KR101109605B1 - 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
각 노드별 특징에 따라 IP 헤더의 압축에 관련된 기술을 선별하고 이를 처리하기 위한 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법 및 장치가 개시된다. 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 노드와 지원하지 않는 노드를 분리하여 패킷 압축 여부를 달리 함으로써, 데이터를 송신하는 노드에서 데이터를 수신하는 센서 노드에 적합한 형태로 데이터를 전송하는 것이 가능하도록 하여, 효율적인 패킷 전달이 가능하도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 특히 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 전달 기술에 관한 것이다.
센서 네트워크는 국내에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network)으로, 해외에서는 WSN(Wireless Sensor Network)라는 이름으로 불리고 있다. 이러한 센서 네트워크는 전 세계적으로 확산되고 있다. 최근에는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 기술을 바탕으로 지그비(ZigBee)에서 상위 네트워크 기술을 표준화하였고, IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 특히 IPv6의 40 바이트나 되는 헤더를 IEEE 802.15.4 WPAN(Wireless Personal Area Network) 구간에서 줄이기 위한 헤더 압축 기술이 연구되고 있다.
IEEE 802.15.4 상에서의 IPv6 헤더 압축 기술에 대하여는 "http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-6lowpan-format-13.txt"에 설명되어 있다.
하지만, 이와 같은 새로운 표준의 헤더 압축 기술은 저전력 및 저용량을 특 징으로 하는 센서 네트워크 노드들이 압축에 필요한 작업들을 수행하기에 어려움이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각 노드별 특징에 따라 IP 헤더의 압축에 관련된 기술을 선별하고 이를 처리하기 위한, 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법은, 센서 네트워크 내의 센서 노드가 어댑테이션 레이어(Adaptation Layer) 기능을 지원하는지 여부를 문의하는 문의 메시지를 상기 센서 네트워크 내의 다른 노드에서 상기 센서 노드로 전송하는 단계; 상기 다른 노드가, 상기 센서 노드로부터 상기 센서 노드가 사용하는 하부 계층의 기능을 이용하여 전송된 상기 문의 메시지에 대한 답변 메시지를 수신하는 단계; 상기 다른 노드에서 상기 답변 메시지를 분석하여 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 경우 상기 다른 노드에서 IP 헤더를 압축하여 상기 센서 노드로 패킷을 전송하는 단계; 및 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 경우 상기 다른 노드에서 IP 헤더를 그대로 두고 상기 센서 노드로 패킷을 전송하는 단계를 포 함하는 것이 바람직하다.
상기 어댑테이션 레이어는 IEEE 802.15.4 지그비(ZigBee) 어댑테이션 레이어인 것이 바람직하다.
상기 센서 노드가 사용하는 하부 계층은 IEEE 802.15.4 MAC 계층인 것이 바람직하다.
상기 다른 노드에서 상기 센서 노드로 상기 문의 메시지를 전송하는 단계는, 상기 다른 노드에서 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 예약된(reserved) 값 중 하나를 Adaptation Layer Capability Request Type으로 지정하는 단계; 및 상기 다른 노드에서 상기 문의 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 상기 Adaptation Layer Capability Request Type에 대응하는 값을 설정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 답변 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 Adaptation Layer Capability Acknowledgement Type에 대응하는 값이 설정된 경우, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 답변 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 Adaptation Layer Capability Reject Type에 대응하는 값이 설정된 경우, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 장치는, 센서 네트워크 내의 센서 노드가 어댑테이션 레이어(Adaptation Layer) 기능을 지원하는지 여부를 문의하는 문의 메시지를 상기 센서 노드로 전송하는 문의 메시지 전송부; 상기 센서 노드로부터 상기 센서 노드가 사용하는 하부 계층의 기능을 이용하여 전송된 상기 문의 메시지에 대한 답변 메시지를 수신하는 답변 메시지 수신부; 상기 답변 메시지를 분석하여 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 판단부; 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 경우 패킷 내의 IP 헤더를 압축하며, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 경우 패킷 내의 IP 헤더를 그대로 두는 헤더 압축부; 및 상기 센서 노드로 상기 패킷을 전송하는 패킷 전송부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 문의 메시지 전송부는, IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 예약된(reserved) 값 중 하나를 Adaptation Layer Capability Request Type으로 지정하고, 상기 문의 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 상기 Adaptation Layer Capability Request Type에 대응하는 값을 설정하는 것이 바람직하다.
상기 판단부는, 상기 답변 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 Adaptation Layer Capability Acknowledgement Type에 대응하는 값이 설정된 경우, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
상기 판단부는, 상기 답변 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 Adaptation Layer Capability Reject Type에 대응하는 값이 설정된 경우, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
대부분의 센서 노드 간 전달되는 데이터는 크기가 매우 작은 것이 일반적이다. 따라서, 이와 같은 값들을 IP를 통하여 전달하는 경우, 헤더 압축을 수행하는 어댑테이션 레이어를 두는 대신 몇 개의 패킷으로 분리(fragment)하여 전달하는 것이 더 효율적이다.
본 발명에 따른 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법 및 장치에 의하면, 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 노드와 지원하지 않는 노드를 분리하여 패킷 압축 여부를 달리 함으로써, 데이터를 송신하는 노드에서 데이터를 수신하는 센서 노드에 적합한 형태로 데이터를 전송하는 것이 가능하도록 하여, 효율적인 패킷 전달이 가능하도록 하는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법 및 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 IEEE 802.15.4 지그비(ZigBee)의 네트워크 계층(layer)을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 802.15.4의 네트워크 계층은 일반적인 OSI 7 계층에 부가하여 어댑테이션 레이어(adaptation layer) (10)을 더 가지고 있다. 802.15.4 어댑테이션 레이어(10)는 IPv6 계층과 802.15.4. MAC 계층 사이에 위치하여 IPv6 헤더를 압축하는 기능을 수행한다.
802.15.4 어댑테이션 레이어에 대하여는 현재 IETF 내 6LoWPAN(IPv6 over Low power WPAN) 워킹 그룹에서 표준화가 진행되고 있다.
도 2는 802.15.4 어댑테이션 레이어에서 수행되는 헤더 압축(Header Compression)에 대하여 나타낸 도면이다.
도 2의 아래쪽에는 40 바이트의 IPv6 헤더(40)가 도시되어 있다. 도 2의 위쪽에는 802.15.4 어댑테이션 레이어에 의해 압축된 헤더가 도시되어 있다.
802.15.4 어댑테이션 레이어는 40 바이트의 IPv6 헤더를 압축하여 8 비트의 새로운 헤더(20)를 생성한다. IPv6의 모든 필드가 압축되지는 않으며, 압축되지 않은 필드들(30)은 압축된 새로운 헤더(20)의 뒤에 추가된다. 예를 들어, IPv6 헤더 내의 Hop Limit 필드는 압축되지 않는다. Hop Limit 필드는 8 비트의 길이를 가지며 IP 패킷이 전달될 수 있는 홉(Hop)의 최대 개수를 나타낸다.
도 3은 802.15.4 헤더 압축 및 패킷 전달이 적용되는 네트워크 환경을 나타내는 도면이다.
802.15.4 노드 A(50)는 IPv6 레이어에서 생성된 IPv6 패킷 중 40 바이트의 헤더 부분의 내용을 검출한다. IETF 6LoWPAN 워킹 그룹에서 정의한 방식에 따라 40 바이트의 IPv6 헤더를 8 비트의 헤더로 압축 처리한다. 단, 8 비트의 Hop Limit 필 드는 압축되지 않는다.
어댑테이션 레이어를 통해 새로이 생성된 8 비트의 헤더는 하부 계층인 802.15.4 MAC 계층으로 전달된다. 해당 데이터는 802.15.4 PHY 매체를 통해 다른 노드로 보내진다.
이하에서는, 패킷이 노드 B(60)로 전달된 경우를 살펴본다.
패킷을 수신한 노드 B(60)는 어댑테이션 레이어에서 8 비트의 헤더의 값을 해독한다. 이를 통해 원래 노드인 노드 A(50)에서 만들어진 40 바이트의 IPv6 헤더를 재조립한다. 이때 IPv6 레이어의 상위 계층의 값들(즉, TCP/UDP)도 8 비트의 헤더로 압축되어 있으므로 이들도 재조립하여야 한다. 또한, IPv6 헤더의 8 비트 길이의 Hop Limit 필드의 값은 압축되지 않고 전달되었으므로, 그대로 IPv6 헤더에 포함시켜 원래의 IPv6 헤더를 재조립하게 된다.
재조립된 헤더는 노드 B(60)의 IPv6 레이어로 전달된다.
센서 네트워크의 특성상 노드들 간에 전달되어지는 매체의 특성은 매우 제한적이다. 무선 구간에서의 전달 특성에 의하여 많은 용량을 제공할 수 없으므로, 이와 같은 환경에서 40 바이트의 헤더를 매번 데이터를 송신할 때마다 포함하는 것은 비효율적이다. 따라서, IETF에서는 어댑테이션 레이어라는 것을 만들어서 IPv6 헤더를 압축하는 방식을 제공하고 있다. 하지만, 어댑테이션 레이어를 통해 40 바이트의 IPv6 헤더를 8 비트의 새로운 헤더로 압축하고, 또 이를 수신한 노드는 8 비트의 압축된 헤더 정보를 이용하여 IPv6 헤더를 재조립하는 과정을 처리하여야 한다. 이와 같은 처리는 센서 노드에는 많은 부담을 준다. 경우에 따라서는, IPv6 헤 더를 압축하지 않고 직접 패킷을 전달하는 경우와 비교하여, IPv6 헤더를 압축하는 경우가 비효율적일 수도 있다.
특히 802.15.4와 같은 환경에서 이러한 헤더 압축을 수행하는 것이, FFD(Full Function Device)에서는 가능하지만, RFD(Reduced Function Device)에서는 불가능할 수 있다. RFD는 그 기능이 매우 제한적이므로, 어댑테이션 레이어를 구비하지 못하거나, 어댑테이션 레이어를 구비하고 있더라도 자원 상황에 따라 헤더 압축을 수행할 수도 있고 수행하지 못할 수도 있다. FFD의 경우에도 어댑테이션 레이어를 구비하지 않는 경우, 헤더 압축을 수행할 수 없다. 어떠한 노드가 어댑테이션 레이어를 구비하지 못하거나, 어댑테이션 레이어를 구비하고 있더라도 헤더 압축을 수행하지 못하는 경우, 이러한 노드는 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는다고 한다.
따라서, 모든 노드들이 어댑테이션 레이어 기능을 지원한다고 볼 수는 없다. 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 노드에서 센서 네트워크 내의 여러 노드들에 패킷을 전송하기 위하여는, 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 노드로 패킷을 전달할 때와 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 노드로 패킷을 전달할 때를 나누어, 링크의 특성에 따라 여러 개의 패킷으로 분할(Fragment)하는 방식이 적용되어야 한다.
도 3을 참조하면, 노드 A(50)에서 노드 B(60), 노드 C(70) 및 노드 D(80)으로 패킷을 전달하는 과정이 도시되어 있다.
노드 B(60)는 FFD이며, 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 장치이다. 이 경 우, 노드 A(50)는 어댑테이션 레이어 기능을 이용하여 IPv6 헤더를 압축하고 압축된 헤더를 포함하는 패킷을 노드 B(60)로 전송한다(90).
노드 C(70)는 RFD이며, 어댑테이션 레이어 기능을 처리하기에 자원이 부족한 노드이다. 이 경우, 노드 A(50)는 IPv6 헤더를 압축하지 않고, 해당 무선 링크의 특성에 따라 패킷을 분할(Fragment)하여 전송한다(92).
노드 D(80)는 FFD이지만, 어댑테이션 레이어를 가지고 있지 않은 노드이다. 이 경우, 노드 A(50)는 IPv6 헤더를 압축하지 않고, 해당 무선 링크의 특성에 따라 패킷을 분할(Fragment)하여 전송한다(95).
본 발명의 목적은, 센서 노드가 사용하는 하부 기술(예: 802.15.4)을 통해 해당 노드들이 상위 어댑테이션 레이어(Adaptation layer) 기능을 제공하는지의 여부를 각 노드들에게 알려주는 기능을 제공하고, FFD와 RFD 통신 및 어댑테이션 레이어를 가지지 않거나 처리하기 어려운 노드들과의 통신 시에는 IPv6 헤더를 그대로 분할(Fragment)하여 전달하도록 하는 기능을 제공하고, IPv6 뿐만 아니라 IPv4의 경우에도 IP 계층에서 헤더 압축 기능과 관련하여 요구되는 기능들이 센서 노드에 포함되는 경우, 각 노드들이 이를 처리할 수 있는지의 여부를 상호 판별하게 함으로써 통신의 최적화를 제공할 수 있도록 하는데 주요 목적이 있다.
본 발명에서는 IEEE 802.15.4 MAC에서의 노드 간 통신시 해당 노드가 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 알려주도록 한다. 또한, 자신이 어댑테이션 레이터 기능을 가지고 있으나 처리할 수 있는 능력이 되는지의 여부도 알려주도록 하는 기능을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는 MAC Command 프레임의 예약된(Reserved) 영역을 확장하여 사용할 수 있다. 또한, 기존의 프레임들에 가능한 영역의 확장을 통해 어댑테이션 레이어의 지원(support) 여부를 플래그(flag) 형태로 알려줄 수도 있다.
센서 노드들은 자신의 주위 노드들과 통신을 위해 연결을 설정한다. 802.15.4의 경우, star topology의 경우 PAN Coordinator와 연결을 한다. Peer-to-peer 통신인 경우에도 노드들 간에 연결이 된다.
노드들 간에 연결을 한 후, 노드들은 MAC 계층의 통신을 통해 해당 노드가 Adaptation Layer 기능을 포함하는지 또는 Adaptation Layer 기능을 포함하지만 Adaptation 기능을 처리하기에 적합하지 않은 환경인지를 상호 확인하도록 한다.
802.15.4의 MAC Command Frame의 경우는 새로이 Adaptation Layer Capability Frame을 두고 노드들 간에 통신을 통해 Adaptation 기능 지원 여부를 파악할 수 있다. 또한, 기존의 프레임들에 사용 가능한 필드를 확장하여 Adaptation Layer Capability 플래그(flag)를 두어 지원 여부를 알릴 수도 있다.
어댑테이션 레이어(Adaptation Layer) 기능을 지원하는 노드에게 데이터를 전송하는 경우에는, IPv6의 40 바이트의 헤더를 압축하여 패킷을 전송한다.
어댑테이션 레이어를 포함하지 않거나, 포함하지만 현재 사용하기에 부적합한 노드에는 IPv6 헤더를 압축하지 않고 그대로 포함하여 해당 데이터 패킷을 전송한다. 이때 필요한 경우 여러 개의 패킷으로 분할(Fragment)해서 전송한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤더 압축 및 패킷 전달 장치(200)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 헤더 압축 및 패킷 전달 장치(200)는 문의 메시지 전송부(210), 답변 메시지 수신부(220), 판단부(230), 헤더 압축부(240) 및 패킷 전송부(250)를 포함하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 헤더 압축 및 패킷 전달 장치(200)를 포함하는 노드 A(300)에서 센서 노드(400)로 헤더 압축 및 패킷 전달을 수행하는 과정을 나타낸 도면이다.
먼저, 문의 메시지 전송부(210)는 센서 노드(400)로 문의 메시지를 전송한다(S100). 문의 메시지는 센서 노드가 어댑테이션 레이어(Adaptation Layer) 기능을 지원하는지 여부를 문의하는 메시지이다. 문의 메시지의 형식에 대하여는 도 6 및 도 7을 참조하여 더 상세히 살펴보기로 한다.
센서 노드(400)는 문의 메시지에 대한 답변 메시지를 전송한다(S110). 센서 노드는 하부 계층의 기능을 이용하여 답변 메시지를 전송한다. 센서 노드가 사용하는 하부 계층은 IEEE 802.15.4 MAC 계층이 될 수 있다. 이 경우, 답변 메시지의 형식에 대하여는 도 6 및 도 7을 참조하여 더 상세히 살펴보기로 한다.
노드 A(300)의 답변 메시지 수신부(220)는 센서 노드가 전송한 답변 메시지를 수신한다.
판단부(230)는 답변 메시지를 분석하여 센서 노드가 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단한다(S120).
만일 센서 노드가 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 것으로 판단된 경우, 헤더 압축부(240)에서 헤더 압축을 수행한다(S130). 센서 노드가 어댑테이션 레이 어 기능을 지원하지 않는 경우, 헤더 압축부(240)는 패킷 내의 IP 헤더를 압축하지 않고 그대로 둔다.
패킷 전송부(250)는 패킷을 센서 노드(400)로 전송한다(S140).
도 6은 본 발명에 따른 802.15.4 MAC 계층에서 사용하는 메시지의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면 802.15.4 MAC 계층의 메시지는 MAC header(100), MAC payload(110) 및 MAC footer(120)를 포함한다.
MAC header(100)는 frame control, sequence number, addressing fields 등을 포함한다.
MAC payload(110)는 command type 필드(130)와 MAC command payload 등을 포함한다.
MAC footer(120)는 FCS(frame check sequence) 등을 포함한다.
도 7은 본 발명에 따른 MAC command 프레임의 Command Type 필드(130)의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, MAC command 프레임의 Command Type 필드(130)는 command type을 나타내는 command identifier를 포함한다. 예를 들어, command type 필드(130)의 값이 1이라면, MAC command type은 Association Request이다.
본 발명에서는 Command Type 필드(130)의 예약된(Reserved) 값들 중에서 세 개를 선택하여 Adaptation Layer Capability Request, Adaptation Layer Capability Acknowledgement, Adaptation Layer Capability Reject의 세 가지 command type을 지정한다.
예를 들어, 100은 Adaptation Layer Capability Request으로 지정하고, 101은 Adaptation Layer Capability Acknowledgement로 지정하고, 102는 Adaptation Layer Capability Reject로 지정할 수 있다. 이러한 값의 지정은 상기 예에 한정되지 않으며, 예약된 값들 중에서 하나의 값을 선택하는 것이라면 어떠한 값을 선택하는 것이라도 가능하다.
문의 메시지 전송부(210)는 상기 Command Type 필드(130)에 Adaptation Layer Capability Request에 대응하는 값을 설정한다. 센서 노드(400)는 MAC payload(110)에 포함된 Command Type 필드(130)를 해석하여 그 값이 Adaptation Layer Capability Request에 대응하는 값이면, 수신한 메시지가 문의 메시지임을 알게 된다.
이때 센서 노드는 자신이 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부에 따라 답변 메시지의 Command Type 필드(130)에 Adaptation Layer Capability Acknowledgement에 대응하는 값 또는 Adaptation Layer Capability Reject에 대응하는 값을 설정하여 전송한다.
센서 노드가 어댑테이션 레이어를 가지고 있고 어댑테이션 레이어 기능을 수행하기에 충분한 자원을 가지고 있는 경우, 어댑테이션 레이어 기능을 지원함을 나타내는 Adaptation Layer Capability Acknowledgement에 대응하는 값을 설정한다.
센서 노드가 어댑테이션 레이어를 가지고 있지 않거나, 어댑테이션 레이어 기능을 수행하기에 충분한 자원을 가지고 있지 않은 경우, 어댑테이션 레이어 기능 을 지원하지 않음을 나타내는 Adaptation Layer Capability Reject에 대응하는 값을 설정한다.
실시예에 따라서는, 노드 A(300)의 문의 메시지에 대하여 아무 응답도 하지 않음으로써 센서 노드(400)가 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않음을 나타내는 방식도 가능하다. 이 경우, 노드 A(300)는 일정한 시간이 경과할 때까지 답변 메시지를 수신하지 못한 경우, 센서 노드(400)가 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 것으로 판단하고, 헤더 압축을 수행하지 않고 원래의 IPv6 헤더가 모두 포함된 패킷을 센서 노드로 전달하게 된다.
본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장 장치 등이 있다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
도 1은 IEEE 802.15.4 지그비(ZigBee)의 네트워크 계층(layer)을 나타낸 도면이다.
도 2는 802.15.4 어댑테이션 레이어에서 수행되는 헤더 압축(Header Compression)에 대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 802.15.4 헤더 압축 및 패킷 전달이 적용되는 네트워크 환경을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤더 압축 및 패킷 전달 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 헤더 압축 및 패킷 전달 장치를 포함하는 노드에서 센서 노드로 헤더 압축 및 패킷 전달을 수행하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 802.15.4 MAC 계층에서 사용하는 메시지의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 MAC command 프레임의 Command Type 필드의 포맷을 나타낸 도면이다.
Claims (13)
- 센서 네트워크 내의 센서 노드가 어댑테이션 레이어(Adaptation Layer) 기능을 지원하는지 여부를 문의하는 문의 메시지를 상기 센서 네트워크 내의 다른 노드에서 상기 센서 노드로 전송하는 단계;상기 다른 노드가, 상기 센서 노드로부터 상기 센서 노드가 사용하는 MAC 계층의 통신을 통해 전송된 상기 문의 메시지에 대한 답변 메시지를 수신하는 단계;상기 다른 노드에서 상기 답변 메시지를 분석하여 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 단계;상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 경우 상기 다른 노드에서 IP 헤더를 압축하여 상기 센서 노드로 패킷을 전송하는 단계; 및상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 경우 상기 다른 노드에서 IP 헤더를 그대로 두고 상기 센서 노드로 패킷을 전송하는 단계를 포함하되,상기 어댑테이션 레이어 기능은 IP헤더를 압축하는 기능인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 어댑테이션 레이어는 IEEE 802.15.4 지그비(ZigBee) 어댑테이션 레이어인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 센서 노드가 사용하는 MAC 계층은 IEEE 802.15.4 MAC 계층인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 다른 노드에서 상기 센서 노드로 상기 문의 메시지를 전송하는 단계는,상기 다른 노드에서 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 예약된(reserved) 값 중 하나를 Adaptation Layer Capability Request Type으로 지정하는 단계; 및상기 다른 노드에서 상기 문의 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 상기 Adaptation Layer Capability Request Type에 대응하는 값을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법.
- 제4항에 있어서,상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 단계는,상기 답변 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 Adaptation Layer Capability Acknowledgement Type에 대응하는 값이 설정된 경우, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법.
- 제4항에 있어서,상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 단계는,상기 답변 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 Adaptation Layer Capability Reject Type에 대응하는 값이 설정된 경우, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법.
- 센서 네트워크 내의 센서 노드가 어댑테이션 레이어(Adaptation Layer) 기능을 지원하는지 여부를 문의하는 문의 메시지를 상기 센서 노드로 전송하는 문의 메시지 전송부;상기 센서 노드로부터 상기 센서 노드가 사용하는 MAC 계층의 통신을 통해 전송된 상기 문의 메시지에 대한 답변 메시지를 수신하는 답변 메시지 수신부;상기 답변 메시지를 분석하여 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 판단부;상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 경우 패킷 내의 IP 헤더를 압축하며, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 경우 패킷 내의 IP 헤더를 그대로 두는 헤더 압축부; 및상기 센서 노드로 상기 패킷을 전송하는 패킷 전송부를 포함하되,상기 어댑테이션 레이어 기능은 IP헤더를 압축하는 기능인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 어댑테이션 레이어는 IEEE 802.15.4 지그비(ZigBee) 어댑테이션 레이어인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 센서 노드가 사용하는 MAC 계층은 IEEE 802.15.4 MAC 계층인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 문의 메시지 전송부는,IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 예약된(reserved) 값 중 하나를 Adaptation Layer Capability Request Type으로 지정하고, 상기 문의 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 상기 Adaptation Layer Capability Request Type에 대응하는 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 장치.
- 제10항에 있어서, 상기 판단부는,상기 답변 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 Adaptation Layer Capability Acknowledgement Type에 대응하는 값이 설정된 경우, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 장치.
- 제10항에 있어서, 상기 판단부는,상기 답변 메시지에 포함된 IEEE 802.15.4 MAC 프레임의 Command Type 필드에 Adaptation Layer Capability Reject Type에 대응하는 값이 설정된 경우, 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 장치.
- 센서 네트워크에서의 헤더 압축 및 패킷 전달 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,상기 헤더 압축 및 패킷 전달 방법은,상기 센서 네트워크 내의 센서 노드가 어댑테이션 레이어(Adaptation Layer) 기능을 지원하는지 여부를 문의하는 문의 메시지를 상기 센서 네트워크 내의 다른 노드에서 상기 센서 노드로 전송하는 단계;상기 다른 노드가, 상기 센서 노드로부터 상기 센서 노드가 사용하는 MAC 계층의 통신을 통해 전송된 상기 문의 메시지에 대한 답변 메시지를 수신하는 단계;상기 다른 노드에서 상기 답변 메시지를 분석하여 상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는지 여부를 판단하는 단계;상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하는 경우 상기 다른 노드에서 IP 헤더를 압축하여 상기 센서 노드로 패킷을 전송하는 단계; 및상기 센서 노드가 상기 어댑테이션 레이어 기능을 지원하지 않는 경우 상기 다른 노드에서 IP 헤더를 그대로 두고 상기 센서 노드로 패킷을 전송하는 단계를 포함하되,상기 어댑테이션 레이어 기능은 IP헤더를 압축하는 기능인 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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