KR20140010973A - 무선 개인 영역 네트워크에서의 채널 스위칭 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서에 개시된 WPAN(Wireless Personal Area Network) 시스템에서 단말이 동작 채널을 스위칭(switching)하는 방법은, 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터(coordinator)와 연결(association)을 설정하는 단계와; 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계와, 상기 채널 스위칭 정보는 상기 제2 주파수 대역으로 스위칭할 시간 및 채널 정보를 포함하고; 상기 수신한 스위칭 정보에 기반하여, 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 개인 영역 네트워크에서의 채널 스위칭 방법 및 그 장치{METHOD FOR CHANNEL SWITCHING IN WIRELESS PERSONAL AREA NETWORK AND APPARATUS FOR SAME}

본 발명은 WPAN 시스템에서의 채널 전환 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 MBAN 단말이 다른 채널로 스위칭하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

개인 휴대기기들은 저속도 무선 PAN(low-rate wireless personal area networks; 이하 LR-WPAN)을 구축하여 통신을 수행할 수 있다.

상기 LR-WPAN의 예로서 IEEE 802.15.4 표준을 따르는 네트워크가 있다. IEEE 802.15.4 표준은 868/915MHz 대역에서는 BPSK(binary phase-shift keying)를 사용하여 20Kbps와 40Kbps의 전송속도를 제공하고, 2.45GHz 대역에서는 O-QPSK(offset quadrature phase-shift keying)를 사용하여 250Kbps의 전송속도를 제공한다. IEEE 802.15.4b 표준에서는 868/915MHz 대역에서도 O-QPSK를 사용하여 250Kbps의 전송속도를 제공한다.

IEEE 802.15.4 표준을 따르는 네트워크 중 하나인 MBAN(Medical Body Area Network) 시스템은 병원과 같은 건강 관리 시설물에서, 환자의 생리 데이터를 모니터링하기 위해 사용되는 다수의 센서들의 무선 네트워킹을 위한 유연한 플랫폼을 제공하기 위해서 고안되었다.

상기 MBAN 시스템은 IEEE 802.15.4j를 기반으로 2360 MHz~2400 MHz 대역에서 동작하며, 최대 방출 대역폭(emission bandwidth)은 5 MHz로 제한되어 있다.

상기 MBAN 시스템의 전송 전력은 2360 ~ 2390 MHz에서 동작하는 경우, 1 mW와 10*log(B) dBm 중 작은 값이다. 이 때, B는 20dB 방출 대역폭이다. 2390 ~ 2400 MHz에서 동작하는 경우에는 20 mW와 10*log(B) dBm 중 작은 값을 전송 전력으로 사용한다. 이 때, B는 20 dB 방출 대역폭이다.

2360~2400 MHz는 이미 다른 무선 통신 시스템을 위해 할당되어 있는 주파수 대역으로 MBAN 시스템은 무선 인지(cognitive radio) 기술을 기반으로 동작한다. 상기 무선 인지 기술은 네트워크, 혹은 무선통신장치가 능동적으로 주변의 통신환경을 감지하고 판단하여 최적의 통신을 위한 주파수 대역, 전송 전력, 부호화 방식 등의 송/수신 특성을 적응적으로 변경하는 통신 기술을 의미한다. 이 때 상기 무선 인지 장치는 자신이 사용하고자 하는 주파수 대역에서 다른 허가 받은 사용자(licensed user, primary user)의 사용을 감지한 경우, 해당 사용자들의 통신을 방해하지 않는 방식으로 동작하는 것을 최우선으로 한다.

이를 위해 MBAN 에서는 2360 ~ 2390 MHz 대역에서 동작하는 경우, MBAN 장치들은 등록된 건강관리 시설물의 실내에서 동작함을 원칙으로 한다. 즉, 상기 다른 허가 받은 사용자와의 협력을 통해 2360 ~ 2390 MHz에 대한 사용을 제어하여야 하며, 상기 다른 허가 받은 사용자가 해당 대역을 사용시 이 대역에서의 모든 동작을 초기화 하고, 새롭게 2390 ~ 2400 MHz 대역을 사용하여 동작을 재개해야 한다. 상황에 따라서는 2390 ~ 2400 MHz 대역이 아닌 2360 ~ 2390 MHz 대역 내의 다른 채널로 이동하여 동작을 재개할 수도 있다.

MBAN 장치들이 실외로 이동하였을 경우에는 동작을 멈추거나, 기본 대역으로 사용되는 2390 ~ 2400 MHz 대역으로 전송 대역을 변경하여 전송하여야 한다. 2390 ~ 2400 MHz에서 동작하는 경우, MBAN 장치들은 실내 및 실외 제한 없이 사용할 수 있다.

종래의 MBAN 시스템에서는, 위와 같은 특정한 상황이 발생했을 때 2360 ~ 2390 MHz 대역과 2390 ~ 2400 MHz 대역 중 어느 한 대역에서의 사용중인 채널에서 다른 대역으로 채널을 전환(switching)하는 방법이 정의되지 않았다.

따라서, 본 명세서는 MBAN을 위한 채널 스위칭 방법을 제안하는 데에 목적이 있다. 또한, 상기 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따라 WPAN(Wireless Personal Area Network) 시스템에서 단말이 동작 채널을 스위칭(switching)하는 방법이 개시된다. 상기 방법은, 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터(coordinator)와 연결(association)을 설정하는 단계와; 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계와, 상기 채널 스위칭 정보는 상기 제2 주파수 대역으로 스위칭할 시간 및 채널 정보를 포함하고; 상기 수신한 스위칭 정보에 기반하여, 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하는 단계를 포함하되, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은, 상기 단말이 해당 대역의 주파수를 우선적으로 사용할 수 있는지 여부를 기준으로 구분된다.

상기 제1 주파수 대역은 2360 메가헤르쯔(MHz)부터 2390 메가헤르쯔(MHz) 사이의 주파수 대역이고, 상기 제2 주파수 대역은 2390 메가헤르쯔(MHz)부터 2400 메가헤르쯔(MHz) 사이의 주파수 대역일 수 있다.

상기 채널 스위칭은 상기 제1 주파수 대역을 다른 무선 통신 시스템이 사용하거나 또는 상기 단말이 지정된 영역 외부로 이동하는 경우에 발생할 수 있다.

상기 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보는, 스위칭할 상기 제2 주파수 대역의 채널에서 동작하는 PAN 코디네이터의 PAN ID를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보는, 상기 제2 주파수 대역으로 스위칭한 후 상기 제1 주파수 대역으로 다시 스위칭할 시간 및 채널 정보를 더 포함할 수 있다.

제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계는, 비콘 프레임을 통하여 수신하는 단계일 수 있다. 또는 상기 채널 스위칭 정보를 포함하는 커맨드 프레임을 통하여 수신하는 단계일 수 있다.

상기 방법은 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로 상기 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 요청하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하는 단계 후에. 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 상기 제1 주파수 대역으로 스위칭하기 위한 정보를 수신하는 단계와; 상기 수신한 정보에 기반하여 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 주파수 대역으로 스위칭하기 위한 정보는, 상기 제1 주파수 대역으로 스위칭할 시간, 스위칭할 채널 및 상기 스위칭할 채널에서의 비콘 프레임 전송 시간과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 상기 제1 주파수 대역으로 스위칭하기 위한 정보를 수신하는 단계는, 비콘 프레임을 통하여 수신하는 단계일 수 있다.

본 명세서의 다른 실시예에 따라 WPAN(Wireless Personal Area Network) 시스템의 단말이 개시된다. 상기 단말은 단말의 채널 스위칭(switching)을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 따라 PAN 코디네이터와 통신하는 무선통신부를 포함하되, 상기 제어부는,

제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결(association)을 설정하도록 상기 무선통신부를 제어하고, 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 수신하도록 상기 무선통신부를 제어하고, 상기 채널 스위칭 정보는 상기 제2 주파수 대역으로 스위칭할 시간 및 채널 정보를 포함하고, 상기 수신한 채널 스위칭 정보에 기반하여, 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하도록 상기 무선통신부를 제어하며, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은, 상기 단말이 해당 대역의 주파수를 우선 사용할 수 있는지 여부를 기준으로 구분된다.

상기 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보는, 상기 제2 주파수 대역으로 스위칭할 시간 및 채널 정보를 포함할 수 있다.

상기 제2 주파수 대역으로의 스위칭 정보는, 스위칭할 상기 제2 주파수 대역의 채널에서 동작하는 PAN 코디네이터의 PAN ID를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정한 후에. 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 상기 제1 주파수 대역으로 스위칭하기 위한 정보를 수신하도록 상기 무선통신부를 제어하고, 상기 수신한 정보에 기반하여 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하도록 상기 무선통신부를 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, MBAN 시스템이 다른 무선 통신 시스템과 충돌하지 않고 효율적으로 통신을 수행할 수 있다. 따라서, MBAN 단말과 PAN 코디네이터가 더 안정적으로 통신할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 IEEE 802.15.4에 기반한 네트워크 토폴로지(Network Topology)의 예시도이다.
도 2는 IEEE 802.15.4 시스템에서의 프로토콜 스택(protocol stack) 구조도이다.
도 3은 IEEE 802.15.4 시스템에서 사용되는 수퍼 프레임(super frame)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 IEEE 802.15.4 시스템에서 사용되는 비콘 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 IEEE 802.15.4 시스템의 채널 배치를 나타낸 도면이다.
도 6은 MBAN 시스템 채널 배치의 예를 나타낸 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 채널 스위칭 방법에 대한 흐름도이다.
도 8a 내지 8d는 은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 스위칭 정보를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 채널 스위칭 정보 요청 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 채널 스위칭 방법에 대한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 스위칭 정보 요청 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 12a 및 12b는 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 스위칭 정보의 전달 메시지를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 단말 및 PAN 코디네이터의 블록도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.

본 명세서에 개시된 실시 예들은 저속도 무선 PAN(Low-Rate wireless personal area network) 시스템인 IEEE 802.15.4에 따른 시스템을 위한 표준 문서들에 의하여 뒷받침될 수 있으며, 또는 그 밖의 무선 접속을 위한 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나를 위하여 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 실시 예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하, 명확성을 위하여 IEEE 802.15.4 표준을 중심으로 본 명세서의 실시 예들이 설명되나, 본 명세서에 개시되는 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 IEEE 802.15.4 표준에 따른 네트워크 토폴로지(Network Topology)의 예시도이다.

IEEE 802.15.4 표준에 따른 네트워크에는 전체 기능 디바이스(Full Function Device; 이하 FFD)와 축소 기능 디바이스(Reduced Function Device; 이하 RFD) 두 가지 형태의 디바이스가 참여할 수 있다. 따라서, IEEE 802.15.4 표준에 따른 네트워크의 토폴로지는 네트워크에 참여하는 디바이스들의 기능에 따라 결정될 수 있다. 도 1의 (a)는 스타형 토폴로지(star topology)의 예시이고, 도 1의 (b)는 피어-투-피어 토폴로지(peer-to-peer topology)의 예시이다.

상기 FFD는 전체 기능을 수행할 수 있는 디바이스이므로, 예를 들어, FFD 또는 RFD와 통신을 수행할 수 있고, 네트워크 초기화, 노드 관리, 노드 정보 저장 등의 기능을 수행할 수 있다. 특히, 상기 FFD 중에서 다른 디바이스들이 네트워크를 구성할 수 있도록 동작하는 FFD를 PAN 코디네이터 디바이스(Personal Area Network coordinator; 이하 코디네이터)라 한다. 따라서, 상기 코디네이터 역할을 수행하는 FFD에 의하여 전술된 네트워크 토폴로지가 구성될 수 있다.

다만, 상기 RFD는 상기 FFD가 수행할 수 있는 기능보다 적은 기능을 수행한다. 특히, 상기 RFD가 통신을 수행할 수 있는 상대 디바이스는 FFD로 제한된다. 따라서, 상기 RFD는 코디네이터 역할을 수행할 수 없다. 따라서, 상기 RFD는 네트워크 기능을 FFD에 전담시킴으로써, 작은 크기의 스택 구조를 가질 수 있고, 연산/메모리 자원을 절약할 수 있다. 특히, RFD는 코디네이터를 찾아 데이터를 전송한 후 접속을 바로 끊고 절약(휴지; Sleep) 모드로 진입할 수 있으므로 전력 소모량이 매우 적으며 배터리 전원으로도 장시간 동작될 수 있다.

도 1을 참조하면, "F"라고 표시된 디바이스(device)는 FFD를 나타내고, "R"로 표시된 디바이스는 RFD를 나타내며, "P"로 표시된 디바이스는 코디네이터 역할을 수행하는 FFD를 나타낸다.

도 1의 (a)에 도시된 상기 스타형 토폴로지에서는 디바이스와 코디네이터 사이에서의 통신만이 이루어진다. 이 때, 디바이스들은 통신의 시작점 또는 종단점인 반면, 코디네이터는 시작점, 종단점 또는 라우터(router)가 될 수 있다.

도 1의 (b)에 도시된 상기 피어 투 피어 형 토폴로지에서는 각 디바이스는 네트워크 내의 어떤 다른 디바이스와도 통신할 수 있다. 따라서, 메시(mesh) 네트워크와 같이 더 복잡한 형태의 네트워크를 구성할 수 있다.

상기 스타형 네트워크는 배터리 수명이 장시간 유지되도록 디바이스들을 운용할 수 있고, 피어 투 피어(Peer to Peer)형 네트워크는 하나 이상의 데이터 전달 경로를 구성할 수 있으므로 높은 데이터 신뢰성과 접속 인식률을 가진다.

도 2는 LR-WPAN 시스템의 일 예에 해당하는 IEEE 802.15.4 표준의 프로토콜 스택(protocol stack) 구조도이다.

도 2를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 프로토콜 스택은 PHY 계층(Physical Layer), MAC 계층(Medium Access Control Layer), 상위 계층(Upper Layer)으로 이루어진다.

상기 PHY 계층은 RF 송수신기 및 관련된 제어 메커니즘을 포함한다. 상기 PHY 계층은 물리 채널을 통하여 PHY PDU(Protocol Data Units)을 송수신하는 PHY 데이터 서비스(PHY data service)와 상기 PHY 계층을 관리하기 위한 PHY 관리 서비스(PHY management service)를 제공할 수 있다.

상기 MAC 계층은 데이터 전송을 위한 물리 채널에 대한 액세스(access)을 제공한다. 상기 MAC 계층은 상기 물리 계층을 통하여 MAC PDU(Protocol Data Units)들을 송수신하기 위한 MAC 데이터 서비스(MAC data service)와 상기 MAC 계층의 관리를 위한 MAC 관리 서비스(MAC management service)를 제공할 수 있다. 상기 MAC 계층은 비콘 관리, 채널 접속, GTS 관리, 프레임 확인, 보안 기능 등의 기능을 수행할 수 있다.

상기 상위 계층(Upper Layer)은 네트워크 계층(Network Layer)과 응용 계층(Application Layer)으로 구성된다. 상기 네트워크 계층은 네트워크의 구성(configuration), 처리, 메시지 라우팅(routing) 등의 기능을 제공한다. 상기 응용 계층은 디바이스가 목표하는 기능을 제공한다. 일 예로, IEEE 802.15.4 디바이스(100)는 탑재된 프로그램의 종류, 즉 응용 계층의 데이터를 처리하는 프로그램의 종류에 따라 RFD(Reduced Function Device), FFD(Full Function Device) 또는 코디네이터로 기능할 수 있다.

도 3a 내지 3c은 LR-WPAN 시스템의 일 예에 해당하는 IEEE 802.15.4 시스템의 수퍼 프레임의 구조를 도시한다.

상기 LR-WPAN 시스템에서 사용되는 수퍼 프레임 구조는 코디네이터에 의하여 결정될 수 있다. 상기 코디네이터는 비콘 프레임이 첫 슬롯에 위치하도록 구성된 수퍼 프레임을 전송한다. 상기 코디네이터는 수퍼 프레임 구조를 이용하지 않으려는 경우에는 비콘 전송을 수행하지 아니한다.

한편, 데이터를 전송하고자 하는 디바이스들은 상기 코디네이터에 의하여 전송되는 비콘 프레임을 기다리고, 상기 비콘 프레임이 수신되면 상기 디바이스들은 수퍼 프레임 구조에 동기화를 수행한다. 상기 비콘 프레임은 상기 코디네이터에 의하여 수립되는 PAN에 참여하는 디바이스들을 동기화하고, 상기 PAN을 식별하고, 수퍼 프레임의 구조를 나타내기 위하여 사용된다.

이하, 도 3을 참조하여 디바이스들 사이의 데이터 송수신을 위하여 사용될 수 있는 수퍼 프레임의 구조에 대하여 설명된다.

상기 LR-WPAN 시스템 상의 디바이스들은 상기 수퍼 프레임을 이용하여 데이터를 송수신하기 위하여 경쟁적으로 미디어 액세스를 수행한다. 다만, 상기 WPAN에 참여하는 상기 코디네이터가 수퍼 프레임을 이용하여 특정 디바이스들에게 시간 슬롯을 할당하는 경우, 상기 시간 슬롯을 할당 받은 디바이스는 다른 디바이스들과 경쟁 없이 데이터를 송수신 할 수 있게 된다. 즉, 상기 코디네이터에 의하여 결정되는 수퍼 프레임의 구조에 따라 상기 WPAN에 참여하는 디바이스들이 경쟁적 또는 비경쟁적으로 데이터 송수신을 위한 미디어 액세스를 수행할 수 있다.

도 3a는 경쟁적 액세스 기간을 나타내는 수퍼 프레임의 구조를 도시한다. 도 3a를 참조하면, 상기 LR-WPAN 시스템에서의 수퍼 프레임은 상기 코디네이터가 송신하는 비콘 프레임들(10a 내지 10b 등) 사이에 데이터 송수신을 위한 복수의 시간 슬롯(20)(예를 들어, 16개)이 포함된 형태로 구성된다. 이와 같은 수퍼 프레임 구조가 이용되는 경우, 상기 WPAN에 참여한 디바이스들은 상기 수퍼 프레임 내의 시간 슬롯을 이용하여 CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) 방식에 기초하여 데이터 프레임을 상기 코디네이터에게 전송할 수 있다.

도 3b는 활성 구간 및 비활성 구간을 포함하는 수퍼 프레임의 구조를 도시한다. 도 3b를 참조하면, 상기 LR-WPAN 시스템에서의 수퍼 프레임은 비콘 프레임들(10a 내지 10b 등) 사이에 활성 구간(active period)(21) 및 비활성 구간(inactive period)(25)을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 활성 구간(21)은 상기 디바이스들 간의 데이터 송수신이 수행되는 구간으로서, 상기 활성 구간(21)은 데이터 송수신을 위해 사용되는 프레임들을 위한 시간 슬롯들로 구성된다. 다만, 상기 비활성 구간(25)은 상기 디바이스들 간의 데이터 송수신이 수행되지 아니하는 구간을 말한다.

상기 비활성 구간(25) 동안 상기 코디네이터는 저전력 모드로 진입할 수 있다.

상기 활성 구간(21) 및 상기 비활성 구간(25)의 비율을 듀티 사이클(duty cycle)이라 칭할 수 있으며, 상기 듀티 사이클의 값은 상기 LR-WPAN 시스템의 저전력 동작을 위한 요구 사항 및 동일한 물리적 전송 채널을 사용하는 통신 방식간의 공존을 위한 요구 사항을 고려하여 조절 될 수 있다.

도 3c는 활성 구간의 구조를 도시한다. 도 3c를 참조하면, 데이터 송수신을 위해 사용되는 상기 활성 구간(21)은 경쟁적 액세스 구간(Contention Access Period; 이하 CAP)(211) 및 비경쟁적 액세스 구간(Contention Free Period; 이하 CFP)(212)을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 CAP(211)는 상기 WPAN에 참여한 디바이스들이 경쟁적으로 데이터 프레임을 전송하기 위한 시간 슬롯들로 구성된다. 따라서, 상기 두 비콘 프레임들(10a 및 10b) 사이의 상기 CAP(211)에 속한 시간 슬롯들을 이용하여 통신을 수행하고자 하는 디바이스는 다른 디바이스와 CSMA-CA 방식을 이용한 경쟁 관계에 놓이게 된다.

상기 CFP(212)는 특정 디바이스가 데이터 프레임을 전송할 수 있도록 할당된 타임 슬롯인 GTS(Guaranteed Time Slot)들로 구성된다. 상기 GTS는 상기 디바이스 내의 응답 속도가 빠른(low-latency) 응용 프로그램 또는 특정 전송 대역폭(bandwidth)을 요구하는 응용 프로그램을 위해 사용될 수 있다.

예를 들어, 상기 LR-WPAN의 일 예에 해당하는 IEEE 802.15.4 표준에서는, 상기 CFP(212)는 상기 수퍼 프레임 내에서 상기 CAP(211) 이후에 위치하고, 최대 7 개의 GTS까지 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 CFP(212)는 하나의 디바이스를 위하여 복수의 GTS가 할당되도록 구성될 수도 있다.

상기 코디네이터는 상기 CFP(212) 내의 각 GTS가 어느 디바이스에게 할당되는지 결정한다. 상기 코디네이터에 의하여 결정된 상기 CFP(212)의 GTS 할당 정보는 상기 수퍼 프레임의 최초 슬롯인 비콘 프레임(10a)에 포함되어 전송될 수 있다.

도 4는 IEEE 802.15.4 시스템에서 사용되는 비콘 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.

비콘 프레임에 포함된 각 필드의 내용은 IEEE 802.15.4에서 정의한 내용을 따른다. 특히, 각 GTS에 대한 할당 내용은 WPAN 코디네이터에 의해서 GTS 기술자(descriptor) 형식으로 설정된다. GTS 기술자(descriptor)들은 비콘의 GTS 리스트(list) 필드에 포함된다.

도 5는 IEEE 802.15.4 시스템의 채널 배치를 나타낸 도면이다.

도 5에서 참조하면 알 수 있듯이, 2400 MHz 대역에서 동작하는 IEEE 802.15.4 시스템은 5 MHz의 채널 간격(spacing)을 둔다.

상기 IEEE 802.15.4 시스템에 기반한 MBAN 시스템은 2360 ~ 2390 MHz 대역과 2390 ~ 2400 MHz 대역을 사용한다. 2360 ~ 2390 MHz 대역은 건강관리(healthcare) 시설의 내부에서 MBAN 단말이 MBAN 코디네이터로부터 채널을 할당받고 동작할 때 사용될 수 있다. (이하에서는 “MBAN PAN 코디네이터”, “PAN 코디네이터”, “MBAN 코디네이터”를 같은 의미로 사용한다.) 2390 ~ 2400 MHz 대역은, MBAN 단말이 MBAN 코디네이터로부터 MBAN 채널에 대한 정보를 더 이상 받을 수 없거나, 또는 MBAN 단말 및 코디네이터가 건강관리 시설 외부에서 동작할 때 사용된다. 또한 2390 ~ 2400 MHz 대역은 MBAN 시스템의 기본 채널 대역으로 사용될 수도 있다.

도 6은 MBAN 시스템 채널 배치의 예를 나타낸 도면이다.

도 6에서는 2360~2400 MHz 대역에서 MBAN의 가용 채널들을 표시하였다. 상기 대역에서 동작하는 MBAN 단말은 2360~2390 MHz 대역의 채널에서 2390~2400 MHz 대역의 채널로, 또는 그 반대로 동작 채널을 변경해야 하는 경우가 있다. 예를 들어, 해당 대역에 우선 사용권을 가진 MBAN 시스템 이외의 무선 통신 시스템의 사용자(primary user)가 2360~2390 MHz 대역의 채널을 사용해야 하는 경우에, MBAN 시스템의 단말은 2390~2400 MHz 대역의 채널로 동작 채널을 스위칭해야 한다. 상기와 같은 경우, MBAN 단말은 동작 초기화(operation defaulting)를 수행하고 채널을 스위칭한다.

이하에서는 2360~2390 MHz 대역과 2390~2400 MHz 대역 사이의 채널 스위칭 방법을 서술한다.

도 7a 및 7b은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 채널 스위칭 방법에 대한 흐름도이다.

본 발명의 실시예에서 상기 단말은 WPAN의 단말이며, 특히 MBAN의 단말일 수 있다.

도 7a는 2360~2390 MHz 대역에서 동작하는 단말이 2390~2400 MHz 대역으로 동작 채널을 스위칭하는 일 예이다.

MBAN의 코디네이터, 즉 제1 PAN 코디네이터(201)와 MBNA 단말(100)은 2360~2390 MHz 대역의 채널 중 하나의 채널을 통하여 연결(association)을 설정하고 데이터를 송수신한다(S710). 이 때, 상기 단말(100)이 사용 채널을 다른 주파수 대역의 채널로 변경(switching)해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 2360~2390 MHz 대역을 MBAN 시스템 이외의 무선 통신 시스템의 프라이머리 유저(primary user)가 사용해야 하거나, 또는 상기 단말이 지정된 영역 외부로 이동하는 경우(예컨대 건강관리 시설 외부로 이동하는 경우)에, 상기 단말(100)은 2390~2400 MHz 대역의 채널로 스위칭한 후, 변경된 채널의 PAN 코디네이터, 즉 제2 PAN 코디네이터(202)와 데이터를 송수신해야 한다.

이때 상기 2360~2390 MHz 대역을 제1 주파수 대역, 상기 2390~2400 MHz 대역을 제2 주파수 대역이라 한다. 상술한 바와 같이, 상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은, 상기 단말이 해당 주파수 대역을 우선적으로 사용할 수 있는지 여부를 기준으로 구분되는 주파수 대역이다.

위와 같은 각 주파수 대역의 채널 상황, 즉 MBAN의 2360~2390MHz 대역(제1 주파수 대역) 및 2390~2400 MHz 대역(제2 주파수 대역)의 어떤 채널들이 언제 사용 가능한지를 알려주는 정보는 다수의 PAN 코디네이터들을 제어하는 제어기에 의해 수집되고 관리될 수 있다.

상기 제어기는 각 주파수 대역의 채널 상황을 저장, 관리하는 DB(Data Base)와 상기 DB를 관리하는 MBAN 제어점(control point)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 서술한 채널 스위칭이 필요한 상황인 경우, 스위칭할 다른 주파수 대역(제2 주파수 대역)의 각 채널의 사용과 관련된 정보는 제어기로부터 상기 제1 PAN 코디네이터(201)로 전달된다.

제어기 또는 MBAN 제어점으로부터 상기 제2 주파수 대역으로의 스위칭과 관련된 정보를 수신한 상기 제1 PAN 코디네이터(201)는, 상기 스위칭과 관련된 정보를 기초로 단말(100)에게 채널 스위칭 정보를 전송한다(S730). 상기 채널 스위칭 정보는 상기 단말이 스위칭할 제2 주파수 대역의 채널 번호, 스위칭할 시간, 스위칭할 제2 주파수 대역의 PAN ID 등을 포함할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 8에서 상세히 서술한다.

상기 단말은 상기 스위칭 할 제2 주파수 대역의 채널 정보를 이용하여 상기 제2 주파수 대역에서 채널을 스캐닝하는 시간 및 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한 상기 제2 주파수 대역에 다수의 PAN이 존재하거나 또는 ID를 알 수 없는 PAN이 존재하는 경우에는, 상기 단말은 PAN ID 정보를 이용하여 신속하게 채널 스위칭을 할 수 있다. 상기 스위칭 정보에 포함되는 PAN ID는 예상되는 단말의 이동 상황, 주변의 PAN 배치 등을 고려하여 PAN 코디네이터가 결정할 수 있다.

상기 채널 스위칭 정보는, 브로드캐스트(broadcast) 또는 유니캐스트(unicast) 방식으로 단말(100)에게 전송될 수 있다. 상기 브로드캐스트 방식은 비콘(beacon) 프레임에 상기 채널 스위칭 정보를 포함하여 전송하는 방식으로 수행될 수도 있다. 상기 유니캐스트 방식은 채널 스위칭을 위한 커맨드(command) 또는 프레임을 별도로 정의하여 수행될 수도 있다. 예를 들어, 상기의 채널 스위칭을 위한 커맨드 또는 프레임은, 채널 스위칭 통지 커맨드(Channel switch notification command), 채널 스위칭 파라미터 프레임(Channel switching parameter frame) 등과 같은 명칭을 가질 수 있다.

상기 제1 PAN 코디네이터(201)로부터 상기 채널 스위칭 정보를 수신한 단말(100)은, 상기 채널 스위칭 정보에 기초하여 채널 스위칭을 수행하고 제2 PAN 코디네이터(202)와 연결(association)을 설정한다(S740). 상기 단말(100)은 어소시에이션 설정 후, 상기 제2 PAN 코디네이터(202)와 데이터를 송수신한다.

상기 단말이 제1 주파수 대역에서 제2 주파수 대역으로 채널 스위칭을 한 후, 계속 제2 주파수 대역의 채널을 사용하는 것은 제2 주파수 대역에 부하를 줄 수 있다. 따라서 일정 시간 후 제1 주파수 대역으로 다시 스위칭하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 스위칭 정보에는 상기 제2 주파수 대역으로 스위칭한 후 상기 제1 주파수 대역으로 다시 스위칭할 시간 및 채널 정보를 더 포함할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 8에서 서술한다.

상기 단말은 상기의 시간 및 채널 정보를 이용하여 제1 주파수 대역에서 원래의 네트워크를 찾기 위해 주기적으로 전 채널에 대하여 스캐닝을 할 필요가 없어진다. 이로써 단말의 전력 소모를 줄일 수 있고, 무선 자원을 좀 더 효율적으로 사용할 수 있다.

도 7b는 2360~2390 MHz 대역에서 동작하는 단말이 2390~2400 MHz 대역으로 동작 채널을 스위칭하는 다른 실시예이다.

S710’단계는 도 7a에서 설명한 S710 단계와 같다. 이후 상기 단말(100)은 상기 제1 PAN 코디네이터(201)로 채널 스위칭 정보를 요청한다(S720’). 비콘 프레임의 주기가 매우 길거나, 또는 단말이 채널 스위칭 정보 수신에 실패한 경우에 단말의 요청에 의해 채널 스위칭 파라미터를 갱신할 필요가 있기 때문에 상기의 요청이 필요할 수 있다. 상기 채널 스위칭 정보 요청과 관련된 파라미터는 도 9에서 상세히 설명한다.

이후의 S730’내지 S740’단계는 도 7a 에서 설명한 S730 내지 S740 단계와 같다.

단말이 동작 채널을 스위칭하는 다른 실시예

도 7a 및 7b에서는 2360 ~ 2390 MHz 대역과 2390 ~ 2400 MHz 대역 사이의 채널 스위칭을 설명하였다. 그러나, 상기의 실시예와는 다르게, 단말은 같은 주파수 대역 내의 다른 채널로 스위칭하여 동작을 재개할 수도 있다.

예를 들어, 2360 ~ 2390 MHz 대역의 채널 중 일부의 채널만을 프라이머리 유저가 사용하게 된 때에는, 해당 채널을 통하여 데이터를 송수신하던 단말들만이 같은 대역의 다른 채널로 스위칭할 수 있다. 이러한 경우에 PAN 코디네이터는 도 7a 및 7b의 S730, S730’단계에서 설명한 바대로 해당 채널의 단말들에게 채널 스위칭 정보를 전송할 수 있다. 상기 채널 스위칭 정보는 상기 단말들이 스위칭할 채널 번호, 스위칭할 시간, 스위칭할 채널에 존재하는 PAN의 ID 등을 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 스위칭 정보를 도시한 도면이다.

상기 채널 스위칭 정보는 단말이 스위칭할 제2 주파수 대역의 채널 번호, 스위칭할 시간, 스위칭할 제2 주파수 대역의 PAN ID 등을 포함할 수 있다.

도 8a는 상기 채널 스위칭 정보를 포함하는 브로드캐스트 메시지의 한 예이다. 여기서 상기 브로드캐스트 메시지로 비콘 프레임이 사용되는 경우, 상기 비콘 프레임은, 다른 주파수 대역으로 스위칭할 시간(예컨대 ‘Escape time’ 필드)(831), 스위칭할 다른 주파수 대역의 채널(예컨대 ‘Escape channel’ 필드)(832), 처음의 주파수 대역으로 다시 스위칭할 시간(예컨대 ‘Recovery time’ 필드)(833) 및 다시 스위칭할 처음의 주파수 대역의 채널(예컨대 ‘Recovery channel’ 필드)(834)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

이때 상기 비콘 프레임은 스위칭할 제2 주파수 대역의 채널에 존재하는 PAN의 식별자 정보(예컨대, ‘PAN ID’ 필드)를 더 포함할 수 있다. 예시한 ‘PAN ID’ 필드(836)는 도 8b에 도시되었다.

단말은 상기 PAN의 식별자 정보를 이용하여 다른 주파수 대역에서 채널을 스캐닝하는 시간 및 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한 다른 주파수 대역에 다수의 PAN이 존재하거나 또는 ID를 알 수 없는 PAN이 존재하는 경우에는, 단말은 상기 PAN의 식별자 정보를 이용하여 신속하게 채널 스위칭을 할 수 있다. 상기 PAN의 식별자 정보는 예상되는 단말의 이동 상황, 주변의 PAN 배치 등을 고려하여 PAN 코디네이터가 결정할 수 있다.

상기 예시한 비콘 프레임은 MBAN 제어기, MBAN 제어점 등으로부터 다른 주파수 대역으로의 스위칭과 관련된 정보를 수신한 코디네이터에 의해 생성될수 있다.

도 8c는 상기 채널 스위칭 정보를 포함하는 유니캐스트 메시지의 한 예이다. 상기 유니캐스트 메시지는 채널 스위칭 파라미터 프레임(Channel switching parameter frame) 등과 같은 명칭을 가질 수 있다.

도 8c에 도시한 유니캐스트 메시지는 도 8a에서 설명한 바와 같이 다른 주파수 대역으로 스위칭할 시간(예컨대 ‘Escape time’ 필드)(831’), 스위칭할 다른 주파수 대역의 채널(예컨대 ‘Escape channel’ 필드)(832’), 처음의 주파수 대역으로 다시 스위칭할 시간(예컨대 ‘Recovery time’ 필드)(833’) 및 다시 스위칭할 처음의 주파수 대역의 채널(예컨대 ‘Recovery channel’ 필드)(834’)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한 상기 유니캐스트 프레임은 스위칭할 제2 주파수 대역의 채널에 존재하는 PAN의 식별자 정보(예컨대, ‘PAN ID’ 필드)를 더 포함할 수 있다.

도 8d는 상기 채널 스위칭 정보를 포함하는 유니캐스트 메시지의 다른 예이다. 상기 유니캐스트 메시지는 채널 스위칭 통지 커맨드(Channel switch notification command) 등과 같은 명칭을 가질 수 있다. 도 8d에 도시한 유니캐스트 메시지 역시 도 8a에서 설명한 바와 같이 다른 주파수 대역으로 스위칭할 시간(예컨대 ‘Remaining time’ 필드), 스위칭할 다른 주파수 대역의 채널(예컨대 ‘channel number’ 필드)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한 상기 유니캐스트 커맨드는 스위칭할 제2 주파수 대역의 채널에 존재하는 PAN의 식별자 정보(예컨대, ‘New PAN ID’ 필드)와 장치 주소 정보(예컨대, ‘Coordinator Address’ 필드)를 더 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 채널 스위칭 정보 요청 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.

도 7의 설명에서 언급한 바와 같이. 비콘 프레임의 주기가 매우 길거나, 또는 단말이 채널 스위칭 정보 수신에 실패한 경우에 단말의 요청에 의해 채널 스위칭 파라미터를 갱신할 필요가 있기 때문에 상기의 상기 채널 스위칭 정보 요청 메시지가 필요할 수 있다.

도 9의 예에서는 커맨드 프레임 식별자(예컨대, ‘Commamd Frame Identifier’ 필드)(970)를 소정의 값으로 정의하여, 단말이 채널 스위칭 정보를 요청하는 메시지임을 나타낼 수 있다. 예를 들어 상기 ‘Commamd Frame Identifier’ 필드 의 값을 0x0a로 설정하여 채널 스위칭 정보를 요청하는 메시지임을 나타낼 수 있다.

상기 채널 스위칭 정보 요청 메시지를 수신한 PAN 코디네이터는 도 8에서 설명한 브로드캐스트 메시지 또는 유니캐스트 메시지를 이용하여 단말로 채널 스위칭 정보를 전송할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 채널 스위칭 방법에 대한 흐름도이다.

도 10은 2360~2390 MHz 대역에서 동작하는 단말이 2390~2400 MHz 대역으로 동작 채널을 스위칭한 후, 다시 2360~2390 MHz 대역으로 스위칭하는 과정을 도시한다.

단말이 2360~2390 MHz 대역에서 2390~2400 MHz 대역으로 채널 스위칭 했을 경우, 계속하여 2390~2400 MHz 대역의 채널을 사용하는 것은 많은 부하를 줄 수 있다. 따라서 일정 시간 후 2360~2390 MHz 대역으로 다시 스위칭하는 것이 바람직하다. 그러나 이전에 사용하던 2360~2390 MHz 대역의 네트워크에 다시 어소시에이션(association)하기 위해서는, 상기 대역의 모든 채널에 대하여 일정 시간 마다 반복해야 한다. 본 실시예는 상기 과정을 위해 미리 필요한 정보를 단말로 전달하여 불필요한 동작을 제거하고, 전력 소모를 줄이는 방법을 제안한다.

도 10의 S1010 단계 내지 S1040 단계는 도 7a의 S710 단계 내지 S740 단계와 같다.

이후 제2 주파수 대역에서 제1 주파수 대역으로 다시 스위칭해야할 상황이 발생할 수 있다. 상기 제1 주파수 대역의 프라이머리 유저의 사용이 종료되었을 때가 그 한 예이다.

이러한 채널 스위칭이 가능한 상황인 경우, 원래의 주파수 대역(제1 주파수 대역)의 각 채널의 사용과 관련된 정보는 제어기로부터 제2 PAN 코디네이터(202)로 전달될 수 있다.

제어기 등으로부터 상기 제1 주파수 대역의 채널 정보를 수신한 상기 제2 PAN 코디네이터(202)는, 상기 채널 정보를 기초로 단말(100)에게 채널 스위칭 정보를 전송한다(S1060). 이때 상기 제2 PAN 코디네이터(202)는, 상기 단말(100)의 정보 전송 요청에 따른 응답으로 상기 채널 스위칭 정보를 전송할 수도 있다. 상기 단말(100)에 의한 정보 전송 요청은 도 11에서 상세히 설명한다.

상기 채널 스위칭 정보는 상기 단말이 스위칭할 제1 주파수 대역의 채널 번호, 스위칭할 시간, 제1 주파수 대역의 채널에서의 비콘 전송 시간, PAN ID 등을 포함할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 11에서 서술한다.

상기 단말(100)은 상기 스위칭 할 제1 주파수 대역의 채널 정보를 이용하여 상기 제1 주파수 대역에서 채널을 스캐닝하는 시간 및 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한 상기 제1 주파수 대역에 다수의 PAN이 존재하거나 또는 ID를 알 수 없는 PAN이 존재하는 경우에는, 상기 단말은 PAN ID 정보를 이용하여 신속하게 채널 스위칭을 할 수 있다. 상기 스위칭 정보에 포함되는 PAN ID는 예상되는 단말의 이동 상황, 주변의 PAN 배치 등을 고려하여 PAN 코디네이터가 결정할 수 있다.

상기 채널 스위칭 정보는, 브로드캐스트(broadcast) 또는 유니캐스트(unicast) 방식으로 단말(100)에게 전송될 수 있다. 상기 브로드캐스트 방식은 비콘(beacon) 프레임에 상기 채널 스위칭 정보를 포함하여 전송하는 방식으로 수행될 수 있다. 상기 유니캐스트 방식은 채널 스위칭을 위한 커맨드(command) 또는 프레임을 별도로 정의하여 수행될 수도 있다. 예를 들어, 상기의 채널 스위칭을 위한 커맨드 또는 프레임은, 채널 스위칭 통지 커맨드(Channel switch notification command), 채널 스위칭 파라미터 응답 프레임(Channel switching parameter response frame) 등과 같은 명칭을 가질 수 있다.

위의 브로드캐스트 또는 유니캐스트 메시지의 상세한 설명은 도 12에서 기술된다.

상기 제2 PAN 코디네이터(202)로부터 상기 채널 스위칭 정보를 수신한 단말(100)은, 상기 채널 스위칭 정보에 기초하여 채널 스위칭을 수행하고 제1 PAN 코디네이터(201)와 연결(association)을 설정한다(S1070). 상기 단말(100)은 어소시에이션 설정 후, 상기 제1 PAN 코디네이터(202)와 데이터를 송수신한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 스위칭 정보 요청 메시지의 일 예를 도시한 도면이다.

도 10의 설명에서 언급한 바와 같이. 제2 주파수 대역에서 제1 주파수 대역으로 다시 스위칭해야할 상황이 발생할 수 있으며 이때 상기 채널 스위칭 정보 요청 메시지가 필요할 수 있다.

도 11의 예에서는 커맨드 프레임 식별자(예컨대, ‘Command Frame Identifier’ 필드)(1170)를 소정의 값으로 정의하여, 단말이 채널 스위칭 정보를 요청하는 메시지임을 나타낼 수 있다. 예를 들어 상기 Command Frame Identifier’ 필드 의 값을 0x0a로 설정하여 채널 스위칭 정보를 요청하는 메시지임을 나타낼 수 있다.

상기 채널 스위칭 정보 요청 메시지를 수신한 PAN 코디네이터는 도 12에서 설명할 브로드캐스트 메시지 또는 유니캐스트 메시지로 응답하여, 단말로 채널 스위칭 정보를 전송할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 스위칭 정보의 전달 메시지를 도시한 도면이다.

상기 채널 스위칭 정보는, 도 10에서 설명한 바와 같이, 단말이 스위칭할 제1 주파수 대역의 채널 번호, 스위칭할 시간, 스위칭할 제1 주파수 대역의 PAN ID, 제1 주파수 대역의 채널에서의 비콘 전송 시간 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 12a는 상기 채널 스위칭 정보를 포함하는 브로드캐스트 메시지의 한 예이다. 여기서 상기 브로드캐스트 메시지로 비콘 프레임이 사용되는 경우, 상기 비콘 프레임은, 제1 주파수 대역으로 스위칭할 시간(예컨대 ‘Remain time’ 필드)(1231), 스위칭할 제1 주파수 대역의 채널(예컨대 ‘Recommend channel’ 필드)(1232), 제1 주파수 대역의 채널에서의 비콘 전송 시간 (예컨대 ‘TBTT’ 필드)(1233)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

이때 상기 비콘 프레임은 스위칭할 제1 주파수 대역의 채널에 존재하는 PAN의 식별자 정보(예컨대, ‘PAN ID’ 필드)를 더 포함할 수 있다.

상기 예시한 비콘 프레임은 MBAN 제어기, MBAN 제어점 등으로부터 제1 주파수 대역으로의 스위칭과 관련된 정보를 수신한 제2 코디네이터에 의해 생성될수 있다. 이때 상기 제2 코디네이터는 채널 스위칭이 필요한 단말의 주소(address)(1225)를 상기 비콘 프레임에 포함시켜 전송할 수도 있다.

도 12b는 상기 채널 스위칭 정보를 포함하는 유니캐스트 메시지의 한 예이다. 상기 유니캐스트 메시지는 채널 스위칭 파라미터 응답 프레임(Channel switching parameter response frame) 등과 같은 명칭을 가질 수 있다.

도 12b에 도시한 유니캐스트 메시지는 도 12a에서 설명한 바와 같이 제1 주파수 대역으로 스위칭할 시간(예컨대 ‘Remain time’ 필드)(1231’), 스위칭할 제1 주파수 대역의 채널(예컨대 ‘Recommand channel’ 필드)(1232’), 제1 주파수 대역의 채널에서의 비콘 전송 시간 (예컨대 ‘TBTT’ 필드)(1233’)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한 상기 유니캐스트 프레임은 스위칭할 제1 주파수 대역의 채널에 존재하는 PAN의 식별자 정보(예컨대, ‘PAN ID’ 필드)를 더 포함할 수 있다.

도 12b의 예에서는 커맨드 프레임 식별자(예컨대, ‘Command Frame Identifier’ 필드)를 소정의 값으로 정의하여, 단말의 채널 스위칭 정보 요청에 응답하는 메시지임을 나타낼 수 있다. 예를 들어 상기 ‘Command Frame Identifier’ 필드 의 값을 0x0b로 설정하여 채널 스위칭 정보 요청에 응답하는 메시지임을 나타낼 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 단말 및 PAN 코디네이터의 블록도이다.

단말(100)은 메모리(101), 제어부(102) 및 무선통신부(103)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메모리(101)는 본 명세서에서 제안된 방법들을 저장할 수 있다. 또한 상기 메모리(101)는 상기 제어부(102)의 제어에 따라 수신한 채널 스위칭 정보를 저장할 수 있다.

상기 제어부(102)는 단말의 전반적인 동작과 상기 메모리(101) 및 무선통신부(103)를 제어한다. 또한 상기 제어부(102)는 PAN 코디네이터로부터 다른 주파수 대역으로의 채널 스위칭에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이 때 상기 채널 스위칭에 대한 정보는 채널 스위칭 시간, 스위칭할 채널, PAN ID 등을 포함할 수 있다.

상기 제어부(102)는 상기 수신한 채널 스위칭에 대한 정보를 기초로 채널 스위칭을 제어할 수 있다.

상기 무선통신부(103)는 상기 제어부(102)의 제어에 따라 MBAN 시스템에서의 동작 채널을 스위칭할 수 있다.

PAN 코디네이터(200)는 메모리(201), 제어부(202) 및 무선통신부(203)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메모리(201)는 본 명세서에서 제안된 방법들을 저장할 수 있다. 또한 상기 메모리(201)는 상기 제어부(202)의 제어에 따라 MBAN 주파수 대역의 채널들의 사용과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 즉, 상기 각 채널들의 사용 상태, 가용 시간 등에 관한 정보를 저장할 수 있다.

상기 제어부(102)는 PAN 코디네이터(200)의 전반적인 동작과 상기 메모리(101) 및 무선통신부(103)를 제어한다. 상기 제어부(102)는 MBAN 제어기로부터 MABN 주파수 대역의 각 채널의 사용과 관련된 정보를 수신할 수 있다. 상기 제어부(102)는 상기 수신한 정보에 기초하여 단말들의 채널 스위칭에 대한 정보를 생성하고 이를 복수의 단말들로 전송할 수 있다. 이 때 상기 채널 스위칭에 대한 정보는 채널 스위칭 시간, 스위칭할 채널, PAN ID 등을 포함할 수 있다.

상기 제어부(102)는 상기 채널 스위칭에 대한 정보를 브로드캐스트(broadcast) 방식 또는 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송할 수 있다. 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송하는 경우, 상기 제어부(102)는 비콘 프레임에 상기 채널 스위칭에 대한 정보를 포함하여 전송할 수 있다.

상기 무선통신부(203)는 상기 제어부(102)의 제어에 따라 지정된 채널을 통해 단말과의 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 무선통신부(203)는 상기 제어부(102)의 제어에 따라 비콘 및 명령(command) 프레임들을 물리 채널로 전송할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (15)

1. WPAN(Wireless Personal Area Network) 시스템에서 단말이 동작 채널을 스위칭(switching)하는 방법으로서,
   제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터(Personal Area Network coordinator)와 연결(association)을 설정하는 단계;
   제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계와,
   상기 채널 스위칭 정보는 상기 제2 주파수 대역으로 스위칭할 시간 및 채널 정보를 포함하고; 및
   상기 수신한 스위칭 정보에 기반하여, 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하는 단계를 포함하되,
   상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은, 상기 단말이 해당 대역의 주파수를 우선적으로 사용할 수 있는지 여부를 기준으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 주파수 대역은 2360 메가헤르쯔(MHz)부터 2390 메가헤르쯔(MHz) 사이의 주파수 대역이고,
   상기 제2 주파수 대역은 2390 메가헤르쯔(MHz)부터 2400 메가헤르쯔(MHz) 사이의 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 채널 스위칭은 상기 제1 주파수 대역을 다른 무선 통신 시스템이 사용하거나 또는 상기 단말이 지정된 영역 외부로 이동하는 경우에 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보는,
   스위칭할 상기 제2 주파수 대역의 채널에서 동작하는 PAN 코디네이터의 PAN ID를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보는,
   상기 제2 주파수 대역으로 스위칭한 후 상기 제1 주파수 대역으로 다시 스위칭할 시간 및 채널 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서,
   제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계는,
   비콘 프레임을 통하여 수신하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서,
   제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 수신하는 단계는,
   상기 채널 스위칭 정보를 포함하는 커맨드 프레임을 통하여 수신하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로 상기 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 요청하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하는 단계 후에.
   상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 상기 제1 주파수 대역으로 스위칭하기 위한 정보를 수신하는 단계; 및
   상기 수신한 정보에 기반하여 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역으로 스위칭하기 위한 정보는,
    상기 제1 주파수 대역으로 스위칭할 시간, 스위칭할 채널 및 상기 스위칭할 채널에서의 비콘 프레임 전송 시간과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 상기 제1 주파수 대역으로 스위칭하기 위한 정보를 수신하는 단계는,
    비콘 프레임을 통하여 수신하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 단말의 채널 스위칭(switching)을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 PAN 코디네이터(Personal Area Network coordinator)와 통신하는 무선통신부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결(association)을 설정하도록 상기 무선통신부를 제어하고,
    제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보를 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 수신하도록 상기 무선통신부를 제어하고,
    상기 채널 스위칭 정보는 상기 제2 주파수 대역으로 스위칭할 시간 및 채널 정보를 포함하며,
    상기 수신한 채널 스위칭 정보에 기반하여, 상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하도록 상기 무선통신부를 제어하고,
    상기 제1 주파수 대역과 상기 제2 주파수 대역은, 상기 단말이 해당 대역의 주파수를 우선 사용할 수 있는지 여부를 기준으로 구분되는 것을 특징으로 하는 단말.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역으로의 채널 스위칭 정보는,
    상기 제2 주파수 대역으로 스위칭할 시간 및 채널 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 주파수 대역으로의 스위칭 정보는,
    스위칭할 상기 제2 주파수 대역의 채널에서 동작하는 PAN 코디네이터의 PAN ID를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정한 후에.
    상기 제2 주파수 대역의 PAN 코디네이터로부터 상기 제1 주파수 대역으로 스위칭하기 위한 정보를 수신하도록 상기 무선통신부를 제어하고,
    상기 수신한 정보에 기반하여 상기 제1 주파수 대역의 PAN 코디네이터와 연결을 설정하도록 상기 무선통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.

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