KR100946674B1

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Info

Publication number: KR100946674B1
Application number: KR1020080050895A
Authority: KR
Inventors: 오정열; 김재영
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2010-03-12
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: KR20090057874A

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 이종 변복조 방식을 지원하는 저속 무선 개인 통신 네트워크 구성 기술에 관한 것으로, 코디네이터에서 설정된 비콘 주기에 이종의 변복조 방식 중 하나의 변조 방식을 선택하여 변조된 비콘 프레임을 전송하고, 선택된 변조 방식과 동일한 복조 방식으로 다음 비콘을 전송하기 까지 수신 대기하며, 디바이스로부터의 네트워크 연결요청 유무를 판단하여 디바이스로부터 연결요청이 없을 경우 다른 변복조 방식으로 변환하여 변조된 비콘 프레임을 전송하고, 상기 디바이스로부터 연결 요청을 수신하는 경우, 디바이스로부터의 연결요청에 응답하고 선택된 변복조 방식을 송수신 방식으로 결정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 저속 무선 개인 통신 네트워크에서 다중모드의 변복조가 수행되도록 함으로써, 서로 다른 변복조 방식을 지원하는 디바이스를 이용한 네트워크의 구성을 가능하게 할 수 있으며, 이를 통해 서로 다른 변복조 방식을 이용하는 최적의 네트워크를 구성할 수 있다.The present invention relates to a technology for constructing a low-speed wireless personal communication network supporting heterogeneous modulation and demodulation schemes. The present invention relates to a technique for configuring a low-speed wireless personal communication network. It waits until the next beacon is transmitted by the same demodulation method, determines whether there is a network connection request from the device, and if there is no connection request from the device, converts to another modulation demodulation method and transmits a modulated beacon frame, and requests for connection from the device. In case of receiving, characterized in that it responds to the connection request from the device and determines the selected modulation and demodulation method as a transmission and reception method. According to the present invention, it is possible to configure a network using a device supporting different modulation and demodulation schemes by performing multimodulation modulation and demodulation in a low-speed wireless personal communication network. You can configure the network.

저속 무선 개인 통신 네트워크(LR-WPAN), IEEE 802.15.4, 코디네이터Low Speed Wireless Personal Communication Network (LR-WPAN), IEEE 802.15.4, Coordinator

Description

Translated fromKorean

이종 변복조 방식을 지원하는 저속 무선 개인 통신 네트워크 구성 방법{METHOD FOR CONFIGURING OF LOW-RATE WIRELESS PERSONAL AREA NETWORK SUPPORTING HETEROGENEOUS MODULATION AND DEMODULATION SCHEMES}METHOOD FOR CONFIGURING OF LOW-RATE WIRELESS PERSONAL AREA NETWORK SUPPORTING HETEROGENEOUS MODULATION AND DEMODULATION SCHEMES}

본 발명은 저속 무선 개인 통신 네트워크(Low-Rate Wireless Personal Area Network, 이하 LR-WPAN이라 한다)의 표준에서 정의하는 이종 변복조 방식을 지원하는 디바이스들을 이용하여 무선 네트워크를 구현하는 기술에 관한 것으로서, 특히 저비용(Low cost)의 고정형 또는 휴대용 센서노드를 위한 초저전력 무선 통신을 목표로 하는 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 표준의 868/915MHz 주파수 대역을 이용하는 네트워크 디바이스에 있어서 이종 변복조 방식을 지원할 수 있는 비컨(Beacon)을 이용하는 네트워크 구현을 수행하는데 적합한 이종 변복조 방식을 지원하는 저속 무선 개인 통신 네트워크 구성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for implementing a wireless network using devices supporting heterogeneous modulation and demodulation schemes defined in a standard of a low-rate wireless personal area network (hereinafter referred to as LR-WPAN). Beacons that can support heterogeneous modulation and demodulation schemes in network devices using the 868/915 MHz frequency band of the IEEE 802.15.4 LR-WPAN standard aimed at ultra low power wireless communications for low cost fixed or portable sensor nodes. The present invention relates to a method for constructing a low-speed wireless personal communication network supporting heterogeneous modulation and demodulation schemes suitable for implementing a network implementation using a beacon.

본 발명은 정보통신부의 정보통신표준개발지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2006-S-070-02, 과제명 : 홈네트워크용 Congnitive 무선 시스템 개발].The present invention is derived from a study performed as part of the information and communication standard development support project of the Ministry of Information and Communication [Task Management No .: 2006-S-070-02, Title: Development of Congnitive wireless system for home network].

현재 LR-WPAN은 20~250kbps의 낮은 전송 속도와 저렴한 가격, 긴 배터리 수 명, 간단한 구조 및 연결성을 제공하여 10m 이내의 작은 범위 내에서의 무선 연결을 요구하는 분야에 적합한 표준으로 개발되고 있다.The LR-WPAN is currently being developed as a standard for applications requiring low connectivity of 20 to 250kbps, low cost, long battery life, simple structure and connectivity, requiring wireless connectivity within a small range of less than 10m.

이와 같은 LR-WPAN 기술에 대한 물리계층(Physical Layer, 이하 PHY라 한다)과 매체 접근 제어(Medium Access Control , 이하, MAC라 한다) 표준은 IEEE 802.15.4 표준 그룹에서 2003년 10월에 최초로 제안되었으며 IEEE 802.15.4 표준에 대한 PHY 기술과 MAC의 수정 보완 작업을 거쳐 2006년 9월에 개정된 표준안을 확정하였다.
(표 1)은 개정된 LR-WPAN의 PHY 규격을 나타낸다.The Physical Layer (hereinafter referred to as PHY) and Medium Access Control (hereinafter referred to as MAC) standards for the LR-WPAN technology were first proposed in October 2003 by the IEEE 802.15.4 standard group. After revising the PHY technology and MAC to the IEEE 802.15.4 standard, the revised standard was confirmed in September 2006.
Table 1 shows the PHY specification of the revised LR-WPAN.

삭제delete

PHYPHY(MHz)(MHz)주파수frequency대역treason(MHz)(MHz)확산 파라미터Diffusion parameters데이터 파라미터Data parameters칩속도Chip speed(kchip/s)(kchip / s)변조Modulation방식system데이터data속도speed(kb/s)(kb / s)심볼 속도Symbol speed(ksymbol/s)(ksymbol / s)심볼(Symbols)Symbols868/915868/915868-868.6868-868.6300300BPSKBPSK20202020BinaryBinary902-928902-928600600BPSKBPSK40404040BinaryBinary868/915 (optional)868/915 (optional)868-868.6868-868.6400400ASKASK25025012.512.520-bit PSSS20-bit PSSS902-928902-92816001600ASKASK25025050505-bit PSSS5-bit PSSS868/915 (optional)868/915 (optional)868-868.6868-868.6400400O-QPSKO-QPSK100100252516-ary Orthogonal16-ary Orthogonal902-928902-92810001000O-QPSKO-QPSK25025062.562.516-ary Orthogonal16-ary Orthogonal245024502400-2483.52400-2483.520002000O-QPSKO-QPSK25025062.562.516-ary Orthogonal16-ary Orthogonal

LR-WPAN 표준의 네트워크는 IEEE 802.15.4 표준 무선 디바이스로 구성하며 적어도 하나의 PAN(Personal Area Network) 코디네이터(Coordinator) 디바이스와 하나 이상의 네트워크 디바이스가 모여 네트워크를 구성한다. 코디네이터란, 비콘(Beacon) 전송과 슈퍼프레임 구조 생성을 통해 동기화 서비스를 제공할 수 있는 FFD(Full Function Device, 이하 FFD라 한다)를 PAN 코디네이터라고 한다.The network of the LR-WPAN standard is composed of an IEEE 802.15.4 standard wireless device, and at least one Personal Area Network (PAN) coordinator device and one or more network devices form a network. The coordinator is referred to as a full function device (FFD), which can provide a synchronization service through beacon transmission and superframe structure generation, as a PAN coordinator.

IEEE 802.15.4 표준 무선 디바이스에는 FFD와 RFD(Reduced Function Device, 이하 RFD라 한다)의 두 가지 형태의 디바이스가 있다. FFD는 모든 MAC 서비스를 포함해야 하며 네트워크 코디네이터나 라우터, 클러스터 헤드(Head) 또는 네트워크 디바이스로 동작할 수 있다. RFD는 MAC서비스의 일부만을 지원하며 네트워크 디바이스로만 동작한다.There are two types of devices in the IEEE 802.15.4 standard wireless device: FFD and RFD (reduced function device). The FFD must include all MAC services and can act as a network coordinator, router, cluster head, or network device. RFD supports only part of the MAC service and acts only as a network device.

이러한 LR-WPAN는 성형(Star), 메쉬(mesh), 클러스터(Cluster), 클러스터-트리(Cluser-tree) 등 여러 종류의 네트워크 토폴로지를 지원할 수 있도록 설계되고 있다. 이하 하기 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.The LR-WPAN is designed to support various types of network topologies such as star, mesh, cluster, and cluster-tree. Hereinafter, with reference to the drawings to be described in detail.

도 1은 종래 기술에 따른 성형 네트워크(Star Network)를 도시한 도면이다.1 illustrates a star network according to the prior art.

도 1을 참조하면, 성형 네트워크는 동등 계층 통신과 마스터-슬레이브 구성으로 1 홉 또는 2홉 네트워크를 구성할 수 있다. PAN 코디네이터(100)로 FFD를 사용하고, 다른 네트워크 디바이스들은 FFD 혹은 RFD가 될 수 있다.Referring to FIG. 1, the shaping network may configure a one-hop or two-hop network in an equivalent layer communication and master-slave configuration. FFD is used as thePAN coordinator 100, and other network devices may be FFD or RFD.

도 2는 종래 기술에 따른 메쉬 네트워크(Mesh Network)를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a mesh network according to the prior art.

도 2를 참조하면, 동등 계층 디바이스로 구성된 애드 혹(adhoc) 네트워크로서, 여러 대의 동일한 네트워크 디바이스로 구성되어 있으며 모든 디바이스가 어떤 한 디바이스의 범위 내부에 위치할 필요 없이 여러 다양한 라우팅 기법을 통해 근원지 디바이스에서 목적지 디바이스까지 메시지를 전달한다.Referring to FIG. 2, an ad hoc network composed of equivalent layer devices, composed of several identical network devices, and originating devices through various various routing techniques without having all devices located within the range of any one device. Forwards the message from the destination device to the destination device.

도 3은 종래 기술에 따른 클러스터 네트워크(Cluster Network)를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a cluster network according to the prior art.

도 3을 참조하면, 클러스터 네트워크는 PAN 코디네이터(300)를 최초 디바이스로 구성하여 새로운 디바이스가 PAN 네트워크로 들어오면, 이 디바이스는 PAN 코디네이터(300)의 자식노드(302, 304)가 되고 이 PAN 코디네이터(300)의 자식노드(302, 304) 중 첫 번째 디바이스(304)의 범위 내에 들어오는 두 번째 디바이스(306, 308, 310)는 첫 번째 디바이스(304)의 자식 노드로서 네트워크에 속할 수 있다. 이를 통해 네트워크 디바이스는 많은 자식 노드를 가질 수 있으며, 각각의 네트워크 디바이스들은 하나의 부모 노드만을 가진다.Referring to FIG. 3, when the cluster network configures thePAN coordinator 300 as the first device and a new device enters the PAN network, the device becomeschild nodes 302 and 304 of thePAN coordinator 300 and the PAN coordinator. Thesecond device 306, 308, 310 coming into range of thefirst device 304 of thechild nodes 302, 304 of 300 may belong to the network as a child node of thefirst device 304. This allows a network device to have many child nodes, and each network device has only one parent node.

도 4는 종래 기술에 따른 클러스터 트리 네트워크(Cluster-tree Network)를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a cluster-tree network according to the prior art.

도 4를 참조하면, 대형 네트워크를 구성하기 위하여 몇 개의 작은 클러스터로 나누어 계층적 트리를 연결한 네트워크로서, 대형 네트워크는 네 개의 작은 클러스터(400, 402, 404, 406)로 이루어져 있고, 각각은 클러스터 헤드(410, 412, 414) 또는 PAN 코디네이터(416)를 갖는다. 클러스터 트리란 계층적 트리 구조를 지원하는 네트워크 디바이스 클러스터 네트워크로서 클러스터 트리의 말단 노드를 제외한 모든 디바이스는 FFD로 구성하고 클러스터 트리의 말단 노드는 메시지를 중계하지 않기 때문에 FFD 이거나 RFD 일 수 있다.　Referring to FIG. 4, a network in which hierarchical trees are connected by dividing into several small clusters to form a large network. A large network includes foursmall clusters 400, 402, 404, and 406, each of which is a cluster.Head 410, 412, 414 orPAN coordinator 416. A cluster tree is a network device cluster network supporting a hierarchical tree structure. All devices except an end node of the cluster tree are configured as FFDs, and end nodes of the cluster tree may be FFDs or RFDs because they do not relay messages.

클러스터 트리 구조의 발전된 형태로 멀티 홉(Multi-hop) 네트워크 토폴로지를 이용하여 통신 거리의 제한 문제를 극복할 수 있다. 멀티 홉 네트워크란 메시지 근원지(Source address)와 목적지 디바이스(Destination address)가 같은 범위 내에 있지 않을 때에도, 메시지를 전달하는 다수의 중간 디바이스를 거쳐 통신하는 네트워크를 의미한다.As an advanced form of the cluster tree structure, multi-hop network topologies can be used to overcome the limitation of communication distance. A multi-hop network refers to a network that communicates through multiple intermediate devices that deliver messages even when the message source and destination addresses are not in the same range.

한편, LR-WPAN에서는 네트워크 탐색을 위하여 비콘(Beacon)을　 사용한다. 또한 비콘은 네트워크의 조정과 동기화를 위해 유용하게 사용되며, 연속된 두 개의 비콘 프레임 사이의 시간을 활용하여 휴지 구간을 운용할 수 있으므로 전력 효율 면에서도 우수한 장점이 있다.Meanwhile, the LR-WPAN uses beacons for network discovery. In addition, beacons are useful for coordinating and synchronizing the network, and have an advantage in terms of power efficiency because the idle period can be operated by using the time between two consecutive beacon frames.

LR-WPAN 구성을 위해 총 사용 가능한 채널 개수는 27개인데, 868MHz 대역에서 1개의 채널을 사용하고, 915MHz 대역에서 10개의 채널을 사용하며, 2.4GHz대역에서 16개의 채널을 사용한다. 이때, 868MHz 대역과, 915MHz 대역은　 "저주파수대"라 하고, 2.4GHz대역은 "고주파수대" 라고 부른다.The total number of available channels for the LR-WPAN configuration is 27, using one channel in the 868 MHz band, 10 channels in the 915 MHz band, and 16 channels in the 2.4 GHz band. In this case, the 868 MHz band and the 915 MHz band are referred to as the "low frequency band", and the 2.4 GHz band is referred to as the "high frequency band".

데이터 변조 방식은 868/915MHz 저주파수대에서는 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum, 이하 : DSSS)를 통한 확산방식을 기반으로 Raised Cosine 펄스파형을 갖는 BPSK (Binary Phase Shift Keying, 이하 : BPSK) 변조방식을 사용한다. 868MHz 대역에서 원시 데이터 전송율 (이하 : bit rate)은 20Kbps 이고, 915MHz 대역에서 데이터 전송률은 40Kbps 이다. 2.4GHz 고주파수대에서는 DSSS를 기반으로 하여 half-sine 펄스파형을 갖는 O-QPSK (Offset-Quadrature Phase Shift Keying, 이하 : O-QPSK) 변조방식을 사용한다. 데이터 전송률은 250Kbps로 저주파수대 방식보다 빠른 것이 특징이다. 개정된 표준에서는 저주파수대에서도 보다 높은 데이터를 전송할 수 있도록 선택적 통신방식 (Optional)으로 DSSS를 기반으로 하는 병렬 시퀀스 ASK (Amplitude Shift Keying, 이하 : ASK) 변조방식과 O-QPSK 변조방식을 추가하여 데이터 전송률을 250Kbps로 증가하였다.Data modulation method uses BPSK (Binary Phase Shift Keying, BPSK) modulation method with Raised Cosine pulse waveform based on DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) in 868 / 915MHz low frequency band. . In the 868MHz band, the raw data rate (bit rate) is 20Kbps, and in the 915MHz band, the data rate is 40Kbps. In the 2.4 GHz high frequency band, offset-quad phase shift keying (O-QPSK) with half-sine pulse waveform is used based on DSSS. The data rate is 250Kbps, which is faster than the low frequency method. The revised standard adds the parallel sequence ASK (Amplitude Shift Keying) and O-QPSK modulation methods based on DSSS as an optional communication method to transmit higher data even in a low frequency band. The transmission rate was increased to 250 Kbps.

이와 같이 LR-WPAN은 저주파수대에서 BPSK, ASK 및 OQPSK의 서로 다른 변조방식을 적용함에 따라, 네트워크를 구성하고자 하는 경우 네트워크의 응용에 따라 유리한 변조방식을 사용하는 것이 필요하다. 하기 (표 2)에서는 LR-WPAN의 저주파수대 변조방식에서 서로 다른 특징을 비교하고 있다.As such, since LR-WPAN applies different modulation schemes of BPSK, ASK and OQPSK in the low frequency band, it is necessary to use an advantageous modulation scheme according to the application of the network in order to construct a network. Table 2 below compares different features in the low frequency modulation scheme of LR-WPAN.

변조방식Modulation method주파수대역(MHz)Frequency band (MHz)데이터 속도Data rate(Kbps)(Kbps)구현복잡도Complexity((CostCost))수신선택도 (dBm)Receive selectivity (dBm)BPSKBPSK868-868.6868-868.62020LowLow≤ -92≤ -92902-928902-9284040ASK(optional)ASK (optional)868-868.6868-868.6250250HighHigh≤ -85≤ -85902-928902-928250250O-QPSK(optional)O-QPSK (optional)868-868.6868-868.6100100MediumMedium902-928902-928250250

(표 2)를 참조하면, BPSK 변조방식은 수신 선택도 특성이 좋아 면적당 노드 개수를 줄일 수 있으며, 구현이 간단하여 비용이 적은 반면에 데이터 전송 속도가 낮은 단점이 있다. ASK변조방식은 데이터 전송 속도가 868/915MHz 대역 모두 2.4GHz 고주파수대 물리계층의 데이터 전송 속도와 같은 250Kbps를 지원하나 구현이 복잡하여 비용이 많이 소요되는 단점이 있다. O-QPSK 변조방식은 915MHz 대역에서 250Kbps의 데이터 전송속도를 지원하나 868MHz 대역에서 그보다 적은 100Kbps를 지원한다. 그러나 복잡도 면에서 ASK방식보다 간단하다는 장점이 있다.Referring to (Table 2), the BPSK modulation scheme can reduce the number of nodes per area due to its excellent reception selectivity, and has a disadvantage of low data transmission speed while being simple to implement. The ASK modulation method supports 250 Kbps, which is the same as the data transmission rate of the 2.4 GHz high frequency band in both the 868 and 915 MHz bands, but has a disadvantage in that the implementation is complicated. O-QPSK modulation supports data rates of 250Kbps in the 915MHz band but less than 100Kbps in the 868MHz band. However, in terms of complexity, there is an advantage that it is simpler than ASK method.

상기한 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 LR-WPAN의 저주파대 네트워크에서는, BPSK 변조방식, ASK변조방식, O-QPSK 변조방식 등과 같이 서로 다른 변조 방식을 적용하고 있으므로, 이러한 서로 다른 변조 방식을 구현하기 위한 이종 변복조 방식을 지원하는 디바이스 기기들이 연구되고 있다.In the LR-WPAN low-frequency network operating as described above, different modulation schemes such as BPSK modulation scheme, ASK modulation scheme, O-QPSK modulation scheme, etc. are applied. Device devices supporting heterogeneous modulation and demodulation schemes have been studied.

그러나 이종 변복조 방식을 지원하는 디바이스들 간에 네트워크를 구성하기 위해서는 네트워크의 응용에 따라 유리한 변조방식을 사용하여 구성하거나, 네트워크 구성을 위한 구체적인 방안이 필요하나, 이에 대해서는 구체적으로 제시되거나 연구된 바가 없었다.However, in order to configure a network between devices supporting heterogeneous modulation and demodulation schemes, an advantageous modulation scheme or a specific scheme for network configuration is needed according to the application of the network, but this has not been specifically presented or studied.

이에 본 발명은, 저속 개인 무선 통신 네트워크(LR-WPAN)의 저주파수대에서 서로 다른 변복조 방식을 갖는 무선 네트워크에서 네트워크의 응용에 따라 유리한 변조방식을 사용하여 네트워크의 효율적인 구성을 가능하게 할 수 있는 이종 변복조 방식을 지원하는 저속 무선 개인 통신 네트워크 구성 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a heterogeneous structure that can enable an efficient configuration of a network using an advantageous modulation scheme according to an application of a network in a wireless network having different modulation and demodulation schemes in a low frequency band of a low speed personal wireless communication network (LR-WPAN). Provided is a low-speed wireless personal communication network configuration method that supports a modulation / demodulation scheme.

또한 본 발명은, 저속 개인 무선 통신 네트워크(LR-WPAN)에서 868/915MHz 저주파수대의 이종 변복조 방식을 사용하는 디바이스를 이용하여 서로 다른 변복조 방식을 사용하는 최적의 네트워크를 구성할 수 있는 이종 변복조 방식을 지원하는 저속 무선 개인 통신 네트워크 구성 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a heterogeneous demodulation scheme capable of constructing an optimal network using different modulation and demodulation schemes using a device using heterogeneous modulation and demodulation scheme of 868/915 MHz low frequency in a low speed personal wireless communication network (LR-WPAN). It provides a low-speed wireless personal communication network configuration support method.

본 발명의 일 실시예 방법은, 코디네이터에서 설정된 비콘 주기에 이종의 변 복조 방식 중 하나의 변조 방식을 선택하여 변조된 비콘 프레임을 전송하는 과정과, 상기 선택된 변조 방식과 동일한 복조 방식으로 다음 비콘을 전송하기 까지 수신 대기하며, 디바이스로부터의 네트워크 연결요청 유무를 판단하는 과정과, 상기 디바이스로부터 연결요청이 없을 경우 다른 변복조 방식으로 변환하여 변조된 비콘 프레임을 전송하는 과정과, 상기 디바이스로부터 연결 요청을 수신하는 경우, 상기 디바이스로부터의 연결요청에 응답하고 상기 선택된 변복조 방식을 송수신 방식으로 결정하는 과정을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method of transmitting a modulated beacon frame by selecting one of heterogeneous modulation demodulation schemes in a beacon period set in a coordinator, and performing a next beacon in the same demodulation scheme as the selected modulation scheme; Waiting for transmission, determining whether there is a network connection request from a device, transmitting a modulated beacon frame by converting to another modulation and demodulation method when there is no connection request from the device, and receiving a connection request from the device. When receiving, the method includes responding to a connection request from the device and determining the selected modulation and demodulation method as a transmission / reception method.

본 발명의 다른 실시예 방법은, 코디네이터와 라우터의 네트워크를 구성하는 과정과, 상기 라우터에서 연결된 상기 코디네이터로부터 비콘을 트래킹 하고, 비콘 주기에 이종 변복조 방식 중 하나의 변조 방식을 선택하여 비콘 프레임을 전송하는 과정과, 상기 라우터에서 상기 선택된 변조 방식과 동일한 복조 방식으로 다음 비콘을 전송하기 까지 수신 대기하는 과정과, 디바이스로부터의 네트워크 연결요청 유무를 판단하여 상기 디바이스로부터 연결요청이 없을 경우, 다른 변복조 방식으로 변환하여 변조된 비콘 프레임을 전송하는 과정과, 상기 디바이스로부터의 네트워크 연결요청을 수신한 경우, 이를 응답하고 현재 선택된 변복조 방식으로 송수신 방식을 결정하는 과정을 포함한다.In another embodiment of the present invention, a method of configuring a network of a coordinator and a router, tracking a beacon from the coordinator connected to the router, and selecting one modulation method of a heterogeneous modulation and demodulation method in a beacon period to transmit a beacon frame And waiting for the router to transmit the next beacon in the same demodulation scheme as the selected modulation scheme, and determining whether there is a network connection request from the device, and if there is no connection request from the device, another modulation and demodulation scheme. The method includes transmitting a modulated beacon frame by converting the received signal to the device, and receiving a network connection request from the device, and determining a transmission / reception scheme based on a currently selected modulation and demodulation scheme.

본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.In the present invention, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.

본 발명은, 저속 무선 개인 통신 네트워크에서 다중모드의 변복조가 수행되 도록 함으로써, 서로 다른 변복조 방식을 지원하는 디바이스를 이용한 네트워크의 구성을 가능하게 할 수 있으며, 이를 통해 서로 다른 변복조 방식을 이용하는 최적의 네트워크를 구성할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a multimode modulation and demodulation is performed in a low-speed wireless personal communication network, thereby enabling the configuration of a network using a device supporting different modulation and demodulation schemes. There is an effect to configure the network.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, the operating principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

본 발명은 저속 개인 무선 통신 네트워크(LR-WPAN)에서 868/915MHz 저주파수대의 서로 다른 변복조 방식을 갖는 무선 네트워크에서 네트워크의 응용에 따라 유리한 변조방식을 사용하여 네트워크의 효율적인 구성을 가능하게 할 수 있으며, 이종 변복조 방식을 사용하는 디바이스를 이용하여 서로 다른 변복조 방식을 사용하는 최적의 네트워크를 구성하기 위한 것이다.The present invention can enable an efficient configuration of the network using an advantageous modulation scheme according to the application of the network in a wireless network having different modulation and demodulation schemes of 868/915 MHz low frequency in a low-speed personal wireless communication network (LR-WPAN), It is to construct an optimal network using different modulation and demodulation methods using a device using a heterogeneous modulation and demodulation method.

이와 같이 서로 다른 변복조 방식을 갖는 무선 센서 네트워크를 운용하기 위해서는, 각 변조 방식을 지원하는 송수신 구조가 병렬 결합되어 이종 변복조방식을 지원하는 FFD가 사용된다. 이러한 FFD는 868MHz와 915MHz 대역의 BPSK, ASK 및 OQPSK 변복조 방식 중 하나의 방식을 선택적으로 수행하여 송수신 신호가 디지털 변복조 되도록 제어하게 된다. 그리고 RFD는 이종 변복조 방식 중 한가지 변복조 방식만을 지원하는 디바이스로 정의하여, 하기 실시예에서는 FFD와 RFD를 이용한 네트워크 구성 방식에 대해 설명하도록 한다.As described above, in order to operate a wireless sensor network having different modulation and demodulation schemes, a transmission / reception structure supporting each modulation scheme is combined in parallel to use an FFD supporting heterogeneous modulation and demodulation schemes. The FFD selectively controls one of the BPSK, ASK, and OQPSK modulation and demodulation schemes of the 868MHz and 915MHz bands to control the transmission / reception signal to be digitally demodulated. In addition, the RFD is defined as a device that supports only one modulation demodulation method among heterogeneous modulation and demodulation methods.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 갖는 디바이스의 네트워크 구성 단계를 도시한 흐름도로서, 본 네트워크 구성 단계에서는 하나의 코디네이터와 하나의 디바이스를 네트워크로 구성하는 간단한 모델 구성 방식에 대하여 설명하도록 한다.5 is a flowchart illustrating a network configuration step of a device having a heterogeneous modulation and demodulation method according to a preferred embodiment of the present invention. In this network configuration step, a simple model configuration method of configuring one coordinator and one device as a network is shown. Explain.

도 5를 참조하면, PAN 구성을 수행하기 위한 것으로서, 500단계에서는 코디네이터가 전 채널에 대해 가용 유무를 판단하기 위하여 에너지 스캔(Energy scan)을 수행하고, 502단계에서는 수신 신호 강도(Received Signal Strength Indication, 이하 RSSI라 한다)를 검사한다. RSSI는 채널 주파수 대역의 에너지 크기를 표시하므로, 가장 작은 RSSI 값을 갖는 채널을 가용채널로서 선택하게 된다.Referring to FIG. 5, to perform a PAN configuration, instep 500, the coordinator performs an energy scan to determine whether all channels are available, and instep 502, a received signal strength indication (Hereinafter referred to as RSSI). Since the RSSI indicates the energy magnitude of the channel frequency band, the channel having the smallest RSSI value is selected as an available channel.

이후 504단계에서는 BO(Beacon order), SO(Superframe order), PAN ID 등의 PAN 관련 파라미터를 설정하고, 506단계에서 코디네이터는 설정된 각 비콘 주기에 이종 변복조 방식 중 하나의 변조 방식을 선택하여 변조된 비콘 프레임을 전송하게 된다.Thereafter, instep 504, PAN related parameters such as BO (Beacon order), SO (Superframe order), and PAN ID are set, and instep 506, the coordinator selects one modulation method of heterogeneous modulation and demodulation method for each set beacon period. It will transmit a beacon frame.

이에 코디네이터는 508단계에서 선택된 변조 방식과 동일한 복조 방식으로 다음 비콘을 전송하기까지 수신을 대기하고, 510단계에서는 디바이스로부터 네트워크 연결 요청(Association request) 유무를 판단하여, 연결 요청이 없을 경우에는 512단계로 진행하여 다른 변복조 방식으로 변환한 후, 506단계로 복귀하여 변환한 변조 방식으로 비콘 프레임을 전송하게 된다.Instep 508, the coordinator waits for reception until the next beacon is transmitted in the same demodulation scheme selected instep 508. Instep 510, the coordinator determines whether there is a network connection request from the device. After converting to another modulation and demodulation method, the method returns to step 506 and transmits a beacon frame using the converted modulation method.

그러나 510단계에서 디바이스로부터 네트워크 연결 요청을 받은 경우에는 514단계로 진행하여 현재 선택된 변복조 방식으로 물리계층의 데이터 저장소(PHY PIB : Physical Layer PAN Information Base)에 설정 및 저장을 수행하고, 516단계에서 디바이스 PAN의 연결을 통하여 518단계에서 네트워크 구성을 완료하게 된다.However, if the network connection request is received from the device instep 510, the controller proceeds to step 514 to set and store in the physical layer PAN information base (PHY PIB) of the physical layer using the currently selected modulation and demodulation method. The network configuration is completed instep 518 through the connection of the PAN.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 갖는 코디네이터와 디바이스간의 네트워크 구성 절차를 도시한 도면으로서, 코디네이터가 비콘을 전송하는 도 5의 506단계로부터 네트워크가 연결되는 516단계까지를 예시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a network configuration procedure between a coordinator and a device having a heterogeneous modulation and demodulation scheme according to an embodiment of the present invention, and illustrates fromstep 506 of FIG. 5 where the coordinator transmits a beacon to step 516 where a network is connected. One drawing.

도 6을 참조하면, 코디네이터(600)는 설정된 비콘 주기에 맞추어 기본 설정된 BPSK 변조된 비콘 프레임(602)을 전송하게 된다. 비콘 전송이 끝나면 BPSK 복조 상태로 수신대기(604) 한다. 그러나 디바이스(650)로부터 네트워크 연결 요청이 없을 시에는 다음 O-QPSK 변조된 비콘 프레임(606)을 전송한다. 역시 전송이 끝나면 O-QPSK 복조 상태로 수신대기(608) 한다. 이때 디바이스(650)에 전원이 온(Power On) 되어 전 채널에 대해 수동 스캔(Passive scan)(652)을 통해 자신이 접속한 채널을 선택한다. 디바이스(650)의 변복조 방식이 BPSK 방식인 경우 디바이스는 BPSK 변조된 비콘을 수신할 때 까지 대기한다.Referring to FIG. 6, thecoordinator 600 transmits a BPSK modulatedbeacon frame 602 set according to a set beacon period. When the beacon transmission is finished, the reception standby (604) in the BPSK demodulation state. However, when there is no network connection request from thedevice 650, the next O-QPSK modulatedbeacon frame 606 is transmitted. When the transmission is completed, the reception wait 608 in the O-QPSK demodulation state. In this case, thedevice 650 is powered on and selects a channel to which thedevice 650 is connected through apassive scan 652 for all channels. When the modulation and demodulation scheme of thedevice 650 is a BPSK scheme, the device waits until it receives a BPSK modulated beacon.

한편, 코디네이터(600)는 다음 ASK 변조된 비콘프레임(610)를 전송하고 역시 전송이 끝나면 ASK 복조 상태로 수신대기(612) 한다. 역시 연결 요청이 없을 시 다시 BPSK 변조된 비콘 프레임(614)을 전송한다. 이때 디바이스(650)는 BPSK 비콘 프 레임을 수신하고, 그 비콘으로부터 비콘 트래킹(656) 정보를 알아내고 그 밖에 PAN에 대한 정보를 저장한다. 각종 정보를 바탕으로 코디네이터(600)에 연결(Join)하기 위해 연결요청(Association request)(654)을 보낸다. 코디네이터(600)는 연결요청을 수신하고 네트워크 연결을 위한 일련의 과정(616)을 수행한다. 네트워크가 구성된 후 비콘 및 데이터 통신은 결정된 변조방식으로만, 즉 BPSK 변조된 비콘 프레임(618)만을 송수신하게 된다. 네트워크 구성이 완료되면 간접(Indirect) 통신(620)과 직접(Direct) 통신(658)을 통해 디바이스간 통신이 가능해 진다.On the other hand, thecoordinator 600 transmits the next ASK modulated beacon frame 610, and after the transmission is completed, the reception wait 612 to the ASK demodulation state. If there is no connection request, the BPSK modulatedbeacon frame 614 is transmitted again. In this case, thedevice 650 receives the BPSK beacon frame, finds the beacon tracking 656 information from the beacon, and stores other information about the PAN. Anassociation request 654 is sent to join thecoordinator 600 based on various kinds of information. Thecoordinator 600 receives the connection request and performs a series ofprocesses 616 for network connection. After the network is configured, beacon and data communication will transmit and receive only with the determined modulation scheme, that is, only the BPSK modulatedbeacon frame 618. When the network configuration is completed, device-to-device communication is enabled through indirect communication 620 anddirect communication 658.

여기서, 간접(Indirect) 통신이란 코디네이터(600)에서 디바이스(650)로 데이터를 전송하는 방식이며, 디바이스로(650)부터 코디네이터(600)로 데이터를 전송하는 방식을 직접(Direct) 통신이라 한다.Indirect communication is a method of transmitting data from thecoordinator 600 to thedevice 650, and a method of transmitting data from thedevice 650 to thecoordinator 600 is referred to as direct communication.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 갖는 코디네이터와 라우터 및 디바이스의 네트워크 구성 절차를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a network configuration procedure of a coordinator, a router, and a device having a heterogeneous modulation / demodulation scheme according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 코디네이터와 라우터 및 디바이스로 구성되는 트리 구조의 네트워크 구성과정으로서, 코디네이터와 라우터 및 디바이스가 모두 같은 변조방식을 사용하는 경우와, 각기 다른 변조 방식을 사용하는 경우로 분리할 수 있다. 그러나 같은 변조 방식을 사용하는 경우는 도 6에서 설명된 과정과 크게 다를 바 없으며, 다만 코디네이터와 라우터 및 디바이스가 모두 같은 방식을 사용하는 경우에 디바이스는 코디네이터와 라우터로부터 모두 비콘을 수신할 수 있고, 수신신호의 크기를 측정하여 수신 감도가 좋은 쪽으로 연결을 요청하는 단계만 추가된다.Referring to FIG. 7, as a tree structure process of a coordinator, a router, and a device, the coordinator, the router, and the device may each use the same modulation scheme and may use a different modulation scheme. have. However, the same modulation scheme is not significantly different from the process described in FIG. 6. However, when the coordinator, the router, and the device all use the same scheme, the device may receive beacons from both the coordinator and the router. Only the step of measuring the size of the received signal and requesting the connection to the receiving sensitivity is added.

다음으로 코디네이터와 라우터, 라우터와 디바이스 간에 서로 다른 변복조 방식을 사용하는 네트워크 시스템의 구성 방법은, 먼저 코디네이터(700)와 라우터(710)는 도 6에서와 같은 과정으로 네트워크를 형성할 수 있다. 코디네이터(700) 입장에서 보면 라우터(710)도 역시 디바이스로 인식되기 때문에 디바이스와 네트워크를 구성하는 방법과 동일하게 수행된다.Next, in the method of configuring a network system using different modulation and demodulation schemes between the coordinator and the router, the router and the device, the coordinator 700 and therouter 710 may form a network as in FIG. 6. From the standpoint of the coordinator 700, since therouter 710 is also recognized as a device, therouter 710 is performed in the same manner as a method of configuring a device and a network.

다만, 라우터(710)가 디바이스 노드와 다른 점이라면 라우터(710)는 코디네이터(700)에 연결된 후 코디네이터(700)로부터 비콘을 트래킹(712) 한 후, 비콘 전송 옵셋(Beacon Tx Offset) 만큼 간격을 두어 자신의 비콘을 전송(712)하는 점이다. 비콘 전송 옵셋을 결정하는 스케쥴링 기법에 대하여는 이미 많은 구조들을 통해 제안되어 있으므로 생략하도록 한다.However, if therouter 710 is different from the device node, therouter 710 is connected to the coordinator 700 and then tracks 712 the beacon from the coordinator 700 and then spaces the interval by a beacon transmission offset (Beacon Tx Offset). In other words, it transmits its own beacon (712). The scheduling technique for determining the beacon transmission offset is omitted since many schemes have already been proposed.

일단 비콘 전송 옵셋이 결정되면 라우터(710) 또한 코디네이터(700)와 같이 자신의 비콘을 송신하는데 먼저 코디네이터(700)와 같은 변조 방식으로 비콘을 송신함으로써 같은 변복조 방식을 사용하는 디바이스(740)의 네트워크 연결을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어 코디네이터(700)와 라우터(710)가 BPSK 변복조 방식을 사용하는 경우로서, 처음 발생하는 라우터(710)의 비콘(714)은 BPSK 방식으로 전송한다.Once the beacon transmission offset is determined, therouter 710 also transmits its beacon, such as the coordinator 700, first transmitting a beacon with the same modulation scheme as the coordinator 700, thereby using a network of devices 740 that use the same modulation and demodulation scheme. The connection can be facilitated. For example, when the coordinator 700 and therouter 710 use the BPSK modulation and demodulation scheme, thebeacon 714 of thefirst router 710 is transmitted in the BPSK scheme.

디바이스(740)가 ASK 방식을 사용하는 것으로 가정하면, 라우터(710)는 BPSK(714) 비콘의 전송 후 전송이 끝나면, BPSK 복조 상태로 수신을 대기(716)하고, 이후 OQPSK(718) 비콘을 전송하여 OQPSK(718) 비콘의 전송이 끝나면, OQPSK 복조 상태로 디바이스의 수신을 대기(720)하게 된다. 이때 디바이스(740)는 라우터(710)로부터 BPSK(714), OQPSK(718) 비콘이 전송되는 때에는 수신 대기 상 태(742)에 머물다가 ASK 변조된 비콘(722)이 수신되면, 비콘으로부터 비콘 트래킹(746) 정보를 알아내고 PAN에 대한 정보를 바탕으로 라우터(710)에 연결(Join)하기 위해 연결요청(Association request)(744)을 보낸다.Assuming that the device 740 uses the ASK scheme, therouter 710 waits for reception in the BPSK demodulation state (716) after the transmission of theBPSK 714 beacon, and then waits for theOQPSK 718 beacon. After the transmission of theOQPSK 718 beacon is transmitted, the device waits for reception of the device in the OQPSK demodulation state (720). At this time, the device 740 stays in areception state 742 when theBPSK 714 and theOQPSK 718 beacons are transmitted from therouter 710, and when the ASK modulated beacon 722 is received, the beacon tracking is performed from the beacons. 746 sends anassociation request 744 to find the information and to join therouter 710 based on the information about the PAN.

이때, 라우터(710)는 수신대기(724) 중에 연결요청(744)을 수신하고 네트워크 연결을 위한 일련의 과정(726)을 수행한다. 네트워크 연결이 완료되면 라우터(710)는 ASK 변복조 방식으로 비콘(728)을 전송하며 디바이스(740)간 간접(Indirect) 통신(732)과 직접(Direct) 통신(748, 750)시 ASK 방식을 사용한다.At this time, therouter 710 receives theconnection request 744 during thereception standby 724 and performs a series ofprocesses 726 for network connection. When the network connection is completed, therouter 710 transmits thebeacon 728 by the ASK modulation and demodulation method, and uses the ASK method in theindirect communication 732 and thedirect communication 748 and 750 between the devices 740. do.

이와 같이 라우터(710)는 디바이스(740)와 통신에는 ASK 방식을 사용하고, 코디네이터(700)간 직접 통신(730, 734), 간접 통신(704)에는 BPSK 방식을 사용하게 되는 것이다.As such, therouter 710 uses the ASK method for communication with the device 740, the direct communication between thecoordinators 700, 730 and 734, and the BPSK method for theindirect communication 704.

종합하면, PAN에서 코디네이터(700)와 라우터(710)는 네트워크가 구성되기 전 서로 다른 변복조 방식으로 변조된 비콘을 순차적으로 전송하여 서로 간에 사용되는 변조 방식이 일치하는 경우에 연결되며, 라우터(710)에서는 코디네이터(700)로부터 비콘을 트래킹 한 후, 비콘 전송 옵셋(Beacon Tx Offset) 만큼 간격을 두어 자신의 비콘을 전송하는 상태에서, 디바이스(740)의 변조 방식과 동일한 수신 방식으로 수신 대기하여 디바이스(740)와 네트워크를 구성하면 변복조 방식을 결정하게 되는 것이다.In summary, in the PAN, the coordinator 700 and therouter 710 sequentially transmit beacons modulated by different modulation and demodulation schemes before the network is configured, and are connected when the modulation schemes used are mutually matched. ) Tracks the beacon from the coordinator 700, and then transmits its own beacon at intervals of the beacon transmission offset (Beacon Tx Offset), and waits for reception using the same reception method as the modulation method of the device 740. 740 and the network to determine the modulation and demodulation method.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 지원하는 클러스터 네트워크를 도시한 도면으로서, 이하 설명에서 FFD는 이종 변복조 방식을 지원하는 장치를 지칭하며, RFD는 이종 변복조 방식 중 한가지 변복조 방식만을 지 원하는 장치를 지칭함을 가정하도록 한다.FIG. 8 is a diagram illustrating a cluster network supporting heterogeneous modulation and demodulation according to a preferred embodiment of the present invention. In the following description, FFD refers to an apparatus supporting heterogeneous modulation and demodulation, and RFD represents one modulation and demodulation scheme. Assume that it refers to a device that supports only.

도 8을 참조하면, 코디네이터(800)와 이를 부모 노드로 하는 자식노드 즉, 노드 1(802), 노드 6(812), 노드 7(814)들은 O-QPSK 변복조 방식으로 네트워크를 구성하고 있다. 그러나 같은 클러스터 내에　 노드 5(810)는　 ASK, 노드 4(808)는 BPSK 방식을 사용하는 노드들을 포함하고 있다. 이때 노드 1(802)은 라우터로서 코디네이터(800)와는 O-QPSK 변복조 방식을 사용하면서 자신의 비콘을 통해 노드 5(810), 노드 2(804), 노드 3(806)과는 ASK 변복조 방식으로 네트워크를 구성한다.Referring to FIG. 8, thecoordinator 800 and its child nodes, ie, node 1 802, node 6 812, and node 7 814, which are parent nodes, constitute a network in an O-QPSK modulation and demodulation scheme. However, in the same cluster, node 5 810 includes nodes ASK and node 4 808 uses BPSK. At this time, the node 1 802 uses the O-QPSK modulation and demodulation method with thecoordinator 800 as a router, and the node 5 810, the node 2 804, and the node 3 806 with the ASK modulation and demodulation method through their beacons. Configure your network.

마찬가지로 노드 3(806)은 라우터로 부모 노드 1(802)과는 ASK 변복조 방식으로 동작하면서 자신의 비콘으로 노드 4(808)와는 BPSK 변복조 방식을 사용하여 네트워크를 구성한다. 이렇게 하면 하나의 클러스터 내에 서로 다른 변복조 방식을 사용하는 디바이스로 네트워크를 구성하는 것이 가능하다.Similarly, Node 3 806 operates as an ASK modulation and demodulation scheme with Parent Node 1 802 as a router, and configures a network using BPSK modulation and modulation scheme with Node 4 808 as its beacon. This makes it possible to configure the network with devices using different modulation and demodulation schemes in a cluster.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 지원하는 멀티 홉 클러스터 트리 네트워크를 도시한 도면이다.9 illustrates a multi-hop cluster tree network supporting heterogeneous modulation and demodulation schemes according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 클러스터 트리의 말단 노드들(932, 928, 918, 924)은 메시지를 중계하지 않기 때문에 FFD이거나 RFD로 구성할 수 있다. 그 밖에 네트워크에서 모든 디바이스는 FFD이다. 하나의 디바이스가 PAN 코디네이터(910)의 임무를 맡게 된다. 각 클러스터에는 클러스터 헤드(920, 922, 926, 930)가 클러스터의 코디네이터 역할을 수행한다.9, theend nodes 932, 928, 918, and 924 of the cluster tree may be configured as FFDs or RFDs because they do not relay messages. All other devices in the network are FFDs. One device is in charge of thePAN coordinator 910. In each cluster, cluster heads 920, 922, 926, and 930 serve as coordinators of the cluster.

각 클러스터(900, 902, 904, 906, 908) 내부의 모든 디바이스는 같은 동일한 변복조 방식을 사용하고 있으나, 항상 물리적으로 서로 다른 공간영역을 차지하는 것은 아니다. 특정 클러스터(906, 908)를 서로 겹치게 구성하면, 같은 공간상에 서로 다른 변복조 방식으로 구성된 클러스터 트리 네트워크를 구성할 수 있다. 클러스터내의 네트워크는 각 독립적으로 구성된 후 서로 연결되는 것이 바람직하다.All devices in each of the clusters 900, 902, 904, 906, and 908 use the same modulation and demodulation scheme, but do not always occupy physically different spatial areas. When the specific clusters 906 and 908 are overlapped with each other, a cluster tree network configured with different modulation and demodulation schemes in the same space may be configured. The networks in the cluster are preferably configured independently of each other and then connected to each other.

먼저 코디네이터(910)를 포함하는 주 클러스터(900) 내의 라우터(916)와 디바이스(918)는 모두 ASK 변복조 방식으로 사용하고 있다. 같은 동종의 변복조 방식을 사용하는 클러스터 헤드(920)를 통해 ASK 변복조 방식을 사용하는 클러스터(902)를 연결 할 수 있다. 또한 BPSK 방식을 사용하는 클러스터(904)를 연결하기 위해 클러스터 헤드(922)는 부모 노드(914)와는 ASK 통신을 하고 클러스터(904) 내의 노드 간에는 BPSK 통신을 하고 있다. O-QPSK 클러스터(906)의 클러스터 헤드(926)는 부모노드(912)와는 ASK 통신을 하고 클러스터(906) 내부 노드간에는 O-QPSK 통신을 하고 있다. 마지막으로 BPSK 클러스터(908)의 클러스터 헤드(930)는 부모노드와는 O-QPSK 통신을 하고 클러스터(908) 내부 노드간에는 BPSK 통신을 하고 있다.First, both therouter 916 and thedevice 918 in the main cluster 900 including thecoordinator 910 are using the ASK modulation and demodulation method. The cluster 902 using the ASK modulation and demodulation method may be connected through thecluster head 920 using the same homogeneous modulation and demodulation method. In addition, in order to connect the cluster 904 using the BPSK scheme, thecluster head 922 performs ASK communication with theparent node 914 and BPSK communication between nodes in the cluster 904. Thecluster head 926 of the O-QPSK cluster 906 performs ASK communication with theparent node 912 and O-QPSK communication between nodes in the cluster 906. Finally, thecluster head 930 of the BPSK cluster 908 performs O-QPSK communication with the parent node and performs BPSK communication between nodes in the cluster 908.

이와 같은 실시예를 통해 설명한 바와 같이 이종 변복조 방식을 지원하는 PAN 코디네이터는 자신의 클러스터에서 이종 변복조 방식 중 하나의 변복조 방식을 선택하여 다수의 디바이스들과 네트워크를 형성할 수 있으며, 또한 라우터를 통해 다른 클러스터에 메시지를 주고받을 수 있다. 이때 라우터는 이종 변복조 방식의 비콘 송신을 통해 서로 다른 변복조 방식을 사용하는 클러스터 헤드와 연결하여 이종 변복조 방식을 사용하는 클러스터 간에 연결해 줄 수 있다.As described through the above embodiments, the PAN coordinator supporting heterogeneous modulation and demodulation schemes can form a network with a plurality of devices by selecting one of the heterogeneous modulation and demodulation schemes in its cluster, and also through another router. You can send and receive messages to and from the cluster. In this case, the router may be connected to the cluster head using the heterogeneous modulation and demodulation scheme by connecting the cluster head using the different modulation and demodulation scheme through the beacon transmission of the heterogeneous modulation and demodulation scheme.

이를 통해, 본 발명은 저속 개인 무선 통신 네트워크(LR-WPAN)에서 868/915MHz 저주파수대의 서로 다른 변복조 방식을 갖는 무선 네트워크에서 네트워크의 응용에 따라 유리한 변조방식을 사용하여 네트워크의 효율적인 구성을 가능하게 할 수 있으며, 이종 변복조 방식을 사용하는 디바이스를 이용하여 서로 다른 변복조 방식을 사용하는 최적의 네트워크를 구성할 수 있다.Through this, the present invention can enable efficient configuration of the network using an advantageous modulation scheme according to the application of the network in a wireless network having different modulation and demodulation schemes of 868/915 MHz low frequency in a low speed personal wireless communication network (LR-WPAN) In addition, a device using a heterogeneous modulation and demodulation scheme may be used to configure an optimal network using different modulation and demodulation schemes.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.

도 1은 종래기술에 따른 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 성형 네트워크(Star Network)를 도시한 도면,1 is a diagram illustrating an IEEE 802.15.4 LR-WPAN star network according to the prior art;

도 2는 종래기술에 따른 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 메쉬 네트워크(Mesh Network)를 도시한 도면,2 is a diagram illustrating an IEEE 802.15.4 LR-WPAN mesh network according to the prior art;

도 3은 종래기술에 따른 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 클러스터 네트워크(Cluster Network)를 도시한 도면,3 illustrates an IEEE 802.15.4 LR-WPAN Cluster Network according to the prior art;

도 4는 종래기술에 따른 IEEE 802.15.4 LR-WPAN 클러스터 트리 네트워크(Cluster-tree Network)를 도시한 도면,4 illustrates an IEEE 802.15.4 LR-WPAN Cluster-tree Network according to the prior art;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 갖는 디바이스의 네트워크 구성 단계를 도시한 흐름도,5 is a flowchart illustrating a network configuration step of a device having a heterogeneous modulation and demodulation scheme according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 갖는 코디네이터와 디바이스간의 네트워크 구성 절차를 도시한 도면,6 is a diagram illustrating a network configuration procedure between a coordinator and a device having a heterogeneous modulation / demodulation scheme according to an embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 갖는 코디네이터와 라우터 및 디바이스의 네트워크 구성 절차를 도시한 도면,7 is a diagram illustrating a network configuration procedure of a coordinator, a router, and a device having a heterogeneous modulation / demodulation scheme according to an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 지원하는 클러스터 네트워크를 도시한 도면,8 illustrates a cluster network supporting heterogeneous modulation and demodulation according to a preferred embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이종 변복조 방식을 지원하는 멀티 홉 클러스터 트리 네트워크를 도시한 도면.9 illustrates a multi-hop cluster tree network supporting heterogeneous modulation and demodulation according to a preferred embodiment of the present invention.