KR20070071583A

KR20070071583A - Association method for multiple devices in wireless personal area networks

Info

Publication number: KR20070071583A
Application number: KR1020050135174A
Authority: KR
Inventors: 성단근; 김민정; 정창용; 정조운; 정성훈; 김수민; 강유진
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2007-07-04
Also published as: KR100758828B1

Abstract

A method of registering devices in a wireless personal area network is provided to reduce power consumption of the network by quickly registering the plural devices to the piconet by preventing collision among devices during a registering process. A piconet includes a PNC(PicoNet Coordinator)(110) and at least one device(120). The PNC is selected from FFDs(Full Function Devices) or RFDs(Reduced Function Devices). The PNC schedules the data communication in the piconet and transmits a control signal to the devices. The devices communicate with the PNC or with each other. A superframe which is delivered among the devices includes an active period and an inactive period. The active period includes a beacon period, a contention access period, and a contention free period.

Description

{Association Method for Multiple Devices in Wireless Personal Area Networks}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 피코넷의 구성도이다.1 is a block diagram of a piconet according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 디바이스들의 수퍼프레임 구조도이다. 2 is a superframe diagram of devices according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비콘 프레임 구조도이다.3 is a beacon frame structure diagram according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 등록 응답 명령 프레임 구조도이다.4 is a structure diagram of a registration response command frame according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 경쟁 구간의 시간 슬롯을 그룹으로 나누어 그룹당 보증된 시간 슬롯을 할당하는 방법을 나타내는 구성도이다.5 is a diagram illustrating a method of allocating guaranteed time slots per group by dividing time slots of a contention period into groups according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 도 5의 수퍼프레임 구조를 사용하는 환경에서의 등록 응답 명령 프레임의 구조도이다.6 is a structural diagram of a registration response command frame in an environment using the superframe structure of FIG. 5 according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 새로운 피코넷의 시작 및 디바이스의 피코넷 등록 방법을 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of starting a new piconet and registering a piconet of a device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 정상 통신 상태에서 디바이스의 피코넷 등록 방법을 나타내는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a piconet registration method of a device in a normal communication state according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 피코넷에 등록을 시도하는 디바이스의 개수를 예측하여 정하는 방법을 나타내는 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of predicting and determining the number of devices attempting to register to a piconet according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

본 발명은 무선 개인지역망 환경에서 여러 디바이스들 중 한 개의 디바이스가 네트워크 조정자가 되어 피코넷을 새롭게 구성하고 나머지 디바이스들이 새롭게 생성된 피코넷에 등록하려고 하는 상황과, 피코넷 구성이 완성되어 정상적인 통신이 이루어지고 있는 상황에서 다수의 디바이스가 피코넷에 등록하려고 할 때 디바이스들이 서로 충돌을 피하면서 빠른 시간 내에 피코넷에 등록할 수 있는 방법에 관한 것이다.In the wireless personal local area network environment, one device among several devices becomes a network coordinator and newly configures the piconet, and the other devices attempt to register with the newly created piconet, and the piconet configuration is completed and normal communication is performed. The present invention relates to a method in which a device can register with a piconet in a short time while avoiding collision with each other when multiple devices attempt to register with the piconet.

종래의 IEEE 802.15.4 표준 규격(이하 "표준규격"이라 한다)에 따른 무선 개인지역망에서 망의 구성은 상기의 피코넷을 PAN(Personal Area Network) 이라고 하고, 여러 디바이스들 중 망 조정자(PAN Coordinator)로서의 역할을 할 수 있는 완전 기능 디바이스(Full Function Device, FFD) 들 중 한 개의 디바이스가 네트워크 조정자가 되어서 새로운 피코넷을 형성하고 나머지 디바이스들은 새롭게 생성된 피코넷 또는 이미 존재하는 피코넷에 등록하는 방식으로 하나의 피코넷을 구성한다.In a wireless personal area network in accordance with the conventional IEEE 802.15.4 standard (hereinafter referred to as "standard standard"), the network configuration is called the piconet PAN (Personal Area Network), and among the various devices, the PAN Coordinator One of the Full Function Devices (FFDs), which can act as), becomes a network coordinator to form a new piconet and the other devices register with a newly created piconet or an existing piconet. Configure the piconet.

네트워크 조정자로서의 역할을 할 수 없는 제한된 기능 디바이스 (Reduced Function Device, RFD)는 디바이스를 만들 때부터 네트워크 조정자로서의 기능이 없고 복잡도가 낮은 간단한 기능을 가지도록 설계되어 있어 FFD와의 통신만 가능한 디바이스다.The reduced function device (RFD), which cannot act as a network coordinator, is designed to have a simple function that has no function as a network coordinator and has a low complexity since it is a device that can only communicate with the FFD.

한 개의 FFD가 네트워크 조정자가 되어 피코넷을 구성하면 다른 디바이스들이 피코넷에 등록되기 위해서 등록 요청 명령(association request command)을 네트워크 조정자에게 보내게 되는데 이 명령들은 Slotted CSMA/CA 방식을 통해서 전달되기 때문에 등록 요청을 하는 디바이스들이 많을수록 등록 요청 명령간의 충돌확률은 커져 피코넷 전체의 전력 소모량이 많아지고, 모든 디바이스들이 피코넷에 등록되는데 걸리는 시간도 증가하게 된다. 또한, 먼저 등록된 디바이스들이 네트워크 조정자와 통신을 하려고 할 때 다수의 등록 요청 명령들과의 충돌로 인해서 네트워크의 효율이 현저히 떨어지게 된다. 즉, Slotted CSMA/CA 방식은 매체 (Medium)에 접근하려는 디바이스들이 많을수록 그 효율이 현저하게 떨어지는 방식으로 상기 설명한 바와 같이 새로운 피코넷이 형성되고 형성된 피코넷에 등록되려는 디바이스들이 많을수록 비효율적인 성능을 나타낸다. When one FFD becomes a network coordinator and configures the piconet, other devices send an association request command to the network coordinator to register with the piconet. These commands are transmitted through the slotted CSMA / CA method. As the number of devices increases, the probability of collision between the registration request commands increases, which increases the power consumption of the entire piconet and increases the time it takes for all devices to register to the piconet. In addition, when the first registered devices attempt to communicate with the network coordinator, the efficiency of the network is significantly reduced due to a collision with a plurality of registration request commands. That is, in the slotted CSMA / CA scheme, the more devices that attempt to access the medium, the lower the efficiency is. As a result, as described above, a new piconet is formed and more devices attempting to be registered in the formed piconet show inefficient performance.

피코넷에서 정상적인 통신이 이루어지고 있는 상황에서 다수의 디바이스가 동시에 피코넷에 등록 요청 명령을 보내려고 할 때 등록 요청 명령 신호는 이미 피코넷에 등록되어 있는 디바이스들의 트래픽과 피코넷에 등록을 하지 않은 다른 디바이스들의 등록 요청 명령과의 충돌에 의해서 네트워크 조정자에게 제대로 전달되지 않고, 이미 등록된 디바이스들은 통신을 제대로 하지 못해 네트워크 효율이 떨어지게 되는데, 이러한 상황에서도 다수 디바이스의 등록 요청 명령을 효율적으로 관리해줄 수 있는 방법이 필요하다.When multiple devices try to send a registration request command to the piconet at the same time in the normal communication of the piconet, the registration request command signal is used to register traffic of devices already registered to the piconet and other devices not registered to the piconet. Due to the conflict with the request command, the network coordinator is not properly delivered, and already registered devices are not able to communicate properly, resulting in poor network efficiency. In such a situation, there is a need for a method that can efficiently manage the registration request commands of multiple devices. Do.

이와 같이, 무선 개인지역망(WPAN)에서 새롭게 피코넷이 형성되고 디바이스들이 피코넷에 등록하려고 할 때 수동적인 조작을 통해 빠른 시간 내에 효율적으로 새로운 피코넷 형성 및 디바이스들의 피코넷 등록을 가능하게 하는 기법과, 정상적인 통신이 이루어지고 있는 피코넷에 다수의 디바이스가 동시에 등록 요청을 할 때 다수 디바이스들의 피코넷 등록 요청을 효율적으로 관리해주는 기법에 대해서 제시하고자 한다.As such, when a new piconet is formed in a wireless personal area network (WPAN) and devices attempt to register with the piconet, a manual operation is performed to enable efficient piconet formation and device registration of the piconet quickly and efficiently. When a plurality of devices simultaneously request a registration to a piconet that is communicating, a technique for efficiently managing piconet registration requests of multiple devices will be presented.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 사람의 수동적인 조작을 통해 빠른 시간내에 새로운 피코넷을 시작하도록 하고 나머지 디바이스들은 가능한 충돌을 피하면서 피코넷에 등록을 할 수 있도록 하고, 또한 정상적인 통신이 이루어지고 있는 피코넷에 다수의 디바이스가 동시에 등록하려고 할 때 네크워크 조정자가 피코넷에 등록하려는 다수의 디바이스 개수 정보를 스스로 예측하고 값을 정해, 피코넷에 등록하려는 디바이스들이 가능한 충돌을 피하면서 피코넷에 등록할 수 있도록 하여 디바이스들이 피코넷에 등록되는데 소비되는 망 전체의 전력 소모를 최소화하고 피코넷이 정상적인 통신 모드로 전환하는 데 걸리는 시간을 줄여 피코넷이 빠른 시간내에 원활한 통신을 하도록 하는 방법을 제공하는 데에 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art, an object of the present invention to start a new piconet as soon as possible through manual operation of the person and to allow the remaining devices to register to the piconet while avoiding possible conflicts In addition, when multiple devices attempt to simultaneously register to the piconet where normal communication is being made, the network coordinator predicts and sets information on the number of devices to be registered to the piconet and avoids possible collisions between devices attempting to register to the piconet. By registering to the piconet, the device can minimize the power consumption of the entire network consumed when registering to the piconet and reduce the time taken for the piconet to switch to the normal communication mode so that the piconet can communicate quickly. to do Is in.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 대한 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the invention for an embodiment of the present invention will be described in detail.

<피코넷><Piconet>

도 1은 본 발명의 실시 예에 따르는 네트워크 구조(100)를 도시하였다. 한 개의 피코넷(piconet)은 하나의 네트워크 조정자(Piconet Coordinator, PNC)(110) 와 하나 이상의 디바이스(Device, DEV)(120)들로 구성된다. 네트워크 조정자(110)는 네트워크 조정자로서의 역할을 할 수 있는 FFD(Full Function Device, FFD) 중 한 개의 디바이스가 네트워크 조정자가 되고 나머지 디바이스들은 FFD일 수도 있고 RFD(Reduced Function Device, RFD)일 수도 있다. 네트워크 조정자는 망 내의 통신이 원활히 이루어지도록 제어를 하고, 각 디바이스들은 네트워크 조정자가 송신하는 제어 정보를 받아 통신에 필요한 정보를 얻는다. 각 디바이스들은 기본적으로 네트워크 조정자와의 통신(130)을 실시하고, 특정한 서비스에 따라서 디바이스 사이의 통신(140)도 가능하다. 1 illustrates a network structure 100 according to an embodiment of the present invention. One piconet consists of one network coordinator (PNC) 110 and one or more devices (DEVs) 120. The network coordinator 110 may be one device of a full function device (FFD) that may serve as a network coordinator, and the other devices may be an FFD or a reduced function device (RFD). The network coordinator controls the communication in the network smoothly, and each device receives the control information transmitted by the network coordinator to obtain information necessary for communication. Each device basically performs communication 130 with a network coordinator, and communication between devices 140 is also possible depending on the particular service.

<수퍼프레임><Super Frame>

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 통신이 이루어지는 시간의 기본 단위인 수퍼프레임 (Superframe)(200) 구조를 도시하였다. 시간상으로 연속된 수퍼프레임은 네트워크 조정자와, 하나 이상의 디바이스가 활성화되어 통신이 이루어지는 활성 구간(Active Period)(210)과 네트워크 조정자(Network Coordinator)를 포함한 망 내의 모든 디바이스들이 서로 송수신하지 않고 비활성화되는 비활성 구간 (Inactive Period)(220)으로 나누어지고, 활성 구간은 비콘 구간(Beacon Period) (230), 경쟁 구간(Contention Access Period, CAP)(240), 비경쟁 구간(Contention Free Period, CFP)(250)으로 나뉘어진다.2 illustrates a structure of a superframe 200 which is a basic unit of time for communication according to an embodiment of the present invention. Superframes that are contiguous in time are inactive, in which the network coordinator and all devices in the network, including the active period 210 and the network coordinator, in which one or more devices are activated and communicate, are deactivated without transmitting or receiving to each other. The period is divided into an Inactive Period 220, and the active period is a Beacon Period 230, a Contention Access Period (CAP) 240, and a Contention Free Period (CFP) 250. Divided into.

비콘 구간에서는 네트워크 조정자가 네트워크 운영에 필요한 제어 정보 및 망 내부의 디바이스들에게 보내는 메시지들을 비콘 프레임에 담아 망 내에 방송 (Broadcast) 을 통해 전달하고, 각 디바이스들은 이 비콘 프레임 수신을 시작으로 그 이후의 시간 슬롯의 시작을 네트워크 조정자의 시간 슬롯의 시작에 동기를 맞추고 비콘 구간에서 수신한 제어 정보 및 메시지들을 바탕으로 송수신 준비를 한다.In the beacon section, the network coordinator delivers control information necessary for network operation and messages to devices inside the network in a beacon frame through a broadcast in the network, and each device starts after receiving the beacon frame. Synchronize the start of the time slot with the start of the time coordinator of the network coordinator and prepare for transmission and reception based on control information and messages received in the beacon period.

경쟁 구간은 시간 슬롯(Time Slot, TS)(260)

이라고 하는 시간 단위로 나뉘어져

개 시간 슬롯으로 구성되어 있고, 경쟁 구간에서 정보를 보낼 때는

개의 시간 슬롯 중 한 개를 선택하여 다른 디바이스들과 경쟁을 통해 정보를 보낸다. The contention period is a time slot (TS) 260.

It is divided by the time unit called

Time slots, and when sending information in a race

One of the time slots is selected to send information through competition with other devices.

비경쟁 구간은 하나 이상의 보증 시간 슬롯(Guaranteed Time Slot, GTS) (280)

이라고 하는 시간 단위로 나뉘어져

개의 보증 시간 슬롯으로 구성되어 있는데 망 내의 디바이스들이 보증 시간 슬롯을 사용하기 위해서는 경쟁 구간 내에서 네트워크 조정자에게 보증 시간 슬롯 할당을 요청하는 명령을 경쟁 구간을 통하여 보내야 한다. 네트워크 조정자는 각 디바이스들로부터 받은 보증 시간 슬롯 할당 요구 정보와 자신의 사용 여부를 고려한 스케줄링을 통해 다음번 수퍼프레임의 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯들을 네트워크 조정자 자신을 포함하여 보증 시간 슬롯 사용을 요구한 디바이스들에게 할당한다. 여기서, 보증 시간 슬롯 할당 정보, 즉 GTS ₁, i∈{1,2,...,N _GTS } 에 해당하는 송신 디바이스 및 수신 디바이스에 대한 정보를 비콘 구간 내에서 네트워크 조정자가 비콘 프레임에 담아 방송을 하고, 해당 디바이스들은 비콘 프레임 정보를 듣고 할당받은 보증 시간 슬롯을 사용한다. Non-competitive segments may include one or more Guaranteed Time Slots (GTS).

It is divided by the time unit called

It consists of two guarantee time slots. In order for the devices in the network to use the guarantee time slots, a command for requesting allocation of the guarantee time slots to the network coordinator must be sent through the contention interval. The network coordinator requests the use of the guarantee time slots, including the network coordinator itself, from the non-competition time intervals of the next superframe through the guarantee time slot allocation request information received from each device and scheduling considering its use. Assign to. Here, the network coordinator broadcasts the guarantee time slot allocation information, that is, information about the transmitting device and the receiving device corresponding to GTS ₁ , i ∈ {1,2, ..., N _GTS } in a beacon frame within the beacon period. The devices listen to the beacon frame information and use the assigned warranty time slot.

<비콘 페이로드>Beacon payload

도 3은 표준 규격의 비콘 프레임 비콘 페이로드(Beacon Payload)와 같이, 새롭게 정의된 정보를 실어 보낼 수 있는 필드에 본 발명에서 필요한 새로운 정보를 실어서 보내는 것을 나타낸 것이다.FIG. 3 illustrates that new information required by the present invention is carried in a field for carrying newly defined information, such as a beacon frame beacon payload of a standard specification.

비콘 프레임의 비콘 페이로드(300) 필드 중 일부를 1 바이트의 시스템 상태 기술 (System Status Descriptor)필드(310)와, 1 바이트 길이의 등록 요청을 하고 있는 디바이스의 개수(Number of Associating Devices) 필드(320)로 정의한다. 시스템 상태 기술(System Status Descriptor) 필드의 첫 비트는 시스템 모드(System Mode)(312)를 의미하는 비트로서 0이면 정상 통신 모드(normal operation mode)(313), 1이면 초기 모드(initiation mode)(314)를 나타낸다. 시스템 상태 기술(System Status Descriptor) 필드의 두 번째 비트는 피코넷에 등록을 하기 위해서 채널 스캐닝을 하는 디바이스가 어떤 피코넷에 등록 요청을 할 것 인지를 알려주는 비트이다. 디바이스는 채널 스캐닝을 통해서 가장 좋은 통신 환경을 제공하는 채널의 피코넷에 가입하는데 이 피코넷에 결합 모드(Association with this Piconet Mode) 비트가 0(315)이면 디바이스에 따라서 적합한 피코넷을 찾아서 그 피코넷에 등록하라는 의미를 디바이스들에게 전달 하는 것이 되고, 이 비트가 1 (316)이면 이러한 비콘 프레임을 송신하고 있는 피코넷에 무조건 등록하라는 것을 의미한다. 즉, 새로 피코넷을 시작하고 피코넷에 등록되지 않은 디바이스를 새로 시작된 피코넷에 등록 시키고자 할 때 이 값을 1로 설정하여 비콘 프레임을 전송한다. Some of the beacon payload 300 fields of the beacon frame may be replaced with a 1-byte System Status Descriptor field 310 and a Number of Associating Devices field (1 byte long). 320). The first bit of the System Status Descriptor field is a bit indicating the System Mode 312, where 0 is a normal operation mode 313, and 1 is an initialization mode ( 314). The second bit of the System Status Descriptor field is a bit that indicates to which piconet the device scanning the channel to register the piconet will request a registration. The device joins the piconet of the channel that provides the best communication environment through channel scanning. If the Association with this Piconet Mode bit is 0 (315), the device asks the device to find an appropriate piconet and register with the piconet. It means to convey the meaning to the devices, and if this bit is 1 (316), it means to register unconditionally with the piconet transmitting this beacon frame. That is, when a new piconet is started and a device not registered in the piconet is registered in the newly started piconet, the beacon frame is transmitted by setting this value to 1.

비콘 페이로드(300)의 두 번째 바이트(320)는 새로 가입하는 디바이스의 개수 정보를 이진수로 표현한 값을 가진다. 예를 들어 표준 규격과 같이 네트워크 조정자를 포함해 최대 256개의 디바이스를 한 피코넷에 가입시킬 수 있는 경우 1 바이트 정보로서 가입하는 디바이스의 개수를 표현할 수 있다. 도 3에서는 한 피코넷에 네트워크 조정자를 포함해 최대 256개의 디바이스를 등록시킬 수 있는 피코넷을 예로 들었다. 이 필드는 새로 피코넷이 시작하는 경우 사람이 수동적으로 정해주는 값을 이진수로 바꾸게 되고, 정상 통신 모드에서는 새로 등록을 하려고 시도하는 디바이스의 수가 많다고 판단될 때, 네트워크 조정자가 새로 등록하려고 하는 디바이스의 개수를 예측하여 그 값을 이진수로 바꾸어 저장하게 되는데 본 발명의 실시 예를 통해서 자세하게 설명한다. The second byte 320 of the beacon payload 300 has a binary representation of the number information of the newly joined device. For example, if a maximum of 256 devices including a network coordinator can be joined to a piconet as in the standard specification, the number of devices to be subscribed can be expressed as 1 byte information. In FIG. 3, an example of a piconet capable of registering up to 256 devices including a network coordinator in one piconet is shown. This field converts the value manually set by human to binary when new piconet starts. In normal communication mode, when the network coordinator determines that the number of devices to be newly registered is large, the number of devices to be newly registered by the network coordinator To predict and store the value is converted to a binary number will be described in detail through an embodiment of the present invention.

<새로운 피코넷의 시작과 디바이스들의 피코넷 등록 방법><Starting a New Piconet and Registering Piconets by Devices>

피코넷에 등록을 하지 않은 디바이스들이 한 개의 새로운 피코넷을 형성하고 새로운 피코넷의 네트워크 조정자가 나머지 디바이스들의 등록을 관리할 때 사람이 수동적으로 정해주는 매개변수(Parameter)에 의해서 피코넷의 구성이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 방법에 대한 것이다. Devices that are not registered to the piconet form a new piconet, and the configuration of the piconet can be efficiently made by the parameters set manually by a person when the new piconet network coordinator manages the registration of the remaining devices. It's about how to do that.

여러 디바이스들로 하나의 새로운 피코넷을 구성하려고 할 때, 네트워크 조정자로서 역할을 할 수 있는 FFD를 인위적으로 정하고 이 FFD를 네트워크 조정자로 하는 새로운 피코넷에 등록 시킬 디바이스의 개수(N _DEV _{_NEW}) 정보를 FFD에게 소프트웨어 프로그래밍이나 하드웨어적인 방법으로 알려준다. FFD는 새로 시작할 피코넷이 사용 가능한 채널 번호를 찾기 위해 채널 스캐닝 과정을 한다. 채널 스캐닝 과정을 통해서 사용 가능한 채널 번호를 찾으면 FFD는 네트워크 조정자로서 새로운 피코넷을 시작하고 수퍼프레임의 시작인 비콘 프레임을 전송하기 시작한다. When attempting to configure a new piconet with multiple devices, artificially define an FFD that can act as a network coordinator and register the number of devices ( N _DEV _{_NEW} ) information to be registered in the new piconet where the FFD is a network coordinator. Inform them in software programming or hardware. The FFD performs a channel scanning process to find the available channel number for the new piconet to start. When the channel scan finds an available channel number, the FFD starts a new piconet as a network coordinator and begins sending a beacon frame, the beginning of the superframe.

이 때 비콘 페이로드(300)의 시스템 모드(311)를 수동적으로 '1'(314) 로 설정하고, 이 피코넷에 등록 모드(Association with this Piconet Mode)(312)도 수동적으로 '1'(316)로 설정한다. 등록 디바이스의 개수(Number of Associating Devices)(320) 필드의 값은 미리 수동적으로 정해준 N _DEV _{_NEW} 정보가 이진수로 저장된다. N _DEV _{_NEW}개 디바이스 중 대부분이 피코넷에 등록을 하고 나면 시스템 모드(311)와 이 피코넷에 등록 모드(Association with this Piconet Mode)(312)가 모두 0으로 바뀌도록 하여 피코넷 초기 모드를 해제하고 정상 통신 모드가 되도록 한다. 대부분의 디바이스가 피코넷에 등록을 한 상황을 판단하는 방법은 추후에 자세히 설명한다.At this time, the system mode 311 of the beacon payload 300 is manually set to '1' 314, and the association with this Piconet Mode 312 is also manually set to '1' (316). Set to). The value of the Number of Associating Devices 320 field stores N _DEV _{_NEW} information, which is manually determined in advance, in binary. After most of the N _DEV _{_NEW} devices have registered with the piconet, the system mode (311) and association with this Piconet Mode (312) are both changed to 0 to release the piconet initial mode and normal communication. Mode. How to determine when most devices have registered with the piconet will be described in detail later.

피코넷에 등록하지 않은 각 디바이스들은 채널 스캔을 통해서 등록해야 하는 피코넷의 채널을 찾게 된다. 각 채널마다 수신된 비콘 프레임에서 비콘 페이로드의 이 피코넷에 등록 모드(Association with this Piconet Mode)(312) 비트를 보고 이 값이 1인 피코넷의 비콘 프레임을 수신하면, 채널 스캐닝을 멈추고 해당하는 피코넷에 등록 요청 명령을 보낼 준비를 하게 된다. Each device not registered in the piconet finds the channel of the piconet to be registered through the channel scan. If each channel sees the Association with this Piconet Mode (312) bit in the beacon frame received on the beacon frame and receives a beacon frame of the piconet with this value of 1, the channel stops scanning and the corresponding piconet You are ready to send a registration request command to.

피코넷이 시작되면 네트워크 조정자는 각 수퍼프레임마다 경쟁 구간의 시간 슬롯의 개수를 다양하게 정해줄 수 있는데 고정된 크기의 수퍼프레임 길이에서 비콘 구간을 제외한 경쟁 구간과 비경쟁 구간의 시간 슬롯과 보증된 시간 슬롯의 길이를 등록 요청/응답 명령이 디바이스와 네트워크 조정자 사이에 전송될 때 연속된 두 슬롯에서 전송되는 각각의 등록 요청/응답 명령이 충돌하지 않는 최소 길이 이상으로 동일하게 설정하고, 비콘 구간을 제외한 나머지 수퍼프레임의 활성 구간을 한 개의 시간 슬롯의 길이로 나누면 수퍼프레임 당 시간 슬롯 개수의 최대값(N _MAX ) 을 얻을 수 있다. 즉, 동일한 크기를 가지는 경쟁 구간의 시간 슬롯과 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯의 개수는 각각 N _TS , N _GTS 이고, 고정된 수퍼프레임에서 동일한 크기의 시간 슬롯과 보증 시간 슬롯 개수의 합(N _MAX )은 N _MAX =N _TS +N _GTS 이다. 각 수퍼프레임마다 N _TS , N _GTS 가 고정적일 수도 있고 가변적일 수도 있는데 N _GTS 를 정하는 방법에 따라 N _GTS 가 정해지면 N _TS 는 N _TS =N _MAX -N _GTS 로 정해진다. 이 때 초기 모드(initiation Mode)에서 경쟁 구간의 N _TS 개의 시간 슬롯은 등록 요청 명령을 위한 슬롯으로 사용되고, N _GTS 개의 보증 시간 슬롯은 등록 응답 명령을 위한 슬롯으로 사용된다. N _GTS 를 정하는 방법은 추후에 자세하게 설명한다. Once the piconet starts, the network coordinator can vary the number of time slots in the contention interval for each superframe. Set the length of the same to more than the minimum length where each registration request / response command transmitted in two consecutive slots does not conflict when a registration request / response command is transmitted between the device and the network coordinator, except for the beacon period By dividing the active period of the superframe by the length of one time slot, the maximum value N _MAX of the number of time slots per superframe can be obtained. That is, the number of guaranteed time slots in the contention period and the non-competition period having the same size is N _TS and N _GTS , respectively, and the sum of the number of time slots and guaranteed time slots having the same size in the fixed superframe ( N _MAX ). Is N _MAX = N _TS + N _GTS . There each per superframe N _TS, be an N _GTS is fixed and may be variable if an N _GTS determined by the method prescribed for N N _GTS _TS is _TS = N N _MAX - N decided by the _GTS. In this case, N _TS time slots of a contention period are used as slots for a registration request command and N _GTS guarantee time slots are used as slots for a registration response command in an initial mode. The method of determining N _GTS will be described later in detail.

이전 수퍼프레임에서 등록된 디바이스의 개수를 N _DEV _{_OLD} 라고 할 때 새로운 수퍼프레임이 시작될 때 마다 N _DEV _{_NEW} 는 이전 수퍼프레임의 N _DEV _{_NEW} 에서 N _DEV _{_OLD} 를 뺀 N _{DEV_NEW} -N _{DEV_OLD} 로 갱신하여 이를 비콘 페이로드의 등록 디바이스 개수(Number of Associating Devices)필드(320)에 저장되고, 추후에 설명하는 N _TS (=N _DEV _{_NEW} -N _DEV _{_OLD} ), N _GTS 를 정하는 방법에 따라 갱신된 N _TS 와 N _GTS 정보를 담고 있는 비콘 프레임을 네트워크 조정자가 전송하면, 해당 비콘 프레임을 수신한 디바이스가 피코넷에 등록을 하기 위해 각 디바이스들은 수퍼프레임의 경쟁 구간에서 등록 요청 명령을 네트워크 조정자에게 전달하기 시작하고, 다음 수퍼프레임의 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯을 통해서 등록 요청을 수락하는 등록 응답 명령을 받으면 등록이 이루어지게 된다. 이 때 경쟁 구간의 시간 슬롯을 통해서 등록 요청 명령을 네트워크 조정자에게 전달하는 과정에서 다른 디바이스들과의 충돌로 인해 등록 요청이 지연될 수 있다. 이를 효과적으로 관리하기 위해서 각 디바이스의 피코넷 등록 요청 명령을 분산시키는 방법으로서 피코넷에 등록하려고 하는 디바이스의 개수(N _DEV _{_NEW} )와 해당 수퍼프레임 경쟁 구간의 시간 슬롯 개수(N _TS ) 정보를 이용하여 예측하는 액세스 확률로 피코넷 등록 요청 명령을 보낼 수 있게 한다. 한 예로 N _DEV _{_NEW} 개의 등록하려는 디바이스가

의 균등한 확률로 해당 수퍼프레임의 경쟁 구간에서 등록 요청 명령을 보낼 수 있는다. 즉, 비콘 프레임을 수신한 각 디바이스들은 N _DEV _{_NEW} , N _TS 값을 알게 되므로 1과 N _TS 사이의 자연수를 임의로 한 개 선택하고, 경쟁 구간이 시 작되면 앞서 비콘 구간에서 선택한 자연수가 1과 N _TS 사이의 숫자인 디바이스들만 그 숫자에 해당하는 경쟁 구간의 시간 슬롯에서 등록 요청 명령을 전송하게 한다. 모든 디바이스가 1과 N _DEV _{_NEW} 사이의 자연수를 임의로 선택했기 때문에 1과 N _TS 사이의 정수를 선택한 디바이스 중 같은 숫자를 선택한 디바이스가 있을 수도 있다. 이 디바이스들의 등록 요청 명령 신호가 서로 충돌하게 되어 네트워크 조정자가 올바르게 수신을 하지 못하게 되면 네트워크 조정자가 다음 수퍼프레임에서 등록 응답 명령을 디바이스에게 보내주지 못하게 된다. 등록 응답 명령은 다음 수퍼프레임의 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯을 이용해서 네트워크 조정자가 전달해주는데, 보증 시간 슬롯을 사용하기 위해서는 보증 시간 슬롯을 할당하는 정보가 비콘 프레임의 GTS field (330) 에 담겨져 있으므로, 이전 수퍼프레임에서 등록 요청 명령을 전달한 디바이스가 다음 수퍼프레임의 비콘 프레임의 GTS field를 보고 자신에게 보증 시간 슬롯이 할당되어 있는지 없는지 여부에 따라서 이전 수퍼프레임에서 전달한 등록 요청 명령의 성공여부를 판단하여 성공 했으면 다음 수퍼프레임에서 할당된 보증 시간 슬롯을 통해 등록 응답 명령을 수신하게 되고, 실패했으면 다음 수퍼프레임의 경쟁 구간의 시간 슬롯을 통해서 다시 피코넷 등록을 시도한다. Each time the number of devices registered in the previous superframe start of the new super frame when said N _DEV _{_OLD} N _DEV _{_NEW} is N _{DEV_NEW} minus the N _DEV _{_OLD} in N _DEV _{_NEW} of the previous super frame beacon this by updating to N _{DEV_OLD} is stored in the registered device number of the payload (number of Associating devices) field (320), N _TS to be described later _{_{_{(= N DEV _NEW - N DEV}}} _OLD), updated in accordance with the method of determining the N _GTS N _TS and N _{When the} network coordinator transmits a beacon frame containing _GTS information, each device starts to send a registration request command to the network coordinator in a contention period of the superframe so that the device receiving the beacon frame registers with the piconet. Registration is made when a registration response command is received that accepts the registration request through the non-competition interval guaranteed time slot of the superframe. In this case, the registration request may be delayed due to a collision with other devices in the process of transmitting the registration request command to the network coordinator through the time slot of the contention period. In order to effectively manage this, as a method of distributing a piconet registration request command of each device, it is predicted by using the number of devices ( N _DEV _{_NEW} ) to register to the piconet and the number of time slots ( N _TS ) of the corresponding superframe contention interval. Enables sending a piconet registration request command with an access probability. For example, N _DEV _{_NEW} devices

With an equal probability of, a registration request command can be sent in a competition section of the corresponding superframe. That is, each device that receives the beacon frame _knows N _DEV _{_NEW} , N _TS , so randomly selects one natural number between 1 and N _TS , and when the competition period starts, the natural number selected in the beacon period is 1 and N Only devices that are numbers between _TSs transmit a registration request command in a time slot of a contention period corresponding to the numbers. Since all devices randomly select a natural number between 1 and N _DEV _{_NEW} , there may be a device that selects the same number among devices that select an integer between 1 and N _TS . If the registration request command signals of these devices collide with each other and the network coordinator does not receive them correctly, the network coordinator will not be able to send a registration response command to the device in the next superframe. The registration response command is transmitted by the network coordinator using the non-competition time guarantee time slot of the next superframe.In order to use the guarantee time slot, information for allocating the guarantee time slot is contained in the GTS field 330 of the beacon frame. If the device that sent the registration request command from the previous superframe sees the GTS field of the beacon frame of the next superframe, it determines whether the registration request command sent from the previous superframe is successful or not according to whether or not the warranty time slot is assigned to it. If so, the registration response command is received through the guarantee time slot allocated in the next superframe, and if it fails, the piconet registration is attempted again through the time slot of the contention interval of the next superframe.

상기 설명한 방법과 같이 수퍼프레임이 새로 시작될 때마다 갱신되는 N _TS , ,N _GTS ,N _DEV _{_NEW} ,N _DEV _{_OLD} 값을 이용하여 피코넷에 등록되지 않은 디바이스가 피코넷에 등록 요청 명령을 전달하고 이 명령을 성공적으로 네트워크 조정자가 수신하면 다음 수퍼프레임의 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯을 통해서 등록 응답 명령을 보내주 게 되는데, 이러한 등록 응답 명령을 보내주는 방법에 따라서 각 수퍼프레임의 N _GTS 값은 가변적 또는 고정적으로 결정된다. As described above, a device that is not registered in the piconet _{sends a} registration request command to the piconet by using the values N _TS , N _GTS , N _DEV _{_NEW} , and N _DEV _{_OLD} that are updated each time the superframe is newly started. Upon successful reception by the network coordinator, a registration response command is sent through the non-competition time guarantee time slot of the next superframe. According to the method of sending such a registration response command, the N _GTS value of each superframe is variable or fixed. Is determined.

등록 응답 명령을 보내주는 방법의 첫 번째 방법으로, 각 수퍼프레임 마다 보증 시간 슬롯 개수 (N _GTS )를 새로 설정하여 등록 응답 명령을 보내주는 방법이다. 첫 번째 수퍼프레임의 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯의 개수 (N _GTS )는 0, 경쟁 구간의 시간 슬롯 개수(N _TS )는 최대 값 (N _MAX )으로 설정하고, 두 번째 수퍼프레임부터는 이전 수퍼프레임에서 등록 요청이 성공한 디바이스에게 등록 응답 명령을 보내주기 위한 보증 시간 슬롯을 할당하기 위해 N _GTS 를 적절히 설정하는 방법을 사용하게 된다. 이전 수퍼프레임에서 등록에 성공한 N _DEV _{_OLD} 개의 디바이스에게 전달하는 등록 응답 명령을 최소한의 보증 시간 슬롯을 사용하여 전달해 줄수록, N _GTS 의 값이 작아지고 상대적으로 큰 N _TS 를 설정해 줄 수 있어, 등록 요청을 하는 디바이스를 한 수퍼프레임에서 더 많이 수용할 수 있기 때문에 이전 수퍼프레임에서 등록에 성공한 N _{DEV_OLD} 개의 디바이스가 등록 응답 명령을 받는데 필요한 보증 시간 슬롯의 최소 개수로 N _GTS 를 설정하고, 도 3의 GTS fields (330) 에는 N _DEV _{_OLD} 개의 디바이스가 보증 시간 슬롯을 할당받는 정보로 채운다. The first method of sending a registration response command is to send a registration response command by newly setting the number of guaranteed time slots ( N _GTS ) for each superframe. Set the number of guaranteed time slots ( N _GTS ) in the non-competition interval of the first superframe to 0, and the number of time slots ( N _TS ) in the competition interval to the maximum value ( N _MAX ), and from the second superframe on the previous superframe. In order to allocate a guarantee time slot for sending a registration response command to a device whose registration request is successful, a method of properly setting the N _GTS is used. As the registration response command to the N _DEV _{_OLD} devices successfully registered in the previous superframe is transmitted using the minimum guarantee time slot, the value of N _GTS becomes smaller and a relatively large N _TS can be set. Since the requesting device can accommodate more in one superframe, N _GTS is set to the minimum number of guarantee time slots required for N _{DEV_OLD} devices that successfully register in the previous superframe to receive a registration response command. GTS fields 330 are _{populated with} information that N _DEV _{_OLD} devices are assigned with warranty time slots.

도 4는 표준 규격의 등록 응답 명령 포맷(Association Response command format)(400)의 구조를 도시한 것으로 등록 응답 명령을 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯을 통해서 전송하게 됨으로써 불필요하게 되는 MAC 헤더(410)에 들어가는 정보들을 줄여서 보낼 수 있다. MAC 헤더(MHR field)(410) 내의 주소 필드(Addressing fields)(420)는 등록 응답 명령을 받을 수신 디바이스의 주소만 있으면 되고, 이 주소는 등록 요청 명령을 위해 사용한 시간 슬롯 번호 (430)과 선택사항의 필드 정보인 착신주소(Destination Address)(440)로서 표현한다. 주소 필드(Addressing fields)(420)의 사용된 시간 슬롯 번호(Number of used TS)(430) 필드를 통해 이전 수퍼프레임에서 등록 요청을 한 디바이스가 수신 디바이스라는 것을 알려주는 것으로서, 수신 디바이스가 사용한 시간 슬롯 번호로서 사용하면 1 바이트로서 표현이 가능하기 때문에 MAC 헤더의 크기를 크게 줄일 수 있다. 선택사항(option) 필드인 착신주소(Destination Address)(440)는 등록 요청 명령을 통해 전달해준 디바이스 고유의 주소 정보의 일부 또는 전체를 담고 있는 필드로서, 2개 이상의 디바이스들이 같은 시간 슬롯을 통해서 등록 요청 명령을 보냈음에도 불구하고 네트워크 조정자가 한 개의 디바이스로부터 온 등록 요청 명령을 제대로 수신했을 경우, 어떤 디바이스의 등록 요청에 대한 등록 응답 명령을 보내주는 것인지를 알려주는 필드로서, 2개 이상의 디바이스들이 같은 시간 슬롯을 통해서 보낸 등록 요청 명령 중 한 개가 제대로 수신될 확률은 크지 않으므로, 선택 사항 필드로 둔다. 4 illustrates the structure of an association response command format 400 of the standard specification, which is entered into the MAC header 410, which is unnecessary by transmitting a registration response command through a non-competition time guarantee time slot. The information can be shortened and sent. The addressing fields 420 in the MAC header (MHR field) 410 need only be the address of the receiving device to receive the registration response command, which address is selected with the time slot number 430 used for the registration request command. It is expressed as a destination address 440 which is field information of a matter. The time used by the receiving device, indicating that the device that made the registration request in the previous superframe is the receiving device through the Number of used TS 430 field of the Addressing fields 420. When used as a slot number, since it can be expressed as 1 byte, the size of the MAC header can be greatly reduced. Destination address (440), which is an optional field, is a field containing part or all of device-specific address information delivered through a registration request command, and two or more devices register through the same time slot. If the network coordinator receives the registration request command from one device despite the request command being sent, this field indicates which device sends the registration response command to the registration request. It is not likely that one of the registration request commands sent through the time slot will be properly received, so leave it in the optional field.

상기 설명한 등록 응답 명령을 가변적인 보증 시간 슬롯 개수를 통해서 보내주는 방법으로 등록 응답 명령의 MAC 헤더(410)에 들어가는 불필요한 정보들은 없애고 필요한 정보들로만 이루어진 등록 응답 명령 프레임을 N _CONCAT 개 합친 (Concatenation)프레임을 한 개의 보증 시간 슬롯을 통해서 보내는 방법을 사용 한다. MAC 헤더에서 필요한 수신 디바이스의 주소 정보(420)를 수신 디바이스가 이전 수퍼프레임에서 사용한 시간 슬롯의 번호(430)와 선택사항 필드인 착신주소 (Destination Address)(440)로서 표현하고 그 외에 불필요한 정보를 모두 없앤 최소한의 MAC 헤더 정보를 가진 등록 응답 명령(400)으로 만들어 N _CONCAT 개의 디바이스에 대한 등록 응답 명령을 차례로 이은 한 개의 명령 프레임을 한 개의 보증 시간 슬롯을 통해서 보낸다. 즉, 등록 응답 명령이 N _CONCAT 개 이어진 한 개의 명령 프레임을 한 개의 보증 시간 슬롯을 통해 보내면, N _GTS 를

(

보다 크거나 같은 최소 정수)로 설정할 수 있다. 이전 수퍼프레임의 경쟁구간에서 등록 요청 명령이 성공적으로 전달된 시간 슬롯을 사용한 디바이스에 대해서, 사용한 시간 슬롯의 번호 순서대로 N _DEV _{_OLD} 개의 디바이스에 대한 등록 응답 명령을 N _CONCAT 개씩 짝지어서 한 개의 보증 시간 슬롯을 통해 전송한다. 모든 디바이스는 비콘 프레임에서 보증 시간 슬롯이 할당되는 정보를 수신하기 때문에, 같은 보증 시간 슬롯을 할당받은 N _CONCAT 개의 디바이스가 해당하는 보증 시간 슬롯에서 전송되는 합쳐진 등록 응답 명령 중에 몇 번째 등록 응답 명령이 자기 자신에 대한 정보인지를 알 수 있기 때문에 불필요한 헤더 정보를 없앤 등록 응답 정보를 합쳐서 같은 보증 시간 슬롯을 통해서 보내어도 각 디바이스가 자신에게 해당하는 정보를 제대로 읽어낼 수가 있다. 이 때 비콘 프레임에서 보증 시간 슬롯을 할당하기 위해서 사용하는 GTS 필드 (330) 내에 있는 수신 디바이스의 주소 (Destination Address) 는 각 디바이스가 등록 요청 명령을 보낼 때 사용한 시간 슬롯의 번호를 사용한다. 등록이 되지 않은 상태에서 디바이스의 등록 요청 명령 프레임을 통해서 알 수 있는 각 디바이스의 고유한 주소는 길기 때문에 등록 응답 명령을 다시 보내기 위한 보증 시간 슬롯을 할당할 때 사용하는 주소를 시간 슬롯의 번호로 설정한다. 이전 수퍼프레임에서 등록 요청을 했으나 다음 수퍼프레임의 비콘 구간에서 등록 응답 명령을 받을 수 있는 보증 시간 슬롯이 할당이 되어 있지 않으면, 이전 수퍼프레임에서 전송한 등록 요청 명령이 충돌이 일어난 것으로 간주하여 다음 수퍼프레임의 경쟁 구간에서 다시 등록 요청을 한다.A concatenation frame of N _CONCAT combined registration response command frames composed of only necessary information by eliminating unnecessary information included in the MAC header 410 of the registration response command by sending the above-described registration response command through a variable number of guarantee time slots. A method is used to send the data through one guarantee time slot. The address information 420 of the receiving device required in the MAC header is expressed as the number 430 of the time slot used by the receiving device in the previous superframe and the optional destination address 440, and other unnecessary information is represented. One command frame, which is a succession of registration response commands for N _CONCAT devices, is sent through one guarantee time slot by making a registration response command 400 having minimum MAC header information, which is eliminated all. That is, if the registration response command sends one command frame with N _{CONCAT sequences} through one guarantee time slot, N _GTS is sent.

(

Minimum integer greater than or equal to). One guarantee time by pairing N _CONCAT registration response commands for N _DEV _{_OLD} devices in the order of the number of used time slots for the device using the time slot in which the registration request command was successfully delivered in the contention interval of the previous superframe. Transmit through the slot. Since all devices receive information that is assigned a warranty time slot in a beacon frame, the first registration response command of the combined registration response commands transmitted by the corresponding warranty time slot by N _CONCAT devices assigned the same warranty time slot is self-contained. Because it knows whether it is about itself, even if the registration response information without unnecessary header information is combined and sent through the same guarantee time slot, each device can read the information corresponding to itself. At this time, the destination address of the receiving device in the GTS field 330 used for allocating the guarantee time slot in the beacon frame uses the number of the time slot used when each device sends a registration request command. Since the unique address of each device that can be known through the device's registration request command frame is not registered, the address used to allocate the warranty time slot for sending the registration response command is set to the time slot number. do. If a registration request is made in the previous superframe but no guarantee time slot is allocated to receive a registration response command in the beacon section of the next superframe, the registration request command sent from the previous superframe is considered to have conflicted and the next superframe The registration request is performed again in the competition section of the frame.

등록 응답 명령을 보내주는 방법으로 두 번째 방법은 수퍼프레임마다 고정적인 보증 시간 슬롯의 개수(N _GTS )를 사용하는 방법이다. The second method is to use a fixed number of guaranteed time slots ( N _GTS ) per _superframe .

고정적인 보증 시간 슬롯 개수를 이용하는 두 번째 방법은 도 5의 활성 구간 구조와 도 6의 등록 응답 명령 구조를 사용한다. 이 방법은 경쟁 구간의 시간 슬롯의 개수 (N _TS ) 와 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯의 개수(N _GTS )를 수퍼프레임이 시작될 때마다 갱신하지 않고, 모든 수퍼프레임에서 고정 값으로 설정하고, 슬롯의 번호 순서대로 하나 이상의 슬롯으로 짝지어 총 N _G 개의 그룹으로 나누고 한 개의 그룹당 한 개의 보증 시간 슬롯을 할당하여(500) 해당 그룹의 시간 슬롯을 통해서 등록 요청 명령을 보낸 디바이스에게 등록 응답 명령을 보내주는 방법이다. 도 5에서는 N _G 개의 그룹 내에 있는 슬롯의 개수가 모두 동일한 m=3 (510) 인 경우를 예로 들었 고, 이러한 방법을 사용할 때에는 m·N _TS =N _GTS =N _G (520) 의 관계식을 가진다. 같은 그룹으로 묶어진 시간 슬롯을 이용해서 등록 요청 명령이 성공적으로 이루어지면 다음 수퍼프레임 또는 해당 수퍼프레임의 비경쟁 구간에서 각 디바이스가 속한 그룹 번호와 같은 보증 시간 슬롯을 통해서 등록 응답 명령을 수신하게 된다. 이 때 수신하는 등록 응답 명령 프레임의 구조는 도 6에 나타내었다. 한 개의 보증 시간 슬롯당 도 6과 같이 여러 디바이스에 대한 등록 응답 명령의 MAC 헤더(600)와 MAC 페이로드 필드(610)에 정보를 나누어 담은 등록 응답 명령 구조로서 보내준다. MAC 헤더(600) 정보 안에 있는 주소 필드(620)에 해당 보증 시간 슬롯을 사용하는 그룹의 시간 슬롯 중에 등록 요청 명령이 성공적으로 이루어진 각 디바이스에 대한 주소 정보(630)를 담고 있다. 등록 요청 명령 신호를 수신한 후, 네트워크 조정자가 등록 응답 명령을 다음 수퍼프레임의 보증 시간 슬롯을 이용해서 전달하는 경우와, 해당 수퍼프레임의 보증 시간을 이용하여 전달하는 경우, 등록 요청 명령의 구조에서 각 디바이스에 대한 주소 정보를 담고 필드(630)의 구조는 방법 1 (640)과 같다. 이전 수퍼프레임에서 등록 요청을 하기 위해 디바이스가 사용했던 시간 슬롯 번호(650)와 선택 사항(option) 필드에는 해당 디바이스가 등록 요청 시 보내준 디바이스의 고유한 주소 정보의 일부 또는 전체를 저장할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 착신주소(Destination Address)(660) 필드는 두 개 이상의 디바이스가 같은 시간 슬롯을 통해 등록 요청을 했음에도 불구하고 네트워크 조정자가 한 개의 디바이스로부터 온 등록 요청 신호를 제대로 수신한 경우 어떤 디바이스에게 온 등 록 요청 신호에 대한 응답인지를 구별해주기 위한 필드이다. 이전 수퍼프레임에서 등록 요청이 성공한 디바이스의 개수만큼 해당 디바이스에 대한 주소 필드(630)에 대한 정보를 MAC 헤더의 주소 필드(620)에 저장한다. 상기 설명한 바와 같이 한 개의 보증 시간 슬롯당 최대 m 개의 시간 슬롯에 대한 정보가 주소 필드(630)에 저장되고, MAC 페이로드(610) 필드에는 각 시간 슬롯을 사용한 디바이스에게 전달해주는 최대 m 개의 MAC 페이로드(670)를 담고 있다. The second method using a fixed guarantee time slot number uses the active period structure of FIG. 5 and the registration response command structure of FIG. 6. This method does not update the number of contention time slots ( N _TS ) and the number of non-competition time guarantee slots ( N _GTS ) each time the superframe starts, but sets the fixed value in all superframes, It divides into one or more slots in numerical order, divides into total N _G groups, allocates one warranty time slot per group (500), and sends a registration response command to a device that sends a registration request command through the time slot of the group. Way. In FIG. 5, the case where the number of slots in the N _G groups are all the same m = 3 (510) is taken as an example. When using this method, m · N _TS = N _GTS = N _G Has a relation of (520). If a registration request command is successfully performed using time slots grouped in the same group, a registration response command is received through a guarantee time slot such as a group number to which each device belongs in the next superframe or a non-competition period of the corresponding superframe. The structure of the registration response command frame received at this time is shown in FIG. As shown in FIG. 6, one guarantee time slot is transmitted as a registration response command structure in which information is divided into MAC header 600 and MAC payload field 610 of a registration response command for various devices. The address field 620 in the MAC header 600 information contains address information 630 for each device for which a registration request command was successfully performed during the time slot of the group using the corresponding guarantee time slot. After receiving the registration request command signal, the network coordinator delivers the registration response command using the guarantee time slot of the next superframe, and when using the guarantee time of the corresponding superframe, The structure of field 630, containing address information for each device, is the same as method 1 (640). The time slot number 650 and option fields used by a device to make a registration request in a previous superframe may or may not store some or all of the device's unique address information sent by the device in the registration request. It may be. The Destination Address (660) field indicates that a network coordinator has received a registration request signal from one device, even though two or more devices requested registration through the same time slot. This field is used to distinguish whether the response is a signal. In the previous superframe, information about the address field 630 for the corresponding device is stored in the address field 620 of the MAC header as many as the number of devices for which the registration request succeeded. As described above, information about up to m time slots per guarantee time slot is stored in the address field 630, and the MAC payload 610 field transmits up to m MAC payoffs to the device using each time slot. Contains a rod 670.

경쟁 구간의 시간 슬롯을 이용해서 등록 요청 명령을 전달한 디바이스가 해당 수퍼프레임의 보증 시간 슬롯을 이용하여 네트워크 조정자가 등록 응답 명령을 전달하는 경우에는, MAC 헤더(600)의 주소 필드가(620) 해당 보증 슬롯을 사용하는 그룹에 속하는 시간 슬롯 개수인 m개 만큼 해당 시간 슬롯을 사용하여 등록 요청이 성공한 각 디바이스에 대한 주소 필드(630)를 담고 있고, 이 필드는 방법 2 (680) 와 같이 구성되어 있다. 이 때 주소 필드(630)의 순서는 해당 보증 슬롯을 사용하는 그룹의 시간 슬롯의 번호 순서대로 주소 필드(630)가 저장된다. 예를 들어, 시간 슬롯 5, 6 번이 2번째 보증 시간 슬롯을 이용하는 한 개의 그룹이라고 하면, 5번 시간 슬롯을 이용하여 등록에 성공한 디바이스의 주소 정보, 6번 시간 슬롯을 이용하여 등록에 성공한 디바이스의 주소 정보가 차례대로 저장된다. 각 디바이스가 해당 보증 시간 슬롯에 속하는 시간 슬롯을 이용하여 등록 요청을 했을 때, 등록 요청의 성공 여부를 성공 (Success)필드(690)를 통해서 알려준다. 이 필드의 값이 1 이면 성공했다는 뜻이고 0이면 성공하지 못했다는 뜻이다. 선택 사항 필드인 착신주소(Destination Address)(695) 필드는 2개 이상의 디바이스가 같은 시간 슬 롯을 이용하여 등록 요청 명령을 보냈음에도 불구하고, 한 개의 디바이스로부터 온 등록 요청 신호가 제대로 수신된 경우, 해당 시간 슬롯을 이용하여 실제로 등록 요청이 성공한 디바이스가 어떤 것인가를 알려주기 위해 사용하는 선택 필드로서, 등록 요청 시 전달하는 디바이스의 주소 정보의 일부 또는 전체를 담을 수도 있다. 등록에 성공한 디바이스들에게 할당하는 MAC 페이로드는 해당 보증 시간 슬롯을 사용하는 그룹의 시간 슬롯 순서대로 MAC 페이로드(670)가 저장된다. 이 경우에는 보증 시간 슬롯 할당이 미리 약속되어 있기 때문에 다음 수퍼프레임의 비콘 프레임의 GTS field(330)에 보증 시간 슬롯 할당 정보를 전달해 주지 않아도 된다. If the device that has transmitted the registration request command using the contention time slot of the contention period transmits the registration response command by the network coordinator using the guarantee time slot of the corresponding superframe, the address field of the MAC header 600 corresponds to 620. M number of time slots belonging to the group using the warranty slots contain an address field 630 for each device for which a registration request is successful using the corresponding time slot, and this field is configured as in Method 2 (680). have. At this time, the address field 630 is stored in the order of the number of time slots of the group using the corresponding guarantee slot. For example, if time slots 5 and 6 are one group using the second guaranteed time slot, the address information of the device which registered successfully using time slot 5 and the device which registered successfully by using time slot 6 Address information is stored in order. When each device makes a registration request using a time slot belonging to a corresponding warranty time slot, the success field 690 indicates whether the registration request is successful. A value of 1 for this field indicates success and 0 means no success. The optional Destination Address 695 field indicates that the registration request signal from one device is properly received even though two or more devices sent the registration request command using the same time slot. An optional field used to indicate which device actually registered successfully by using the corresponding time slot, and may include some or all of address information of a device delivered when registering. The MAC payloads allocated to the devices that have successfully registered are stored in the MAC payload 670 in the order of the time slots of the groups using the corresponding guarantee time slots. In this case, since the guarantee time slot allocation is promised in advance, the guarantee time slot allocation information may not be transmitted to the GTS field 330 of the beacon frame of the next superframe.

상기 설명한 바와 같이 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯을 통해서 등록 응답명령을 수신한 디바이스들은 다음 수퍼프레임부터는 피코넷 내에서 정상적으로 통신을 할 수 있는 상태가 되는데, 아직 피코넷에 등록하지 않은 디바이스들을 우선적으로 피코넷에 모두 등록시키고 정상적인 통신 상태가 되도록 하기 위해서,

개 (

보다 작거나 같은 최대 정수) 의 수퍼프레임 동안 송수신을 하지 않고 저전력 대기 상태에 있도록 한다. 즉, 보증 시간 슬롯을 통해서 등록 응답을 수신하고 나서 해당 수퍼프레임의

값을 계산하여

개의 수퍼프레임 동안 저전력 대기 상태에서 대기한다. 적어도

개의 수퍼프레임 동안에는 피코넷에 등록하지 못한 디바이스들이 피코넷 등록 요청을 보내기 위해 경쟁 구간의 시간 슬롯을 사용하고 있는 과정이 진행되므로 이미 피코넷에 가입한 디바이스들은 통신할 필요가 없기 때문에 저전력의 대기 상태로 기다리게 하여 전력 소모를 최소화 한다. As described above, the devices that receive the registration response command through the non-competition guarantee time slot are able to communicate normally in the piconet from the next superframe, and all devices not registered in the piconet are preferentially assigned to the piconet. In order to register and ensure normal communication,

Dog (

(Less than or equal to a maximum integer less than or equal to) to make a low power standby state without transmitting or receiving. That is, after receiving a registration response through a warranty time slot,

By calculating the value

Standby in low power standby for 2 superframes. At least

During the superframes, devices that do not register with the piconet are using the time slots of the contention interval to send the piconet registration request. Therefore, devices that have already subscribed to the piconet do not need to communicate. Minimize power consumption.

수퍼프레임이 상기 설명한 방법 절차에 의해서 반복되는 동안 피코넷에 등록하는 디바이스들은 해당하는 수퍼프레임에서 계산된

개 만큼의 수퍼프레임 동안 저전력 대기 상태에 있다가 각 디바이스마다

개의 수퍼프레임이 지난 후 비콘 구간이 시작될 때 깨어나게 된다. 비콘 프레임을 수신하게 되면 해당하는 수퍼프레임의 갱신된 N _DEV _{_NEW} , N _TS 값을 읽을 수 있게 되는데

이면 이미 갱신된 N _DEV _{_NEW} , N _TS 값을 통해

를 다시 계산하여

개의 수퍼프레임 동안 다시 저전력 대기 상태로 대기하게 된다. 이와 같은 동작을 반복하게 되면 피코넷에 등록하지 못한 디바이스들의 개수가 N _TS 보다 작은 N _DEV _{_NEW} 개 만큼 남은 수퍼프레임이 시작될 때 피코넷에 등록된 디바이스가 저전력 대기 상태에서 정상적인 통신 상태로 돌아오게 된다. 이 수퍼프레임부터는 정상적인 통신이 가능하도록 시스템 모드(311)와 이 피코넷에 결합 모드(Association with this Piconet mode)(312), 등록 디바이스의 개수(Number of Associating Devices)(320) 의 모든 비트를 0으로 바꾸어 피코넷에 등록되지 않은 N _DEV _{_NEW} 개의 디바이스가 정상적인 통신 모드에서 경쟁구간을 통해 등록 요청 명령을 보내도록 하고 나머지 등록된 디바이스들은 서로 보낼 데이터가 있을 때 주고 받을 수 있도록 하는 정상 통신 모드(313)로써 동작하게 한다. Devices that register with the piconet while the superframe is repeated by the method procedure described above are calculated in the corresponding superframe.

Low power standby states for as many as

It wakes up at the beginning of the beacon period after the two superframes have passed. When the beacon frame is received, the updated N _DEV _{_NEW} and N _TS values of the corresponding super frame can be read.

If is already updated via N _DEV _{_NEW} , N _TS

Recalculate

It will wait in the low power standby state for two superframes. If the above operation is repeated, the devices registered in the piconet return to the normal communication state from the low power standby state when the remaining _superframes with N _DEV _{_NEW} fewer than N _TS are registered. From this superframe, all bits of the system mode 311 and the association with this piconet mode 312 and the number of associating devices 320 are zeroed to enable normal communication. In other _words, N _DEV _{_NEW} devices that are not registered in the piconet send a registration request command through a contention interval in a normal communication mode, and the other registered devices can transmit and receive when there is data to send to each other. Let it work

도 7은 본 발명의 전체 동작을 나타낸 흐름도이다. 이 흐름도를 통해서 본 발명의 동작원리를 다시 간단히 설명하면 다음과 같다. 7 is a flowchart showing the overall operation of the present invention. The operation principle of the present invention will be briefly described again through this flowchart as follows.

수동으로 비콘 페이로드에 실릴 값을 설정해주고(S700) 첫 번째 비콘 프레임에서는 비경쟁 구간의 보증 시간 슬롯을 이용하여 등록 응답 프레임을 전달해주는 방법에 따라 방법 1의 가변적으로 보증 시간 슬롯을 설정해 주는 경우 N _TS =N _MAX , N _GTS =0로 설정하고, 방법 2의 고정적인 보증 시간 슬롯을 사용하는 경우 N _TS =N _MAX -N _GTS , N _GTS =N _G 로 설정한다. 비콘 프레임을 수신한 각 디바이스들은 1 ~ N _DEV _{_NEW} 사이의 자연수를 선택한다(S705). 경쟁 구간에서 1 ~ N _TS 사이의 자연수를 선택한 자연수에 해당하는 시간 슬롯을 통해서 등록요청 명령을 보낸다(S710). 두 번째 수퍼프레임이 시작되면(S715) 등록 응답 프레임을 전달해주는 방법에 따라 방법 1과 방법 2에 의해 N _GTS 를 설정하고, N _DEV _{_NEW} , N _DEV _{_OLD} , N _TS 값도 갱신하여 비콘 프레임에 담아 전송하게 되고, 이 비콘 프레임을 수신한 디바이스들 중 피코넷에 등록하지 못한 디바이스들은 1 ~ N _DEV _{_NEW} 사이의 자연수를 선택한다(S720). 만약

이면 (S725) 피코넷 구성 시작 및 디바이스 가입 상황을 종료하는 절차를 진행하게 되는데 비콘 페이로드의 모든 비트를 0으로 설정하고(S730), 저전력 대기 상태에 있던 디바이스가 있었다면 해당 수퍼프레임의 비콘 구간에서 모두 깨어나게 되고(S735), 피코넷 구성 시작 및 디바이스 가입 상황을 종료하게 된다(S740).

인 경우에는(S745), 해당 수퍼프레임부터 저전력 대기 상태에서 깨어나는 디바이스가 있다면 아직 대부분의 디바이스가 피코넷에 등록한 상황이 아니므로 계속해서 더 저전력 대기 상태로 있어야 하기 때문에 새롭게 갱신된

개의 수퍼프레임 동안 저전력 대기 상태로 전환한다(S750). 경쟁 구간이 시작되면 1 ~ N _TS 사이의 자연수를 선택한 디바이스만 선택한 자연수에 해당하는 시간 슬롯을 통해서 등록 요청 명령을 보낸다 (S755). 비경쟁 구간에서는 이전 수퍼프레임에서 피코넷에 성공적으로 등록 요청 명령을 전달한 디바이스들이 각자 해당하는 보증 시간 슬롯을 통해서 등록 응답 명령을 수신하고

개의 수퍼프레임 동안 저전력 대기 상태로 전환하기 시작한다(S760). 이와 같은 과정을

인 상황이 될 때까지 반복하고(S765)

인 상황이 되면 피코넷 구성 시작 및 디바이스 가입 상황을 종료하고 등록을 하지 못한 나머지 N _DEV _{_NEW} 개의 디바이스과 피코넷에 이미 등 록한 디바이스가 정상적인 통신 모드에서 통신 및 등록 절차 시작하게 된다.If the manual beacon payload value is set manually (S700) and the first beacon frame is set to the guarantee time slot in the method 1 according to the method of delivering the registration response frame using the guarantee time slot of the non-competition interval N _{Set TS} = N _MAX , N _GTS = 0, and set N _TS = N _MAX - N _GTS , N _GTS = N _G when using a fixed guarantee time slot of Method 2. Each device receiving the beacon frame selects a natural number between 1 and N _DEV _{_NEW} (S705). 1 to N _TS in competition The registration request command is sent through a time slot corresponding to the natural number of the selected natural number (S710). When the second superframe starts (S715), N _GTS is set by Method 1 and Method 2 according to the method of delivering the registration response frame, and the N _DEV _{_NEW} , N _DEV _{_OLD} , and N _TS values are also updated and included in the beacon frame. The devices that do not register with the piconet among the devices receiving the beacon frame select a natural number between 1 and N _DEV _{_NEW} (S720). if

If it is (S725), the process of starting the piconet configuration and ending the device subscription state is performed. If all bits of the beacon payload are set to 0 (S730), if there is a device in the low power standby state, all the beacon sections of the corresponding superframe are present. It wakes up (S735), starts the piconet configuration and ends the device subscription situation (S740).

(S745), if there is a device that wakes up from the low-power standby state from the corresponding superframe, since most devices are not yet registered with the piconet, it must be kept in a lower power standby state.

Switch to a low power standby state for two superframes (S750). 1 to N _TS when the competition segment starts Only the device for which the natural number is selected between sends a registration request command through a time slot corresponding to the selected natural number (S755). In the non-competition period, devices that successfully send a registration request command to the piconet in the previous superframe receive a registration response command through their respective warranty time slots.

Start to switch to the low power standby state for the two superframes (S760). This process

Repeat until the situation is (S765)

In this situation, the start of piconet configuration and device registration is terminated, and the remaining N _DEV _{_NEW} devices and devices already registered in the piconet start communication and registration procedures in the normal communication mode.

<정상적인 통신 모드에서 다수 디바이스들의 피코넷 등록 방법><How to register piconets of multiple devices in normal communication mode>

정상적인 통신 모드 상태에서는 비콘 프레임의 시스템 모드(311), 이 피코넷에 결합 모드(Association with this Piconet Mode)(312), 등록 디바이스의 개수 (Number of Associating Devices)(320) 필드의 값이 모두 0으로 설정되어 있다. 즉, 시스템 모드(311) 자체가 0인 정상 통신 모드(313)이면 이 피코넷에 결합 모드 (Association with this Piconet Mode)(312), 등록 디바이스의 개수(Number of Associating Devices)(320) 필드의 값은 의미를 가지지 않는다. 정상적인 통신 모드 상태에서는 피코넷 등록 요청이 경쟁 구간의 시간 슬롯을 임의로 선택해서 각 디바이스가 등록 요청 명령을 전달하고, 등록 요청 명령이 네트워크 조정자에게 제대로 수신 되었을 경우, 네트워크 조정자는 등록 응답 명령을 경쟁 구간의 시간 슬롯을 통해서 전달한다. Under normal communication mode, the values of the system mode 311 of the beacon frame, the Association with this Piconet Mode 312, and the Number of Associating Devices 320 field are all zero. It is set. That is, if the system mode 311 itself is the normal communication mode 313, the value of the Association with this Piconet Mode 312 and the Number of Associating Devices 320 field. Does not have meaning. In the normal communication mode, the piconet registration request randomly selects the time slot of the contention period, and each device delivers a registration request command. If the registration request command is properly received from the network coordinator, the network coordinator sends a registration response command to the contention period. Pass through time slot.

정상 통신 모드 상태에서 다수의 디바이스가 등록을 하려고 하면 경쟁 구간의 각 시간 슬롯에서 수신되는 신호의 세기는 신호가 전혀 없는 잡음 신호를 수신하는 신호 세기 이상이면서 복호 된 신호가 대부분 에러일 확률이 높아지게 된다. 다수의 디바이스가 등록을 하려고 시도를 하려고 한다고 해도 등록을 요청하는 디바이스의 수가 많지 않으면 일정한 개수의 수퍼프레임 후에는 다시 대부분의 디바이스가 등록을 한 상태가 되기 때문에 경쟁 구간의 시간 슬롯에 비해 일정한 비율 이상의 다수의 디바이스가 등록을 시도하려 할 때 이를 효율적으로 관리해주어야 한다. When a plurality of devices attempt to register in the normal communication mode, the signal strength received in each time slot in the contention period is higher than the signal strength receiving a no-noise signal, and the probability that the decoded signal is mostly an error increases. . Even if a number of devices attempt to register, if the number of devices requesting registration is not large, most devices are registered again after a certain number of superframes, and thus a certain ratio is higher than a time slot in a contention period. When multiple devices try to register, it must be managed efficiently.

도 8은 정상 통신 모드 상태에서 다수의 디바이스가 등록을 하려고 하는 상황을 판단하는 절차와 다수의 디바이스가 등록을 하려고 하는 상황으로 판단되었을 때 디바이스들이 피코넷에 효율적으로 등록할 수 있게 하는 방법을 순서도로 나타낸 것이다. 8 is a flowchart illustrating a procedure for determining a situation in which a plurality of devices intend to register in a normal communication mode and a method for enabling devices to efficiently register with a piconet when it is determined that a plurality of devices intend to register. It is shown.

정상적인 통신 모드에서 네트워크 조정하는 경쟁 구간의 각 시간 슬롯에서 수신되는 신호의 세기 (P _RX ) 를 관찰한다. 만약 경쟁 구간의 모든 시간 슬롯에서 P _RX ＞P _NOISE 이면서 (P _NOISE 는 네트워크 조정자가 통신을 하고 있지 않을 때 수신되는 잡음 신호의 세기) 복호 된 신호가 오류를 나타내는 시간 슬롯의 개수 (N _ERROR ) 와 N _TS 의 비가 λ 이상

인 상황이 N _SUP 개의 수퍼프레임 동안 계속 된다면(S800) 다수의 디바이스가 경쟁 구간의 시간 슬롯을 이용해서 등록 요청을 하고 있기 때문에 일어난 상황으로 잠정적으로 판단할 수 있다. 다음 수퍼프레임이 시작되면 네트워크 조정자는 비콘 프레임을 통해서 이미 피코넷에 등록되어 있는 디바이스들이 1개의 해당 수퍼프레임 구간 동안 통신을 하지 않도록 한다(S805) . 해당 수퍼프레임의 경쟁구간에서는 등록 요청을 하는 디바이스의 등록 요청 명령 외에는 어떠한 프레임도 존재하지 않게 되는데 해당 수퍼프레임 경쟁 구간의 모든 시간 슬롯에서 수신되는 신호의 세기 (P _RX ) 가 잡음 수신 신호 세기(P _NOISE )보다 크면서

인 현상이 계속 되면(S810) 이를 다수의 디바이스가 피코넷에 등록 요청을 하려는 상황으로 판단하여 이 디바이스들을 효율적으로 등록 시킬 수 있게 하는 절차를 시작한다. 그렇지 않으면 단순히 피코넷에 등록되어 있는 디바이스들의 통신 데이터량이 일시적을 증가한 것으로 판단하여 다수 디바이스를 등록 시키기 위한 절차를 시작하지 않는다(S815). In the normal communication mode, observe the signal strength ( P _RX ) received in each time slot of the contention period for network adjustment. If P _RX > P _NOISE ( P _NOISE is the strength of the noise signal received when the network coordinator is not communicating) in all time slots in the contention period, the number of time slots ( N _ERROR ) where the decoded signal indicates an error and Ratio of N _TS λ or more

If the situation continues for N _SUP superframes (S800), it may be tentatively determined as a situation that occurs because a plurality of devices are requesting registration using time slots of a contention period. When the next superframe is started, the network coordinator prevents devices already registered in the piconet from communicating through one beacon frame during one corresponding superframe period (S805). In the competition section of the corresponding superframe, no frame exists except for the registration request command of the device requesting the registration. The signal strength ( P _RX ) received in all time slots of the corresponding superframe competition section is the noise reception signal strength ( P). Greater than _NOISE )

If the phenomenon continues (S810), it is determined that a plurality of devices are requesting a registration request to the piconet and starts a procedure for efficiently registering the devices. Otherwise, it is simply determined that the communication data amount of devices registered in the piconet has temporarily increased and does not start a procedure for registering a plurality of devices (S815).

상기 설명한 바와 같이 다수 디바이스가 등록을 시도하고 있는 상황이라고 판단이 되면(S810) 네트워크 조정자는 이 디바이스들을 효율적으로 피코넷에 등록 시키기 위한 절차를 시작하게 된다. 네트워크 조정자는 피코넷에 등록을 시도하고 있는 디바이스의 개수를 정확히 모르기 때문에 임의로 정한다. 피코넷에 등록을 시도하고 있는 디바이스의 개수 N _DEV _{_NEW} 는 N _SUP ·N _TS 로서 초기값을 설정하고, 비콘 페이로드의 시스템 모드(311)를 초기 모드(314)로 설정한다(S820) . 이 상황에서는 등록을 위해서 채널 스캐닝을 하고 있는 디바이스들 모두가 해당 피코넷에 등록할 필요는 없기에 이 피코넷에 결합 모드(Association with this Piconet Mode)(312)는 0으로 설정한다. 등록 디바이스의 개수(Number of Associating Devices)(320) 필드는 앞서 설정한 N _DEV _{_} _NEW 를 이진수로 표현한 값으로 저장한다. 상기 설명한 '새로운 피코넷의 시작과 디바이스들의 피코넷 등록 방법'과같이 등록 응답 요청을 전달해주는 방법에 따라 가변적인 N _GTS 또는 고정적인 N _GTS 를 설정하고 N _TS 는 N _MAX -N _GTS 로 설정한다. 상기 설명한 바와 같이 설정된 비콘 프레임을 네트워크 조정자가 전송하면, 비콘 프레임을 수신한 이미 피코넷에 등록되어있는 디바이스들을 시스템 모드가 초기 모드이기 때문에

개의 수퍼프레임 동안 저전력 대기 상태에서 있다가

개의 수퍼프레임이 지난 후 깨어났을 때,

이 아니면 다시 해당 수퍼프레임에서 계산된

개의 수퍼프레임 동안 저전력 대기 상태로 기다리는 과정을 반복한다. 등록 요청을 시도하는 디바이스들은 비콘 프레임을 수신한 뒤, 1 ~ N _DEV _{_NEW} 사이의 자연수를 임의로 선택한다(S820). 경쟁 구간에서는 1 ~ N _TS 사이의 자연수를 선택한 디바이스만이 선택한 자연수에 해당하는 시간 슬롯을 통해서 등록 요청 신호를 보낼 수 있다(S825). 다음 수퍼프레임(S830)부터는 상기 설명한 '새로운 피코넷의 시작과 디바이스들의 피코넷 등록 방법'과 같은 절차에 의해서 디바이스가 등록을 하게 되는 데 다른 점이 있다면, N _DEV _{_NEW} 의 값이 이전 수퍼프레임의 경쟁 구간을 통해 성공한 디바이스의 개수(N _DEV _{_OLD} ) 값과 이전 수퍼프레임의 N _TS 값의 비율에 따라서 새롭게 N _DEV _{_NEW} 값을 정한다는 것이다(S835). As described above, when it is determined that a situation where a plurality of devices are attempting to register (S810), the network coordinator starts a procedure for efficiently registering the devices with the piconet. The network coordinator decides arbitrarily because it does not know exactly how many devices are attempting to register with the piconet. The number N _DEV _{_NEW} of devices attempting to register to the piconet sets the initial value as N _SUP · N _TS and sets the system mode 311 of the beacon payload to the initial mode 314 (S820). In this situation, since all devices scanning the channel for registration do not need to register with the piconet, the association mode with this piconet mode 312 is set to zero. The Number of Associating Devices 320 field stores the previously set N _DEV _{_} _NEW as a binary representation. The variable N _GTS or the fixed N _GTS is set according to the method of delivering a registration response request as described above, 'Starting a new piconet and registering a piconet of devices', and N _TS is set to N _MAX - N _GTS . If the network coordinator transmits the beacon frame set as described above, the devices that are already registered in the piconet that have received the beacon frame are in the initial mode.

In the low power standby state for

When you wake up after 1 superframe,

If not, then again calculated from that superframe

The process of waiting in the low power standby state is repeated for three superframes. The devices attempting the registration request randomly select a natural number between 1 and N _DEV _{_NEW} after receiving the beacon frame (S820). In the contention period, only a device that selects a natural number between 1 and N _TS may transmit a registration request signal through a time slot corresponding to the selected natural number (S825). From the next superframe (S830), if there is a difference in registering a device by a procedure such as 'Starting a new piconet and a piconet registration method of devices' described above, the value of N _DEV _{_NEW} indicates the contention _period of the previous superframe. Through this, the N _DEV _{_NEW} value is newly determined according to the ratio of the number of successful devices ( N _DEV _{_OLD} ) and the N _TS value of the previous superframe (S835).

수퍼프레임이 새로 시작될 때마다 N _DEV _{_NEW} 값을 설정하는 방법은 도 9에 나타내었다.

값과 문턱 값 (

) 을 비교하여(S900)

인 경우에는(S910) N _DEV _{_NEW} 값이 적당히 설정되었다고 판단하여 N _DEV _{_NEW} 값을 새로 설정하지 않는 다.

인 경우(S920)에는 이전 수퍼프레임 경쟁 구간의 각 시간 슬롯에서 충돌이 많아서 등록 요청이 성공한 디바이스의 개수가 적을 수도 있고, N _DEV _{_NEW} 값이 너무 크기 때문에 등록 요청 명령을 너무 많이 분산 시켜서일 수도 있다. 전자와 같은 경우에는 이전 수퍼프레임 경쟁 구간의 시간 슬롯에서 충돌이 많이 일어난 경우이므로 모든 시간 슬롯에서 수신되는 신호의 세기를 P _NOISE 값과 비교하면(S930) 모드 시간 슬롯에서 P _RX ＞P _NOISE 의 값을 나타낼 확률이 높으므로 이러한 상황에서는 N _DEV _{_NEW} 값이 작게 설정되었다는 것으로 판단하여 N _DEV _{_NEW} 값을 증가시키기 위해

값으로 갱신해준다(S940). 모든 시간 슬롯에서 P _RX ＞P _NOISE 이 아니면 N _DEV _{_NEW} 값이 크게 설정되어서 등록 요청 명령을 보내는 디바이스 수의 개수가 적어서 일어난 상황으로 판단하여 N _DEV _{_NEW} 값을 감소시키기 위해

값으로 갱신해준다(S950) .A method of setting an N _DEV _{_NEW} value every time a superframe is newly started is shown in FIG. 9.

Value and threshold (

Compared to (S900)

In the case of (S910), it is determined that the N _DEV _{_NEW} value is appropriately set, and the N _DEV _{_NEW} value is not newly set.

In the case of (S920), the number of devices in which a registration request is successful due to a large number of collisions in each time slot of a previous superframe contention period may be small, or may be due to distributing too many registration request commands because the N _DEV _{_NEW} value is too large. . In the former case, since a lot of collisions occur in time slots of a previous superframe contention period, when the strength of a signal received in all time slots is compared with the P _NOISE value (S930), the value of P _RX > P _NOISE in the mode time slot In this situation, it is determined that the value of N _DEV _{_NEW} is set small so that the value of N _DEV _{_NEW} is increased.

Update to a value (S940). In order to reduce N _DEV _{_NEW} value by judging that the situation occurs due to the small number of devices sending registration request commands _{because the} value of N _DEV _{_NEW} is set large when P _RX > P _NOISE in all time slots.

Update to a value (S950).

상기 설명한 바와 같이 네트워크 조정자는 새로운 수퍼프레임이 시작될 때마다 N _DEV _{_NEW} , N _DEV _{_OLD} , N _TS ,

, P _NOISE , P _RX 값을 비교해서 N _DEV _{_NEW} 가 어떻게 설정된 것인지를 판단하여, 그 값을 갱신하여, 도 7의 '새로운 피코넷의 시작과 디바이스들의 피코넷 등록 방법'과 같은 절차를 반복하게 된다.As described above, the network coordinator may determine that N _DEV _{_NEW} , N _DEV _{_OLD} , N _TS ,

, P _NOISE , P _RX By comparing the values, it is determined how N _DEV _{_NEW} is set, the value is updated, and the procedure such as 'starting a new piconet and piconet registration of devices' of FIG. 7 is repeated.

본 발명에 의하면, 피코넷을 새로 시작된 피코넷 또는 이미 정상적인 통신을 하고 있는 피코넷에 다수의 디바이스가 등록을 하려고 할 때 피코넷에 등록하려는 다른 디바이스들과 또는 이미 피코넷에 등록된 디바이스 중 통신을 시도하는 디바이스들과의 충돌을 가능한 피하면서 빠른 시간 내에 모든 디바이스들이 피코넷에 등록할 수 있기에 디바이스들이 피코넷에 가입하면서 소모하는 네트워크 전체의 전력 소모를 줄일 수 있어 네트워크의 수명을 늘릴 수 있다. According to the present invention, when a plurality of devices attempt to register a piconet to a newly started piconet or a piconet that is already in normal communication, other devices attempting to register with the piconet or devices already registered to the piconet attempt to communicate. All devices can register with the piconet as quickly as possible while avoiding collisions with the device, thereby reducing the power consumption of the entire network as the devices join the piconet, thereby extending the life of the network.

Claims

A continuous period consisting of an active period divided into a beacon period, a competition period, and a non-competition period in which a network coordinator and one or more devices are activated and communicated, and an inactive period in which all devices in the network including the network coordinator are deactivated without being transmitted to or received from each other. What is claimed is: 1. A method of configuring a new piconet by various devices in a wireless personal area network having a superframe structure;

A step in which a competition section of the superframe is manually set by a person in advance of a network coordinator;

Storing information on the number of devices manually registering with the piconet to the network coordinator to register the device with the newly starting piconet;

Loading the beacon frame with information indicating the piconet initial mode in order to register a new device in the newly starting piconet;

4 steps of loading the information of the second step in the beacon frame broadcast by the network coordinator;

A fifth step of registering, by the device, with the beacon frame after receiving the beacon frame among the beacon frames received during the channel scanning to register the piconet to the piconet of the channel receiving the beacon frame;

When the number of devices not registered is less than a certain value for the number of time slots of the corresponding superframe, the sixth step of starting a new piconet configuration and releasing the device subscription state by returning the information of steps 2 and 3 and returning to the normal communication mode ;

A method of registering a piconet of a plurality of devices in a wireless personal local area network, characterized by starting a new piconet through a device and registering and completing the device in the newly started piconet.

The method according to claim 1,

When the device makes a registration request to the piconet, the wireless personal local area network allows the device to probabilistically select a time slot by using a limited time slot for registration request and information on the number of devices attempting registration. How to register piconets from multiple devices.

The method according to claim 1 or 2,

When the device requests a registration to the piconet, each device arbitrarily selects a natural number between 1 and the number of devices, and issues a registration request command through a number of time slots selected only by a device whose number is between 1 and the number of time slots. A method for registering piconets of multiple devices in a wireless personal local area network, characterized by sending.

The method according to claim 2,

When the registration request command of the device is transmitted through a probabilistic time slot selected, it is determined whether the registration request for each time slot is successful through a field indicating the GTS allocation information of the beacon frame of the next superframe. Piconet registration method of multiple devices in a wireless personal local area network.

The method according to claim 2,

And when the registration request command of the device is successfully received by the network coordinator, a registration response command is notified through a guarantee time slot in a non-competition period of the next superframe.

The method according to claim 4 or 5,

Guaranteed time slot allocation information Piconet registration method for multiple devices in a wireless personal local area network, characterized in that using the time slot number used by the device to send a registration request command in the previous superframe as the address of the receiving device in the beacon period.

The method according to claim 5,

When sending a registration response command that the device registration request command of the device is transmitted to the successful device through the guarantee time slot, the registration response command frame is configured with a minimum of information without unnecessary information in the registration response command frame, and registration of one or more devices A method of piconet registration of multiple devices in a wireless personal local area network, characterized in that the response commands are combined and sent through one guarantee time slot.

The method according to claim 5,

A method of dividing one or more time slots into one group as shown in FIG. 5, assigning one guarantee time slot to each group, and sending a group registration response command as shown in FIG. 6 through an assigned guarantee time slot.

The method according to any one of claims 1, 5 or 7,

Each time a network supervisor starts, the network coordinator allocates the number of time slots in the non-competition period to the minimum number of guarantee time slots for delivering a registration response command to a device that successfully receives a registration request command in a previous superframe. Time slots are allocated as time slots of the competition interval, the method of registering a piconet of multiple devices in a wireless personal local area network.

The method according to claim 5,

When the device receives a response command for a piconet registration request, the device switches to a low power standby state until a ratio between the number of unregistered devices and the number of time slots in a next superframe contention period is less than or equal to a predetermined threshold. How to.

The method according to claim 10,

When a device that has been switched to the low power standby state returns to a normal communication state after a predetermined number of superframes, the unregistered device is not registered if the number of unregistered devices is equal to or greater than the number of time slots in the corresponding superframe competition section. A method of registering a piconet of a plurality of devices in a wireless personal local area network, wherein the device switches to a low power standby state during a minimum superframe period in which the number of devices can be smaller than the number of time slots.

The method according to claim 1,

When a device is registered by the registration procedure when the piconet is newly started, communication between network coordinators is stopped, and after a certain percentage of devices not registered in the piconet is registered in the piconet, all registered devices start normal communication. Piconet registration method of multiple devices in a wireless personal local area network.

A continuous period consisting of an active period divided into a beacon period, a competition period, and a non-competition period in which a network coordinator and one or more devices are activated and communicated, and an inactive period in which all devices in the network including the network coordinator are deactivated without being transmitted to or received from each other. In an environment in which communication is performed in a wireless personal area network having a superframe structure;

Comparing a signal received from a time slot of a contention period with a noise signal strength in a situation where a plurality of devices intend to register with a piconet;

Stop the communication of a device already subscribed to the piconet and receive the registration request command of the device that wants to request registration.The increased traffic comes from the device registered in the existing piconet, or from the devices requesting new registration. Comparing the two steps;

Stopping the communication of the devices registered in the existing network for a predetermined time in order to first receive the command by the registration request command of the devices requesting the new registration;

Method of registering a plurality of devices in a wireless personal area network, characterized in that for accepting registration requests of multiple devices through.

The method according to claim 13,

The number of devices sending a registration request command to receive a registration request from multiple devices is the number of devices that registered successfully in the previous superframe, the number of time slots in the contention period, and the strength of the received signal in all time slots in the contention period. And a threshold value of the ratio of the noise signal strength, the number of devices, and the ratio of the number of time slots in the contention period, to predict the number of devices attempting to send a registration request command in the next superframe. How to register piconets from multiple devices.