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KR101901183B1 - 저전력 무선 통신 장치 및 방법 - Google Patents

저전력 무선 통신 장치 및 방법 Download PDF

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KR101901183B1
KR101901183B1 KR1020110137101A KR20110137101A KR101901183B1 KR 101901183 B1 KR101901183 B1 KR 101901183B1 KR 1020110137101 A KR1020110137101 A KR 1020110137101A KR 20110137101 A KR20110137101 A KR 20110137101A KR 101901183 B1 KR101901183 B1 KR 101901183B1
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wireless communication
communication network
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김영수
현태인
정민채
황규호
최수용
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삼성전자주식회사
연세대학교 산학협력단
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Abstract

저전력 무선 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 저전력 무선 통신 장치는 소정 영역에 진입한 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신하고, 상기 비컨 신호에 기초하여 상기 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하고 있는지를 결정하며, 상기 배타적 접속 구간의 종료지점에 대한 정보에 기초하여 노드의 동작을 제어한다.

Description

저전력 무선 통신 장치 및 방법{LOW POWER WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS AND METHOD THEREOF}
기술분야는 저전력 무선 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
복수의 무선 통신 네트워크가 동일한 장소에 공존하는 경우, 무선 통신 네트워크 간의 간섭 신호로 인하여 성능 저하가 발생하고, 에너지 소모가 커질 수 있다.
특히, WBAN(Wireless Body Area Network)는 허브와 복수의 노드로 구성되며, 노드는 자체적으로 저장할 수 있는 에너지의 용량이 매우 작기 때문에, 노드에서 사용할 수 있는 전력량에는 한계가 있다. WBAN에서 공존하는 다른 WBAN의 간섭으로 인하여 에너지 소모가 커지는 경우, 특히 시스템의 동작에 문제가 발생할 확률이 증가하고, 효율의 감소도 커질 수 있다.
따라서, WBAN이 공존하는 환경에서 에너지의 소모를 감소시키는 기술에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 한다.
일 측면에 있어서, 저전력 무선 통신 장치는 소정 영역에 진입한 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신하는 수신부 및 상기 비컨 신호에 기초하여 상기 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하고 있는지를 결정하고, 상기 배타적 접속 구간의 종료지점에 대한 정보에 기초하여 노드의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 이웃 허브가 상기 배타적 접속 구간에서의 동작을 종료할 때까지, 상기 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 저전력 무선 통신 장치는 상기 노드의 동작을 제어하는 명령을 상기 노드로 전송하는 전송부를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 저전력 무선 통신 장치는 무선 통신 네트워크의 접근을 센싱하는 센싱부, 상기 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 통신인지 여부를 결정하는 보안 결정부 및 상기 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 경우에는 암호화 키를 이용하여 상기 센싱된 무선 통신 네트워크와 보안 연계 동작을 수행하는 보안 연계부를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱부는 접근하는 무선 통신 네트워크의 노드로부터 식별정보를 수신하는 식별정보 수신부, 데이터베이스에 저장된 식별정보와 상기 수신한 식별정보가 일치하는지 판단하는 식별정보 판단부, 상기 데이터베이스에 저장된 식별정보와 상기 수신한 식별정보가 일치하지 않으면 카운트 값을 증가시키는 카운터 및 동일한 노드로부터 계산되는 상기 카운터의 카운트 값이 기 설정된 임계 값 이상이면 상기 노드를 포함하는 무선 통신 네트워크를 소정 거리에 접근한 이웃 무선 통신 네트워크로 결정하는 이웃 결정부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 비컨 신호를 해독하여 상기 이웃 허브의 랜덤 접속 구간의 시작 지점에 대한 정보를 획득하고, 상기 시작 지점까지 상대적으로 우선 순위가 낮은 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환할 수 있다.
상기 전송부는 상기 배타적 접속 구간에서 동작하고 있음을 나타내는 지시자를 포함하는 비컨 신호를 전송할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 저전력 무선 통신 장치는 무선 통신 네트워크의 허브로부터 노드의 동작을 제어하는 명령을 수신하는 수신부 및 상기 명령에 기초하여 상기 노드의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 수신부는 상기 허브로부터 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서의 동작을 종료할 때까지, 상기 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환하는 명령을 수신할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 저전력 무선 통신 장치는 상기 이웃 허브의 배타적 접속 구간이 종료된 후에, 상기 허브로 생체 신호를 전송하는 전송부를 더 포함할 수 있다.
상기 수신부는 이웃 허브의 랜덤 접속 구간의 시작 지점에 대한 정보를 수신하고, 상기 제어부는 상기 시작 지점까지 상대적으로 우선 순위가 낮은 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환할 수 있다.
일 측면에 있어서, 저전력 무선 통신 방법은 소정 영역에 진입한 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신하는 단계, 상기 비컨 신호에 기초하여 상기 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하고 있는지를 결정하는 단계 및 상기 배타적 접속 구간의 종료지점에 대한 정보에 기초하여 노드의 동작을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 제어하는 단계는 상기 이웃 허브가 상기 배타적 접속 구간에서의 동작을 종료할 때까지, 상기 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 저전력 무선 통신 방법은 상기 노드의 동작을 제어하는 명령을 상기 노드로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 있어서, 저전력 무선 통신 방법은 무선 통신 네트워크의 접근을 센싱하는 단계, 상기 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 통신인지 여부를 결정하는 단계 및 상기 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 경우에는 암호화 키를 이용하여 상기 센싱된 무선 통신 네트워크와 보안 연계 동작을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱하는 단계는 접근하는 무선 통신 네트워크의 노드로부터 식별정보를 수신하는 단계, 데이터베이스에 저장된 식별정보와 상기 수신한 식별정보가 일치하는지 판단하는 단계, 상기 데이터베이스에 저장된 식별정보와 상기 수신한 식별정보가 일치하지 않으면 카운트 값을 증가시키는 단계 및 동일한 노드로부터 계산되는 상기 카운트 값이 기 설정된 임계 값 이상이면 상기 노드를 포함하는 무선 통신 네트워크를 소정 거리에 접근한 이웃 무선 통신 네트워크로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 저전력 무선 통신 장치는 이웃 무선 통신 네트워크를 감지하는 경우, 이웃 무선 통신 네트워크로부터 배타적 접속 구간에 대한 정보를 획득하여, 노드의 동작을 제어함으로써, 노드의 에너지 손실을 감소시킬 수 있다.
또한, 노드의 에너지 손실을 감소시킴으로써, 저전력 무선 통신 시스템을 보다 안정적으로 운영할 수 있다.
도 1은 두 개의 무선 통신 네트워크가 공존하는 환경을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 상황에서 각각의 무선 통신 네트워크에 포함된 허브 및 노드의 동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 장치의 블록도이다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 장치의 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 시스템에서 허브 및 노드의 동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 방법의 흐름도이다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 7의 무선 통신 네트워크의 센싱 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 일측에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 두 개의 무선 통신 네트워크가 공존하는 환경을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 허브 1과 노드 A를 포함하는 무선 통신 네트워크와 허브 2 및 노드 B를 포함하는 무선 통신 네트워크가 공존하고 있다. 이때, 무선 통신 네트워크는 WBAN(Wireless Body Area Network) 일 수 있다. 이하에서는 무선 통신 네트워크가 WBAN임을 전제로 설명한다.
WBAN은 기본적으로 한 개의 허브와 복수의 노드를 포함할 수 있다. 도 1에서는 한 개의 허브와 한 개의 노드가 WBAN을 이루고 있다. 두 개의 WBAN이 공존하는 경우에 각각의 WBAN에 속한 허브와 노드는 다른 WBAN에 속한 허브 및 노드에게 간섭을 일으킬 수 있으며, 이로 인해 시스템 성능이 저하되고 각 노드의 에너지 소모가 증가하게 된다.
또한, 각각의 WBAN에 속한 노드는 우선순위를 가지고 허브와 통신할 수 있다. 일 예로, 노드 A는 노드 B보다 낮은 우선순위를 가진다고 가정할 수 있다. 이 경우에, 노드 A와 노드 B의 동작은 도 2에서 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 상황에서 각각의 무선 통신 네트워크에 포함된 허브 및 노드의 동작을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 무선 통신 네트워크에서 노드가 이용하는 슈퍼 프레임 (superframe)은 허브의 비컨(beacon) 신호에 맞춰 동작하는 비컨 모드(beacon mode)를 지원할 수 있다.
노드 B와 비교하여 상대적으로 낮은 우선권(priority)를 가진 노드 A는 RAP(Random Access Phase)(220)에서 경쟁(contention)후에 신호 전송이 가능하며, EAP(Exclusive Access Phase)(210)에서는 신호를 전송할 수 없다.
최 우선권(Highest priority)을 지닌 노드 B는 EAP(230)및 RAP(240)에서 신호 전송이 가능하다.
노드 A는 지속적으로 채널에서 노드 B의 신호를 감지하고 채널이 비어있을 경우에 허브 1으로 신호를 전송한다. 노드 A는 채널에서 노드 B의 신호가 감지되지 않을 때까지 채널 상태를 감지해야 하므로, 에너지의 소모가 커진다.
도 3은 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 저전력 무선 통신 장치는 센싱부(310), 보안 결정부(320), 보안 연계부(330), 제어부(340), 수신부(350) 및 전송부(360)를 포함한다. 도 3의 저전력 무선 통신 장치는 무선 통신 네트워크에서 허브에 대응한다. 여기서, 무선 통신 네트워크는 WBAN을 의미할 수 있다.
수신부(350)는 소정 영역에 진입한 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신한다. 수신부(350)는 통신 가능한 범위에서 이웃 허브와 연계(association)가 되는 경우, 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신할 수 있다. 이웃 허브는 허브로부터 소정 영역 안으로 접근하는 다른 WBAN에 속한 허브를 의미한다.
제어부(340)는 비컨 신호에 기초하여 이웃 허브가 배타적 접속(EAP, Exclusive Access Phase) 구간에서 동작하고 있는지를 결정할 수 있다. 제어부(340)는 비컨 신호에 포함된 배타적 접속 구간의 종료지점에 대한 정보에 기초하여 허브와 동일한 무선 통신 네트워크에 속한 노드의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(340)는 비컨 신호에 포함된 EAP 지시자에 설정된 값에 기초하여 이웃 허브가 EAP 구간에서 동작하고 있는지 결정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(340)는 EAP 지시자에 1이 설정된 경우에, 이웃 허브가 EAP 구간에서 동작하고 있다고 판단할 수 있다.
제어부(340)는 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서의 동작을 종료할 때까지, 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환할 수 있다. 제어부(340)는 휴식 모드 변환 명령 신호를 생성할 수 있다.
전송부(360)는 노드의 동작을 제어하는 명령을 상기 노드로 전송할 수 있다.
센싱부(310)는 무선 통신 네트워크의 접근을 센싱할 수 있다. 무선 통신 네트워크의 접근이란, 무선 통신 네트워크에 속한 허브 또는 노드의 접근을 의미할 수 있다. 센싱부(310)는 이웃 허브 또는 이웃 노드로부터 수신하는 비컨 신호에 기초하여 이웃 허브 또는 이웃 노드의 접근을 센싱할 수 있다. 이웃 노드는 허브로부터 소정 영역 안으로 접근하는 다른 WBAN에 속한 노드를 의미한다.
보안 결정부(320)는 센싱부(310)에서 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 통신인지 여부를 결정할 수 있다.
보안 연계부(330)는 센싱부(310)에서 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 경우에는 암호화 키를 이용하여 센싱된 무선 통신 네트워크와 보안 연계 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 암호화 키는 통신 보안에 사용되는 일반적인 암호화 키들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 암호화 키로 PTK(Pairwise Transient Key) 프레임이 사용될 수 있다.
센싱부(310)는 식별정보 수신부(311), 식별정보 판단부(313), 카운터(315) 및 이웃 결정부(317)를 포함할 수 있다.
식별정보 수신부(311)는 접근하는 무선 통신 네트워크의 노드로부터 식별정보를 수신할 수 있다. 여기서 식별정보는 노드의 ID(Identification)를 의미할 수 있다.
식별정보 판단부(313)는 데이터베이스에 저장된 식별정보와 식별정보 수신부(311)에서 수신한 식별정보가 일치하는지 판단할 수 있다. 예를 들면, 식별정보 판단부(313)는 허브에 미리 저장된 허브와 무선 통신 네트워크를 형성하는 노드들의 ID들 중에 수신한 ID가 있는지 판단할 수 있다.
카운터(315)는 데이터베이스에 저장된 식별정보와 식별정보 수신부(311)에서수신한 식별정보가 일치하지 않으면 카운트 값을 증가시킬 수 있다. 카운터(315)는 수신한 식별정보가 미리 저장된 식별정보와 매칭되지 않는 경우에 카운트 값을 증가시킬 수 있다.
이웃 결정부(317)는 동일한 노드로부터 계산되는 카운터(315)의 카운트 값이 기 설정된 임계 값 이상이면 상기 동일한 노드를 포함하는 무선 통신 네트워크를 소정 거리에 접근한 이웃 무선 통신 네트워크로 결정할 수 있다. 임계 값은 사용자의 설정에 따라 설정될 수 있으며, 노드로부터 식별정보를 수신하는 주기 등을 고려하여 설정될 수도 있다. 동일한 노드로부터 데이터베이스에 저장되지 않은 식별 정보를 임계 값 이상의 횟수만큼 수신하는 경우, 상기 동일한 노드는 허브로부터 소정 영역에 정적인 상태로 위치한다고 판단할 수 있다.
제어부(340)는 이웃 허브로부터 수신한 비컨 신호를 해독하여 이웃 허브의 랜덤 접속(RAP, Random Access Phase) 구간의 시작 지점에 대한 정보를 획득할 수 있다. 제어부(340)는 RAP의 시작 지점까지 상대적으로 우선 순위가 낮은 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환할 수 있다. 보다 구체적으로 제어부(340)는 노드가 모드를 휴식 모드로 변환하도록 하는 제어 명령 신호를 생성할 수 있다.
이웃 허브의 관점에서 이웃 허브에 포함된 전송부(360)는 배타적 접속 구간(EAP)에서 동작하고 있음을 나타내는 지시자(indicator)를 포함하는 비컨 신호를 전송할 수 있다.
제어부(340)는 저전력 무선 통신 장치의 전반적인 제어를 담당하고, 센싱부(310), 보안 결정부(320), 보안 연계부(330), 수신부(350) 및 전송부(360)의 기능을 수행할 수 있다. 도 3의 실시 예에서 이를 별도로 구성하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 실제로 제품을 구현하는 경우에 이들 모두를 제어부(340)에서 처리하도록 구성할 수도 있으며, 이들 중 일부만을 제어부(340)에서 처리하도록 구성할 수도 있다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 장치의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 저전력 무선 통신 장치는 수신부(410), 제어부(420) 및 전송부(430)를 포함한다. 도 4의 저전력 무선 통신 장치는 무선 통신 네트워크에서 노드에 대응한다. 여기서, 무선 통신 네트워크는 WBAN을 의미할 수 있다.
수신부(410)는 무선 통신 네트워크의 허브로부터 노드의 동작을 제어하는 명령을 수신한다. 수신부(410)는 허브로부터 이웃 허브가 배타적 접속(EAP) 구간에서의 동작을 종료할 때까지, 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환하여 유지하도록 하는 명령을 수신할 수 있다. 노드는 배타적 접속 구간에서는 허브와 통신할 수 없으므로, 배타적 접속 구간 동안 휴식 모드로 동작함으로써, 노드에서 소모되는 에너지를 감소시킬 수 있다.
제어부(420)는 수신부(410)에서 수신한 명령에 기초하여 노드의 동작을 제어한다. 제어부(420)는 노드의 동작 모드를 휴식 모드로 변환할 수 있다. 노드는 휴식 모드로 동작함으로써 배타적 접속 구간에서 불필요하게 채널 감지를 수행하지 않는다. 따라서, 노드에서 소모되는 에너지가 감소할 수 있다.
수신부(410)는 이웃 허브의 랜덤 접속(RAP) 구간의 시작 지점에 대한 정보를 수신하고, 제어부(420)는 RAP의 시작 지점까지 상대적으로 우선 순위가 낮은 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환할 수 있다.
전송부(430)는 이웃 허브의 배타적 접속(EAP) 구간이 종료된 후에, 허브로 생체 신호를 전송할 수 있다. 전송부(430)는 생체 신호뿐만 아니라 노드에서 센싱할 수 있는 정보를 허브로 전송할 수 있다.
제어부(420)는 배타적 접속 구간이 종료하고, 랜덤 접속 구간이 시작되면, 다른 노드들과 경쟁(contention)하여 충돌 없이 허브에 정보를 전송하는 순서를 결정할 수 있다.
제어부(420)는 저전력 무선 통신 장치의 전반적인 제어를 담당하고, 수신부(410) 및 전송부(430)의 기능을 수행할 수 있다. 도 4의 실시 예에서 이를 별도로 구성하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 실제로 제품을 구현하는 경우에 이들 모두를 제어부(420)에서 처리하도록 구성할 수도 있으며, 이들 중 일부만을 제어부(420)에서 처리하도록 구성할 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 시스템에서 허브 및 노드의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 허브 1과 노드 A는 하나의 WBAN을 구성하고, 허브 2와 노드 B는 또 다른 WBAN을 구성한다. 노드 B가 노드 A보다 상대적으로 우선순위가 높다면, EAP(530) 구간에서 노드 B가 먼저 허브 2와 통신할 수 있다.
허브 1은 이웃 허브 2의 비컨 신호(510)를 수신하고, 비컨신호(510)에 포함된 정보에 기초하여 이웃 WBAN의 EAP(530)의 종료 시점(520)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 종료 지점(520)에 대한 정보를 기반으로 허브 1은 노드 A에게 이웃 WBAN의 EAP(530)의 종료 시점(530), 또는 RAP(540)의 시작 시점까지 휴식 모드(sleep mode)로 변환하라는 명령을 전송할 수 있다. 노드 A는 휴식 모드 변환 명령에 따라, 휴식 모드로 동작함으로써, 에너지 소비를 줄일 수 있다. 노드 A는 채널에서 노드 B의 신호가 감지되지 않을 때까지 채널 상태를 감지할 필요 없이, 휴식 모드로 동작하면 되므로, 에너지 소비가 감소한다.
노드 A는 EAP(530)의 종료 시점(530) 후, 경쟁(contention)을 통해 백오프 카운터(Backoff counter)를 이용하여 채널의 사용여부를 결정하고, 정보를 허브 1로 전송할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 방법의 흐름도이다.
610단계에서, 허브는 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신한다. 허브는 소정 영역에 진입한 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신할 수 있다.
620단계에서, 허브는 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하는지 여부를 판단한다. 허브는 비컨 신호를 해독하여 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하고 있는지 판단할 수 있다.
630단계에서, 허브는 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하는 경우, 배타적 접속 구간의 종료 지점에 대한 정보에 기초하여 노드의 동작을 제어할 수 있다. 허브는 노드가 배타적 접속 구간의 종료 지점까지 휴식 모드로 동작하도록 할 수 있다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 저전력 무선 통신 방법의 흐름도이다.
710단계에서, 허브는 소정 영역으로 접근하는 무선 통신 네트워크를 센싱할 수 있다. 허브는 소정 영역에 일정 시간 정지 상태로 위치하여 간섭을 일으킬 수 있는 무선 통신 네트워크를 센싱할 수 있다. 허브는 접근하는 무선 통신 네트워크의 노드의 비컨 신호를 수신하고, 비컨 신호를 해독하여 무선 통신 네트워크를 센싱할 수 있다.
720단계에서, 허브는 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안된 통신(secured communication) 인지 여부를 판단할 수 있다.
730단계에서, 허브는 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안된 통신인 경우, 암호키를 이용하여 보안 연계(security association) 동작을 수행할 수 있다. 허브는 보안 연계 동작을 수행하여 센싱된 무선 통신 네트워크와 통신을 시작할 준비를 할 수 있다. 허브는 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안되지 않은 통신인 경우, 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신할 수 있다.
740단계에서, 허브는 보안 연계 동작을 완료한 후, 센싱된 무선 통신 네트워크에 속한 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신할 수 있다.
750단계에서, 허브는 비컨 신호를 해독하여 배타적 접속 구간 지시자에 설정된 값에 기초하여 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 배타적 접속 구간 지시자는 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하고 있는지 여부를 나타낼 수 있다.
760단계에서, 허브는 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하고 있지 않다고 판단하는 경우, 노드와 랜덤 접속을 수행하여 노드로부터 정보를 수신할 수 있다.
770단계에서, 허브는 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서 동작하고 있다고 판단하면, 비컨 신호를 해독하여 랜덤 접속 구간의 시작 지점에 대한 정보를 획득할 수 있다.
780단계에서, 허브는 상대적으로 낮은 우선권을 가진 노드들에게 휴식 모드 변환 명령을 전송할 수 있다. 허브는 랜덤 접속 구간의 시작 지점에 대한 정보를 전송하여, 노드가 랜덤 접속 구간의 시작 지점까지 휴식 모드 상태를 유지하도록 할 수 있다.
도 8은 도 7의 무선 통신 네트워크의 센싱 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
810단계에서, 허브는 카운터를 초기화한다. 허브는 새로운 무선 통신 네트워크를 센싱하기 위해, 카운터 값을 0으로 초기화할 수 있다.
820단계에서, 허브는 소정 영역으로 접근하는 노드로부터 식별정보를 수신할 수 있다. 여기서 소정 영역은 허브의 통신 가능한 영역을 의미할 수 있다. 예를 들면, 식별정보는 노드의 ID(Identification)를 의미할 수 있다.
830단계에서, 허브는 데이터베이스에 저장된 식별정보와 접근하는 노드로부터 수신한 식별정보를 비교하여, 일치하는 식별정보가 있는지 판단할 수 있다. 허브는 일치하는 식별정보가 있는 경우 동일한 무선 통신 네트워크에 속한 노드로 판단하고, 새로운 무선 통신 네트워크의 센싱을 종료하거나, 새로운 노드로부터 식별정보를 수신할 때까지 대기할 수 있다.
840단계에서, 허브는 저장된 식별정보와 수신한 식별정보 간에 일치하는 경우가 있으면, 카운트 값을 1만큼 증가시킬 수 있다. 증가된 카운트 값은 카운터에 업데이트 된 값으로 저장될 수 있다.
850단계에서, 허브는 카운터의 카운트 값이 기 설정된 임계 값 이상이면, 새로운 무선 통신 네트워크가 접근하였다고 판단할 수 있다. 카운트 값이 임계 값보다 작은 경우에, 허브는 허브의 소정 영역에 잠시 노드가 스쳐 지나가는 것으로 판단할 수 있다.
상술한 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (16)

  1. 저전력 무선 허브 장치에 있어서,
    소정 영역에 진입한 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 비컨 신호에 기초하여, 상기 이웃 허브에 의해 서빙되는 제2 노드가 무선 채널에 독점적으로 접속하는 배타적 접속 구간에서 동작하고 있는지를 결정하고, 상기 비컨 신호에 기초하여 획득한 상기 이웃 허브의 배타적 접속 구간의 종료 지점에 대한 정보 또는 상기 이웃 허브의 랜덤 접속 구간의 시작 지점에 대한 정보에 기초하여 상기 저전력 무선 허브 장치에 의해 서빙되는 제1 노드의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 저전력 무선 허브 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 이웃 허브가 상기 배타적 접속 구간에서의 동작을 종료할 때까지, 상기 제1 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환하는
    저전력 무선 허브 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노드의 동작을 제어하는 명령을 상기 제1 노드로 전송하는 전송부
    를 더 포함하는 저전력 무선 허브 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    무선 통신 네트워크의 접근을 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 통신인지 여부를 결정하는 보안 결정부; 및
    상기 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 경우에는 암호화 키를 이용하여 상기 센싱된 무선 통신 네트워크와 보안 연계 동작을 수행하는 보안 연계부
    를 더 포함하는 저전력 무선 허브 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센싱부는
    접근하는 무선 통신 네트워크의 노드로부터 식별정보를 수신하는 식별정보 수신부;
    데이터베이스에 저장된 식별정보와 상기 수신한 식별정보가 일치하는지 판단하는 식별정보 판단부;
    상기 데이터베이스에 저장된 식별정보와 상기 수신한 식별정보가 일치하지 않으면 카운트 값을 증가시키는 카운터; 및
    상기 카운터의 카운트 값이 기 설정된 임계 값 이상이면 상기 노드를 포함하는 무선 통신 네트워크를 소정 거리에 접근한 이웃 무선 통신 네트워크로 결정하는 이웃 결정부
    를 포함하는 저전력 무선 허브 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 비컨 신호를 해독하여 상기 이웃 허브의 랜덤 접속 구간의 시작 지점에 대한 정보를 획득하고, 상기 시작 지점까지 상대적으로 우선 순위가 낮은 제1 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환하는
    를 더 포함하는 저전력 무선 허브 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 전송부는
    상기 배타적 접속 구간에서 동작하고 있음을 나타내는 지시자를 포함하는 비컨 신호를 전송하는
    저전력 무선 허브 장치.
  8. 무선 통신 네트워크의 허브로부터 상기 허브에 의해 서빙되는 제1 노드의 동작을 제어하는 명령을 수신하는 수신부; 및
    상기 명령에 기초하여, 이웃 허브에 의해 서빙되는 제2 노드가 무선 채널에 독점적으로 접속하는 상기 이웃 허브의 배타적 접속 구간이 종료하거나, 또는 상기 이웃 허브의 랜덤 접속 구간이 시작될 때 제1 노드가 웨이크 업(Wake-up)하도록 상기 제1 노드의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하는 저전력 무선 통신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수신부는
    상기 허브로부터 이웃 허브가 배타적 접속 구간에서의 동작을 종료할 때까지, 상기 제1 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환하는 명령을 수신하는
    저전력 무선 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이웃 허브의 배타적 접속 구간이 종료된 후에, 상기 허브로 생체 신호를 전송하는 전송부
    를 더 포함하는 저전력 무선 통신 장치
  11. 제8항에 있어서,
    상기 수신부는 이웃 허브의 랜덤 접속 구간의 시작 지점에 대한 정보를 수신하고,
    상기 제어부는 상기 시작 지점까지 상대적으로 우선 순위가 낮은 제1 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환하는
    저전력 무선 통신 장치.
  12. 저전력 무선 허브 장치의 통신 방법에 있어서,
    소정 영역에 진입한 이웃 허브로부터 비컨 신호를 수신하는 단계;
    상기 비컨 신호에 기초하여, 상기 이웃 허브에 의해 서빙되는 제2 노드가 무선 채널에 독점적으로 접속하는 배타적 접속 구간에서 동작하고 있는지를 결정하는 단계; 및
    상기 비컨 신호에 기초하여 획득한 상기 배타적 접속 구간의 종료 지점에 대한 정보 또는 상기 이웃 허브의 랜덤 접속 구간의 시작 지점에 대한 정보에 기초하여 상기 저전력 무선 허브 장치에 의해 서빙되는 제1 노드의 동작을 제어하는 단계
    를 포함하는 저전력 무선 허브 장치의 통신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는
    상기 이웃 허브가 상기 배타적 접속 구간에서의 동작을 종료할 때까지, 상기 제1 노드의 동작을 휴식 모드(Sleep mode)로 변환하는
    저전력 무선 허브 장치의 통신 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 노드의 동작을 제어하는 명령을 상기 제1 노드로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 저전력 무선 허브 장치의 통신 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    무선 통신 네트워크의 접근을 센싱하는 단계;
    상기 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 통신인지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 센싱된 무선 통신 네트워크의 통신이 보안으로 보호되는 경우에는 암호화 키를 이용하여 상기 센싱된 무선 통신 네트워크와 보안 연계 동작을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 저전력 무선 허브 장치의 통신 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센싱하는 단계는
    접근하는 무선 통신 네트워크의 노드로부터 식별정보를 수신하는 단계;
    데이터베이스에 저장된 식별정보와 상기 수신한 식별정보가 일치하는지 판단하는 단계;
    상기 데이터베이스에 저장된 식별정보와 상기 수신한 식별정보가 일치하지 않으면 카운트 값을 증가시키는 단계; 및
    상기 카운트 값이 기 설정된 임계 값 이상이면 상기 노드를 포함하는 무선 통신 네트워크를 소정 거리에 접근한 이웃 무선 통신 네트워크로 결정하는 단계
    를 포함하는 저전력 무선 허브 장치의 통신 방법.
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