바이스는 깨어있는 상태(awake state)나 휴면상태(sleep state) 모두 가능하다. 깨어있는 상태에서, 디바이스의 전송부와 수신부는 현재 송신중이거나 수신중이 아니더라도, 더 많은 전력을 사용하여 최고 전력으로 동작한다. 휴면상태에서는, 전송부와 수신부 회로로의 전력을 줄여 최소한의 전력을 사용한다. 활동모드에서, 디바이스들은 비컨구간에 이미 선언된 데이터 예약에 따라 깨어있는 상태와 휴면상태를 스위칭한다.
2차 전원(second power) 절감방법은 디바이스들이 동면모드로 진행할 것이라는 것을 선언하는 것이다. 동면모드로 진행하고 있는 디바이스들은 그들의 비컨을 통해 몇 개의 슈퍼프레임동안 동면모드로 있을 것인지를 선언한다. 디바이스들은 그동안 아주 깊은 휴면상태에 있게 된다. 그 때 그들은 비컨을 전송하거나 수신하 지 않을 것이다.
해당 비컨그룹내의 다른 디바이스들은 이 선언에 주목할 것이고 다시 깨어날 때까지 동면디바이스들에 대한 정보를 자신들의 비컨구간점령정보 내에 계속 포함할 것이다. 또한, 그 비컨그룹내의 디바이스들은 동면중에 있는 디바이스들에 대하여 그들의 로칼 데이터베이스에 정보를 유지할 것이며, 동면중인 디바이스들이 동작을 시작하여 비컨을 보내기 시작할 때까지 그들과 통신하기를 연기할 것이다.
그러나 MBOA MAC v0.5에서 논의한 것과 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 종래기술은, 어떤 디바이스의 동면모드로 진행하고자 하는 의도를 선언한 비컨을 확인하지 않은 디바이스가 있는 경우에 그 디바이스는 그 동면상태 디바이스가 언제 활동모드로 복귀할지를 알 수 없는 문제점이 있다.
만약 그러한 디바이스들이 동면모드 디바이스와 통신하기를 원한다면, 그들은 어느 슈퍼프레임에서 동면디바이스가 깨어날지를 확인하기 위하여 오랜 시간동안 깨어있는 상태로 있어야 한다.
반대로, 동면모드 디바이스는 동면모드에서 깨어나고 활동모드로 전환되더라도, 그 동면기간 동안 휴면상태로 진행한 다른 디바이스들에 대해 알지 못한다. 그래서 그 디바이스가 그러한 디바이스들과의 통신을 위하여 정해지지 않은 시간동안 계속 활동모드로 남게 될 수 있다. 따라서 그러한 오랜 대기상태가 해당 디바이스의 전력을 급속히 감소시킨다.
이러한 상황은, 고도의 이동성을 갖는 비컨그룹의 경우에 더욱 빈번히 발생될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 비집중화 네트워크 토폴로지(topology)의 무선 애드 호크(ad-hoc) 네트워크에 기반한 광대역(UWB:Ultra Wide Band) 개인용무선네트워크에서, 각 디바이스들의 전력절감정보요소를 배포함으로써 시스템의 전력을 절감하는, 분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법은, 적어도 하나의 디바이스 P가 PS(Power Save)앵커가 되는 단계; 및 상기 PS앵커가 된 상기 적어도 하나의 디바이스 P가 비컨그룹(beacon group)내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보를 상기 비컨그룹내에 브로드캐스트하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 디바이스들의 동작상태에 관한 정보는, 상기 비컨그룹내의 디바이스들 중 동면모드에 있는 디바이스들인 동면디바이스들에 대한 정보인 동면정보가 포함된 전력절감정보를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 동면정보는, 동면디바이스에 대한 정보들의 나열을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 동면디바이스에 대한 정보의 길이는 3바이트일 수 있다.
또한, 상기 동면디바이스에 대한 정보는, 상기 동면디바이스의 어드레스정보 및 상기 동면디바이스가 웨이크업하는 시점에 대한 정보인 동면디바이스의 웨이크 업-시점정보 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 동면디바이스의 웨이크업-시점 정보는, 상기 동면디바이스가 웨이크업하기까지 남아있는 슈퍼프레임의 개수에 대한 정보인 것이 바람직하다.
또한, 상기 동면디바이스의 어드레스정보의 길이는 2바이트이고, 상기 동면디바이스의 웨이크업-시점정보의 길이는 1바이트일 수 있다.
그리고, 상기 전력절감정보는, 상기 비컨그룹내의 디바이스들의 비컨슬롯들을 매핑한 비트맵을 이용하여 상기 동면디바이스를 나타내는 동면디바이스 비컨슬롯 비트맵 정보를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 동면디바이스 비컨슬롯 비트맵 정보는, 상기 비트맵을 구성하는 비트들 중 상기 동면디바이스들의 비컨슬롯에 대응하는 비트는 '1'로 세팅되어 있는 정보일 수 있다.
그리고, 상기 전력절감정보는, 상기 전력절감정보의 전체길이에 대한 정보 및 상기 전력절감정보의 ID 중 적어도 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전력절감정보의 전체길이에 대한 정보의 길이는 1바이트이고, 상기 전력절감정보의 ID의 길이는 1바이트일 수 있다.
그리고, 상기 PS앵커가 되는 단계는, 상기 적어도 하나의 디바이스 P가 스스로 상기 PS앵커가 되는 것일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른, 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법은, 적어도 하나의 디바이스 P가 PS(Power Save)앵커가 되어 비컨그룹(beacon group)내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보를 상기 비컨그룹내에 브로드캐스트하는 것을 특징 으로 한다.
그리고, 상기 디바이스들의 동작상태에 관한 정보는, 상기 비컨그룹내의 디바이스들 중 동면모드에 있는 디바이스들인 동면디바이스들에 대한 정보인 동면정보가 포함된 전력절감정보를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 적어도 하나의 디바이스 P는, 스스로 상기 PS앵커가 될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선 이동 애드호크 네트워크(wireless mobile ad-hoc networks)기반의 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법은, 적어도 하나의 디바이스 P가 스스로 PS앵커가 되어 비컨그룹(beacon group)내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보를 상기 비컨그룹내에 브로드캐스트하는 단계 및 상기 비컨그룹내의 적어도 하나의 디바이스가 상기 정보를 기초로, 통신할 상대방 디바이스의 동작상태를 파악하고 통신가능할 때까지 절전상태로 대기하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 네트워크는 광대역(Ultra Wide Band) 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)이다.
바람직하게는, 상기 브로드캐스트하는 단계는, 상기 비컨그룹내에 이미 동작중인 PS앵커가 없고 적어도 하나의 다른 디바이스가 있으면 상기 디바이스 P가 PS앵커의 역할을 선택한다.
바람직하게는, 상기 브로드캐스트하는 단계는, 상기 비컨그룹내에 이미 동작중인 PS앵커가 있고, 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들이 상기 동작중인 PS앵커로부터 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 없는 경우에 상기 디바이스가 PS앵 커의 역할을 선택한다.
나아가 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 없는 경우는, 상기 비컨그룹내의 임의의 두 개의 디바이스로 구성되는 조합 중에서 동작중인 PS앵커 중 어느 하나에 의하여 브로드캐스트되는 비컨(beacon)에 의하여 동시에 확인되지 아니하는 조합이 있는 경우가 바람직하다.
상기 디바이스 P는, 동작에 필요한 전원을 계속 공급받는 경우 및 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있는 전원디바이스를 포함한 경우 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P는, 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들의 동작상태를 저장하기 위한 충분한 메모리와 자신의 비컨 내에 상기 정보를 위한 적어도 하나의 바이트(byte)를 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P는 PS앵커로 동작하는 동안 비컨을 전송하지 않는 전력절감을 위한 상태로 진행하지 않는다.
바람직하게는, 상기 동작상태에 관한 정보는 상기 비컨그룹내에 있는 디바이스로서 동면모드(hibernating mode)에 있는 디바이스의 정보 및 상기 동면모드에서 활동모드(active mode)로 전환하는 시점에 대한 정보를 포함한다.
바람직하게는, 상기 동작상태에 관한 정보는, 상기 PS앵커가 브로드캐스트하는 비컨에 포함되는 정보요소(Information Element)의 형태를 가진다.
바람직하게는, 상기 정보요소는, 적어도 하나의 비트단위로 상기 비컨그룹내의 디바이스 중 상기 동면모드에 있는 디바이스를 표시하는 필드와 상기 비트에 대 응하여 적어도 하나의 바이트단위로 상기 동면모드에서 활동모드로 전환하는 시점에 대한 정보를 포함하는 필드를 포함한다.
나아가 상기 동작상태에 관한 정보는, 상기 비컨그룹내의 디바이스의 비컨 및 상기 비컨그룹내의 다른 PS앵커의 비컨을 적어도 하나의 슈퍼프레임(superframe)동안 수신함으로써 구하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P가 상기 PS앵커로 동작하고 소정의 시간후에 상기 PS앵커로서의 역할을 포기하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 소정의 시간은, 상기 비컨그룹내에 다른 디바이스가 없는 경우, 및 상기 비컨그룹내에 동작중인 다른 PS앵커가 있고 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들이 상기 동작중인 다른 PS앵커로부터 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 있는 경우 중 어느 하나에 해당된 때 인이다.
또한 본 발명에 따른 무선 이동 애드호크 네트워크(wireless mobile ad-hoc networks)기반의 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템은, 자신의 비컨그룹(beacon group)내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보를 상기 비컨그룹내에 브로드캐스트하는 PS앵커로의 역할을 스스로 선택하는 디바이스 P 및 상기 정보에 따른 통신할 상대방 디바이스의 동작상태에 따라 통신가능할 때까지 절전상태로 대기하는 이웃디바이스를 포함한다.
바람직하게는, 상기 네트워크는 광대역(Ultra Wide Band) 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)이다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P는, 상기 비컨그룹내에 이미 동작중인 PS앵커 가 없고 적어도 하나의 다른 디바이스가 있으면 상기 디바이스 P가 PS앵커의 역할을 선택할 수 있다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P는, 상기 비컨그룹내에 이미 동작중인 PS앵커가 있고, 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들이 상기 동작중인 PS앵커로부터 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 없는 경우에 상기 디바이스가 PS앵커의 역할을 선택할 수 있다.
바람직하게는, 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 없는 경우는, 상기 비컨그룹내의 임의의 두 개의 디바이스로 구성되는 조합 중에서 동작중인 PS앵커 중 어느 하나에 의하여 브로드캐스트되는 비컨에 의하여 동시에 확인되지 아니하는 조합이 있는 경우이다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P는, 동작에 필요한 전원을 계속 공급받는 경우 및 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있는 전원디바이스를 포함한 경우 중 어느 하나이다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P는, 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들의 동작상태를 저장하기 위한 충분한 메모리와 자신의 비컨 내에 상기 정보를 위한 적어도 하나의 바이트(byte)를 가진다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P는 PS앵커로 동작하는 동안 비컨을 전송하지 않는 전력절감을 위한 상태로 진행하지 않는다.
바람직하게는, 상기 동작상태에 관한 정보는 상기 비컨그룹내에 있는 디바이스로서 동면모드에 있는 디바이스의 정보 및 상기 동면모드에서 활동모드로 전환하 는 시점에 대한 정보를 포함한다.
바람직하게는, 상기 동작상태에 관한 정보는, 상기 PS앵커가 브로드캐스트하는 비컨에 포함되는 정보요소의 형태를 가진다.
바람직하게는, 상기 정보요소는, 적어도 하나의 비트단위로 상기 비컨그룹내의 디바이스 중 상기 동면모드에 있는 디바이스를 표시하는 필드와 상기 비트에 대응하여 적어도 하나의 바이트단위로 상기 동면모드에서 활동모드로 전환하는 시점에 대한 정보를 포함하는 필드를 포함한다.
바람직하게는, 상기 동작상태에 관한 정보는, 상기 비컨그룹내의 디바이스의 비컨 및 상기 비컨그룹내의 다른 PS앵커의 비컨을 적어도 하나의 슈퍼프레임동안 수신함으로써 구한다.
바람직하게는, 상기 디바이스 P는 상기 PS앵커로 동작하고 소정의 시간후에 상기 PS앵커로서의 역할을 포기할 수 있다.
바람직하게는, 상기 소정의 시간은, 상기 비컨그룹내에 다른 디바이스가 없는 경우, 및 상기 비컨그룹내에 동작중인 다른 PS앵커가 있고 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들이 상기 동작중인 다른 PS앵커로부터 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 있는 경우 중 어느 하나에 해당된 때이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한 시스템을 포함하는 네트워크를 도시한 도면이다.
본 발명의 시스템은, 비집중화 및 분산화방법의 이동성 애드 호크 네트워크 (mobile ad-hoc networks)에 기반한 광대역(UWB:Ultra Wide Band) 개인용무선네트워크(WPAN:Wireless Personal Area Networks)에 포함될 수 있으며, 개선된 매체 접근제어(MAC:Media Access Control)를 제공한다.
본 발명의 시스템은 모든 디바이스가 언제 전력절감(PS: Power Save)모드로 전환할 것인가 및 언제 통신을 위하여 깨어날 것인가에 대한 결정을 할 수 있다. 또한 동면모드(hibernating mode)에 있는 디바이스(이하에서는 '동면디바이스'라고 함)들에 대한 정보와 각 동면디바이스가 몇 개 슈퍼프레임(superframe) 이후에 깨어날 것인가에 대한 정보를 알 수 있다. 그리고 이를 위하여 'PS앵커(PS-Anchor: Power Save Anchor)'로서의 역할을 수행할 수 있다.
나아가 본 발명은, 새로 비컨그룹내에 들어옴에 따라 이전의 동면디바이스에 대한 정보를 가지지 못한 신입 디바이스나 동면모드 중에 있는 동안 동면디바이스가 된 것에 대한 정보를 가지지 못한 디바이스가 비컨그룹내의 동면디바이스 및 동면디바이스가 활동모드로 전환하는 슈퍼프레임을 알게 하는 방법을 제공한다.
도 3을 참조하면, 네트워크 내에 원으로 표시되는 두 개의 비컨그룹이 표시된다. 두 개의 비컨그룹(beacon group)은 PS앵커 P1,P2 및 P3, 그리고 동면디바이스 H1, H2를 포함하는 수 개의 디바이스를 포함한다.
PS앵커 P1,P2 및 P3는, 비컨그룹내의 각 디바이스의 전력 절감상태를 네트워크에 브로드캐스트하도록 돕는다. 즉 비컨그룹 내의 디바이스 중에서 동면디바이스에 대한 정보 및 이러한 동면디바이스가 언제 깨어날 것인지에 대한 정보(이하 '전력 절감상태'라고 함)를 네트워크에 브로드캐스트한다.
본 발명의 시스템의 모든 디바이스는 PS앵커로서의 기능을 수행할 수 있으며, 하나의 비컨그룹내에 적어도 하나의 PS앵커가 포함될 수 있다. 나아가 이미 PS앵커로 동작중인 디바이스라 하더라도 그 필요가 없어지면 PS앵커로서의 역할을 포기할 수도 있다.
이러한 네트워크내의 디바이스의 PS앵커로서의 역할 선택 및 포기과정은 이웃디바이스들과 교환될 어떠한 부가적인 제어 메시지를 요구하지 아니하며, 비컨(beacon)을 통해 브로드캐스트되는 정보요소(Information Element)를 사용한다.
PS앵커 P1,P2 및 P3는 다음의 조건을 가지고 있어야 한다.
첫 째, 계속적이고 안정된 전원공급을 받거나, 그러한 전원을 공급할 수 있는 전원디바이스이어야 한다. 둘 째로, PS앵커는 그 비컨그룹내의 동면디바이스들의 상태를 저장하기 위한 충분한 메모리를 가져야 한다. 세번째로, PS앵커는 동면디바이스들에 대한 정보를 보내기 위해 그 비컨 내에 충분한 여유 바이트(byte)를 가져야 한다. 그리고 마지막으로, PS앵커는 자진해서 PS앵커로서의 역할을 수행해야 하며, PS앵커로서 동작하고 있는 동안은 전력절감모드로 진행해서는 안 되는 강제성이 있다.
PS앵커 P1,P2 및 P3는 동면디바이스 H1, H2에 대한 정보와 각 동면디바이스 H1,H2가 몇 개 슈퍼프레임 이후에 깨어날 것인가에 대한 정보를 선전하는 수단을 포함한다. 이를 위해, PS앵커 P1,P2 및 P3는 자신의 비컨에 전력절감정보요소(PSIE: Power Save Information Element)라고 불리는 정보요소(Information Element)를 사용하여, 그들의 비컨그룹내의 디바이스들의 전력 절감상태를 네트워 크에 선언한다. 부연하면, PS앵커 P1,P2 및 P3는 전력절감정보요소(PSIE)를 자신의 비컨그룹에 브로드캐스트하는 것으로 볼 수 있다. 그리고, 전력절감정보요소(PSIE)는 비컨그룹내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보의 일종에 해당하는 것으로 볼 수 있다.
이에 따라, 동면디바이스 H1, H2와 통신하고자 하는 디바이스들은, 계속 활동모드를 유지할 필요가 없으며, 전력절감정보요소를 통한 전력절감상태에 따라 휴면상태와 깨어있는 상태의 시간관리를 할 수 있다. 이것은 모든 디바이스들에 대해 전력절감 효과가 발생하게 한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 PSIE(전력절감정보요소)의 구조를 도시한 도면이다. 도 4a를 참조하면, PSIE는 Element ID 필드, Length 필드, HI(Hibernation Information) 필드를 포함한다.
Element ID는 PSIE의 ID이고, Length는 PSIE의 전체길이에 대한 정보이다. 도 4a에 도시된 바에 따르면, Element ID 필드의 길이는 1바이트이고, Length 필드의 길이는 1 바이트임을 알 수 있다. 하지만, 본 발명을 구현함에 있어 각 필드들의 길이는 도시된 바와 다르게 구현할 수 있음은 물론이다.
HI는 비컨그룹내의 디바이스들 중 동면디바이스들에 대한 정보이다. HI는 N개의 HDI(Hibernating Device Information : 동면디바이스 정보)(HDI-1 ∼ HDI-N) 부필드로 구성된다. 여기서, 'N'은 해당 PS앵커의 비컨그룹내에 존재하는 동면디바이스들의 개수에 해당한다. 도 4a에 도시된 바에 따르면, HDI 부필드의 길이는 3바이트이며, N개의 HDI 부필드로 구성되는 HI 필드의 길이는 3N바이트임을 알 수 있다. HDI 부필드의 길이는 필요에 따라 변경가능함은 물론이다.
HDI는 동면디바이스의 어드레스정보와 그 동면디바이스의 웨이크업-시점정보로 구성된다. 동면디바이스의 어드레스정보는 동면디바이스를 특정하는데, 즉, 동면디바이스가 어느 디바이스인지를 인식하는데 이용되는 정보이다.
그리고, '동면디바이스의 웨이크업-시점정보'는 동면디바이스가 웨이크업하는 시점에 대한 정보로서, WC(Wakeup Countdown) 정보로 나타낼 수 있다. WC 정보는 동면디바이스가 웨이크업하기 전까지 남아있는 슈퍼프레임의 개수에 대한 정보이다. 예를 들어, 'WC'가 '2'인 동면디바이스는 2개의 슈퍼프레임 이후에 웨이크업하게 되며, 'WC'가 '0'인 동면디바이스는 다음(next) 슈퍼프레임에 웨이크업하게 된다.
지금까지 설명한 내용이 도 4a에 반영되어 있다. 즉, 도 4a를 참조하면, HDI 부필드는 HDA(Hibernating Device Address : 동면디바이스의 어드레스정보) 부필드와 WC 부필드로 구성되어 있음을 알 수 있다. 그리고, HDA 부필드의 길이는 2바이트이고, WC 부필드의 길이는 1바이트임을 알 수 있다. HDA 부필드의 길이와 WC 부필드의 길이는 필요에 따라 변경가능함은 물론이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PSIE(전력절감정보요소)의 구조를 도시한 도면이다. 도 4b를 참조하면, PSIE는 Element ID 필드, Length 필드, HDBSB(Hibernating Device Beacon Slot Bitmap : 동면디바이스 비컨슬롯 비트맵) 필드, 및 HI 필드를 포함한다.
도 4b에 도시된 필드들 중 Element ID 필드, Length 필드, 및 HI 필드들은 도 4a에 도시된 것들과 동일하기에, 이하에서는, HDBSB 필드에 대해서만 설명하기로 한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, HDBSB 필드의 길이는 K바이트로서, 'K'는 필요에 따라 결정가능하다.
HDBSB는 비컨그룹내의 디바이스들의 비컨슬롯들을 매핑한 비트맵을 이용하여 동면디바이스를 나타낸 정보이다. 보다 구체적으로, HDBSB는 비트맵을 구성하는 비트들 중 동면디바이스들의 비컨슬롯에 대응하는 비트는 '1'로 세팅되어 있는 정보이다.
예를 들어, 비트맵을 구성하는 비트들 중 1번, 4번 및 16번째 비트가 '1'로 세팅되어 있는 HDBSB는, 1번, 4번 및 16번째 비컨슬롯을 통해 비컨을 보내는 디바이스가 동면디바이스임을 나타내는 정보에 해당하는 것이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력절감정보요소의 구조를 도시한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 전력절감정보요소는 Wake-up interval(a), 전력절감비컨(PS-beacon)(b), Length(c), Element ID(d)의 필드(field)를 포함한다.
전력절감정보요소는 동면디바이스들의 정보와 각 동면디바이스가 얼마나 많은 슈퍼프레임 후에 깨어날 것인가에 대한 정보인 전력 절감상태를 포함한다. 필드의 길이는 가변적이며, 해당 PS앵커의 비컨그룹내의 동면디바이스들의 수에 의존한다.
PS앵커는 해당 동면디바이스로부터 이전에 수신한 비컨 및 다른 PS앵커로부터 수신한 비컨을 통해 전력절감정보요소에 포함될 동면디바이스에 대한 정보를 확 인할 수 있다.
Wake-up interval(a)는, 동면디바이스들이, 동면모드에서 다시 깨어나는 간격에 대한 정보를 포함한다. Wake-up interval(a)의 길이는 동면디바이스의 수에 따라 가변적이며, 1개 디바이스에 1 바이트 단위의 필드가 대응된다.
전력절감비컨(b)은, 비컨그룹내의 디바이스들 중에서 동면디바이스를 표시하는 필드이다. 전력절감비컨(b)는 24비트의 비트맵으로, 3 바이트 길이의 필드이다. 전력절감비컨(b) 내의 각 비트는 비컨구간내의 비컨슬롯에 일치하게 맵핑된다.
Length(c)는 전력절감정보요소의 전체 길이이며, Element ID(d)는 전력절감정보요소의 ID이다.
PS앵커가 비컨그룹의 다양한 디바이스들의 전력절감상태를 네트워크에 선언하기 위하여 사용하는 전력절감정보요소를 다음의 도 5b를 통하여 설명한다.
도 5b는 도 5a에 도시된 전력절감정보요소의 개별 필드를 도시한 도면이다.
도 5b의 전력절감비컨(e)은 전력절감비컨의 일 예를 도시한 것으로 도 5a의 전력절감비컨(b)에 대응되며, Wakeup-interval(f)는 Wakeup-interval의 일 예를 도시한 것으로 도 5a의 Wakeup-interval(a)에 대응된다.
전력절감비컨(e)은 적어도 하나의 비트를 포함하는 비트맵이다. 전력절감비컨(e)은 비컨그룹내에 포함될 수 있는 전체 디바이스의 수에 일치하는 비트 수를 가지는 비트맵으로 표시될 수 있으며, 바람직하게는 24비트의 비트맵으로 도시되는 3 바이트 길이의 필드이다. 전력절감비컨(e) 내의 각 비트는 비컨구간내의 비컨슬롯에 일치하게 맵핑된다. 만약 전력절감비컨(e)의 어느 비트가 1로 셋트된다면, 그 것은 그 비트에 해당하는 슬롯에서 비컨을 보내고 있는 디바이스가 동면디바이스 임을 나타낸다.
Wakeup-interval(f)는 1바이트 단위로 연속된 필드이며, 크기는 가변적이며 동면디바이스들의 수에 의해 결정된다. Wakeup-interval(f)의 각 바이트에는 동면디바이스가 동면모드에 관한 정보를 포함한다.
Wakeup-interval(f)의 첫 번째 바이트의 값은 전력절감비컨(e)의 비트맵에 1을 가지는 엔트리 중에서 가장 먼저 나타나는 엔트리에 대응된다. 비슷하게, 두 번째 바이트는 전력절감비컨(e)의 비트 필드에 1을 가지는 엔트리 중 두 번째로 나타나는 엔트리에 대응된다. 따라서, Wakeup-interval(f)의 각 바이트는 전력절감비컨(e)의 비트맵에 1을 가지는 디바이스인 동면디바시스에 대응되며, 각 바이트에 대응되는 동면디바이스의 동면모드에 관한 정보를 포함한다.
도 5b에 따르면, 1번, 4번 및 16번째 비컨슬롯을 통해 비컨을 보내는 디바이스가 동면상태에 있음을 전력절감비컨(e)을 통해 알 수 있으며, 동면상태에 있는 디바이스가 동면상태에서 깨어나는 간격에 관한 정보는, Wakeup-interval(f)의 첫번째 내지 세번째 바이트를 통해 비컨그룹에 브로드캐스트된다.
비컨그룹 내의 각 디바이스들은 PS앵커로부터 수신하는 상기의 전력절감정보요소를 통해 동면디바이스에 대하여 알 수 있다. 따라서, 동면디바이스와 통신하고자 하는 디바이스는 긴 전력절감모드로 스위칭할 때와 언제 활동모드(active mode)로 깨어날 때를 결정할 수 있다. 이러한 종류의 스케줄된 휴면(sleep state)과 깨어남이 배터리 전원의 절감을 가져올 뿐만 아니라 애드 호크 네트워크의 유지시간 을 증가시킨다.
이하에서는, 네트워크 내의 하나의 디바이스가 스스로 PS앵커로서의 역할을 선택하는 방법 및 PS앵커로서의 역할을 포기하는 방법을 설명한다.
위에서 설명한 바와 같이 PS앵커로서의 특징을 가진 디바이스(이하에서는 '디바이스 P'라고 함)는 스스로 PS앵커로서 동작하기 위하여, 먼저 디바이스 P의 비컨그룹에 이미 동작하고 있는 PS앵커가 있는지 여부를 판단해야 한다. 이미 동작하고 있는 PS앵커의 존재여부에 따라, 디바이스 P가 PS앵커의 역할을 선택할 것인가에 대하여 서로 다른 판단방법을 가진다.
이를 위하여 디바이스 P는 이웃디바이스들로부터 비컨을 수신하고, 비컨으로부터 PS앵커가 비컨그룹내에 존재하는지 여부를 판단한다.
도 6은 비컨그룹내에 PS앵커가 존재하지 않는 경우, 디바이스 P가 PS앵커로 동작하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
디바이스 P는 비컨그룹내에 PS앵커가 존재하지 않는 것으로 판단되면, 디바이스 P는 그 비컨그룹내의 적어도 하나의 이웃디바이스들을 위한 전력절감정보요소를 제공할 수 있는지 여부를 검토해야 한다. 즉 자신의 비컨그룹내에 동작중인 디바이스가 있는지 판단한다.
디바이스 P는 비컨그룹내의 이웃디바이스로부터 비컨을 수신하여(S601), 자신의 비컨그룹 내에 다른 디바이스들이 있는지 여부를 판단해야 한다. 이러한 상태는 디바이스 P의 이웃디바이스로부터 개별로 수신한 비컨구간점령정보(BPOIE: Beacon Period Occupancy Information Element)를 사용하여 쉽게 판단할 수 있다 (S603).
판단결과 그러한 디바이스가 존재한다면, 디바이스 P가 PS앵커로 동작하는 것이 네트워크에게 유용하며, 디바이스 P는 스스로 PS앵커가 될 수 있다(S605).
이하에서는, 비컨그룹 내에 이미 동작중인 PS앵커가 있는 경우에 디바이스 P가 PS앵커로 동작하는 방법을 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한다.
디바이스 P의 비컨그룹 내에 PS앵커가 존재하고 있다면, 디바이스 P의 모든 이웃디바이스들이 그 PS앵커들에 의해 서비스되고 있는지를 평가해야 한다.
디바이스 P의 비컨그룹내에 있는 임의의 두 개의 디바이스는 서로 통신을 시도할 수 있으며, 이중 하나의 디바이스는 동면디바이스일 수 있다. 따라서 이러한 두 개의 디바이스는 동작중인 PS앵커 중 어느 하나에 의하여 동시에 확인되어야 한다. 그렇지 않다면, 두 개의 디바이스는 서로의 상태를 확인할 수 없다는 것을 의미한다.
디바이스 P는 이웃디바이스들의 비컨구간점령정보와 디바이스 P의 비컨그룹 내에서 발견되는 PS앵커의 비컨구간점령정보를 사용하여 이러한 상황을 판단한다.
도 7은 동작중인 PS앵커를 포함하는 네트워크를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 디바이스 P의 비컨그룹은 이미 동작중인 PS앵커 P1,P2 및 P3를 포함한다. 중심에 있는 디바이스 P는 PS앵커가 되고자 한다.
디바이스 H는 동면디바이스이며, 디바이스 Y는 동면디바이스 H와 통신하고자 한다.
디바이스 Y는 PS앵커 P3로부터 전력절감정보요소를 수신할 수 있으나, PS앵 커 P1으로부터는 전력절감정보요소를 수신할 수 없다. 따라서, 동면디바이스 H가 동면모드에 있는지 여부를 확인할 수 없다. 따라서 디바이스 P가 PS앵커로 동작한다면 디바이스 Y가 동면디바이스 H와 통신하기 위하여 불필요한 시도를 할 필요가 줄게 된다.
이와같이 비컨그룹내의 하나의 PS앵커로부터 동시에 확인되지 않는 임의의 디바이스 쌍(디바이스 Y, H)이 하나라도 있다면, 디바이스 P는 PS앵커로 동작할 유용성이 있는 것이다.
도 8은 비컨그룹내에 PS앵커가 존재하는 경우, 디바이스 P가 PS앵커로 동작하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
디바이스 P는 비컨그룹내의 이웃디바이스로부터 비컨을 수신하고, PS앵커 P1,P2 및 P3로부터 전력절감정보요소를 수신한다(S801).
디바이스 P는, 디바이스 P의 비컨그룹내의 모든 디바이스 쌍들이 이미 동작중인 PS앵커로부터 전력절감정보요소를 수신할 수 있는지 여부를 판단한다. 이것은 디바이스 P의 비컨구간점령정보에 있는 이웃디바이스들의 쌍을 만들고, 그들이 디바이스 P의 비컨그룹의 다른 PS앵커의 비컨구간점령정보안에 있는지 여부를 확인함으로써 판단한다(S803).
디바이스 P는 모든 디바이스 쌍들이 S803을 만족하면, 디바이스 P의 비컨그룹내의 모든 디바이스 쌍들이 동작중인 PS앵커로부터 전력절감정보요소를 수신할 수 있으며, 따라서 PS앵커가 될 유용성이 없는 것으로 판단한다. 그리고 일부 디바이스 쌍이 동작중인 PS앵커의 범위 밖에 있으면, 디바이스 P가 PS앵커가 될 유용성 이 있는 것으로 판단한다(S805).
디바이스 P가 PS앵커로서의 유용성이 있으면 PS앵커가 될 수 있다(S807).
상기의 알고리즘은, 몇 개의 슈퍼프레임동안 그 비컨구간의 비컨들을 들은 후에, 장래의 PS앵커에 의해 수행된다. 따라서 비컨그룹의 다른 PS앵커들에 대한 충분한 정보를 가져야 한다. PS앵커가 될 것인가의 결정은 이 정보에 의해 이루어지고, 전력절감정보요소의 형태로 다음 비컨에서 선언된다. 또한 하나의 디바이스의 특성들을 반영하는 비컨의 필드가 이 디바이스가 PS앵커임을 나타내기 위하여 사용될 수 있다.
이하에서는, PS앵커로 동작중인 디바이스가 PS앵커로서의 역할을 포기하는 방법을 설명한다. PS앵커로 동작중인 디바이스라 하더라도 PS앵커로서의 역할을 포기할 수 있다.
PS앵커로서 동작하고 있는 디바이스는, 주기적으로 그것이 계속 PS앵커로 동작할 필요가 있는지에 대해 확인해야 한다. 그것은, 다른 PS앵커가 존재여부에 따른 두 개의 다른 판단방법으로 도 6 및 도 8에서 설명된 것을 사용하여 판단할 수 있다. 만약 PS앵커가 상기 두 개의 판단방법 중에 어느 하나라도 만족하지 못한 것으로 판단되면, PS앵커가 되는 것을 포기할 수 있다.
본 발명에 따라, 활동모드에서 동면모드로 전환하는 디바이스는, 다음과 같이 동작한다.
동면모드로 진행하는 디바이스에 의해 이루어지는 동작은 종래기술에서 설명한 것과 동일하다. 동면모드로 진행하는 디바이스는 자신의 비컨을 통해 동면모드 로 진행하는 것에 관한 정보를 선언해야 한다. 이 정보는 모든 PS앵커들에 의해 주목되고, 이후에 브로드캐스트되는 전력절감정보요소에 포함된다. 동면디바이스는 자신의 비컨에서 선언한 수의 슈퍼프레임 동안 비컨을 보내거나 들을 필요가 없다. 동면모드에서 깨어난 디바이스는 네트워크의 스냅샷(snapshot)을 얻고 데이터 예약 프로토콜(DRP) 예약하기 위하여 모든 비컨들 및 전체 슈퍼프레임을 읽어야 한다.
이하에서는, 하나의 디바이스가 다른 동면디바이스와 통신하고자 하는 경우에 대하여 설명한다.
예를 들어, 디바이스Y가 동명디바이스 H와 통신하기를 원한다고 하자. 디바이스 P는 H와 Y의 비컨그룹의 PS앵커이다. 디바이스 Y에 대한 두 가지 상황이 있을 수 있다.
첫번째 경우는, 디바이스 H가 동면모드로 진행함을 선언한 때에 디바이스 Y가 네트워크 내에 있었으며, 디바이스 H가 언제 깨어날 지에 대한 정보를 가지고 있는 경우이다.
두번째 경우는, 디바이스 Y가 디바이스 H의 비컨그룹으로 이동하면서, PS앵커 P의 전력절감정보요소를 통해 디바이스 H가 동면상태에 있음을 알게 된 경우이다. 그 정보로부터, 디바이스 Y는 디바이스 H가 얼마나 더 많은 슈퍼프레임 동안 동면모드에 있을지를 알게 된 것이다.
디바이스 Y는 디바이스 H가 깨어날 때까지 프레임을 보내는 것을 연기해야 한다. 디바이스 H가 깨어나는 슈퍼프레임에서, 디바이스 Y는 디바이스 H의 비컨을 듣고, 그것이 아직 비컨그룹 내에 있는지를 결정한 다음, 프레임을 전송해야 한다. 이에따라 디바이스 Y는 디바이스 H와 통신하기 위하여 계속 활동모드로 있거나, 통신을 시도할 필요가 없으므로 전체 시스템의 전력을 절감할 수 있다.
본 발명의 PS앵커에 의하여, 동면모드에서 깨어난 디바이스는 자신의 동면모드 동안 동면모드로 진행한 다른 디바이스에 대한 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 그 디바이스들과 통신하기 위하여 계속하여 활동모드로 있거나, 통신을 시도할 필요가 없다. 이러한 것은 전체 시스템의 전력절감에 크게 기여한다.
또한, 비컨그룹의 구성이 빈번히 변화하는 고도의 이동성을 가진 디바이스들이 있는 경우에도, 동면모드에 있는 디바이스와 비컨그룹을 벗어난 디바이스들에 대한 정보를 얻을 수 있고, 이에 대처할 수 있다.
이와 같은 방법에 의하여, 분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한 시스템의 동작이 수행된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 디바이스가 스스로 PS앵커로 동작하는 방법 및 그 PS앵커로서의 역할을 포기하는 방법을 제시한다.
또한, 본 발명에 따라 네트워크 내의 디바이스들은 동면모드에 있는 디바이스에 대한 정보를 알 수 있다.
또한, 동면모드로 진행하는 디바이스로부터 직접 동면모드 진행에 대한 정보를 얻지 못한 디바이스라도, 동면디바이스에 대한 정보를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명은 동면중인 디바이스가 활동모드로 변환하는 슈퍼프레임을 알 수 있는 방법을 제시한다.
이에 따라, 주어진 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks) 내의 모든 디바이스들은 통신하기를 원하는 목적지 디바이스들의 동면(hibernating) 간격에 따라 자신의 활동모드(active mode)와 동면모드(hibernating mode)를 스케줄링할 수 있다. 이것은 디바이스가 깨어 있는 채로 휴지(idle)상태에 있으면서, 목적지 디바이스가 동면모드에서 나오기를 기다릴 필요를 효과적으로 줄인다. 이에 의하여 네트워크 내의 모든 디바이스의 전력을 효과적으로 줄일 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (45)

  1. 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법에 있어서,
    적어도 하나의 디바이스 P가 PS(Power Save)앵커가 되는 단계; 및
    상기 PS앵커가 된 상기 적어도 하나의 디바이스 P가 비컨그룹(beacon group)내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보를 상기 비컨그룹내에 브로드캐스트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디바이스들의 동작상태에 관한 정보는,
    상기 비컨그룹내의 디바이스들 중 동면모드에 있는 디바이스들인 동면디바이스들에 대한 정보인 동면정보가 포함된 전력절감정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 동면정보는,
    동면디바이스에 대한 정보들의 나열을 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 동면디바이스에 대한 정보의 길이는 3바이트인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 동면디바이스에 대한 정보는,
    상기 동면디바이스의 어드레스정보 및 상기 동면디바이스가 웨이크업하는 시점에 대한 정보인 동면디바이스의 웨이크업-시점정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 동면디바이스의 웨이크업-시점 정보는,
    상기 동면디바이스가 웨이크업하기까지 남아있는 슈퍼프레임의 개수에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 동면디바이스의 어드레스정보의 길이는 2바이트이고,
    상기 동면디바이스의 웨이크업-시점정보의 길이는 1바이트 인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 전력절감정보는,
    상기 비컨그룹내의 디바이스들의 비컨슬롯들을 매핑한 비트맵을 이용하여 상기 동면디바이스를 나타내는 동면디바이스 비컨슬롯 비트맵 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 동면디바이스 비컨슬롯 비트맵 정보는,
    상기 비트맵을 구성하는 비트들 중 상기 동면디바이스들의 비컨슬롯에 대응 하는 비트는 '1'로 세팅되어 있는 정보인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 전력절감정보는,
    상기 전력절감정보의 전체길이에 대한 정보 및 상기 전력절감정보의 ID 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 전력절감정보의 전체길이에 대한 정보의 길이는 1바이트이고,
    상기 전력절감정보의 ID의 길이는 1바이트인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 전력절감정보는,
    상기 비컨그룹내의 디바이스들의 비컨슬롯들을 매핑한 비트맵을 이용하여 상기 동면디바이스를 나타내는 동면디바이스 비컨슬롯 비트맵 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 동면디바이스 비컨슬롯 비트맵 정보는,
    상기 비트맵을 구성하는 비트들 중 상기 동면디바이스들의 비컨슬롯에 대응하는 비트는 '1'로 세팅되어 있는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 PS앵커가 되는 단계는,
    상기 적어도 하나의 디바이스 P가 스스로 상기 PS앵커가 되는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  15. 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법에 있어서,
    적어도 하나의 디바이스 P가 PS(Power Save)앵커가 되어 비컨그룹(beacon group)내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보를 상기 비컨그룹내에 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 디바이스들의 동작상태에 관한 정보는,
    상기 비컨그룹내의 디바이스들 중 동면모드에 있는 디바이스들인 동면디바이스들에 대한 정보인 동면정보가 포함된 전력절감정보를 포함하는 것을 특징으로 하 는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디바이스 P는,
    스스로 상기 PS앵커가 되는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  18. 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법에 있어서,
    적어도 하나의 디바이스 P가 스스로 PS(Power Save)앵커가 되어 비컨그룹(beacon group)내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보를 상기 비컨그룹내에 브로드캐스트하는 단계; 및
    상기 비컨그룹내의 적어도 하나의 디바이스가 상기 정보를 기초로, 통신할 상대방 디바이스의 동작상태를 파악하고 통신가능할 때까지 절전상태로 대기하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 네트워크는 광대역(Ultra Wide Band) 애드호크(ad-hoc) 네트워크기반의 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 브로드캐스트하는 단계는,
    상기 비컨그룹내에 이미 동작중인 PS앵커가 없고 적어도 하나의 다른 디바이스가 있으면 상기 디바이스 P가 PS앵커의 역할을 선택하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 브로드캐스트하는 단계는,
    상기 비컨그룹내에 이미 동작중인 PS앵커가 있고, 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들이 상기 동작중인 PS앵커로부터 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 없는 경우에 상기 디바이스가 PS앵커의 역할을 선택하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 없는 경우는, 상기 비컨그룹내의 임의의 두 개의 디바이스로 구성되는 조합 중에서 동작중인 PS앵커 중 어느 하나에 의하여 브로드캐스트되는 비컨(beacon)에 의하여 동시에 확인되지 아니하는 조합이 있는 경우인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  23. 제 18항에 있어서,
    상기 디바이스 P는, 동작에 필요한 전원을 계속 공급받는 경우 및 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있는 전원디바이스를 포함한 경우 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  24. 제 18항에 있어서,
    상기 디바이스 P는, 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들의 동작상태를 저장하기 위한 충분한 메모리와 자신의 비컨 내에 상기 정보를 위한 적어도 하나의 바이트(byte)를 가지는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  25. 제 18항에 있어서
    상기 디바이스 P는 PS앵커로 동작하는 동안 비컨을 전송하지 않는 전력절감을 위한 상태로 진행하지 않는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  26. 제 18항에 있어서,
    상기 동작상태에 관한 정보는 상기 비컨그룹내에 있는 디바이스로서 동면모드(hibernating mode)에 있는 디바이스의 정보 및 상기 동면모드에서 활동모드(active mode)로 전환하는 시점에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 동작상태에 관한 정보는, 상기 PS앵커가 브로드캐스트하는 비컨에 포함되는 정보요소(Information Element)의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 정보요소는, 적어도 하나의 비트단위로 상기 비컨그룹내의 디바이스 중 상기 동면모드에 있는 디바이스를 표시하는 필드와 상기 비트에 대응하여 적어도 하나의 바이트단위로 상기 동면모드에서 활동모드로 전환하는 시점에 대한 정보를 포함하는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  29. 제 26항에 있어서,
    상기 동작상태에 관한 정보는, 상기 비컨그룹내의 디바이스의 비컨 및 상기 비컨그룹내의 다른 PS앵커의 비컨을 적어도 하나의 슈퍼프레임(superframe)동안 수신함으로써 구하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  30. 제 18항에 있어서,
    상기 디바이스 P가 상기 PS앵커로 동작하고 소정의 시간후에 상기 PS앵커로 서의 역할을 포기하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 소정의 시간은, 상기 비컨그룹내에 다른 디바이스가 없는 경우, 및 상기 비컨그룹내에 동작중인 다른 PS앵커가 있고 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들이 상기 동작중인 다른 PS앵커로부터 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 있는 경우 중 어느 하나에 해당된 때 인것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감방법.
  32. 무선 이동 애드호크 네트워크(wireless mobile ad-hoc networks)기반의 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템에 있어서,
    자신의 비컨그룹(beacon group)내의 디바이스들의 동작상태에 관한 정보를 상기 비컨그룹내에 브로드캐스트하는 PS앵커로의 역할을 스스로 선택하는 디바이스 P; 및
    상기 비컨그룹내에 속하고 상기 정보에 따른 통신할 상대방 디바이스의 동작상태에 따라 통신가능할 때까지 절전상태로 대기하는 적어도 하나의 이웃디바이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 네트워크는 광대역(Ultra Wide Band) 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  34. 제 32항에 있어서,
    상기 디바이스 P는, 상기 비컨그룹내에 이미 동작중인 PS앵커가 없고 상기 적어도 하나의 이웃디바이스가 있는 것으로 판단되면 상기 디바이스 P가 PS앵커의 역할을 선택하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  35. 제 32항에 있어서,
    상기 디바이스 P는, 상기 비컨그룹내에 이미 동작중인 PS앵커가 있고, 상기 모든 이웃디바이스들이 상기 동작중인 PS앵커로부터 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 없는 경우에 상기 디바이스가 PS앵커의 역할을 선택하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 없는 경우는, 상기 비컨그룹내의 임의의 두 개의 디바이스로 구성되는 조합 중에서 동작중인 PS앵커 중 어느 하나에 의하여 브로드캐스트되는 비컨에 의하여 동시에 확인되지 아니하는 조합이 있는 경우인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  37. 제 32항에 있어서,
    상기 디바이스 P는, 동작에 필요한 전원을 계속 공급받는 경우 및 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있는 전원디바이스를 포함한 경우 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  38. 제 32항에 있어서,
    상기 디바이스 P는, 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들의 동작상태를 저장하기 위한 충분한 메모리와 자신의 비컨 내에 상기 정보를 위한 적어도 하나의 바이트(byte)를 가지는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  39. 제 32항에 있어서
    상기 디바이스 P는 PS앵커로 동작하는 동안 비컨을 전송하지 않는 전력절감을 위한 상태로 진행하지 않는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  40. 제 32항에 있어서,
    상기 동작상태에 관한 정보는 상기 비컨그룹내에 있는 디바이스로서 동면모드(hibernating mode)에 있는 디바이스의 정보 및 상기 동면모드에서 활동모드(active mode)로 전환하는 시점에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  41. 제 40항에 있어서,
    상기 동작상태에 관한 정보는, 상기 PS앵커가 브로드캐스트하는 비컨에 포함되는 정보요소(Information Element)의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  42. 제 41항 있어서,
    상기 정보요소는, 적어도 하나의 비트단위로 상기 비컨그룹내의 디바이스 중 상기 동면모드에 있는 디바이스를 표시하는 필드와 상기 비트에 대응하여 적어도 하나의 바이트단위로 상기 동면모드에서 활동모드로 전환하는 시점에 대한 정보를 포함하는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  43. 제 40항에 있어서,
    상기 동작상태에 관한 정보는, 상기 비컨그룹내의 디바이스의 비컨 및 상기 비컨그룹내의 다른 PS앵커의 비컨을 적어도 하나의 슈퍼프레임(superframe)동안 수신함으로써 구하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  44. 제 32항에 있어서,
    상기 디바이스 P는 상기 PS앵커로 동작하고 소정의 시간후에 상기 PS앵커로서의 역할을 포기하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
  45. 제 44항에 있어서,
    상기 소정의 시간은, 상기 비컨그룹내에 다른 디바이스가 없는 경우, 및 상기 비컨그룹내에 동작중인 다른 PS앵커가 있고 상기 비컨그룹내의 모든 디바이스들이 상기 동작중인 다른 PS앵커로부터 상기 동작상태에 관한 정보를 수신할 수 있는 경우 중 어느 하나에 해당된 때 인것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 전력절감기능을 구비한 시스템.
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