KR101597240B1 - 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법 및 시스템 - Google Patents

유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신의 수퍼프레임 구조에서, 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 하나의 기기가 또 다른 목적지 기기로 데이터를 전달하기 위한 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 두어 이를 통해 하나의 기기에서 마스터 기기를 경유해 목적지 기기까지 두 기기 간에만 전용으로 통신함으로써 서비스 품질을 지원할 수 있도록 된, 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 시스템은, 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신의 수퍼프레임 구조에서, 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 전송하는 센서 노드; 및 상기 센서 노드로부터 RAP 요청 프레임을 수신하여 RAP를 허용할 것인가를 판단하고, RAP의 허용 시 RAP 비컨 프레임을 생성하여 자신의 모든 하위 노드로 전송하는 마스터 노드를 포함한다.
본 발명에 의하면, RAP를 요청한 두 특정 기기 간의 통신 시에는 다른 기기가 해당 구간 동안 어떠한 통신도 수행할 수 없다. 따라서, 중요도 높은 데이터를 RAP를 이용해 전송함으로써 데이터 전송 품질의 향상 및 안전성을 확보할 수 있다.
유비쿼터스, USN, 센서 네트워크, 프로토콜, QoS, BOP, CAP, DSP, RAP, WiBEEM, 프레임, 비컨

Description

유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법 및 시스템{System and method for supporting a quality of service in ubiquitos sensor network}
본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitos Sensor Network, 이하 USN)에서의 서비스 품질 지원 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(Wireless Beacon-enabled Energy Efficient Mesh network, 이하 WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신의 수퍼프레임 구조에서, 비컨 전용 구간(Beacon Only Period, 이하 BOP)과 데이터 액세스 구간(Contention Access Period, 이하 CAP) 사이에 하나의 기기가 또 다른 목적지 기기로 데이터를 전달하기 위한 지정 기반 액세스 구간(Reservation-based Access Period, 이하 RAP)을 두어 이를 통해 하나의 기기에서 마스터 기기를 경유해 목적지 기기까지 두 기기 간에만 전용으로 통신함으로써 서비스 품질을 지원할 수 있도록 된, 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법 및 시스템에 관한 것이다.
USN은 현재 다양한 모습으로 나오고 있는 u-City 구현 및 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 핵심 기술 중 하나로서 다양한 센서 디바이스를 결합하여 생성된 데이터를 응용 서비스 서버와 연동하는 기술이다. 또한, USN은 일반적인 센서와는 다르게 발생하는 여러 경우의 데이터를 센서 자체에서 지능형 컴퓨터와 같이 수집 또는 처리를 할 수 있는 능력을 가지고 있다.
USN은 향후 국가 경쟁력을 좌우할 가장 유망한 차세대 성장 동력이자 사회 전반의 일대 혁신을 가져올 수 있는 중요한 미래 기술이다. 또한 USN의 특성 상 공공 부문 및 민간 부문의 IT 산업은 물론 비 IT 산업 전반에 가장 큰 영향을 미칠 수 있는 중요한 산업이며, 무한한 성장 잠재력을 내포하고 있어 향후 산업 전반에 커다란 변혁을 가져올 수 있는 분야로 대두되고 있다.
USN의 적용 분야는 국방, 제조, 건설, 교통, 의료, 환경, 교육, 물류, 유통, 농/축산업 등에 걸쳐 다양하다. 따라서 국내외적으로 관련 산업에 대한 관심이 크게 고조되고 있으며, 이미 미국, 유럽, 일본 등 일부 선진국에서는 USN 기반 기술을 상당부분 확보하고 응용기술에서 우위를 차지하기 위한 치열한 경쟁이 전개되고 있다. 우리나라에서도 정부 차원에서 u-IT839 전략의 핵심 요소로서 RFID 기술과 함께 8대 서비스, 3대 인프라, 9대 신성장 동력에 고루 포함되어 있는 중점적인 육성분야이다.
이러한 USN을 기술적인 측면에서 분석하면 다음과 같다.
먼저 유비쿼터스(ubiquitous)란 라틴어에서 유래한 것으로 언제(anytime), 어디서나(anywhere), 동시에 존재한다는 의미를 나타내며, 미래 사회가 물이나 공 기처럼 주변 환경에 내재되어 있는 모든 사물 및 사람이 보이지 않는 네트워크로 연결이 되어 시간과 공간의 제약을 받지 않으며 정보를 얻을 수 있게 된다는 의미로 사용된다.
다음으로 센서네트워크란 주변 환경 및 물리계에서 감지된 정보가 인간생활에 활용되도록 센서노드 간에 형성되는 유무선 통신기술 기반의 네트워크를 말하며, USN은 센서노드, 게이트웨이, 센서망으로 구성된다.
USN의 기본 동작 원리는 다음과 같다.
센서노드는 센서 네트워크로부터 전달된 서비스 요구 또는 이미 설정한 조건에 따라 생성된 정보를 게이트웨이로 전달한다. 이때 해당 정보는 감지된 초기데이터 또는 주변 센서 노드 간의 커뮤니케이션에 의해 가공된 형태로서 저 전력을 소모하는 경로를 찾고, 게이트웨이로 전달된 정보는 사용자의 서비스에 대한 응답으로 사용되거나 통계적 자료로 활용된다. 여기서 센서노드란 환경 물리계에서 감지된 정보를 통합적으로 처리한 결과 또는 초기 데이터를 유무선 통신기술로 전달하는 시스템으로 데이터처리, 통신경로 설정, 미들웨어 처리 등을 수행하는 프로세서와 통신모듈을 포함한다.
센서 게이트웨이는 센서 네트워크와 백본을 연결하기 위한 것으로 센서 네트워크 및 백본(backbone) 접속을 위한 네트워크 인터페이스를 모두 갖는다. 백본 인터페이스로 사용될 수 있는 것은 매우 다양하여, Ethernet, CDMA 및 GSM 이동통신 네트워크, 위성망 등이 있다.
USN 망은 수 많은 센서노드 및 게이트웨이로 구성되어 각종 환경정보를 수집 하는 무선 센서네트워크와 IP기반 네트워크와의 연결을 담당하는 게이트웨이 노드, 그리고 USN 서비스를 활용하는 주체인 사용자와 관련된 응용서비스 모두를 포함한 종합 개념이다.
현재까지 연구된 무선 통신 방식 중 USN 서비스에 가장 알맞은 통신 방식으로는 IEEE 802.15 WPAN이 있다. WPAN은 원래 WLAN보다 작은 거리에서 초고속 또는 저속의 데이터 통신을 위해 개발된 규격으로 Bluetooth(IEEE 802.15.1), 고속 WPAN(IEEE 802.15.3), 고속 UWB(IEEE 802.15.3a), 저속 UWB(IEEE 802.15.4a), 저속 센서 네트워크(IEEE 802.15.4 와 IEEE 802.15.4b), ISO/IEC 29145 WiBEEM을 포함한다. 다양한 WPAN 규격 중에서도 USN 적용에 가장 적합한 통신방식은 WiBEEM을 들 수 있다. 무선 통신 방식은 통달거리에 따라 1-10m 사이는 WPAN, 10-100m 사이는 무선 LAN, 100m 이상은 WiBro로 대표되는 WAN이 사용된다.
위에 설명한 USN 기기로서의 WiBEEM 기술은 국내에서 독자 개발된 u-City에 적용 가능한 기술로서 현재 ISO에서 표준화를 진행하고 있는 기술이다. WiBEEM은 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크를 구현할 수 있는 기술로 통신방식은 CSMA/CA를 취하며 최대 250Kbps 전송속도를 지원한다. WiBEEM은 USN으로서 적용 시 중요 기술 요소가 될 수 있는 QoS(Quality of Service) 기술을 구현할 수 있다.
QoS란 사용자 또는 어플리케이션에 대해 중요도에 따라 서비스 수준을 차등화하여 한정된 대역폭에서 트래픽과 대역폭을 정책적으로 관리하는 제반 기술 및 개념을 말한다. QoS 솔루션은 단순히 한정된 대역폭을 늘려 망 체감 속도를 증가시키는 것이 아니라 대역폭과 그 안에서 발생하는 트래픽을 모니터링과 분석을 통해 효과적으로 제어, 관리하여 궁극적으로 정책 기반의 망을 구성하고 망 관리 방식의 체질을 개선하는 것을 말한다. 망 운영과정에서 생기는 문제들은 망 운영 장비의 결함에서 나오는 것이 아니라 망의 혼잡으로 인해 발생하는 것이 대부분이다. 복잡해지는 응용 프로그램과 급격히 증가하는 트래픽으로 인해 대역폭 관리는 이제 망 운영에서 필수적인 요소로 인식되고 있다. 서비스의 품질 보장에 대한 다양한 사용자 요구와 효율적인 망 운영을 위한 해결책으로서 QoS는 최적의 솔루션으로 부각되고 있으며 현재 망의 문제를 해소하기 위한 일시적인 대안이 아닌 망 운영에 있어 필수 핵심 요소로 자리매김 하고 있다. 그러나 이러한 QoS는 무선에서는 현재 구현이 힘든 요소로 알려져 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 End-to-End 통신의 수퍼프레임 구조에서, 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 하나의 기기가 또 다른 목적지 기기로 데이터를 전달하기 위한 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 두어 이를 통해 하나의 기기에서 마스터 기기를 경유해 목적지 기기까지 두 기기 간에만 전용으로 통신함으로써 서비스 품질을 지원할 수 있도록 된, 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 시스템은, 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신의 수퍼프레임 구조에서, 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 전송하는 센서 노드; 및 상기 센서 노드로부터 RAP 요청 프레임을 수신하여 RAP를 허용할 것인가를 판단하고, RAP의 허용 시 RAP 비컨 프레임을 생성하여 자신의 모든 하위 노드로 전송하는 마스터 노드를 포함한다.
또한, 상기 마스터 노드로부터 RAP 비컨 프레임을 수신하여 자신과 관련이 있는 경우에 상기 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 이용하여 상기 마스터 노드를 경유해 상기 센서 노드와 전용 통신을 수행하는 다른 센서 노드를 더 포함한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서 노드는, 마스터 노드와 통신하기 위한 통신부; 상기 마스터 노드로 전송하기 위해, 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 및 상기 마스터 노드로 상기 RAP 요청 프레임을 전송한 후, RAP 지정 대상에 해당하는 다른 센서 노드와 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하여 단대단(End-to-End) 통신을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
이때, 상기 RAP 요청 프레임은, RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 Command Identifier, RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 Source Address, 목적지 기기의 주소를 나타내는 Destination Address, RAP 길이를 나타내는 RAPL을 포함한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마스터 노드는, 센서 노드들과 통신하기 위한 통신부; 임의의 센서 노드로부터 수신한 RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 및 상기 임의의 센서 노드로부터 RAP 요청 프레임을 수신하면, 상기 RAP 비컨 프레임을 생성하여 상기 센서 노드들에게 전송하고, 이후 상기 임의의 센서 노드와 RAP 지정 대상에 해당하는 다른 센서 노드 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용한 단대단(End-to-End) 통신이 이루어지도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 RAP 비컨 프레임은, RAP 전체 길이를 나타내는 RAPL, RAP를 요청한 기기가 여러 개일 때 순서대로 분류하기 위해 우선순위를 부여하는 RAP Priority, RAP를 요청한 기기의 주소를 나타내는 RAP Source Address, RAP 요청 기기가 실질적인 데이터를 전달하고자 하는 목적지 기기의 주소를 나타내는 Destination Address, 하나의 요청 기기가 사용하고자 하는 RAP의 길이를 나타내는 Length를 포함한다
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법은, 센서 노드들과 마스터 노드를 포함하는 시스템의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법으로서, (a) 제1 센서 노드가 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 포함하는 RAP 요청 프레임을 상기 마스터 노드로 전송하는 단계; (b) 상기 마스터 노드가 상기 RAP 요청 프레임을 수신하여 RAP 허용 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 마스터 노드가 RAP 허용 시, 상기 RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 생성하는 단계; (d) 상기 마스터 노드가 상 기 생성된 RAP 비컨 프레임을 다른 센서 노드들에게 전송하는 단계; (e) 제2 센서 노드가 상기 RAP 비컨 프레임을 수신하고, 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 응답 프레임을 상기 마스터 노드로 전송하는 단계; 및 (f) 상기 제1 센서 노드와 상기 제2 센서 노드 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법은, 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하여 마스터 노드와 통신하는 센서 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법으로서, (a) 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 상기 마스터 노드로 전송하는 단계; (b) 상기 마스터 노드로부터 RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 수신하는 단계; (c) 상기 마스터 노드로부터 RAP 비컨 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하는 단계; 및 (d) 상기 응답 프레임을 전송한 다른 센서 노드와 RAP 프레임이 포함된 수퍼프레임을 이용하여 단대단(End-to-End) 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 RAP 요청 프레임은, RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 Command Identifier, RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 Source Address, 목적지 기기의 주소를 나타내는 Destination Address, RAP 길이를 나타내는 RAPL을 포함한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마스터 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법은, 센서 노드들과 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하여 통신하는 마스터 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법으로서, (a) 임의의 센서 노드로부터 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 수신하는 단계; (b) 상기 RAP 요청 프레임에 근거해 RAP를 허용할 것인지를 판단하는 단계; (c) 상기 RAP 허용 시, 상기 RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 생성하는 단계; (d) 상기 생성된 RAP 비컨 프레임을 모든 하위 노드의 센서 노드들에게 전송하는 단계; 및 (e) 다른 센서 노드로부터 상기 RAP 비컨 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하면, 상기 임의의 센서 노드와 상기 다른 센서 노드 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용한 단대단(End-to-End) 통신이 이루어지도록 제어하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 RAP 비컨 프레임은, RAP 전체 길이를 나타내는 RAPL, RAP를 요청한 기기가 여러 개일 때 순서대로 분류하기 위해 우선순위를 부여하는 RAP Priority, RAP를 요청한 기기의 주소를 나타내는 RAP Source Address, RAP 요청 기기가 실질적인 데이터를 전달하고자 하는 목적지 기기의 주소를 나타내는 Destination Address, 하나의 요청 기기가 사용하고자 하는 RAP의 길이를 나타내는 Length를 포함한다.
그리고, 상기 (a) 단계에서 상기 RAP 요청 프레임을 전송한 임의의 센서 노드가 다수 개인 경우, 상기 (e) 단계는 상기 RAP에 대해 각각의 센서 노드가 사용하고자 하는 데이터 길이만큼 나누어 사용한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 데이터 프레임 구조는, 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신의 데이터 프레임 구조에서, 비컨만을 송수신할 수 있는 비컨 스케줄링을 수행하기 위한 비컨 전용 구간(BOP); 기기 간에 데이터를 송수신할 수 있도록 하기 위한 데이터 액세스 구간(CAP); 하나의 기기가 또 다른 목적지 기기로 데이터를 전달하기 위한 RAP 전용의 지정 기반 액세스 구간(RAP); 및 하나의 저전력 기능을 활용하기 위한 숙취 구간(DSP)을 포함한다.
본 발명에 의하면, 유비쿼터스 센서 네트워크에 이용되는 전송 프레임에 QoS 데이터만을 다루는 RAP를 두어, End-to-End QoS 기술을 구현할 수 있다.
또한, 마스터 노드가 비컨을 통해 RAP 사용 여부를 모든 네트워크에 알릴 수 있다.
또한, 네트워크 내 여러 기기가 RAP를 요청할 때에도 우선순위를 통해 하나의 수퍼프레임 구간 내에서도 여러 기기가 RAP를 사용할 수 있다.
또한, RAP를 요청한 두 특정 기기 간의 통신 시에는 다른 기기가 해당 구간 동안 어떠한 통신도 수행할 수 없다. 따라서, 중요도 높은 데이터를 RAP를 이용해 전송함으로써 데이터 전송 품질의 향상 및 안전성을 확보할 수 있다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항 은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 서비스 품질 지원 시스템(100)은, 사용자 노드(User Node)(110), 통신망(120), 게이트웨이(130), 마스터 노드(140) 및 센서 노드들(150~158)을 포함한다.
사용자 노드(110)는 태스크 매니저(Task Manager)로써, 통신망(120)을 통해 센서 노드들(150~158)에게 데이터나 명령 등을 전달한다.
통신망(120)은 IP 기반 네트워크로써, 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 또는 유비쿼터스 센서 네트워크를 포함한다.
게이트웨이(130)는 센서 노드들(150~158)에게 데이터를 전달하거나 명령을 중계하기 위해 통신망(120)에 연결된다.
마스터 노드(140)는 싱크 노드(Sink Node) 또는 베이스 노드(Base Node)라 부르며, 센서 노드들(150~158)의 상위 개념으로 센서 노드들(150~158)의 통신을 총괄한다. 또한, 마스터 노드(140)는 센서 노드(150)로부터 RAP 요청 프레임을 수신하여 RAP를 허용할 것인가를 판단하고, RAP의 허용 시 RAP 비컨 프레임을 생성하여 자신의 모든 하위 노드인 센서 노드들(150~158)로 전송한다.
센서 노드(150~158)는 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이 용하는 단대단(End-to-End) 통신의 수퍼프레임 구조에서, 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 마스터 노드(140)로 전송한다.
또한, 센서 노드(150~158)는 마스터 노드(140)로부터 RAP 비컨 프레임을 수신하여 자신과 관련이 있는 경우에, 마스터 노드(140)를 경유해 또는 직접 다른 센서 노드와 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 이용하여 RAP 전용 통신을 수행한다.
한편, 본 발명에서 WiBEEM은 비컨(Beacon)을 기반으로 하는 무선 메쉬 네트워크 프로토콜로, 하나의 WiBEEM 네트워크 내에 있는 모든 WiBEEM 기기는 비컨을 통해 수퍼프레임 구조를 동기화하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 나타낸 프레임 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 이용되는 데이터 프레임 구조는, BOP(210), RAP(220), CAP(230) 및 숙면 구간(Deep Sleep Period, 이하 DSP)(240)을 포함한다.
BOP(210)는 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신의 데이터 프레임 구조에서, 비컨만을 송수신할 수 있는 비컨 스케줄링을 수행하기 위한 비컨 전용 구간이다.
RAP(220)는 하나의 기기가 또 다른 목적지 기기로 데이터를 전달하기 위한 RAP 전용의 지정 기반 액세스 구간이다.
CAP(230)는 기기 간에 데이터를 송수신할 수 있도록 하기 위한 데이터 액세 스 구간이다.
DSP(240)는 하나의 저전력 기능을 활용하기 위한 숙취 구간이다.
여기서, BOP(210)와 CAP(230) 및 DSP(240)는 WiBEEM의 일반적인 수퍼프레임을 이룬다. WiBEEM에서의 비컨은 전체 네트워크 구조 및 통신 전반에 걸친 환경을 담고 있기 때문에 WiBEEM에 있어 매우 중요한 정보이다. BOP(210) 이후에 실질적으로 기기 간의 데이터를 주고 받을 수 있는 CAP(230)가 있으며, 수퍼프레임의 마지막 구간에 WiBEEM의 장점 중의 하나인 저전력 기능을 활용하기 위한 DSP(240)를 갖는다. DSP(240)에서는 모든 기기들이 전력 소모를 최소화하도록 하여 휴대용 기기로 WiBEEM을 사용하였을 때 배터리 수명을 연장하여 사용자가 배터리 교체없이 오랫동안 기기를 사용할 수 있도록 돕는 역할을 한다.
WiBEEM 기기는 하나의 수퍼프레임 구간 동안 필요로 하는 데이터의 송/수신을 완료해야 하며, 데이터를 나누어 전송하지 않는 이상 수퍼프레임 구간의 CAP(230)에 데이터 송/수신이 발생해야 한다.
그런데, 수퍼프레임 구간 내에 전송할 수 없는 데이터의 경우 다음 수퍼프레임 구간으로 이를 미루어 송/수신해야 한다. 이렇게 생성된 수퍼프레임 구조를 이용하여 End-to-End QoS 기술을 구현하기 위해서 BOP(210) 이후에 RAP(220)를 생성한다. RAP(220)는 하나의 기기가 또 다른 목적지 기기로 데이터를 전달하기 위해 사용하기 위한 구간으로 RAP 사용을 요청한 기기 외에는 이 구간에 어떠한 통신도 할 수 없다. 이러한 RAP를 이용하기 위해서는 몇 가지 데이터의 구성 요소가 필요하다.
RAP(220)를 사용하고자 하는 기기는 WiBEEM 네트워크의 최상에 위치한 마스터 노드(140)에게 RAP 요청 프레임을 전송해야 한다. WiBEEM 마스터 노드(140)는 하나의 WiBEEM 네트워크에 있어 가장 먼저 생성된 기기로 자신을 중심으로 생성된 네트워크의 전체 네트워크 구조 및 환경에 관한 전반적인 설정을 담당하고 있으며, 이러한 환경 설정은 비컨을 통해 네트워크 내에 있는 모든 기기에게 전파된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 센서 노드(150)는 통신부(310), 프레임 생성부(320) 및 제어부(330)를 포함한다.
통신부(310)는 마스터 노드(140)와 통신한다.
프레임 생성부(320)는 마스터 노드(140)로 전송하기 위해, 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 생성한다.
제어부(330)는 마스터 노드(140)로 RAP 요청 프레임을 전송한 후, RAP 지정 대상에 해당하는 다른 센서 노드(152)와 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하여 단대단(End-to-End) 통신을 수행하도록 제어한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RAP 프레임의 구성을 나타낸 프레임 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 RAP(220)는 명령 식별자(Command Identifier)(410), 소스 주소(Source Address)(420), 목적지 주소(Destination Address)(430), RAP 길이(RAP Length)(440)를 포함한다.
명령 식별자(410)는 본 프레임이 RAP 요청을 하는 것임을 나타내며, 소스 주소(420)는 RAP를 요청하는 기기의 주소를 담는다.
목적지 주소(430)는 요청 기기가 실제 데이터를 전달하고자 하는 목적지 기기의 주소를 가지고 있으며, RAPL(440)은 RAP 길이를 나타내는 것으로, 요청 기기가 목적지 기기에게 전달하고자 하는 데이터의 길이를 담아서 마스터 노드(140)가 수퍼프레임 구조를 변경하여 RAP의 길이를 설정할 때 참고하는 데이터이다.
WiBEEM의 기기의 구분은 각 기기에게 고유 주소 값을 할당하는 것으로 한다. WiBEEM의 경우 16 비트에 해당하는 주소 값을 갖는다. 이에 도 4에 포함되어 있는 주소 값의 경우 2 바이트의 값을 사용한다.
도 4에 나타난 RAP 요청 프레임은 메쉬 네트워크를 이용하여 WiBEEM 마스터 노트(140)로 전송된다. RAP(220)를 요청하는 기기가 도 4와 같은 프레임을 마스터 노드(140)로 전달하는 이유는 RAP(220)를 사용하기 위해 수퍼프레임 구조가 도 4와 같이 변경되어야 하며, 이러한 수퍼프레임 구조의 변경은 마스터 노드(140)를 통해서만 이루어질 수 있기 때문이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 노드의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 마스터 노드(140)는, 통신부(510), 프레임 생성부(520) 및 제어부(530)를 포함한다.
통신부(510)는 센서 노드들(150~158)과 통신한다.
프레임 생성부(520)는 임의의 센서 노드(510)로부터 수신한 RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 생성한다.
제어부(530)는 임의의 센서 노드(510)로부터 RAP 요청 프레임을 수신하면, RAP 비컨 프레임을 생성하여 센서 노드들(150~158)에게 전송하고, 이후 임의의 센서 노드(150)와 RAP 지정 대상에 해당하는 다른 센서 노드(152) 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용한 단대단(End-to-End) 통신이 이루어지도록 제어한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 노드에서 생성하는 RAP 비컨 프레임의 구성을 나타낸 프레임 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 이용되는 RAP 비컨 프레임은, RAP 길이(RAPL:RAP Length)(610), RAP 우선권(RAP Priority)(620), RAP 소스 주소(RAP Source Address)(630), RAP 목적지 주소(RAP Destination Address)(640), 길이(Length)(650)를 포함한다.
RAPL(610)은 수퍼프레임 구조 내의 RAP 전체 길이를 나타낸다. 이후에 따라오는 RAP Priority(620), RAP Source Address(630), RAP Destination Address(640), Length(650)는 한 묶음으로 나타나는 프레임 포맷이다.
RAP Priority(620)는 RAP(220)를 요청한 기기가 여러 개일 때 이를 순서대로 분류하기 위해 사용하는 데이터이다. 우선순위를 부여하는 방식은 마스터 노드(140)에서 결정하며 마스터 노드(140)는 요청하는 프레임의 도착 순서대로 우선순위를 설정하여 비컨 정보를 생성한다.
RAP Source Address(630)는 RAP(220)를 요청한 기기의 주소 값이며, Destination Address(640)는 RAP 요청 기기가 실질적인 데이터를 전달하고자 하는 목적지 기기의 주소 값을 담고 있다.
Length(650)는 하나의 요청 기기가 사용하고자 하는 RAP의 길이를 나타낸다. 이 길이는 RAP 요청기기가 하나일 때는 RAPL(610)과 같은 값을 가지지만 요청 기기가 여러 개일 때는 다음 수학식1이 성립된다.
Figure 112009046609491-pat00001
이렇게 생성된 도 6과 같은 비컨 정보는 마스터 노드(140)로부터 시작하여 모든 네트워크에 전달된다. 이를 수신한 기기들은 정보를 보고 자신과의 관련 여부를 판단하고 자신과 관련이 없다고 판단되면 RAP(220)에서 어떠한 통신도 하지 않고 대기를 하며, 자신과 관련이 있는 경우에만 RAP(220)에 접근하여 통신을 할 수 있도록 한다. 이러한 과정을 거쳐 특정 두 기기 간의 End-to-End QoS 통신이 이루어질 수 있으며, RAP(220)를 사용하고자 하는 기기가 여러 대인 경우도 RAP Priority(620)를 통해 특정 두 기기 간의 통신을 여러 번 RAP 내에서 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 제1 센서 노드(150)가 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 포함하는 RAP 요청 프레임을 마스터 노드(140)로 전송한다(S710).
마스터 노드(140)는 RAP 요청 프레임을 수신하여 RAP 허용 여부를 판단한다(S720).
이어, 마스터 노드(140)는 RAP 허용 시, RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 생성한다(S730).
마스터 노드(140)는 생성된 RAP 비컨 프레임을 다른 센서 노드들에게 전송한다(S740).
제2 센서 노드(152)가 RAP 비컨 프레임을 수신하고, 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 응답 프레임을 마스터 노드(140)로 전송한다(S750).
마스터 노드(140)는 제1 센서 노드(150)에 응답 프레임을 전송하고(S760), 제1 센서 노드(150)는 제2 센서 노드(152) 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜 기반 RAP 프레임을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신을 수행한다(S770).
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 센서 노드(150)는 BOP(210)와 CAP(230) 사이에 RAP(220)가 포함된 도 4에 도시된 바와 같은 RAP 요청 프레임을 마스터 노드(140)로 전송한다(S810).
이어, 센서 노드(150)는 마스터 노드(140)로부터 도 6에 도시된 바와 같이 RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 수신한다(S820).
이때, RAP 비컨 프레임을 수신한 제2 센서 노드(152)는 마스터 노드(140)에게 RAP 비컨 프레임에 대한 응답 프레임을 전송하고, 마스터 노드(140)는 응답 프레임을 센서 노드(150)로 전달한다.
센서 노드(150)는 마스터 노드(140)로부터 RAP 비컨 프레임에 대한 응답 프레임을 수신한다(S830).
따라서, 센서 노드(150)는 응답 프레임을 전송한 다른 센서 노드(152)와 RAP 프레임이 포함된 수퍼프레임을 이용하여 단대단(End-to-End) 통신을 수행한다(S840).
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 마스터 노드(140)는 임의의 센서 노드(150)로부터 BOP(210)와 CAP(230) 사이에 RAP(220)가 포함된 RAP 요청 프레임을 수신한다(S910).
이어, 마스터 노드(140)는 RAP 요청 프레임에 근거해 RAP를 허용할 것인지를 판단한다(S920).
마스터 노드(140)는 RAP 허용 시(S930-예), 프레임 생성부(520)를 통해 도 6에 도시된 바와 같이 RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 생성한다(S940).
마스터 노드(140)는 이렇게 생성된 RAP 비컨 프레임을 모든 하위 노드의 센서 노드들에게 전송한다(S950).
이후, 마스터 노드(140)는 다른 센서 노드(152)로부터 RAP 비컨 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하면(S960), 임의의 센서 노드(150)와 다른 센서 노드(152) 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜 기반 RAP 프레임을 이용한 단대단(End-to-End) 통신이 이루어지도록 제어한다(S970).
여기서, RAP 요청 프레임을 전송한 임의의 센서 노드가 다수 개인 경우, 마스터 노드(140)는 RAP(220)에 대해 각각의 센서 노드가 사용하고자 하는 데이터 길이만큼 나누어 사용하도록 제어한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 End-to-End 통신의 수퍼프레임 구조에서, 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 하나의 기기가 또 다른 목적지 기기로 데이터를 전달하기 위한 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 두어 이를 통해 하나의 기기에서 마스터 기기를 경유해 목적지 기기까지 두 기기 간에만 전용으로 통신함으로써 서비스 품질을 지원할 수 있도록 된, 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법 및 시스템을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수 적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 국방, 제조, 건설, 교통, 의료, 환경, 교육, 물류, 유통, 농/축산업 등과 연계되는 USN에 적용할 수 있다.
또한, 저전력으로 동작할 수 있는 센서 네트워크 분야에 적용할 수 있다.
그리고, 주변 환경 및 물리계에서 감지된 정보가 인간생활에 활용되도록 센서 노드 간에 형성되는 유무선 통신기술 기반의 네트워크에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 나타낸 프레임 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RAP 프레임의 구성을 나타낸 프레임 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 노드의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 노드에서 생성하는 RAP 비컨 프레임의 구성을 나타낸 프레임 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 센서 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 서비스 품질 지원 시스템 110 : 사용자 노드
120 : 통신망 130 : 게이트웨이
140 : 마스터 노드 150~158 : 센서 노드들
210 : BOP 220 : RAP
230 : CAP 240 : DSP
310 : 통신부 320 : 프레임 생성부
330 : 제어부 410 : 명령 식별자
420 : 소스 주소 430 : 목적지 주소
440 : RAP 길이 510 : 통신부
520 : 프레임 생성부 530 : 제어부
610 : RAP 길이 620 : RAP 우선권
630 : RAP 소스 주소 640 : RAP 목적지 주소
650 : 길이

Claims (15)

  1. 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신의 수퍼프레임 구조에서, 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 전송하는 센서 노드, 여기서, 상기 RAP 요청 프레임은, RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 명령 식별자(Command Identifier), RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 요청기기 주소(Source Address), 목적지 기기의 주소를 나타내는 목적기기 주소(Destination Address), RAP 길이를 나타내는 RAPL을 포함함; 및
    상기 센서 노드로부터 RAP 요청 프레임을 수신하는 경우, RAP를 허용할 것 인지 여부를 판단하고, RAP의 허용 시 상기 RAP 요청 프레임에 포함된 데이터를 이용해 RAP 비컨 프레임을 생성하여 자신의 모든 하위 노드로 전송하는 마스터 노드;
    를 포함하는 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 노드로부터 RAP 비컨 프레임을 수신하여 자신과 관련이 있는 경우에 상기 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 이용하여 상기 마스터 노드를 경유해 상기 센서 노드와 전용 통신을 수행하는 다른 센서 노드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 시스템.
  3. 마스터 노드와 통신하기 위한 통신부;
    상기 마스터 노드로 전송하기 위해, 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 생성하는 프레임 생성부, 여기서, 상기 RAP 요청 프레임은, RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 명령 식별자(Command Identifier), RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 요청기기 주소(Source Address), 목적지 기기의 주소를 나타내는 목적기기 주소(Destination Address), RAP 길이를 나타내는 RAPL을 포함함; 및
    상기 마스터 노드로 상기 RAP 요청 프레임을 전송한 후, RAP 지정 대상에 해당하는 다른 센서 노드와 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하여 단대단(End-to-End) 통신을 수행하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 센서 노드.
  4. 삭제
  5. 센서 노드들과 통신하며, RAP 요청 프레임을 수신하는 통신부, 여기서, 상기 RAP 요청 프레임은, RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 명령 식별자(Command Identifier), RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 요청기기 주소(Source Address), 목적지 기기의 주소를 나타내는 목적기기 주소(Destination Address), RAP 길이를 나타내는 RAPL을 포함함;
    임의의 센서 노드로부터 수신한 RAP 요청 프레임에 포함된 데이터를 이용하여 RAP 비컨 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 및
    상기 임의의 센서 노드로부터 RAP 요청 프레임을 수신하면, 상기 RAP 비컨 프레임을 생성하여 상기 센서 노드들에게 전송하고, 이후 상기 임의의 센서 노드와 RAP 지정 대상에 해당하는 다른 센서 노드 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용한 단대단(End-to-End) 통신이 이루어지도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 마스터 노드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 RAP 비컨 프레임은, RAP 전체 길이를 나타내는 RAPL, RAP를 요청한 기기가 여러 개일 때 순서대로 분류하기 위해 우선순위를 부여하는 RAP Priority, RAP를 요청한 기기의 주소를 나타내는 RAP Source Address, RAP 요청 기기가 실질적인 데이터를 전달하고자 하는 목적지 기기의 주소를 나타내는 Destination Address, 하나의 요청 기기가 사용하고자 하는 RAP의 길이를 나타내는 Length를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드.
  7. 센서 노드들과 마스터 노드를 포함하는 시스템의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법으로서,
    (a) 제1 센서 노드가 지정 기반 액세스 구간(RAP)을 포함하는 RAP 요청 프레임을 상기 마스터 노드로 전송하는 단계, 여기서, 상기 RAP 요청 프레임은, RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 명령 식별자(Command Identifier), RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 요청기기 주소(Source Address), 목적지 기기의 주소를 나타내는 목적기기 주소(Destination Address), RAP 길이를 나타내는 RAPL을 포함함;
    (b) 상기 마스터 노드가 상기 RAP 요청 프레임을 수신하여 RAP 허용 여부를 판단하는 단계;
    (c) 상기 마스터 노드가 RAP 허용 시, 상기 RAP 요청 프레임에 포함된 데이터를 이용하여 RAP 비컨 프레임을 생성하는 단계;
    (d) 상기 마스터 노드가 상기 생성된 RAP 비컨 프레임을 다른 센서 노드들에게 전송하는 단계;
    (e) 제2 센서 노드가 상기 RAP 비컨 프레임을 수신하고, 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 응답 프레임을 상기 마스터 노드로 전송하는 단계; 및
    (f) 상기 제1 센서 노드와 상기 제2 센서 노드 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하는 단대단(End-to-End) 통신을 수행하는 단계;
    를 포함하는 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법.
  8. 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하여 마스터 노드와 통신하는 센서 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법으로서,
    (a) 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 상기 마스터 노드로 전송하는 단계, 여기서, 상기 RAP 요청 프레임은, RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 명령 식별자(Command Identifier), RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 요청기기 주소(Source Address), 목적지 기기의 주소를 나타내는 목적기기 주소(Destination Address), RAP 길이를 나타내는 RAPL을 포함함;
    (b) 상기 마스터 노드로부터 RAP 요청 프레임에 대한 RAP 비컨 프레임을 수신하는 단계;
    (c) 상기 마스터 노드로부터 RAP 비컨 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 응답 프레임을 전송한 다른 센서 노드와 RAP 프레임이 포함된 수퍼프레임을 이용하여 단대단(End-to-End) 통신을 수행하는 단계;
    를 포함하는 센서 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법.
  9. 삭제
  10. 센서 노드들과 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용하여 통신하는 마스터 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법으로서,
    (a) 임의의 센서 노드로부터 비컨 전용 구간(BOP)과 데이터 액세스 구간(CAP) 사이에 지정 기반 액세스 구간(RAP)이 포함된 RAP 요청 프레임을 수신하는 단계, 여기서, 상기 RAP 요청 프레임은, RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 명령 식별자(Command Identifier), RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 요청기기 주소(Source Address), 목적지 기기의 주소를 나타내는 목적기기 주소(Destination Address), RAP 길이를 나타내는 RAPL을 포함함;
    (b) 상기 RAP 요청 프레임에 근거해 RAP를 허용할 것인지를 판단하는 단계;
    (c) 상기 RAP 허용 시, 상기 RAP 요청 프레임에 포함된 데이터를 이용하여 RAP 비컨 프레임을 생성하는 단계;
    (d) 상기 생성된 RAP 비컨 프레임을 모든 하위 노드의 센서 노드들에게 전송하는 단계; 및
    (e) 다른 센서 노드로부터 상기 RAP 비컨 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하면, 상기 임의의 센서 노드와 상기 다른 센서 노드 간에 비컨 기반 무선 메쉬 네트워크(WiBEEM) 프로토콜을 이용한 단대단(End-to-End) 통신이 이루어지도록 제어하는 단계;
    를 포함하는 마스터 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 RAP 비컨 프레임은, RAP 전체 길이를 나타내는 RAPL, RAP를 요청한 기기가 여러 개일 때 순서대로 분류하기 위해 우선순위를 부여하는 RAP Priority, RAP를 요청한 기기의 주소를 나타내는 RAP Source Address, RAP 요청 기기가 실질적인 데이터를 전달하고자 하는 목적지 기기의 주소를 나타내는 Destination Address, 하나의 요청 기기가 사용하고자 하는 RAP의 길이를 나타내는 Length를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 RAP 요청 프레임을 전송한 임의의 센서 노드가 다수 개인 경우, 상기 (e) 단계는 상기 RAP에 대해 각각의 센서 노드가 사용하고자 하는 데이터 길이만큼 나누어 사용하는 것을 특징으로 하는 마스터 노드의 유비쿼터스 센서 네트워크에서의 서비스 품질 지원 방법.
  13. 삭제
  14. RAP 요청을 하는 것임을 나타내는 Command Identifier;
    RAP를 요청하는 기기의 주소를 나타내는 Source Address;
    목적지 기기의 주소를 나타내는 Destination Address; 및
    RAP 길이를 나타내는 RAPL;
    을 포함하는 RAP 프레임을 이용하는 통신 방법.
  15. 삭제
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