KR20180126722A - 센서 네트워크에서 다중 채널 기반 동작 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 센서 네트워크에서 다중 채널 기반 동작 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 엔드 노드의 제어 정보 전송 방법은, 무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널이 아이들 상태인 경우 상기 제 1 채널 상에서 상기 제어 정보를 센터 노드로 전송하는 단계; 상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 채널 중에서 상기 제 1 채널 이외의 다른 채널 중에서 선택된 제 2 채널이 아이들 상태인 경우, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하는 단계; 및 상기 제 2 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 다음 무선 프레임에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

센서 네트워크에서 다중 채널 기반 동작 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING BASED ON MULTIPLE CHANNELS IN SENSOR NETWORK}
본 개시는 센서 네트워크에 대한 것이며, 구체적으로는 센서 네트워크에서 다중 채널 기반 동작 방법 및 장치에 대한 것이다.
종래의 센서 네트워크에서는 각각의 채널 당 하나의 네트워크(예를 들어, PAN(Personal Area Network)가 구성된다. 하나의 PAN 코디네이터에 하나 이상의 센서 디바이스가 연결되는 단일 계층(tier-1) 네트워크 구조뿐만 아니라, 하나의 PAN 코디네이터에 하나 이상 중간 노드가 연결되고, 각각의 중간 노드에 하나 이상의 센서 디바이스가 연결되는 다중 계층(tier-2) 네트워크 구조에 있어서도, 채널 당 하나의 PAN이 구성된다. 이러한 경우, 하나의 채널 상에서 복수의 센서 디바이스가 자원을 나누어 사용하기 위해서 시간 분할 다중화 방식이 적용되므로, 하나의 PAN에서 지원가능한 전송률은 제한적이었다.
따라서, 하나의 무선 채널에서의 전송률의 한계를 극복하기 위한 방안이 요구되는 실정이다.
본 개시의 기술적 과제는 다중 채널 동작을 지원하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 추가적인 기술적 과제는 다중 채널 동작을 지원하는 무선 프레임 구조에 따라서 엔드 노드가 제어 정보 및 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 추가적인 기술적 과제는 다중 채널 동작을 지원하는 무선 프레임 구조에 따라서 센터 노드가 제어 정보 및 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 엔드 노드의 제어 정보 전송 방법은, 무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널이 아이들 상태인 경우 상기 제 1 채널 상에서 상기 제어 정보를 센터 노드로 전송하는 단계; 상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 채널 중에서 상기 제 1 채널 이외의 다른 채널 중에서 선택된 제 2 채널이 아이들 상태인 경우, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하는 단계; 및 상기 제 2 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 다음 무선 프레임에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 추가적인 양상에 따른 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 전송하는 엔드 노드 장치는, 송수신기; 메모리; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널이 아이들 상태인 경우 상기 제 1 채널 상에서 상기 제어 정보를 센터 노드로 전송하고; 상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 채널 중에서 상기 제 1 채널 이외의 다른 채널 중에서 선택된 제 2 채널이 아이들 상태인 경우, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하고; 상기 제 2 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 다음 무선 프레임에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하도록 설정될 수 있다.
본 개시의 추가적인 양상에 따른 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 센터 노드의 동작 방법은, 무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널 상에서 제어 정보를 엔드 노드로 전송하는 단계; 및 상기 무선 프레임의 상기 제어 구간 내에서, 상기 복수의 채널 중의 상기 제 1 채널 또는 제 2 채널 상에서 상기 엔드 노드로부터 제어 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제 2 채널은 상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우에 상기 엔드 노드에 의해서 랜덤으로 선택되는 채널일 수 있다.
본 개시의 추가적인 양상에 따른 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동작하는 센터 노드 장치는, 송수신기; 메모리; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널 상에서 제어 정보를 엔드 노드로 전송하고; 상기 무선 프레임의 상기 제어 구간 내에서, 상기 복수의 채널 중의 상기 제 1 채널 또는 제 2 채널 상에서 상기 엔드 노드로부터 제어 정보를 수신하도록 설정될 수 있다. 상기 제 2 채널은 상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우에 상기 엔드 노드에 의해서 랜덤으로 선택되는 채널일 수 있다.
본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 무선 프레임의 제어 구간은, 상기 엔드 노드의 제어 정보 수신 구간 및 상기 엔드 노드의 제어 정보 전송 구간을 포함할 수 있다.
상기 무선 프레임은 상기 제어 구간 및 데이터 구간을 포함할 수 있다.
상기 무선 프레임의 상기 데이터 구간 내에서 자원 할당 정보에 기초하여 결정된 특정 시간 구간에서, 상기 자원 할당 정보에 기초하여 상기 복수의 채널 중에서 결정된 제 3 채널 상에서, 상기 엔드 노드가 데이터를 상기 센터 노드로 전송할 수 있다.
상기 자원 할당 정보는, 상기 엔드 노드의 전송이 허용되는 채널, 상기 엔드 노드의 전송이 허용되는 시간, 상기 엔드 노드의 전송의 크기, 상기 엔드 노드의 전송의 사이클에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 특정 시간 구간에서, 상기 제 3 채널 상에서 상기 엔드 노드로부터 상기 센터 노드로의 데이터 전송과, 제 4 채널 상에서 상기 엔드 노드 이외의 다른 엔드 노드로부터 상기 센터 노드로의 데이터 전송이 동시에 수행될 수 있다.
상기 제 3 채널은 상기 제 1 채널 또는 상기 제 2 채널 중의 하나일 수 있다.
상기 제 3 채널은 상기 제 1 채널 및 상기 제 2 채널 이외의 다른 채널일 수 있다.
상기 제 1 채널 상에서 전송되는 제어 정보는 상기 센터 노드의 마스터 노드에 의해서 수신될 수 있고, 상기 제 2 채널 상에서 전송되는 제어 정보는 상기 센터 노드의 하나 이상의 서브 노드 중에서 상기 제 2 채널에 대응하는 하나의 서브 노드에 의해서 수신될 수 있다.
상기 엔드 노드는 상기 무선 프레임의 시작 시점에서 상기 센터 노드로부터 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
상기 제어 정보는 상기 엔드 노드의 등록 요청 정보 또는 자원 할당 요청 정보 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 다중 채널 동작을 지원하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 개시에 따르면, 다중 채널 동작을 지원하는 무선 프레임 구조에 따라서 엔드 노드가 제어 정보 및 데이터를 송수신하는 지원하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 개시에 따르면, 다중 채널 동작을 지원하는 무선 프레임 구조에 따라서 센터 노드가 제어 정보 및 데이터를 송수신하는 지원하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 2.4GHz 대역에서의 채널 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 PAN의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 무선 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 CSMA-CA 방식의 디바이스 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 PAN의 구조의 추가적인 예시를 나타내는 도면이다.
도 6은 무선 프레임 포맷의 추가적인 예시를 나타내는 도면이다
도 7은 본 개시에 따른 센터 노드의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시에 따른 무선 프레임 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시에 따른 무선 프레임 구조의 추가적인 예시를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시에 따른 엔드 노드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 개시에 따른 센터 노드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 개시에 따른 엔드 노드 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 13은 본 개시에 따른 마스터 노드의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에서 사용하는 용어에 대한 정의는 다음과 같다.
- 센터 노드: 다수의 주파수(또는 다수의 채널)을 지원하는 네트워크를 구성 및 관리하는 노드. 하나의 마스터 노드 및 하나 이상의 서브 노드를 포함함. 예를 들어, 센서 네트워크에서 코디네이터.
- 마스터 노드: 센터 노드에서 기본 주파수(또는 기본 채널) 상에서 송신 및 수신을 담당하는 노드.
- 서브 노드: 센터 노드에서 각각의 주파수(또는 채널) 상에서의 수신을 담당하는 노드.
- 엔드 노드: 센터 노드와 연결되어 센터 노드와 제어 정보를 주고 받으며, 센터 노드로 데이터를 전송하는 노드. 예를 들어, 센서 네트워크에서 센서 디바이스.
전술한 용어들의 정의는 단지 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이러한 정의에 의해서 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 위와 같은 용어의 정의는, 해당 용어에 대해서 당업자에 의해서 용이하게 이해되는 기본적인 의미를 배제하는 것은 아니다.
이하에서는, 본 개시에 따른 다중 채널 기반 동작 방법 및 장치에 대해서 설명한다.
무선 센서 통신은 센서에서 발생한 데이터(예를 들어, 센싱 정보)를 무선을 통해서 최종 목적지로 전송하기 위한 통신 방식이다. 무선 센서 통신은 3GPP LTE와 같은 셀룰러 통신 또는 이동 통신에 비하여 낮은 데이터 전송률을 기반으로 하고, 센서 디바이스에 대해 유선으로 전력 공급이 어려운 환경에서 주로 배터리로 구동되는 환경을 지원할 수 있다.
이와 같이, 무선 센서 통신에서 디바이스들은 제한된 전력 상황에서 동작하는 것을 지원해야 하므로, 디바이스가 송신하는 신호의 세기도 제한적이며, 이로 인해 비교적 짧은 전파 도달 커버리지(coverage)를 형성할 수 있다.
이러한 무선 센서 통신을 위한 대표적인 국제 표준 규격으로 IEEE 802.15.4가 개발되고 있다. IEEE 802.15.4에서는 저전력통신을 위한 물리계층(PHY), 매체 액세스 제어 계층(MAC), 및 응용 서비스를 위한 상위 계층과의 인터페이스를 정의한다. IEEE 802.15.4에서 정의하는 기본적인 성능수준은 OQPSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying) 변조방식을 적용할 경우 최대 250kbps의 데이터 전송률을 보장하며, 저전력 소비를 위해 기본적인 채널 코딩 메커니즘을 포함하지 않고 있다.
도 1은 2.4GHz 대역에서의 채널 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1에서는 주파수 도메인에서 정의되는 16개의 예시적인 채널을 나타낸다. 각각의 채널의 폭은 5MHz로 정의될 수 있고, 각각의 채널의 중심 주파수 간격 역시 5MHz 로 정의될 수 있다. 예를 들어, 제 1 채널(CH1)은 중심 주파수(Fc)가 2405MHz인 주파수 위치에서 정의되고, 제 2 채널(CH2)은 중심 주파수가 2410MHz인 주파수 위치에서 정의될 수 있다. 마찬가지로, 제 16 채널(CH16)은 중심 주파수가 2475MHz인 주파수 위치에서 정의될 수 있다.
도 1의 예시는 무선 센서 통신의 동작 주파수 대역에서 주파수 도메인 상에서 구분되는 복수의 채널이 정의될 수 있다는 것은 나타내는 것이며, 본 개시의 범위가 동작 주파수 대역, 채널의 개수, 채널의 중심 주파수 등의 예시로 제한되는 것은 아니다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 5MHz 단위의 채널이 총 16개가 정의 및 운영될 수 있으며, 각각의 채널 당 하나의 PAN(Personal Area Network)이 구성될 수 있다. 하나의 PAN은 센서 네트워크를 구성하는 기본 단위가 된다.
도 2는 PAN의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
PAN은 하나의 PAN 코디네이터(100) 및 N 개의 디바이스(200_1, 200_2, ..., 2001_N)으로 구성될 수 있다. 도 2의 예시는 하나의 PAN 코디네이터(100)에 하나 이상의 디바이스(200)가 직접 연관(association)을 맺고 있는 단일 계층(tier-1) PAN 구조에 해당한다.
도 3은 무선 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3의 예시에서, PAN 코디네이터(100)는 비콘(beacon) 프레임(300)을 전송할 수 있다. 비콘 프레임은 PAN 구성 관련 정보를 포함하며, PAN 내의 모든 디바이스(200)를 향해서 브로드캐스트(broadcast)될 수 있다. 또한, 비콘 프레임(300)은 소정의 시간 간격으로 주기적으로 전송될 수 있다. 비콘 프레임(300)이 전송되는 시간 간격을 비콘 인터벌(BI)(305)라고 할 수 있다. PAN 내의 디바이스들(200)의 각각은 비콘 프레임(300)을 수신하고 이에 기초하여 시간 동기화(synchronization)를 수행하고 나서, 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
활성 구간(310)은 데이터 송수신이 수행되는 시간 구간이고, 비활성 구간(340)은 데이터 송수신이 수행되지 않는 구간이다.
활성 구간(310)은 경쟁 액세스 구간(contention access period, CAP)(320) 및 비경쟁 구간(contention free period, CFP)(330)을 포함할 수 있다.
CAP(320)에서는 데이터를 전송하려는 디바이스는 먼저 무선 채널을 센싱하고, 채널이 아이들한 경우(즉, 다른 디바이스의 전송이 센싱되지 않는 경우)에만 전송을 수행하도록 하는 CSMA-CA(Carrier Sensing Multiple Access-Collision Avoidance) 방식에 따라 임의의 디바이스의 데이터 전송이 수행될 수 있다.
CFP(320)에서는 특정 디바이스의 전송만을 허용하고, 다른 디바이스의 전송을 허용하지 않는 시간 슬롯(즉, GTS(Guaranteed Time Slot, GTS) 기반으로 전송이 수행될 수 있다. 예를 들어, GTS(332), GTS(334), GTS(336)은 각각 서로 다른 디바이스에게 할당될 수 있다.
이와 같이, CAP(320)에서는 PAN 내의 모든 디바이스들이 언제든지 데이터를 전송하는 것을 시도할 수 있으므로, 서로 다른 디바이스가 동일한 시간에 전송을 시도하는 경우 충돌이 발생할 수 있다. 한편, CFP(330)에서는 특정 디바이스를 위한 고유의 송수신 시간(GTS)이 할당됨으로써 전송충돌을 피할 수 있다.
비콘 프레임(300) 전송 구간, CAP(320) 및 CFP(330)을 포함하는 시간 구간을 슈퍼프레임 듀레이션(superframe duration, SD)(350)이라고 할 수 있다. 도 3의 예시에서 활성 구간(310)은 비콘 프레임(300) 전송 구간을 제외한 CAP(320) 및 CFP(330)으로 정의될 수도 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 활성 구간(310)과 SD(350)와 동일한 시간 구간으로 정의될 수도 있다.
도 3과 같은 무선 프레임 구조를 이용하는 경우에는 활성 구간(310) 또는 SD(350) 내에서 할당할 수 있는 GTS(332, 334, 336)의 개수가 제한된다. 예를 들어, PAN 코디네이터(100)에 연관을 맺은 디바이스(200)의 개수가 많을수록 이들을 위한 GTS를 할당할 시간 구간이 부족하게 된다.
또한, PAN 내의 디바이스(200)는 기본적으로 CAP(320) 구간에서 CSMA-CA 방식으로 전송을 시도하며, 이에 대해서는 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 CSMA-CA 방식의 디바이스 동작을 설명하기 위한 도면이다.
전송할 데이터를 가지고 있는 디바이스는, 비콘 프레임(300)을 수신하여 동기화 등을 완료한 후에, CAP(320) 구간 내에서 CSMA-CA 방식으로 채널 액세스를 시도할 수 있다.
먼저 디바이스는 CAP(320) 내의 임의의 슬롯에서 백오프(400) 동작을 시작할 수 있다. 백오프(400)는 주어진 범위 내에서 랜덤으로 선택된 값에 기초하여 결정되는 시간 슬롯 개수(또는 백오프 카운터) 동안 전송을 지연하는 동작을 의미한다. 백오프(400) 동작을 수행함으로써, 여러 디바이스들이 랜덤으로 선택한 백오프 카운터의 값이 서로 다를 가능성이 높으므로, 동시에 데이터 전송을 시작하는 디바이스들의 개수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 단위 백오프 구간은 20 심볼 길이로 주어질 수 있고, 전체 백오프 카운터가 시작하여 완료되기까지의 구간은 2N-1 개의 단위 백오프 구간을 포함할 수 있으며, N 값은 디바이스가 랜덤으로 선택한 값일 수 있다.
백오프(400) 구간이 완료(또는 백오프 카운터의 카운트 다운이 완료)되면, 디바이스는 무선 채널이 아이들(idle) 상태인지 확인하는 캐리어 센싱(410)을 수행할 수 있다. 캐리어 센싱(410)은 무선 채널 상에서 소정의 임계치를 초과하는 수신 전력이 존재하는지 여부를 확인하는 방식 등을 포함할 수 있다. 만약 소정의 임계치를 초과하는 수신 전력이 감지되는 경우에는, 무선 채널이 사용중(busy)인 것으로 결정하고, 무선 채널이 아이들 상태가 될 때까지 전송을 더 지연할 수 있다. 만약 소정의 임계치 이하의 수신 전력이 감지되는 경우에는, 무선 채널이 아이들 상태인 것으로 결정하고 전송(420)을 시작할 수 있다. 디바이스가 캐리어 센싱을 수행하는 구간은 시간 슬롯의 전체 구간이 아니라, 각각의 시간 슬롯의 처음 8개 심볼 구간 동안일 수 있다.
또는, 무선 채널이 아이들 상태인 경우에만 백오프 카운터를 카운트 다운하는 방식으로, 백오프(400) 및 캐리어 센싱(410) 동작이 수행될 수도 있다.
디바이스는 전송(420)을 완료한 후 확인응답(acknowledgement, ACK) 정보를 수신하는 것을 대기할 수 있다. ACK는 상대 디바이스가 성공적으로 데이터를 수신하였음을 나타내는 정보일 수 있다. 예를 들어, 디바이스가 ACK 수신을 대기하는 시간 길이는 22 개의 심볼 길이로 주어질 수 있다. 만약 디바이스가 12 개의 심볼 구간 내에서 ACK 수신이 시작되지 않는 경우, 이전 전송은 실패한 것으로 판단할 수 있고, 재전송 등을 수행할 수 있다.
ACK 수신 대기 시간 내에 ACK가 수신되면(440), 디바이스는 이전 전송이 성공적인 것으로 판단할 수 있다. ACK 패킷의 길이는, 예를 들어, 22 개의 심볼 길이를 가질 수 있다.
도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 디바이스는 CAP(320) 구간 내에서 지속적으로 무선 채널의 점유 여부를 모니터링할 수 있다. 이와 같이 동작하는 경우 디바이스는 CAP(320) 구간 내에서 지속적으로 수신 시도를 위한 전력을 소모하게 된다.
도 5는 PAN의 구조의 추가적인 예시를 나타내는 도면이다.
도 2의 예시와 같은 단일 계층 PAN 구조에서 낮은 송신 전력으로 인한 제한된 통신 커버리지만을 지원하는 문제를 해결하기 위해서, 통신 커버리지 확장을 위해 이동 통신 시스템에서의 중계기(relay)와 유사한 장치를 도입할 수 있다.
도 5의 예시에서는 최상위 PAN 코디네이터(100)에 직접 연관을 맺는 디바이스(200_x, 200_y) 등과 달리, 디바이스(200_1, 200_2, ..., 200_M)은 중간 노드인 코디네이터(150)에 직접 연관을 맺고, 중간 노드인 코디네이터(150)이 최상위 PAN 코디네이터(100)와 직접 연관을 맺는 구조를 예시적으로 나타낸다. 즉, 코디네이터(150)는 PAN 코디네이터(100)의 관점에서는 하나의 디바이스로서 기능하고, 디바이스(200_1, 200_2, ..., 200_M)의 관점에서는 코디네이터로서 기능할 수 있다. 도 5의 예시와 같은 PAN 구조를 다중 계층(tier-2) PAN 구조라고 할 수 있다.
도 6은 무선 프레임 포맷의 추가적인 예시를 나타내는 도면이다
PAN 코디네이터(100)의 비콘 인터벌(305)의 비활성 구간(340) 내에서, 코디네이터(150)이 자신의 비콘 프레임(600)(즉, 코디네이터 비콘 프레임)을 전송하고 자신의 활성 구간(610)(즉, 코디네이터 활성 구간)을 구성할 수 있다.
코디네이터(150)는 PAN 코디네이터(100)와 독립적으로 비콘 프레임을 전송할 수 있으며, 코디네이터(150)의 비콘 구간은 각각의 코디네이터의 고유의 무선 프레임을 형성할 수 있다.
즉, PAN 코디네이터(100)의 비활성 구간(340)의 일정 구간을 사용하여, 코디네이터(150)는 자신의 비콘 프레임(600)을 전송하여 자신의 하위 디바이스들(200_1, 200_2, ...¸200_M)과 연관을 맺고 동기화시키고, 활성 구간(610)을 설정하여 하위 디바이스들(200_1, 200_2, ...¸200_M)에 대한 데이터 송수신을 유도할 수 있다.
도 6의 예시와 같이 무선 프레임이 구성되는 경우, 전체 무선 프레임에서 각각의 코디네이터의 전송 구간은 시간 도메인 상에서 분리되는 시간 분할 다중화(time division multiplexing, TDM) 구조의 일종이라고 할 수 있다.
여기서, IEEE 802.15.4에서 정의하는 무선프레임 구조는, 중간 노드인 코디네이터(150)에 연관을 맺은 디바이스들(200_1, 200_2, ...¸200_M)에 대해서 GTS 사용을 허용하지 않는 제약을 가진다. 즉, 중간 노드인 코디네이터(150)에 연관을 맺은 디바이스들(200_1, 200_2, ...¸200_M)에 대해서는 CAP(610)를 이용한 경쟁 기반의 전송만을 허용한다. 다중 계층 PAN 구조에 대한 이러한 제약은 코디네이터(150)를 이용한 전용 채널 전송(즉, GTS)을 허용하지 않으므로, 디바이스의 고정 전송률을 보장할 수 없는 문제가 있다. 또한, PAN 코디네이터(100)의 중간 노드인 코디네이터(150)에 연관을 맺은 디바이스들과, PAN 코디네이터(100)에 직접 연관을 맺은 디바이스들이 모두 동일한 채널(즉, 동일한 주파수)을 사용하므로, 하나의 PAN 코디네이터(100)에 의해 구성되는 다중 계층 PAN 구조 전체에 의해서 수용가능한 디바이스들의 개수가 제한적이며, 각각의 디바이스에 대한 전송률도 제한될 수 밖에 없다. 따라서, 애플리케이션에서 요구되는 고정 전송률이 높은 경우에는, 도 5와 같은 다중 계층 PAN 네트워크 구조 및 도 6과 같은 무선 프레임 포맷을 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 범위가 제한될 수 있다.
전술한 바와 같이 하나의 PAN 구조에서 하나의 주파수(또는 하나의 채널)만을 지원하는 경우에는, 수용가능한 디바이스의 개수 및 고정 전송률을 보장할 수 없는 문제가 있다.
본 개시에서는, 이러한 문제를 해결하고 저전력 디바이스의 운영 및 무선 자원 활용의 효율성을 높이기 위해서, 하나의 PAN 구조에서 복수의 주파수(또는 복수의 채널)을 지원하는 방안에 대해서 설명한다.
본 개시의 다양한 예시들에 따르면, 하나의 센터 노드가 다중 무선 채널을 이용한 송수신을 지원 및 통합 관리하는 제어를 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 개시의 다양한 예시들에 따르면, 각각의 채널(또는 주파수) 별로 제어 구간 및 데이터 구간을 구분하여 동적으로 채널을 할당하는 무선 프레임 구조를 제공할 수 있다. 이에 따라, 무선 자원 활용의 효율성을 높이고, 보다 높은 고정 전송률을 요구하는 애플리케이션을 지원할 수 있으며, 궁극적으로 시스템 전체의 처리율(throughput)을 높일 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 센터 노드의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
센터 노드(700)는 하나의 마스터 노드(master node, MN)(710) 및 하나 이상의 서브 노드(sub-node, SN)(720_1, 720_2, ..., 720_K)를 포함할 수 있다.
MN(710)는 필수적인 또는 기본적인 채널(예를 들어, 0 번째 채널(CH_0)) 상에서의 송신 및 수신을 수행할 수 있다.
SN(720_1, 720_2, ..., 720_K)는 각각 부가적인 채널(예를 들어, CH_1, CH_2, ..., CH_K)에서의 수신을 수행할 수 있다.
예를 들어, CH_0은 가장 낮은 중심 주파수를 가지는 채널에 해당하고, CH_1, CH_2, ..., CH_K는 그 외의 중심 주파수를 가지는 채널에 해당할 수 있다. 또는 CH_0은 가장 높은 중심 주파수를 가지는 채널에 해당하고, CH_1, CH_2, ..., CH_K는 그 외의 중심 주파수를 가지는 채널에 해당할 수 있다. 또는, CH_0은 기본 채널(basic channel) 또는 프라이머리 채널(primary channel)에 해당하고, CH_1, CH_2, ..., CH_K은 추가 채널(additional channel) 또는 세컨더리 채널(secondary channel)에 해당할 수도 있다.
본 개시의 범위는 채널의 번호 또는 주파수 위치에 의해 제한되는 것은 아니며, 하나의 센터 노드(700)가 복수의 채널(또는 복수의 주파수)를 지원하는 경우, 그 중의 임의의 하나가 MN(710)에 의해서 관리되고, 나머지는 SN(720)에 의해서 관리되는 것을 모두 포함한다.
MN(710)과 하나 이상의 SN(720) 간에는 통신 인터페이스(715)를 통하여 시그널링 및 데이터를 주고 받을 수 있다. MN(710)과 하나 이상의 SN(720) 간의 통신 방식은 유선 또는 무선의 다양한 통신 프로토콜을 이용할 수 있다.
센터 노드(700)는 하나 이상의 엔드 노드(end node, EN)(730_1, 730_2, ..., 730_L)와 연관을 맺을 수 있다. 각각의 EN(730)는 특정 시점에서 복수의 채널(또는 복수의 주파수) 중의 어느 하나에서 동작할 수 있다. 즉, 각각의 EN(730)는 복수의 채널(또는 복수의 주파수) 상에서의 송신 및 수신을 모두 지원하지만, 특정 시점에서는 그 중의 하나의 채널(또는 하나의 주파수) 상에서만 동작할 수 있다.
센서 네트워크의 특성상, 센터 노드(700)로부터 EN(730)로 신호를 전송하기 보다는, EN(730)에서 수집된 센싱 데이터를 센터 노드(700)에서 수신하기 위하여 무선 채널을 이용하는 경우가 많다. 또한, 센터 노드(700)로부터 EN(730)로 전송하는 신호는 EN(730)의 등록, 연관, 동기화, 자원 할당 등을 위한 제어 정보가 대부분이며, 데이터를 포함하는 경우는 많지 않다. 따라서, 센터 노드(700)가 EN(730)로 제어 정보를 전송하고 EN(730)로부터 제어 정보 및 데이터를 수신하기 위해서 많은 무선 채널 자원이 필요하지는 않으므로, 특정 하나의 채널(예를 들어, CH_0) 상에서의 송신 및 수신 동작은 MN(710)이 담당하도록 할 수 있다. 또한, 센터 노드(700)가 EN(730)로부터 데이터를 수신하기 위해서는 많은 무선 채널이 필요하므로, 각각의 무선 채널(예를 들어, CH_1, CH_2, ..., CH_K) 상에서의 수신 동작은 각각의 SN(720_1, 720_2, ..., 720_K)에서 담당하도록 할 수 있다.
도 8은 본 개시에 따른 무선 프레임 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8의 예시에서 무선 프레임(800)은 제어 구간(810) 및 데이터 구간(820)을 포함할 수 있다.
제어 구간(810)은 센터 노드(700)가 EN(730)로 제어 정보를 전송하고, EN(730)로부터 제어 정보를 수신하는 동작을 수행하는 구간으로 정의될 수 있다. 즉, 제어 구간(810)은 EN(730)가 센터 노드(700)로부터 제어 정보를 수신하고, 센터 노드(700)로 제어 정보를 전송하는 동작을 수행하는 구간으로 정의될 수 있다.
데이터 구간(820)은 센터 노드(700)가 EN(730)로부터 데이터를 수신하는 동작을 수행하는 구간으로 정의될 수 있다. 즉, 데이터 구간(820)은 EN(730)가 센터 노드(700)로 데이터를 전송하는 동작을 수행하는 구간으로 정의될 수 있다.
MN(710)의 입장에서 무선 프레임(800)은 송수신 동작을 수행하는 기본적인 단위이며, 비콘 전송 구간(805), CH_0 송신(Tx) 구간(812), CH_0 수신(Rx) 구간(814), CH_0 Rx 구간(822)으로 하나의 듀티 사이클(duty cycle)을 구성할 수 있다. 무선 프레임(800)은 시간 상에서 반복하여 구성될 수 있다.
SN(720)는 무선 프레임 구간 동안 자신이 관리하는 채널(또는 주파수) 상에서 수신을 시도하고, 수신된 데이터를 MN(710)으로 전달할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 예시에서 SN_2(720_2)는 CH_2 상에서의 수신(Rx) 구간(840) 동안, 해당 채널 상에서의 EN(730)로부터의 제어 정보 및 데이터의 수신을 시도하고, 수신된 제어 정보 및 데이터를 MN(710)으로 전달할 수 있다.
MN(710)는 센터 노드(700)가 지원하는 채널(또는 주파수)의 개수(즉, 도 7의 예시에서 K) 및 해당 채널의 특성(예를 들어, 중심 주파수 등)을 알고 있는 것으로 가정한다.
MN(710)는 특정 채널(예를 들어, CH_0) 상에서 비콘 프레임을 주기적으로 송신할 수 있다(805). 비콘 프레임(805)는 각각의 EN(730)을 위한 제어 정보를 포함할 수 있다. 즉, 각각의 EN(730)은 MN(710)으로부터 특정 채널(예를 들어, CH_0) 상에서 전송되는 비콘 프레임을 주기적으로 수신할 수 있다(830).
구체적으로, 센터 노드(700)는 각각의 EN(730)에 관련된 제어 정보를 획득하거나 설정하여 줄 필요가 있다. 예를 들어, EN(730)에 관련된 제어 정보는, 송신 주파수, 송신 채널, 송신 시작 시간, 송신 크기(즉, 송신할 데이터 패킷의 크기) 등의 정보를 포함할 수 있다. 이러한 제어 정보는 제어 구간(810) 동안에 센터 노드(700)와 EN(730) 간에 주고 받을 수 있다. 보다 구체적으로, 센터 노드(700)의 MN(710)은 특정 채널(예를 들어, CH_0) 상에서 EN(730)에게 제어 정보를 전송하고, EN(730)으로부터 제어 정보를 수신할 수 있다.
예를 들어, MN(710)는 제어 구간(810) 내의 전송 구간(812)에서 비콘 프레임(805)를 전송하여, EN_1(730_1)를 위한 제어 정보(예를 들어, 주파수(또는 채널), 데이터 전송 시점 등의 정보)를 EN_1(730_1)에게 전달할 수 있다. EN_1(730_1)는 제어 구간(810)의 Rx 구간(832) 동안에 센터 노드(700)로부터의 제어 정보(예를 들어, 비콘, 등록 응답 메시지, 자원 할당 메시지 등)를 수신할 수 있다.
EN_1(730_1)는 제어 정보를 제어 구간(810) 내의 Tx 구간(834) 동안에 센터 노드(700)를 향하여 전송할 수 있다. 여기서, EN_1(730_1)는 제어 구간(810) 내의 Tx 구간(834) 동안에 아이들 상태인 채널을 이용하여 제어 정보를 전송할 수 있다.
여기서, 아이들 상태인 채널에서 제어 정보를 전송한다는 것은, 기본 채널(예를 들어, CH_0) 및 추가 채널(예를 들어, CH_1, CH_2, ...)를 포함한 센터 노드(700)가 지원하는 모든 채널 중에서 랜덤으로 하나의 채널을 선택하고, 해당 채널이 아이들 상태인 경우에 제어 정보를 전송하는 것을 포함한다. 또한, EN(730)는 기본 채널(예를 들어, CH_0)이 아이들 상태인 경우에는 우선적으로 기본 채널을 통하여 제어 정보를 전송하고, 기본 채널이 아이들 상태가 아닌 경우에 나머지 채널(들) 중에서 랜덤으로 하나의 채널을 선택하여 선택한 채널이 아이들 상태인 경우 제어 정보를 전송할 수도 있다.
예를 들어, EN_1(730_1)가 자신의 고유 주소를 센터 노드(700)에 등록하기 위해서 등록 요청 메시지를 제어 구간(810) 내의 Tx 구간(834)에서 아이들 상태인 CH_2를 통하여 센터 노드(700)로 전송할 수 있다.
SN_2(720_2)는 CH_2 상에서의 Rx 구간(840) 동안에 EN_1(730_1)으로부터 등록 요청 메시지를 수신하면, 이를 MN(710)으로 전달할 수 있다.
MN(710)가 EN_1(730_1)로부터의 등록 요청 메시지를 수신하면, MN(710)는 CH_0을 통하여 제어 구간(810)의 Tx 구간(812)에서 EN_1(730_1)에게 등록 응답 메시지를 전송할 수 있다.
이와 같이, EN(730)가 센터 노드(700)에게 전송하는 제어 정보는, 제어 구간(810)의 전송 구간(834) 동안에 전송될 수 있다. 여기서, EN(730)가 제어 정보 전송을 위해서 사용하는 채널은 센터 노드(700)에 의해서 할당되는 것이 아니라, EN(730)가 랜덤으로 선택할 수 있다. 즉, 복수의 채널 중에서 랜덤한 하나를 선택하고, 선택된 채널이 아이들 상태인 시점에서 제어 정보를 전송할 수 있다. 즉, EN(730)의 제어 정보 전송은 랜덤으로 선택된 채널 상에서 CSMA-CA 방식으로 전송될 수 있다.
또한, 도 8의 예시에서는 하나의 제어 구간(810) 내에서 Tx 구간(812, 832) 및 Rx 구간(814, 834)이 한 번씩만 설정되는 것을 나타내지만, 본 개시의 범위가 이에 제한되는 것은 아니며, 하나의 무선 프레임의 제어 구간(810) 내에서 Tx 구간(812, 832) 및 Rx 구간(814, 834)의 쌍이 복수회 반복되는 것을 포함한다.
나아가, 도 8의 예시에서는 하나의 무선 프레임(800) 내에서 제어 구간(810) 및 데이터 구간(820)이 한 번씩만 설정되는 것을 나타내지만, 본 개시의 범위가 이에 제한되는 것은 아니며, 하나의 무선 프레임(800) 내에서 제어 구간(810) 및 데이터 구간(820)의 쌍이 복수회 반복되는 것을 포함한다.
추가적인 예시로서, EN_1(730_1)가 자신의 Tx 크기를 포함하는 전송 허용 요청 메시지를 제어 구간(812)에서 아이들 상태인 CH_2를 통하여 센터 노드(700)로 전송할 수 있다.
SN_2(720_2)는 CH_2 상에서의 Rx 구간(840) 동안에 EN_1(730_1)으로부터 전송 허용 요청 메시지를 수신하면, 이를 MN(710)으로 전달할 수 있다.
MN(710)가 EN_1(730_1)로부터의 전송 허용 요청 메시지를 수신하면, MN(710)는 CH_0을 통하여 제어 구간(810)의 Tx 구간(812)에서 또는 비콘 전송 구간(805)에서 EN_1(730_1)에게 전송 허용 응답 메시지를 전송할 수 있다.
전송 허용 응답 메시지는, 전송 허용 응답 메시지가 목적하는 EN의 주소 및 전송 파라미터 세트를 포함할 수 있다. 전송 파라미터 세트에는 전송이 허용된 채널(또는 주파수) 식별 정보, 전송 시간, 전송 크기, 전송 사이클 (무선 프레임 내에서의 사이클) 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, MN(710)는 EN_1(730_1)가 요청한 Tx 크기에 따라서 데이터를 여러 개의 채널(또는 주파수)에 나누어서 전송할 수 있는 자원할당 정보를 EN_1(730_1)에게 제공할 수 있다. 이에 따라, EN_1(730_1)는 MN(710)에 의해서 제공된 자원할당 정보에 따라서, 해당 채널(또는 주파수) 상에서 승인된 송신 시점에서 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
도 8의 예시에서, 전송 허용 응답 메시지를 통하여 전송 파라미터를 획득한 EN_1(730_1)는 할당된 채널(예를 들어, CH_2) 상에서의 Tx 구간(836)에서 센터 노드(700)를 향하여 데이터를 전송할 수 있다. SN_2(720_2)는 CH_2 상에서 EN_1(730_1)로부터 데이터를 수신하면 이를 MN(710)로 전달할 수 있다.
또한, 전송 허용 응답 메시지를 통하여 전송 파라미터를 획득한 EN_1(730_1)는 할당된 채널(예를 들어, CH_0) 상에서의 Tx 구간(838)에서 센터 노드(700)를 향하여 데이터를 전송할 수 있다. MN(710)는 CH_0 상에서의 Rx 구간(822) 동안에 EN1(730_1)로부터 데이터를 수신할 수 있다(824).
도 9는 본 개시에 따른 무선 프레임 구조의 추가적인 예시를 나타내는 도면이다.
도 9의 예시는 도 8의 예시에 비하여 EN_3(730_3) 및 SN_1(720_1)이 추가된 것을 나타낸다. 즉, 하나의 센터 노드(700)에 의해서 구성되는 네트워크 내에서, 동시에 서로 다른 채널(또는 주파수) 상에서 데이터 송수신이 수행되는 것을 설명하기 위한 예시이다.
EN_3(730_3)는 MN(710)로부터 CH_0 상에서 주기적으로 전송되는 비콘 프레임(805)를 수신할 수 있다(930). 또한, EN_3(730_3)는 제어 구간(810) 내의 Rx 구간(932)에서 MN(710)으로부터 자원 할당 정보 등의 제어 정보를 수신할 수 있다.
또한, EN_3(730_3)는 제어 구간(810) 내의 Tx 구간(934)에서 랜덤으로 채널을 선택하고, 선택된 채널(예를 들어, CH_1)이 아이들 상태인 경우 제어 정보를 전송할 수 있다. EN_3(730_3)이 CH_1 상에서 전송한 제어 정보는 SN_1(720_1)에서 수신하여 MN(710)으로 전달할 수 있다.
EN_3(730_3)는 MN(710)에 의해서 제공된 자원 할당 정보에 따라서 할당된 채널(예를 들어, CH_1) 상에서의 Tx 구간(936)에서 센터 노드(700)를 향하여 데이터를 전송할 수 있다. SN_1(720_1)는 CH_1 상에서 EN_3(730_3)로부터 데이터를 수신하면 이를 MN(710)로 전달할 수 있다.
또한, EN_3(730_3)는 MN(710)에 의해서 제공된 자원 할당 정보에 따라서 할당된 채널(예를 들어, CH_0) 상에서의 Tx 구간(938)에서 센터 노드(700)를 향하여 데이터를 전송할 수 있다. MN(710)는 CH_0 상에서의 Rx 구간(822) 동안에 EN1(730_1)로부터 데이터를 수신할 수 있다(826).
도 9의 예시에서 CH_1 상에서의 Tx 구간(936) 및 CH_2 상에서의 Tx 구간(836) 동안에 각각 EN_3(730_3) 및 EN_1(730_1)의 데이터 전송이 동시에 수행되고, 각각의 채널을 담당하는 SN_1(720_1) 및 SN_2(720_2)에 의해서 데이터가 수신될 수 있다.
또한, 도 9의 예시에서 CH_0 상에서의 EN_1(730_1)에게 할당된 Tx 구간(838) 및 EN_3(730_3)에게 할당된 Tx 구간(938)은 TDM 방식으로 구분되는 시간 구간으로 할당될 수 있다.
이와 같이, 하나의 센터 노드(700)에 의해서 구성되는 하나의 네트워크 내에서 다중 채널(또는 다중 주파수)를 통하여 동시에 데이터 송수신이 수행되는 것을 지원하여, 시스템 전체적인 처리율(throughput)이 크게 향상될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 본 개시의 예시들에 있어서, 엔드 노드(EN)의 인덱스, 서브 노드(SN)의 인덱스는 단지 예시적인 것이며 제한적이지 않다.
즉, 본 개시의 다양한 예시들에 있어서, 센터 노드의 마스터 노드(MN)는 제어 구간 내의 센터 노드 전송 구간(즉, EN 수신 구간)에서 미리 정해진 기본 채널(예를 들어, CH_0) 상에서 하나 이상의 엔드 노드에게 제어 정보를 전송하고, 제어 구간 내의 EN 전송 구간(즉, 센터 노드 수신 구간)에서 하나 이상의 엔드 노드로부터 임의로 선택된 채널(즉, 기본 채널 우선적으로, 또는 기본 채널 및 추가 채널 중 임의의 채널) 상에서 선택된 채널에 대응하는 서브 노드 또는 마스터 노드를 통하여 제어 정보를 수신할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 예시들에 있어서, 하나 이상의 엔드 노드의 각각은 센터 노드에 의해서 할당된 채널 및 시간 구간(즉, EN 전송 구간, 또는 SN 수신 구간 또는 MN 수신 구간)에서 센터 노드를 향하여 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 센터 노드에 의해서 할당된 채널은 기본 채널(예를 들어, CH_0) 및 하나 이상의 추가 채널(예를 들어, CH_1, CH_2, ...)일 수 있다. 즉, 무선 프레임의 데이터 구간에서 각각의 엔드 노드에게 할당되는 데이터 전송 구간은, 하나 이상의 채널의 각각에 대한 데이터 전송 구간을 포함할 수 있고, 서로 다른 채널에 대한 데이터 전송 구간은 시간 도메인 상에서 구분될 수 있다. 또한, 복수의 엔드 노드가 서로 다른 채널 상에서 센터 노드로 데이터를 전송하는 시간 구간은 서로 일부 또는 전부 중복될 수 있다. 즉, 복수의 엔드 노드가 서로 다른 채널 상에서 동시에 센터 노드로 데이터를 전송하도록 자원을 할당할 수 있다. 센터 노드의 입장에서는 각각의 채널을 관리하는 마스터 노드 또는 서브 노드가 엔드 노드로부터의 데이터를 수신할 수 있다.
도 10은 본 개시에 따른 엔드 노드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10의 예시에서는 엔드 노드(730)가 제어 정보를 전송하는 동작을 나타낸다. 도 10에서 도시하지 않지만, 엔드 노드(730)는 무선 프레임(800)의 제어 구간(810) 및 제어 구간(810) 내에서 엔드 노드 엔드 노드(730)의 전송이 허용되는 구간(814)에 대한 설정 정보를 센터 노드(700)로부터 비콘 등을 통하여 획득한 상태인 것으로 가정한다.
단계 S1010에서 엔드 노드(730)에서 센터 노드(700)로 전송할 제어 정보(또는 제어 패킷)이 발생할 수 있다.
단계 S1020에서 엔드 노드(730)는 센터 노드(700)가 지원하는 K+1 개의 채널(예를 들어, CH_0, CH_1, ..., CH_K) 중에서 기본 채널(예를 들어, CH_0) 상에서 채널 액세스를 시도할 수 있다. 채널 액세스를 시도하는 것은 해당 채널에서 CSMA-CA 방식에 따라 백오프, 캐리어 센싱 등을 수행하여 해당 채널이 아이들 상태인지를 확인하는 것을 포함할 수 있다.
단계 S1030에서 엔드 노드(730)는 기본 채널이 아이들 상태인지에 따라 제어 정보를 전송할 채널을 결정할 수 있다.
만약 기본 채널이 아이들 상태인 경우에는, 단계 S1070에서 엔드 노드(730)는 기본 채널 상에서 제어 정보를 전송하고, 단계 S1080에서 해당 무선 프레임 내의 데이터 구간에서 자원 할당 정보에 따라서 데이터를 전송하거나, 전송할 데이터가 없는 경우에는 다음 무선 프레임을 대기할 수 있다.
여기서, 엔드 노드(730)의 데이터 전송을 위해서 할당되는 채널은, 엔드 노드(730)가 제어 정보를 전송한 기본 채널(예를 들어, CH_0)과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 또한, 무선 프레임(800)의 데이터 구간(820)내의 할당된 시간 구간 동안 할당된 채널 상에서 센터 노드(700)로(즉, 상기 할당된 채널에 대응하는 센터 노드(700)의 마스터 노드(710) 또는 서브 노드(720)로) 데이터를 전송할 수 있다.
만약 기본 채널이 아이들 상태가 아닌 경우에는, 단계 S1040에서 엔드 노드(730)는 추가 채널(예를 들어, CH_1, CH_2, ..., CH_K) 중에서 랜덤으로 하나의 채널을 선택할 수 있다. 예를 들어, CH_2를 선택한 것으로 가정한다.
단계 S1050에서 엔드 노드(730)는 선택된 채널(예를 들어, CH_2) 상에서 채널 액세스를 시도할 수 있다. 채널 액세스를 시도하는 것은 해당 채널에서 CSMA-CA 방식에 따라 백오프, 캐리어 센싱 등을 수행하여 해당 채널이 아이들 상태인지를 확인하는 것을 포함할 수 있다.
단계 S1060에서 엔드 노드(730)는 선택된 채널(예를 들어, CH_2)이 아이들 상태인지에 따라 제어 정보를 전송할 채널을 결정할 수 있다.
만약 선택된 채널(예를 들어, CH_2)이 아이들 상태인 경우에는, 단계 S1070에서 엔드 노드(730)는 선택된 채널(예를 들어, CH_2) 상에서 제어 정보를 전송하고, 단계 S1080에서 해당 무선 프레임 내의 데이터 구간에서 자원 할당 정보에 따라서 데이터를 전송하거나, 전송할 데이터가 없는 경우에는 다음 무선 프레임을 대기할 수 있다.
여기서, 엔드 노드(730)의 데이터 전송을 위해서 할당되는 채널은, 엔드 노드(730)가 제어 정보 전송을 위해서 선택했던 채널(예를 들어, CH_2)과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 또한, 무선 프레임(800)의 데이터 구간(820)내의 할당된 시간 구간 동안 할당된 채널 상에서 센터 노드(700)로(즉, 상기 할당된 채널에 대응하는 센터 노드(700)의 마스터 노드(710) 또는 서브 노드(720)로) 데이터를 전송할 수 있다.
만약 선택된 채널(예를 들어, CH_2)이 아이들 상태가 아닌 경우에는, 엔드 노드(730)는 현재 무선 프레임 내에서 제어 구간이 남아 있는지 여부를 판정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 무선 프레임의 제어 구간 내에서 엔드 노드의 전송 구간이, 엔드 노드가 제어 정보를 전송하기 위해서 필요한 최소한의 시간(예를 들어, 백오프 시간, 캐리어 센싱 시간, 제어 패킷 시간 길이 등) 이상인지 여부를 결정할 수 있다.
무선 프레임 내에서 잔여 제어 구간이 부족한 경우에는, 단계 S1080에서 해당 무선 프레임 내의 데이터 구간에서 자원 할당 정보에 따라서 데이터를 전송하거나, 전송할 데이터가 없는 경우에는 다음 무선 프레임을 대기할 수 있다.
여기서, 엔드 노드(730)의 데이터 전송을 위해서 할당되는 채널은, 엔드 노드(730)가 제어 정보 전송을 위해서 선택했던 채널(예를 들어, CH_1)과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 또한, 무선 프레임(800)의 데이터 구간(820)내의 할당된 시간 구간 동안 할당된 채널 상에서 센터 노드(700)로(즉, 상기 할당된 채널에 대응하는 센터 노드(700)의 마스터 노드(710) 또는 서브 노드(720)로) 데이터를 전송할 수 있다.
무선 프레임 내에서 잔여 제어 구간이 충분한 경우에는, 단계 S1064에서 엔드 노드(730)는 이전에 선택했던 채널(예를 들어, CH_2)을 제외한 나머지 추가 채널(예를 들어, CH_1, CH_3, ..., CH_K) 중에서 랜덤으로 하나의 채널을 선택할 수 있다. 예를 들어, CH_1을 선택한 것으로 가정한다.
이에 따라, 단계 S1050에서 엔드 노드(730)는 선택된 채널(예를 들어, CH_1) 상에서 채널 액세스를 시도하고, 선택된 채널(예를 들어, CH_1)이 아이들 상태인지 여부에 따라서 제어 정보를 전송하거나(S1070), 또 다른 채널을 선택하거나(S1064), 데이터 전송을 수행하거나 또는 다음 무선 프레임을 대기할 수 있다(S1080).
도 11은 본 개시에 따른 센터 노드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 S1110에서 센터 노드(700)는 무선 프레임 시작 시점까지 대기하고, 단계 S1112에서 무선 프레임 시작 시점에서 비콘 프레임을 전송할 수 있다.
단계 S1120에서 센터 노드(700)는 무선 프레임 내에서 잔여 제어 구간이 존재하는지 여부를 판정할 수 있다.
제어 구간이 존재하는 경우에는, 단계 S1122에서 전송할 제어 정보가 있는 경우, 센터 노드(700)의 마스터 노드(710)는 해당 제어 구간 내에서 기본 채널(예를 들어, CH_0) 상에서 제어 정보를 전송할 수 있다.
단계 S1124에서 해당 제어 구간 내에서 기본 채널(예를 들어, CH_0) 상에서 제어 정보가 수신되는 경우 마스터 노드(710)을 통하여 수신한 제어 정보를 처리할 수 있고, 이와 함께 또는 그 대신에 추가 채널(예를 들어, CH_1, CH_2, ..., CH_K) 상에서 제어 정보가 수신되는 경우 대응하는 서브 노드(720)를 통하여 수신한 제어 정보가 마스터 노드(710)로 전달되어 처리될 수 있다.
단계 S1126에서 센터 노드(700)는 해당 제어 구간의 종료 여부를 판정할 수 있다. 만약 해당 제어 구간이 종료되지 않은 경우에는, 만약 전송할 제어 정보가 있고 센터 노드(700)의 전송 구간(812)이 남아 있다면, 단계 S1122에서 제어 정보를 전송할 수 있다. 만약 전송할 제어 정보가 없거나 센터 노드(700)의 전송 구간(812)가 남아 있지 않지만, 제어 구간(910) 내에서 센터 노드(700)의 수신 구간(814)이 남아 있는 경우에는, 단계 S1124에서 제어 정보를 수신할 수 있다. 이와 같이, 하나의 제어 구간 내에서 센터 노드 전송 구간(812) 및 센터 노드 수신 구간(814)이 한 번만 존재하는 경우는 물론 다수회 반복하여 존재하는 무선 프레임 구조를 지원할 수 있다.
만약 해당 제어 구간이 종료된 경우 또는 잔여 제어 구간이 존재하지 않는 경우에는, 단계 S1130에서 센터 노드(700)는 잔여 데이터 구간이 존재하는지 여부를 판정할 수 있다. 데이터 구간이 존재하는 경우에는, 단계 S1132에서 해당 데이터 구간 내에서 기본 채널(예를 들어, CH_0) 상에서 데이터가 수신되는 경우 마스터 노드(710)을 통하여 수신한 데이터를 처리할 수 있고, 이와 함께 또는 그 대신에 추가 채널(예를 들어, CH_1, CH_2, ..., CH_K) 상에서 데이터가 수신되는 경우 대응하는 서브 노드(720)를 통하여 수신한 데이터가 마스터 노드(710)로 전달되어 처리될 수 있다.
단계 S1134에서 센터 노드(700)는 해당 데이터 구간의 종료 여부를 판정할 수 있다. 만약 해당 데이터 구간이 종료되지 않은 경우에는, 단계 S1134에서 센터 노드(700)는 기본 채널 또는 추가 채널(들) 중의 하나 이상을 통하여 데이터를 수신할 수 있다.
만약 해당 데이터 구간이 종료된 경우 또는 잔여 데이터 구간이 존재하지 않는 경우에는, 단계 S1140에서 센터 노드(700)는 해당 무선 프레임의 종료 여부를 판정할 수 있다.
만약 해당 무선 프레임이 종료된 경우에는, 단계 S1110으로 돌아가서 다음 무선 프레임의 시작을 대기할 수 있다.
만약 해당 무선 프레임이 종료되지 않은 경우에는, 단계 S1120으로 돌아가서 잔여 제어 구간이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 이와 같이, 하나의 무선 프레임 내에서 제어 구간(810) 및 데이터 구간(820)이 한 번만 존재하는 경우는 물론 다수회 반복하여 존재하는 무선 프레임 구조를 지원할 수 있다.
도 12는 본 개시에 따른 엔드 노드 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
엔드 노드(730) 장치는 송수신기(1210), 메모리(1220) 및 프로세서(1230)를 포함할 수 있다. 이러한 엔드 노드(730) 장치의 구성은 예시적인 것일 뿐, 도 12의 예시로 제한되는 것은 아니며, 도 12의 구성요소들 중 일부 또는 전부를 포함할 수도 있고, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수도 있다.
송수신기(1210)는 제어 정보, 데이터 패킷 등을 다른 장치로 전송하거나, 다른 장치로부터 제어 정보, 데이터 패킷 등을 수신할 수 있다.
메모리(1220)는 엔드 노드(730) 장치의 동작에 필요한 제어 정보, 데이터, 계산 결과 등을 저장할 수 있다.
프로세서(1230)는 엔드 노드(730) 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1230)는 무선 프레임 설정 정보 획득부(1232), 제어 정보 수신 설정부(1234), 제어 정보 송신 설정부(1236), 데이터 송신 설정부(1238)를 포함할 수 있다.
무선 프레임 설정 정보 획득부(1232)는 비콘 인터벌 사이의 무선 프레임의 길이, 무선 프레임 내 제어 구간 및 데이터 구간의 반복 횟수 및 각각의 길이 등에 대한 정보를 센터 노드로부터 획득할 수 있다.
제어 정보 수신 설정부(1234)는 엔드 노드가 센터 노드로부터 제어 정보를 수신하는 기본 채널의 식별 정보, 제어 구간 내의 수신 구간의 길이, 위치, 반복 횟수 등에 대한 정보를 확인하고, 송수신기(1210)로 하여금 해당 채널 및 해당 시간 구간에서 제어 정보의 수신을 시도하도록 설정할 수 있다.
제어 정보 송신 설정부(1236)는 엔드 노드가 센터 노드로 제어 정보를 전송하는 채널, 제어 구간 내 전송 구간의 길이, 위치, 반복 횟수 등에 대한 정보를 확인하고, 송수신기(1210)로 하여금 해당 채널 및 해당 시간 구간에서 제어 정보의 전송을 수행하도록 설정할 수 있다. 여기서, 제어 정보를 전송하는 채널은, 기본 채널을 우선적으로 선택하고, 기본 채널이 아이들 상태가 아닌 경우에는 추가 채널 중에서 랜덤으로 선택하는 등의 방식으로 결정될 수 있다.
데이터 송신 설정부(1238)는 센터 노드로부터 제공된 자원 할당 정보 등의 제어 정보에 기초하여, 데이터 전송이 허용되는 채널 및 시간 구간을 확인하고, 송수신기(1210)로 하여금 해당 채널 및 해당 시간 구간에서 데이터의 전송을 수행하도록 설정할 수 있다.
도 13은 본 개시에 따른 마스터 노드의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 센터 노드(700) 장치는 하나의 마스터 노드(710) 및 하나 이상의 서브 노드(720)와, 이들 간의 통신 경로(715)를 포함할 수 있다. 각각의 서브 노드(720)는 해당 채널에서 동작하는 송수신기 및 메모리 등을 포함할 수 있으며, 마스터 노드(710)에 의해서 제어되는 것으로 가정한다.
도 13에서 도시하는 바와 같이, 마스터 노드(710)는 송수신기(1310), 메모리(1320) 및 프로세서(1330)를 포함할 수 있다. 이러한 마스터 노드(710)의 구성은 예시적인 것일 뿐, 도 13의 예시로 제한되는 것은 아니며, 도 13의 구성요소들 중 일부 또는 전부를 포함할 수도 있고, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수도 있다.
송수신기(1310)는 제어 정보, 데이터 패킷 등을 다른 장치로 전송하거나, 다른 장치로부터 제어 정보, 데이터 패킷 등을 수신할 수 있다.
메모리(1320)는 마스터 노드(710)의 동작에 필요한 제어 정보, 데이터, 계산 결과 등을 저장할 수 있다.
프로세서(1330)는 마스터 노드(710)를 포함하는 센터 노드(700) 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1330)는 무선 프레임 설정부(1332), 제어 정보 송신 설정부(1334), 제어 정보 수신 설정부(1336), 데이터 수신 설정부(1338)를 포함할 수 있다.
무선 프레임 설정부(1332)는 비콘 인터벌 사이의 무선 프레임의 길이, 무선 프레임 내 제어 구간 및 데이터 구간의 반복 횟수 및 각각의 길이 등에 대한 정보를 결정하고, 무선 프레임 설정 정보를 비콘 프레임, 상위계층 시그널링 등을 통하여 엔드 노드(730) 등으로 전달할 수 있다.
제어 정보 송신 설정부(1334)는 마스터 노드(710)가 엔드 노드(730)로 제어 정보를 전송하는 기본 채널, 제어 구간 내의 전송 구간의 길이, 위치, 반복 횟수 등에 대한 설정에 기초하여, 송수신기(1310)로 하여금 해당 채널 및 해당 시간 구간에서 제어 정보의 전송을 수행하도록 설정할 수 있다.
제어 정보 송신 설정부(1336)는 마스터 노드(710) 및 서브 노드(720)가 엔드 노드(730)로부터 제어 정보를 수신하는 채널, 제어 구간 내 전송 구간의 길이, 위치, 반복 횟수 등에 대한 설정에 기초하여, 송수신기(1310)로 하여금 해당 채널 및 해당 시간 구간에서 제어 정보의 수신을 시도하도록 설정할 수 있다. 여기서, 마스터 노드(710)는 기본 채널 상에서 제어 정보가 수신되는지를 모니터링할 수 있으며, 추가 채널의 각각에 대응하는 서브 노드(720)에서 제어 정보가 수신되는지를 모니터링하도록 서브 노드(720)를 제어할 수 있다.
데이터 수신 설정부(1338)는 엔드 노드(730)에게 제공된 자원 할당 정보 등의 제어 정보에 기초하여, 엔드 노드(730)의 데이터 전송이 허용되는 채널 및 시간 구간을 확인하고 수신을 시도하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 마스터 노드(710)는 기본 채널 상에서 데이터 수신을 허용한 시간 구간에서 데이터가 수신되는지 모니터링할 수 있고, 추가 채널의 각각에 대응하는 서브 노드(720)에서 데이터가 수신되는지를 모니터링하도록 서브 노드(720)를 제어할 수 있다. 여기서, 특정 시간 구간에서 하나의 엔드 노드(730)로부터의 데이터가 수신될 수도 있지만, 특정 시간 구간에서 복수의 엔드 노드(730)로부터의 데이터가 서로 다른 채널 상에서 동시에 수신될 수도 있다.
전술한 본 개시의 다양한 예시들에서는, 센서 네트워크에서의 무선 자원 할당의 유연성을 증가시키고, 저전력 기반 운용 및 다수의 노드들을 수용하는 방안에 대해서 설명하였다. 본 개시의 다양한 예시들에 따르면, 하나의 무선 채널에서의 전송률의 한계를 극복하기 위해, 다중 무선 채널 전송을 하나의 센터 노드에서 통합 제어하는 방안이 제공된다. 또한, 본 개시의 다양한 예시들에 따르면, 무선 자원 활용의 효율성을 극대화하기 위하여, 각각의 채널(또는 주파수) 별로 제어 구간 및 데이터 구간을 구분하여 동적인 채널 할당이 가능하고, 다수의 노드들에 대해서 고정 전송률을 보장하고, 제어 채널을 동적으로 유연하게 할당함으로써, 무선 자원의 최적 활용을 위한 무선 프레임 구성 방안이 제공될 수 있다. 이에 따라, 다수의 고전송율 디바이스를 수용함과 동시에, 단일 센터 노드 기반으로 다중 무선 채널을 통합 제어하여, 궁극적인 시스템 처리율을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
100 PAN 코디네이터
150 코디네이터
200 디바이스
300 비콘 프레임
305 비콘 인터벌
310 활성 구간
320 경쟁 허용 구간
330 비경쟁 구간
340 비활성 구간
350 슈퍼프레임 듀레이션
400 백오프 구간
410 캐리어 센싱 구간
420 전송 구간
430 ACK 대기 구간
440 ACK 수신 구간
600 코디네이터 비콘 프레임
610 코디네이터 활성 구간
700 센터 노드
710 마스터 노드
715 통신 인터페이스
720 서브 노드
730 엔드 노드
800 무선 프레임
805 비콘 프레임 전송 구간
810 제어 구간
812 마스터 노드 제어 정보 전송 구간
814 마스터 노드 제어 정보 수신 구간
820 데이터 구간
822 마스터 노드 데이터 수신 구간
824, 826 마스터 노드 데이터 수신
830 비콘 프레임 수신 구간
832 엔드 노드 제어 정보 수신 구간
834 엔드 노드 제어 정보 전송 구간
836, 838 엔드 노드 데이터 전송 구간
840 서브 노드 데이터 수신 구간
930 비콘 프레임 수신 구간
932 엔드 노드 제어 정보 수신 구간
934 엔드 노드 제어 정보 전송 구간
936, 938 엔드 노드 데이터 전송 구간
940 서브 노드 데이터 수신 구간
1210 엔드 노드 송수신기
1220 엔드 노드 메모리
1230 엔드 노드 프로세서
1232 무선 프레임 설정 정보 획득부
1234 제어 정보 수신 설정부
1236 제어 정보 송신 설정부
1238 데이터 송신 설정부
1310 마스터 노드 송수신기
1320 마스터 노드 메모리
1330 마스터 노드 프로세서
1332 무선 프레임 설정부
1334 제어 정보 송신 설정부
1336 제어 정보 수신 설정부
1338 데이터 수신 설정부

Claims (20)

  1. 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 엔드 노드의 제어 정보 전송 방법에 있어서,
    무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널이 아이들 상태인 경우 상기 제 1 채널 상에서 상기 제어 정보를 센터 노드로 전송하는 단계;
    상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 채널 중에서 상기 제 1 채널 이외의 다른 채널 중에서 선택된 제 2 채널이 아이들 상태인 경우, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하는 단계; 및
    상기 제 2 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 다음 무선 프레임에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하는 단계를 포함하는,
    제어 정보 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 프레임의 제어 구간은, 상기 엔드 노드의 제어 정보 수신 구간 및 상기 엔드 노드의 제어 정보 전송 구간을 포함하는,
    제어 정보 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 프레임은 상기 제어 구간 및 데이터 구간을 포함하는,
    제어 정보 전송 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 무선 프레임의 상기 데이터 구간 내에서 자원 할당 정보에 기초하여 결정된 특정 시간 구간에서, 상기 자원 할당 정보에 기초하여 상기 복수의 채널 중에서 결정된 제 3 채널 상에서, 상기 엔드 노드가 데이터를 상기 센터 노드로 전송하는,
    제어 정보 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는,
    상기 엔드 노드의 전송이 허용되는 채널, 상기 엔드 노드의 전송이 허용되는 시간, 상기 엔드 노드의 전송의 크기, 상기 엔드 노드의 전송의 사이클에 대한 정보를 포함하는,
    제어 정보 전송 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 특정 시간 구간에서, 상기 제 3 채널 상에서 상기 엔드 노드로부터 상기 센터 노드로의 데이터 전송과, 제 4 채널 상에서 상기 엔드 노드 이외의 다른 엔드 노드로부터 상기 센터 노드로의 데이터 전송이 동시에 수행되는,
    제어 정보 전송 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 채널은 상기 제 1 채널 또는 상기 제 2 채널 중의 하나인,
    제어 정보 전송 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 채널은 상기 제 1 채널 및 상기 제 2 채널 이외의 다른 채널인,
    제어 정보 전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 상에서 전송되는 제어 정보는 상기 센터 노드의 마스터 노드에 의해서 수신되고,
    상기 제 2 채널 상에서 전송되는 제어 정보는 상기 센터 노드의 하나 이상의 서브 노드 중에서 상기 제 2 채널에 대응하는 하나의 서브 노드에 의해서 수신되는,
    제어 정보 전송 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드 노드는 상기 무선 프레임의 시작 시점에서 상기 센터 노드로부터 비콘 프레임을 수신하는,
    제어 정보 전송 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 정보는 상기 엔드 노드의 등록 요청 정보 또는 자원 할당 요청 정보 중의 하나 이상을 포함하는,
    제어 정보 전송 방법.
  12. 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 제어 정보를 전송하는 엔드 노드 장치에 있어서,
    송수신기;
    메모리; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널이 아이들 상태인 경우 상기 제 1 채널 상에서 상기 제어 정보를 센터 노드로 전송하고;
    상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 상기 복수의 채널 중에서 상기 제 1 채널 이외의 다른 채널 중에서 선택된 제 2 채널이 아이들 상태인 경우, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하고;
    상기 제 2 채널이 아이들 상태가 아닌 경우, 다음 무선 프레임에서 상기 제어 정보를 상기 센터 노드로 전송하도록 설정되는,
    엔드 노드 장치.
  13. 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 센터 노드의 동작 방법에 있어서,
    무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널 상에서 제어 정보를 엔드 노드로 전송하는 단계; 및
    상기 무선 프레임의 상기 제어 구간 내에서, 상기 복수의 채널 중의 상기 제 1 채널 또는 제 2 채널 상에서 상기 엔드 노드로부터 제어 정보를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 채널은 상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우에 상기 엔드 노드에 의해서 랜덤으로 선택되는 채널인,
    센터 노드 동작 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선 프레임의 제어 구간은, 상기 센터 노드의 제어 정보 전송 구간 및 상기 센터 노드의 제어 정보 수신 구간을 포함하는,
    센터 노드 동작 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선 프레임은 상기 제어 구간 및 데이터 구간을 포함하는,
    센터 노드 동작 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 데이터 구간 내에서, 제 3 채널 상에서 상기 엔드 노드로부터 상기 센터 노드로의 데이터 수신과, 제 4 채널 상에서 상기 엔드 노드 이외의 다른 엔드 노드로부터 상기 센터 노드로의 데이터 수신이 동시에 수행되는,
    센터 노드 동작 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 3 채널은 상기 제 1 채널 또는 상기 제 2 채널 중의 하나인,
    센터 노드 동작 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 3 채널은 상기 제 1 채널 및 상기 제 2 채널 이외의 다른 채널인,
    제어 정보 전송 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 상에서 수신되는 제어 정보는 상기 센터 노드의 마스터 노드에 의해서 수신되고,
    상기 제 2 채널 상에서 수신되는 제어 정보는 상기 센터 노드의 하나 이상의 서브 노드 중에서 상기 제 2 채널에 대응하는 하나의 서브 노드에 의해서 수신되는,
    센터 노드 동작 방법.
  20. 다중 채널 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 동작하는 센터 노드 장치에 있어서,
    송수신기;
    메모리; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    무선 프레임의 제어 구간 내에서, 복수의 채널 중에서 제 1 채널 상에서 제어 정보를 엔드 노드로 전송하고;
    상기 무선 프레임의 상기 제어 구간 내에서, 상기 복수의 채널 중의 상기 제 1 채널 또는 제 2 채널 상에서 상기 엔드 노드로부터 제어 정보를 수신하도록 설정되며,
    상기 제 2 채널은 상기 제 1 채널이 아이들 상태가 아닌 경우에 상기 엔드 노드에 의해서 랜덤으로 선택되는 채널인,
    센터 노드 장치.
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