KR20100132416A - 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법, 수신 방법 및 디바이스 - Google Patents

무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법, 수신 방법 및 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크의 송신 디바이스에서의 데이터 전송 방법은, 조정기(cordinator)로부터 할당받은 채널 자원이 포함된 예약 영역을 통해 수신 디바이스로 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 전송하는 단계 및 상기 조정기가 특정 디바이스에게 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하기 위하여, 상기 수신 디바이스로 채널 시간 확장 정보를 전송하는 단계를 포함한다.
WVAN, 예약 영역, 비예약 영역, 채널 자원

Description

무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법, 수신 방법 및 디바이스{Method of data transmission and data reception and devices in wireless networks}
본 발명을 무선 네트워크에 관한 것으로, 무선 네트워크에 속한 디바이스간 데이터 전송 방법, 데이터 수신 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
최근에, 가정 또는 소규모 직장 같은 한정된 공간에서 비교적 적은 수의 디지털 기기들 간에 무선 네트워크를 형성하여 기기들 간에 오디오 또는 비디오 데이터를 주고 받을 수 있는 블루투스(bluetooth), 무선 사설망(WPAN: Wireless Personal Area Network) 기술이 개발되고 있다. WPAN은 비교적 가까운 거리에서 비교적 적은 수의 디지털 기기들 사이에 정보를 교환하는데 사용될 수 있으며, 디지털 기기들 사이에 저전력 및 저비용 통신을 가능하게 한다. 2003년 6월 12일에 승인된 IEEE 802.15.3(Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications for High Rate Wireless Personal Area Networks(WPANs))은 고속 WPAN의 매체 접속 계층(MAC) 및 물리 계층(PHY)에 관한 표준(specification)을 정의한 것이다.
도 1은 WPAN의 구성 예를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, WPAN은 가정과 같은 한정된 공간 내에서 개인 디바이스(device) 간 구성된 네트워크이고, 장치 간 직접 통신하여 네트워크를 구성하여 애플리케이션(application) 사이에 끊김 없이 정보를 교환할 수 있도록 한다. 도 1을 참조하면, WPAN은 둘 이상의 사용자 디바이스(11~15)로 구성되며 그 중 하나의 디바이스는 조정기(coordinator, 11)로서 동작한다. 상기 조정기(11)는 WPAN의 기본 타이밍을 제공하고 QoS(Quality of Service) 요구사항을 제어하는 등의 역할을 수행한다. 디바이스로 사용될 수 있는 장치로는 컴퓨터, PDA, 노트북, 디지털 TV, 캠코더, 디지털 카메라, 프린터, 마이크, 스피커, 헤드셋, 바코드 판독기, 디스플레이, 휴대폰 등이 있으며 모든 디지털 기기가 이용될 수 있다.
WPAN은 미리 설계되어 구축되는 것이 아니고, 중앙 인프라의 도움 없이 필요할 때 형성되는 임시(ad hoc) 네트워크(이하, '피코넷(piconet)'이라 함.)이다. 하나의 피코넷이 형성되는 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 피코넷은 조정기로서 동작할 수 있는 임의의 디바이스가 조정기로서의 기능을 수행함으로써 시작된다. 모든 디바이스들은 새로운 피코넷을 시작하거나 기존의 피코넷에 가입(association)하기 전에 스캐닝(scanning)을 수행한다. 스캐닝은 디바이스가 채널들의 정보를 수집, 저장하고 기존에 형성된 피코넷이 존재하는지의 여부 등을 조사하는 과정을 의미한다. 상위 계층으로부터 피코넷을 시작하라는 지시를 받은 디바이스는 임의의 채널 상에 이미 형성되어 있는 피코넷에 가입하지 않고 새로운 피코넷을 형성한다. 상기 디바이스는 스캐닝 과정에서 획득한 데이터를 토대로 간섭이 적은 채널을 선택하여 선택된 채널을 통해 비컨(beacon)을 방송(broadcasting) 함으로써 피코넷을 시작한다. 여기서, 비컨은 타이밍 할당 정보, 피코넷 내의 다른 디바이스들에 관한 정보 등 피코넷을 제어, 관리하기 위해 조정기가 방송하는 제어 정보이다.
도 2는 피코넷에서 사용되는 수퍼프레임(superframe)의 일례를 도시한 것이다. 피코넷에서의 타이밍 제어는 기본적으로 수퍼프레임을 기초로 수행된다. 도 2를 참조하면, 각 수퍼프레임은 조정기에서 전송되는 비컨에 의해 시작된다. 경쟁 구간(CAP: Contention Access Period)은 디바이스들이 명령(commands)이나 비동기 데이터를 경쟁 기반(contention-based)으로 전송하는데 사용된다. 채널 시간 할당 구간은 관리 채널 타임 블록(MCTB: Management Channel Time Block)과 채널 타임 블록(CTB: Channel Time Block)을 포함하여 이루어질 수 있다. MCTB는 조정기와 디바이스 간 또는 디바이스와 디바이스 간에 제어 정보를 전송할 수 있는 구간이고, CTB는 디바이스와 조정기 간 또는 다른 디바이스 간에 비동기(asynchronous) 또는 등시성(isochronous) 데이터를 전송할 수 있는 구간이다. 각 수퍼프레임에 있어서 CAP, MCTB, CTB의 개수, 길이 및 위치 등은 조정기에 의해 결정되고 비컨을 통해 피코넷 내의 다른 디바이스들에게 전송된다.
피코넷 내의 임의의 디바이스가 조정기 또는 다른 디바이스로 데이터를 전송할 필요가 있는 경우, 상기 디바이스는 상기 조정기에 데이터 전송을 위한 채널 자원을 요청하고, 상기 조정기는 이용 가능한 채널 자원의 범위 내에서 상기 디바이스에 채널 자원을 할당한다. 수퍼프레임 내에 경쟁 구간이 존재하고 상기 조정기가 상기 경쟁 구간에서의 데이터 전송을 허락하는 경우 디바이스는 조정기로부터 채널 시간을 할당받을 필요 없이 상기 경쟁 구간을 통해 적은 양의 데이터를 전송할 수 있다.
피코넷 내에 디바이스의 수가 적은 경우에는 각 디바이스가 데이터를 전송하기 위한 채널 자원이 충분하여 채널 자원 할당에 별다른 문제가 발생하지 않으나, 디바이스의 수가 많아 채널 자원이 부족하거나, 디바이스의 수가 적더라도 특정 디바이스가 계속해서 채널을 점유하여 동영상과 같은 대용량의 데이터를 전송하는 경우 다른 디바이스들이 전송하고자 하는 데이터를 갖고 있어도 채널 자원을 할당받지 못해 통신이 불가능한 상황이 발생하거나, 채널 자원을 할당받을 수 있다 하더라도 저장하고 있는 데이터의 용량에 비해 적은 채널 자원 밖에 할당받지 못하는 상황이 발생할 수 있다.
따라서, 디바이스간 양방향 통신이 원활하게 수행되기 위한 여러 방법에 연구되고 있다.
WVAN 무선 네트워크상에서 디바이스는 다른 디바이스로 데이터를 전송하기 위해 조정기로부터 일정량의 채널 자원을 할당받아야 한다. 조정기로부터 채널 자원을 할당받은 디바이스는 채널자원의 일부분을 특정하여 사용할 수 있으며, 채널 자원을 시분할하는 경우 특정 디바이스가 조정기로부터 채널 자원을 할당받아 사용하는 구간을 예약 영역으로 본다.
일반적으로, 송신 디바이스가 조정기에 채널 자원 할당 요청시 전송하고자 하는 데이터량을 기반으로 필요한 채널 자원량을 특정하여 요청하는데, 실제 데이터 전송과정에서 데이터 손실 또는 데이터 오류 등이 발생할 수 있다. 이런 경우, 예약 영역을 통해 데이터 전송시 예정된 전송량을 만족하지 못하고, 잔량 데이터는 다음 예약 구간을 통해 전송하게 됨에 따라 데이터 전송 시간이 지연되는 문제가 발생한다. 또한, 수신 디바이스측에서는 수신받은 데이터 재생시 버퍼링 횟수 또는 시간이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 송신 디바이스가 조정기로부터 할당받은 채널 자원내에서 데이터 전송이 완료되지 못함에 따라 조정기에 별도의 채널 자원 할당 요청을 하는 경우, 채널 자원을 다시 스케쥴링하거나 셋업하는 등의 불필요한 과정이 추가된다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 네트워크의 디바이스간 효율적으로 채널 자원을 할당하는 방법을 제공하는 것이다. 구체적으로, 디바이스간 경쟁 방식에 따 라 임의의 디바이스가 사용하던 비예약 영역을 특정 디바이스가 사용할 수 있도록 비예약 영역을 예약 영역처럼 활용하기 위한 방법이다.
본 발명의 다른 목적은 조정기의 간섭 없이 디바이스간 데이터 송수신이 원활하게 수행되도록 하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 일 실시예에 의한 무선 네트워크의 송신 디바이스에서의 데이터 전송 방법은, 조정기(cordinator)로부터 할당받은 채널 자원이 포함된 예약 영역을 통해 수신 디바이스로 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 전송하는 단계 및 상기 조정기가 특정 디바이스에게 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하기 위하여, 상기 수신 디바이스로 채널 시간 확장 정보를 전송하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 채널 자원은 적어도 하나 이상의 채널 시간 블럭(Channel Time Block)을 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 채널 시간 확장 정보는 상기 예약영역을 통해 전송되는 상기 적어도 하나 이상의 데이터 패킷 중 마지막 데이터 패킷에 포함될 수 있고, 상기 마지막 데이터 패킷의 MAC 헤더에 포함될 수 있다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법은, 상기 수신 디바이스로 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 수신 디바이스로부터 상기 채널 시간 확장 정보에 따른 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 응답 메시지가 채널 시간 확장에 대하여 수락하는 정보를 포함하는 경우, 상기 송신 디바이스는 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 반면, 상기 응답 메시지가 채널 시간 확장에 대하여 거절하는 정보를 포함하는 경우, 상기 송신 디바이스는 상기 채널 시간 확장 정보를 전송한 예약 영역이 아닌 다른 예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 응답 메시지는 상기 수신 디바이스로부터 수신되는 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인(ACK/NACK) 신호에 포함되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 다른 실시예에 의한 무선 네트워크의 송신 디바이스에서의 데이터 전송 방법은, 조정기(cordinator)로부터 할당받은 하나 이상의 채널 시간 블럭(Channel Time Block)이 포함된 예약 영역을 통해 수신 디바이스로 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 전송하는 단계, 상기 조정기가 특정 디바이스로 채널 시간 블럭을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하기 위하여,상기 수신 디바이스로 채널 시간 확장 정보를 전송하는 단계 및 상기 수신 디바이스로 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 특징에 따른 일 실시예에 의한 무선 네트워크의 송신 디바이스에서의 데이터 수신 방법은, 조정기(Coordinator)로부터 할당받은 채널 자원이 포함된 예약 영역을 통해 송신 디바이스로부터 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 수신하는 단계 및 상기 조정기가 특정 디바이스로 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하기 위한 채널 시간 확장 정보를 상기 송신 디바이스로부터 수신하는 단계를 포함한다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수신 방법은, 상기 수신된 채널 시간 확장 정보에 응하여 전력 모드를 절전모드로 전환하지 않는 단계를 더 포함하는 경우, 상기 송신 디바이스로부터 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 수신된 채널 시간 확장 정보에 응하여 전력 모드를 절전모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 경우, 상기 송신 디바이스로부터 상기 채널 시간 확장 정보를 수신한 예약 영역이 아닌 다른 예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수신 방법은,상기 채널 시간 확장 정보에 대한 응답 메시지를 상기 송신 디바이스로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 응답 메시지가 전력 모드를 절전모드로 전환하지 않는다는 정보를 포함하는 경우, 상기 송신 디바이스로부터 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 반면, 상기 응답 메시지가 전력 모드를 절전모드로 전환한다는 정보를 포함하는 경우, 상기 송신 디바이스로부터 상기 채널 시간 확장 정보를 수신한 예약 영역이 아닌 다른 예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 특징에 따른 다른 실시예에 의한 무선 네트워크의 수신 디바이스에서의 데이터 수신 방법은, 조정기(Coordinator)로부터 할당받은 하나 이상의 채널 시간 블록(Channel Time Block)이 포함된 예약 영역을 통해 송신 디바이스로부터 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 수신하는 단계, 상기 조정기가 특정 디바이스로 채널 시간 블록을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하기 위한 채널 시간 확장 정보를 수신하는 단계 및 상기 송신 디바이스로부터 상기 비예약 영역의 채널 시간 블록을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제3 특징에 따른 일 실시예에 의한 무선 네트워크에서 데이터를 전송하는 송신 디바이스는, 조정기로부터 할당받은 채널 자원이 포함된 예약 영역을 통해 수신 디바이스로 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 전송하는 송신부, 상기 조정기가 특정 디바이스로 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하기 위한 채널 시간 확장 정보를 생성하고, 상기 채널 시간 확장 정보를 상기 수신 디바이스로 전송하도록 제어하는 채널 자원 제어 모듈 및 상기 수신 디바이스로의 데이터 패킷 전송 여부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 본 발명의 일 실시예에 의한 송신 디바이스는, 수신부를 더 포함하되,상기 수신부는 상기 수신 디바이스로부터 상기 채널 시간 확장 정보에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 응답 메시지가 채널 시간 확장에 대하여 수락하는 정보를 포함하는 경우, 상기 비예약 영역을 통해 상기 수신 디바이스로 데이터 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다. 반면, 상기 응답 메시지가 채널 시간 확장에 대하여 거절하는 정보를 포함하는 경우, 상기 채널 시간 확장 정보를 전송한 예약 영역이 아닌 다른 예약 영역을 통해 상기 수신 디바이스로 데이터 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제4 특징에 따른 일 실시예에 의한 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 수신 디바이스는, 조정기가 특정 디바이스로 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 송신 디바이스로부터 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 수신하기 위한 채널 시간 확장 정보를 수신하는 수신부 및 상기 채널 시간 확장 정보에 따라 상기 비예약 영역에서의 전력 모드를 절전모드로 전환하지 않도록 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 본 발명의 일 실시예에 의한 수신 디바이스는 송신부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 전력모드를 상기 절전모드로 전환하지 않는다는 정보를 포함하는 응답 메시지를 생성하고 상기 송신부를 통해 상기 응답 메시지를 상기 송신 디바이스로 전송하도록 제어할 수 있다.
상기 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 WVAN에서의 디바이스간 데이터 송수신시 채널 자원의 비예약 영역의 일부분을 예약 영역과 같이 활용함으로써, 조정기로부터 할당받은 채널 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 데이터를 전송하고자 하는 송신 디바이스가 조정기로부터 할당받은 채널 자원의 예약 영역을 통해 예정된 데이터 전송량을 만족하지 못한 경우, 상기 예약 영역에 연속되는 비예약 영역을 통해 잔량 데이터를 전송함으로써, 데이터 전송 지연 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 해당 데이터를 수신하는 수신 디바이스에서는 데이터 재생시 소요되는 버퍼링 시간이 단축될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 송신 디바이스는 조정기에 별도의 채널 자원 할당을 요청하여 채널 자원을 다시 스케쥴링하거나 셋업할 필요없이, 비예약 영역을 통해 데이터 전송 또는 빔 서칭과 같은 수행과정을 처리할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징이 무선 사설망(WPAN)의 일종인 WVAN(Wireless Video Area Network)에 적용된 예들이다.
도 3은 WVAN의 구성의 일 예를 도시한 것이다. WVAN은, 도 1에 도시된 WPAN과 같이, 둘 이상의 사용자 디바이스(22~25)로 구성되며 그 중 하나의 디바이스는 조정기(coordinator, 21)로서 동작한다. 상기 조정기(21)는 WVAN의 기본 타이밍을 제공하고, WVAN에 속한 디바이스들의 트랙을 유지하며, QoS(Quality of Service) 요구사항을 제어하는 등의 역할을 수행한다. 조정기 역시 디바이스이므로 조정기 역할을 수행하면서 동시에 WVAN에 속한 하나의 디바이스 역할도 수행한다. 상기 조정기(21)와 구분되는 다른 디바이스(22~25)는 스트림 연결을 시작할 수 있다.
도 3에 도시된 WVAN이 도 1의 WPAN과 다른 점들 중에 하나는 두 종류의 물리계층(PHY)을 지원한다는 것이다. 즉, WVAN은 물리계층으로서 HRP(high-rate physical layer)와 LRP(low-rate physical layer)를 지원한다. HRP는 1Gb/s 이상의 데이터 전송 속도를 지원할 수 있는 물리계층이고, LRP는 수 Mb/s의 데이터 전송속도를 지원하는 물리계층이다. HRP는 고지향성(highly directional)으로 유니캐스트 연결(unicast connection)을 통해 등시성(isochronous) 데이터 스트림, 비동기 데이터, MAC 명령어(command) 및 A/V 제어 데이터 전송에 사용된다. LRP는 지향성 또는 전방향성(omni-directional) 모드를 지원하며 유니캐스트 또는 방송을 통해 비컨, 비동기 데이터, MAC 명령어 전송 등에 이용된다. 상기 조정기(21)는 HRP 및/또는 LRP를 이용하여 다른 디바이스로 데이터를 전송하거나 다른 디바이스로부터 데이터를 전송받을 수 있다. WVAN의 다른 디바이스(22~25)들 역시 HRP 및/또는 LRP를 이용하여 데이터를 전송하거나 수신할 수 있다.
도 4는 WVAN에서 사용되는 HRP 채널과 LRP 채널들의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다. HRP는 57-66 GHz 대역에서 2.0 GHz 대역폭의 네 개의 채널을 사용하며, LRP는 92 MHz 대역폭의 세 개의 채널을 사용한다. 도 4에 도시된 바와 같이, HRP 채널과 LRP 채널은 주파수 대역을 공유하며 TDMA 방식에 의해 구분되어 사용된다.
도 5는 WVAN에서 사용되는 수퍼프레임(superframe)의 구조의 일 예를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 각 수퍼프레임은 비컨이 전송되는 영역(beacon region)과, 디바이스들의 요청에 따라 조정기에 의해 임의의 디바이스에 할당되는 예약 영역(reserved region)과, 조정기에 의해 할당되지 않고 조정기와 디바이스 간 또는 디바이스와 디바이스 간에 경쟁 방식(contention based)에 따라 데이터를 송수신하는 비예약 영역(unreserved region)으로 구성되며 각 영역은 시분할(time division)된다. 비컨은 해당 수퍼프레임에서의 타이밍 할당 정보와 WVAN의 관리, 제어 정보를 포함한다. 예약 영역은 디바이스의 채널 시간 할당 요청에 따라 조정기가 채널 시간을 할당함으로써 할당받은 디바이스가 다른 디바이스로 데이터를 전송하는데 사용된다. 예약 영역을 통해 명령어, 데이터 스트림, 비동기 데이터 등이 전송될 수 있다. 특정 디바이스가 예약 영역을 통해 다른 디바이스로 데이터를 전송하는 경우 HRP 채널을 사용하며, 데이터를 수신하는 디바이스가 수신된 데이터에 대한 수신 확인(ACK/NACK) 신호를 전송하는 경우 LRP 채널을 사용한다. 비예약 영역은 조정기와 디바이스 또는 디바이스와 디바이스의 사이에서 제어정보, MAC 명령 어 또는 비동기 데이터 등을 전송하는데 사용될 수 있다. 비예약 영역에서의 디바이스 간 데이터 충돌을 방지하기 위해 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식 또는 슬롯 알로하(slotted Aloha) 방식을 적용할 수 있다. 비예약 영역에서는 LRP 채널만을 통하여 데이터를 전송할 수 있다. 만일, 전송될 제어정보나 명령어가 많을 경우 LRP 채널에 예약 영역을 설정하는 것도 가능하다. 각 수퍼프레임에서의 예약 영역 및 비예약 영역의 길이 및 개수는 수퍼프레임마다 다를 수 있으며 조정기에 의해 제어된다.
도 6은 WVAN에서 사용되는 슈퍼 프레임(superframe) 구조의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 각 수퍼프레임은 비컨(beacon)이 전송되는 영역(30)과, 예약된 채널 타임 블록(reserved channel time block)(32) 및 예약되지 않은 채널 타임 블록(31)(unreserved channel time block)을 포함하여 이루어진다. 각각의 채널 타임 블록(channel time block: CTB)들은 HRP를 통해 데이터가 전송되는 영역(HRP 영역)과, LRP를 통해 데이터가 전송되는 영역(LRP 영역)으로 시분할(time division)된다. 비컨(30)은 매 슈퍼 프레임의 도입부를 식별하기 위해서 상기 조정기에 의해서 주기적으로 전송되는 것으로, 스케줄링된 타이밍 정보 WVAN의 관리 및 제어 정보를 포함한다. 상기 디바이스는 상기 비컨에 포함된 타이밍 정보 및 관리/제어 정보 등을 통해서 상기 네트워크에서 데이터 교환을 할 수 있다.
상기 HRP 영역에서 예약 CTB 영역은 디바이스의 채널 시간 할당 요청에 따라 조정기가 채널 시간을 할당함으로써 할당받은 디바이스가 다른 디바이스로 데이터를 전송하는데 사용될 수 있다. 특정 디바이스가 예약 CTB 영역을 통해 다른 디바 이스로 데이터를 전송하는 경우 HRP 채널을 사용하며, 데이터를 수신하는 디바이스가 수신된 데이터에 대한 수신 확인 신호(ACK/NACK) 신호를 전송하는 경우에는 LRP 채널을 사용할 수 있다.
상기 비예약 CTB 영역은 조정기와 디바이스 또는 디바이스와 디바이스의 사이에서 제어 정보, MAC 명령어 또는 비동기 데이터 등을 전송하는데 사용될 수 있다. 상기 비예약 CTB 영역에서의 디바이스 간 데이터 충돌을 방지하기 위해 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식 또는 슬롯 알로하(slotted Aloha) 방식을 적용할 수 있다. 상기 비예약 CTB 영역에서는 LRP 채널만을 통하여 데이터를 전송할 수 있다. 만일, 전송될 제어정보나 명령어가 많을 경우 LRP 채널에 예약 영역을 설정하는 것도 가능하다. 각 수퍼프레임에서의 예약 CTB 및 비예약 CTB의 길이 및 개수는 수퍼프레임마다 다를 수 있으며 조정기에 의해 제어된다.
또한, 도 6에는 도시되지 않았지만, 긴급한 제어/관리 메시지를 전송하기 위해서 비컨 다음으로 위치한 경쟁 기반 제어 구간(contention-based control period: CBCP)을 포함한다. 상기 CBCP의 구간 길이는, 일정 임계치(mMAXCBCPLen)를 설정하고 상기 임계치를 넘지 않도록 설정된다.
도 7은 WVAN의 디바이스에 구현된 프로토콜 계층구조를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, WVAN에 포함된 각 디바이스의 통신 모듈은 그 기능에 따라서 4개의 계층(layer)으로 구분될 수 있고, 일반적으로 적응 부계층(adaptation sublayer)(40), MAC 계층(41), PHY 계층(42) 및 스테이션 관리 개체(Station Management Entity: SME)(43)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 스테이션은 조정기 와 구분하기 위한 디바이스로, 스테이션 관리 개체(Station Management Entity: SME)는 디바이스 관리 개체(device management entity: DME)와 동일한 의미를 갖는다. 상기 스테이션 관리 개체(SME)는 하위 계층을 제어하고 각각의 계층으로부터 디바이스의 상태 정보를 수집하는 계층 독립 개체(layer independent entity)이다.상기 스테이션 관리 개체(SME)는 디바이스 통신모듈의 각 계층을 관리하는 개체를 포함하는데 상기 MAC 계층을 관리하는 개체를 MLME(MAC Layer Management Entity), 상기 적응 계층을 관리하는 개체를 ALME(Adaptation Layer Management Entity)라고 한다.
적응 부계층(40)에는 AVC 프로트콜 및 A/V 패킷화 장치(A/V packetizer)를 포함할 수 있다. AVC 프로트콜(Audio Video Layer, 400)은 송신 디바이스와 수신 디바이스간 A/V 데이터 전송을 위한 스트리밍 연결 및 디바이스 제어 등을 담당하는 상위계층이고, 상기 A/V 패킷화 장치(410)는 HRP 데이터 서비스를 위하여 A/V 데이터를 포멧한다.
MAC 계층(41)은 자료 전송 프로토콜의 하부 계층으로 링크 셋업(link setup), 연결 또는 비연결, 채널 접근과 같은 기능을 담당하고 신뢰성 있는 데이터 전송 등을 담당한다. 즉, 제어/데이터 메시지를 전송하거나 또는 채널을 제어하는 역할을 한다.
PHY 계층(42)은 A/V 데이터를 직접적으로 처리하거나 동시에 MAC 계층 (31)에 의해 처리될 수 있다. PHY 계층은 무선 신호를 담당하기 위해 적응 계층(30), MAC 계층(41)과 같은 상위계층으로부터 요청되는 메시지를 전환하는 역할을 함으로 써, 상기 요청 메시지가 물리 계층에 의해 디바이스간 전송될 수 있도록 한다. PHY 계층은 앞서 상술한 HRP(420) 및 LRP(421)의 두 종류의 물리계층을 포함한다.
상기 디바이스의 계층은 고속 데이터 서비스(high rate service), 저속 데이터 서비스(low rate service) 및 관리 서비스(management service)와 같은 서비스를 제공한다. 고속 데이터 서비스는 비디오, 오디오 및 데이터 전달에 이용되고, 저속 데이터 서비스는 오디오 데이터, MAC 커맨드 및 소량의 비동기식(asynchronous) 데이터 전송에 이용된다. 각 계층간에 데이터 교환의 프로세스가 이루어지기 전에 간단한 메시지를 주고받는데, 서로 다른 계층 간에 주고 받는 메시지를 프리미티브(primitive)라고 한다.
무선 네트워크에서 디바이스간 무선 통신을 수행하기 위해서 임의의 디바이스는 조정기로부터 채널 자원을 할당받아야 한다. 조정기는 임의의 디바이스가 다른 디바이스로 A/V데이터를 전송하기 위한 채널 할당 요청이 전송되면 간섭률이 최소인 채널을 탐색하기 위한 채널 탐색 작업을 수행한다. 채널 자원이 이용가능한 경우 채널 할당을 요청한 디바이스로 일정 범위의 채널 자원을 할당하고, 상기 조정기로부터 채널 자원을 할당받은 디바이스는 할당받은 채널 자원을 이용하여 무선 네트워크의 다른 디바이스로 데이터를 전송할 수 있다.
도 8은 WVAN의 송신 디바이스가 조정기로부터 채널 자원을 할당받아 수신 디바이스로 데이터를 전송하는 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 송신 디바이스는 데이터 전송을 위한 채널 자원을 할당받기 위해 조정기에 채널자원 요청 메시지(Bandwidth Request command)를 전송한 다(S10). 상기 채널자원 요청 메시지를 수신한 상기 조정기는 상기 송신 디바이스에게 할당할 가용 채널자원이 있는지 여부를 탐색한다(S11). 탐색 결과 가용 채널 자원이 있는 경우 상기 조정기는 송신 디바이스에게 요청된 채널 자원을 할당한다는 응답 메시지(Bandwidth Response command)를 전송한다(S12). 그리고, 조정기는 새롭게 할당하려는 채널 자원의 형태 또는 범위 등에 관한 정보를 비컨을 통해 송신 디바이스로 전송한다(S13). 이때, 조정기가 방송하는 비컨을 통해 WVAN에 속한 수신 디바이스를 포함한 다른 디바이스들도 조정기에서 송신 디바이스로 일정량의 채널 자원이 할당된다는 정보를 수신한다.
조정기로부터 일정량의 채널 자원을 할당받은 송신 디바이스는 할당받은 채널 자원을 통하여 수신 디바이스로 A/V 데이터를 전송한다(S14). 이때, A/V 데이터는 할당된 채널 자원의 슈퍼 프레임 내에서 예약 영역을 통해 전송되고, 그 밖의 제어정보, 비동기 데이터 등은 비예약 영역을 통해 전송된다. 송신 디바이스로부터 A/V 데이터를 수신한 수신 디바이스는 수신 확인(ACK/NACK) 신호를 송신 디바이스로 전송한다(S15). ACK 신호란 송신 디바이스가 전송한 신호를 정상수신하였음을 나타내는 수신 디바이스가 송신 디바이스에게 전송하는 수신 확인 신호로, 송신 디바이스는 ACK 신호를 수신하면 다음 데이터를 전송할 수 있다. 반면, NACK 신호는 수신 디바이스가 송신 디바이스로부터 전송되는 신호를 신호손실, 오류발생 등과 같이 정상 수신을 하지 못한 경우를 나타내기 위한 수신 확인 신호로, 송신 디바이스는 NACK 신호 수신시 정상수신되지 못한 데이터를 재전송하여야 한다.
일반적으로, 디바이스는 조정기에 채널 자원의 할당을 요청하면서 조정기로 부터 할당되는 채널 자원의 스케쥴 타입을 특정하고, 이를 상기 채널 자원 요청 메시지에 포함할 수 있다. 채널 자원의 스케쥴 타입은 슈퍼 프레임에 포함되는 채널 시간 블록(channel time block : CTB)의 특성에 따라 정적 스케쥴(static schedule) 타입 및 동적 스케쥴(dynamic schedule) 타입으로 구분될 수 있다. 정적 스케쥴 타입은 A/V 데이터와 같이 일정시간 동안 지속적으로 전송되어야 하는 데이터 전송을 위해 동일한 크기의 적어도 하나 이상의 CTB을 포함하는 슈퍼프레임을 연속적으로 할당하는 것으로, 각 슈퍼 프레임마다 동일한 개수의 CTB가 포함되는 것이다. 반면, 동적 스케쥴 타입은 빔 검색, 제어 메시지 변경 등과 같은 데이터의 임시 전송을 위한 것으로, 각 슈퍼 프레임의 크기는 동일하지 않아도 무방하므로 각 슈퍼프레임에 포함되는 CTB 개수는 제약이 없다.
도 8에서, 채널 자원 요청 커맨드(Bandwidth Request command)는 송신 디바이스가 조정기 또는 다른 디바이스로 데이터 전송과 관련된 과정을 수행하기 위해 조정기로 채널 자원의 할당, 변경 또는 종결 등을 요청하기 위한 것이다. 채널 자원 요청 커맨드 패킷은 n개의 채널 자원 요청 아이템(Bandwidth Request item)을 지시하는 영역을 포함하는데, 하나의 채널 자원 요청 아이템 영역은 표 1과 같은 데이터 포멧으로 구성될 수 있다.
Octets:1 1 1 1 1 2 2 2 1
TrgtID Stream request ID Stream Index Minimum number of time blocks Maximum number of time blocks Time Block Duration Minimum schedule period Maximum schedule period Request Control
표 1을 참조하면, 채널 자원 요청 아이템 영역은 채널 자원의 할당을 요청하는 디바이스의 ID를 지시하는 TargID 영역, 디바이스의 요청 메시지의 종류를 나타내는 Stream request ID 영역, 조정기에 의해 할당되는 스트림 인덱스를 지시하는 Stream Index 영역, 하나의 슈퍼프레임에 포함되는 채널 자원의 최소 개수를 지시하는 영역(Minimum number of time blocks field), 채널자원의 최대 개수를 지시하는 영역(Maximum number of time blocks field), 각각의 채널 자원의 지속 구간을 지시하는 영역(Time Block duration field), 최소 스케쥴 주기를 지시하는 영역(Minimum schedule period field), 최대 스케쥴 주기를 지시하는 영역(Maximum schedule period field) 및 채널 자원에 대한 요청 정보를 포함하는 요청 제어 영역(Request Control field)를 포함할 수 있다.
상기 스트림 인덱스(Stream Index) 영역은 조정기에 의해 결정되는 스트림 인덱스를 지시한다. 조정기는 WVAN의 각각의 스트림에 대해서 디바이스가 전송하려는 데이터나 트래픽 종류에 따라 고유의 스트림 인덱스를 할당한다. 예를 들어, 디바이스가 등시성 스트림(isochronous stream)을 요청하는 경우, 상기 스트림 인덱스 영역은 지정되지 않은 스트림 인덱스(unassigned stream index)로 설정된다. 디바이스가 비동기 스트림(asynchronous stream)을 위한 채널 자원의 예약이나 종결을 요청하는 경우, 상기 스트림 인덱스 영역은 비동기 스트림을 전송하는 값으로 설정된다.
상기 채널 자원 최소 개수를 지시하는 영역(Minimum number of time blocks)은 디바이스가 등시성 데이터를 전송하기 위해 채널 자원을 요청하는 경우에는 하나의 슈퍼프레임에서 요청되는 채널 자원(예를 들어, 채널 시간 블럭)의 최소 개수를 나타내고, 비동기 데이터를 전송하기 위해 채널 자원을 요청하는 경우에는 하나의 슈퍼프레임에 포함되는 채널 자원의 전체 수를 나타낸다.
상기 채널 자원 최대 개수를 지시하는 영역(Maximum number of time blocks)은 디바이스가 등시성 데이터 전송을 위해 채널 자원을 요청하는 경우 디바이스가 할당을 요청한 채널 자원의 최대 개수를 나타내고, 비동기 스트림 요청인 경우에는 상기 영역은 다른 데이터 등의 전송을 위해 유보된다.
상기 채널 자원의 지속 구간을 지시하는 영역(Time Block duration)은 스케쥴 내 포함되는 다수개의 채널 자원 블록 각각이 상기 스케쥴내에서 지속되는 시간을 나타낸다.
상기 최소 스케쥴 주기를 지시하는 영역(Minimum schedule period)은 두 개의 채널 자원 블록이 연속하여 할당될 때, 첫번째 채널 자원 블록이 시작되는 시점부터 두 번째 채널 자원 블록이 시작되는 시점까지의 구간의 최소값을 나타낸다.
상기 최대 스케쥴 주기를 지시하는 영역(Maximum schedule period)은 디바이스가 등시성 데이터에 대한 채널 자원을 요청하는 경우 두 개의 채널 자원 블록이 연속하여 할당될 때 첫번째 채널 자원 블록이 시작되는 시점부터 두 번째 채널 자원 블록이 시작되는 시점까지의 구간의 최대값을 나타낸다. 반면, 디바이스가 비동기 데이터를 위한 채널 자원을 요청하는 경우에는 슈퍼프레임 내 할당되는 첫번째 채널 자원 블록이 시작되는 시간을 나타낸다.
상기 요청 제어 영역(Request Control)은 조정기에 의해 할당되는 채널 자원의 스케쥴 타입, 물리계층의 타입 등을 지정한다. 예를 들어, 스케쥴 타입을 지시하는데 1 비트가 할애되는 경우 정적 스케쥴 타입은 1로 설정하고 동적 스케쥴 타입은 0으로 설정할 수 있다.
이와 같이, 디바이스는 할당받고자 하는 채널 자원의 타입, 종류, 할당되는 시간 등을 지정하여 조정기에 대해 채널 자원 요청 커맨드로 채널 자원의 할당을 요청할 수 있다.
상기 채널 자원 요청 커맨드를 수신한 조정기는 상기 디바이스에게 할당할 가용 채널이 있는지 탐색한 이후에 채널 자원 응답 커맨드(Bandwidth response command)를 전송할 수 있다. 채널 자원 응답 커맨드는 상기 채널 자원 요청 커맨드에 포함되는 n개의 채널 자원 요청 아이템에 대한 응답인 n 개의 채널 자원 응답 아이템(Bandwidth Response item)을 포함한다. 여기서, 채널 자원 응답 아이템 영역은 표 2와 같은 데이터 포멧으로 구성될 수 있다.
Octets: 1 1 1
Stream Request ID Stream Index Reason Code
표 2를 참조하면, 채널 자원 응답 아이템 영역의 일 예는 디바이스로부터 수신한 채널 자원 요청 커맨드에서 지정된 스트림 요청 ID 및 스트림 인덱스를 나타낸다. 스트림 요청 ID 정보 표시 영역(Stream Request ID field) 및 스트림 인덱스 영역(Stream Index field) 및 원인 코드(Reason Code)를 나타내는 영역을 포함할 수 있다. 상기 원인 코드는 조정기가 디바이스의 요청에 따라 채널 자원을 할당할 수 있는지 여부와 채널 자원을 할당할 수 없는 경우 그 원인을 나타내는 코드를 지정한다. 예를 들어, 상기 Reason Code 영역은 조정기의 채널 자원 탐색 결과 가용 채널이 있는 경우 채널 자원 할당이 가능하다는 것으로 0x00 코드를 기입하거나, 디바이스의 추가 채널 자원 요청이 있을 때 핸드오버가 수행중이어서 채널 자원의 할당이 어려운 경우 핸드오버 수행중이라는 채널 자원 할당 불가 원인을 나타내는 0x02 코드를 전송할 수 있다.
조정기가 디바이스로 일정범위의 채널 자원을 할당하는 경우 비컨을 통해 디바이스로 새로운 채널 자원의 할당 정보를 전달한다.
일반적으로 비컨은 비암호화된 상태로 전방향성(omni-directional) LRPDU(Low-Rate Physical Data Unit)를 통해 전송되며, 비컨은 스케쥴링된 타이밍 정보, WVAN의 관리 및 제어 정보를 포함한다. 비컨 데이터 패킷은 MAC 제어 헤더, 비컨 제어 영역(beacon control field), n개의 스케쥴 정보를 지시하는 영역(Schedule IE field) 등을 포함한다. 일반적으로 IE(Information element) 데이터 포멧은 IE 인덱스, IE 신호의 길이 및 전달하고자 하는 정보를 담은 영역으로 구성된다. Schedule IE는 다음 슈퍼프레임에서 스케쥴의 시간 정보를 나타낸다. 예를 들어, N번째 비컨에 포함된 Schedule IE는 N+1번째 비컨으로 시작되는 슈퍼프레임에 관한 시간 정보를 나타내는 것이다. Schedule IE는 n개의 스케쥴 블록을 포함하고, 각 스케쥴 블록은 상기 스케쥴이 할당되는 스트림의 인덱스 정보, 스케쥴 주기, 하나의 스케쥴에 할당되는 채널 시간 블록의 개수, 스케쥴의 첫번째 채널 시간 블록이 시작되는 시간 정보, 각 채널 시간 블록이 지속되는 구간 정보를 포함한다.
상기 비컨 제어 영역(beacon control field)은 비컨 상태 영역, 연속되는 비컨 간 전송 간격에 관한 시간 정보를 특정하는 슈퍼프레임 시간 정보 영역 및 슈퍼프레임 개수를 나타내는 영역으로 구성된다. 비컨 제어 영역에 포함되는 비컨 상태정보(Beacon Status) 영역의 데이터 패킷은 표 3과 같이 구성된다.
Bits: 1 1 1 1 1 3
Free channel time Configuration change Schedule change Static schedule Accepting commands Reserved
표 3을 참조하면, 비컨 상태정보 영역의 일 예는 채널 자원 요청에 따라 가용 채널 자원의 존부에 관한 정보를 나타내는 프리 채널 타임 영역(Free channel time field), 슈퍼프레임 개수를 나타내는 영역을 제외하고 현재 비컨에서 특정된 채널 자원 설정 변경 여부를 지시하는 영역(Configuration change field), 이전 비컨과 비교하여 현재 슈퍼프레임상에서 채널 자원 스케쥴링의 변경 여부를 지시하는 영역(Schedule change field), 정적 스케쥴 IE가 현재 비컨에 포함되었는지 여부를 지시하는 정적 스케쥴 정보 영역(Static schedule field), 채널 자원 할당 요청을 받아들일 것인지 여부를 지시하는 어셉팅 커맨드 영역(Accepting commands field) 및 다른 데이터 등을 전송할 수 있는 유보영역(Reserved field)으로 구성될 수 있다.
표 3에서, 상기 프리 채널 타임(Free channel time) 영역은 조정기가 채널 자원을 할당하는 경우 1로 설정하고 새로운 채널 자원을 할당하지 않기로 결정하는 경우에는 0으로 설정될 수 있다. 상기 채널 자원 설정 변경 정보 영역(Configuration change) 역시 변경이 없으면 0으로 설정할 수 있다. 상기 정적 스케쥴 영역은 비컨에 의해 발생되는 오버헤드를 줄이기 위해 모든 비컨에 포함될 필요는 없으나, 정적 스케쥴 IE는 주기적으로 포함될 수 있다. 마찬가지로, 현재 비컨에 포함되는 정적 스케쥴 IE가 없는 경우에는 상기 정적 스케쥴 영역은 0으로 설정되고, 상기 어셉팅 커맨드 영역 역시 조정기가 디바이스의 채널 할당 요청을 거부하는 경우에는 0으로 설정될 수 있다.
상술한 과정을 통해 채널 자원을 할당받은 송신 디바이스는 다른 디바이스와 WVAN 네트워크를 형성하며 할당받은 채널 자원을 통해 데이터를 수신 디바이스로 전송할 수 있다(S14). 마찬가지로 수신 디바이스로부터 상기 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 전송받는다(S15). 구체적으로, 송신 디바이스는 도 5에 도시된 슈퍼프레임 구조를 통해 수신 디바이스로 신호를 전송하는데, 단계 S14 및 S15에 따른 WVAN 디바이스가 사용하는 슈퍼 프레임 구조의 일 예에 관하여 도 9를 참조하여 설명한다.
도 9는 WVAN에서 사용되는 슈퍼 프레임 구조에 따른 수신 디바이스의 전력 모드를 설명하기 위한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 하나의 슈퍼 프레임은 비컨이 전송되는 영역, 조정기로부터 할당받은 채널 자원을 사용하는 하나 이상의 예약 영역(B1, B2,…), 상기 채널 자원을 사용하지 않고 디바이스들 간 경쟁 방식에 따라 신호를 송수신하는 하나 이상의 비예약 영역(A1, A2,…)으로 시분할된다. 조정기로부터 할당받은 채널 자원은 하나 이상의 채널 시간 블록(CTB)을 포함할 수 있다. 채널 자원은 상술한 것처럼, 송신 디바이스가 조정기로 채널 자원을 요청하여 할당받을 수 있다.
예약 영역의 CTB를 사용하며, 송신 디바이스는 수신 디바이스로 HRP 채널을 통해 데이터 패킷을 전송하고, 수신 디바이스는 송신 디바이스로 수신한 데이터 패킷의 ACK/NACK 신호를 LRP 채널을 통해 전송한다. 상기 ACK/NACK 신호는 HRP 채널을 통해서도 전송될 수 있다. 이때, 수신 디바이스는 송신 디바이스와 신호교환을 수행하기 위하여, 수신 디바이스의 전력 모드를 'Power On' 상태인 정상 모드(normal mode)로 설정한다.
비예약 영역은 조정기의 의해 특정 디바이스를 지정하여 채널 자원을 할당되는 예약영역과 달리, 디바이스간 경쟁방식에 따라 제어신호, 데이터 등을 송수신할 수 있는 구간이다. 수신 디바이스는 조정기에서 방송한 비컨 신호를 통해 송신 디바이스로 할당되는 채널 자원 구간 및 예약 영역/비예약 영역에 대한 정보를 미리 수신하므로, 비예약 영역이 시작되는 시점에서부터 수신 디바이스의 전력 모드를 'Power Off' 모드 또는 'Power Save' 모드인 절전 모드로 전환할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여 'Power On' 상태의 전력 모드는 '정상 모드'로 나타내고, 'Power Off' 또는 'Power Save' 상태의 전력 모드는 '절전 모드'로 나타낸다.
수신 디바이스가 예약 영역에서만 전력 모드를 정상 모드로 설정하기 때문에, 송신 디바이스가 예약 영역(B1) 내에서 데이터 패킷의 전송을 완료하지 못한 경우. 상기 예약 영역(B1)에 연속하는 비예약 영역(A2)에서 잔량의 데이터 패킷 전송이 제한된다. 또는, 송신 디바이스가 전송한 데이터 패킷에 대하여 수신 디바이스로부터 NACK 신호를 수신하여 해당 데이터 패킷을 재전송하는 경우, 일정범위의 예약 영역내에서 정해진 데이터 전송량을 전부 만족시킬 수 없게 된다.
이런 경우, 송신 디바이스는 비예약 영역(A2)이 아닌 다음 예약 영역(B2)을 통해 데이터 전송을 수행하게 되므로, 전송시간이 지연되거나 데이터 재생시 소요되는 버퍼링 시간이 증가하게 된다.
본 발명의 일 실시예는, WVAN 디바이스에서 슈퍼 프레임의 비예약 영역을 활용하여 데이터를 전송하는 방법에 관한 것으로, 이하 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 WVAN에서 조정기로부터 할당된 채널 자원 범위를 확장하여 데이터를 전송하는 형태의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 송신 디바이스는 조정기로부터 할당받은 채널 자원을 사용하여 수신 디바이스로 A/V 데이터를 전송하고(S20), 수신 디바이스로부터 해당 데이터에 대한 수신 확인(ACK/NACK) 신호를 수신한다(S21). 이와 같은 과정은 조정기로부터 할당받은 채널 자원을 사용하는 예약 영역 내에서 반복된다. 이때, 일정범위의 제한된 예약 영역내에서 데이터 전송이 다 수행되지 않거나 전송 중 손실된 데이터가 있을 수 있다. 예를 들어, 송신 디바이스가 수신 디바이스로 전송하려는 데이터의 용량이 디바이스가 조정기로 채널자원 할당을 요청할 때 예상했던 것보다 큰 경우 또는 전송과정에서 데이터 손실이 발생함에 따라 예정된 예약 영역 내에서 데이터 전송이 완료되지 못한 경우가 있을 수 있다.
비디오 데이터와 같이 연속적으로 전송되어야하는 시간 제한을 받는 데이터의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라, 송신 디바이스는 수신 디바이스로 채널 시간 확장 정보를 전송한다(S22). 채널 시간 확장 정보는 송신 디바이스가 데이터 패킷 전송을 위하여 현재 사용하는 CTB의 확장을 요청하는 것으로, 채널 자원의 확장을 의미한다. 따라서, 본 발명에서는 채널 시간 확장 정보와 채널 시간 확장 정보는 동일한 의미를 갖는다. 송신 디바이스는 단계 S20 및 S21에서 데이터를 전송한 채널 자원 예약 영역에 연속되는 비예약 영역의 CTB를 통해 데이터를 전송하기 위하여 수신 디바이스로 채널 시간 확장 정보를 전송한다.
상기 채널 시간 확장 정보를 수신한 수신 디바이스는 송신 디바이스로부터 데이터를 수신하기 위해 예약 영역에서의 정상 모드였던 전력 모드를 비예약 영역에서도 유지할 수 있다(S23). 이때, 수신 디바이스가 송신 디바이스의 요청에 따라 전력 모드를 정상 모드로 유지해야 하는 것은 아니고, 수신 디바이스의 선택에 따라 절전 모드로 전환할 수 있다.
수신 디바이스가 비예약 영역에서 일부 구간동안 전력 모드를 정상 모드로 유지함에 따라 송신 디바이스는 잔량의 데이터를 재전송한다(S24). 그리고, 수신 디바이스로부터 해당 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 수신한다(S25).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 채널 시간 확장 정보는 송신 디바이스가 전송하는 데이터 패킷의 MAC 헤더에 포함되어 수신 디바이스로 전송될 수 있으며, 이하 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다. 다만, 후술되는 채널 시간 확장 정보의 전송 형태는 MAC 제어 헤더 데이터 포멧을 예를 들어 설명하나, 데이터 패킷의 MAC 헤더가 아닌 다른 필드에 포함되거나 또는 독립적인 무선 신호로 전송될 수 있다.
도 11은 WVAN의 MAC 헤더의 데이터 포멧의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, WVAN 데이퍼 패킷은 MAC 헤더(50) 및 다수개의 서브 패킷들로 구성되는 패킷 바디 필드(51)로 구성된다. 데이터 패킷은 MAC 패킷과 동일한 의미로 사용될 수 있다. MAC 헤더(50)는 다시 MAC 제어 헤더(510), MAC 확장 헤더(520), 보안 헤더(530), 비디오 헤더(540), CP 헤더(55) 및 유보영역(560)으로 세분화된다. 도 11에 도시된 MAC 헤더는 HRP 채널을 통해 전송되는 데이터에 포함되는 MAC 헤더이다.
상기 MAC 확장 헤더(520)는 데이터를 전송하는데 사용되는 링크 중 전송 속도가 빠른 링크에 대한 정보, HRP 모드 및 LRP 모드에 관한 정보 및 하나 이상의 ACK 그룹을 포함한다. 상기 ACK 그룹은 상기 패킷 바디 필드에 포함되는 서브 패킷 각각에 대응된다.
상기 보안 헤더(530)는 패킷을 통해 전송되는 데이터의 암호화 또는 인증에 사용되는 키(key)를 식별하는 정보를 포함한다. 상기 CP 헤더(550)는 패킷에 대한 내용 보호 정보를 전달하는데 이용되는 것으로, CP 헤더의 형태는 해당 데이터에 사용되고 있는 내용 보호 방법에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 채널 시간 확장 정보는 상기 MAC 제어 헤더(410)에 포함될 수 있으며, 이하 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 제어 헤더 데이터 포멧의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, MAC 제어 헤더(510)의 일 예는 패킷 제어 필드(511), WVAN에서 A/V 데이터를 전송하고자 하는 송신 디바이스의 ID를 설정하기 위한 DestID 필드(512), 상기 전송되는 A/V 데이터를 수신하는 수신 디바이스의 ID를 설정하는 SrcID 필드(513), 상기 디바이스들이 포함된 WVAN 네트워크를 식별하기 위한 WVAN ID 필드(514), 스트림 인덱스 필드(515) 및 유보영역(517)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 송신 디바이스가 현재 데이터 전송을 위해 사용하는 CTB를 확장하고자 하는 경우, 예약영역의 CTB를 통해 전송하는 다수개의 데이터 패킷 중 어느 하나에 대하여, MAC 제어 헤더에 포함되는 유보영역(517)의 일부분을 채널 시간 확장(Channel Time Extension: CTE) 필드(516)로 정의하고 상기 채널 시간 확장 정보를 포함시킬 수 있다.
상기 CTE 필드에 1 bit가 할당되는 경우, '0'또는 '1'로 채널 시간 확장 정보를 전달할 수 있다. 예를 들어, CTE 필드에 해당하는 데이터가 '1'인 경우 송신 디바이스가 현재 사용하는 CTB를 비예약 영역의 일부분까지 확장한다는 것을 나타내고, '0'인 경우는 비예약영역에서 CTB를 사용하지 않는다는 것을 나타낸다. 송신 디바이스가 예약 영역에 연속하여 비예약 영역의 CTB를 사용하기 위해서는 예약 영역이 끝나기 전에 채널 시간 확장 정보를 전송하여야 한다. 따라서, 수신 디바이스가 수신한 MAC 패킷의 CTE 필드의 데이터가 '1'인 경우, 수신 디바이스는 송신 디바이스로부터 다음 MAC 패킷을 수신할 때까지 수신 디바이스의 전력 모드를 정상 모드로 유지할 수 있다. 수신 디바이스가 비예약 영역에서도 일정구간 동안 전력 모드를 정상 모드로 유지함에 따라 송신 디바이스는 데이터를 전송하거나 해당 구간에서 빔 서칭(beam serching) 과정을 수행할 수 있다. 다만, 수신 디바이스는 송신 디바이스로부터 CTE 필드의 데이터가 '1'인 채널 시간 확장 정보를 수신하더라도 수신 디바이스 선택에 따라 전력 모드를 절전 모드로 전환할 수 있다.
CTB 확장을 위한 채널 시간 확장 정보는 상술한 CTE 필드의 데이터 '1' 및 '0'을 바꿔 사용할 수 있다. 또는, CTE 필드에 2이상의 비트가 할당될 수 있으며, 이 경우 보다 구체적인 채널 시간 확장 정보를 전송할 수 있다.
이하. 도 13 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 WVAN에서의 슈퍼 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 송신 디바이스가 수신 디바이스로 예약 영역에서 HRP 채널을 통해 하나 이상의 데이터 패킷을 전송하면, 수신 디바이스는 수신된 데이터 패킷에 대한 ACK/NACK 신호를 LRP 채널을 통해 전송한다. 이때, 송신 디바이스가 첫번째 예약 영역(B1)에 포함된 CTB들을 통해 전송완료하지 못한 데이터 패킷(Data4)이 있는 경우, 예약 영역(B1)에서 전송되는 마지막 데이터 패킷(Data3)의 MAC 제어 헤더의 CTE 필드에 '1' 데이터를 포함하여 전송한다. 상기 데이터 패킷(Data3)을 수신한 수신 디바이스는 비예약 영역으로 설정된 채널 자원 구간에서도 전력 모드를 정상 모드로 유지한다. 그에 따라 송신 디바이스는 비예약 영역의 CTB를 사용하여 데이터 패킷(Data4)을 전송할 수 있다. 다음으로, 전송된 데이터 패킷(Data4)의 CTE 데이터가 '0'인 경우, 송신 디바이스가 더이상 비예약 영역의 CTB를 사용하지 않겠다는 것으로, 수신 디바이스는 이에 대한 ACK/NACK 신호를 전송하는 구간(C)까지 정상 모드 상태를 유지한다. 이후의 비예약 영역에서는 수신 디바이스의 전력 모드를 절전 모드로 전환할 수 있고, 송신 디바이스는 다음 예약 영역(B2)의 CTB를 통해 남은 데이터 패킷을 전송한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 WVAN에서의 슈퍼 프레임 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 송신 디바이스가 예약 영역(B1)의 CTB를 사용하여 마지막으로 전송한 데이터 패킷(Data2)의 MAC 제어 패킷에 CTE 정보를 '1'로 설정하여 수신 디바이스로 전송하는 경우, 수신 디바이스는 송신 디바이스가 비예약 영역의 CTB를 사용할 수 있도록 전력 모드를 정상 모드로 유지한다. 이때, 전송과정에서 데이터 패킷의 일부가 손실되거나 오류가 발생하여 수신 확인 신호가 NACK 신호인 경우, 송신 디바이스는 비예약 영역에서 확장된 채널 자원 구간을 통해 동일한 데이터 패킷을 재전송하거나 또는 해당 데이터 패킷이 손실된 상태로 다음 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 도 14에서는, NACK 신호를 수신한 송신 디바이스가 동일한 데이터 패킷(Data2)을 재전송한다. 이때, 데이터 패킷(Data2)에 동반되는 CTE 정보가 '1'이므로 수신 디바이스는 전력 모드를 정상 모드로 유지하고, 송신 디바이스는 다음 데이터 패킷(Data3)을 전송한다. 이때, 데이터 패킷(Data3)에 포함된 CTE 정보가 '0'인 경우, 송신 디바이스가 더이상 비예약 영역의 CTB를 사용하지 않는다는 것으로, 수신 디바이스는 이후의 비예약 영역에서 절전 모드로 전환한다. 따라서, 송신 디바이스가 사용하는 CTB는 C구간만큼 확장된다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 WVAN에서의 슈퍼 프레임 구조의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
상술한 실시예들과 마찬가지로, 도 15에서도 송신 디바이스는 예약 영역에서 전송하는 마지막 데이터 패킷(Data2)에 포함된 채널 시간 확장 정보를 '1'로 설정하여 비예약 영역에 포함된 CTB 사용을 수신 디바이스에게 전달할 수 있다. 채널 시간 확장 정보는 비예약 영역에서 전송되는 데이터 패킷(Data3)에도 포함될 수 있다. 수신 디바이스는 '1'로 설정된 채널 시간 확장 정보를 수신함에 따라, 데이터 패킷의 전송이 이루어지는 CTB에서 전력 모드를 정상 모드로 유지한다. 이때, 송신 디바이스는 정상 모드의 비예약 영역 CTB에서 빔 서칭(Beam Searching)을 수행할 수도 있다. 송신 디바이스가 더이상 비예약 영역에서의 CTB 사용이 불필요한 경우 상기 채널 시간 확장 정보는 '0'으로 설정하여 전송하면, 수신 디바이스는 남은 비예약 영역에서 전력 모드를 절전 모드로 전환한다.
상기 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명한 실시예에서, 수신 디바이스가 채널 시간 확장 정보를 수신하고도 전력 모드를 절전 모드로 전환하는 경우, 송신 디바이스는 다음 예약 영역(B2)의 CTB를 사용하여 데이터 패킷을 전송하고 그 다음 비예약 영역(A3)에 대한 CTB 사용범위의 확장을 시도할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 WVAN 슈퍼 프레임의 비예약 영역 활용과 관련하여, 수신 디바이스에서 채널 시간 확장 정보에 대한 응답 메시지를 전송하는 방법에 대하여 도 16을 참조하여 설명하도록 한다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 WVAN에서 할당된 채널 자원 범위를 확장하여 데이터를 전송하는 형태의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 송신 디바이스가 조정기로부터 할당받은 채널 자원을 사용하여 WVAN 슈퍼프레임의 예약 영역을 통해 수신 디바이스로 A/V 데이터를 전송하면서 채널 시간 확장 정보를 전송하는 단계(S20 내지 S22)는 도 10에 도시된 과정과 동일하다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 송신 디바이스로부터 현재 사용하는 CTB 확장을 위한 채널 시간 확장 정보를 수신한 수신 디바이스는 수신한 정보에 따라 전력 모드를 조정할 것 인지를 결정한다(S30). 수신 디바이스가 수신 디바이스 상태에 따라 정상 모드를 유지할 것인지 또는 절전 모드로 전환할 것인지를 결정하면, 결정사항을 토대로 응답 메시지를 생성한다. 그리고, 생성된 응답 메시지를 송신 디바이스로 전송한다(S31). 이후, 송신 디바이스가 수신 디바이스로 데이터를 전송하는 단계(S32)는, 수신 디바이스로부터 채널 시간 확장 정보에 따라 전력 모드를 정상 모드로 유지하겠다는 응답 메시지를 수신하는 경우, 비예약 영역을 통해 데이터 전송이 수행될 수 있다. 반면, 송신 디바이스가 수신 디바이스로부터 절전 모드로 전환하겠다는 거절의 응답 메시지를 수신하는 경우에는 다음 예약 영역을 통한 데이터 전송이 이루어진다.
상기 응답 메시지는 수신 디바이스가 송신 디바이스로 전송하는 전송 데이터 ACK/NACK 신호에 포함될 수 있는 바, 도 17을 참조하여 설명하도록 한다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따라 채널 시간 확장 정보에 따른 응답 메시지가 전송되는 데이터 패킷의 일 예를 나타내는 도면이다.
일반적으로, WVAN에서 디바이스간 데이터 송수신은 HRP 채널을 통해 이루어지고, 비컨 또는 ACK/NACK 신호의 송수신은 LRP 채널을 통해 이루어진다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수신 디바이스는 ACK/NACK 신호 역시 HRP 채널을 통해 전송할 수 있고, 도 17에 도시된 것처럼 HRP ACK 패킷으로 전송될 수 있다.
송신 디바이스로부터 A/V 데이터를 수신하는 수신 디바이스가 전송하는 HRP ACK 패킷은 MAC 제어 헤더 필드(60) 및 HRP ACK 헤더 필드(61)로 구성된다.
상기 MAC 제어 헤더(60)의 일 예는 패킷 제어 필드(601), WVAN에서 ACK/NACK 신호를 전송하고자 하는 수신 디바이스의 ID를 설정하기 위한 DestID 필드(602), 상기 전송되는 ACK/NACK 신호를 수신하는 송신 디바이스의 ID를 설정하는 SrcID 필드(603), 상기 디바이스들이 포함된 WVAN 네트워크를 식별하기 위한 WVAN ID 필드(604), 스트림 인덱스 필드(605) 및 다른 여분의 데이터 등을 전송할 수 있는 유보영역(607)을 포함한다. 송신 디바이스로부터 전송된 채널 시간 확장 정보에 따른 것인지 결정한 수신 디바이스는 상기 유보영역(607)의 일부분을 채널 시간 확장 정보에 따른 응답 정보를 전송하기 위한 'CTE Confirm(CTEC)' 필드(606)로 할당할 수 있다. CTEC 필드는 설명의 편의를 위해 지칭되는 것으로, 채널 시간 확장 정보에 대한 응답 정보를 전송하는 필드는 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.
상기 CTEC 필드에 1 bit가 할당되는 경우, '0' 또는 '1'로 수신 디바이스에서 결정된 비예약 영역으로의 채널 자원 확장 여부를 전달할 수 있다. 예를 들어, CTEC 필드에 해당하는 데이터가 '1'인 경우 수신 디바이스는 채널 시간 확장 정보에 따라 전력 모드를 정상 모드로 유지하고 데이터 수신을 준비하는 상태를 나타낸다. 반면, '0'인 경우는 채널 자원 범위를 확장하지 않는다는 것으로, 수신 디바이스는 해당 ACK 신호 전송 후 절전 모드로 전환할 것이라는 정보를 나타낸다. 상술한 예와 반대로 데이터가 '1'인 경우 절전 모드로의 전환을 나타내고, '0'인 경우 정상 모드의 유지를 나타내는 것도 가능하다.
또한, 상기 CTEC 필드에 더 많은 비트를 할당하는 경우, 수신 디바이스의 응답 형태도 보다 다양하게 나타낼 수 있으며, 송신 디바이스의 채널 자원 확장 요청을 거부하는 경우에는 거부원인도 함께 나타낼 수 있다.
이와 같이, 수신 디바이스가 송신 디바이스에 상기 채널 시간 확장 정보에 따른 결정사항을 응답하면, 송신 디바이스는 동일한 요청을 반복하는 것 없이, 다음 예약 영역을 통한 데이터 전송을 준비할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 WVAN에서의 슈퍼 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18을 참조하면, 수신 디바이스는 송신 디바이스로부터 전송되는 채널 시간 확장 정보(CTE=1)에 대하여 수락 또는 거절의 응답 메시지를 HRP 채널을 통한 HRP ACK 신호에 포함하여 전송할 수 있다.
송신 디바이스가 예약 영역(B1)의 CTB를 통해 마지막으로 전송하는 데이터 패킷(Data2)의 MAC 헤더에 채널 시간 확장 정보(CTE=1)를 포함하여 전송하고 수신 디바이스가 상기 채널 시간 확장 정보에 따라 전력 모드를 조정하려는 경우, 전송된 데이터 패킷(Data2)에 대한 ACK 신호의 MAC 헤더에 응답 신호(CTEC=1)를 포함하여 전송한다. CTEC 데이터가 '1'인 것은 상술한 것처럼 송신 디바이스의 채널 시간 확장 정보에 따라 수신 디바이스의 전력 모드를 정상 모드로 유지한다는 응답이다. 따라서, 송신 디바이스는 비예약 영역의 일부 CTB(C구간)까지 채널 자원을 확장하여 데이터 패킷(Data3)를 전송할 수 있다.
한편, 수신 디바이스가 상기 채널 정보 확장 정보에 따르지 않으려는 경우, 도 18을 참조하면, 예약 영역(B2)에서 마지막 데이터 패킷(Data5)의 MAC 헤더의 CTE 필드 데이터를 '1'로 설정하여 전송하였을 때, 수신 디바이스는 전송된 데이터 패킷(Data5)에 대한 ACK 신호의 MAC 헤더에 포함되는 CTEC 필드 데이터를 '0'으로 설정하여 전송할 수 있다. 즉, 비예약 영역이 시작되면서 수신 디바이스의 전력 모드를 절전 모드로 전환한다는 응답을 하는 것이다.
수신 디바이스가 송신 디바이스로 전송하는 상기 응답 메시지는 LRP 채널을 통한 ACK/NACK 신호에 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우에도, 응답 메시지는 LRP 채널을 통한 omni ACK 패킷의 MAC 제어 헤더에 포함되어 전송될 수 있다. MAC 제어 헤더의 데이터 포멧은 도 17에서 설명된 데이퍼 포켓과 동일하므로, 이에 관한 설명은 생략한다.
상기 응답 메시지는 ACK/NACK 신호를 통해서만 전송되는 것은 아니고, 다른 신호를 통해서도 전송될 수 있으며, ACK/NACK 신호에서도 다른 필드에 포함되어 전송될 수 있다.
이와 같이, 수신 디바이스가 송신 디바이스로 별도의 응답 메시지를 전송하게 되면 송신 디바이스는 수신 디바이스의 전력 모드를 정확하게 확인할 수 있어, 오류 발생율을 감소시킬 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크의 디바이스를 포함하는 방송 신호 처리 시스템의 실시예를 나타낸 도면이다.
무선 네트워크의 디바이스는 방송국이나 케이블 위성 등으로부터 안테나를 통해 입력받은 A/V 데이터를 이하 후술되는 수행과정을 거쳐 재생할 수 있다. 또한, 상기 디바이스가 무선 네트워크상에서 소스 디바이스 또는 송신 디바이스로 작동하는 경우 자신이 수신받은 A/V 데이터를 적어도 하나 이상의 싱크 디바이스 또는 수신 디바이스로 원격 전송할 수 있다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 WVAN 송신 디바이스가 포함된 방송 신호 처리 시스템은 송신 디바이스(70), 리모트 콘트롤러(remote controller; 71), 로컬 저장 장치(72), 수신 디바이스(74)와 무선 통신을 수행하기 위한 네트워크 장치(73)를 포함한다.
A/V 데이터를 전송하는 송신 디바이스(70)는 수신부(701), 복조부(702), 디코딩부(703), 디스플레이부(704), 제어부(705), 채널자원 제어 모듈(706), 그래픽 처리부(707), 송신부(708) 및 제어신호 통신부(709)를 포함할 수 있다. 도 19의 예에서, 송신 디바이스는 로컬 저장 장치(72)를 더 포함하는데, 로컬 저장 장치(72)가 입출력 포트를 포함하는 송신부(708)와 직접 연결된 예를 개시하지만, 로컬 저장 장치는 송신 디바이스(70) 내부에 마운트된 저장 장치일 수 있다.
송신부(708)는 유무선의 네트워크 장치(73)와 통신할 수 있고, 네트워크 장치(73)를 통해 무선 네트워크상에 존재하는 적어도 하나 이상의 수신 디바이스(74)와 연결될 수 있다. 제어신호 통신부(709)는 사용자 제어 기기, 예를 들면 리모트 콘트롤러 등에 따라 사용자 제어 신호를 수신하고 수신한 신호를 제어부(705)로 출력할 수 있다.
수신부(701)는 지상파, 위성, 케이블, 인터넷 망 중 적어도 하나를 통해 특정 주파수의 방송 신호를 수신하는 튜너일 수 있다. 수신부(701)는 방송 소스 예를 들어, 지상파, 케이블, 위성, 개인 방송별로 각각 구비될 수도 있고, 통합 튜너일 수도 있다. 또한 수신부(701)가 지상파 방송용 튜너라고 가정할 경우, 적어도 하나의 디지털 튜너와 아날로그 튜너를 각각 구비할 수도 있고, 디지털/아날로그 통합 튜너일 수도 있다.
또한, 수신부(701)는 유무선의 통신을 통해 전달되는 IP(Internet Protocol) 스트림을 수신할 수도 있다. IP 스트림을 수신할 경우 수신부(701)는 수신되는 IP 패킷과 수신기가 전송하는 패킷에 대하여 소스와 목적지 정보를 설정하는 IP 프로토콜에 따라 송수신 패킷을 처리할 수 있다. 수신부(701)는, IP 프로토콜에 따라 수신된 IP 패킷에 포함된 비디오/오디오/데이터 스트림을 출력할 수 있고, 네트워크로 송신할 트랜스포트 스트림을 IP 프로토콜에 따라 IP 패킷으로 생성하여 출력할 수 있다. 수신부(701)는 외부에서 입력되는 영상 신호를 수신하는 구성요소로서, 예를 들면 외부로부터 IEEE 1394 형식의 비디오/오디오 신호 입력이나, HDMI와 같은 형식의 스트림을 입력받을 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 송신 디바이스가 수신 디바이스로 채널 시간 확장 정보를 전송하는 경우 상기 수신부(701)를 통해 수신 디바이스로부터 채널 시간 확장 정보에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.
복조부(702)는 수신부(701)를 통해 입력되는 데이터 중 방송 신호나 수신 디바이스에서 전송한 방송신호를 변조 방식의 역으로 복조한다. 복조부(702)는 방송 신호를 복조하여 방송 스트림을 출력한다. 수신부(701)가 스트림 형식의 신호를 수신할 경우, 예를 들면 IP 스트림을 수신할 경우 IP 스트림은 복조부(702)를 바이패스하고 디코딩부(703)로 출력된다.
디코딩부(703)는 오디오 디코더와 비디오 디코더를 포함하며, 복조부(702)에서 출력되는 방송 스트림을 디코딩 알고리즘으로 디코딩한 후 디스플레이부(704)로 출력한다. 이때 복조부(702)와 디코딩부(703) 사이에는 각 스트림을 해당 식별자에 따라 분리하는 역다중화기(도시되지 않음)가 더 포함될 수 있다. 상기 역다중화기는 방송 신호를 오디오 요소 스트림(ES)과 비디오 요소 스트림(ES)으로 구분하여 디코딩부(703)의 각각의 디코더로 출력할 수 있다. 또한 하나의 채널에 복수개의 프로그램이 다중화되어 있는 경우, 사용자가 선택한 프로그램의 방송 신호만을 선택하여 비디오 요소 스트림과 오디오 요소 스트림으로 구분할 수 있다. 만일 복조된 방송 신호에 데이터 스트림이나 시스템 정보 스트림이 포함되어 있다면, 이것도 역다중화기에서 분리되어 해당 디코딩 블록(미도시)으로 전달된다.
디스플레이부(704)는 수신부(701)로부터 수신한 방송 콘텐츠, 로컬 저장 장치(72)에 저장된 콘텐츠를 표출할 수 있다. 그리고, 제어부(705)의 제어 명령에 따라 저장 장치의 마운트 여부 및 잔여 용량에 관련된 정보를 표출하는 메뉴를 디스플레이하고 사용자의 제어에 따라 동작될 수 있다.
제어부(705)는 예시한 구성 요소(수신부, 복조부, 디코딩부, 디스플레이부, 그래픽 처리부, 네트워크 제어 모듈, 인터페이스부) 등의 동작을 제어할 수 있다. 그리고, 사용자의 제어 명령을 수신하는 메뉴를 표출시키고, 사용자에게 방송 신호 처리 시스템의 각종 정보나 메뉴를 표출하는 애플리케이션 등을 구동시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(705)는, 로컬 저장 장치(72) 가 마운트된 경우 로컬 저장 장치(72)에 저장된 콘텐츠를 읽어오도록 할 수 있다. 그리고, 제어부(705)는, 로컬 저장 장치(72)가 마운트된 경우 수신부(701)로부터 수신한 방송 콘텐츠를 로컬 저장 장치(72)에 저장하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(705)는 로컬 저장 장치(72) 가 마운트되었는지 여부에 따라 로컬 저장 장치(72)가 마운트하도록 제어하는 신호를 출력할 수 있다.
제어부(705)는 로컬 저장 장치(72) 의 잔여 저장 용량을 체크하고, 이에 대한 정보를 사용자에게 디스플레이부(704) 또는 그래픽 처리부(707)를 통해 디스플레이부(704)상에 표출되도록 할 수 있다. 그리고, 제어부(705)는 로컬 저장 장치(72)에 잔여 저장 용량이 부족한 경우, 원격 저장 장치 등에 로컬 저장 장치(72)에 저장된 콘텐츠를 옮겨 저장하도록 할 수 있다. 이 경우 제어부(705)는 로컬 저장 장치(72)의 잔여 저장 용량이 부족한 경우 사용자에게 디스플레이부(704)를 통해 다른 로컬 저장 장치(미도시)나 원격의 저장 장치 등에 로컬 저장 장치(72)에 저장된 콘텐츠를 옮겨 저장할지 여부를 나타내는 메뉴를 표출할 수 있다. 그리고 그에 대한 사용자의 제어 신호를 수신하여 처리할 수 있다. 따라서, 제어부(705)는 로컬 저장 장치(72)와 그 이외에 직접 또는 원격으로 마운트된 저장 장치에 저장된 콘텐츠를 서로 이동시켜 저장시키도록 할 수 있다.
채널자원 제어 모듈(706)은 송신 디바이스가 WVAN에서 수신 디바이스로 데이터를 전송하기 위해 조정기로부터 채널 자원을 할당받는 것 이외에 비예약 영역의 일부분까지 채널 자원을 확장할 수 있도록 제어한다. 채널 자원의 일 예로, 채널 시간을 들 수 있으며, 예약 영역 및 비예약 영역은 하나 이상의 CTB들로 구성된다. 일반적으로, 송신 디바이스는 조정기부터 채널 자원을 할당받은 예약 영역에서 다른 디바이스로 데이터 등을 전송할 수 있고, 비예약 영역에서는 다른 디바이스와 경쟁방식에 따라 해당 구간을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 채널자원 제어 모듈은 비예약 영역을 통해 데이터를 전송하고자 하는 경우, 채널 시간 확장 정보를 생성하고 이를 수신 디바이스로 전송하도록 제어한다. 이에 따라, 다른 디바이스와의 경쟁 방식이 아닌 특정 디바이스의 사용구간으로 비예약 영역을 활용할 수 있다.
한편, 채널 자원 제어 모듈(706)에서 수행되는 채널 자원 제어방식은 제어부(705)에서 수행될 수 있으며, 채널 자원 제어 모듈(706)에서 채널 시간 확장 정보를 생성하여 송신부를 통해 수신 디바이스로 전송하고 수신 디바이스가 그에 따라 전력 모드를 조정하면 제어부(705)에서 확장된 채널 자원을 통해 데이터를 전송하도록 제어할 수 있다.
도 19에서, 설명의 편의를 위해 제어부(705)와 채널자원 제어 모듈(706)이 별도로 구비되는 예를 개시하지만, 점선으로 표시된 부분과 같이 하나의 시스템 칩으로 구현될 수도 있다.
그래픽 처리부(707)는 디스플레이부(704)가 표출하는 비디오 이미지에 메뉴 화면 등을 표출할 수 있도록 표출할 그래픽을 처리하여 디스플레이부(704)에 함께 표출되도록 제어할 수 있다.
송신부(708)는 유무선 네트워크를 통해 적어도 하나 이상의 수신 디바이스(74)에 데이터를 전송할 수 있으며, 디바이스간 양방향 통신을 수행할 수 있도록 인터페이스부를 포함할 수 있다. 송신 디바이스는 조정기로부터 채널자원이 할당되면 할당된 채널 자원범위내에서 송신부(708)를 통해 수신 디바이스로 데이터 등을 전송한다.
인터페이스부는 유무선 네트워크를 통해 적어도 하나 이상의 제2 디바이스(74)와 인터페이스 할 수 있으며, 이더넷(ethernet) 모듈, 블루투스 모듈, 근거리 무선인터넷 모듈, 휴대 인터넷 모듈, 홈 PNA 모듈, IEEE1394 모듈, PLC 모듈, 홈 RF 모듈, IrDA 모듈 등을 예로 들 수 있다. 한편, 송신부(708)는 원격의 저장 장치에 전원을 온 시킬 수 있는 제어 신호를 출력시킬 수 있다. 예를 들어, 송신부(708)는 도 19에는 도시되어 있지 않지만, 별도의 원격 저장 장치가 통신하는 네트워크 인터페이스부에 WOL 신호를 전송하여 원격의 저장 장치의 전원을 온(on)시킬 수 있다.
이상에서 사용된 용어들은 다른 것들로 대치될 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 사용자 장치(또는 기기), 스테이션(station) 등으로 변경될 수 있고, 조정기는 조정(또는 제어) 장치, 조정(또는 제어) 디바이스, 조정(또는 제어) 스테이션, 코디네이터(coordinator), PNC(piconet coordinator) 등으로 변경되어 사용될 수 있다. 또한, 조정기로부터 일정범위의 채널 자원을 할당받아 다른 디바이스로 데이터를 전송하는 디바이스는 "Originator" 또는 상기 데이터를 수신하는 디바이스와의 관계에서 송신 디바이스 등으로 변경될 수 있고, 데이터를 수신하는 디바이스는 "Target" 또는 상기 데이터를 전송하는 디바이스와의 관계에서 수신 디바이스 등으로 변경되어 사용될 수 있다. 또한, 데이터 패킷은 데이터 블록 또는 데이터 유닛으로 변경되어 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 WPAN의 구성 예를 도시한 것이다.
도 2는 피코넷에서 사용되는 수퍼프레임(superframe)의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 WVAN의 구성의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 WVAN에서 사용되는 HRP 채널과 LRP 채널들의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 WVAN에서 사용되는 슈퍼 프레임 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 6은 WVAN에서 사용되는 슈퍼 프레임 구조의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 WVAN의 디바이스에 구현된 프로토콜 계층구조를 도시한 도면이다.
도 8은 WVAN의 송신 디바이스가 조정기로부터 채널 자원을 할당받아 수신 디바이스로 데이터를 전송하는 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
도 9는 WVAN에서 사용되는 슈퍼 프레임 구조에 다른 수신 디바이스의 전력 모드를 설명하기 위한 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 WVAN에서 할당된 채널 자원 범위를 확장하여 데이터를 전송하는 형태의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
도 11은 WVAN의 MAC 헤더 데이터 포멧의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 제어 헤더 데이터 포멧의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 WVAN에서의 슈퍼 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 WVAN에서의 슈퍼 프레임 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 WVAN에서의 슈퍼 프레임 구조의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 WVAN에서 할당된 채널 자원 범위를 확장하여 데이터를 전송하는 형태의 일 예를 나타내는 절차 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 HRP ACK 패킷 데이터 포멧의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 WVAN에서의 슈퍼 프레임 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 WVAN의 디바이스를 포함하는 방송 신호 처리 시스템의 실시예를 나타낸 도면이다.

Claims (29)

  1. 무선 네트워크의 송신 디바이스에서의 데이터 전송 방법에 있어서,
    조정기(cordinator)로부터 할당받은 채널 자원이 포함된 예약 영역을 통해 수신 디바이스로 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 전송하는 단계; 및
    상기 조정기가 특정 디바이스에게 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하기 위하여, 상기 수신 디바이스로 채널 시간 확장 정보를 전송하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널 자원은 적어도 하나 이상의 채널 시간 블럭(Channel Time Block)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 채널 시간 확장 정보는 상기 예약영역을 통해 전송되는 상기 적어도 하나 이상의 데이터 패킷 중 마지막 데이터 패킷에 포함되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 채널 시간 확장 정보는 상기 마지막 데이터 패킷의 MAC 헤더에 포함되 는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신 디바이스로 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수신 디바이스로부터 상기 채널 시간 확장 정보에 따른 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 응답 메시지가 채널 시간 확장에 대하여 수락하는 정보를 포함하는 경우,
    상기 송신 디바이스는 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 응답 메시지가 채널 시간 확장에 대하여 거절하는 정보를 포함하는 경우,
    상기 송신 디바이스는 상기 채널 시간 확장 정보를 전송한 예약 영역이 아닌 다른 예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 응답 메시지는 상기 수신 디바이스로부터 수신되는 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인(ACK/NACK) 신호에 포함되는 것을 특징으로 하는, 데이터 전송 방법.
  10. 무선 네트워크의 송신 디바이스에서의 데이터 전송 방법에 있어서,
    조정기(cordinator)로부터 할당받은 하나 이상의 채널 시간 블럭(Channel Time Block)이 포함된 예약 영역을 통해 수신 디바이스로 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 전송하는 단계;
    상기 조정기가 특정 디바이스로 채널 시간 블럭을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하기 위하여,상기 수신 디바이스로 채널 시간 확장 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 수신 디바이스로 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함하는, 데이터 전송 방법.
  11. 무선 네트워크의 수신 디바이스에서의 데이터 수신 방법에 있어서,
    조정기(Coordinator)로부터 할당받은 채널 자원이 포함된 예약 영역을 통해 송신 디바이스로부터 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 수신하는 단계; 및
    상기 조정기가 특정 디바이스로 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하기 위한 채널 시간 확장 정보를 상기 송신 디바이스로부터 수신하는 단계를 포함하는, 데이터 수신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 채널 자원은 하나 이상의 채널 시간 블럭(Channel Time Block)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 채널 시간 확장 정보는 상기 예약영역을 통해 수신되는 상기 적어도 하나 이상의 데이터 패킷 중 마지막 데이터 패킷에 포함되는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 채널 시간 확장 정보는 상기 마지막 데이터 패킷의 MAC 헤더에 포함되는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 수신된 채널 시간 확장 정보에 응하여 전력 모드를 절전모드로 전환하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 송신 디바이스로부터 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 수신된 채널 시간 확장 정보에 응하여 전력 모드를 절전모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 송신 디바이스로부터 상기 채널 시간 확장 정보를 수신한 예약 영역이 아닌 다른 예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 채널 시간 확장 정보에 대한 응답 메시지를 상기 송신 디바이스로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 응답 메시지가 전력 모드를 절전모드로 전환하지 않는다는 정보를 포함 하는 경우,
    상기 송신 디바이스로부터 상기 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 응답 메시지가 전력 모드를 절전모드로 전환한다는 정보를 포함하는 경우,
    상기 송신 디바이스로부터 상기 채널 시간 확장 정보를 수신한 예약 영역이 아닌 다른 예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 응답 메시지는 상기 수신 디바이스가 상기 송신 디바이스로 전송하는 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인(ACK/NACK) 신호에 포함되는 것을 특징으로 하는, 데이터 수신 방법.
  23. 무선 네트워크의 수신 디바이스에서의 데이터 수신 방법에 있어서,
    조정기(Coordinator)로부터 할당받은 하나 이상의 채널 시간 블록(Channel Time Block)이 포함된 예약 영역을 통해 송신 디바이스로부터 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 수신하는 단계;
    상기 조정기가 특정 디바이스로 채널 시간 블록을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 수신하기 위한 채널 시간 확장 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 송신 디바이스로부터 상기 비예약 영역의 채널 시간 블록을 통해 데이터 패킷을 수신하는 단계를 포함하는, 데이터 수신 방법.
  24. 무선 네트워크에서 데이터를 전송하는 송신 디바이스에 있어서,
    조정기로부터 할당받은 채널 자원이 포함된 예약 영역을 통해 수신 디바이스로 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 전송하는 송신부;
    상기 조정기가 특정 디바이스로 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 데이터 패킷을 전송하기 위한 채널 시간 확장 정보를 생성하고, 상기 채널 시간 확장 정보를 상기 수신 디바이스로 전송하도록 제어하는 채널 자원 제어 모듈; 및
    상기 수신 디바이스로의 데이터 패킷 전송 여부를 제어하는 제어부를 포함하는, 송신 디바이스.
  25. 제24항에 있어서,
    수신부를 더 포함하되,
    상기 수신부는 상기 수신 디바이스로부터 상기 채널 시간 확장 정보에 대한 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는, 송신 디바이스.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 응답 메시지가 채널 시간 확장에 대하여 수락하는 정보를 포함하는 경우, 상기 비예약 영역을 통해 상기 수신 디바이스로 데이터 패킷을 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 송신 디바이스.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 응답 메시지가 채널 시간 확장에 대하여 거절하는 정보를 포함하는 경우, 상기 채널 시간 확장 정보를 전송한 예약 영역이 아닌 다른 예약 영역을 통해 상기 수신 디바이스로 데이터 패킷을 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 송신 디바이스.
  28. 무선 네트워크에서 데이터를 수신하는 수신 디바이스에 있어서,
    조정기가 특정 디바이스로 채널 자원을 할당하지 않는 비예약 영역을 통해 송신 디바이스로부터 적어도 하나 이상의 데이터 패킷을 수신하기 위한 채널 시간 확장 정보를 수신하는 수신부; 및
    상기 채널 시간 확장 정보에 따라 상기 비예약 영역에서의 전력 모드를 절전모드로 전환하지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는, 수신 디바이스.
  29. 제28항에 있어서,
    송신부를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 전력모드를 상기 절전모드로 전환하지 않는다는 정보를 포함하는 응답 메시지를 생성하고 상기 송신부를 통해 상기 응답 메시지를 상기 송신 디바이스로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 수신 디바이스.
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