KR20080051103A - 무선 네트워크로 연결된 디바이스의 적응적인 슬립에 대한장치 및 방법 - Google Patents

무선 네트워크로 연결된 디바이스의 적응적인 슬립에 대한장치 및 방법 Download PDF

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지앙핑 킨
후아이롱 샤오
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삼성전자주식회사
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Abstract

비압축된(uncompressed) 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 시스템 및 방법이 개시된다. 방법은 하나 이상의 이전 슬립 구간에 적어도 부분적으로 기초하여 계산되는 적응적인 슬립 구간 구성을 포함한다. 또한, 방법은 비컨(beacon)이 전송되지 않는 무선 네트워크에서 조정자뿐만 아니라 비조정자에 의해 비활성 상태에 들어가는 것을 포함한다.

Description

무선 네트워크로 연결된 디바이스의 적응적인 슬립에 대한 장치 및 방법{Apparatus and method for adaptive sleep of wirelessly networked devices}
본 발명은 영상 정보의 무선 전송에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 무선 네트워크로 연결된 장치에 대하여 적응적인 슬립(adaptive sleep) 또는 딥 슬립(deep sleep) 모드에 관한 것이다.
고화질 비디오의 확산과 더불어, 가전 장치(consumer electronic device)와 같은 전자 장치의 수의 증가는 초당 수 기가비트(Gbps) 또는 전송을 위한 대역폭에 있어서 많은 대역폭을 필요로 할 수 있는 고해상도(HD ; High definition) 영상(video)을 이용한다. 그러함으로써, 장치들간에 HD 영상을 전송할 때, 종래 전송은 요구되는 전송 대역폭을 낮추기 위하여 작은 영상 크기로 HD 영상을 압축한다. 후에, 압축된 영상은 복원된다. 그러나, 영상 데이터의 압축과 복원으로, 다소의 데이터가 소실되고, 화질이 감소한다.
고해상도 멀티미디어 인터페이스(HDMI; High-Definition Multimedia Interface) 명세(specification)는 케이블을 통해 장치 간에 압축되지 않은 HD 신호의 전송을 허용한다. 가전 장치 제조자들이 HDMI-호환 장치를 제공하기 시작한 반면에, 아직 압축되지 않은 HD 영상 신호를 전송할 수 있는 적절한 무선(예를 들어, RF(radio frequency)) 기술은 아직 없다. 무선 사설망(Wireless Personal Area Network; 이하 'WPAN'이라고 칭함) 및 유사한 기술은 HD AV 어플리케이션을 지원할 만큼 충분히 높지 않은 처리율로 인하여 어려움을 겪고 있다.
본 발명은 무선 네트워크로 연결된 장치에 대하여 적응적인 슬립(adaptive sleep) 또는 딥 슬립(deep sleep) 모드를 이용하여 전력을 절약하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징은, 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법에 있어서, 스테이션에 의해 상기 무선 네트워크에서 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)를 검출하는 단계; 상기 스테이션에 의해 딥 슬립 모드(deep sleep mode)로 진입하는 단계; 상기 스테이션에 의해 적어도 부분적으로 하나 이상의 이전 슬립 구간에 기초하여 현재 슬립 윈도우 사이클에 대하여 현재 슬립 구간을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 현재 슬립 구간의 지속 기간 동안 또는 상기 무선 네트워크에서 새로운 채널 활동이 검출될 때까지, 상기 스테이션에 의해 상기 딥 슬립 모드에 남아있는 단계를 포함하고, 상기 딥 슬립 모드는 상기 스테이션이 비컨을 송신하지 않는 동안, 하나 이상의 비활성 상태(inactive state)의 구간을 포함하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, 조정자 스테이션을 가지는 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법에 있어서, 상기 조정자 스테이션에 의해 상기 무선 네트워크에 서 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)를 검출하는 단계; 및 새로운 슬립 윈도우에 대하여 딥 슬립 모드 상태에 진입하는 단계를 포함하고, 상기 딥 슬립 모드는 상기 조정자 스테이션이 비컨을 송신하지 않는 동안, 전력 절약 비활성 상태를 포함하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은, 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치에 있어서, 미리 정해진 지속 기간 안에 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)가 검출될 때, 상기 스테이션이 딥 슬립 모드로 진입하게 하고, 하나 이상의 이전 슬립 구간에 적어도 부분적으로 기초한 적응적인 슬립 구간 알고리즘을 이용하여 현재 슬립 윈도우 사이클에 대하여 현재 슬립 구간을 계산하는 프로세서; 및 상기 프로세서와 통신하고 상기 계산된 현재 슬립 구간을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 딥 슬립 모드는 상기 스테이션이 비컨을 전송하지 않는 동안, 하나 이상의 비활성 상태의 구간을 포함하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은, 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치에 있어서, 현재 슬립 구간을 계산하고, 미리 정해진 지속 기간 안에 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)가 검출될 때, 상기 현재 슬립 구간의 지속 기간 동안 조정자 스테이션이 딥 슬립 모드 상태로 진입하게 하는 프로세서; 및 상기 프로세서와 데이터 통신하고, 상기 현재 슬립 구간을 저장하도록 구성되는 메모리를 포함하고, 상기 딥 슬립 모드는 상기 조정자 스테이션이 비컨을 전 송하지 않는 동안, 전력 절약 비활성 상태를 포함하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은, 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치에 있어서, 상기 무선 네트워크에서 채널 활동이 낮은지 또는 없는지를 검출하는 수단; 하나 이상의 이전 슬립 구간에 적어도 부분적으로 기초한 현재 슬립 구간을 계산하는 수단; 및 딥 슬립 모드로 진입하는 수단을 포함하며, 상기 딥 슬립 모드는 상기 스테이션이 비컨을 전송하지 않는 동안, 하나 이상의 비활성 상태의 구간을 포함하는 것이다.
비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서, 딥 슬립 모드를 이용하는 경우 소비되는 전력을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예는 무선 네트워크에서 비압축된(uncompressed) 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선통신장치에 대하여 딥-슬립 전력 절약(deep-sleep power saving; DSPS) 방법 및 장치를 제공한다.
다음의 구체적인 설명은 본 발명의 예시적인 실시예에 맞추어진다. 그러나, 본 발명은 청구항들에 의해 포함되거나 정의되는 많은 다른 방법들에 있어서 구체화될 수 있다. 발명에 상세한 설명에서, 도면에 만들어진 각각의 부분에 대한 참조는 전체 참조 번호와 같이 지정된다.
비압축된 영상(video) 데이터를 통신하는 무선 통신 장치에 대하여 전력을 절약하는 방법 및 시스템을 포함하는 실시예가 기술될 것이다. 영상 데이터는 하나 이상의 동영상, 이미지 또는 비쥬얼(visual) 데이터의 다른 적절한 형태를 포함할 수 있다. 더욱 상세하게는, 조정자(coordinator)를 포함하는 무선 동영상 통신망(Wireless Video Area Network; 이하에서는 'WVAN'이라고 칭함)에서 스테이션(station)에 대하여 딥 슬립 전력 절약 기술을 표현하는 다양한 실시예가 기술될 것이다.
가전 장치의 대기 모드(standby mode)는 전력의 상당한 양을 소모할 수 있다. 따라서, 전력의 절약을 강화하기 위해서는, 조정자를 포함하는 무선 동영상 통신망(WVAN)에서 모든 장치들은, 특히 장치들이 연장된 기간 동안 사용되고 있지 않을 때, 예를 들어 사용자가 자는 야간 또는 사용자가 멀리 떠나 있는 동안, 전력을 보존하는 것이 바람직하다. 아래에 기술된 딥 슬립 모드(deep-sleep mode)의 실시예들에서, 조정자를 포함하는 모든 장치들은 휴면(sleep)한다. 딥 슬립 모드의 다른 실시예들은 아래에 기술된 것과 같이 적응적인 슬립 구간 알고리즘(adaptive sleep period algorithm)을 사용한다.
무선 고해상도(HD) 음성/영상 장치에 대한 실시예들의 예시적인 구현이 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른, A/V 장치 조정자(coordinator) 및 A/V 스테이션(station)과 같은 A/V 장치들 사이에서 비압축된 HD 영상 전송을 구현하는 무선랜(WLAN; Wireless Local Area Network)(100)을 나타내는 블록다이어그램이다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 장치는 퍼스널 컴퓨터(PC)와 같은 컴퓨터일 수 있 다. 네트워크(100)는 장치 조정자(112) 및 복수의 클라이언트 장치 또는 A/V 스테이션(114)(예를 들어, 장치 1 ... 장치 N)을 포함한다.
장치들간의 통신을 위하여, A/V 스테이션(114)은 로우-레이트(low-rate; LR) 무선 채널(116)(도 1에서 파선으로 표시됨)을 이용하고, 하이-레이트(high-rate; HR) 채널(118)(도 1에서 실선으로 표시됨)을 사용할 수 있다. 장치 조정자(112)는 스테이션(114)과 통신을 위하여 로우-레이트 채널(116)과 하이-레이트 무선 채널(118)을 사용한다. 각각의 스테이션(114)은 다른 스테이션(114)과의 통신을 위하여 로우-레이트 채널(116)을 사용한다. 하이-레이트 채널(118)은, 비압축된 HD 영상 전송을 지원하기 위하여, 예를 들어 초당 수-기가비트(Gb) 대역폭으로 빔을 형성함으로써 만들어진 방향성의 빔(beam)으로 단일 방향 유니캐스트 전송을 지원한다. 예를 들어, 셋톱 박스(set-top box)는 하이-레이트 채널(118)로 비압축된 영상을 HDTV에 전송할 수 있다. 어떤 실시예에서는 로우-레이트 채널(116)은 40Mbps 처리율까지 양방향 전송을 지원할 수 있다. 로우-레이트 채널(116)은 승인 프레임(acknowledgement frame)과 같은 제어 프레임을 전송하기 위해 주로 사용된다. 예를 들어, 로우-레이트 채널(116)은 HDTV로부터 셋톱 박스로 승인(acknowledgement)을 전송할 수 있다. 또한, 음성 및 압축 영상과 같은 로우-레이트 데이터는 두 장치 사이에서 직접 로우-레이트 채널로 전송될 수 있는 것이 가능하다. 시분할 듀플렉싱(Time Division Duplexing; TDD)은 하이-레이트 및 로우-레이트 채널에 적용된다. 어느 때나, 어떤 실시예에서는 로우-레이트 및 하이-레이트 채널들은 전송을 위해 병렬로 사용될 수는 없다. 빔형성(beamforming) 기술은 로우-레이트 및 하이-레이트 채널 양자 모두에 사용될 수 있다. 또한, 저속 채널들은 전방향(onmidirectional) 전송을 지원할 수 있다.
일 실시예에서, 장치 조정자(112)는 영상 정보의 수신기(receiver)(이하에서는, '수신기'(112)로 칭함), 스테이션(114)는 영상 정보의 송신기(sender)(이하에서는, '송신기'(114)로 칭함)이다. 예를 들어, 수신기(112)는 WVAN의 형태인 홈 무선 네트워크 환경에서의 HDTV 세트에서 구현된 영상 및/또는 음성 데이터의 싱크(sink)가 될 수 있다. 송신기(114)는 비압축된 영상 또는 음성의 소스(source)가 될 수 있다. 송신기(114)의 예로는 셋톱 박스, DVD 플레이어 또는 레코더, 디지털 카메라, 캠코드, 기타 등등이 될 수 있다. 무선 사설망(WPAN; wireless personal area network; 이하에서는 'WPAN' 이라고 칭함)은 한 개인에 연결된 컴퓨터 장치 중에서 무선 데이터 전송을 위해 사용되는 무선 네트워크이다. WPAN의 길이는 전형적으로 수 미터이다. 제한된 범위 이상, WLAN에 대하여 상기에 언급된 것은 WPAN에 역시 적용된다. WVAN은 영상 데이터를 포함하는 통신되고 있는 데이터가 있는 WPAN의 작은 부분이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 통신 장치(200)를 나타내는 블록다이어그램이다.
장치(200)는 무선 전송기(transmitter)(202) 및 무선 수신기(204)를 포함한다. 전송기(202)는 PHY(Physical Layer Protocol) 계층(layer)(206), MAC(Media Access Control) 계층(208) 및 응용 계층(application layer)(210)을 포함한다. 유사하게, 수신기(204)도 PHY 계층(214), MAC 계층(216) 및 응용 계층(218)을 포함한 다. PHY 계층은 무선 매체(medium)(201)를 거친 하나 이상의 안테나를 통하여 송신기(202)와 수신기(204) 사이의 무선 통신을 제공한다.
전송기(202)의 응용 계층(210)은 A/V 전처리(preprocessing) 모듈(211) 및 음성 영상 제어(AV/C) 모듈(212)를 포함한다. A/V 전처리 모듈(211)은 비압축된 영상의 분할(partitioning)과 같은 음성/영상의 전처리를 수행할 수 있다. AV/C 모듈(212)는 A/V 능력(capability) 정보를 교환하기 위한 일반적인 방법을 제공한다. 연결을 시작하기 전에, AV/C 모듈은 사용될 A/V 포맷을 할당하고, 연결에 대한 요구가 완성되었을 때, AV/C 명령들은 연결을 중지하기 위해 사용된다.
전송기(202)에서, PHY 계층(206)은 MAC 계층(208)과 RF(Radio Frequency) 모듈(207)의 통신하는데 사용되는 로우-레이트 채널(203)과 하이-레이트 채널(205)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서, MAC 계층(208)은 패킷화(packetization) 모듈(미도시)을 포함한다. 전송기(202)의 PHY/MAC 계층들은 패킷에 PHY/MAC 헤더들을 부가하고, 패킷을 무선 채널(201)을 통하여 수신기(204)에게 전송한다.
무선 수신기(204)에서, PHY/MAC 계층(214, 216)은 수신된 패킷을 처리한다. PHY 계층(214)는 하나 이상의 안테나에 연결된 RF 모듈(213)을 포함한다. 로우-레이트 채널(215)과 하이-레이트 채널(217)은 MAC 계층(216)과 RF 모듈(213) 사이에 통신하기 위하여 사용된다. 수신기(204)의 응용 계층(218)은 A/V 후처리(post-processing) 모듈(219) 및 AV/C 모듈(220)을 포함한다. A/V 후처리 모듈(219)는 예를 들어, 비압축된 영상을 재생성하기 위하여 모듈(211)의 역(inverse) 처리 방법을 수행한다. AV/C 모듈(220)은 송신기(202)의 AV/C 모듈(212)과 함께 서로 보완하 는 방법으로 동작한다. 실시예에서, MAC 계층(208,216)의 하나 또는 양자는 아래에 상세하게 기술될 딥 슬립 전력 절약 모드에 관계된 모듈을 구현하는 전력 절약을 위한 블록(미도시)을 포함할 수 있다.
WVAN은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 조정자-가능 스테이션(coordinator-capable station)이 조정자(112)일 책임을 질 때 시작한다. 조정자(112)는 수퍼프레임(superframe)을 전송하고 수신함으로써 다양한 스테이션들(114)과 통신한다.
도 3은 WVAN에서 사용될 수 있는 수퍼프레임(300)을 나타내는 도면이다. 수퍼프레임(300)은 비컨(beacon)(310), 임의 접근 시간 블록(Random Access Time Block; 이하 'RATB'라고 칭함) 영역(320) 및 채널 시간 블록(Channel Time Block; 이하 'CTB'라고 칭함)(330)을 포함한다. 비컨 프레임은 다양한 제어 메시지를 수송하는데 사용되는 정보 요소(Information Element, 이하 'IE'라고 칭함)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 관련된 정보 요소는 아래에 기술된다. CTB(330)은 조정자 및 스테이션과 스테이션 간 사이에 통신이 이루어지는 데이터(예를 들어, 비압축된 영상 데이터)를 수송하는데 사용된다. CTB는 예약되거나 예약되지 않을 수도 있다. 본 발명의 실시예에서, RATB(320)는 각 수퍼프레임에서 비컨 프레임 후에 즉시 들어오는 특정 비예약된 CTB이다. RATB(320)는 연결을 통하여 긴급한 제어/관리 명령들을 장치에게 보내기 위하여 사용된다.
조정자(112)는 스테이션 또는 장치(114)를 알리기 위하여, 도 4a에서 도시된 테이블(400)에서의 리스트된 것과 같은 IE들을 사용할 수 있다. 스케쥴(schedule) IE(410)와 같은 약간의 IE들은 모든 비컨에서 전형적으로 송신된다. 반면에, WVAN 이 슬립 모드(Sleep mode)에 있는 경우에만 보내지는 전력 관리(Power Management; 이하 'PM'이라고 칭함) 모드 IE(420)와 같은 다른 IE들은 오로지 어떤 동작들이 사용중인 경우에만 송신된다. 다른 IE들은 오로지 WVAN의 상태에서 천이(change)의 지시자로서 송신된다. 이들 IE들은 안내(announcement)로 일컬어진다. 안내의 예시로는 PM wake IE(430)이다.
도 4b는 슬립 스테이션 비트맵 영역(Sleep station bitmap field)(421)을 포함하는 PM mode IE의 예시를 나타내고, 반면에, 도 4c는 스테이션 식별자(Station Identifier; 이하 'STID'라고 칭함) 웨이크(wake) 영역(431)을 포함하는 PM wake mode IE(430)의 예시를 나타낸다. PM mode IE 및 PM wake wake IE는 아래의 도 6을 참조하여 더 논의될 것이다.
PM은 WVAN 안의 무선 장치에 대하여 전력 절약을 이루기 위하여 구현되는 다양한 프로토콜을 참조한다. 예를 들어, PM wake mode IE 및 PM wake IE와 같은 특정 IE의 제공은 PM 프레임워크(framework)에 포함된다. WVAN의 일부인 스테이션은 두 PM 모드인 어웨이크 모드(AWALK mode) 및 슬립 모드(SLEEP mode) 중 하나이다. 어웨이크 모드에서, 스테이션은 비컨을 송신하고 청취하는 모든 수퍼프레임에 참가한다. 반면에, 슬립 모드에서 스테이션은 다소 또는 모든 비컨을 보내는 것이 아니라 청취한다. 스테이션이 두 PM 모드 중에서 어느 하나에 있을 때, 활성(active) 또는 비활성(inactive) 상태 중 하나가 될 것이다. 스테이션이 활성 상태에 있을 때, 전송, 수신 또는 전송, 수신 준비를 한다. 비활성 상태에서, 스테이션은 전력을 절약하기 위하여 다소의 또는 모든 라디오를 오프(off)시킨다. "짧은 슬립 모 드(short sleep mode)"로 알려진 종래의 슬립 모드에서, 얼마 또는 모든 스테이션(114)은 전력-절약 슬립 모드로 진입할 수도 있는 반면, 조정자(112)는 채널 활동을 모니터하기 위하여 그리고 조정자와 연결된 다른 임무를 수행하기 위하여 어웨이크 모드에 남아 있는다.
1. 딥 슬립 전력 절약(Deep Sleep Power Saving; DSPS)
반대로, 아래에서 상세하게 기술될 딥 슬립 전력 절약 모드에서, 조정자(112)뿐만 아니라 비조정자(non-coordinate) 스테이션도 전력 절약 슬립 모드로 진입할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 딥 슬립 전력 절약(DSPS) 처리 과정(500)을 나타내는 흐름도이다. 처리 과정(500)은 510단계에서 시작한다. WVAN에서 조정자는 고정된 수(N)의 수퍼프레임에 대하여 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)를 검출한다. 단계 520에서, 조정자는 WVAN에서 조정자가 유일한 장치 또는 스테이션인지 아니면 다른 장치 또는 스테이션-비조정자-이 있는지 판단한다. 만약 조정자가 WVAN에서 유일한 장치인 경우에는, 처리 과정은 단계 530의 수동적 딥 슬립 전력 절약 모드(Passive Deep Sleep Power Saving Mode)로 이동한다. 반면에, WVAN에서 비조정자가 있는 경우에는, 처리 과정은 단계 540의 능동적 딥 슬립 전력 절약 모드(Active Deep Sleep Power Saving Mode)로 이동한다. 수동적 딥 슬립 전력 절약 모드 및 능동적 딥 슬립 절약 모드는 아래에 상세하게 기술될 것이다. 다음 단계로, 처리 과정(500)은 조정자가 아래에 기술되는 것처럼 적응적인 휴면 구간 알고리즘을 사용하여 딥 슬립 전력 절약 모드에서 슬립 구간을 결정하는 단계 550으로 이동한다.
2. 적응적인 슬립 구간 알고리즘(Adaptive Sleep Period Algorithm)
상기에 기술된 바와 같이, 단계 530 또는 단계 540 아래, 조정자는 적응적 인 슬립 구간 알고리즘을 사용하여 딥 슬립 전력 절약 모드에서 슬립 구간을 결정한다(단계 550). 딥 슬립 전력 절약 모드의 일 실시예에서, 다음의 수학식 1은 Kith 슬립 윈도우(SW K )에 대한 슬립 구간을 정의한다.
Figure 112007087376776-PAT00001
수학식 1을 이용하는 실시예에서, 최초 슬립 구간(SW 0 )은 미리 설정된 initial-deep-sleep-window(최초-딥-슬립-윈도우) 값과 동일하다. 만약 스테이션이 딥 슬립 전력 절약 모드로 재진입한다면, 새로운 슬립 구간 SW 1 은 s* SW 0 로 설정된다. 일반적으로, 현재 슬립 구간 SW k 는 s* SW k -1 로 설정된다. 여기에서 s는 곱셈 인자이고, SW k - 1 는 이전 슬립 윈도우에서 계산된 슬립 구간이다. 일 실시예에서, 곱셈 인자 s는 2로 설정된다. 현재 슬립 구간을 계산하는 과정은 슬립 구간의 결과가 final-deep-sleep-window(최종-딥-슬립-윈도우)를 초과하지 않는 한 반복된다. 만약, 계산된 현재 슬립 구간이 최종 딥-슬립-윈도우 값을 초과한 경우에는, 현재 슬립 구간은 최종-딥-슬립-윈도우 값으로 정해진다. 따라서, 최종-딥-슬립-윈도우 값 은 슬립 윈도우에서 허용된 슬립 구간의 최대값을 나타낸다. 적응적인 슬립 구간 알고리즘의 이 특정 실시예는 이전 슬립 윈도우 사이클(cycle)로부터 하나의 슬립 구간을 사용하는 반면, 알고리즘의 다른 실시예는 복수의 이전 슬립 윈도우 사이클을 커버하는 복수의 이전 슬립 구간을 사용할 수도 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 이전 슬립 구간에서 덧셈, 뺌셈, 곱셈, 나눗셈 그리고 기타 수학적 연산을 포함할 수 있는 기능은 하나 이상의 상수 곱셈 또는 덧셈 인자를 포함할 수 있다.
3. 딥 슬립 모드 동작(Deep Sleep Mode Operation)
본 발명의 일 실시예에 따른, 도 5를 참조하여 상기 기술한 대로, 딥 슬립 전력 절약 모드에는 수동적 딥 슬립 전력 절약 모드 및 능동적 딥 슬립 전력 절약 모드인 두 서브 모드가 있다.
a. 수동 딥 슬립 모드(Passive Deep Sleep Mode; PDSM)
본 발명의 일 실시예에서, N 수퍼프레임 구간 동안 연계(association) 요청 및/또는 다른 제어 메시지에 의하여 조정자의 역할을 획득하고, 없는 채널 활동을 검출한 스테이션은 비컨을 송신하지 않음으로써 조정자 역할을 포기한다. 그 후에, 스테이션은 수동 딥 슬립 모드에 진입한다. 상기 스테이션은, 스테이션이 주기적으로 비활성 상태로부터 웨이크업(wake up)하고, 많은 수퍼프레임 사이클 동안에 활성 상태에서 머무는 동안, 상기 섹션 2에서 기술된 적응적인 슬립 구간 알고리즘에 따라서 슬립 구간을 계산하고, 시스템 웨이크 구간(system wake period)의 순서를 예정(schedule)한다. 각각의 예정된 웨이크 구간 동안, 스테이션은 수동적으로 새로운 채널 활동 동안 적어도 K 개의 수퍼프레임에 대한 채널을 검사한다. 일 실시 예에서 K는 2로 설정된다. 스테이션은 약간의 채널 활동이 검출되거나 약간의 높은 계층 요청(layer request)이 걸려 있을때 수동적 딥 슬립 모드를 중단한다. 그렇지 않으면, 스테이션은 다음 시스템 웨이크 구간 또는 현재 슬립 윈도우가 종료될 때 까지 비활성 상태로 되돌아간다.
b. 능동적 딥 슬립 모드(Active Deep Sleep Mode; ADSM)
실시예에서, 조정자 역활을 수행하는 하나의 스테이션을 포함하는 복수의 스테이션으로 구성된 완전하게 기능을 가진 WVAN은 N 수퍼프레임 구간 동안 채널 활동이 없는 것을 검출하자마자 능동적 딥 슬립 모드로 들어간다. 능동적 딥 슬립 모드 동안, 현재 슬립 윈도우 사이클에 대한 슬립 구간은 상기 섹션 1에서 기술된 적응적인 슬립 구간 알고리즘에 따라서 계산된다. 또한, 수동적 딥 슬립 모드와 더불어, 주기적인 시스템 웨이크 구간(system wake period)이 예정된다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 능동적 딥 슬립 모드 동안, 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 PM 모드를 천이시키는 스테이션(DEV-n)(620)을 나타내는 메시지 시퀀스를 나타내는 도면이다. 능동적 딥 슬립 모드 동안, 조정자(610)를 포함하는 모든 스테이션은 적어도 부분적으로 전력-절약 비활성 상태에 있다. 능동적 딥 슬립 모드 동안, 조정자(610)는 딥 슬립 모드 상태를 가리키는 딥 슬립 모드 메시지를 WVAN의 다른 스테이션에게 무선으로 전송함으로써 모든 스테이션에게 능동적 딥 슬립 모드를 통지한다. 딥 슬립 모드 메시지는 능동적 딥 슬립 모드에 설정된 PM mode IE(420)를 가지는 비컨(635) 및 슬립 스테이션 비트맵 영역(421; 도 4b에서 도시됨)에서 지적된 능동적 딥 슬립 모드에서의 모든 스테이션을 포함한다.
스테이션이 능동적 딥 슬립 모드에 있는 동안, 모든 비컨에 대해서 활성 상태에 있는 것을 요구하지는 않는다. 대신에 스테이션은 전력을 절약하기 위하여 비컨을 건너뛸 수는 있다. 스테이션이 건너뛰는 비컨의 수는 지연 시간(latency) 동안 응용 요구(application requirement)에 기초한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 슬립 윈도우(700) 사이에서 조정자에 의해 생성될 수 있는 시스템 웨이크 비컨(system wake beacon)(710) 및 복수의 웨이크 비컨(720)을 나타낸 블록다이어그램이다. 일 실시예에서, 조정자(610)는 아래에 기술된 대로 응답 메시지에서 큰 지연을 피하기 위하여 웨이크 구간을 예정할 수 있다. 시스템 웨이크 비컨이 송신되지 않는 동안 비활성 상태로부터 웨이크업(wake up)한 후에, 조정자는 새로운 웨이크 수퍼프레임 동안, 하이(high)로 설정된 하나 이상의 STID Wake 비트와 함께 PM wake IE(430; 도 4c에 도시)를 포함하는 웨이크 비컨(720)을 먼저 송신할 때, 현재 슬립-윈도우의 남아있는 지속 기간 및 다음 웨이크 비컨이 전송될 때 활성 상태로 진입한다. 웨이크 비컨(720)을 송신한 후에, 조정자는 웨이크 수퍼프레임 동안 활성 상태에 남는다. 그러나, 스테이션은 웨이크 수퍼프레임 동안 활성 상태에 남는 것이 요구되지는 않는다. 슬립-윈도우에서 연속적이고 주기적인 두 개의 동작 개시 비컨 사이에서 최대 지속 기간은 mMAXPeriodicWakePeriod이다.
슬립-윈도우 끝에, 조정자(610)는 시스템 웨이크 구간의 시작을 표시하는 시스템 웨이크 비컨(710; 도 7에 도시)을 송신하고, 그것은 하나 이상의 수퍼프레임을 지속할 수 있다. 조정자(610)에 의해 통지되는 대로, 스테이션의 부분에 있는 능동적 딥 슬립 모드에서 스테이션(620)은 모든 시스템 웨이크 비컨(710)을 청취한다. 스테이션은 시스템 웨이크 수퍼프레임 동안 활성 상태에 있다. 시스템 웨이크 구간의 끝에, 시스템 웨이크 구간은 하나 이상의 시스템 웨이크 수퍼프레임을 지속할 수 있고, 아래에 기술되는 대로 스테이션에 의해 슬립 모드를 중지하도록 만들어지지 않는다면, 시스템 웨이크 비컨이 송신되지 않는 동안 조정자 및 비조정자 스테이션은 비활성 상태로 되돌아 간다.
PM 요청 명령(637)을 "어웨이크"로 설정된 PM 모드 필드와 함께 조정자에게 송신함으로써, 채널 활동을 검출한 후에, 능동적 딥 슬립 모드에서 스테이션(620)은 어웨이크 모드로 되돌아간다. 그 후에 스테이션은 명령을 보내려고 시도하자마자 스스로 어웨이크 모드에 있는 것을 인지한다. 조정자(616)는 곧바로 PM 응답 명령(639)과 함께 수신된 PM 요청 명령(637)에게 응답한다.
만약 조정자가 WVAN의 제어를 건네주는 과정에 있는 경우에는, 어웨이크 모드로 진입하라는 스테이션의 요청을 거부할 수 있다. 그렇지 않다면, 조정자는 요청을 한다. PM 모드 천이 요청(637) 또는 다른 메시지와 같은 채널 활동을 수신할 때, 조정자는, 도 6에 도시된 바와 같이, 수퍼프레임의 끝에서 즉시 전송된 비컨(645)에서 천이된 PM mode IE를 포함함으로써, 능동적 딥 슬립 모드를 중지한다. 능동적 딥 슬립 모드에서 다른 모든 스테이션은 예정된 시스템 웨이크 비컨이 전송될 때 능동적 딥 슬립 모드의 중지를 알린다. 조정자는 언제든지 다음 주기적 웨이크 지속 시간을 바꿀 수 있다. 존재하는 WVAN에 참가하고자 하는 새로운 장치는 스스로 WVAN을 시작하기로 결정하거나 존재하는 WVAN이 없다는 가정 전에 적어도 PeriodicWakePeriod 동안 비컨을 검사한다. 일반적으로, 능동적 딥 슬립 모드의 중지 또는 다음 슬립 윈도우 지속 기간의 둘 중 하나를 가리키는 시스템 웨이크 수퍼프레임의 끝에, 조정자는 후속 비컨(645)을 송신한다. 만약 능동적 딥 슬립 모드에 있는 스테이션이 정확하게 시스템 웨이크 비컨을 수신하지 못한다면, 비컨이 정확하게 수신될 때까지 활성 상태에 남아있을 것이다.
상기에 기술된 딥 슬립 전력 절약 처리 과정의 방법은 컴퓨터로 판독 가능한 데이터를 저장하기 위한 모든 종류의 기록 디바이스를 포함하는 컴퓨터로 판독할 수 있는 매체 예컨대 CD-ROM, 자기 테이프, (펌웨어를 저장할 수 있는) 메모리, 메모리 카드 및 디스크에 저장될 수 있는 프로그램 포맷 및 반송파 포맷(예컨대 인터넷 전송 또는 블루투스 전송)에서 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 도 1에서 도시된 조정자(112) 또는 비조정자 스테이션(114)은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체를 포함할 수 있고, 프로세서, 제어기 또는 다른 컴퓨팅 디바이스 및 메모리를 포함할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에는 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 본질적이며 신규한 특징들이 도시되고, 기재되고 지적되었으나, 설명된 본 시스템의 형식 및 세부적인 부분들에서의 다양한 생략, 대체, 및 변경이 본 발명 분야의 당업자에 의하여 본 발명의 의도에서 벗어나지 않고도 수행될 수 있다는 사실이 동의될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른, A/V 장치 조정자 및 A/V 스테이션과 같은 A/V 장치들 사이에서 비압축된 HD 영상 전송을 구현하는 무선랜을 나타내는 블록다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 통신 장치를 나타내는 블록다이어그램이다.
도 3은 WVAN에서 사용될 수 있는 수퍼프레임을 나타내는 도면이다.
도 4a는 도 3에서 도시된 바와 같이 수퍼프레임에서 존재할 수 있는 정보 요소의 예시를 나타낸 다이어그램이다.
도 4b는 도 4a에서 도시된 바와 같이 PM 모드 정보 요소의 다양한 필드를 나타내는 다이어그램이다.
도 4c는 도 4a에서 도시된 바와 같이 PM 웨이크 정보 요소의 다양한 필드를 나타내는 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 딥 슬립 전력 절약 처리 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 능동적 딥 슬립 모드 동안, 슬립 모드에서 어웨이크 모드로 PM 모드를 천이시키는 스테이션(DEV-n)을 나타내는 메시지 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 슬립 윈도우 사이에서 조정자에 의해 생성될 수 있는 시스템 웨이크 비컨 및 복수의 웨이크 비컨을 나타낸 블록다이어그 램이다.

Claims (25)

  1. 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법에 있어서,
    스테이션에 의해 상기 무선 네트워크에서 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)를 검출하는 단계;
    상기 스테이션에 의해 딥 슬립 모드(deep sleep mode)로 진입하는 단계;
    상기 스테이션에 의해 적어도 부분적으로 하나 이상의 이전 슬립 구간에 기초하여 현재 슬립 윈도우 사이클에 대하여 현재 슬립 구간을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 현재 슬립 구간의 지속 기간 동안 또는 상기 무선 네트워크에서 새로운 채널 활동이 검출될 때까지, 상기 스테이션에 의해 상기 딥 슬립 모드에 남아있는 단계를 포함하고,
    상기 딥 슬립 모드는 상기 스테이션이 비컨을 송신하지 않는 동안, 하나 이상의 비활성 상태(inactive state)의 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 슬립 구간은 하나 이상의 상기 이전 슬립 구간과 다른 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적응적인 슬립 구간 알고리즘을 이용하여 상기 현재 슬립 구간을 계산하는 단계는,
    적어도 하나의 이전 슬립 구간에서 동작하는 수학적 기능과 최대 허용 슬립 구간의 최소를 찾는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이션은 조정자 스테이션(coordinator station)인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  5. 조정자 스테이션을 가지는 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법에 있어서,
    상기 조정자 스테이션에 의해 상기 무선 네트워크에서 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)를 검출하는 단계; 및
    새로운 슬립 윈도우에 대하여 딥 슬립 모드 상태에 진입하는 단계를 포함하고,
    상기 딥 슬립 모드는 상기 조정자 스테이션이 비컨을 송신하지 않는 동안, 전력 절약 비활성 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조정자 스테이션이 상기 무선 네트워크에서 유일한 스테이션인지 결정하는 단계; 및
    비컨을 송신하지 않고 채널 활동을 수동적으로 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    새로운 채널 활동이 검출되는 경우 상기 딥 슬립 모드를 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크에서 하나 이상의 다른 스테이션이 있는지 결정하는 단계; 및
    상기 무선 네트워크에서 상기 딥 슬립 모드 상태를 가리키는 딥 슬립 모드 메시지를 상기 하나 이상의 다른 스테이션에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 딥 슬립 모드 메시지는 비컨에서 특정 정보 요소에 의해 전송되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 조정자 스테이션에 의해 상기 새로운 슬립 윈도우에서 하나 이상의 웨이크 구간(wake period)을 예정하는 단계;
    상기 비활성 상태로부터 주기적으로 웨이크업하고(wake up), 상기 무선 네트워크에서 상기 조정자 스테이션이 새로운 채널 활동을 감시하는 동안 활성 상태로 진입하는 단계; 및
    상기 조정자 스테이션에 의해 상기 하나 이상의 예정된 웨이크 구간을 가리키는 웨이크 메시지를 상기 하나 이상의 다른 스테이션에게 무선으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 조정자 스테이션에 의해 상기 하나 이상의 다른 스테이션 중에서 특정 스테이션으로부터 웨이크 요청 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 조정자 스테이션에 의해 상기 특정 스테이션에게 중지 메시지를 전송하고, 상기 중지 메시지는 상기 특정 스테이션에 의해 상기 딥 슬립 모드를 중지하고 어웨이크 모드로 진입하는 것의 허락을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 조정자에 의해 상기 하나 이상의 예정된 웨이크 구간 동안 상기 하나 이상의 다른 스테이션에서 새로운 채널 활동을 검사하는 단계;
    상기 조정자 스테이션에 의해 상기 새로운 채널 활동을 검출하는 단계; 및
    상기 조정자 스테이션에 의해 상기 하나 이상의 다른 스테이션에서 적어도 하나에 대해서 상기 딥 슬립 모드를 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 새로운 채널 활동을 검출하는 단계는 상기 하나 이상의 다른 스테이션으로부터 웨이크 요청 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 딥 슬립 모드는 다음 시스템 동작 개시 구간에서 상기 하나 이상의 다른 스테이션의 모두에 대해서 중지되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 조정자 스테이션에 의해 상기 슬립 윈도우의 끝에 시스템 웨이크 구간 을 예정하는 단계; 및
    모든 스테이션에 대하여 상기 딥 슬립 모드의 중지 또는 상기 조정자 스테이션에 의해 다음 슬립 윈도우 지속 기간 중 어느 하나를 가리키는 상기 시스템 웨이크 구간의 끝 또는 동안에 차후의 비컨을 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 방법.
  16. 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치에 있어서,
    미리 정해진 기간 안에 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)가 검출될 때, 상기 스테이션이 딥 슬립 모드로 진입하게 하고,
    하나 이상의 이전 슬립 구간에 적어도 부분적으로 기초한 적응적인 슬립 구간 알고리즘을 이용하여 현재 슬립 윈도우 사이클에 대하여 현재 슬립 구간을 계산하는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 통신하고 상기 계산된 현재 슬립 구간을 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 딥 슬립 모드는 상기 스테이션이 비컨을 전송하지 않는 동안, 하나 이상의 비활성 상태의 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적응적인 슬립 구간은, 하나 이상의 이전 슬립 구간에서 동작하는 수학적 기능과 최대 허용 슬립 구간의 최소를 찾는 것에 더 기초하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 스테이션은 상기 무선 네트워크에서 조정자인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 스테이션이 상기 현재 슬립 구간의 지속 기간 동안 또는 상기 무선 네트워크에서 새로운 채널 활동이 검출될 때까지 상기 딥 슬립 모드에 상기 스테이션이 존재하게 하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  20. 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치에 있어서,
    현재 슬립 구간을 계산하고, 미리 정해진 지속 기간 안에 채널 활동이 낮은지 또는 없는지(low and no channel activity)가 검출될 때, 상기 현재 슬립 구간의 지속 기간 동안 조정자 스테이션이 딥 슬립 모드 상태로 진입하게 하는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 데이터 통신하고, 상기 현재 슬립 구간을 저장하도록 구성되는 메모리를 포함하고,
    상기 딥 슬립 모드는 상기 조정자 스테이션이 비컨을 전송하지 않는 동안, 전력 절약 비활성 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 무선 네트워크에서 상기 조정자 스테이션이 유일한 스테이션인지 판단하고, 비컨을 송신하지 않으면서 채널 활동을 수동적으로 검사하고, 새로운 채널 활동이 검출될 때 상기 딥 슬립 모드를 중지하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 무선 네트워크에서 하나 이상의 다른 스테이션이 있는지 판단하고, 상기 무선 네트워크에서 상기 딥 슬립 모드 상태를 가리키는 딥 슬립 모드 메시지를 상기 하나 이상의 다른 스테이션에게 송신하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 딥 슬립 모드 동안 웨이크 구간 또는 시스템 웨이크 구간을 예정하고, 채널 활동을 감시하기 위하여, 상기 조정자 스테이션을 웨이크 구간 또는 시스템 웨이크 구간 동안 비활성 상태에서 주기적으로 웨이크업하거나 활성 상태에 남도록 하고, 상기 채널 활동이 검출될 때 상기 무선 네트워크에 대하여 상기 딥 슬립 모드를 중지하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 조정자 스테이션은,
    상기 딥 슬립 모드 메시지를 전송하는 전송기; 및
    상기 하나 또는 다른 스테이션으로부터 웨이크 요청 메시지를 무선으로 수신하는 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
  25. 비압축된 음성/영상(A/V) 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치에 있어서,
    상기 무선 네트워크에서 채널 활동이 낮은지 또는 없는지를 검출하는 수단;
    하나 이상의 이전 슬립 구간에 적어도 부분적으로 기초한 현재 슬립 구간을 계산하는 수단; 및
    딥 슬립 모드로 진입하는 수단을 포함하며,
    상기 딥 슬립 모드는 상기 스테이션이 비컨을 전송하지 않는 동안, 하나 이 상의 비활성 상태의 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 전력을 절약하는 장치.
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