KR20110026710A - 무선개인 통신망에서의 ｍａｃ프레임을 이용한 브로드캐스팅 시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

무선개인 통신망에서의 ｍａｃ프레임을 이용한 브로드캐스팅 시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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본 발명은 무선개인통신망을 이용하여 근거리 영역내에서 브로드캐스팅으로 통신하기 위한 프레임 구조 및 이를 이용한 단말장치에 관한 발명으로서, 보다 자세하게는 프레임내의 프레임타입부에 종래 표준에 따른 값 이외에 본 발명에 따른 근거리방송을 위한 설정값을 추가하고, 이에 따라서 MAC계층에서 프레임을 판단하여 종래의 근거리통신과 호환성을 유지하면서 근거리방송을 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이를 위한 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 단말기는 OSI 계층 구조의 최하위 계층으로 하드웨어와 직접 관련되어, 프레임의 입출력을 담당하는 물리(PHY)계층 및 상기 물리계층으로부터 전달되는 프레임을 분석하고, 분석결과에 따라서 종래 근거리통신을 처리하기 위한 네트워크계층 또는 근거리방송을 위해 새로 정의된 계층인 PAL계층 중 어느 하나 이상의 계층으로 전달하는 MAC계층을 포함한다.
Figure P1020090084472
무선개인통신(WPAN), 지그비(ZIGBEE), MAC계층, 프레임, 브로드캐스트

Description

무선개인 통신망에서의 ＭＡＣ프레임을 이용한 브로드캐스팅 시스템 및 이의 제어방법{BROADCASTING SYSTEM USING A BROADCASTING MACFRAME IN WIRELESS PERSONAL AREA NETWORKS AND CONTROLL METHOD THEREOF}
본 발명은 무선개인통신망을 이용하여 근거리 영역내에서 브로드캐스팅으로 통신하기 위한 프레임 구조 및 이를 이용한 단말장치에 관한 발명으로서, 보다 자세하게는 프레임내의 프레임타입부에 종래 표준에 따른 값 이외에 본 발명에 따른 근거리방송을 위한 설정값을 추가하고, 이에 따라서 MAC계층에서 프레임을 판단하여 종래의 근거리통신과 호환성을 유지하면서 근거리방송을 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
IEEE 표준 802.15.4는 무선 개인 통신망(WPAN)의 기본적인 하위 네트워크 계층(PHY,MAC)을 제공하기 위해 제정되었다. 특히, 장치간의 저가격, 저속도 유비퀴터스 통신을 지향하였다.
거의 갖추고 있는 인프라스트럭쳐 없이도, 서로 가까운 거리에 있는 장치끼리 저가격으로 통신을 할 수 있다는 점이 가장 큰 특징이다. 게다가 저전력 소비까지도 염두에 두었다.
기본 프레임워크는 10 미터 거리 내, 대략 250 kbit/s 트랜스퍼 레이트를 전제조건으로 하였다. 한 종류만의 물리계층(physicial layer)만 아닌 여러 종류의 물리계층을 정의해두었다. 더 적은 전력소모를 요구하는 임베디드 시스템에 대해 트레이드오프를 하고자 물리계층을 여러 개 정의한 것이었다. 최초의 저속도 스펙에서는 트랜스퍼 레이트가 약 20, 40 kbit/s 스펙이 포함되었다. 현재 버전에서는 트랜스퍼 레이트가 약 100 kbit/s인 스펙이 추가되었다.
저전력소모 스펙에서는 이것들보다 더 낮은 트랜스퍼 레이트도 고려될 수 있다. 한데, 앞서 말했듯이, WPAN 표준 중 802.15.4만이 가지고 있는 특징은 극도로 저렴한 제조 단가를 추구한다는 것이며, 기술적으로 단순함을 추구하는 것인데, 단, 이는 기술적 유연성과 일반성을 해치지 않는 범위 내에서 이루어져야 할 것이다.
IEEE 802.15.4에 들어간 중요한 특징들은, 리얼 타임 응용에 적합하도록 타임 슬롯(guaranteed time slot)을 예약하는 기능, CSMA/CA 을 이용한 콜리전 어보이던스, 보안성 있는 통신 지원 등이 되겠다. 또한, 제조사는 디바이스에 링크 퀄리티나 에너지 디텍션 등과 같은 전력 관리 기능을 포함시킬 수 있다.
이러한 IEEE 802.15.4 프로토콜의 각 장치(device)들은 개념적으로는 단순한 무선 네트워크 상에서 상호 통신한다. 네트워크 계층의 정의는 OSI 모델에 기반하고 있다. 비록 IEEE 802.15.4가 표준 문서에서는 하위 계층만을 정의하고 있으며, 상위 계층과의 인터액션을 염두하고 그것을 정의하고 있으나, 프로토콜 사용자는 컨버전스 서브레이어를 통해 MAC에 접근하는 IEEE 802.2 로지컬 링크 콘트롤 서브 레이어를 선택적으로 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, IEEE 표준 802.15.4를 이용한 무선 개인 통신망(WPAN)은 간단한 인프라만으로 된다는 점, 가격이 저렴하다는 점 및 전력소비가 매우 적다는 이점등으로 인해서 다양한 분야에서 활용되고 있다. 지그비( zigbee),불루트스 등이 있으며, 주로 개인단말기간의 통신, 오디오와 해드폰의 연결 및 가전제품의 제어등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
그러나 상기 무선개인 통신망은 주로 특정 수신자에게만 데이터 패킷을 전송하는 방식인 유니캐스트 또는 데이터를 여러 명의 특정한 그룹의 수신자들에게 동시에 전송하는 방식인 멀티캐스트 방식으로만 사용하여 왔다. 즉 상술한 많은 장점에도 불구하고 종래에는 상기 무선개인 통신망을 이용하여 브로드캐스팅 방식으로 서비스를 제공하기 위한 방식이 없었었다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 무선개인 통신망에서 브로드캐스팅 즉 방송을 실행하기 위한 시스템을 제공하는데 있다. 또한 상기와 같은 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 함에 있어서, 종래의 무선개인 통신망의 표준을 유지하여 기존 장치들과의 호환성 훼손을 최소화하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 시스템은 멀티미디에 데이터인 방송컨텐츠를 제공하는 방송서버; 상기 방송서버로부터 제공받은 방송컨텐츠를 무선개인통신(WPAN)을 이용하여 브로드캐스트를 하기 위하여 변환하고, 1개 이상의 단말장치에 무선개인통신망을 이용하여 데이터를 브로드캐스팅 즉 근거리방송하는 무선송출장치; 및 외부로부터 무선개인통신을 이용하여 데이터를 수신한 후, 상기 수신한 데이터의 프레임이 종래의 근거리통신을 위한 프레임인지, 상기 무선송출장치로부터 수신된 근거리방송을 위한 프레임인지를 판단하여 처리를 수행하는 하나 이상의 단말장치를 포함한다.
한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 단말기는 OSI 계층 구조의 최하위 계층으로 하드웨어와 직접 관련되어, 프레임의 입출력을 담당하는 물리(PHY)계층; 및 상기 물리계층으로부터 전달되는 프레임을 분석하고, 분석결과에 따라서 종래 근거리통신을 처리하기 위한 네트워크계층 또는 근거리방송을 위해 새로 정의된 계층인 PAL계층 중 어느 하나 이상의 계층으로 전달하는 MAC계층을 포함한다.
그리고 상기 MAC계층은 상기 물리계층으로부터 전달되는 상기 프레임의 분석결과 근거리통신용 프레임인 경우에는, 종래 기정의된 네트워크 계층인 근거리통신 네트워크 계층으로 전달하고, 상기 프레임의 분석결과 근거리방송용 프레임인 경우에는, 근거리방송을 위해서 새로 정의된 계층인 PAL계층으로 전달하고, 근거리통신과 근거리방송에서 공통으로 사용되는 프레임인 경우에는 상기 근거리통신 네트워크계층 및 상기 PAL계층으로 동시에 전달하는 것이 바람직하다.
또한 상기 프레임은 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하기 위한 타입값이 포함되는 MAC프레임의 내용을 정의하는 MAC해더부; 유효한 정보 데이터가 실리는 MAC페이로드부 및 CRC를 포함하는 MAC접미부(Footer)를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 MAC해더부는 프레임 제어에 따른 1바이트의 프레임제어부(Frame Control)를 포함하고, 상기 프레임제어부(Frame Control)에는 3비트의 프레임타입부(Frame Type)를 포함하고, 상기 프레임타입부(Frame Type)에 상기 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하는 값을 포함하며,
상기 MAC계층은 상기 프레임타입부의 값에 따라서 프레임을 전달할 계층을 판단하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 MAC계층은 상기 프레임타입부의 값의 첫비트가 0으로 시작되는 경우에는 근거리통신 네트워크 계층으로 전달하고, 상기 프레임타입부의 값의 첫비트가 1로 시작되는 경우에는 PAL 계층으로 전달하는 것이 바람직하다.
또한 상기 MAC계층은 상기 프레임타입부의 값의 세 비트가 000인 경우에는, 상기 근거리통신 네트워크계층 및 PAL계층으로 동시에 전달하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 위한 MAC프레임 포맷은 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하기 위한 타입값이 포함되는 MAC프레임의 내용을 정의하는 MAC해더부; 유효한 정보 데이터가 실리는 MAC페이로드부 및 CRC를 포함하는 MAC접미부(Footer)를 포함한다.
그리고 상기 MAC해더부는 프레임 제어에 따른 1바이트의 프레임제어부(Frame Control)를 포함하고, 상기 프레임제어부(Frame Control)에는 3비트의 프레임타입부(Frame Type)를 포함하고, 상기 프레임타입부(Frame Type)에 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하기 위한 타입값을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 프레임타입부는 상기 근거리방송용 프레임인 경우에는, 첫 비트를 1로 설정하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 위한 프레임처리방법은 외부로부터 무선개인통신망을 이용하여 프레임을 수신하는 물리계층 수신단계; 상기 물리계층 수신단계로부터 수신된 프레임을 분석하여, 상기 프레임이 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분 하는 프레임 분석단계; 상기 분석단계에 따라서, 상기 프레임이 종래 근거리통신을 처리하기 위한 네트워크계층 또는 근거리방송을 위해 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 처리하기 위한 계층인 PAL계층 중 어느 하나 이상의 계층으로 전달하는 MAC계층 처리단계;를 포함한다.
그리고 상기 프레임은 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하기 위한 타입값이 포함되는 MAC프레임의 내용을 정의하는 MAC해더부; 유효한 정보 데이터가 실리는 MAC페이로드부 및 CRC를 포함하는 MAC접미부(Footer)를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 MAC해더부는 프레임 제어에 따른 1바이트의 프레임제어부(Frame Control)를 포함하고, 상기 프레임제어부(Frame Control)에는 3비트의 프레임타입부(Frame Type)를 포함하고, 상기 프레임타입부(Frame Type)에 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하는 값을 포함하며,
상기 프레임 분석단계는 상기 프레임타입부의 값에 따라서 프레임을 전달할 계층을 판단하는 것이 바람직하다.
또한 상기 프레임 분석단계는 상기 프레임타입부의 값의 첫비트가 0으로 시작되는 경우에는 종래의 근거리통신용 프레임으로 판단하고, 상기 프레임타입부의 값의 첫비트가 1로 시작되는 경우에는 근거리방송용 프레임으로 판단하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 프레임 분석단계는 상기 프레임타입부의 값의 세비트가 000인 경우에는, 상기 근거리통신 네트워크 및 근거리방송용에서 동시에 사용되는 프레임 으로 판단하는 것이 바람직하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 MAC프레임 포맷 및 이를 이용하는 근거리방송용 단말장치를 이용하면, 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 함에 있어서, 종래의 무선개인 통신망의 표준을 유지하여 기존 장치들과의 호환성 훼손을 최소화하면서 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 시스템을 제공할 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 보다 더 자세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선개인 통신망(WPAN)에서의 브로드캐스팅 시스템을 도시한 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이 상기 시스템은 방송하기 위한 컨텐츠를 제공하는 방송서버(100), 방송서버(100)와 유선 네트워크(예컨대, 인터넷)를 통해 연결되는 AP(Access Point)로서의 무선송출장치(200), 및 무선송출 장치(200)와 대응되는 근거리 영역내에 위치하는 적어도 하나 이상의 사용자 단말장치(300)를 포함한다.
여기서 방송서버(100)는 다양한 컨텐츠 주로 광고와 같은 멀티미디어 동영상 파일등을 대량으로 보관하고 있으며, 각종 설정에 따라 상기 무선송출장치(200)에 제공한다. 또는 각각의 무선송출장치(200)가 방송서버(100)에 접속하여 방송하고자 하는 컨텐츠를 다운로드받아서 송출하는 것 역시도 무방하다.
이후 상기 무선송출장치(200)는 상기 컨텐츠를 주위의 1개 이상의 단말장치(300)로 브로드캐스트한다.
쉽게 말해서 A라는 브랜드의 매장의 경우, 자신의 매장에 상기 무선송출장치(200)를 설치하고 A라는 브랜드의 광고영상을 컨텐츠로 하여 브로드캐스트한다. 그러면 상기 근거리 영역내의 단말장치(300) 즉 상기 매장에 들어온 사용자들의 휴대폰에는 상기 광고영상이 흘러나오게 되는 것이다. 또는 백화점에서 고객이 들어올때마다 상기 단말장치(300)를 정문에서 제공한다. 그리고 백화점에서는 각 매장마다 상기 무선송출장치(200)를 설치하고, 각각의 무선송출장치(200)는 자신이 설치된 매장과 관련된 방송컨텐츠를 브로드캐스트한다. 그러면 사용자는 각 매장의 근처를 지나갈때마다 상기 매장과 관련된 방송컨텐츠를 볼 수 있게 되는 것이다.
즉 본 발명에서는 지그비(ZigBee)나 와이파이(Wi-Fi)와 같은 무선개인통신(WPAN)을 이용하여 브로드캐스팅에 활용하는 방법에 관한 발명이다. 상술한 바와 같이 상기 무선개인통신(WPAN)은 저가격 및 저전력 소비라는 장점에도 불구하고 근거리 통신만 가능하다는 점 때문에 유니캐스팅이나 멀티캐스팅 방식으로만 사용되어 왔지 브로드캐스팅 방식으로는 사용되지 않은 것이 사실이다. 그러나 위와 같은 방송서비스를 위해서는 저가격 및 저전력인 무선개인통신방식이 적합하며, 이에 따라 본 발명에서는 종래 무선개인통신망(WPAN)의 물리(PHY)계층 및 MAC계층 표준인 IEEE 표준 802.15.4을 유지하면서 브로드캐스팅에 활용하는 방법을 제공한다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 종래의 지그비나 와이파이와 같이 일반적으로 사용되는 무선개인통신방식을 근거리통신으로, 본 발명에 따라 브로드캐스팅 을 위해서 새로 정의되어 사용되는 무선개인통신방식을 근거리방송으로 호칭한다.
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 통신계층의 일 예를 표시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명을 이루기 위한 시스템의 네트워크 계층 구조는 방송서버(100), 방송서버(100)와 유선 네트워크(예컨대, 인터넷)으로 연결되는 무선송출 장치(200), 및 해당 무선송출 장치(200)로부터 근거리방송되는 컨텐츠를 수신하기 위한 하나 이상의 사용자 단말장치(300)간에 상호 연계되는 구조로 이루어진다.
여기서, 방송서버(100)는 방송하기 위한 컨텐츠를 형성하는 응용 프로그램(Broadcasting Appl) 계층(Layer), 컨텐츠를 유선 네트워크(예컨대, 인터넷) 상의 전송경로를 통해 전송하기 위한 설정하기 위한 방송전송 프로토콜(TCP/UDP) 계층, 컨텐츠를 방송하기 위한 근거리 영역과 대응하는 무선송출 장치(200)의 인터넷 프로토콜 주소를 판별하기 위한 인터넷 프로토콜(IP) 계층, 인터넷 프로토콜 주소를 토대로 해당하는 무선송출 장치(200)의 미디어 접근 제어(MAC; Media Access Control) 주소를 판별하기 위한 미디어 접근 제어(이하 MAC) 계층 및 유선 네트워크 상으로 컨텐츠를 전송하기 위한 물리(PHY)계층을 포함한다.
AP(Access Point)인 무선송출 장치(200)는 인터넷 프로토콜 기반의 유선 네트워크와 연결되어 방송하기 위한 컨텐츠를 제공받는 인터넷 프로토콜 모듈(210) 및 제공받은 컨텐츠에 대응되는 근거리 영역에 근거리방송으로 방송을 실행하기 위한 근거리방송모듈(220)로 구분되어 구성된다.
인터넷 프로토콜 네크워크 모듈(210)은 유선 네트워크와 연결되기 위한 물리(PHY) 계층, 유선 네트워크로부터 전달되는 컨텐츠를 제공받기 위한 목적지를 나 타내기 위한 미디어 접근 제어 주소를 구비하는 MAC계층, 미디어 접근 제어 주소에 할당된 인터넷 프로토콜 주소를 구비하는 인터넷 프로토콜(IP)계층 등을 포함한다.
이에, 인터넷 프로토콜 네트워크 모듈(210)은 컨텐츠를 방송전송 변환 프로토콜(예컨대, MPEG2-TS; Moving Pictures Experts Groups 2- Transport Stream)의 형태로 근거리방송모듈(220)로 전달한다.
본 발명의 근거리방송모듈(220)은 본 발명을 위한 근거리방송을 위한 계층구조와 종래의 근거리통신을 위한 계층구조를 모두 포함한다. 이에 따라서 종래의 무선개인통신(WPAN)의 모든 방식과 새로 정의된 근거리방송의 호환성을 유지할 수 있다. 우선 근거리방송모듈(220)은 종래 지그비신호를 처리하는 계층(Layer)로 지그비어플리케이션계층(ZigBee APL Layer), 지그비네트워크계층(Zigbee NWK), 사이캐스팅계층(Sicasting Layer), 지그비물리계층(ZigBee PHY)로 이루어진다.
마찬가지로 근거리방송신호를 처리하는 계층(Layer)로는 상위계층(UPPER LAYER), PAL계층(PAL), 사이캐스팅계층(Sicasting Layer), 지그비물리계층(ZigBee PHY)로 이루어진다.
상기 지그비물리계층(ZigBee PHY)은 OSI 계층 구조의 최하위 계층으로 하드웨어와 직접 관련되어, 프레임의 입출력을 담당하는 물리(PHY)계층이다.
마찬가지로 지그비네트워크계층(Zigbee NWK) 및 PAL계층(PAL)은 각각 OSI 계층 구조에서 네트워크층에 해당하는 역활을 수행하는 계층이다. 그리고 상기 지그비어플리케이션계층(ZigBee APL Layer) 및 상위계층(UPPER LAYER)은 각각 OSI 계층 구조에서 상기 네트워크층의 상위 계층의 역활을 수행하는 계층이다. 상기 계층들 의 역활은 당업자라면 용이하게 할 수 있는바 자세한 설명은 생략한다.
문제는 사이캐스팅계층(Sicasting Layer)은 OSI 계층 구조에서 데이터링크층 즉 MAC계층(Media Access Control)의 기능을 수행하는데, 상기 본 발명에서의 MAC계층(이하에서는 설명의 편의상 그냥 MAC계층이라고 호칭)은 물리계층으로부터 받은 프레임을 일반적인 근거리통신인 지그비와 근거리방송을 구분해서 상위계층으로 전달해야 한다. 이러한 기능을 위해서 MAC프레임을 종래의 IEEE 802.15.4표준을 유지하는 한도내에서 값을 새로 정의하게 이 값에 따라 분기하게 되는데 이에 대해서는 이하에서 보다 더 자세히 설명한다.
단말장치(300)의 네트워크 계층 구조는 무선송출장치(200)의 근거리방송모듈(220)의 계층 구조와 유사한바 자세한 설명은 생략한다.
도3은 IEEE 802.15.4표준에 따른 MAC프레임의 구조 중 프레임제어부(frame control field)를 도시한 도면이다.
우선 IEEE 802.15.4에 따른 MAC프레임은 일반적으로 MAC해더(MAC Header, MHR), MAC 페이로드(Mac Payload), MAC접미부(MAC Footer,MFR)로 구성된다.
다시 MAC해더(MHR)는 프레임제어부(frame control field), 일련번호(Sequence Number), 어드레싱부(Addressing fields) 및 보조보안해더(Auxiliary Security Header)로 구성된다.
MAC 페이로드(MAC Payload)는 Payload 부분으로 가변 길이의 프레임(frame )유형에 따른 정보전달 기능 수행을 수행하고, MAC접미부(MFR)은 FCS field를 포함하며, FCS field는 2 옥텟의 길이이고 16비트 CRC를 포함한다.
MHR 일부인 프레임제어부(frame control field)는 도3에 도시한 바와 같이 구성된다. 이 중 본 발명에서는 프레임타입(Frame Type)의 값에다가 본 발명을 위한 근거리방송용 프레임을 위한 값을 추가한다.
기존의 IEEE 802.15.4의 MAC프레임(또는 지그비프레임)은 프레임타입(Frame type)이 아래 표1의 값들 중에 하나로 설정되어야 한다.
프레임타입값(b2b1b0) 설명
000 Beacon
001 Data
010 Acknowledgment
011 MAC Command
100 ~ 111 Reserved
위와 같이 종래의 표준을 이용할 경우, MAC프레임이 비콘(Beacon), 데이터(Data), Acknowledgement, MAC Command로 한정되어 있다. 따라서 본 발명에서는 도4와 같이 기존의 지그비 이외에 새로운 근거리방송을 전송하기 위한 프로토콜 스택구조를 사용하기 위해서는 새로운 맥프레임(MAC frame)과 프레임타입(frame type)의 정의 및 동작 방법이 필요하다.
도4에서는 그래서 100, 101, 110에 각각 새로운 마스터비콘(Master Beacon), 방송데이터(Sicasting Data), 방송커맨드(Sicasting Command)라는 새로운 값을 할당하였다.
이렇게 프레임타입값이 새롭게 할당된 이후, 상기 값들이 상위 계층으로 전달되는 방법에 대해서는 이하 도5 내지 도7에서 보다 자세히 후술한다.
도5는 프레임타입이 000인 경우이다. 즉 IEEE 802.15.4 구조를 따르는 지그비(ZigBee)와 MAC(Sicasting)계층에서 분기를 하기 위한 방법으로, 우선 기존의 지그비와 호환성을 이루기 위해 같은 비콘(Beacon)을 사용하므로 비콘은 동일하게 사용되며 모두 각각의 상위 계층으로 전달되어야 한다. 따라서 프레임타입의 서브 필드가 000의 비트값을 가질 경우, 이는 공용되는 비콘에 해당되어 지그비네트워크(ZigBee NWK)와 PAL 계층으로 모두 전달된다.
도6은 프레임타입값이 001,010 및 011인 경우이다. 이들은 종래의 데이터(Data), Acknowledgement, MAC Command를 나타내는 것인 바, 프레임타입(Frame Type)의 첫 비트가 0의 값을 가지면 이에 해당하는 프레임들은 지그비네트워크(ZigBee NWK) 계층으로 전송된다. 즉 기존의 지그비프레임(ZigBee frame)은 모두 지그비네트워크(ZigBee NWK) 계층으로 전송 됨을 의미한다.
도7은 프레임타입값이 100,101 및 110인 경우이다. 이들은 근거리방송을 위해서 새로 할당된 마스터비콘(Master Beacon), 방송데이터(Sicasting Data), 방송커맨드(Sicasting Command)를 나타내는 것인 바, 프레임타입(Frame Type)의 첫 비트가 1의 값을 가지면 이에 해당하는 프레임들은 PAL 계층으로 전송된다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 새로 정의된 프레임타입(frame type)에 따른 동작방법의 설명에 사용되는 흐름도이다.
우선 단말장치가 무선개인통신망을 이용하여 프레임을 수신한다(S410).
MAC계층에서 프레임의 해더에서 프레임타입값을 추출한다(S420).
프레임타입값이 000이라면(S430-Y), 이는 비콘을 의미하며 본 발명에서는 기존의 지그비와 호환성을 이루기 위해 같은 비콘(Beacon)을 사용하므로 비콘은 동일하게 사용되며 모두 각각의 상위 계층으로 전달되어야 한다. 따라서 지그비네트워크(ZigBee NWK)와 PAL 계층으로 모두 전달된다(S440).
프레임타입값의 첫비트가 0이라면(S450-Y), 이들은 종래의 데이터(Data), Acknowledgement, MAC Command를 나타내는 것인 바, 지그비네트워크(ZigBee NWK) 계층으로 전송한다(S460).
그외에는 프레임타입이 1로 시작하는 값들 즉 100,101 및 110인 경우이다. 이들은 근거리방송을 위해서 새로 할당된 마스터비콘(Master Beacon), 방송데이터(Sicasting Data), 방송커맨드(Sicasting Command)를 나타내는 것인 바, 이에 해당하는 프레임들은 PAL 계층으로 전송된다(S470).
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 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
본 발명은 소정의 무선개인통신(WPAN)의 표준을 이용하면서 근거리 영역에 대해서 방송을 하기 위한 프레임구조 및 그에 따른 제어방법에 관한 발명으로서, 종래의 지그비와 같은 무선개인통신과 호환성을 유지하면서 새로운 브로드캐스팅 방식의 통신방식인 근거리방송을 같이 처리할 수 있는 방법을 제공함으로서, 이를 이용한 근거리방송용 송출장치 또는 단말장치는 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선개인 통신망(WPAN)에서의 브로드캐스팅 시스템을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 통신계층의 일 예를 표시한 도면,
도3은 IEEE 802.15.4표준에 따른 MAC프레임의 구조 중 프레임제어부(frame control field)를 도시한 도면,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임타입값의 예를 도시한 도면,
도5 내지 도7은 프레임타입값에 따른 상위계층으로 전달되는 방법의 설명에 사용되는 도면 및
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 새로 정의된 프레임타입값에 따른 동작방법의 설명에 사용되는 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 방송서버 200 : 무선송출 장치
210 : 인터넷 프로토콜 네트워크 모듈 220 : 근거리방송모듈
300 : 단말장치

Claims (12)

  1. 멀티미디에 데이터인 방송컨텐츠를 제공하는 방송서버;
    상기 방송서버로부터 제공받은 방송컨텐츠를 무선개인통신망(WPAN)을 이용하여 브로드캐스트를 하기 위하여 변환하고, 1개 이상의 단말장치에 무선개인통신망을 이용하여 데이터를 브로드캐스팅하여 근거리방송하는 무선송출장치; 및
    외부로부터 무선개인통신망을 이용하여 데이터를 수신한 후, 상기 수신한 데이터의 프레임이 종래의 근거리통신을 위한 프레임인지, 상기 무선송출장치로부터 수신된 근거리방송을 위한 프레임인지를 판단하여 처리를 수행하는 하나 이상의 단말장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 시스템.
  2. OSI 계층 구조의 최하위 계층으로 하드웨어와 직접 관련되어, 프레임의 입출력을 담당하는 물리(PHY)계층; 및
    상기 물리계층으로부터 전달되는 프레임을 분석하고, 분석결과에 따라서 종래 근거리통신망을 처리하기 위한 네트워크계층 또는 근거리방송을 위해 새로 정의된 계층인 PAL계층 중 어느 하나 이상의 계층으로 전달하는 MAC계층을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 MAC계층은
    상기 물리계층으로부터 전달되는 상기 프레임의 분석결과 근거리통신용 프레임인 경우에는, 종래 기정의된 네트워크 계층인 근거리통신 네트워크 계층으로 전달하고,
    상기 프레임의 분석결과 근거리방송용 프레임인 경우에는, 근거리방송을 위해서 새로 정의된 계층인 PAL계층으로 전달하고,
    근거리통신과 근거리방송에서 공통으로 사용되는 프레임인 경우에는 상기 근거리통신 네트워크계층 및 상기 PAL계층으로 동시에 전달하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 단말기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프레임은
    종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하기 위한 타입값이 포함되는 MAC프레임의 내용을 정의하는 MAC해더부;
    유효한 정보 데이터가 실리는 MAC페이로드부 및
    CRC를 포함하는 MAC접미부(Footer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 단말기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 MAC해더부는
    프레임 제어에 따른 1바이트의 프레임제어부(Frame Control)를 포함하고,
    상기 프레임제어부(Frame Control)에는 3비트의 프레임타입부(Frame Type)를 포함하고, 상기 프레임타입부(Frame Type)에 상기 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하는 값을 포함하며,
    상기 MAC계층은
    상기 프레임타입부의 값에 따라서 프레임을 전달할 계층을 판단하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 MAC계층은
    상기 프레임타입부의 값의 첫비트가 0으로 시작되는 경우에는 근거리통신 네트워크 계층으로 전달하고,
    상기 프레임타입부의 값의 첫비트가 1로 시작되는 경우에는 PAL 계층으로 전달하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 단말기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 MAC계층은
    상기 프레임타입부의 값의 세 비트가 000인 경우에는, 상기 근거리통신 네트워크계층 및 PAL계층으로 동시에 전달하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅 단말기.
  8. 외부로부터 무선개인통신망을 이용하여 프레임을 수신하는 물리계층 수신단계;
    상기 물리계층 수신단계로부터 수신된 프레임을 분석하여, 상기 프레임이 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하는 프레임 분석단계;
    상기 분석단계에 따라서, 상기 프레임이 종래 근거리통신을 처리하기 위한 네트워크계층 또는 근거리방송을 위해 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 처리하기 위한 계층인 PAL계층 중 어느 하나 이상의 계층으로 전달하는 MAC계층 처리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 위한 프레임처리방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프레임은
    종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하기 위한 타입값이 포함되는 MAC프레임의 내용을 정의하는 MAC해더부;
    유효한 정보 데이터가 실리는 MAC페이로드부 및 CRC를 포함하는 MAC접미부(Footer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 위한 프레임처리방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 MAC해더부는
    프레임 제어에 따른 1바이트의 프레임제어부(Frame Control)를 포함하고,
    상기 프레임제어부(Frame Control)에는 3비트의 프레임타입부(Frame Type)를 포함하고, 상기 프레임타입부(Frame Type)에 종래의 근거리통신용 프레임과 새로 정의된 근거리방송용 프레임을 구분하는 값을 포함하며,
    상기 프레임 분석단계는
    상기 프레임타입부의 값에 따라서 프레임을 전달할 계층을 판단하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 위한 프레임처리방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프레임 분석단계는
    상기 프레임타입부의 값의 첫비트가 0으로 시작되는 경우에는 종래의 근거리통신용 프레임으로 판단하고,
    상기 프레임타입부의 값의 첫비트가 1로 시작되는 경우에는 근거리방송용 프레임으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 위한 프레임처리방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 프레임 분석단계는
    상기 프레임타입부의 값의 세비트가 000인 경우에는, 상기 근거리통신 네트워크 및 근거리방송용에서 동시에 사용되는 프레임으로 판단하는 것을 특징으로 하는 무선개인 통신망에서의 브로드캐스팅을 위한 프레임처리방법.
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