KR20120109050A - 양방향 이벤트 검출을 지원하는 센서 네트워크의 이벤트 전송 방법 및 장치 - Google Patents

양방향 이벤트 검출을 지원하는 센서 네트워크의 이벤트 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

양방향 이벤트 검출을 지원하는 센서 네트워크의 이벤트 전송 방법 및 장치가 제공된다. 센서 노드는 업링크 이벤트가 발생한 경우 업링크 섹션에서 업링크 이벤트의 발생을 코디네이터에게 알린다. 코디네이터는 업링크 이벤트의 발생을 나타내는 신호를 수신하거나 다운링크 이벤트를 감지한 경우, 다운링크 섹션에서 동기화 패킷을 전송한다.

Description

양방향 이벤트 검출을 지원하는 센서 네트워크의 이벤트 전송 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF SENSOR NETWORK SUPPORTING BIDIRECTIONAL EVENT DETECTION}
본 발명의 실시예들은 양방향 이벤트 검출을 지원하는 센서 네트워크의 이벤트 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 센서 기술이 발전하고 자동화 처리에 대한 요구의 증가에 따라 다양한 분야에 무선 센서 네트워크 기술이 활용되고 있다. 구체적으로 센서(sensor)들은 health care용으로서 환자의 질병 상태 감지, 건물이나 다리 등 대형 건축물의 안정 상태 감지 또는 외부 침입자의 감지 등 여러 분야에서 이용되고 있다. 센서에서 감지된 이벤트(event)는 통신 모듈을 통해 중앙 모니터링 시스템에 전송되어 처리된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드 및 코디네이터를 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크- 상기 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 업링크 섹션 및 다운링크 섹션을 포함하는 적어도 하나의 스탠바이 슬롯(Standby Slot; SS)을 포함하는 슈퍼 프레임 구조를 가짐-에서 상기 코디네이터의 통신 방법은 상기 업링크 섹션에서, 상기 센서 노드에 의해 검출되는 업링크 이벤트의 발생을 나타내는 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지하는 단계; 및 상기 코디네이터가 다운링크 이벤트를 검출하거나 상기 업링크 섹션에서 상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 감지하는 경우, 상기 다운링크 섹션에서, 상기 센서 노드로 상기 업링크 이벤트의 수신 또는 상기 다운링크 이벤트의 전송을 위한 동기화 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지하는 단계는 상기 업링크 이벤트의 발생 여부를 감지하기 위하여 상기 업링크 섹션에서 웨이크 업 모드를 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지하는 단계는 미리 정해진 시간 범위 동안 상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호가 수신되는 경우를 상기 업링크 이벤트가 발생한 것으로 인지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지하는 단계는 임계값 이상의 시간 동안 상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호가 수신되는 경우, 업링크 이벤트가 발생하지 않은 것으로 인지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스탠바이 슬롯의 길이는 상기 센서 네트워크에 포함되는 센서 노드의 수와 무관하게 미리 정해질 수 있다.
상기 동기화 패킷을 전송하는 단계는 상기 다운링크 섹션에서 반복적으로 상기 동기화 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동기화 패킷을 전송하는 단계는 상기 코디네이터를 식별하기 위한 코드 패턴을 포함하는 상기 동기화 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 코디네이터의 통신 방법은 상기 슈퍼 프레임에 포함되는 액세스 슬롯(Access Slot; AS)에서, 상기 동기화 패킷을 수신한 상기 센서 노드로부터 상기 센서 노드의 식별 정보를 포함하는 액세스 요청 프레임(access request frame)을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 코디네이터의 통신 방법은 상기 액세스 요청 프레임을 수신함에 응답하여, 상기 다운링크 이벤트의 전송 또는 상기 업링크 이벤트의 수신을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 비콘(beacon)을 전송하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 다운링크 이벤트를 전송하거나 상기 센서 노드로부터 상기 업링크 이벤트를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드 및 코디네이터를 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크-상기 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 업링크 섹션 및 다운링크 섹션을 포함하는 적어도 하나의 스탠바이 슬롯을 포함하는 슈퍼 프레임 구조를 가짐-에서 상기 센서 노드의 통신 방법은 상기 업링크 섹션에서, 상기 코디네이터에게 상기 센서 노드에 의해 검출되는 업링크 이벤트의 발생 여부를 알리는 단계; 및 상기 다운링크 섹션에서, 상기 코디네이터로부터 상기 센서 노드로의 다운링크 전송의 감지 여부에 따라 상기 업링크 이벤트의 전송 또는 다운링크 이벤트-상기 다운링크 이벤트는 상기 코디네이터에 의해 검출되는 이벤트임-의 수신을 위한 동기화 패킷을 수신하는 단계를 포함한다.
상기 업링크 이벤트의 발생을 알리는 단계는 상기 센서 노드가 업링크 이벤트를 검출한 경우, 상기 코디네이터로 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 업링크 이벤트의 발생을 알리는 단계는 상기 업링크 이벤트의 발생을 알리기 위하여 슬립 모드에서 웨이크 업 모드로 상기 센서 노드의 상태를 변경하는 단계; 및 상기 업링크 이벤트의 발생을 상기 코디네이터에게 알린 후 웨이크 업 모드에서 슬립 모드로 상기 센서 노드의 상태를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 센서 노드의 통신 방법은 상기 다운링크 섹션에서, 상기 코디네이터로부터 상기 센서 노드로의 다운링크 전송을 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 동기화 패킷을 수신하는 단계는 상기 다운링크 전송이 감지되지 않는 경우, 슬립 모드로 상태를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동기화 패킷은 상기 코디네이터를 식별하기 위한 코드 패턴을 포함할 수 있다.
상기 센서 노드의 통신 방법은 상기 동기화 패킷을 수신함에 응답하여, 상기 슈퍼 프레임에 포함되는 액세스 슬롯에서, 상기 코디네이터로 상기 센서 노드의 식별 정보를 포함하는 액세스 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 액세스 요청 프레임을 전송하는 단계는 상기 액세스 슬롯 내의 센서 노드 별로 할당된 구간 중 상기 센서 노드에 할당된 구간을 이용하여 상기 액세스 요청 프레임을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 센서 노드의 통신 방법은 상기 코디네이터로부터 상기 업링크 이벤트의 전송 또는 상기 다운링크 이벤트의 수신을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 비콘을 수신하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 코디네이터로 상기 업링크 이벤트를 전송하거나 상기 코디네이터로부터 상기 다운링크 이벤트를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 센서 노드 및 코디네이터를 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크-상기 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 업링크 섹션 및 다운링크 섹션을 포함하는 적어도 하나의 스탠바이 슬롯을 포함하는 슈퍼 프레임 구조를 가짐-의 통신 방법은 상기 복수의 센서 노드 중 적어도 하나의 센서 노드가 업링크 이벤트를 검출한 경우, 상기 업링크 섹션에서, 상기 업링크 이벤트를 검출한 상기 적어도 하나의 센서 노드 각각이 상기 업링크 이벤트의 발생을 나타내는 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 상기 코디네이터로 전송하는 단계; 및 상기 코디네이터가 상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 감지하거나 상기 코디네이터에 의해 검출되는 다운링크 이벤트가 발생한 경우, 상기 다운링크 섹션에서, 상기 코디네이터가 상기 복수의 센서 노드로 상기 업링크 이벤트 또는 상기 다운링크 이벤트의 송수신을 위한 동기화 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 동기화 패킷은 상기 복수의 센서 노드가 상기 코디네이터를 식별하기 위한 코드 패턴을 포함할 수 있다.
상기 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 통신 방법은 상기 복수의 센서 노드 각각이 상기 동기화 패킷을 수신함에 응답하여 상기 슈퍼 프레임에 포함되는 액세스 슬롯에서 상기 센서 노드의 식별 정보를 포함하는 액세스 요청 프레임을 상기 코디네이터로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 액세스 요청 프레임을 상기 코디네이터로 전송하는 단계는 상기 복수의 센서 노드 각각이 상기 액세스 슬롯 내의 센서 노드 별로 할당된 구간 중 해당 센서 노드에 할당된 구간을 이용하여 상기 액세스 요청 프레임을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 통신 방법은 상기 코디네이터가 상기 액세스 요청 프레임을 수신함에 응답하여 상기 복수의 센서 노드로 상기 다운링크 이벤트의 전송 또는 상기 업링크 이벤트의 수신을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 비콘을 전송하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 코디네이터가 상기 복수의 센서 노드로 다운링크 이벤트를 전송하거나 상기 업링크 이벤트를 검출한 상기 적어도 하나의 센서 노드가 상기 코디네이터로 상기 업링크 이벤트를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 코디네이터에 웨이크 업 구간 및 데이터 송신 구간을 편중함으로써 에너지 효율을 향상할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 비콘 전송 주기를 늘림으로써 에너지 낭비를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 하나의 슬롯(예를 들면 스탠바이 슬롯)을 통해 업링크 이벤트 발생 및 다운링크 이벤트 발생모두를 송수신함으로써 이벤트 데이터의 지연 시간을 최소화 할 수 있고, 센서 노드 및 코디네이터의 에너지 소모를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 노드는 코디네이터에게 업링크 이벤트의 발생을 알리기 위해 미리 정해진 에너지를 갖는 신호를 전송하고 다시 슬립 모드로 상태를 변경함으로써, 업링크 이벤트 발생을 알리기 위한 에너지 소모를 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코디네이터는 코드 패턴 반복하여 전송함으로써, 동기가 맞지 않는 센서 노드들도 코디네이터가 전송하는 신호를 수신할 수 있다.
도 1은 Wake On Radio 기술에 따른 트랜시버의 상태 변화를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크의 슈퍼프레임을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스탠바이 슬롯을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 상태에 따른 스탠바이 슬롯에서의 코디네이터 및 센서 노드의 동작을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 슬롯을 도시한 도면이다.
도 6은 WOR에서의 에너지 송수신을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 에너지 송수신을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크에서 업링크 이벤트가 전송되는 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크에서 다운링크 이벤트가 전송되는 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 실시예들은 다양한 무선 센서 모니터링 시스템에 사용될 수 있으며, 저전력 특징을 극대화하기 위하여 칩(chip) 형태의 하드웨어로 구현될 수 있다. 물론 본 발명의 실시예들은 소프트웨어를 통해 구현될 수도 있다.
U-health care는 언제 어디서나 적절한 의료 서비스를 안전하게 발을 수 있는 의료 환경을 의미한다. 즉, U-health care는 복수의 센서를 환자의 몸에 부착하여 환자의 상태를 모니터링하고, 환자에게 각종 검사 결과를 알려주거나 환자의 몸에 부착된 센서를 통해 환자에게 위험 또는 처방 조치를 알릴 수 있는 시스템이다.
무선 인체 영역 통신(Wireless Body Area Network; WBAN)은 사람이 착용하는 옷이나 인체에 부착된 여러 디바이스를 서로 연결하여 통신하는 인체 주변의 네트워크를 말한다. 의료 분야에서 WBAN은 사전 검진을 통한 예방 또는 만성적인 환자나 노약자들의 건강 상태를 지속적으로 감지하는 데에 이용될 수 있다. 비의료 분야에서 WBAN은 운동이나 훈련 시 인체 상태 정보를 수집 및 분석하고, 인체 중심의 다양한 정보 수집 장치(예를 들면, 센서 노드)들과 외부 네트워크 간의 통신이 가능하도록 인체 주변의 컴퓨터 등의 통신 장치와 정보 수집 장치들을 상호 연결하는 데에 이용될 수 있다.
WBAN이 중요시됨에 따라, WBAN과 관련하여 저전력 MAC 프로토콜이 필요하다. WSN(Wireless Sensor Network) 관련 저전력 MAC 프로토콜은 존재한다. 하지만 WSN이 고려하는 환경은 WBAN 환경과 특성이 다르기 때문에 WBAN 환경에 적합한 새로운 MAC 프로토콜이 필요하다.
우선 WSN 환경과 WBAN 환경의 특징을 비교하면 아래와 같다.
1) Architecture
WSN에서 사용되는 모든 장치들은 센서 노드(sensor node)와 코디네이터(coordinator)의 기능을 동시에 한다. 하지만 WBAN에서 사용되는 장치들은 사용자의 몸에 부착된 센서 노드 및 외부 인프라와의 연결을 위한 코디네이터 두 가지로 명확하게 구분된다.
2) Density
WSN에서 다수의 센서 노드들이 사용되는 것과 달리, WBAN에서는 사용자의 필요에 따라 비교적 적은 수의 센서 노드를 이용하여 센서 네트워크가 구성될 수 있다.
3) Data Rate
대부분의 WSN은 이벤트 기반으로 동작하기 때문에 데이터 발생이 주기적이지 않다. 반면 WBAN은 사용자의 상태를 주기적으로 모니터링하기 때문에 데이터 발생이 주기적이다.
4) Latency
WBAN은 응급상황에 대처하기 위해 WSN에 비해 상대적으로 낮은 latency가 보장될 필요가 있다. 하지만 latency와 전력은 상충관계에 있기 때문에 사용자의 상태에 따라 적절히 조절될 필요가 있다.
5) Mobility
WSN은 이동성이 없는 환경을 고려한다. WBAN은 이동이 빈번하게 발생할 수 있지만, 이동은 네트워크 단위로 발생하는 특수한 상황일 수 있다.
U-health care에서 에너지 소모의 원인은 무선 통신, 데이터 처리 및 데이터 수집과 같이 크게 세 가지로 나뉠 수 있다. 무선 통신에서 소비되는 에너지의 요소로는 collision, idle listening, overhearing 및 control packet overhead 등이 있다. 에너지 효율을 향상하는 것은 U-health care에서 중요한 이슈이다.
따라서 본 발명의 실시예들은 위에서 언급한 WSN과 WBAN의 환경적 차이점들을 기초로 에너지 낭비를 최소화하기 위한 효율적인 WBAN MAC 프로토콜을 제공한다.
도 1은 Wake On Radio 기술에 따른 트랜시버의 상태 변화를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, Wake On Radio(WOR) 기술에 의하면 데이터가 수신되기 전까지 트랜시버(transceiver)는 슬립(sleep) 상태를 유지할 수 있다. 데이터 수신이 감지되면 트랜시버는 자동적으로 깨어나므로 MCU는 추가적으로 트랜시버 모드(즉, wake up, sleep 등)를 제어하지 않을 수 있다.
따라서 이러한 WOR 기술은 슬립 모드에서 이벤트를 감지하기 위한 최소한의 모듈만을 구동하고, 이벤트가 발생한 경우에만 트랜시버 내의 모든 모듈을 구동하므로 에너지가 절약될 수 있다.
도 1과 같이, 초기에 트랜시버 내의 대부분의 모듈은 슬림 모드들 유지할 수 있다. 그리고 Event 0 및 Event 1의 에너지 감지 결과에 따라서 트랜시버 전체가 idle 모드로 변경될 수 있다. 그리고 수신 절차가 종료되면 트랜시버는 다시 슬립 모드로 변경된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크는 하나의 코디네이터와 복수의 센서 노드로 구성된다. 즉, 센서 네트워크의 토폴로지(topology)는 스타 토폴로지일 수 있다. 물론 다른 토폴로지로의 응용도 가능하다.
코디네이터는 센서 노드들로부터 수신된 이벤트들을 외부 네트워크로 전송할 수 있다. 코디네이터는 휴대전화와 같은 기기일 수 있다. 또한 코디네이터는 사용자의 휴대전화 버튼 조작과 같은 외부로부터의 명령(즉, 다운링크 이벤트)에 따라 센서 노드들을 제어할 수 있다.
센서 노드는 인체 정보와 같은 센서 노드가 감지한 이벤트(즉, 업링크 이벤트)를 코디네이터로 전송하는 기기이다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크는 코디네이터와 센서 노드 모두에서 이벤트가 발생할 수 있고, 코디네이터 및 센서 노드가 각자의 이벤트를 서로에게 전송하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크이다.
종래의 TDMA 기반 MAC 프로토콜에서, 코디네이터는 주기적으로 비콘(beacon)을 전송함으로써 슈퍼프레임을 스케줄링한다. 하지만 주기적으로 전송되는 비콘은 제어 패킷 오버헤드(control packet overhead)를 발생시키고 코디네이터와 센서 노드의 에너지를 낭비하게 만들 수 있다. 에너지 낭비를 줄이기 위해 비콘 주기를 늘리는 경우, 지연 시간이 증가하여 WBAN에서 발생하는 이벤트(예를 들어, 센서 노드의 응급 상황 알림, 코디네이터의 사용자에 의한 버튼 입력 인식 등)를 감지하지 못할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예는 비콘 전송 주기를 늘림으로써 비콘 전송 횟수를 줄이고 센서 노드가 깨어있는 시간(즉, 웨이크업 모드로 존재하는 시간)을 최소화함으로써 에너지 소모를 줄이는 TDMA 기반의 WBAN MAC 프로토콜을 제공한다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 코디네이터는 센서 노드에 비해 에너지 용량이 충분히 큰 장치라고 가정한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크의 슈퍼프레임을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크는 비콘 전송에 의한 에너지 낭비를 줄이기 위해 비콘 주기가 늘어난 슈퍼 프레임을 이용한다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크는 어플리케이션의 요구 사항에 따라 비콘 주기 내에(즉, 슈퍼 프레임 내에) 주기적으로 할당된 스탠바이 슬롯(Standby Slot; SS)을 이용하여 코디네이터 및 센서 노드들의 이벤트 발생을 인지함으로써 이벤트 감지에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스탠바이 슬롯을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 스탠바이 슬롯은 WBAN에서 주기적으로 발생하는 데이터가 아닌 특수한 이벤트가 발생한 경우를 처리하기 위한 슬롯이다. 스탠바이 슬롯은 업링크 섹션(uplink section) 및 다운링크 섹션(downlink section)을 포함한다.
업링크 섹션은 센서 노드에서 발생하는 업링크 이벤트의 알림 및 감지를 위한 섹션이다. 다운링크 섹션은 코디네이터에서 발생하는 다운링크 이벤트의 알림 및 감지, 그리고 동기화를 위한 섹션이다.
슈퍼프레임 내의 스탠바이 슬롯의 주기는 이벤트를 처리할 때 허용되는 최대 지연 시간으로 결정될 수 있다. 비콘 전송 주기 및 스탠바이 슬롯의 주기는 각 어플리케이션 모델에 따라 결정될 수 있다.
슈퍼프레임의 비교적 긴 비콘 전송 주기로 인하여 스탠바이 슬롯에서 코디네이터와 센서 노드 사이의 동기(synchronization)가 달라질 수 있다. 동기화 오차는 코디네이터와 센서 노드의 하드웨어 성능(oscillator, turnaround time, processing time, preambling time 등)과 동작 환경에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어 비콘 전송 주기가 Tb sec이고, 초당 동기화 오차가 ±s μsec/sec일 때, 비콘 전송 주기 동안 발생하는 최대 오차는 ±Tb×s μsec라 할 수 있다.
그러면, 업링크 섹션에서 코디네이터는 전송 시간이 Tu인 짧은 신호만 받으면 되므로, 업링크 섹션의 길이는 2×Tb×s + Tu μsec로 결정될 수 있다. 그리고 다운링크 섹션에서 코디네이터는 전송 시간이 Td인 동기화 패킷(synchronization packet)을 전송해야 하므로, 다운링크 섹션의 길이는 2×Tb×s + Td μsec로 결정될 수 있다.
정확한 업링크 섹션 및 다운링크 섹션의 길이는 하드웨어 성능 및 동작 환경을 고려하여 네트워크 구현 시 결정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이벤트 상태에 따른 스탠바이 슬롯에서의 코디네이터 및 센서 노드의 동작을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 스탠바이 슬롯에서의 코디네이터 및 센서 노드의 동작은 이벤트 상태에 따라 세 가지로 나누어진다. 이벤트 상태로는 보통 상태(Normal State), 업링크 이벤트 상태(Uplink Event State) 및 다운링크 이벤트 상태(Downlink Event State)가 있다.
1) 보통 상태(Normal State)
Normal State는 주기적인 데이터만 발생하고, 업링크 이벤트 및 다운링크 이벤트는 발생하지 않은 경우를 말한다.
업링크 섹션에서, 코디네이터는 센서 노드에서 업링크 이벤트가 발생했는지 알 수 없으므로 센서 노드로부터 업링크 이벤트 발생 여부를 수신하기 위해 웨이크업(wake up) 모드로 존재한다. 그리고 센서 노드는 업링크 이벤트가 발생하지 않았지 때문에 슬립 모드(sleep mode)로 존재한다.
다운링크 섹션에서, 코디네이터는 업링크 이벤트 및 다운링크 이벤트가 발생하지 않았으므로 슬립 모드로 존재한다. 센서 노드는 다운링크 이벤트가 발생했는지 알 수 없으므로, 다운링크 이벤트 발생 여부를 감지하기 위하여 짧은 시간 동안 웨이크업 모드가 되었다가, 다운링크 이벤트가 발생하지 않았음을 감지하고 슬립 모드로 존재한다. WBAN 어플리케이션의 특성상 이벤트가 자주 발생하지는 않으므로 Normal State의 비중이 높을 수 있다.
2) 업링크 이벤트 상태(Uplink Event State)
Uplink Event State는 센서 노드들 중 업링크 이벤트(예를 들면, 환자의 응급 상황)가 발생한 센서 노드들이 업링크 이벤트를 코디네이터에게 알리는 경우를 말한다.
업링크 이벤트가 발생하면 센서 노드는 업링크 섹션에서 짧은 시간 동안 코디네이터에게 업링크 이벤트 발생을 나타내는 신호를 전송한다. 이때, 신호는 코디네이터에게 업링크 이벤트 발생 사실을 알리기 위한 것일 뿐이므로 단순한 에너지 형태로 전송된다. 즉, 업링크 이벤트 발생을 나타내는 신호는 미리 정해진 크기(즉, 임계값)를 갖는 단순한 신호일 수 있다.
코디네이터는 업링크 섹션에서 에너지 검출(energy detection)을 수행한다. 구체적으로 코디네이터는 임계값 이상의 에너지를 갖는 신호를 감지하면 업링크 이벤트가 발생한 것으로 인지할 수 있다. 그리고 코디네이터는 다운링크 섹션에서 동기화를 위한 패킷을 센서 노드들로 전송한다. 이때 코디네이터는 동기화를 위한 패킷을 반복적으로 전송할 수 있다. 동기화를 위한 패킷은 센서 노드가 상기 코디네이터를 식별하기 위한 코드 패턴을 포함할 수 있다.
다운링크 섹션에서, 웨이크업 모드가 된 센서 노드가 코디네이터로부터의 다운링크 전송(즉, 코디네이터로부터 신호가 전송됨)을 감지하면, 동기화를 위한 패킷을 수신한다.
만약 복수의 센서 노드들에서 업링크 이벤트가 발생한 경우, 복수의 센서 노드들은 동일한 업링크 섹션에서 업링크 이벤트 발생을 나타내는 신호를 전송할 수 있다. 이 경우 코디네이터가 업링크 섹션에서 임계값 이상의 에너지를 갖는 신호를 수신함에는 변함이 없으므로, 코디네이터는 어떤 센서 노드에서 업링크 이벤트가 발생했는지는 알 수는 없더라도 업링크 이벤트가 발생했다는 사실은 알 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면 센서 노드의 수가 증가하더라도 스탠바이 슬롯의 길이는 증가하지 않고 유지될 수 있다.
또한, 코디네이터는 업링크 섹션에서 에너지 검출을 수행할 때, 임계값 이상의 에너지를 갖는 신호가 감지되는 구간의 길이에 따라 센서 노드로부터 전송된 신호와 간섭을 구분할 수 있다. 즉, 코디네이터는 임계값 이상의 에너지를 갖는 신호가 감지되는 구간의 길이가 미리 정의된 범위에 해당하는 경우에만 업링크 이벤트가 발생한 것으로 인지하고, 다른 경우를 간섭 또는 잡음으로 인지할 수 있다.
구체적으로, 센서 노드가 업링크 이벤트 발생을 나타내는 신호를 전송하는 구간의 길이가 Tup, 코디네이터는 (Tup - a) ~ (Tup + b) 범위의 기간 동안 임계값 이상의 에너지를 갖는 신호가 수신되는 경우를 업링크 이벤트가 발생한 경우로 인지할 수 있다. 여기서 a는 코디네이터의 수신 신호 처리 특성에 따라 결정되고, b는 비콘 전송 주기에 비례하여 결정될 수 있다.
코디네이터가 이와 같은 방법을 이용하는 경우, 간섭으로 인한 에너지 검출 수행 오류를 줄일 수 있다. 즉, 에너지 검출 수행 오류로 인한 불필요한 송수신을 방지할 수 있어 에너지 소모가 줄어들 수 있다.
3)다운링크 이벤트 상태(Downlink Event State)
Downlink Event State는 코디네이터에서 발생한 다운링크 이벤트(예를 들면, 사용자의 핸드폰 버튼 누름)가 발생한 경우를 처리하기 위한 상태를 나타낸다.
다운링크 이벤트가 발생한 경우, 다운링크 섹션에서 코디네이터는 센서 노드들로 동기화 패킷을 전송함으로써 다운링크 이벤트 발생 사실을 센서 노드들에게 알릴 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 슬롯을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크는 코디네이터가 어느 센서 노드에서 업링크 이벤트가 발생했는지 파악하거나, 센서 노드가 다운링크 이벤트 상태를 인지했는지를 코디네이터가 알 수 있도록 아래와 같은 절차를 수행한다.
다운링크 섹션에서 센서 노드가 동기화 패킷을 수신하는 경우 또는 비콘 주기에서 설정된 시간이 된 경우, 액세스 슬롯(Access Slot; AS)의 동작이 수행된다.
센서 노드는 동기화를 위해 IFS(Inter Frame space)만큼 기다린다. 센서 노드는 전송할 트래픽(traffic)이 있는 경우, 코디네이터로 액세스 요청 프레임(Access Request Frame)을 전송한다. 액세스 요청 프레임에는 센서 노드의 식별 정보가 포함될 수 있다. 코디네이터는 액세스 페이즈(Access Phase)를 통해 센서 노드가 전송하는 액세스 요청 프레임을 수신한다.
각 센서 노드는 액세스 슬롯 내의 각 센서 노드별로 미리 할당된 구간을 이용하여 액세스 요청 프레임을 전송할 수 있다. 이는 센서 노드간 충돌을 막기 위한 것이다. 각 센서 노드 별 액세스 요청 프레임 전송 구간은 각 센서 노드의 ID에 따라 순차적으로 정해질 수 있다. 따라서, 액세스 페이즈의 길이는 센서 네트워크 내의 센서 노드의 수를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 센서 노드의 수 = Nn, 액세스 요청 프레임 = Fa bits, Data rate = r bit/sec일 때, 액세스 페이즈의 길이는 Nn × Fa × (1/r) sec로 정해질 수 있다.
스탠바이 슬롯을 통해 업링크 이벤트 또는 다운링크 이벤트가 감지되면, 코디네이터는, 비콘 전송 주기와 무관하게, 업링크 이벤트의 및 다운링크 이벤트의 전송을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 비콘을 전송한다. 업링크 이벤트 및 다운링크 이벤트는 자주 발생하지는 않을 것이므로 새로운 비콘 전송으로 인한 오버헤드는 크지 않다.
지금까지 설명한 방법에 따르면 센서 노드는 이벤트 감지를 위해 웨이크 업 모드로 동작하는 시간을 최소화할 수 있으므로 에너지 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크는 센서 노드의 에너지 소모량을 최소화하고, 휴대전화와 같이 충전이 용이한 코디네이터에 에너지 소모를 편중시키는 비대칭형 에너지 소모 네트워크이다.
도 6 및 도 7을 참조하여 기존의 WOR 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 기술을 비교한다.
도 6은 WOR에서의 에너지 송수신을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, WOR에서의 Sender는 Receiver를 깨우기(wake up) 위하여 미리 정해진 에너지(WOR_req)를 전송하고, Receiver가 WOR_req에 대한 응답(WOR_rsp)을 전송하는 경우, Receiver는 node ID 등의 전송에 필요한 파라미터들을 획득하기 위하여 정보 패킷을 Receiver로 전송한다. 하지만 Neighbor 노드에서는 WOR_req에 대한 오버히어링으로 인한 오버헤드가 발생한다.
각 노드 별 에너지 소비를 살펴보면, Sender는 한 번의 에너지 전송과 한 번의 에너지 수신 및 한 번의 제어 패킷(control packet) 전송을 수행한다. Receiver에서는 Sender와 송수신 방향이 반대인 에너지 소모가 발생한다.
따라서, 이러한 WOR 기술은 WBAN 환경에 적합하지 않다. 구체적으로, Sender와 Receiver가 대칭적으로 에너지를 소모하고 있으므로 인체에 부착되는 센서 노드의 에너지 부족 현상이 발생할 수 있다. 또한 이벤트 전송의 방향성(즉, 업링크 및 다운링크)에 있어서 WOR 기술은 단일 방향 이벤트 전송만 지원하므로, 양방향 이벤트 전송 네트워크에서는 두 번의 이벤트 인지 과정이 필요하다. 또한 복수의 Sender에서 동시에 이벤트가 발생한 경우, Receiver가 이벤트 발생을 확인하기 쉽지 않다. 또한, WOR 기술은 이벤트가 발생하지 않은 Neighbor 노드 역시 인근의 Sender의 전송으로 인하여 불필요하게 WOR_req를 수신하고 WOR_rsp를 전송함으로써 에너지 낭비가 발생할 수 있다. 이는 센서 네트워크 내의 노드 수가 증가할수록 더 심해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 이벤트 전송 방법이 WBAN에 적용되는 경우, 기존의 WOR 기술과 대비할 때 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다.
- 양방향 이벤트(업링크 이벤트 및 다운링크 이벤트) 동시 발생시 에너지 절감
- code matching 기법을 이용함으로써 false alarm 확률 감소
- Access Slot의 유동적 운영을 통한 이벤트 데이터의 신뢰성 증가
- 에너지 소모를 코디네이터에 편중함으로써 신체 부착형 센서 노드의 에너지 절감
- 이벤트와 무관한 Neighbor 노드의 데이터 송신 최소화
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 에너지 송수신을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 Bi-directional 특성을 갖고 있으므로, 양방향 이벤트(즉, 업링크 이벤트 및 다운링크 이벤트)의 동시 송신이 가능하다. 따라서 동일한 조건 하에서의 WOR 기술 대비 송수신 횟수가 절반으로 줄어들기 때문에 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
도 7을 참조하면, 다운링크 섹션에서 코디네이터가 코디네이터의 식별 정보를 포함하는 코드 패턴을 센서 노드(즉, Sender)로 전송함으로써 간섭으로 인한 false alarm확률이 감소될 수 있다.
또한, 이벤트 데이터는 contention-free 방식으로 코디네이터로 전송되기 때문에, 복수의 센서 노드가 업링크 이벤트를 전송하더라도 데이터 전송의 신뢰성이 높아질 수 있다.
그리고 WOR 기술과 달리, 이벤트가 발생하지 않은 Neighbor 노드는 어떠한 전송도 수행하지 않으므로, 불필요한 오버헤드가 줄어들 수 있다. 여기서 Neighbor 노드는 도 7의 코디네이터와 구별되는 다른 코디네이터에 연결된 센서 노드를 나타낸다.
도 7에서 코디네이터의 다운링크 전송은 이벤트가 발생한 경우에만 수행된다. 물론 이벤트의 발생 빈도는 WBAN 특성상 낮으나, 외부 간섭 등의 영향으로 에너지 검출이 자주 발생하는 경우, 코디네이터의 다운링크 전송 빈도가 높아질 수 있다. 이때 발생하는 에너지 손실은 코디네이터의 에너지 전송 기간이 길기 때문이며, 이러한 에너지 손실은 uplink listen 구간을 uplink 구간과 중첩함으로써 해결될 수 있다. 즉, Sender가 WOR_req를 전송한 후, 코디네이터가 즉시 다운링크 전송을 수행하는 경우 uplink 구간이 줄어들 수 있다. 하지만 Neighbor 노드는 Sender의 uplink 시간을 정확히 알 수 없기 때문에 ([Actual uplink time] - [uplink start time])만큼의 Neighbor 노드의 idle listening이 발생할 수 있다. 결과적으로 이러한 중첩은 코디네이터의 에너지 소모를 감소시킬 수 있지만 Neighbor 노드의 에너지 소모를 증가시킬 수 있으므로 적절히 이용되어야 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 우선 센서 노드는 업링크 이벤트의 발생을 여부를 감지한다(810). 업링크 이벤트가 발생한 경우, 센서 노드는 업링크 섹션에서 코디네이터에게 업링크 이벤트가 발생했음을 알린다(820). 센서 노드는 업링크 이벤트가 발생했음을 알리기 위해 코디네이터로 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 전송할 수 있다. 보다 자세하게는 센서 노드는 슬립 모드에서 웨이크업 모드로 상태를 변경하고 코디네이터로 신호를 전송한 후, 다시 슬립 모드로 돌아온다. 업링크 이벤트가 발생하지 않은 경우, 센서 노드는 업링크 섹션에서 슬립 모드로 동작한다.
코디네이터는 업링크 섹션에서 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지한다(821). 즉, 코디네이터는 업링크 섹션에서 웨이크업 모드를 유지한다. 업링크 섹션에서 코디네이터가 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 감지하는 경우, 코디네이터는 다운링크 섹션에서 센서 노드로 동기화 패킷을 전송한다(840). 코디네이터는 미리 정해진 시간 범위 동안 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 수신하는 경우를 업링크 이벤트가 발생한 것으로 인지할 수 있다. 그리고 코디네이터는 임계값 이상의 시간 동안 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 수신하는 경우를 간섭으로 인지한다. 즉 코디네이터는 간섭으로 인지한 신호를 필터링함으로써 업링크 이벤트가 발생하지 않은 것으로 간주한다. 동기화 패킷은 코디네이터를 식별하기 위한 코드 패턴이 포함될 수 있다. 코디네이터는 동기화 패킷을 반복적으로 전송할 수 있다. 이는 동기가 맞지 않는 센서 노드들이 동기화 패킷을 수신할 수 있도록 하기 위함이다.
또한 코디네이터는 다운링크 이벤트 발생 여부를 감지한다(830). 다운링크 이벤트가 발생한 경우에도, 코디네이터는 동기화 패킷을 전송한다(840).
다운링크 섹션에서, 센서 노드는 코디네이터로부터 센서 노드로의 다운링크 전송 여부(즉, 동기화 패킷이 수신되는지 여부)를 감지한다(841). 다운링크 전송을 감지한 경우, 센서 노드는 동기화 패킷을 수신한다. 다운링크 전송이 감지되지 않은 경우, 센서 노드는 슬립 모드로 동작한다.
동기화 패킷을 수신한 센서 노드는 액세스 슬롯에서 코디네이터로 센서 노드의 식별 정보를 포함하는 액세스 요청 프레임을 전송한다(850). 센서 노드는 액세스 슬롯 내의 센서 노드 별로 할당된 구간 중 해당 센서 노드에 할당된 구간을 이용하여 액세스 요청 프레임을 전송할 수 있다.
코디네이터는 액세스 요청 프레임이 수신되는지 여부를 감지한다(851). 코디네이터는 액세스 요청 프레임을 수신한 경우, 스케줄링 정보를 포함하는 새로운 비콘 정보를 센서 노드로 전송하고, 스케줄링 정보에 따라 업링크 이벤트를 수신하거나 다운링크 이벤트를 전송한다(860).
센서 노드는 새로운 비콘 정보를 수신하고, 스케줄링 정보에 따라 업링크 이벤트를 전송하거나 다운링크 이벤트를 수신한다(861).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크에서 업링크 이벤트가 전송되는 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하여 코디네이터와 연결된 센서 노드들 중에서, 센서 노드 2 및 센서 노드 3에서만 업링크 이벤트가 발생한 경우의 업링크 이벤트 전송을 설명한다.
우선, 업링크 섹션 2에서, 센서 노드 2 및 센서 노드 3은 업링크 이벤트 발생을 알리기 위해 미리 정해진 크기의 에너지를 갖는 신호를 코디네이터로 전송한다. 코디네이터는 신호를 수신함으로써 업링크 이벤트가 발생했음을 인지한다.
다운링크 섹션 2에서, 코디네이터는 센서 노드들에게 동기화 패킷을 전송한다.
동기화 패킷을 수신한 센서 노드들 각각은 해당 센서 노드에 할당된 구간을 이용하여 액세스 요청 프레임을 코디네이터로 전송한다. 액세스 요청 프레임에는 해당 센서 노드의 업링크 이벤트 발생 여부 및 동기화 패킷 수신 여부의 정보가 들어있다. 업링크 이벤트가 발생하지 않은 센서 노드 1 또한 액세스 요청 프레임을 전송함으로써 코디네이터는 센서 노드 1이 정상적으로 동기화 패킷을 수신하였음(즉, 연결 상태가 양호함)을 인지할 수 있다.
코디네이터는 수신된 액세스 요청 프레임을 기초로 생성된 새로운 비콘을 전송한다.
그리고 새로운 비콘에 포함된 스케줄링 정보에 기초하여 센서 노드 2 및 센서 노드 3은 업링크 이벤트를 코디네이터로 전송한다. 도 9에는 도시되지 않았지만, 센서 노드 2의 업링크 이벤트 전송 완료 후 센서 노드 3은 센서 노드 3의 업링크 이벤트를 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크에서 다운링크 이벤트가 전송되는 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 업링크 섹션 2에서, 센서 노드들(센서 노드 1 내지 센서 노드 3)은 업링크 이벤트 발생하지 않았으므로 슬립 모드로 동작한다.
다운링크 섹션 2에서, 코디네이터는 센서 노드들에게 동기화 패킷을 전송한다.
동기화 패킷을 수신한 센서 노드들 각각은 해당 센서 노드에 할당된 구간을 이용하여 액세스 요청 프레임을 코디네이터로 전송한다. 코디네이터는 수신된 액세스 요청 프레임을 기초로 다운링크 이벤트 전송을 위한 새로운 비콘을 전송한다.
그리고 새로운 비콘에 포함된 스케줄링 정보에 기초하여 코디네이터는 센서 노드들로 다운링크 이벤트를 전송한다. 그리소 센서 노드들은 스케줄링 정보에 따라 다운링크 이벤트를 수신할 수 있다. 이때, 코디네이터는 다운링크 이벤트를 반복적으로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (23)

  1. 센서 노드 및 코디네이터를 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크에서 상기 코디네이터의 통신 방법에 있어서,
    상기 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 업링크 섹션 및 다운링크 섹션을 포함하는 적어도 하나의 스탠바이 슬롯(Standby Slot; SS)을 포함하는 슈퍼 프레임 구조를 가지며,
    상기 코디네이터의 통신 방법은
    상기 업링크 섹션에서, 상기 센서 노드에 의해 검출되는 업링크 이벤트의 발생을 나타내는 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지하는 단계; 및
    상기 코디네이터가 다운링크 이벤트를 검출하거나 상기 업링크 섹션에서 상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 감지하는 경우, 상기 다운링크 섹션에서, 상기 센서 노드로 상기 업링크 이벤트의 수신 또는 상기 다운링크 이벤트의 전송을 위한 동기화 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 코디네이터의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지하는 단계는
    상기 업링크 이벤트의 발생 여부를 감지하기 위하여 상기 업링크 섹션에서 웨이크 업 모드를 유지하는 단계
    를 포함하는 코디네이터의 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지하는 단계는
    미리 정해진 시간 범위 동안 상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호가 수신되는 경우를 상기 업링크 이벤트가 발생한 것으로 인지하는 단계
    를 포함하는 코디네이터의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호의 수신 여부를 감지하는 단계는
    임계값 이상의 시간 동안 상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호가 수신되는 경우, 업링크 이벤트가 발생하지 않은 것으로 인지하는 단계
    를 포함하는 코디네이터의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스탠바이 슬롯의 길이는
    상기 센서 네트워크에 포함되는 센서 노드의 수와 무관하게 미리 정해진 코디네이터의 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동기화 패킷을 전송하는 단계는
    상기 다운링크 섹션에서 반복적으로 상기 동기화 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 코디네이터의 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동기화 패킷을 전송하는 단계는
    상기 코디네이터를 식별하기 위한 코드 패턴을 포함하는 상기 동기화 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 코디네이터의 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 슈퍼 프레임에 포함되는 액세스 슬롯(Access Slot; AS)에서, 상기 동기화 패킷을 수신한 상기 센서 노드로부터 상기 센서 노드의 식별 정보를 포함하는 액세스 요청 프레임(access request frame)을 수신하는 단계
    를 더 포함하는 코디네이터의 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액세스 요청 프레임을 수신함에 응답하여, 상기 다운링크 이벤트의 전송 또는 상기 업링크 이벤트의 수신을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 비콘(beacon)을 전송하는 단계; 및
    상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 다운링크 이벤트를 전송하거나 상기 센서 노드로부터 상기 업링크 이벤트를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 코디네이터의 통신 방법.
  10. 센서 노드 및 코디네이터를 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크에서 상기 센서 노드의 통신 방법에 있어서,
    상기 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 업링크 섹션 및 다운링크 섹션을 포함하는 적어도 하나의 스탠바이 슬롯을 포함하는 슈퍼 프레임 구조를 가지며,
    상기 센서 노드의 통신 방법은,
    상기 업링크 섹션에서, 상기 코디네이터에게 상기 센서 노드에 의해 검출되는 업링크 이벤트의 발생 여부를 알리는 단계; 및
    상기 다운링크 섹션에서, 상기 코디네이터로부터 상기 센서 노드로의 다운링크 전송의 감지 여부에 따라 상기 업링크 이벤트의 전송 또는 다운링크 이벤트-상기 다운링크 이벤트는 상기 코디네이터에 의해 검출되는 이벤트임-의 수신을 위한 동기화 패킷을 수신하는 단계
    를 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 업링크 이벤트의 발생을 알리는 단계는
    상기 센서 노드가 업링크 이벤트를 검출한 경우, 상기 코디네이터로 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 전송하는 단계
    를 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 업링크 이벤트의 발생을 알리는 단계는
    상기 업링크 이벤트의 발생을 알리기 위하여 슬립 모드에서 웨이크 업 모드로 상기 센서 노드의 상태를 변경하는 단계; 및
    상기 업링크 이벤트의 발생을 상기 코디네이터에게 알린 후 웨이크 업 모드에서 슬립 모드로 상기 센서 노드의 상태를 변경하는 단계
    를 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 다운링크 섹션에서, 상기 코디네이터로부터 상기 센서 노드로의 다운링크 전송을 감지하는 단계
    를 더 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 동기화 패킷을 수신하는 단계는
    상기 다운링크 전송이 감지되지 않는 경우, 슬립 모드로 상태를 변경하는 단계
    를 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 동기화 패킷은 상기 코디네이터를 식별하기 위한 코드 패턴을 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 동기화 패킷을 수신함에 응답하여, 상기 슈퍼 프레임에 포함되는 액세스 슬롯에서, 상기 코디네이터로 상기 센서 노드의 식별 정보를 포함하는 액세스 요청 프레임을 전송하는 단계
    를 더 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 액세스 요청 프레임을 전송하는 단계는
    상기 액세스 슬롯 내의 센서 노드 별로 할당된 구간 중 상기 센서 노드에 할당된 구간을 이용하여 상기 액세스 요청 프레임을 전송하는 단계
    를 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 코디네이터로부터 상기 업링크 이벤트의 전송 또는 상기 다운링크 이벤트의 수신을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 비콘을 수신하는 단계; 및
    상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 코디네이터로 상기 업링크 이벤트를 전송하거나 상기 코디네이터로부터 상기 다운링크 이벤트를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 센서 노드의 통신 방법.
  19. 복수의 센서 노드 및 코디네이터를 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 통신 방법에 있어서,
    상기 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크는 업링크 섹션 및 다운링크 섹션을 포함하는 적어도 하나의 스탠바이 슬롯을 포함하는 슈퍼 프레임 구조를 가지며,
    상기 복수의 센서 노드 중 적어도 하나의 센서 노드가 업링크 이벤트를 검출한 경우, 상기 업링크 섹션에서, 상기 업링크 이벤트를 검출한 상기 적어도 하나의 센서 노드 각각이 상기 업링크 이벤트의 발생을 나타내는 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 상기 코디네이터로 전송하는 단계; 및
    상기 코디네이터가 상기 미리 정해진 크기 이상의 에너지를 갖는 신호를 감지하거나 상기 코디네이터에 의해 검출되는 다운링크 이벤트가 발생한 경우, 상기 다운링크 섹션에서, 상기 코디네이터가 상기 복수의 센서 노드로 상기 업링크 이벤트 또는 상기 다운링크 이벤트의 송수신을 위한 동기화 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 통신 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 동기화 패킷은 상기 복수의 센서 노드가 상기 코디네이터를 식별하기 위한 코드 패턴을 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 통신 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 센서 노드 각각이 상기 동기화 패킷을 수신함에 응답하여 상기 슈퍼 프레임에 포함되는 액세스 슬롯에서 상기 센서 노드의 식별 정보를 포함하는 액세스 요청 프레임을 상기 코디네이터로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 통신 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 액세스 요청 프레임을 상기 코디네이터로 전송하는 단계는
    상기 복수의 센서 노드 각각이 상기 액세스 슬롯 내의 센서 노드 별로 할당된 구간 중 해당 센서 노드에 할당된 구간을 이용하여 상기 액세스 요청 프레임을 전송하는 단계
    를 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 통신 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 코디네이터가 상기 액세스 요청 프레임을 수신함에 응답하여 상기 복수의 센서 노드로 상기 다운링크 이벤트의 전송 또는 상기 업링크 이벤트의 수신을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 비콘을 전송하는 단계; 및
    상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 코디네이터가 상기 복수의 센서 노드로 다운링크 이벤트를 전송하거나 상기 업링크 이벤트를 검출한 상기 적어도 하나의 센서 노드가 상기 코디네이터로 상기 업링크 이벤트를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 양방향 이벤트 전송 센서 네트워크의 통신 방법.
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