KR20050102580A - 조정자 기반 무선망에 있어서, 데이터를 중계하기 위한시스템 및 데이터 중계 방법 - Google Patents

조정자 기반 무선망에 있어서, 데이터를 중계하기 위한시스템 및 데이터 중계 방법 Download PDF

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KR20050102580A
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Abstract

본 발명은 조정자 기반 무선망에 있어서, 데이터 중계에 관한 발명으로서, 본 발명의 실시에 따른 데이터 중계 장치는 데이터 전송을 위한 채널 시간 할당을 요청하는 패킷을 수신하는 송수신부와, 상기 패킷으로부터 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 추출하고, 상기 릴레이 정보에 따라 채널 시간을 할당하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조정자 기반 무선망에 있어서, 데이터를 중계하기 위한 시스템 및 데이터 중계 방법{System and method for relaying data in coordinator-based wireless network}
본 발명은 데이터 중계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조정자 기반 무선망(coordinator-based wireless network)에 있어서, 조정자가 데이터를 중계하는 방법에 관한 것이다.
통신 및 네트워크 기술의 발달에 따라 최근의 네트워크 환경은 동축 케이블 또는 광 케이블과 같은 유선 매체를 이용하는 유선 네트워크 환경으로부터 다양한 주파수 대역의 무선 신호를 이용하는 무선 네트워크 환경으로 변해가고 있다. 이에 따라, 무선 네트워크 인터페이스 모듈을 포함하고 이동성(mobility)이 가능하며, 다양한 정보를 처리하여 특정한 기능을 수행하는 컴퓨팅 장치(이하, '무선 네트워크 장치'라고 한다)들이 개발되고 있으며, 또한 이러한 무선 네트워크 장치들이 효율적으로 통신을 하기 위한 무선 네트워크 기술들이 등장하고 있다.
무선 네트워크는 크게 2가지의 형태로 나눌 수 있다.
우선, 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 억세스 포인트(Access Point)를 포함하는 무선 네트워크 형태로서, '인프라스트럭쳐 모드(infrastructure mode)의 무선 네트워크'라고도 한다.
또다른 형태로서, 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 억세스 포인트(Access Point)를 포함하지 않는 무선 네트워크 형태로서, '애드 혹 모드(ad-hoc mode)의 무선 네트워크'라고도 한다.
인프라스트럭쳐 모드(infrastructure mode)의 무선 네트워크는 무선 네트워크를 유선 네트워크와 연결하거나, 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들간에 통신을 하기 위하여 억세스 포인트(Access Point)가 데이터 전달의 중계 역할을 수행하게 된다. 따라서, 모든 데이터는 상기 억세스 포인트(Access Point)를 거쳐야 한다.
애드 혹 모드(ad-hoc mode)의 무선 네트워크는 상기 억세스 포인트(Access Point)와 같은 중계 장치를 거치지 않고, 단일의 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들이 직접 서로에게 데이터를 송수신하는 형태이다.
이러한 네트워크 형태는 다시 2가지로 나눌 수 있는데, 단일의 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들 중 임의로 선정된 무선 네트워크 장치가 다른 무선 네트워크 장치들에게 데이터를 전송할 수 있는 시간(이하, '채널 시간(channel time)'이라 한다)을 할당해 주는 조정자 역할을 수행하고, 상기 다른 무선 네트워크 장치들은 정해진 채널 시간(channel time)에만 데이터를 전송할 수 있도록 하는 네트워크 형태와, 상기와 같이 조정자 역할을 수행하는 무선 네트워크 장치가 존재하지 않고, 모든 네트워크 장치들이 자신이 원할 때면 언제든지 데이터를 전송할 수 있는 네트워크 형태가 있다.
이 때, 전자의 경우, 즉 조정자 역할을 하는 무선 네트워크 장치가 존재하는 네트워크 형태(이하, '조정자 기반 무선망'이라고 한다)는 상기 조정자를 중심으로 독립된 단일의 무선 네트워크를 형성하게 되고, 일정한 공간 내에 다수의 조정자 기반 무선망이 존재하는 경우에 각각의 조정자 기반 무선망은 다른 조정자 기반 무선망과 구별하기 위하여 고유한 식별 정보를 갖게 된다.
도 3은 조정자 기반 무선망을 나타내는 예시도이다.
조정자 기반 무선망에 있어서, 조정자는 동일한 무선망에 속하는 무선 네트워크 장치들 간에 서로 데이터를 송수신할 수 있도록 데이터를 송신하려고 하는 무선 네트워크 장치의 요청에 의해 채널 시간을 할당해 주거나, 자신이 속한 무선망 또는 무선망에 속하는 무선 네트워크 장치들에 대한 정보들을 브로드캐스트한다.
이 때, 데이터를 송수신하는 무선 네트워크 장치들은 상기 조정자를 거치지 않고, 할당된 채널 시간 동안에 데이터를 직접 송수신하게 된다. 따라서, 무선 네트워크 장치들간에 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는 데이터를 송신하는 무선 네트워크 장치, 데이터를 수신하는 무선 네트워크 장치 그리고 조정자가 모두 유효한 전파 거리 내에 존재해야 한다.
예컨대, 상기 도 3에서 도시한 조정자 기반 무선망(300)에서, 조정자(310)를 포함하는 무선 네트워크 장치들(320, 330, 340)의 전파 도달 거리가 반경 10m라고 가정한다.
이 때, 무선 네트워크 장치-1(320)이 무선 네트워크 장치-2(330)로 데이터를 송신하려고 하면, 먼저 상기 무선 네트워크 장치-1(320)는 조정자(310)로부터 상기 무선 네트워크 장치-2(330)에 대한 정보 및 데이터를 전송하기 위한 채널 시간을 할당받아야 한다. 그리고나서, 상기 무선 네트워크 장치-1(320)은 할당된 채널 시간 동안에 상기 무선 네트워크 장치-2(330)로 데이터를 전송하게 된다. 이러한 동작이 가능한 이유는 상기 조정자(310)와 상기 무선 네트워크 장치-1(320), 상기 조정자(310)와 상기 무선 네트워크 장치-2(330), 상기 무선 네트워크 장치-1(320)와 상기 무선 네트워크 장치-2(330) 들이 각각 유효한 전파 거리 내에 존재하기 때문이다.
그러나, 만일 상기 무선 네트워크 장치-1(320)가 무선 네트워크 장치-3(340)으로 데이터를 전송하려고 하는 경우에는 문제가 발생한다.
상기 무선 네트워크 장치-1(320)은 상기 조정자(310)로부터 무선 네트워크 장치-3(340)에 대한 정보를 수신하고 채널 시간을 할당받을 수는 있다. 그러나, 상기 무선 네트워크 장치-1(320)이 상기 무선 네트워크 장치-3(340)으로 데이터를 전송하려는 경우에는 상기 무선 네트워크 장치-1(320)과 상기 무선 네트워크 장치-3(340) 사이의 거리가 유효한 전파 도달 거리인 10m를 넘기 때문에, 상기 무선 네트워크 장치-1(320)은 상기 무선 네트워크 장치-3(340)으로 데이터를 전송할 수 없게 되는 것이다.
즉, 무선 전파 거리의 제한으로 인하여 조정자 기반 무선망에 속하는 무선 네트워크 장치들 간에 서로의 존재를 인식하면서도 통신을 할 수 없는 경우가 발생할 수 있는 것이다.
따라서, 이러한 문제점을 극복함으로써 무선 전파 거리의 제한이 있더라도 단일의 조정자 기반 무선망에 속하는 무선 네트워크 장치들 간에 서로 통신을 할 수 있는 메커니즘이 필요하게 되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 조정자 기반 무선망에 있어서, 조정자가 데이터 전송의 중계 역할을 할 수 있도록 함으로써 조정자 기반 무선망에 속하는 모든 무선 네트워크 장치들간에 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 조정자 기반 무선망에 있어서, 본 발명의 실시에 따른 데이터 전송 장치는 데이터 전송을 위한 채널 시간 할당을 요청하는 패킷을 생성하는 제어부와, 상기 생성된 패킷을 상기 조정자에게 송신하는 송수신부를 포함하는데, 상기 패킷은 상기 조정자가 상기 데이터를 중계하도록 하는 릴레이 정보를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 조정자 기반 무선망에 있어서, 본 발명의 실시에 따른 데이터 중계 장치는 데이터 전송을 위한 채널 시간 할당을 요청하는 패킷을 수신하는 송수신부와, 상기 패킷으로부터 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 추출하고, 상기 릴레이 정보에 따라 채널 시간을 할당하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 조정자 기반 무선망에 있어서, 본 발명의 실시에 따른 데이터 중계 장치는 데이터 전송을 위해 할당된 채널 시간 동안에 데이터 패킷을 수신하는 송수신부와, 상기 패킷으로부터 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 추출하고, 상기 릴레이 정보에 따라 상기 채널 시간 동안에 상기 수신한 패킷을 상기 송수신부를 통하여 다른 네트워크 장치로 전송하도록 하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 조정자 기반 무선망에 있어서, 본 발명의 실시에 따른 데이터 중계 장치는 데이터 전송을 위해 할당된 제1 채널 시간 동안에 데이터 패킷을 수신하는 송수신부와, 상기 데이터를 저장하는 저장부, 및 상기 패킷으로부터 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 추출하고, 상기 릴레이 정보에 따라 제2 채널 시간 동안에 상기 저장부에 저장된 데이터를 포함하는 패킷을 상기 송수신부를 통하여 다른 네트워크 장치로 전송하도록 하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 조정자 기반 무선망에 있어서, 본 발명의 실시에 따른 데이터 중계 방법은 데이터 전송 장치가 데이터 전송을 위해 할당된 채널 시간 동안에 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 포함하는 데이터 패킷을 전송하는 단계와, 상기 데이터 중계 장치가 상기 데이터 패킷을 수신하는 단계와, 상기 데이터 중계 장치가 상기 수신한 패킷으로부터 상기 릴레이 정보를 추출하는 단계와, 상기 데이터 중계 장치가 상기 릴레이 정보에 따라 상기 수신한 패킷을 상기 채널 시간 동안에 다른 네트워크 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 조정자 기반 무선망에 있어서, 본 발명의 실시에 따른 데이터 중계 방법은 데이터 전송 장치가 데이터 전송을 위해 할당된 제1 채널 시간 동안에 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 포함하는 데이터 패킷을 전송하는 단계와, 상기 데이터 중계 장치가 상기 데이터 패킷을 수신하는 단계와, 상기 데이터 중계 장치가 상기 데이터를 저장하는 단계와, 상기 데이터 중계 장치가 상기 수신한 패킷으로부터 상기 릴레이 정보를 추출하는 단계 및 상기 데이터 중계 장치가 상기 릴레이 정보에 따라 상기 저장된 데이터를 포함하는 패킷을 제2 채널 시간 동안에 다른 네트워크 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 조정자 기반 무선망에 있어서, 본 발명의 실시에 다른 데이터 중계 방법은 데이터 전송 장치가 데이터를 전송하고자 하는 제1 네트워크 장치가 전파 도달 거리에 존재하는지 여부를 알기 위해 상기 제1 네트워크 장치에게 응답을 요구하는 패킷을 적어도 2회 이상 전송하는 단계와, 상기 데이터 전송 장치가 상기 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하는 경우 상기 제1 네트워크 장치로 데이터를 전송하고, 상기 데이터 전송 장치가 상기 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하지 않는 경우 상기 데이터를 중계하는 제2 네트워크 장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 데이터를 중계하기 위한 시스템과 데이터를 중계하는 방법을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하도록 기구를 만들 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
한편, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers; 미국 전기 전자 학회)802.15.3은 무선 네트워크에 있어서, 국제표준협회(ISO)가 발표한 네트워크 모델에 관한 OSI(Open System Interconnection, 개방 시스템 상호 연결) 7 계층(Layer) 중 물리계층(Physical Layer)에 해당하는 PHY 계층과 데이터 링크 계층(Data-link Layer)에 해당하는 MAC(Medimum Access Control) 계층에 대한 표준을 제안하고 있다.
따라서, 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위하여, 이하에서는 상기 조정자 기반 무선망에 대한 실시예로서 상기 IEEE802.15.3 규격을 따르는 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Nework, 이하 'WPAN'이라고 칭한다)을 예를 들어 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예로서 설명되는 상기 IEEE802.15.3 규격은 2003년 2월에 발표된 'Draft P802.15.3/D17'을 기초로 하고 있다.
또한, WPAN에서는 무선 네트워크 장치를 '디바이스'라고 하고, 적어도 1이상의 디바이스(들)에 의해 형성되는 단일의 네트워크를 '피코넷(piconet')이라고 하므로, 용어의 통일을 위해 이하에서는 WPAN에서 정의하고 있는 용어를 사용하도록 한다. 그리고, 상기 피코넷은 자신을 구별할 수 있는 피코넷 식별 정보에 의해 다른 피코넷과의 식별이 가능하다.
또한, 하나의 피코넷에 속하는 디바이스들 중 조정자 역할을 하는 디바이스가 선택될 수 있는데, WPAN에서는 조정자 역할을 하는 디바이스를 '피코넷 코디네이터(Piconet coordinator)'라고 하며, 이하에서는 'PNC'라고 칭하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피코넷을 나타내는 예시도로서, 상기 피코넷(400)은 PNC(410)를 중심으로 하여 3개의 디바이스들(420, 430, 440)을 포함하고 있으며, PNC(410)와 각각의 디바이스들(420, 430, 440)의 전파 도달 거리는 10m로 가정하기로 한다.
상기 도 4에서 디바이스-1(420)은 상기 PNC(410)에게 상기 피코넷(400)에 속하는 디바이스들에 관한 정보를 요청하고, 상기 PNC(410)로부터 상기 요청에 대한 응답 패킷을 수신한다. 이러한 과정은 상기 IEEE802.15.3 규격의 'PNC information request' 명령과 'PNC information' 명령에 위해 수행될 수 있다.
디바이스-1(420)은 상기 응답 패킷으로부터 데이터를 전송하고자 하는 디바이스(이하, '목적 디바이스'라고 한다)의 정보를 추출하고, 상기 추출된 정보를 이용하여 목적 디바이스가 자신과 통신할 수 있는 전파 도달 거리에 존재하는지 여부를 알기 위해 상기 목적 디바이스에게 응답을 요구하는 패킷(이하, '전파 도달 거리 확인 요청 패킷'이라고 한다)을 송신한다. 만일 상기 디바이스-1(420)가 상기 목적 디바이스로부터 응답 패킷을 수신하면 상기 디바이스-1(420)가 상기 목적 디바이스로 직접 데이터를 전송할 있다. 그러나, 상기 디바이스-1(420)가 상기 목적 디바이스로부터 응답 패킷을 수신하지 못하면 상기 목적 디바이스는 상기 디바이스-1(420)로부터 전파 도달 거리 밖에 위치하고 있다는 것을 의미하므로 상기 디바이스-1(420)은 상기 목적 디바이스로 직접 데이터를 전송할 수 없게 된다.
이러한 과정은 상기 IEEE802.15.3 규격의 'Probe request' 명령과 'PNC response' 명령에 위해 수행될 수 있다.
예컨대, 상기 목적 디바이스가 상기 도 4에서 도시한 디바이스-2(430)인 경우에는 상기 디바이스-1(420)이 상기 디바이스-2(430)로 직접 데이터를 전송할 수 있으나, 상기 목적 디바이스가 디바이스-2(440)인 경우에는 상기 디바이스-1(420)이 상기 디바이스-3(440)로 직접 데이터를 전송할 수 없고, 상기 PNC(410)를 경유하여 데이터를 전송할 수 있게 된다.
따라서, 상기 디바이스-1(420)은 목적 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 채널 시간을 할당받거나, 할당된 채널 시간 동안에 데이터를 전송하면서 상기 데이터가 상기 PNC(410)를 거쳐야 하는지에 대한 정보(이하, '릴레이 정보'라고 한다)를 상기 PNC(410)에게 알려 주어야 한다. 상기 PNC(410)는 상기 릴레이 정보로부터 자신이 데이터 전송을 위한 중계 역할을 해야 하는지 여부를 결정하게 된다.
만일 상기 목적 디바이스가 디바이스-3(440)인 경우에는 상기 PNC(410)는 중계 역할을 수행해야 하므로, 상기 디바이스-1(420)로부터 전송된 데이터는 상기 PNC(410)를 거쳐 디바이스-3(440)로 전달된다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 나타내는 구조도로서, 상기 릴레이 정보를 포함하는 프레임 구조를 정의하고 있는데, 이러한 프레임 구조들을 이용함으로써 상기 도 4에서 설명한 메커니즘이 수행될 수 있다.
한편, 본 발명에 대한 설명을 보다 용이하게 하기 위하여, 이하에서는 상기 IEEE802.15.3 규격을 따르는 프레임 구조를 응용하기로 한다.
상기 릴레이 정보는 상기 디바이스-1(420)이 PNC(410)에게 채널 시간 할당을 요청하는 명령과 상기 디바이스-1(420)내에서 상기 명령을 발생시키는 메시지에 포함될 수 있다. 이 때, 상기 IEEE802.15.3 규격을 이용함에 있어서, 상기 명령은 'channel time request command' 포맷을 따르게 되고, 상기 메시지는 'MLME-CREATE-STREAM.request' 포맷을 따르게 된다. 또한, 상기 디바이스-1(420)이 상기 PNC(410)에게 'channel time request command'를 전송할 때 맥(MAC) 프레임의 헤더(header)에도 상기 릴레이 정보를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 채널 시간 할당을 요청하는 명령의 프레임 구조를 나타내는 구조도로서, 상기 채널 시간 요청 명령(channel time request command)(500)은 상기 도 5에서 도시한 바와 같이 채널 시간 요청 블록(channel time request block)(510)이 여러 개 모여 구성된다. 그리고, 상기 채널 시간 요청 블록(channel time request block)(510)의 'CTRq control' 정보 필드에는 1비트의 'Rervered' 영역이 존재한다. 이 영역을 'Relay_Req'영역으로 정의(520)함으로써 상기 PNC(410)가 데이터 전송 중계 역할을 해야하는지 여부를 알 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 맥 프레임의 헤더(header)를 나타내는 구조도이다.
상기 헤더(header)(600)에는 상기 맥 프레임의 제어 정보를 포함하는 'Frame control' 정보 필드(610)와, 피코넷을 식별할 수 있는 식별자를 나타내는 'PNID(Piconet Identifier)' 정보 필드(620)와, 상기 맥 프레임(MAC frame)을 전송하는 디바이스를 식별하는 'SrcID' 정보 필드(630)와, 상기 맥 프레임(MAC frame)을 수신하는 타켓이 되는 디바이스를 식별하는 'DestID' 정보 필드(640)를 포함한다. 그리고, 상기 'Frame control' 정보 필드(610)는 2바이트 크기를 갖고 있는데, 종래의 IEEE802.15.3 규격에서는 'Reserved' 영역으로 정의되었던 'b11' 영역을 본 발명의 실시를 위해 릴레이 정보를 나타내는 'Relay_frame' 영역(650)으로 정의한다. 예컨대, 상기 'Relay_frame' 정보가 1인 경우에는 상기 헤더를 포함하는 맥 프레임은 PNC에 의해 중계되어야 하는 것을 나타내고, 상기 'Relay_frame' 정보가 0인 경우에는 상기 헤더를 포함하는 맥 프레임은 PNC에 의해 중계되지 않는 것을 나타낸다. 따라서, PNC는 상기 'Relay_frame' 정보에 의해 수신한 프레임을 중계해야 할지 말지를 결정하게 되는 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 채널 시간 할당을 요청하는 명령을 발생시키는 메시지 구조를 나타내는 구조도이다.
상기 디바이스-1(420)이 상기 PNC(410)로 채널 시간 할당을 요청하기 위한 명령을 전송하려면, 상기 디바이스-1(420)의 내부에서 상기 명령을 발생하는 메시지가 호출된다. 즉, 상기 호출된 메시지에 포함된 정보들이 상기 채널 시간 할당을 요청하기 위한 명령에 포함되어 상기 PNC(410)로 전송되는 것이다. 따라서, 상기 메시지 포맷에도 릴레이 정보가 포함되어야 한다.
이 때, 상기 IEEE802.15.3 규격을 이용함에 있어서, 상기 메시지 포맷은 'MLME-CREATE-STREAM.request'에 해당하고, 여기에 릴레이 정보를 추가한 구조를 상기 도 7에서 나타내고 있다. 여기서, 상기 릴레이 정보는 이탤릭체로 표현되고 있는 'RelayReq' 파라미터(parameter)이다. 바람직하게는 상기 'RelayReq' 파라미터(parameter)의 데이터 타입은 불리언(boolean)으로 한다. 예컨대, 상기 'RelayReq' 파라미터(parameter)의 값이 'TRUE'인 경우에는 PNC에게 데이터를 중계해 줄 것을 요청하는 것을 나타내고, 'RelayReq' 파라미터(parameter)의 값이 'FALSE'인 경우에는 PNC가 데이터 중계 역할을 하지 않아도 되는 것을 나타낸다.
이와 같은 방법으로 상기 IEEE802.15.3 규격에서 정의하고 있는 'MLME-MODIFY-STREAM.request' 메시지의 구조도 변형할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 디바이스 및 PNC의 구성을 나타내는 블록도이다.
PCN(850)은 피코넷을 통하여 디바이스-1(800), 디바이스-2(895)와 무선 패킷을 송수신하는 PNC 송수신부(860)와, 상기 PNC 송수신부(860)가 수신한 무선 패킷을 전달받아, 상기 무선 패킷에 포함된 릴레이 정보로부터 데이터 중계를 해야하는지 여부를 판별하는 릴레이 정보 판별부(880)와, 상기 PNC(850)가 데이터 중계를 해야하는 경우, 맥 프레임 정보를 일부 수정하여 상기 수시한 무선 패킷을 재구성하는 패킷 변환부(890)와, 상기 PNC 송수신부(860), 상기 릴레이 정보 판별부(880) 그리고 상기 패킷 변환부(890)들 간에 발생하는 프로세스를 관리하는 PNC 제어부(870)를 포함한다.
그리고, 상기 디바이스-1(800)은 맥 프레임의 헤더를 포함하는 무선 패킷을 생성하는 디바이스 제어부(810)와, 상기 생성된 무선 패킷을 송신하는 송수신부(820)를 포함한다. 또한, 상기 디바이스-2(895)의 구조는 상기 디바이스-1(800)의 구조를 따른다.
한편, PNC는 적어도 1이상의 디바이스들 중에서 선택되기 때문에 디바이스의 일종이라고 할 수 있다. 따라서, PNC와 디바이스는 구성에 있어서 동일하다고 볼 수 있으나, 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위하여 상기 도 8에서는 디바이스-1(800)과 PNC(850)를 기능적으로 구분하여 나타내고 있다. 즉, 상기 PNC 제어부(870)와, 상기 릴레이 정보 판별부(880)와, 상기 패킷 변환부(890)는 단일의 집적 회로 칩으로 구현될 수 있으며, 이것은 상기 디바이스-1(800)에 있는 디바이스 제어부(810)에 대응하게 되는 것이다.
이하에서, 상기 PNC(850)와 상기 디바이스-1(800) 사이의 동작을 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 디바이스-1(800)이 상기 도 4에서 설명하고 있는 메커니즘을 통해 자신과 동일한 피코넷에 속해 있으나 직접 데이터를 전송할 수 없는 디바이스-2(895)를 발견했다고 가정한다.
상기 디바이스-1(800)이 상기 디바이스-2(895)에게 데이터를 전송하려고 하면 우선 상기 PNC(850)로 채널 시간을 할당받아야 하므로, 상기 디바이스 제어부(810)는 내부적으로 상기 도 7에서 도시한 MLME-CREATE-STREAM.request를 호출한다. 이 때, 상기 PNC(850)가 데이터를 중계해야 하기 때문에 PNC(850)의 중계를 요청하는 'RelayReq' 파라미터(parameter)를 설정한다. 그리고 나서, 상기 디바이스-1(800)은 호출된 상기 MLME-CREATE-STREAM.request 메시지를 상기 도 5에서 도시한 채널 시간 요청 명령(channel time request command)으로 변환하여 디바이스 송수신부(820)를 통하여 PNC(850)로 전송한다. 이 때, 상기 5에서 도시한 'Relay_Req' 정보(520)와, 상기 도 6에서 도시한 'Relay_frame' 정보(620)를 설정한다.
상기 PNC(850)의 PNC 송수신부(860)는 상기 디바이스-1(800)로부터 전송된 채널 시간 요청 명령(channel time request command)을 수신하고, 상기 릴레이 정보 판별부(880)는 상기 'Relay_Req' 정보(520)와 상기 'Relay_frame' 정보(620)를 추출하여 PNC(850) 자신이 데이터 중계 역할을 해야된다는 것을 알게 된다. 그리고 상기 PNC 제어부(870)는 상기 디바이스-1(800)이 데이터를 전송할 수 있는 채널 시간을 할당한다.
상기 디바이스-1(800)은 할당된 채널 시간동안에 상기 PNC(850)로 데이터 패킷을 전송하는데, 이 때, 상기 도 6에서 도시한 'Relay_frame' 정보(620)를 설정하고, 맥 프레임 헤더(600)의 'SrcID'정보 필드(640)를 디바이스-1(800) 자신의 디바이스 식별 정보로, 'DestID'정보 필드(630)를 PNC(850)의 디바이스 식별 정보로 설정한다.
상기 PNC(850)의 PNC 송수신부(860)는 상기 디바이스-1(800)로부터 전송된 데이터 패킷을 수신하고, 상기 릴레이 정보 판별부(880)는 상기 'Relay_frame' 정보(620)를 추출하여 PNC(850) 자신이 데이터 중계 역할을 해야 한다는 것을 확인하다. 상기 PNC(850)가 자신이 수신한 데이터 패킷을 상기 디바이스(895)로 전송하기 위해서, 상기 도 6에서 도시한 맥 프레임 헤더(600)의 'SrcID'정보 필드(640)를 PNC(850) 자신의 디바이스 식별 정보로, 'DestID'정보 필드(630)를 디바이스-2(895)의 디바이스 식별 정보로 설정하는데, 이와 같은 동작은 패킷 변환부(890)를 통해 수행될 수 있다. 그리고 상기 변환부(890)가 동작하는 동안 상기 디바이스-1(800)로부터 수신한 데이터는 별도의 저장 모듈(미도시)에 저장될 수 있다. 즉, 상기 PNC(850)가 수신한 데이터 패킷을 그대로 디바이스-2(895)로 전송할 수도 있고, 맥 프레임 헤더(600)의 정보를 변경할 필요가 있는 경우에는 상기 패킷 변환부(890)에서 필요한 정보를 설정하고 변경된 패킷을 디바이스-2(895)로 전송할 수도 있다. 이 때, 바람직하게는 전자의 경우는 상기 디바이스-1(800)과 상기 디바이스-2(895) 사이에 상기 PNC(850)를 경유하는 1개의 채널 시간이 할당되고, 후자의 경우는 상기 디바이스-1(800)과 상기 PNC(850) 사이, 그리고 상기 PNC(850)와 상기 디바이스-2(895) 사이에 각각의 채널 시간이 할당되어 모두 2개의 채널 시간이 할당된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 1개의 채널 시간에 의한 데이터 통신 방법을 나타내는 처리 흐름도로서, 상기 디바이스-1(800)은 상기 도 6에서 도시한 맥 프레임 헤더(600)의 'SrcID'정보 필드(640)를 자신의 디바이스 식별 정보로, 'DestID'정보 필드(630)를 디바이스-2(895)의 디바이스 식별 정보로 설정하게 된다.
그리고 나서, 상기 디바이스-1(800)은 상기 PNC(850)로 데이터 패킷을 전송하고, 상기 PNC(850)는 상기 데이터 패킷을 디바이스-2(895)로 전송한 후, 상기 디바이스-2(895)로부터 응답(ACK) 패킷을 수신한다. 상기 디바이스-2(895)로부터 응답(ACK) 패킷을 수신한 상기 PNC(850)는 상기 디바이스-1(800)로 응답(ACK) 패킷을 전송하게 된다.
상기 PNC(850)으로부터 응답(ACK) 패킷을 수신한 디바이스-1(800)은 다음 데이터 패킷을 상기 PNC(850)로 전송하게 된다.
이러한 메커니즘을 따르는 경우에는 상기 디바이스-1(800)이 데이터 패킷을 전송한 후 응답(ACK) 패킷을 수신하기까지 소요되는 시간을 고려하여 패킷 재전송을 하기 위한 시간 정보를 조정할 필요가 있다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 1개의 채널 시간에 의한 데이터 통신 방법을 나타내는 처리 흐름도로서, 상기 도 9에서와 마찬가지로 상기 디바이스-1(800)은 상기 도 6에서 도시한 맥 프레임 헤더(600)의 'SrcID'정보 필드(640)를 자신의 디바이스 식별 정보로, 'DestID'정보 필드(630)를 디바이스-2(895)의 디바이스 식별 정보로 설정하게 된다.
그리고 나서, 상기 디바이스-1(800)은 상기 PNC(850)로 데이터 패킷을 전송한다. 상기 PNC(850)는 상기 데이터 패킷에 대한 응답(ACK) 패킷을 상기 디바이스-1(800)로 전송하고, 상기 디바이스-2(895)로 상기 데이터 패킷을 전송한다.
상기 PNC(850)으로부터 상기 데이터 패킷을 수신한 디바이스-2(895)는 응답(ACK) 패킷을 상기 PNC(850)로 전송한다. 그리고 나서, 상기 PNC(850)는 상기 디바이스-1(800)로 다음 데이터 패킷의 전송을 요청하는 패킷(이하에서는 'Send_next_frame 패킷'이라고 한다)을 전송하는데, 이 때, 상기 도 6에서 도시한 맥 프레임 헤더(600)의 'Frame control' 정보 필드(610)에 있는 'Reserved'영역 또는 'Frame type'영역을 이용하여 상기 Send_next_frame 패킷을 정의할 수 있다. 상기 디바이스-1(800)이 상기 Send_next_frame 패킷을 수신하면, 다음 데이터 패킷을 상기 PNC(850)로 전송하게 된다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 채널 시간에 의한 데이터 통신 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
상기 디바이스-1(800)과 상기 PNC(850) 사이에 할당된 제1 채널시간(1100) 동안에는 상기 PNC(850)는 상기 디바이스-1(800)로부터 데이터 패킷을 수신한다.
이 때, 상기 도 6에서 도시한 맥 프레임 헤더(600)의 'SrcID'정보 필드(640)는 디바이스-1(800)의 디바이스 식별 정보로, 'DestID'정보 필드(630)는 PNC(850)의 디바이스 식별 정보로 설정된다.
상기 디바이스-1(800)로부터 데이터 패킷을 수신한 PNC(850)는 상기 수신한 데이터 패킷에 대한 응답(ACK) 패킷을 상기 디바이스-1(800)로 전송한다.
그리고 나서, PNC(850)는 상기 디바이스-1(800)로부터 수신한 데이터를 자신의 내부에 있는 임의의 저장 모듈에 저장하고, 제2 채널 시간(1110)이 되면 상기 저장된 데이터를 포함하는 데이터 패킷을 상기 디바이스-2(895)로 전송한다. 이 때, 상기 도 6에서 도시한 맥 프레임 헤더(600)의 'SrcID'정보 필드(640)는 PNC(850)의 디바이스 식별 정보로, 'DestID'정보 필드(630)는 디바이스-2(895)의 디바이스 식별 정보로 설정된다. 상기 PNC(850)로부터 제2 채널 시간(1110) 동안 데이터 패킷을 수신한 디바이스-2(895)는 상기 수신한 패킷에 대한 응답(ACK) 패킷을 상기 PNC(850)로 전송하게 된다.
상기 도 9에서와 마찬가지로 상기 디바이스-1(800)은 상기 도 6에서 도시한 맥 프레임 헤더(600)의 'SrcID'정보 필드(640)를 자신의 디바이스 식별 정보로, 'DestID'정보 필드(630)를 디바이스-2(895)의 디바이스 식별 정보로 설정하게 된다.
한편, 도 4에서 디바이스-1(420)이 디바이스-3(440)으로 데이터를 전송하려고 할 때, 디바이스-3(440)이 디바이스-1(420)과 통신할 수 있는 전파 도달 거리에 존재하는지 여부를 알기 위해 디바이스-1(420)은 디바이스-3(440)으로 전파 도달 거리 확인 요청 패킷을 송신하고, 만일 디바이스-1(420)이 디바이스-3(440)으로부터 상기 전파 도달 거리 확인 요청 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하지 못하면 디바이스-3(440)은 디바이스-1(420)로부터 전파 도달 거리 밖에 위치하고 있다고 판단한다. 그리고 나서, 디바이스-1(420)는 디바이스-3(440)에게 전송할 데이터를 PNC(410)로 전달하여, PNC(410)로 하여금 상기 데이터를 디바이스-3(440)으로 전송하게 한다.
그러나, 만일 디바이스-1(420)이 PNC(410)로 데이터를 전달하기 전에 또는 데이터를 전달하는 도중에 디바이스-3(440)이 이동하여 디바이스-1(420)로부터의 전파 도달 거리 내에 진입하게 되면, 디바이스-1(420)은 PNC(410)을 경유하여 디바이스-3(440)으로 데이터를 전송할 필요가 없이 직접 디바이스-3(440)으로 데이터를 전송할 수 있게 된다. 따라서, 디바이스-1(420)이 이러한 상황을 감지하기 위한 방법이 필요하다.
이러한 방법으로서, 상기 전파 도달 거리 확인 요청 패킷을 단 한번만 전송하는 것이 아니라 일정한 시간 내에 주기적으로 또는 일정한 회수를 지정하여 지정된 회수만큼 전송하도록 함으로써, 전파 도달 거리 내에 진입하게 된 디바이스-3(440)으로부터 상기 전파 도달 거리 확인 요청 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하게 되고, 그런 다음에 디바이스-1(420)은 직접 디바이스-3(440)으로 데이터를 전송할 수 있게 된다. 도 12에서는 이러한 과정을 상태 블록도를 이용하여 나타내고 있다.
예컨대 디바이스-1(420)이 전파 도달 거리 확인 요청 패킷을 N회 전송하는 동안(1210), 상기 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하게 되면 디바이스-3(440)으로 데이터를 전송하게 된다(1250). 그러나, 디바이스-1(420)이 전파 도달 거리 확인 요청 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하지 않으면 PNC(410)로 데이터를 전송하게 된다(1230). 만일 디바이스-1(420)이 PNC(410)로 데이터를 전송하는 동안 응답 패킷을 수신하게 되면, 디바이스-1(420)은 디바이스-3(440)으로 데이터를 전송하게 된다(1250).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 실시에 따라 전파 도달 거리의 제한이 있는 조정자 기반 무선망에 속하는 모든 무선 네트워크 장치들간에 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 인프라스트럭처 모드의 무선 네트워크 시스템을 나타내는 예시도이다.
도 2는 애드 혹 모드의 무선 네트워크 시스템을 나타내는 예시도이다.
도 3은 조정자 기반 무선망을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피코넷을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 채널 시간 할당을 요청하는 명령의 프레임 구조를 나타내는 구조도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 맥 프레임의 헤더(header)를 나타내는 구조도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 채널 시간 할당을 요청하는 명령을 발생시키는 메시지 구조를 나타내는 구조도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 디바이스 및 PNC의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 1개의 채널 시간에 의한 데이터 통신 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 1개의 채널 시간에 의한 데이터 통신 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 채널 시간에 의한 데이터 통신 방법을 나타내는 처리 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 상태 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
800: 디바이스
810: 디바이스 제어부
820: 디바이스 송수신부
850: PNC
860: PNC 송수신부
870: PNC 제어부
880: 릴레이 정보 판별부
890: 패킷 변환부

Claims (22)

  1. 조정자 기반 무선망에 있어서,
    데이터 전송을 위한 채널 시간 할당을 요청하는 패킷을 생성하는 제어부; 및
    상기 생성된 패킷을 상기 조정자에게 송신하는 송수신부를 포함하는데,
    상기 패킷은 상기 조정자가 상기 데이터를 중계하도록 하는 릴레이 정보를 포함하는 데이터 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 정보는 데이터 타입이 불리언(Boolean) 타입인 릴레이 정보를 포함하는 데이터 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패킷은 상기 채널 시간을 요청하는 메시지의 호출에 의해 생성되는 패킷을 포함하는 데이터 전송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 릴레이 정보를 포함하는 데이터 전송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 릴레이 정보는 데이터 타입이 불리언(Boolean) 타입인 릴레이 정보를 포함하는 데이터 전송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선 패킷은 IEEE802.15.3 규격을 따르는 무선 패킷을 포함하는 데이터 전송 장치.
  7. 조정자 기반 무선망에 있어서,
    데이터 전송을 위한 채널 시간 할당을 요청하는 패킷을 수신하는 송수신부; 및
    상기 패킷으로부터 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 추출하고, 상기 릴레이 정보에 따라 채널 시간을 할당하는 제어부를 포함하는 데이터 중계 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 릴레이 정보는 데이터 타입이 불리언(Boolean) 타입인 릴레이 정보를 포함하는 데이터 중계 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 무선 패킷은 IEEE802.15.3 규격을 따르는 무선 패킷을 포함하는 데이터 중계 장치.
  10. 조정자 기반 무선망에 있어서,
    데이터 전송을 위해 할당된 채널 시간 동안에 데이터 패킷을 수신하는 송수신부; 및
    상기 패킷으로부터 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 추출하고, 상기 릴레이 정보에 따라 상기 수신한 패킷을 상기 채널 시간 동안에 상기 송수신부를 통하여 다른 네트워크 장치로 전송하도록 하는 제어부를 포함하는 데이터 중계 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 릴레이 정보는 데이터 타입이 불리언(Boolean) 타입인 릴레이 정보를 포함하는 데이터 중계 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 무선 패킷은 IEEE802.15.3 규격을 따르는 무선 패킷을 포함하는 데이터 중계 장치.
  13. 조정자 기반 무선망에 있어서,
    데이터 전송을 위해 할당된 제1 채널 시간 동안에 데이터 패킷을 수신하는 송수신부;
    상기 데이터를 저장하는 저장부; 및
    상기 패킷으로부터 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 추출하고, 상기 릴레이 정보에 따라 제2 채널 시간 동안에 상기 저장부에 저장된 데이터를 포함하는 패킷을 상기 송수신부를 통하여 다른 네트워크 장치로 전송하도록 하는 제어부를 포함하는 데이터 중계 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 릴레이 정보는 데이터 타입이 불리언(Boolean) 타입인 릴레이 정보를 포함하는 데이터 중계 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 무선 패킷은 IEEE802.15.3 규격을 따르는 무선 패킷을 포함하는 데이터 중계 장치.
  16. 조정자 기반 무선망에 있어서,
    데이터 전송 장치가 데이터 전송을 위해 할당된 채널 시간 동안에 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 포함하는 데이터 패킷을 데이터 중계 장치로 전송하는 단계;
    상기 데이터 중계 장치가 상기 데이터 패킷을 수신하는 단계;
    상기 데이터 중계 장치가 상기 수신한 패킷으로부터 상기 릴레이 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 데이터 중계 장치가 상기 릴레이 정보에 따라 상기 수신한 패킷을 상기 채널 시간 동안에 다른 네트워크 장치로 전송하는 단계를 포함하는 데이터 중계 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 릴레이 정보는 데이터 타입이 불리언(Boolean) 타입인 릴레이 정보를 포함하는 데이터 중계 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 데이터 패킷은 IEEE802.15.3 규격을 따르는 데이터 패킷을 포함하는 데이터 중계 방법.
  19. 조정자 기반 무선망에 있어서,
    데이터 전송 장치가 데이터 전송을 위해 할당된 제1 채널 시간 동안에 데이터를 중계하는지 여부를 나타내는 릴레이 정보를 포함하는 데이터 패킷을 데이터 중계 장치로 전송하는 단계;
    상기 데이터 중계 장치가 상기 데이터 패킷을 수신하는 단계;
    상기 데이터 중계 장치가 상기 데이터를 저장하는 단계;
    상기 데이터 중계 장치가 상기 수신한 패킷으로부터 상기 릴레이 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 데이터 중계 장치가 상기 릴레이 정보에 따라 상기 저장된 데이터를 포함하는 패킷을 제2 채널 시간 동안에 다른 네트워크 장치로 전송하는 단계를 포함하는 데이터 중계 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 릴레이 정보는 데이터 타입이 불리언(Boolean) 타입인 릴레이 정보를 포함하는 데이터 중계 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 데이터 패킷은 IEEE802.15.3 규격을 따르는 데이터 패킷을 포함하는 데이터 중계 방법.
  22. 조정자 기반 무선망에 있어서,
    데이터 전송 장치가 데이터를 전송하고자 하는 제1 네트워크 장치가 전파 도달 거리에 존재하는지 여부를 알기 위해 상기 제1 네트워크 장치에게 응답을 요구하는 패킷을 적어도 2회 이상 전송하는 단계;
    상기 데이터 전송 장치가 상기 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하는 경우 상기 제1 네트워크 장치로 데이터를 전송하고, 상기 데이터 전송 장치가 상기 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하지 않는 경우 상기 데이터를 중계하는 제2 네트워크 장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 데이터 중계 방법.
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