KR20130003922A - 데이터 릴레이 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 데이터 릴레이 제어 방법은 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 마스터 노드가 상기 적어도 하나의 연결 노드와의 링크 퀄리티를 확인하는 과정과, 상기 링크 퀄리티를 고려하여, 최하위 연결 노드를 선정하는 과정과, 상기 최하위 연결 노드를 대신하여 상기 연결 노드에서 전송되는 데이터를 상기 마스터 노드로 전송하는 릴레이 노드를 선정하는 과정과, 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하는 활성화 구간과, 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하지 않는 비활성화 구간을 설정하고, 상기 활성화 구간과 비활성화 구간을 포함하는 스케줄링 정보를 생성하는 과정과, 상기 최하위 연결 노드, 릴레이 노드에 대한 정보, 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보를, 상기 통신망에 포함된 연결 노드에 제공하는 과정과, 상기 릴레이 노드에 의해 상기 비활성화 구간 동안 확인된 상기 최하위 연결 노드에서 전송되는 데이터를 수신하는 과정을 포함한다.

Description

데이터 릴레이 제어 방법 및 장치{METHOD FOR CONTROLLING DATA RELAY AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 데이터 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로써, 통신망 내에 포함된 디바이스의 릴레이 방법 및 장치에 관한 것이다.
마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에 있어서, 상기 적어도 하나의 연결 노드는 채널의 변동, 물리적인 거리, 전송 매체의 불안정성 등의 요인에 의해 상기 마스터 노드와의 연결이 원할하지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 마스터 노드와의 연결이 원할하지 않은 연결 노드와 상기 마스터 노드 사이의 데이터 송수신을 지원하기 위한 방안이 요구된다.
이와 같은 일시적으로 발생할 수 있는 연결 오류에 의한 송수신 퀄리티를 보상하기 위한 간단한 릴레이 프로토콜을 이용한 전송 방법이 사용된다. 즉, 특정 연결 노드부터 마스터까지 릴레이 방법을 적용할 시 중간의 복수의 노드를 거치기 때문에 적절한 루팅의 방법이 필요해지고, 이를 위한 별도의 릴레이 프로토콜을 요구한다. 이는 시스템의 복잡도를 증가시키고, 통상적으로 전송의 송수신이 정상적이나 일시적으로 전송 품질이 떨어지는 환경이 주로 예상되는 점에서, 별도의 프로토콜의 인스톨은 적절하지 않을 수 있다.
따라서, 단순하게 모든 연결 노드가 전달하는 신호를 재전송하는 방법이 사용될 수 있다. 이는, 별도의 릴레이 프로토콜이 필요 없는 단순한 방법으로써, 도 1과 같이 초기 101단계에서 i 연결 노드가 데이터를 전송하면, 다음 102단계에서 이웃한 i-1 연결 노드와 i+1 연결 노드가 연속적으로 신호를 재전송하고, 다시, 103단계에서, i-1 연결 노드와 i+1 연결 노드에 각각 이웃한 연결 노드(예컨대, i연결 노드, i+2연결 노드)가 다시 데이터를 재전송하는 방법이 사용될 수 있다. 이러한 릴레이 방식은 메세지 플러딩(message flooding) 문제가 발생한다. 이는, 메세지의 충돌 및 간섭으로 전송 품질의 저하와 긴 지연시간을 초래하게 된다.
본 발명은 전술한 점을 고려하여 안출된 것으로써, 복잡한 릴레이 프로토콜을 사용하지 않고 단순하게 데이터를 송수신하면서 메시지 플러딩이 발생하지 않는 데이터 릴레이 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 데이터 릴레이 제어 방법은 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 마스터 노드가 데이터 릴레이를 제어하는 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 연결 노드와의 링크 퀄리티를 확인하는 과정과, 상기 링크 퀄리티를 고려하여, 상기 적어도 하나의 연결 노드의 노드 종류를 확인하는 과정과, 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하는 활성화 구간과, 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하지 않는 비활성화 구간을 설정하고, 상기 활성화 구간과 비활성화 구간을 포함하는 스케줄링 정보를 생성하는 과정과, 상기 적어도 하나의 연결 노드의 노드 종류에 대한 정보 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어 정보를, 상기 통신망에 포함된 연결 노드에 제공하는 과정과, 상기 비활성화 구간 동안, 상기 노드 종류가 릴레이 노드로 설정된 연결 노드와, 상기 노드 종류가 최하위 노드로 설정된 연결 노드가 데이터를 송수신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 데이터 릴레이 제어 방법은 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 연결 노드가 데이터 릴레이를 제어하는 방법에 있어서, 상기 마스터 노드로부터 상기 최하위 연결 노드, 릴레이 노드에 대한 정보, 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보를 수신하는 과정과, 상기 릴레이 제어정보를 확인하여 해당 연결 노드의 노드 종류를 확인하는 과정과, 상기 마스터 노드로부터 전송되는 비컨을 수신하고, 활성화 구간 동안 상기 마스터 노드와 데이터를 송수신하는 과정과, 비활성화 구간 내에서, 릴레이 비컨을 발행하여 전송하고, 상기 최하위 연결 노드와 데이터를 송수신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 데이터 릴레이 제어 방법은 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 연결 노드가 데이터 릴레이를 제어하는 방법에 있어서, 상기 마스터 노드로부터 상기 최하위 연결 노드, 릴레이 노드에 대한 정보, 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보를 수신하는 과정과, 상기 릴레이 제어정보를 확인하여 해당 연결 노드의 종류를 확인하는 과정과, 비활성화 구간 내에서, 릴레이 노드로부터 릴레이 비컨을 수신하고, 상기 릴레이 노드와 데이터를 송수신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 마스터 노드 장치는 적어도 하나의 연결 노드와의 링크 퀄리티를 확인하고, 상기 링크 퀄리티를 고려하여, 상기 적어도 하나의 연결 노드의 노드 종류를 확인하는 노드 종류 확인부와, 상기 마스터 노드 장치와 연결 노드 장치 사이의 데이터를 송수신하는 활성화 구간과, 상기 마스터 노드 장치와 연결 노드 장치 사이의 데이터를 송수신하지 않는 비활성화 구간을 정의하는 스케줄링 정보를 생성하고, 활성화 구간에서 비컨을 발행하는 비컨 제어부와, 상기 노드 종류에 대한 정보 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보의 전송을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 연결 노드 장치는 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 연결 노드 장치에 있어서, 상기 마스터 노드로부터 수신한 릴레이 제어정보로부터, 연결 노드의 노드 종류를 확인하고, 연결 노드의 노드 종류에 대응하여 데이터 송수신을 제어하는 제어부와, 상기 마스터 노드로부터 수신한 스케줄링 정보에 기초하여, 상기 마스터 노드 장치와 연결 노드 장치 사이의 데이터를 송수신하는 활성화 구간과, 상기 마스터 노드 장치와 연결 노드 장치 사이의 데이터를 송수신하지 않는 비활성화 구간을 확인하는 활성화/비활성화 구간 확인부를 포함한다.
본 발명의 데이터 릴레이 제어 방법은, 통신 채널의 변동으로 인해, 일시적으로 송수신 전송 상태가 나빠진 단말에 대해서 정상적인 신호를 송수신할 수 있는 방법을 제공하며, 채널 상태가 좋지 않아서 또는, 채널 상태의 변동에 따라서 송수신 품질이 떨어지는 노드에 대해서 별도의 복잡한 릴레이 프로토콜을 필요로 하지 않는다. 또한, 릴레이가 필요할 때만 선택적으로 적용할 수 있으므로, 효율적인 데이터 송수신을 구현할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 데이터 송수신 방법의 일 예시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 통신망의 일 예시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법의 신호 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법에 사용되는 스케줄링 타이밍의 일 예시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법에 사용되는 데이터 프레임의 일 예시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 마스터 노드의 동작을 예시하는 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 연결 노드의 동작을 예시하는 흐름도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 마스터 노드의 구조를 도시하는 블록도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 연결 노드의 구조를 도시하는 블록도.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 통신망을 예시한다. 도 2를 참조하면, 통신망은 마스터 노드(M) 및 상기 마스터 노드(M)와 연결된 적어도 하나의 연결 노드(n1, n2, n3, n4, s)를 포함한다.
마스터 노드(M)는 상기 연결 노드(n1, n2, n3, n4, s)와의 접속을 관리하고, 통신망 내에 포함된 노드들의 데이터 송수신을 제어한다. 그런데, 연결 노드(n1, n2, n3, n4, s)의 거리나 전송 매체의 특성에 의해 특정 연결 노드의 전송 품질이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 전송 품질이 저하된 상기 특정 연결 노드(s)는 마스터 노드(M)와의 통신을 위한 보상을 필요로 한다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서는 마스터 노드(M)와 상기 특정 연결 노드(s) 사이에서 두 노드를 연결하는 릴레이 노드를 설정하고, 상기 릴레이 노드가 상기 마스터 노드(M)와 상기 특정 연결 노드(s) 사이의 데이터 송수신을 중계하도록 구성한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서 미리 정해진 임계값보다 상대적으로 낮은 링크 퀄리티 값을 갖는 연결 노드(s)를 최하위 연결 노드, 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드 사이에 연결되어 데이터를 교환하는 연결 노드(n3)를 릴레이 노드, 및 상기 통신망에 포함되되 상기 최하위 연결 노드와 릴레이 노드에 포함되지 않는 연결 노드(n1, n2, n4)를 일반 연결 노드로 정의한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법의 신호 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법은 우선 마스터 노드(31)가 통신망 내에 포함된 적어도 하나의 연결 노드(32,33,34)의 링크 퀄리티 값을 확인한다(301). 그리고, 302단계에서 상기 링크 퀄리티 값이 미리 정해진 임계값보다 상대적으로 작은 값을 갖는 연결 노드를 확인하고, 임계값보다 상대적으로 작은 값을 갖는 연결 노드를 최하위 연결 노드로 설정한다. 또한, 303단계에서, 상기 마스터 노드(31)는 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드 사이에서 데이터의 교환을 수행할 릴레이 노드를 설정한다. 상기 릴레이 노드는 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드의 거리, 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드의 연결 구조 등을 고려하여 설정될 수 있다.
다음으로, 마스터 노드(31)는 상기 최하위 연결 노드에 대한 정보, 릴레이 노드에 대한 정보, 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보를 생성한다(304). 본 발명의 일 실시예에서의 데이터 송수신은 CSMA 방식에 기초하여 수행될 수 있으며, 이에 따라, 마스터 노드는 도 4에 예시되는 바와 같이 비컨을 발행하여 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하는 CSMA 활성화 구간과, 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하지 않는 CSMA 비활성화 구간을 사용하여 스케줄링을 처리하며, 상기 스케줄링 정보는 CSMA 활성화 구간과 CSMA 비활성화 구간을 정의하는 정보를 포함한다. 상기 최하위 연결 노드에 대한 정보는 상기 최하위 연결 노드를 지시하는 식별자 또는 상기 최하위 연결 노드의 주소를 포함하며, 상기 릴레이 노드에 대한 정보는 상기 릴레이 노드를 지시하는 식별자 또는 상기 릴레이 노드의 주소를 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 마스터 노드(31)는 상기 릴레이 제어정보를 포함하는 데이터 프레임(예컨대, 도 5에 예시되는 데이터 프레임)을 통신망 내에 포함된 적어도 하나의 연결 노드(32,33,34)에 전송한다.
통신망 내에 포함된 적어도 하나의 연결 노드(32,33,34)는 상기 릴레이 제어정보를 포함하는 데이터 프레임을 수신하면, 상기 릴레이 제어정보에 포함된 정보를 확인하여, 각각의 연결 노드(32,33,34)에 해당되는 노드의 종류를 확인한다(306-1, 306-2, 306-3). 예컨대, 연결 노드1(32)의 노드 종류는 일반 연결 노드임을 예시하고, 연결 노드2(33)의 노드 종류는 릴레이 노드임을 예시하고, 연결 노드 3(34)의 노드 종류는 최하위 연결 노드임을 예시한다.
다음으로, 마스터 노드(31)가 비컨을 발행(307)하여 CSMA 활성화 구간임을 알리면, 통신망 내에 포함된 연결 노드, 예컨대, 일반 연결 노드인 연결 노드1(32)과, 릴레이 노드인 연결 노드2(33)는 상기 비컨을 수신하고, CSMA 활성화 구간임을 확인하여, 상기 CSMA 활성화 구간동안 상기 마스터 노드(31)와의 데이터 송수신을 수행한다(308).
그리고, CSMA 활성화 구간이 종료되고, CSMA 비활성화 구간이 되면, 상기 릴레이 노드인 연결 노드2(33)가 릴레이 비컨을 발행(309)하여 최하위 노드 연결 구간임을 알리면, 상기 최하위 노드(34)는 CSMA 비활성화 구간에서 상기 릴레이 비컨을 수신하고, 최하위 노드 연결 구간임을 확인하여, 상기 최하위 노드 연결 구간동안 상기 릴레이 노드인 연결 노드2(33)와의 데이터 송수신을 수행한다(310).
나아가, 상기 릴레이 노드인 연결 노드2(33)가 발행하는 상기 릴레이 비컨은 마스터 노드(31)가 발생한 비컨에 비하여 상대적으로 작은 신호 세기로 이루어 질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 마스터 노드의 동작을 예시하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 마스터 노드는 601단계에서, 적어도 하나의 연결 노드와의 링크 퀄리티(Link Quality)를 확인한다. 상기 링크 퀄리티는, 마스터 노드가 각 연결 노드로 링크 퀄리티에 대한 정보를 요청하고, 상기 연결 노드에 의해 확인된 링크 퀄리티를 수신함으로써 확인할 수 있다. 나아가, 본 발명의 상기 링크 퀄리티를 확인하는 과정은 상기 연결 노드에 의해 확인된 링크 퀄리티를 수신하는 것에 대한 대안으로써, 상기 연결 노드로부터 수신되는 신호의 세기 등을 이용하여 확인할 수도 있다.
다음으로, 602단계에서, 적어도 하나의 연결 노드의 상기 링크 퀄리티를 고려하여, 적어도 하나의 연결 노드 중, 최하위 노드를 확인한다. 예컨대, 상기 링크 퀄리티 값이 미리 정해진 임계값보다 상대적으로 작은 값을 갖는 연결 노드를 확인하고, 임계값보다 상대적으로 작은 값을 갖는 연결 노드를 최하위 연결 노드로 설정한다.
또한, 603단계에서, 상기 마스터 노드는 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드 사이에서 데이터의 교환을 수행할 릴레이 노드를 설정한다. 상기 릴레이 노드는 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드의 거리, 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드의 연결 구조 등을 고려하여 설정될 수 있다.
예컨대, 도 2와 같이 통신망이 예시되는 경우, 최하위 노드로서 s노드를 설정하고, 릴레이 모드로서 n3노드를 설정할 수 있다.
다음으로, 604단계에서, 상기 마스터 노드는 상기 최하위 연결 노드에 대한 정보, 릴레이 노드에 대한 정보, 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보를 생성하고, 상기 릴레이 제어정보를 적어도 하나의 상기 연결 노드에 전송한다. 즉, 상기 마스터 노드는 상기 릴레이 제어정보를 포함하는 데이터 프레임(예컨대, 도 5에 예시되는 데이터 프레임)을 통신망 내에 포함된 적어도 하나의 연결 노드에 전송한다.
상기 스케줄링 정보는 CSMA 활성화 구간과 CSMA 비활성화 구간을 정의하는 정보를 포함할 수 있다. 상기 최하위 연결 노드에 대한 정보는 상기 최하위 연결 노드를 지시하는 식별자 또는 상기 최하위 연결 노드의 주소를 포함하며, 상기 릴레이 노드에 대한 정보는 상기 릴레이 노드를 지시하는 식별자 또는 상기 릴레이 노드의 주소를 포함할 수 있다.
그리고, 605단계에서, 마스터 노드는 CSMA방식에 기초하여 데이터 송수신을 수행한다. 구체적으로, 마스터 노드는 도 4에 예시되는 바와 같이 비컨을 발행하여 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하는 CSMA 활성화 구간과, 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하지 않는 CSMA 비활성화 구간을 사용하여 데이터를 송수신한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 연결 노드의 동작을 예시하는 흐름도이다.
연결 노드는 701단계에서, 마스터 노드와의 링크 퀄리티(Link Quality)를 확인하고, 확인된 상기 링크 퀄리티를 상기 마스터 노드로 전송한다. 상기 링크 퀄리티의 확인은 상기 마스터 노드로부터 상기 링크 퀄리티의 확인을 요청하는 메시지를 수신함으로써, 수행될 수 있으며, 상기 마스터 노드와 연결된 링크의 에러율, 신호의 세기 등을 이용하여 확인할 수 있다.
702단계에서, 연결 노드는 마스터 노드로부터 릴레이 제어 정보를 수신한다. 즉, 상기 마스터 노드로부터 상기 릴레이 제어정보를 포함하는 데이터 프레임(예컨대, 도 5에 예시되는 데이터 프레임)을 수신한다.
이에 따라, 703단계에서, 연결 노드는 노드의 종류를 확인한다. 예컨대, 상기 릴레이 제어 필드(Relay Control Field)에 포함된 릴레이 노드 주소(Relay node address)가 자신의 주소와 일치하는 지를 확인하여, 릴레이 노드 주소(Relay node address)가 자신의 주소와 일치하는 경우, 연결 노드의 종류를 릴레이 노드로 확인한다. 그리고, 타겟노드(Target node address)가 자신의 주소와 일치하는 지를 확인하여, 타겟노드(Target node address)가 자신의 주소와 일치하는 경우 연결 노드의 종류를 최하위 노드로 확인한다. 그리고, 연결 노드가 릴레이 노드나 최하위 노드가 아닌 경우, 연결 노드를 일반노드로 확인한다.
다음으로, 704단계에서, 연결 노드의 종류가 일반노드이면(704-예), 705단계를 진행하여, 마스터 노드에 의해 발행되는 비컨의 수신을 대기하고, 비컨을 수신한 후, CSMA 활성화(CSMA-Active) 구간임을 확인하여, 마스터 노드와 데이터 송수신을 수행한다.
반면, 704단계에서, 연결 노드의 종류가 일반노드가 아니면(704-아니오), 706단계를 진행하여, 연결 노드의 종류가 릴레이 노드인지를 확인한다. 연결 노드의 종류가 릴레이 노드이면(706-예), 707단계를 진행하여, 마스터 노드에 의해 발행되는 비컨의 수신을 대기하고, 비컨을 수신한 후, CSMA 활성화 구간임을 확인하여, 마스터 노드와 데이터 송수신을 수행한다. 그리고, 708단계에서, CSMA 비활성화(CSMA-Inactive) 구간에 진입하면, 상기 마스터 노드에 의해 발행되는 비컨보다 상대적으로 작은 파워를 갖는 릴레이 보콘을 발행하여 전송한다. 그리고, 최하위 노드와의 데이터 송수신을 수행하게 된다.
한편, 연결 노드의 종류가 릴레이 노드가 아니면(706-아니오), 연결 노드의 종류는 최하위 노드이므로, CSMA 비활성화 구간에서 릴레이 노드에 의해 발행되는 릴레이 비컨의 수신을 대기하고, 상기 릴레이 비컨을 수신(710단계)한 후, 상기 릴레이 노드와의 데이터 송수신을 수행한다.
나아가, 연결 노드의 종류에 대응하여, CSMA 활성화 구간과 CSMA 비활성화 구간 내에서, 705, 707, 708, 709, 710, 및 711단계가 반복적으로 수행됨에 따라, 마스터 노드, 일반 노드, 릴레이 노드, 및 최하위 노드 사이의 데이터 송수신을 처리하게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 마스터 노드의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 마스터 노드는 제어부(81), 노드 종류 확인부(82), 비컨 제어부(83), 프레임 생성부(84), 프레임 수신부(85), 및 송수신부(86)를 포함한다.
제어부(81)는 프레임 생성부(84), 프레임 수신부(85), 및 송수신부(86)의 동작을 제어하여, 디바이스 탐색(Device Discovery)을 통해 적어도 하나의 연결 노드와의 연결을 수행한다.
노드 종류 확인부(82)는 제어부(81)로 링크 퀄리티의 확인을 요청하고, 이에 대응하여 제어부(81)는 링크 퀄리티 확인을 수행한다. 예컨대, 제어부(81)는 프레임 생성부(84)로 링크 퀄리티 확인 요청을 위한 메시지의 생성을 지시하고, 프레임 생성부(84)는 링크 퀄리티 확인 요청을 위한 메시지를 생성하여, 상기 송수신부(86)를 통해 적어도 하나의 연결 노드에 전송한다. 그리고, 링크 퀄리티 확인 요청에 대한 응답으로써, 상기 적어도 하나의 연결 노드로부터 수신되는 데이터 프레임을 상기 송수신부(86)를 통해 수신하면, 상기 프레임 수신부(85)는 상기 수신된 데이터 프레임으로부터 상기 적어도 하나의 연결 노드의 링크 퀄리티를 확인하여, 상기 노드 종류 확인부(82)에 제공한다. 그러면, 상기 노드 종류 확인부(82) 상기 연결 노드의 링크 퀄리티를 확인하여, 상기 적어도 하나의 연결 노드의 노드, 종류를 결정한다. 예컨대, 상기 노드 종류 확인부(82)는 상기 링크 퀄리티 값이 미리 정해진 임계값보다 상대적으로 작은 값을 갖는 연결 노드를 확인하고, 임계값보다 상대적으로 작은 값을 갖는 연결 노드를 최하위 연결 노드로 설정한다. 그리고, 상기 노드 종류 확인부(82)는 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드의 거리, 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드의 연결 구조 등을 고려하여 상기 릴레이 노드를 설정할 수 있다. 이에 따라, 상기 노드 종류 확인부(82)는 연결 노드의 노드 종류에 따라, 최하위 연결 노드에 대한 정보와, 릴레이 노드에 대한 정보를 생성하여 제공한다.
한편, 비컨 제어부(83)는 마스터 노드가 CSMA 활성화 구간과 CSMA 비활성화 구간에 기초하여 동작할 수 있도록, CSMA 활성화 구간과 CSMA 비활성화 구간을 정의하는 스케줄링 정보를 생성하여 제공하고, CSMA 활성화 구간의 시작을 통지하는 비컨을 주기적으로 발행한다.
그리고, 상기 제어부(81)는 상기 프레임 생성부(84)가 상기 노드 종류 확인부(82)에서 제공하는 최하위 연결 노드에 대한 정보와 릴레이 노드에 대한 정보를 사용하여, 최하위 연결 노드에 대한 정보와 릴레이 노드에 대한 정보를 포함하는 데이터 프레임(예컨대, 도 5에 예시되는 데이터 프레임)을 생성하도록 상기 프레임 생성부(84)를 제어한다. 그리고, 상기 생성된 프레임 데이터를 송수신부(86)를 통해 상기 적어도 하나의 연결 노드로 전송한다.
또한, 상기 제어부(81)는 상기 비컨 제어부(83)에 의해 미리 정해진 주기마다 발행되는 상기 비컨을 송수신부(86)를 통해 적어도 하나의 연결 노드로 전송하도록 제어한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 릴레이 제어 방법이 적용되는 연결 노드의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 연결 노드는 제어부(91), CSMA 활성화/비활성화 구간 계산부(93), 릴레이 비컨 제어부(94), 프레임 생성부(95), 프레임 수신부(96), 및 송수신부(97)를 포함한다.
제어부(91)는 프레임 생성부(95), 프레임 수신부(96), 및 송수신부(97)의 동작을 제어하여, 디바이스 탐색(Device Discovery)을 통해 마스터 노드와의 연결을 수행한다.
프레임 생성부(95), 프레임 수신부(96), 및 송수신부(97)는 통상의 데이터 송수신을 위한 동작을 수행하며, 특히 프레임 수신부(96)는 마스터 노드로부터 링크 퀄리티 확인 요청을 위한 메시지를 수신하고, 상기 수신된 메시지를 제어부(91)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 상기 연결 노드는 링크 퀄리티 확인부(92)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부(91)는 링크 퀄리티 확인부(92)로 링크 퀄리티 측정을 요청하고, 링크 퀄리티 확인부(92)는 상기 마스터 노드와의 링크 퀄리티를 확인한다. 예컨대, 링크 퀄리티 확인부(92)는 상기 마스터 노드와 연결된 링크의 에러율 등을 확인하여 링크 퀄리티를 측정할 수 있다.
나아가, 제어부(91)는 데이터 프레임에 포함된 릴레이 제어 정보를 확인하여 연결 노드의 종류를 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 릴레이 제어 정보는 릴레이 노드 주소(Relay node address)와 타겟노드(Target node address)를 포함할 수 있으며, 상기 릴레이 제어 정보에 포함된 릴레이 노드 주소(Relay node address)가 자신의 주소와 일치하는 지를 확인하여, 릴레이 노드 주소(Relay node address)가 자신의 주소와 일치하는 경우, 연결 노드의 종류를 릴레이 노드로 확인한다. 그리고, 타겟노드(Target node address)가 자신의 주소와 일치하는 지를 확인하여, 타겟노드(Target node address)가 자신의 주소와 일치하는 경우 연결 노드의 종류를 최하위 노드로 확인한다. 그리고, 연결 노드가 릴레이 노드나 최하위 노드가 아닌 경우, 연결 노드를 일반노드로 확인할 수 있다.
또한, 연결 노드는 CSMA 활성화 구간과 비활성화 구간에 기초하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다. 이에 따라, 연결 노드에 구비된 프레임 수신부(96)는 마스터 노드로부터 주기적으로 비컨을 수신할 수 있으며, CSMA 활성화/비활성화 구간 계산부(93)는 수신된 비컨을 기준으로 미리 정해진 시간만큼을 CSMA 활성화 구간으로 설정하고, CSMA 활성화 구간이 종료된 시점을 기준으로 미리 정해진 시간 만큼을 CSMA 비활성화 구간으로 설정할 수 있다.
나아가, 상기 제어부(91)는 연결 노드의 종류에 따라, 상기 CSMA 활성화 구간과 CSMA 비활성화 구간에서의 동작을 다르게 수행한다.
연결 노드의 종류가 일반노드인 경우, 상기 제어부(91)는 상기 CSMA 활성화 구간동안 상기 마스터 노드부터 발행되는 비컨을 대기하고 상기 마스터 노드와 데이터를 송수신하도록, 상기 프레임 생성부(95), 프레임 수신부(96) 및 송수신부(97)의 동작을 제어한다.
연결 노드의 종류가 릴레이 노드인 경우, 상기 제어부(91)는 상기 CSMA 활성화 구간동안 상기 마스터 노드와 데이터를 송수신하도록, 상기 프레임 생성부(95), 프레임 수신부(96) 및 송수신부(97)의 동작을 제어한다. 그리고, 릴레이 비컨 제어부(94)의 동작을 제어하여, 상기 CSMA 비활성화 구간동안 릴레이 비컨을 발행하도록 제어한다. 또한, 상기 CSMA 비활성화 구간 중에서, 상기 릴레이 비컨이 발행된 이후에는 최하위 노드와 데이터를 송수신하도록 상기 프레임 생성부(95), 프레임 수신부(96) 및 송수신부(97)의 동작을 제어한다.
한편, 연결 노드의 종류가 최하위 노드인 경우, 상기 제어부(91)는 상기 CSMA 비활성화 구간동안 릴레이 비컨의 수신을 대기하고 상기 릴레이 노드와 데이터를 송수신하도록, 상기 프레임 생성부(95), 프레임 수신부(96) 및 송수신부(97)의 동작을 제어한다.
이와 같은 본 발명의 데이터 릴레이 제어 방법은, 통신 채널의 변동으로 인해, 일시적으로 송수신 전송 상태가 나빠진 단말에 대해서 정상적인 신호를 송수신할 수 있는 방법을 제공하며, 채널 상태가 좋지 않아서 또는, 채널 상태의 변동에 따라서 송수신 품질이 떨어지는 노드에 대해서 별도의 복잡한 릴레이 프로토콜을 필요로 하지 않는다. 또한, 릴레이가 필요할 때만 선택적으로 적용할 수 있으므로, 효율적인 데이터 송수신을 구현할 수 있다.

Claims (24)

  1. 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 마스터 노드가 데이터 릴레이를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 연결 노드와의 링크 퀄리티를 확인하는 과정과,
    상기 링크 퀄리티를 고려하여, 상기 적어도 하나의 연결 노드의 노드 종류를 확인하는 과정과,
    상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하는 활성화 구간과, 상기 마스터 노드와 연결 노드 사이의 데이터를 송수신하지 않는 비활성화 구간을 설정하고, 상기 활성화 구간과 비활성화 구간을 포함하는 스케줄링 정보를 생성하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 연결 노드의 노드 종류에 대한 정보 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어 정보를, 상기 통신망에 포함된 연결 노드에 제공하는 과정과,
    상기 비활성화 구간 동안, 상기 노드 종류가 릴레이 노드로 설정된 연결 노드와, 상기 노드 종류가 최하위 노드로 설정된 연결 노드가 데이터를 송수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노드 종류를 선정하는 과정은,
    미리 정해진 제1임계값보다 상대적으로 작은 값의 링크 퀄리티 값을 갖는 연결 노드를 상기 최하위 연결 노드로 선정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 노드 종류를 선정하는 과정은,
    상기 마스터 노드와 최하위 노드 사이의 거리를 고려하여 릴레이 노드를 선정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 노드 종류를 선정하는 과정은,
    상기 마스터 노드와 상기 적어도 하나의 연결 노드 사이의 연결 구도를 더 고려하여 릴레이 노드를 선정하는 것을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 릴레이 제어 정보는,
    릴레이 노드의 식별자, 최하위 연결 노드의 식별자, 및 스케줄링 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  6. 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 연결 노드가 데이터 릴레이를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 마스터 노드로부터 상기 최하위 연결 노드, 릴레이 노드에 대한 정보, 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보를 수신하는 과정과,
    상기 릴레이 제어정보를 확인하여 해당 연결 노드의 노드 종류를 확인하는 과정과,
    상기 마스터 노드로부터 전송되는 비컨을 수신하고, 활성화 구간 동안 상기 마스터 노드와 데이터를 송수신하는 과정과,
    비활성화 구간 내에서, 릴레이 비컨을 발행하여 전송하고, 상기 최하위 연결 노드와 데이터를 송수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 마스터 노드로부터 링크 퀄리티 확인을 요청하는 LQ확인 요청 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 마스터 노드와의 링크 퀄리티를 확인하고, 상기 마스터 노드로 상기 링크 퀄리티를 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 노드 종류는
    미리 정해진 임계값보다 상대적으로 낮은 링크 퀄리티 값을 갖는 최하위 연결 노드, 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드 사이에 연결되어 데이터를 교환하는 릴레이 노드, 및 상기 통신망에 포함되되 상기 최하위 연결 노드와 릴레이 노드에 포함되지 않는 일반 노드를 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 최하위 연결 노드와 데이터를 송수신하는 과정은,
    상기 릴레이 비컨을 전송하여 최하위 연결 노드 접속구간을 통지하고, 상기 최하위 연결 노드 접속구간동안 상기 최하위 연결 노드와 데이터를 송수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  10. 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 연결 노드가 데이터 릴레이를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 마스터 노드로부터 상기 최하위 연결 노드, 릴레이 노드에 대한 정보, 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보를 수신하는 과정과,
    상기 릴레이 제어정보를 확인하여 해당 연결 노드의 종류를 확인하는 과정과,
    비활성화 구간 내에서, 릴레이 노드로부터 릴레이 비컨을 수신하고, 상기 릴레이 노드와 데이터를 송수신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마스터 노드로부터 링크 퀄리티 확인을 요청하는 LQ확인 요청 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 마스터 노드와의 링크 퀄리티를 확인하고, 상기 마스터 노드로 상기 링크 퀄리티를 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 노드 종류는
    미리 정해진 임계값보다 상대적으로 낮은 링크 퀄리티 값을 갖는 최하위 연결 노드, 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드 사이에 연결되어 데이터를 교환하는 릴레이 노드, 및 상기 통신망에 포함되되 상기 최하위 연결 노드와 릴레이 노드에 포함되지 않는 일반 노드를 포함함을 특징으로 하는 데이터 릴레이 제어 방법.
  13. 마스터 노드 장치에 있어서,
    적어도 하나의 연결 노드와의 링크 퀄리티를 확인하고, 상기 링크 퀄리티를 고려하여, 상기 적어도 하나의 연결 노드의 노드 종류를 확인하는 노드 종류 확인부와,
    상기 마스터 노드 장치와 연결 노드 장치 사이의 데이터를 송수신하는 활성화 구간과, 상기 마스터 노드 장치와 연결 노드 장치 사이의 데이터를 송수신하지 않는 비활성화 구간을 정의하는 스케줄링 정보를 생성하고, 활성화 구간에서 비컨을 발행하는 비컨 제어부와,
    상기 노드 종류에 대한 정보 및 스케줄링 정보를 포함하는 릴레이 제어정보의 전송을 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 마스터 노드 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 노드 종류 확인부는,
    미리 정해진 제1임계값보다 상대적으로 작은 값의 링크 퀄리티 값을 갖는 연결 노드를 상기 최하위 연결 노드로 선정하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 노드 종류 확인부는,
    상기 마스터 노드와 최하위 노드 사이의 거리를 고려하여 릴레이 노드를 선정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 마스터 노드 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 노드 종류 확인부는,
    상기 마스터 노드와 상기 적어도 하나의 연결 노드 사이의 연결 구도를 더 고려하여 릴레이 노드를 선정하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 릴레이 제어 정보는,
    릴레이 노드의 식별자, 최하위 연결 노드의 식별자, 및 스케줄링 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드 장치.
  18. 마스터 노드 및 상기 마스터 노드와 연결된 적어도 하나의 연결 노드를 포함하는 통신망에서, 상기 연결 노드 장치에 있어서,
    상기 마스터 노드로부터 수신한 릴레이 제어정보로부터, 연결 노드의 노드 종류를 확인하고, 연결 노드의 노드 종류에 대응하여 데이터 송수신을 제어하는 제어부와,
    상기 마스터 노드로부터 수신한 스케줄링 정보에 기초하여, 상기 마스터 노드 장치와 연결 노드 장치 사이의 데이터를 송수신하는 활성화 구간과, 상기 마스터 노드 장치와 연결 노드 장치 사이의 데이터를 송수신하지 않는 비활성화 구간을 확인하는 활성화/비활성화 구간 확인부를 포함함을 특징으로 하는 연결 노드 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 노드 종류는
    미리 정해진 임계값보다 상대적으로 낮은 링크 퀄리티 값을 갖는 최하위 연결 노드, 상기 최하위 연결 노드와 상기 마스터 노드 사이에 연결되어 데이터를 교환하는 릴레이 노드, 및 상기 통신망에 포함되되 상기 최하위 연결 노드와 릴레이 노드에 포함되지 않는 일반 노드를 포함함을 특징으로 하는 연결 노드 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 노드 종류가 상기 일반 노드임에 대응하여, 상기 활성화 구간동안 상기 마스터 노드와의 데이터를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연결 노드 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 비활성화 구간에서 릴레이 비컨을 발행하는 릴레이 비컨 제어부를 더 포함함을 특징으로 하는 연결 노드 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 노드 종류가 상기 릴레이 노드임에 대응하여,
    상기 활성화 구간동안 상기 마스터 노드와 데이터를 송수신하고,
    상기 비활성화 구간에서 릴레이 비컨 제어부의 동작을 지시하고 상기 최하위 노드와 데이터를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연결 노드 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 노드 종류가 상기 최하위 노드임에 대응하여,
    상기 비활성화 구간에서 릴레이 비컨을 수신하고, 상기 릴레이 노드와 데이터를 송수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연결 노드 장치.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 마스터 노드로부터 링크 퀄리티 확인을 요청하는 LQ확인 요청 메시지를 수신하고, 상기 마스터 노드와의 링크 퀄리티를 확인하여, 상기 마스터 노드로 상기 링크 퀄리티를 전송하는 링크 퀄리티 확인부를 더 포함함을 특징으로 하는 연결 노드 장치.
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