KR20110109738A - 가시광 통신 시스템에서 슬립 모드 설정에 따른 가시 프레임 전송 방법 및 장치 - Google Patents

가시광 통신 시스템에서 슬립 모드 설정에 따른 가시 프레임 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가시광 통신 장치가 슬립 모드의 설정 여부에 따라 선택적으로 가시 프레임의 출력 여부를 결정하는 것으로, 슬립 모드의 종류에 상관없이 슬립 모드가 유지되는 동안에는 가시 프레임의 출력을 제한하거나, 슬립 모드의 종류에 따라 선택 적으로 가시 프레임 출력을 제한한다.

Description

가시광 통신 시스템에서 슬립 모드 설정에 따른 가시 프레임 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING VISIBILITY FRAME ACCORDING TO SLEEP MODE IN VISIBLE LIGHT COMMUNICATION}
본 발명은 가시광 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 슬립 모드 설정에 따른 가시 프레임 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 들어, RF(Radio Frequency) 대역 주파수 고갈, 여러 무선 통신 기술 간의 혼선 가능성, 통신의 보안성 요구 증대, 4G 무선 기술의 초고속 유비쿼터스 통신 환경 도래 등으로 인하여 RF 기술과 상호 보완적인 광무선 기술에 대한 관심이 증가하고 있어 가시광 LED를 이용한 가시광 무선 통신에 대한 연구가 여러 기업 및 연구소 등에서 진행되고 있다.
눈에 보이는 가시광선을 이용해서 정보를 전달하는 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)은 안전하며 그 사용 대역이 넓고 규제를 받지 않고 자유롭게 사용할 수 있다는 장점이 있다. 또한 광이 도달하는 장소나 진행하는 방향을 눈으로 볼 수 있기 때문에 정보의 수신범위를 정확하게 알 수 있다는 장점이 있다. 따라서 보안 측면에서도 신뢰할 수 있고, 전력 소모 측면에서도 저전력으로 구동시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 가시광 통신은 RF(Radio Frequency) 사용이 제한된 병원, 비행기에서도 적용이 가능하며, 또한 전광판을 이용한 부가 정보 서비스도 제공 가능하다.
일반적으로 가시광 통신 시스템은 다양한 가시광 통신 장치들로 이루어지며, 예를 들어, 기지국과 가시광 통신 단말을 포함한다. 기지국은, LED 또는 LD(Lager Diode) 및 PD(Photo Diode)를 포함하여 조명의 역할과 동시에 가시광을 사용하여 데이터 송수신을 수행하는 하나 이상의 광원과, 상기 하나 이상의 광원을 통해 송수신되는 데이터를 처리하는 통신 제어 장치를 포함하여 액세스 포인트의 역할도 수행할 수 있으며, 가시광 통신 단말과 데이터를 송수신한다. 가시광 통신 단말은 가시광 송수신 모듈을 구비하여 상기 광원을 통해 기지국과 데이터 송수신을 수행한다. 가시광 통신 단말은 휴대폰, PDA와 같은 휴대 단말기나 데스크탑 형태의 고정형 단말기 등이 될 수 있으며, 가시광 통신 단말 간에 가시광을 이용한 데이터 송수신도 가능하다. 부가적으로 가시광 통신은 유,무선의 다른 통신 매체를 사용한 통신 시스템과 결합하여 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.
이러한 가시광 통신 시스템은 사용자 이용의 효율성 및 편리성을 증대시키기 위해 다양한 통신 방식을 지원한다. 예를 들어, 기존 통신시스템과 같이 데이터를 전송하는 구간이 아닌 구간에서 가시광 통신 단말의 전력 소비를 줄이기 위해 슬립 모드(sleep mode)를 적용한다. 슬립 모드가 설정되면, 슬립 구간에는 데이터를 송수신 하지 않고, 리스닝(listening) 구간에만 데이터를 송수신하기 때문에 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다. 때문에, 가시광 통신 단말 또는 가시광 통신 장치 간에 상호 협력(association) 후 슬립 모드를 설정하여, 가시광 통신 단말의 전력 소모를 줄인다.
다른 예로, 가시광 통신 시스템에서 가시 효과를 위해 가시광 통신 장치 간에 가시 프레임(visibility frame)을 이용한다. 가시 프레임은 가시광 통신 장치가 데이터를 전송하지 않거나, 데이터를 송수신하는 가시광 통신 장치 간에 부정합(misalignment)이 발생되거나, 또는 데이터에 대한 전송 에러가 발생하였을 때, 해당 가시광 통신 장치에서 출력될 수 있다. 이러한 가시 프레임은 특정 데이터 전송을 위한 프레임이 아니기 때문에, 최소한의 식별 정보만을 포함하며, 시각적으로 식별 가능한 광 파장 대역이 사용된다.
이러한 가시 프레임 다음과 같은 효과를 가질 수 있다. 가시광 통신 시스템의 송신단에 해당하는 가시광 통신 장치에서 데이터를 전송하면, 송신단은 광을 이용한 데이터를 전송하기 때문에 수신단 보다 더 밝게 보이게 된다. 반면 수신단은 수신만 하기 때문에 빛이 푸르스름하게 떨리는 현상이 나타난다. 또한 데이터가 전송되지 않는 구간에서는 광원의 밝기가 감소되는 현상이 나타난다. 이러한 경우 가시광 통신 장치가 데이터를 송신하지 않을 때 가시 프레임을 출력하게 되면, 송수신단의 밝기가 일정하게 유지될 수 있다.
종래의 슬립 모드에서 슬립 구간과 리스닝 구간은 그 기간이 고정되며, 주기적으로 반복된다. 그런데 슬립 모드는 전송할 데이터가 없는 경우에 설정되기 때문에, 리스닝 구간에도 실제 데이터는 송수신되지 않을 수 있다. 이에 따라 슬립 구간 또는 리스닝 구간이 적응적으로 변동될 필요성이 있다.
그리고 가시 프레임은 데이터 전송이 이루어지지 않는 경우에 출력되기 때문에, 슬립 모드에서도 출력될 수도 있다. 이 경우 가시 프레임으로 인해 단말의 전력소비가 높아 질 수 있다. 때문에 가시광 통신시스템에서 슬립 모드의 설정 및 그에 따른 가시광 통신 단말의 동작 과정은 여러 가지 상황을 고려하여 결정될 필요가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가시 효과를 유지하면서도, 가시광 통신 장치의 전력 소비를 절감할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 전송할 데이터 양 또는 시점에 따라 적응적으로 슬립 모드를 설정하고, 가시 프레임을 전송 여부를 선택 할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 통신 환경에 따라, 슬립 모드에서 적응적으로 가시 프레임을 전송하여 전력 소비를 절감할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
한편, 본 발명은 가시광 통신 장치가 슬립 모드를 설정하는 과정과, 상기 슬립 모드가 설정되는 전체 구간 중 적어도 일부 구간 동안 가시 프레임 전송을 제한하는 과정을 포함한다.
본 발명은 전송할 데이터 양 또는 시점에 따라 적응적으로 슬립 모드를 설정하고, 슬립 모드 설정 여부에 따라 가시 프레임을 전송 여부를 선택 할 수 있게 함으로써, 가시 효과를 유지하면서도, 가시광 통신 장치의 전력 소비를 절감할 수 있다. 또한 본 발명은 통신 환경에 따라 슬립 모드에서 적응적으로 가시 프레임을 전송하여 전력 소비를 절감할 수 있다.
도1은 일반적인 슬립 모드 설정 과정을 나타낸 도면,
도2는 가시 프레임 전송의 일예를 나타낸 도면,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 시스템을 나타낸 도면,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치의 구성을 나타낸 도면,
도5a와 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 슬립 모드 설정에 따른 가시 프레임 전송 제한 구간을 나타낸 도면,
도6a 내지 도8c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 슬립 모드 설정 과정을 나타낸 도면,
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광 통신 장치의 동작 과정을 나타낸 도면,
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시 프레임 출력 과정을 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도1은 종래의 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication)을 이용한 슬립 모드 설정 과정을 나타낸다. 도1은 가시광 통신 단말 A(이하, 단말 A)(10)에서 가시광 통신 단말 B(이하, 단말 B)(20)로 데이터가 전송되는 경우를 가정한 것으로, 이에 따라, 단말 A(10)는 송신단 단말이 되고 단말 B(20)는 수신단 단말이 된다.
단말 A(10)는 전력 소모를 줄이기 위한 슬립 모드를 요청을 위해 101단계에서 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)를 단말 B(20)로 전송한다. 슬립 요청 메시지를 수신한 단말 B(20)는 슬립 모드를 적용하기 위해 103단계에서 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)를 단말 A(10)로 전송한다. 가시광 통신 시스템에서 슬립 모드 설정 위한 정보의 전송은 통신 프레임 내에 있는 해당 단말에 할당된 통신 시스템 제어정보 구간 또는 공통 정보 구간 등을 통해 이루어진다.
가시광 통신 시스템에서 사용되는 메시지 타입들의 예는 표 1과 같으며, 이러한 메시지들 중에서 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)와 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)는 메시지 타입(message type) 7의 메시지와 메시지 타입 8의 메시지를 이용한다. 그리고 종래의 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)는 표2와 같이 구성되고, 종래의 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)는 표3과 같이 구성된다. 즉, 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)는 슬립 모드에 대한 슬립 시작 시간, 슬립 윈도우 크기 및 리스닝 윈도우 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 슬립 윈도우는 휴면 상태를 유지하는 구간을 나타내고, 리스닝 윈도우는 휴면 상태에서 정상상태로 복귀하여 데이터를 송수신하는 구간을 나타낸다.
그리고 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)는 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)에서 대한 응답을 나타내는 메시지로서, 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)와 동일한 구성을 가진다. 슬립 모드 설정 과정에서 슬립 윈도우 또는 리스닝 윈도우의 크기, 슬립 시작 시간의 설정은 수신단 단말 또는 송신단 단말 양측 다 가능하기 때문이다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
도1로 돌아와서, 101단계와 103단계에서 주고받은 메시지를 통해 슬립 모드(120)가 설정되면, 슬립 시작 시간(start frame)에 슬립 윈도우(121)가 시작 되고, 슬립 윈도우가 만료되면 리스닝 윈도우(122)가 시작되는 과정이 주기적으로 반복되어 105단계 내지 109단계에서 단말 B(20)가 전송 데이터(130)를 수신하게 된다.
도2는 가시광 통신 시스템에서 가시 효과를 높이기 위해 전송하는 일반적인 가시 프레임 전송 과정의 일예를 나타내 도면이다. 도2는 단말 A10)와 단말 B(20) 간에 데이터가 송수신되고, 데이터를 송신하지 않을 때에는 가시 프레임이 출력되도록 가정한 경우를 나타낸다. 일반적으로 데이터 전송이 없을 때, 두 가시광 통신 장치가 부정합일 때, 또는 데이터 전송 에러가 발생했을 때, 가시 프레임이 출력된다. 이와 같이 가시 프레임은 데이터 전송이 이루어지지 않을 때 전송되어, 송수신단에서 가시 효과를 향상 시킨다. 그리고 가시 프레임 출력은 어떤 단말로의 전달을 목적으로 할 수도 있고, 단지 가시적 출력 자체가 목적일 수도 있다.
도2를 참조하면, 단말 A(10)는 141 과정에서 제어 정보를 단말 B(20)로 전송하고, 143단계에서 가시 프레임을 출력한다. 단말 B(20)는 제어 정보를 수신하면 145단계에서 애크(ack)를 단말 A(10)로 전송하고, 147단계에서 가시 프레임을 출력한다. 애크를 수신한 단말 A(10)는 149단계에서 데이터 프레임을 단말 B(20)로 전송하기 위해 가시 프레임의 출력을 중단한다. 그리고 단말 A(10)는 데이터 프레임 전송이 완료되면 151단계에서 가시 프레임을 출력한다. 단말 B(20)는 149단계에서 데이터프레임을 수신이 완료되면, 151단계에서 애크를 전달하기 위해 가시 프레임의 출력을 중단한다. 그리고 애크 전송이 완료되면 단말 B(20)는 155단계에서 가시 프레임을 출력한다. 이러한 데이터 프레임 전달에 따른 과정은 157단계와 159단계에서도 유사하게 이루어진다.
일반적인 가시광 통신 시스템에서 전력 소모를 줄이기 위해 적용하는 슬립 모드는 가시 효과를 주기위한 가시 프레임 전송과 상반되는 효과를 가질 수 있다. 즉, 슬립 모드는 데이터 전송이 없는 구간에서의 전력 소모를 방지하기 위한 것인데 반하여, 가시 프레임 출력은 데이터 전송이 없는 구간에 출력되어 전력 소모를 가중하기 때문이다. 따라서 이러한 슬립 모드 환경에서 가시 프레임 전송을 효과적인 적용방법이 필요다.
본 발명이 적용되는 가시광 통신 시스템은 가시 프레임과 전력 소모를 줄이기 위한 슬립 모드를 동시에 적용하는 가시광 통신시스템에 관한 것이다. 가시 프레임은 가시 효과를 가지기 위해 전송되는 프레임으로써 데이터 전송과 관련 없는 통신 구간에서 전송되어 진다. 또한 슬립 모드는 단말에서 소비되는 전력을 줄이기 위해 데이터가 전송되지 않은 구간에서 적용되는 기법이다. 따라서 이러한 상반되는 기능에서 장점을 이용하여 가시광 통신시스템에 적용하여 시스템 효율을 높이고자 한다.
이에 따라 본 발명은 슬립 모드의 설정 여부에 따라 선택적으로 가시 프레임의 출력 여부를 결정한다. 다시 말해, 본 발명은 슬립 모드의 종류에 상관없이 슬립 모드가 유지되는 동안에는 가시 프레임의 출력을 제한하거나, 슬립 모드의 종류에 따라 선택 적으로 가시 프레임 출력을 제한 할 수도 있다. 슬립 모드는 본 발명에 따라 주기적 슬립 모드와 비주기적 슬립 모드로 구분할 수 있다. 주기적 슬립 모드는 슬립 윈도우와 리스닝 윈도우의 크기가 일정하고, 주기적으로 반복되는 슬립 모드이다. 비주기적 슬립 모드는 슬립 윈도우의 크기와 리스닝 윈도우의 크기가 랜덤할 수 있는 슬립 모드이다. 본 발명의 실시예에 따라, 주기적 슬립 모드에서는 가시 프레임을 정상적으로 전송하고, 비주기적 슬립 모드에서는 가시 프레임의 전송을 제한할 수 있다. 또는 주기적 슬립 모드에서는 가시 프레임의 전송을 제한하고, 비주기적 슬립 모드에서 가시 프레임의 전송을 제한할 수도 있다.
이러한 본 발명이 적용되는 가시광 통신 시스템의 구성의 일예를 도3에 도시하였다. 가시광 통신 시스템은 복수의 가시광 통신 장치들로 이루어지며, 가시광 통신 장치에는 예를 들어, 기지국과 가시광 통신 단말이 있을 수 있다. 기지국은 하나 이상의 광원과 통신 제어 장치를 포함하며, 액세스 포인트의 역할을 할 수도 있다. 가시광 통신 단말은 가시광 송수신 모듈을 구비하여 상기 광원을 통해 기지국과 데이터 송수신을 수행하거나, 다른 가시광 통신 단말과 데이터를 송수신 한다. 가시광 통신 단말은 휴대폰, PDA와 같은 휴대 단말기나 데스크탑 형태의 고정형 단말기 등이 될 수 있다.
도3은 이러한 가시광 통신 시스템에서, 기지국과 복수의 가시광 통신 단말들 간에 데이터를 송수신하는 경우를 나타낸 도면이다. 도3에 도시된 바와 같이, 가시광 통신 시스템은 하나 이상의 광원(210,220,230) 및 통신 제어 장치(200)를 포함하는 기지국과, 하나 이상의 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)을 포함한다.
각 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)은 광원(210,220,230)의 서비스 영역에 위치하면, 광원(210,220,230)으로부터 전송되는 비콘 메시지를 수신한다. 그리고 비콘 메시지에 포함된 프레임 동기를 이용해 시간 동기를 맞추고, 미리 정의된 공통 타임 슬롯 채널을 이용해 초기 접속을 해당 광원(210,220,230)으로 전송한다.
그리고 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)은 광원(210,220,230)을 통해 자신에게 할당된 타임 슬롯 채널 대한 정보를 수신한다. 이후, 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)은 자신에게 할당된 타임 슬롯 채널을 이용해 가시광 통신에 따른 데이터를 송수신 한다.
각 광원(210,220,230)은 광원마다 고유하게 할당되는 식별자인 광원 ID를 가지며, 통신 제어 장치(200)로부터 수신되는 송신 데이터를 자신의 서비스 영역에 위치한 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)로 전송한다. 그리고 각 광원(210,220,230)은 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)각각으로부터 수신되는 수신 데이터를 통신 제어 장치(200)로 전송하며, 이때, 광원은 수신 데이터에 자신의 광원 ID를 포함시켜 통신 제어 장치(200)로 전송한다. 또한 각 광원(210,220,230)은 프레임 동기가 포함된 비콘 메시지를 주기적으로 브로드캐스팅하여, 각 광원의 서비스 영역에 위치하는 가시광 통신 단말이 동기를 맞출 수 있게 한다.
통신 제어 장치(200)는 가시광 통신에 따라 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)과 송신할 데이터를 처리하여 광원(210,220,230)을 통해 해당 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)로 송신하고, 광원(210,220,230)을 통해 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)을 통해 수신되는 데이터를 처리한다.
그리고 통신 제어 장치(200)는 본 발명의 실시예에 따라 타임 슬롯 채널을 관리하며, 가시광 통신 단말에서 사용할 특정 타임 슬롯 채널을 할당한다. 이때, 가시광 통신 단말에 할당되는 타임 슬롯 채널은 업링크와 다운 링크별로 구분될 수 있다. 채널 할당시에 통신 제어 장치(200)는 현재의 채널 할당 상태, 전송 데이터의 종류, 서비스 모드의 종류, 데이터 전송 모드의 종류, 할당 시점에 해당 가시광 통신 단말의 가용 타임 슬롯 채널 정보 등 각종 요인을 참조하여, 적정 타임 슬롯 채널을 할당한다. 서비스 모드는 예를 들어, IB(Information Broadcasting) 모드, VLAN(Visible Local Area) 모드, 일대일(peer to peer) 통신 모드가 있을 수 있다. 데이터 전송 모드에는 브로드캐스팅, 멀티캐스팅, 유니캐스팅 등이 있다.
또한 통신 제어 장치(200)는 데이터 전송 스케줄에 따라 또는 가시광 통신 단말의 요청에 따라 적정하게 해당 가시광 통신 단말에 슬립 모드를 설정하고, 슬립 모드 설정에 따라 해당 가시광 통신 단말과 데이터를 송수신한다. 그리고 슬립 모드 설정 여부에 따라, 또는 설정된 슬립 모드의 종류에 따라 해당 가시광 통신 단말의 가시 프레임 전송을 제한할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 가시광 통신 시스템에 있어서, 가시광 통신 장치의 일예를 도4에 도시하였다. 도4는 가시광 통신 장치(300)의 구성을 나타낸 도면이다.
도4를 참조하면, 가시광 통신 장치(300)는 메모리(311), 제어부(312), 인코더(313), 변조부(314), 송신드라이버(315), LED(Light Emitting Diode)(316), 디코더(318), 복조부(319), 수신드라이버(320), 포토 다이오드(photodiode:PD)(317)를 포함한다.
제어부(312)는 가시광 통신에 따른 데이터 송수신을 위해 데이터를 처리하고, 인코더(313)와 디코더(318)를 제어하며, 가시광 통신 장치(300)의 전반적인 동작을 제어한다. 이에 따라, 제어부(312)는 하기에서 설명되는 가시광 통신 장치의 동작 과정에 따라 가시광 통신 장치(300)의 각 구성부를 제어한다.
인코더(313)는 제어부(312)에서 입력되는 송신 데이터를 인코딩하여 변조부(314)로 출력한다. 변조부(314)는 입력되는 송신 데이터를 변조하여 송신 드라이버(315)로 출력한다.
출력 드라이버(315)는 LED(316) 드라이버로서, 변조부(314)에서 입력되는 송신 데이터를 광변조하고 LED(316)를 구동한다.
LED(316)는 광 신호를 이용해 송신 데이터를 외부 장치로 전달하기 위해 구비되는 발광 소자로서, 출력 드라이버(315)에 의해 구동된다.
포토다이오드(317)는 외부의 장치로부터 전달되는 광 신호를 감지하는 감광 소자로서, 광원으로부터 수신 데이터를 포함하는 광 신호를 수신하고 이를 전기 신호로 변환하여 수신 드라이버(320)로 출력한다.
수신드라이버(320)는 포토다이오드(321)에 대한 드라이버로서, 포토다이오드(317)의 파장 검출 대역을 조정한다. 그리고 수신드라이버(320)는 포토다이오드(317)에서 입력되는 전기 신호를 복조부(319)로 출력한다.
복조부(319)는 수신드라이버(320)에서 입력되는 전기 신호를 광무선 통신 방식에 따른 데이터로 복조함으로써, 수신 데이터를 디코더(318)로 출력한다.
디코더(318)는 입력되는 수신 데이터를 디코딩하여 제어부(312)로 출력하고, 제어부(312)는 디코더(318)로부터 입력되는 수신 데이터를 적정 처리한다.
메모리(311)는 제어부(312)의 처리 및 제어를 위한 프로그램, 참조 데이터, 갱신 가능한 각종 보관용 데이터 등을 저장하며, 제어부(312)의 워킹 메모리(working memory)로 제공된다.
상기와 같이 구성되는 가시광 통신 장치(300)의 구성은 가시광 통신 단말(301,302,303,304,305,306,307,308,309)은 물론 광원(210,220,230)과 통신 제어 장치(200)로 이루어진 기지국에도 적용 가능하다. 기지국에서 각 광원(210,220,230)은 상기 가시광 통신 제어 장치(200)에서 LED(316)와 PD(317)를 포함하도록, 또는 송신 드라이버(315)와, 수신 드라이버(320)를 추가적으로 포함하도록 구성될 수 있고, 통신 제어 장치(200)는 그 나머지 구성부를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 상기와 같이 구성되는 가시광 통신 장치에서, 슬립 모드의 설정 여부에 따라 선택적으로 가시 프레임의 출력 여부를 결정할 수 있다. 이를 도5에 나타내었다.
예를 들어, 본 발명은 슬립 모드의 종류에 상관없이 슬립 모드 설정시에 가시 프레임의 출력을 제한할 수 있다. 도5a를 참조하면, 비 슬립 모드 상태(1100), 즉, 슬립 모드가 아닌 경우에는 가시 프레임 모드 구간이 설정되게 하고, 주기적/비주기적 슬립 모드 상태(1200)에서는 가시 프레임 모드 제한 구간이 설정되게 하는 것이다. 물론, 비 슬립 모드 상태(1100)에서도 경우에 따라 가시 프레임 모드가 제한될 수 있지만, 도5a의 실시예에서 나타내는 것은 슬립 모드시 가시 프레임 출력이 제한된다는 것이다.
다른 예로, 설정된 슬립 모드의 종류에 따라 선택 적으로 가시 프레임 출력을 제한 할 수도 있다. 도5a를 참조하면, 비 슬립 모드 또는 주기적 슬립 모드 상태(1300)에서는 가시 프레임을 전송이 가능한 가시 프레임 모드 구간이 설정되게 하고, 비주기적 슬립 모드 상태(1400)에서는 가시 프레임 전송이 제한되는 가시 프레임 모드 제한 구간이 설정되게 하는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 주기적 슬립 모드에서는 가시 프레임의 전송을 제한하고, 비주기적 슬립 모드에서 가시 프레임의 전송을 제한할 수도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따라 데이터 서비스의 송신단에 해당하는 가시광 통신 장치가 도3에서와 같은 기지국인 경우, 가시 프레임 모드 제한 구간은 수신단에 해당하는 가시광 통신 장치에서만 설정되도록 구성할 수도 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따라 데이터 서비스의 송신단에 해당하는 가시광 통신 장치와 수신단에 해당하는 가시광 통신 장치가 휴대 단말인 경우에는 가시 프레임 모드 제한 구간이 양단의 장치 모두에 동일하게 설정되도록 구성할 수도 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에서는 표4와 같이, 주기적 슬립 모드 설정을 위해 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)와 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)를 이용하고, 비주기적 슬립 모드 설정을 위해 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)와 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARSP)를 이용한다.
Figure pat00004
본 발명의 일 실시예에 따른, 주기적 슬립 모드 설정을 위한 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)의 구성은 표5와 같으며, 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)의 구성은 표6과 같다.
Figure pat00005
Figure pat00006
그리고 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)는 표7과 같이 구성되고, 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARSP)는 표8과 같이 구성된다.
Figure pat00007
Figure pat00008
표5와 표6을 참조하여, 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)와 슬립 응답 메시지(SLP-RSP) 각각에 포함되는 정보의 종류가 유사한 것은, 슬립 모드 설정에 필요한 슬립 시작 시각, 슬립 윈도우 및 리스닝 윈도우의 크기를 슬립 모드 요청시에도 가능하고, 슬립 모드 요청에 대한 응답시에도 가능하기 때문이다. 이는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)와 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARSP)에서도 마찬가지이다. 그리고 각 메시지에 포함되는 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)는 해당 슬립 모드에서 가시 프레임 전송의 제한 여부를 나타내는 것으로, 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)에 할당되는 값에 따라 해당 슬립 모드에 가시 프레임 모드 제한 구간이 적용된다.
도5a에 도시된 실시예와 같이, 모든 슬립 모드에서 가시 프레임 모드를 제한하는 경우, 가시광 통신 장치는 슬립 모드를 설정하기 위해, 현재 데이터를 송수신하고 있는 다른 가시광 통신 장치로 전송하는 슬립 요청 메시지(SLP-REQ) 또는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)의 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)에 가시 프레임 모드 제한을 나타내는 값을 할당한다. 이때, 슬립 응답 메시지(SLP-RES) 또는 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)의 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change) 값 또한 가시 프레임 모드 제한을 나타내는 값으로 유지된다.
어떤 슬립 모드에서 가시 프레임 전송 모드를 제한할지를 결정하는 방식 역시 다양하게 존재할 수 있다. 도3에서와 같이 기지국에서 가시광 통신 단말들에게 데이터 서비스를 제공하는 통신 환경에서는, 기지국이 제어 정보등을 통해 가시 프레임 전송 모드가 제한되는 슬립 모드를 명시하여 가시광 통신 단말들로 제공할 수 있다. 이에 따라, 가시광 통신 단말들 슬립 모드 설정을 요청할 때, 슬립 요청 메시지(SLP-REQ) 또는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)의 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)의 값을 기지국에 의해 명시된 정보에 따라 설정한다.
다른 예로, 기지국에서 가시 프레임 전송 모드가 제한되는 슬립 모드를 미리 명시하지 않고, 가시광 통신 단말의 슬립 모드 설정 요청에 포함된 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)에 대한 허여 여부를, 응답 메시지에 포함시켜 전송할 수도 있다. 이 경우, 허여 여부 역시 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)의 값을 이용해 나타낼 수 있다.
다른 예로, 가시광 통신 단말들 간에 가시광 통신을 수행하는 경우에는 해당 가시광 통신 단말의 사용자의 선택에 의해 가시 프레임 전송 모드가 제한되는 슬립 모드를 결정할 수도 있다. 이 경우 가시광 통신 단말은 사용자에 의해 설정된 제한값에 따라 슬립 요청 메시지(SLP-REQ) 또는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)를 구성하여 송신하게 된다. 그리고 슬립 요청 메시지(SLP-REQ) 또는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)를 수신한 가시광 통신 단말은 수신된 메시지(SLP-REQ, LP-AREQ)에 포함된 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)에 따라 해당 슬립 모드에서 가시 프레임 출력을 제한한다. 또는 슬립 응답 메시지(SLP-RES) 또는 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)의 프레임 모드 변경 정보(VF mode change) 값을 다른 값으로 변경하여 전송함으로써, 송신측 단말의 가시 프레임 출력을 제어할 수도 있다.
이하, 도6a 내지 6c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 주기적 슬립 모드 및 비주기적 슬립 모드를 설정하고 그에 따라 가시 프레임 모드 제한 구간이 설정되는 과정을 설명한다. 도6a 내지 6c에 도시된 예는, 데이터를 수신하는 수신단에서 주도적으로 슬립 모드를 설정하고, 슬립 모드의 종류를 구분하여 가시 프레임 전송 제한 구간이 설정되는 예를 나타낸 것이다. 이에 따라, 도6a 내지 6c에서 제1장치(410)는 데이터를 주로 송신하는 송신단에 해당하는 가시광 통신 장치이고, 제2장치(420)는 송신되는 데이터를 수신하는 수신단에 해당하는 가시광 통신 장치인 것으로 가정한다. 그리고 제1장치(410) 및 제2장치(420)는 가시 프레임 모드 구간 또는 가시 프레임 모드 제한 구간이 동일하게 적용되는 것으로 가정한다. 또한 도6a 내지 6c에서 각 장치(410,420)의 동작에 대한 제어는 각 장치(410,420)에 구비된 제어부(312)의 제어에 의해 이루어진다.
도6a를 참조하면, 제2장치(420)는 일정 프레임 또는 시간 동안 제1장치(410)로부터 수신되는 데이터가 없으면, 501단계에서 주기적 슬립 모드 설정을 요청하는 메시지인 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)를 전송한다. 주기적 슬립 모드 설정여부의 기준은 데이터의 송수신 상태에 따라 결정되는데, 당 실시예에서는 수신 데이터가 없는 일정 기간이 기준이 되며, 상기 일정 기간은 통신 시스템 환경에 따라 다양한 값이 될 수 있다.
제1장치(410)는 슬립 요청 메시지(SLP-REQ) 수신 후 주기적 슬립 모드 설정 요청에 대한 응답으로 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)를 503단계에서 전송한다.
501단계 및 503단계에서 사용되는 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)와 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)의 식별은 각 단말이 제어 정보를 확인하거나 또는 표4에 기재된 공통 정보인 메시지 타입(message type)을 공유함으로써 가능하다.
다시 말해, 제2장치(420)가 표5와 같이 구성되는 슬립 요청 메시지에 관리 메시지 타입(management message type) 값을 표4에 있는 type 8로 설정하여 전송하면, 이를 수신한 제1장치(410)에서는 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)에서 type 8을 검출함으로써, 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)임을 식별하게 된다.
그리고 제2장치(420)는 주기적 슬립 모드를 요청하기 위해 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)의 오퍼레이션 신택스(operation syntax)를 bit 1로 세팅한다. 이에 따라, 제1장치(410)는 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)에서 오퍼레이션 신택스를 체크하여 bit 1이 나타내는 절전 활성 요청(power saving activation request)을 요구하는 메시지임을 파악하게 된다. 도6a 내지 도6c에 도시된 실시예에서 주기적 슬립 모드에서는 가시 프레임 전송이 유지되는 것으로 가정한다. 때문에 가시 프레임 전송 여부에 대한 정보인 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change syntax)는 bit 0으로 설정되고, 이에 따라, 주기적 슬립 모드에서 가시 프레임 출력이 가능하게 된다.
슬립 요청 메시지(SLP-REQ)는 슬립 시작 시간(sleep start), 슬립 윈도우(sleep window), 리스닝 윈도우(listening window) 정보를 포함할 수 있다. 슬립 시작 시간(sleep start) 정보는 슬립 모드를 시작하기 위한 슬립 시작 시간에 대한 정보이고, 슬립 윈도우(sleep window) 정보는 단말의 유휴 상태가 유지되는 시간 또는 구간을 나타내는 정보이고, 리스닝 윈도우(listening window) 정보는 슬립 모드 동안 유휴 상태에서 웨이크 업(wake up)하여 데이터 송수신이 가능한 정상 상태를 유지하는 시간 또는 구간을 나타내는 정보이다.
제2장치(420)는 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)에 슬립 시작 시간(sleep start), 슬립 윈도우(sleep window)정보, 리스닝 윈도우(listening window) 정보를 포함시켜 전송할 수도 있고, 단지 주기적 슬립 모드의 진입을 요청하기 위해 슬립 시작 시간(sleep start), 슬립 윈도우(sleep window), 리스닝 윈도우(listening window)에 대한 유효 정보는 포함되지 않은 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)를 전송할 수도 있다. 이 경우, 501단계에서 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)의 오퍼레이션 신택스는 bit 1로 설정되고, 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change syntax) 값은 bit 0으로 설정될 것이다. 이에 따라, 제1장치(410)는 제2장치(420)로부터 오퍼레이션 신택스와 가시 프레임 모드 변경 정보만이 설정된 슬립 요청 메시지를 수신하면, 이에 대한 응답 전송 시 슬립 시작시간 (sleep start), 슬립 윈도우(sleep window), 리스닝 윈도우(listening window) 정보를 포함하는 슬립 응답 메시지(SLP-RES)를 전송할 수도 있다. 즉, 주기적 슬립 모드 유지에 필요한 정보를 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)에 포함시켜 전송할 수도 있고, 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)는 단순히 주기적 슬립 모드의 개시만 요청만하고 주기적 슬립 모드에 필요한 정보는 슬립 응답 메시지(SLP-RES)에 포함되게 할 수도 있는 것이다. 또한 이러한 요청 및 응답 메시지에 대해 Ack 나 Nack을 이용하여 요청 및 응답 메시지에 대한 수신여부를 알려주는 것도 가능하다. 본 발명의 일 실시예에서 이러한 기능은 옵션(option)이다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따라 503단계에서 슬립 응답 메시지(SLP-RES)에 포함되는 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change syntax)는 bit 0으로 설정되어, 주기적 슬립 모드에서 가시 프레임 출력을 가능하게 한다.
503단계에서 슬립 응답 메시지(SLP-RSP)를 수신한 제2장치(420)는 슬립 모드 시작 시간부터 주기적 슬립 모드를 설정한다. 즉, 제2장치(240)는 슬립 윈도우 구간(610) 동안 유휴 상태를 유지한다. 그리고 슬립 윈도우 구간(610)이 만료되면, 정상 상태로 복귀하여 리스닝 윈도우 구간(620) 동안 제1장치(410)에서 전송하는 데이터(630)를 수신한다. 이러한 과정이 507단계와 509단계에서 반복된다. 데이터(630)는 PDU(Packet Data Unit)일 수 있으며, 한 개 또는 그 이상의 데이터 프레임이 전송된다.
또한 제2장치(420)은 주기적 슬립 모드 동안 비 슬립 모드와 동일하게 가시 프레임 전송을 유지한다. 주기적 슬립 모드에서는 웨이크 업 또는 유휴 상태가 주기적으로 반복되기 때문에, 가시 프레임 전송이 유지되는 것이 더 바람직하다.
한편, 511단계 내지 도6b의 515단계에서, 제2장치(420)는 리스닝 구간(620)에서도 제1장치(410)로부터 데이터를 수신하지 않는다. 이와 같이, 주기적 슬립 모드로 동작하는 중에 미리 정해진 기간 동안 수신되는 데이터 프레임이 없으면, 제2장치(420)는 주기적 슬립 모드에서 비주기적 슬립 모드로 전환하기 위한 동작을 수행한다. 비주기적 슬립 모드에서는 주기적 슬립 모드에 비해 슬립 구간(610)을 길게 설정하거나, 데이터 전송 시점에서만 리스닝 구간(620)이 유지되게 함으로써, 단말의 전력 소모를 더욱 줄일 수 있다.
제2장치(420)는 주기적 슬립 모드 설정 후, 미리 정해진 기간 동안 리스닝 구간(620)에서도 수신되는 데이터가 없으면, 517단계에서 제1장치(410)로 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP_AREQ)(533)를 전송한다. 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP_AREQ)는 주기적 슬립 모드 통신환경에서 일정시간 동안 수신되는 데이터가 없기 때문에 슬립 모드에 필요한 윈도우 크기를 변경하기 위해 비주기적 슬립 모드에 들어가기 위한 요청에 이용될 수 있으며, 표7과 같이 구성된다.
제1장치(410)는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ) 수신 후 비주기적 슬립 모드 요청에 대한 응답으로 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARSP)를 519단계에서 전송하며, 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARSP)는 표8과 같이 구성된다.
제2장치(420)가 표7과 같이 구성되는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP_AREQ)에 관리 메시지 타입(management message type) 값을 표4에 있는 type 10으로 설정하여 전송하면, 이를 수신한 제1장치(410)에서는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)에서 type 10을 검출함으로써, 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)임을 식별하게 된다.
그리고 제2장치(420)는 비주기적 슬립 모드를 요청하기 위해 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)의 오퍼레이션 신택스(operation syntax)를 bit 1로 세팅한다. 이에 따라, 제1장치(410)는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)에서 오퍼레이션 신택스를 체크하여 bit 1이 나타내는 절전 활성 요청(power saving activation request)을 요구하는 메시지임을 파악하게 된다.
도6a 내지 도6c에 의한 실시예에서는 비주기적 슬립 모드에서 가시 프레임 전송이 제한되는 것으로 가정한다. 따라서 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)에서 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change syntax)는 bit 1로 세팅된다. 이에 따라, 제1장치(410) 및 제2장치(420)는 비주기적 슬립 모드 환경에서는 가시 프레임을 출력하지 않는다. 비주기적 슬립 모드에서 단말의 유휴 상태가 주기적 슬립 모드보다 길게 유지될 수 있기 때문에, 비주기적 슬립 모드에서 가시 프레임을 사용을 제안하면, 단말 전력 소모를 줄이는 효과를 가진다.
그리고 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)는 슬립 시작 시간(sleep start), 비주기적 슬립 윈도우(aperiodic sleep window), 비주기적 리스닝 윈도우(aperiodic listening window) 정보를 포함할 수 있다. 슬립 시작 시간(sleep start) 정보는 비주기적 슬립 모드를 시작하기 위한 슬립 시작 시간에 대한 정보이고, 비주기적 슬립 윈도우(aperiodic sleep window) 정보는 단말의 유휴 상태가 유지되는 시간 또는 구간을 나타내는 정보이고, 비주기적 리스닝 윈도우(aperiodic listening window) 정보는 슬립 모드 동안 유휴 상태에서 웨이크 업(wake up)하여 데이터 송수신이 가능한 정상 상태를 유지하는 시간 또는 구간을 나타내는 정보이다. 비주기적 슬립 윈도우(aperiodic sleep window), 비주기적 리스닝 윈도우(aperiodic listening window)의 크기는 랜덤하게 설정된다. 예를 들어, 전송할 데이터가 존재하는 시점에 따라 적 슬립 윈도우(aperiodic sleep window) 구간과, 비주기적 리스닝 윈도우(aperiodic listening window)의 구간이 결정될 수 있다.
제2장치(420)는 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)에 슬립 시작 시간(sleep start), 비주기적 슬립 윈도우(aperiodic sleep window), 비주기적 리스닝 윈도우(aperiodic listening window) 정보를 포함시켜 전송할 수도 있고, 단지 주기적 슬립 모드의 진입을 요청하기 위해 슬립 시작 시간(sleep start), 비주기적 슬립 윈도우(aperiodic sleep window), 비주기적 리스닝 윈도우(aperiodic listening window)에 대한 유효 정보가 제외된 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)를 전송 할 수도 있다.
이에 따라, 제1장치(410)는 제2장치(420)로부터 오퍼레이션 신택스와 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)만이 설정된 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)를 수신하면, 이에 대한 응답 전송시 슬립 시작시간(sleep start), 비주기적 슬립 윈도우(aperiodic sleep window), 비주기적 리스닝 윈도우(aperiodic listening window) 정보를 포함하는 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)를 전송할 수도 있다. 즉, 비주기적 슬립 모드 유지에 필요한 정보를 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)에 포함시켜 전송할 수도 있고, 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)는 단순히 비주기적 슬립 모드의 개시만 요청만하고 비주기적 슬립 모드에 필요한 정보는 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)에 포함되게 할 수도 있는 것이다. 그리고 도6a 내지 도6c의 실시예에 따라 비주기적 슬립 모드에서는 가시 프레임을 전송하지 않기 때문에, 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)를 bit 1로 세팅된다.
도6b로 돌아가서, 비주기적 슬립 모드는 실제 전송할 데이터가 존재하는 시점에서 단말을 정상상태로 복귀 시키는 것이 주요한 목적 중 하나이기 때문에, 실제 데이터를 송신하는 송신단에서 슬립 시작 시간(sleep start), 비주기적 슬립 윈도우(aperiodic sleep window), 비주기적 리스닝 윈도우(aperiodic listening window) 정보 등을 세팅하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도6b에서 비주기적 슬립 모드 유지에 필요한 정보들은 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)에 포함되는 것으로 가정한다. 이에 따라, 제2장치(420)는 519단계에서 수신한 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)에 포함된 내용을 파악하고, 가시 프레임 전송 제한 및 비주기적 윈도우 및 리스닝 윈도우 구간을 실천하는 슬립 모드를 설정한다.
즉, 제2장치(420)는 슬립 시작 시간에 최초의 비주기적 슬립 윈도우 구간(650)을 시작하고, 비주기적 슬립 윈도우 구간(650)이 만료되면, 웨이크 업하여 비주기적 리스닝 구간(660)을 시작한다. 비주기적 리스닝 구간(660)에서 제2장치(420)는 데이터(630)를 수신하고, 이와 함께 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)를 수신한다. 비주기적 리스닝 구간(650)에서 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)가 다시 전송되는 이유는 비주기적 슬립 모드의 특성상 다음 비주기적 슬립 윈도우 구간(650) 및 비주기적 리스닝 구간(660)이 이전 비주기적 슬립 윈도우 구간(650) 및 리스닝 구간(660)과 다를 수 있으며, 데이터 전송 스케줄도 변경될 수 있기 때문이다. 따라서 가장 최근에 수신된 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)에 따라 비주기적 슬립 윈도우 구간(650) 및 비주기적 리스닝 구간(660)이 정해진다. 이러한 과정이 521단계 내지 527단계까지 반복된다. 비주기적 슬립 모드는 슬립 윈도우 크기가 다양하여 불필요한 웨이크 업을 막아준다. 521단계와 523단계의 이격 구간에서와 같이 긴 프레임 구간 동안 유휴 상태가 유지되게 함으로써, 데이터 프레임이 없을 때 웨이크 업 기간을 연장하는 효과가 있다.
그런데, 비주기적 슬립 모드에서도 비주기적 슬립 윈도우 구간(650) 및 비주기적 리스닝 구간(660)이 주기적으로 반복될 수 있다. 이 경우, 다시 주기적 슬립 모드로 전환되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제2장치는(420) 미리 정해진 일정 구간 동안 비주기적 슬립 윈도우 구간(650) 및 비주기적 리스닝 구간(660)이 주기적으로 반복되면, 531단계에서와 같이 제1장치(410)로 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)를 전송한다.
주기적 슬립 모드 재설정에 따른 531단계 내지 537단계의 동작 과정 및 메시지 포맷은 상기 501단계 내지 509단계와 유사하다. 그리고 주기적 슬립 모드 요청을 위한 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)는 비주기적 슬립 모드에서 제한되었던 가시 프레임 모드를 다시 허여하기 위해, 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change syntax)에 bit 0을 할당한다.
상기한 실시예에서는 수신단 단말인 제2장치(420)이 비주기적 슬립 모드에서 주기적 슬립 모드로의 전환을 요청하는 것을 예로 들었으나, 송신단 가시광 통신 장치인 제1장치(410)에서도 주기적 슬립 모드로의 전환을 요청할 수 있다. 도7은 이러한 경우를 나타낸 도면이다.
도7을 참조하면, 701단계와 703단계에서는 비주기적 슬립 모드에 따라 비주기적 리스닝 구간(660) 동안 제1장치(410)에서 제2장치(420)로 데이터와 함께 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES)를 전송한다. 그리고 데이터 전송 스케줄에 따라 데이터의 전송이 주기적으로 이루어질 수 있을 것이라 판단되면, 제1장치(410)는 705단계에서 제2장치(420)로 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)를 전송한다. 이때, 슬립 요청 메시지(SLP-REQ)에는 슬립 시작 시간(sleep start), 슬립 윈도우(sleep window) 정보, 리스닝 윈도우(listening window) 정보가 포함될 것이며, 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change syntax)에는 bit 0이 할당되어, 가시 프레임 전송을 활성화시킨다.
제2장치(420)는 707단계에서 슬립 응답 메시지(SLP-RES)를 전송하고, 이후, 709단계 내지 713단계에서 주기적 슬립 모드에 따라 동작한다.
도8a 내지 도8c는 본 발명의 일 실시예에 따라, 슬립 모드의 종류와 상관없이 슬립 모드에서 가시 프레임 모드가 제한되는 경우를 나타낸 것이다.
도8a를 참조하면, 801단계 및 803단계에서 제1단말(410)과 제2단말(420)은 슬립 요청 메시지(SLP-REQ) 및 슬립 응답 메시지(SLP-RES)를 송수신하여, 주기적 슬립 모드를 설정하게 된다. 이때, 슬립 요청 메시지(SLP-REQ) 및 슬립 응답 메시지(SLP-RES)의 가시 프레임 모드 변경 정보(VF mode change)는 가시 프레임 모드를 제한하는 값으로 설정된다. 이에 따라, 슬립 모드가 시작되는 시점부터 슬립 모드가 종료되는 시점까지 가시 프레임 모드는 제한되어, 807단계 내지 815단계까지 가시 프레임이 출력되지 않는다.
이렇게 비주기적 슬립 모드를 유지하다가, 필요에 따라 비주기적 슬립 모드로 변경하는 경우에도, 가시 프레임 모드의 제한은 유지된다. 즉, 제1단말(410)과 제2단말(420)은 817단계와 819단계에서 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ)와 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARES) 송수신을 통해, 주기적 슬립 모드에서 비주기적 슬립 모드로 전환하여 821단계 내지 829단계까지 비주기적 슬립 모드를 설정하지만, 가시 프레임 모드는 계속해서 제한된다.
그리고 831단계와 833단계에서 제1단말(410)과 제2단말(420)은 슬립 요청 메시지(SLP-REQ) 및 슬립 응답 메시지(SLP-RES)를 송수신하여, 주기적 슬립 모드로 다시 전환하더라도, 가시 프레임 출력을 제한한다.
한편, 슬립 모드가 유지되는 동안에도 가시광 통신 장치 간에 통신 부정합(misalignment)이 발생될 수 있다. 통신 부정합이란, 정상적인 통신 링크 해제 과정 없이, 상대 장치로부터 어떠한 신호 또는 정보도 수신되지 않거나, 임계치 이상의 에러가 포함된 신호를 수신하는 상태를 의미한다. 이러한 통신 부정합은 송신측 장치의 발광 소자와 수신측 장치의 감광 소자의 위치 또는 서로 간의 송수신 각도가 가시광 신호를 수신할 수 있는 범위를 벗어나는 경우에 발생할 수 있다. 또는 두 장치 간의 통신 경로를 가로막는 방해물이 갑자기 나타나는 경우에도 발생할 수 있다. 이에 따라, 슬립 모드가 유지되는 동안 통신 부정합이 발생하면, 가시광 통신 장치는 본 발명에 따라 슬립 모드를 해제하고, 가시 프레임 모드 제한 여부와 상관없이 가시 프레임을 출력한다. 이러한 동작 과정을 도9에 도시하였다.
도9를 참조하면, 슬립 모드가 설정되고, 가시 프레임 모드가 제한된 상태에서 가시광 통신 장치는 901단계에서 현재 시점이 슬립 윈도우 구간이면, 903단계로 진행하여 유휴 상태를 유지한다. 만약, 현 시점이 슬립 윈도우 구간이 아니면, 905단계에서 가시광 통신 단말은 리스닝 윈도우 구간임을 확인하고 907단계로 진행한다. 907단계에서 가시광 통신 단말은 웨이크 업하여 정상 상태를 설정하고, 909단계에서 부정합이 발생하는지 확인한다.
현재 리스닝 구간임에도 불구하고, 상대 가시광 통신 단말로부터 수신되는 신호 또는 데이터가 전혀 없거나, 수신된 데이터의 에러율이 임계치보다 높은 경우 부정합이 발생한 것으로 판단한다. 부정합이 발생되지 않으면 911단계로 진행하여 리스닝 구간 동안 정상 상태를 유지하고 상기 901단계로 회귀한다.
하지만 부정합이 발생한 것으로 확인되면, 가시광 통신 단말은 913단계로 진행하여 슬립 모드를 종료하고, 가시 프레임을 출력한다. 만약, 현재 가시 프레임 모드가 제한된 상태일지라도 가시 프레임은 출력된다. 이에 따라, 사용자는 가시 프레임 출력을 눈으로 확인할 수 있고, 가시광 통신 단말이 정합될 수 있도록 가시광 통신 단말의 위치를 조정하거나 통신 방해물을 제거할 수 있다.
그리고 가시광 통신 단말은 915단계에서 정합 상태로 복구되는지 확인하여, 정합 상태로 복구될 때 까지 가시 프레임을 출력한다. 정합 상태로 복구되면, 가시광 통신 단말은 917단계로 진행하여 가시 프레임 출력은 중단하고, 정상 모드로 동작한다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 슬립 모드의 리스닝 윈도우 구간에서 임의의 단말에서 데이터 전송 후 일정 시간 내에 애크(ack) 또는 내크(nack), 또는 데이터 전송에 상응하는 응답이 수신되지 않은 경우를 부정합(misalignment)이 발생한 것으로 인식하고 가시 프레임을 출력하는 과정을 나타낸 도면이다.
도10을 참조하면, 제1장치(410)과 제2장치(420) 간에 1001단계에서 슬립 모드가 설정된다. 도10의 실시예에서는 슬립 모드의 종류와 상관 없이 가시 프레임 출력이 제한되는 것으로 가정한다. 이후, 리스닝 윈도우 구간에서 제1장치(410)는 1003단계에서 데이터를 제2장치(420) 전송하고, 타이머를 설정한다. 이때, 타이머는 응답 대기 시간을 카운트하는 타이머이다. 이후, 응답 대기 시간 내에 애크가 수신되면, 즉, 1005단계에서 애크가 수신되면, 현재 상태가 정합 상태인 것으로 확인한다.
하지만, 1007단계에서와 같이, 부정합(misalignment)으로 인해 제1장치(410)가 전송한 데이터가 제2장치(420)로 전달되지 않는다면, 응답 대기 시간 내에 애크를 수신할 수 없다. 또는 제2장치(420)가 데이터 수신한 후에 부정합이 발생한다면 애크를 송신하여도, 제1장치(410)가 애크를 수신할 수 없다. 때문에, 1009단계에서 대기 시간 내에 수신되는 응답이 없다면, 응답 대기 시간이 만료되는 시점에서 제2장치(420)는 바로 가시 프레임을 출력한다. 그리고 1011단계에서 가시 프레임 모드가 설정된다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예에서는 비 슬립 모드에서 슬립 모드의 설정을 수신단에 해당하는 가시광 통신 장치에서 요청하는 것을 예로 들었으나, 송신단에 해당하는 가시광 통신 장치에서 요청할 수도 있다. 또한, 주기적 슬립 모드에서 비주기적 슬립 모드로의 전환 역시 송신단에 해당하는 가시광 통신장치에 의해 요청될 수 있다. 이에 따라 슬립 요청 메시지(SLP-REQ), 슬립 응답 메시지(SLP-RSP), 비주기적 슬립 요청 메시지(SLP-AREQ), 비주기적 슬립 응답 메시지(SLP-ARSP)는 송수신단 어느 곳에서든지 전송될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

Claims (20)

  1. 가시광 통신 장치의 슬립 모드 설정에 따른 가시 프레임 전송 방법에 있어서,
    슬립 모드를 설정하는 과정과,
    상기 슬립 모드가 설정되는 전체 구간 중 적어도 일부 구간 동안 가시 프레임 전송을 제한하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전체 구간 동안 상기 가시 프레임 전송이 제한됨을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가시 프레임 전송을 제한하는 과정은,
    상기 슬립 모드가, 상기 가시광 통신 장치를 유휴 상태로 유지하는 슬립 윈도우 구간 및 상기 유휴 상태에서 웨이크 업(wake-up)하여 데이터 송수신이 가능한 정상 상태를 유지하는 리스닝 구간이 고정적인 주기적 슬립 모드이면, 상기 슬립 모드 동안 가시 프레임 전송을 유지하는 단계와,
    상기 슬립 모드가, 상기 슬립 윈도우 구간 및 상기 리스닝 구간이 랜덤한 비주기적 슬립 모드이면, 상기 슬립 모드 동안 가시 프레임 전송을 제한하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 슬립 모드가 설정되는 동안 부정합(misalignment) 상태임이 감지되면, 상기 가시 프레임을 출력함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가시광 통신 장치에 의해 다른 가시광 통신 장치로 전송한 데이터에 대한 응답이 응답 대기 시간 내에 수신되지 않으면, 상기 부정합 상태로 판단함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 슬립 모드 설정 과정은,
    일정 구간 동안 다른 가시광 통신 단말 간에 송수신되는 데이터가 없으면 상기 가시광 통신 장치를 유휴 상태로 유지하는 슬립 윈도우 구간 및 상기 유휴 상태에서 웨이크 업(wake-up)하여 데이터 송수신이 가능한 정상 상태를 유지하는 리스닝 구간이 고정적인 주기적 슬립 모드를 설정하는 단계와,
    상기 주기적 슬립 모드를 설정 후 정해진 구간 동안 송수신 되는 데이터가 없으면 상기 슬립 윈도우 구간 및 상기 리스닝 구간이 랜덤한 비주기적 슬립 모드를 설정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주기적 슬립 모드를 설정하는 단계는,
    상기 일정 구간 동안 상기 다른 가시광 통신 단말 간에 송수신되는 데이터가 없으면, 상기 다를 가시광 통신 단말로 주기적 슬립 요청 메시지를 전송하는 단계와,
    상기 다른 가시광 통신 단말로부터 상기 주기적 슬립 요청 메시지의 응답인 주기적 슬립 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 주기적 슬립 응답 메시지에 가시 프레임 전송을 제한하는 정보가 포함되어 있으면, 상기 주기적 슬립 모드가 유지되는 동안 상기 가시 프레임 전송이 제한됨을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 비주기적 슬립 모드를 설정하는 단계는,
    상기 주기적 슬립 모드를 설정 후 정해진 구간 동안 송수신 되는 데이터가 없으면 상기 다를 가시광 통신 단말로 비주기적 슬립 요청 메시지를 전송하는 단계와,
    상기 다른 가시광 통신 단말로부터 상기 비주기적 슬립 요청 메시지의 응답인 비주기적 슬립 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 비주기적 슬립 응답 메시지에 가시 프레임 전송을 제한하는 정보가 포함되어 있으면, 상기 주기적 슬립 모드가 유지되는 동안 상기 가시 프레임 전송이 제한됨을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 슬립 모드 설정 과정은,
    다른 가시광 통신 단말로부터 주기적 슬립 요청 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 가시광 통신 장치를 유휴 상태로 유지하는 슬립 윈도우 구간 및 상기 유휴 상태에서 웨이크 업(wake-up)하여 데이터 송수신이 가능한 정상 상태를 유지하는 리스닝 구간이 고정적인 주기적 슬립 모드를 설정하는 단계와,
    상기 주기적 슬립 요청 메시지에 가시 프레임 전송을 제한하는 정보가 포함되어 있으면, 상기 주기적 슬립 모드가 유지되는 동안 상기 가시 프레임 전송이 제한됨을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 슬립 모드 설정 과정은,
    다른 가시광 통신 단말로부터 비주기적 슬립 요청 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 슬립 윈도우 구간 및 상기 리스닝 구간이 랜덤한 비주기적 슬립 모드를 설정하는 단계와,
    상기 비주기적 슬립 요청 메시지에 가시 프레임 전송을 제한하는 정보가 포함되어 있으면, 상기 주기적 슬립 모드가 유지되는 동안 상기 가시 프레임 전송이 제한됨을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 방법.
  11. 가시광 통신 장치의 슬립 모드 설정에 따른 가시 프레임 전송 장치에 있어서,
    발광 소자 및 감광 소자와,
    슬립 모드를 설정하고, 상기 슬립 모드가 설정되는 전체 구간 중 적어도 일부 구간 동안 가시 프레임 전송을 제한하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전체 구간 동안 상기 가시 프레임 전송이 제한됨을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제어부는 상기 슬립 모드가 설정되는 동안 부정합(misalignment) 상태임이 감지되면, 상기 가시 프레임을 출력함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가시광 통신 장치에 의해 다른 가시광 통신 장치로 전송한 데이터에 대한 응답이 응답 대기 시간 내에 수신되지 않으면, 상기 부정합 상태로 판단함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 슬립 모드가, 상기 가시광 통신 장치를 유휴 상태로 유지하는 슬립 윈도우 구간 및 상기 유휴 상태에서 웨이크 업(wake-up)하여 데이터 송수신이 가능한 정상 상태를 유지하는 리스닝 구간이 고정적인 주기적 슬립 모드이면, 상기 슬립 모드 동안 가시 프레임 전송을 유지하고, 상기 슬립 모드가, 상기 슬립 윈도우 구간 및 상기 리스닝 구간이 랜덤한 비주기적 슬립 모드이면, 상기 슬립 모드 동안 가시 프레임 전송을 제한하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제어부의 상기 슬립 모드를 설정하기 위해, 일정 구간 동안 다른 가시광 통신 단말 간에 송수신되는 데이터가 없으면 상기 가시광 통신 장치를 유휴 상태로 유지하는 슬립 윈도우 구간 및 상기 유휴 상태에서 웨이크 업(wake-up)하여 데이터 송수신이 가능한 정상 상태를 유지하는 리스닝 구간이 고정적인 주기적 슬립 모드를 설정하고, 상기 주기적 슬립 모드를 설정 후 정해진 구간 동안 송수신 되는 데이터가 없으면 상기 슬립 윈도우 구간 및 상기 리스닝 구간이 랜덤한 비주기적 슬립 모드를 설정함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어부는 상기 주기적 슬립 모드를 설정하기 위해, 상기 일정 구간 동안 상기 다른 가시광 통신 단말 간에 송수신되는 데이터가 없으면, 상기 다를 가시광 통신 단말로 주기적 슬립 요청 메시지를 전송하고, 상기 다른 가시광 통신 단말로부터 상기 주기적 슬립 요청 메시지의 응답인 주기적 슬립 응답 메시지를 수신하며, 상기 주기적 슬립 응답 메시지에 가시 프레임 전송을 제한하는 정보가 포함되어 있으면, 상기 주기적 슬립 모드가 유지되는 동안 상기 가시 프레임 전송을 제한함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제어부는 상기 비주기적 슬립 모드를 설정하기 위해, 상기 주기적 슬립 모드를 설정 후 정해진 구간 동안 송수신 되는 데이터가 없으면 상기 다를 가시광 통신 단말로 비주기적 슬립 요청 메시지를 전송하고, 상기 다른 가시광 통신 단말로부터 상기 비주기적 슬립 요청 메시지의 응답인 비주기적 슬립 응답 메시지를 수신하고, 상기 비주기적 슬립 응답 메시지에 가시 프레임 전송을 제한하는 정보가 포함되어 있으면, 상기 주기적 슬립 모드가 유지되는 동안 상기 가시 프레임 전송을 제한함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제어부는 상기 슬립 모드를 설정하기 위해, 다른 가시광 통신 단말로부터 주기적 슬립 요청 메시지를 수신하고, 상기 가시광 통신 장치를 유휴 상태로 유지하는 슬립 윈도우 구간 및 상기 유휴 상태에서 웨이크 업(wake-up)하여 데이터 송수신이 가능한 정상 상태를 유지하는 리스닝 구간이 고정적인 주기적 슬립 모드를 설정하고, 상기 주기적 슬립 요청 메시지에 가시 프레임 전송을 제한하는 정보가 포함되어 있으면, 상기 주기적 슬립 모드가 유지되는 동안 상기 가시 프레임 전송이 제한함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제어부는 상기 슬립 모드 설정하기 위해, 다른 가시광 통신 단말로부터 비주기적 슬립 요청 메시지를 수신하고, 상기 슬립 윈도우 구간 및 상기 리스닝 구간이 랜덤한 비주기적 슬립 모드를 설정하고, 상기 비주기적 슬립 요청 메시지에 가시 프레임 전송을 제한하는 정보가 포함되어 있으면, 상기 주기적 슬립 모드가 유지되는 동안 상기 가시 프레임 전송을 제한함을 특징으로 하는 가시 프레임 전송 장치.
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