KR102028315B1

KR102028315B1 - Optimization method and system for performance improvement and efficient management of wireless mesh network

Info

Publication number: KR102028315B1
Application number: KR1020180071908A
Authority: KR
Inventors: 홍순진; 박정우; 김영진
Original assignee: (주)제이엠피시스템
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2019-10-04

Abstract

Disclosed in the present invention are a method and system for optimizing the performance of a wireless mesh network. According to the present invention, the method for optimizing the performance may comprise: a step of connecting a plurality of nesh points with one or more hops to form a wireless mesh network; a performance testing step of performing a ping test repeatedly while changing a received signal strength indication (RSSI) threshold set; and an optimal condition determination step of determining optimal RSSI threshold set using a ping test result. According to the present invention, since the performance optimization can be performed automatically when constructing a wireless mesh network, installation is much easier. In addition, it is possible to more conveniently check and manage a status of each wireless device.

Description

Optimization method and system for performance improvement and efficient management of wireless mesh network

본 발명은 무선 메쉬 네트워크에 관한 것으로서, 구체적으로는 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 각 메쉬 포인트(MP)의 설정 파라미터 중에서 수신신호강도(RSSI)의 문턱값(threshold)을 조정해가면서 망의 성능을 최적화하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless mesh network. More specifically, the present invention relates to optimizing the performance of a network by adjusting a threshold of a received signal strength (RSSI) among configuration parameters of each mesh point (MP) constituting a wireless mesh network. To a method and system.

IEEE 802.11s 기반의 무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Network)는 중계 기능을 가지는 다수의 무선기기가 멀티 홉으로 연결되어 백홀(backhaul) 네트워크를 구성하며, 각 무선기기가 다수의 무선기기와 연결될 수 있으므로 다수의 통신 경로를 제공할 수 있다. In IEEE 802.11s-based wireless mesh network, a plurality of wireless devices having a relay function are connected by multi-hop to form a backhaul network, and each wireless device may be connected to a plurality of wireless devices. It can provide a communication path of.

무선 메쉬 네트워크를 구성하는 각 무선기기는 메쉬 포인트(Mesh Point; MP)라고 하며, MP 중에서 중계 기능과 함께 AP(Access Point) 기능을 수행하는 것을 메쉬 엑세스 포인트(Mesh Access Point; MAP)라 하고, MP 중에서 외부 인터넷망에 유선으로 연결되어 일종의 게이트웨이 역할을 하는 것을 메쉬 포털 포인트(Mesh Portal Point, MPP) 또는 루트(Root) MP 라고 한다.Each wireless device constituting the wireless mesh network is called a mesh point (MP), and performing an AP (Access Point) function with a relay function among the MPs is called a mesh access point (MAP), Among the MPs, a wired connection to an external internet network acts as a gateway, called a mesh portal point (MPP) or a root MP.

도 1 은 무선 메쉬 네트워크의 토폴로지를 예시한 것으로서, MP(21) 내지 MP(25)가 서로 무선으로 연결되어 백홀 네트워크를 구성하고, 무선서비스 영역 내에 위치하는 각종 센서(40), 카메라(50), STA(31) 내지 STA(34) 등이 이러한 무선 메쉬 네트워크를 통해 인터넷(30)과 연결되는 모습을 나타내고 있다.FIG. 1 illustrates a topology of a wireless mesh network, in which MPs 21 to 25 are wirelessly connected to each other to form a backhaul network, and various sensors 40 and cameras 50 are located in a wireless service area. , STAs 31 to 34 are connected to the Internet 30 through such a wireless mesh network.

MP(21) 내지 MP(25) 중에서 인터넷(10)에 연결된 MP(21)은 루트 MP에 해당하고, STA(31) 내지 STA(34)에 대해 AP의 역할을 하는 MP(24)와 MP(25)는 MAP에 해당한다.The MPs 21 connected to the Internet 10 among the MPs 21 to 25 correspond to the root MP, and the MPs 24 and MPs serving as APs to the STAs 31 to 34 are represented as MPs. 25) corresponds to MAP.

도면에 나타낸 바와 같이, MP(21) 내지 MP(25)에는 각종 센서(40) 및/또는 CCTV 카메라(50)가 연결될 수 있다. 이 경우 무선 메쉬 네트워크는 센서 네트워크 또는 사물인터넷(IoT) 서비스의 인프라로 활용될 수 있다.As shown in the figure, various sensors 40 and / or CCTV cameras 50 may be connected to the MPs 21 to 25. In this case, the wireless mesh network may be utilized as an infrastructure of a sensor network or an IoT service.

STA(31) 내지 STA(34)는 MAP(24,25)와의 근거리 무선통신 무선 통신서비스를 이용하는 단말로서, 스마트폰, 태블릿PC, 노트북 등의 사용자 단말일 수도 있고, 근거리 무선통신모듈이 탑재된 산업용 장비, 의료용 장비, 교육용 장비, 차량, 로봇, 액츄에이터 등일 수도 있다. STA(31) 내지 STA(34)는 MAP(24,25)와 근거리 무선통신을 하는 각종 센서 또는 카메라일 수도 있다.STA (31) to STA (34) is a terminal using a short-range wireless communication wireless communication service with the MAP (24, 25), may be a user terminal, such as a smart phone, tablet PC, laptop, etc. Industrial equipment, medical equipment, educational equipment, vehicles, robots, actuators and the like. The STAs 31 to 34 may be various sensors or cameras that perform short-range wireless communication with the MAPs 24 and 25.

MP(21) 내지 MP(25) 간의 통신이나 MAP(24,25)와 STA(31) 내지 STA(34) 간의 통신에는 근거리 무선통신기술이 사용되며, IEEE 802.11s 기반의 무선 메쉬 네트워크에서는 IEEE 802.11n, 11ac 등의 무선랜(WiFi) 기술을 이용한다.Short-range wireless communication technology is used for communication between the MPs 21 to MP25 or between the MAPs 24 and 25 and the STAs 31 to 34, and in an IEEE 802.11s-based wireless mesh network, IEEE 802.11s are used. Wireless LAN (WiFi) technologies such as n and 11ac are used.

이러한 무선 메쉬 네트워크를 이용하면 통신케이블이 설치되지 않은 장소에서도 다수의 MP를 적절히 배치하여 통신망을 구축할 수 있고, 다수의 MP 가 무선으로 연결되면 다수의 우회 경로가 확보되므로 하나의 MP가 고장 나더라도 다른 경로를 통하여 데이터를 전송할 수 있다. 또한 하나의 MP의 통신 영역(coverage)이 넓지 않더라도 인접 MP를 경유하여 멀티 홉으로 통신할 수 있으므로 낮은 전력으로도 원거리 통신이 가능하게 된다. By using such a wireless mesh network, even in places where communication cables are not installed, a plurality of MPs can be appropriately arranged to establish a communication network, and when a plurality of MPs are connected wirelessly, a plurality of bypass paths are secured so that one MP fails. Also, data can be transmitted through another path. In addition, even if the coverage of one MP is not wide, communication can be performed in multiple hops through adjacent MPs, thereby enabling long-distance communication with low power.

따라서 무선 메쉬 네트워크를 구축하면, 종래의 유선 인프라 기반의 무선 네트워크에 비하여 설치비용을 크게 절감할 수 있고, 망의 확장이나 망 구조의 변경이 용이한 이점이 있다.Therefore, when building a wireless mesh network, it is possible to significantly reduce the installation cost compared to the wireless network based on the conventional wired infrastructure, there is an advantage that it is easy to expand the network or change the network structure.

그런데 무선 메쉬 네트워크는 주로 학교, 공장, 놀이공원, 농장 등과 같이 매우 넓은 영역에 설치되는 것이므로 실제 구축을 위해서는 수 백 또는 수 천 미터 반경에 걸쳐 수십 대의 무선기기를 분산 설치하고, 설치된 무선기기 간의 통신을 연결하고, 네트워크 성능을 최적화하는 등의 복잡한 과정을 거쳐야 하므로 설치작업이 불편한 단점이 있다.However, since the wireless mesh network is mainly installed in a very large area such as a school, a factory, an amusement park, or a farm, for the actual construction, distributed dozens of wireless devices are distributed over hundreds or thousands of meters, and communication between the installed wireless devices is performed. The installation work is inconvenient because it has to go through a complicated process such as connecting and optimizing network performance.

또한 광범위한 영역에 분산 설치된 무선기기 중에서 하나라도 고장이 발생하면 해당 기기까지 일일이 이동해서 점검을 해야 하고, 대부분의 무선기기가 높은 곳에 설치되므로 고소작업차를 동원해야 하는 등 유지 보수 작업이 불편한 단점도 있다.In addition, if any one of the wireless devices distributed in a wide area breaks down, it must be checked and moved to the corresponding device one by one, and since most wireless devices are installed in high places, maintenance work is inconvenient. have.

한국공개특허 제10-2017-0078108호(2017.07.07 공개)Korean Patent Publication No. 10-2017-0078108 (published Jul. 7, 2017)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 무선 메쉬 네트워크를 구축할 때 각 무선기기의 상태를 보다 편리하게 확인할 수 있고 네트워크 성능 최적화 작업을 보다 간편하고 효과적으로 수행할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and when the wireless mesh network is constructed, the purpose of the present invention is to more conveniently check the status of each wireless device and to perform network performance optimization tasks more simply and effectively.

또한 본 발명은 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 무선기기를 보다 효과적으로 관리할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention to more effectively manage the wireless device constituting the wireless mesh network.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 다수의 메쉬 포인트를 하나 이상의 홉(hop)으로 연결하여 무선 메쉬 네트워크를 형성하는 단계; 수신신호강도(RSSI) 문턱값 세트를 변경하면서 핑(PING) 테스트를 반복 수행하는 성능 테스트 단계; 핑 테스트 결과값을 이용하여 최적 RSSI 문턱값 세트를 결정하는 최적조건 결정 단계를 포함하는 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 방법을 제공한다.In order to achieve this object, one aspect of the present invention comprises the steps of connecting a plurality of mesh points in one or more hops to form a wireless mesh network; Performing a ping test repeatedly while changing a received signal strength (RSSI) threshold set; Provided is a performance optimization method of a wireless mesh network including an optimal condition determining step of determining an optimal RSSI threshold set using a ping test result value.

본 발명의 일 양상에 따른 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 방법에 있어서, 상기 최적조건결정 단계에서는, 핑 테스트 결과값을 이용하여 다수의 RSSI 문턱값 세트를 후보 세트로 선택하고, 후보 세트 각각에 대한 iperf 테스트를 수행한 결과값을 이용하여 최적 RSSI 문턱값 세트를 결정할 수 있다.In the method for optimizing the performance of a wireless mesh network according to an aspect of the present invention, in the optimal condition determining step, a plurality of RSSI threshold sets are selected as candidate sets using ping test result values, and iperf for each candidate set. The result of the test may be used to determine an optimal set of RSSI thresholds.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 방법에 있어서, 상기 무선 메쉬 네트워크의 가용 통신채널은 다수이며, 상기 성능 테스트 단계에서는 각 가용 통신채널마다 RSSI 문턱값 세트를 변경하면서 핑(PING) 테스트를 반복 수행하고, 상기 최적조건 결정단계에서는 최적 통신채널과 최적 RSSI 문턱값 세트를 함께 결정할 수 있다.In addition, in the performance optimization method of the wireless mesh network according to an aspect of the present invention, there are a plurality of available communication channels of the wireless mesh network, and in the performance test step, a ping (PING) is performed while changing the RSSI threshold value set for each available communication channel. ) Test is repeated, and the optimal condition determination step may determine the optimal communication channel and the optimal RSSI threshold set together.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 방법에 있어서, 상기 무선 메쉬 네트워크는 각각 다른 통신채널을 이용하는 다수의 메쉬 네트워크를 포함하고, 상기 성능 테스트 단계에서는, 적어도 하나의 메쉬 포인트에 대해 소속 네트워크를 변경시키면서 상기 다수의 메쉬 네트워크 전부에 대하여 수신신호강도(RSSI) 문턱값 세트를 변경하면서 핑(PING) 테스트를 반복 수행하고, 상기 최적조건 결정단계에서는, 상기 다수의 메쉬 네트워크의 전체 성능을 최적화하는 최적 RSSI 문턱값 세트와 최적 네트워크 토폴로지를 결정할 수 있다.In addition, in the performance optimization method of a wireless mesh network according to an aspect of the present invention, the wireless mesh network includes a plurality of mesh networks each using a different communication channel, and in the performance testing step, at least one mesh point The PING test is repeatedly performed while changing the belonging network while changing a received signal strength (RSSI) threshold set for all of the plurality of mesh networks, and in the determining of the optimum condition, the overall performance of the plurality of mesh networks. The optimal set of RSSI thresholds and optimal network topology can be determined.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 방법에 있어서, 상기 성능 테스트 단계는, 각 메쉬 포인트의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 값을 변경하는 과정을 포함하고, 각 MCS 값마다 RSSI 문턱값 세트를 변경하면서 핑(PING) 테스트를 반복 수행할 수 있다.In addition, in the performance optimization method of the wireless mesh network according to an aspect of the present invention, the performance testing step includes the step of changing the Modulation and Coding Scheme (MCS) value of each mesh point, RSSI threshold for each MCS value You can repeat the PING test while changing the value set.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 방법에 있어서, 상기 성능 테스트 단계에서 RSSI 문턱값 세트 변경으로 인해 무선 메쉬 네트워크에서 이탈하는 메쉬 포인트가 발생하면 변경된 RSSI 문턱값 세트에 대한 핑 테스트를 생략하고 이탈한 메쉬 포인트에 대한 네트워크 연결 프로세스를 수행하며, 상기 네트워크 연결 프로세스는, 루트 메쉬 포인트가 저전력광역통신을 통해 이탈한 메쉬 포인트로 RSSI 문턱값 변경을 요청하고, 이탈한 메쉬 포인트가 요청에 응하여 RSSI 문턱값을 변경하는 과정을 포함할 수 있다.In addition, in the performance optimization method of the wireless mesh network according to an aspect of the present invention, if a mesh point is generated leaving the wireless mesh network due to the RSSI threshold set change in the performance test step, a ping test for the changed RSSI threshold set Omit a network connection process for the mesh point that has escaped, wherein the network connection process requests the RSSI threshold to be changed to a mesh point where the root mesh point escaped through low power wide area communication, and the mesh point requested And in response to changing the RSSI threshold.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 방법에 있어서, 상기 핑 테스트 결과값은 노드간 신호왕복시간(T_ij)의 평균값(Ave), 최대값(Max), 최소값(Min) 및 손실횟수(Loss)를 포함하며, 상기 최적조건 결정단계에서는, 각 RSSI 문턱값 세트마다 평균값 총합(Ave Total)을 산출하고, 평균값 총합이 가장 작은 세트를 최적 RSSI 문턱값 세트로 결정할 수 있다. 이때 상기 핑 테스트 결과값 중에서 최대값 및 손실횟수가 설정기준을 충족하는 세트 중에서 평균값 총합이 가장 작은 세트를 최적 RSSI 문턱값 세트로 결정할 수 있다.In addition, in the performance optimization method of the wireless mesh network according to an aspect of the present invention, the ping test result value is the average value (Ave), maximum value (Max), minimum value (Min) of the signal reciprocating time (T _ij ) between nodes and The loss condition (Loss) is included, and in the determination of the optimum condition, an average value (Ave Total) may be calculated for each RSSI threshold value set, and a set having the smallest average value sum may be determined as an optimal RSSI threshold value set. At this time, the set of the smallest average sum of the maximum value and the loss count among the ping test result set satisfying the setting criteria may be determined as the optimal RSSI threshold value set.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 방법에 있어서, 무선 메쉬 네트워크를 형성하는 단계에서는, 루트 메쉬 포인트에서 무선 메쉬 네트워크에 연결되지 않은 미연결 메쉬 포인트가 있는지 여부를 확인하고 미연결 메쉬 포인트가 있으면 네트워크 연결 프로세스를 수행하며, 상기 네트워크 연결 프로세스는, 상기 루트 메쉬 포인트가 저전력광역통신을 통해 미연결 메쉬 포인트로 RSSI 문턱값 변경 또는 재부팅을 요청하고, 미연결 메쉬 포인트가 요청에 응하여 RSSI 문턱값을 변경하거나 재부팅하는 과정을 포함할 수 있다.In addition, in the method for optimizing the performance of a wireless mesh network according to an aspect of the present invention, in the forming of the wireless mesh network, it is determined whether there is an unconnected mesh point not connected to the wireless mesh network at the root mesh point and disconnected. If there is a mesh point, the network connection process is performed. The network connection process requests that the root mesh point change or reboot the RSSI threshold to an unconnected mesh point through low power wide area communication, and the unconnected mesh point responds to the request. It may include a process of changing or rebooting the RSSI threshold.

본 발명의 다른 양상은, 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 다수의 메쉬 포인트; 상기 무선 메쉬 네트워크의 최적화 프로세스를 수행하는 것으로서, 적어도 하나의 메쉬 포인트로 RSSI 문턱값 변경을 요청하는 문턱값 변경요청부와, RSSI 문턱값 세트가 변경될 때마다 핑(PING) 테스트를 반복 수행하는 성능테스트부와, 핑 테스트 결과값을 이용하여 최적 RSSI 문턱값 세트를 결정하는 최적조건판단부를 구비하는 관리모듈을 포함하는 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 시스템을 제공한다.Another aspect of the invention is a plurality of mesh points constituting a wireless mesh network; An optimization process of the wireless mesh network is performed. The threshold change request unit requesting a RSSI threshold value change to at least one mesh point, and a ping test is repeatedly performed whenever the RSSI threshold value is changed. Provided is a performance optimization system for a wireless mesh network including a performance test unit and a management module having an optimal condition determination unit for determining an optimal RSSI threshold set using a ping test result value.

본 발명에 따른 성능 최적화 시스템에서, 상기 관리모듈은 적어도 하나의 메쉬포인트에 대해 통신채널 변경을 요청하는 채널변경요청부를 포함하며, 상기 성능테스트부는 다수의 통신채널마다 RSSI 문턱값 세트를 변경하면서 핑 테스트를 반복 수행하고, 상기 최적조건판단부는 핑 테스트 결과값을 이용하여 최적 통신채널과 최적 RSSI 문턱값 세트를 함께 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 관리모듈은 다수의 메쉬 포인트 중에서 루트 메쉬 포인트에 탑재되거나 상기 루트 메쉬 포인트와 인터넷으로 연결된 관리자단말에 탑재되어 실행되는 소프트웨어일 수 있다.In the performance optimization system according to the present invention, the management module includes a channel change request unit requesting a communication channel change for at least one mesh point, and the performance test unit pings the RSSI threshold value for each communication channel while changing a set of RSSI thresholds. The test is repeatedly performed, and the optimum condition determination unit may determine the optimal communication channel and the optimal RSSI threshold set together using the ping test result. In this case, the management module may be software mounted on a root mesh point among a plurality of mesh points or mounted on an administrator terminal connected to the root mesh point via the Internet.

또한 본 발명에 따른 성능 최적화 시스템에서, 상기 관리모듈은, 무선 메쉬 네트워크에서 이탈한 메쉬 포인트가 있는지 여부를 감시하는 연결감시부와, 이탈한 메쉬 포인트가 확인되면 네트워크 연결 프로세스를 수행하는 연결복원부를 포함하고, 상기 네트워크 연결 프로세스는 다수의 메쉬 포인트 중에서 루트 메쉬 포인트가 저전력광역통신을 통해 이탈한 메쉬 포인트로 RSSI 문턱값 변경 또는 재부팅을 요청하고, 이탈한 메쉬 포인트가 요청에 응하여 RSSI 문턱값을 변경하거나 재부팅하는 과정을 포함할 수 있다.In addition, in the performance optimization system according to the present invention, the management module, the connection monitoring unit for monitoring whether there is a mesh point that has escaped from the wireless mesh network, and the connection restoration unit for performing a network connection process if the departure mesh point is confirmed The network connection process includes requesting to change or reboot the RSSI threshold to a mesh point from which a root mesh point has escaped through low power wide area communication among a plurality of mesh points, and changing the RSSI threshold value in response to the request. Or rebooting.

본 발명의 또 다른 양상은, 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 다수의 메쉬 포인트; 입력단을 통해 메쉬 포인트 개수, 메쉬 포인트간 거리, 통신채널, 지형지물정보 및 트래픽정보가 입력되면, 딥러닝 알고리즘을 적용하여 상기 무선 메쉬 네트워크의 최적 RSSI 문턱값 세트를 산출하는 관리모듈을 포함하는 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화 시스템을 제공한다.Another aspect of the invention is a plurality of mesh points constituting a wireless mesh network; When the number of mesh points, distance between mesh points, communication channel, feature information, and traffic information is input through an input terminal, a wireless management module including a management module for calculating an optimal RSSI threshold set of the wireless mesh network by applying a deep learning algorithm Provides a performance optimization system for mesh networks.

본 발명의 또 다른 양상은, 다수의 메쉬 포인트로 이루어진 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화를 위한 관리모듈에 있어서, 적어도 하나의 메쉬 포인트로 RSSI 문턱값 변경을 요청하는 문턱값 변경요청부; RSSI 문턱값 세트가 변경될 때마다 핑(PING) 테스트를 반복 수행하는 성능테스트부; 핑 테스트 결과값을 이용하여 최적 RSSI 문턱값 세트를 결정하는 최적조건판단부를 포함하는 무선 메쉬 네트워크의 성능 최적화를 위한 관리모듈을 제공한다.In still another aspect of the present invention, there is provided a management module for optimizing a performance of a wireless mesh network including a plurality of mesh points, comprising: a threshold value change request unit requesting a RSSI threshold value change to at least one mesh point; A performance test unit repeatedly performing a ping test whenever the RSSI threshold value is changed; Provided is a management module for optimizing the performance of a wireless mesh network including an optimal condition determination unit that determines an optimal RSSI threshold set using a ping test result value.

본 발명에 따르면, 무선 메쉬 네트워크를 구축할 때 성능 최적화 작업을 자동으로 수행할 수 있으므로 설치작업이 훨씬 간편해지는 이점이 있다. 또한 각 무선기기의 상태를 보다 편리하게 확인 및 관리할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the performance optimization can be performed automatically when building a wireless mesh network, there is an advantage that the installation is much simpler. In addition, there is an effect that can more conveniently check and manage the status of each wireless device.

도 1은 무선 메쉬 네트워크의 토폴로지를 예시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크 시스템의 구성도
도 3은 관리모듈과 루트 메쉬 포인트의 구성을 나타낸 블록도
도 4는 관리모듈의 최적화실행부의 블록도
도 5는 관리모듈의 망관리부의 블록도
도 6은 메쉬 포인트의 구성을 나타낸 블록도
도 7은 메쉬 액세스 포인트의 구성을 나타낸 블록도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크 관리시스템에서 무선 메쉬 네트워크를 형성하는 과정을 나타낸 흐름도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 성능 최적화 방법을 나타낸 흐름도
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 성능 최적화 방법을 나타낸 흐름도
도 11 및 도 12는 무선 메쉬 네트워크의 여러 토폴로지를 예시한 도면
도 13은 여러 종류의 RSSI 문턱값 세트를 예시한 도면
도 14는 핑테스트 결과를 예시한 도면
도 15 는 무선 서비스영역에 다수의 메쉬 네트워크가 형성된 모습을 예시한 도면
도 16은 메쉬 포인트가 소속 네트워크를 변경한 모습을 나타낸 도면
도 17은 딥러닝 알고리즘의 인공신경망 구성을 예시한 도면1 illustrates a topology of a wireless mesh network.
2 is a block diagram of a wireless mesh network system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the management module and the root mesh point
4 is a block diagram of an optimization execution unit of the management module;
5 is a block diagram of a network management unit of the management module
6 is a block diagram showing the configuration of a mesh point.
7 is a block diagram showing the configuration of a mesh access point.
8 is a flowchart illustrating a process of forming a wireless mesh network in a wireless mesh network management system according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a performance optimization method according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a performance optimization method according to another embodiment of the present invention.
11 and 12 illustrate various topologies of a wireless mesh network.
13 illustrates various types of RSSI threshold sets.
14 illustrates the results of a ping test.
FIG. 15 is a diagram illustrating a plurality of mesh networks formed in a wireless service area. FIG.
FIG. 16 is a diagram illustrating a mesh point changing a network to which the mesh point belongs. FIG.
17 is a diagram illustrating an artificial neural network configuration of a deep learning algorithm

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

참고로 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결, 결합, 또는 통신하는 경우는, 다른 구성요소와 직접적으로 연결, 결합, 또는 통신하는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결, 결합, 또는 통신하는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 직접 결합되는 경우는 중간에 다른 요소가 개재되지 않는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함 또는 구비하는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에 첨부된 도면은 발명의 요지를 이해하기 쉽도록 예시한 것에 불과하므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 제한되어서는 아니 됨을 미리 밝혀 둔다.For reference, in the present specification, when one element is connected, coupled, or communicates with another element, the element is not only directly connected, coupled, or communicated with another element, but also between other elements. And indirectly connecting, coupling, or communicating. In addition, when one component is directly connected to or directly coupled to another component, it means that another element is not interposed in the middle. In addition, any part includes or includes a certain component, which means that the component may further include or include other components, except for the absence of other components. In addition, the drawings attached to the present specification are only illustrated to facilitate understanding of the gist of the present invention, and thus, the scope of the present invention should not be limited.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크 시스템은, 도 2에 예시한 바와 같이, 루트 메쉬 포인트(100), 메쉬 포인트(200) 및 메쉬 액세스 포인트(300)를 포함하는 메쉬 네트워크와, 메쉬 네트워크의 성능 최적화와 관리를 위해 설치된 관리모듈(400)을 포함한다.As illustrated in FIG. 2, a wireless mesh network system according to an embodiment of the present invention includes a mesh network including a root mesh point 100, a mesh point 200, and a mesh access point 300, and a mesh network. It includes a management module 400 installed for performance optimization and management of the.

메쉬 네트워크를 구성하는 각 메쉬 포인트(100,200,300)는 자동으로 인접 노드를 검색하고 피어링크를 연결하는 기능과, 데이터 통신을 중계하는 기능과, 다중 경로가 존재하는 경우에 경로를 선택하는 라우팅 기능을 가진다. Each mesh point (100, 200, 300) constituting the mesh network has a function of automatically searching for adjacent nodes and connecting peer links, relaying data communication, and routing functions for selecting paths when multiple paths exist. .

이 중에서 루트 메쉬 포인트(100)는 인터넷(10)에 유선으로 연결되어 게이트웨이 역할을 하고, 메쉬 액세스 포인트(300)는 서비스영역에 진입하거나 설치된 각종 무선기기에 무선서비스 제공하는 AP 역할을 한다.Among these, the root mesh point 100 is connected to the Internet 10 by wire and serves as a gateway, and the mesh access point 300 serves as an AP for providing wireless service to various wireless devices installed or entering a service area.

도 2에는 관리모듈(400)이 루트 메쉬 포인트(100)에 연결되는 단말인 것으로 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 관리모듈(400)은, 도 2에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 인터넷(10)을 통해 루트 메쉬 포인트(100)에 연결되는 단말일 수도 있고, 메쉬 포인트(200) 또는 메쉬 액세스 포인트(300)에 연결되는 단말일 수도 있다.2 shows that the management module 400 is a terminal connected to the root mesh point 100, but is not limited thereto. Accordingly, the management module 400 may be a terminal connected to the root mesh point 100 through the Internet 10, as indicated by a dotted line in FIG. 2, and may be connected to the mesh point 200 or the mesh access point 300. It may be a terminal to be connected.

또한 도면에는 관리모듈(400)이 메쉬 포인트(100,200,300)와 독립된 하드웨어를 가지는 단말인 것으로 나타내었으나 이에 한정되지 않는다. 따라서 관리모듈(300)은 인터넷(10)에 연결된 관리자 단말에 설치되어 실행되는 소프트웨어일 수도 있고, 루트 메쉬 포인트(100), 메쉬 포인트(200) 또는 메쉬 액세스 포인트(300)에 설치되어 실행되는 소프트웨어일 수도 있다.In addition, the drawing shows that the management module 400 is a terminal having hardware independent of the mesh points 100, 200, and 300, but is not limited thereto. Accordingly, the management module 300 may be software installed and executed in an administrator terminal connected to the Internet 10, or software installed and executed in a root mesh point 100, a mesh point 200, or a mesh access point 300. It may be.

루트 메쉬 포인트(100)는, 도 3의 블록도에 나타낸 바와 같이, 피어링크연결부(110), 라우팅부(120), 설정값변경부(130), 저장부(140), 무선통신부(150), 유선통신부(160), 저전력광역통신부(170), 프로세서(190) 등을 포함할 수 있다. 도면에는 나타내지 않았으나 루트 메쉬 포인트(100)는 전원공급부를 포함하며, 관리자가 조작할 수 있는 키패드, 터치스크린 등의 입력장치와 LCD, LED 등의 표시장치를 포함할 수도 있다.As shown in the block diagram of FIG. 3, the root mesh point 100 includes a peer link connection unit 110, a routing unit 120, a setting value changing unit 130, a storage unit 140, and a wireless communication unit 150. , Wired communication unit 160, low-power wide area communication unit 170, processor 190, and the like. Although not shown in the drawing, the root mesh point 100 may include a power supply unit, and may include an input device such as a keypad and a touch screen, which can be operated by an administrator, and a display device such as an LCD and an LED.

피어링크연결부(110)는 IEEE 802.11s 표준에 따라 전원이 켜지면 자동으로 소정의 비컨(beacon) 신호를 송수신함으로써 인접한 메쉬포인트(100,200,300)를 검색하고 무선통신을 연결하는 역할을 한다.The peer link connection unit 110 transmits and receives a beacon signal automatically when the power is turned on according to the IEEE 802.11s standard, and searches for adjacent mesh points 100, 200, and 300 to connect wireless communication.

라우팅부(120)는 피어 링크된 이웃 노드(메쉬포인트)들의 정보를 획득하고 이를 이용하여 최적경로를 결정하는 역할을 한다. 루트 메쉬 포인트(100)의 라우팅부(120)는 이웃 노드의 정보는 물론이고 멀티 홉으로 연결되어 있는 모든 노드(MP,MAP)의 정보를 획득하여 네트워크 토폴로지를 확인할 수도 있다.The routing unit 120 acquires information of peer-linked neighbor nodes (mesh points) and determines an optimal path using the information. The routing unit 120 of the root mesh point 100 may check the network topology by acquiring the information of all nodes MP and MAP connected by multi-hop as well as the information of the neighbor nodes.

설정값변경부(130)는 관리자의 입력 또는 관리모듈(400)의 요청에 응하여 루트 메쉬 포인트(100)에 저장된 각종 설정값을 변경하는 역할을 한다. The setting value changing unit 130 serves to change various setting values stored in the root mesh point 100 in response to an input of an administrator or a request of the management module 400.

특히 본 발명의 실시예에서는 관리모듈(400)이 네트워크 최적화 프로세스를 수행할 때 관리모듈(400)의 요청신호에 응하여 루트 메쉬 포인트(100)의 설정값 중에서 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indication)의 문턱값(threshold)을 변경하거나 통신채널(주파수대역)을 변경하는 역할을 한다. In particular, in the embodiment of the present invention, when the management module 400 performs the network optimization process, the received signal strength (RSSI: Received Signal Strength Indication) among the set values of the root mesh point 100 in response to a request signal of the management module 400. It changes the threshold of) or changes the communication channel (frequency band).

또한 설정값변경부(130)는 관리모듈(400)의 요청신호에 응하여 설정값 중에서 MCS(Modulation and Coding Scheme) 값을 변경할 수도 있다.In addition, the setting value changing unit 130 may change a modulation and coding scheme (MCS) value among the setting values in response to a request signal from the management module 400.

피어링크연결부(110), 라우팅부(120), 설정값변경부(130) 중에서 적어도 하나는 펌웨어 또는 소프트웨어의 형태로 루트 메쉬 포인트(100)에 탑재될 수 있다.At least one of the peer link connection unit 110, the routing unit 120, and the setting value changing unit 130 may be mounted on the root mesh point 100 in the form of firmware or software.

저장부(140)는 RAM 등의 임시 메모리와 ROM 등의 반영구적인 메모리를 포함할 수 있다. 저장부(140)는 루트 메쉬 포인트(100)의 동작을 위한 운영체제, 각종 응용 소프트웨어, 각종 파라미터 및 데이터를 저장한다.The storage unit 140 may include a temporary memory such as a RAM and a semi-permanent memory such as a ROM. The storage 140 stores an operating system, various application software, various parameters, and data for the operation of the root mesh point 100.

무선통신부(150)는 인접 노드(메쉬 포인트)와의 근거리 무선통신을 수행하는 것으로서, 예를 들어 WiFi 통신모듈을 포함할 수도 있고, 지그비(Zigbee) 등과 같은 다른 종류의 근거리 통신모듈을 포함할 수도 있다.The wireless communication unit 150 performs short-range wireless communication with an adjacent node (mesh point), and may include, for example, a WiFi communication module, or may include another type of short-range communication module such as Zigbee. .

유선통신부(160)는 인터넷(10)과의 유선통신을 지원한다.The wired communication unit 160 supports wired communication with the Internet 10.

저전력광역통신부(170)는 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 각 메쉬포인트(100,200,300)의 감시 및 관리를 위한 것으로서, 예를 들어LoRa(Long Range Wide Area Network), NB-Iot(NarrowBand-Internet of Things), LTE-MTC(LTE-M) 등의 저전력 광역(Low Power Wide-Area: LPWA) 통신기술을 이용할 수 있다. The low power wide area communication unit 170 is for monitoring and managing each mesh point (100, 200, 300) constituting the wireless mesh network, for example, Long Range Wide Area Network (LoRa), Narrow-Band-Internet of Things (NB-Iot), Low Power Wide-Area (LPWA) communication technologies such as LTE-MTC (LTE-M) can be used.

LoRa통신은 약 900MHz의 비면허대역 주파수를 사용하며, 소용량의 데이터를 약 0.3kbps 내지 50Kbps의 속도로 전송하므로 전력소비가 매우 적어서 10년 이상의 배터리 수명을 기대할 수 있는 이점이 있다. 또한 LoRa통신은 도시의 경우 약 10km, 농촌/준도시 지역의 경우 약15km 의 매우 넓은 네트워크 커버리지를 가지므로 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 전체 메쉬 포인트(100,200,300)를 감시 및 관리하기 용이한 이점이 있다. LoRa communication uses an unlicensed band frequency of about 900MHz, and transmits a small amount of data at a rate of about 0.3kbps to 50Kbps, so the power consumption is very low, and there is an advantage of expecting a battery life of more than 10 years. In addition, since LoRa communication has a very wide network coverage of about 10 km in cities and about 15 km in rural and semi-urban areas, it is easy to monitor and manage the entire mesh points (100, 200, 300) constituting the wireless mesh network.

NB-Iot 통신은 이동통신망을 통해 제공되는 협대역 사물 인터넷 표준으로서, 수백 kbps 이하의 데이터 전송 속도와 10 km 이상의 광역 서비스를 지원할 수 있다. 또한 LTE MTC는 이동통신표준화기구(3GPP)가 릴리스12(Release12)에 규정한 IoT 전용 통신 규격으로서, 기존 LTE망을 활용할 수 있으므로 광역 서비스가 가능하다. NB-Iot communication is a narrowband IoT standard provided through mobile networks, and can support data transmission speeds of several hundred kbps or less and wide area services of 10 km or more. In addition, LTE MTC is an IoT-specific communication standard defined by Release 12 (Release12) by the Mobile Telecommunication Standardization Organization (3GPP), and can use a wide area service because it can utilize an existing LTE network.

한편 저전력광역통신부(170)가 이용할 수 있는 통신기술의 종류는 전술한 것에 한정되지는 않으며, 메쉬 네트워크를 커버할 수 있는 저전력 통신기술은 제한 없이 적용될 수 있다.Meanwhile, the type of communication technology that can be used by the low power wide area communication unit 170 is not limited to the above, and a low power communication technology that may cover the mesh network may be applied without limitation.

프로세서(190)는 루트 메쉬 포인트(100)에 탑재된 소프트웨어 또는 펌웨어를 실행하는 CPU(central processing unit) 또는 연산 코어(processing core)일 수 있다. 또한 프로세서(190)는 전기적으로 연결된 다른 구성 요소들을 제어하고 연산을 수행하는 처리 회로(processing circuit)일 수 있다.The processor 190 may be a central processing unit (CPU) or a processing core (processing core) that executes software or firmware mounted on the root mesh point 100. The processor 190 may also be a processing circuit that controls other components that are electrically connected and performs operations.

도 3에 나타낸 바와 같이, 루트 메쉬 포인트(100)에는 관리모듈(400)이 연결되거나, 전술한 바와 같이 소프트웨어 형태로 탑재될 수 있다.As shown in FIG. 3, the management module 400 may be connected to the root mesh point 100 or may be mounted in software as described above.

관리모듈(400)은 메쉬 네트워크의 성능 최적화 프로세스를 수행하는 최적화실행부(410)와, 각 메쉬 포인트(100,200,300)의 망 이탈 여부를 감시하고 복원하는 망관리부(430)를 포함할 수 있다.The management module 400 may include an optimization execution unit 410 for performing a performance optimization process of the mesh network, and a network management unit 430 for monitoring and restoring whether the mesh points 100, 200, and 300 are out of the network.

최적화실행부(410)는 도 4의 블록도에 나타낸 바와 같이, 문턱값 변경요청부(412), 채널 변경요청부(414), 성능테스트부(416), 최적조건판단부(418) 등을 포함할 수 있다.As shown in the block diagram of FIG. 4, the optimization execution unit 410 may include a threshold value change request unit 412, a channel change request unit 414, a performance test unit 416, an optimal condition determination unit 418, and the like. It may include.

문턱값 변경요청부(412)는 최적화 프로세스를 수행하는 중에 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 메쉬 포인트(100,200,300)의 일부 또는 전부에 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indication)의 문턱값(threshold)을 변경하도록 요청하는 역할을 한다.The threshold value change request unit 412 changes the threshold of received signal strength (RSSI) to some or all of the mesh points 100, 200, and 300 constituting the wireless mesh network during the optimization process. To serve as a request.

채널 변경요청부(414)는 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 메쉬 포인트(100,200,300)의 일부 또는 전부에 이웃 메쉬 포인트와 연결되는 통신채널(주파수대역)을 변경하도록 요청하는 역할을 한다. The channel change request unit 414 serves to request a part or all of the mesh points 100, 200, and 300 constituting the wireless mesh network to change a communication channel (frequency band) connected to a neighboring mesh point.

채널 변경요청부(414)는 최적화 프로세스를 수행할 때는 단일 메쉬 네트워크를 구성하는 전체 메쉬 포인트(100,200,300)에 대해 채널변경을 요청하며, 만일 후술하는 바와 같이 특정 메쉬 포인트(200,300)의 소속 네트워크를 변경하고자 하는 경우에는 해당 메쉬 포인트(200,300)에만 채널변경을 요청할 수 있다.When performing the optimization process, the channel change request unit 414 requests a channel change for all mesh points 100, 200, and 300 constituting a single mesh network, and changes the network to which a specific mesh point 200, 300 belongs as described later. If you want to change the channel can be requested only to the mesh point (200,300).

성능테스트부(416)는 메쉬 네트워크의 성능을 테스트하는 것으로서 본 발명의 실시예에서는 메쉬 네트워크에서의 신호전송속도를 테스트한다.The performance test unit 416 tests the performance of the mesh network, and in the embodiment of the present invention, tests the signal transmission speed in the mesh network.

예를 들어 성능테스트부(416)는 루트 메쉬 포인트(100)를 제어하여 각 메쉬포인트(200,300)에 대한 PING(Packet Internet Grouper) 테스트를 수행하며, 이를 통해 루트 메쉬 포인트(100)에 하나 이상의 홉(hop)으로 연결된 각 메쉬포인트(200,300) 까지의 신호왕복시간을 확인한다.For example, the performance test unit 416 controls the root mesh point 100 to perform a PING (Packet Internet Grouper) test for each mesh point 200, 300, thereby at least one hop to the root mesh point 100. Check signal return time to each mesh point (200,300) connected by (hop).

성능테스트부(416)는 각 메쉬포인트(200,300)마다 수 내지 수십 회의 핑 테스트를 반복 수행하고, 신호왕복시간의 최소값, 최대값 및 평균값을 저장할 수 있다.The performance test unit 416 may repeatedly perform several to several tens of ping tests for each mesh point 200 and 300, and store the minimum, maximum and average values of the signal reciprocating time.

특히 본 발명의 실시예에서는 문턱값 변경요청부(412)의 제어에 따라 메쉬 포인트(100,200,300)의 전체 또는 일부에 대해 RSSI 문턱값을 변경하고, RSSI 문턱값이 변경될 때마다 성능테스트부(416)가 각 메쉬포인트(200,300)마다 수 내지 수십 회의 핑 테스트를 반복 수행하고 신호왕복시간의 최소값, 최대값, 평균값, 손실횟수 등을 저장할 수 있다.In particular, in the embodiment of the present invention, the RSSI threshold is changed for all or part of the mesh points 100, 200, and 300 under the control of the threshold value change request unit 412, and the performance test unit 416 whenever the RSSI threshold is changed. ) Repeats the ping test several to several tens of times for each mesh point (200,300), and can store the minimum, maximum, average, loss of the signal reciprocating time.

또한 본 발명의 실시예에서는 채널 변경요청부(414)의 제어에 따라 메쉬 포인트(100,200,300)의 전체 또는 일부에 대해 통신채널을 변경하고, 통신채널이 변경될 때마다 성능테스트부(416)가 각 메쉬포인트(200,300)마다 수 내지 수십 회의 핑 테스트를 반복 수행하고 신호왕복시간의 최소값, 최대값, 평균값, 손실횟수 등을 저장할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the communication channel is changed for all or part of the mesh points 100, 200, and 300 according to the control of the channel change request unit 414, and the performance test unit 416 may change each time the communication channel is changed. Ping tests may be repeated several to tens of times per mesh point (200,300), and the minimum, maximum, average, and loss times of the signal reciprocating time may be stored.

또한 성능테스트부(416)는 PING 테스트를 수행한 후 선택된 성능이 우수한 복수의 후보군에 대하여 iperf 테스트를 수행할 수 있다. Iperf 테스트는 루트 메쉬 포인트(100)에서 각 메쉬 포인트(200,300)로 데이터 스트림을 전송하여 네트워크 대역폭 등을 측정하는 방식으로 진행되며, 최적조건판단부(418)는 iperf테스트에서 더 나은 성능을 발휘한 후보를 최적조건으로 결정할 수 있다.In addition, the performance test unit 416 may perform an iperf test on a plurality of candidate groups having excellent performance after performing the PING test. The Iperf test is performed by measuring a network bandwidth by transmitting a data stream from the root mesh point 100 to each mesh point 200 and 300, and the optimum condition determining unit 418 performs better in the iperf test. Candidates can be determined as optimal.

최적조건판단부(418)는 성능테스트부(416)의 테스트 결과를 분석하여 각 메쉬포인트(100,200,300)마다 최적의 RSSI 문턱값을 결정한다. 최적의 RSSI 문턱값을 결정하는 구체적인 방법은 후술하기로 한다.The optimum condition determination unit 418 analyzes the test result of the performance test unit 416 to determine an optimal RSSI threshold value for each mesh point 100, 200, 300. A detailed method of determining an optimal RSSI threshold will be described later.

최적의 RSSI 문턱값은 무선 메쉬 네트워크 전체의 신호전송속도를 고려하여 결정되며, 이때 각 메쉬포인트(100,200,300)의 RSSI 문턱값은 서로 다른 값으로 결정될 수도 있고 일부 또는 전부는 동일한 값으로 결정될 수도 있다.The optimal RSSI threshold is determined in consideration of the signal transmission speed of the entire wireless mesh network. At this time, the RSSI thresholds of the mesh points 100, 200, and 300 may be determined to be different values, or some or all of them may be determined to be the same value.

또한 최적조건판단부(418)는 성능테스트부(416)의 테스트 결과를 분석하여 전체 메쉬포인트(100,200,300)에 대해 최적의 통신채널을 결정할 수도 있다. In addition, the optimal condition determination unit 418 may analyze the test result of the performance test unit 416 to determine the optimal communication channel for the entire mesh points (100, 200, 300).

망관리부(430)는 도 5의 블록도에 나타낸 바와 같이, 연결감시부(432)와 연결복원부(434)를 포함할 수 있다.As shown in the block diagram of FIG. 5, the network manager 430 may include a connection monitoring unit 432 and a connection restoration unit 434.

연결감시부(432)는 루트 메쉬 포인트(100)의 라우팅부(120)를 통해 네트워크 토폴로지 정보를 확인하고, 이를 통해 무선 메쉬 네트워크에서 이탈한 무선기기가 있는지 여부를 주기적으로 확인한다. 이를 위해 관리모듈(400)은 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 모든 무선기기의 정보를 저장하고 있거나 획득할 수 있어야 한다.The connection monitoring unit 432 checks the network topology information through the routing unit 120 of the root mesh point 100, and periodically checks whether there is a wireless device that deviates from the wireless mesh network. To this end, the management module 400 should be able to store or obtain information of all the wireless devices constituting the wireless mesh network.

연결복원부(434)는 무선 메쉬 네트워크에서 이탈한 무선기기가 있는 경우에 해당 무선기기 또는 이웃 무선기기로 소정의 복원요청신호를 전송하여 상태를 점검하고 설정값을 변경하여 메쉬 네트워크에 연결시키는 역할을 한다. The connection restoration unit 434 transmits a predetermined restoration request signal to a corresponding wireless device or a neighboring wireless device when there is a wireless device that is separated from the wireless mesh network, and checks the status and changes a setting value to connect to the mesh network. Do it.

한편 연결복원부(434)는 루트 메쉬 포인트(100)의 저전력광역통신부(170)를 통해 복원요청신호를 전송하는 것이 바람직하다. 일반적으로 LoRa 등 저전력광역통신의 커버리지가 각 메쉬 포인트(100,200,300)의 커버리지 보다 훨씬 넓기 때문에 일부 메쉬 포인트(100,200,300)에 장애가 있는 경우를 대비하여 루트 메쉬 포인트(100)의 저전력광역통신부(170)를 통해 모든 메쉬 포인트(100,200,300)를 감시하고 관리하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the connection restoration unit 434 preferably transmits a restoration request signal through the low power wide area communication unit 170 of the root mesh point 100. In general, since the coverage of low-power wide area communication such as LoRa is much wider than that of each mesh point (100, 200, 300), the low-power wide area communication unit 170 of the root mesh point (100) in case of failure in some mesh points (100, 200, 300). It is desirable to monitor and manage all mesh points 100, 200, 300.

메쉬 포인트(200)는, 도 6의 블록도에 나타낸 바와 같이, 피어링크연결부(210), 라우팅부(220), 설정값변경부(230), 저장부(240), 무선통신부(250), 무선콘솔(270), 프로세서(290) 등을 포함할 수 있다. 도면에는 나타내지 않았으나 메쉬 포인트(200)는 전원공급부를 포함하며, 관리자가 조작할 수 있는 키패드, 터치스크린 등의 입력장치와 LCD, LED 등의 표시장치를 포함할 수도 있다.As shown in the block diagram of FIG. 6, the mesh point 200 includes a peer link connection unit 210, a routing unit 220, a setting value changing unit 230, a storage unit 240, a wireless communication unit 250, It may include a wireless console 270, a processor 290, and the like. Although not shown in the drawing, the mesh point 200 includes a power supply unit, and may include an input device such as a keypad and a touch screen, which can be operated by an administrator, and a display device such as an LCD or an LED.

피어링크연결부(210)는 IEEE 802.11s 표준에 따라 전원이 켜지면 자동으로 소정의 비컨(beacon) 신호를 송수신함으로써 인접한 메쉬포인트(100,200,300)를 검색하고 무선통신을 연결하는 역할을 한다.The peer link connector 210 searches for adjacent mesh points (100, 200, 300) and connects wireless communication by automatically transmitting and receiving a beacon signal when the power is turned on according to the IEEE 802.11s standard.

라우팅부(220)는 피어 링크된 이웃 노드(메쉬포인트)들의 정보를 획득하고 이를 이용하여 최적경로를 결정하는 역할을 한다. 메쉬 포인트(200)의 라우팅부(220)는 이웃 노드의 정보는 물론이고 멀티 홉으로 연결되어 있는 모든 노드(MP,MAP)의 정보를 획득하여 저장하거나 획득한 정보를 루트 메쉬 포인트(100)로 제공할 수 있다.The routing unit 220 obtains information on peer-linked neighbor nodes (mesh points) and determines the optimal path using the information. The routing unit 220 of the mesh point 200 acquires and stores information of all nodes (MP, MAP) connected as well as neighbor nodes as well as information of neighboring nodes to the root mesh point 100. Can provide.

설정값변경부(230)는 관리자의 입력 또는 관리모듈(400)의 요청에 응하여 루트 메쉬 포인트(100)로부터 전송된 명령에 따라 메쉬 포인트(200)에 저장된 각종 설정값을 변경하는 역할을 한다. The setting value changing unit 230 serves to change various setting values stored in the mesh point 200 according to a command transmitted from the root mesh point 100 in response to an administrator's input or a request of the management module 400.

본 발명의 실시예에서는 관리모듈(400)이 네트워크 최적화 프로세스를 수행할 때 관리모듈(400)의 요청에 응하여 메쉬 포인트(200)의 설정값 중에서 수신신호강도(RSSI: Received Signal Strength Indication)의 문턱값(threshold)을 변경하거나 통신채널(주파수대역)을 변경하는 역할을 한다. In the embodiment of the present invention, when the management module 400 performs the network optimization process, the threshold of the received signal strength (RSSI) among the set values of the mesh point 200 in response to a request of the management module 400. It changes the threshold or changes the communication channel (frequency band).

또한 무선 서비스 영역에 다수의 메쉬 네트워크가 구축된 경우에는, 설정값변경부(230)는 관리모듈(400)의 요청에 응하여 메쉬ID 등을 변경할 수 있으며, 이를 통해 메쉬 포인트(200)를 다른 메쉬 네트워크에 연결시킬 수도 있다. In addition, when a plurality of mesh networks are established in the wireless service area, the setting value changing unit 230 may change the mesh ID or the like in response to a request of the management module 400, and thus may change the mesh point 200 to another mesh. You can also connect to a network.

또한 설정값변경부(230)는 관리모듈(400)의 요청에 응하여 메쉬 포인트(200)의 설정값 중에서 MCS(Modulation and Coding Scheme) 값을 변경하는 역할을 할 수도 있다.In addition, the setting value changing unit 230 may serve to change a Modulation and Coding Scheme (MCS) value among the setting values of the mesh point 200 in response to a request of the management module 400.

피어링크연결부(210), 라우팅부(220), 설정값변경부(230) 중에서 적어도 하나는 펌웨어 또는 소프트웨어의 형태로 메쉬 포인트(200)에 탑재될 수 있다.At least one of the peer link connection unit 210, the routing unit 220, and the setting value changing unit 230 may be mounted on the mesh point 200 in the form of firmware or software.

저장부(240)는 RAM 등의 임시 메모리와 ROM 등의 반영구적인 메모리를 포함할 수 있다. 저장부(240)는 메쉬 포인트(200)의 동작을 위한 운영체제, 각종 응용 소프트웨어, 각종 파라미터 및 데이터를 저장한다.The storage unit 240 may include a temporary memory such as a RAM and a semi-permanent memory such as a ROM. The storage unit 240 stores an operating system, various application software, various parameters, and data for the operation of the mesh point 200.

무선통신부(250)는 인접 메쉬 포인트(100,200,300)와의 근거리 무선통신을 수행하는 것으로서, 예를 들어 WiFi 통신모듈을 포함할 수도 있고, 지그비(Zigbee) 등과 같은 다른 종류의 근거리 통신모듈을 포함할 수도 있다.The wireless communication unit 250 performs short-range wireless communication with adjacent mesh points 100, 200, and 300, and may include, for example, a WiFi communication module, or may include another type of short-range communication module such as Zigbee. .

무선콘솔(270)은 해당 메쉬 포인트(200)의 감시와 관리를 위한 것으로서, 저전력광역통신부(272), 설정변경요청부(274), 모니터링부(276)를 포함할 수 있다.The wireless console 270 is for monitoring and managing the mesh point 200, and may include a low power wide area communication unit 272, a setting change request unit 274, and a monitoring unit 276.

저전력광역통신부(272)는 루트 메쉬 포인트(100)의 저전력광역통신부(170)와의 데이터 송수신을 수행한다.The low power wide area communication unit 272 performs data transmission and reception with the low power wide area communication unit 170 of the root mesh point 100.

설정변경요청부(274)는 저전력광역통신부(272)를 통해 소정의 복원요청신호가 수신되면, 이에 대응하는 설정값 변경요청신호를 프로세서(290)로 제공한다. 복원요청신호 및 설정값 변경요청신호는 RSSI 문턱치 변경요청신호일 수도 있고, 통신채널 변경요청신호일 수도 있고, 재부팅 요청신호일 수도 있다.When the predetermined change request signal is received through the low power wide area communication unit 272, the setting change request unit 274 provides a setting value change request signal to the processor 290. The restoration request signal and the set value change request signal may be RSSI threshold change request signals, communication channel change request signals, or reboot request signals.

모니터링부(276)는 주기적으로 또는 관리모듈(400)의 요청에 응하여 해당 메쉬 포인트(200)의 상태정보를 저전력광역통신부(272)를 통해 송출하며, 루트 메쉬 포인트(200)에 연결 또는 탑재된 관리모듈(400)의 망관리부(430)는 각 메쉬포인트(200,300)의 모니터링부(276,376)에서 송출된 정보를 바탕으로 무선 메쉬 네트워크의 상태를 감시하고 관리한다.The monitoring unit 276 transmits the state information of the mesh point 200 through the low power wide area communication unit 272 periodically or in response to a request of the management module 400, and is connected or mounted to the root mesh point 200. The network management unit 430 of the management module 400 monitors and manages the state of the wireless mesh network based on the information transmitted from the monitoring units 276 and 376 of each mesh point 200 or 300.

이러한 무선콘솔(270)은 메쉬 포인트(200)를 구성하는 무선기기와는 별개로 제작하여 해당 무선기기에 연결될 수도 있다. 예를 들어 해당 무선기기의 하우징 내측면에 장착될 수 있다.The wireless console 270 may be manufactured separately from the wireless device constituting the mesh point 200 and connected to the corresponding wireless device. For example, it can be mounted on the inner surface of the housing of the wireless device.

메쉬 포인트(200)와 독립적으로 제작하는 경우에는 무선콘솔(270)에 별도의 프로세서(도면에는 나타내지 않았음)가 설치될 수 있다. 이 경우 설정변경요청부(274)는 무선콘솔(270)의 프로세서에 의해 실행되는 펌웨어 또는 소프트웨어의 형태로 제공될 수 있다.In case of manufacturing independently from the mesh point 200, a separate processor (not shown) may be installed in the wireless console 270. In this case, the setting change request unit 274 may be provided in the form of firmware or software executed by a processor of the wireless console 270.

프로세서(290)는 메쉬 포인트(200)에 탑재된 소프트웨어 또는 펌웨어를 실행하는 CPU(central processing unit) 또는 연산 코어(processing core)일 수도 있고, 소정의 연산을 수행하는 처리 회로(processing circuit)일 수도 있다.The processor 290 may be a central processing unit (CPU) or a processing core that executes software or firmware mounted on the mesh point 200, or may be a processing circuit that performs a predetermined operation. have.

메쉬 액세스 포인트(300)는, 도 7의 블록도에 나타낸 바와 같이, 피어링크연결부(310), 라우팅부(320), 설정값변경부(330), 저장부(340), 제1 무선통신부(350), 제2 무선통신부(360), 무선콘솔(370), 프로세서(390) 등을 포함할 수 있다.As shown in the block diagram of FIG. 7, the mesh access point 300 includes a peer link connection unit 310, a routing unit 320, a setting value changing unit 330, a storage unit 340, and a first wireless communication unit ( 350, the second wireless communication unit 360, the wireless console 370, the processor 390, and the like.

메쉬 액세스 포인트(300)의 피어링크연결부(310), 라우팅부(320), 설정값변경부(330), 저장부(340), 제1 무선통신부(350), 무선콘솔(370) 및 프로세서(390)는 각각 메쉬 포인트(200)의 피어링크연결부(210), 라우팅부(220), 설정값변경부(230), 저장부(240), 무선통신부(250), 무선콘솔(270), 프로세서(290)와 같은 기능을 하므로 설명을 생략한다.Peer link connection unit 310 of the mesh access point 300, routing unit 320, setting value changing unit 330, storage unit 340, the first wireless communication unit 350, wireless console 370 and processor ( 390 is a peer link connector 210, routing unit 220, setting value change unit 230, storage unit 240, wireless communication unit 250, wireless console 270, processor of the mesh point 200, respectively The same function as (290) is omitted.

제2 무선통신부(360)는 무선 메쉬 네트워크의 서비스영역에 진입하거나 설치된 무선기기에 대해 액세스 포인트(AP)로서의 근거리 무선통신을 수행한다. 제2 무선통신부(360)는 WiFi 를 지원하는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 다른 종류의 근거리 무선통신을 지원할 수도 있다.The second wireless communication unit 360 performs short-range wireless communication as an access point (AP) for a wireless device that enters or installs a service area of a wireless mesh network. The second wireless communication unit 360 preferably supports WiFi, but is not necessarily limited thereto, and may support other types of short range wireless communication.

한편 도면에는 나타내지 않았지만, 인터넷(10)에 연결되어 게이트웨이 역할을 하는 루트 메쉬 포인트(100)에는 IP주소를 할당하는 DHCP (Dynamic　Host　Configuration　Protocol) 서버가 탑재되고, 메쉬 포인트(200)와 메쉬 액세스 포인트(300)에는 DHCP클라이언트가 탑재될 수 있다.Although not shown in the drawing, the root mesh point 100 connected to the Internet 10 and serving as a gateway is equipped with a DHCP (Dynamic Host Host Configuration Protocol) server for allocating an IP address, and the mesh point 200 and the mesh access point. The DHCP client may be mounted at 300.

이하에서는 도 8를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크의 구축 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of constructing a wireless mesh network according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.

먼저 무선 메쉬 네트워크를 구축하고자 하는 영역의 지형지물과 무선기기의 통신 커버리지 등을 고려하여 서비스영역 내에서 각 기기의 위치와 역할을 결정하고, 정해진 위치마다 루트 메쉬 포인트(100), 메쉬 포인트(200) 및 메쉬 액세스 포인트(300) 등의 역할을 수행하는 기기를 설치한다. 이때 루트 메쉬 포인트(100)에 해당하는 기기는 인터넷(10)에 연결한다.First, the location and role of each device are determined in the service area in consideration of the feature of the area where the wireless mesh network is to be constructed and the communication coverage of the wireless device, and the root mesh point 100 and the mesh point 200 for each predetermined location. And a device that performs a role such as a mesh access point 300. At this time, the device corresponding to the root mesh point 100 connects to the Internet 10.

그리고 각 기기마다 RSSI 문턱값, 통신채널 등의 초기 설정값을 입력하여 저장한다. 이때 각 기기에 해당 무선 메쉬 네트워크의 식별정보(예, 메쉬ID 등)를 입력하여 저장하는 것이 바람직하다. (ST11)Each device inputs and stores initial setting values such as RSSI threshold value and communication channel. In this case, it is preferable to input and store identification information (eg, mesh ID) of the corresponding wireless mesh network to each device. (ST11)

이어서 각 기기에 전원을 인가하면, 각 기기에 구비된 피어링크연결부(110,210,310)가 IEEE 802.11s 무선 네트워크 기술에 따라 자동으로 인접 기기를 검색하고 서로 통신을 연결하여 메쉬 네트워크를 구축한다. Subsequently, when power is applied to each device, the peer link connection units 110, 210, and 310 provided in each device automatically search for neighboring devices according to the IEEE 802.11s wireless network technology and establish a mesh network by connecting communication with each other.

이들 기기 중에서 메쉬 포인트(200)와 메쉬 액세스 포인트(300)는 자신의 정보 및 연결된 이웃 노드의 정보를 루트 메쉬 포인트(300)로 전송한다. (ST12)Among these devices, the mesh point 200 and the mesh access point 300 transmit their information and the information of the connected neighbor node to the root mesh point 300. (ST12)

루트 메쉬 포인트(300)는 수집된 정보를 이용하여 설치된 모든 무선기기가 하나 이상의 인접 기기와 연결되어 무선 메쉬 네트워크를 구성하고 있는지 여부를 확인한다. (ST13)The root mesh point 300 checks whether all installed wireless devices are connected to at least one adjacent device using the collected information to form a wireless mesh network. (ST13)

ST13 단계에서 모든 무선기기가 무선 메쉬 네트워크에 포함된 것으로 확인되면, 관리모듈(400)은 루트 메쉬 포인트(300)를 통해 최적화 프로세스를 진행한다. (ST14)If it is confirmed in step ST13 that all the wireless devices are included in the wireless mesh network, the management module 400 proceeds to the optimization process through the root mesh point (300). (ST14)

만일 ST13 단계에서, 설정 시간이 지나도록 무선 메쉬 네트워크에 연결되지 않은 무선기기가 있는 것으로 확인되면, 관리모듈(400)의 망관리부(430)는 루트 메쉬 포인트(100)의 저전력광역통신부(170)를 통해 수신기기의 식별정보(MAC 주소 등)를 포함하는 소정의 설정값 변경요청신호를 송출할 수 있다. If it is determined in step ST13 that there is a wireless device that is not connected to the wireless mesh network after the set time, the network manager 430 of the management module 400 is the low-power wide area communication unit 170 of the root mesh point 100 Through a predetermined set value change request signal including the identification information (MAC address, etc.) of the receiver can be transmitted.

한편 관리모듈(400)의 망관리부(430)는 설정값 변경요청신호와 함께 또는 이를 대신하여 재부팅 요청신호를 송출할 수도 있다. 기기의 재부팅만으로 장애가 복구되어 정상적으로 네트워크에 연결되는 경우도 많기 때문이다.Meanwhile, the network manager 430 of the management module 400 may transmit a reboot request signal together with or instead of the setting value change request signal. This is because failures can be recovered only by rebooting the device and connecting to the network normally.

설정값 변경요청신호는 예를 들어 RSSI 문턱값 변경을 요청하는 신호일 수도 있고, 통신채널을 변경하는 신호일 수도 있다.The setting value change request signal may be, for example, a signal for requesting a RSSI threshold change or a signal for changing a communication channel.

미연결 무선기기의 무선콘솔(270,370)은 저전력광역통신부(272,372)를 통해 설정값 변경요청신호를 수신하면 설정변경요청부(274,374)를 통해 RSSI 문턱값 및/또는 통신채널의 변경을 요청한다. 그리고 미연결 무선기기의 피어링크연결부(210,310)는 RSSI 문턱값 및/또는 통신채널이 변경될 때마다 인접 노드를 검색하고 통신연결을 시도한다.When the wireless consoles 270 and 370 of the unconnected wireless devices receive the setting value change request signals through the low power wide area communication units 272 and 372, the wireless consoles 270 and 370 request the RSSI thresholds and / or communication channels to be changed through the setting change request units 274 and 374. The peer linking units 210 and 310 of the unconnected wireless device search for neighbor nodes and attempt communication connection whenever the RSSI threshold and / or communication channel change.

또한 미연결 무선기기의 무선콘솔(270,370)은 저전력광역통신부(272,372)를 통해 재부팅 요청신호가 수신되면 프로세서(290,390)로 재부팅을 요청하여 해당 무선기기를 재부팅 시킬 수도 있다. (ST15, ST16)In addition, when the wireless consoles 270 and 370 of the unconnected wireless devices receive the reboot request signal through the low power wide area communication unit 272 and 372, the wireless consoles 270 and 370 may reboot the corresponding wireless devices by requesting the reboot to the processors 290 and 390. (ST15, ST16)

이러한 과정을 거쳐 해당 무선기기가 무선 네트워크에 다시 연결된 것으로 확인되면 관리모듈(400)은 루트 메쉬 포인트(100)를 통해 최적화 프로세스를 진행한다. (ST14)When it is confirmed that the wireless device is connected to the wireless network again through this process, the management module 400 proceeds to the optimization process through the root mesh point 100. (ST14)

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크의 최적화 방법을 설명한다.Hereinafter, an optimization method of a wireless mesh network according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 최적화 방법은 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 각 노드(메쉬 포인트)(100,200,300)에 설정된 RSSI 문턱값을 변경하면, 일부 노드 간 신호전송속도가 이전과 달라지므로 네트워크 전체의 신호전송속도가 변하는 점에 착안한 것이다.In the optimization method according to an embodiment of the present invention, when the RSSI thresholds set in the nodes (mesh points) 100, 200, and 300 constituting the wireless mesh network are changed, the signal transmission speed between some nodes is different from before, so that the signal of the entire network This is due to the fact that the transmission speed changes.

예를 들어 도 11에 예시한 바와 같이 12개 노드로 이루어진 무선 메쉬 네트워크에서 각 노드의 RSSI 문턱값이 모두 -70dBm 로 설정되어 있다고 가정한다. For example, as illustrated in FIG. 11, it is assumed that RSSI thresholds of each node are set to −70 dBm in a wireless mesh network having 12 nodes.

이 상태에서 도 12에 나타낸 바와 같이, 노드 2, 5, 9의 RSSI 문턱값을 모두 -60dBm으로 증가시키고, 노드8, 11의 RSSI 문턱값을 모두 -65dBm으로 증가시키면 도 12와는 전혀 다른 네트워크 토폴로지가 형성될 수 있다.In this state, as shown in FIG. 12, if the RSSI thresholds of nodes 2, 5, and 9 are all increased to -60 dBm, and the RSSI thresholds of nodes 8 and 11 are all increased to -65 dBm, the network topology is completely different from that of FIG. Can be formed.

즉, 이와 같이 RSSI 문턱값의 세팅을 변경하면, 노드 2는 노드 1, 4를 경로선택에서 배제하게 되고, 노드 5는 노드 1, 8, 9를 경로선택에서 배제하게 되고, 노드 8은 노드 4, 5, 7, 10을 경로선택에서 배제하게 되고, 노드 11은 노드 7, 9를 경로선택에서 배제하게 되므로 도 12에 나타낸 바와 같이 훨씬 단순화된 네트워크 토폴로지가 형성될 수 있다.In other words, changing the RSSI threshold setting in this way, node 2 excludes nodes 1 and 4 from the path selection, node 5 excludes nodes 1, 8 and 9 from the path selection, and node 8 determines node 4. , 5, 7, 10 are excluded from the path selection, and node 11 excludes nodes 7, 9 from the path selection, so that a much simplified network topology can be formed as shown in FIG.

그런데 네트워크 토폴로지가 이와 같이 달라지면 다수 노드의 라우팅 경로가 달라지므로 네트워크 전반의 신호전송속도도 달라질 수밖에 없다.However, if the network topology is changed in this way, since the routing paths of many nodes are different, the signal transmission speed of the entire network is inevitably different.

본 발명의 일 실시예에서는 이러한 점을 고려하여 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 각 노드(메쉬 포인트)(100,200,300)에 설정된 RSSI 문턱값을 다양하게 변경해가면서 신호전송속도를 테스트함으로써 네트워크 성능을 최적화할 수 있는 RSSI 문턱값 세트를 결정한다.In one embodiment of the present invention, the network performance can be optimized by testing the signal transmission rate while variously changing the RSSI thresholds set in the nodes (mesh points) 100, 200, and 300 constituting the wireless mesh network. Determine the RSSI threshold set.

도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 최적화 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.9, the optimization method according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

먼저 관리모듈(400)의 최적화 실행부(410)는 루트 메쉬 포인트(100)의 프로세서(190)로 현재 상태에서 메쉬 네트워크의 전체 노드에 대한 핑(PING: Packet Internet groper) 테스트를 요청한다. First, the optimization execution unit 410 of the management module 400 requests a Ping (Packet Internet groper) test for all nodes of the mesh network in the current state to the processor 190 of the root mesh point 100.

이에 응하여 루트 메쉬 포인트(100)는 메쉬 네트워크를 구성하는 각 노드(200,300)로 소정의 테스트패킷을 전송하고 테스트패킷이 루트 메쉬 포인트(100)와 각 노드를 왕복하는 시간을 측정한다. In response, the root mesh point 100 transmits a predetermined test packet to each of the nodes 200 and 300 constituting the mesh network, and measures the time when the test packet round-trips the root mesh point 100 and each node.

이러한 테스트는 동일 조건에서 설정된 횟수(수 내지 수십 회)만큼 반복하여 실행되며, 최적화 실행부(410)는 테스트 결과를 이용하여 루트 메쉬 포인트(100)와 각 노드(200,300) 사이의 신호왕복시간의 최소값, 최대값, 평균값, 패킷 손실횟수 등을 산출하고 저장한다. (ST21, ST22)Such a test is repeatedly executed a number of times (several to several tens) set under the same condition, and the optimization execution unit 410 uses the test result to determine the signal reciprocation time between the root mesh point 100 and each node 200 and 300. Calculate and store the minimum, maximum, average, and packet loss counts. (ST21, ST22)

최적화 실행부(410)는 현재 조건에서 핑 테스트를 수행한 이후에 테스트해야 할 RSSI 문턱값 세트가 더 있는지 여부를 확인한다.The optimization execution unit 410 checks whether there are more RSSI threshold values to be tested after the ping test under the current condition.

테스트해야 할 RSSI 문턱값 세트의 개수는 노드의 개수와 RSSI 문턱값의 증감범위에 따라 크게 달라진다.The number of RSSI threshold sets to be tested varies greatly depending on the number of nodes and the range of increase and decrease of the RSSI threshold.

예를 들어 도 11및 도 12에 나타낸 바와 같이 12개의 노드로 이루어진 메쉬 네트워크에서 각 노드의 RSSI문턱값을 3개 값(예, -70dBm, -65dBm, -60dBm) 중에서 선택한다고 가정하면 전체 메쉬 노드의 RSSI문턱값 세트의 개수는 3¹² = 531,441 개가 된다. For example, suppose that the RSSI threshold of each node is selected from three values (eg, -70 dBm, -65 dBm, and -60 dBm) in a mesh network of 12 nodes as shown in FIGS. 11 and 12. The number of sets of RSSI thresholds is 3 ¹² = 531,441.

이와 달리 각 노드의 RSSI문턱값을 4개 값(예, -75dBm, -70dBm, -65dBm, -60dBm) 중에서 선택한다고 가정하면 RSSI문턱값 세트의 개수는 4¹² = 16,777,216 개가 된다. In contrast, assuming that the RSSI threshold of each node is selected from four values (eg, -75 dBm, -70 dBm, -65 dBm, and -60 dBm), the number of RSSI threshold sets is 4 ¹² = 16,777,216.

이와 같이 노드 개수와 문턱값의 증감범위에 따라 RSSI문턱값 세트의 개수가 크게 달라지므로 필요에 따라서는 RSSI문턱값 세트의 개수를 적절히 제한할 수도 있다. 예를 들어 경험칙이나 실험데이터에 근거하여 일부 노드의 RSSI문턱값을 고정하면 RSSI 문턱값 세트의 개수를 크게 줄일 수 있다.As described above, since the number of RSSI threshold sets varies greatly depending on the number of nodes and the range of increase and decrease of the threshold value, the number of RSSI threshold sets may be appropriately limited as necessary. For example, fixing RSSI thresholds of some nodes based on empirical rules or experimental data can greatly reduce the number of RSSI threshold sets.

위 예에서, 전체 12 개 노드 중에서 4개 노드의 RSSI 문턱값을 고정하면, RSSI 문턱값 세트는 각각 3⁸ = 6,561개 또는 4⁸ = 65,536개로 크게 줄어 들게 된다.In the above example, if the RSSI thresholds of four nodes are fixed among the 12 nodes, the RSSI threshold set is greatly reduced to 3 ⁸ = 6,561 or 4 ⁸ = 65,536, respectively.

어떤 방법을 적용하든 테스트할 RSSI 문턱값 세트의 정보는 관리모듈(400)이나 관리모듈(400)과 연동하는 장치에 저장되어 있어야 한다. Regardless of which method is applied, the information of the RSSI threshold set to be tested should be stored in the management module 400 or a device interoperating with the management module 400.

도 13은 7개 노드로 이루어진 무선 메쉬 네트워크의 RSSI 문턱값 세트를 예시한 것으로서, 각 노드의 RSSI문턱값을 3개 값(예, -70dBm, -65dBm, -60dBm) 중에서 선택하고 노드 0, 1, 2의 문턱값이 고정된 경우에 산출되는 RSSI 문턱값 세트 테이블의 일부를 나타낸 것이다. (ST23)FIG. 13 illustrates a set of RSSI thresholds of a 7-node wireless mesh network. The RSSI thresholds of each node are selected from three values (eg, -70 dBm, -65 dBm, and -60 dBm), and nodes 0 and 1 are illustrated. , Part of the RSSI threshold value set table calculated when the threshold value of 2 is fixed. (ST23)

최적화 실행부(410)는, ST23에서 테스트할 RSSI 문턱값 세트가 더 있는 것으로 확인되면, 기존의 RSSI 문턱값 세트를 새로운 세트로 변경하고 다시 전술한 핑 테스트를 수행한다. If it is determined that there is an additional RSSI threshold set to be tested in ST23, the optimization execution unit 410 changes the existing RSSI threshold set to a new set and performs the aforementioned ping test again.

도 13을 참조하면, 전체 노드의 RSSI문턱값이 -70dBm으로 설정된 세트 1의 조건에서 핑 테스트를 수행하고, 이어서 노드 3의 RSSI 문턱값만 -65dBm으로 변경한 세트 2의 조건에서 핑 테스트를 수행하고, 이어서 노드 4의 RSSI 문턱값만 -65dBm으로 변경한 세트 3의 조건에서 핑 테스트를 수행한다.Referring to FIG. 13, the ping test is performed under the condition of set 1 in which the RSSI threshold of all nodes is set to -70 dBm, and then the ping test is performed under the condition of set 2 in which only the RSSI threshold of node 3 is changed to -65 dBm. Then, the ping test is performed under the condition of set 3 in which only the RSSI threshold of node 4 is changed to -65 dBm.

이러한 과정은 테이블에 저장된 모든 RSSI 문턱값 세트에 대해 핑 테스트가 완료될 때까지 반복될 수 있다. This process may be repeated until the ping test is complete for all RSSI threshold values stored in the table.

다만, RSSI 문턱값을 변경하는 중에 무선 메쉬 네트워크에서 이탈하는 노드가 발생할 수 있는데, 이러한 경우에는 해당 RSSI 문턱값 세트에 대해서는 핑 테스트를 수행할 필요가 없다. However, a node leaving the wireless mesh network may occur while changing the RSSI threshold. In this case, it is not necessary to ping the corresponding RSSI threshold set.

또한 이 경우에는 이탈한 노드를 다시 네트워크에 연결시키키는 프로세스를 수행해야 하며, 이 프로세스는 도 8의 ST12, ST13, ST15, ST16 과 관련하여 설명한 바와 같이 저전력광역통신부(170,272,372)를 이용하여 진행될 수 있다. (ST24)In this case, a process of connecting the detached node to the network should be performed. This process may be performed using the low power wide area communication unit 170, 272, 372 as described with reference to ST12, ST13, ST15, and ST16 of FIG. Can be. (ST24)

모든 RSSI 세트에 대한 핑 테스트를 완료한 이후에는 최적의 RSSI 문턱값 세트를 결정하고 최적화 프로세스를 완료한다.After completing the ping test for all RSSI sets, determine the optimal set of RSSI thresholds and complete the optimization process.

도 14는 도 13의 RSSI 문턱값 세트마다 핑 테스트를 수행한 결과를 예시한 것이다. 여기서 T_ij는 노드i 와 노드j 사이의 패킷신호 왕복시간을 나타낸 것으로서, 설정된 회수(수 회 내지 수십 회) 만큼 신호왕복시간을 테스트한 결과값에는 최소값(Min), 최대값(Max), 평균값(Ave) 및 손실횟수(Loss)가 포함된다.FIG. 14 illustrates a result of performing a ping test for each RSSI threshold value set of FIG. 13. Where T _ij represents the round trip time of the packet signal between node i and node j, and the minimum value (Min), maximum value (Max), and average (Ave) and loss count (Loss).

최대값(Max)은 신호간섭이나 장애물 등으로 인한 신호지연 정도를 의미하는 것이므로 Max 값이 설정기준 보다 큰 RSSI 문턱값 세트는 배제하는 것이 바람직하다.Since the maximum value means the signal delay level due to signal interference or obstacle, it is preferable to exclude the RSSI threshold value set whose Max value is larger than the set criteria.

손실횟수(Loss)는 테스트패킷을 송출했는데 회신을 받지 못한 횟수, 즉, 통신이 단절된 횟수를 의미하므로 손실횟수가 설정기준 보다 많은 RSSI 문턱값 세트는 배제하는 것이 바람직하다.Loss count means the number of times the test packet is sent but no reply is received, that is, the number of times the communication is disconnected. Therefore, it is desirable to exclude the RSSI threshold set whose loss count is larger than the set criteria.

도 14는 루프 메쉬 포인트(100)에 해당하는 노드 0에서 핑테스트를 수행한 결과를 나타낸 것인데, 최적화 실행부(410)는 노드 0 이외의 다른 노드를 핑 테스트의 출발노드로 지정할 수도 있다. 14 illustrates a result of performing a ping test at node 0 corresponding to the loop mesh point 100, and the optimization execution unit 410 may designate a node other than node 0 as the start node of the ping test.

한편 핑 테스트 결과값을 이용하여 최적의 RSSI 문턱값 세트를 결정하는 데는 여러 가지 방법이 적용될 수 있다.Meanwhile, various methods may be applied to determine an optimal RSSI threshold set using the ping test result.

일 예로서, 각 RSSI 문턱값 세트마다 T_ij의 평균값 총합(Ave Total)을 산출하여 평균값 총합이 가장 작은 세트를 최적의 RSSI 문턱값 세트로 결정할 수 있다. 이 방법에 의하면 도 14 에 나타낸 바와 같이 평균값 총합이 25.4ms 인 세트 1이 최적 세트로 결정된다.As an example, the average sum of T _ij may be calculated for each set of RSSI thresholds to determine the optimal set of RSSI thresholds having the smallest average sum. According to this method, as shown in Fig. 14, set 1 having an average sum of 25.4 ms is determined as an optimal set.

다른 예로서, 손실횟수(Loss)가 가장 작은 세트를 최적의 RSSI 문턱값 세트로 결정할 수 있다. 이 방법에 의하면 도 14에 나타낸 바와 같이 손실횟수가 0인 세트 4가 최적 세트로 결정된다.As another example, a set having the smallest number of loss (Loss) may be determined as an optimal RSSI threshold set. According to this method, as shown in Fig. 14, set 4 having a loss count of 0 is determined as an optimal set.

또 다른 예로서, 평균값 총합(Ave Total)이 가장 작아도 Max 값이 설정기준 보다 크거나 Loss가 설정기준 보다 큰 세트는 배제하고, 평균값 총합(Ave Total)이 차순위인 세트를 최적 세트로 결정할 수 있다. As another example, even if the average value (Ave Total) is the smallest, the set whose Max value is larger than the set criterion or the Loss is larger than the set criterion may be excluded, and the set having the next highest average value (Ave Total) may be determined as the optimal set. .

또 다른 예로서 핑 테스트 결과값을 이용하여 성능이 우수한 RSSI문턱값 세트를 복수 개 선별한 이후에, 각 세트에 대해 iperf 테스트를 수행하여 최적 세트를 결정할 수도 있다.As another example, after selecting a plurality of sets of excellent RSSI threshold values using the ping test result value, an iperf test may be performed on each set to determine an optimal set.

이 밖에도 특정 요소에 가중치를 적용하거나 다양한 기준을 적용하여 최적의 RSSI 문턱값 세트를 결정할 수 있다. (ST25)In addition, an optimal RSSI threshold set may be determined by applying a weight to a specific element or applying various criteria. (ST25)

한편 무선 메쉬 네트워크에서는 각 노드 간의 무선통신을 연결하는 통신채널(주파수)이 다수 개인 경우가 많고, 통신채널이 달라지면 신호특성이 달라짐에 따라 네트워크 전반의 신호전송속도가 달라질 수 있다.On the other hand, in the wireless mesh network, there are many cases in which a plurality of communication channels (frequency) connecting wireless communication between each node are used, and when the communication channel is changed, the signal transmission speed of the entire network may be changed according to different signal characteristics.

따라서 전술한 최적화 프로세스를 각 통신채널마다 수행할 필요도 있다. 이하에서는 도 10의 순서도를 참조하여 이에 대해 설명한다.Therefore, it is also necessary to perform the above-described optimization process for each communication channel. Hereinafter, this will be described with reference to the flowchart of FIG. 10.

먼저 현재의 통신채널을 기준으로 전술한 핑 테스트를 수행한다. (ST41 내지 ST44)First, the ping test described above is performed based on the current communication channel. (ST41 to ST44)

이어서 현재의 통신채널을 다른 통신채널로 변경한다. 이때 모든 피어링크에 사용되는 채널을 동일한 채널로 변경하는 것이 바람직하다. (ST45)Subsequently, the current communication channel is changed to another communication channel. At this time, it is preferable to change the channel used for all peer links to the same channel. (ST45)

이와 같이 통신채널을 변경한 이후에는 다시 전술한 핑 테스트를 수행한다. (ST46 내지 ST49)After changing the communication channel as described above, the ping test described above is performed again. (ST46 to ST49)

가용 통신채널 전부에 대하여 이러한 과정을 반복 수행하고, 테스트 결과를 이용하여 최적의 RSSI 문턱값 세트를 결정한다. This process is repeated for all available communication channels, and the test results are used to determine the optimal set of RSSI thresholds.

이때 각 통신채널마다 최적의 RSSI 문턱값 세트를 결정할 수도 있다. 또한 각 통신채널의 최적 RSSI 문턱값 세트를 대비하여 최적 RSSI 문턱값 세트와 최적 통신채널을 함께 결정할 수도 있다. (ST50, ST51)At this time, an optimal RSSI threshold set may be determined for each communication channel. In addition, the optimal RSSI threshold set and the optimal communication channel may be determined together in preparation for the optimal RSSI threshold set of each communication channel. (ST50, ST51)

한편 관리모듈(400)을 통해 각 메쉬 포인트(100, 200,300)의 설정값 중에서 MCS값을 변경하는 것이 가능하므로, 각 메쉬 포인트(100, 200,300)의 MCS값을 변경해 가면서 핑 테스트를 수행할 수도 있다.On the other hand, since it is possible to change the MCS value among the set values of each mesh point (100, 200, 300) through the management module 400, it is also possible to perform a ping test while changing the MCS value of each mesh point (100, 200, 300). .

즉, 현재의 MCS값을 기준으로 전술한 바와 같은 방식으로 RSSI 문턱값 세트를 변경해가면서 핑 테스트를 수행하고, 이어서 MCS값을 변경하고 다시 RSSI 문턱값 세트를 변경해가면서 핑 테스트를 수행하는 과정을 반복 수행하여 최적의 RSSI 문턱값 세트를 결정할 수도 있다.That is, the ping test is performed while changing the RSSI threshold set in the same manner as described above based on the current MCS value, and then the ping test is repeated while changing the MCS value and changing the RSSI threshold set again. May be performed to determine an optimal set of RSSI thresholds.

이상에서는 무선 서비스영역에 단일 메쉬 네트워크가 구성된 경우를 설명하였으나, 도 15에 예시한 바와 같이 단일 무선 서비스 영역에 다수의 메쉬 네트워크(510,520,530)가 함께 설치될 수도 있다. 이때 각 메쉬 네트워크(510,520,530)는 각각 다른 통신채널(주파수대역)을 통해 네트워크 통신이 이루어지며, 서로 다른 메쉬 ID가 부여된다.In the above, the case where a single mesh network is configured in the wireless service area has been described. However, as illustrated in FIG. 15, a plurality of mesh networks 510, 520, and 530 may be installed together in the single wireless service area. In this case, each mesh network 510, 520, 530 performs network communication through different communication channels (frequency bands), and different mesh IDs are assigned.

이와 같이 다수의 메쉬 네트워크(510,520,530)가 섞여 있는 경우에는 필요에 따라 각 메쉬 포인트(200,300)의 소속 네트워크를 변경시키는 것도 가능하다. As described above, when a plurality of mesh networks 510, 520, and 530 are mixed, it is also possible to change the network to which the mesh points 200 and 300 belong.

일 예로서, 메쉬 네트워크를 구축하는 과정에서 본래의 메쉬 네트워크에 연결되지 못한 메쉬 포인트(200,300)가 발생하면 관리모듈(400)은 미연결된 메쉬 포인트(200,300)를 다른 메쉬 네트워크에 연결시킬 수도 있다.As an example, if a mesh point (200,300) that is not connected to the original mesh network occurs in the process of building a mesh network, the management module 400 may connect the unconnected mesh point (200,300) to another mesh network.

즉, 제1 메쉬 네트워크(510)에 포함되어야 할 메쉬 포인트(200,300) 중에서 도 8의 ST15, ST16 과정을 설정 횟수만큼 시도하거나 설정시간이 경과하도록 제1 메쉬 네트워크(510)에 연결되지 않는 메쉬 포인트(200,300)가 있으면, 관리모듈(400)의 망관리부(430)는 루트 메쉬 포인트(100)의 저전력광역통신부(170)를 통해 메쉬 네트워크 변경명령을 해당 메쉬 포인트로 전송할 수 있다. 메쉬 네트워크 변경명령에는 새로운 메쉬 네트워크의 메쉬 ID 정보가 포함될 수 있다.That is, among the mesh points 200 and 300 to be included in the first mesh network 510, mesh points that are not connected to the first mesh network 510 to attempt the ST15 and ST16 processes of FIG. If there is (200, 300), the network management unit 430 of the management module 400 may transmit a mesh network change command to the corresponding mesh point through the low power wide area communication unit 170 of the root mesh point 100. The mesh network change command may include mesh ID information of the new mesh network.

이 경우 메쉬 네트워크 변경 명령을 수신한 메쉬 포인트(200,300)의 설정값변경부(230,330)는 통신채널(주파수대역)을 새로운 메쉬 ID에 대응하는 채널로 변경하고, 피어링크연결부(210,220)는 변경된 채널을 이용하여 인접한 메쉬포인트(100,200,300)를 검색하고 무선통신을 연결할 수 있다.In this case, the setting value changing unit 230 or 330 of the mesh point 200 or 300 receiving the mesh network change command changes the communication channel (frequency band) into a channel corresponding to the new mesh ID, and the peer link connection unit 210 or 220 changes the channel. Search for adjacent mesh points (100, 200, 300) and connect wireless communication.

도 16은 제3 메쉬 네트워크(530)에 포함되어야 할 메쉬 포인트(200)를 이러한 과정을 거쳐 제2 메쉬 네트워크(520)에 연결시킨 상태를 나타낸 것이다.FIG. 16 illustrates a state in which the mesh point 200 to be included in the third mesh network 530 is connected to the second mesh network 520 through this process.

다른 예로서, 관리모듈(400)은 다수의 메쉬 네트워크(510,520,530), 무선 AP(또는 무선 브릿지)(700), 스위치(600) 등을 포함하는 전체 네트워크의 성능 최적화를 위하여 적어도 하나의 메쉬 포인트(200,300)의 소속 네트워크를 변경해 가면서 전술한 성능 테스트를 수행할 수 있다.As another example, the management module 400 may include at least one mesh point for optimizing performance of an entire network including a plurality of mesh networks 510, 520, 530, a wireless AP (or a wireless bridge) 700, a switch 600, and the like. The above-described performance test may be performed while changing the belonging network of the network.

예를 들어, 도 15의 상태에서 최적의 RSSI 문턱값 세트를 결정하는 최적화 과정을 수행한 후에, 도 16과 같이 임의의 메쉬 포인트(200)의 소속 네트워크를 변경한 후에 동일한 과정을 수행할 수 있다. 이렇게 하면 전체 메쉬 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 각 메쉬 네트워크(510,520,530)의 최적 토폴로지를 결정할 수도 있다.For example, after performing an optimization process of determining an optimal RSSI threshold set in the state of FIG. 15, the same process may be performed after changing a network to which an arbitrary mesh point 200 belongs as shown in FIG. 16. . This not only improves the performance of the entire mesh network but also determines the optimal topology of each mesh network 510, 520, 530.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 구체적인 적용 과정에서 다양하게 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be variously modified or modified in a specific application process.

예를 들어 이상에서 설명한 네트워크 최적화 방법을 적용하면, 무선 메쉬 네트워크를 구축할 때 네트워크 성능 최적화 작업을 자동으로 수행할 수 있어 설치작업이 매우 간편해지는 이점이 있으나, 메쉬 포인트의 개수가 많거나 RSSI문턱값의 선택개수가 많은 경우에는 핑 테스트를 수행해야 하는 RSSI 문턱값 세트의 개수가 너무 많아져서 최적화 프로세스에 과도한 시간이 소요될 수 있다.For example, applying the network optimization method described above, the network performance optimization can be performed automatically when constructing a wireless mesh network, which greatly simplifies the installation work. However, the number of mesh points or the RSSI threshold are increased. If the number of selections is large, the optimization process may take too much time because the number of RSSI threshold sets to ping test is too large.

이를 대비하여 관리모듈(400)에 전술한 최적화실행부(410)를 대신하여 딥러닝 알고리즘을 탑재하고 이를 이용하여 최적 RSSI 문턱값 세트 및/또는 최적 통신채널을 결정할 수도 있다.In contrast, the management module 400 may be equipped with a deep learning algorithm in place of the above-described optimization execution unit 410 and may determine an optimal RSSI threshold set and / or an optimal communication channel using the deep learning algorithm.

딥러닝 알고리즘은 인공 신경망(ANN, Artificial Neural Network)을 기반으로 컴퓨터가 스스로 학습하는 기계 학습 알고리즘이며, 도 15에 나타낸 바와 같이 다양한 정보를 입력받는 입력레이어와 출력레이어의 사이에 하나 이상의 히든레이어(hidden layer)를 가지는 계층 구조의 심층 신경망(DNN, Deep Neural Network)을 기반으로 할 수 있다. The deep learning algorithm is a machine learning algorithm in which a computer learns itself based on an artificial neural network (ANN), and as shown in FIG. 15, one or more hidden layers between an input layer and an output layer receiving various information ( It may be based on a deep neural network (DNN) having a hierarchical structure having a hidden layer.

입력레이어의 각 입력노드에는 예를 들어, 메쉬포인트 개수, 메쉬포인트간 거리, 통신채널(주파수), 지형지물정보, 트래픽정보 등의 정보가 입력될 수 있다. 여기서 지형지물정보는 무선 메쉬 네트워크의 영역내에 위치하는 산, 건물, 각종 구조물의 위치, 폭, 높이 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 트래픽 정보는 각 노드별, 시간대별, 요일별 트래픽에 대한 정보를 포함할 수 있다.For example, information such as the number of mesh points, the distance between mesh points, a communication channel (frequency), feature information, and traffic information may be input to each input node of the input layer. Here, the feature information may include information about the location, width, height, etc. of mountains, buildings, and various structures located in the area of the wireless mesh network. Traffic information may include information about traffic for each node, time zone, day of the week.

출력레이어의 각 출력노드는 최적 RSSI 문턱값 세트와 최적 통신채널을 출력할 수 있다.Each output node of the output layer may output an optimal RSSI threshold set and an optimal communication channel.

딥러닝 알고리즘을 통한 학습은 임의의 제1 레이어의 노드(뉴런)와 제2 레이어의 노드(뉴런) 사이에 부여된 가중치([W]1,….[W]n)를 최적화하는 과정이며, 학습주기마다 또는 설정된 주기마다 출력노드의 출력값과 목표값 사이의 오차를 기초로 경사감소법(Gradient Descent Method) 등을 적용하여 각 가중치([W]1,….[W]n)를 갱신함으로써 출력값의 정확도를 지속적으로 향상시킬 수 있다.Learning through the deep learning algorithm is a process of optimizing the weights ([W] 1,…. [W] n) given between the nodes (neurons) of the first layer and the nodes (neurons) of the second layer. By updating each weight ([W] 1,…. [W] n) by applying a gradient descent method or the like based on the error between the output value and the target value of the output node every learning period or every set period. The accuracy of the output can be improved continuously.

도 17에는 인공 신경망의 입력레이어가 5개의 노드를 가지고, 출력레이어가 2개의 노드를 갖는 것으로 나타나 있으나 이는 예시적인 것이므로 입력정보와 출력정보의 개수에 따라 입력레이어와 출력레이어의 노드 개수는 얼마든지 달라질 수 있다.In FIG. 17, an input layer of an artificial neural network has five nodes, and an output layer has two nodes. However, since the input layer has five nodes, the number of nodes of the input layer and the output layer may vary depending on the number of input information and output information. Can vary.

한편 딥러닝 알고리즘을 이용하여 성능이 우수한 RSSI문턱값 세트를 복수 개 선별하고, 각 세트에 대해 iperf 테스트를 수행하여 최적 세트를 결정할 수도 있다.On the other hand, a deep learning algorithm may be used to select a plurality of sets of excellent RSSI thresholds and perform an iperf test on each set to determine an optimal set.

이와 같이 본 발명은 구체적인 적용 과정에서 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.As described above, the present invention may be modified or modified in various forms in a specific application process, and the modified or modified embodiments may be included in the scope of the present invention if they include the technical idea of the present invention disclosed in the claims to be described below. It will be natural.

100: 루트 메쉬 포인트 110: 피어링크연결부 120: 라우팅부
130: 설정값변경부 140: 저장부 150: 무선통신부
160: 유선통신부 170: 저전력광역통신부 190: 제어부
200: 메쉬 포인트 210: 피어링크연결부 220: 라우팅부
230: 설정값변경부 240: 저장부 250: 무선통신부
270: 무선콘솔 272: 저전력광역통신부 274: 설정변경요청부
276: 모니터링부 290: 제어부 300: 메쉬 액세스 포인트
310: 피어링크연결부 350: 제1 무선통신부 360: 제2 무선통신부
370: 무선콘솔 400: 관리모듈 410: 최적화실행부
412: 문턱값변경요청부 414: 채널변경요청부 416: 성능테스트부
418: 최적조건판단부 430: 망관리부 432: 연결감시부
434: 연결복원부 510, 520,530: 제1, 제2, 제3 메쉬 네트워크
600: 스위치 700: 무선 AP100: root mesh point 110: peer link connection portion 120: routing portion
130: setting value changing unit 140: storage unit 150: wireless communication unit
160: wired communication unit 170: low power wide area communication unit 190: control unit
200: mesh point 210: peer link connection portion 220: routing portion
230: setting value changing unit 240: storage unit 250: wireless communication unit
270: wireless console 272: low power wide area communication unit 274: setting change request unit
276: monitoring unit 290: control unit 300: mesh access point
310: peer link connection unit 350: first wireless communication unit 360: second wireless communication unit
370: wireless console 400: management module 410: optimization execution unit
412: threshold change request unit 414: channel change request unit 416: performance test unit
418: optimal condition determination unit 430: network management unit 432: connection monitoring unit
434: connection restoration unit 510, 520, 530: first, second, third mesh network
600: switch 700: wireless AP

Claims

Connecting a plurality of mesh points with one or more hops to form a wireless mesh network;
Requesting, by a management module, a ping test to optimize network performance by designating one mesh point among the plurality of mesh points;
A performance test step of repeatedly performing a ping test while the mesh point selected by the management module changes a received signal strength (RSSI) threshold set;
Determining, by the management module, an optimum condition for determining an optimal RSSI threshold set using a ping test result value
Including;
In the step of forming a wireless mesh network, at the root mesh point, it checks whether there are any unconnected mesh points not connected to the wireless mesh network, and if there are unconnected mesh points, performs a network connection process.
The network connection process may include the process of requesting the root mesh point to change or reboot the RSSI threshold to an unconnected mesh point through low power wide area communication, and the unconnected mesh point to change or reboot the RSSI threshold in response to the request. Performance optimization method of wireless mesh network, characterized in that

The method of claim 1,
In the optimal condition determination step, a plurality of RSSI threshold sets are selected as candidate sets using a ping test result value, and an optimal RSSI threshold value set is determined using an iperf test result for each candidate set. Performance optimization method of wireless mesh network, characterized in that

The method of claim 1,
The number of available communication channels of the wireless mesh network,
In the performance test step, the PING test is repeated while changing the RSSI threshold set for each available communication channel.
In the step of determining the optimal condition, the method of optimizing the performance of the wireless mesh network, characterized in that the optimal communication channel and the optimal RSSI threshold set are determined together.

The method of claim 1,
The wireless mesh network includes a plurality of mesh networks, each using a different communication channel,
In the performance test step, the PING test is repeatedly performed while changing the network belonging to at least one mesh point while changing a received signal strength (RSSI) threshold set for all of the plurality of mesh networks.
In the determining of the optimal condition, a method for optimizing the performance of a wireless mesh network, comprising determining an optimal RSSI threshold set and an optimal network topology for optimizing the overall performance of the plurality of mesh networks.

The method of claim 1,
The performance test step includes changing a modulation and coding scheme (MCS) value of each mesh point, and repeatedly performing a ping test while changing a RSSI threshold value set for each MCS value. How to Optimize Performance of a Wireless Mesh Network

The method of claim 1,
In the performance test step, if a mesh point leaving the wireless mesh network occurs due to a change in the RSSI threshold set, skipping a ping test on the changed RSSI threshold set and performing the network connection process on the detached mesh point. Performance Optimization Method for Wireless Mesh Networks

The method of claim 1,
The ping test result value includes an average value (Ave), a maximum value (Max), a minimum value (Min), and a loss count (Loss) of the signal reciprocating time (T _ij ) between nodes,
In the step of determining the optimum condition, the average value (Ave Total) is calculated for each RSSI threshold value set, and the set of the smallest average value sum is determined as the optimal RSSI threshold value performance method of a wireless mesh network.

The method of claim 7, wherein
A method of optimizing the performance of a wireless mesh network, characterized in that the optimal RSSI threshold value set is determined among the ping test result sets having the smallest sum of average values among the sets satisfying the setting criteria.

delete

A plurality of mesh points constituting a wireless mesh network;
An optimization process of the wireless mesh network is performed. The threshold change request unit requesting a RSSI threshold value change to at least one mesh point, and a ping test is repeatedly performed whenever the RSSI threshold value is changed. The performance test unit, the optimal condition determination unit that determines the optimal RSSI threshold set using the ping test result value, the connection monitoring unit that monitors whether there is a mesh point that has fallen out of the wireless mesh network, If confirmed, the management module having a connection restoration unit that performs a network connection process
Including,
The network connection process performed by the connection restoring unit requests a RSSI threshold value change or reboot to a mesh point from which a root mesh point has escaped through low power wide area communication among a plurality of mesh points, and the mesh point that has escaped responds to the request. Performance optimization system of the wireless mesh network, comprising the step of changing the threshold or rebooting

The method of claim 10,
The management module includes a channel change request unit requesting a communication channel change for at least one mesh point,
The performance test unit repeatedly performs a ping test while changing RSSI threshold values for each communication channel.
The optimum condition determining unit determines the optimal communication channel and the optimal RSSI threshold set together using the ping test result value.

The method of claim 10,
The management module is a performance optimization system of a wireless mesh network, characterized in that the software is mounted on the root mesh point of the plurality of mesh points or mounted on the administrator terminal connected to the root mesh point and the Internet and executed.

delete

A plurality of mesh points constituting a wireless mesh network;
A management module for calculating an optimal RSSI threshold set of the wireless mesh network by applying a deep learning algorithm when the number of mesh points, distance between mesh points, communication channel, feature information, and traffic information are input through an input terminal.
Performance optimization system of the wireless mesh network including

In the management module for optimizing the performance of a wireless mesh network consisting of a plurality of mesh points,
A threshold value change request unit requesting a RSSI threshold value change to at least one mesh point;
A performance test unit repeatedly performing a ping test whenever the RSSI threshold value is changed;
An optimum condition determination unit for determining an optimal RSSI threshold set using a ping test result value;
A connection monitoring unit for monitoring whether there is a mesh point deviated from the wireless mesh network;
Connection restoring unit performs network connection process after the departure of mesh point is confirmed
Including;
The network connection process performed by the connection restoring unit requests a change or reboot of the RSSI threshold to a mesh point from which a root mesh point escapes through low power wide area communication among a plurality of mesh points, and the detached mesh point responds to the request. Management module for optimizing the performance of a wireless mesh network comprising the step of changing or rebooting RSSI threshold