KR100672040B1 - 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템및 방법 - Google Patents

분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템및 방법 Download PDF

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Abstract

분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따르면, 무선 이동 애드호크 네트워크(wireless mobile ad-hoc networks)기반에서의 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)를 위한 매체접근제어에서, 비컨구간의 크기를 줄이기 위하여 비컨을 다른 선행 자유슬롯으로 이동할 수 있는 방법을 제시한다. 나아가 비컨의 이동에 따라 발생할 수 있는 충돌을 감지하고, 충돌을 방지할 수 있는 방법을 제시한다. 본 발명에 의하여, 충돌없이 비컨구간의 크기를 동적으로 줄임으로써, 데이터를 전송할 수 있는 데이터 구간의 크기를 충분히 확보할 수 있다.
WPAN, 무선 이동 애드-호크 네트워크, beacon, 비컨의 이동, free lower slot

Description

분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템 및 방법{System and method for dynamically shifting of beacons in distributed wireless networks}
도 1은 종래의 분산화 접근방식에서의 개인용무선네트워크를 도시한 도면,
도 2는 종래의 슈퍼프레임의 구조의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 디바이스를 포함한 네트워크를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 비컨구간점령정보를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템의 비컨 이동방법을 설명하는데 제공되는 흐름도, 그리고
도 6은 본 발명에 따른 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템의 비컨이동에 따른 충돌방지 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
본 발명은 무선 이동 애드호크 네트워크(wireless mobile ad-hoc networks)기반에서의 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)를 위한 매체접 근제어(media access control) 중에서 네트워크의 각 디바이스들이 그들의 비컨(beacon)을 효과적으로 보내기 위한, 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
개인용무선네트워크는 약 10m 내외의 개인적인 영역에서 동작하는 것으로 정의된다. 미국 전기전자 기술자 협회(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers)는 그러한 개인용무선네트워크의 표준을 정하는데 참여했다. 광대역(UWB: Ultra Wide Band) 통신기술은 이러한 개인적 영역에서 수 백Mbps가 넘는 전송율을 제공할 수 있다. 개인용무선네트워크에서, 매체는 서로간의 통신을 위한 모든 디바이스들 사이에서 공유된다. 이것은 그 디바이스들의 매체접근을 제어하기 위한 매체접근제어방법을 필요로 한다. 이러한 매체접근제어방법은, 넓게는 어떻게 네트워크에 접근할 수 있는 지, 어떻게 원하는 전송율로 다른 디바이스에 데이터를 전송할 수 있는 지, 어떻게 매체를 최적으로 사용할 수 있는 지, 또한 비컨의 충돌을 어떻게 검출하고 해소할 수 있는지를 포함한다.
개인용무선네트워크를 위한 매체접근제어는 집중화(centralized)와 분산화(distributed)의 두 가지 접근방법으로 설계될 수 있다. 집중화 접근에서는, 각 디바이스들은 모든 디바이스들을 위한 매체 접근을 관리하고 조정하기 위하여, 전체 네트워크를 위해 동작한다. 모든 디바이스들은 네트워크에의 참여나 채널 타임의 할당과 같은 매체 접근을 위해 집중화된 조정자(coordinator)의 도움을 요청한다.
분산화 접근에서, 매체 접근은 네트워크의 모든 디바이스들에 고르게 분산된다. 그리고 모든 디바이스들은 서로의 매체 접근을 관리하는 부담을 공유한다. IEEE 표준이 집중화 매체접근제어방법에 대한 것이지만, 몇 개의 분산화 매체접근제어방법이 개인용무선네트워크을 위해서 논의되고 있다. 그러한 방법은 디바이스들의 이동성에 대해 유연성을 제공하기 때문이다.
도 1은 종래의 분산화 접근방식에서의 개인용무선네트워크를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 점으로 표시된 수 개의 디바이스를 포함한다. 각 디바이스를 중심으로 그려진 원은 해당 디바이스의 비컨이 수신되는 범위를 나타낸다. 네트워크에 포함된 어느 디바이스도 전용 조정자가 아니다.
분산화 접근에 기초한 개인용무선네트워크는 어떠한 집중된 조정자를 가지지 않는다. 네트워크 내에서 모든 디바이스들은 경(輕)조정자의 역할을 수행하며, 별도의 전용 조정자를 포함하지 아니한다. 모든 디바이스들은 서로 협동한다. 또한 각 디바이스들은, 다른 디바이스로의 데이터 전송을 위한 채널 타임 할당, 새로운 디바이스의 접속 허용 및 동기 방법 등과 같은 매체접근제어를 수행하기 위하여 필요한 정보를 서로 공유한다. 이것이 애드 호크(ad-hoc)형으로 형성된 분산화 개인용무선네트워크 시스템이다. 각 디바이스는 주기적으로 그 주변 디바이스들에 대한 정보 및 그 주변디바이스들에게 할당된 채널 타임에 대한 정보를 브로드캐스트한다.
분산화 매체접근제어방식은 ‘슈퍼프레임(superframe)’이라 불리는 타이밍 개념에 의존한다. 슈퍼프레임은 고정된 길이의 시간을 가지고, '타임 슬롯(time slot)'이라 불리는 다수의 시간창으로 분할된다. 일부의 타임 슬롯들은 디바이스 들이 비컨을 보내기 위해 사용되며, 나머지 슬롯은 디바이스들이 데이터를 보내는데 사용된다. 비컨이 보내지는 슬롯들은 '비컨슬롯'이라 불리고, 데이터가 보내지는 슬롯은 '데이터 슬롯'이라 불린다.
비컨슬롯으로 구성되는 비컨구간(BP: Beacon Period)의 길이는 데이터 슬롯으로 구성되는 데이터구간(Data period)의 길이보다 작을 수 있다. 비컨슬롯들은 슈퍼프레임의 전체 슬롯에 걸쳐 분배되거나, 슈퍼프레임의 시작부분에 함께 나타날 수 있다. 게다가, 비컨의 수는 고정될 수도 있고 분산화 매체접근제어방식의 다른 구성으로 연결되면서 변할 수 있다.
도 2는 종래의 슈퍼프레임의 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 슈퍼프레임의 구조는, Multiband OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation) Alliance draft v0.5에 의해 정의된 것을 기초로 한다. 이것은 몇 개의 매체 접근 슬롯(MAS: Medium Access Slot)(a,c)을 포함한다. 일부 매체 접근 슬롯(a를 포함)은 복수의 디바이스들에서 일치하는 비컨슬롯으로 구성되는 비컨 구간(b)으로 구성된다. 나머지 매체 접근 슬롯(c 포함)들은 네트워크의 다른 디바이스로 데이터를 전달하기 위하여 네트워크의 다른 디바이스들에 의해 사용될 수 있는 매체 접근 슬롯으로 구성되는 데이터 구간(d)을 형성한다. 하나의 슈퍼프레임은 65,536㎲이며, 각 매체 접근 슬롯은 256㎲이다.
슈퍼프레임의 비컨 구간(b)이 가변적인 길이를 가진다는 것은, 즉 비커닝하는 디바이스들의 수가 더 많이 있을 때 비컨 구간의 길이가 길어지고 반대로 비커닝하는 디바이스의 수가 적을 때는 비컨 구간의 길이가 줄어드는 것을 의미한다. 그것은 통신할 디바이스들이 거의 없는 경우, 슈퍼프레임의 데이터 통신을 위한 데이터구간(d)을 더 크게 확보할 수 있을 뿐 아니라, 전력 절감의 측면을 위해서 유용하다.
슈퍼프레임에 대한 정보는 비컨구간(b)에서 각 디바이스들에 의해 브로드캐스트되는 비컨을 통해 브로드캐스트되고 있다. 그래서 그 디바이스의 이웃 디바이스들이 다음 처리를 위해 그 정보를 사용할 수 있다. 슈퍼프레임의 시작시간은 비컨구간의 시작에 의해 결정되고, 이것은 비컨구간시작시간(BPST: Beacon Period Start Time)으로 정의된다.
디바이스들은 슈퍼프레임을 위해 동일한 비컨구간시작시간을 사용할 수 있다. 매체 접근 슬롯들은 이 시작시간과 관련하여 번호가 붙여진다. 모든 디바이스들은 슈퍼프레임의 시작에서 비컨을 들을 것이고, 시간 동기가 될 것이다.
디바이스들이 브로드캐스트하는 비컨들 안에는 비컨구간점령정보(BPOIE: Beacon Period Occupancy Information Element)가 포함된다. 비컨구간점령정보는, 해당 디바이스에 의해 비컨구간(b)에서 확인된 이웃디바이스들의 비컨 정보를 포함한다. 비컨을 수신하면, 디바이스는 비컨이 수신된 슬롯번호와 함께 송신자의 디바이스ID(DEVID: Device Identifier)를 저장한다. 그리고 다음 슈퍼프레임에서 디바이스는 저장된 정보를 자신이 브로드캐스트하는 비컨의 비컨구간점령정보에 포함된다. 하나의 슈퍼프레임 동안 수신한 비컨들의 정보는 다음의 슈퍼프레임에서 보내지는 비컨구간점령정보에 포함된다. 여기서 비컨구간점령정보는 2홉(hop) 지역내의 하나의 디바이스에 의한 비컨슬롯의 점령을 나타내는 방법이고 그것은 비커닝 절차 와 독립적임을 주목한다.
만약 어느 디바이스의 DEVID가 소정의 연속되는 슈퍼프레임 동안 이웃디바이스 비컨의 비컨구간점령정보 안에 보이지 않고 있다면, 그것은 해당디바이스가 다음 슈퍼프레임에서 해당 비컨슬롯을 휴지 슬롯으로 변경할 것이라는 것을 의미한다.
그러나 종래의 기술은, 디바이스들이 비컨을 보내는 비컨슬롯을 이동할 수 있게함으로써 비컨구간의 전체 크기가 동적으로 감소되도록 하여, 슈퍼프레임의 더 많은 부분을 데이터 전송이나 전력 절감을 위해 사용하도록 허용하는 방법이 없다.
많은 디바이스들이 사용되는 환경에서, 큰 비컨구간이 성립되었다가, 디바이스들이 해당 영역을 떠나거나 파워 오프 되면서, 그들이 사용한 비컨슬롯이 자유롭게 될 수 있다. 즉 이러한 자유슬롯(free slot)들이 비컨구간의 중간에 생길수 있다. 그러나 비컨구간의 가운데 자유슬롯이 있는 경우에도, 비컨구간의 크기는 그대로 유지되며, 따라서 슈퍼프레임의 채널 타임의 사용은 비효율적으로 된다.
나아가 비컨의 수가 적은 대형 비컨구간 때문에, 디바이스들은 많은 시간동안 동작해야하고, 이것은 전력 절감 필요와 충돌하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 비집중화 네트워크 토폴로지(topology)에서 무선 애드 호크(ad-hoc) 네트워크에 기반한 광대역(UWB:Ultra Wide Band) 개인용무선네트워크에서, 다른 비컨슬롯으로 비컨을 이동함으로써 비컨구간의 크기를 줄이고 많은 데이터구간을 확보할 수 있는, 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위 한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 이동 애드호크 네트워크(wireless mobile ad-hoc networks)기반의 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법은, 슈퍼프레임(superframe)의 비컨(beacon)구간 중에서 사용되지 않고 선행하는 비컨 슬롯(slot)인 선행자유슬롯 중 임의의 슬롯을 선택하는 단계, 비컨그룹(beacon group)내에 상기 선택된 선행자유슬롯의 보호요청을 하는 단계 및 상기 보호요청에 대한 응답을 수신하고, 상기 응답에 따라 상기 디바이스가 비컨을 상기 선택된 선행자유슬롯으로 이동하여 브로드캐스트하는 단계를 포함한다.
상기 네트워크는 광대역(Ultra Wide Band) 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 응답은 상기 보호요청을 수신한 상기 비컨그룹내의 이웃 디바이스에 의해 이루어진다.
바람직하게는, 상기 슬롯을 선택하는 단계는, 상기 슬롯을 선택하는 단계는, 상기 이웃디바이스들의 비컨을 수신하고 상기 비컨에 포함된 비컨구간점령정보를 수신하는 단계 및 상기 비컨구간점령정보를 확인하여 상기 이웃디바이스들에 의한 상기 비컨구간 슬롯의 점령상태를 확인하고 상기 임의의 선행자유슬롯을 선택하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 비컨구간점령정보는, 상기 비컨을 브로드캐스트하는 이웃디바이스가 제공하는 비컨구간의 점령정보로서, 현재 상기 이웃디바이스의 비컨 그룹내에서 비컨닝하고 있는 디바이스와 비커닝하고 있는 슬롯번호를 포함한다.
바람직하게는, 상기 임의의 선행자유슬롯의 선택은, 상기 선행자유슬롯 중에서 상기 비컨구간 내에서 가장 선행하는 슬롯을 선택할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보호요청은, 자신의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호를 더 포함하는 비컨구간점령정보를 비컨을 통해 상기 이웃디바이스들에게 브로드캐스트함으로써 이루어진다.
바람직하게는, 상기 응답은, 상기 자신의 정보, 현재의 비컨슬롯의 번호 및 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호를 포함하는 비컨구간점령정보를 포함한다.
바람직하게는, 상기 응답은, 상기 이웃디바이스가 다른 디바이스로부터 상기 선택된 선행자유슬롯과 동일한 슬롯에 대한 보호요청을 함께 수신하였다면, 상기 보호요청 중에서 보호요청한 디바이스가 현재 비커닝하고 있는 슬롯번호가 높은 디바이스의 보호요청에 대하여 이루어진다.
나아가 상기 응답은, 상기 응답하기로 결정된 보호요청을 한 디바이스의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호 및 상기 응답하기로 결정된 보호요청을 한 디바이스가 현재 비컨슬롯의 번호를 포함하는 비컨구간점령정보를 통해 하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 응답은, 상기 이웃 디바이스가 다른 디바이스로부터 상기 선택된 선행자유슬롯과 동일한 슬롯에 대한 보호요청을 함께 수신하였다면, 상기 보호요청한 디바이스들의 일련의 ID(identifier)중에서 가장 높은 ID를 가진 디바이스 및 가장 낮은 ID를 가진 디바이스 중 어느 하나의 보호요청에 응답한다.
바람직하게는, 상기 브로드캐스트하는 단계는, 상기 보호요청을 수신한 모든 이웃디바이스들에게서 상기 응답을 수신한 경우에 한하여 상기 선택된 선행자유슬롯으로 이동한다.
또한 적어도 하나의 디바이스를 포함하고, 무선 이동 애드호크 네트워크 기반의 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템은, 슈퍼프레임의 비컨구간 중에서 사용되지 않고 선행하는 비컨 슬롯인 선행자유슬롯 중 임의의 슬롯을 선택하여 자신의 비컨그룹내에 상기 선택된 선행자유슬롯의 보호요청을 하고 상기 선택된 선행자유슬롯으로 이동하여 브로드캐스트하는 요청디바이스 및 상기 디바이스의 보호요청에 대하여 응답하는 적어도 하나의 응답디바이스를 포함한다.
바람직하게는, 상기 네트워크는 광대역 개인용무선네트워크이다.
바람직하게는, 상기 요청디바이스는, 상기 응답디바이스들의 비컨을 수신하고 상기 비컨에 포함된 비컨구간점령정보를 수신하여 상기 응답디바이스들에 의한 상기 비컨구간 슬롯의 점령상태를 확인함으로써 상기 임의의 선행자유슬롯을 선택한다.
바람직하게는, 상기 비컨구간점령정보는, 상기 비컨을 브로드캐스트하는 응답디바이스가 제공하는 비컨구간의 점령정보로서, 현재 상기 응답디바이스의 비컨그룹내에서 비컨닝하고 있는 디바이스와 비커닝하고 있는 슬롯번호를 포함한다.
바람직하게는, 상기 요청디바이스는 상기 임의의 선행자유슬롯의 선택함에 있어, 상기 선행자유슬롯 중에서 상기 비컨구간 내에서 가장 선행하는 슬롯을 선택한다.
또한 상기 보호요청은, 상기 요청디바이스가 자신의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호를 더 포함하는 비컨구간점령정보를 비컨을 통해 상기 적어도 하나의 응답디바이스에게 브로드캐스트함으로써 이루어지는 것이 바람직하다.
나아가 상기 응답은, 상기 요청디바이스의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호 및 상기 요청디바이스가 현재 비컨슬롯의 번호를 포함하는 비컨구간점령정보를 통해 하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 응답디바이스는, 상기 요청디바이스이외에 다른 디바이스로부터 상기 선택된 선행자유슬롯과 동일한 슬롯에 대한 보호요청을 함께 수신하였다면, 상기 보호요청 중에서 보호요청한 디바이스가 현재 비커닝하고 있는 슬롯번호가 높은 디바이스의 보호요청에 대하여 응답하는 것으로 결정한다.
나아가 상기 응답은, 상기 응답하기로 결정된 보호요청을 한 디바이스의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호 및 상기 응답하기로 결정된 보호요청을 한 디바이스가 현재 비컨슬롯의 번호를 포함하는 비컨구간점령정보를 통해 하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 응답디바이스는, 상기 요청디바이스이외에 다른 디바이스로부터 상기 선택된 선행자유슬롯과 동일한 슬롯에 대한 보호요청을 함께 수신하였다면, 상기 보호요청한 디바이스들의 일련의 ID(identifier)중에서 가장 높은 ID를 가진 디바이스 및 가장 낮은 ID를 가진 디바이스 중 어느 하나의 보호요청에 응답할 수도 있다.
바람직하게는, 상기 요청디바이스는, 보호요청을 수신한 상기 적어도 하나의 응답디바이스 모두에게서 상기 응답을 수신한 경우에 한하여 상기 선택된 선행자유슬롯으로 이동할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템을 포함한 네트워크를 도시한 도면이다.
도 3의 무선네트워크는, 무선 애드 호크 네트워크(wireless mobile ad-hoc networks)에 기반하고, 어떠한 중심 코디네이터를 가지지 아니한 비집중화 개인용무선네트워크(WPAN:Wireless Personal Area Networks)이다.
도 3의 네트워크는 광대역(UWB: Ultra Wide Band) 개인용무선네트워크인 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 네트워크 내에 디바이스 A, 디바이스 B, 디바이스 C 및 디바이스 D를 포함한다. 각 디바이스를 중심으로 그려진 원은 해당 디바이스의 비컨이 수신되는 범위를 나타낸다.
디바이스 A는 본 발명의 비컨이동방법에 의하여 비컨을 이동하고자 하는 '요청디바이스'이며, 디바이스 B와 디바이스 C는 디바이스 A의 이웃디바이스인 '응답디바이스'로서, 디바이스 A의 비컨을 수신할 수 있는 비컨그룹에 속한다. 디바이스 D는 디바이스 C를 포함하는 다른 비컨그룹을 형성한다. 디바이스 D는 디바이스 C와 달리 디바이스 A의 비컨을 수신할 수 없다.
디바이스 B 내지 디바이스 D도 디바이스 A와 마찬가지로 비컨을 이동할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편리를 위해, 디바이스 A에서의 비컨 이동을 중심 으로 설명한다.
본 발명의 디바이스 A는 새로운 매체접근제어(media access control)를 수행한다. 새로운 매체접근제어는, 디바이스 A가 비컨을 이동하기를 원하는 비컨슬롯을 보호하기 위한 방법, 비컨의 이동을 위하여 새로이 선택된 비컨슬롯에서 발생할 수 있는 충돌을 검출하는 방법 및 개선된 비컨구간점령정보(BPOIE: Beacon Period Occupancy Information Element)의 사용을 포함한다.
비컨의 이동은 비컨구간(BP: Beacon Period)의 크기를 줄이고 그에 따라 데이터 전송에 필요한 데이터 구간을 보다 크게 확보하기 위한 것이며, 디바이스 A에 의해 이동에 의한 충돌없이 비컨을 사용되지 아니한 슬롯으로 이동하는 것이 가능하다. 이것은 본 발명의 디바이스 A가 비컨의 이동하고자 하는 슬롯을 보호함으로써 가능하다.
바람직하게는, 비컨은 사용되지 아니한 비컨슬롯 중에서도 시간적으로 선행 위치를 가지는 선행자유슬롯(free lower slot)으로 이동한다. 따라서 선행자유슬롯은 슬롯번호가 작은 것이 바람직하다.
이하에서는, 먼저 비컨구간점령정보(BPOIE)에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 비컨구간점령정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서, (a)는 디바이스 A의 비컨그룹의 슈퍼프레임의 비컨구간을 나타내며, (a-1) 및 (a-2)는 디바이스 A가 브로드캐스트하는 비컨구간점령정보이다.
도 3 및 도 4의 (a)를 참조하면, 디바이스 A를 중심으로 하는 비컨그룹에서 디바이스 C가 비컨구간의 0번 슬롯을 차지하고 있고, 디바이스 B가 2번 슬롯, 디바 이스 A가 5번 슬롯을 차지하고 있다. 이때 디바이스 A가 선행자유슬롯 1,3 및 4 중에서 1번 슬롯으로 이동하고자 한다.
비컨구간점령정보는, 디바이스가 비커닝하고 있는 비컨슬롯 번호와 해당 디바이스의 DEVID(Device Identifier)의 형태를 가지며, 비컨구간에서 비컨슬롯이 점령되고 있는 상태에 대한 정보를 포함한다.
일반적인 비컨구간점령정보는, 비컨을 발송하는 디바이스의 이웃디바이스의 비컨슬롯 점령정보를 포함한다. 따라서, 디바이스 A가 비컨을 이동하지 않는 경우라면, 디바이스 A가 발송하는 비컨구간점령정보는 (a-1)과 같다. 즉 디바이스 C의 DEVID(여기서는 'C')와 슬롯번호 0를 포함하며, 디바이스 B의 DEVID와 슬롯번호 2를 포함한다.
그러나 비컨을 이동하고자 하는 디바이스는 개선된 비컨구간점령정보를 사용하여 비컨의 이동에 대한 정보를 포함한다. 비컨구간점령정보는, 비컨을 이동하고자 하는 디바이스 A의 DEVID와, 이동을 위하여 선택된 슬롯번호를 포함한다. 따라서 디바이스 A가 비컨을 1번 슬롯으로 이동하고자 하는 경우에, 디바이스 A가 발송하는 비컨구간점령정보는 디바이스 A의 DEVID(여기서는 'A')와 이동하고자 하는 슬롯번호 1을 포함한다.
개선된 비컨구간점령정보는 상기 특별한 비컨구간점령정보를 보내는 디바이스 A를 위한 엔트리를 가지고 있다. 비컨구간점령정보는 이 비컨구간점령정보를 확인한 모든 이웃디바이스들에 대한 디바이스 A의 보호 요청이다.
상기 비컨을 수신한 이웃디바이스 B 내지 디바이스 F는 일반적인 비컨구간점 령정보와 개선된 비컨구간점령정보를 구별할 수 있다. 그것은, 개선된 비컨구간점령정보가 보내는 디바이스 A의 DEVID를 포함하고 있기 때문이다. 앞에서 언급한 것처럼, 이 개선된 비컨구간점령정보는 해당 비컨슬롯을 보호하고자 하는 디바이스에 의한 보호요청으로 간주된다.
이웃디바이스에 의해 다음 슈퍼프레임에서 브로드캐스트되는 비컨구간점령정보는, 비컨을 이동하고자 하는 디바이스 A의 DEVID를 두 번 포함한다. 첫 번째는 디바이스 A가 현재 비커닝하고 있는 슬롯번호에 대하여, 두 번째는 보호요청으로 디바이스 A가 비컨을 이동하고자 하는 슬롯번호를 위해서이다.
도 4의 (b)는 디바이스 C의 비컨그룹의 슈퍼프레임의 비컨구간을 나타낸다. 디바이스 A가 비컨을 이동하지 않는 경우라면, 디바이스 C는 일반적인 비컨구간점령정보 (b-1)을 발송할 것이다. 그러나 디바이스 A가 비컨을 이동할 것이고, 디바이스 C가 디바이스 A로부터 개선된 비컨구간점령정보를 수신한 경우라면, 디바이스 C는 개선된 비컨구간점령정보 (b-2)를 발송한다. 따라서 디바이스 A의 DEVID를 두 번 포함한다. 디바이스 C가 브로드캐스트하는 비컨구간점령정보는 디바이스 D가 수신하고, 디바이스 D는 디바이스 A가 비컨이동을 위하여 1번 슬롯을 점령하였음을 알게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템의 비컨 이동방법을 설명하는데 제공되는 흐름도이다. 이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 디바이스의 비컨이동 방법을 설명한다.
디바이스 A는, 비컨 이동을 위하여 선택된 비컨슬롯 1을 보호하기 위하여, 상기 선택된 비컨슬롯 1의 부가정보를 비컨구간점령정보(a-2)를 통해 제공한다. 선택된 슬롯을 보호함으로써, 선택된 슬롯은 상기 디바이스 A의 이웃디바이스 B, C에 의해 보호된다.
나아가 디바이스 A의 비컨그룹에 속하지 아니하고 이웃디바이스 B,C의 비컨그룹에 속하는 디바이스들로부터 그 슬롯을 보호해야 한다. 이를 '2홉 구역의 이웃'이라고도 하며 디바이스 D가 해당된다.
디바이스 A는 비컨구간 내에 그 이웃디바이스들로부터의 비컨들을 수신한다(S501). 그리고 그들의 비컨구간점령정보를 통해 그 이웃디바이스들의 그 점령정보를 확인하여 디바이스 A가 비컨구간 내에 가용한 선행자유슬롯이 있는지를 판단한다(S503). 그때 비컨이동을 위한 가용한 선행자유슬롯들 중에서 하나의 선행자유슬롯을 선택한다. 디바이스 A는 다른 임의의 어떤 선행자유슬롯으로도 비컨을 이동시킬 수 있다. 도 4의 (a)에서, 디바이스 A는 가용한 선행자유슬롯 1,3 및 4중에서 1번 슬롯으로 이동하기로 선택한 것이다(S505).
S505 단계에서, 하나의 선행자유슬롯을 선택한 후, 상기 선택된 슬롯으로 비컨을 이동하기 전에, 디바이스 A는 선택된 자유슬롯의 슬롯번호와 그 자신의 DEVID의 부가 정보를 포함하는 비컨구간점령정보(a-1)를 통해, 선택된 선행자유슬롯을 광고함으로써 선택된 슬롯에 대한 보호요청을 한다(S507).
이웃디바이스 B,C가 디바이스 A로부터 디바이스 A의 DEVID와 선택된 선행자유슬롯의 정보를 갖는 개선된 비컨구간점령정보를 수신하면, 선택된 선행자유슬롯에 대한 디바이스 A의 보호요청에 있는 것으로 판단한다.
보호요청이 있으면, 상기 디바이스 A의 이웃디바이스 B,C는 선택된 그 슬롯을 보호해야 하며, 2홉 지역의 이웃디바이스에 의한 슬롯의 보호가 가능하도록 해야한다.
만약 이웃 디바이스 B와 C는 둘 이상의 디바이스로부터 일부 슬롯을 위한 보호요청을 수신할 수 있다. 이경우 이웃디바이스는 그러한 디바이스들 중의 하나를 위해서만 해당 슬롯을 보호할 수 있다(S509).
만약 어떤 디바이스가 비컨을 이동하고자 하는 디바이스 A를 위하여 자유슬롯을 보호하라는 보호요청을 받는다면, 그 디바이스는 자신의 비컨구간점령정보에 선택된 슬롯번호와 수신한 DEVID의 엔트리를 더함으로써 디바이스 A에 응답을 보내야 한다(S511).
개선된 비컨구간점령정보를 브로드캐스트한 다음 슈퍼프레임에서, 디바이스 A는 모든 이웃디바이스들로부터 응답이 있는지를 확인한다. 따라서 디바이스 A는 다음 슈퍼프레임 동안 이웃디바이스 B,C로부터 수신하는 비컨들의 비컨구간점령정보 안에 자신이 선택한 비컨슬롯과 자신의 DEVID를 가진 엔트리가 있는지 여부를 판단한다(S513).
S513 단계에서, 비컨을 이동하고자 하는 디바이스 A가 기대한 것처럼 모든 이웃디바이스 B, C의 비컨구간점령정보 안에 보호 요청된 슬롯의 엔트리를 수신하면, 디바이스 A는 선택된 슬롯으로의 비컨이동에 대한 승낙이 있는 것으로 판단한다. 디바이스 A는 다음 슈퍼프레임부터 선택된 비컨슬롯을 통해 자신의 비컨을 브로드캐스트할 수 있다. 그리고 원래의 슬롯은 자유슬롯으로 남을 것이다(S515).
S513 단계에서, 만약 비컨을 이동하고자 하는 디바이스 A가 모든 이웃디바이스인, 디바이스 B, C로부터의 비컨구간점령정보안에 기대한 것과 같이 보호되는 슬롯의 엔트리를 수신하지 못하면, 디바이스 A는 보호되는 슬롯으로 이동하지 않을 것이며 원래의 슬롯에서 비커닝을 계속할 것이다. 이러한 상황은 다른 디바이스 D 등이 해당 선택된 슬롯을 사용하고 있거나, 사용할려고 하는 경우에 발생할 수 있다(S517).
나아가 디바이스 A는 이동하고자 했던 해당 슬롯의 보호를 제거한다. 디바이스 A에 의해 전송되는 다음의 비컨구간점령정보는 동일한 선행자유슬롯에 대한 그 DEVID를 포함하지 않는다. 그러나 디바이스 A는 새로운 선행자유슬롯을 선택할 수 있고 그 절차를 다시 수행할 수 있다(S519).
본 발명은 비컨슬롯의 이동을 위하여, 선택된 슬롯에서의 예상되는 충돌을 검출하기 위한 다음의 방법을 제공한다.
둘 이상의 디바이스가 자신들의 비컨이동을 위하여 동일한 선행자유슬롯을 선택한 경우에, 그러한 디바이스들 모두를 확인할 수 있는 디바이스는, 비컨구간점령정보를 확인함으로써 가능한 충돌을 검출할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 시스템의 비컨이동에 따른 충돌방지 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
만약 도 5의 S509 단계에서, 이웃 디바이스 C가 둘 이상의 디바이스로부터 일부 슬롯을 위한 보호요청을 수신하면, 디바이스는 그러한 디바이스들 중의 하나를 위해서만 해당 슬롯을 보호할 수 있다.
이웃 디바이스는 두 개 이상의 보호요청을 받을 수 있다(S601).
이경우, 이웃디바이스는 두 개 이상의 보호요청 중에서 하나를 선택해야 한다. 바람직하게는, 이웃디바이스는 보호요청한 디바이스가 현재 비커닝을 하고 있는 슬롯번호가 더 높은 디바이스를 보호한다. 이것이 동적 비컨구간의 길이를 줄이는 데 더욱 효과적이기 때문이다.
예를 들어, 도 4의 (b)의 경우, 디바이스 C가 디바이스 A 및 디바이스 D로부터 1번 슬롯의 보호요청을 받은 경우를 생각해보자. 디바이스 A는 5번 슬롯에서 현재 비커닝하고 있고, 디바이스 D는 6번 슬롯에서 현재 비커닝하고 있으므로, 디바이스 C는 슬롯의 번호가 높은 디바이스 D의 비컨이동을 보호할 것이다.
나아가, 더 낮거나 혹은 높은 DEVID를 가진 디바이스가 보호를 위해 선택될 수도 있다(S603).
이웃디바이스가 하나의 보호요청만을 받은 경우라면, 해당 보호요청에 대하여 승낙하면 된다(S605).
본 발명의 실시예에 의하여, 비컨을 이동하고자 하는 디바이스가 적어도 하나의 자유슬롯을 선택하고 보호하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 디바이스들이 그들의 슬롯을 선행자유슬롯으로 이동하고 비컨구간의 크기를 줄일 수 있다.
또한 디바이스들이 그들의 비컨을 이동하는 동안 발생할 수 있는 충돌을 검출하고 비컨의 이동을 피함으로써 충돌을 방지할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (23)

  1. 무선 네트워크의 디바이스가 비컨을 보내기 위한 동적 비컨이동을 위한 방법에 있어서,
    슈퍼프레임(superframe)의 비컨(beacon)구간 중에서 사용되지 않고 선행하는 비컨 슬롯(slot)인 선행자유슬롯 중 임의의 슬롯을 선택하는 단계;
    비컨그룹(beacon group)내에 상기 선택된 선행자유슬롯의 보호요청을 하는 단계; 및
    상기 보호요청에 대한 응답을 수신하고, 상기 응답에 따라 상기 디바이스가 비컨을 상기 선택된 선행자유슬롯으로 이동하여 브로드캐스트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 광대역(Ultra Wide Band)의 애드호크(ad-hoc)기반의 분산화 무선 개인용무선네트워크(Wireless Personal Area Networks)인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 응답은 상기 보호요청을 수신한 상기 비컨그룹내의 이웃 디바이스에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 슬롯을 선택하는 단계는,
    상기 이웃디바이스들의 비컨을 수신하고 상기 비컨에 포함된 비컨구간점령정보를 수신하는 단계; 및
    상기 비컨구간점령정보를 확인하여 상기 이웃디바이스들에 의한 상기 비컨구간 슬롯의 점령상태를 확인하고 상기 임의의 선행자유슬롯을 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 비컨구간점령정보는, 상기 비컨을 브로드캐스트하는 이웃디바이스가 제공하는 비컨구간의 점령정보로서, 현재 상기 이웃디바이스의 비컨그룹내에서 비컨닝하고 있는 디바이스와 비커닝하고 있는 슬롯번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 임의의 선행자유슬롯의 선택은, 상기 선행자유슬롯 중에서 상기 비컨구간 내에서 가장 선행하는 슬롯을 선택하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 보호요청은, 자신의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호를 더 포함하는 비컨구간점령정보를 비컨을 통해 상기 이웃디바이스들에게 브로드캐스트함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 응답은, 상기 자신의 정보, 현재의 비컨슬롯의 번호 및 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호를 포함하는 비컨구간점령정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 응답은, 상기 이웃디바이스가 다른 디바이스로부터 상기 선택된 선행자유슬롯과 동일한 슬롯에 대한 보호요청을 함께 수신하였다면, 상기 보호요청 중에 서 보호요청한 디바이스가 현재 비커닝하고 있는 슬롯번호가 높은 디바이스의 보호요청에 대하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 응답은, 상기 응답하기로 결정된 보호요청을 한 디바이스의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호 및 상기 응답하기로 결정된 보호요청을 한 디바이스가 현재 비컨슬롯의 번호를 포함하는 비컨구간점령정보를 통해 하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  11. 제 3항에 있어서,
    상기 응답은, 상기 이웃 디바이스가 다른 디바이스로부터 상기 선택된 선행자유슬롯과 동일한 슬롯에 대한 보호요청을 함께 수신하였다면, 상기 보호요청한 디바이스들 중에서 가장 높은 슬롯 번호를 가진 디바이스 및 가장 낮은 슬롯 번호를 가진 디바이스 중 어느 하나의 보호요청에 응답하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  12. 제 3항에 있어서,
    상기 브로드캐스트하는 단계는, 상기 보호요청을 수신한 모든 이웃디바이스들에게서 상기 응답을 수신한 경우에 한하여 상기 선택된 선행자유슬롯으로 이동하 는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동을 위한 방법.
  13. 적어도 하나의 디바이스를 포함하고, 무선 이동 애드호크 네트워크 기반의 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템에 있어서,
    슈퍼프레임의 비컨구간 중에서 사용되지 않고 선행하는 비컨 슬롯인 선행자유슬롯 중 임의의 슬롯을 선택하여 자신의 비컨그룹내에 상기 선택된 선행자유슬롯의 보호요청을 하고 상기 선택된 선행자유슬롯으로 이동하여 브로드캐스트하는 요청디바이스; 및
    상기 디바이스의 보호요청에 대하여 응답하는 적어도 하나의 응답디바이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 네트워크는 광대역 개인용무선네트워크인 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 요청디바이스는, 상기 응답디바이스들의 비컨을 수신하고 상기 비컨에 포함된 비컨구간점령정보를 수신하여 상기 응답디바이스들에 의한 상기 비컨구간 슬롯의 점령상태를 확인함으로써 상기 임의의 선행자유슬롯을 선택하는 것을 특징 으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 비컨구간점령정보는, 상기 비컨을 브로드캐스트하는 응답디바이스가 제공하는 비컨구간의 점령정보로서, 현재 상기 응답디바이스의 비컨그룹내에서 비컨닝하고 있는 디바이스와 비커닝하고 있는 슬롯번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 요청디바이스는 상기 임의의 선행자유슬롯의 선택함에 있어, 상기 선행자유슬롯 중에서 상기 비컨구간 내에서 가장 선행하는 슬롯을 선택하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 보호요청은, 상기 요청디바이스가 자신의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호를 더 포함하는 비컨구간점령정보를 비컨을 통해 상기 적어도 하나의 응답디바이스에게 브로드캐스트함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 응답은, 상기 요청디바이스의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호 및 상기 요청디바이스가 현재 비컨슬롯의 번호를 포함하는 비컨구간점령정보를 통해 하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  20. 제 13항에 있어서,
    상기 응답디바이스는, 상기 요청디바이스이외에 다른 디바이스로부터 상기 선택된 선행자유슬롯과 동일한 슬롯에 대한 보호요청을 함께 수신하였다면, 상기 보호요청 중에서 보호요청한 디바이스가 현재 비커닝하고 있는 슬롯번호가 높은 디바이스의 보호요청에 대하여 응답하는 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 응답은, 상기 응답하기로 결정된 보호요청을 한 디바이스의 정보와 상기 선택된 선행자유슬롯의 번호 및 상기 응답하기로 결정된 보호요청을 한 디바이스가 현재 비컨슬롯의 번호를 포함하는 비컨구간점령정보를 통해 하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  22. 제 13항에 있어서,
    상기 응답디바이스는, 상기 요청디바이스이외에 다른 디바이스로부터 상기 선택된 선행자유슬롯과 동일한 슬롯에 대한 보호요청을 함께 수신하였다면, 상기 보호요청한 디바이스들 중에서 가장 높은 슬롯 번호를 가진 디바이스 및 가장 낮은 슬롯 번호를 가진 디바이스 중 어느 하나의 보호요청에 응답하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
  23. 제 13항에 있어서,
    상기 요청디바이스는, 보호요청을 수신한 상기 적어도 하나의 응답디바이스 모두에게서 상기 응답을 수신한 경우에 한하여 상기 선택된 선행자유슬롯으로 이동하는 것을 특징으로 하는 분산화 무선 네트워크에서의 동적 비컨이동이 가능한 시스템.
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