KR20100020925A - Apparatus for providing inter-piconet multi hop mesh communication in wireless personal area network and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 개인 무선 통신 네트워크(WPAN)에서의 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 개인 무선 통신 네트워크(WPAN)에서의 피코넷 간 멀티 홉을 거쳐 데이터 전송이 가능한 메쉬 통신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus and method for multi-hop mesh communication between piconets in a personal wireless communication network (WPAN). In particular, the present invention relates to a mesh communication apparatus and a method for transmitting data through multi-hop between piconets in a personal wireless communication network (WPAN).
본 발명은 지식경제부의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-071-03, 과제명: 초고속 멀티미디어 전송 UWB 솔루션 개발].The present invention is derived from a study conducted as part of the IT growth engine technology development project of the Ministry of Knowledge Economy [Task Management Number: 2006-S-071-03, Title: Development of ultra-fast multimedia transmission UWB solution].
개인 무선 통신 네트워크(Wireless Personal Area Network, 이하에서는 'WPNA'이라고도 함)는 10m 이내의 근거리에 존재하는 오디오/비디오 장치, 컴퓨터와 주변기기 등을 무선으로 연결하는 것을 비롯하여, 저전력으로 휴대하기 편리한 소형 멀티미디어 기기 간의 통신을 지원함으로써, 다양한 서비스를 지원할 수 있도록 하는 기술이다.Wireless Personal Area Network (hereinafter referred to as "WPNA") is a compact, low-power, portable multimedia that includes wireless connections to audio / video devices, computers, and peripherals that are located within 10 meters of each other. By supporting communication between devices, it is a technology that can support various services.
일반적으로 WPAN은 두 개 이상의 디바이스의 연결, 즉 피코넷(Piconet)의 형성으로부터 시작된다.In general, WPAN begins with the connection of two or more devices, namely the formation of a piconet.
이때 WPAN을 형성하는 피코넷을 구성하는 디바이스들은 단일 홉 방식으로만 통신할 수 있기 때문에, WPAN이 복수의 피코넷을 통해 형성된 경우 서로 다른 피코넷에 포함된 디바이스간에는 물리적 링크가 존재함에도 불구하고 통신이 불가능한 문제점이 있다.In this case, since the devices constituting the piconet forming the WPAN can communicate only in a single hop method, when the WPAN is formed through a plurality of piconets, communication is impossible even though a physical link exists between devices included in different piconets. There is this.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 피코넷간에 멀티 홉 통신 기능을 제공하도록 하기 위한 WPAN에서의 피코넷 간 메쉬 네트워크 통신 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for inter-piconet mesh network communication in a WPAN to provide a multi-hop communication function between a plurality of piconets.
본 발명의 특징에 따른 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신 방법은 개인 무선 통신 네트워크(WPAN)에서 디바이스의 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신 방법으로써, 디바이스의 주변에 존재하는 네트워크를 탐색하여 탐색 결과에 따라 디바이스의 주변에서 동작하는 메쉬 네트워크의 존재여부를 판단하는 단계, 메쉬 네트워크가 존재하지 아니한 경우, 새로운 메쉬 네트워크의 메쉬 피코넷 코디네이터로서 메쉬 네트워크를 시작하기 위한 프리미티브와 관련된 파라미터를 결정하는 단계, 그리고 파라미터를 바탕으로 생성된 비콘 프레임을 디바이스의 주변의 복수의 디바이스로 전송하여 복수의 디바이스의 각각이 비콘 프레임을 바탕으로 단일 홉 방식으로 통신하도 록 하는 단계를 포함한다.A multi-hop mesh communication method between piconets according to an aspect of the present invention is a multi-hop mesh communication method between device piconets in a personal wireless communication network (WPAN). Determining the existence of a mesh network operating in the step of determining a parameter related to a primitive for starting the mesh network as a mesh piconet coordinator of the new mesh network, and generating the parameter based on the parameter. Transmitting the beacon frame to a plurality of devices in the vicinity of the device so that each of the plurality of devices communicates in a single hop manner based on the beacon frame.
이때 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신 방법은 메쉬 네트워크가 존재하는 경우, 메쉬 네트워크에 가입하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, the multi-hop mesh communication method between piconets may further include joining the mesh network when the mesh network exists.
또한 탐색 결과는 메쉬 네트워크의 피코넷 아이디를 포함할 수 있다.The search result may also include a piconet ID of the mesh network.
이때 파라미터는 메쉬 아이디, 트리 아이디 및 비콘 근원지 아이디를 포함할 수 있다.In this case, the parameters may include a mesh ID, a tree ID, and a beacon origin ID.
본 발명의 다른 특징에 따른 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신 방법은 개인 무선 통신 네트워크(WPAN)에서 디바이스의 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신 방법으로써, 디바이스의 주변에 존재하는 메쉬 네트워크를 탐색하는 단계, 탐색 결과에 해당하는 스캔 정보를 바탕으로 디바이스가 가입할 부모 피코넷을 선택하는 단계, 그리고 부모 피코넷에 가입하여 부모 피코넷의 코디네이터로부터 트리 아이디를 할당 받는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of multi-hop mesh communication between piconets is a method of multi-hop mesh communication between piconets of a device in a personal wireless communication network (WPAN). Selecting a parent piconet to which the device joins based on the corresponding scan information, and joining the parent piconet and assigning a tree ID from the coordinator of the parent piconet.
이때 메쉬 네트워크는 복수의 피코넷을 포함하고, 스캔 정보는 메쉬 네트워크의 메쉬 아이디, 복수의 피코넷의 각각의 피코넷 아이디 및 메쉬 네트워크의 동작 채널을 포함할 수 있다.In this case, the mesh network may include a plurality of piconets, and the scan information may include a mesh ID of the mesh network, each piconet ID of the plurality of piconets, and an operation channel of the mesh network.
이때 선택하는 단계는 코디네이터까지의 홉 수, 링크의 상태, 할당 가능한 채널 시간 자원을 기준으로 부모 피코넷을 선택할 수 있다.In this case, the selecting of the parent piconet may be selected based on the hop count to the coordinator, the link state, and the allocable channel time resource.
이때 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신 방법은 부모 피코넷의 자식 피코넷을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, the multi-hop mesh communication method between piconets may further include generating a child piconet of a parent piconet.
또한 자식 피코넷을 생성하는 단계는 자식 피코넷의 피코넷 아이디 및 동작 채널을 포함하는 메쉬 파라미터를 초기화하는 단계, 메쉬 파라미터를 바탕으로 비콘을 생성하는 단계, 그리고 동작 채널을 통해 메쉬 네트워크에 미가입된 디바이스로 비콘을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the child piconet may include: initializing a mesh parameter including a piconet ID and an operation channel of the child piconet, generating a beacon based on the mesh parameter, and beacons to devices that are not joined to the mesh network through the operation channel. It may include the step of transmitting.
또한 자식 피코넷을 생성하는 단계는 코디네이터로 채널 시간 할당(Channel Time Allocation)을 요청하는 단계, 그리고 코디네이터로부터 할당된 채널 시간을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 비콘을 전송하는 단계는 할당된 채널 시간 동안에 동작 채널을 통해 비콘을 전송할 수 있다.The generating of the child piconet may further include requesting channel time allocation from the coordinator, and receiving the allocated channel time from the coordinator. The transmitting of the beacon may include: Beacons can be sent over the operating channel during the time.
본 발명의 특징에 따르면, 다수의 피코넷이 존재하는 WPNA 환경에서, 메쉬 부계층과 메쉬 부계층 관리 엔터티를 정의하고 각각의 서비스 액세스 포인트에 프리미티브를 정의하여 트리 기반의 라우팅 서비스와 최적의 라우팅 서비스를 가능하도록 함으로써, 피코넷 간의 고속 멀티 홉 통신 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to an aspect of the present invention, in a WPNA environment in which multiple piconets exist, a tree-based routing service and an optimal routing service may be defined by defining a mesh sublayer and a mesh sublayer management entity and defining primitives in each service access point. By doing so, there is an effect that can provide a high speed multi-hop communication function between piconets.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 개인 무선 통신 네트워크에서의 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신 장치 및 그 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a multi-hop mesh multi-hop mesh communication apparatus and method therefor in a personal wireless communication network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저 도 1 내지 도 3을 참고하여 종래의 개인 무선 통신 네트워크(Wireless Personal Area Network, 이하에서는 'WPAN'이라고도 함)를 구성하는 피코넷의 다양한 형태에 대해 설명한다.First, various forms of a piconet constituting a conventional personal wireless communication network (hereinafter, also referred to as 'WPAN') will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 종래의 WPAN을 구성하는 피코넷의 일 실시예에 따른 구성도이다.1 is a configuration diagram according to an embodiment of a piconet constituting a conventional WPAN.
이때 WPAN은 하나의 피코넷을 포함한다.At this time, the WPAN includes one piconet.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 피코넷(10)은 하나의 피코넷 코디네이터(Piconet Coordinator, 이하에서는 'PNC'라고도 함)와 복수의 디바이스(DEVice, 이하에서는 'DEV'라고도 함) 즉, 제1 디바이스(DEV 1)(13), 제2 디바이스(DEV 2)(15), 제3 디바이스(DEV 3)(17) 및 제4 디바이스(DEV 4)(19)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
피코넷 코디네이터(PNC)(11)는 제1 피코넷(10)에 포함되는 복수의 디바이스 가운데 임의의 디바이스가 선택되며, 피코넷 코디네이터(PNC)(11)로 선택된 디바이스는 비콘 프레임을 이용하여 제1 피코넷(11)의 기본적인 타이밍을 관리한다.The piconet coordinator (PNC) 11 selects an arbitrary device among a plurality of devices included in the
피코넷 코디네이터(PNC)(11)를 비롯하여 제1 피코넷(10)에 포함된 복수의 디바이스들(13, 15, 17, 19)은 비콘 프레임에 포함된 비콘 정보를 이용하여 단일 홉 방식으로 통신한다. 예를 들어, 제1 디바이스(13)는 제1 디바이스(13)와 제3 디바 이스(17)간의 링크를 이용하는 단일 홉 방식으로 통신할 수 있지만, 제2 디바이스(15)를 경유하여 제1 디바이스(13)와 제2 디바이스(15)간의 링크 및 제2 디바이스(15)와 제3 디바이스(17)간의 링크를 이용하는 멀티 홉 방식으로 제3 디바이스(17)와 통신할 수 없다.The plurality of
도 2는 종래의 WPAN을 구성하는 피코넷의 다른 실시예에 따른 구성도이다.2 is a configuration diagram according to another embodiment of a piconet constituting a conventional WPAN.
이때 WPAN은 동일한 채널에 공존하는 두 개의 피코넷을 포함한다.At this time, the WPAN includes two piconets coexisting on the same channel.
도 2데 도시된 바와 같이, 제1 피코넷(10)은 제1 피코넷 코디네이터(PNC 1)(11), 제1 디바이스(DEV 1)(13), 제2 디바이스(DEV 2)(15), 제3 디바이스(DEV 3)(17) 및 제4 디바이스(DEV 4)(19)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
제2 피코넷(20)은 제2 피코넷 코디네이터(PNC 2)(13), 제5 디바이스(DEV 5)(21), 제6 디바이스(DEV 6)(23), 제7 디바이스(DEV 7)(25) 및 제8 디바이스(DEV 8)(27)를 포함한다.The
이때 제1 피코넷(10)은 제2 피코넷(20)에 대해 부모 피코넷에 해당하고, 제2 피코넷(20)은 제1 피코넷(10)에 대해 자식 피코넷에 해당하며, 부모 피코넷인 제1 피코넷(10)에 포함된 복수의 디바이스들(13, 15, 17, 19) 중 하나의 디바이스 즉, 제1 디바이스(13)가 자식 피코넷인 제2 피코넷(20)의 피코넷 코디네이터의 역할을 한다.At this time, the
이와 같은 경우, 제1 피코넷 컨트롤러(11)를 비롯한 부모 피코넷인 제1 피코넷(10)에 포함된 디바이스들(13, 15, 17, 19)은 서로 단일 홉 방식으로 통신하며, 제2 피코넷 컨트롤러(13)를 비롯한 자식 피코넷인 제2 피코넷(20)에 포함된 디바이 스들(21, 23, 25, 27)도 서로 단일 홉 방식으로 통신한다.In this case, the
그런데, 자식 피코넷인 제2 피코넷(20)의 피코넷 코디네이터(13)는 제2 피코넷(20)에 포함된 디바이스들(21, 23, 25, 27)과 단일 홉 방식으로 통신이 가능하고, 부모 피코넷인 제1 피코넷(10)에 포함된 디바이스들(11, 15, 17, 19)과도 단일 홉 방식으로 통신이 가능하다.However, the
하지만, 제2 피코넷(20)에서 제2 피코넷 컨트롤러(13)를 제외한 다른 디바이스들(21, 23, 25, 27)은 서로 다른 피코넷 즉, 제1 피코넷(10)에 속해 있는 디바이스들(11, 15, 17, 19)과 단일 홉 방식은 물론 제2 피코넷 코디네이터(13)의 중계 하의 멀리 홉 방식으로도 통신이 불가능하다.However,
도 3은 종래의 WPAN을 구성하는 피코넷의 또 다른 실시예에 따른 구성도이다.3 is a configuration diagram according to another embodiment of a piconet constituting a conventional WPAN.
이때 WPAN은 동일한 채널에 공존하는 복수의 피코넷을 포함한다.At this time, the WPAN includes a plurality of piconets coexisting on the same channel.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 피코넷(10)은 제1 피코넷 코디네이터(PNC 1)(11), 제1 디바이스(DEV 1)(13), 제2 디바이스(DEV 2)(15), 제3 디바이스(DEV 3)(17) 및 제4 디바이스(DEV 4)(19)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the
제2 피코넷(20)은 제2 피코넷 코디네이터(PNC 2)(13), 제5 디바이스(DEV 5)(21), 제6 디바이스(DEV 6)(23), 제7 디바이스(DEV 7)(25) 및 제8 디바이스(DEV 8)(27)를 포함한다.The
제3 피코넷(30)은 제3 피코넷 코디네이터(PNC 3)(19), 제9 디바이스(DEV 9)(31), 제10 디바이스(DEV 10)(33), 제11 디바이스(DEV 11)(35) 및 제12 디바이 스(DEV 12)(37)를 포함한다.The
제4 피코넷(40)은 제4 피코넷 코디네이터(PNC 4)(25), 제13 디바이스(DEV 13)(41), 제14 디바이스(DEV 14)(43), 제15 디바이스(DEV 15)(45) 및 제16 디바이스(DEV 16)(47)를 포함한다.The
이때 제1 피코넷(10)은 제2 피코넷(20) 및 제3 피코넷(30)에 대해 부모 피코넷에 해당하고, 제2 피코넷(20) 및 제3 피코넷(30)은 제1 피코넷(10)에 대해 자식 피코넷에 해당하며, 제1 피코넷(10)에 포함된 복수의 디바이스들(13, 15, 17, 19) 중 제1 디바이스(13)가 제2 피코넷(20)의 피코넷 코디네이터의 역할을 하고, 제1 피코넷(10)에 포함된 복수의 디바이스들(13, 15, 17, 19) 중 제4 디바이스(19)가 제3 피코넷(30)의 피코넷 코디네이터의 역할을 한다.In this case, the
또한 제2 피코넷(20)은 제4 피코넷(40)에 대해 부모 피코넷에 해당하고, 제4 피코넷(40)은 제2 피코넷(20)에 대해 자식 피코넷에 해당하며, 제2 피코넷(20)에 포함된 복수의 디바이스들(21, 23, 25, 27) 중 제7 디바이스(25)가 제4 피코넷(40)의 피코넷 코디네이터의 역할을 한다.In addition, the
이와 같은 경우, 제1 피코넷 컨트롤러(11)를 비롯한 제1 피코넷(10)에 포함된 디바이스들(13, 15, 17, 19)은 서로 단일 홉 방식으로 통신하고, 제2 피코넷 컨트롤러(13)를 비롯한 자식 피코넷인 제2 피코넷(20)에 포함된 디바이스들(21, 23, 25, 27)도 서로 단일 홉 방식으로 통신한다. 또한, 제3 피코넷 컨트롤러(19)를 비롯한 제3 피코넷(30)에 포함된 디바이스들(31, 33, 35, 37)도 서로 단일 홉 방식으로 통신하고, 제4 피코넷 컨트롤러(25)를 비롯한 제4 피코넷(40)에 포함된 디바이 스들(41, 43, 45, 47)도 서로 단일 홉 방식으로 통신한다.In this case, the
그런데, 제2 피코넷(20)의 피코넷 코디네이터(13)는 제2 피코넷(20)에 포함된 디바이스들(21, 23, 25, 27) 및 제1 피코넷(10)에 포함된 디바이스들(11, 15, 17, 19)과 단일 홉 방식으로 통신이 가능하지만, 제2 피코넷(20)에 포함된 디바이스들(21, 23, 25, 27) 및 제1 피코넷(10)에 포함된 디바이스들(11, 15, 17, 19)은 다른 피코넷에 속하는 디바이스들과 단일 홉 방식은 물론 멀티 홉 방식으로도 통신이 불가능하다.However, the
또한, 제3 피코넷(30)의 피코넷 코디네이터(19)는 제3 피코넷(30)에 포함된 디바이스들(31, 33, 35, 37) 및 제1 피코넷(10)에 포함된 디바이스들(11, 13, 15, 17)과 단일 홉 방식으로 통신이 가능하지만, 제3 피코넷(30)에 포함된 디바이스들(31, 33, 35, 37) 및 제1 피코넷(10)에 포함된 디바이스들(11, 13, 15, 17)은 다른 피코넷에 속하는 디바이스들과 단일 홉 방식은 물론 멀티 홉 방식으로도 통신이 불가능하다.In addition, the
또한, 제4 피코넷(40)의 피코넷 코디네이터(25)는 제4 피코넷(40)에 포함된 디바이스들(41, 43, 45, 47) 및 제2 피코넷(20)에 포함된 디바이스들(13, 21, 23, 27)과 단일 홉 방식으로 통신이 가능하지만, 제4 피코넷(40)에 포함된 디바이스들(41, 43, 45, 47) 및 제2 피코넷(20)에 포함된 디바이스들(13, 21, 23, 27)은 서로 다른 피코넷에 속하는 디바이스들과 단일 홉 방식은 물론 멀티 홉 방식으로도 통신이 불가능하다.In addition, the
이처럼, 종래에는 단일 피코넷에서 단일 홉 통신이 가능하였기 때문에 타 피 코넷에 속하는 구성원들과는 통신이 불가능한 문제점이 있었다.As such, in the related art, since single hop communication is possible in a single piconet, communication with members belonging to other piconets has been impossible.
다음은 도 4를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 개인 무선 통신 네트워크(WPAN)에서의 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신을 위한 메쉬 네트워크 통신장치에 대해 설명한다.Next, a mesh network communication apparatus for multi-hop mesh communication between piconets in a personal wireless communication network (WPAN) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a mesh network communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 메쉬 네트워크 통신장치(100)는 프레임 수렴 부계층 모듈(110), 메쉬 부계층 모듈(130), 맥 부계층 모듈(150) 및 물리 계층 모듈(170)을 포함한다.As shown in FIG. 4, the mesh
프레임 수렴 부계층 모듈(110)은 프레임 수렴 부계층(Frame Convergence Sublayer, 이하에서는 'FCSL'이라고도 함)(111) 및 장치 관리 엔터티(Device Management Entity, 이하에서는 'DME'라고도 함)(113)를 포함한다.The frame
메쉬 부계층 모듈(130)은 메쉬 서비스 액세스 포인트(Mesh Service Access Point, 이하에서는 'Mesh SAP'라고도 함)(131), 메쉬 부계층 관리 엔터티 서비스 액세스 포인트(Mesh Sublayer Management Entity Service Access Point, 이하에서는 'MHME SAP'라고도 함)(133), 메쉬 부계층(Mesh Sublayer)(135) 및 메쉬 부계층 관리 엔터티(Mesh Sublayer Management Entity, 이하에서는 'MHME'라고도 함)(137)를 포함한다.The
Mesh SAP(131)는 비동기 데이터의 송수신과 관련된 프리미티브(Primitive) 및 등시성 데이터의 송수신과 관련된 프리미티브를 정의한다. 이때 Mesh SAP(131) 가 정의하는 프리미티브의 종류 및 내용은 표 1을 따를 수 있다.
MHME SAP(133)는 메쉬 네트워크와 관련된 프리미티브를 정의한다. 이때 MHME SAP(133)가 정의하는 프리미티브의 종류 및 내용은 표 2를 따를 수 있다.
이때 PIB는 사설망 정보 베이스(Personal Area Network Information Base, 이하에서는 'PIB'라고도 함)를 나타내고, MPNC는 메쉬 피코넷 코디네이터(Mesh Piconet Coordinator, 이하에서는 'MPNC'라고도 함)를 나타낸다.In this case, the PIB represents a Personal Area Network Information Base (hereinafter referred to as PIB), and the MPNC represents a Mesh Piconet Coordinator (hereinafter also referred to as MPNC).
메쉬 부계층(135)은 메쉬 라우팅 서비스를 제공하기 위해 MHME(137)의 요청을 반영하여 메쉬 명령 프레임을 구성한다. 이때 메쉬 부계층(135)이 구성하는 명령 프레임, 데이터 프레임의 종류는 표 3을 따를 수 있다.The
표 3에서, LLC는 논리 링크 제어(Logical Link Control)를 나타내고, SNAP는 서브네트워크 접근 프로토콜(Sub-Network Access Protocol)을 나타낸다.In Table 3, LLC represents Logical Link Control and SNAP represents Sub-Network Access Protocol.
이때 표 3에서, 트리 아이디 요청 프레임은 자식 MPNC가 부모 MPNC에게 트리 아이디(TREEID)와 트리 아이디 블록을 요청할 때 사용되며, 트리 아이디 할당 프레임은 부모 MPNC가 자식 MPNC에게 트리 아이디(TREEID)와 트리 아이디 블록을 할당할 때 사용된다.In this case, the tree ID request frame is used when the child MPNC requests a tree ID (TREEID) and a tree ID block from the parent MPNC, and the tree ID allocation frame indicates a tree ID (TREEID) and a tree ID to the parent MPNC. Used when allocating blocks.
또한, 표 3에서, 서버 공지 프레임은 MPNC가 하나 이상의 MPNC에게 서버 정보를 제공할 때 사용되고, 서버 문의 프레임은 자식 MPNC가 부모 MPNC에게 서버 정보를 요청할 때 사용되며, 링크 상태 요청 프레임은 토폴로지 서버 역할을 하는 부모 MPNC가 자식 MPNC들의 링크 상태를 알아보기 위해 사용되고, 링크 상태 등록 프레임은 자식 MPNC가 토폴로지 서버 역할을 하는 부모 MPNC에게 링크 상태 정보를 알리기 위해 사용된다.In addition, in Table 3, the server announcement frame is used when the MPNC provides server information to one or more MPNCs, the server query frame is used when a child MPNC requests server information from a parent MPNC, and the link status request frame serves as a topology server. The parent MPNC is used to check the link status of the child MPNCs, and the link status registration frame is used to inform the link status information to the parent MPNC that the child MPNC acts as a topology server.
또한, 표 3에서, 경로 발견 프레임은 출발지 MPNC가 최적의 경로를 찾기 위해 사용되고, 경로 공지 프레임은 토폴로지 서버 역할을 하는 부모 MPNC가 수신된 경로 발견 프레임에 따라 최적의 목적지 MPNC을 알고 있을 때 최적의 목적지 MPNC에게 알리기 위해 사용되며, 경로 형성 프레임은 MPNC가 경로 공지 프레임을 수신한 경우에 출발지 MPNC까지의 경로를 설정하기 위해 사용된다.In addition, in Table 3, the path discovery frame is used by the source MPNC to find the optimal path, and the path announcement frame is optimal when the parent MPNC acting as the topology server knows the best destination MPNC according to the received path discovery frame. Used to inform the destination MPNC, the path shaping frame is used to set the path to the source MPNC when the MPNC receives the path announcement frame.
MHME(137)는 부모-자식 피코넷으로 구성되는 트리 구조에 부여된 트리 아이디를 기반으로 하는 트리 기반의 라우팅 서비스와 토폴로지 서버의 역할을 하는 부모 피코넷의 MPNC를 이용하여 최적의 경로를 찾고 이 경로를 기반으로 하는 최적의 라우팅 서비스를 제공한다.The
맥 부계층 모듈(150)은 맥 서비스 액세스 포인트(MAC Service Access Point, 이하에서는 'MAC SAP'라고도 함)(151), 맥 부계층 관리 엔터티 서비스 액세스 포인트(MAC Sublayer Management Entity Service Access Point, 이하에서는 'MLME SAP'라고도 함)(153), 맥 부계층(MAC Sublayer)(155) 및 맥 부계층 관리 엔터티(MAC Sublayer Management Entity, 이하에서는 'MLME'라고도 함)(157)를 포함한다.The
MLME SAP(153)는 IEEE 802.15.3 MAC 기반의 기존 프리미티브 외에 메쉬 정보와 관련된 프리미티브를 추가 정의한다. 이때 MLME SAP(153)가 추가 정의하는 프리미티브의 종류 및 내용은 표 4를 따를 수 있다.The
물리 계층 모듈(170)은 물리 계층 서비스 액세스 포인트(Physical Layer Service Access Point, 이하에서는 'PHY SAP'라고도 함)(171), 물리 계층 관리 엔터티 서비스 액세스 포인트(Physical Layer Management Entity Service Access Point, 이하에서는 'PLME SAP'라고도 함)(173), 물리 계층(Physical Layer, 이하에서는 'PHY Layer'라고도 함)(175) 및 물리 계층 관리 엔터티(Physical Layer Management Entity, 이하에서는 'PLME'라고도 함)(177)를 포함한다.The
다음은 도 5를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 개인 무선 통신 네트워크(WPAN)에서 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신을 위해 메쉬 네트워크를 시작하는 방법에 대해 설명한다.Next, a mesh network communication apparatus (hereinafter also referred to as a device) 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 for a mesh network for multi-hop mesh communication between piconets in a personal wireless communication network (WPAN). Explain how to get started.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 시작 방법을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a mesh network start method according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)는 디바이스(100)의 주변에 존재하는 메쉬 네트워크를 탐색한다(S110).As shown in FIG. 5, first, the
다음, 디바이스(100)는 탐색 결과에 따라 디바이스(100)의 주변에서 동작하고 있는 메쉬 네트워크의 존재여부를 판단한다(S120).Next, the
만약, 메쉬 네트워크가 존재하지 아니한 경우, 디바이스(100)는 디바이스(100)가 메쉬 네트워크의 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC)로 동작하도록 MPNC 동작 모드를 설정한다(S130).If the mesh network does not exist, the
이후, 디바이스(100)는 메쉬 네트워크를 시작하기 위한 프리미티브와 관련된 파라미터를 결정하는 메쉬 초기화 절차를 수행한다(S140). 이때 파라미터는 메쉬 아이디, 트리 아이디 및 비콘 근원지 아이디를 포함할 수 있다.Thereafter, the
다음, 디바이스(100)는 결정된 파라미터를 바탕으로 비콘(Beacon)을 생성한다(S150).Next, the
이후, 디바이스(100)는 생성된 비콘을 전송한다(S160).Thereafter, the
한편, 메쉬 네트워크가 존재하는 경우, 디바이스(100)는 해당 메쉬 네트워크에 가입한다(S170).On the other hand, if there is a mesh network, the
다음은 도 6을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 도 5에 따라 메쉬 네트워크를 시작하는 경우 디바이스(100) 내부에서의 메시지 흐름에 대해 설명한다. 이때 디바이스(100)는 도 4를 따를 수 있다.Next, when the mesh network communication apparatus (hereinafter, also referred to as a device) 100 according to an embodiment of the present invention starts a mesh network according to FIG. 5, the message flows inside the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 시작 시의 메시지 흐름을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a message flow at the start of a mesh network according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)의 DME(113)는 메쉬 네트워크의 존재여부 확인을 요청하는 MHMH-SCAN.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S201).As shown in FIG. 6, first, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHMH-SCAN.request 프리미티브에 따라 MLMH-SCAN.request 프리미티브를 맥 부계층(155)으로 전송한다(S203).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 수신된 MLMH-SCAN.request 프리미티브에 따라 스캔(Scan) 절차를 수행한다(S205).Next, the
이후, 맥 부계층(155)은 스캔 결과에 따라 메쉬 아이디, 트리 아이디 및 디바이스(100)의 주변에서 동작하고 있는 메쉬 네트워크의 피코넷 아이디를 포함하는 MLME-SCAN.confirm 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S207).Thereafter, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MLME-SCAN.confirm 프리미티브를 바탕으로 디바이스(100)의 주변에서 동작하는 메쉬 네트워크에 대한 정보를 포함하는 MHME-SCAN.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송한다(S209).Next, the
이후, DME(113)와 메쉬 부계층(135)은 MHME-SCAN.confirm 프리미티브에 따라 디바이스(100)의 주변에서 동작하는 메쉬 네트워크가 존재하지 아니한 경우 메쉬 아이디, 트리 아이디 및 비콘 근원지 아이디를 포함하는 MHME-START.request 프리미티브에 필요한 파라미터를 결정하는 메쉬 초기화(Mesh initialization) 절차를 수행한다(S211). 이때 스캔 절차에서 탐색된 메쉬 네트워크가 있다면, 디바이스(100)는 해당 메쉬 네트워크에 가입할 수 있다.Subsequently, the
다음, DME(113)는 메쉬 네트워크를 시작하기 위해 MHME-START.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S213).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHME-START.request 프리미티브에 따라 메쉬 네트워크와 관련된 파라미터를 포함하는 MLME-MESH-CAPABILITY.request 프리미티브를 맥 부계층(155)으로 전송한다(S215).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 수신된 MLME-MESH-CAPABILITY.request 프리미티브에 따라 메쉬 피코넷 코디네이터 시작(MPNC initialization) 절차 즉, MPNC 동작 모드 설정 및 파라미터 초기화를 수행한다(S217).Next, the
이후, 맥 부계층(155)은 메쉬 피코넷 코디네이터 시작 절차에 따른 결과에 따라 MLME-MESH-CAPABILITY.confirm 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S219).Thereafter, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MLME-MESH-CAPABILITY.confirm 프리미티브에 따라 맥 부계층(155)이 피코넷을 시작하도록 MLME-START.request 프리미티브를 맥 부계층(155)으로 전송한다(S221).Next, the
이후, 맥 부계층(155)은 수신된 MLME-START.request 프리미티브에 따라 비콘 준비(Beacon preparation) 절차를 수행한다(S223).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 비콘 준비 절차의 결과에 따라 MLME-START.confirm 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S225).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MLME-START.confirm 프리미티브에 따라 MHME-START.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송하여 비콘 준비 절차의 결과를 DME(113)에게 알린다(S227).Thereafter, the
다음은 도 7 및 도 8을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 개인 무선 통신 네트워크(WPAN)에서 피코넷 간 멀티 홉 메쉬 통신을 위해 메쉬 네트워크의 트리(TREE)를 형성하는 방법에 대해 설명한다.Next, a mesh network communication apparatus (hereinafter referred to as a device) 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8 for multi-hop mesh communication between piconets in a personal wireless communication network (WPAN). A method of forming a tree of the mesh network will be described.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크의 트리 형성 방법을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a tree forming method of a mesh network according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)는 디바이스(100)의 주변에 존재하는 메쉬 네트워크를 탐색한다(S310). 이때 디바이스(100)는 메쉬 네트워크 탐색 결과로 주변에 존재하는 메쉬 네트워크의 메쉬 아이디, 트리 아이디, 피코넷 아이디 및 동작 채널 등의 파라미터를 포함하는 스캔 정보를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 7, first, the
이후, 디바이스(100)는 메쉬 네트워크 탐색 결과 즉, 스캔 정보를 바탕으로 디바이스(100)가 가입할 부모 피코넷을 선택한다(S330). 이때 디바이스(100)는 스캔 정보를 바탕으로 루트까지의 홉 수, 링크의 상태, 할당 가능한 채널 시간 자원 등을 기준으로 디바이스(100)가 가입할 부모 피코넷을 선택할 수 있다.Thereafter, the
다음, 디바이스(100)는 선택된 부모 피코넷에 가입한다(S350). 이때 디바이스(100)는 해당 부모 피코넷에 가입에 성공하면, 해당 부모 피코넷의 메쉬 피코넷 코디네이터로부터 트리 아이디를 할당받을 수 있다.Next, the
이후, 디바이스(100)는 트리 아이디를 할당 받으면 디바이스(100)가 메쉬 피코넷 코디네이터인 부모 피코넷의 자식 피코넷을 생성한다(S370). 이때 자식 피코넷 생성 방법은 도 8에서 자세히 설명한다.Thereafter, when the
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자식 피코넷 생성 방법을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a method for generating a child piconet according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)는 디바이스(100)가 자식 피코넷의 메쉬 피코넷 코디네이터로 동작하도록 메쉬 파라미터 즉, 메쉬 아이디, 트리 아이디 및 동작 채널을 초기화 한다(S371). As shown in FIG. 8, first, the
다음, 디바이스(100)는 부모 피코넷의 메쉬 피코넷 코디네이터로 채널 시간 할당(Channel Time Allocation, 이하에서는 'CTA'라고도 함)을 요청한다(S373).Next, the
이후, 디바이스(100)는 부모 피코넷의 메쉬 피코넷 코디네이터로부터 할당된 채널 시간을 수신한다(S375).Thereafter, the
다음, 디바이스(100)는 초기화된 메쉬 파라미터 및 할당된 채널 시간을 바탕으로 비콘(Beacon)을 생성한다(S377).Next, the
이후, 디바이스(100)는 생성된 비콘을 초기화된 동작 채널을 통해 전송한다(S379). 디바이스(100)는 메쉬 네트워크에 미가입된 주변의 디바이스로 비콘을 전송하여 주변의 디바이스들이 메쉬 네트워크에 가입하도록 할 수 있다.Thereafter, the
다음은 도 9를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 도 7 및 도 8에 따라 메쉬 네트워크의 트리(TREE)를 형성하는 경우 디바이스(100) 내부에서의 메시지 흐름에 대해 설명한다. 이때 디바이스(100)는 도 4를 따를 수 있다.Next, referring to FIG. 9, when a mesh network communication apparatus (hereinafter, also referred to as a “device”) 100 according to an embodiment of the present invention forms a tree of a mesh network according to FIGS. 7 and 8, a device; Next, the message flow in the interior will be described. In this case, the
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크의 트리 형성 시의 메시지 흐름을 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a message flow in forming a tree of a mesh network according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)의 DME(113)는 디바이스(100)의 근처에서 동작하고 있는 메쉬 네트워크를 찾기 위해 메쉬 네트워크의 존재여부 확인을 요청하는 MHME-SCAN.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S401).As shown in FIG. 9, first, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHMH-SCAN.request 프리미티브에 따라 MLMH-SCAN.request 프리미티브를 맥 부계층(155)으로 전송한다(S403).Next, the
이후, 맥 부계층(155)은 수신된 MLMH-SCAN.request 프리미티브에 따라 스캔(Scan) 절차를 수행한다(S405).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 스캔 결과에 따라 메쉬 아이디, 트리 아이디, 디바이스(100)의 주변에서 동작하고 있는 메쉬 네트워크의 피코넷 아이디 및 동작 채널 등의 파라미터를 포함하는 MLME-SCAN.confirm 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S407).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)는 수신된 MLME-SCAN.confirm 프리미티브를 바탕으로 디바이스(100)의 주변에서 동작하는 메쉬 네트워크에 대한 정보를 포함하는 MHME-SCAN.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송한다(S409).Subsequently, the
다음, DME(113)은 수신된 MHME-SCAN.confirm 프리미티브를 바탕으로 루트까지의 홉 수, 링크의 상태, 할당 가능한 채널 시간 자원 등을 기준으로 가입할 가장 좋은 메쉬 피코넷 코디네이터(Mesh PicoNet Coordinator, 이하에서는 'MPNC'라고도 함)를 선택(selection) 한다(S411).Next, based on the received MHME-SCAN.confirm primitive, the
이후, DME(113)는 메쉬 네트워크에 가입을 요청하기 위한 MHME-ASSOCIATE.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S413).Thereafter, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHME-ASSOCIATE.request 프리미티브에 따라 MLME-ASSOCIATE.request 프리미티브를 맥 부계층(155)으로 전송한다(S415).Next, the
이후, 맥 부계층(155)은 수신된 MLME-ASSOCIATE.request 프리미티브에 따라 피코넷 가입(Piconet association) 절차를 수행한다(S417).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 피코넷 가입 절차의 결과에 따라 MLME-ASSOCIATATE.confirm 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S419).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MLME-ASSOCIATATE.confirm 프리미티브에 따라 피코넷 가입 결과를 포함하는 MHME-ASSOCIATATE.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송한다(S421).Thereafter, the
다음, DME(113)는 자식 MPNC가 부모 MPNC로 트리 아이디를 요청하기 위한 MHME-TREEID-ASSIGN.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S423).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHME-TREEID-ASSIGN.request 프리미티브에 따라 부모 MPNC로부터 할당된 트리 아이디(TREEID)를 수신한다(S425).Thereafter, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 트리 아이디를 포함하는 MHME-TREEID-ASSIGN.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송한다(S427).Next, the
이후, DME(113)는 자식 피코넷 생성 절차를 시작하기 위해 메쉬 네트워크를 시작하기 위한 MHME-START.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S429).Thereafter, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHME-START.request 프리미티브에 따라 메쉬 아이디 및 트리 아이디 등과 같은 메쉬 파라미터를 포함하는 MLME-MESH-CAPABILITY.request 피리미티브를 맥 부계층(155)으로 전송한다(S431).Next, the
이후, 맥 부계층(155)은 수신된 MLME-MESH-CAPABILITY.request 피리미티브에 따라 디바이스가 자식 MPNC로 동작하도록 MPNC 초기화(initialization) 절차 즉, 메쉬 파라미터 초기화를 수행한다(S433).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 MPNC 초기화 절차의 결과에 따라 MLME-MESH-CAPABILITY.confirm 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S435).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MLME-MESH-CAPABILITY.confirm 프리미티브에 따라 MLME-START.request 프리미티브를 맥 부계층(155)으로 전송한다(S437).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 수신된 MLME-START.request 프리미티브에 따라 채널 시간 할당(Channel Time Allocation, 이하에서는 'CTA'라고도 함) 절차를 수행한다(S439).Next, the
이후, 맥 부계층(155)은 수신된 MLME-START.request 프리미티브에 따라 비콘 준비(Beacon preparation) 절차를 수행한다(S441).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 비콘 준비 절차의 결과의 따라 MLME-START.confirm 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S443).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MLME-START.confirm 프리미티브에 따라 MHME-START.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송하여 비콘 준비 절차의 결과를 DME(113)에게 알린다(S445).Thereafter, the
다음은 도 10을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 개인 무선 통신 네트워크(Wireless Personal Area Network, 이하에서는 'WPAN'이라고도 함)를 구성하는 피코넷의 구성에 대해 설명한다.Next, a configuration of a piconet constituting a personal wireless communication network (hereinafter, also referred to as a “WPAN”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 WPAN을 구성하는 피코넷의 구성을 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating a configuration of a piconet constituting a WPAN according to an embodiment of the present invention.
이때 본 발명의 실시예에 따른 WPAN은 동일 채널에 존재하는 4개의 피코넷으로 구성된다.At this time, the WPAN according to an embodiment of the present invention is composed of four piconets existing on the same channel.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 피코넷(210)은 하나의 메쉬 피코넷 코디네이터(Mesh PicoNet Coordinator, 이하에서는 'MPNC'라고도 함) 즉, 제1 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 1)(211)와 복수의 메쉬 디바이스(Mesh DEVice, 이하에서는 'MDEV'라고도 함) 즉, 제1 메쉬 디바이스(MDEV 1)(213), 제2 메쉬 디바이스(MDEV 2)(215), 제3 메쉬 디바이스(MDEV 3)(217) 및 제4 메쉬 디바이스(MDEV 4)(219)를 포함한다.As shown in FIG. 10, the first piconet 210 includes one mesh piconet coordinator (hereinafter, referred to as 'MPNC'), that is, a first mesh piconet coordinator (MPNC 1) 211 and a plurality of first piconet coordinators. Mesh device (Mesh DEVice, hereinafter also referred to as 'MDEV'), that is, a first mesh device (MDEV 1) 213, a second mesh device (MDEV 2) 215, and a third mesh device (MDEV 3) 217 ) And a fourth mesh device (MDEV 4) 219.
제2 피코넷(220)은 제2 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 2)(213), 제5 메쉬 디바이스(MDEV 5)(221), 제6 메쉬 디바이스(MDEV 6)(223), 제7 메쉬 디바이스(MDEV 7)(225) 및 제8 메쉬 디바이스(MDEV 8)(227)를 포함한다.The
제3 피코넷(230)은 제3 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 3)(219), 제9 메쉬 디바이스(MDEV 9)(221), 제10 메쉬 디바이스(MDEV 10)(233), 제11 메쉬 디바이스(MDEV 11)(235) 및 제12 메쉬 디바이스(MDEV 12)(237)를 포함한다.The
제4 피코넷(240)은 제4 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 4)(225), 제13 메쉬 디바이스(MDEV 13)(241), 제14 메쉬 디바이스(MDEV 14)(243), 제15 메쉬 디바이스(MDEV 15)(245) 및 제16 메쉬 디바이스(MDEV 16)(247)를 포함한다.The
이때 제1 피코넷(210)은 제2 피코넷(220) 및 제3 피코넷(230)에 대해 부모 피코넷에 해당하고, 제2 피코넷(220) 및 제3 피코넷(230)은 제1 피코넷(210)에 대해 자식 피코넷에 해당하며, 제1 피코넷(210)에 포함된 복수의 메쉬 디바이스들(213, 215, 217, 219) 중 제1 메쉬 디바이스(213)가 제2 피코넷(220)의 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 2)의 역할을 하고, 제1 피코넷(210)에 포함된 복수의 메쉬 디바이스들(213, 215, 217, 219) 중 제4 메쉬 디바이스(219)가 제3 피코넷(230)의 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 3)의 역할을 한다.In this case, the first piconet 210 corresponds to the parent piconet for the
또한 제2 피코넷(220)은 제4 피코넷(240)에 대해 부모 피코넷에 해당하고, 제4 피코넷(240)은 제2 피코넷(220)에 대해 자식 피코넷에 해당하며, 제2 피코넷(220)에 포함된 복수의 메쉬 디바이스(221, 223, 225, 227) 중 제7 메쉬 디바이스(225)가 제4 피코넷(230)의 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 4)의 역할을 한다.In addition, the
이하에서는 제4 피코넷(240)의 제15 메쉬 디바이스(MDEV 15)(245)가 제3 피코넷(230)의 제11 메쉬 디바이스(MDEV 11)(235)로 데이터를 보내는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of sending data from the fifteenth mesh device (MDEV 15) 245 of the
먼저, 제15 메쉬 디바이스(MDEV 15)(245)가 제11 메쉬 디바이스(MDEV 11)(235)로 데이터를 보내고자 하는 경우에, 출발지 메쉬 디바이스 즉, 제15 메쉬 디바이스(MDEV 15)(245)는 메쉬 헤더와 목적지 메쉬 디바이스 즉, 제11 메쉬 디바이스(MDEV 11)(235)로 전송할 데이터를 포함하는 데이터 프레임을 구성한다. 이때 제15 메쉬 디바이스(MDEV 15)(245)는 메쉬 헤더에서 출발지 트리 아이디(Source TREEID)와 출발지 아이디(Source ID)를 출발지 메쉬 디바이스에 해당하는 값으로 설정하고, 목적지 트리 아이디(Destination TREEID)와 목적지 아이디(Destination ID)를 목적지 메쉬 디바이스에 해당하는 값으로 설정할 수 있다.First, when the fifteenth mesh device (MDEV 15) 245 wants to send data to the eleventh mesh device (MDEV 11) 235, the source mesh device, that is, the fifteenth mesh device (MDEV 15) 245. Configures a data frame including a mesh header and data to be transmitted to the destination mesh device, that is, the eleventh mesh device (MDEV 11) 235. In this case, the fifteenth mesh device (MDEV 15) 245 sets a source tree ID and a source ID to a value corresponding to the source mesh device in the mesh header, and sets a destination tree ID and a destination tree ID. The destination ID may be set to a value corresponding to the destination mesh device.
다음, 제15 메쉬 디바이스(MDEV 15)(245)는 출발지 메쉬 디바이스가 포함된 제4 피코넷(240)의 메쉬 피코넷 코디네이터인 제4 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 4)(225)로 데이터 프레임을 전송한다.Next, the fifteenth mesh device (MDEV 15) 245 transmits a data frame to a fourth mesh piconet coordinator (MPNC 4) 225, which is a mesh piconet coordinator of the
이후, 제4 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 4)(225)는 수신된 데이터 프레임을 해석하여 제4 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 4)(225)가 포함된 제2 피코넷(220)의 메쉬 피코넷 코디네이터인 제2 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 2)(213)로 데이터 프레임을 전송한다.Subsequently, the fourth mesh piconet coordinator (MPNC 4) 225 interprets the received data frame to be a mesh piconet coordinator of the
다음, 제2 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 2)(213)는 수신된 데이터 프레임을 해석하여 제2 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 2)(213)가 포함된 제1 피코넷(210)의 메쉬 피코넷 코디네이터인 제1 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 1)(211)로 데이터 프레임을 전송한다.Next, the second mesh piconet coordinator (MPNC 2) 213 interprets the received data frame to be a mesh piconet coordinator of the first piconet 210 including the second mesh piconet coordinator (MPNC 2) 213. The data frame is transmitted to the mesh piconet coordinator (MPNC 1) 211.
이후, 제1 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 1)(211)는 수신된 데이터 프레임을 해석하여 목적지 메쉬 디바이스를 포함하는 제3 피코넷(230)의 메쉬 피코넷 코디네이터인 제3 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 3)(219)로 데이터 프레임을 전송한다.Subsequently, the first mesh piconet coordinator (MPNC 1) 211 interprets the received data frame to determine a third mesh piconet coordinator (MPNC 3) 219, which is a mesh piconet coordinator of the
다음, 제3 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 3)(219)는 수신된 데이터 프레임을 해석하여 목적지 메쉬 디바이스인 제11 메쉬 디바이스(MDEV 11)(235)로 데이터 프레임을 전송한다.Next, the third mesh piconet coordinator (MPNC 3) 219 interprets the received data frame and transmits the data frame to the eleventh mesh device (MDEV 11) 235 which is a destination mesh device.
다음은 도 11을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 개인 무선 통신 네트워크 (Wireless Personal Area Network, 이하에서는 'WPAN'이라고도 함)에 포함되는 메쉬 디바이스가 구성하는 데이터 프레임의 구조에 대해 설명한다.Next, a structure of a data frame configured by a mesh device included in a wireless personal area network (hereinafter, also referred to as a “WPAN”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 디바이스가 구성하는 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.FIG. 11 illustrates a structure of a data frame included in a mesh device according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 11에 도시된 바와 같이, 데이터 프레임(P100)은 데이터 전송과 관련된 정보를 포함하는 메쉬 헤더(P110)와 실제 전송하고자 하는 데이터(P130)를 포함한다.As shown in FIG. 11, the data frame P100 includes a mesh header P110 including information related to data transmission and data P130 to be actually transmitted.
메쉬 헤더(P110)는 메쉬 프레임 제어(Mesh Frame control) 필드(P111), 메쉬 아이디(Mesh ID) 필드(P112), 출발지 트리 아이디(Source TREEID) 필드(P113), 목적지 트리 아이디(Destination TREEID) 필드(P114), 출발지 아이디(Source ID) 필드(P115), 목적지 아이디(Destination ID) 필드(P116), 메쉬 시퀀스 번호(Mesh Sequence number) 필드(P117) 및 라이프 타임(Time To Line, 이하에서는 'TTL'이라고도 함) 필드(P118)를 포함한다.The mesh header P110 includes a mesh frame control field P111, a mesh ID field P112, a source tree ID field P113, and a destination tree ID field. (P114), Source ID field (P115), Destination ID field (P116), Mesh Sequence number field (P117), and Time To Line, hereinafter 'TTL' (Also referred to as') field P118.
메쉬 프레임 제어 필드(P111)는 데이터 프레임의 전송 방법과 전송 프레임 타입을 결정한다.The mesh frame control field P111 determines a transmission method and a transmission frame type of a data frame.
메쉬 아이디 필드(P112)는 해당하는 메쉬 아이디를 나타낸다.The mesh ID field P112 indicates a corresponding mesh ID.
출발지 트리 아이디 필드(P113)는 출발지 메쉬 피코넷 코디네이터의 트리 아이디를 나타낸다.The source tree ID field P113 indicates a tree ID of the source mesh piconet coordinator.
목적지 트리 아이디 필드(P114)는 목적지 메쉬 피코넷 코디네이터의 트리 아이디를 나타낸다.The destination tree ID field P114 indicates a tree ID of the destination mesh piconet coordinator.
출발지 아이디 필드(P115)는 출발지 메쉬 디바이스의 디바이스 아이디를 나타낸다.The source ID field P115 indicates the device ID of the source mesh device.
목적지 아이디 필드(P116)는 목적지 메쉬 디바이스의 디바이스 아이디를 나타낸다.The destination ID field P116 indicates the device ID of the destination mesh device.
메쉬 시퀀스 번호 필드(P117)는 프레임 전송 순서 유지와 중복 전송을 방지하기 위한 메쉬 시퀀스 번호를 나타낸다.The mesh sequence number field P117 indicates a mesh sequence number for maintaining frame transmission order and preventing duplicate transmission.
라이프 타임 필드(P118)는 데이터 프레임이 전송되는 동안 허락되는 최대 홉 수를 나타낸다.The life time field P118 indicates the maximum number of hops allowed while the data frame is being transmitted.
다음은 도 12를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 사설망 정보 베이스(Personal Area Network Information Base, 이하에서는 'PIB'라고도 함)의 특정 파라미터를 특정 값으로 설정하는 경우 디바이스(100) 내부에서의 메시지 흐름에 대해 설명한다. 이때 디바이스(100)는 도 4를 따를 수 있다.Next, a mesh network communication apparatus (hereinafter referred to as a device) 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12 of a personal area network information base (hereinafter, also referred to as a 'PIB'). In the case of setting a specific parameter to a specific value, a message flow in the
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 PIB의 파라미터 설정 방법을 도시한 도면이다.12 is a diagram illustrating a parameter setting method of a PIB according to an embodiment of the present invention.
도 12에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)의 DME(113)는 PIB의 특정 파라미터를 특정 값으로 설정할 것을 요청하기 위해 MHME-SET.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S501).As shown in FIG. 12, first, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHME-SET.request 프리미티브에 따라 PIB의 특정 파라미터를 특정 값으로 설정한 결과를 알리는 MHME-SET.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송한다(S503). 이때 메쉬 부계층(135)은 맥 부계층(155) 또는 물리 계층(175)의 프리미티브를 이용하여 각 계층의 PIB의 특정 파라미터를 특정 값으로 설정할 수 있다.Next, the
다음은 도 13을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 사설망 정보 베이스(Personal Area Network Information Base, 이하에서는 'PIB'라고도 함)의 특정 파라미터의 현재 값을 요청하는 경우 디바이스(100) 내부에서의 메시지 흐름에 대해 설명한다. 이때 디바이스(100)는 도 4를 따를 수 있다.Next, referring to FIG. 13, a mesh network communication apparatus (hereinafter, also referred to as a “device”) 100 according to an embodiment of the present invention may be referred to as a personal area network information base (hereinafter, referred to as a “PIB”). When the current value of a specific parameter is requested, the message flow in the
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 PIB의 파라미터 요청 방법을 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating a parameter request method of a PIB according to an embodiment of the present invention.
도 13에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)의 DME(113)는 PIB의 특정 파라미터의 현재 값을 요청하기 위해 MHME-GET.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S601).As shown in FIG. 13, first, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHME-GET.request 프리미티브에 따라 PIB의 특정 파라미터의 현재 값을 포함하는 MHME-GET.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송한다(S603). 이때 메쉬 부계층(135)은 맥 부계층(155) 또는 물리 계층(175)의 프리미티브를 이용하여 각 계층의 PIB를 확인할 수 있다.Next, the
다음은 도 14를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 사설망 정보 베이스(Personal Area Network Information Base, 이하에서는 'PIB'라고도 함)의 파라미터를 리셋(Reset)하는 경우 디바이스(100) 내부에서의 메시지 흐름에 대해 설명한다. 이때 디바이스(100)는 도 4를 따를 수 있다.Next, a mesh network communication apparatus (hereinafter referred to as a device) 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 14 of a personal area network information base (hereinafter, also referred to as a 'PIB'). In the case of resetting the parameter, a message flow in the
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 PIB의 파라미터 리셋 방법을 도시한 도면이다.14 is a diagram illustrating a parameter reset method of a PIB according to an embodiment of the present invention.
도 14에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)의 DME(113)는 PIB의 파라미터를 디폴트 값 또는 현재 상태의 값으로 유지할 것을 요청하는 MHME-RESET.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S701).As shown in FIG. 14, first, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHME-RESET.request 프리미티브에 따라 PIB의 파라미터를 리셋(Reset)한 결과를 포함하는 MHME-RESET.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송한다(S703). 이때 메쉬 부계층(135)은 맥 부계층(155) 또는 물리 계층(175)의 프리미티브를 이용하여 각 계층의 PIB를 리셋(Reset)할 수 있다.Next, the
다음은 도 15를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 피코넷 코디네이터(Mesh Piconet Coordinator, 이하에서는 'MPNC'라고도 함)인 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 메쉬 네트워크를 탈퇴하는 경우 디바이스(100) 내부에서의 메시지 흐름에 대해 설명한다. 이때 디바이스(100)는 도 4를 따를 수 있다.Next, a mesh network communication apparatus (hereinafter referred to as a 'device') 100 that is a mesh piconet coordinator (hereinafter, also referred to as 'MPNC') according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 15. In the case of withdrawing the message flow in the
도 15는 본 발명의 실시예의 한 예에 따른 메쉬 네트워크 탈퇴 시의 메시지 흐름을 도시한 도면이다.15 is a diagram illustrating a message flow when leaving a mesh network according to an embodiment of the present invention.
도 15에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)의 DME(113)는 메쉬 네트워크 탈퇴 절차를 수행하기 위해 MHME-STOP.request 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S801).As shown in FIG. 15, first, the
다음, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MHME-STOP.request 프리미티브에 따라 MLME-STOP.request 프리미티브를 맥 부계층(155)으로 전송한다(S803).Next, the
이후, 맥 부계층(155)은 수신된 MLME-STOP.request 프리미티브에 따라 탈퇴(Shutdown) 절차를 수행한다(S805).Thereafter, the
다음, 맥 부계층(155)은 탈퇴 절차의 결과에 따라 MLME-STOP.confirm 프리미티브를 메쉬 부계층(135)으로 전송한다(S807).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MLME-STOP.confirm 프리미티브에 따라 MHME-STOP.confirm 프리미티브를 DME(113)로 전송하여 메쉬 네트워크의 탈퇴 결과를 DME(113)에게 알린다(S809).Thereafter, the
다음은 도 16을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 자식 메쉬 피코넷 코디네이터(Mesh Piconet Coordinator, 이하에서는 'MPNC'라고도 함)인 메쉬 네트워크 통신장치(이하에서는 '디바이스'라고도 함)(100)가 부모 MPNC의 메쉬 네트워크 탈퇴 명령에 따라 메쉬 네트워크를 탈퇴하는 경우 디바이스(100) 내부에서의 메시지 흐름에 대해 설명한다. 이때 디바이스(100)는 도 4를 따를 수 있다.Next, referring to FIG. 16, a mesh network communication apparatus (hereinafter, also referred to as a 'device') 100 which is a child mesh piconet coordinator (hereinafter, referred to as 'MPNC') according to an embodiment of the present invention is a parent. The message flow in the
도 16은 본 발명의 실시예의 다른 예에 따른 메쉬 네트워크 탈퇴 시의 메시지 흐름을 도시한 도면이다.16 is a diagram illustrating a message flow when leaving a mesh network according to another embodiment of the present invention.
도 16에 도시된 바와 같이, 먼저, 디바이스(100)의 맥 부계층(155)은 부모 MPNC로부터 피코넷 코디네이터 탈퇴 정보요소(PicoNet Coordinator Shutdown Information Element, 이하에서는 'PNC Shutdown IE'라고도 함)를 포함하는 비콘(Beacon)을 수신한다(S901).As shown in FIG. 16, first, the
다음, 맥 부계층(155)은 부모 MPNC의 디바이스 아이디(DEVID)와 디바이스 주소(DEVAddress)를 포함하는 MLME-DISASSOCIATE.indication 프리미티브를 메쉬 부계층(135)로 전송한다(S903).Next, the
이후, 메쉬 부계층(135)은 수신된 MLME-DISASSOCIATE.indication 프리미티브에 따라 부모 MPNC의 디바이스 아이디(DEVID)와 디바이스 주소(DEVAddress)를 포함하는 MHME-DISASSOCIATE.indication 프리미티브를 DME(113)로 전송한다(S905).Subsequently, the
다음, DME(113)는 수신된 MHME-DISASSOCIATE.indication 프리미티브에 따라 해당 비콘을 전송한 부모 MPNC가 메쉬 코디네이터인지를 판단한다(S907). 이때 메쉬 코디네이터는 메쉬 네트워크의 최상위 부모 MPNC를 나타낸다. 예를 들어, 메쉬 네트워크가 도 10을 따르는 경우, 메쉬 네트워크는 제1 메쉬 피코넷 코디네이터(MPNC 1)(211)가 된다.Next, the
만약, 부모 MPNC가 메쉬 네트워크인 경우, DME(113) 및 메쉬 네트워크(135)는 새로운 메쉬 네트워크의 메쉬 코디네이터로 메쉬 네트워크를 시작한다(S909).If the parent MPNC is a mesh network, the
한편, 부모 MPNC가 메쉬 네트워크가 아닌 경우, DME(113)는 다른 부모 MPNC를 선택하여 다시 메쉬 네트워크에 가입한다(S911).On the other hand, if the parent MPNC is not a mesh network, the
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 종래의 WPAN을 구성하는 피코넷의 일 실시예에 따른 구성도이다.1 is a configuration diagram according to an embodiment of a piconet constituting a conventional WPAN.
도 2는 종래의 WPAN을 구성하는 피코넷의 다른 실시예에 따른 구성도이다.2 is a configuration diagram according to another embodiment of a piconet constituting a conventional WPAN.
도 3은 종래의 WPAN을 구성하는 피코넷의 또 다른 실시예에 따른 구성도이다.3 is a configuration diagram according to another embodiment of a piconet constituting a conventional WPAN.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 통신장치의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a mesh network communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 시작 방법을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a mesh network start method according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 시작 시의 메시지 흐름을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a message flow at the start of a mesh network according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크의 트리 형성 방법을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a tree forming method of a mesh network according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자식 피코넷 생성 방법을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a method for generating a child piconet according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 네트워크의 트리 형성 시의 메시지 흐름을 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a message flow in forming a tree of a mesh network according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 WPAN을 구성하는 피코넷의 구성을 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating a configuration of a piconet constituting a WPAN according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 디바이스가 구성하는 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.FIG. 11 illustrates a structure of a data frame included in a mesh device according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 PIB의 파라미터 설정 방법을 도시한 도면이다.12 is a diagram illustrating a parameter setting method of a PIB according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 PIB의 파라미터 요청 방법을 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating a parameter request method of a PIB according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 PIB의 파라미터 리셋 방법을 도시한 도면이다.14 is a diagram illustrating a parameter reset method of a PIB according to an embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 실시예의 한 예에 따른 메쉬 네트워크 탈퇴 시의 메시지 흐름을 도시한 도면이다.15 is a diagram illustrating a message flow when leaving a mesh network according to an embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 실시예의 다른 예에 따른 메쉬 네트워크 탈퇴 시의 메시지 흐름을 도시한 도면이다.16 is a diagram illustrating a message flow when leaving a mesh network according to another embodiment of the present invention.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |