KR20070005589A - 절전 방법, 통신 네트워크 및 무선 장치 - Google Patents

절전 방법, 통신 네트워크 및 무선 장치 Download PDF

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KR20070005589A
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요에르그 하베타
프라도 파본 자비에르 델
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

무선 통신 네트워크(400)에서 절전하기 위한 시스템(400), 장치(500)(401), 방법이 제공되며, 모든 장치(401i)는 비콘(600)을 정기적으로 전송하지만 비콘을 전송하지 않고 절전 상태로 동작하는 하이버네이션 모드로 진입할 수 있다. 장치(400)는 하이버네이션 기간 전에 그의 비콘(600)에 하이버네이션 기간의 시작(303) 및 지속기간(304)을 알린다. 이웃 장치(401i)는 슬립 동안 하이버네이션 장치의 비콘 슬롯(204)을 차단하기 위해 그들의 비콘(600)에 하이버네이션 장치(401)의 비콘에 대한 존재 정보를 유지한다. 장치(401i)는 이 장치(401i)가 전송할 계류중 데이터를 가지고 있는 모든 수신기 어드레스를 포함하는 정보 요소(604)를 그들의 비콘(600)에 더 포함한다.

Description

절전 방법, 통신 네트워크 및 무선 장치{A SYSTEM AND METHOD FOR HIBERNATION MODE FOR BEACONING DEVICES}
본 발명은 공유 매체 대해 공통 액세스를 갖는 네트워크에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 네트워크 및 특히 소위 무선 사설망(WPAN)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 비코닝 장치(beaconing devices)의 하이버네이션 모드(hibernation mode)에 관한 것이다.
대부분의 무선 네트워크에서, 하나의 장치는 비콘 프레임을 주기적으로 전송한다. 비콘 프레임을 전송한 장치는 보통 네트워크의 액세스 포인트 또는 기지국이다. 비콘 프레임의 주된 목적은 매체에 대한 타이밍 구조를 제공, 즉 소위 수퍼프레임으로 시간을 분할하고, 또한 이 비콘을 통해 네트워크의 장치가 동기화되도록 하기 위함이다. 이러한 방식은 IEEE 802.11과 같은 대부분의 무선 근거리 통신망(WLAN) 뿐만 아니라 블루투쓰와 같은 WPAN에도 이용된다.
단일 비콘 방식과 연관된 단점은 중앙집중식 네트워크 아키텍쳐를 포함한다는 것이다. 비콘을 전송하는 장치는 자동적으로 네트워크의 중앙 제어 지점이 된 다. 예를 들어 IEEE 802.11 표준의 애드-호크 모드에는 몇몇 방식이 있는데, 이 방식에서는, 서로 다른 장치가 연속하는 수퍼프레임에 비콘을 교번적으로 전송함으로써 비콘 생성이 분산된다. 그러나, 그러한 방식에서 조차도, 하나의 수퍼프레임 동안에는, 비콘이 여전히 단일 장치에 의해 생성되고 그에 따라 비콘 생성은 중앙집중식이 된다.
이러한 이유로, 본 발명과 함께 출원된 연관된 발명에서, 양 발명의 발명자는 네트워크의 모든 장치가 모든 수퍼프레임마다 그들 자신의 비콘 프레임을 전송하는 방법 및 시스템을 개시하였다. 본 발명에서 설명되는 소위 하이버네이션 모드로 지칭되는 특정 동작 모드에서만, 장치는 절전을 위해 소정의 기간 동안 비콘 프레임의 전송을 중지하도록 허용된다. 연관된 발명은 기본적인 비코닝 메카니즘을 커버한다.
이 연관된 발명에 따르면, 장치는 수퍼프레임 내에 전송되는 비콘을 사용하여 무선 사설망 및 그 통신을 수립 및 유지한다. 도 1을 참조하면, 분산형 프로토콜을 사용하여 통신 장치 간의 조정(coordination)을 유지하기 위해, 모든 장치는 비콘(103)을 정기적으로 전송할 필요가 있다. 소정의 영역 내에 비콘(103)을 송신/수신하기 위해, 장치는 소위 비콘 기간(BP)(101) 구체적으로는 비콘 송신 및 수신을 위한 기간을 예약한다. 이 BP의 크기는 고정 또는 동적일 수 있다.
이 비코닝 무선 네트워크에서의 기본적인 타이밍 구조는 고정된 길이의 수퍼프레임(100)이다. 이제 도 2를 참조하면, 수퍼프레임(100)은 전형적으로 소정 수의 매체 액세스 슬롯(203)으로 구성된다. MAS(203)가 장치 또는 근처의 장치에 의 해 사용되는 방식에 따라 몇몇 슬롯 유형이 정의될 수 있다. 동시에, 이러한 비코닝 시스템은 그의 새로운 매체 액세스 제어(MAC) 사양을 위해 MBOA(Multi-Band OFDM Alliance)에 의해 채택된다. MBOA에 의해 선택된 파라미터는 길이가 65,536[usec]이고 각각 256 매체 액세스 슬롯(MAS)(203)으로 구성된 수퍼프레임(100)이며, MAS 슬롯(203)은 0부터 255까지의 번호가 주어진다.
통신이 수립될 수 있기 전에, 장치는 그 자신의 비콘 그룹을 생성하거나 또는 기존의 비콘 그룹(201)에 접속해야 한다. 각 비콘 단계(101)(비콘 기간, 즉 BP로도 알려져 있음))마다, 연속적인 MAS(203)가 비콘 슬롯(204)으로서 사용되며, 모든 장치는 그들의 비콘(103)을 전송한다. 수퍼 프레임(100)의 시작 시간은 비콘 기간(101)의 시작점에 의해 결정되고 비콘 기간 시작 시간(BPST)으로서 정의되며 MAS 슬롯(203)은 이러한 시작 시간에 관련하여 번호가 부여된다. 장치가 새로운 비콘 그룹을 개시하는 경우, 이 장치는 다른 비콘 그룹의 시간슬롯 예약과 충돌하지 않는 임의의 시간슬롯에서 수퍼프레임 경계부를 정의한다.
수퍼프레임을 사용하는 통신하는 무선 장치는 제한된 전력 자원을 가지게 되어 전력을 보존하기 위해 이들 장치에 적합하게 설계된 전력 관리 프로토콜이 필요하다.
본 발명의 시스템 및 방법은 에너지 보존을 위해 "활성 모드" 및 "하이버네이션 모드"를 포함한 전력 관리(PM) 프로토콜을 무선 장치에 제공한다. 이제 도 4를 참조하면, 분산형 프로토콜을 사용하는 무선 장치(401i)가 공유 매체(410)를 통해 통신함으로써 배터리 전력을 보존할 수 있는 것이 중요하며, 배터리 수명을 연장시키기 위한 최선의 방법 중 하나는 장치(401i)를 완전히 턴오프시키거나 또는 가능할 때마다 전력을 줄이는 것이다. 본 발명의 시스템 및 방법은 (수퍼프레임의 기간에 비해) 짧은 기간 및 긴 기간 모두를 제공하는데, 그 기간 동안 장치(401i)는 완전히 턴오프되거나 그의 전력 소모를 줄일 수 있다. "표준 절전 상태"는 현재 수퍼프레임(100)에서 전송 또는 수신할 데이터를 가지고 있지 않은 "활성 모드" 장치를, 다음 수퍼프레임(100)의 시작, 즉 장치의 비콘 그룹의 다음 비콘 기간(103)의 시작때까지 완전히 턴오프시키거나 그의 전력 사용량을 줄인다.
이제 도 3a-b, 도 4 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 시스템 및 방법에서, "활성 모드"의 장치에 의해 비콘 프레임(600) 내에 정보 요소(604)로서 트래픽 표시 맵 정보 요소(TIM IE)(350)가 전송되어 이 장치가 무선 네트워크(400)의 다른 장치에 전송될 데이터를 그의 전송 큐에 가지고 있음을 수신 장치에 알려준다.
본 발명에 따르면, 전송 또는 수신할 데이터를 가지고 있지 않은 무선 네트워크(400)의 장치(401i)는 또한 고정된 수의 연속 수퍼프레임(100)에 대하여 "하이버네이션 모드"로 지칭되는 "최대 절전 모드"로 진입할 수 있다. 장치(401i)는 정보 요소(604)의 하나로서 그 비콘(600) 내에 하이버네이션 모드 정보 요소(300)를 포함함으로써 "하이버네이션 모드"로 진입하려 한다는 것을 알린다. 장치가 "하이버네이션 모드"로 진입하려 하는 수퍼프레임의 수는 하이버네이션 모드 정보 요소(300)에서 하이버네이션 기간(304)으로 포함된 이전에 동의된 수퍼프레임 수 또는 알려진 수퍼프레임 수일 수 있다. 장치는 또는 하이버네이션의 시작 이전에 몇몇 수퍼프레임에 하이버네이션 상태를 알 수 있다.
바람직한 실시예에서, 소위 "활성 모드" 상태의 각 장치(401i)는 수퍼프레임(100)의 BP 동안 "어웨이크 상태(Awake State)"에 있으며, 그의 비콘을 그의 BP 슬롯에 전송하여 그 자신의 전송을 완료하며, 그런 다음 다른 장치의 계획된 송신의 수신기로서 지목되지 않으면 나머지 수퍼프레임 동안 "표준 절전/슬립 상태"로 진입할 수 있다. 따라서, "활성 모드" 상태의 장치(401i)는 그들 자신의 전송/수신 이후 다음 비콘 기간의 시작때까지 슬립 상태, 즉 "표준 절전 상태"로 진입할 수 있다. 수퍼프레임 동안 전송 또는 수신될 프레임이 없는 경우, 장치는 즉각 슬립 상태로 진입할 수 있다.
장치(401i)는 또한 "하이버네이션 모드"로 진입할 수 있다. 이러한 절전 모드에서, 장치(401i)는 중간 비콘 기간에 대한 웨이크 업(wake up) 상태로의 전환없이 둘 이상의 수퍼프레임에 대해 연속적으로 슬립 상태로 진입할 수 있으며 따라서 "하이버네이션 모드" 동안에는 비콘을 전송하지 않는다. 이러한 목적을 위해, 장치(401i)는 연속적인 수의 수퍼프레임과 동일한 하이버네이션 기간(304)을 포함한 하이버네이션 모드 정보 요소(350)를 포함함으로써 그의 비콘에 알리며, 그 연속적인 수의 수퍼프레임 동안 장치(401i)는 비콘 기간에 주위를 기울이지 않으며 그 자신의 비콘을 전송하지 않을 것이다. 장치(401i)는 하이버네이션 상태의 시작 이전에 몇몇 연속적인 수퍼프레임에 대한 그의 비콘에 하이버네이션 모드 정보 요소를 포함할 수 있고 하이버네이션 정보 요소에서 하이버네이션 단계의 시작을 알릴 수 있다. 장치(401i)의 하이버네이션 모드 정보 요소(300)를 포함한 비콘을 수신하여 "하이버네이션 모드"로 진입하는 장치는 이 정보를 그들의 메모리(508)의 장치 하이버네이션 테이블(509)에 저장하고 그의 슬립 상태 동안 슬립 상태의 장치로 향하는 어떠한 데이터 전송도 시도하지 않는다. 또한, 다른 장치는 슬립 상태의 장치로부터 비콘을 수신하지 못한 경우에도 그들 자신의 비콘 내의 "비콘 위치 점유율 필드"에 슬립상태의 장치의 비콘을 포함한다. 이렇게 하는 이유는 새로운 또는 이동하는 장치가 슬립 상태의 비콘 위치를 점유하지 않도록 하기 위함이다.
"하이버네이션 모드"의 장치는 그의 하이버네이션 상태로부터 빠져나온 후 임의의 계획된 활동, 즉 예약을 제 1 수퍼프레임(100)의 그의 비콘에 알리지 않으며, 이 제 1 수퍼 프레임(100)에 어떠한 전송도 시도하지 않는다. 이러한 제약은 "하이버네이션 모드"의 장치가 먼저 자기 자신의 활동 중 임의의 활동을 착수하기 전에 다른 장치의 기존의 활동에 대한 지식을 업데이트할 수 있도록 하기 위해 필요하다. 이와 달리, 하이버네이션 상태의 장치는 하이버네이션 상태의 종료 전에 이미 다른 장치의 하나 이상의 수퍼프레임의 비콘에 다시 주위를 기울이기 시작할 수 있다. 이것은 장치가 대부분의 하이버네이션 상태 동안 "최대 절전 상태"에 있을 뿐만 아니라 또한 하이버네이션 상태의 종료 몇 프레임 전에 "어웨이크 상태"로 다시 돌아갈 수 있음을 의미한다. (구현에 따라) 장치의 "표준 절전 상태"와 "최대 절전 상태" 사이에는 차이가 없을 수 있다. 따라서, 이들 두 상태는 또한 장치의 "슬립 상태"로서 간주될 수 있다.
도 1은 수퍼프레임의 레이아웃을 도시한 도면,
도 2는 다수의 그룹이 무선 매체 상에서 함께 비코닝을 수행하는 수퍼프레임 구조를 도시하는 도면,
도 3은 하이버네이션 정보 요소의 포맷을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따라 변형된 장치의 무선 네트워크를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따라 변형된 장치를 도시하는 도면,
도 6은 비콘 프레임 포맷을 도시하는 도면,
도 7은 활성 모드의 장치에 대한 전력 상태 변경을 도시하는 도면.
당업자라면, 후속하는 설명은 단지 예시를 위해 제공된다는 것을 이해할 것이다. 당업자라면 본 발명의 사상 및 첨부된 청구항의 범주 내에서 다수의 변형이 있다는 것을 이해할 것이다. 공지된 기능 및 동작에 대한 불필요한 상세한 설명은 본 명세서에서는 생략함으로써 본 발명을 분명하게 하였다.
도 4는 본 발명의 실시예가 적용되는 대표적인 무선 사설망(400)을 도시한다. 이 망은 다수의 무선 개인 통신 장치(401)를 포함한다. 통상적인 방법에서, 각 장치(401)는 자신의 고주파 범위(402) 내에서 임의의 애드-호크 네트워크에 접속할 수 있으며 따라서 하나 이상의 BP에 참여할 수 있다.
도 4에 도시되어 있는 WPAN(400) 내의 각 무선 장치(401)는 도 5에 도시되어 있는 아키텍쳐를 포함하는 시스템을 포함할 수 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 각 무선 장치(401)는 무선 매체(510)를 통해 통신하는 수신기(502) 및 송신기(506)에 접속된 안테나(506)를 포함할 수 있다. 장치(401)는 각각 프로세서(503), 비콘 프로세싱 모듈(504), 메모리(508)의 장치 하이버네이션 테이블(509)을 더 포함하며, 상기 프로세서는 비트맵(505)에 접속된다. 예를 들어, 장치 내에서, 프로세서(503)는 수신기(502)로부터 하이버네이션 정보 요소(300)를 포함하는 하나 이상의 정보 요소(604)를 포함하는 비콘 프레임(601)을 수신하고 비콘 프로세싱 모듈(504)을 사용하여 비콘 프레임(600)을 처리하여 비콘 그룹의 장치 및 그들의 하이버네이션 특성을 결정하며, 그들을 장치 하이버네이션 테이블(509)에 저장한다. 장치(401)에서, 프로세서(503)는 비콘 프로세싱 모듈(504)을 사용하여 본 발명의 PM 프로토콜을 수행하도록 더 구성된다. 하이버네이션 상태의 장치의 비콘 슬롯은 점유된 것으로 표시되고, 비콘 내의 비콘 기간 점유 IE 내에 포함된 그들의 정보는 "활성 모드"의 장치에 의해 전송되며, BPOIE에 대응하는 장치는 "하이버네이션 모드"에서 하이버네이션 상태가 된다. 하이버네이션 상태의 장치는 "하이버네이션 모드"에 있게 될 수퍼프레임의 수를, 하이버네이션 상태로의 의도를 나타낸 그들의 비콘에 나타낸다.
하이버네이션 상태의 장치가 비콘(105)을 전송할 것을 계획한 후, 즉 하이버네이션 상태의 장치가 그의 비콘을 전송하지 하고 하이버네이션 기간+mMaxLostBeascon이 경과한 후, mMaxLostBeacon 연속 수퍼프레임(100) 동안 장치의 슬롯(303)에 비콘(105)이 수신되지 않았으면, 하이버네이션 상태의 장치의 비콘 슬 롯은 비콘 비트맵(505)에 비어있는 것으로 표시된다.
본 발명의 시스템 및 방법은 배터리 수명 연장을 위한 최선의 방법을 사용함으로써, 즉 수퍼프레임 기간보다 긴 기간동안 장치(401i)를 완전히 턴오프하거나 또는 전력을 줄임으로써 배터에 의해 전력을 공급받는 DEV의 동작 시간을 길게 할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 본 발명의 시스템 및 방법은 장치가 "활성 모드" 및 "하이버네이션 모드"로 동작할 수 있는 두 개의 전력 관리(PM) 모드와, 장치가 "활성", "표준 절전" 및 "최대 절전" 상태에서 동작할 수 있는 세 개의 전력 상태를 제공한다. "활성 모드"에서 동작하는 장치는 수퍼프레임마다 비콘을 전송 및 수신한다. 이들 장치가 수퍼프레임의 데이터 전송 기간 동안 프레임을 전송 또는 수신한 후, 이들 장치는 다음 수퍼프레임의 시작까지는 "표준 절전 상태", 즉 슬립 상태로 있을 수 있다. 하이버네이션 모드로 동작하는 장치는 그들의 슬립/하이버네이션 기간 동안 비콘을 전송 및 수신하지 않는다. 이것은 하이버네이션 상태의 장치가 중간 비콘 기간에 대한 웨이크 업없이 둘 이상의 수퍼프레임에 대해 최대 슬립 상태에 있을 수 있다는 것을 의미한다. 구현에 따라, 표준 절전 및 최대 절전 상태 사이의 구분은 없을 수 있으며, 이 경우 이러한 상태는 간단히 절전 또는 슬립 상태로 간주될 수 있다.
장치는 도 3a에 도시되어 있는 비콘의 하이버네이션 정보 요소를 사용하여 동작하는 PM 모드를 나타낸다.
하이버네이션 정보 요소의 하이버네이션 시작 필드(303)는 장치가 하이버네 이션을 시작할 때까지 남아있는 수퍼프레임의 수를 나타낸다. 이 필드가 0인 경우, 장치는 현재 수퍼프레임의 끝에서 하이버네이션 모드로 이동한다. 하이버네이션 시작 필드의 목적은 장치가 하이버네이션 상태로의 진입 의도를 몇몇 연속 수퍼프레임에 알릴 수 있도록 하기 위함이다. 하이버네이션 시작 필드의 값은 이 필드가 0의 값에 도달하여 하이버네이션 기간이 다음의 수퍼프레임에서 시작할 때까지 모든 수퍼프레임에서 1씩 감소한다.
도 3a의 하이버네이션 정보 요소의 하이버네이션 기간 필드(304)는 장치가 하이버네이션 상태로 있으려 하는 연속 수퍼프레임의 수를 나타낸다.
비콘 내에 하이버네이션 정보 요소가 존재하지 않는다면, 장치가 활성 모드에서 동작하고 있다는 것을 의미한다. 하이버네이션 모드로 진입하기 전에, 장치는 수퍼프레임 내의 모든 예약 용량, 즉 소위 분산형 예약 프로토콜(DRP) 스트림을 비워야 한다. 계획된 하이버네이션 상태를 알리는 장치가 스트림의 수신기인 경우 동일한 사항이 그 스트림에 적용된다. 수신기가 공표한 하이버네이션을 송신기가 검출한 경우, 송신기는 연관된 유니캐스트 예약을 방출한다. 하이버네이션 상태의 장치가 멀티캐스트 스트림의 수신기인 경우, 이 스트림은 나머지 수신기에 공급되기 위해 방출되어야 할 필요는 없다. 경쟁 기반 액세스, 소위 우선순위 채널 액세스(PCA)에 기반을 둔 데이터는 또한 하이버네이션 상태 동안에는 전송 또는 수신될 수 없다. 이러한 데이터는 하이버네이션 장치가 활성 모드로 다시 전환될 때까지 송신기측에 버퍼링되어야 한다. 하이버네이션 상태의 장치에 대한 버퍼링된 계류중인 데이터를 갖는 장치는 하이버네이션 상태의 장치의 DEVID를 갖는 트래픽 표시 맵 정보 요소(TIMIE)를 수퍼프레임의 그의 비콘에 포함하며, 이 경우, 의도된 수신기는 (또 다시) 활성 모드로 존재하며, 즉 이 수신기는 비콘을 수신할 수 있다. 의도된 수신기가 그의 DEVID를 이용하여 TIMIE를 검출한 경우, 이 수신기는 또 다른 슬립 기간의 하이버네이션 모드로 되돌아가는 대신 활성 모드로 유지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하이버네이션 상태의 장치는 하이버네이션 기간 동안 비콘 슬롯에 비콘을 전송하지 않더라도 그의 비콘 슬롯을 잃지 않는다. 이것은 하이버네이션 알림을 수신한 활성 장치가 여전히 점유된 하이버네이션 상태의 장치의 비콘 슬롯을 고려한다는 것을 의미한다. 비콘 슬롯이 여전히 점유되어 있는 하이버네이션 상태의 장치를 2-홉 이웃(two-hop neighbors)에게 알리기 위해 또한 새로 접속하는 장치가 하이버네이션 상태의 장치의 비콘 슬롯에 액세스하지 않도록 하기 위해, 하이버네이션 상태의 장치의 1-홉 이웃은 점유된어 있는 제각기의 비콘 슬롯을 그들의 비콘 기간 점유 정보 요소(BPOIE)에 표시한다.
BPOIE는 비콘 내에 포함되어 수퍼프레임의 대응 비콘 기간 내의 모든 비콘 슬롯에 대해 인지된 점유정보를 모든 이웃에 보고한다. 점유 및 비점유 비콘 슬롯에 대해 모든 이웃에게 알려줌으로써, 비콘을 수신하는 이웃 장치는 어느 비콘 슬롯이 이용가능한지와 어느 장치가 네트워크의 일부분인지를 추론할 수 있다. 히든 스테이션 경우에서 비콘 충돌을 피하기 위해 BPOIE를 포함시킬 필요가 있다. 히든 스테이션 경우는 두 개의 장치가 서로 통신할 수 없지만 제 3의 장치(즉, 두 개의 다른 장치 사이의 장치)가 이들 두 장치를 모두 수신할 수 있는 경우이다. 서로 통신할 수 없는 두 개의 장치가 동일한 비콘 슬롯을 랜덤하게 선택한 경우, 이 비콘은 제 3 스테이션에서 충돌할 것이며, 전송된 양 비콘은 중첩되며 따라서 수신가능하지 않는다. 이러한 이유로, 제 3 장치가 제각기의 슬롯의 점유정보를 그의 비콘에 보고할 것이며, 이로 인해 두 개의 히든 장치 중 하나(나중에 네트워크에 접속된 장치)는 다른 히든 장치와 동일한 비콘 선택을 선택하는 것을 막을 것이다.
장치가 알린 하이버네이션 상태의 종료 이후 mMaxLostBeacons 수퍼프레임에 대해 하이버네이션 상태의 장치로부터 비콘을 수신하지 않는 경우, 이 장치는 하이버네이션 상태의 장치의 비콘 슬롯을 비점유된 것으로 또 다시 그의 BPOIE에 표시한다.
하이버네이션 장치는 하이버네이션 상태의 종료 전에 하나 의상의 수퍼프레임에 대해 활성 상태로 복귀한다. 이러한 이유는, 하이버네이션 상태의 장치가 그의 비콘 슬롯이 여전히 비어있는지 또는 동시에 또 다른 장치가 그 슬롯을 점유했는지를 체크해야 하기 때문이다. 슬롯이 점유되어 있는 경우, 장치는 처음에 네트워크에 접속했을 때와 같이 다른 슬롯을 선택해야 한다. 또한, 하이버네이션 상태의 장치가 하이버네이션 상태의 종료 후 데이터를 송신 또는 수신하려 하는 경우, 이 하이버네이션 상태의 장치는 수퍼프레임의 데이터 기간에서 데이터 슬롯에 대한 다른 장치의 예약과 관련된 정보를 재수집해야 한다. 이러한 이유는, 하이버네이션 상태의 장치가 비콘 기간에 대한 동기를 잃어버릴 수 있고 따라서 그의 비콘을 또 다시 전송하기 전에 하나 이상의 수퍼프레임을 재동기화 해야 하기 때문이다.
활성 모드에서 동작하는 장치도 전력을 절약할 수 있다. 하이버네이션 상태 의 장치와는 대조적으로, 활성 모드의 장치는 몇몇 수퍼프레임(100)에 걸쳐서는 전력을 절약할 수 없고 단지 하나의 수퍼프레임(100) 동안에만 전력을 절야할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 활성 모드의 장치는 비콘을 송신 및 수신하며 또한 임의의 데이터를 송신 및 수신한 후, 소위 "표준 절전 상태"로 지칭되는 슬립 상태로 진입할 수 있다.
활성 모드의 모든 장치는 비콘 슬롯 점유 정보, 수퍼프레임의 데이터 기간에 대한 예약 정보 등을 이용하여 비콘을 송신 및 수신하기 위해 비콘 기간에 주위를 기울어야 한다. 비콘 기간은 수퍼프레임의 시작부에 항상 존재하기 때문에, 활성 모드의 장치는 주기적으로 어웨이크해야 한다. 비콘 기간의 종료 후, 수퍼프레임 동안 전송 또는 수신할 데이터가 없는 경우, 활성 모드의 장치는 다음 비콘 기간의 시작때까지 표준 절전 상태로 진입할 수 있다.
본 발명에 따르면, 장치가 수퍼프레임 동안 전송할 계류중인 트래픽을 가지고 있는 경우, 이 장치는 데이터의 의도된 수신기의 DEVID를 갖는 TIMIE(350)를 그의 비콘에 포함한다. 이것은 수퍼프레임 동안 수신되어야 하는 계류중인 데이터를 또 다른 장치가 가지고 있기 때문에 하나의 장치가 어웨이크 상태로 유지되어야 한다는 것을 알게되는 방식을 나타낸다.
장치가 수퍼프레임 동안 전송할 데이터를 가지고 있는 경우 또는 그의 DEVID가 포함된 TIMIE(350)를 수신한 경우, 이 장치는 모든 전송 및 수신이 완료될 때까지 비콘 기간의 종료 이후 어웨이크 상태로 유지되어야 한다. 계획된 전송 또는 수신의 가장 이른 시작 시점이 알려져 있는 경우, 장치는 또한 전송 또는 수신의 시작까지 표준 절전/슬립 상태로 진입할 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 활성 모드의 장치에 대한 전력 상태 변경이 이하에서 설명된다.
°DEV A는 현재의 수퍼프레임에서 예약된 시간슬롯으로 전송될 계류중인 데이터 트래픽을 갖는 활성 모드 장치를 도시한다.
°DEV B는 현재의 수퍼프레임에서 DEV A로부터 예약 시간슬롯에서 계획된 전송을 수신하려는 활성 모드 장치를 도시한다.
°DEV C는 현재의 수퍼프레임에서 PCA를 통해 전송될 계류중인 데이터 트래픽을 갖는 활성 모드 장치를 도시한다.
°DEV D는 현재의 수퍼프레임에서 DEV C로부터 PCA를 통해 계획된 전송을 수신할 것으로 기대되는 활성 모드 장치를 도시한다.
°DEV E는 그의 전송 큐에 계류중인 임의의 데이터 트래픽을 가지고 있지 않으며, 다른 장치로부터의 임의의 계획된 전송을 기대하지 않는 활성 모드 장치를 도시한다.
TIMIE는 또한 하이버네이션 모드에서 활성 모드로 다시 전환된 장치에게 이들 장치가 데이터를 수신하기 위해 활성 모드로 유지되어야 한다는 것을 알리는데 사용될 수 있다. 전송할 데이터를 가지고 있지 않으며 방금 하이버네이션 모드를 벗어난 장치는 수신할 데이터가 없으면 다시 하이버네이션 모드로 전환할 수 있다. 이것은 하이버네이션 상태와 활성 모드 상태의 교번적인 상태를 야기할 수 있으며, 하이버네이션 상태는 전형적으로 몇몇 수퍼프레임에 대해 유지될 수 있는 반면, 활 성 모드 상태는 오직 하나 또는 소수의 수퍼프레임에 대해 유지될 수 있다. 활성 모드 상태 동안 장치가 그의 DEVID를 갖는 TIMIE를 수신한 경우, 하이버네이션의 기간은 수신되어야 하는 데이터량에 따라 중단될 수 있는데, 그 이유는 이 장치는 보다 긴 기간 동안 활성 모드로 유지되어야 하기 때문이다.
데이터 페이로드가 수퍼프레임 내에서 성공적으로 전송될 수 없는 경우, 즉 모든 페이로드가 전송될 수 있기 전에 전송의 목표 장치가 하이버네이션 모드로 들어가는 경우, 활성 모드 장치는 하이버네이션 상태의 장치의 현재의 하이버네이션 기간 동안의 나머지 트래픽을 계속해서 버퍼링한다. 그러나, 활성 모드 장치는 데이터가 소정의 종료 시간 값을 지나 버퍼링된 경우 그 데이터를 삭제할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 수퍼프레임 당 하나의 비콘 기간이 주어진다. 그러나, 수퍼프레임 당 다수의 비콘 기간이 주어지는 본 발명의 실시예가 있을 수 있다. 이 경우, 진행중인 데이터 스트림을 갖는 활성 모드의 장치는 그들의 비콘 기간 이전에 뿐만 아니라 그들의 비콘을 전송하지않는 다른 비콘 기간의 시작 이전에도 표준 절전 상태로부터 웨이크업 해야 한다. 이러한 것이 필요한 이유는, 진행중인 스트림을 갖는 장치가 다른 장치에 의한 데이터 슬롯의 예약 및 그들의 스트림에 영향을 줄 수 있는 예약 충돌을 체크해야 하기 때문이다. 하이버네이션 모드의 장치는 다른 비콘 기간에 대해 웨이크업 할 필요가 없는데, 그 이유는 이들은 진행중인 스트림을 가지고 있지 않기 때문이다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 기술되어 있지만, 당업자라면, 본 명세서에서 설명되어 있는 관리 프레임, 장치 아키텍쳐 및 방법은 예시적이며 다양한 변형 및 수정이 이루어질 수 있으며 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 등가물로 대체될 수 있다. 또한, 핵심 범주를 벗어나지 않는 범위에서 본 발명의 개시물을 특정 상황에 맞게 수정하는 다수의 변형이 있을 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하는데 최상의 모드로 간주된 특정 실시예에 제한되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 속하는 모든 실시예를 포함한다.

Claims (19)

  1. 다수의 장치(401i)를 포함하는 무선 통신 네트워크(400)에서 절전하기 위한 방법에 있어서,
    장치(401)가 알림 장치(announcing device)로서 상기 장치의 비콘(600) 내에 슬립 기간(sleep period)을 알리는 단계와,
    상기 알림 장치(401)가 상기 알려진 슬립 기간 동안 하이버네이션 장치(hibernating device)(401)로서 하이버네이션 모드로 진입하되, 상기 장치(401)는 상기 슬립 기간 동안 비콘(600)을 전송하지 않는 단계를 포함하는
    절전 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알리는 단계는 상기 장치(401)가 상기 비콘 내에 슬립 기간 시작 시간(303) 및 슬립 지속 기간(304)를 포함하는 단계를 더 포함하는 절전 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이버네이션 장치(401)는 다른 장치(401i)의 비콘(600)에 주의를 기울 이기 위해 주기적으로 웨이크업하는 단계와,
    상기 하이버네이션 장치(401)는 다른 장치(401i)가 그들의 비콘(600)에 상기 하이버네이션 장치(401)의 계류중인 트래픽을 가지고 있지 않음을 나타내는 경우 하이버네이션 모드로 되돌아가는 단계를 더 포함하는
    절전 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이버네이션 장치(401) 이외의 다른 장치(401i)가 상기 하이버네이션 장치(401)의 알려진 슬립 기간 동안 그들의 비콘(600)에 상기 하이버네이션 장치(401)의 비콘(600)의 존재에 대한 정보를 유지하는 단계를 더 포함하는 절전 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    또 다른 장치(401i)가 상기 알림 장치(401)에 전달할 계류 중인 데이터를 가지고 있는 경우 상기 또 다른 장치(401i)는 정보 요소(604) 및 필드 중 하나의 그의 비콘(600)에 상기 알림 장치(401)의 어드레스를 포함하는 단계와,
    상기 알림 장치(401)에 대한 계류중인 데이터를 포함하는 필드 및 정보 요소(604) 중 하나를 갖는 비콘(600)이 상기 알림 장치(401)의 하이버네이션 단계 이 전에 수신된다면, 상기 알림 장치(401)는 활성 모드로 유지하는 단계를 더 포함하는
    절전 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 비콘 기간을 갖는 적어도 하나의 수퍼프레임(100)의 시퀀스로 시간을 분할하는 단계와,
    상이한 장치의 비콘을 적어도 하나의 비콘 기간(101)으로 그룹화하는 단계와,
    슬립 기간을 다수의 수퍼프레임(100)으로서 정의하는 단계를 더 포함하는
    절전 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 알리는 단계는 상기 장치(401)가 슬립 기간 시작 시간(303) 및 슬립 지속 기간(304)을 포함하는 하이버네이션 정보(300)를 비콘에 포함하는 단계를 더 포함하는 절전 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 포함하는 단계는 상기 슬립 기간 시작 시간(303)을, 현재의 수퍼프레임(100)에 대한 향후 수퍼프레임(100)의 수로서 정의하는 단계를 더 포함하는 절전 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 정의하는 단계는 하이버네이션 정보를, 적어도 상기 슬립 기간의 시작 시간(303) 및 상기 슬립의 지속기간(304)을 포함하는 하이버네이션 정보 요소(300)로서 비콘에 전송하는 단계를 더 포함하는 절전 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    하이버네이션 정보를 포함하는 단계를 더 포함하며,
    하이버네이션 정보 요소(300)를 비콘(600)에 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 정보 요소(300)는 적어도,
    상기 슬립 기간의 시작 시간(303)과,
    상기 슬립의 지속기간(304)과,
    상기 슬립 기간의 주기를 포함하며, 상기 주기는 상기 장치가 하이버네이션 모드로 있게 될 수퍼프레임의 수와, 상기 장치가 활성 모드로 있게 될 수퍼프레임의 수의 합이며, 상기 활성 모드는 상기 하이버네이션 모드에 있지 않는 장치로서 정의되는
    절전 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    활성 모드의 장치(401)가 적어도 하나의 의도된 수신기 장치(401i)로 전송할 계류중인 데이터를 가지고 있는 경우, 상기 장치는 상기 계류중인 데이터의 적어도 하나의 의도된 수신기 장치(401i)의 적어도 장치 어드레스(353.i)를 포함하는 트래픽 표시 맵 정보 요소(351)를 비콘(600)에 포함함으로써 상기 계류중인 데이터를 알리는 단계를 더 포함하는 절전 방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    활성 모드에서, 다른 장치(401i)의 비콘(600)에서 알려지는 상기 장치(401)에 대한 계류중인 데이터 전송이 없는 경우, 상기 장치(401)는 수퍼프레임(100) 동안 슬립 상태로 진입하는 단계와,
    상기 장치(401)가 각 비콘 기간(101)의 시작시 상기 슬립 상태로부터 웨이크업 하는 단계를 더 포함하는
    절전 방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    활성 모드에서, 상기 장치(401)가 현재의 수퍼프레임(100)에서 계류중인 모든 데이터를 전송 및 수신한 경우 수퍼프레임(100) 동안 슬립 상태로 진입하는 단계와,
    상기 장치(401)가 각 비콘 기간(101)의 시작시 상기 슬립 상태로부터 웨이크업 하는 단계를 더 포함하는
    절전 방법.
  14. 제 6 항에 있어서,
    활성 모드에서, 상기 장치(401)가 다른 장치의 비콘에서 알려지는 임의의 전송에 관련되지 않는 경우 수퍼프레임(100) 동안 슬립 상태로 진입하는 단계와,
    상기 장치(401)가 그 자신의 비콘 기간(101)의 시작시, 및 상기 장치(401)가 적어도 하나의 활성 데이터 스트림을 갖는 경우 그의 비콘(600)을 전송하지 않는 비콘 기간(101)의 시작시 슬립 모드로부터 웨이크업하는 단계를 더 포함하는 절전 방법.
  15. 청구항 제 1 항의 절전 방법을 수행함으로써 그들의 비콘 프레임(600)에 하이버네이션을 알려 절전하는 다수의 장치(401i)를 포함하는 통신 네트워크(400).
  16. 하이버네이션 또는 슬립 모드 중 적어도 하나에 진입함으로써 절전하는 무선 장치(401)에 있어서,
    무선 매체(410)를 통해 메시지를 전송 및 수신하는 안테나(507)와,
    상기 안테나(507)에 접속되어 상기 무선 매체(410)를 통해 전송된 메시지를 수신하는 수신기(502)와,
    상기 안테나(507)에 접속되어 상기 무선 매체(410)를 통해 메시지를 송신하는 송신기(506)와,
    상기 장치(401)에 대한 비콘 프로세싱을 수행하는 비콘 프로세싱 모듈(504)과,
    적어도 하나의 비콘 기간(101)을 갖는 적어도 하나의 수퍼프레임(100)의 시퀀스로 시간을 분할하는 프로세서(503)를 포함하되,
    상기 프로세서(503)는,
    i. 데이터를 송신 및 수신하고, 하이버네이션 상태로 진입하려는 상기 장치의 의도를 나타내는 비콘 프레임(600) 및 다른 장치(401i)가 상기 장치(401)에 대한 계류중인 데이터를 가지고 있음을 나타내는 비콘 프레임(600)을 각각 송신 및 수신하는 상기 송신기(506) 및 상기 수신기(502)와,
    ii. 상기 비콘 프로세싱 모듈(504)에 동작가능하게 접속되며,
    상기 비콘 프로세싱 모듈(504)은,
    a. 다른 장치(401i)의 수신된 비콘 프레임(600)의 하이버네이션 정보 요소(300)를 처리하고 그로부터 상기 다른 장치(401i)의 특성에 대한 하이버네이션 테이블(509)을 유지하고,
    b. 수신된 비콘(600)이 상기 장치(401)에 대한 계류중인 데이터를 알리는 경우 상기 장치(401)를 활성 모드로 유지시키며,
    c. 시작 시간(300)에 및 슬립 기간(304) 동안 하이버네이션 모드로 진입하려는 상기 장치(401)의 의도를 알리며,
    d. 상기 장치(401)가 하이버네이션 상태인 경우 상기 장치(401)를 주기적으로 웨이크업시켜 다른 장치(401i)의 비콘(600)에 주의를 기울이도록 하며 다른 장치(401i)가 상기 하이버네이션 장치(401)에 대해 계류중인 트래픽을 가지고 있지 않음을 그들의 비콘(600)에 나타낸 경우 하이버네이션 모드로 다시 전환되도록 하는
    무선 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프로세서(503)는 상기 장치(401)가 활성 모드에 있으며 다른 장 치(401i)의 수신된 비콘(600)에서 알려진 상기 장치(401)에 대한 계류중인 데이터 전송이 없는 경우 수퍼프레임(100) 동안 상기 장치(401)를 슬립 상태로 전환하도록 더 구성되는 무선 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 프로세서(503)는,
    상기 장치(401)가 활성 모드에 있으며 상기 장치(401)가 현재의 수퍼프레임(100) 내에서 계류중인 모든 데이터를 송신 수신한 경우 수퍼프레임(100) 동안 상기 장치(401)를 슬립 상태로 전환하고,
    각 비콘 기간(101)의 시작시 상기 슬립 상태로부터 상기 장치(401)를 웨이크업하도록 구성된
    무선 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 프로세서(503)는,
    상기 장치(401)가 활성 모드에 있으며 상기 장치(401)가 다른 장치(401i)의 비콘(600)에서 알려지는 임의의 송신에 관련되지 않는 경우 상기 장치(401)를 슬립 상태로 전환하며,
    상기 장치가 적어도 하나의 활성 데이터 스트림을 갖는 경우,
    i. 상기 장치(401)의 그 자신의 비콘 기간(101)과,
    ii. 상기 장치(401)가 그 자신의 비콘(600)을 전송하지 않는 비콘 기간(101)의 시작시에 상기 장치(401)를 상기 슬립 상태로부터 웨이크업시키도록 더 구성된
    무선 장치.
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