KR20180126724A - 센서 네트워크에서 효율적인 전력 절감을 위한 동기화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 센서 네트워크에서 효율적인 전력 절감을 위한 동기화 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 디바이스가 전송을 수행하는 방법은, 상기 디바이스에 의해 결정된 전송 타이밍에 기초하여 센터 노드로 제 1 데이터를 전송하는 단계; 상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 상기 센터 노드에 의해서 결정된 자원 할당 정보 요소를 수신하는 단계; 상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 상기 전송 타이밍을 보정하는 단계; 및 보정된 전송 타이밍에 기초하여 제 2 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

센서 네트워크에서 효율적인 전력 절감을 위한 동기화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZATION FOR EFFICIENT POWER SAVING IN SENSOR NETWORK}

본 개시는 센서 네트워크에 대한 것이며, 구체적으로는 센서 네트워크에서 효율적인 전력 절감을 위한 동기화 방법 및 장치에 대한 것이다.

종래의 센서 네트워크에서 디바이스(예를 들어, 센서)는 센터 노드에 비하여 상대적으로 낮은 성능의 클럭 소스에 기초하여 동작한다. 즉, 센터 노드의 클럭 주파수는 상대적으로 정확하고, 디바이스의 클럭 주파수는 상대적으로 부정확하다. 만약 디바이스가 비콘을 수신하지 않고 자신의 로컬 클럭에 기초한 타이밍에서 데이터를 전송하는 경우, 센터 노드에서 데이터 수신 타이밍에 대한 클럭 지터로 인하여 데이터가 올바르게 수신되지 않을 수도 있다.

센터 노드와 디바이스 간의 동기화를 위해서, 디바이스는 무선 프레임의 시작에서 비콘을 수신하고, 비콘에 포함된 정보를 이용하여 동기화를 수행할 수 있다. 여기서, 무선 프레임마다 디바이스가 비콘을 수신하기 위해서는, 디바이스의 전력 소모가 높아지는 문제가 있다. 즉, 디바이스가 비콘을 자주 수신할수록 동기화 성능은 높아지지만 전력 절감 성능은 낮아지고, 디바이스가 비콘을 수신하지 않을수록 동기화 성능은 낮아지지만 전력 절감 성능은 높아지는 문제가 있다. 따라서, 효율적으로 전력을 절감하면서도 동기화 성능을 유지하는 방안이 요구되는 실정이다.

본 개시의 기술적 과제는 디바이스의 전력 소모를 줄이면서 동기화 성능을 유지하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 추가적인 기술적 과제는 디바이스의 전력 소모를 줄이면서 디바이스의 전송 타이밍을 보정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 추가적인 기술적 과제는 디바이스의 전력 소모를 줄이면서 디바이스의 전송 타이밍을 적응적으로 보정하는 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 무선 통신 시스템에서 디바이스가 전송을 수행하는 방법은, 상기 디바이스에 의해 결정된 전송 타이밍에 기초하여 센터 노드로 제 1 데이터를 전송하는 단계; 상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 상기 센터 노드에 의해서 결정된 자원 할당 정보 요소를 수신하는 단계; 상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 상기 전송 타이밍을 보정하는 단계; 및 보정된 전송 타이밍에 기초하여 제 2 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 개시의 추가적인 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 전송을 수행하는 장치는, 송수신기; 메모리; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 장치에 의해 결정된 전송 타이밍에 기초하여 센터 노드로 제 1 데이터를 상기 송수신기를 통하여 전송하고; 상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 상기 센터 노드에 의해서 결정된 자원 할당 정보 요소를 상기 송수신기를 통하여 수신하고; 상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 상기 전송 타이밍을 보정하고; 보정된 전송 타이밍에 기초하여 제 2 데이터를 상기 송수신기를 통하여 전송하도록 설정될 수 있다.

본 개시의 추가적인 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 센터 노드가 데이터를 수신하는 방법은, 디바이스로부터 수신될 데이터를 모니터링하는 단계; 상기 디바이스로부터 제 1 데이터를 수신하는 단계; 상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 자원 할당 정보 요소를 생성하는 단계; 상기 자원 할당 정보 요소를 상기 디바이스로 전송하는 단계; 및 상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 보정된 전송 타이밍에서, 상기 디바이스로부터 제 2 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 개시의 추가적인 양상에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 센터 노드 장치는, 송수신기; 메모리; 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 디바이스로부터 상기 송수신기를 통하여 수신될 데이터를 모니터링하고; 상기 디바이스로부터 제 1 데이터를 상기 송수신기를 통하여 수신하고; 상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 자원 할당 정보 요소를 생성하고; 상기 자원 할당 정보 요소를 상기 디바이스로 상기 송수신기를 통하여 전송하고; 상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 보정된 전송 타이밍에서, 상기 디바이스로부터 제 2 데이터를 상기 송수신기를 통하여 수신하도록 설정될 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 디바이스는 상기 제 2 데이터를 전송한 후 전력 절감 모드로 동작할 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 디바이스는 상기 제 2 데이터를 전송한 후 전력 절감 모드로 동작하다가, 제 3 데이터 전송 타이밍에 깨어날 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 제 2 데이터 및 상기 제 3 데이터는 서로 다른 무선 프레임에서 전송될 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 디바이스에 의해 결정된 전송 타이밍은, 복수의 비콘 프레임의 수신 간격에 기초하여 상기 디바이스의 로컬 클럭을 보정함으로써 결정될 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 디바이스에서 미리 정의된 개수 이상의 상기 복수의 비콘 프레임을 수신할 때까지, 상기 디바이스의 로컬 클럭을 보정할 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 디바이스는 상기 제 1 데이터 전송 후에, 비콘 수신 주기에 따라 비콘 프레임을 수신할 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 자원 할당 정보 요소는 비콘 프레임에 포함될 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 자원 할당 정보 요소는, 할당 해상도, 디바이스 식별정보, 할당 시작 시간, 할당 크기, 비콘 수신 주기, 지터 보상, 또는 제어 메시지 수신 플래그 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 센터 노드의 모니터링은, 상기 디바이스로부터 데이터가 수신될 수신 기준 타이밍을 계산하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 센터 노드는 상기 제 1 데이터가 실제로 수신된 타이밍에 대한 타임 스탬프를 생성할 수 있다.

본 발명의 다양한 양상에 있어서, 상기 센터 노드는 상기 수신 기준 타이밍과 상기 타임 스탬프의 비교 결과에 기초하여, 상기 자원 할당 정보 요소를 생성할 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, 디바이스의 전력 소모를 줄이면서도 동기화 성능을 유지하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.

본 개시에 따르면, 본 개시의 추가적인 기술적 과제는 디바이스의 전력 소모를 줄이면서 디바이스의 전송 타이밍을 보정하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.

본 개시에 따르면, 본 개시의 추가적인 기술적 과제는 디바이스의 전력 소모를 줄이면서 디바이스의 전송 타이밍을 적응적으로 보정하는 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 무선 프레임 내에서 디바이스의 전력 소모를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 센터 노드의 수신 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 클럭 드리프트로 인한 데이터 충돌을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시에 따른 자원 할당 정보 요소의 예시적인 포맷을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시에 따른 디바이스 전송 타이밍 보정 방안을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시에 따른 디바이스의 전력 절감 동작을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시에 따른 디바이스의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 개시에 따른 센터 노드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 개시에 따른 디바이스의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 본 개시에 따른 센터 노드 장치의 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.

이하에서는, 본 개시에 따른 효율적인 전력 절감을 위한 동기화 방안에 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 2^N-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 무선 프레임 내에서 디바이스의 전력 소모를 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 5의 예시에서는 하나의 무선 프레임의 시간 길이 동안에 디바이스에서 발생할 수 있는 기본적인 송신 및 수신 동작에 따른 전력 소모의 크기를 나타낸다.

도 5에서 나타내는 바와 같이, 무선 프레임 동안 디바이스에서 기본적인 전력 소모(500)가 발생할 수 있다. 즉, 디바이스가 송신 동작 및 수신 동작을 수행하지 않는 동안에도 기본적인 전력 소모가 발생할 수 있다.

이에 추가적으로, 디바이스는 매 무선 프레임마다 동기화를 수행하고 브로드캐스트 정보를 획득하기 위해서 비콘 프레임을 수신하기 위한 전력 소모(510)가 발생할 수 있다.

또한, 무선 프레임 내에서 디바이스가 제어 메시지를 센터 노드를 향하여 전송하기 위한 전력 소모(520)가 발생할 수 있고, 센터 노드로부터 제어 메시지를 수신하기 위한 전력 소모(530)가 발생할 수도 있다.

또한, 무선 프레임 내에서 디바이스가 센서 데이터를 센터 노드에게 전송하기 위한 전력 소모(540)가 발생할 수 있다. 예를 들어, 고정 전송률을 가지는 애플리케이션에서는 매 무선 프레임마다 소정의 크기의 센서 데이터를 전송할 것을 요구할 수 있다.

도 5의 예시에서, 매 무선 프레임에서 실제 데이터 전송을 위한 전력 소모(540)를 제외한, 비콘 프레임 수신 및 제어 메시지 송수신을 위한 전력 소모(510, 520, 530)가 상당히 큰 부분을 차지하는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5의 예시와 같은 전력 소모 패턴은, 매 무선 프레임마다 반복하여 발생할 수 있으므로, 비콘 프레임 수신 및 제어 메시지 송수신으로 인한 평균적인 전력 소모량이 높아지게 된다.

일반적인 저가형 저전력 센서 디바이스에서는, 상대적으로 전력을 많이 소모하는 외부 오실레이터 대신 내부 저항-커패시터 공진기(RC Resonator)를 이용하여 기본 클럭 소스를 제공한다. 이 경우, 온도에 따른 환경적 요인 등으로 클럭 주파수의 변동이 존재하며, 이로 인한 주파수 드리프트(drift) 등의 시간적 변동 요인이 상존하고 있다.

도 5의 예시에서, 데이터 전송을 위한 전력 소모(540)는 매 무선 프레임마다 보장되어야 하고, 정확한 시간에 전송이 수행될 필요가 있다. 따라서, 데이터 전송을 위한 전력 소모를 줄이거나 전송률을 줄이는 것은 전체 네트워크 성능에 문제가 발생하기 때문에, 데이터에 대한 전송률을 보장하면서 비콘 프레임 수신이나 제어 메시지 송수신을 위한 전력 소모를 줄이는 것을 고려할 수 있다. 이와 같이 디바이스의 전체 전력 소모량을 줄이면, 디바이스의 배터리 수명을 연장시킬 수 있고, 에너지 하베스터의 용량을 줄이는 등의 유리한 효과를 달성할 수 있다.

여기서, 비콘 프레임 수신이나 제어 메시지 송수신을 위한 전력 소모를 줄이는 경우에는, 디바이스의 동기화 성능 등이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여 디바이스의 동기화가 유지되는 경우와, 동기화가 유지되지 않는 경우에 대한 센터 노드에서의 수신 타이밍에 대해서 설명한다.

도 6은 센터 노드의 수신 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.

센터 노드는 비콘 프레임 전송 타이밍(610)마다 비콘 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 비콘 프레임은 매 무선 프레임(600)마다 전송될 수 있다. 즉, 비콘 프레임은 일정간 시간 간격(즉, 비콘 인터벌)으로 전송될 수 있다.

디바이스에서는 센터 노드가 전송하는 모든 비콘 프레임을 수신하지는 않고, 설정된 비콘 수신 주기에 따라서 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 도 6의 예시에서 디바이스는 자신의 로컬 클럭에 기초하여 센터 노드가 비콘 프레임을 전송하는 타이밍(610)에 대응하는 기준 타이밍(620)을 결정할 수 있다. 이러한 기준 타이밍(620)은 디바이스가 이전에 수신하였던 비콘 프레임(들)에 기초하여 결정될 수 있다. 도 6의 예시에서는 디바이스가 결정한 기준 타이밍(620)이 센터 노드의 비콘 전송 타이밍(610)과 동기화되지 않는 경우를 가정한다.

디바이스는 자신의 로컬 클럭에 따라서 결정된 기준 타이밍(620) 및 전송 인터벌(635)에 기초하여, 센터 노드로 데이터를 전송하도록 허용된 타이밍(630)을 결정하고, 결정된 타이밍에서 데이터 전송을 수행할 수 있다.

센터 노드는 센터 노드의 클럭에 기초하여 결정된 수신 타이밍(640)에서, 디바이스로부터의 데이터 수신을 시도할 수 있다. 여기서, 디바이스의 클럭과 센터 노드의 클럭이 서로 일치하지 않는 경우(즉, 클럭 지터가 발생하는 경우)에는, 센터 노드가 결정한 수신 타이밍(640)(즉, 수신 기준 타이밍)과 실제로 디바이스로부터 데이터가 수신된 타이밍 간에 시간 차이(645)가 발생할 수 있다. 이로 인해, 센터 노드에서 올바르게 데이터를 수신하지 못하는 문제가 발생할 수도 있다.

다음으로, 도 6의 비콘 프레임 수신 타이밍(650)에서, 디바이스는 센터 노드로부터 비콘 프레임(B)을 수신할 수 있다. 디바이스는 비콘 프레임에 포함된 동기화 정보 등을 이용하여 동기화를 수행하고, 이를 기준으로 결정된 데이터 전송 타이밍(660)에 데이터를 센터 노드로 전송할 수 있다.

센터 노드에서는 센터 노드의 클럭에 기초하여 결정된 수신 타이밍(670)에서, 디바이스로부터의 데이터 수신을 시도할 수 있다. 여기서, 디바이스로부터의 전송은 동기화 직후에 수행되는 것이므로, 클럭 지터가 발생할 확률이 매우 낮다. 따라서, 센터 노드에서는 정확한 수신 타이밍(670)에서 디바이스로부터 전송된 데이터를 올바르게 수신할 수 있다.

도 6의 디바이스 전송 타이밍(630) 및 센터 노드 수신 타이밍(640)의 예시에서와 같이, 디바이스가 비콘 프레임을 수신하지 않고 결정된 기준 타이밍 및 전송 인터벌에 기초하여 데이터를 전송하는 경우에는, 디바이스가 비콘 프레임을 수신하기 위한 전력 소모를 줄일 수 있지만, 디바이스의 로컬 클럭에 의한 클럭 지터가 발생하므로, 전송된 데이터가 센터 노드에서 정확한 수신 타이밍에 도달하지 못할 수도 있다.

도 6의 디바이스 전송 타이밍(660) 및 센터 노드 수신 타이밍(670)의 예시에서와 같이, 매 무선 프레임에서 수신된 비콘 프레임에 기초하여 동기화를 수행한 후에 데이터를 전송하는 경우에는, 센터 노드에서의 수신 타이밍에 일치할 수 있지만, 디바이스에서 비콘 프레임을 수신하는 전력 소모가 발생하게 된다.

도 7은 클럭 드리프트로 인한 데이터 충돌을 설명하기 위한 도면이다.

도 7의 예시에서는 기본적으로 제 1 수신 데이터(710)와 제 2 수신 데이터(720)가 갭(730)만큼의 간격을 두고 수신되는 경우를 나타낸다. 이는 제 1 수신 데이터(710)를 전송한 제 1 디바이스와, 제 2 수신 데이터(720)를 전송한 제 2 디바이스의 클럭 드리프트 없이 동기화된 상태를 가정한 것이다.

만약 제 1 디바이스와 제 2 디바이스가 비콘을 수신하지 않은 시점에서 동기화되지 않은 상태라면 클럭 드리프트가 발생할 수 있다. 도 7의 예시에서와 같이, 제 1 디바이스의 클럭 드리프트(740)는, 원래의 기준 클럭에서 4 개의 단위의 클럭 해상도(700)만큼 늦어지는 정도로 발생할 수 있다. 제 2 디바이스의 클럭 드리프트(750)는, 원래의 기준 클럭에서 5 개의 단위의 클럭 해상도(700)만큼 빨라지는 정도로 발생할 수 있다. 이 경우, 제 1 및 제 2 디바이스의 입장에서는 갭(730)을 고려하여 각자의 데이터 전송을 수행하지만, 수신 단(예를 들어, 센터 노드)에서는 제 1 수신 데이터(710)와 제 2 수신 데이터(720) 간의 충돌(760)이 발생할 수 있다. 이에 따라, 수신 단에서는 제 1 수신 데이터(710) 및 제 2 수신 데이터(720)가 모두 손상되므로, 어느 것도 올바르게 수신할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.

만약 갭(730)이 충분히 크다면, 도 7의 예시와 같은 제 1 및 제 2 디바이스의 클럭 드리프트가 발생하더라도 제 1 수신 데이터(710)와 제 2 수신 데이터(720) 간의 충돌(760)이 발생하지 않을 수도 있다. 또는, 제 1 및 제 2 디바이스의 클럭 드리프트가 작은 경우에는 제 1 수신 데이터(710)와 제 2 수신 데이터(720) 간의 충돌(760)이 발생하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제 1 디바이스의 클럭 드리프트의 크기가 2 개의 단위의 클럭 해상도(700)만큼 늦어지는 정도이고, 제 2 디바이스의 클럭 드리프트의 크기가 3 개의 단위의 클럭 해상도(700)만큼 빨라지는 정도라면, 제 1 수신 데이터(710)와 제 2 수신 데이터(720) 간의 충돌(760)이 발생하지 않을 수도 있다.

도 5 내지 도 7을 통하여 살펴본 바와 같이, 전송 타이밍의 정확도를 확보하기 위해서는 동기화를 위한 비콘 프레임 수신이 필요하지만, 이는 전력 소모를 증가시키는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 개시에서는 디바이스의 동기화 성능 등을 유지하면서도, 비콘 프레임 수신이나 제어 메시지 송수신을 전력 소모를 줄이는 방안에 대해서 설명한다.

본 개시의 예시들은 상대적으로 저전력 요구사항을 가지는 센서 애플리케이션의 고정 전송률을 보장하면서, 디바이스의 저전력 동작을 지원하고, 무선 자원 활용의 효율성을 높이는 방안에 대한 것이다.

본 개시의 예시들에 따르면, 디바이스의 전송 타이밍을 결정하기 위한 동기화를 소정의 주기로 단순 반복하는 것이 아니라, 디바이스의 동기화 상태를 고려하여 센터 노드가 적응적으로 동기화를 제공함으로써, 정확한 데이터 송신 및 수신 타이밍을 지원하면서 최소한의 통신 링크만을 유지함으로써 디바이스의 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.

보다 구체적으로, 디바이스의 전송 타이밍과 센터 노드의 수신 타이밍 간의 갭(gap)을 제거하기 위해서 센터 노드에서 타임 스탬핑 및 지터 계산을 수행하여, 디바이스에게 정밀한 갱신 정보를 제공할 수 있다.

이러한 본 개시의 예시들에 따르면, 디바이스의 동기화가 필요한 경우에만 수행되도록 하여 디바이스의 전력 소모를 크게 줄이면서도 동기화 성능은 유지할 수 있다.

이하에서는, 디바이스가 비콘 프레임을 수신하는 전력 소모를 줄이면서도, 디바이스의 전송 타이밍을 적응적으로 제어하는 본 개시의 예시들에 대해서 설명한다.

본 개시에 따르면, 디바이스의 전력 소모를 줄이기 위해서 비콘 수신 주기가 설정될 수 있다. 센터 노드는 매 무선 프레임마다(또는 매 비콘 인터벌마다) 비콘 프레임을 브로드캐스트하지만, 디바이스는 모든 비콘 프레임을 수신할 필요는 없고 무선 프레임 길이의 정수배(또는 비콘 인터벌의 정수배)의 주기로 비콘을 수신할 수 있다.

또한, 디바이스는 설정된 전송 타이밍에서 데이터 전송을 수행할 수 있다. 디바이스가 데이터 전송을 수행하는 타이밍은 센터 노드에 의해서 제공되는 자원 할당 정보(또는 전송 승인 정보)에 의해서 설정될 수도 있고, 미리 정해진 패턴에 따라서 결정될 수도 있다. 여기서, 디바이스는 비콘을 수신하여 동기화를 수행한 상태인지 또는 비콘을 수신하지 않아서 동기화를 수행하지 않은 상태인지를 구별하지 않고, 설정된 전송 타이밍에서 데이터 전송을 수행할 수 있다. 즉, 디바이스는 비콘 수신 여부와 무관하게, 설정된 전송 타이밍에서 데이터를 전송할 수 있다.

비콘 프레임을 브로드캐스트하는 센터 노드는, 특정 디바이스에 대해서 할당한 전송 타이밍에 대한 정보를 가지고 있다. 즉, 센터 노드는 특정 디바이스에 대해서 허용한 전송 타이밍을, 자신의 클럭을 기준으로 하여 환산한 값을 저장할 수 있다.

이 경우, 전송 타이밍을 설정해 준 특정 디바이스로부터 전송된 데이터가 센터 노드에서 수신되기 시작하는 (즉, 첫 비트가 수신되는) 타이밍의 클럭 값을 타임스탬프(timestamp)하여, 해당 특정 디바이스에 대해서 허용한 전송 타이밍의 클럭 값과 비교할 수 있다.

설정한 전송 타이밍과 실제 데이터가 수신된 수신 타이밍의 차이가 소정의 임계치를 초과하는 경우, 센터 노드는 해당 특정 디바이스에게 비콘 프레임을 수신하여 동기화를 수행하도록 하는 명령을 전송할 수 있다.

도 8은 본 개시에 따른 자원 할당 정보 요소의 예시적인 포맷을 나타내는 도면이다.

센터 노드는 특정 디바이스의 전송 타이밍을 설정 또는 제어하기 위해서, 도 8의 예시와 같은 자원 할당 정보 요소(information element, IE)(800)를 유니캐스트 또는 브로드캐스트 방식으로 전송할 수 있다. 자원 할당 IE(800)를 브로드캐스트 방식으로 전송하는 경우, 예를 들어, 자원 할당 IE(800)는 비콘 프레임에 포함될 수 있다.

자원 할당 IE(800)는 할당 해상도(allocation resolution)(810), 디바이스 식별정보(Device ID)(820), 할당 시작 시간(allocation start time)(830), 할당 크기(allocation size)(840), 비콘 수신 주기(beacon Rx periodicity)(850), 지터 보상(jitter compensation)(860), 제어 메시지 수신 플래그(control message Rx flag)(870) 필드를 포함할 수 있다. 도 8의 자원 할당 IE(800)의 포맷은 예시적인 것이며, 도 8에서 도시하는 필드들의 일부 또는 전부로 구성될 수도 있고, 도 8에서 도시하지 않는 추가적인 필드를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

할당 해상도 필드(810)는 소정의 시간 길이에 해당하는 값을 가질 수 있다. 또한, 자원 할당 IE(800)가 브로드캐스트되는 경우, 할당 해상도 필드(810)는 모든 디바이스들에게 공통으로 적용되는 값으로 설정될 수 있다. 만약 할당 해상도의 값으로서 네트워크에서 미리 정해진 값이 사용되는 경우에는 할당 해상도 필드(810)는 자원 할당 IE(800)에서 생략될 수도 있다.

디바이스 식별정보 필드(820)는 자원 할당 IE(800)에 포함된 설정 정보 또는 제어 정보가 적용될 디바이스를 지시하며, 센터 노드에 등록된 디바이스 고유의 ID 값을 가질 수 있다.

할당 시작 시간 필드(830)는 해당 디바이스의 전송이 허용되는 시작 타이밍을 지시하는 값을 가질 수 있으며, 데이터 전송이 포함되는 무선 프레임의 시작 시점으로부터의 오프셋 값으로 설정될 수 있다. 시작 할당 시작 시간 필드(830)의 값은 할당 해상도 단위로 표현될 수 있다.

할당 크기 필드(840)는 해당 디바이스에게 할당되는 자원의 크기를 지시하는 값을 가질 수 있다. 할당 크기 필드(840)의 값은 할당 해상도 단위로 표현될 수 있다.

비콘 수신 주기 필드(850)는 해당 디바이스가 얼마나 자주 비콘을 수신하여야 하는지를 지시하는 값을 가질 수 있다. 비콘 수신 주기 필드(850)의 값은 무선 프레임의 개수(또는 비콘 인터벌)의 단위로 표현될 수 있다.

지터 보상 필드(860)는 해당 디바이스의 전송 타이밍이 센터 노드의 클럭을 기준으로 설정해 준 기준 타이밍에 비하여 빠르거나 느린 정도를 지시하는 값을 가질 수 있다. 지터 보상 필드(860)의 값이 양(+)의 값 또는 음(-)의 값을 가질 수 있다. 지터 보상 필드(860)의 값은 미리 정해진 단위(예를 들어, 클럭 단위)로 표현될 수 있다.

제어 메시지 수신 플래그 필드(870)는 해당 무선 프레임에서 해당 디바이스에게 전송될 제어 메시지가 존재하는지 여부를 나타내는 값을 가질 수 있다. 만약 비콘 프레임에 포함된 자원 할당 IE(800)의 제어 메시지 수신 플래그 필드(870)의 값이 해당 무선 프레임에서 제어 메시지가 없을 것을 지시하는 경우, 해당 디바이스는 해당 무선 프레임에서 자신의 제어 메시지 전송 구간 또는 데이터 전송 구간을 제외하고는 디바이스의 전력을 최소화(또는 턴 오프)할 수 있다.

도 8과 같은 자원 할당 IE(800)를 이용하면, 디바이스가 매 비콘 프레임을 수신하지 않고도 효율적으로 해당 디바이스의 전송 타이밍을 보정할 수 있다. 또한, 디바이스에 의한 전송 타이밍 보정 동작에 추가적으로, 센터 노드가 디바이스로부터의 수신 타이밍을 고려하여 적응적으로 디바이스의 전송 타이밍을 보정함으로써, 디바이스의 전력 소모를 줄이면서도 보다 효율적으로 디바이스의 전송 타이밍을 보정할 수 있다.

예를 들어, 센터 노드에 등록한 디바이스는 설정된 비콘 수신 주기에 따라서 비콘을 수신하고, 매 비콘 수신 기간에 따른 자신의 클럭 속도 보정 값을 추출하여 로컬 클럭(또는 로컬 타이머)을 보정할 수 있다. 디바이스는 보정된 타이머 값에 기초하여, 비콘 프레임에 포함된 할당 시작 시간 값에 의해서 지시되는 타이밍에서 데이터를 전송할 수 있다.

센터 노드는 해당 디바이스에 대해서 설정한 전송 시작 시간을 자신의 클럭을 기준으로 계산한 기준 수신 타이밍과, 해당 디바이스로부터 실제로 수신된 수신 타이밍을 모니터링 및 비교하여 지터 보상 값을 결정할 수 있다. 또한, 결정된 지터 보상 값에 기초하여 비콘 수신 주기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 지터 보상 값이 큰 경우에는 해당 디바이스가 더 빈번하게 비콘 프레임을 수신하도록 비콘 수신 주기를 짧게 설정할 수 있고, 지터 보상 값이 작은 경우에는 해당 디바이스가 덜 빈번하게 비콘 프레임을 수신하도록 비콘 수신 주기를 길게 설정할 수도 있다. 예를 들어, 센터 노드는 비콘 수신 주기에 대한 디폴트 값(예를 들어, 센터 노드로부터 전송되는 모든 비콘 프레임을 매번 수신하는 경우에 해당하는 값인 1)로부터 시작하여, 해당 디바이스의 지터 보상값의 계산 결과에 기초하여 비콘 수신 주기 값을 증가시키거나 감소시킴으로써, 해당 디바이스의 현재 타이밍 정확도에 적응적으로 비콘 수신 주기(즉, 전력 소모 정도)를 설정하여 줄 수 있다.

이와 같이, 디바이스 자체적인 전송 타이밍 보정 방안(즉, 도 8과 같은 자원 할당 IE를 이용하지 않은 보정)에 추가적으로, 센터 노드에 의해 제공되는 제어 정보(즉, 도 8과 같은 자원 할당 IE)에 기초한 디바이스 전송 타이밍 보정 방안을 적용함으로써, 디바이스의 전력 소모를 줄이면서도 해당 디바이스에게 가장 적절한 동기화(즉, 전송 타이밍 보정)를 제공할 수 있다.

도 9는 본 개시에 따른 디바이스 전송 타이밍 보정 방안을 설명하기 위한 도면이다.

도 9의 예시에서 센터 노드는 매 무선 프레임(900)의 시작 타이밍에서 비콘 프레임을 브로드캐스트할 수 있다.

도 9의 예시에서 디바이스는 센터 노드로부터의 비콘 프레임(910)을 수신하여, 등록 요청 메시지를 전송하고 등록 응답 메시지를 수신하는 등의 등록 과정을 수행하고, 센터 노드로부터의 비콘 프레임(915)을 통하여 데이터 전송을 위한 제어 정보를 수신한 것으로 가정한다.

또한, 센터 노드는 디바이스에게 데이터 전송을 위한 제어 정보를 제공한 후에, 해당 디바이스로부터의 데이터가 수신되는지를 계속하여 모니터링할 수 있다.

디바이스는 센터 노드로부터 브로드캐스트되는 다수의 비콘 프레임(910, 915 등)을 수신하고, 다수의 비콘 프레임의 수신 간격 등에 기초하여 자신의 로컬 클럭(또는 로컬 타이머)을 보정할 수 있다.

예를 들어, 디바이스는 미리 알고 있는 비콘 인터벌에 기초하여 자신의 로컬 클럭 기준으로 다음 비콘 프레임 수신 예상 타이밍을 계산할 수 있고, 실제로 비콘 프레임이 수신된 타이밍과 비교하여, 자신의 로컬 클럭을 보정할 수 있다. 실제로 수신하는 비콘 프레임의 개수가 많을수록 디바이스의 로컬 클럭의 정확도는 높아질 수 있다.

여기서, 다수의 비콘 프레임(910, 915)에 대한 임계치가 설정될 수 있다. 즉, 디바이스가 자신의 로컬 클럭을 보정하기 위해서 필요한 비콘 프레임의 개수가 설정되고, 해당 개수 이상의 비콘 프레임을 수신할 때까지는 매 비콘 인터벌마다 비콘 프레임을 수신할 수 있다.

디바이스는 센터 노드로부터 제공 받은 데이터 전송 제어 정보에서 지시하는 할당 시작 시간(922)을, 자신의 로컬 클럭에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 로컬 클럭을 기준으로 할당 시작 시간이 무선 프레임 시작 타이밍으로부터 몇 개의 단위의 클럭 이후인지를 계산할 수 있다. 이에 따라, 디바이스는 로컬 클럭 기반으로 결정된 전송 타이밍(920)에서 데이터를 센터 노드로 전송할 수 있다.

또한, 다음 무선 프레임에서의 데이터 전송의 타이밍은, 이전 무선 프레임에서의 전송 타이밍(920) 및 전송 인터벌(924)에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 전송 인터벌(924)은 디바이스의 로컬 클럭 기반으로 결정될 수 있다.

이와 같이, 디바이스는 다음 비콘 수신 주기(926)가 도래하기까지는 추가적인 비콘 프레임을 수신하지 않고 전력 소모를 줄이면서, 디바이스 자체적으로 보정된 로컬 클럭에 기초하여 후속하는 전송 타이밍을 결정하고, 각각의 전송 타이밍에서 데이터를 센터 노드로 전송할 수 있다.

전술한 바와 같은 과정은 디바이스-주도(device-initiated) 전송 타이밍 보정(즉, 도 8과 같은 자원 할당 IE를 이용하지 않은 디바이스 자체적인 전송 타이밍 보정)이라고 할 수 있다.

센터 노드는 데이터 전송 제어 정보가 제공된 디바이스로부터의 데이터 수신을 모니터링하는 중에, 해당 디바이스로부터 데이터를 수신할 수 있다(930). 여기서, 센터 노드는 해당 디바이스에게 설정하여 준 전송 타이밍(예를 들어, 무선 프레임 시작 타이밍으로부터 소정의 오프셋으로 정의되는 할당 시작 시간)을 센터 노드의 클럭을 기준으로 계산하고, 이에 따라 해당 디바이스로부터의 수신 기준 타이밍을 결정할 수 있다.

센터 노드는, 디바이스로부터의 실제 데이터 수신 타이밍(930)에 대한 타임 스탬프를 결정하고, 센터 노드의 클럭을 기준으로 예측한 수신 기준 타이밍과 비교할 수 있다.

또한 디바이스로부터의 최초 수신 타이밍(930)에 후속하는 수신 타이밍에 대해서도 센터 노드가 예측한 수신 기준 타이밍과 비교할 수 있다.

이러한 비교 결과에 기초하여, 센터 노드는 지터 보상 및 비콘 수신 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 지터 보상 값이 큰 경우에는 해당 디바이스가 더 빈번하게 비콘 프레임을 수신하도록 비콘 수신 주기를 짧게 설정할 수 있고, 지터 보상 값이 작은 경우에는 해당 디바이스가 덜 빈번하게 비콘 프레임을 수신하도록 비콘 수신 주기를 길게 설정할 수도 있다.

센터 노드는 디바이스의 비콘 수신 주기(926)에 따라서 다음에 디바이스가 비콘 프레임을 수신하는 타이밍에서, 비콘 프레임에 자원 할당 IE(940)를 포함시켜 전송할 수 있다.

이에 따라, 디바이스는 비콘 프레임(945)을 수신하고, 자원 할당 IE에 포함된 디바이스의 식별정보, 할당 시작 시간, 지터 보상, 비콘 수신 주기 등을 확인하고, 이에 기초하여 디바이스의 전송 타이밍에 대한 보정을 수행할 수 있다.

예를 들어, 자원 할당 IE에 포함된 지터 보상 정보 및 할당 시작 시간 정보에 기초하여 다음 데이터 전송(950)을 위한 할당 시작 시간(952)을 결정(또는 변경)할 수 있고, 후속하는 데이터 전송을 위한 전송 인터벌(954)을 결정(또는 변경)할 수 있다. 또한, 자원 할당 IE에 포함된 비콘 수신 주기 정보에 기초하여, 다음 비콘 수신까지의 간격(956)을 결정(또는 변경)할 수 있다.

전술한 바와 같은 과정은 센터 노드-주도(center node-initiated) 디바이스 전송 타이밍 보정(즉, 도 8과 같은 자원 할당 IE에 기초한 디바이스 전송 타이밍 보정)이라고 할 수 있다.

도 10은 본 개시에 따른 디바이스의 전력 절감 동작을 나타내는 도면이다.

도 10의 예시는 도 9의 디바이스의 동작의 세부적인 사항을 설명하기 위한 것이다. 즉, 도 10의 예시는 도 9에서 디바이스가 데이터를 전송하는 첫 번째 및 두 번째 무선 프레임에서의 동작을 나타낸다.

디바이스는 센터 노드로부터 제공된 제어 정보에 기초하여 데이터 전송 타이밍(920)을 결정하면, 해당 시점까지 전력 절감 모드(power saving mode) 또는 슬립 모드로 동작할 수 있다(1010). 그리고, 전송 타이밍이 되면 깨어나서 데이터를 센터 노드로 전송할 수 있다(1020). 데이터 전송이 완료되면 디바이스는 다시 전력 절감 모드로 동작할 수 있다(1030). 즉, 이전 전송(920)을 마친 후에 이전 전송 타이밍으로부터 전송 인터벌 사이의 시간 동안(1030)에 디바이스는 비콘 프레임을 수신할 필요 없이 전력 소모를 최소화할 수 있다. 그리고, 다음 전송 타이밍이 되면 깨어나서 데이터를 센터 노드로 전송할 수 있다(1040). 데이터 전송이 완료되면 디바이스는 비콘 프레임을 수신할 필요 없이 다음 전송 타이밍까지 전력 절감 모드로 동작할 수 있다(1050).

도 11은 본 개시에 따른 디바이스의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

단계 S1110에서 디바이스는 데이터 전송 제어 정보를 센터 노드로부터 획득할 수 있다.

단계 S1120에서 디바이스는 센터 노드로부터 비콘 프레임을 수신할 수 있다.

단계 S1130에서 디바이스는 수신된 비콘 프레임에 자원 할당 IE가 포함되어 있는지 여부를 결정할 수 있다.

만약 수신된 비콘 프레임에 자원 할당 IE가 포함되어 있는 경우에는, 단계 S1140에서 디바이스는 수신된 자원 할당 IE에 기초하여 센터 노드-주도 디바이스 전송 타이밍 보정을 수행하고, 이에 따라 단계 S1150에서 전송 타이밍을 결정할 수 있다.

만약 수신된 비콘 프레임에 자원 할당 IE가 포함되어 있지 않은 경우에는, 단계 S1132에서 디바이스-주도 디바이스 전송 타이밍 보정을 수행할 수 있다.

예를 들어, 디바이스는 미리 알고 있는 비콘 인터벌에 기초하여 자신의 로컬 클럭 기준으로 다음 비콘 프레임 수신 예상 타이밍을 계산할 수 있고, 실제로 비콘 프레임이 수신된 타이밍과 비교하여, 자신의 로컬 클럭을 보정할 수 있다. 실제로 수신하는 비콘 프레임의 개수가 많을수록 디바이스의 로컬 클럭의 정확도는 높아질 수 있다.

단계 S1134에서 수신된 비콘 프레임의 개수가 임계치 미만인 경우에는 단계 S1120으로 돌아가서 추가적인 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 단계 S1134에서 수신된 비콘 프레임의 개수가 임계치 이상인 경우에는 단계 S1150으로 진행하여 전송 타이밍을 결정할 수 있다. 즉, 디바이스는 임계치에 의해서 설정되는 소정의 개수의 비콘 프레임에 기초하여 디바이스-주도 전송 타이밍 보정을 수행할 수 있다.

전송 타이밍이 결정된 후에, 디바이스는 단계 S1160에서 전송 타이밍이 도래할 때까지 전력 절감 모드로 동작할 수 있다.

단계 S1170에서 디바이스는 전송 타이밍이 도래하였는지 여부를 판정할 수 있다. 전송 타이밍인 경우, 단계 S1180에서 디바이스는 데이터를 전송하고, 다시 단계 S1160으로 돌아와서 전력 절감 모드로 동작할 수 있다.

단계 S1170에서 전송 타이밍이 도래하지 않은 경우에는, 단계 S1172에서 디바이스는 비콘 수신 주기가 도래하였는지 여부를 판정할 수 있다. 만약 비콘 수신 주기가 도래한 경우에는 단계 S1120으로 돌아가서 디바이스는 추가적인 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 만약 비콘 수신 주기가 도래하지 않은 경우에는, 단계 S1160으로 돌아가서 디바이스는 다음 전송 타이밍까지 전력 절감 모드로 동작할 수 있다.

도 12는 본 개시에 따른 센터 노드의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

단계 S1210에서 센터 노드는 데이터 전송 제어 정보를 디바이스에게 제공할 수 있다.

단계 S1220에서 센터 노드는 디바이스에게 제공한 데이터 전송 제어 정보에 기초하여, 센터 노드의 클럭에 기초하여 수신 기준 타이밍을 계산할 수 있다.

단계 S1230에서 센터 노드는 디바이스로부터의 데이터 수신을 모니터링할 수 있다.

단계 S1240에서 센터 노드는 해당 디바이스로부터 데이터가 수신되는지 여부를 판정할 수 있다. 만약 데이터가 수신되지 않은 경우에는 단계 S1230에서 계속하여 데이터 수신을 모니터링할 수 있다.

단계 S1250에서 센터 노드는 디바이스로부터 실제로 데이터가 수신된 데이터 수신 타이밍에 대한 타임 스탬프를 결정할 수 있다.

단계 S1260에서 센터 노드는 수신 기준 타이밍과 타임 스탬프(즉, 실제로 데이터가 수신된 타이밍)을 비교할 수 있다.

단계 S1270에서 센터 노드는 비교 결과에 기초하여 조절된 디바이스의 지터 보상 값, 디바이스의 비콘 수신 주기 등의 제어 정보를 포함하는 자원 할당 IE를 생성할 수 있다.

단계 S1280에서 센터 노드는 자원 할당 IE를 포함하는 비콘 프레임을, 해당 디바이스의 다음 비콘 수신 주기에 맞춰서 전송할 수 있다.

센터 노드는 다시 단계 S1230으로 돌아가서 디바이스로부터 수신되는 데이터(즉, 센터 노드에 의해서 보정된 디바이스 전송 타이밍에 따라서 디바이스에 의해 전송되는 데이터)를 모니터링할 수 있다.

도 13은 본 개시에 따른 디바이스의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

디바이스(1300)는 송수신기(1310), 메모리(1320) 및 프로세서(1330)를 포함할 수 있다. 이러한 디바이스(1300)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 디바이스(1300)의 동작에 필요한 제어 정보, 데이터, 계산 결과 등을 저장할 수 있다.

프로세서(1330)는 디바이스(1300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(1330)는 전송 타이밍 결정부(1332), 전송 타이밍 보정부(1334), 동작 모드 결정부(1336)를 포함할 수 있다.

전송 타이밍 결정부(1332)는 센터 노드에 의해서 설정된 데이터 전송 제어 정보 또는 자원 할당 IE 등에 기초하여, 자신의 로컬 클럭을 기준으로 전송 타이밍을 결정할 수 있다.

전송 타이밍 보정부(1334)는, 센터 노드로부터 수신되는 다수의 비콘 프레임의 각각에 기초하여 자신의 로컬 클럭을 보정할 수 있다. 예를 들어, 비콘 프레임 수신 예상 타이밍과, 비콘 프레임이 실제로 송수신기(1310)를 통하여 수신되는 타이밍을 비교하여 자신의 로컬 클럭을 보정할 수 있다. 또한, 전송 타이밍 보정부(1334)는 센터 노드에 의해서 설정되는 자원 할당 IE에 포함된 디바이스 전송 타이밍 제어 정보(예를 들어, 지터 보상, 비콘 수신 주기 등)에 기초하여, 자신의 로컬 클럭을 보정할 수 있다.

동작 모드 결정부(1336)는, 디바이스가 전송할 데이터 또는 제어 정보가 없거나 수신할 비콘 프레임 또는 제어 정보가 없는 경우에 디바이스의 동작 전력을 최소화하는 전력 절감 모드 또는 슬립 모드로 동작하고, 디바이스가 전송할 데이터 또는 제어 정보가 발생하거나 비콘 프레임 또는 제어 정보를 수신할 필요가 있는 경우에 깨어나서 전송 동작 모드 또는 수신 동작 모드에 따라서 동작하도록, 디바이스의 동작 모드를 결정할 수 있다.

도 14는 본 개시에 따른 센터 노드 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.

도 14에서 도시하는 바와 같이, 센터 노드 장치(1400)는 송수신기(1410), 메모리(1420) 및 프로세서(1430)를 포함할 수 있다. 이러한 센터 노드 장치(1400)의 구성은 예시적인 것일 뿐, 도 14의 예시로 제한되는 것은 아니며, 도 14의 구성요소들 중 일부 또는 전부를 포함할 수도 있고, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수도 있다.

송수신기(1410)는 제어 정보, 데이터 패킷 등을 다른 장치로 전송하거나, 다른 장치로부터 제어 정보, 데이터 패킷 등을 수신할 수 있다.

메모리(1420)는 센터 노드 장치(1400)의 동작에 필요한 제어 정보, 데이터, 계산 결과 등을 저장할 수 있다.

프로세서(1430)는 센터 노드 장치(1400)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(1430)는 수신 기준 타이밍 계산부(1432), 수신 타이밍 결정부(1434), 디바이스 전송 타이밍 제어 정보 생성부(1436)를 포함할 수 있다.

수신 기준 타이밍 계산부(1432)는 디바이스에게 제공된 데이터 전송 제어 정보 또는 자원 할당 IE 등에 기초하여 디바이스로부터 전송된 데이터가 수신될 타이밍을 센터 노드의 클럭에 기초하여 계산할 수 있다.

수신 타이밍 결정부(1434)는 디바이스로부터 실제로 송수신기(1410)를 통하여 수신되는 데이터의 수신 타이밍에 대한 타임 스탬프를 생성할 수 있다.

디바이스 전송 타이밍 제어 정보 생성부(1436)는, 수신 기준 타이밍과, 실제 수신 타이밍에 대한 타임 스탬프를 비교하여, 해당 디바이스의 전송 타이밍을 제어하는 정보(예를 들어, 지터 보상, 비콘 수신 주기 등)를 생성할 수 있다. 생성된 디바이스 전송 타이밍 제어 정보는 송수신기(1410)를 통하여 디바이스에게 전송될 수 있다.

전술한 본 개시의 다양한 예시들에 따르면, 무선 센서 네트워크에서 센서 디바이스의 정확한 데이터 전송 타이밍을 보장하면서도 전력 소모를 크게 감소시킬 수 있다. 이를 위하여, 디바이스-주도 방식 및 센터 노드-주도 방식의 전송 타이밍 보정 방안을 적용함으로써, 보다 정확하고 효율적으로 송수신 동기화를 수행할 수 있다. 구체적으로, 송수신 과정 중에 동적으로 발생하는 송수신 갭을 고려하여, 센터 노드의 타임 스탬핑 및 지터 계산에 기초한 적응적인 갱신 정보를 제공할 수 있다.

본 개시의 예시들에 따라서, 고정 전송률을 가지는 센서 애플리케이션에 대해 동기 및 제어 신호를 최소화함으로써, 디바이스 전력 효율성을 2배 이상 개선할 수 있다. 또한, 본 개시의 예시들은 커스텀(Custom) 디바이스뿐만 아니라 상용 무선 트랜시버에 직접 적용됨으로써 전력 효율성을 높일 수 있는 범용성을 가진다.

전술한 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
500 기본 전력
510 비콘 프레임 수신 전력
520 제어 메시지 전송 전력
530 제어 메시지 수신 전력
540 데이터 전송 전력
600 무선 프레임
610 비콘 프레임 전송 타이밍
620 기준 타이밍
630 데이터 전송 타이밍
635 전송 인터벌
640 수신 기준 타이밍
645 실제 수신 타이밍과의 차이
650 비콘 프레임 수신 타이밍
660 데이터 전송 타이밍
670 수신 타이밍
700 클럭 해상도
710 제 1 수신 데이터
720 제 2 수신 데이터
730 갭
740 제 1 디바이스의 클럭 드리프트
750 제 2 디바이스의 클럭 드리프트
760 충돌
800 자원 할당 정보 요소
810 할당 해상도
820 디바이스 식별 정보
830 할당 시작 시간
840 할당 크기
850 비콘 수신 주기
860 지터 보상
870 제어 메시지 수신 플래그
900 무선 프레임
910, 915 비콘 프레임
920 전송 타이밍
922 할당 시작 시간
924 전송 인터벌
926 비콘 수신 주기
930 데이터 수신 타이밍
940 자원 할당 정보 요소
945 자원 할당 정보 요소를 포함하는 비콘 프레임
950 보정된 데이터 전송 타이밍
952 보정된 할당 시작 시간
954 보정된 전송 인터벌
956 보정된 비콘 수신 주기
1010, 1030, 1050 전력 절감 동작 모드
1020, 1040 전송 동작 모드
1300 디바이스
1310 송수신기
1320 메모리
1330 프로세서
1332 전송 타이밍 결정부
1334 전송 타이밍 보정부
1336 동작 모드 결정부
1400 센터 노드 장치
1410 송수신기
1420 메모리
1430 프로세서
1432 수신 기준 타이밍 계산부
1434 수신 타이밍 결정부
1436 디바이스 전송 타이밍 제어 정보 생성부

Claims (20)

1. 무선 통신 시스템에서 디바이스가 전송을 수행하는 방법에 있어서,
   상기 디바이스에 의해 결정된 전송 타이밍에 기초하여 센터 노드로 제 1 데이터를 전송하는 단계;
   상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 상기 센터 노드에 의해서 결정된 자원 할당 정보 요소를 수신하는 단계;
   상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 상기 전송 타이밍을 보정하는 단계; 및
   보정된 전송 타이밍에 기초하여 제 2 데이터를 전송하는 단계를 포함하는, 전송 수행 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 데이터를 전송한 후 전력 절감 모드로 동작하는,
   전송 수행 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 2 데이터를 전송한 후 전력 절감 모드로 동작하다가, 제 3 데이터 전송 타이밍에 깨어나는,
   전송 수행 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 2 데이터 및 상기 제 3 데이터는 서로 다른 무선 프레임에서 전송되는,
   전송 수행 방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 디바이스에 의해 결정된 전송 타이밍은, 복수의 비콘 프레임의 수신 간격에 기초하여 상기 디바이스의 로컬 클럭을 보정함으로써 결정되는,
   전송 수행 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   미리 정의된 개수 이상의 상기 복수의 비콘 프레임을 수신할 때까지, 상기 디바이스의 로컬 클럭을 보정하는,
   전송 수행 방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 데이터 전송 후에, 비콘 수신 주기에 따라 비콘 프레임을 수신하는,
   전송 수행 방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 자원 할당 정보 요소는 비콘 프레임에 포함되는,
   전송 수행 방법.
   
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 자원 할당 정보 요소는,
   할당 해상도, 디바이스 식별정보, 할당 시작 시간, 할당 크기, 비콘 수신 주기, 지터 보상, 또는 제어 메시지 수신 플래그 중의 하나 이상을 포함하는,
   전송 수행 방법.
   
10. 무선 통신 시스템에서 전송을 수행하는 장치에 있어서,
    송수신기;
    메모리; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 장치에 의해 결정된 전송 타이밍에 기초하여 센터 노드로 제 1 데이터를 상기 송수신기를 통하여 전송하고;
    상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 상기 센터 노드에 의해서 결정된 자원 할당 정보 요소를 상기 송수신기를 통하여 수신하고;
    상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 상기 전송 타이밍을 보정하고;
    보정된 전송 타이밍에 기초하여 제 2 데이터를 상기 송수신기를 통하여 전송하도록 설정되는, 전송 수행 장치.
    
11. 무선 통신 시스템에서 센터 노드가 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    디바이스로부터 수신될 데이터를 모니터링하는 단계;
    상기 디바이스로부터 제 1 데이터를 수신하는 단계;
    상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 자원 할당 정보 요소를 생성하는 단계;
    상기 자원 할당 정보 요소를 상기 디바이스로 전송하는 단계; 및
    상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 보정된 전송 타이밍에서, 상기 디바이스로부터 제 2 데이터를 수신하는 단계를 포함하는,
    데이터 수신 방법.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 모니터링하는 단계는,
    상기 디바이스로부터 데이터가 수신될 수신 기준 타이밍을 계산하는 것을 포함하는,
    데이터 수신 방법.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터가 실제로 수신된 타이밍에 대한 타임 스탬프를 생성하는 단계를 더 포함하는,
    데이터 수신 방법.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수신 기준 타이밍과 상기 타임 스탬프의 비교 결과에 기초하여, 상기 자원 할당 정보 요소를 생성하는,
    데이터 수신 방법.
    
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터는, 상기 디바이스에 의해 결정된 전송 타이밍에 기초하여 상기 디바이스로부터 전송되는,
    데이터 수신 방법.
    
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 디바이스는,
    상기 제 2 데이터를 전송한 후 전력 절감 모드로 동작하다가, 제 3 데이터 전송 타이밍에 깨어나는,
    데이터 수신 방법.
    
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 데이터 및 상기 제 3 데이터는 서로 다른 무선 프레임에서 전송되는,
    데이터 수신 방법.
    
18. 제 11 항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보 요소는 비콘 프레임에 포함되는,
    데이터 수신 방법.
    
19. 제 11 항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보 요소는,
    할당 해상도, 디바이스 식별정보, 할당 시작 시간, 할당 크기, 비콘 수신 주기, 지터 보상, 또는 제어 메시지 수신 플래그 중의 하나 이상을 포함하는,
    데이터 수신 방법.
    
20. 무선 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 센터 노드 장치에 있어서,
    송수신기;
    메모리;
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    디바이스로부터 상기 송수신기를 통하여 수신될 데이터를 모니터링하고;
    상기 디바이스로부터 제 1 데이터를 상기 송수신기를 통하여 수신하고;
    상기 제 1 데이터 수신 타이밍에 기초하여 자원 할당 정보 요소를 생성하고;
    상기 자원 할당 정보 요소를 상기 디바이스로 상기 송수신기를 통하여 전송하고;
    상기 자원 할당 정보 요소에 기초하여 보정된 전송 타이밍에서, 상기 디바이스로부터 제 2 데이터를 상기 송수신기를 통하여 수신하도록 설정되는,
    센터 노드 장치.

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