KR20120038361A - 슬롯 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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정운철
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강호용
김세한
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표철식
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한국전자통신연구원
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Abstract

슬롯 관리 방법 및 장치가 제공된다. 목적지 노드의 제1 계층이 소스 노드로부터 슬롯 관리를 요청하기 위한 요청 명령을 수신하고, 제1 계층에서 요청 명령의 수신을 알리는 제1 프리미티브를 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로 전달한다. 제2 계층에서 슬롯 관리 요청에 대한 응답으로 제2 프리미티브를 제1 계층으로 전달하고, 제1 계층에서 제2 프리미티브에 응답하여서 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 응답 명령을 이웃 노드로 방송한다. 소스 노드는 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 통지 명령을 방송한다.

Description

슬롯 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING SLOT}
본 발명은 슬롯 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 신뢰성이 요구되는 산업 현장 등에서 무선 센서 네트워크 시스템에 대한 요구 사항이 증가하고 있다. 특히 데이터 전송 시 높은 신뢰성과 종단 노드 간 데이터 전달 지연 시간의 최소화가 요구되고 있다.
이러한 무선 센서 네트워크 시스템으로 무선 개인 영역 네트워크(wireless personal area network, WPAN)가 사용될 수 있다. WPAN은 예를 들면 IEEE 802.15 표준에서 정의되며, 특히 IEEE 802.15.4는 WPAN의 매체 접근 제어(medium access control, MAC) 기술에 대해서 규정하고 있다.
IEEE 802.15.4의 MAC 기술은 크게 비컨 모드(beacon mode)와 비컨이 없는 모드(non-beacon mode)로 분류된다. 비컨 모드에서는 무선 영역 네트워크(personal area network, PAN) 조정자(coordinator)로부터 시작되는 트리(tree) 구조로 네트워크가 형성되고, 각 노드는 사용자에 의해 지원되는 스케줄링 방법에 따라 독립된 활동 기간(active duration)을 할당한 후 해당 활동 기간 동안 통신을 지원한다. 그런데 비컨 모드에서는 메쉬 네트워크를 지원하지 못하기 때문에 트리 구조의 문제점인 낮은 신뢰성 및 경로의 중복성이 존재한다. 따라서 비컨 모드에서는 신뢰성 및 종단 노드 간 저지연성을 요구하는 서비스를 지원하는 것이 어렵다. 또한 비컨이 없는 모드에서는 모든 노드가 데이터를 경쟁 기반으로 전송하기 때문에 패킷 충돌 및 전송 지연이 문제가 된다.
그러므로 종단 노드 간 데이터 전송 지연 시간을 최소화하고 신뢰성을 높이기 위해서는, 각 노드가 데이터를 전송하기 위한 구간, 즉 시간 슬롯을 효율적으로 할당할 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신뢰성을 높이고 종단 노드 간 데이터 전송 지연 시간을 최소화할 수 있는 슬롯 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 제1 계층과 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층을 포함하는 목적지 노드의 슬롯 관리 방법이 제공된다. 상기 슬롯 관리 방법은, 소스 노드로부터 슬롯 관리를 요청하기 위한 요청 명령을 상기 제1 계층에서 수신하는 단계, 상기 제1 계층에서 상기 요청 명령의 수신을 알리는 제1 프리미티브를 상기 제2 계층으로 전달하는 단계, 상기 제2 계층에서 슬롯 관리 요청에 대한 응답으로 제2 프리미티브를 상기 제1 계층으로 전달하는 단계, 상기 제2 프리미티브에 응답하여서 상기 제1 계층에서 상기 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 응답 명령을 이웃 노드로 방송하는 단계, 그리고 상기 소스 노드에서 방송되는 상기 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 통지 명령을 수신하는 단계를 포함한다.
상기 슬롯 관리 방법은 상기 제1 계층에서 상기 통지 명령의 수신을 알리는 제3 프리미티브를 상기 제2 계층으로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 슬롯 관리 방법은 상기 제1 계층에서 상기 요청 명령에 대한 확인 메시지를 상기 소스 노드로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 슬롯 관리는 새로운 슬롯의 할당, 현재 슬롯의 할당 해제, 현재 슬롯의 중복 할당 통지, 현재 슬롯의 감소 및 현재 슬롯의 재시작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 요청 명령은, 상기 슬롯 관리가 상기 새로운 슬롯의 할당에 해당하는 경우, 현재의 슬롯 할당 상태를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
상기 소스 노드는 제3 계층과 상기 제3 계층의 상위 계층인 제4 계층을 포함하며, 상기 요청 명령은 상기 제4 계층에서 상기 제3 계층으로 전달되는 제3 프리미티브에 응답하여 생성되고, 상기 응답 명령의 수신을 알리는 제4 프리미티브가 상기 제3 계층에서 상기 제4 계층으로 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 소스 노드의 슬롯 관리 방법이 제공된다. 상기 슬롯 관리 방법은, 목적지 노드로 슬롯 관리를 요청하기 위한 요청 명령을 전송하는 단계, 상기 목적지 노드에서 방송되는 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 응답 명령을 수신하는 단계, 그리고 상기 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 통지 명령을 이웃 노드로 방송하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 요청 명령의 수신을 알리는 제1 프리미티브가 상기 목적지 노드의 제1 계층에서 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로 전달되며, 상기 응답 명령은 상기 제1 계층이 상기 제2 계층로부터 슬롯 관리 요청의 응답으로 전달되는 제2 프리미티브를 수신할 때 생성된다.
상기 통지 명령의 수신을 알리는 제3 프리미티브가 상기 제1 계층에서 상기 제2 계층으로 전달될 수 있다.
상기 슬롯 관리 방법은 상기 목적지 노드로부터 상기 요청 명령에 대한 확인 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 슬롯 관리는 새로운 슬롯의 할당, 현재 슬롯의 할당 해제, 현재 슬롯의 중복 할당 통지, 현재 슬롯의 감소 및 현재 슬롯의 재시작 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 요청 명령은, 상기 슬롯 관리가 상기 새로운 슬롯의 할당에 해당하는 경우, 현재의 슬롯 할당 상태를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또한 상기 슬롯 관리 방법은, 상기 요청 명령을 전송하기 전에 상기 소스 노드의 제3 계층이 상기 제3 계층이 상위 계층인 제4 계층으로부터 상기 슬롯 관리를 요청하기 위한 제3 프리미티브를 전달받는 단계, 그리고 상기 제3 계층에서 상기 제4 계층으로 상기 응답 명령의 수신을 알리는 제4 프리미티브를 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 소스 노드의 슬롯 관리 방법이 제공된다. 상기 슬롯 관리 방법은, 요청 명령을 목적지 노드로 전송하여 상기 목적지 노드의 슬롯 할당 정보를 요청하는 단계, 상기 목적지 노드로부터 상기 슬롯 할당 정보를 포함하는 응답 명령을 수신하는 단계, 상기 슬롯 할당 정보에 기초하여 슬롯을 할당하는 단계, 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 통지 명령을 이웃 노드로 방송하는 단계, 그리고 상기 통지 명령에 응답하여 상기 목적지 노드에서 방송되며 상기 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 확인 명령을 수신하는 단계를 포함한다.
상기 슬롯 관리 방법은, 상기 요청 명령을 전송하기 전에 상기 소스 노드의 제1 계층에서 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로부터 슬롯 할당을 요청하는 제1 프리미티브를 전달받는 단계, 상기 제1 계층에서 상기 제2 계층으로 상기 응답 명령을 수신을 알리는 제2 프리미티브를 전달하는 단계, 상기 통지 명령을 전송하기 전에 상기 제2 계층에서 상기 제1 계층으로 상기 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 제3 프리미티브를 전달하는 단계, 그리고 상기 제1 계층에서 상기 제2 계층으로 상기 확인 명령의 수신을 알리는 제4 프리미티브를 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 목적지 노드의 슬롯 관리 방법이 제공된다. 상기 슬롯 관리 방법은, 상기 소스 노드로부터 슬롯 할당 정보를 요청하는 요청 명령을 수신하는 단계, 상기 소스 노드로 상기 슬롯 할당 정보를 포함하는 응답 명령을 전송하는 단계, 상기 소스 노드에서 방송되는 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 통지 명령을 수신하는 단계, 그리고 상기 통지 명령에 응답하여 상기 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 확인 명령을 이웃 노드로 방송하는 단계를 포함한다.
상기 슬롯 관리 방법은, 상기 목적지 노드의 제1 계층이 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로 상기 확인 명령의 수신을 알리는 프리미티브를 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 계층과 제2 계층을 포함하는 목적지 노드의 슬롯 관리 장치가 제공된다. 상기 제1 계층은, 소스 노드로부터 슬롯 관리를 요청하기 위한 요청 명령을 수신하고, 상기 요청 명령의 수신을 알리는 제1 프리미티브를 생성하며, 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 응답 명령을 이웃 노드로 방송하고, 상기 소스 노드에서 방송되는 상기 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 통지 명령을 수신한다. 상기 제2 계층은 상기 제1 계층의 상위 계층이며, 상기 제1 계층로부터 상기 제1 프리미티브를 전달받으며, 슬롯 관리 요청에 대한 응답으로 제2 프리미티브를 상기 제1 계층으로 전달한다.
상기 제1 계층은 상기 통지 명령의 수신을 알리는 제3 프리미티브를 상기 제2 계층으로 전달할 수 있다.
상기 제1 계층은 상기 요청 명령에 대한 확인 메시지를 상기 소스 노드로 전송할 수 있다.
상기 소스 노드는 제3 계층과 상기 제3 계층의 상위 계층인 제4 계층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 요청 명령은 상기 제4 계층에서 상기 제3 계층으로 전달되는 제3 프리미티브에 응답하여 생성되고, 상기 응답 명령의 수신을 알리는 제4 프리미티브가 상기 제3 계층에서 상기 제4 계층으로 전달될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 3번의 명령 프레임 교환과 MLME와 상위 계층 사이의 프리티브 교환을 통해서 슬롯을 관리할 수 있으므로 데이터 지연을 최소화할 수 있으며, 방송되는 명령 프레임으로 인접 노드의 슬롯 정보를 갱신시킬 수 있으므로 슬롯 할당의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 소스 노드가 슬롯을 할당함으로써 4번의 명령 프레임 교환으로 슬롯을 할당할 수 있으므로 데이터 전달 지연 시간을 최소화할 수 있으며, 방송되는 명령 프레임으로 이웃 노드의 슬롯 정보를 갱신할 수 있으므로 슬롯 할당의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템에서의 다중 슈퍼프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 관리 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 6은 각각 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 관리 방법의 신호 흐름도의 한 예이다.
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.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템에서의 다중 슈퍼프레임(multi-superframe) 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 다중 슈퍼프레임은 반복되는 슈퍼프레임 주기에 대응하며 복수의 슈퍼프레임을 포함한다. 그리고 복수의 슈퍼프레임, 예를 들면 2개의 슈퍼레임이 비컨 구간(beacon interval)을 형성한다. 각 슈퍼프레임은 비컨 프레임, 경쟁 접근 기간(contention access periodCAP) 및 경쟁 없는 기간(contention free period, CFP)를 포함한다. 각 노드는 비컨 프레임에서 비컨을 송신하거나 수신한다. CFP에는 복수의 시간 슬롯이 할당된다. CFP는 시간 축 방향으로 복수의 시간 슬롯으로 분할되고, 채널 축 방향으로 복수의 채널로 분할되는데, 하나의 시간 슬롯과 하나의 채널에 의해 정의되는 영역이 슬롯에 해당한다. 이러한 슬롯을 결정론적 및 동기적 다채널 확장-보장 시간 슬롯(deterministic and synchronous multi-channel extension guaranteed time slot, DSME-GTS)이라 할 수 있다. DSME-GTS는 슬롯 번호와 채널 번호에 의해 정의될 수 있다.
하나의 노드가 한 슈퍼프레임에서 사용할 수 있는 DSME-GTS의 수에 제한이 있으므로, 도 1에 도시한 것처럼 복수의 슈퍼프레임을 묶은 다중 슈퍼프레임이 사용된다. 다중 슈퍼프레임의 크기와 구조는 BO(beacon order), SO(superframe order) 및 MO(multi-superframe order) 값에 의해 결정될 수 있다. BO는 코디네이터가 비컨 프레임을 전송하는 간격이고, SO는 슈퍼프레임의 길이이며, MO는 다중 슈퍼프레임의 길이로 반복되는 DSME-GTS 할당 스케줄의 사이클이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템에서의 다중 슈퍼프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 다중 슈퍼프레임에서 DSME-GTS 수를 증가시켜서 전송 지연을 줄이기 위해서 CAP의 수를 다중 슈퍼프레임당 하나로 설정한다. 이때 CAP는 다중 슈퍼프레임의 첫 번째 비컨 프레임 다음에 위치한다. 다중 슈퍼프레임의 두 번째 또는 그 후의 비컨 프레임의 경우 CAP가 바로 따라오지 않으므로, 비컨 프레임 내에 다음 CAP의 시작 시간을 명시할 수 있다.
또한 도 2는 노드 1이 첫 번째 비컨 프레임에서 비컨을 송신하고 노드 2가 세 번째 비컨 프레임에서 비컨을 송신하는 경우를 나타낸다.
다음 본 발명의 여러 실시예에 따른 슬롯 관리 방법에 대해서 도 3 내지 도 6을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 슬롯 관리 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 3에서는 노드 3이 노드 1로 슬롯 할당을 요청하고, 노드 4와 노드 3 사이에 데이터 전송을 위해 슬롯이 이미 할당되어 있는 것으로 가정한다.
도 3을 참고하면, 먼저 노드 3이 노드 1로 슬롯의 할당을 요청하기 위한 DSME-GTS 요청(request) 명령을 전송한다(S310). 이때 DSME-GTS 요청 명령은 요청하는 슬롯의 개수와 현재의 DSME 슬롯 할당 비트맵(slot allocation bitmap, SAB) 서브블록 정보를 포함한다. DSME SAB 서브블록 정보는 비트맵 형태를 가질 수 있으며, 이미 할당되었거나 이용할 수 없는 슬롯(예를 들면 비트맵에서 '1'인 비트)과 이용 가능한 슬롯(예를 들면 비트맵에서 '0'인 비트)을 나타낸다.
그러면 노드 1은 노드 3을 위해서 슬롯을 할당하고, 할당한 슬롯 정보와 목적지 주소를 포함하는 DSME-GTS 응답(reply) 명령을 이웃 노드로 방송한다(S320). 할당한 슬롯 정보는 DSME SAB 서브블록 정보를 포함하며, 목적지 주소는 노드 3의 주소가 된다. 그러면 노드 1의 이웃 노드, 즉 노드 0 및 3이 DSME-GTS 응답 명령을 수신한다.
그리고 DSME-GTS 응답 명령의 목적지에 해당하는 노드 3은 할당 결과를 이웃 노드로 알리기 위해서 할당한 슬롯 정보와 목적지 주소를 포함하는 DSME-GTS 통지(notify) 명령을 이웃 노드로 방송한다(S330). 할당한 슬롯 정보는 DSME SAB 서브블록 정보를 포함하며, 목적지 주소는 노드 1의 주소가 된다. 그러면 노드 3의 이웃 노드, 즉 노드 1, 2 및 4가 DSME-GTS 통지 명령을 수신한다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따르면 노드 1, 즉 목적지 노드가 슬롯을 할당함으로써 3번의 명령 프레임 교환으로 슬롯을 할당할 수 있으므로, 데이터 전달 지연 시간을 최소화할 수 있다. 그리고 노드 1와 노드 3의 이웃 노드인 노드 0, 2 및 4는 방송되는 명령 프레임에 의해 현재의 슬롯 정보를 갱신할 수 있으므로, 슬롯 할당의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 3에서는 DSME-GTS 요청 명령, DSME-GTS 응답 명령 및 DSME-GTS 통지 명령으로 슬롯을 할당하는 예를 설명하였지만, 이들 명령으로 슬롯의 할당 이외에 슬롯의 다른 관리를 수행할 수 있다. 이러한 관리 유형에는 슬롯의 할당, 또는 현재 슬롯의 할당 해제(deallocation), 중복 할당 통지(duplicated allocation notification), 감소(reduce) 또는 재시작(restart) 등이 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬롯 관리 방법의 신호 흐름도의 한 예이다.
도 4를 참고하면, 소스 노드(100)는 MLME(MAC sublayer management entity)(앞으로 "소스 MLME"라 함)(110)와 MLME(110)의 상위 계층(앞으로 "소스 상위 계층"이라 함)(120)을 포함하며, 목적지 노드(200)도 MLME(앞으로 "목적지 MLME"라 함)(210)와 상위 계층(앞으로 "목적지 상위 계층"이라 함)(220)을 포함한다. 이때, 소스 노드(100)가 목적지 노드(200)에 슬롯의 관리를 요청할 수 있다.
구체적으로, 소스 상위 계층(120)에서 소스 MLME(110)로 슬롯의 관리를 요청하는 프리미티브(primitive)인 MLME-DSME-GTS.request 프리미티브를 전달한다(S410). 그러면 소스 MLME(110)는 목적지 MLME(210)로 슬롯의 관리를 요청하기 위한 DSME-GTS 요청 명령을 전송한다(S420). 이때, 목적지 MLME(210)는 DSME-GTS 요청 명령에 대한 확인(acknowledgement) 메시지를 소스 MLME(110)로 전송할 수 있다(S430).
다음 목적지 MLME(210)는 목적지 노드(200)의 상위 계층(220)으로 DSME-GTS 요청 명령의 수신을 알리는 프리미티브인 MLME-DSME-GTS.indication 프리미티브를 전달한다(S440). 목적지 상위 계층(220)은 MLME-DSME-GTS.indication 프리미티브에 따라 소스 노드(100)를 위해 요청된 관리, 즉 슬롯의 할당, 또는 현재 DSME-GTS의 할당 해제, 중복 할당 통지, 감소 또는 재시작을 수행하고, 응답으로 MLME-DSME-GTS.response 프리미티브를 목적지 MLME(210)로 전달한다(S450). 그러면 목적지 MLME(210)는 관리 요청의 결과를 알리기 위해서 DSME-GTS 응답 명령을 소스 노드(100)를 포함하는 이웃 노드로 방송한다(S460).
소스 MLME(110)는 관리 요청에 대한 결과를 알리기 위해서 DSME-GTS 통지 명령을 목적지 노드(200)를 포함하는 이웃 노드로 방송한다(S470). 그리고 소스 MLME(110)는 관리 요청의 결과를 보고하기 위해서 MLME-DSME-GTS.confirm 프리미티브를 상위 계층(120)으로 전달한다(S480). 목적지 MLME(210)는 DSME-GTS 통지 명령의 수신을 MLME-COMM-STATUS.indication 프리미티브를 통해서 상위 계층(220)으로 알린다(S490).
다음 도 4를 참고로 하여 설명한 명령과 프리미티브의 파라미터의 예에 대해서 표 1 내지 표 5를 참고하여 설명한다.
표 1을 참고하면, DSME-GTS 요청 명령의 프레임은 MAC 헤더(MAC header, MHR) 필드, 명령 프레임 ID(command frame identifier) 필드, DSME-GTS 관리 필드, 슬롯의 개수 필드, 선호하는 슈퍼프레임 ID 필드, 선호하는 슬롯 ID 필드 및 DSME 슬롯 할당 비트맵(slot allocation bitmap, SAB) protein structure search system 상세(specification) 필드를 포함한다.
옥텟 가변 1 1 0/1 0/2 0/1 가변
이름 MHR 명령 프레임 ID DSME-GTS 관리 슬롯의 개수 선호하는 슈퍼프레임 ID 선호하는 슬롯 ID DSME SAB 상세
MHR 필드는 소스 주소와 목적지 주소를 포함한다. DSME-GTS 관리 필드는 관리 유형을 포함하며, 관리 유형은 그 값에 따라 표 2와 같은 정보를 나타낸다. 슬롯의 개수, 선호하는 슈퍼프레임 ID 및 선호하는 슬롯 ID은 관리 유형이 "할당"을 나타내는 경우에 존재한다. 슬롯의 개수는 해당 명령을 통해 요청하는 DSME-GTS의 개수를 나타내고, 선호하는 슈퍼프레임 ID는 DSME-GTS가 할당될 선호하는 슈퍼프레임의 인덱스를 나타내며, 선호하는 슬롯 ID는 DSME-GTS가 할당되기 시작할 선호하는 슬롯의 인덱스를 나타낸다. DSME SAB 상세는 관리될 DSME SAB 서브블록 정보를 포함하며, 비트맵 형태일 수 있다. 관리 유형이 "할당"인 경우, DSME SAB 서브블록 정보는 이미 할당되었거나 이용할 수 없는 슬롯(예를 들면 비트맵에서 '1'인 비트)과 비어서 이용 가능한 슬롯(예를 들면 비트맵에서 '0'인 비트)를 나타낸다. 관리 유형이 "할당"이 아닌 경우, DSME SAB 서브블록 정보는 관리될 슬롯, 즉 할당 해제, 중복 할당 통지, 감소 또는 재시작이 요청될 슬롯(예를 들면 비트맵에서 '1'인 비트)을 나타낸다. 또한 DSME SAB 상세는 DSME SAB 서브블록의 길이와 DSME SAB 서브블록의 시작을 나타내는 인덱스를 더 포함할 수 있다.
관리 유형 값 b2b1b0 설명
000 할당 해제
001 할당
010 중복 할당 통지
011 감소
100 재시작
101 DSME-GTS 만료
110-111 예약
표 3을 참고하면, DSME-GTS 응답 명령의 프레임은 MHR 필드, 명령 프레임 ID 필드, DSME-GTS 관리 필드, 목적지 주소 필드, 채널 옵셋 필드 및 DSME SAB 상세 필드를 포함한다. DSME-GTS 응답 명령은 방송되므로 MHR의 목적지 주소는 방송 주소로 설정된다. 목적지 주소는 DSME-GTS 응답 명령의 목적지, 즉 소스 노드(100)의 주소를 포함한다. DSME-GTS 관리 필드는 관리 유형 외에 상태(status)를 더 포함하며, 상태는 DSME-GTS 요청의 결과를 나타낸다. DSME SAB 상세의 DSME SAB 서브블록은 할당, 할당 해제, 중복 할당 통지, 감소 또는 재시작을 위해 선택된 슬롯을 나타낸다.
옥텟 가변 1 1 2 0/1 가변
이름 MHR 명령 프레임 ID DSME-GTS 관리 목적지 주소 채널 옵셋 DSME SAB 상세
DSME-GTS 통지 명령의 프레임도 표 3과 같이 MHR 필드, 명령 프레임 ID 필드, DSME-GTS 관리 필드, 목적지 주소 필드, 채널 옵셋 필드 및 DSME SAB 상세 필드를 포함한다. DSME-GTS 통지 명령도 방송되므로 MHR의 목적지 주소는 방송 주소로 설정된다. 목적지 주소는 DSME-GTS 통지 명령의 목적지, 즉 목적지 노드(200)의 주소를 포함한다. DSME SAB 상세의 DSME SAB 서브블록은 할당, 할당 해제, 중복 할당 통지, 감소 또는 재시작을 위해 선택된 슬롯을 나타낸다.
도 4를 보면, MLME-DSME-GTS.request 프리미티브는 소스 상위 계층(120)에 의해 생성되며 DSME-GTS의 관리를 요청하기 위해 소스 MLME(110)로 전달된다. 그리고 소스 MLME(110)는 MLME-DSME-GTS.request 프리미티브를 상위 계층(120)으로부터 수신하면 목적지 MLME(220)로 DSME-GTS 요청 명령을 전송한다. 그러므로 MLME-DSME-GTS.request 프리미티브는 DSME-GTS의 관리를 요청할 인접 노드, 즉 목적지 노드(200)의 주소를 나타내는 장치 주소, 그리고 DSME-GTS 요청 명령에서 설명한 관리 유형, 슬롯의 개수, 선호하는 슈퍼프레임 ID, 선호하는 슬롯 ID 및 DSME SAB 상세를 포함한다.
MLME-DSME-GTS.indication 프리미티브는 목적지 MLME(210)에 의해 생성되어 DSME-GTS 요청 명령의 수신 시에 상위 계층(220)로 전달된다. 그러므로 MLME-DSME-GTS.request 프리미티브는 DSME-GTS 요청 명령을 전송한 노드, 즉 소스 노드(100)의 주소를 나타내는 장치 주소, 그리고 DSME-GTS 요청 명령에서 설명한 관리 유형, 슬롯의 개수, 선호하는 슈퍼프레임 ID, 선호하는 슬롯 ID 및 DSME SAB 상세를 포함한다.
MLME-DSME-GTS.response 프리미티브는 목적지 상위 계층(220)에 의해 생성되며 DSME-GTS 관리에 대한 응답으로 목적지 MLME(210)로 전달된다. 그러므로 MLME-DSME-GTS.response 프리미티브는 수신한 DSME-GTS 요청 명령을 전송한 노드, 즉 소스 노드(100)의 주소를 나타내는 장치 주소, 관리 유형, 그리고 DSME-GTS 응답 명령에서 설명한 DSME SAB 상세 및 상태를 포함한다.
소스 MLME(110)는 DSME-GTS 응답 명령을 수신하면, DSME-GTS 응답 명령의 장치 주소가 자신의 주소와 동일하면 상태가 "성공"을 나타내는지 확인한다. 상태가 "성공"을 나타내면, 소스 MLME(110)는 DSME-GTS 통지 명령을 생성하여서 목적지 노드(220)로 전송하고, MLME-DSME-GTS.confirm 프리미티브를 생성하여 관리 요청의 결과를 상위 계층(120)으로 알린다. 그러므로 MLME-DSME-GTS.confirm 프리미티브는 수신한 DSME-GTS 응답 명령을 전송한 장치, 즉 목적지 노드(200)의 주소를 나타내는 장치 주소, 그리고 MLME-DSME-GTS.response 프리미티브에 설명한 관리 유형, DSME SAB 상세 및 상태를 포함한다. 소스 MLME(110)는 DSME-GTS 응답 명령의 장치 주소가 자신의 주소와 다르면 인접 노드의 DSME-GTS 관리 결과를 반영하기 위해서 DSME-GTS 응답 명령의 DSME SAB 상세에 기초하여 자신의 DSME SAB를 갱신한다.
목적지 MLME(210)는 수신한 DSME-GTS 통지 명령의 장치 주소가 자신의 주소와 동일하면, MLME-COMM-STATUS.indication 프리미티브를 통해서 DSME-GTS 통지 명령의 수신을 상위 계층(220)으로 알린다. 그리고 목적지 MLME(210)는 DSME-GTS 통지 명령의 장치 주소가 자신의 주소와 다르면 인접 노드의 DSME-GTS 관리 결과를 반영하기 위해서 DSME-GTS 통지 명령의 DSME SAB 상세에 기초하여 자신의 DSME SAB를 갱신한다.
다시 도 4를 참고하면, 소스 MLME(110)가 목적지 노드(200)로 DSME-GTS 요청 명령을 전송한 후(S320), 확인 메시지를 수신하지 못하면, 확인 메시지 수신 실패(NO_ACK)를 나타내는 상태를 가지는 MLME-DSME-GTS.confirm 프리미티브를 상위 계층(120)으로 전달한다(S380).
소스 노드(100)가 DSME-GTS 요청 명령을 전송한 후에(S320), 대기 시간 동안 DSME-GTS 응답 명령을 수신하지 못하면, 데이터 수신 실패(NO_DATA)를 나타내는 상태를 가지는 MLME-DSME-GTS.confirm 프리미티브를 상위 계층(120)으로 전달한다(S380). 대기 시간은 MAC 계층의 최대 대기 시간으로 macMaxFrameTotalWaitTime으로 표현될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면 3번의 명령 프레임 교환과 MLME와 상위 계층 사이의 프리티브 교환을 통해서 슬롯을 할당할 수 있으므로, 데이터 지연을 최소화할 수 있다. 또한 DSME-GTS 응답 명령 및 DSME-GTS 통지 명령을 통해서 인접 노드의 슬롯 정보를 갱신시킬 수 있으므로, 슬롯 할당의 신뢰성을 높일 수 있다.
다음 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 관리 방법에 대해서 도 5 및 도 6을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 관리 방법을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 관리 방법의 신호 흐름도의 한 예이다.
먼저, 도 5에서는 노드 3이 노드 1로 슬롯 할당을 요청하고, 노드 0과 노드 1 사이에 데이터 전송을 위해 슬롯이 이미 할당되어 있는 것으로 가정한다.
도 5를 참고하면, 슬롯 할당을 요청하는 노드 3은 노드 1로 DSME-GTS 요청 명령을 전송하여 슬롯 할당 정보를 요청한다(S510). 그러면 노드 1은 자신의 슬롯 할당 정보를 포함하는 DSME-GTS 응답 명령을 노드 3으로 전송한다(S520). 슬롯 할당 정보는 DSME-GTS 서브블록 정보를 포함하며, 도 5의 예에서 DSME-GTS 서브블록 정보는 노드 0과 노드 1 사이에 할당된 슬롯이 사용되고 있음을 나타낸다. 그러면 노드 3은 DSME-GTS 응답 명령을 통해 수신한 슬롯 할당 정보와 자신의 슬롯 할당 정보를 비교하여서 비어 있는 슬롯 중에서 할당할 슬롯을 결정한다. 그리고 노드 3은 할당한 슬롯 정보와 목적지 주소를 포함하는 DSME-GTS 통지 명령을 이웃 노드로 방송한다(S530). 할당한 슬롯 정보는 DSME SAB 서브블록 정보를 포함하며, 목적지 주소는 노드 1의 주소가 된다. 그러면 노드 3의 이웃 노드, 즉 노드 1, 2 및 4가 DSME-GTS 통지 명령을 수신한다. 노드 1은 DSME-GTS 응답 명령의 목적지 주소가 자신의 주소인 경우, DSME-GTS 통지 명령에 대한 확인으로 할당된 슬롯 정보와 목적지 주소를 포함하는 DSME-GTS 확인(confirm) 명령을 이웃 노드로 방송한다(S540). 할당된 슬롯 정보는 DSME SAB 서브블록 정보를 포함하며, 목적지 주소는 노드 3의 주소가 된다. 그러면 노드 1의 이웃 노드, 즉 노드 0 및 3가 DSME-GTS 확인 명령을 수신한다.
도 5에서는 DSME-GTS 요청 명령, DSME-GTS 응답 명령, DSME-GTS 통지 명령 및 DSME-GTS 확인 명령으로 슬롯을 할당하는 예를 설명하였지만, 도 3 및 도 4에서 설명한 것처럼 이들 명령으로 슬롯의 할당 이외에 슬롯의 다른 관리를 수행할 수 있다.
다음 도 6을 참고하여 도 5에서 설명한 명령에 따른 MLME와 상위 계층 사이의 프리미티브 교환에 대해서 설명한다.
도 6을 참고하면, 소스 상위 계층(120)에서 소스 MLME(110)로 슬롯 할당을 요청하는 프리미티브인 MLME-DSME-GTS.request 프리미티브를 전달한다(S610). 그러면 소스 MLME(110)는 목적지 모드(200)로 DSME-GTS 요청 명령을 전송한다(S620). 목적지 MLME(210)는 DSME-GTS 요청 명령에 대한 응답으로 DSME-GTS 응답 명령을 소스 노드(100)로 전송하고(S630), 소스 MLME(110)는 DSME-GTS 응답 명령의 수신을 알리는 MLME-DSME-GTS.indication 프리미티브를 상위 계층(120)으로 전달한다(S640).
소스 상위 계층(120)은 MLME-DSME-GTS.indication 프리미티브을 통해 수신한 슬롯 할당 정보와 자신의 슬롯 할당 정보를 비교하여서 비어 있는 슬롯 중에서 할당할 슬롯을 결정하고, 할당한 슬롯 정보를 포함하는 MLME-DSME-GTS.response 프리미티브를 MLME(110)로 전달한다(S650). 그러면 소스 MLME(110)는 DSME-GTS 통지 명령을 방송하고(S660), 목적지 MLME(210)는 DSME-GTS 통지 명령에 대한 응답으로 DSME-GTS 확인 명령을 방송한다(S670). 그리고 자신을 목적지 주소로 가지는 DSME-GTS 통지 명령을 수신한 목적지 MLME(210)는 상위 계층(220)으로 슬롯 할당, 즉 슬롯 관리의 결과를 알리는 MLME-DSME-GTS.indication 프리미티브를 전달한다(S680). 또한 자신을 목적지 주소로 가지는 DSME-GTS 확인 명령을 수신한 소스 MLME(110)는 상위 계층(120)으로 이를 알리는 MLME-DSME-GTS.confirm 프리미티브를 전달한다(S690).
이와 같이, 도 5 및 도 6을 참고하여 설명한 실시예에 따르면 소스 노드가 슬롯을 할당함으로써 4번의 명령 프레임 교환으로 슬롯을 할당할 수 있으므로, 데이터 전달 지연 시간을 최소화할 수 있다. 그리고 소스 노드와 목적지 노드의 이웃 노드는 방송되는 명령 프레임에 의해 현재의 슬롯 정보를 갱신할 수 있으므로, 슬롯 할당의 신뢰성을 높일 수 있다.
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.

Claims (20)

  1. 제1 계층과 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층을 포함하는 목적지 노드의 슬롯 관리 방법으로서,
    소스 노드로부터 슬롯 관리를 요청하기 위한 요청 명령을 상기 제1 계층에서 수신하는 단계,
    상기 제1 계층에서 상기 요청 명령의 수신을 알리는 제1 프리미티브를 상기 제2 계층으로 전달하는 단계,
    상기 제2 계층에서 슬롯 관리 요청에 대한 응답으로 제2 프리미티브를 상기 제1 계층으로 전달하는 단계,
    상기 제2 프리미티브에 응답하여서 상기 제1 계층에서 상기 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 응답 명령을 이웃 노드로 방송하는 단계, 그리고
    상기 소스 노드에서 방송되는 상기 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 통지 명령을 수신하는 단계
    를 포함하는 슬롯 관리 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 계층에서 상기 통지 명령의 수신을 알리는 제3 프리미티브를 상기 제2 계층으로 전달하는 단계를 더 포함하는 슬롯 관리 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 계층에서 상기 요청 명령에 대한 확인 메시지를 상기 소스 노드로 전송하는 단계를 더 포함하는 슬롯 관리 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 슬롯 관리는 새로운 슬롯의 할당, 현재 슬롯의 할당 해제, 현재 슬롯의 중복 할당 통지, 현재 슬롯의 감소 및 현재 슬롯의 재시작 중 적어도 하나를 포함하는 슬롯 관리 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 요청 명령은, 상기 슬롯 관리가 상기 새로운 슬롯의 할당에 해당하는 경우, 현재의 슬롯 할당 상태를 나타내는 정보를 포함하는 슬롯 관리 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 소스 노드는 제3 계층과 상기 제3 계층의 상위 계층인 제4 계층을 포함하며,
    상기 요청 명령은 상기 제4 계층에서 상기 제3 계층으로 전달되는 제3 프리미티브에 응답하여 생성되고,
    상기 응답 명령의 수신을 알리는 제4 프리미티브가 상기 제3 계층에서 상기 제4 계층으로 전달되는
    슬롯 관리 방법.
  7. 소스 노드의 슬롯 관리 방법으로서,
    목적지 노드로 슬롯 관리를 요청하기 위한 요청 명령을 전송하는 단계,
    상기 목적지 노드에서 방송되는 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 응답 명령을 수신하는 단계, 그리고
    상기 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 통지 명령을 이웃 노드로 방송하는 단계
    를 포함하며,
    상기 요청 명령의 수신을 알리는 제1 프리미티브가 상기 목적지 노드의 제1 계층에서 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로 전달되며,
    상기 응답 명령은 상기 제1 계층이 상기 제2 계층로부터 슬롯 관리 요청의 응답으로 전달되는 제2 프리미티브를 수신할 때 생성되는
    슬롯 관리 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 통지 명령의 수신을 알리는 제3 프리미티브가 상기 제1 계층에서 상기 제2 계층으로 전달되는 슬롯 관리 방법.
  9. 제7항에서,
    상기 목적지 노드로부터 상기 요청 명령에 대한 확인 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 슬롯 관리 방법.
  10. 제7항에서,
    상기 슬롯 관리는 새로운 슬롯의 할당, 현재 슬롯의 할당 해제, 현재 슬롯의 중복 할당 통지, 현재 슬롯의 감소 및 현재 슬롯의 재시작 중 적어도 하나를 포함하는 슬롯 관리 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 요청 명령은, 상기 슬롯 관리가 상기 새로운 슬롯의 할당에 해당하는 경우, 현재의 슬롯 할당 상태를 나타내는 정보를 포함하는 슬롯 관리 방법.
  12. 제7항에서,
    상기 요청 명령을 전송하기 전에, 상기 소스 노드의 제3 계층이 상기 제3 계층이 상위 계층인 제4 계층으로부터 상기 슬롯 관리를 요청하기 위한 제3 프리미티브를 전달받는 단계, 그리고
    상기 제3 계층에서 상기 제4 계층으로 상기 응답 명령의 수신을 알리는 제4 프리미티브를 전달하는 단계
    를 더 포함하는 슬롯 관리 방법.
  13. 소스 노드의 슬롯 관리 방법으로서,
    요청 명령을 목적지 노드로 전송하여 상기 목적지 노드의 슬롯 할당 정보를 요청하는 단계,
    상기 목적지 노드로부터 상기 슬롯 할당 정보를 포함하는 응답 명령을 수신하는 단계,
    상기 슬롯 할당 정보에 기초하여 슬롯을 할당하는 단계,
    할당한 슬롯의 정보를 포함하는 통지 명령을 이웃 노드로 방송하는 단계, 그리고
    상기 통지 명령에 응답하여 상기 목적지 노드에서 방송되며 상기 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 확인 명령을 수신하는 단계
    를 포함하는 슬롯 관리 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 요청 명령을 전송하기 전에, 상기 소스 노드의 제1 계층에서 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로부터 슬롯 할당을 요청하는 제1 프리미티브를 전달받는 단계,
    상기 제1 계층에서 상기 제2 계층으로 상기 응답 명령을 수신을 알리는 제2 프리미티브를 전달하는 단계,
    상기 통지 명령을 전송하기 전에 상기 제2 계층에서 상기 제1 계층으로 상기 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 제3 프리미티브를 전달하는 단계, 그리고
    상기 제1 계층에서 상기 제2 계층으로 상기 확인 명령의 수신을 알리는 제4 프리미티브를 전달하는 단계
    를 더 포함하는 슬롯 관리 방법.
  15. 목적지 노드의 슬롯 관리 방법으로서,
    상기 소스 노드로부터 슬롯 할당 정보를 요청하는 요청 명령을 수신하는 단계,
    상기 소스 노드로 상기 슬롯 할당 정보를 포함하는 응답 명령을 전송하는 단계,
    상기 소스 노드에서 방송되는 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 통지 명령을 수신하는 단계, 그리고
    상기 통지 명령에 응답하여 상기 할당한 슬롯의 정보를 포함하는 확인 명령을 이웃 노드로 방송하는 단계
    를 포함하는 슬롯 관리 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 목적지 노드의 제1 계층이 상기 제1 계층의 상위 계층인 제2 계층으로 상기 확인 명령의 수신을 알리는 프리미티브를 전달하는 단계를 더 포함하는 슬롯 관리 방법.
  17. 목적지 노드의 슬롯 관리 장치로서,
    소스 노드로부터 슬롯 관리를 요청하기 위한 요청 명령을 수신하고, 상기 요청 명령의 수신을 알리는 제1 프리미티브를 생성하며, 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 응답 명령을 이웃 노드로 방송하고, 상기 소스 노드에서 방송되는 상기 슬롯 관리 요청의 결과를 포함하는 통지 명령을 수신하는 제1 계층, 그리고
    상기 제1 계층의 상위 계층이며, 상기 제1 계층로부터 상기 제1 프리미티브를 전달받으며, 슬롯 관리 요청에 대한 응답으로 제2 프리미티브를 상기 제1 계층으로 전달하는 제2 계층
    을 포함하는 슬롯 관리 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 계층은 상기 통지 명령의 수신을 알리는 제3 프리미티브를 상기 제2 계층으로 전달하는 슬롯 관리 장치.
  19. 제17항에서,
    상기 제1 계층은 상기 요청 명령에 대한 확인 메시지를 상기 소스 노드로 전송하는 슬롯 관리 장치.
  20. 제17항에서,
    상기 소스 노드는 제3 계층과 상기 제3 계층의 상위 계층인 제4 계층을 포함하며,
    상기 요청 명령은 상기 제4 계층에서 상기 제3 계층으로 전달되는 제3 프리미티브에 응답하여 생성되고,
    상기 응답 명령의 수신을 알리는 제4 프리미티브가 상기 제3 계층에서 상기 제4 계층으로 전달되는
    슬롯 관리 장치.
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