KR102539161B1 - loT BROADCASTING NETWORK FOR LOW POWER WIRELESS SENSOR NETWORK - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저전력 무선 센서망을 위한 액세스 포인트, 릴레이 노드 및 복수의 센서 노드들로 구성되는 사물 방송망에 관한 것입니다.
구체적으로, 사물 방송망은 액세스 포인트에서 각종 센서 노드의 상태 관리 및 제어를 위해 전송 지연 없이 동시에 다수의 센서 노드로 동일한 제어 데이터를 전송할 뿐만 아니라, 센서 노드에서 다수의 센서 노드들로 동일한 센싱 정보를 전송할 수 있는 멀티 홉 방송망에 관한 것이다.The present invention relates to an object broadcasting network composed of an access point for a low power wireless sensor network, a relay node, and a plurality of sensor nodes.
Specifically, the IoT broadcasting network not only transmits the same control data to a plurality of sensor nodes at the same time without transmission delay for state management and control of various sensor nodes in an access point, but also transmits the same sensing information from a sensor node to a plurality of sensor nodes. It is about a multi-hop broadcasting network capable of

Description

저전력 무선 센서망을 위한 사물 방송망{loT BROADCASTING NETWORK FOR LOW POWER WIRELESS SENSOR NETWORK}Object broadcasting network for low power wireless sensor network {loT BROADCASTING NETWORK FOR LOW POWER WIRELESS SENSOR NETWORK}

아래의 설명은 저전력 무선 센서망을 위한 사물 방송망에 관한 것으로 구체적으로는 무선 센서망의 액세스 포인트 또는 센서 노드에서 전송지연 없이 동일한 데이터를 다수의 센서 노드로 전송하기 위한 사물 방송망에 관한 것 입니다.The following description relates to an object broadcasting network for a low-power wireless sensor network, and specifically, an object broadcasting network for transmitting the same data from an access point or sensor node of a wireless sensor network to multiple sensor nodes without transmission delay.

사물 인터넷(loT; the lnternet of Things)은 지능화된 사물들이 인터넷에 연결되어 네트워크를 통해 사물과 사물간에 상호 소통하고 상황인식 기반의 지식이 결합되어 지능적인 서비스를 제공하는 글로벌 인프라이다.The Internet of Things (loT) is a global infrastructure in which intelligent things are connected to the Internet, communicate with each other through a network, and provide intelligent services by combining context-aware knowledge.

또한, 사물 인터넷은 스마트 디바이스, 클라우드, 빅데이터 기술 등과 융합하여 개방과 공유를 지향하는 초연결사회의 핵심이 될 기술로 각광받고 있으며, 최적화된 개인맞춤형 서비스 제공을 통해 유용하게 활용 가능하다.In addition, the Internet of Things (IoT) is in the limelight as a key technology for a hyper-connected society that aims to open and share by converging with smart devices, cloud, and big data technologies, and can be usefully utilized through the provision of optimized and personalized services.

이때, 지능적인 서비스를 제공하기 위해서는 사물을 연동시키기 위한 IoT 센서망의 구축이 중요하다. 다시 말해, 모든 사물들이 인터넷을 통해 접속되어 사물 상호간 정보교환 및 융합을 통해 새로운 지식을 창출하는 IoT기술을 달성하는데 있어 근간이 되는 것은 각종 사물에 장착되는 센서 및 이들 사물을 자율적으로 연동시키는 IoT 센서망 기술이다.At this time, in order to provide intelligent services, it is important to build an IoT sensor network to link objects. In other words, the basis for achieving IoT technology in which all objects are connected through the Internet and create new knowledge through information exchange and convergence between objects is sensors mounted on various objects and IoT sensors that autonomously link these objects. It is a network technology.

IoT 센서망을 구축하기 위해서는 각 센서를 원격에서 제어할 수 있는 기술뿐만 아니라, 각 센서로부터 센싱되는 방대한 데이터를 수요자에 맞게 적용하기 위한 데이터의 전송 기술 등 다양한 요구 사항을 만족시켜야 하며, 실시간으로 센서로부터 데이터를 수집함에 따라 데이터의 전달 지연 및 센서의 전력 등의 문제도 고려되어야 한다.In order to build an IoT sensor network, it is necessary to satisfy various requirements such as technology to remotely control each sensor, as well as data transmission technology to apply the vast amount of data sensed from each sensor to suit the consumer. As data is collected from the data transfer delay and sensor power, issues such as data transmission must be considered.

따라서, 보다 지능적인 서비스를 제공하기 위해 다양한 요구 사항을 만족하는 IoT 센서망의 구축이 필요하다.Therefore, it is necessary to build an IoT sensor network that satisfies various requirements in order to provide more intelligent services.

본 발명은 건물 및 교통시설 등 사회인프라의 안전관리, 농업 및 어업분야 등의 환경정보를 모니터링을 위한 저전력 및 전달지연 최소화가 선행된 무선 센서망의 사물 방송망을 제공할 수 있다.The present invention can provide an object broadcasting network of a wireless sensor network preceded by low power consumption and minimization of transmission delay for safety management of social infrastructure such as buildings and transportation facilities and monitoring of environmental information such as agriculture and fisheries.

본 발명은 무선 센서망의 무선접속기술에 MBS기능을 적용하고, 사물 방송망의 서비스영역 확장을 위해 멀티 홉을 이용한 사물 방송망을 제공할 수 있다.The present invention can apply the MBS function to the wireless access technology of a wireless sensor network and provide a multi-hop multi-hop object broadcasting network to expand the service area of the object broadcasting network.

일실시예에 따른 릴레이 노드는 릴레이 노드와 연결된 센서 노드로부터 액세스 포인트(AP: Access Point)와의 접속을 위한 연결 요청 메시지를 수신하여 상기 액세스 포인트로 전달하는 연결 요청 전달부; 상기 연결 요청 메시지에 대응하여 액세스 포인트로부터 수신한 연결 응답 메시지를 상기 센서 노드로 전달하는 연결 응답 전달부; 상기 연결 응답 메시지에 대응하여 센서 노드로부터 수신한 전용 통신 채널(GTS: Guaranteed Time Slot) 기반의 방송 모드로 동작하기 위한 방송 요청 메시지를 상기 액세스 포인트에 전달하는 방송 요청 전달부; 및 상기 방송 요청 메시지에 대응하여 상기 액세스 포인트로부터 수신한 방송 채널이 할당된 방송 응답 메시지를 상기 센서 노드에 전달하는 방송 응답 전달부를 포함하고, 상기 릴레이 노드는, 서로 다른 방송 채널을 이용하여 상기 액세스 포인트와 센서 노드 간에 발생하는 메시지를 중계 전달할 수 있다.A relay node according to an embodiment includes a connection request transmission unit for receiving a connection request message for connection with an access point (AP) from a sensor node connected to the relay node and forwarding the message to the access point; a connection response transmission unit for transmitting a connection response message received from an access point in response to the connection request message to the sensor node; a broadcast request transmission unit for transmitting a broadcast request message for operating in a guaranteed time slot (GTS)-based broadcast mode received from a sensor node in response to the connection response message to the access point; and a broadcast response delivery unit configured to transmit a broadcast response message to which a broadcast channel received from the access point is assigned in response to the broadcast request message to the sensor node, wherein the relay node uses a different broadcast channel to transmit the broadcast response message to the sensor node. Messages occurring between points and sensor nodes can be relayed and delivered.

본 발명의 일실시예에 따른 사물 방송망은 지능형 사물에 부착 가능한 각종 센서들이 상호 연동되는 IoT 센싱망에서 GTS 기반의 방송채널을 도입함으로써 저전력 소비 달성 및 데이터 전송지연을 최소화할 수 있다.The object broadcasting network according to an embodiment of the present invention can achieve low power consumption and minimize data transmission delay by introducing a GTS-based broadcasting channel in an IoT sensing network in which various sensors attachable to intelligent objects interoperate.

본 발명의 일실시예에 따른 사물 방송망은 IoT 센싱망에서 전용채널을 통한 멀티 홉 중계기능 도입을 통해 방송서비스 영역을 확장하고, 멀티 홉 중계링크에 서로 다른 전용채널을 사용하여 간섭을 회피할 수 있다.The object broadcasting network according to an embodiment of the present invention expands the broadcasting service area by introducing a multi-hop relay function through a dedicated channel in the IoT sensing network, and avoids interference by using different dedicated channels for the multi-hop relay link. there is.

본 발명의 일실시예에 따른 사물 방송망은 각종 센서들이 상호 연동되는 IoT 센서망에서 방송채널을 적용하는 경우, 센서 AP 외에 무선센서 노드들의 센싱 데이터를 다른 센서 노드로 방송함으로써 무선센서망의 데이터 전송 효율을 증대시킬 수 있다.In the object broadcasting network according to an embodiment of the present invention, when a broadcasting channel is applied in an IoT sensor network in which various sensors interwork with each other, data of the wireless sensor network is transmitted by broadcasting sensing data of wireless sensor nodes other than the sensor AP to other sensor nodes. efficiency can be increased.

도 1은 일실시예에 따른 사물 방송망의 전체 구성도이다.
도 2는 일실시예에 따른 릴레이 노드의 세부 구성도이다.
도 3은 일실시예에 따른 멀티 홉 사물 방송망의 동작 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 전용 링크 구간을 이용한 방송 채널의 구성도를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 사물 방송망의 전체 흐름도이다.
도 6은 일실시예에 따른 연결 요청 메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일실시예에 따른 방송 요청 메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일실시예에 따른 방송 응답 메시지를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일실시예에 따른 액세스 포인트에서의 방송망을 구성하기 위한 흐름도이다.1 is an overall configuration diagram of an object broadcasting network according to an embodiment.
2 is a detailed configuration diagram of a relay node according to an embodiment.
3 is a diagram for explaining the operation concept of a multi-hop IoT network according to an embodiment.
4 is a diagram for explaining a configuration diagram of a broadcast channel using a dedicated link section according to an embodiment.
5 is an overall flowchart of an object broadcasting network according to an embodiment.
6 is a diagram for explaining a connection request message according to an embodiment.
7 is a diagram for explaining a broadcast request message according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram for explaining a broadcast response message according to an exemplary embodiment.
9 is a flowchart for configuring a broadcasting network in an access point according to an embodiment.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일실시예에 따른 사물 방송망의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of an object broadcasting network according to an embodiment.

본 발명은 액세스 포인트 또는 센서 노드들이 데이터를 방송하는 원리가 동일하므로, 액세스 포인트가 각 센서 노드들로 동일한 데이터를 방송하는 경우를 중심으로 기술한다.Since the principle of data broadcasting by the access point or sensor nodes is the same, the present invention will mainly describe the case where the access point broadcasts the same data to each sensor node.

본 발명은 무선 센서망의 액세스 포인트(100)에서 방송존(106)에 포함된 각종 센서 노드들(102, 103, 104, 105)의 상태를 관리하거나, 제어하기 위해, 전송 지연 없이 동시에 센서 노드들(102, 103, 104, 105)로 동일한 제어 데이터를 전송할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 센서 노드들(102, 103, 104, 105)에서 다수의 서로 다른 센서 노드들로 동일한 데이터를 전송함으로써, 각각의 센서 노드들이 수신한 데이터를 공용 활용할 수 있는 사물 방송망을 제안할 수 있다.In order to manage or control the states of various sensor nodes 102, 103, 104, 105 included in the broadcasting zone 106 in the access point 100 of the wireless sensor network, the present invention simultaneously detects sensor nodes without transmission delay. The same control data may be transmitted to fields 102, 103, 104, and 105. In addition, the present invention proposes an object broadcasting network that can share data received by each sensor node by transmitting the same data from sensor nodes 102, 103, 104, and 105 to a plurality of different sensor nodes. can do.

다시 말해, 본 발명은 방송존(106)을 구성하는 각종 센서 노드들(102, 103, 104, 105) 또는 액세스 포인트에서 동시에 다수의 서로 다른 센서 노드들에게 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 데이터는 제어와 관련된 데이터 또는 센싱된 데이터를 포함할 수 있다. 본 발명은 각종 센서 노드들(102, 103, 104, 105) 또는 액세스 포인트 간에 무선접속이 이루어져야 함에 따라 무선센서망의 무선접속기술인 MBS(Multicast and Broadcast Service)를 사물 방송망에 활용할 수 있다. 또한, 본 발명은 사물에 부착된 각종 센서들의 긴 동작 수명을 위한 저전력 소비, 정보의 빠른 전달을 위한 전달 지연의 최소화가 선행되어야 함에 따라 이를 해결할 수 있는 기술로서 무선 센서망의 사물 방송을 사물 방송망에 활용할 수 있다.In other words, according to the present invention, various sensor nodes 102 , 103 , 104 , and 105 constituting the broadcasting zone 106 or an access point can simultaneously transmit data to a plurality of different sensor nodes. In this case, the data may include control-related data or sensed data. According to the present invention, MBS (Multicast and Broadcast Service), which is a wireless access technology of a wireless sensor network, can be used for a thing broadcasting network as wireless access must be made between various sensor nodes (102, 103, 104, 105) or access points. In addition, the present invention is a technology that can solve the problem of low power consumption for long operating life of various sensors attached to objects and minimization of transmission delay for fast information transmission. can be utilized for

결국, 본 발명에서는 IEEE 802.15.4 저전력 무선센서 규격에 사물방송기능을 부가하기 위해 전용채널(GTS)기반으로 MBS 기능을 적용하고, 서비스 영역 확장을 위해 전용채널 기반의 릴레이 노드를 통한 멀티홉 방송망을 구성할 수 있다.As a result, in the present invention, the MBS function is applied based on a dedicated channel (GTS) to add an object broadcasting function to the IEEE 802.15.4 low power wireless sensor standard, and a multi-hop broadcasting network through a relay node based on a dedicated channel to expand the service area can be configured.

도 1을 참고하면, 액세스 포인트(100)는 센서 노드(102), (103) 및 릴레이 노드(101)와 직접 연결될 수 있다. 액세스 포인트(100)는 무선 센서망의 무선 코디네이터(AP; Access Point)에 대응할 수 있으며, 직접 연결된 센서 노드(102), (103) 및 릴레이 노드(101)로 제어와 관련된 데이터를 전달할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an access point 100 may be directly connected to sensor nodes 102, 103 and a relay node 101. The access point 100 may correspond to a wireless coordinator (Access Point) of a wireless sensor network, and may transmit data related to control to directly connected sensor nodes 102, 103 and relay node 101.

일례로, 액세스 포인트(100), 릴레이 노드(101), 센서 노드(102), (103)는 각각 IEEE 802.15.4의 PAN([Personal Area Network) 코디네이터, 코디네이터, 디바이스에 대응할 수 있다. 여기서, 액세스 포인트(100)는 PAN 코디네이터로써, 개인의 편리를 목적으로 개인이 소유하는 디바이스가 하나의 네트워크로 형성된 개인 통신망의 서비스 포인트 또는 접근점일 수 있다. 그리고, 릴레이 노드(101)는 코디네이터로써, 액세스 포인트(100)와 센서 노드(104), (105) 사이에 중계 역할을 수행하는 서비스 포인트 또는 접근점일 수 있다.For example, the access point 100, the relay node 101, the sensor nodes 102, and 103 may correspond to a personal area network (PAN) coordinator, coordinator, and device of IEEE 802.15.4, respectively. Here, the access point 100 is a PAN coordinator, and may be a service point or an access point of a personal communication network in which a device owned by an individual is formed as one network for the purpose of personal convenience. Also, the relay node 101 is a coordinator, and may be a service point or an access point that serves as a relay between the access point 100 and the sensor nodes 104 and 105.

릴레이 노드(101)는 일정 거리 내에 위치한 센서 노드(104), (105)와 연결될 수 있으며, 이 때, 릴레이 노드(101)는 연결된 센서 노드(104), (105)와의 무선 통신 경로를 유지한 상태일 수 있다. 여기서, 본 발명은 데이터가 경유되는 경로(값)에 따라 멀티 홉 방송존으로 설정될 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 액세스 포인트(100)와 직접 연결되어, 액세스 포인트(100)로부터 전송된 데이터를 동시에 센서 노드(102), (103) 및 릴레이 노드(101)에서 수신하는 제1 방송존(107)과 릴레이 노드(101)와 접속되어, 릴레이 노드(101)로부터 전송된 데이터를 동시에 센서 노드(104), (105)에서 수신하는 제2 방송존(108)을 포함할 수 있다. 즉, 사물 방송망은 서비스 영역 확장을 위해 릴레이 노드(101)를 통해 데이터가 경유하는 네트워크를 확장함으로써, 멀티 홉 방송망을 구성할 수 있다.The relay node 101 may be connected to sensor nodes 104 and 105 located within a certain distance, and at this time, the relay node 101 maintains a wireless communication path with the connected sensor nodes 104 and 105. may be in a state Here, according to the present invention, a multi-hop broadcasting zone can be set according to a path (value) through which data is passed. In other words, the present invention is directly connected to the access point 100, and the sensor nodes 102, 103 and relay node 101 simultaneously receive data transmitted from the access point 100 in the first broadcasting zone ( 107) and a second broadcasting zone 108 connected to the relay node 101 and receiving data transmitted from the relay node 101 at the sensor nodes 104 and 105 at the same time. That is, the object broadcasting network may configure a multi-hop broadcasting network by extending a network through which data passes through the relay node 101 to expand a service area.

일례로, 액세스 포인트(100)에서 전송하는 데이터는 센서 노드(102), (103) 및 릴레이 노드(101)에서 동시에 수신하는 1홉 방송존(107)을 구성하고, 릴레이 노드(101)에 접속되어 있는 센서노드(104), (105)는 2홉 방송존(108)을 구성할 수 있다.For example, data transmitted from the access point 100 constitutes a 1-hop broadcasting zone 107 that is simultaneously received by the sensor nodes 102, 103 and the relay node 101, and is connected to the relay node 101. The sensor nodes 104 and 105 that have been configured can constitute a 2-hop broadcasting zone 108.

릴레이 노드(101)는 액세스 포인트(100)로부터 수신한 데이터를 릴레이 노드(101)와 연결된 센서 노드(104), (105)로 전달할 수 있다. 즉, 릴레이 노드(101)는 액세스 포인트(100)의 데이터를 센서 노드(104), (105)로 중계하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 액세스 포인트(100)의 데이터는 제어와 관련된 정보를 포함하는 데이터일 수 있다.The relay node 101 may transmit data received from the access point 100 to the sensor nodes 104 and 105 connected to the relay node 101 . That is, the relay node 101 may serve to relay data of the access point 100 to the sensor nodes 104 and 105 . Here, the data of the access point 100 may be data including information related to control.

반대로, 릴레이 노드(101)는 센서 노드(104), (105)로부터 수신한 데이터를 액세스 포인트(100)로 중계하여 전달할 수 있으며, 센서 노드(104), (105)로부터 수신한 데이터는 센서 노드(104), (105)가 센싱한 센싱 데이터일 수 있다.Conversely, the relay node 101 may relay and transmit data received from the sensor nodes 104 and 105 to the access point 100, and the data received from the sensor nodes 104 and 105 may be transmitted to the sensor node. (104) and (105) may be sensing data sensed.

여기서, 사물 방송망은 액세스 포인트(100) 또는 센서 노드(102, 103, 104, 105)에서 릴레이 노드(101)를 통해 다수의 서로 다른 센서 노드로 데이터를 전송함으로써, 멀티 캐스팅하기 위한 망으로 구현될 수 있다. 또한, 사물 방송망은 저전력 무선 센서망에서 센서 노드들의 일괄 제어 및 데이터 멀티캐스트 등의 목적으로 동일한 데이터를 다수의 센서 노드로 전달하는 경우, 센서 노드의 소비 전력 절감 및 전달 지연을 최소화하기 위한 운영 방식을 제공할 수 있다.Here, the object broadcasting network is implemented as a network for multicasting by transmitting data from the access point 100 or sensor nodes 102, 103, 104, and 105 to a plurality of different sensor nodes through the relay node 101. can In addition, the object broadcasting network is an operating method for reducing power consumption of sensor nodes and minimizing transmission delay when the same data is transmitted to a plurality of sensor nodes for the purpose of collective control of sensor nodes and data multicast in a low-power wireless sensor network. can provide.

따라서, 본 발명은 무선 센서망의 무선접속기술에 MBS기능을 적용하고, 서비스영역 확장을 위해 멀티 홉을 이용한 사물 방송망을 제안할 수 있다.Therefore, the present invention can apply the MBS function to the wireless access technology of the wireless sensor network and propose an object broadcasting network using multi-hop to expand the service area.

도 2는 일실시예에 따른 릴레이 노드의 세부 구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of a relay node according to an embodiment.

도 2를 참고하면, 릴레이 노드(200)는 액세스 포인트(205)와 센서 노드(206) 간에 데이터를 중계하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 릴레이 노드(200)는 연결 요청 전달부(201), 연결 응답 전달부(202), 방송 요청 전달부(203), 방송 응답 전달부(204)를 포함할 수 있다. 릴레이 노드(200)에 포함된 각 부는 릴레이 노드(200)와 액세스 포인트(205) 간에 방송 모드를 수행하기 위해 연결 수립된 이후, 센서 노드(206)로부터 수신한 데이터에 관한 중계 동작일 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the relay node 200 may serve to relay data between the access point 205 and the sensor node 206 . To this end, the relay node 200 may include a connection request transmission unit 201, a connection response transmission unit 202, a broadcast request transmission unit 203, and a broadcast response transmission unit 204. Each unit included in the relay node 200 may include a relay operation for data received from the sensor node 206 after a connection is established between the relay node 200 and the access point 205 to perform a broadcasting mode. there is.

릴레이 노드(200)는 전용 통신 채널(GTS: Guaranteed Time Slot) 기반의 사물 방송망을 구성하기 위하여 다음과 같은 절차를 수행할 수 있다.The relay node 200 may perform the following procedures in order to configure an object broadcasting network based on a guaranteed time slot (GTS).

보다 구체적으로, 릴레이 노드(200)는 액세스 포인트로 데이터를 전달하는 중계 동작을 수행하기 위한 연결 요청 메시지를 액세스 포인트에 전달할 수 있다. 이후, 릴레이 노드(200)는 액세스 포인트(205)로부터 연결 요청 메시지를 허용하는 연결 응답 메시지를 수신하고, GTS 기반의 중계 모드로 동작하는 절차를 수행할 수 있다. 즉, 릴레이 노드(200)는 액세스 포인트(205)로부터 데이터를 중계하기 위한 전용 통신 채널인 방송 채널을 할당받고, 할당된 방송 채널에 따른 중계 모드로 동작하는 절차를 수행할 수 있다.More specifically, the relay node 200 may transmit a connection request message for performing a relay operation of transferring data to the access point to the access point. Thereafter, the relay node 200 may receive a connection response message allowing a connection request message from the access point 205 and may perform a procedure of operating in a GTS-based relay mode. That is, the relay node 200 may be allocated a broadcast channel, which is a dedicated communication channel for relaying data, from the access point 205, and may perform a procedure of operating in a relay mode according to the allocated broadcast channel.

그리고, 중계 모드로 설정된 경우, 릴레이 노드(200)는 액세스 포인트로부터 전달된 데이터를 릴레이 노드(200)와 연결된 센서 노드(206)로 전달할 수 있다. 액세스 포인트와 릴레이 노드 간에 연결하는 자세한 동작은 도 5를 통해 설명하도록 한다.And, when set to the relay mode, the relay node 200 may transfer data transmitted from the access point to the sensor node 206 connected to the relay node 200. A detailed operation of connecting an access point and a relay node will be described with reference to FIG. 5 .

이후, 연결 요청 전달부(201)는 센서 노드(206)로부터 액세스 포인트(205)와의 접속을 위한 연결 요청 메시지를 수신하여 수신한 연결 요청 메시지를 액세스 포인트(205)로 전달할 수 있다.Thereafter, the connection request transmission unit 201 may receive a connection request message for connection with the access point 205 from the sensor node 206 and transmit the received connection request message to the access point 205 .

연결 응답 전달부(202)는 연결 요청 메시지에 대응하여 액세스 포인트(205)로부터 수신한 연결 응답 메시지를 센서 노드(206)로 전달할 수 있다.The connection response transmission unit 202 may transmit the connection response message received from the access point 205 to the sensor node 206 in response to the connection request message.

방송 요청 전달부(203)는 연결 응답 메시지에 대응하여 센서 노드(206)로부터 수신한 GTS 기반의 방송 모드로 동작하기 위한 방송 요청 메시지를 액세스 포인트(205)에 전달할 수 있다. 여기서, 릴레이 노드(200)는 센서 노드(206)로부터 GTS 기반으로 사물에 대한 방송 모드로 동작하고자 하는 방송 요청 메시지를 수신할 수 있다. 그리고, 릴레이 노드(200)는 방송 요청 메시지를 액세스 포인트(205)에 전달할 수 있다.The broadcast request transmitter 203 may transmit a broadcast request message for operating in the GTS-based broadcast mode received from the sensor node 206 to the access point 205 in response to the connection response message. Here, the relay node 200 may receive a broadcast request message from the sensor node 206 to operate in a broadcast mode for objects based on GTS. And, the relay node 200 may deliver the broadcast request message to the access point 205 .

방송 응답 전달부(204)는 방송 요청 메시지에 대응하여 액세스 포인트(205)로부터 수신한 방송 채널이 할당된 방송 응답 메시지를 센서 노드(206)에 전달할 수 있다.The broadcast response delivery unit 204 may transmit, to the sensor node 206, a broadcast response message to which a broadcast channel is allocated, received from the access point 205 in response to the broadcast request message.

결국, 릴레이 노드는 액세스 포인트와 센서 노드 간에 발생하는 메시지를 중계 전달할 수 있다. 여기서, 릴레이 노드는 서로 다른 방송 채널을 이용하여 메시지를 중계 전달함으로써, 전달 지연을 최소화할 수 있다.As a result, the relay node may relay and deliver messages generated between the access point and the sensor node. Here, the relay node can minimize delivery delay by relaying and delivering messages using different broadcast channels.

도 3은 일실시예에 따른 멀티 홉 사물 방송망의 동작 개념을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining the operation concept of a multi-hop IoT network according to an embodiment.

도 3을 참고하면, 사물 방송망은 슈퍼 프레임의 주기에 기초하여 GTS 기반의 방송 채널을 이용하여 데이터를 전송할 수 있다. 구체적으로, 액세스 포인트는 슈퍼프레임 #n에서 방송 채널#1을 통해 액세스 포인트와 직접 연결된 센서 노드와 릴레이 노드(200)에 데이터를 전송할 수 있다. 그리고, 액세스 포인트는 슈퍼프레임 #n+1에서 방송 채널#1을 통해 액세스 포인트와 직접 연결된 센서 노드와 릴레이 노드에 데이터를 전송할 수 있다. 그리고, 릴레이 노드는 슈퍼프레임 #n+1에서 방송 채널#2을 통해 슈퍼프레임 #n에서 수신한 데이터를 릴레이 노드와 연결된 센서 노드에 전송할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the IoT broadcasting network may transmit data using a GTS-based broadcasting channel based on the period of a super frame. Specifically, the access point may transmit data to the sensor node and the relay node 200 directly connected to the access point through broadcast channel #1 in superframe #n. In addition, the access point may transmit data to a sensor node and a relay node directly connected to the access point through broadcast channel #1 in superframe #n+1. Also, the relay node may transmit data received in superframe #n through broadcasting channel #2 in superframe #n+1 to a sensor node connected to the relay node.

여기서, 릴레이 노드는 슈퍼프레임 #n+1에서 슈퍼프레임 #n에서 수신한 데이터를 릴레이 노드와 연결된 센서 노드에 전송하게 됨으로써, 슈퍼프레임 #1에서 액세스 포인트로부터 수신한 데이터의 지연 전송이 발생하게 된다.Here, the relay node transmits the data received in superframe #n in superframe #n+1 to the sensor node connected to the relay node, thereby causing delayed transmission of the data received from the access point in superframe #1. .

따라서, 사물 방송망은 전용 링크 구간을 이용하여 데이터의 지연 전송 없이 동시에 동일한 데이터를 수신할 수 있다. 다시 말해, 사물 방송망은 슈퍼 프레임에 포함된 비경쟁기반의 전용 링크 구간을 활용함으로써, 센서 노드의 소비전력 증대와 전송지연을 최소화할 수 있다. 또한, 사물 방송망은 무선 센서망에서 간섭신호를 회피하기 위해 멀티 홉 링크간에 서로 다른 전용채널을 사용할 수 있다. 자세한 동작은 도 4를 통해 설명하도록 한다.Therefore, the IoT network can simultaneously receive the same data without data delay using the dedicated link section. In other words, the object broadcasting network can minimize the increase in power consumption and transmission delay of the sensor node by utilizing the non-contention-based dedicated link section included in the super frame. In addition, the IoT broadcasting network may use different dedicated channels between multi-hop links in order to avoid interference signals in the wireless sensor network. A detailed operation will be described with reference to FIG. 4 .

도 4는 일실시예에 따른 전용 링크 구간을 이용한 방송 채널의 구성도를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a configuration diagram of a broadcast channel using a dedicated link section according to an embodiment.

도 4를 참고하면, 슈퍼 프레임 구성도에서, 액세스 포인트와 센서 노드 간의 무선 링크는 경쟁기반의 CAP(Contention Access Period)와 비경쟁기반의 전용링크 구간인 CFP(Contention Free Period)구간으로 구성된다. 일반적으로 CAP 구간에서는 CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access- Collision Avoidance)방식을 사용하게 되므로 센서 노드의 소비 전력 증대와 전송지연이 수반될 수 있다.Referring to FIG. 4, in the super frame diagram, a radio link between an access point and a sensor node is composed of a contention-based CAP (Contention Access Period) and a contention-free dedicated link section, CFP (Contention Free Period). In general, since the CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance) method is used in the CAP section, the sensor node's power consumption and transmission delay may increase.

반면, CFP 구간은 전용 통신 채널을 이용하는 구간으로 항상 일정한 주기로 데이터를 전송게 되므로 저전력으로 구동시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 슈퍼 프레임은 무선센서노드와 코디네이터간에 통신을 수행하는 동작구간(CAP+CFP)과 무선센서가 동작을 하지 않는 휴지구간으로 구성되어 저전력 센싱망에 적합한 구성을 갖는다. 따라서, CFP 구간인 전용 링크 구간을 사용하는 경우 각 센서 노드들은 전용채널(슬롯)을 할당 받아 센싱 데이터를 송수신할 수 있다.On the other hand, since the CFP section uses a dedicated communication channel and transmits data at regular intervals, it has the advantage of being driven with low power. In addition, the super frame consists of an operating section (CAP+CFP) in which communication is performed between the wireless sensor node and the coordinator and an idle section in which the wireless sensor does not operate, and has a configuration suitable for a low-power sensing network. Therefore, when using a dedicated link section, which is a CFP section, each sensor node can receive a dedicated channel (slot) and transmit/receive sensing data.

결국, 본 발명은 CFP 구간에서 방송채널 #1과 방송채널 #2를 설정하여 모든 센서노드들이 방송채널 #1 또는 방송채널 #2를 사용하여 동시에 동일한 데이터를 수신할 수 있도록 함으로써, 데이터의 전송 지연을 최소화할 수 있다.As a result, the present invention sets broadcast channel #1 and broadcast channel #2 in the CFP section so that all sensor nodes can simultaneously receive the same data using broadcast channel #1 or broadcast channel #2, thereby reducing data transmission delay. can be minimized.

도 5는 일실시예에 따른 사물 방송망의 전체 흐름도이다.5 is an overall flowchart of an object broadcasting network according to an embodiment.

단계(501)에서 릴레이 노드(101)는 액세스 포인트(100)로 데이터를 전달하는 중계 동작을 수행하기 위한 연결 요청 메시지(Association Request Message)를 전달할 수 있다. 다시 말해, 릴레이 노드(101)는 액세스 포인트(100)로 Association Request Message를 통해 해당 릴레이가 방송 중계기(Broadcasting Relay) 동작 모드로 동작할 수 있다는 요구 사항을 전달할 수 있다.In step 501, the relay node 101 may transmit an association request message for performing a relay operation of transmitting data to the access point 100. In other words, the relay node 101 may transmit a request that the corresponding relay operate in a broadcasting relay operation mode to the access point 100 through an association request message.

여기서, Association Request Message는 도 6과 같은 형태로 구성되어 릴레이 노드(101)가 릴레이 모드로 동작하거나 또는 코디네이터 모드로 동작하겠다는 의사 또는 요구 사항을 전송하게 된다. 이때, Association Request Message와 관련하여 본 발명에서는 IEEE 802.15.4의 규격의 capability Information 필드에서 reserved된 bit 4(4번째 비트)를 사용해서 릴레이 모드로의 동작여부를 지정할 수 있다.Here, the association request message is configured in the form of FIG. 6 so that the relay node 101 transmits an intention or request to operate in a relay mode or a coordinator mode. At this time, in relation to the Association Request Message, in the present invention, whether to operate in the relay mode can be specified using reserved bit 4 (the fourth bit) in the capability information field of the IEEE 802.15.4 standard.

단계(502)에서 액세스 포인트(100)는 연결 요청 메시지를 수신하였다는 ACK 신호를 릴레이 노드(101)로 전송할 수 있다. 즉, 액세스 포인트(101)는 Association Request Message를 수신하였다는 Acknowledgement 신호를 릴레이 노드(101)로 전송할 수 있다.In step 502, the access point 100 may transmit an ACK signal indicating that the connection request message has been received to the relay node 101. That is, the access point 101 may transmit an acknowledgment signal indicating that the association request message has been received to the relay node 101.

단계(503)에서 액세스 포인트(100)는 ACK 신호가 전송된 이후, 릴레이 노드(101)와의 연결(association)이 성공적으로 되었다는 정보를 연결 응답 메시지( Association response Message)를 통해 릴레이 노드(101)로 전송할 수 있다.In step 503, after the ACK signal is transmitted, the access point 100 transmits information indicating that association with the relay node 101 has been successful to the relay node 101 through an association response message. can transmit

단계(504)에서 릴레이 노드(101)는 전용 통신 채널(GTS)을 이용한 방송 모드(방송 기능)를 요청하기 위한 방송 요청 메시지(GTS request)를 전송할 수 있다. 다시 말해, 릴레이 노드(101)는 도 7과 같은 형태로 구성되는 GTS request을 통해 전용 통신 채널(GTS)을 통한 방송 모드(방송 기능)를 요구하게 된다. 이때, GTS request와 관련하여 본 발명에서는 IEEE 802.15.4의 규격의 GTS characteristics 필드에서 reserved된 bit 6(6번째 비트)을 사용해서 방송 여부를 지정할 수 있다.In step 504, the relay node 101 may transmit a broadcast request message (GTS request) for requesting a broadcast mode (broadcast function) using a dedicated communication channel (GTS). In other words, the relay node 101 requests a broadcasting mode (broadcasting function) through a dedicated communication channel (GTS) through a GTS request configured in the form of FIG. 7 . At this time, in relation to the GTS request, in the present invention, whether to broadcast can be designated using reserved bit 6 (6th bit) in the GTS characteristics field of the IEEE 802.15.4 standard.

단계(505)에서 액세스 포인트(100)는 GTS request를 수신하였다는 Acknowledgement 신호를 전송할 수 있다.In step 505, the access point 100 may transmit an acknowledgment signal indicating that the GTS request has been received.

단계(506)에서 액세스 포인트(100)는 ACK 신호를 전송한 이후, 전용 통신 채널과 관련된 할당 정보를 포함하는 방송 응답 메시지(Beacon 메시지)를 전송할 수 있다. 다시 말해, 액세스 포인트(100)는 GTS의 세부 사항이 포함된 Beacon 메시지를 릴레이 노드(101)에 전송하게 된다. 여기서, Beacon 메시지는 도 8에 도시된 바와 같이 Beacon 메시지의 GTS 필드의 GTS list 정보에 방송 모드(비트 24) 및 릴레이 모드 정보(비트 25)를 포함해서 전송하게 된다.After transmitting the ACK signal in step 506, the access point 100 may transmit a broadcast response message (Beacon message) including allocation information related to the dedicated communication channel. In other words, the access point 100 transmits a Beacon message including the details of the GTS to the relay node 101. Here, the Beacon message is transmitted by including broadcasting mode (bit 24) and relay mode information (bit 25) in the GTS list information of the GTS field of the Beacon message as shown in FIG. 8 .

“방송 모드”가 “1”로 설정되는 경우, 모든 릴레이 노드(101)는 해당 전용 통신 채널을 통해 송수신되는 데이터를 동시에 수신하게 되며, “방송 모드”가 “0”으로 설정되는 경우 해당 “device Short Address”를 갖는 릴레이 노드(101)만 전용 통신 채널을 통해 데이터를 수신할 수 있다. 더불어 “릴레이 모드”가 “1”로 설정된 경우, 릴레이 노드(101)는 액세스 포인트(100)로부터 수신하는 데이터를 센서 노드(104, 105)들로 중계 전송할 수 있다.When “broadcasting mode” is set to “1”, all relay nodes 101 simultaneously receive data transmitted and received through the corresponding dedicated communication channel, and when “broadcasting mode” is set to “0”, the corresponding “device Only the relay node 101 having “Short Address” can receive data through a dedicated communication channel. In addition, when “relay mode” is set to “1”, the relay node 101 may relay and transmit data received from the access point 100 to the sensor nodes 104 and 105 .

한편, 센서 노드(104, 105)는 상위 계층에 있는 엔티티로써, 릴레이 노드(101) 및 액세스 포인트(100)에 접속 요구를 하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 그리고, 센서 노드(104, 105)는 릴레이 노드(101) 및 액세스 포인트(100)를 연결 요청 메시지(Association Request Message)할 수 있다.Meanwhile, the sensor nodes 104 and 105 are entities in a higher layer, and there may be cases in which they request access to the relay node 101 and the access point 100. And, the sensor nodes 104 and 105 may send an Association Request Message to the relay node 101 and the access point 100 .

단계(507)에서 릴레이 노드(101)는 센서 노드(104, 105)로부터 연결 요청 메시지(Association Request Message)를 전달받을 수 있다. 그리고, 단계(508)에서 릴레이 노드(101)는 Association Request Message를 전달받았다는 ACK 신호를 센서 노드(104, 105)로 전달할 수 있다. 여기서, 센서 노드(104, 105)의 Association Request Message는 릴레이 노드(101)에 전달되었으나, 액세스 포인트(100)에는 전달되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.In step 507, the relay node 101 may receive an association request message from the sensor nodes 104 and 105. In step 508, the relay node 101 may transmit an ACK signal indicating that the Association Request Message has been received to the sensor nodes 104 and 105. Here, the Association Request Message of the sensor nodes 104 and 105 is delivered to the relay node 101, but may not be delivered to the access point 100.

따라서, 단계(509)에서 릴레이 노드(101)는 센서 노드(104, 105)로부터 수신한 Association Request Message를 액세스 포인트(100)로 중계 전송할 수 있다. 여기서, 릴레이 노드(101)는 도 6에서와 같이 중계 전송하는 Association Request Message의 capability Information 필드에서 reserved된 bit 5(5번째 비트)를 사용해서 해당 데이터의 소스를 지정할 수 있다. 즉, bit 5가 “1”인 경우, Association Request Message에 따른 해당 데이터의 소스가 센서 노드(104, 105)로부터 전달된 것이고, bit 5가 “0”인 경우, Association Request Message에 따른 해당 정보의 소스가 릴레이 노드(101)의 것임을 나타낼 수 있다.Accordingly, in step 509, the relay node 101 may relay and transmit the Association Request Message received from the sensor nodes 104 and 105 to the access point 100. Here, as shown in FIG. 6, the relay node 101 may designate the source of the corresponding data by using reserved bit 5 (fifth bit) in the capability information field of the association request message relayed and transmitted. That is, when bit 5 is “1”, the source of the corresponding data according to the Association Request Message is transmitted from the sensor nodes 104 and 105, and when bit 5 is “0”, the corresponding information according to the Association Request Message It may indicate that the source is from the relay node 101.

단계(510, 511)에서 액세스 포인트(100)는 bit 5를 통해 내용을 확인하고, Acknowledgement 메시지와 Association response Message를 각각 릴레이 노드(101) 로 전송할 수 있다.In steps 510 and 511, the access point 100 may check the content through bit 5 and transmit an acknowledgment message and an association response message to the relay node 101, respectively.

단계(512)에서 릴레이 노드(101)는 액세스 포인트(100)로부터 수신한 Association response Message를 센서 노드(104, 105)에 중계 전송할 수 있다.In step 512, the relay node 101 may relay and transmit the association response message received from the access point 100 to the sensor nodes 104 and 105.

단계(513)에서 릴레이 노드(101)는 Association response Message에 대응하여 센서 노드로부터 수신한 전용 통신 채널 기반의 방송 모드로 동작하기 위한 방송 요청 메시지를 수신할 수 있다. 즉, 센서 노드(104, 105)는 GTS request에 따른 전용 통신 채널(GTS)을 통한 방송 기능을 요구하게 될 수 있다. 다시 말해, 센서 노드는 액세스 포인트로 방송 모드(방송 기능)를 요청하기 위해, 릴레이 노드를 경유하여 방송 채널을 액세스 포인트에 요구할 수 있다.In step 513, the relay node 101 may receive a broadcast request message for operating in a broadcast mode based on a dedicated communication channel received from the sensor node in response to the association response message. That is, the sensor nodes 104 and 105 may request a broadcasting function through a dedicated communication channel (GTS) according to the GTS request. In other words, the sensor node may request a broadcast channel from the access point via the relay node in order to request a broadcast mode (broadcasting function) from the access point.

단계(514)에서 릴레이 노드(101)는 해당 메시지를 방송 요청 메시지를 수신하였다는 Acknowledgement를 센서 노드(104, 105)에 전송할 수 있다.In step 514, the relay node 101 may transmit an acknowledgment that the broadcast request message has been received to the sensor nodes 104 and 105.

전송한 이후, 단계(515)에서 릴레이 노드(101)는 센서 노드(104, 105)의 GTS request을 통해 전용 통신 채널(GTS)을 통한 방송기능을 요구를 액세스 포인트(100)로 전송할 수 있다.After transmission, in step 515, the relay node 101 may transmit a broadcast function request through a dedicated communication channel (GTS) to the access point 100 through the GTS request of the sensor nodes 104 and 105.

단계(516, 517)에서 액세스 포인트(100)는 각각 Acknowledgement와 Beacon 메시지를 릴레이 노드(101)에 전송할 수 있다.In steps 516 and 517, the access point 100 may transmit Acknowledgement and Beacon messages to the relay node 101, respectively.

단계(518)에서 릴레이 노드(101)는 액세스 포인트(100)로부터 수신한 Beacon 메시지를 센서 노드(104, 105)에 중계 전송할 수 있다. 여기서, 센서 노드는 Beacon 메시지에 포함되는 전용채널 리스트(GTS list)에 “방송”을 지정하는 신호를 인지하고, 센서 노드의 착신주소에 무관하게 전용 통신 채널을 수신할 수 있다.In step 518, the relay node 101 may relay and transmit the Beacon message received from the access point 100 to the sensor nodes 104 and 105. Here, the sensor node can recognize a signal designating “broadcast” in the dedicated channel list (GTS list) included in the Beacon message and receive the dedicated communication channel regardless of the destination address of the sensor node.

따라서, 본 발명은 상술한 과정을 통해 멀티 홉 기반의 사물 방송망의 구성 절차를 완료하게 된다. 또한, 본 발명은 액세스 포인트가 방송 채널을 구성하기 위해 릴레이 노드를 이용함으로써, 멀티 홉 링크 전체에 걸쳐 전용 채널을 할당하고 이를 관리할 수 있다. Accordingly, the present invention completes the configuration procedure of the multi-hop based object broadcasting network through the above-described process. In addition, according to the present invention, an access point can allocate and manage a dedicated channel over an entire multi-hop link by using a relay node to configure a broadcast channel.

도 9는 일실시예에 따른 액세스 포인트에서의 방송망을 구성하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart for configuring a broadcasting network in an access point according to an embodiment.

도 9를 살펴보면, 액세스 포인트는 릴레이 장치로부터 방송 요청 메시지에 따른 전용 통신 채널을 통한 방송 채널을 요구시, 방송 채널을 요구하는 주체가 릴레이 노드인지 또는 센서 노드 인지의 여부를 파악할 수 있다. 릴레이 노드인 경우, 액세스 포인트는 비콘 메시지에 포함되는 전용채널 리스트(GTS list)에 “릴레이”를 지정하는 신호를 포함시킬 수 있다. 그리고, 릴레이 노드는 전용채널 리스트의 “릴레이”신호를 인지하여 해당 전용 통신 채널을 릴레이 노드와 무선 센서 간에 방송 채널로 할당할 수 있다.Referring to FIG. 9 , when requesting a broadcast channel through a dedicated communication channel according to a broadcast request message from a relay device, the access point can determine whether the subject requesting the broadcast channel is a relay node or a sensor node. In the case of a relay node, the access point may include a signal designating “relay” in the dedicated channel list (GTS list) included in the beacon message. In addition, the relay node recognizes the “relay” signal of the dedicated channel list and allocates the dedicated communication channel as a broadcasting channel between the relay node and the wireless sensor.

이를 위해, 단계(901)에서 액세스 포인트는 PAN 코디네이터에 따른 자신에 속해 있는 릴레이 노드 및 센서 노드들에 할당하는 GTS 채널을 관리할 수 있다.To this end, in step 901, the access point may manage the GTS channel allocated to the relay node and sensor nodes belonging to the access point according to the PAN coordinator.

단계(902)에서 액세스 포인트는 릴레이 노드로부터 GTS 기반의 방송 요청 메시지(GTS request)를 수신할 수 있다.In step 902, the access point may receive a GTS-based broadcast request message (GTS request) from the relay node.

단계(903)에서 액세스 포인트는 GTS request를 수신하면, 해당 GTS request가 릴레이 노드로부터 시작되었는지의 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해, 액세스 포인터는 해당 GTS request가 센서 노드로부터 전달된 것인지 판단할 수 있다.Upon receiving the GTS request in step 903, the access point may determine whether the corresponding GTS request is initiated from the relay node. In other words, the access pointer can determine whether the corresponding GTS request is transmitted from the sensor node.

해당 GTS request가 센서노드로부터 시작된 메시지인 경우, 단계(904)에서 액세스 포인트는 릴레이 노드와 센서 노드간의 방송 채널을 할당할 수 있다.If the corresponding GTS request is a message initiated from the sensor node, in step 904, the access point may allocate a broadcast channel between the relay node and the sensor node.

이후, 단계(905)에서 액세스 포인트는 릴레이 노드와 센서 노드간의 할당된 방송 채널을 포함하는 beacon 메시지를 릴레이 노드에 전달할 수 있다. 그리고, 릴레이 노드는 액세스 포인트로부터 수신한 beacon 메시지를 센서 노드로 중계 전송할 수 있다.Then, in step 905, the access point may transmit a beacon message including a broadcast channel allocated between the relay node and the sensor node to the relay node. Also, the relay node may relay and transmit the beacon message received from the access point to the sensor node.

반대로, 해당 GTS request가 릴레이 노드로부터 시작된 메시지인 경우, 단계(906)에서 액세스 포인트는 액세스 포인트와 릴레이 노드 간에 방송 채널을 할당할 수 있다.Conversely, if the corresponding GTS request is a message initiated from the relay node, the access point may allocate a broadcast channel between the access point and the relay node in step 906.

그리고, 단계(907)에서 액세스 포인트는 액세스 포인트와 릴레이 노드 간에 할당된 방송 채널을 포함하는 beacon 메시지를 릴레이 노드로 전송할 수 있다.And, in step 907, the access point may transmit a beacon message including a broadcast channel allocated between the access point and the relay node to the relay node.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 센싱 데이터 파일, 센싱 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, sensing data files, and sensing data structures alone or in combination. Program instructions recorded on the medium may be those specially designed and configured for the present invention or those known and usable to those skilled in computer software.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art in the field to which the present invention belongs can make various modifications and variations from these descriptions. this is possible

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.

100: 액세스 포인트
101: 릴레이 노드
102, 103: 제1 방송망에 포함된 센서 노드
104, 105: 제2 방송망에 포함된 센서 노드
106: 방송존
107: 제1 방송존
108: 제2 방송존100: access point
101: relay node
102, 103: sensor node included in the first broadcasting network
104, 105: sensor node included in the second broadcasting network
106: broadcasting zone
107: first broadcasting zone
108: second broadcasting zone

Claims (7)

사물 방송망을 구성하는 릴레이 노드에 있어서,
상기 사물 방송망의 제2 방송망에 포함된 센서 노드들 중에서 상기 릴레이 노드와 연결된 센서 노드로부터 상기 사물 방송망의 제1 방송망에 포함된 액세스 포인트(AP: Access Point)와의 접속을 위한 연결 요청 메시지를 수신하여 상기 액세스 포인트로 전달하는 연결 요청 전달부 - 상기 릴레이 노드는 상기 사물 방송망의 제1 방송망 및 제2 방송망 간의 서비스 영역을 확장하기 위한 노드이고, 상기 액세스 포인트는, PAN 코디네이터(PAN Coordinator)로 하나의 네트워크로 형성된 개인 통신망의 서비스 포인트 또는, 접근점이고, 상기 사물 방송망은, 비경쟁기반의 CFP(Contention Free Period) 구간 및 경쟁기반의 CAP(Contention Access Period) 구간을 활용하여 상기 릴레이 노드를 통해 송수신 가능한 데이터가 경유하는 네트워크를 확장하는 멀티 홉 방송망으로 구성됨 -;
상기 연결 요청 메시지에 대응하여 액세스 포인트로부터 수신한 연결 응답 메시지를 상기 제2 방송망에 포함된 센서 노드로 전달하는 연결 응답 전달부;
상기 연결 응답 메시지에 따라 상기 제2 방송망에 포함된 센서 노드로부터 수신한 전용 통신 채널(GTS: Guaranteed Time Slot) 기반의 방송 모드로 동작하기 위한 방송 요청 메시지를 수신하고, 상기 방송 요청 메시지를 상기 제1 방송망에 포함된 액세스 포인트에 전달하는 방송 요청 전달부; 및
상기 방송 요청 메시지에 따라 상기 제1 방송망에 포함된 액세스 포인트로부터 데이터를 중계하기 위해 할당된 제1 방송 채널을 통해 방송 응답 메시지를 수신하고, 상기 방송 응답 메시지를 상기 제2 방송망에 포함된 센서 노드에 제2 방송 채널을 전달하는 방송 응답 전달부 - 상기 제1 방송 채널은 액세스 포인트를 기준으로 제1 방송망에 포함된 센서 노드 및 상기 릴레이 노드와 연결되는 통신을 수행하는 채널이고, 제2 방송 채널은 제2 방송망에 포함된 센서 노드와 통신을 수행하는 채널임-
를 포함하고,
상기 릴레이 노드는,
서로 다른 방송 채널을 이용하여 상기 액세스 포인트와 센서 노드 간에 발생하는 메시지를 중계 전달하며,
상기 방송 응답 메시지의 방송 모드가 '1'로 설정되면, 상기 제1 방송 채널을 통해 송수신되는 데이터를 동시 수신하며,
상기 방송 응답 메시지의 방송 모드가 '0'으로 설정되면, “device Short Address”를 갖는 릴레이 노드에 한정되어 상기 제1 방송 채널을 통해 송수신되는 데이터를 수신하며,
상기 방송 응답 메시지의 릴레이 모드가 “1”로 설정되면, 상기 제1 방송망에 포함된 액세스 포인트로부터 수신된 데이터를 제2 방송 채널을 제2 방송망에 포함된 센서 노드들로 중계 전송하는 릴레이 노드.In the relay node constituting the object broadcasting network,
A connection request message for connection to an access point (AP) included in the first broadcasting network of the object broadcasting network is received from a sensor node connected to the relay node among sensor nodes included in the second broadcasting network of the object broadcasting network. Connection request delivery unit for transmitting to the access point - The relay node is a node for extending a service area between the first broadcasting network and the second broadcasting network of the object broadcasting network, and the access point is a PAN coordinator. It is a service point or an access point of a personal communication network formed as a network, and the object broadcasting network utilizes a non-contention-based CFP (Contention Free Period) section and a contention-based CAP (Contention Access Period) section. Data that can be transmitted and received through the relay node -;
a connection response transmission unit for transmitting a connection response message received from an access point in response to the connection request message to a sensor node included in the second broadcasting network;
A broadcast request message for operating in a broadcast mode based on a dedicated communication channel (GTS: Guaranteed Time Slot) received from a sensor node included in the second broadcasting network according to the connection response message is received, and the broadcast request message is sent to the first broadcasting network. 1 broadcasting request transmission unit for transmitting to the access point included in the broadcasting network; and
A sensor node included in the second broadcast network receives a broadcast response message through a first broadcast channel assigned to relay data from an access point included in the first broadcast network according to the broadcast request message, and transmits the broadcast response message to the second broadcast network. A broadcast response delivery unit for delivering a second broadcast channel to the first broadcast channel is a channel for performing communication connected to the sensor node and the relay node included in the first broadcast network based on the access point, and the second broadcast channel is a channel that communicates with a sensor node included in the second broadcasting network-
including,
The relay node,
Relaying and delivering messages generated between the access point and the sensor node using different broadcast channels;
When the broadcast mode of the broadcast response message is set to '1', data transmitted and received through the first broadcast channel is simultaneously received;
When the broadcast mode of the broadcast response message is set to '0', data transmitted and received through the first broadcast channel is received limited to a relay node having a “device short address”;
A relay node that relays and transmits data received from an access point included in the first broadcasting network to sensor nodes included in the second broadcasting network through a second broadcasting channel when the relay mode of the broadcast response message is set to “1”. 제1항에 있어서,
상기 릴레이 노드는,
상기 데이터가 경유되는 무선 통신 경로에 따라 설정 가능한 멀티 홉 기반의 사물 방송망을 이용하여 일정 거리 내에 존재하는 센서 노드와 연결되며,
상기 멀티 홉 기반의 사물 방송망은,
슈퍼 프레임의 주기에 기초하여 방송 채널을 통해 데이터를 전송하는 릴레이 노드.According to claim 1,
The relay node,
It is connected to a sensor node existing within a certain distance using a multi-hop based object broadcasting network that can be set according to a wireless communication path through which the data passes,
The multi-hop based object broadcasting network,
A relay node that transmits data through a broadcast channel based on the period of a super frame. 제2항에 있어서,
상기 멀티 홉 기반의 사물 방송망은,
액세스 포인트로부터 전송된 데이터를 센서 노드 및 릴레이 노드에 제공하는 제1 방송망; 및
릴레이 노드로부터 전송된 데이터를 센서 노드에 제공하는 제2 방송망;
을 포함하는 릴레이 노드.According to claim 2,
The multi-hop based object broadcasting network,
a first broadcasting network providing data transmitted from the access point to sensor nodes and relay nodes; and
a second broadcasting network providing data transmitted from the relay node to the sensor node;
A relay node including a. 제1항에 있어서,
상기 연결 요청 전달부는,
릴레이 노드가 중계 모드로 설정된 경우, 액세스 포인트로부터 데이터를 중계하기 위한 전용 통신 채널 기반의 방송 채널을 할당 받고, 상기 할당된 방송 채널을 이용하여 연결 요청 메시지를 액세스 포인터에 전달하는 릴레이 노드.According to claim 1,
The connection request transmission unit,
When the relay node is set to the relay mode, a relay node that is allocated a broadcast channel based on a dedicated communication channel for relaying data from an access point and transmits a connection request message to the access point using the allocated broadcast channel. 제4항에 있어서,
상기 연결 요청 전달부는,
상기 방송 채널을 통해 액세스 포인트로부터 전달된 데이터를 릴레이 노드와 연결된 센서 노드로 전달하고,
상기 데이터를 수신한 센서 노드로부터 액세스 포인터와의 접속을 위한 연결 요청 메시지를 수신하고,
상기 수신한 연결 요청 메시지를 액세스 포인터에 전달하는 릴레이 노드.According to claim 4,
The connection request transmission unit,
Delivering data transmitted from the access point through the broadcast channel to a sensor node connected to a relay node;
Receiving a connection request message for connection with an access point from a sensor node that has received the data;
A relay node forwarding the received connection request message to an access pointer. 제3항에 있어서,
상기 액세스 포인트는,
슈퍼 프레임 N 에서 제1 방송망을 통해 액세스 포인트와 직접 연결된 센서 노드 및 릴레이 노드 중 적어도 하나의 노드에 데이터를 전송하는 릴레이 노드.According to claim 3,
The access point is
A relay node that transmits data to at least one of a sensor node and a relay node directly connected to an access point through a first broadcasting network in super frame N. 제3항에 있어서,
상기 릴레이 노드는,
슈퍼 프레임 N+1 에서 제2 방송망을 통해 릴레이 노드와 직접 연결된 센서 노드에 데이터를 전송하는 릴레이 노드.According to claim 3,
The relay node,
A relay node that transmits data to a sensor node directly connected to the relay node through the second broadcasting network in super frame N+1.
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