KR20130042443A - Apparatus and method for managing channel resource - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A channel resource management device and a method thereof are provided to manage PHY-FH(PHYsical-Frequency Hopping) and MAC-FH(Media Access Control-Frequency Hopping) by using one channel hopping sequence. CONSTITUTION: A setting unit(810) sets a channel hopping offset value and a channel hopping sequence. The time slot allocation unit(820) allocates a time slot. A time slot and frame division unit(830) divides the time slot into a plurality of sub-slots. The time slot and frame division unit divides a data frame into a plurality of sub-frames. A channel selection unit(840) selects a channel for transmitting the plurality of the sub-frames to the plurality of the sub-slots by using the index of the sub-slot transmitting the sub-frame, the index of the time slot, the channel hopping offset value, and the channel hopping sequence. [Reference numerals] (810) Setting unit; (820) Time slot allocation unit; (830) Time slot and frame division unit; (840) Channel selection unit;

Description

채널 자원 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING CHANNEL RESOURCE}Channel resource management apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING CHANNEL RESOURCE}

본 발명은 채널 자원 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 비컨 기반 무선 개인 네트워크에서 MAC(Medium Access Control) 계층과 PHY(Physical) 계층의 채널 호핑을 위한 채널 자원 관리 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a channel resource management apparatus and method, and more particularly, to a channel resource management apparatus and method for channel hopping between a medium access control (MAC) layer and a physical layer (PHY) layer in a beacon-based wireless personal network. .

저전력 기반의 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network) 시스템에서 실시간성 및 높은 신뢰성을 요구하는 서비스를 구현하기 위한 가장 대표적인 매체 접근 제어(Medium Access Control, MAC) 기술은 스케줄링 방법에 따라 독립된 활성 구간(active duration)을 할당하고, 해당 활성 구간 동안 통신을 지원한다. The most representative medium access control (MAC) technology for implementing services requiring real-time and high reliability in a wireless sensor network system based on low power is an independent active duration according to a scheduling method. ) And support communication during the active interval.

노드 장치는 다른 노드 장치와의 통신을 위해 CAP(Contention Access Period)라 불리는 구간 동안 CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance)를 사용하여 데이터를 전달 받게 된다. The node device receives data using Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance (CSMA-CA) during a section called CAP (Contention Access Period) for communication with other node devices.

비컨 기반의 활성 모드에서 노드 장치가 결정론적 채널 접근을 원할 경우, 노드 장치는 GTS(guaranteed time slot)라 불리는 독립적인 시간 슬롯을 할당 받아 채널 접근을 할 수 있다. 하지만, 이러한 MAC 시스템에서는 링크의 사용 기간 동안 단일 주파수를 사용하기 때문에 동일 RF 대역의 간섭 신호에 대해 취약하고, 통신 링크 대역폭을 가변적으로 스케줄하기 어렵다는 문제점을 갖고 있다. In the beacon-based active mode, when the node device desires deterministic channel access, the node device may be assigned an independent time slot called a guaranteed time slot (GTS) to access the channel. However, such a MAC system has a problem in that it is vulnerable to interference signals of the same RF band because it uses a single frequency during the link usage period, and it is difficult to variably schedule communication link bandwidth.

단일 주파수를 사용하는 MAC 시스템에서 이러한 문제점을 개선하고자 IEEE802.15.4e 표준 규격은 시분할 기반의 채널 호핑 방식의 채널 접근 방식인 DSME (Deterministic Synchronous Multi-channel Extension) MAC을 제안하였다. In order to improve this problem in a single frequency MAC system, the IEEE802.15.4e standard proposed a DSME (Deterministic Synchronous Multi-channel Extension) MAC, which is a time division based channel hopping channel approach.

DSME MAC의 채널 호핑 방식(MAC Frequency Hopping, MAC FH)은 MAC 계층에서 이루어지는 채널 호핑 방식으로써, 노드 장치가 네트워크 접속과 시간 슬롯 할당 과정을 거쳐, 할당된 시간 슬롯 별로 미리 정해진 채널 호핑 시퀀스에 의해 설정된 주파수 채널로 데이터 프레임을 전송하는 방식(MAC Frequency Hopping, MAC FH)이다. Channel frequency hopping (MAC FH) of the DSME MAC is a channel hopping method performed in the MAC layer. The node device is configured by a predetermined channel hopping sequence for each allocated time slot through a network connection and a time slot allocation process. A method of transmitting a data frame on a frequency channel (MAC Frequency Hopping, MAC FH).

한편, 무선 구간의 간섭 및 다경로 채널 페이딩과 같은 물리적 수신신호 열화를 극복하기 위해 PHY 계층에서도 채널 호핑 방식(PHY Frequency Hopping, PHY FH)이 사용되어 왔다. 이는 협대역을 갖는 다수의 채널을 미리 정해진 채널 호핑 시퀀스에 의해 도약시키는 방식이다. On the other hand, channel hopping (PHY Frequency Hopping, PHY FH) has been used in the PHY layer to overcome physical received signal degradation such as interference and multipath channel fading in the wireless section. This is a way to hop multiple channels with narrowband by a predetermined channel hopping sequence.

PHY FH은 하나의 PPDU 프레임을 여러 개의 서브프레임으로 나누어 서브 프레임 단위로 주파수를 도약시키는 방식으로, MAC 계층에서 생성하여 프레임 단위로 주파수 채널을 변경하는 MAC FH과는 다르다. 하지만, 자원관리 측면에서 채널 호핑 시퀀스를 관리하는 MAC 계층의 상위 계층에서는 MAC-FH과 PHY-FH를 위한 두 개의 호핑 시퀀스를 가져야 하는 자원 낭비의 문제가 있다. 또한, 몇 년 이상의 네트워크 운용 시간을 필요로 하는 센서네트워크와 같은 어플리케이션에서는 작은 크기의 데이터 전송을 위해 DSME MAC에서와 같이 네트워크 접속과 시간 슬롯 할당 과정을 별도로 두어 사용할 경우, 큰 오버헤드를 필요로 해 상대적으로 많은 통신 에너지 소비를 요구할 수 있다.The PHY FH divides one PPDU frame into several subframes and hops frequencies in subframe units, which is different from the MAC FH generated in the MAC layer to change frequency channels in units of frames. However, in terms of resource management, there is a problem of resource waste that the upper layer of the MAC layer managing the channel hopping sequence has two hopping sequences for MAC-FH and PHY-FH. In addition, applications such as sensor networks that require more than a few years of network operation require large overhead when using separate network access and time slot assignment processes, such as in the DSME MAC, for small data transfers. It may require a relatively large amount of communication energy consumption.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 채널 호핑 시퀀스를 이용하여 MAC-FH과 PHY-FH를 관리할 수 있는 채널 자원 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for managing channel resources that can manage MAC-FH and PHY-FH using one channel hopping sequence.

또한 본 발명은 데이터 전송에 소비되는 전력과 통신 오버헤드를 줄일 수 있는 채널 자원 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다. Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for managing channel resources that can reduce power and communication overhead consumed for data transmission.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 무선 네트워크의 노드에서 채널 자원을 관리하는 방법이 제공된다. 채널 자원 관리 방법은 시간 슬롯을 할당하는 단계, 상기 시간 슬롯을 복수의 서브 슬롯으로 분할하는 단계, 데이터 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하는 단계, 그리고 상기 복수의 서브 슬롯에서 각각 복수의 서브프레임을 전송할 채널을 선택하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a method of managing channel resources in a node of a wireless network is provided. The channel resource management method includes allocating a time slot, dividing the time slot into a plurality of subslots, dividing a data frame into a plurality of subframes, and a plurality of subframes in each of the plurality of subslots. Selecting a channel to transmit.

상기 선택하는 단계는 i번째 시간 슬롯의 j번째 서브 슬롯에서 해당 서브 프레임을 전송할 채널을 다음의 관계식을 통해 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 관계식은 CH(i,j) = 채널 호핑 시퀀스(( i + j + 채널 호핑 오프셋 값 + 비컨 프레임의 시퀀스 번호) % PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수)일 수 있다.The selecting may include calculating a channel for transmitting the corresponding subframe in the jth subslot of the ith time slot through the following relational expression. In this case, the relational expression may be CH (i, j) = channel hopping sequence ((i + j + channel hopping offset value + sequence number of beacon frame)% number of physical frequency channels supported by PHY layer).

상기 채널 자원 관리 방법은 상기 시간 슬롯을 할당하기 전에, 상기 비컨 프레임을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. The channel resource management method may further include receiving the beacon frame before allocating the time slot.

상기 채널 자원 관리 방법은 상기 비컨 프레임을 통해서 상기 무선 네트워크에서 사용되는 상기 채널 호핑 시퀀스와 상기 채널 호핑 오프셋 값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The channel resource management method may further include setting the channel hopping sequence and the channel hopping offset value used in the wireless network through the beacon frame.

상기 할당하는 단계는 상기 비컨 프레임을 통해서 비어 있는 시간 슬롯 중에서 하나의 시간 슬롯을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. The allocating may include selecting one time slot from empty time slots through the beacon frame.

상기 하나의 시간 슬롯을 선택하는 단계는 상기 비어 있는 시간 슬롯 중 동일한 선택 확률을 가지는 난수를 발생하여 상기 하나의 시간 슬롯을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. The selecting of one time slot may include generating a random number having the same selection probability among the empty time slots and selecting the one time slot.

상기 할당하는 단계는 상기 노드의 상위 노드와 시간 슬롯 할당 협상을 통해서 하나의 시간 슬롯을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. The allocating may include selecting one time slot through a time slot allocation negotiation with an upper node of the node.

상기 선택하는 단계는 상기 복수의 서브 프레임을 전송할 전송 시점을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. The selecting may include calculating a transmission time point for transmitting the plurality of subframes.

상기 전송 시점을 계산하는 단계는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)의 백오프에 의한 전송 지연 시간을 이용할 수 있다.The calculating of the transmission time point may use a transmission delay time due to backoff of carrier sense multiple access / collision avoidance (CSMA / CA).

상기 선택하는 단계는 i번째 시간 슬롯의 j번째 서브 슬롯에서 해당 서브 프레임을 전송할 채널을 다음의 관계식을 통해 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 관계식은 CH(i,j) = 채널 호핑 시퀀스(( i + j + d + 채널 호핑 오프셋 값 + 비컨 프레임의 시퀀스 번호) % PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수)이며, 상기 d는 상기 전송 지연 시간에 의해 결정되는 파라미터 값일 수 있다. The selecting may include calculating a channel for transmitting the corresponding subframe in the jth subslot of the ith time slot through the following relational expression. In this case, the relation is CH (i, j) = channel hopping sequence ((i + j + d + channel hopping offset value + sequence number of beacon frame)% number of physical frequency channels supported by the PHY layer, d is It may be a parameter value determined by the transmission delay time.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 무선 네트워크에서 데이터 프레임을 전송할 채널 자원을 관리하는 장치가 제공된다. 채널 자원 관리 장치는 설정부, 시간 슬롯 할당부, 시간 슬롯 및 프레임 분할부, 그리고 채널 선택부를 포함한다. 상기 설정부는 사용할 채널 호핑 시퀀스 및 채널 호핑 오프셋 값을 설정한다. 상기 시간 슬롯 할당부는 시간 슬롯을 할당한다. 상기 시간 슬롯 및 프레임 분할부는 상기 시간 슬롯을 복수의 서브 슬롯으로 분할하고, 데이터 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할한다. 그리고 상기 채널 선택부는 상기 채널 호핑 시퀀스, 상기 채널 호핑 오프셋 값, 상기 시간 슬롯의 인덱스, 서브 프레임을 전송할 서브 슬롯의 인덱스를 이용하여 상기 복수의 서브 슬롯에서 각각 복수의 서브프레임을 전송할 채널을 선택한다. According to another embodiment of the present invention, an apparatus for managing channel resources for transmitting data frames in a wireless network is provided. The channel resource management apparatus includes a setting unit, a time slot allocator, a time slot and frame divider, and a channel selector. The setting unit sets a channel hopping sequence and a channel hopping offset value to be used. The time slot allocator allocates time slots. The time slot and frame divider divides the time slot into a plurality of sub slots and divides the data frame into a plurality of subframes. The channel selector selects a channel to transmit a plurality of subframes in each of the plurality of subslots using the channel hopping sequence, the channel hopping offset value, the index of the time slot, and the index of a subslot for transmitting a subframe. .

상기 채널 선택부는 채널 호핑 시퀀스(( i + j + 채널 호핑 오프셋 값 + 비컨 프레임의 시퀀스 번호) % PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수)를 이용하여 i번째 시간 슬롯의 j번째 서브 슬롯에서 채널을 선택할 수 있다. The channel selector uses a channel hopping sequence ((i + j + channel hopping offset value + number of beacon frames)% physical channel supported by the PHY layer) in the j th subslot of the i th time slot. Can be selected.

상기 채널 선택부는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)의 백오프에 의한 전송 지연 시간을 이용하는 상기 복수의 서브 프레임을 전송할 전송 시점을 계산할 수 있다. The channel selector may calculate a transmission time point for transmitting the plurality of subframes using a transmission delay time due to backoff of carrier sense multiple access / collision avoidance (CSMA / CA).

상기 채널 선택부는 채널 호핑 시퀀스(( i + j + d + 채널 호핑 오프셋 값 + 비컨 프레임의 시퀀스 번호) % PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수)를 이용하여 i번째 시간 슬롯의 j번째 서브 슬롯에서 채널을 선택하고, 상기 d는 상기 전송 지연 시간에 의해 결정되는 파라미터 값일 수 있다. The channel selector uses the channel hopping sequence ((i + j + d + channel hopping offset value + beacon frame sequence number)% number of physical frequency channels supported by the PHY layer) j th subslot of the i th time slot Select a channel, and d may be a parameter value determined by the transmission delay time.

본 발명의 실시 예에 의하면, 비컨 기반 무선 개인 네트워크에서 하나의 채널 호핑 시퀀스를 이용하여 MAC-FH과 PHY-FH를 관리함으로써, 자원 낭비의 문제를 해결할 수 있고, 채널 호핑 시퀀스의 유사 임의성(Pseudo randomness)에 기인하여 이종의 무선 장치와의 무선 간섭을 줄일 수 있으며, 두 계층간의 채널 호핑 방식을 동일 채널 자원으로 관리하기 때문에 채널 관리에 대한 오버헤드를 감소할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by managing the MAC-FH and PHY-FH using a single channel hopping sequence in a beacon-based wireless personal network, it is possible to solve the problem of resource waste, and pseudo randomness of the channel hopping sequence (Pseudo) Due to randomness, radio interference with heterogeneous wireless devices can be reduced, and the overhead of channel management can be reduced because channel hopping between two layers is managed by the same channel resource.

또한, 노드 장치가 별도의 시간 슬롯 할당 협상 과정 없이 시간 슬롯에 직접 데이터 프레임을 전송 할 수 있도록 함으로써, 노드 장치에서 소비되는 전력과 통신 오버헤드를 줄일 수 있다. 이에 따라서 극히 낮은 에너지 소모를 요구하는 저가의 노드 장치의 저전력 효율을 높일 수 있다. In addition, by allowing the node device to directly transmit a data frame in a time slot without a separate time slot allocation negotiation process, power and communication overhead consumed by the node device can be reduced. Accordingly, the low power efficiency of the low cost node device requiring extremely low energy consumption can be increased.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템에서의 다중 슈퍼프레임(multi-superframe) 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 호핑 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 말단 노드의 채널 호핑 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 말단 노드의 채널 호핑 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 비컨 프레임의 시간 슬롯 할당 비트맵의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 말단 노드의 채널 호핑 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 도 4 내지 도 7에서 설명한 채널 호핑을 수행하는 말단 노드의 채널 자원 관리 장치를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an example of a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a multi-superframe structure in a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a channel hopping scheme according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a channel hopping method of an end node according to a first embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a channel hopping method of an end node according to a second embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an example of a time slot allocation bitmap of a beacon frame.
7 is a flowchart illustrating a channel hopping method of an end node according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an apparatus for managing channel resources of an end node performing channel hopping described with reference to FIGS. 4 to 7.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 채널 자원 관리 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. An apparatus and method for managing channel resources according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 네트워크 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless network system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 무선 네트워크 시스템은 PAN(Personal Area Network) 코디네이터 노드(30), 코디네이터 노드(20) 및 말단 노드(10a, 10b)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a wireless network system includes a personal area network (PAN) coordinator node 30, a coordinator node 20, and end nodes 10a and 10b.

PAN 코디네이터 노드(30)는 네트워크의 생성을 담당하는 장치로, 주기적인 비컨을 방송하여 네트워크에 접속하고자 하는 노드에게 네트워크 구성에 관련된 정보를 제공한다. 네트워크 구성에 관련된 정보에는 네트워크 프레임 구조, 채널 호핑 시퀀스 식별자, 시간 슬롯 점유 상태 비트맵 및 시각 정보가 포함될 수 있다. The PAN coordinator node 30 is a device that is in charge of creating a network and provides information related to network configuration to a node that wants to access a network by broadcasting a periodic beacon. Information related to the network configuration may include a network frame structure, a channel hopping sequence identifier, a time slot occupancy state bitmap, and visual information.

코디네이터 노드(20)는 PAN 코디네이터 노드(30) 혹은 다른 코디네이터 노드를 통해 네트워크에 접속하며, 말단 노드(10a, 10b) 혹은 다른 코디네이터 노드와 프레임을 교환한다. The coordinator node 20 connects to the network via the PAN coordinator node 30 or another coordinator node, and exchanges frames with end nodes 10a, 10b or other coordinator nodes.

코디네이터 노드(20)는 주기적인 비컨을 방송하는 역할을 하고, 네트워크에서 데이터 프레임 등을 중계하는 릴레이 노드로도 동작한다.The coordinator node 20 serves to broadcast periodic beacons, and also acts as a relay node that relays data frames and the like in the network.

말단 노드(10a, 10b)는 네트워크의 최말단에 존재하며, 센싱 정보를 취득하여 코디네이터 노드(20)에게 전달하는 장치이다. The end nodes 10a and 10b exist at the end of the network, and are devices that acquire sensing information and transmit the sensing information to the coordinator node 20.

말단 노드(10a, 10b)와 코디네이터 노드(20)간 데이터 프레임 전송은 비경쟁구간(Contention Free Period, CFP)에서 채널 호핑을 통해 채널에 접근하여 이루어진다. Data frame transmission between the end nodes 10a and 10b and the coordinator node 20 is performed by accessing a channel through channel hopping in a contention free period (CFP).

도 2는 본 발명의 한 실시 예에 따른 무선 센서 네트워크 시스템에서의 다중 슈퍼프레임(multi-superframe) 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a multi-superframe structure in a wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 다중 슈퍼프레임은 복수의 슈퍼프레임을 포함한다. Referring to FIG. 2, a multiple superframe includes a plurality of superframes.

각 슈퍼프레임은 비컨 프레임, 경쟁 접근 기간(contention access period, CAP) 및 비경쟁 기간(contention free period, CFP)을 포함한다. CFP에는 복수의 시간 슬롯이 할당된다. CFP는 시간 축 방향으로 복수의 시간 슬롯으로 분할되고, 주파수 축 방향으로 복수의 채널로 분할되는데, 하나의 시간 슬롯과 하나의 채널에 의해 정의되는 영역을 결정론적 및 동기적 다채널 확장-보장 시간 슬롯(deterministic and synchronous multi-channel extension guaranteed time slot, DSME-GTS)이라 정의할 수 있다. Each superframe includes a beacon frame, a contention access period (CAP), and a contention free period (CFP). The CFP is assigned a plurality of time slots. The CFP is divided into a plurality of time slots in the time axis direction, and is divided into a plurality of channels in the frequency axis direction, deterministic and synchronous multichannel extension-guaranteed time defined by one time slot and one channel. A slot may be defined as a slot (deterministic and synchronous multi-channel extension guaranteed time slot, DSME-GTS).

그리고 말단 노드(10a, 10b)는 채널 호핑을 통해서 비경쟁구간(Contention Free Period, CFP)에서 채널에 접근하여 데이터 프레임을 코디네이터 노드(20)로 전송한다. The end nodes 10a and 10b access the channel in a contention free period (CFP) through channel hopping and transmit a data frame to the coordinator node 20.

하나의 말단 노드가 한 슈퍼프레임에서 사용할 수 있는 DSME-GTS의 수에 제한이 있으므로, 도 2에 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 코디네이터노드가 비컨 프레임을 전송하는 간격이고, SO는 슈퍼프레임의 길이이며, MO는 다중 슈퍼프레임의 길이로 반복되는 DSME-GTS 할당 스케줄의 사이클이다. Since there is a limit to the number of DSME-GTSs that one end node can use in one superframe, multiple superframes that combine a plurality of superframes are used as shown in FIG. The size and structure of multiple superframes may be determined by values of beacon order (BO), superframe order (SO), and multi-superframe order (MO). BO is the interval at which the coordinator node transmits beacon frames, SO is the length of the superframe, and MO is the cycle of the DSME-GTS allocation schedule repeated with the length of multiple superframes.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 호핑 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다. 3 is a diagram schematically illustrating a channel hopping scheme according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 말단 노드(10a, 10b)는 PPDU(PHY protocol data unit)를 전송할 하나의 시간 슬롯을 할당 받으면, PPDU를 복수의 서브 프레임으로 나누고, 하나의 시간 슬롯을 복수의 서브 슬롯으로 나눈 후, 서브 슬롯 단위의 주파수 호핑을 통해서 각 서브 프레임을 전송한다. As shown in FIG. 3, when the end nodes 10a and 10b are allocated one time slot for transmitting a PHY protocol data unit (PPDU), the end nodes 10a and 10b divide the PPDU into a plurality of subframes and divide one time slot into a plurality of subframes. After dividing into slots, each subframe is transmitted through frequency hopping in subslot units.

이때 말단 노드(10a, 10b)는 i번째 시간 슬롯에서 수학식 1을 이용하여 j번째 서브 슬롯에서 서브 프레임을 전송할 채널을 계산한다. In this case, the end nodes 10a and 10b calculate a channel to transmit a subframe in the jth subslot by using Equation 1 in the ith time slot.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, i는 해당 다중 슈퍼프레임내의 해당 시간 슬롯의 인덱스 값이고, j는 전송하고자 하는 서브프레임의 인덱스 값이다. macHoppingSequenceList는 네트워크에서 사용되는 채널 호핑 시퀀스이고, macChannelOffset는 말단 노드가 프레임을 송신하고자 하는 목적 노드의 채널 호핑 오프셋 값이며, macPANCoordBSN은 해당 다중 슈퍼프레임의 PAN 코디네이터 노드(30)가 사용하는 비컨 프레임의 시퀀스 번호이다. phyChannelsSupported는 PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수로 말단 노드(10a, 10b)가 사용하는 PHY에 따라 가변적이다. 그리고 %는 나머지 연산자(Modulus Operator)를 나타낸다. Here, i is an index value of a corresponding time slot in a corresponding multiple superframe, and j is an index value of a subframe to be transmitted. macHoppingSequenceList is the channel hopping sequence used in the network, macChannelOffset is the channel hopping offset value of the destination node to which the end node wants to transmit the frame, and macPANCoordBSN is the sequence of the beacon frame used by the PAN coordinator node 30 of the corresponding multiple superframes. Number. phyChannelsSupported is the number of physical frequency channels supported by the PHY layer and varies depending on the PHY used by the end nodes 10a and 10b. And% represents the modulus operator.

이와 같이, 채널이 계산되면, 말단 노드(10a, 10b)는 할당된 슬롯에서 계산된 채널을 통해 해당 서브 프레임을 전송한다. As such, when the channel is calculated, the end nodes 10a and 10b transmit the corresponding subframes over the calculated channel in the assigned slot.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 말단 노드의 채널 호핑 방법을 나타낸 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a channel hopping method of an end node according to a first embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 말단 노드(예를 들면, 10a)는 주변의 코디네이터 노드들이 방송하는 비컨을 통해 부모 코디네이터 노드를 선택하고 부모 코디네이터 노드를 통해 네트워크에 가입한다(S400). Referring to FIG. 4, an end node (eg, 10a) selects a parent coordinator node through a beacon broadcasted by neighboring coordinator nodes and joins a network through the parent coordinator node (S400).

말단 노드(10a)는 네트워크 가입 절차를 통해서 네트워크에서 사용되는 채널 호핑 시퀀스와 자신이 사용하게 될 채널 호핑 오프셋 값을 설정한다. The end node 10a sets a channel hopping sequence used in the network and a channel hopping offset value to be used by the end node 10a.

이후, 말단 노드(10a)는 데이터 프레임의 전송을 위해 코디네이터 노드(20)와 시간 슬롯 할당 협상 과정을 거쳐 시간 슬롯을 할당 받는다(S410). 할당된 시간 슬롯은 주기적으로 말단 노드(10a)가 데이터 전송을 위해 사용할 수 있는 시간 구간으로, 전송할 데이터의 유무와 상관없이 할당된 슬롯은 해당 노드에게 전용된다. Thereafter, the end node 10a is allocated a time slot through a time slot assignment negotiation process with the coordinator node 20 for the transmission of the data frame (S410). The assigned time slot is a time interval that the end node 10a can periodically use for data transmission, and the assigned slot is dedicated to the node regardless of the presence or absence of data to be transmitted.

말단 노드(10a)는 할당된 시간 슬롯을 복수의 서브 슬롯으로 분할하고(S420), PPDU를 복수의 서브 슬롯에서 전송할 복수의 서브 프레임으로 분할한다(S430). The end node 10a divides the allocated time slots into a plurality of subslots (S420), and divides the PPDU into a plurality of subframes to be transmitted in the plurality of subslots (S430).

그리고 나서 말단 노드(10a)는 첫 번째 서브 슬롯부터 마지막 서브 슬롯까지 수학식 1을 이용하여 각 서브 슬롯에서 해당 서브 프레임을 전송할 채널을 계산한다(S440). Then, the end node 10a calculates a channel to transmit the corresponding subframe in each subslot from Equation 1 from the first subslot to the last subslot (S440).

이와 같이 하여 모든 서브 슬롯에서 서브 프레임을 전송할 채널이 계산되면, 말단 노드(10a)는 할당된 시간 슬롯에서 계산된 채널을 통해 해당 서브 프레임을 연속적으로 전송한다(S450). In this way, when a channel for transmitting subframes is calculated in all subslots, the end node 10a continuously transmits the corresponding subframes through the channel calculated in the allocated time slots (S450).

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 말단 노드의 채널 호핑 방법을 나타낸 흐름도이다. 말단 노드(10a)는 PAN 접속 이후에 시간 슬롯 할당 협상 과정을 거치지 않고, 비어 있는 시간 슬롯에서 직접 채널을 접근한다. 시간 슬롯 할당 협상 과정을 거치지 않기 때문에, 시간 슬롯 할당 협상 과정에 의한 오버헤드를 줄일 수 있지만 한 시간 슬롯에 여러 개의 말단 노드가 채널을 접근하려 할 때 충돌을 피할 수가 없다. 5 is a flowchart illustrating a channel hopping method of an end node according to a second embodiment of the present invention. The end node 10a accesses a channel directly in an empty time slot without going through a time slot assignment negotiation process after the PAN connection. Since the time slot allocation negotiation process is not performed, the overhead caused by the time slot allocation negotiation process can be reduced, but collisions can not be avoided when multiple end nodes try to access a channel in one time slot.

도 5를 참고하면, 이러한 충돌 확률을 줄이기 위해, 말단 노드(10a)는 우선 코디네이터 노드가 방송하는 비컨 프레임을 수신하고(S500), 수신한 비컨 프레임을 통해 어떤 시간 슬롯이 현재 사용하고 있지 않은지 시간 슬롯의 사용 현황을 확인한다(S510). Referring to FIG. 5, in order to reduce such collision probability, the terminal node 10a first receives a beacon frame broadcast by the coordinator node (S500), and determines which time slot is currently in use through the received beacon frame. Check the usage of the slot (S510).

도 6은 비컨 프레임의 시간 슬롯 할당 비트맵의 일 예를 나타낸 도면으로, 코디네이터 노드 A와 코디네이터 노드 B로부터 방송되는 비컨 프레임의 시간 슬롯 할당 비트맵을 나타낸다.6 illustrates an example of a time slot allocation bitmap of a beacon frame, and illustrates a time slot allocation bitmap of a beacon frame broadcast from coordinator node A and coordinator node B. Referring to FIG.

예시를 위해 채널 호핑 시퀀스 {1,2,3,4,5,6,7}이 사용되었다 가정하고, 코디네이터 노드 A와 코디네이터 노드 B의 채널오프셋 값은 각각 2, 5라 가정한다. 비트맵의 0은 해당 시간 슬롯이 사용되고 있지 않음을 나타내고, 비트맵의 1은 해당 시간 슬롯이 다른 노드 장치에 의해 사용되고 있음을 나타낸다. 이때, 코디네이터 노드 A, B에서 사용하는 채널 오프셋 값이 다르므로, 네트워크에서 동일한 호핑 시퀀스를 사용한다 하더라도, 특정 시간 슬롯에서 코디네이터 노드(20)가 사용하는 채널 자원은 서로 중첩되지 않는다. 말단 노드(10a)는 비컨 프레임을 청취하여 비트맵에서 0으로 표시된 시간 슬롯을 선택한다(S520). 비컨 프레임을 청취한 복수의 말단 노드(10a)가 같은 시간 슬롯에서 서브 프레임을 송신할 경우가 발생할 경우 프레임 충돌을 피할 수 없게 된다. 이러한 충돌 확률을 줄이기 위하여 말단 노드(10a)는 비트맵에 0으로 표시된 시간 슬롯 중 동일한 선택확률을 갖는 난수를 발생하여 시간 슬롯을 선택한다. 예를 들어, 첫 번째, 네 번째 및 다섯 번째 시간 슬롯이 다른 노드 장치에 의해 점유되지 않을 경우, 프레임 전송을 원하는 말단 노드(10a)는 이 3개의 시간 슬롯 중 하나를 1/3의 확률로 선택한다. It is assumed that the channel hopping sequence {1,2,3,4,5,6,7} is used for illustration, and the channel offset values of the coordinator node A and the coordinator node B are 2 and 5, respectively. 0 in the bitmap indicates that the corresponding time slot is not in use, and 1 in the bitmap indicates that the corresponding time slot is in use by another node device. In this case, since the channel offset values used by the coordinator nodes A and B are different, even if the network uses the same hopping sequence, the channel resources used by the coordinator node 20 in a specific time slot do not overlap each other. The end node 10a listens for a beacon frame and selects a time slot indicated by 0 in the bitmap (S520). When a plurality of end nodes 10a that have listened to the beacon frame transmit a subframe in the same time slot, frame collision cannot be avoided. In order to reduce the collision probability, the end node 10a selects a time slot by generating a random number having the same selection probability among time slots indicated by 0 in the bitmap. For example, if the first, fourth, and fifth time slots are not occupied by another node device, the end node 10a wishing to transmit a frame has a 1/3 chance of selecting one of these three time slots. do.

다음, 말단 노드(10a)는 선택된 시간 슬롯에서 도 4에서 설명한 바와 같이 수학식 1의 채널 호핑을 통해서 서브 프레임을 전송할 채널을 계산한다(S530~S550). Next, the end node 10a calculates a channel for transmitting a subframe through channel hopping of Equation 1 in the selected time slot as described with reference to FIG. 4 (S530 to S550).

이와 같이 하여 모든 서브 슬롯에서 서브 프레임을 전송할 채널이 계산되면, 말단 노드(10a)는 할당된 시간 슬롯에서 계산된 채널을 통해 복수의 서브 프레임을 연속적으로 전송한다(S560). In this way, when a channel for transmitting subframes is calculated in all subslots, the end node 10a continuously transmits a plurality of subframes through the channel calculated in the allocated time slot (S560).

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 말단 노드의 채널 호핑 방법을 나타낸 흐름도이다. . 7 is a flowchart illustrating a channel hopping method of an end node according to a third embodiment of the present invention. .

도 7을 참고하면, 말단 노드(10a)는 도 5에서 설명한 방법이나 도 4에서 설명한 방법을 통해서 데이터 프레임을 전송할 시간 슬롯이 선택되면(S700), 서브 프레임을 전송하기 위해 해당 시간 슬롯에 도달할 때까지 타이머를 동작시킨다(S710). 타이머의 시간 값이 해당 시간 슬롯에 다다르면, 말단 노드(10a)는 CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance)를 이용하여 전송 시점을 계산한다(S720). 전송 시점은 첫 서브 프레임이 CSMA-CA의 백오프로 인해 갖게 되는 임의의 전송 지연 시간(td)에 의해 결정 되는데, j번째 서브 슬롯에서 전송할 서브 프레임의 실제 전송 시간은 해당 시간 슬롯의 시작점을 기준으로 서브 프레임 전송 시간(tsubframe)의 배수 단위로 설정된다. Referring to FIG. 7, when a time slot for transmitting a data frame is selected through the method described with reference to FIG. 5 or the method described with reference to FIG. 4 (S700), the end node 10a may reach the corresponding time slot to transmit a subframe. The timer is operated until (S710). When the time value of the timer reaches the corresponding time slot, the end node 10a calculates a transmission time point using carrier sense multiple access-collision avoidance (CSMA-CA) (S720). The transmission time is determined by an arbitrary transmission delay time (t d ) that the first subframe has due to the backoff of CSMA-CA. The actual transmission time of the subframe to be transmitted in the jth subslot is based on the start point of the corresponding time slot. This is set in units of multiples of the subframe transmission time (t subframe ).

즉, j번째 서브 슬롯에서 전송할 서브 프레임의 전송 시간(tsend)은 수학식 2와 같이 결정될 수 있다. That is, the transmission time t send of the subframe to be transmitted in the j th subslot may be determined as in Equation 2.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, d = ceil(td/ tsubframe)로 정의 된다. Ceil(x)는 x를 초과하는 최소 양의 정수를 나타낸다. Here, d = ceil (t d / t subframe ) is defined. Ceil (x) represents a minimum positive integer greater than x.

다음, 말단 노드는 선택된 시간 슬롯에서 채널 호핑 방식으로 서브프레임을 전송할 채널을 계산하는데(S730~S750), 말단 노드(10a)는 i번째 시간 슬롯에서 다음 수학식 3을 이용하여 j번째 서브 슬롯에서 서브프레임을 전송할 채널을 계산한다. Next, the end node calculates a channel to transmit a subframe by channel hopping in the selected time slot (S730 to S750), and the end node 10a uses the following equation 3 in the i-th time slot in the j-th subslot. Calculate the channel to transmit the subframe.

Figure pat00003
Figure pat00003

이와 같이 하여 모든 서브 슬롯에서 서브 프레임을 전송할 채널이 계산되면, 말단 노드(10a)는 할당된 시간 슬롯에서 계산된 전송 시점에서 계산된 채널을 통해 해당 서브프레임을 연속적으로 전송한다(S760). In this way, when a channel for transmitting subframes is calculated in all subslots, the end node 10a continuously transmits the corresponding subframes through the channel calculated at the transmission time calculated in the allocated time slot (S760).

각 서브 프레임은 수학식 3의 채널 호핑 방식으로 전송되며, 첫 서브프레임의 전송은 CSMA-CA 방식으로 이루어지며, 나머지 서브프레임은 CSMA-CA 없이 연속으로 전송된다. 이는 해당 시간 슬롯에 복수 개의 말단 노드가 프레임 전송을 위해 동시에 채널 접근을 할 경우 충돌을 최소화하기 위한 것이다. Each subframe is transmitted using the channel hopping method of Equation 3, the first subframe is transmitted in the CSMA-CA method, and the remaining subframes are continuously transmitted without the CSMA-CA. This is to minimize collisions when a plurality of end nodes simultaneously access a channel for frame transmission in a corresponding time slot.

도 8은 도 4 내지 도 7에서 설명한 채널 호핑을 수행하는 말단 노드의 채널 자원 관리 장치를 나타낸 도면이다. FIG. 8 is a diagram illustrating an apparatus for managing channel resources of an end node performing channel hopping described with reference to FIGS. 4 to 7.

도 8을 참고하면, 채널 자원 관리 장치(800)는 설정부(810), 시간 슬롯 할당부(820), 시간 슬롯 및 프레임 분할부(830) 및 채널 선택부(840)를 포함한다. 이러한 채널 자원 관리 장치(800)는 도 1의 말단 노드(10a, 10b)에 구현될 수 있다. Referring to FIG. 8, the channel resource management apparatus 800 includes a setting unit 810, a time slot allocator 820, a time slot and frame divider 830, and a channel selector 840. The channel resource management apparatus 800 may be implemented in the end nodes 10a and 10b of FIG. 1.

설정부(810)는 네트워크에서 사용되는 채널 호핑 시퀀스와 자신이 사용하게 될 채널 호핑 오프셋 값을 설정한다. 채널 호핑 시퀀스와 채널 호핑 오프셋 값은 네트워크 가입 절차를 통해서 획득될 수 있다. 네트워크에서 사용되는 채널 호핑 시퀀스는 비컨 프레임에 포함된 채널 호핑 시퀀스를 통해서 획득될 수 있다. 시간 슬롯 할당 협상 과정을 수행하는 경우 자신이 사용하게 될 채널 호핑 오프셋 값을 협상할 수도 있고, 자신이 사용할 슈퍼 프레임에서 비컨 프레임을 방송하고 있는 노드의 채널 호핑 오프셋 값과 동일한 값으로 자신이 사용하게 될 채널 호핑 오프셋 값을 사용할 수도 있다.The setting unit 810 sets the channel hopping sequence used in the network and the channel hopping offset value to be used by the setting unit 810. The channel hopping sequence and the channel hopping offset value may be obtained through a network subscription procedure. The channel hopping sequence used in the network may be obtained through the channel hopping sequence included in the beacon frame. When negotiating time slot allocation, you can negotiate the channel hopping offset value that you will use, or use it as the same as the channel hopping offset value of the node that is broadcasting the beacon frame in the superframe you are using. The channel hopping offset value to be used may be used.

시간 슬롯 할당부(820)는 PPDU를 전송할 시간 슬롯을 할당한다. 시간 슬롯 할당부(820)는 도 4에서 설명한 바와 같이 코디네이터 노드(20)와 시간 슬롯 할당 협상 과정을 거쳐 코디네이터 노드(20)로부터 시간 슬롯을 할당 받을 수도 있고, 도 5에서 설명한 바와 같이 비컨 프레임을 수신하여 다른 말단 노드에 의해 사용되고 있지 않은, 비어 있는 시간 슬롯을 할당할 수도 있다. The time slot allocator 820 allocates a time slot for transmitting the PPDU. The time slot allocator 820 may receive a time slot from the coordinator node 20 through a time slot assignment negotiation process with the coordinator node 20 as described with reference to FIG. 4, or as described with reference to FIG. 5. It is also possible to allocate an empty time slot that is received and not being used by another end node.

시간 슬롯 및 프레임 분할부(830)는 시간 슬롯 할당부(820)에 의해 할당 받은 시간 슬롯을 복수의 서브 슬롯으로 분할한다. 또한 시간 슬롯 및 프레임 분할부(830)는 PPDU를 복수의 서브 슬롯에서 각각 전송할 수 있는 복수의 서브프레임으로 분할한다. The time slot and frame dividing unit 830 divides the time slot allocated by the time slot allocating unit 820 into a plurality of sub slots. In addition, the time slot and frame dividing unit 830 divides the PPDU into a plurality of subframes, each of which can be transmitted in a plurality of sub slots.

채널 선택부(840)는 각 서브 슬롯에서 서브프레임을 전송할 채널을 선택한다. 채널 선택부(840)는 수학식 1을 통해서 서브프레임을 전송할 채널을 선택할 수도 있고 수학식 3을 통해서 서브프레임을 전송할 채널을 선택할 수 있다. The channel selector 840 selects a channel for transmitting a subframe in each subslot. The channel selector 840 may select a channel for transmitting the subframe through Equation 1 or select a channel for transmitting the subframe through Equation 3.

채널 자원 관리 장치(800)에서 이와 같은 채널 호핑 방식을 사용하면, MAC 계층과 PHY 계층에서 채널 호핑을 따로 수행할 필요가 없어진다. 따라서 MAC 계층과 PHY 계층간의 채널 호핑을 동일 채널 자원으로 관리할 수 있기 때문에 채널 관리에 대한 오버헤드를 감소시킬 수 있다. Using the channel hopping scheme in the channel resource management apparatus 800, there is no need to perform channel hopping separately in the MAC layer and the PHY layer. Therefore, because channel hopping between the MAC layer and the PHY layer can be managed by the same channel resource, overhead for channel management can be reduced.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. An embodiment of the present invention is not implemented only through the above-described apparatus and / or method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains based on the description of the above-described embodiments.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (17)

무선 네트워크의 노드에서 채널 자원을 관리하는 방법으로서,
시간 슬롯을 할당하는 단계,
상기 시간 슬롯을 복수의 서브 슬롯으로 분할하는 단계,
데이터 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하는 단계, 그리고
상기 복수의 서브 슬롯에서 각각 복수의 서브프레임을 전송할 채널을 선택하는 단계
를 포함하는 채널 자원 관리 방법. A method of managing channel resources in a node of a wireless network,
Allocating time slots,
Dividing the time slot into a plurality of subslots,
Dividing the data frame into a plurality of subframes, and
Selecting a channel for transmitting a plurality of subframes in each of the plurality of subslots
Channel resource management method comprising a. 제1항에서,
상기 선택하는 단계는 i번째 시간 슬롯의 j번째 서브 슬롯에서 해당 서브 프레임을 전송할 채널을 다음의 관계식을 통해 계산하는 단계를 포함하고,
상기 관계식은
CH(i,j) = 채널 호핑 시퀀스(( i + j + 채널 호핑 오프셋 값 + 비컨 프레임의 시퀀스 번호) % PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수)인 채널 자원 관리 방법.In claim 1,
The selecting may include calculating a channel to transmit the corresponding subframe in the jth subslot of the ith time slot through the following relational expression,
The relationship is
CH (i, j) = channel hopping sequence, where (i + j + channel hopping offset value + sequence number of beacon frame)% number of physical frequency channels supported by the PHY layer. 제1항에서,
상기 시간 슬롯을 할당하기 전에, 상기 비컨 프레임을 수신하는 단계
를 더 포함하는 채널 자원 관리 방법. In claim 1,
Prior to allocating the time slot, receiving the beacon frame
Channel resource management method further comprising. 제3항에서,
상기 비컨 프레임을 통해서 상기 무선 네트워크에서 사용되는 상기 채널 호핑 시퀀스와 상기 채널 호핑 오프셋 값을 설정하는 단계
를 더 포함하는 채널 자원 관리 방법. 4. The method of claim 3,
Setting the channel hopping sequence and the channel hopping offset value used in the wireless network through the beacon frame
Channel resource management method further comprising. 제3항에서,
상기 할당하는 단계는 상기 비컨 프레임을 통해서 비어 있는 시간 슬롯 중에서 하나의 시간 슬롯을 선택하는 단계를 포함하는 채널 자원 관리 방법. 4. The method of claim 3,
The allocating step includes selecting one time slot from empty time slots through the beacon frame. 제5항에서,
상기 하나의 시간 슬롯을 선택하는 단계는 상기 비어 있는 시간 슬롯 중 동일한 선택 확률을 가지는 난수를 발생하여 상기 하나의 시간 슬롯을 선택하는 단계를 포함하는 채널 자원 관리 방법. The method of claim 5,
And selecting the one time slot comprises generating a random number having the same selection probability among the empty time slots and selecting the one time slot. 제3항에서,
상기 할당하는 단계는 상기 노드의 상위 노드와 시간 슬롯 할당 협상을 통해서 하나의 시간 슬롯을 선택하는 단계를 포함하는 채널 자원 관리 방법. 4. The method of claim 3,
The allocating step includes selecting one time slot through a time slot allocation negotiation with an upper node of the node. 제1항에서,
상기 선택하는 단계는 상기 복수의 서브 프레임을 전송할 전송 시점을 계산하는 단계를 포함하는 채널 자원 관리 방법.In claim 1,
The selecting may include calculating a transmission time point for transmitting the plurality of subframes. 제8항에서,
상기 전송 시점을 계산하는 단계는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)의 백오프에 의한 전송 지연 시간을 이용하는 채널 자원 관리 방법.9. The method of claim 8,
The calculating of the transmission time point is a channel resource management method using the transmission delay time by the back off of carrier sense multiple access / collision avoidance (CSMA / CA). 제8항에서,
상기 선택하는 단계는 i번째 시간 슬롯의 j번째 서브 슬롯에서 해당 서브 프레임을 전송할 채널을 다음의 관계식을 통해 계산하는 단계를 포함하고,
상기 관계식은
CH(i,j) = 채널 호핑 시퀀스(( i + j + d + 채널 호핑 오프셋 값 + 비컨 프레임의 시퀀스 번호) % PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수)이며,
상기 d는 상기 전송 지연 시간에 의해 결정되는 파라미터 값인 채널 자원 관리 방법. 9. The method of claim 8,
The selecting may include calculating a channel to transmit the corresponding subframe in the jth subslot of the ith time slot through the following relational expression,
The relationship is
CH (i, j) = channel hopping sequence ((i + j + d + channel hopping offset value + sequence number of beacon frame)% number of physical frequency channels supported by the PHY layer,
And d is a parameter value determined by the transmission delay time. 무선 네트워크에서 데이터 프레임을 전송할 채널 자원을 관리하는 장치로서,
사용할 채널 호핑 시퀀스 및 채널 호핑 오프셋 값을 설정하는 설정부,
시간 슬롯을 할당하는 시간 슬롯 할당부,
상기 시간 슬롯을 복수의 서브 슬롯으로 분할하고, 데이터 프레임을 복수의 서브프레임으로 분할하는 시간 슬롯 및 프레임 분할부, 그리고
상기 채널 호핑 시퀀스, 상기 채널 호핑 오프셋 값, 상기 시간 슬롯의 인덱스, 서브 프레임을 전송할 서브 슬롯의 인덱스를 이용하여 상기 복수의 서브 슬롯에서 각각 복수의 서브프레임을 전송할 채널을 선택하는 채널 선택부
를 포함하는 채널 자원 관리 장치. An apparatus for managing channel resources for transmitting data frames in a wireless network,
A setting unit for setting a channel hopping sequence and a channel hopping offset value to be used;
A time slot allocator for allocating time slots,
A time slot and frame divider for dividing the time slot into a plurality of sub slots and dividing a data frame into a plurality of sub frames, and
A channel selector for selecting a channel for transmitting a plurality of subframes in the plurality of subslots by using the channel hopping sequence, the channel hopping offset value, the index of the time slot, and the index of a subslot for transmitting a subframe
Channel resource management device comprising a. 제11항에서,
상기 채널 선택부는 채널 호핑 시퀀스(( i + j + 채널 호핑 오프셋 값 + 비컨 프레임의 시퀀스 번호) % PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수)를 이용하여 i번째 시간 슬롯의 j번째 서브 슬롯에서 채널을 선택하는 채널 자원 관리 장치. 12. The method of claim 11,
The channel selector uses a channel hopping sequence ((i + j + channel hopping offset value + number of beacon frames)% physical channel supported by the PHY layer) in the j th subslot of the i th time slot. Channel resource management device for selecting. 제11항에서,
상기 채널 선택부는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)의 백오프에 의한 전송 지연 시간을 이용하는 상기 복수의 서브 프레임을 전송할 전송 시점을 계산하는 채널 자원 관리 장치. 12. The method of claim 11,
And the channel selector calculates a transmission time point for transmitting the plurality of subframes using a transmission delay time due to backoff of carrier sense multiple access / collision avoidance (CSMA / CA). 제13항에서,
상기 채널 선택부는 채널 호핑 시퀀스(( i + j + d + 채널 호핑 오프셋 값 + 비컨 프레임의 시퀀스 번호) % PHY 계층이 지원하는 물리적 주파수 채널의 개수)를 이용하여 i번째 시간 슬롯의 j번째 서브 슬롯에서 채널을 선택하고,
상기 d는 상기 전송 지연 시간에 의해 결정되는 파라미터 값인 채널 자원 관리 장치. In claim 13,
The channel selector uses the channel hopping sequence ((i + j + d + channel hopping offset value + beacon frame sequence number)% number of physical frequency channels supported by the PHY layer) j th subslot of the i th time slot Select a channel from,
And d is a parameter value determined by the transmission delay time. 제11항에서,
상기 시간 슬롯 할당부는 비컨 프레임을 수신하여 비어 있는 시간 슬롯 중에서 하나의 시간 슬롯을 선택하는 채널 자원 관리 장치. 12. The method of claim 11,
The time slot allocator receives a beacon frame and selects one time slot from an empty time slot. 제15항에서,
상기 시간 슬롯 할당부는 상기 비어 있는 시간 슬롯 중 동일한 선택 확률을 가지는 난수를 이용하여 상기 하나의 시간 슬롯을 선택하는 채널 자원 관리 장치.16. The method of claim 15,
The time slot allocator selects the one time slot using a random number having the same selection probability among the empty time slots. 제11항에서,
상기 시간 슬롯 할당부는 상위 노드와 시간 슬롯 할당 협상을 통해서 상기 상위 노드로부터 하나의 시간 슬롯을 할당 받는 채널 자원 관리 장치. 12. The method of claim 11,
And the time slot allocator receives one time slot from the higher node through a time slot assignment negotiation with an upper node.
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