KR20140081321A - 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템 - Google Patents

논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 제1 엔드노드에서 코디네이터의 채널 사용여부를 확인하는 단계; 제1 엔드노드에서 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지를 코디네이터로 전송하는 단계; 제1 컨트롤정보 메시지를 수신한 코디네이터가 ID 및 데이터 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 브로드캐스트하는 단계; 및 제1 브로트캐스트_ACK 정보를 수신한 제1 엔드노드가 제1 송신_데이터를 코디네이터로 전송하는 단계;를 포함하고, 데이터 크기는 제1 송신_데이터의 크기인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법이 제안된다. 또한, 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템이 제안된다.

Description

논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템{DATA COMUNICATION METHOD IN NON-BEACON WIRELESS NETWORK AND NON-BEACON WIRELESS NETWORK COMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는 채널 사용중인 송수신 데이터의 크기를 포함하는 정보를 코디네이터가 웨이크-업 상태의 단말들에게 브로드캐스트함으로써 효율적인 채널 사용이 가능하고 지연시간을 줄일 수 있는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템에 관한 것이다.
무선 센서네트워크, 예컨대 지그비(Zigbee) 기술은 저속, 저가, 저전력 소모 응용분야에서 대표적인 무선통신 기술로 각광받고 있다. 논비컨(Non-beacon) 무선센서네트워크 구조는 네트워크 전체를 관장하는 PAN 코디네이터 노드와 엔드노드들로 구성되어 있다. 엔드(End)노드는 에너지 소모를 줄이기 위해 슬립/웨이크업(sleep/wake-up)을 반복하며 데이터가 있을 경우, CCA(Clear Channel Assessment)를 통해 다른 노드의 데이터 송수신 여부를 확인 후 유휴(idle) 상태에 있는 경우 데이터를 송수신한다. 만약, 슬립(Sleep) 상태의 엔드노드가 웨이크-업되면, PAN 코디네이터에게 비컨 요구(Data Frame)메시지를 요구하게 되며, 자신에게 올 데이터가 있는지 여부를 알 수 있다. 만약, 코디네이터 노드가 보낼 데이터가 있다면 엔드노드는 데이터 수신 요구를 하여 데이터를 수신할 수 있으며, 네트워크 상태 정보도 받을 수 있다.
종래의 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법을 도 4a 및 4b에서 개략적으로 나타내고 있다. 도 4a에서와 같이, 제1 엔드노드가 데이터 전송 엔드노드인 경우, 제1 엔드노드는 전송할 데이터가 발생하게 되면 PAN 코디네이터에게 데이터를 전송한다. 이때, 엔드 노드는 데이터 발생 후 선택한 랜덤 값 만큼 기다린 후 CSMA/CA 동작인 주파수 센싱 작업(CCA)을 수행하며, CCA 결과가 주파수가 비어있다고 판단되면 데이터를 전송한다. 이때, 데이터를 수신하고자 하는 제2 엔드노드는 주기적으로 웨이크-업하여 PAN 코디네이터에게 데이터 수신 여부를 랜덤 시간 지연 후 CCA를 거쳐 데이터 전송 요구(Data Request)를 하게 된다. 이때, 제2 엔드노드가 랜덤 시간 지연 후 CCA를 거쳐 데이터 전송 요구(Data Request)를 하는 과정은 도 4b에서의 제1 엔드노드의 데이터 전송 요구(Data Request) 과정과 같다.
이때, 논-비컨(Non-Beacon) 방식에서는 주기적인 웨이크-업을 통해 데이터를 수신하는 엔드 단말은 자신에게 오는 데이터의 우선순위나 중요도를 알 수 없다. 또한, 웨이크-업 후 랜덤시간 대기 및 CCA의 반복적인 순서로 지연시간이 발생할 수 있다.
유럽 공개특허공보 EP2107849A1 (2008년 10월 7일 공개)
이에 따라, 본 발명에서는 제1 엔드노드가 코디네이터와 연결되어 채널이 비지(busy) 상태인 경우 다른 제2 엔드노드가 종래와 같이 반복적으로 대기해야 하는 문제를 해결하고자 한다.
전술한 문제를 해결하고자, 엔드노드의 수신 지연시간을 줄일 수 있도록 PAN 코디네이터와 간단한 정보 메시지만으로 수신할 수 있는 방식을 제안하고자 한다.
구체적으로, 채널 사용중인 송수신 데이터의 크기를 포함하는 정보를 코디네이터가 웨이크-업 상태의 단말들에게 브로드캐스트함으로써 효율적인 채널 사용이 가능하고 지연시간을 줄일 수 있는 방식을 제안하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 제1 엔드노드에서 코디네이터의 채널 사용여부를 확인하는 단계; 제1 엔드노드에서 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지를 코디네이터로 전송하는 단계; 제1 컨트롤정보 메시지를 수신한 코디네이터가 ID 및 데이터 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 브로드캐스트하는 단계; 및 제1 브로트캐스트_ACK 정보를 수신한 제1 엔드노드가 제1 송신_데이터를 코디네이터로 전송하는 단계;를 포함하고, 데이터 크기는 제1 송신_데이터의 크기인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법이 제안된다.
이때, 하나의 예에 있어서, 채널 사용여부를 확인하는 단계에서, 제1 엔드노드는 랜덤시간 대기 후 CCA(Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 채널 사용여부를 판단할 수 있다.
또한, 하나의 예에 따르면, 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함할 수 있다.
이때, 하나의 예에서, 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법은 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드가 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 송신_데이터의 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지를 코디네이터로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이때, 제2 컨트롤정보 메시지에 포함된 상기 데이터 크기는 제로(zero)다.
또한, 이때, 제2 컨트롤정보 메시지를 전송하는 단계에서, 제2 엔드노드는 신속 액세스 구간 내에서 채널 사용여부를 확인하고 제2 컨트롤정보 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법은 데이터 송신을 원하는 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드가 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 송신_데이터의 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터로의 제2 송신_데이터의 전송을 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 제2 송신_데이터를 전송하는 단계에서, 제2 엔드노드는 신속 액세스 구간 내에 채널 사용여부를 확인하고 제2 송신_데이터의 전송을 개시할 수 있다.
다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제2 실시예에 따라, 제1 엔드노드에서 코디네이터의 채널 사용여부를 확인하는 단계; 제1 엔드노드에서 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지를 코디네이터로 전송하는 단계; 제1 컨트롤정보 메시지를 수신한 코디네이터가 ID 및 제1 엔드노드가 요청한 제1 수신_데이터의 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 브로드캐스트하는 단계; 및 브로드캐스트 후 코디네이터가 전송한 제1 수신_데이터를 제1 엔드노드에서 수신하는 단계;를 포함하고, 제1 컨트롤정보 메시지에 포함된 데이터 크기는 제로(zero)인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법이 제안된다.
이때, 하나의 예에서, 채널 사용여부를 확인하는 단계에서, 제1 엔드노드는 랜덤시간 대기 후 CCA(Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 채널 사용여부를 판단할 수 있다.
또 하나의 예에 따르면, 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함할 수 있다.
이때, 하나의 예에서, 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법은 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드가 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 수신_데이터의 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지를 코디네이터로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이때, 제2 컨트롤정보 메시지에 포함된 데이터 크기는 제로(zero)다.
또한, 이때, 제2 컨트롤정보 메시지를 전송하는 단계에서, 제2 엔드노드는 신속 액세스 구간 내에서 채널 사용여부를 확인하고 제2 컨트롤정보 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 데이터 송신을 원하는 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드가 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 수신_데이터의 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터로의 송신_데이터의 전송을 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 송신_데이터를 전송하는 단계에서, 제2 엔드노드는 신속 액세스 구간 내에서 채널 사용여부를 확인하고 송신_데이터의 전송을 개시할 수 있다.
다음으로, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제3 실시예에 따라, 코디네이터의 채널 사용여부를 확인하고, 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 제1 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지를 코디네이터로 전송하고, 제1 컨트롤정보 메시지에 대한 코디네이터의 브로드캐스트_ACK 정보를 수신하고, 브로드캐스트_ACK 정보 수신 후 제1 송신_데이터를 코디네이터로 전송하거나 코디네이터로부터 제1 수신_데이터를 수신하는 제1 엔드노드; 및 제1 엔드노드로부터 제1 컨트롤정보 메시지를 수신하고, ID 및 제2 데이터 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 브로드캐스트하고, 제1 엔드노드로부터 제1 송신_데이터를 수신하거나 제1 엔드노드로 제1 수신_데이터를 전송하는 코디네이터;를 포함하고, 제1 엔드노드가 제1 송신_데이터를 전송하는 경우, 제1 데이터 크기 및 제2 데이터 크기는 제1 송신_데이터의 크기이고, 제1 엔드노드가 제1 수신_데이터를 요청하는 경우, 제1 데이터 크기는 제로(zero)이고, 제2 데이터 크기는 제1 수신_데이터의 크기인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템이 제안된다.
이때, 하나의 예에서, 제1 엔드노드는 랜덤시간 대기 후 CCA(Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 채널 사용여부를 판단할 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함할 수 있다.
이때, 하나의 예에서, 웨이크업(Wake-up) 상태에서 브로드캐스트_ACK 정보를 수신하고, 코디네이터로 제2 수신_데이터를 요청하는 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제2 데이터 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에 자신의 ID 및 제3 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지를 코디네이터로 전송하고, 코디네이터로 제2 송신_데이터를 전송하고자 하는 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제2 데이터 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터로의 제2 송신_데이터의 전송을 개시하는 제2 엔드노드를 더 포함할 수 있고, 이때, 제2 컨트롤정보 메시지에 포함된 제3 데이터 크기는 제로(zero)이다.
또한, 이때, 제2 엔드노드는, 제2 수신_데이터를 요청하는 경우 신속 액세스 구간 내에 코디네이터의 채널 사용여부를 확인한 후 제2 컨트롤정보 메시지를 송부하고, 제2 송신_데이터를 전송하고자 하는 경우 신속 액세스 구간 내에 채널 사용여부를 확인하고 제2 송신_데이터의 전송을 개시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, PAN 코디네이터와 간단한 정보 메시지만으로 엔드노드의 수신 지연시간을 줄일 수 있다. 또한, 채널 사용중인 송수신 데이터의 크기를 포함하는 정보를 코디네이터가 웨이크-업 상태의 단말들에게 브로드캐스트함으로써 효율적인 채널 사용이 가능하고 지연시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 엔드노드가 코디네이터와 데이터 송수신 절차를 진행하는 경우, 코디네이터에서 송수신할 데이터의 크기를 포함하는 정보를 브로드캐스트함으로써, 다른 웨이크-업 상태의 엔드노드들이 무작정 반복적으로 대기할 필요없이 데이터 크기만큼 대기하여 채널 사용권을 획득할 수 있고, 이에 따라, 보다 효율적인 채널 사용이 가능하고 지연시간을 줄일 수 있다.
또한, 하나의 실시예에 따르면, 코디네이터가 신속 액세스 구간을 할당하여 브로드캐스트 정보에 포함시켜 전송함으로써, 다른 엔드노드들은 신속 액세스 구간에서 채널 사용권을 획득하여 우선순위 높은 수신 트래픽을 지연없이 받을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존 지그비 표준안에서 정의된 프로세스를 크게 변형 시키지 않기 때문에 기존의 알고리즘을 크게 바꾸지 않아도 되고, 추가적인 기능을 추가하는 등의 작업이 필요없다.
또한, 하나의 예에서, 우선순위가 높은 데이터를 수신해야할 경우 신속 액세스 구간에서 데이터를 수신할 수 있으므로, 작은 지연시간내에 데이터 수신이 가능하다.
게다가, 동작이 간단하므로 적용이 쉽다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.
도 1a 내지 1e는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 2e는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법 및 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템에서의 신호의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a 및 4b는 종래의 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 이해를 도모하기 위하여 부차적인 설명은 생략될 수도 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 배치 관계에서 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접 연결, 결합 또는 배치'되는 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 개재됨으로써 연결, 결합 또는 배치되는 형태로도 존재할 수 있다.
본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하거나 명백히 다르거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.
일반적인 논-비컨(Non-beacon) 무선 센서네트워크, 예컨대 지그비(zigbee) 네트워크는 PAN 코디네이터 노드와 하나 이상의 엔드 노드로 구성되며, PAN 코디네이터 노드가 PAN에 속한 엔드노드들에게 비컨(Beacon)신호를 보내지 않고 PAN을 제어하는 방식이다. 비컨(Beacon)에 의한 PAN 동기화가 이루어지지 않기 때문에 코디네이터는 항상 활성(Active)상태에 있고 엔드노드가 원하는 시간에 데이터를 보낼 수 있도록 지원해 준다. 만약 엔드노드에게 전송할 데이터가 있는 경우 엔드노드가 슬립(Sleep)상태이면 버퍼(Buffer)에 저장하였다가 엔드노드의 데이터 요청(Data Request)가 발생하면 엔드노드에게 전송한다.
논-비컨(Non-beacon) 방식에서 수신할 데이터가 있는 엔드노드는 PAN 코디네이터와 통신할 경우는 주기적으로 웨이크-업하여 데이터 수신여부를 물어본다. 이때, 웨이크-업된 엔드노드는 자신에게 올 데이터의 우선순위 여부를 알 수 없다. 그래서, 종래의 도 4a 및/또는 4b에서 제2 엔드노드는 코디네이터와의 접속이 이루어지지 않고 지연될 수 있다. 즉, 랜덤시간 대기 및 CCA 동작을 반복적으로 거쳐 다른 노드의 데이터 전송 여부에 따라 접속 가능하다.
본 발명에서는 제1 엔드노드가 코디네이터와 연결되어 채널이 비지(busy) 상태인 경우 다른 제2 엔드노드가 종래와 같이 반복적으로 대기해야 하는 문제를 해결하고자 한다. 본 발명의 논-비컨(Non-beacon) 무선네크워크는 예컨대 논-비컨(Non-beacon) 지그비(zigbee) 네크워크일 수 있다.
우선, 본 발명의 제1 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법을 도면을 참조하여 구체적으로 살펴볼 것이다. 이때, 참조되는 도면에 기재되지 않은 도면부호는 동일한 구성을 나타내는 다른 도면에서의 도면부호일 수 있다.
도 1a 내지 1e는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도다.
도 1a 내지 1e 및 도 3a를 참조하면, 제1 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법의 하나는 채널 사용여부 확인 단계, 제1 컨트롤정보 메시지 전송 단계(S100a), 브로드캐스트 단계(S200a) 및 제1 송신_데이터 전송 단계(S300a)를 포함하여 이루어진다. 본 실시예는 제1 엔드노드(10, 10a)에서 코디네이터(30)로 제1 송신_데이터를 전송하는 과정을 포함하고 있다. 본 실시예는 논-비컨(Non-beacon) 네크워크에 적용되므로 제1 엔드노드(10, 10a)는 웨이크업(wake-up) 상태에서 제1 송신_데이터를 생성하고 제1 송신_데이터를 전송하기 위한 과정을 수행한다.
구체적으로, 도 1a 내지 1e를 참조하면, 채널 사용여부 확인 단계에서는 제1 엔드노드(10a)가 코디네이터(도 3a 및 3b에서의 도면부호 30 참조)의 채널 사용여부를 확인한다. 제1 엔드노드(10a)에서 코디네이터(30)로 제1 송신_데이터(Data1)를 전송하기 위해서는, 먼저 본 단계인 채널 사용여부 확인 단계를 거치게 된다. 채널 사용여부 확인 결과는 유휴(idle)상태 또는 사용중(busy)로 나눠진다. 예컨대, 논-비컨(Non-beacon) 환경에서, 웨이크-업 상태의 제1 엔드노드(10a)는 코디네이터(30)로 전송할 제1 송신_데이터(Data1)를 생성한 후에 랜덤시간 대기 후 CCA를 통한 채널 사용여부 확인 작업을 수행한다.
이때, 하나의 예에서, 제1 엔드노드(10, 10a)는 랜덤시간 대기 후 공채널평가(CCA, Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 채널 사용여부를 판단할 수 있다. 예컨대, CCA 과정에서 전력임계레벨이 소정레벨, 예컨대 -82 dBm 이상으로 감지되면 현재 채널이 사용중으로 판단할 수 있다. 도 1a 내지 1e에 도시된 'rand(2i+1-1)'이 랜덤시간이 된다. 이때, 랜덤시간 'rand(2i+1-1)'은 예컨대 무선센서 네트워크에 사용되는 백오프(backoff) 알고리즘에 의해 임의로 결정될 수 있다. 예컨대, 'i'는 통신 시도횟수를 나타내고, 첫번째 시도에서 '3' 간격만큼 랜덤시간이 경과 후 CCA를 통해 확인된 채널 상태가 사용중(busy)이면, 다시 횟수를 증대시켜 랜덤시간을 증가시킬 수 있다.
다음으로, 도 1a 내지 1e 및 도 3a를 참조하여 제1 컨트롤정보 메시지 전송 단계(S100a)를 살펴본다. 이때, 제1 엔드노드(10, 10a)는 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지(Df)를 코디네이터(30)로 전송한다. 채널 사용여부 확인 결과 채널이 유휴상태(idle)인 경우 제1 엔드노드(10, 10a)는 제1 컨트롤정보 메시지(Df)를 코디네이터(30)로 전송한다. 반면, 채널 사용여부 확인 결과 채널이 사용중(busy)인 경우, 예컨대 다시 증가된 랜덤시간 동안 대기상태를 유지한다. 도 1a 내지 1e 및 도 3a를 참조하면, 'Data_Frame(id, size, ...)' 이 제1 컨트롤정보 메시지(Df)에 해당된다. 'Data_Frame(id, size, ...)'에서 'id' 는 제1 엔드노드(10, 10a)의 ID이고, 'size'는 데이터 크기이다. 제1 컨트롤정보 메시지(Df)는 실제 데이터가 아니고 사이즈가 작으므로 짧은 시간 내에 전송될 수 있다.
이때, 데이터 크기는 제1 엔드노드(10, 10a)가 코디네이터(30)로 전송하고자 하는 제1 송신_데이터(Data1)의 크기를 나타낸다.
다음으로, 도 1a 내지 1e 및 도 3a를 참조하여 브로드캐스트 단계(S200a)를 살펴본다. 브로드캐스트 단계(S200a)에서는, 제1 컨트롤정보 메시지(Df)를 수신한 코디네이터(30)가 제1 컨트롤정보 메시지(Df)에 포함되어 있던 ID 및 데이터 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 웨이크-업 상태의 단말들로 브로드캐스트한다. 제1 엔드노드(10, 10a)로부터 제1 컨트롤정보 메시지(Df)를 수신한 코디네이터(30)는 ACK 신호로서 브로드캐스트_ACK 신호를 회신한다. 도 1a에 도시된 'Broadcast_Ack(id, size, ...)'는 브로드캐스트_ACK 신호의 예시이다. 이때, 'id'는 제1 엔드노드(10, 10a)의 ID이고, 'size'는 데이터 크기를 나타낸다.
또한, 도 1b 내지 1e 및 도 3a를 참조하면, 하나의 예에서, 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함할 수 있다. 도 1b 내지 1e 및 도 3a에 도시된 'Broadcast_Ack(id, size, no, ...)'는 브로드캐스트_ACK 신호의 예시이다. 이때, 'id'는 제1 엔드노드(10, 10a)의 ID이고, 'size'는 데이터 크기이고, 'no'는 신속 액세스 구간 값을 나타낸다. 도 1b 내지 1e에 도시된 'Re_no(n)'과 'rand(n)'은 신속 액세스 구간을 나타낸다. 이때, 코디네이터(30)는 신속 액세스 구간 값 'no'을 임의로 할당할 수 있다. 코디네이터(30)가 임의 설정된 신속 액세스 구간 'Re_no(n)'을 브로드캐스트를 통해 제공함으로써 웨이크-업 상태의 대기 중인 단말, 예컨대 엔드노드들은 신속 액세스 구간 내에서 우선순위 높은 데이터 트래픽을 송수신할 수 있다.
다음으로, 도 1a 내지 1e 및 도 3a를 참조하면, 제1 송신_데이터 전송 단계(S300a)에서는, 제1 브로트캐스트_ACK 정보를 수신한 제1 엔드노드(10, 10a)가 제1 송신_데이터(Data1)를 코디네이터(30)로 전송한다. 도 1a 내지 1e에 도시된 'Data1'은 제1 송신_데이터를 나타낸다.
또한, 도 1a를 참조하여, 제2 엔드노드(20)가 코디네이터(도 3a 및 3b의 도면부호 30 참조)와 통신하는 예를 살펴본다. 도 1a는 브로드캐스트_ACK 신호에 ID 및 데이터 크기만 포함된 경우이다. 이때, 제2 엔드노드(20)가 코디네이터(30)로 데이터 전송을 하거나 코디네이터(30)로부터 데이터를 수신받는 경우를 살펴본다. 이때, 논-비컨 환경이므로, 슬립 상태의 제2 엔드노드(20)는 웨이크-업 후 코디네이터(30)가 자신에게 제공할 수신_데이터를 요청하게 된다. 따라서, 슬립상태에서 웨이크-업된 제2 엔드노드(20)는 일반적으로 코디네이터(30)로부터 수신할 데이터를 요청하는 과정을 진행하게 되고, 자신이 코디네이터(30)에 제공할 송신_데이터를 생성하거나 보유한 경우에 코디네이터(30)로 데이터를 전송하는 과정을 진행하게 된다. 이하에서는 데이터 전송과정을 먼저 설명하고, 데이터 수신과정을 후술할 것이다.
먼저, 웨이크-업 상태의 제2 엔드노드(20)가 데이터를 전송하는 경우에는 도 1a에서 제1 엔드노드(10a)가 데이터를 전송하는 경우와 동일하게 진행된다. 다만, 도 1a에 도시된 바와 같이 제2 엔드노드(20)가 제1 엔드노드(10a)의 제1 송신_데이터 전송 과정에서 코디네이터(30)로부터 브로드캐스트_ACK 신호를 수신한 경우에는 브로드캐스트_ACK 신호에 포함된 제1 송신_데이터(Data1)의 크기를 고려하여 초기 랜덤시간을 설정할 수 있다.
그리고, 제2 엔드노드(20)가 데이터를 요청하는 경우에는, 후술되는 제2 실시예에서의 제1 엔드노드(10b)의 제1 수신_데이터 수신 과정과 동일하게 진행될 것이다. 구체적인 설명은 후술될 제2 실시예에 따른 도 2a의 예에서 제1 엔드노드(10b)의 수신과정을 참조하기로 한다.
전술한 바와 같이, 데이터 송수신이 필요한 웨이크-업된 제2 엔드노드(20)는 현재 채널 사용중인 제1 엔드노드(10, 10a, 10b)의 데이터 송수신 관련 절차가 끝나는 시점에 재시도를 할 수 있으므로 보다 효율적인 채널 사용이 가능하고 지연시간을 줄일 수 있다.
또한, 다른 하나의 예를 도 1b 내지 1e를 참조하여 살펴본다. 도 1b 내지1e는 브로드캐스트_ACK 신호에 신속 액세스 구간 정보가 더 포함된 경우를 나타내고, 이때, 제2 엔드노드(20a, 20b)가 코디네이터(30)로 데이터 전송을 하거나 코디네이터(30)로부터 데이터를 수신받는 경우를 살펴본다. 이 경우에도 도 1a에서와 같이, 제2 엔드노드(20b)는 슬립상태에서 웨이크업 후 코디네이터(30)로부터 자신에게 제공될 데이터를 수신받기 위한 과정을 우선적으로 진행하고, 코디네이터(30)에게 제공한 송신_데이터가 있는 경우 제2 엔드노드(20a)는 코디네이터(30)로 데이터를 전송하는 과정을 수행하게 된다.
먼저, 도 1d 및 1e를 참조하면, 하나의 예에서, 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법은 제2 엔드노드(20b)의 제2 컨트롤정보 메시지 전송 단계를 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드(20b)는 먼저 코디네이터(30)가 자신에게 제공할 수신_데이터를 요청하는 과정을 수행한다. 이때, 도 1d를 참조하면, 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드(20b)가 제1 엔드노드(10a)의 제1 송신_데이터전송 과정에서 코디네이터(30)로부터 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한다. 이때, 제2 엔드노드(20b)는 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 송신_데이터(Data1)의 크기 만큼 대기 후 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 신속 액세스 구간 내에서 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)를 코디네이터(30)로 전송할 수 있다. 이때, 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)에 포함된 데이터 크기는 "0"(제로)이다. 도 1d 및 1e에서 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)는 'Data_Request(id, size, ...)'로 도시되고 있다. 이때, 제2 컨트롤정보 메시지 'Data_Request(id, size, ...)'는 제1 컨트롤정보 메시지 'Data_Frame(id, size, ...)'과 동일한 포맷이고, 다만, 데이터 크기인 'size'가 "0"(제로)인 점에서 차이가 있다. 그러므로, 코디네이터(30)는 수신된 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)에 포함된 데이터 크기가 "0"(제로)인지 여부로부터 제2 엔드노드(20b)가 자신에게 수신_데이터를 요청하는지 아니면 자신에게 송신_데이터를 전송하려고 하는지를 판단할 수 있다.
도 1d 및 1e에서 제2 엔드노드(20b)는 수신_데이터 'Data_Re'를 요청하고 있으므로, 수신_데이터 'Data_Re'를 갖고 있다면, 코디네이터(30)는, 도 1d 및 1e에 도시된 바와 같이, 제2 엔드노드(20b)에 제공될 수신_데이터의 크기를 포함하는 제2 브로드캐스트_ACK 신호를 브로드캐스트한다.
그리고, 도 1d 및 1e에 도시된 바와 같이, 브로드캐스트 후, 코디네이터(30)는 수신_데이터 'Data_Re'를 제2 엔드노드(20b)에 전송할 수 있다. 이때, 수신_데이터의 크기는 신속 액세스 구간을 벗어날 수도 있다. 즉, 신속 액세스 구간 내에서 제2 엔드노드(20b)로부터 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)만 수신할 수 있으면 충분하다.
또한, 이때, 도 1e를 참조하면, 제2 엔드노드(20b)는 신속 액세스 구간 내에서 채널 사용여부를 확인하고 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)를 송부할 수 있다. 채널 사용여부 확인은 제1 엔드노드(10a)의 채널 사용여부 확인 단계와 마찬가지로 수행될 수 있다.
다음, 도 1b 및 1c를 참조하면, 하나의 예에서, 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법은 제2 엔드노드(20a)의 제2 송신_데이터 전송 단계를 더 포함할 수 있다. 도 1b를 참조하면, 데이터 송신을 원하는 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드(20a)가 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 송신_데이터(Data1)의 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터(30)로의 제2 송신_데이터(Data2)의 전송을 개시할 수 있다. 이때, 신속 액세스 구간 내에서 제2 송신_데이터(Data2)의 전송이 개시되면, 제2 송신_데이터의 크기가 신속 액세스 구간을 벗어나도 무관하다.
또한, 하나의 예에 따라 도 1c를 참조하면, 제2 엔드노드(20a)의 제2 송신_데이터 전송 단계에서, 제2 엔드노드(20a)는 신속 액세스 구간 내에서 채널 사용여부를 확인하고 제2 송신_데이터(Data2)의 전송을 개시할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법을 다음의 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 전술한 제1 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법이 참조될 수 있고, 이에 따라 중복되는 설명들은 생략될 수 있다.
도 2a 내지 2e는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2a 내지 2e 및 도 3b를 참조하면, 제2 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법의 하나는 채널 사용여부 확인 단계, 제1 컨트롤정보 메시지 전송 단계(S100b), 브로드캐스트 단계(S200b) 및 제1 수신_데이터 수신 단계(S300b)를 포함하여 이루어진다. 본 실시예는 제1 엔드노드(10, 10b)에서 코디네이터(30)로부터 제1 수신_데이터를 수신하는 과정을 포함하고 있다.
구체적으로 도 2a 내지 2e를 참조하면, 채널 사용여부 확인 단계에서 제1 엔드노드(10b)는 코디네이터(30)의 채널 사용여부를 확인한다.
이때, 하나의 예에서, 채널 사용여부 확인 단계에서, 제1 엔드노드(10b)는 랜덤시간 대기 후 CCA(Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 채널 사용여부를 판단할 수 있다.
다음으로, 도 2a 내지 2e 및 도 3b를 참조하여, 제1 컨트롤정보 메시지 전송 단계(S100b)를 살펴본다. 이때, 제1 엔드노드(10, 10b)는 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)를 코디네이터(30)로 전송한다.
이때, 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)에 포함된 데이터 크기는 "0"(제로)이다. 도 2a 내지 2e 및 도 3b에 도시된 'Data_Request(id, size, ...)'는 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)이다. 이러한 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)는 전술한 제1 실시예에서의 제1 컨트롤정보 메시지(Df), 즉, 'Data_Frame(id, size, ...)'과 동일한 포맷이고, 다만, 데이터 크기인 'size'가 "0"(제로)인 점에서 차이가 있다. 이때, 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)에 포함된 데이터 크기가 "0"(제로)이면, 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)를 수신한 코디네이터(30)는 ID에 상응하는 제1 엔드노드(10b)가 자신에게 수신_데이터(Data_Re)를 요청하는지를 파악할 수 있다. 코디네이터(30)가 제1 엔드노드(10b)가 요청한 수신_데이터를 보유한 경우, 다음의 공정에서 브로드캐스트_ACK 정보가 브로드캐스트된다.
계속하여, 도 2a 내지 2e 및 도 3b를 참조하여, 브로드캐스트 단계(S200b)를 살펴본다. 브로드캐스트 단계(S200b)에서, 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)를 수신한 코디네이터(30)는 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)에 포함된 ID 및 제1 엔드노드(10b)가 요청한 제1 수신_데이터(Data_Re1)의 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 웨이크-업 상태의 단말들로 브로드캐스트한다. 도 2a에 도시된 'Broadcast_Ack(id, size, ...)'는 브로드캐스트_ACK 신호의 예시이다.
예컨대, 도 2b 내지 2e 및 도 3b를 참조하면, 하나의 예에서, 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함할 수 있다. 도 2b 내지 2e 및 도 3b에 도시된 'Broadcast_Ack(id, size, no, ...)'는 브로드캐스트_ACK 신호의 예시이다. 도 2b 내지 2e 및 도 3b에서, 'id'는 제1 엔드노드(10b)의 ID이고, 'size'는 데이터 크기이고, 'no'는 신속 액세스 구간 값을 나타낸다. 도 2b 내지 2e에 도시된 'Re_no(n)'과 'rand(n)'은 신속 액세스 구간을 나타낸다. 이때, 코디네이터(30)는 신속 액세스 구간 값 'no'을 임의로 할당할 수 있다. 코디네이터(30)가 임의 설정된 신속 액세스 구간을 브로드캐스트를 통해 제공함으로써 웨이크-업 상태의 대기 중인 단말, 예컨대 엔드노드들은 신속 액세스 구간 내에서 우선순위 높은 데이터 트래픽을 송수신할 수 있다.
계속하여, 도 2a 내지 2e 및 도 3b를 참조하여, 제1 수신_데이터 수신 단계(S300b)를 살펴본다. 이때, 브로드캐스트 후, 코디네이터(30)가 전송한 제1 수신_데이터를 제1 엔드노드(10b)가 수신한다. 도 2a 내지 2e에 도시된 'Data_Re1'이 제1 수신_데이터를 나타낸다.
또한, 도 2a를 참조하여, 제2 엔드노드(20)가 코디네이터(30)와 통신하는 예를 살펴본다. 도 2a는 브로드캐스트_ACK 신호에 ID 및 데이터 크기만 포함된 경우이다. 일반적으로, 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드(20)는 먼저 코디네이터(30)가 자신에게 제공할 수신_데이터를 요청하는 과정을 수행한다. 이후에 자신이 코디네이터(30)에게 전송할 송신_데이터를 생성한 경우 제2 엔드노드(20)는 송신_데이터를 코디네이터(30)로 전송한다.
먼저, 웨이크-업된 제2 엔드노드(20)가 데이터를 요청하는 경우에는 도 2a에서 제1 엔드노드(10b)가 데이터를 수신하는 경우와 동일하게 진행된다. 다만, 도 2a에 도시된 바와 같이 제2 엔드노드(20)가 제1 엔드노드(10b)의 제1 수신_데이터 수신 과정에서 코디네이터(30)로부터 브로드캐스트_ACK 신호를 수신한 경우에는 브로드캐스트_ACK 신호에 포함된 제1 수신_데이터(Data_Re1)의 크기를 고려하여 초기 랜덤시간을 설정할 수 있다.
그리고, 제2 엔드노드(20)가 데이터를 전송하고자 하는 경우에는, 도 2a의 예에 따라 전술된 제1 실시예에서의 제1 엔드노드(10a)의 제1 송신_데이터전송 과정과 동일하게 진행되므로, 중복 설명은 생략한다.
또한, 다른 하나의 예를 도 2b 내지 2e를 참조하여 살펴본다. 도 2b 내지 2e는 브로드캐스트_ACK 신호에 신속 액세스 구간 정보가 더 포함된 것이고, 이때, 제2 엔드노드(20a, 20b)가 코디네이터(30)로 데이터 전송을 하거나 코디네이터(30)로부터 데이터를 수신받는 경우를 살펴본다. 일반적으로, 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드(20b)는 먼저 코디네이터(30)가 자신에게 제공할 데이터가 있는지 확인하며 수신_데이터를 요청하는 과정을 수행한다.
이때, 도 2b 및 2c를 참조하면, 하나의 예에서, 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법은 제2 컨트롤정보 메시지 전송 단계를 더 포함할 수 있다. 논-비컨 환경에서 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드(20b)는 먼저 코디네이터(30)가 자신에게 제공할 데이터가 있는지 확인하기 위해 수신_데이터를 요청하는 과정을 수행한다. 도 2b 및 2c를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드(20b)가 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 수신_데이터의 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)를 코디네이터(30)로 전송할 수 있다. 이때, 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)에 포함된 데이터 크기는 "0"(제로)이다.
또한, 도 2d 및 2e에서 제2 엔드노드(20b)는 자신이 수신해야 할 제2 수신_데이터 'Data_Re2'를 요청하고 있으므로, 코디네이터(30)가 제2 수신_데이터 'Data_Re2'를 갖고 있다면, 제2 엔드노드(20b)에 제공될 제2 수신_데이터(Data_Re2)의 크기를 포함하는 제2 브로드캐스트_ACK 신호를 브로드캐스트한다. 만일, 코디네이터(30)가 제2 엔드노드(20b)에게 제공할 데이터를 갖고 있지 않다면, 즉 제2 엔드노드(20b)에 제공할 데이터가 없다면, 코디네이터(30)는 데이터가 없음을 ACK 신호로 회신할 수 있다.
그리고, 도 2d 및 2e에 도시된 바와 같이, 브로드캐스트 후, 코디네이터(30)는 제2 수신_데이터 'Data_Re2'를 제2 엔드노드(20b)에 전송할 수 있다. 이때, 제2 수신_데이터의 크기는 신속 액세스 구간을 벗어날 수도 있다. 즉, 신속 액세스 구간 내에서 제2 엔드노드(20b)로부터 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)만 수신할 수 있으면 충분하다.
또한, 도 2c를 참조하면, 제2 컨트롤정보 메시지 전송 단계에서, 제2 엔드노드(20b)는 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터(30)의 채널 사용여부를 확인하고 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)를 송부할 수 있다.
또한, 도 2d 및 2e를 참조하면, 하나의 예에서, 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법은 송신_데이터 전송 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 데이터 송신을 원하는 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드(20a)가 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 수신_데이터의 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터(30)로의 송신_데이터(Data)의 전송을 개시할 수 있다. 이때, 송신_데이터(Data)의 전송이 신속 액세스 구간에서 개시되면, 송신_데이터의 크기는 신속 액세스 구간을 벗어나도 된다.
이때, 도 2e를 참조하면. 송신_데이터 전송 단계에서, 제2 엔드노드(20a)는 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터(30)의 채널 사용여부를 확인하고 송신_데이터의 전송을 개시할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템을 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 전술한 제1 및 제2 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법이 참조될 것이고, 이에 따라 중복되는 설명들은 생략될 수 있다.
도 1a 내지 1e는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2a 내지 2e는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템의 다른 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3a 및 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템에서의 신호의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1a 내지 1e, 도 2a 내지 2e, 그리고 도 3a 및 3b를 참조하면, 제3 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템의 하나는 제1 엔드노드(10, 10a, 10b) 및 코디네이터(30)를 포함하고 있다. 또한, 도 1a 내지 1e 그리고 도 2a 내지 2e를 참조하면, 하나의 예에서 제3 실시예에 따른 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템은 제2 엔드노드(20, 20a, 20b)를 더 포함할 수 있다.
도 1a 내지 1e, 도 2a 내지 2e, 그리고 도 3a 및 3b를 참조하여, 제1 엔드노드(10, 10a, 10b)를 살펴본다. 도 1a 내지 1e, 그리고 도 ab 내지 2e를 참조하면, 제1 엔드노드(10a, 10b)는 코디네이터(30)의 채널 사용여부를 확인한다. 이때, 하나의 예에서, 제1 엔드노드(10a, 10b)는 랜덤시간 대기 후 CCA(Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 채널 사용여부를 판단할 수 있다.
또한, 도 1a 내지 1e, 도 2a 내지 2e, 그리고 도 3a 및 3b를 참조면, 제1 엔드노드(10, 10a, 10b)는 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 제1 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지(Df, Dr)를 코디네이터(30)로 전송한다. 이때, 제1 엔드노드(10, 10a)가 제1 송신_데이터(Data1)를 전송하는 경우 제1 컨트롤정보 메시지(Df)에 포함된 제1 데이터 크기는 제1 송신_데이터(Data1)의 크기이고, 제1 엔드노드(10, 10b)가 제1 수신_데이터(Data_Re1)를 요청하는 경우, 제1 컨트롤정보 메시지(Dr)에 포함된 제1 데이터 크기는 "0"(제로)이다. 이때, 제1 수신_데이터(Data_Re1)는 코디네이터(30)가 제1 엔드노드(10b)에게 제공할 데이터이다. 이에 따라, 제1 컨트롤정보 메시지(Df, Dr)를 수신한 코디네이터(30)는 제1 데이터 크기가 "0"(제로)인 경우 제1 엔드노드(10, 10b)가 제1 수신_데이터(Data_Re1)를 요청하는 것으로 파악하고, 제1 데이터 크기가 "0"(제로)이 아닌 경우 제1 엔드노드(10, 10a)가 제1 송신_데이터(Data1)를 전송하는 것으로 파악할 수 있다.
계속하여. 도 1a 내지 1e, 도 2a 내지 2e, 그리고 도 3a 및 3b를 참조하면, 제1 엔드노드(10, 10a, 10b)는 제1 컨트롤정보 메시지(Df, Dr)에 대한 코디네이터(30)의 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한다.
또한, 도 1a 내지 1e, 도 2a 내지 2e, 그리고 도 3a 및 3b를 참조하면, 브로드캐스트_ACK 정보 수신 후, 제1 엔드노드(10, 10a)는 제1 송신_데이터(Data1)를 코디네이터(30)로 전송하거나 또는 제1 엔드노드(10, 10b)는 코디네이터(30)로부터 제1 수신_데이터를 수신할 수 있다.
다음으로, 도 1a 내지 1e, 도 2a 내지 2e, 그리고 도 3a 및 3b를 참조하여, 코디네이터(30)를 살펴본다. 코디네이터(30)는 제1 엔드노드(10, 10a, 10b)로부터 제1 컨트롤정보 메시지(Df, Dr)를 수신한다. 또한, 코디네이터(30)는 제1 컨트롤정보 메시지(Df, Dr)로부터 얻어진 제1 엔드노드(10, 10a, 10b)의 ID 및 제2 데이터 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 브로드캐스트한다. 이때, 제1 엔드노드(10, 10a)가 제1 송신_데이터(Data1)를 전송하는 경우, 제2 데이터 크기는 제1 송신_데이터(Data1)의 크기이고, 제1 엔드노드(10, 10b)가 제1 수신_데이터(Data_Re1)를 요청하는 경우, 제2 데이터 크기는 제1 수신_데이터의 크기가 된다. 이때, 만일, 코디네이터(30)가 제1 엔드노드(10b)에게 제공할 데이터가 없는 경우에는 데이터가 없음을 확인하는 ACK 신호만을 제1 엔드노드(10b)로 전송할 것이다.
또한, 하나의 예에 따라 도 1b 내지 1e, 도 2b 내지 2e, 그리고 도 3a 및 3b를 참조하면, 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함할 수 있다.
제1 엔드노드(10, 10a, 10b)가 PAN 코디네이터(30)와 데이터 송수신 절차를 진행하는 경우, 코디네이터(30)에서 송수신할 데이터의 크기를 포함하는 정보를 브로드캐스트함으로써, 웨이크-업 상태의 다른 엔드노드들이 무작정 반복적으로 대기할 필요없이 브로드캐스트된 데이터 크기만큼 대기하여 채널 사용권을 획득할 수 있다. 또한, 하나의 예에서, 코디네이터(30)가 신속 액세스 구간을 할당하여 브로드캐스트 정보에 포함시켜 전송함으로써, 다른 엔드노드들은 신속 액세스 구간에서 채널 사용권을 획득하여 우선순위 높은 수신 트래픽을 지연없이 받을 수 있다.
또한, 브로드캐스 후, 코디네이터(30)는 제1 엔드노드(10, 10a)로부터 제1 송신_데이터(Data1)를 수신하거나 제1 엔드노드(10, 10b)로 제1 수신_데이터(Data_Re1)를 전송할 수 있다.
또한, 도 1a 내지 1e 그리고 도 2a 내지 2e를 참조하면, 하나의 예에서, 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템은 제2 엔드노드(20, 20a, 20b)를 더 포함할 수 있다. 도 1a 및 2a의 경우와 도 1b 내지 1e 그리고 도 2b 내지 2e의 경우를 나누어 살펴볼 것이다.
이때, 데이터 송수신이 필요한 웨이크-업된 제2 엔드노드(20, 20a, 20b)는 현재 채널 사용중인 제1 엔드노드(10a, 10b)의 데이터 송수신 관련 절차가 끝나는 시점에 재시도를 할 수 있으므로 보다 효율적인 채널 사용이 가능하고 지연시간을 줄일 수 있다.
먼저, 도 1a 및 2a의 경우는 코디네이터(30)가 브로드캐스트하는 브로드캐스트_ACK 신호는 신속 액세스 구간 정보가 제외되어 있다. 이때, 제2 엔드노드(20)는 도 1a 내지 1e 그리고 도 2a 내지 2e의 경우에서의 제1 엔드노드(10a, 10b)와 마찬가지 기능을 갖는다. 기타 구체적인 설명은 전술한 제1 및 제2 실시예를 참조하기로 한다.
한편, 도 1b 내지 1e 그리고 도 2b 내지 2e의 경우에는 코디네이터(30)가 브로드캐스트하는 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함하는 경우이다. 이때, 도 1b 내지 1e 그리고 도 2b 내지 2e를 참조하면, 제2 엔드노드(20a, 20b)는 웨이크업(Wake-up) 상태에서 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한다.
이때, 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 제2 엔드노드(20b)는, 코디네이터(30)로 제2 수신_데이터(Data_Re2)를 요청하는 경우, 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제2 데이터 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 자신의 ID 및 제3 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)를 코디네이터(30)로 전송할 수 있다. 제2 수신_데이터(Data_Re2)는 코디네이터(30)가 제2 엔드노드(20b)에게 제공할 데이터이다. 이때, 제2 엔드노드(20b)가 제2 수신_데이터를 요청하는 경우이므로, 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)에 포함된 제3 데이터 크기는 "0"(제로)이 된다.
그리고 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 제2 엔드노드(20a)가 코디네이터(30)로 제2 송신_데이터를 전송하고자 하는 경우, 제2 엔드노드(20a)는 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제2 데이터 크기 만큼 대기 후 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터(30)로의 제2 송신_데이터의 전송을 개시할 수 있다.
또한, 하나의 예에 따라 도 1c 및 1e를 참조하면, 제2 엔드노드(20b)는, 제2 수신_데이터를 요청하는 경우 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터(30)의 채널 사용여부를 확인한 후 제2 컨트롤정보 메시지(Dr)를 송부한다. 또한, 제2 엔드노드(20a)는 제2 송신_데이터를 전송하고자 하는 경우 신속 액세스 구간 내에서 코디네이터(30)의 채널 사용여부를 확인하고 제2 송신_데이터의 전송을 개시할 수 있다.
이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 또한, 전술한 구성들의 다양한 조합에 따른 실시예들이 앞선 구체적인 설명들로부터 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.
10, 10a, 10b : 제1 엔드노드 20, 20a, 20b : 제2 엔드노드
30 : 코디네이터

Claims (19)

  1. 제1 엔드노드에서 코디네이터의 채널 사용여부를 확인하는 단계;
    상기 제1 엔드노드에서 상기 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지를 상기 코디네이터로 전송하는 단계;
    상기 제1 컨트롤정보 메시지를 수신한 상기 코디네이터가 상기 ID 및 데이터 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 브로드캐스트하는 단계; 및
    상기 제1 브로트캐스트_ACK 정보를 수신한 상기 제1 엔드노드가 상기 제1 송신_데이터를 상기 코디네이터로 전송하는 단계;를 포함하고,
    상기 데이터 크기는 상기 제1 송신_데이터의 크기인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널 사용여부를 확인하는 단계에서, 상기 제1 엔드노드는 랜덤시간 대기 후 CCA(Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 상기 채널 사용여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드가 상기 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 상기 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 상기 제1 송신_데이터의 크기 만큼 대기 후 상기 신속 액세스 구간 내에서 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지를 상기 코디네이터로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 컨트롤정보 메시지에 포함된 상기 데이터 크기는 제로(zero)인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 컨트롤정보 메시지를 전송하는 단계에서, 상기 제2 엔드노드는 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 채널 사용여부를 확인하고 상기 제2 컨트롤정보 메시지를 송부하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    데이터 송신을 원하는 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드가 상기 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 상기 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 송신_데이터의 크기 만큼 대기 후 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 코디네이터로의 제2 송신_데이터의 전송을 개시하는 단계를 더 포함하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 송신_데이터를 전송하는 단계에서, 상기 제2 엔드노드는 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 채널 사용여부를 확인하고 상기 제2 송신_데이터의 전송을 개시하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  8. 제1 엔드노드에서 코디네이터의 채널 사용여부를 확인하는 단계;
    상기 제1 엔드노드에서 상기 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지를 상기 코디네이터로 전송하는 단계;
    상기 제1 컨트롤정보 메시지를 수신한 상기 코디네이터가 상기 ID 및 제1 엔드노드가 요청한 제1 수신_데이터의 크기를 포함하는 브로드캐스트_ACK 정보를 브로드캐스트하는 단계; 및
    상기 브로드캐스트 후 상기 코디네이터가 전송한 상기 제1 수신_데이터를 상기 제1 엔드노드에서 수신하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 컨트롤정보 메시지에 포함된 상기 데이터 크기는 제로(zero)인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 채널 사용여부를 확인하는 단계에서, 상기 제1 엔드노드는 랜덤시간 대기 후 CCA(Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 상기 채널 사용여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드가 상기 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 상기 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 상기 제1 수신_데이터의 크기 만큼 대기 후 상기 신속 액세스 구간 내에서 자신의 ID 및 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지를 상기 코디네이터로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 컨트롤정보 메시지에 포함된 상기 데이터 크기는 제로(zero)인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 컨트롤정보 메시지를 전송하는 단계에서, 상기 제2 엔드노드는 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 채널 사용여부를 확인하고 상기 제2 컨트롤정보 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    데이터 송신을 원하는 웨이크업(Wake-up)된 제2 엔드노드가 상기 브로드캐스트_ACK 정보를 수신한 경우 상기 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 제1 수신_데이터의 크기 만큼 대기 후 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 코디네이터로의 송신_데이터의 전송을 개시하는 단계를 더 포함하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 송신_데이터를 전송하는 단계에서, 상기 제2 엔드노드는 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 채널 사용여부를 확인하고 상기 송신_데이터의 전송을 개시하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크에서의 데이터 통신 방법.
  15. 코디네이터의 채널 사용여부를 확인하고, 채널 사용여부 확인 후 자신의 ID 및 제1 데이터 크기를 포함하는 제1 컨트롤정보 메시지를 상기 코디네이터로 전송하고, 상기 제1 컨트롤정보 메시지에 대한 상기 코디네이터의 브로드캐스트_ACK 정보를 수신하고, 상기 브로드캐스트_ACK 정보 수신 후 제1 송신_데이터를 상기 코디네이터로 전송하거나 상기 코디네이터로부터 제1 수신_데이터를 수신하는 제1 엔드노드; 및
    상기 제1 엔드노드로부터 상기 제1 컨트롤정보 메시지를 수신하고, 상기 ID 및 제2 데이터 크기를 포함하는 상기 브로드캐스트_ACK 정보를 브로드캐스트하고, 상기 제1 엔드노드로부터 상기 제1 송신_데이터를 수신하거나 상기 제1 엔드노드로 상기 제1 수신_데이터를 전송하는 코디네이터;를 포함하고,
    상기 제1 엔드노드가 상기 제1 송신_데이터를 전송하는 경우, 상기 제1 데이터 크기 및 제2 데이터 크기는 상기 제1 송신_데이터의 크기이고,
    상기 제1 엔드노드가 상기 제1 수신_데이터를 요청하는 경우, 상기 제1 데이터 크기는 제로(zero)이고, 상기 제2 데이터 크기는 상기 제1 수신_데이터의 크기인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 엔드노드는 랜덤시간 대기 후 CCA(Clear Channel Assessment)를 통하여 전력레벨, 캐리어 또는 전력레벨과 캐리어를 감지하고 상기 채널 사용여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 브로드캐스트_ACK 정보는 신속 액세스 구간 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    웨이크업(Wake-up) 상태에서 상기 브로드캐스트_ACK 정보를 수신하고, 상기 코디네이터로 제2 수신_데이터를 요청하는 경우 상기 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 상기 제2 데이터 크기 만큼 대기 후 상기 신속 액세스 구간 내에서 자신의 ID 및 제3 데이터 크기를 포함하는 제2 컨트롤정보 메시지를 상기 코디네이터로 전송하고, 상기 코디네이터로 제2 송신_데이터를 전송하고자 하는 경우 상기 브로드캐스트_ACK 정보에 포함된 상기 제2 데이터 크기 만큼 대기 후 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 코디네이터로의 상기 제2 송신_데이터의 전송을 개시하는 제2 엔드노드를 더 포함하고,
    상기 제2 컨트롤정보 메시지에 포함된 상기 제3 데이터 크기는 제로(zero)인 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템.
  19. 청구항 18에서,
    상기 제2 엔드노드는,
    상기 제2 수신_데이터를 요청하는 경우 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 코디네이터의 상기 채널 사용여부를 확인한 후 상기 제2 컨트롤정보 메시지를 송부하고,
    상기 제2 송신_데이터를 전송하고자 하는 경우 상기 신속 액세스 구간 내에서 상기 채널 사용여부를 확인하고 상기 제2 송신_데이터의 전송을 개시하는 것을 특징으로 하는 논-비컨 무선네트워크 통신 시스템.
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