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KR100665260B1 - How to wake up network device in Zigbee system - Google Patents

How to wake up network device in Zigbee system Download PDF

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KR100665260B1
KR100665260B1 KR1020050095025A KR20050095025A KR100665260B1 KR 100665260 B1 KR100665260 B1 KR 100665260B1 KR 1020050095025 A KR1020050095025 A KR 1020050095025A KR 20050095025 A KR20050095025 A KR 20050095025A KR 100665260 B1 KR100665260 B1 KR 100665260B1
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KR
South Korea
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beacon frame
error
network device
transmission period
network
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김지훈
조상도
서보일
최순진
나종인
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 지그비 시스템에서 전력 소모를 절감할 수 있는 네트워크 디바이스의 웨이크업(wakeup) 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 네트워크 코디네이터에서 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계; 상기 결정된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 비콘 프레임에 삽입하는 단계; 상기 네트워크 코디네이터가 상기 비콘 프레임을 송신하고, 네트워크 디바이스가 상기 송신된 비콘 프레임을 수신하는 단계; 상기 네트워크 디바이스에서 상기 수신된 비콘 프레임을 저장하는 단계; 및 상기 네트워크 디바이스에서 상기 수신된 비콘 프레임에 삽입된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차 따라 수신기를 온 시키는 시점을 결정하는 단계를 포함하는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면 저전력 특성을 요구하는 지그비 시스템에서의 전력 소모를 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a wakeup method of a network device that can reduce power consumption in a Zigbee system. The present invention includes the steps of determining the error of the transmission period of the beacon frame in the network coordinator; Inserting an error of a transmission period of the determined beacon frame into the beacon frame; The network coordinator transmitting the beacon frame and the network device receiving the transmitted beacon frame; Storing the received beacon frame at the network device; And determining a point in time at which the receiver is turned on according to an error of a transmission period of the beacon frame inserted into the received beacon frame in the network device. According to the present invention, there is an effect of reducing power consumption in a Zigbee system requiring low power characteristics.

Description

지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법{WAKEUP METHOD OF NETWORK DEVICE IN ZIGBEE SYSTEM}Wakeup METHOD OF NETWORK DEVICE IN ZIGBEE SYSTEM

도 1은 일반적인 지그비 시스템의 네트워크 구성도이다.1 is a network configuration diagram of a general Zigbee system.

도 2는 본 발명에 따른 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법을 도시한 플로우 차트이다.2 is a flow chart illustrating a wake up method of a network device in accordance with the present invention.

도 3의 (a)는 전형적인 비콘 프레임을 도시한 구조도이고, (b)는 본 발명에 따른 네트워크 디바이스 웨이크업 방법에 적용되는 비콘 프레임의 일례를 도시한 구조도이다.Figure 3 (a) is a structural diagram showing a typical beacon frame, (b) is a structural diagram showing an example of a beacon frame applied to the network device wake-up method according to the present invention.

*본 발명의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of Symbols for Main Parts of the Invention *

11: 네트워크 코디네이터 12: 네트워크 디바이스11: network coordinator 12: network device

본 발명은 지그비 시스템에서 전력 소모를 절감할 수 있는 네트워크 디바이스의 웨이크업(wakeup) 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지그비 시스템에서 네트워크 코디네이터에서 결정되는 비콘 프레임 전송 주기의 오차에 따라 네트워크 디바이스가 웨이크업할 수 있게 함으로써 불필요한 전력 소모를 절감할 수 있는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wake-up method of a network device that can reduce power consumption in a Zigbee system. More specifically, the network device wakes up according to an error of a beacon frame transmission period determined by a network coordinator in a Zigbee system. The present invention relates to a wake-up method of a network device in a ZigBee system that can reduce unnecessary power consumption by enabling up.

무선사설망(Wireless Personal Area Network: WPAN) 기술의 하나인 지그비(ZigBee)는 저전력, 저비용, 저속이 특징인 2.4GHz기반의 홈오토메이션 및 데이터를 위한 개인 무선 네트워크 규격으로서, IEEE 802.15.4에서 표준화가 진행되었다. 상기 표준안을 참조하면, 지그비는 2.4GHz, 915MHz, 868MHZ의 주파수대역을 사용하며, 주파수별로 250kbps(2.4GHz ISM 대역에서 16개의 채널), 40kbps/20kbps(915MHz 대역에서 10개의 채널/868MHz 대역에서 1개의 채널) 전송속도를 가질 수 있으며, 모뎀방식은 DSSS(Direct Secure Spread Spectrum)로서 반경 30m 내에서 20~250kbps의 속도로 데이터를 전송하고, 하나의 무선 네트워크에 최대 255대까지의 기기를 연결하여, 실내외에 대규모 무선센서망을 구성할 수 있다.ZigBee, a wireless personal area network (WPAN) technology, is a personal wireless network specification for 2.4GHz-based home automation and data featuring low power, low cost and low speed. Progressed. Referring to the above standard, Zigbee uses 2.4GHz, 915MHz, and 868MHZ frequency bands, and 250kbps (16 channels in 2.4GHz ISM band) and 40kbps / 20kbps (10 channels / 868MHz band in 915MHz band) for each frequency. Channels), and the modem method is DSSS (Direct Secure Spread Spectrum), which transmits data at a speed of 20 ~ 250kbps within a radius of 30m, and connects up to 255 devices to one wireless network. In addition, large-scale wireless sensor networks can be constructed indoors and outdoors.

지그비는 블루투스(Bluetooth) 혹은 UWB(Ultra Wide Band)와 같은 다른 WPAN기술과 대비할 때, 초저전력 소비가 가능하며, 무선 송수신 회로의 구성이 단순화되어, 가장 저렴한 칩셋가격을 구현할 수 있다는 장점을 가지고 있으며, 센서 네트워크와 같은 버티컬 애플리케이션 영역에서 경쟁력 있는 단거리 무선 통신 기술이다.ZigBee has the advantage of being able to consume very low power, compared to other WPAN technologies such as Bluetooth or Ultra Wide Band (UWB), and simplifying the configuration of wireless transceivers, enabling the lowest chipset price. It is a competitive short-range wireless communication technology in the area of vertical applications such as sensor networks.

예를 들어, 빌딩 내 조명/화재감지/냉난방 시스템 등에 지그비를 도입함으로써, 빌딩관리인은 관리실이 아닌 휴대용 장치를 통해 원격으로 빌딩 시스템 관리 및 제어 작업을 수행할 수 있게 된다.For example, the introduction of ZigBee in lighting, fire detection, heating and cooling systems, etc., allows building managers to remotely manage and control building systems through portable devices rather than management offices.

도 1은 이러한 지그비 기술에 따른 무선 사설망의 구성예를 보인 것으로서, 무선 사설망은, 하나의 네트워크 코디네이터(coordinator)(11)와, 상기 네트워크 코디네이터(11)에 각각 연결되어 데이타를 송수신하는 다수의 네트워크 네트워크 디바이스(12)로 이루어질 수 있다.1 illustrates an example of a configuration of a wireless private network according to the ZigBee technology, wherein a wireless private network is connected to one network coordinator 11 and the network coordinator 11 to transmit and receive data. It may consist of a network device 12.

이러한 무선 사설망의 구성에서, 네트워크 코디네이터(11)는 컴퓨터 혹은 홈네트워크의 주제어장치등에 구비되는 것으로서, 다수의 네트워크 네트워크 디바이스(12)에 대한 데이타의 송수신의 제어를 수행하며, 다수의 네트워크 네트워크 디바이스(12)는 실제 데이타를 입출력하는 부분으로서, 홈오토메이션의 경우, 난방, 환기, 에이컨, 보안, 전등이나 센서등이 해당된다.In the configuration of such a wireless private network, the network coordinator 11 is provided in a main control device of a computer or a home network, and performs control of transmission and reception of data to and from a plurality of network network devices 12. 12) is the part that inputs and outputs actual data. In the case of home automation, heating, ventilation, air conditioner, security, light or sensor is applicable.

이러한 지그비 시스템에서는 저전력 특성을 구현하기 위해, 상기 다수의 네트워크 네트워크 디바이스(12)는 동기화에 필요한 시간을 제외한 대부분의 시간 동안 수신기를 오프 시킨 상태로 운용된다. 지그비에서는 이러한 단거리 무선 사설망에 있어서, 응용분야에 따라 처리지연 시간이 짧아야 하는 서비스에 적용할 수 있도록 슈퍼프레임(superframe)모드로 운용하도록 하고 있는데, 이 경우, 상기 네트워크 코디네이터(11)는 사전에 설정된 시간 간격으로 반복하여 슈퍼프레임 비콘(beacon) 프레임을 송신한다. 이 때, 비콘 프레임의 송신 주기(beacon interval, "비콘 주기"라고도 함)는 네트워크 코디네이터(11)에 의해 결정되는 비콘 오더(beacon order)에 따라 결정될 수 있다.In such a Zigbee system, in order to implement a low power characteristic, the plurality of network network devices 12 operate with the receiver turned off for most of the time except for the time required for synchronization. In ZigBee, in such a short-range wireless private network, Zigbee operates in a superframe mode to be applied to a service having a short processing delay time according to an application. In this case, the network coordinator 11 is configured in advance. The superframe beacon frame is repeatedly transmitted at a time interval. At this time, a transmission period (also referred to as a "beacon period") of the beacon frame may be determined according to a beacon order determined by the network coordinator 11.

예를 들어, 하기 표 1과 같이 비콘 오더에 따른 비콘 주기가 결정될 수 있다. 하기 표 1은 비콘 오더가 0일 때의 비콘 주기(기본 비콘 주기)가 15360㎲인 경우를 예시한다.For example, the beacon period according to the beacon order may be determined as shown in Table 1 below. Table 1 below illustrates a case where the beacon period (basic beacon period) when the beacon order is 0 is 15360 ms.

비콘 오더Beacon Order 비콘 주기(㎲)Beacon Cycle 00 1536015360 1One 3072030720 22 6144061440 33 122880122880 44 245760245760 55 491520491520 66 983040983040 77 19660801966080 88 39321603932160 99 78643207864320 1010 1572864015728640 1111 3145728031457280 1212 6291456062914560 1313 125829120125829120 1414 251658240251658240

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 비콘 주기는 비콘 오더가 증가할수록 비콘 오더가 0일 때의 비콘 주기에 2의 거듭 제곱을 곱한만큼 증가한다. 즉, 비콘 주기는 비콘 오더가 증가함에 따라 지수적으로 증가하는 특징을 갖는다.As shown in Table 1, the beacon period increases as the beacon order is multiplied by a power of two times the beacon period when the beacon order is zero. That is, the beacon period is characterized by increasing exponentially as the beacon order increases.

한편, 네트워크 코디네이터(11)로부터 비콘 프레임을 수신하는 네트워크 디바이스(12)는 비콘 프레임을 수신하기 위해 비콘 프레임이 수신되는 시각 이전에 수신기를 온시켜야 한다. 네트워크 코디네이터(11)로부터 송신되는 비콘 프레임의 비콘 주기는 오차를 가질 수 있으므로, 소정의 마진값을 갖고 다음 비콘 프레임이 수신될 것으로 예상되는 시각보다 일찍 수신기가 온(웨이크업(wakeup)) 되어야 한다.On the other hand, the network device 12 receiving the beacon frame from the network coordinator 11 must turn on the receiver before the time when the beacon frame is received in order to receive the beacon frame. Since the beacon period of the beacon frame transmitted from the network coordinator 11 may have an error, the receiver should be turned on (wakeup) earlier than the time when the next beacon frame is expected to be received with a predetermined margin value. .

그런데, 상기 표 1에 나타난 것과 같이, 비콘 주기는 지수적으로 증가하므로, 비콘 주기의 오차 또한 지수적으로 증가한다. 하기 표 2는 기본 비콘 주기의 오차가 0.5㎲인 경우에 대한 비콘 주기와 그 오차의 일례를 나타낸다.However, as shown in Table 1, since the beacon period increases exponentially, the error of the beacon period also increases exponentially. Table 2 below shows an example of the beacon period and the error when the error of the basic beacon period is 0.5 ms.

비콘 오더Beacon Order 비콘 주기(㎲)Beacon Cycle 오차(㎲)Error 00 15360.50015360.500 0.5000.500 1One 30721.00030721.000 1.0001.000 22 61442.00061442.000 2.0002.000 33 122884.000122884.000 4.0004.000 44 245768.000245768.000 8.0008.000 55 491536.000491536.000 16.00016.000 66 983072.000983072.000 32.00032.000 77 1966144.0001966144.000 64.00064.000 88 3932288.0003932288.000 128.000128.000 99 7864576.0007864576.000 256.000256.000 1010 15729152.00015729152.000 512.000512.000 1111 31458304.00031458304.000 1024.0001024.000 1212 62916608.00062916608.000 2048.0002048.000 1313 125833216.000125833216.000 4096.0004096.000 1414 251666432.000251666432.000 8192.0008192.000

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 코디네이터(11)의 기본 비콘 주기의 오차가 0.500㎲인 경우, 비콘 오더가 14일 때 오차는 8192㎲까지 증가하게 된다.As shown in Table 2, when the error of the basic beacon period of the coordinator 11 is 0.500 ms, the error increases to 8192 ms when the beacon order is 14.

통상 네트워크 디바이스(12)는 네트워크 코디네이터(11)가 갖는 정확한 오차를 알 수 없으므로, 종래에는 네트워크 디바이스(12)에서 대략적으로 네트워크 코디네이터(11)의 최대 오차값을 예측하여 비콘 프레임을 수신하기 위해 주기적으로 온되어야 한다. 따라서, 네트워크 디바이스(12)의 수신기가 온되는 시간이 실제 비콘 프레임을 수신하기 위한 시간보다 길어지는 문제점이 발생하였다. 즉, 오차를 감안한 소정의 마진값을 충분히 주어야 하므로 네트워크 디바이스(12)의 온 시간이 증가하게 되어 전력소모를 증가시키는 문제점이 발생하였다. 이러한 전력소모의 증가는 저전력소모를 주된 특징으로 하는 지그비에서는 치명적인 약점이 된다.In general, since the network device 12 cannot know the exact error of the network coordinator 11, the network device 12 can periodically estimate the maximum error value of the network coordinator 11 to periodically receive the beacon frame. Should come on. Thus, a problem has arisen in that the time for which the receiver of the network device 12 is turned on is longer than the time for receiving the actual beacon frame. That is, since the predetermined margin value should be given in consideration of the error, the on time of the network device 12 is increased, resulting in a problem of increasing power consumption. This increase in power consumption is a fatal weakness in Zigbee, which is characterized by low power consumption.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 지그비 시스템에서 네트워크 코디네이터에서 결정되는 비콘 프레임 전송 주기의 오차에 따라 네트워크 디바이스가 웨이크업할 수 있게 함으로써 불필요한 전력 소모를 절감할 수 있는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and its object is to reduce unnecessary power consumption by allowing a network device to wake up according to an error of a beacon frame transmission period determined by a network coordinator in a Zigbee system. The present invention provides a wake-up method for a network device in a Zigbee system.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서 본 발명은,The present invention as a technical configuration for achieving the above object,

네트워크 코디네이터에서 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계;Determining an error in a transmission period of a beacon frame in the network coordinator;

상기 결정된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 비콘 프레임에 삽입하는 단계;Inserting an error of a transmission period of the determined beacon frame into the beacon frame;

상기 네트워크 코디네이터가 상기 비콘 프레임을 송신하고, 네트워크 디바이스가 상기 송신된 비콘 프레임을 수신하는 단계;The network coordinator transmitting the beacon frame and the network device receiving the transmitted beacon frame;

상기 네트워크 디바이스에서 상기 수신된 비콘 프레임을 저장하는 단계; 및Storing the received beacon frame at the network device; And

상기 네트워크 디바이스에서 상기 수신된 비콘 프레임에 삽입된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차 따라 수신기를 온 시키는 시점을 결정하는 단계Determining a time point at which the receiver is turned on according to an error of a transmission period of a beacon frame inserted into the received beacon frame in the network device;

를 포함하는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법을 제공한다.It provides a wake-up method of a network device in a Zigbee system comprising a.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계는, 상기 네트워크 코디네이터에 포함된 수정발진기의 기준 주파수 오차에 따라 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the step of determining the error of the transmission period of the beacon frame, the step of determining the error of the transmission period of the beacon frame according to the reference frequency error of the crystal oscillator included in the network coordinator desirable.

또한, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계는, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 단위 백오프 주기의 배수로 결정하되, 상기 단위 백오프 주기의 배수는 상기 네트워크 코디네이터에 포함된 수정발진기의 기준 주파수 오차에 의한 비콘 프레임 송신 주기의 실제 시간 오차보다보다 큰값을 갖도록 결정하는 것이 더욱 바람직하다.The determining of an error of a transmission period of the beacon frame may include determining an error of the transmission period of the beacon frame as a multiple of a unit backoff period, wherein the multiple of the unit backoff period is a crystal oscillator included in the network coordinator. It is more preferable to determine to have a value larger than the actual time error of the beacon frame transmission period due to the reference frequency error of.

본 발명의 일실시형태에서, 상기 비콘 프레임에 삽입하는 단계는, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 상기 비콘 프레임 내의 임의의 필드로 정의하는 단계인 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the inserting into the beacon frame is preferably a step of defining an error in a transmission period of the beacon frame to any field in the beacon frame.

또한, 상기 비콘 프레임에 삽입하는 단계는, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 상기 비콘 프레임에 포함된 MAC 페이로드 내의 임의의 필드로 정의하는 단계인 것이 더욱 바람직하다.In addition, the step of inserting into the beacon frame, it is more preferable to define the error in the transmission period of the beacon frame to any field in the MAC payload included in the beacon frame.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to the person skilled in the art to which this invention belongs.

도 2는 본 발명에 따른 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법의 일실시형태를 도시한 플로우 차트이다. 본 발명은 네트워크 코디네이터에서 송신하는 비콘 프레임의 주기에 대한 오차 정보를 네트워크 디바이스에 전달하고, 네트워크 디바이스가 네트워크 코디네이터로부터 송신되는 비콘 프레임 주기의 오차에 따라 수신기를 온시키는 시각을 결정하는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해, 본 발명은 네트워크 디바이스가 비콘 프레임을 수신하기 위해 온 상태로 대기하는 시간을 절감할 수 있어 저전력 특성을 중요시하는 지그비에 적합하다.2 is a flow chart illustrating one embodiment of a wake up method of a network device in a Zigbee system in accordance with the present invention. The present invention is characterized by transmitting error information about the period of the beacon frame transmitted by the network coordinator to the network device, and determines the time to turn on the receiver according to the error of the beacon frame period transmitted from the network coordinator . Due to this feature, the present invention can save time for the network device to wait on to receive a beacon frame, which is suitable for ZigBee, where the low power characteristics are important.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일실시형태에 따른 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법을 설명한다. 1 and 2, a wake-up method of a network device in a Zigbee system according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일실시형태는 먼저, 네트워크 코디네이터(11)에서 네트워크 디바이스(12)로 송신할 비콘 프레임의 송신 주기(도 2에는 "비콘 주기"라 표시함)의 오차를 결정한다(S11). 네트워크 코디네이터(11)는, 네트워크 코디네이터(11) 내에 포함된 부품들의 동작 타이밍을 제어하기 위해 소정의 기준 주파수를 제공하는 수정 발진기(Xtal Oscillator)를 포함한다. 상기 비콘 프레임의 송신 주기도 이 수정 발진기에서 제공되는 기준 주파수에 따라 결정된다. 따라서, 수정 발진기에서 제공되는 기준 주파수에 오차가 발생하는 경우, 비콘 프레임의 송신 주기에도 오차가 발생하게 되는 것이다.In one embodiment of the present invention, first, an error of a transmission period of a beacon frame to be transmitted from the network coordinator 11 to the network device 12 (denoted as "beacon period" in FIG. 2) is determined (S11). The network coordinator 11 includes a crystal oscillator that provides a predetermined reference frequency for controlling the operation timing of the components included in the network coordinator 11. The transmission period of the beacon frame is also determined according to the reference frequency provided by this crystal oscillator. Therefore, when an error occurs in the reference frequency provided by the crystal oscillator, the error also occurs in the transmission period of the beacon frame.

본 발명은 네트워크 코디네이터(11)에 포함된 상기 수정 발진기에서 제공되는 기준 주파수 오차에 따른 비콘 프레임의 송신 주기 오차를 네트워크 디바이스(12)로 제공함으로써 네트워크 디바이스(12)가 웨이크업 되는 시점을 결정할 수 있게하는데 특징이 있다. The present invention can determine when the network device 12 wakes up by providing the network device 12 with the transmission period error of the beacon frame according to the reference frequency error provided by the crystal oscillator included in the network coordinator 11. It is characterized by.

즉, 네트워크 코디네이터(11)에서 네트워크 디바이스(12)로 송신할 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계(S11)는 네트워크 코디네이터(11)에 포함된 수정발진기의 기준 주파수 오차에 따라 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계이다. 이 때, 실제 네트워크 디바이스(12)로 송신되는 비콘 프레임의 송신 주기의 오차값은 단위 백오프(backoff) 주기의 배수로 결정되며, 이 단위 백오프 주기의 배수값은 수정 발진기의 기준 주파수 오차에 의한 시간 오차값보다 큰 것이 바람직하다. 백오프 주기는 네트워크 디바이스(12)의 동작 주기로써, 예를 들어 2.4 GHz 대역을 사용하는 지그비 시스템에서 상기 단위 백오프 주기는 320 ㎲이다. 즉, 2.4 GHz 대역을 사용하는 지그비 시스템에서, 수정 발진기의 기준 주파수 오차에 의한 비콘 프레임의 실제 시간 오차값이 500 ㎲라 하면, 단위 백오프 주기의 2배 값인 640 ㎲가 네트워크 디바이스(12)로 전송되는 비콘 프레임의 송신 주기 오차값이 된다.That is, determining the error of the transmission period of the beacon frame to be transmitted from the network coordinator 11 to the network device 12 (S11) according to the reference frequency error of the crystal oscillator included in the network coordinator 11 The step of determining the error of the transmission period of. At this time, the error value of the transmission period of the beacon frame transmitted to the actual network device 12 is determined as a multiple of the unit backoff period, the multiple value of the unit backoff period is due to the reference frequency error of the crystal oscillator It is desirable to be larger than the time error value. The backoff period is an operating period of the network device 12. For example, in a Zigbee system using the 2.4 GHz band, the unit backoff period is 320 mW. That is, in a Zigbee system using the 2.4 GHz band, if the actual time error value of the beacon frame due to the reference frequency error of the crystal oscillator is 500 ms, 640 ms, which is twice the unit backoff period, is transferred to the network device 12. It becomes the transmission period error value of the beacon frame transmitted.

이어, 네트워크 코디네이터(11)에서는, 상기와 같이 결정된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 비콘 프레임에 삽입한다(S12). 이 비콘 프레임의 송신 주기 오 차를 비콘 프레임에 삽입하는 단계(S12)는, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 상기 비콘 프레임 내에 임의의 필드로 정의하는 단계인 것이 바람직하다. 특히, 이 상기 비콘 프레임에 삽입하는 단계는, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 상기 비콘 프레임에 포함된 MAC 페이로드 내의 임의의 필드로 정의하는 단계인 것이 더욱 바람직하다.Next, the network coordinator 11 inserts the error of the transmission period of the beacon frame determined as described above into the beacon frame (S12). Inserting the transmission period error of the beacon frame into the beacon frame (S12), it is preferable that the step of defining the error of the transmission period of the beacon frame to any field in the beacon frame. In particular, the step of inserting into the beacon frame is more preferably a step of defining the error in the transmission period of the beacon frame to any field in the MAC payload included in the beacon frame.

도 3은 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 비콘 프레임에 삽입하는 단계(S12)를 설명하기 위해 제공되는 일반적인 비콘 프레임의 구조도(도 3의 (a)) 및 본 발명에 따른 비콘 프레임의 구조도(도 3의 (b))이다. 3 is a structural diagram of a general beacon frame provided to explain the step (S12) of inserting the error of the transmission period of the beacon frame into the beacon frame (Fig. 3 (a)) and the structure of the beacon frame according to the present invention Fig. 3 (b).

먼저 도 3의 (a)에 도시된 지그비 표준에 따른 일반적인 비콘 프레임의 구조를 간단하게 설명하면 다음과 같다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 비콘 프레임은, MAC 헤더(MAC Header)(100)와, MAC 페이로드(MAC payload)(200) 및 MAC 푸터(MAC FooteR: MFR)(300)의 세 부분으로 이루어진다.First, the structure of a general beacon frame according to the Zigbee standard shown in (a) of FIG. 3 will be briefly described as follows. As shown in FIG. 3A, the beacon frame includes a MAC header 100, a MAC payload 200, and a MAC footer (MFR) 300. It consists of three parts.

상기 MAC 헤더(100)는 비콘 식별자를 포함하는 프레임 제어필드(Frame Control field)(110), 현재 프레임에 대한 시퀀스 넘버를 나타내는 시퀀스 넘버필드(Sequence Number field), 소스 어드레스를 포함하는 어드레싱 필드(Addressing field)를 포함한다. The MAC header 100 includes a frame control field 110 including a beacon identifier, a sequence number field indicating a sequence number for the current frame, and an addressing field including a source address. field).

상기 MAC 페이로드(MAC payload)(200)는 송수신의 시간관리를 위해 논리적 시간슬롯을 정의하는 슈퍼프레임 상세 정보필드(Superframe Specification field)(210)와, 특정 네트워크 디바이스에게 보장된 시간 슬롯을 제공하기 위한 정보를 포함하는 GTS(Guaranteed Time Slot)필드(220)와, 네트워크 디바이스에 전송 할 데이타가 발생한 경우 전송할 네트워크 디바이스의 주소를 포함하는 펜딩 주소 필드(Pending Address field)(230) 및 비콘 페이로드(Beaconpayload)(240)를 포함한다.The MAC payload 200 provides a superframe specification field 210 that defines a logical timeslot for time management of transmission and reception, and provides a guaranteed time slot to a specific network device. A guaranteed time slot (GTS) field 220 including information for a field, a pending address field 230 including an address of a network device to be transmitted when data to be transmitted to the network device is generated, and a beacon payload ( Beaconpayload) 240.

상기 MAC 푸터(MFR)(300)는 전송되는 프레임의 에러 확인을 위한 프레임 체크 섬(Frame Check Sum: FCS)을 포함한다.The MAC footer (MFR) 300 includes a frame check sum (FCS) for error checking of a transmitted frame.

본 발명에서는 도 3의 (b)에 도시된 것과 같이, 비콘 프레임의 MAC 페이로드(200)에 추가적으로 비콘 프레임의 송신 주기의 오차에 대한 정보를 담은 별도의 필드(Xtal error field)(250)를 정의하여 삽입한다. 이와 같이, 네트워크 코디네이터에서 결정된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차는, 비콘 프레임의 MAC 페이로드(200)에 추가적인 필드로 정의되어 네트워크 디바이스로 전달됨으로써 네트워크 디바이스가 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 정확하게 파악할 수 있게 된다.In the present invention, as shown in Figure 3 (b), in addition to the MAC payload 200 of the beacon frame additional field (Xtal error field) 250 containing information on the error of the transmission period of the beacon frame Define it and insert it. As such, the error of the transmission period of the beacon frame determined by the network coordinator is defined as an additional field in the MAC payload 200 of the beacon frame and transmitted to the network device, so that the network device can accurately determine the error of the transmission period of the beacon frame. Will be.

다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 네트워크 코디네이터(11)가 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 포함하는 비콘 프레임을 송신하고(S13), 네트워크 디바이스가 이 비콘 프레임을 수신한다(S21).1 and 2, the network coordinator 11 transmits a beacon frame including an error in the transmission period of the beacon frame (S13), and the network device receives the beacon frame (S21).

이어, 비콘 프레임의 송신 주기 오차를 포함한 비콘 프레임을 수신한 네트워크 디바이스(12)는, 수신된 비콘 프레임을 내부의 메모리에 저장하고(S22), 저장된 비콘 프레임의 MAC 페이로드(도 3 (b)의 200)에 삽입된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 정의한 필드(도 3 (b)의 250)를 판독하여 수신기를 온 시키는 시점을 결정 한다(S23).Subsequently, the network device 12 that receives the beacon frame including the transmission period error of the beacon frame stores the received beacon frame in the internal memory (S22), and the MAC payload of the stored beacon frame (FIG. 3 (b)). The time point at which the receiver is turned on is determined by reading a field (250 of FIG. 3B) which defines an error of a transmission period of the beacon frame inserted in the reference numeral 200).

이와 같이, 본 발명은, 네트워크 코디네이터(11)에서 결정되는 비콘 프레임의 송신 주기 오차에 대한 정보를 네트워크 디바이스(12)에 전달함으로써, 네트워크 디바이스(12)는 추후의 비콘 프레임을 수신하기 위한 웨이크업 시점을 효과적으로 결정할 수 있게된다. 이로써, 비콘 프레임의 송신 주기 오차에 대한 정보 없이 대략적으로 많은 여유를 두고 미리 웨이크업하여 비콘 프레임 수신을 대기하던 종래 기술에 비해 전력소모를 절감할 수 있게 된다. 이와 같은 특징은 저전력 특성이 절대적으로 요구되는 센서 네트워크에 적용시 매우 효과적이다.As described above, the present invention transmits the information about the transmission period error of the beacon frame determined by the network coordinator 11 to the network device 12 so that the network device 12 wakes up to receive a later beacon frame. Effectively determine the point of view. As a result, power consumption can be reduced as compared with the prior art, which waits for a beacon frame reception by waking up in advance without any information on the transmission period error of the beacon frame. This feature is very effective when applied to a sensor network where low power is absolutely required.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 네트워크 코디네이터에서 결정되는 비콘 프레임 전송 주기의 오차에 대한 정보를 네트워크 디바이스로 전달하여 네트워크 디바이스가 비콘 프레임 전송 주기의 오차에 맞추어 적절한 시점에 웨이크업할 수 있게 함으로써, 저전력 특성을 요구하는 지그비 시스템에서의 불필요한 전력 소모를 절감할 수 있는 우수한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by transmitting the information about the error of the beacon frame transmission period determined by the network coordinator to the network device to enable the network device to wake up at an appropriate time in accordance with the error of the beacon frame transmission period Therefore, it is possible to reduce unnecessary power consumption in a Zigbee system requiring low power characteristics.

Claims (5)

네트워크 코디네이터에서 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계;Determining an error in a transmission period of a beacon frame in the network coordinator; 상기 결정된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 비콘 프레임에 삽입하는 단계;Inserting an error of a transmission period of the determined beacon frame into the beacon frame; 상기 네트워크 코디네이터가 상기 비콘 프레임을 송신하고, 네트워크 디바이스가 상기 송신된 비콘 프레임을 수신하는 단계;The network coordinator transmitting the beacon frame and the network device receiving the transmitted beacon frame; 상기 네트워크 디바이스에서 상기 수신된 비콘 프레임을 저장하는 단계; 및Storing the received beacon frame at the network device; And 상기 네트워크 디바이스에서 상기 수신된 비콘 프레임에 삽입된 비콘 프레임의 송신 주기의 오차 따라 수신기를 온 시키는 시점을 결정하는 단계Determining a time point at which the receiver is turned on according to an error of a transmission period of a beacon frame inserted into the received beacon frame in the network device; 를 포함하는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법.Wake-up method of a network device in a Zigbee system comprising a. 제1항에 있어서, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계는,The method of claim 1, wherein determining the error of the transmission period of the beacon frame, 상기 네트워크 코디네이터에 포함된 수정발진기의 기준 주파수 오차에 따라 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법.And determining an error of a transmission period of the beacon frame according to a reference frequency error of the crystal oscillator included in the network coordinator. 제2항에 있어서, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 결정하는 단계는,The method of claim 2, wherein the determining of the error of the transmission period of the beacon frame, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 단위 백오프 주기의 배수로 결정하되, 상기 단위 백오프 주기의 배수는 상기 네트워크 코디네이터에 포함된 수정발진기의 기준 주파수 오차에 의한 비콘 프레임 송신 주기의 실제 시간 오차보다 큰값을 갖는 것을 특징으로 하는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법.The error of the transmission period of the beacon frame is determined as a multiple of the unit backoff period, wherein the multiple of the unit backoff period is larger than the actual time error of the beacon frame transmission period due to the reference frequency error of the crystal oscillator included in the network coordinator. Wake-up method of a network device in a Zigbee system, characterized in that having a. 제1항에 있어서, 상기 비콘 프레임에 삽입하는 단계는,The method of claim 1, wherein the step of inserting into the beacon frame, 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 상기 비콘 프레임 내의 임의의 필드로 정의하는 단계인 것을 특징으로 하는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법.And defining an error in a transmission period of the beacon frame as an arbitrary field in the beacon frame. 제4항에 있어서, 상기 비콘 프레임에 삽입하는 단계는,The method of claim 4, wherein the inserting into the beacon frame comprises: 상기 비콘 프레임의 송신 주기의 오차를 상기 비콘 프레임에 포함된 MAC 페이로드 내의 임의의 필드로 정의하는 단계인 것을 특징으로 하는 지그비 시스템에서 네트워크 디바이스의 웨이크업 방법.Wakeup method of a network device in a Zigbee system, characterized in that for defining the error in the transmission period of the beacon frame to any field in the MAC payload included in the beacon frame.
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