KR20100071808A

KR20100071808A - 멀티 수퍼프레임 구성 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20100071808A
Application number: KR1020080130649A
Authority: KR
Inventors: 최영우; 이형수; 김재영
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-06-29

Abstract

본 발명은, 멀티 수퍼프레임 구성 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 통신망 내의 단말기 들간에 경쟁을 통해 저속 데이터를 전송하기 위한 구간과 상기 단말기들 각각에게 할당된 고유의 타임슬롯을 통해 중속 데이터를 전송하기 위한 구간이 구분된 수퍼프레임을 생성한다. 이와 같이 생성된 수퍼프레임을 다수개 병렬 조합하여 멀티 수퍼프레임을 생성하여 통신망 내에서 데이터 전송을 위해 이용한다.

따라서, CAP와 CFP를 구분하여 CAP에서는 로우 듀티 사이클(LDC) 단말기들의 트래픽을 다중화하고, CFP에서는 타임슬롯을 할당하여 중속 데이터 트래픽을 전송하는 멀티 수퍼프레임의 구조로 인해 단일 수퍼프레임을 사용할 때보다 서비스 레이턴시(Latency)가 감소하고, CAP 및 타임슬롯의 적절한 사용으로 트래픽을 효율적으로 관리할 수 있다. 게다가, CAP 구간이 자주 등장하므로 LDC 단말기들의 데이터 전송에 대한 지연 및 경합이 감소된다.

수퍼프레임(Superframe), WBAN, CAP, CFP, 타임슬롯

Description

멀티 수퍼프레임 구성 방법 및 그 장치{Method for configuring multi superframe and device thereof}

본 발명은, 멀티 수퍼프레임 구성 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 WBAN(Wireless Body Area Network) on-body 시스템을 위한 MAC(Medium Access Control) 수퍼프레임(superframe)을 구성하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-042-01, 과제명: WBAN In-body 시스템 및 On-body 시스템 개발(표준화 연계)].

기존의 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 저속 WPAN(Wireless Personal Area Networks)의 수퍼프레임은 16개의 연속적인 타임슬롯으로 나누어지며 첫번째 타임슬롯은 비콘 프레임의 마지막에 시작된다.

코디네이터는 수퍼프레임의 일부를 특정 장치 전용으로 할당할 수 있는데, 이를 GTS(Guaranteed Time Slot)라고 한다. GTS는 특정 대역폭을 요구하거나 낮은 통신 지연을 필요로 하는 응용을 지원할 수 있도록 하기 위한 것이다. 수퍼프레임 의 끝에 모두 그룹화 되어 있다. BO(macBeaconOrder)와 SO(macSuperframeOrder) 값을 선택하면 비콘 간격 BI(Beacon Interval)와 수퍼프레임 간격 SI(Superframe Interval)가 결정되며 하나의 타임슬롯 구간 값도 결정된다.

반면, WBAN(Wireless Body Area Network) On-body 시스템을 위한 수퍼프레임은 저속 데이터의 경우 비콘 프레임 다음에 이어지는 CAP(Contention Access Period)에서 다중화한다. 그리고 중속 데이터의 경우 CFP(Contention Free Period)에 있는 타임슬롯을 할당받을 수 있도록 구성된다.

그런데, 종래에는 하나의 수퍼프레임이 길게 설정되어 있는 구조가 대부분이므로 전송하고자 하는 저속 데이터가 있을 경우 다음 수퍼프레임의 CAP 구간까지 기다리는데 소모되는 시간이 길다. 또한, 중속 데이터의 경우도 마찬가지로 하나의 타임슬롯으로 전송하지 못한 데이터가 있을 경우, 다음 수퍼프레임의 CFP 구간까지 기다리는데 시간이 상당 소요되므로, 실시간 데이터 전송에 어려움이 존재한다.

한편, WBAN은 서비스의 종류에 따라 수 kbps에서 수십 Mbps를 전송하는 다양한 전송속도를 가진다. 의료용에 적용되는 WBAN은 402~405MHz의 MICS(Medical Implant Communication Service) 혹은 401~406MHz의 MedRadio 대역을 이용하며 장시간 사용할 수 있어야 하기 때문에 저전력으로 동작해야 한다. 또한, 비 의료용에 적용되는 WBAN은 2.4GHz 대역의 ISM(Industrial Scientific Medical) band 혹은 3.1~10.6GHz 대역의 UWB band를 이용한다. 그리고 Audio/Video등의 실시간 멀티미디어 데이터 혹은 medical image등이 전송 가능한 10Mbps까지의 전송속도가 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 서비스에 따라 다양한 전송 속도를 제공하며 의료용 및 비 의료용에 적용할 수 있는 WBAN(Wireless Body Area Network) MAC(Medium Access Control)의 멀티 수퍼프레임을 구성하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 멀티 수퍼프레임 구성 방법이 제공된다. 멀티 수퍼프레임 구성 방법은, (a) 통신망 내의 단말기 들간에 경쟁을 통해 저속 데이터를 전송하기 위한 구간과 상기 단말기들 각각에게 할당된 고유의 타임슬롯을 통해 중속 데이터를 전송하기 위한 구간이 구분된 수퍼프레임을 생성하는 단계; 및 (b) 상기 (a) 단계에서 생성되는 수퍼프레임을 다수개 병렬 조합하여 멀티 수퍼프레임을 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 멀티 수퍼프레임 구성 장치가 제공된다. 멀티 수퍼프레임 구성 장치는, 통신망에서 특정 시간 구간을 가지는 수퍼프레임 및 멀티 수퍼프레임 각각의 구성 정보를 저장하는 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 구성 정보를 토대로 통신망 내의 단말기 들간에 경쟁을 통해 저속 데이터를 전송하기 위한 구간과 상기 단말기들 각각에게 할당된 고유의 타임슬롯을 통해 중속 데이터를 전송하기 위한 구간이 구분된 수퍼프레임을 생성하고, 상기 수퍼프레임을 다수개 병렬 조합하여 하나의 멀티 수퍼프레임을 생성하는 프레임 생성부를 포함한 다.

본 발명에 의하면, CAP(Contention Access Period) 구간 및 CFP(Contention Free Period) 구간 설정을 통해 저속 및 중속 트래픽 수용이 가능하다. 즉 저속 장치의 트래픽은 CAP로 다중화가 가능하고 중속 트래픽을 CFP로 할당함으로써 QoS(Quality of Service) 보장이 가능하다. 이때, 멀티 수퍼프레임의 구조를 가지므로 중속 트래픽에서 필요한 타임슬롯을 서로 다른 수퍼프레임에 할당함으로써 QoS 개선이 가능하다.

또한, 다음 수퍼프레임의 시작까지 할당되지 않은 비활성 구간(inactive period)을 가지는 수퍼프레임의 구조로 인해, WBAN On-body 시스템의 각 장치는 자신이 통신할 시간에만 활성화함으로써 전력 감소가 가능하다. 더불어, 네트워크 내의 트래픽 량에 따라 비활성 구간을 증가시킴으로써 코디네이터의 전력 소모를 감소시킬 수 있다.

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.

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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 통신망의 각 단말기는 수퍼프레임(superframe)이라는 시간개념을 이용하여 데이터 통신을 수행한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는, 종래의 수퍼프레임 구조가 아닌 멀티 수퍼프레임(multi superframe)을 이용한다.

여기서, 통신망은 WBAN(Wireless Body Area Network) On-body 시스템을 실시예로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 수퍼프레임은, 로우 듀티 싸이클(low duty cycle)을 가지는 수 kbps의 의료용 저속 트래픽 혹은 수 백 kbps에서 수 Mbps의 전송 속도를 가지는 의료용, 비의료용 중속 트래픽에 적용할 수 있는 구조를 가진다. 이때, 멀티 수퍼프레임의 구조는 다수개의 수퍼프레임을 조합하여 충분한 수의 타임슬롯으로 나뉜 구조를 가진다.

그러면, 이제, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 수퍼프레임 구성 방법 및 그 장치에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 수퍼프레임의 구조를 나타낸다.

도 1에 보인 바와 같이, 멀티 수퍼프레임(100)은 종래의 일반적인 수퍼프레 임 구조와는 달리 다수개의 수퍼프레임(110)이 병렬 조합된 구조로 이루어진다.

이러한 멀티 수퍼프레임(100)은 비콘(beacon) 구간(130), CAP(Contention Access Period) 구간(140), CFP(Contention Free Period) 구간(150) 및 비활성화 구간(inactive period)(160)으로 구성되어 다양한 데이터 전송을 동시에 할 수 있는 구조로 이루어진다.

비콘 구간(130)은 통신망 내의 모든 단말기가 수신하여 동기화를 수행하도록 기준 신호인 비콘 프레임을 전송하는 구간이다. 비콘 구간(130)은 단말기들과 동기를 맞추고 수퍼프레임의 구성 및 타임슬롯에 대한 정보를 전송하기 위한 구간이다.

CAP(Contention Access Period) 구간(140)은 충돌의 위험이 있는 상황에서 CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance)등을 수행하여 데이터를 허용하는 경쟁 접근 구간이다. CAP 구간(140)은 0.1~0.01%와 같은 낮은 듀티 사이클을 가지는 저속 장치들의 트래픽을 다중화하는 구간이다.

CFP(Contention Free Period) 구간(150)은 특정 단말기에게 특정 타임슬롯을 독점적으로 사용할 수 있게 허용하는 구간으로 중속 이상의 트래픽을 실시간 전달하는 구간이다.

비활성화 구간(inactive period)(160)은 통신망 내 모든 단말기들 및 코디네이터가 비활성 되는 구간이다. 비활성화 구간(160)은 다음 수퍼프레임의 시작까지 할당되지 않으며, 통신망 내의 데이터 트래픽의 양에 따라 가변적으로 사용하여 저전력의 융통성을 제공할 수 있는 구간이다.

여기서, CFP(Contention Free Period) 구간(150)은 CFP 할당 구간, CFP 할당 구간들 사이에 존재하는 CFP 비할당 구간 및 비활성화 구간(160)을 포함한다.

이와 같은, 구조를 가지는 수퍼프레임(110)이 다수개 병렬 조합되어 구성되는 멀티 수퍼프레임(100)은 다수개의 비콘 인터벌(Beacon Interval, BI)(120)로 구성된다. 각각의 비콘 인터벌(120)은 수퍼프레임 간격(Superframe Duration, SD)과 비활성화 구간(160)으로 구성된다.

이때, 각각의 비콘 인터벌에서 수퍼프레임 구간과 비활성화 구간의 길이가 서로 다를 수 있다. 또한, 수퍼프레임의 CAP 구간(140)과 CFP 구간(150)이 서로 다를 수 있으나 동일한 멀티 수퍼프레임(100) 동안에는 비콘 인터벌, 수퍼프레임 간격, CAP 구간(140) 및 CFP 구간(150)이 동일한 구간으로 유지된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 WBAN용 멀티 수퍼프레임은 4비트 슬롯 시퀀스 넘버(4bit slot sequence number)로 표현 가능한 16개의 타임 슬롯(time slot)을 가진다. 이는 WBAN에서의 단말기의 개수에 좌우된다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 멀티 수퍼프레임(100)은 16개의 수퍼프레임(110)을 조합하여 최대 256개의 타임슬롯(time slot)을 할당할 수 있다. 16개의 타임슬롯은 CAP 구간(140) 및 CFP 구간(150)으로 구분할 수 있는데 모든 구간을 CAP로 할당하면 데이터 들간에 충돌 가능성이 높아지고 모든 구간을 CFP로 할당하면 소량의 트래픽에 대해서도 별도의 타임슬롯을 할당해야 하므로 자원의 낭비를 초래할 수 있다. 따라서, 타임슬롯의 할당은 로우 듀티 사이클 단말기들의 데이터양에 따라 적당한 CAP를 할당하도록 이루어진다. 즉 최대 16개의 타임슬롯 내에서 CAP 구간(140) 및 CFP 구간(150) 각각에 할당되는 타임슬롯은 가변적이다.

또한, CFP 구간에서 할당되지 않은 타임슬롯은 비활성화 구간(160)으로 설정되어 코디네이터의 전력 소모를 최소하는데 이용된다.

이와 같이 구성된 멀티 수퍼프레임(100)은 하나의 긴 수퍼프레임을 사용할 때보다 수퍼프레임 레이턴시(Latency)가 짧고, 가드타임(guard time)이 줄어들며 정확한 타임슬롯의 동기를 맞추는 것 또한 용이하다.

또한, 하나의 수퍼프레임(110)이 다수개 모여서 멀티 수퍼프레임(100)을 구성하므로, 개별 수퍼프레임(110)의 간격을 충분히 짧게 설정할 수 있어 수퍼프레임(110)의 레이턴시가 짧아져 다음 순서의 CAP 구간(140)에서 저속 데이터를 다시 다중화하는 것이 용이하다. 마찬가지로, 중속 데이터의 경우도 수퍼프레임(110)의 레이턴시가 짧다면 하나의 타임슬롯으로 전송하지 못한 데이터는 그 다음 수퍼프레임(110)의 해당 구간의 타임슬롯을 할당받아 나머지 부분을 전송할 수 있어 종래에 하나의 긴 수퍼프레임을 이용할 때보다 실시간 서비스에 대한 큐오에스(QoS, Quality of Service) 향상을 가져올 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 저속 트래픽은 멀티 수퍼프레임(100)에서 하나의 타임슬롯을 사용할 경우에 적합하다. 또한, 중속 트래픽은 다수의 타임슬롯을 사용하여 전달할 수 있다. 특히, 하나의 멀티 수퍼프레임(100) 내에서 서로 다른 수퍼프레임(110)의 타임슬롯을 사용함으로써 서비스 간격이 균일화될 수 있다.

한편, 수퍼프레임(110) 내의 CAP 구간(140), CFP 구간(150)에 할당하는 타임슬롯의 최대 길이는 고정적이나 각각 할당되는 타임슬롯은 가변적이다. 따라서, 타임슬롯의 번호만으로도 구간 설정이 가능하다.

아래 수학식은 비활성화 구간(160)에 따른 PHY 이용도를 나타낸다.

: Availability of TS(Time Slot)

: Number of TS in a multi-superframe

: Number of TS in a superframe

: Available duration of TS

: effective duration of TS

: Peak Rate

: Available Bandwidth

: the number of inactive period TS

: time duration increment of a TS

수학식 1에 따르면, 전력소모를 줄이기 위하여 듀티 사이클(duty cycle)을 최소화하려면 비활성화 구간(160)을 증가시켜야 한다. 이런 경우, 저속 및 중속 데이터 전송을 포함한 전체 대역폭은 감소한다. 중속 데이터 전송의 관점에서는 충분한 대역폭이 확보되어야 한다. 따라서, 중속 데이터를 위한 대역폭이 감소되지 않으면서 수면(sleep) 구간을 늘이려면 타임슬롯의 길이를 증가시켜야 한다. 이런 경우, CFP 구간(150)에서 필요에 따라 단말기들에 할당한 타임슬롯은 프레임을 전송한 후에 바로 수면 상태로 전환될 수 있도록 한다.

또한, 비활성화 구간(160)이 증가하면 PHY의 대역폭 이용도가 급격히 감소하므로, 전송하고자 하는 데이터의 양에 따라 적절하게 비활성화 구간의 타임슬롯을 할당하여 전송 효율을 높인다.

또한, 타임슬롯이 작으면 저속 데이터에는 유리할 수 있으나 중속 데이터에는 상대적으로 비효율적이므로, 데이터의 종류와 타임슬롯의 길이를 절충하여 적절한 타임슬롯의 길이를 결정한다.

이와 같이, 멀티 수퍼프레임(100)의 구조를 적용하는 WBAN MAC은 CAP와 CFP를 구분하여 CAP에서는 로우 듀티 사이클(LDC) 단말기들의 트래픽을 다중화하고, CFP에서는 타임슬롯을 할당하여 중속 데이터 트래픽을 전송한다. 그러므로 단일 수퍼프레임을 사용할 때보다 서비스 레이턴시가 감소하고, CAP 및 타임슬롯의 적절한 사용으로 트래픽을 효율적으로 관리할 수 있다. 게다가, CAP 구간이 자주 등장하므로 LDC 단말기들의 데이터 전송에 대한 지연 및 경합이 감소된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비콘 프레임의 구조를 나타낸다.

도 2에 보인 바와 같이, 비콘 프레임(130)은 타임토큰(Time token)(131), 비콘 간격(Beacon Interval)(132), 수퍼프레임 간격(Superframe Duration)(133), CAP 엔드 타임슬롯(CAP End TS)(134), CFP MAP(135), 최대 송신 전력 레벨(MAX TX Power Level)(136) 및 PNC Address(137)를 포함한다.

타임토큰(131)은 CAP 구간(140) 및 CFP 구간(150)을 구분하고 수퍼프레임(110) 전송의 시작을 동기화하며 수퍼프레임 번호 인덱싱에 사용된다 정보 필드이다.

비콘 간격(132)은 각 비콘 프레임(130)의 간격 정보 필드이다.

수퍼프레임 간격(133)은 비활성화 구간(160)을 제외한 수퍼프레임(110)의 간격 정보 필드이다.

CAP 엔드 타임슬롯(134)은 CAP 구간(140)이 종료하는 타임슬롯의 정보필드이다.

CFP MAP(135)은 CFP 구간(150)의 타임슬롯의 정보필드이다.

최대 송신 전력 레벨(136)은 최대 송신 전력에 관한 정보 필드이다.

PNC Address(137)는 통신망 내의 단말기들을 제어하는 PNC 코디네이터의 주소 정보 필드이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 프로토콜 데이터 유닛의 구조를 나타낸다.

도 3에 보인 바와 같이, 패킷 프로토콜 데이터 유닛(PPDU, Packet Procotol Data Unit)은 PLCP 프리엠블(Physical Layer Convergence Procedure Preamble)(141), 베이스 레이트(Base Rate)를 가지는 PLCP 헤더(Physical Layer Convergence Procedure Header)(142) 및 디자이어드 레이트(Desired Rate)를 가지는 PSDU(PHY Service Data Unit)(143)를 포함한다. 이때, PSDU(143)는 1Mbps, 10Mbps의 두가지 종류의 데이터 전송속도를 지원한다.

또한, PLCP 헤더(142)는 PHY 레이트, 길이 및 PHY에 대한 정보를 포함하는 PHY 헤더(142a)를 포함한다. 또한, PLCP 헤더(142) 프레임 제어 필드, WBAN ID, 목적지 및 소스 ID, 프레그멘테이션(fragmentation) 제어 필드 및 스트림 인덱스를 포함하는 MAC 헤더(142b)를 포함한다. 그밖에, PLCP 헤더(142)는 HCS(Header Check Sequence)(142c) 및 PHY 및 MAC 헤더를 방어하는 포워드 에러 보정 메커니즘(Forward Error Correction)을 지원하는 RS FEC(142d)를 포함한다.

또한, PSDU(143)는 프레임당 127byte 또는 2047byte를 나눌 수 있는 프레임 페이로드(143a) 및 FCS(Frame Check Sequence)(143b)를 포함한다.

즉 전체 데이터 프레임의 길이는 가변이며 최대 프레임의 길이는 전송속도에 따라 1Mbps의 데이터를 전송할 때는 127Byte, 10Mbps로 전송할 때는 2048Byte로 크기를 정할 수 있다. 이때, 1Mbps의 데이터 전송을 가정할 때 최대 타임슬롯의 크기는 1.4ms 이상 되어야 한다.

그러면, 이상 기술한 바와 같은 구조로 이루어지는 멀티 수퍼프레임을 구성하는 장치 및 그 방법에 대해 설명한다.

먼저, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 수퍼프레임 구성 장치를 나타낸 블록도이다.

도 4에 보인 바와 같이, 멀티 수퍼프레임 구성 장치(200)는 메모리(220) 및 프레임 생성부(240)를 포함한다. 이때, 프레임 생성부(240)는 그 기능에 따라 세분화되어, 제1 생성 모듈(242) 및 제2 생성 모듈(244)을 포함한다.

메모리(220)는 통신망에서 특정 시간 구간을 가지는 수퍼프레임(도 1의 110) 및 멀티 수퍼프레임(도 1의 100) 각각의 구성 정보를 저장한다.

프레임 생성부(240)는 메모리(220)에 저장된 구성 정보를 토대로 수퍼프레임(110)을 다수개 병렬 조합하여 하나의 멀티 수퍼프레임(100)을 생성한다.

그리고 제2 생성 모듈(244)은 제1 생성 모듈(242)로부터 수퍼프레임(110)을 다수개 입력받아 이들을 조합하여 도 1에 보인 바와 같이 멀티 수퍼프레임(100)을 생성한다.

즉 프레임 생성부(240)는 CAP와 CFP가 구분된 프레임을 생성함으로써, 다양한 전송속도를 가지는 데이터를 동시에 전송 가능할 수 있게 한다.

다음, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 수퍼프레임 구성 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5에 보인 바와 같이, 제1 생성 모듈(242)은 통신망 내의 단말기 들간에 동기 획득을 위한 비콘 프레임을 전송하기 위한 제1 구간(도 1의 130, 즉 비콘 구간)을 생성한다(S101).

그리고 단말기 들간에 경쟁을 통해 저속 데이터를 전송하기 위한 CAP 구간인 제2 구간(도 1의 140, 즉 CAP 구간)을 생성한다(S103).

그리고 단말기들 각각에게 할당된 고유의 타임슬롯을 통해 중속 데이터를 전 송하기 위한 CFP 구간인 제3 구간(도 1의 150, 즉 CFP 구간)을 생성한다(S105).

그리고 데이터를 전송할 수 없는 비활성화 구간인 제4 구간(도 1의 160, 즉 비활성화 구간)을 생성한다(S107). 이때, 데이터 트래픽 양을 고려하여 비활성화 구간을 증가시킬 수 있다. 따라서, 각 단말기들은 자신이 통신할 시간에만 활성화되어 전력 감소가 가능해진다.

이때, S103 단계 및 S105 단계에서 제1 생성 모듈(242)은 기 정의된 최대 특정 개수만큼의 타임슬롯 내에서 통신망 내의 트래픽 양을 고려하여 CAP 구간(140) 및 CFP 구간(150)에 동적으로 타임슬롯을 할당한다. 여기서, CFP 구간(150)에 할당된 특정 타임슬롯은 특정 단말기에 할당되며, 하나의 수퍼프레임(110) 내 타임슬롯에서 전송되지 못한 중속 데이터는 다음 수퍼프레임(110) 내 타임슬롯에서 전송된다.

다음, 제2 생성 모듈(244)은 S101 단계, S103 단계, S105 단계 및 S107 단계를 통해 생성된 수퍼프레임(110)을 다수개 병렬 조합하여 멀티 수퍼프레임(100)을 생성한다(S109).

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.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 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.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 수퍼프레임 구성 장치를 나타낸 블록도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 수퍼프레임 구성 방법을 나타낸 순서도이다.

Claims

(a) 통신망 내의 단말기 들간에 경쟁을 통해 저속 데이터를 전송하기 위한 구간과 상기 단말기들 각각에게 할당된 고유의 타임슬롯을 통해 중속 데이터를 전송하기 위한 구간이 구분된 수퍼프레임을 생성하는 단계; 및

(b) 상기 수퍼프레임을 다수개 병렬 조합하여 멀티 수퍼프레임을 생성하는 단계

를 포함하는 멀티 수퍼프레임 구성 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a) 단계는,

(ⅰ) 상기 통신망 내의 단말기 들간에 동기 획득을 위한 비콘 프레임을 전송하기 위한 상기 수퍼프레임의 제1 구간을 생성하는 단계;

(ⅱ) 상기 단말기 들간에 경쟁을 통해 저속 데이터를 전송하기 위한 복수의 타임슬롯으로 구성되는 상기 수퍼프레임의 제2 구간을 생성하는 단계;

(ⅲ) 상기 단말기들 각각에게 할당된 고유의 타임슬롯을 통해 중속 데이터를 전송하기 위한 상기 수퍼프레임의 제3 구간을 생성하는 단계 및

(ⅳ) 데이터를 전송할 수 없는 제4 구간을 생성하는 단계

를 포함하는 멀티 수퍼프레임 구성 방법.
제2항에 있어서,

상기 (ⅱ) 단계 또는 상기 (ⅲ) 단계는,

기 정의된 특정 타임슬롯의 개수 내에서 서로 다르게 또는 서로 같게 동적으로 타임슬롯이 할당되는 것을 특징으로 하는 멀티 수퍼프레임 구성 방법.
제2항에 있어서,

상기 (ⅳ) 단계는,

데이터 트래픽 양에 따라 증가되는 상기 제4 구간을 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 수퍼프레임 구성 방법.
제2항에 있어서,

상기 (ⅰ) 단계는,

상기 제2 구간 및 상기 제3 구간을 구분하고 수퍼프레임 전송의 시작을 동기화 하며 수퍼프레임 번호 인덱싱에 사용되는 타임토큰(Time token) 정보, 각 비콘 프레임의 간격, 상기 제4 구간을 제외한 수퍼프레임의 간격, 상기 제2 구간이 종료하는 타임슬롯의 정보, 상기 제3 구간의 타임슬롯의 정보, 최대 송신전력 레벨 및 상기 통신망 내의 상기 단말기들을 제어하는 코디네이터의 주소 정보를 상기 제1 구간에 포함시키는 것을 특징으로 하는 멀티 수퍼프레임 구성 방법.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 (b) 단계는,

상기 수퍼프레임을 기 정의된 특정 개수만큼 병렬 조합하여 수퍼프레임 간격 및 상기 제4 구간으로 구성된 다수개의 비콘 인터벌을 포함하고 상기 다수개의 비콘 인터벌 간에 각각의 상기 수퍼 프레임 간격 및 상기 제4 구간의 길이가 동적으로 설정되는 멀티 수퍼프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 수퍼프레임 구성 방법.
통신망에서 특정 시간 구간을 가지는 수퍼프레임 및 멀티 수퍼프레임 각각의 구성 정보를 저장하는 메모리; 및

상기 메모리에 저장된 구성 정보를 토대로 통신망 내의 단말기 들간에 경쟁을 통해 저속 데이터를 전송하기 위한 구간과 상기 단말기들 각각에게 할당된 고유의 타임슬롯을 통해 중속 데이터를 전송하기 위한 구간이 구분된 상기 수퍼프레임을 생성하고, 상기 수퍼프레임을 다수개 병렬 조합하여 하나의 상기 멀티 수퍼프레임을 생성하는 프레임 생성부

를 포함하는 멀티 수퍼프레임 구성 장치.
제7항에 있어서,

상기 프레임 생성부는,

상기 통신망 내의 단말기 들간에 동기 획득을 위한 비콘 프레임을 전송하기 위한 제1 구간, 상기 단말기 들간에 경쟁을 통해 저속 데이터를 전송하기 위한 제2 구간, 상기 단말기들 각각에게 할당된 고유의 타임슬롯을 통해 중속 데이터를 전송하기 위한 제3 구간 및 데이터를 전송할 수 없는 제4 구간을 포함하는 상기 수퍼프레임을 생성하는 제1 생성 모듈; 및

상기 제1 생성 모듈로부터 출력된 하나의 수퍼프레임을 기 정의된 특정 개수만큼 병렬 조합하여 수퍼프레임 간격 및 상기 제4 구간으로 구성된 다수개의 비콘 인터벌을 포함하고 상기 다수개의 비콘 인터벌 간에 각각의 상기 수퍼 프레임 간격 및 상기 제4 구간의 길이가 동적으로 설정되는 멀티 수퍼프레임을 생성하는 제2 생성 모듈

을 포함하는 멀티 수퍼프레임 구성 장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 생성 모듈은,

기 정의된 특정 개수만큼의 타임슬롯을 가지는 하나의 수퍼프레임을 생성하고, 상기 통신망 내의 트래픽 양을 고려하여 상기 타임슬롯을 상기 하나의 수퍼프레임의 제2 구간 및 제3 구간 각각에게 동적으로 할당하는 것을 특징으로 하는 멀티 수퍼프레임 구성 장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 생성 모듈은,

특정 단말기가 중속 데이터 트래픽을 전송할 수 있도록 할당된 특정 타임슬 롯을 상기 제3 구간에 포함시키는 것을 특징으로 하는 멀티 수퍼프레임 구성 장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 생성 모듈은,

데이터 트래픽 양을 고려하여 상기 하나의 수퍼프레임 내의 상기 제4 구간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 멀티 수퍼프레임 구성 장치.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 생성 모듈은,

상기 제2 구간 및 상기 제3 구간을 구분하고 수퍼프레임 전송의 시작을 동기화 하며 수퍼프레임 번호 인덱싱에 사용되는 타임토큰(Time token), 각 비콘 프레임의 간격, 상기 제4 구간을 제외한 수퍼프레임의 간격, 상기 제2 구간이 종료하는 타임슬롯의 정보, 상기 제3 구간의 타임슬롯의 정보, 최대 송신전력 레벨 및 상기 통신망 내의 상기 단말기들을 제어하는 코디네이터의 주소 정보를 포함하는 상기 제1 구간을 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 수퍼프레임 구성 장치.