KR100780072B1 - Method and Apparatus for a managing end devices in a wireless personal area network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IEEE 802.15.4에 기반한 무선 개인영역 네트워크(WPAN, Wireless Personal Area Network) 환경에서의 무선통신 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 상위 노드와 하위 노드 간에 네트워크 정보에 불일치가 발생하는 경우 최소한의 시간에 네트워크 불일치를 해소함으로써 시스템의 안정성을 향상시키는 WPAN 네트워크의 무선통신 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication method and system in a wireless personal area network (WPAN) environment based on IEEE 802.15.4. The present invention relates to a wireless communication method and system for a WPAN network that improves system stability by resolving network inconsistency in time.
본 발명은 상위 노드에서 하위 노드로 비콘 프레임을 주기적으로 전송하는 비콘 방식의 무선 개인영역 네트워크 환경에서의 무선통신 방법에 있어서, 상위 노드에서, 자신에게 속하는 모든 하위 노드의 네트워크 접속 상태를 표시하는 ID 정보를 포함하는 비콘 프레임을 하위 노드로 전송하는 단계; 상기 상위 노드에 속하는 모든 하위 노드에서, 상기 비콘 프레임의 ID 정보를 분석하여 자신이 상기 네트워크에 접속된 것으로 상기 상위 노드에 인식되어 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 하위 노드에서, 상기 분석결과 자신이 상기 네트워크에 접속되지 않은 것으로 상기 상위 노드에 인식되어 있는 것으로 판단되는 경우 상기 상위 노드로 재접속을 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wireless communication method in a beacon-type wireless personal area network environment in which a beacon frame is periodically transmitted from an upper node to a lower node, the ID indicating a network connection state of all lower nodes belonging to the upper node. Transmitting a beacon frame including information to a lower node; Analyzing, at all lower nodes belonging to the upper node, ID information of the beacon frame to determine whether the upper node is recognized as being connected to the network; And in the lower node, attempting to reconnect to the upper node when it is determined that the analysis result is recognized by the upper node as not being connected to the network.
WPAN, 네트워크, 불일치, 챠일드 리스트, ID WPAN, Network, Mismatch, Child List, ID
Description
도 1은 통상적인 비콘 방식 WPAN 네트워크의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional beacon type WPAN network.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 WPAN 네트워크의 비콘 신호 구성도이다.2 is a beacon signal configuration diagram of a WPAN network according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 비콘 신호의 관리 필드와 패킷 요청 필드 정보의 구성도이다.3 is a configuration diagram of management field and packet request field information of a beacon signal of FIG.
도 4는 도 3의 비콘 신호를 발생하는 상위 노드의 메모리 구성도이다.4 is a diagram illustrating a memory configuration of an upper node that generates the beacon signal of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 WPAN 네트워크의 동작설명도이다.5 is an operation explanatory diagram of a WPAN network according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 IEEE 802.15.4에 기반한 무선 개인영역 네트워크(WPAN, Wireless Personal Area Network) 환경에서의 무선통신 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 상위 노드와 하위 노드 간에 네트워크 정보에 불일치가 발생하는 경우 최소한의 시간에 네트워크 불일치를 해소함으로써 시스템의 안정성을 향상시키는 WPAN 네트워크의 무선통신 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication method and system in a wireless personal area network (WPAN) environment based on IEEE 802.15.4. The present invention relates to a wireless communication method and system for a WPAN network that improves system stability by resolving network inconsistency in time.
IEEE 802.15 워킹 그룹(Working Group)은 단거리 무선 네트워크의 표준으로 WPAN을 정하고, 그 아래에 4개의 태스크 그룹(Task Group)을 두고 있다. IEEE 802.15.1은 블루투스 기술이며, IEEE 802.15.2는 단거리 무선 네트워크와 무선랜(WLAN)과의 공존 모델을 개발하기 위한 것이며, IEEE 802.15.3 및 IEEE 802.15.3a는 고속 WPAN과 UWB에 관한 것이며, IEEE 802.15.4는 지그비 기술이다.The IEEE 802.15 Working Group defines WPAN as the standard for short-range wireless networks, with four Task Groups beneath it. IEEE 802.15.1 is a Bluetooth technology, IEEE 802.15.2 is for developing a coexistence model between short-range wireless network and WLAN, and IEEE 802.15.3 and IEEE 802.15.3a are for high speed WPAN and UWB. IEEE 802.15.4 is a Zigbee technology.
도 1은 일반적인 비콘 방식 WPAN 네트워크의 구성도이다.1 is a block diagram of a general beacon type WPAN network.
복수의 디바이스(10, 20, 30)가 하나의 WPAN 네트워크를 구성한다. WPAN 네트워크에서 이용되는 디바이스는 WPAN 네크워크에서 동작가능한 최소한의 프로토콜만을 구비하여 동작하는 RFD(Reduced Functional Device)와 WPAN 네트워크의 완전한 프로토콜 세트를 구비하여 동작하는 FFD(Full Functional Device)로 구분된다. RFD는 라우팅 기능이 없고, RFD간 통신 기능이 없으며 주로 제한된 자원과 메모리만 사용하는 간단한 애플리케이션에 단말기(End Device)(30)로 이용되며, FFD는 복수의 주파수를 이용하는 멀티홉(Multi-hop) 라우팅 기능을 구비하며, RFD 및 FFD와 통신이 가능하며 비콘 신호를 전송할 수 있어서 코디네이터(10) 및 라우터(20)로 기능할 수 있다.The plurality of
도 1의 WPAN 네트워크에서는 비콘 전송 기능을 가진 하나의 FFD가 WPAN 네트워크의 조정자 역할을 수행하는 네트워크 코디네이터(C)(10)로 선정된다. 다른 FFD들은 코디네이터(10)와 단말기(E)(30) 사이의 무선통신을 연결하는 라우터(R)(20)로 동작한다. 라우터(20)와 코디네이터(10)에는 다수의 단말기들(30)이 무선연결되어 무선통신을 수행한다. 코디네이터(10)는 다른 모든 디바이스에 대해 상위 노드로서 기능하며, 각 라우터(20)는 코디네이터(10)에 대해서는 하위 노드로 동작하고 단말기들(30)에 대해서는 상위 노드로 기능한다. 단말기(30)는 비콘 신호를 전송할 수 없으며, 통상적으로 배터리로 구동되는 하위 노드로 기능한다.In the WPAN network of FIG. 1, one FFD having a beacon transmission function is selected as a network coordinator (C) 10 serving as a coordinator of the WPAN network. The other FFDs act as a router (R) 20 that connects wireless communication between the
비콘 방식 WPAN 네트워크의 동작을 설명하면, 먼저 코디네이터(10)가 새로운 WPAN 네트워크를 시작하기 위해 주기적으로 비콘을 전송하여 나머지 디바이스들(20, 30)에 대해 자신의 존재를 알리면, 비콘을 수신한 디바이스들은 코디네이터(10)와의 어소시에이션 과정을 통해 코디네이터(10)가 생성한 WPAN에 가입하게 된다. WPAN 어소시에이션이 성공적으로 완료된 후, 코디네이터(10)와 디바이스들(20, 30) 간에 데이터 송수신이 시작된다.Referring to the operation of the beacon-type WPAN network, first the
모든 디바이스들(10, 20, 30)은 원래 각 기기에 고유한 64비트 확장 어드레스를 가진다. 그런데, 디바이스들(10, 20, 30)이 상기한 어소시에이션 절차를 거쳐 WPAN 네트워크를 형성하게 되면, 어소시에이션 과정에서 각 디바이스에는 16비트 쇼트 어드레스가 할당된다. 쇼트 어드레스란 주어진 WPAN 네트워크의 내에서의 각 디바이스의 상대적 주소를 의미한다. 코디네이터(10)의 쇼트 어드레스는 "0"이며, 상위 노드로 기능하는 FFD는 하위 노드로 기능하는 FFD 또는 RFD의 쇼트 어드레스를 할당한다. 이를 위해, 코디네이터(10)나 라우터(20)는 자신의 쇼트 어드레스가 실린 비콘 신호를 발생한다. 이후 WPAN 네트워크에서의 통신신호의 라우팅은 쇼트 어드레스를 통해 이루어진다.All
그러나, 이와 같은 통상적인 비콘 방식 WPAN 시스템은 다음과 같은 문제점을 가진다.However, such a conventional beacon type WPAN system has the following problems.
보통의 경우, 코디네이터(10)나 라우터(20)는 자신과 하위 노드와의 어소시 에이션을 통해 자신의 하위 노드들의 리스트를 확보하여 보유 및 관리하며, 하위 노드들의 이동 등 변동 상황을 항상 체크한다. 그러나, 시스템의 불안정, 시스템 전원의 오프 등 어떠한 이유로 어느 순간 상위 노드가 하위 노드의 리스트를 분실하는 경우, 상위 노드는 무선통신을 위한 적절한 비콘 신호를 발생할 수 없으며, 하위 노드는 이러한 사정을 알 수 없는 네트워크 불일치 환경에 방치된다.In general, the
시간이 경과하여 시스템이 복구되며 이러한 네트워크 불일치가 해결될 수도 있겠지만, 그 경과시간이 오랜 시간을 요할 수도 있다. 또한, 시스템에 따라서는 잠시라도 이러한 상태가 지속될 경우 전체 시스템의 불안정성의 유발로 인해 커다란 손실을 불러올 수도 있다.Over time, the system will recover and this network inconsistency may be resolved, but the elapsed time may take a long time. Also, depending on the system, even if this condition persists for a short time, it may cause a great loss due to instability of the entire system.
한편, 네트워크 불일치 상황을 종료하기 위하여 코디네이터(10)가 WPAN 네트워크 시작절차를 다시 수행함으로써 새로운 WPAN 네트워크를 형성할 수 있지만, 이 과정은 시간이 많이 소요될 뿐 아니라 새로운 WPAN과 이전의 WPAN의 동일성을 보장할 수 없으므로, 여전히 시스템의 오작동을 제거할 수 없다.On the other hand, the
본 발명은 상위 노드와 하위 노드 간에 네트워크 정보에 불일치가 발생하는 경우 최소한의 시간에 네트워크 불일치를 해소함으로써 시스템의 안정성을 향상시키는 WPAN 네트워크의 무선통신 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a wireless communication method and system for a WPAN network that improves the stability of a system by resolving network inconsistency in a minimum time when network information inconsistency occurs between an upper node and a lower node.
본 발명은 상위 노드에서 송신되는 비콘 프레임에 하위 노드의 ID를 실어줌으로써 간단하게 네트워크 불일치를 방지하는 WPAN 네트워크의 무선통신 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a wireless communication method and system for a WPAN network that simply prevents network inconsistency by loading an ID of a lower node in a beacon frame transmitted from an upper node.
본 발명은 상위 노드에서 하위 노드로 비콘 프레임을 주기적으로 전송하는 비콘 방식의 무선 개인영역 네트워크 환경에서의 무선통신 방법에 있어서, 상위 노드에서, 자신에게 속하는 모든 하위 노드의 네트워크 접속 상태를 표시하는 ID 정보를 포함하는 비콘 프레임을 하위 노드로 전송하는 단계; 상기 상위 노드에 속하는 모든 하위 노드에서, 상기 비콘 프레임의 ID 정보를 분석하여 자신이 상기 네트워크에 접속된 것으로 상기 상위 노드에 인식되어 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 하위 노드에서, 상기 분석결과 자신이 상기 네트워크에 접속되지 않은 것으로 상기 상위 노드에 인식되어 있는 것으로 판단되는 경우 상기 상위 노드로 재접속을 시도하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wireless communication method in a beacon-type wireless personal area network environment in which a beacon frame is periodically transmitted from an upper node to a lower node, the ID indicating a network connection state of all lower nodes belonging to the upper node. Transmitting a beacon frame including information to a lower node; Analyzing, at all lower nodes belonging to the upper node, ID information of the beacon frame to determine whether the upper node is recognized as being connected to the network; And in the lower node, attempting to reconnect to the upper node when it is determined that the analysis result is recognized by the upper node as not being connected to the network.
또한 본 발명은 상위 노드에서 다수의 하위 노드로 비콘 프레임을 주기적으로 전송하는 비콘 방식의 무선 개인영역 네트워크 환경에서의 무선통신 시스템에 있어서, 상기 상위 노드는 자신에게 속한 하위 노드들의 리스트를 포함하는 챠일드 리스트 테이블을 구비하고 있으며, 상기 비콘 프레임은 상기 챠일드 리스트 테이블에 기록된 하위 노드들의 ID 정보를 포함하며, 상기 각 하위 노드는 상기 비콘 프레임에 동기하여 상기 상위 노드로 신호 패킷을 전송하며, 상기 상위 노드는 상기 하위 노드로부터의 신호 패킷 수신이 불량할 경우 해당 하위 노드가 상기 네트워크에 포함되지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a wireless communication system in a beacon type wireless personal area network environment in which beacon frames are periodically transmitted from an upper node to a plurality of lower nodes, the upper node including a list of lower nodes belonging to the child And a beacon frame, wherein the beacon frame includes ID information of lower nodes recorded in the child list table, wherein each lower node transmits a signal packet to the upper node in synchronization with the beacon frame. The node may determine that the corresponding lower node is not included in the network when the signal packet reception from the lower node is poor.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention will be described in detail the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실예에 따른 WPAN 네트워크에서의 비콘 신호 구성도이다. 도 2의 WPAN 네트워크는 IEEE 802.15.4 규격에 기반하고 있다.2 is a beacon signal configuration diagram in a WPAN network according to an embodiment of the present invention. The WPAN network of FIG. 2 is based on the IEEE 802.15.4 standard.
도 2에서, PPDU(PHY protocol data unit)는 디바이스의 RF단과 관련 제어메커니즘을 포함하는 물리계층(Physical Layer 또는 PHY Layer)에서 송수신되는 신호 패킷 단위로서, SHR(Synchronization Header), PHR(PHY Layer Header) 및 MPDU(MAC Protocl Data Unit)으로 구성된다. MPDU는 모든 종류의 신호 송수신에 대해 물리계층과의 접속기능을 제공하는 매체접속제어층(Media Access Control Layer 또는 MAC Layer)에서의 프로토콜 데이터 단위로서 MHR(MAC Header)와 NPDU(NWK Protocol Data Unit) 및 MFR(MAC Footer)로 구성된다. NPDU는 네트워크 구성, 조작 및 메시지 라우팅 정보를 포함하며 NHR(NWK Header)과 네트워크 페이로드(NWK Payload)로 구성된다. 이상의 사항은 IEEE 802.15.4 규격에 의해 주어지는 것이므로 더 상세한 설명은 생략하기로 한다.In FIG. 2, a PHY protocol data unit (PPDU) is a signal packet unit transmitted / received in a physical layer (Physical Layer or PHY Layer) including an RF terminal and a related control mechanism of a device, and includes a SHR (Synchronization Header) and a PHY Layer Header (PHR). ) And MPDU (MAC Protocl Data Unit). The MPDU is a protocol data unit in a media access control layer (MAC layer) that provides a connection function with a physical layer for transmitting and receiving signals of all kinds, and MHR (MAC header) and NPDU (NWK protocol data unit). And MFR (MAC Footer). NPDU contains network configuration, operation and message routing information and consists of NHR header and NWK payload. Since the above is given by the IEEE 802.15.4 standard, a detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 신호 프레임은 네트워크 페이로드에 n개의 하위 노드 관리를 위해 제공되는 n 비트의 관리 필드와 n 비트의 패킷 요청 필드를 포함한다.A beacon signal frame according to an embodiment of the present invention includes an n-bit management field and an n-bit packet request field provided for managing n subnodes in a network payload.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 신호의 관리 필드와 패킷 요청 필드 정보를 예시적으로 도시하고 있으며, 도 4는 도 3의 비콘 신호를 발생하는 상위 노드의 메모리 구성을 도시하고 있으며, 도 5는 도 3, 4와 관련한 본 발명의 일 실시예에 따른 WPAN 네트워크의 동작설명도이다.FIG. 3 exemplarily illustrates management field and packet request field information of a beacon signal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 illustrates a memory configuration of an upper node generating the beacon signal of FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating operation of a WPAN network according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 3 and 4.
도 4에서, 상위 노드에 해당하는 디바이스(Parent Device, 이하 "페어런트"라 함)는 그 메모리부에 하위 노드에 해당하는 디바이스(Child Device, 이하 "챠일드"라 함)의 리스트에 관한 테이블을 포함한다. 도 5에서 코디네이터(10)는 모든 라우터들(20)에 대해 페어런트가 되며, 각각의 라우터(20)는 코디네이터(10)에 대해서는 챠일드가 되고 자신의 하위 노드에 해당하는 단말기(30)에 대해서는 페어런트가 된다.In FIG. 4, a device (Parent Device, hereinafter referred to as "parent") corresponding to an upper node includes a table of a list of devices (Child Device, hereinafter referred to as "child") corresponding to a lower node in its memory. do. In FIG. 5, the
페어런트의 메모리에 저장된 챠일트 리스트 테이블은 각 챠일드의 확장 어드레스(Extended Address), 쇼트 어드레스(Short Address) 및 패킷 수신 타이머 필드를 포함한다. 확장 어드레스는 각각의 디바이스에 고유한 64비트(또는 8byte) 어드레스이며, 쇼트 어드레스는 주어진 WPAN 내에서의 각 디바이스의 상대적 주소로서 16비트(2byte)로 구성된다. WPAN의 구성이 정해지면 각각의 디바이스에 대한 쇼트 어드레스가 결정되고 코디네이터(10)가 하위 노드의 디바이스들과의 어소시에이션 과정을 통해 하위 노드의 디바이스들에 대해 쇼트 어드레스를 할당한다.The chart list table stored in the memory of the parent includes an extended address, a short address, and a packet reception timer field of each child. The extended address is a 64 bit (or 8 byte) address unique to each device, and the short address consists of 16 bits (2 bytes) as the relative address of each device within a given WPAN. Once the configuration of the WPAN is determined, the short address for each device is determined, and the
챠일드의 쇼트 어드레스는 다음과 같이 주어질 수 있다.The short address of the child may be given as follows.
n번째 챠일드의 Short Address = p + 1 + (n-1)*q, n = 1, 2...Short Address of nth child = p + 1 + (n-1) * q, n = 1, 2 ...
여기서, p는 페어런트의 쇼트어드레스를 의미하며, q는 WPAN 설정시 페어런트가 가질 수 있는 챠일드의 개수와 WPAN의 챠일드 깊이에 의해서 결정되는 상수로서, WPAN의 구조가 정해지면 q 값이 결정된다. 챠일드 깊이는 챠일드들이 몇개의 레이어로 구성되어 있는지에 관한 정보로서, 도 5의 경우 챠일드는 라우터와 단말기 2개 레이어로 구성되어 있다. WPAN에 따라 라우터들이 2개 이상의 레이어로 구 성될 수도 있다.Here, p denotes a short address of the parent, q is a constant determined by the number of children the parent can have when the WPAN is set, and the q value is determined when the structure of the WPAN is determined. The child depth is information on how many layers the children are configured. In FIG. 5, the child is composed of two layers of a router and a terminal. Depending on the WPAN, routers may be configured in two or more layers.
도 5의 WPAN의 경우, 코디네이터의 쇼트 어드레스는 "0"이며, 라우터들의 쇼트 어드레스는 위 식에 따라 saR1 = 1, saR2 = 7, saR3 = 13, saR4 = 19, ..., saRn = 1+(n-1)*6이 된다. 도 5의 WPAN에서의 각 디바이스의 쇼트 어드레스가 표시되어 있으며, 여기서 라우터들의 쇼트 어드레스에 대한 q 값은 6이고, 단말기들의 쇼트 어드레스에 대한 q 값은 1이다.In the case of the WPAN of FIG. 5, the short address of the coordinator is "0", and the short addresses of the routers are sa R1 = 1, sa R2 = 7, sa R3 = 13, sa R4 = 19, ..., sa Rn = 1+ (n-1) * 6. The short address of each device in the WPAN of FIG. 5 is shown, where q value for the short address of the routers is 6 and q value for the short address of the terminals is 1. FIG.
도 3을 참조하면, 페어런트에서 송신하는 비콘 프레임의 네트워크 페이로드의 관리 필드의 각 비트는 n 값과 대응된다. 즉, 챠일드에 관련된 n 값을 관리 필드의 n 번째 비트와 매핑시켜서, 쇼트 어드레스가 p+1+(n-1)q 인 챠일드가 접속되어 있을 경우 페어런트는 자신이 송신하는 비콘 프레임의 네트워크 페이로드의 관리 필드의 n 번째 비트를 1로 설정한다. 반대로, n 번 챠일트가 접속되어 있지 않다고 판단한 페어런트는 관리 필드의 n 번째 비트를 0으로 설정하게 된다.Referring to FIG. 3, each bit of a management field of a network payload of a beacon frame transmitted from a parent corresponds to an n value. That is, when a child whose short address is p + 1 + (n-1) q is connected by mapping the n value related to the child with the nth bit of the management field, the parent pays the network payload of the beacon frame transmitted by the parent. Set the nth bit of the management field of to 1. On the contrary, the parent, which has determined that the nth number is not connected, sets the nth bit of the management field to zero.
페어런트로부터 비콘 신호를 수신한 챠일드는 자신의 쇼트 어드레스에 해당하는 비트가 1로 설정되어 있는지를 확인하여 1로 설정되어 있으면 정상적인 접속으로 간주하고 필요한 데이터 통신을 수행하며, 0으로 설정되어 있으면 자신이 페어런트에게 인식되어 있지 않다라고 간주하고 페어런트에게 재접속을 시도한다. 재접속 과정은 동기 획득, 어소시에이션 등 통상적인 네트워크 가입절차에 따라 수행된다.When the child receives the beacon signal from the parent, the child checks whether the bit corresponding to its short address is set to 1, and if it is set to 1, it is regarded as a normal connection and performs necessary data communication. It assumes that the parent is not recognized and attempts to reconnect to the parent. The reconnection process is performed according to the normal network joining procedure such as synchronization acquisition and association.
한편, 페어런트는 챠일드로부터 신호 패킷을 수신할 때 패킷 수신 타이머를 설정하고, 하나의 패킷을 수신한 후 다음 패킷을 수신할 때까지의 시간이 일정 시간 t(예컨대, 10초)를 초과하면 해당 챠일드에게 패킷을 요청한다. 패킷을 요청하기 위해서는 해당 챠일드의 쇼트 어드레스로부터 p+1+(n-1)q 의 관계를 통해 n을 구하고, 비콘 프레임의 네트워크 페이로드의 패킷 요청 필드의 n 번째 비트를 1로 설정하여 비콘 신호를 송신한다.On the other hand, when a parent receives a signal packet from a child, the parent sets a packet reception timer, and if the time from receiving one packet to receiving the next packet exceeds a predetermined time t (eg, 10 seconds), the child Request a packet from. To request a packet, obtain n through the relation of p + 1 + (n-1) q from the short address of the child, and set the nth bit of the packet request field of the network payload of the beacon frame to 1 to beacon signal. Send.
이후, 페어런트는 해당 챠일드가 패킷을 보내오면 패킷 요청 필드의 n 번째 비트를 0으로 클리어하고 타이머를 재설정하며, 챠일드가 추가 시간 t'(예컨대, 5초) 동안 패킷을 전송하지 않을 경우 관리 필드와 패킷 요청 필드의 n 번째 비트를 0으로 클리어하고 해당 챠일드와 관련된 데이터를 삭제한다.Thereafter, the parent clears the nth bit of the packet request field to zero when the child sends the packet and resets the timer, and if the child does not transmit the packet for an additional time t '(e.g. 5 seconds), Clear the n th bit of the packet request field to 0 and delete the data associated with the child.
도 5에서 코디네이터(C)(10)가 페어런트이고 n 개의 라우터(R1...Rn)(20)가 챠일드인 경우를 예로 들어 설명한다. 페어런트(C)와 1번 챠일드(R1) 간의 통신의 경우, 도 4의 챠일드 리스트 테이블에서 페어런트의 쇼트 어드레스 sac = 0 이므로 1번 챠일드(R1)의 쇼트어드레스는 1이되며, 패킷 수신 타이머는 현재 12초로 되어 있다.In FIG. 5, a case where the coordinator (C) 10 is a parent and n routers (R1... Rn) 20 are children will be described as an example. In the case of communication between the parent C and the first child R1, the short address of the first child R1 becomes 1 since the short address sa c = 0 of the parent in the child list table of FIG. 4, and the packet reception timer is Currently 12 seconds.
도 3의 관리 필드의 1번째 비트가 "1"이므로 페어런트는 현재 1번 챠일드가 WPAN에 가입되어 있다고 판단하고 있지만 패킷 수신 타이머가 12초로서 t=10초란 설정 시간을 도과하였으므로 해당 챠일드에게 패킷 요청을 하기 위해 패킷 요청 필드의 1번째 필드를 "1"로 설정하였다. 해당 챠일드가 추가 시간(t'=5초) 이내에 즉, 패킷 수신 타이머가 15sec가 될 때까지 응답 패킷을 전송하면 페어런트는 패킷 요청 필드의 1번째 비트만을 "0"으로 클리어하겠지만, 그때까지 응답 패킷이 전송되지 않으면 페어런트는 관리 필드와 패킷 요청 필드의 해당 비트를 모두 "0"으로 클리어하고 해당 챠일드가 WPAN에 더 이상 가입되어 있지 않다고 판단하여 챠일드 리스트 테이블에서 관련 데이터를 삭제할 것이다. 그러면, 페어런트로부터 비콘 신호를 수신한 해당 챠일드는 관리 필드에서 자신에게 해당하는 비트가 0으로 설정되어 있음을 확인하고 페어런트에게 재접속을 시도하게 된다.Since the first bit of the management field of FIG. 3 is "1", the parent determines that the first child is currently subscribed to the WPAN, but since the packet reception timer has passed the set time of t = 10 seconds, the packet is requested to the corresponding child. To do this, the first field of the packet request field is set to "1". If the child sends a response packet within an additional time (t '= 5 seconds), i.e., until the packet reception timer is 15sec, the parent will only clear the first bit of the packet request field to "0", but until then the response packet If this is not sent, the parent will clear the corresponding bits in both the management field and the packet request field to "0" and determine that the child is no longer subscribed to the WPAN and delete the relevant data from the child list table. Then, when the child receives the beacon signal from the parent, the child checks that the corresponding bit is set to 0 in the management field and attempts to reconnect to the parent.
한편, 페어런트(C)와 2번 챠일드(R2) 간의 통신의 경우, 도 4의 챠일드 리스트 테이블에서 페어런트의 쇼트 어드레스 sac = 0 이므로 2번 챠일드(R2)의 쇼트어드레스는 1+q=7 로 되며, 패킷 수신 타이머는 현재 6초로 되어 있다. 도 3의 관리 필드와 패킷 요청 필드의 2번째 비트가 각각 "1"과 "0"이므로 페어런트는 현재 1번 챠일드가 WPAN에 가입되어 있으며 최종 패킷을 송신한지 6초 밖에 지나지 않았으므로 현재로서는 통신에 문제가 없다고 판단하고 있는 상황이다.On the other hand, in the case of communication between the parent C and the second child R2, the short address of the second child R2 is 1 + q = 7 since the short address sa c = 0 of the parent in the child list table of FIG. The packet reception timer is currently 6 seconds. Since the second bit of the management field and the packet request field of FIG. The situation is judged to be no problem.
한편, 페어런트(C)와 3번 챠일드(R3) 간의 통신의 경우, 도 3의 관리 필드와 패킷 요청 필드의 3번째 비트가 모두 "0"이므로 이는 해당 챠일드와의 데이터 송수신이 없는 상태로서 페어런트가 해당 챠일드가 WPAN을 벗어나거나 탈퇴한 것으로 판단하고 관련 데이터(즉, 도 4의 패킷 수신 타이머 정보)를 삭제한 상태이다. 이 경우, 페어런트로부터 비콘 신호를 수신한 해당 챠일드는 관리 필드에서 자신에게 해당하는 비트가 "0"으로 설정되어 있음을 확인하고 페어런트에게 재접속을 시도하게 된다.On the other hand, in the case of communication between the parent C and the third child R3, since the third bits of the management field and the packet request field of FIG. 3 are all "0", this means that the parent has no data transmission and reception with the corresponding child. It is determined that the child leaves or withdraws from WPAN and deletes the relevant data (ie, packet reception timer information of FIG. 4). In this case, when the child receives the beacon signal from the parent, the child checks that the corresponding bit is set to "0" in the management field and attempts to reconnect to the parent.
4번 챠일드(R4)의 경우 1번 챠일드(R1)와 동일한 상태이며, n번 챠일드(Rn)의 경우 2번 챠일드(R2)와 동일한 상태이다. 전체적으로 보면, 현재 페어런트인 코디네이터(C)에게 챠일드로 인식되어 있는 라우터는 R1, R2, R4, Rn이며, 페어런트는 R1, R4에게 WPAN 가입 상황을 확인하기 위한 패킷 요청 신호를 전송하고 있으며, 페어런트인 코디네이터(C)의 챠일드 리스트에서 삭제된 라우터 R3는 새로 WPAN 가입을 위한 절차를 수행할 것이다.The fourth child R4 is in the same state as the first child R1, and the nth child Rn is the same as the second child R2. Overall, the routers currently recognized as parent by the coordinator (C) are R1, R2, R4, and Rn, and the parent sends R1 and R4 a packet request signal to confirm the WPAN subscription status. The router R3 deleted from the child list of the coordinator C will perform the procedure for newly joining the WPAN.
이상의 설명에서 코디네이터와 라우터 간의 통신을 전제로 본 발명의 일 실시예를 설명하였지만, 페어런트와 챠일드 관계에 있는 라우터와 단말기 사이에도 동일한 방식으로 네트워크 불일치를 해소하기 위한 동작이 수행될 수 있음은 자명한다.In the above description, although an embodiment of the present invention has been described on the premise of communication between a coordinator and a router, it is apparent that an operation for resolving network inconsistency may be performed in the same manner between a parent and a child having a child relationship. .
또한, 쇼트 어드레스 할당 방식, 패킷 수신 타이머의 제한 시간, WPAN의 전체 구성, 관리 필드와 패킷 요청 필드의 구성 등은 예시적인 것으로서 당업자에 의해 변경이 가능하다.In addition, the short address allocation method, the time limit of the packet reception timer, the entire configuration of the WPAN, the configuration of the management field and the packet request field are exemplary and can be changed by those skilled in the art.
또한, 페어런트가 챠일드의 인지 상태를 챠일드에게 알려주기 위한 수단으로 관리 필드와 패킷 요청 필드를 이용하고 있지만, 그 외에도 페어런트가 네트워크에 접속된 것으로 인지하고 있는 챠일드에 관련된 소정의 정보 즉, 챠일드의 ID 정보를 페어런트로부터의 비콘 신호 프레임에 포함하여 전송하는 방식이면 모두 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.In addition, although the parent uses the management field and the packet request field as means for informing the child of the child's acknowledgment status, other information related to the child that the parent recognizes as being connected to the network, that is, the ID of the child. Any information including a method of transmitting information in a beacon signal frame from the parent may be included in the scope of the present invention.
본 발명에 따르면, 최소한의 시간에 네트워크 불일치를 해소함으로써 시스템 의 안정성을 향상시키는 WPAN 네트워크의 무선통신 방법 및 시스템이 제공된다.According to the present invention, there is provided a wireless communication method and system for a WPAN network that improves the stability of the system by eliminating network inconsistency in a minimum amount of time.
본 발명에 따르면, 상위 노드에서 송신되는 비콘 프레임에 하위 노드의 ID를 실어줌으로써 간단하게 네트워크 불일치를 방지하는 WPAN 네트워크의 무선통신 방법 및 시스템이 제공된다.According to the present invention, there is provided a wireless communication method and system for a WPAN network that simply prevents network inconsistency by putting an ID of a lower node in a beacon frame transmitted from an upper node.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 상기 실시예나 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 첨부된 특허청구범위에 기재된 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.Although the present invention has been described above according to a preferred embodiment of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments or the accompanying drawings, and is not limited to the scope of the present invention as set forth in the appended claims. Various variations are possible in.
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