KR20210103193A

KR20210103193A - Method of communicating between heterogeneous communication apparatuses and apparatuses performing the same

Info

Publication number: KR20210103193A
Application number: KR1020200017620A
Authority: KR
Inventors: 오지수; 김승구; 김연주; 모형근
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2021-08-23
Also published as: KR102320395B1

Abstract

Disclosed are a communication method between heterogeneous communication devices and devices performing the same. According to an embodiment of the present invention, a heterogeneous wireless communication method includes the steps of: modulating, by a first communication device of a first wireless communication method, an input symbol to be transmitted to a second communication device of a second wireless communication method; generating beacon frames in which information of the modulated input symbol is reflected; and broadcasting the beacon frames. The present invention provides a technique for smoothly performing communication between heterogeneous communication devices through the modulated beacon frame.

Description

Communication method between heterogeneous communication devices and devices performing the same

아래 실시예들은 이기종 통신 장치들 간의 통신 방법 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.The following embodiments relate to a communication method between heterogeneous communication devices and devices for performing the same.

사물 인터넷(internet of things; IoT)은 인터넷에 연결된 장치의 생태계를 의미한다. 사물 인터넷은 업계에서 많은 관심을 끌었으며 스마트 시티, 스마트 홈, 스마트 팩토리, 스마트 운송 및 스마트 팜과 같은 유망한 새로운 서비스를 제공했다. IoT의 개념은 인터넷을 통해 모든 이기종 전자 물체를 연결하는 것이다. 따라서, 가까운 시일 내에는 통신 기기의 수가 크게 증가할 것으로 예상된다.The Internet of things (IoT) refers to an ecosystem of devices connected to the Internet. The Internet of Things has attracted a lot of attention in the industry and has provided promising new services such as smart cities, smart homes, smart factories, smart transportation and smart farms. The concept of IoT is to connect all disparate electronic objects via the Internet. Accordingly, it is expected that the number of communication devices will increase significantly in the near future.

많은 무선 통신 기기는 제한된 주파수 스펙트럼을 공유한다. Wi-Fi, Bluetooth, BLE, ZigBee 등 2.4 GHz 산업, 과학 및 의료(ISM) 대역을 활용한 무선 통신 기술은 중복 주파수를 공유하는 기술의 예이다. 그러나, 이기종의 무선 통신 기기들은 물리적 계층의 차이 때문에 서로 직접 통신을 할 수 없다.Many wireless communication devices share a limited frequency spectrum. Wireless communication technologies utilizing the 2.4 GHz industrial, scientific and medical (ISM) band, such as Wi-Fi, Bluetooth, BLE, and ZigBee, are examples of technologies that share overlapping frequencies. However, heterogeneous wireless communication devices cannot directly communicate with each other due to a difference in physical layer.

multi-radio gateway는 이기종 통신 기기들이 서로 통신할 수 있게 해주지만 추가 하드웨어 비용과 오버헤드를 발생시킨다. 또한, multi-radio gateway는 활용도, 서비스 품질 및 에너지 효율성 측면에서 네트워크 품질을 저하시킨다.A multi-radio gateway enables heterogeneous communication devices to communicate with each other, but incurs additional hardware cost and overhead. In addition, multi-radio gateway degrades network quality in terms of utilization, service quality and energy efficiency.

Cross-technology Communication(CTC)은 멀티 라디오 게이트웨이를 사용하지 않은 이기종 통신 기술 간의 통신에 대한 새로운 접근 방식이다. CTC는 멀티 라디오 게이트웨이에 비해 하드웨어 비용을 줄이고 오버 헤드를 제어할 수 있다. 또한, 일부 애플리케이션은 최적화된 채널 활용, 에너지 소비 및 링크 신뢰성의 이점을 얻을 수 있다. 다만, CTC 기술은 기존 프레임에 중복성을 추가해야 하고, 하드웨어 수정이 필요하고, 레거시 Wi-Fi AP 호환되지 않고, RSS(Received Signal Strength)에 지속적으로 업데이트해야 하는 문제점이 있다. 또한, CTC 기술은 물리적 레벨 에뮬레이션을 위해 주파수 스펙트럼을 낭비하고, 수신기에서 비교적 높은 듀티 사이클을 가지며 높은 듀티 사이클로 인해 배터리 소모가 큰 문제점이 있다.Cross-technology Communication (CTC) is a new approach to communication between heterogeneous communication technologies that does not use a multi-radio gateway. Compared to multi-radio gateways, CTC can reduce hardware costs and control overhead. Additionally, some applications may benefit from optimized channel utilization, energy consumption and link reliability. However, the CTC technology has problems in that redundancy must be added to the existing frame, hardware modification is required, legacy Wi-Fi AP is not compatible, and Received Signal Strength (RSS) must be continuously updated. In addition, the CTC technology wastes a frequency spectrum for physical level emulation, has a relatively high duty cycle in the receiver, and has a problem in that battery consumption is large due to the high duty cycle.

실시예들은 이기종 통신 장치로 전송할 입력 심볼의 정보에 기초하여 비콘 프레임(또는 비콘 신호)의 신호 세기(또는 전송 전력) 또는 신호 길이를 변조함으로써, 변조된 비콘 프레임을 통해 이기종 통신 장치들의 통신이 원활하게 수행되게 하는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments provide smooth communication of heterogeneous communication devices through the modulated beacon frame by modulating the signal strength (or transmission power) or signal length of a beacon frame (or beacon signal) based on information of an input symbol to be transmitted to the heterogeneous communication device. We can provide technology that makes it work.

일 실시예에 따른 이기종 무선 통신 방법은 제1 무선 통신 방식의 제1 통신 장치가 제2 무선 통신 방식의 제2 통신 장치에게 전송할 입력 심볼을 변조하는 단계와, 변조된 입력 심볼의 정보가 반영된 비콘 프레임들을 생성하는 단계와, 상기 비콘 프레임들을 브로드 캐스팅하는 단계를 포함한다.A heterogeneous wireless communication method according to an embodiment comprises the steps of: modulating, by a first communication device of a first wireless communication method, an input symbol to be transmitted to a second communication device of a second wireless communication method; and a beacon reflecting information of the modulated input symbol generating frames and broadcasting the beacon frames.

상기 생성하는 단계는 상기 변조된 입력 심볼의 정보에 기초하여 상기 비콘 프레임들의 전송 전력 레벨이 상이하도록 상기 비콘 프레임들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating may include generating the beacon frames so that the transmit power levels of the beacon frames are different based on the information of the modulated input symbol.

상기 전송 전력 레벨은 제1 비트 값에 할당되는 제1 전송 전력 레벨 및 제2 비트 값에 할당되는 제2 전송 전력 레벨을 포함할 수 있다.The transmit power level may include a first transmit power level assigned to a first bit value and a second transmit power level assigned to a second bit value.

상기 생성하는 단계는 상기 변조된 입력 심볼의 정보에 기초하여 상기 비콘 프레임들의 에너지 버스트 길이를 조절함으로써 상기 비콘 프레임들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating may include generating the beacon frames by adjusting an energy burst length of the beacon frames based on the information of the modulated input symbol.

상기 에너지 버스트 길이를 조절하여 상기 비콘 프레임들을 생성하는 단계는 비콘 프레임 구조의 옵션 필드에 포함된 공급 업체별 IE 필드를 이용하여 상기 에너지 버스트 길이를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.The generating the beacon frames by adjusting the energy burst length may include adjusting the energy burst length using an IE field for each vendor included in the option field of the beacon frame structure.

상기 조절하는 단계는 상기 변조된 입력 심볼의 정보에 기초하여 더미 심볼을 상기 공급 업체별 IE 필드에 추가함으로써 상기 공급 업체별 IE 필드의 길이를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.The adjusting may include adjusting the length of the IE field for each supplier by adding a dummy symbol to the IE field for each supplier based on the information of the modulated input symbol.

상기 브로드 캐스팅하는 단계는 상기 제1 무선 통신 방식으로 상기 비콘 프레임들을 브로드 캐스팅하는 단계를 포함할 수 있다.The broadcasting may include broadcasting the beacon frames in the first wireless communication method.

상기 비콘 프레임들은 IEEE 802.11 비콘 프레임일 수 있다.The beacon frames may be IEEE 802.11 beacon frames.

상기 이기종 무선 통신 방법은 비콘 검출 시간 동안 상기 제2 무선 통신 기술을 이용하여 채널 스캐닝을 수행하는 단계와, 상기 제2 무선 통신 기술로 검출된 비콘 프레임들을 식별하는 단계와, 상기 비콘 검출 시간 이후 연속하는 시간 동안 비콘 프레임을 수신하면서 식별된 비콘 프레임들의 신호 강도 또는 에너지 버스트 시간을 이용하여 상기 변조된 입력 심볼의 정보가 반영된 비콘 프레임들을 분류하는 단계를 더 포함할 수 있다.The heterogeneous wireless communication method includes performing channel scanning using the second wireless communication technology during a beacon detection time, identifying beacon frames detected by the second wireless communication technology, and continuously after the beacon detection time The method may further include classifying beacon frames in which information of the modulated input symbol is reflected by using the signal strength or energy burst time of the identified beacon frames while receiving the beacon frame during the time period.

도 1은 일 실시예에 따른 이기종 무선 통신 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 통신 장치 및 제2 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 통신 장치의 전송 전력 변조 동작을 설명하기 위한 비콘 프레임의 신호 세기 및 RSSI를 나타낸다.
도 4는 비콘 프레임의 데이터 형식을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 5a는 도 1에 도시된 제1 통신 장치의 신호 길이 변조 동작을 설명하기 위한 비콘 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5b는 도 5a에 도시된 옵션 필드의 구조를 나타낸다.
도 6a는 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간의 일 예를 나타낸다.
도 6b는 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간의 다른 예를 나타낸다.
도 6c는 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간의 또 다른 예를 나타낸다.
도 7은 심볼 정보를 나타낸다.
도 8은 도 1에 도시된 제2 통신 장치의 비콘 식별 동작을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 9는 비콘 식별 체계 알고리즘을 나타낸다.
도 10은 도 1에 도시된 제1 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 11은 도 1에 도시된 제2 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.1 is a block diagram of a heterogeneous wireless communication system according to an embodiment.
FIG. 2 shows a schematic block diagram of a first communication device and a second communication device shown in FIG. 1 .
FIG. 3 shows signal strength and RSSI of a beacon frame for explaining a transmission power modulation operation of the first communication device shown in FIG. 1 .
4 shows an example for describing a data format of a beacon frame.
FIG. 5A shows a structure of a beacon frame for explaining a signal length modulation operation of the first communication device shown in FIG. 1 .
5B shows the structure of the option field shown in FIG. 5A.
6A shows an example of an energy burst time of a beacon frame.
6B shows another example of an energy burst time of a beacon frame.
6C shows another example of an energy burst time of a beacon frame.
7 shows symbol information.
FIG. 8 shows an example for explaining a beacon identification operation of the second communication device shown in FIG. 1 .
9 shows a beacon identification scheme algorithm.
FIG. 10 is a schematic block diagram of the first communication device shown in FIG. 1 .
11 is a schematic block diagram of the second communication device shown in FIG. 1 .

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description purposes only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

제1 또는 제2등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 실시예의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one element from another element, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the embodiment, a first element may be named as a second element, and similarly The second component may also be referred to as the first component.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 일 실시예에 따른 이기종 무선 통신 시스템의 블록도를 나타낸다.1 is a block diagram of a heterogeneous wireless communication system according to an embodiment.

이기종 통신 시스템(10)은 특정 주파수 대역을 공유하는 이기종 무선 통신 장치들(100 및 300) 사이에 정보 교환(또는 통신)이 가능한 CTC-CSMA/CA(cross-technology communication based CSMA/CA) 통신 시스템일 수 있다.The heterogeneous communication system 10 is a CTC-CSMA/CA (cross-technology communication based CSMA/CA) communication system capable of information exchange (or communication) between the heterogeneous wireless communication devices 100 and 300 sharing a specific frequency band. can be

이기종 통신 시스템(10)은 제1 통신 장치(100) 및 제2 통신 장치(300)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 통신 장치(100) 및 제2 통신 장치(300)는 서로 다른 통신 방식으로 통신을 수행하고, 특정 주파수 대역을 공유하는 이기종 무선 통신 장치일 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 장치(100) 및 제2 통신 장치(300)는 서로 호환되지 않는 물리 계층을 이용하고, 2.4 GHz 대역의 통신 채널을 공유할 수 있다. 특정 주파수 대역은 2.4 GHz 대역일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The heterogeneous communication system 10 may include a first communication device 100 and a second communication device 300 . In this case, the first communication device 100 and the second communication device 300 may be heterogeneous wireless communication devices that perform communication using different communication methods and share a specific frequency band. For example, the first communication device 100 and the second communication device 300 may use an incompatible physical layer and share a communication channel of a 2.4 GHz band. The specific frequency band may be a 2.4 GHz band, but is not limited thereto.

제1 통신 장치(100)는 제1 무선 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 장치(100)는 제2 통신 장치(300), 및 제1 통신 장치(100) 주변에 위치한 하나 이상의 다른 통신 장치와 통신을 수행할 수 있다. 제1 통신 장치(100) 주변에 위치한 하나 이상의 통신 장치는 제1 무선 통신 방식으로 통신을 수행하며, 제1 통신 장치(100)와 동일하거나 유사한 통신 장치일 수 있다.The first communication device 100 may perform communication in a first wireless communication method. For example, the first communication device 100 may communicate with the second communication device 300 and one or more other communication devices located around the first communication device 100 . One or more communication devices located in the vicinity of the first communication device 100 perform communication in the first wireless communication method, and may be the same or similar communication device as the first communication device 100 .

제1 통신 장치(100)는 Wi-Fi AP등 WLAN(wireless local area network) 기반의 통신 중계 장치일 수 있다. 제1 통신 장치(100) 주변에 위치한 하나 이상의 통신 장치는 Wi-Fi 스테이션(Wi-Fi station, 또는 Wi-Fi 단말) 등 WLAN(wireless local area network) 기반의 통신 장치일 수 있다. 제1 무선 통신 방식은 Wi-Fi 무선 통신 등 WLAN(wireless local area network) 기반의 통신 방식일 수 있다.The first communication device 100 may be a wireless local area network (WLAN)-based communication relay device such as a Wi-Fi AP. One or more communication devices located in the vicinity of the first communication device 100 may be wireless local area network (WLAN)-based communication devices such as a Wi-Fi station (or Wi-Fi terminal). The first wireless communication method may be a wireless local area network (WLAN)-based communication method such as Wi-Fi wireless communication.

제1 통신 장치(100)는 제2 통신 장치(300)로 전송할 입력 심볼의 정보에 기초하여 비콘 프레임(또는 비콘 신호)의 신호 세기(또는 전송 전력) 또는 신호 길이를 변조함으로써, 변조된 비콘 프레임을 통해 이기종 통신 장치들의 통신이 원활하게 수행되게 할 수 있다.The first communication device 100 modulates a signal strength (or transmission power) or a signal length of a beacon frame (or a beacon signal) based on information of an input symbol to be transmitted to the second communication device 300 , and thereby modulates the modulated beacon frame. Through this, communication between heterogeneous communication devices can be smoothly performed.

이를 통해, 제1 통신 장치(100)는 비콘 프레임 송신기 및/또는 수신기에 대한 하드웨어 또는 표준 수정이 필요하지 않고, 기존의 통신 메커니즘에 영향을 미치지 않으면서 추가 기술 비용 없이 CTC 기술을 추가하여 이기종 통신 장치들 간의 무선 통신이 원활하게 수행되게 할 수 있다.Through this, the first communication device 100 does not require hardware or standard modification for the beacon frame transmitter and/or receiver, and adds CTC technology without affecting the existing communication mechanism and without additional technology cost to communicate heterogeneous communication Wireless communication between devices may be smoothly performed.

제1 통신 장치(100)는 IEEE 802.11 비콘 프레임을 사용하여 추가 주파수 스펙트럼을 거의 또는 전혀 사용하지 않아 스펙트럼 낭비가 적고, 상용 제품과의 호환성을 향상시킬 수 있다.The first communication device 100 uses the IEEE 802.11 beacon frame to use little or no additional frequency spectrum, thereby reducing spectrum waste and improving compatibility with commercial products.

제1 통신 장치(100)는 기존의 통신 방법과의 호환성을 고려하여 매체 접근 제어 프로토콜을 설계한다면 실제로 다양한 IoT 어플리케이션에 적용할 수 있다.The first communication device 100 can actually be applied to various IoT applications if the medium access control protocol is designed in consideration of compatibility with the existing communication method.

제2 통신 장치(300)는 제2 무선 통신 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 장치(300)는 제1 통신 장치(100), 및 제2 통신 장치(300) 주변에 위치한 하나 이상의 다른 통신 장치와 통신을 수행할 수 있다. 제2 통신 장치(300) 주변에 위치한 하나 이상의 통신 장치는 제2 무선 통신 방식으로 통신을 수행하며, 제2 통신 장치(300)와 동일하거나 유사한 통신 장치일 수 있다.The second communication device 300 may perform communication using the second wireless communication method. For example, the second communication device 300 may communicate with the first communication device 100 and one or more other communication devices located in the vicinity of the second communication device 300 . One or more communication devices located in the vicinity of the second communication device 300 perform communication in the second wireless communication method, and may be the same or similar communication device as the second communication device 300 .

제2 통신 장치(300)는 지그비(Zigbee), 지그파이(ZigFi) 및 블루투스 등 WPAN(wireless personal area nerwork) 기반의 통신 장치일 수 있다. 제2 무선 통신 방식은 듀티 사이클이 작은 무선 통신 방식으로 Zigbee 통신 방식, ZigFi 통신 방식 및 블루투스 통신 방식 등 WPAN(wireless personal area nerwork) 기반의 통신 방식일 수 있다. 예를 들어, 제2 무선 통신 방식은 IEEE 802.15.4으로, ZigBee, Thread 및 6LoWPAN과 함께 IoT 서비스를 제공하는 데 사용할 수 있는 무선 통신 기술일 수 있다.The second communication device 300 may be a wireless personal area nerwork (WPAN)-based communication device such as Zigbee, ZigFi, and Bluetooth. The second wireless communication method is a wireless communication method having a small duty cycle and may be a wireless personal area nerwork (WPAN)-based communication method such as a Zigbee communication method, a ZigFi communication method, and a Bluetooth communication method. For example, the second wireless communication method is IEEE 802.15.4, which may be a wireless communication technology that can be used to provide IoT services together with ZigBee, Thread, and 6LoWPAN.

제2 통신 장치(300)는 비콘 검출 시간 동안 수신된 비콘 프레임들의 신호 강도(RSSI) 및/또는 신호 길이에 기초하여 제1 통신 장치(100)로부터 전송된 비콘 프레임을 식별함으로써, 비콘 프레임이 의미하는 심볼의 정보를 해석할 수 있다. 이때, 제2 통신 장치(300)는 비콘 간격에 따라 반응할 수 있다.The second communication device 300 identifies the beacon frame transmitted from the first communication device 100 based on the signal strength (RSSI) and/or the signal length of the beacon frames received during the beacon detection time, so that the beacon frame means You can interpret the information of the symbol. In this case, the second communication device 300 may respond according to the beacon interval.

이를 통해, 제2 통신 장치(300)는 낮은 듀티 사이클에서 동작할 수 있어 배터리를 절약할 수 있다.Through this, the second communication device 300 may operate at a low duty cycle, thereby saving a battery.

제2 통신 장치(300)는 비콘 프레임의 신호 강도 및/또는 신호 길이를 이용한 비콘 식별 체계를 통해 비콘 식별 및 비콘 해석시 신호 오류율을 줄여 높은 처리량을 제공할 수 있다.The second communication device 300 may provide high throughput by reducing a signal error rate during beacon identification and beacon analysis through a beacon identification system using a signal strength and/or a signal length of a beacon frame.

이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 통신 장치(100)가 Wi-Fi AP인 송신기이고, 제2 통신 장치(300)가 ZigBee기반 센서 노드인 수신기라고 가정하도록 한다.Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the first communication device 100 is a transmitter that is a Wi-Fi AP, and the second communication device 300 is a receiver that is a ZigBee-based sensor node.

도 2는 도 1에 도시된 제1 통신 장치 및 제2 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.FIG. 2 shows a schematic block diagram of a first communication device and a second communication device shown in FIG. 1 .

제1 통신 장치(100)는 주기적으로(또는 정기적으로) 비콘 프레임(또는 비콘 신호)을 제2 통신 장치(300)에 브로드 캐스팅하기 위해, 제2 통신 장치(300) 및/또는 제1 통신 장치(100) 주변의 다양한 이기종 통신 장치에게 전송할 입력 심볼을 변조할 수 있다.The first communication device 100 periodically (or periodically) broadcasts a beacon frame (or a beacon signal) to the second communication device 300 , the second communication device 300 and/or the first communication device (100) It is possible to modulate an input symbol to be transmitted to various heterogeneous communication devices in the vicinity.

제1 통신 장치(100)는 입력 심볼이 변조될 때 마다 전송할 입력 심볼의 정보에 따라 비콘 프레임의 신호 세기(또는 전송 전력) 또는 신호 길이를 변조하여 변조된 입력 심볼의 정보가 반영된 비콘 프레임들을 생성할 수 있다. 비콘 프레임의 신호 세기를 변조하는 동작은 도 3 및 도 4에서 상세하게 설명하고, 비콘 프레임의 신호 길이를 변조하는 동작은 도 5a 내지 도 7에서 상세하게 설명하도록 한다.The first communication device 100 modulates the signal strength (or transmission power) or signal length of the beacon frame according to the information of the input symbol to be transmitted whenever the input symbol is modulated to generate beacon frames in which the information of the modulated input symbol is reflected. can do. The operation of modulating the signal strength of the beacon frame will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 , and the operation of modulating the signal length of the beacon frame will be described in detail with reference to FIGS. 5A through 7 .

제1 통신 장치(100)는 생성된 비콘 프레임을 제2 통신 장치(300) 및/또는 주변 이기종 통신 장치에 정기적으로 브로드 캐스팅하여 신호가 있음을 알릴 수 있다. 이때, 비콘 프레임은 IEEE 802.11 비콘 프레임으로, 제1 무선 통신 방식으로 브로드 캐스팅될 수 있다. 비콘 간격은 1.204 ms의 시간 단위(TU)로 측정되어 기본 비콘 간격이 100 TU(즉 102.4ms)로 설정될 수 있으나, 제1 통신 장치(100)를 사용하는 사용자에 의해 설정될 수 있다. 변조된 심볼은 IEEE 802.11 표준을 위반하지 않고 일반적인 IEEE 802.11 비콘 프레임에 추가될 수 있다.The first communication device 100 may periodically broadcast the generated beacon frame to the second communication device 300 and/or neighboring heterogeneous communication devices to notify that there is a signal. In this case, the beacon frame is an IEEE 802.11 beacon frame and may be broadcast in the first wireless communication method. The beacon interval is measured in a time unit (TU) of 1.204 ms, so that the basic beacon interval may be set to 100 TUs (ie, 102.4 ms), but may be set by a user using the first communication device 100 . The modulated symbol can be added to a normal IEEE 802.11 beacon frame without violating the IEEE 802.11 standard.

제2 통신 장치(300)는 비콘 수신(또는 비콘 식별) 기간 동안에만 제1 통신 장치(100)로부터 브로드 캐스팅된 비콘 프레임을 수신하여 비콘 프레임을 식별할 수 있다. 이에, 제2 통신 장치(300)는 매우 낮은 듀티 사이클을 유지할 수 있다. 변조된 비콘 신호는 제2 통신 장치(300)에 의해 심볼로 복조될 수 있다.The second communication device 300 may identify the beacon frame by receiving the beacon frame broadcast from the first communication device 100 only during the beacon reception (or beacon identification) period. Accordingly, the second communication device 300 may maintain a very low duty cycle. The modulated beacon signal may be demodulated into symbols by the second communication device 300 .

도 3은 도 1에 도시된 제1 통신 장치의 전송 전력 변조 동작을 설명하기 위한 비콘 프레임의 신호 세기 및 RSSI를 나타내고, 도 4는 비콘 프레임의 데이터 형식을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.FIG. 3 shows a signal strength and RSSI of a beacon frame for explaining a transmission power modulation operation of the first communication device shown in FIG. 1 , and FIG. 4 shows an example for explaining a data format of a beacon frame.

도 3을 참조하면, 이기종 통신 장치들은 서로 다른 통신 기술을 사용하는 경우에 비콘 프레임을 디코딩할 수 없지만, 비콘 프레임의 에너지를 감지할 수 있다. 비콘 프레임의 전송 전력은 비콘 프레임의 수신 신호 강도인 RSSI를 결정하는 제어 가능한 파라미터일 수 있다. 도 3과 같이 비콘 프레임의 전송 전력이 5, 10, 15, 20 및 23 dBm인 경우, 각 전송 전력에 대응하는 비콘 프레임의 RSSI는 각 전송 전력에 따라 상이할 수 있다.Referring to FIG. 3 , heterogeneous communication devices cannot decode a beacon frame when different communication technologies are used, but can sense energy of the beacon frame. The transmit power of the beacon frame may be a controllable parameter that determines the RSSI, which is the received signal strength of the beacon frame. As shown in FIG. 3 , when the transmission power of the beacon frame is 5, 10, 15, 20, and 23 dBm, the RSSI of the beacon frame corresponding to each transmission power may be different according to each transmission power.

제1 통신 장치(100)는 RSSI들 간의 차이가 전송 전력에 따라 분명함을 활용하고, RSSI를 분류하여 비콘 프레임을 변조할 수 있다. 심볼은 비콘 프레임의 비콘 프레임인 펄스 신호의 진폭으로 인코딩될 수 있다. 이에, 제2 통신 장치(300)는 비콘 프레임의 전송 전력의 변화를 통해 심볼의 정보를 식별 및 구별할 수 있다.The first communication device 100 may utilize the clear difference between RSSIs according to transmission power and may modulate the beacon frame by classifying the RSSI. A symbol may be encoded with the amplitude of a pulse signal that is a beacon frame of a beacon frame. Accordingly, the second communication device 300 may identify and distinguish symbol information through a change in the transmission power of the beacon frame.

구체적으로, 제1 통신 장치(100)는 심볼 정보가 비콘 프레임의 전송 전력에 반영되게 변조된 입력 심볼의 정보에 기초하여 비콘 프레임들의 전송 전력 레벨을 조절함으로써, 전송 전력이 상이한 비콘 프레임들을 생성할 수 있다.Specifically, the first communication device 100 generates beacon frames having different transmit powers by adjusting the transmit power level of the beacon frames based on the information of the input symbol modulated so that the symbol information is reflected in the transmit power of the beacon frame. can

제1 통신 장치(100)는 제2 통신 장치(300)에서 수행되는 심볼 해석을 위해서 두 개의 연속 비콘 프레임 사이의 상대적인 전송 전력 레벨을 사용할 수 있다. 전송 전력 레벨은 제1 비트 값에 해당되는 제1 전송 전력 레벨 및 제2 비트 값에 할당되는 제2 전송 전력 레벨을 포함할 수 있다. 제1 비트 값은 0 비트일 수 있다. 제2 비트 값은 1 비트일 수 있다.The first communication device 100 may use a relative transmission power level between two consecutive beacon frames for symbol interpretation performed by the second communication device 300 . The transmit power level may include a first transmit power level corresponding to the first bit value and a second transmit power level assigned to the second bit value. The first bit value may be 0 bits. The second bit value may be 1 bit.

예를 들어, 실제 통신 환경은 항상 이상적인 상태가 아닐 수 있다. 비콘 프레임의 RSSI가 거리, 환경 및 시간의 영향을 많이 받기 때문에 전송 전력 레벨(또는 신호 강도)은 절댓값으로 지정하여 사용될 수 없다.For example, an actual communication environment may not always be ideal. Since the RSSI of the beacon frame is greatly affected by distance, environment, and time, the transmit power level (or signal strength) cannot be used by specifying an absolute value.

제1 통신 장치(100)는 RSSI가 때때로 불안정하다는 특성을 고려하여 RSSI 차이가 환경 영향을 견딜 수 있을 정도로 큰 두 가지 전송 전력 수준만을 사용할 수 있다. 2 개의 전송 전력으로 표시되는 심볼은 1비트, 즉 ‘0’과 ‘1’ 비트일 수 있다.The first communication device 100 may use only two transmission power levels in which the RSSI difference is large enough to withstand environmental influences in consideration of the characteristic that RSSI is sometimes unstable. A symbol represented by two transmit powers may be 1 bit, that is, a '0' and a '1' bit.

제1 통신 장치(100)는 비콘 프레임의 안정적인 전파를 위해서 일반적으로 최대 전송 전력 레벨(Pmax)에서 비콘 프레임을 브로드 캐스팅할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 장치(100)는 비트 “1”을 Pmax에, 비트 “0”을 Pmax보다 낮은 전송 전력 레벨(P0)에 할당할 수 있다. 이에, 제2 통신 장치(100)는 수신되는 비콘 프레임들의 상대적인 신호 강도 차이를 이용하여 각 비콘 프레임이 의미하는 심볼 정보를 해석할 수 있다. 2 개의 수신 비콘 프레임 중에서 첫번째 비콘 프레임의 신호 강도가 더 큰 경우, 제2 통신 장치(100)는 첫번째 비콘 프레임을 1 비트로 해석하고, 두번째 비콘 프레임을 0 비트로 해석할 수 있다.The first communication device 100 may generally broadcast the beacon frame at the maximum transmission power level (Pmax) for stable propagation of the beacon frame. For example, the first communication device 100 may allocate bit “1” to Pmax and bit “0” to a transmission power level P0 lower than Pmax. Accordingly, the second communication device 100 may interpret the symbol information meant by each beacon frame by using the relative signal strength difference between the received beacon frames. When the signal strength of the first beacon frame is greater among the two received beacon frames, the second communication device 100 may interpret the first beacon frame as 1 bit and the second beacon frame as 0 bits.

P0에서 비콘 프레임이 전송되는 경우, 제1 통신 장치(100)로부터 멀리 떨어진 스테이션은 스캐닝 단계 동안 비콘 프레임을 수집하지 못할 수 있다. 그러나, 스캔 지속 시간은 일반적으로 비콘 간격보다 훨씬 길고 반복되므로 중요한 문제를 일으키지 않는다.When the beacon frame is transmitted at P0, the station far away from the first communication device 100 may not be able to collect the beacon frame during the scanning step. However, the scan duration is usually much longer and repeating than the beacon interval, so it does not pose a significant problem.

도 4를 참조하면, 비콘 프레임의 데이터 형식은 UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 직렬 통신과 유사하게 시작 비트, 데이터 비트 및 정지 비트로 구성될 수 있다. 시작 비트는 ‘0’ 비트이고, 정지 비트는 ‘1’ 비트일 수 있다. 제1 통신 장치(100)는 두 가지 비트 값에 따라 각 비콘 프레임의 전송 전력 레벨을 조정할 수 있다.Referring to FIG. 4 , a data format of a beacon frame may include a start bit, a data bit, and a stop bit similar to UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) serial communication. The start bit may be a '0' bit, and the stop bit may be a '1' bit. The first communication device 100 may adjust the transmission power level of each beacon frame according to two bit values.

제2 통신 장치(300)는 시작 비트를 검출하여 비콘 프레임을 심볼 데이터로써 디코딩할 수 있다. 제2 통신 장치(300)는 비콘 프레임의 신호 강도를 주기적으로 모니터링하여 감지된 RSSI에 기초하여 비트 값을 결정할 수 있다. 이때, 제2 통신 장치(300)는 RSSI들 간의 상대적인 차이에 기초하여 비트 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 장치(300)는 유휴 상태에서 검출된 RSSI가 RSSI의 특정 값보다 작은 경우, ‘0’ 비트 즉, 시작 비트로 간주할 수 있다.The second communication device 300 may decode the beacon frame as symbol data by detecting the start bit. The second communication device 300 may periodically monitor the signal strength of the beacon frame and determine the bit value based on the sensed RSSI. In this case, the second communication device 300 may determine a bit value based on a relative difference between RSSIs. For example, when the RSSI detected in the idle state is smaller than a specific value of the RSSI, the second communication device 300 may consider the '0' bit, that is, the start bit.

도 5a는 도 1에 도시된 제1 통신 장치의 신호 길이 변조 동작을 설명하기 위한 비콘 프레임의 구조를 나타내고, 도 5b는 도 5a에 도시된 옵션 필드의 구조를 나타낸다.FIG. 5A shows the structure of a beacon frame for explaining the signal length modulation operation of the first communication device shown in FIG. 1, and FIG. 5B shows the structure of the option field shown in FIG. 5A.

동일한 통신 방식을 사용하는 통신 장치들은 송수신되는 비콘 프레임의 신호 길이(또는 심볼의 길이)를 알 수 있다. 하지만 이기종 통신 장치들은 비콘 프레임의 신호 길이를 알 수 없지만, 신호 길이에 따른 에너지를 감지할 수 있다. 이때, 비콘 프레임의 신호 길이는 통신 조건의 영향을 거의 받지 않을 수 있다. 이에, 비콘 프레임의 신호 길이를 이용하는 이기종 통신 방법은 모든 통신 조건에서 강력한 솔루션일 수 있다.Communication devices using the same communication method may know the signal length (or symbol length) of the transmitted and received beacon frame. However, heterogeneous communication devices cannot know the signal length of the beacon frame, but can detect energy according to the signal length. In this case, the signal length of the beacon frame may be hardly affected by the communication conditions. Accordingly, the heterogeneous communication method using the signal length of the beacon frame may be a powerful solution in all communication conditions.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 통신 장치(100)는 비콘 프레임의 신호 길이를 활용하여 심볼을 임베드함으로써, 비콘 프레임을 변조할 수 있다. 심볼은 비콘 프레임의 신호 펄스 폭으로 인코딩될 수 있다. 이에, 제2 통신 장치(300)는 비콘 프레임의 신호 길이의 변화를 통해 심볼의 정보를 식별 및 구별할 수 있다.5A and 5B , the first communication device 100 may modulate the beacon frame by embedding a symbol using the signal length of the beacon frame. The symbol may be encoded with the signal pulse width of the beacon frame. Accordingly, the second communication device 300 may identify and distinguish the symbol information through a change in the signal length of the beacon frame.

예를 들어, 제1 통신 장치(100)는 심볼 정보가 비콘 프레임의 신호 길이에 반영되게 변조된 입력 심볼의 정보에 기초하여 비콘 프레임들의 신호 길이인 에너지 버스트 길이(또는 에너지 버스트 시간, 채널의 에너지 점유 시간)를 조절함으로써, 신호 길이가 상이한 비콘 프레임들을 생성할 수 있다. 심볼을 보내는 경우에는 에너지가 발생할 수 있다. 에너지 버스트 길이는 심볼을 보낼 때 에너지가 발생하는 시간을 의미할 수 있다. 비콘 프레임은 심볼을 담아서 송수신되거나 심볼을 담지 않고 송수신해도 되지만, 심볼을 담게 되면 그만큼 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간이 늘어날 수 있다.For example, the first communication device 100 may set the energy burst length (or energy burst time, energy of the channel), which is the signal length of the beacon frames, based on the information of the input symbol modulated such that the symbol information is reflected in the signal length of the beacon frame. By adjusting the occupancy time), it is possible to generate beacon frames with different signal lengths. When sending a symbol, energy can be generated. The energy burst length may mean a time for which energy is generated when a symbol is transmitted. A beacon frame may be transmitted/received with a symbol or may be transmitted/received without a symbol.

제1 통신 장치(100)가 송신하는 비콘 프레임은 IEEE 802.11 비콘 프레임으로, IEEE 802.11 표준은 비콘 프레임 본체의 선택적 부분인 공급 업체별 정보 요소(information element; IE) 필드를 제공할 수 있다. 전용 요소 ID는 221을 가지며 225 바이트로 제한될 수 있다. 비콘 프레임의 구조는 도 5a와 같으며 옵션 필드를 포함할 수 있다. 옵션 필드는 도 5b와 같으며 공급 업체별 IE 필드를 포함할 수 있다.The beacon frame transmitted by the first communication device 100 is an IEEE 802.11 beacon frame, and the IEEE 802.11 standard may provide an information element (IE) field for each vendor that is an optional part of the beacon frame body. The dedicated element ID has 221 and may be limited to 225 bytes. The structure of the beacon frame is as shown in FIG. 5A and may include an option field. The option field is as shown in FIG. 5B and may include an IE field for each vendor.

제1 통신 장치(100)는 비콘 프레임 구조의 옵션 필드에 포함된 공급 업체별 IE 필드(또는 공급 업체별 IE 필드의 크기)를 이용하여 비콘 프레임의 에너지 버스트 길이를 조절할 수 있다. 공급 업체별 IE 필드는 심볼을 담을 수 있는 필드일 수 있다. 예를 들어, 제1 통신 장치(100)는 변조된 입력 심볼의 정보에 기초하여 더미 심볼을 공급 업체별 IE 필드에 추가함으로써, 공급 업체별 IE 필드의 길이를 조절할 수 있다. 더미 심볼은 vendor-specific element 필드에 추가될 수 있다. 이에, 제1 통신 장치(100)는 IEEE 802.11 표준을 위반하지 않으며 추가 프레임을 만들지 않고 비콘 프레임의 신호 길이를 조정할 수 있다. 신호 길이가 변조된 비콘 프레임은 비콘 프레임을 수신하는 다른 Wi-Fi 장치에 영상을 미치지 않을 수 있다.The first communication device 100 may adjust the energy burst length of the beacon frame by using the IE field for each vendor (or the size of the IE field for each vendor) included in the option field of the beacon frame structure. The IE field for each vendor may be a field that can contain symbols. For example, the first communication device 100 may adjust the length of the IE field for each supplier by adding a dummy symbol to the IE field for each supplier based on information of the modulated input symbol. Dummy symbols can be added to vendor-specific element fields. Accordingly, the first communication device 100 may adjust the signal length of the beacon frame without violating the IEEE 802.11 standard and without creating an additional frame. The beacon frame of which the signal length is modulated may not affect other Wi-Fi devices that receive the beacon frame.

도 6a는 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간의 일 예를 나타내고, 도 6b는 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간의 다른 예를 나타내고, 도 6c는 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간의 또 다른 예를 나타내고, 도 7은 심볼 정보를 나타낸다.6A shows an example of an energy burst time of a beacon frame, FIG. 6B shows another example of an energy burst time of a beacon frame, FIG. 6C shows another example of an energy burst time of a beacon frame, and FIG. 7 shows a symbol indicates information.

도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 도 6a에 도시된 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간은 심볼을 담지 않았을 때의 에너지 버스트 시간일 수 있다. 도 6b 및 도 6c에 도시된 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간은 심볼을 담았을 때 에너지 버스트 시간으로, 도 6a에 도시된 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간보다 늘어남을 알 수 있다. 제2 통신 장치(300)는 각 비콘 프레임의 에너지 버스트 시간을 주기적으로 확인하여 비콘 프레임들 각각의 에너지 버스트 시간을 통해 비콘 프레임들 각각에 포함된 심볼 정보의 의미를 해석할 수 있다.6A to 6C , the energy burst time of the beacon frame shown in FIG. 6A may be the energy burst time when no symbols are included. It can be seen that the energy burst time of the beacon frame shown in FIGS. 6B and 6C is the energy burst time when the symbol is contained, and is longer than the energy burst time of the beacon frame shown in FIG. 6A . The second communication device 300 may periodically check the energy burst time of each beacon frame and interpret the meaning of symbol information included in each of the beacon frames through the energy burst time of each of the beacon frames.

도 7을 참조하면, 에너지 버스트 시간은 도 7에 도시된 바와 같이 심볼로 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 에너지 버스트 시간은 심볼의 정보에 따른 벤더별 IE 필트의 길이에 따라 변조될 수 있다.Referring to FIG. 7 , an energy burst time may be decoded into a symbol as shown in FIG. 7 . For example, the energy burst time may be modulated according to the length of the IE field for each vendor according to symbol information.

제1 통신 장치(100)는 많은 심볼의 정보(또는 심볼 비트)를 단일 비콘 프레임에 내장할 수 있기에, 높은 데이터 속도를 제공할 수 있다. 이때, 비콘 프레임의 크기는 항상 일정하게 유지될 수 있다. 이에, 제1 통신 장치(100)는 심볼을 전달하기 위해 비콘 프레임에 더 많은 비트를 추가하여 수신기의 듀티 사이클을 증가시키는 문제를 해결할 수 있다.Since the first communication device 100 can embed information (or symbol bits) of many symbols in a single beacon frame, it is possible to provide a high data rate. In this case, the size of the beacon frame may be constantly maintained. Accordingly, the first communication device 100 may solve the problem of increasing the duty cycle of the receiver by adding more bits to the beacon frame to transmit the symbol.

이하에서는 설명의 편의를 위해서, 비콘 프레임을 전송하는 Wi-Fi AP가 3개이고, 3개의 Wi-Fi AP 중에서 어느 하나가 제1 통신 장치(100)이고, 제2 통신 장치(300)가 3개의 Wi-Fi AP가 전송한 비콘 프레임을 모두 수신한다고 가정하도록 한다.Hereinafter, for convenience of description, there are three Wi-Fi APs that transmit the beacon frame, any one of the three Wi-Fi APs is the first communication device 100 , and the second communication device 300 includes three Assume that the Wi-Fi AP receives all the transmitted beacon frames.

도 8은 도 1에 도시된 제2 통신 장치의 비콘 식별 동작을 설명하기 위한 일 예를 나타내고, 도 9는 비콘 식별 체계 알고리즘을 나타낸다.8 shows an example for explaining a beacon identification operation of the second communication device shown in FIG. 1, and FIG. 9 shows a beacon identification scheme algorithm.

도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 통신 장치(receiver; 300)는 ZigBee 수신기로 3개의 Wi-Fi AP(sender 1 내지 sender 3)로부터 전송된 비콘 프레임들을 수신하여 제1 통신 장치(sender 3; 100)가 전송한 비콘 프레임들(Bsense beacons)을 식별할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 장치는 1) 채널 스캐닝, 2) 비콘 식별 및 3) 비콘 분류 세 단계로 비콘 식별 체계의 기본 동작 과정을 구분할 수 있다.8 and 9 , a second communication device (receiver) 300 receives beacon frames transmitted from three Wi-Fi APs (sender 1 to sender 3) with a ZigBee receiver and receives the first communication device (sender 3). ; 100) can identify the transmitted beacon frames (Bsense beacons). For example, the second communication device may classify the basic operation process of the beacon identification system into three steps: 1) channel scanning, 2) beacon identification, and 3) beacon classification.

1) 채널 스캐닝1) Channel Scanning

제2 통신 장치(300)는 비콘 검출 시간 동안 제2 무선 통신 기술을 이용하여 채널 스캐닝을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 장치(300)의 라디오가 켜지는 경우 초기에 채널 스캐닝 단계에서 비콘 검출 시간 동안 채널을 청취할 수 있다. 비콘 탐지 시간은 제2 통신 장치(300)를 사용하는 사용자 및/또는 제2 통신 장치(300)를 개발한 개발자가 구성할 수 있는 고정된 값일 수 있다. 비콘 검출 확률은 비콘 검출 시간이 길수록 높아질 수 있다. 라디오는 전체 스캐닝 단계 동안 채널로부터 신호를 수집하기 위해 완전히 깨어 있을 수 있다. 제2 통신 장치(300)는 sender 2 및 3에서 정의된 RSSI 임계값을 초과하는 모든 신호의 시작 시간을 저장할 수 있다.The second communication device 300 may perform channel scanning using the second wireless communication technology during the beacon detection time. For example, when the radio of the second communication device 300 is turned on, a channel may be initially listened to during a beacon detection time in a channel scanning step. The beacon detection time may be a fixed value configurable by a user who uses the second communication device 300 and/or a developer who has developed the second communication device 300 . The beacon detection probability may increase as the beacon detection time increases. The radio may be fully awake to collect signals from the channel during the entire scanning phase. The second communication device 300 may store start times of all signals exceeding the RSSI thresholds defined in senders 2 and 3 .

2) 비콘 식별2) Beacon identification

제2 통신 장치(300)는 제2 무선 통신 기술로 검출된 비콘 프레임들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 채널 스캐닝 단계 이후, 제2 통신 장치(300)는 주기성을 사용하여 다양한 저장된 신호들 중에서 비콘 신호를 식별할 수 있다. 제2 통신 장치(300)가 이미 sender의 비콘 간격을 알고 있는 경우, 비콘 프레임의 시작 시간은 해당 비콘 간격의 두 신호에서 알게 될 수 있다. 반대의 경우, 각 sender의 비콘 간격을 알기 위해서는 3개 이상의 주기적 신호가 필요할 수 있다. 더 많은 신호 샘플을 제공하는 비콘 감지 시간을 늘리는 경우에는 잘못된 시작 시간을 결정할 가능성이 줄어들 수 있다. 비콘 식별 단계에서는 제2 통신 장치(300)가 식별된 비콘 간격에서 웨이크-업(wake-up)할 수 있다. 다만, 제2 통신 장치(300)는 비콘 식별 단계에서 여전히 3개의 Wi-Fi AP 중에서 제1 통신 장치(100)로부터 전송된 비콘 프레임(Bsense beacon)을 다른 비콘 프레임(nonBsense beacon)과 구별할 수 없다.The second communication device 300 may identify beacon frames detected by the second wireless communication technology. For example, after the channel scanning step, the second communication device 300 may identify a beacon signal from among various stored signals using periodicity. When the second communication device 300 already knows the beacon interval of the sender, the start time of the beacon frame may be known from two signals of the corresponding beacon interval. Conversely, three or more periodic signals may be needed to know the beacon interval of each sender. If you increase the beacon detection time, which provides more signal samples, you may be less likely to determine the wrong start time. In the beacon identification step, the second communication device 300 may wake-up at the identified beacon interval. However, the second communication device 300 may still distinguish the beacon frame (Bsense beacon) transmitted from the first communication device 100 among the three Wi-Fi APs from other beacon frames (nonBsense beacon) in the beacon identification step. none.

3) 비콘 분류3) Beacon Classification

제2 통신 장치(300)는 비콘 검출 시간 이후 연속하는 시간 동안 비콘 프레임을 수신하면서 식별된 비콘 프레임들(Bsense beacons 및 nonBsense beacons)의 신호 강도(RSSI) 또는 에너지 버스트 시간을 이용하여 변조된 입력 심볼의 정보가 반영된 비콘 프레임들(Bsense beacons)을 분류할 수 있다.The second communication device 300 receives the beacon frame for a continuous time after the beacon detection time, and the input symbol modulated using the signal strength (RSSI) or energy burst time of the identified beacon frames (Bsense beacons and nonBsense beacons). It is possible to classify beacon frames (Bsense beacons) reflecting the information of .

제1 통신 장치(100)에 의해 신호 강도가 변조된 비콘 프레임(Bsense-S)는 항상 같은 신호 길이가 유지되지만 기호에 따라 신호 강도가 다를 수 있다. 한편 제1 통신 장치(100)에 의해 신호 길이가 변조된 비콘 프레임(Bsense-L)은 신호 강도가 일정하지만 기호에 따라 신호 길이가 다를 수 있다. 제2 통신 장치(300)는 Bsense 비콘 프레임의 속성들을 사용하여 3개의 Wi-Fi AP 중에서 제1 통신 장치(100)로부터 전송된 Bsense 비콘 프레임을 구별할 수 있다.The beacon frame Bsense-S whose signal strength is modulated by the first communication device 100 always maintains the same signal length, but may have different signal strength according to preferences. Meanwhile, the beacon frame Bsense-L whose signal length is modulated by the first communication device 100 has a constant signal strength, but may have a different signal length according to preferences. The second communication device 300 may distinguish the Bsense beacon frame transmitted from the first communication device 100 from among the three Wi-Fi APs by using the properties of the Bsense beacon frame.

제2 통신 장치(300)는 α 연속 비콘 기간 내에 어떠한 Bsense 심볼도 수신하지 않는 경우에 수신된 비콘 프레임을 nonBsense 비콘 프레임으로 간주하고 웨이크 업을 해제할 수 있다. 예를 들어, 제2 통신 장치(300)는 도 9에 도시된 바와 같이 α 연속 비콘 기간 이후에 Bsense 비콘 프레임을 식별하기 위한 웨이크 업을 중단할 수 있다. α는 사용자 및/또는 개발자가 설정한 임의의 비콘 프레임 구별 기간일 수 있다. 이를 위해 발신자는 α 비콘 기간 내에 심볼이 없는 경우 더미 심볼을 의도적으로 전송한다. 예를 들어, Bsense 송신기는 Bsense 수신기의 웨이크 업 중단을 방지하기 위해서 연속 비콘 기간 내에 심볼이 없는 경우에도 더미 심볼이 의도적으로 추가된 비콘 프레임(Bsense beacon)을 전송할 수 있다.If no Bsense symbols are received within the α continuous beacon period, the second communication device 300 may regard the received beacon frame as a nonBsense beacon frame and release the wakeup. For example, the second communication device 300 may stop the wakeup for identifying the Bsense beacon frame after the α continuous beacon period as shown in FIG. 9 . α may be any beacon frame discrimination period set by the user and/or developer. To this end, the sender intentionally transmits a dummy symbol when there is no symbol within the α beacon period. For example, the Bsense transmitter may transmit a beacon frame (Bsense beacon) to which a dummy symbol is intentionally added even when there is no symbol within a continuous beacon period in order to prevent a wake-up interruption of the Bsense receiver.

이에, 제2 통신 장치(300)는 도 9에 요약된 Bsense 비콘 식별 체계를 통해 초기 비콘 탐지 시간을 제외하고 낮은 듀티 사이클을 유지할 수 있다.Accordingly, the second communication device 300 may maintain a low duty cycle except for the initial beacon detection time through the Bsense beacon identification scheme summarized in FIG. 9 .

도 10은 도 1에 도시된 제1 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.FIG. 10 is a schematic block diagram of the first communication device shown in FIG. 1 .

제1 통신 장치(100)는 메모리(110) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.The first communication device 100 may include a memory 110 and a processor 130 .

메모리(110)는 프로세서(130)에 의해 실행가능한 인스트럭션들(또는 프로그램)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 인스트럭션들은 프로세서(130)의 동작 및/또는 프로세서(130)의 각 구성의 동작을 실행하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다.The memory 110 may store instructions (or programs) executable by the processor 130 . For example, the instructions may include instructions for executing an operation of the processor 130 and/or an operation of each component of the processor 130 .

프로세서(130)는 메모리(110)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(130)는 메모리(110)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(130)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.The processor 130 may process data stored in the memory 110 . The processor 130 may execute computer readable codes (eg, software) stored in the memory 110 and instructions induced by the processor 130 .

프로세서(130)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The processor 130 may be a hardware-implemented data processing device having a circuit having a physical structure for executing desired operations. For example, desired operations may include code or instructions included in a program.

예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.For example, a data processing device implemented as hardware includes a microprocessor, a central processing unit, a processor core, a multi-core processor, and a multiprocessor. , an Application-Specific Integrated Circuit (ASIC), and a Field Programmable Gate Array (FPGA).

프로세서(130)는 제1 통신 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 메모리(110)의 동작을 제어할 수 있다.The processor 130 may control the overall operation of the first communication device 100 . For example, the processor 130 may control the operation of the memory 110 .

프로세서(130)는 도 1 내지 도 9에서 설명된 제1 통신 장치(100)의 동작을 실질적으로 동일하게 수행할 수 있다. 이에, 프로세서(130)의 상세한 설명은 생략하기로 한다.The processor 130 may perform substantially the same operation of the first communication device 100 described with reference to FIGS. 1 to 9 . Accordingly, a detailed description of the processor 130 will be omitted.

도 11은 도 1에 도시된 제2 통신 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.11 is a schematic block diagram of the second communication device shown in FIG. 1 .

제2 통신 장치(300)는 메모리(310) 및 프로세서(330)를 포함할 수 있다.The second communication device 300 may include a memory 310 and a processor 330 .

메모리(310)는 프로세서(330)에 의해 실행가능한 인스트럭션들(또는 프로그램)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 인스트럭션들은 프로세서(330)의 동작 및/또는 프로세서(330)의 각 구성의 동작을 실행하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다.The memory 310 may store instructions (or programs) executable by the processor 330 . For example, the instructions may include instructions for executing an operation of the processor 330 and/or an operation of each component of the processor 330 .

프로세서(330)는 메모리(310)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(330)는 메모리(310)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(330)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.The processor 330 may process data stored in the memory 310 . The processor 330 may execute computer readable code (eg, software) stored in the memory 310 and instructions induced by the processor 330 .

프로세서(330)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The processor 330 may be a hardware-implemented data processing device having a circuit having a physical structure for executing desired operations. For example, desired operations may include code or instructions included in a program.

프로세서(330)는 제2 통신 장치(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(330)는 메모리(310)의 동작을 제어할 수 있다.The processor 330 may control the overall operation of the second communication device 300 . For example, the processor 330 may control the operation of the memory 310 .

프로세서(330)는 도 1 내지 도 9에서 설명된 제2 통신 장치(300)의 동작을 실질적으로 동일하게 수행할 수 있다. 이에, 프로세서(330)의 상세한 설명은 생략하기로 한다.The processor 330 may perform substantially the same operation of the second communication device 300 described with reference to FIGS. 1 to 9 . Accordingly, a detailed description of the processor 330 will be omitted.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and carry out program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims

modulating, by a first communication device of a first wireless communication method, an input symbol to be transmitted to a second communication device of a second wireless communication method;
generating beacon frames in which information of the modulated input symbol is reflected; and
Broadcasting the beacon frames
A heterogeneous wireless communication method comprising a.

According to claim 1,
The generating step is
generating the beacon frames so that transmission power levels of the beacon frames are different based on the information of the modulated input symbol;
A heterogeneous wireless communication method comprising a.

3. The method of claim 2,
wherein the transmit power level includes a first transmit power level assigned to a first bit value and a second transmit power level assigned to a second bit value.
Heterogeneous wireless communication method.

According to claim 1,
The generating step is
generating the beacon frames by adjusting an energy burst length of the beacon frames based on the information of the modulated input symbol;
A heterogeneous wireless communication method comprising a.

5. The method of claim 4,
The step of generating the beacon frames by adjusting the energy burst length comprises:
adjusting the energy burst length using an IE field for each vendor included in the option field of the beacon frame structure
A heterogeneous wireless communication method comprising a.

6. The method of claim 5,
The adjusting step is
adjusting the length of the IE field for each supplier by adding a dummy symbol to the IE field for each supplier based on the modulated input symbol information
A heterogeneous wireless communication method comprising a.

According to claim 1,
The broadcasting step includes:
Broadcasting the beacon frames in the first wireless communication method
A heterogeneous wireless communication method comprising a.

According to claim 1,
The beacon frames are IEEE 802.11 beacon frames.

According to claim 1,
performing channel scanning using the second wireless communication technology during a beacon detection time;
identifying beacon frames detected by the second wireless communication technology; and
classifying beacon frames in which information of the modulated input symbol is reflected using signal strength or energy burst time of the identified beacon frames while receiving a beacon frame for a time continuous after the beacon detection time;
Heterogeneous wireless communication method further comprising a.