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무선 센서 네트워크를 위한 주파수 다중화지원 기반 매체접근제어 프로토콜 구조 및 그 운영 방법

  • 기술번호 : KST2014035134
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 무선 센서 네트워크를 위한 새로운 주파수 다이버시티 MAC 방식을 구현함으로써, 표준 기술로서 많이 사용되고 있는 IEEE 802.15.4를 대체할 수 있고, 높은 신뢰성이 필요하면서도 제한된 전송 지연을 요구하는 다양한 응용분야에 적용할 수 있는 무선 센서 네트워크를 위한 FD-MAC 프로토콜 구조 및 그 운영 방법이 제공된다. 무선 센서 네트워크를 위한 주파수 다중화지원(Frequency Diversity: FD) 매체접근제어(MAC) 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스는, 네트워크 코디네이터, 다수의 라우터 노드들 및 다수의 엔드 노드들이 메쉬 네트워크를 형성하여 슈퍼프레임을 송수신하는 경우, FD-MAC 슈퍼프레임은, 라우터 노드들이 노드들 간의 동기를 맞추기 위하여 비컨을 전송하는 비컨 구간(BP); 관리 패킷, 브로드캐스팅 패킷, 또는 예비 트래픽에 대한 패킷을 교환하기 위한 구간으로서, 모든 노드가 동일한 채널 상에서 슬롯화된 CSMA(Carrier Sense Multi Access) 방식으로 동작되는 관리 구간(MP); 및 멀티채널 TDMA 방식으로 사용할 수 있는 채널 모두에 대해 동일한 슬롯으로 나누어지는 구간으로서, 노드들이 각각 관리 구간(MP)에서 협상한 채널과 슬롯에서 데이터 및 인증을 주고받는 비활성/예약 접근 구간(IRAP)을 포함한다. MAC, 무선 센서, 슈퍼프레임, 다이버시티, 비컨 동기화, 크로스 레이어
Int. CL H04W 84/18 (2009.01) H04W 80/02 (2009.01) H04W 56/00 (2009.01) H04B 7/208 (2006.01)
CPC H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01) H04W 84/18(2013.01)
출원번호/일자 1020090132921 (2009.12.29)
출원인 전자부품연구원
등록번호/일자 10-1093616-0000 (2011.12.07)
공개번호/일자 10-2011-0076259 (2011.07.06) 문서열기
공고번호/일자 (20111215) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2009.12.29)
심사청구항수 22

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자기술연구원 대한민국 경기도 성남시 분당구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김재호 대한민국 서울특별시 마포구
2 이상신 대한민국 서울특별시 마포구
3 안일엽 대한민국 서울특별시 마포구
4 문연국 대한민국 서울특별시 마포구
5 송민환 대한민국 서울특별시 마포구
6 원광호 대한민국 서울특별시 마포구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 남충우 대한민국 서울 강남구 언주로 ***, *층(역삼동, 광진빌딩)(알렉스국제특허법률사무소)
2 노철호 대한민국 경기도 성남시 분당구 판교역로 ***, 에스동 ***호(삼평동,에이치스퀘어)(특허법인도담)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자기술연구원 대한민국 경기도 성남시 분당구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2009.12.29 수리 (Accepted) 1-1-2009-0812580-41
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.03.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.04.19 수리 (Accepted) 9-1-2011-0036515-15
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.04.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0212595-13
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.06.20 수리 (Accepted) 1-1-2011-0464608-71
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.06.20 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0464631-11
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.09.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0550160-16
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2011.11.28 수리 (Accepted) 1-1-2011-0943815-73
9 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.11.28 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-0943824-84
10 등록결정서
Decision to grant		 2011.11.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0703827-05
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.04.17 수리 (Accepted) 4-1-2013-0013766-37
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.08.24 수리 (Accepted) 4-1-2020-5189497-57
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
무선 센서 네트워크를 위한 주파수 다중화지원(Frequency Diversity: FD) 매체접근제어(MAC) 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스에 있어서, 네트워크 코디네이터, 다수의 라우터 노드들 및 다수의 엔드 노드들이 메쉬 네트워크를 형성하여 상기 슈퍼프레임을 송수신하는 경우, 상기 FD-MAC 슈퍼프레임(Superframe)은, 상기 라우터 노드들이 상기 라우터 노드들과 상기 엔드 노드들 간의 동기를 맞추기 위하여 비컨을 전송하는 비컨 구간(Beacon Period: BP); 관리 패킷(Management Packet), 브로드캐스팅 패킷(Broadcasting Packet), 또는 예비 트래픽(Occasional Traffic)에 대한 패킷을 교환하기 위한 구간으로서, 모든 노드가 동일한 채널 상에서 슬롯화된(Slotted) CSMA(Carrier Sense Multi Access) 방식으로 동작되는 관리 구간(Management Period: MP); 및 멀티채널 시분할 주파수 다중화(TDMA) 방식으로 사용할 수 있는 채널 모두에 대해 동일한 슬롯으로 나누어지는 구간으로서, 상기 라우터 노드들과 상기 엔드 노드들이 각각 상기 관리 구간(MP)에서 협상한 채널과 슬롯에서 데이터 및 인증(ACK)을 주고받는 비활성/예약 접근 구간(Inactive/Reserved Access Period: IRAP) 을 포함하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
2 2
제1항에 있어서, 상기 비컨 구간은 2홉의 인접 테이블(Two-hop Neighbors Table)을 사용하여 비컨 스케줄링을 수행하는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
3 3
제1항에 있어서, 상기 비컨 구간에서 상기 라우터 노드들은 중심 채널(Central Channel)에서 자신에게 전송되는 비컨이 있는지 스캔하여, 상기 비컨이 있는 경우 비컨(Beacon)과 비트맵(Bitmap) 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
4 4
제3항에 있어서, 상기 라우터 노드들은, 인접 노드들로부터 받은 비컨이 특정 임계치를 초과할 경우, 동기화를 맞추기 위한 충분한 정보가 있다고 판단하여 더 이상 비컨을 보내지 않는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
5 5
제4항에 있어서, 상기 특정 임계치는 상기 비컨 구간의 슬롯 개수의 절반을 넘거나 또는 상기 비트맵(Bitmap)이 꽉 찬 것을 조건으로 설정되는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
6 6
제1항에 있어서, 상기 비컨 구간의 길이는 SlotDuration*(2B_Order)로 정의되고, 여기서, SlotDuration은 슬롯 구간을 나타내고, B_Order는 비컨 수(Beacon Order)를 나타내는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
7 7
제1항에 있어서, 상기 관리 패킷은 네트워크 관리를 위한 패킷, 라우팅 관리를 위한 패킷, 및 상기 IRAP의 슬롯을 할당하기 위한 스케줄링 패킷을 포함하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
8 8
제7항에 있어서, 상기 스케줄링 패킷에 의한 슬롯 스케줄링은 슬립 지연(Sleep Delay)을 최소화하도록 네트워크 레이어와의 연동을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
9 9
제1항에 있어서, 상기 관리 구간의 길이는 SlotDuration*(2M_Order)로 정의되며, 여기서, M_Order는 Management Order를 나타내는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
10 10
제1항에 있어서, 상기 비활성/예약 접근 구간에서, 상기 라우터 노드들과 상기 엔드 노드들은 자신이 할당된 슬롯에서만 할당 채널로 활성(Active) 상태로 동작하고, 자신이 미할당된 슬롯에서는 아이들 리스닝(Idle Listening) 시간을 줄이기 위해 슬립 모드(Sleep Mode)로 진입하는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
11 11
제1항에 있어서, 상기 IRAP의 길이는 SlotDuration*(2I_Order)로 정의되며, 여기서, I_Order는 IRAP Order를 나타내는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
12 12
제1항에 있어서, 상기 라우터 노드들과 상기 엔드 노드들은 상기 IRAP를 사용하기 위한 슬롯 예약 커맨드로서, 슬롯 예약 요구(Slot Reservation Request: SRQ), 슬롯 예약 응답(Slot Reservation Reply: SRP) 및 슬롯 예약 인식(Slot Reservation Notify: SRN)의 커맨드 프레임(Command Frame)을 포함하는 FD-MAC 슈퍼프레임을 송수신하는 통신 디바이스
13 13
네트워크 코디네이터, 다수의 라우터 노드 및 엔드/모바일 노드가 메쉬 토폴로지를 형성할 경우, 무선 센서 네트워크를 위한 FD-MAC 비컨 동기화 방법에 있어서, a) 네트워크 코디네이터가 주변 노드들을 위하여 네트워크 정보전송 및 동기화를 맞추기 위한 비컨 프레임(Beacon Frame)을 주기적으로 전송하는 단계; b) 제1 라우터 노드가 상기 비컨 프레임 및 자신의 정보를 전송하거나 또는 다른 노드로부터 오는 정보를 중계(Relay)하는 단계; c) 상기 제1 라우터 노드가 인접 라우터 노드들로부터 수신한 비컨 프레임이 특정 임계치를 초과하는지 판단하는 단계; d) 상기 비컨 프레임이 상기 특정 임계치를 초과하면, 상기 제1 라우터 노드가 자신의 비컨 프레임을 전송하지 않는 단계; 및 e) 상기 비컨 프레임이 상기 특정 임계치를 초과하지 않으면, 상기 제1 라우터 노드가 자신의 비컨 프레임을 전송하는 단계 를 포함하는 무선 센서 네트워크를 위한 FD-MAC 비컨 동기화 방법
14 14
제13항에 있어서, 상기 d) 단계에서 상기 제1 라우터 노드는 결합 노드(Join Node)와 관계없이 라우팅에서 사용하는 메트릭(Metric)에 기반하여 통신하는 인접 노드를 선택하는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 비컨 동기화 방법
15 15
제13항에 있어서, 상기 c) 단계의 특정 임계치는 비컨 구간의 슬롯 개수의 절반을 넘거나 또는 비트맵(Bitmap)이 꽉 찬 경우를 조건으로 설정되는 것을 특징으로 하는 FD-MAC 비컨 동기화 방법
16 16
네트워크 코디네이터, 다수의 라우터 노드 및 엔드/모바일 노드가 메쉬 토폴로지를 형성하고 있는 FD-MAC 프로토콜에서 네트워크 레이어와 MAC 서브레이어 간에 FD-MAC 리소스를 예약하는 방법에 있어서, a) 채널 및 슬롯으로 이루어진 리소스 예약을 위해 제1 네트워크 레이어가 제1 네트워크 커맨드를 수신하는 단계; b) 제1 네트워크 레이어는 네트워크의 목적지 노드로의 라우팅 경로상의 다음 노드에 대하여 제1 MAC 프리미티브(Primitive) 커맨드를 전송하는 단계; c) 상기 제1 MAC 프리미티브 커맨드를 수신한 제1 MAC 서브레이어가 슬롯 예약 요구(SRQ) 패킷을 제2 MAC 서브레이어에게 전송하는 단계; d) 상기 제2 MAC 서브레이어가 상기 제1 MAC 서브레이어에게 슬롯 예약 응답(SRP) 패킷을 전송하는 단계; e) 상기 제1 MAC 서브레이어가 상기 제2 MAC 서브레이어에게 슬롯 예약 인지(SRN) 패킷을 전송하는 단계; 및 f) 상기 MAC 리소스(채널 및 슬롯) 예약이 완료되면, 상기 제1 MAC 서브레이어가 상기 제1 네트워크 레이어에게 제2 MAC 프리미티브 커맨드를 통하여 예약 확인(Confirm)을 하는 단계 를 포함하되, 상기 FD-MAC 리소스에 대한 예약을 위해 상기 네트워크 레이어와 상기 MAC 서브레이어 사이에 크로스 레이어(Cross Layer) 구조로 동작하는 것을 특징으로 하는 크로스 레이어 예약 방식의 FD-MAC 리소스 예약 방법
17 17
제16항에 있어서, 상기 a) 내지 f) 단계의 모든 커맨드는 비컨 구간(BP), 관리 구간(MP) 및 비활성/예약 접근 구간(IRAP)으로 이루어진 FD MAC 슈퍼프레임에서 상기 관리 구간(MP)을 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 크로스 레이어 예약 방식의 FD-MAC 리소스 예약 방법
18 18
제17항에 있어서, 상기 c) 단계에서, IRAP를 통하여 데이터를 전송하고자 하는 노드는 슬롯을 할당받기 위해서 소스 노드가 상기 슬롯 예약 요구(SRQ) 패킷(Packet)을 목적지 노드에게 유니캐스트(Unicast)로 전송하는 것을 특징으로 하는 크로스 레이어 예약 방식의 FD-MAC 리소스 예약 방법
19 19
제18항에 있어서, 상기 슬롯 예약 요구(SRQ) 패킷은 몇 번째 슬롯을 기준으로 몇 개의 슬롯을 할당할 것인지를 명시하고, 이미 사용되고 있는 슬롯에 대한 블랙리스트(Black List)를 추가하여 전송하는 것을 특징으로 하는 크로스 레이어 예약 방식의 FD-MAC 리소스 예약 방법
20 20
제19항에 있어서, 상기 d) 단계의 슬롯 예약 응답(SRP)은 목적지 노드가 소스 노드의 상기 블랙리스트(Black List)를 확인하여 사용 가능한 채널과 시작 슬롯에 대한 정보를 포함하게 되고, 소스 노드가 보낸 SRQ 패킷에 대한 성공과 실패에 대한 정보가 포함되어 전송되는 것을 특징으로 하는 크로스 레이어 예약 방식의 FD-MAC 리소스 예약 방법
21 21
제17항에 있어서, 상기 e) 단계의 슬롯 예약 인지(SRN) 패킷은 소스 노드가 목적지 노드로부터 받은 슬롯 예약 응답(SRP) 패킷에 대한 최종 응답으로서, 브로드캐스팅으로 전송되는 것을 특징으로 하는 크로스 레이어 예약 방식의 FD-MAC 리소스 예약 방법
22 22
제21항에 있어서, 상기 e) 단계는 히든 터미널 문제를 해결하도록 상기 소스 노드 주변 노드들이 해당 채널과 슬롯을 사용하지 못하게 하여 히든 터미널 문제를 해결하는 것을 특징으로 하는 크로스 레이어 예약 방식의 FD-MAC 리소스 예약 방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 지식경제부 전자부품연구원 산업원천기술개발사업 u-City용 센서네트워크 PHY/MAC 개발