KR20180076810A - Apparatus to build a distributed schedule for p2p in TSCH and AODV based Industrial IoT Networks - Google Patents

Apparatus to build a distributed schedule for p2p in TSCH and AODV based Industrial IoT Networks Download PDF

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Abstract

The present invention is to provide a distributed scheduling apparatus which includes slot information to eliminate overhead required for scheduling and not to cause interference, when finding a path through an AODV routing protocol, and a method thereof. The distributed scheduling apparatus of the present invention comprises: a message transmission module; a message reception module; an RREQ message processing module; an RREP message processing module; and a slot management module.

Description

TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치 및 그 방법{Apparatus to build a distributed schedule for p2p in TSCH and AODV based Industrial IoT Networks}[0001] The present invention relates to an apparatus and method for distributed scheduling for p2p in an industrial IoT network based on TSCH and AODV,

본 발명은 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p 통신을 위한 분산 스케줄링 기법에 관한 것으로, 특히 AODV 라우팅 프로토콜을 통해 경로를 찾을 때, 슬롯 정보를 포함하여 스케줄링에 필요한 오버헤드를 없애고 간섭이 발생하지 않는 분산 스케줄링을 하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distributed scheduling scheme for p2p communication in an industrial IOT network based on TSCH and AODV, and more particularly, to a scheduling scheme for eliminating overhead required for scheduling including slot information when searching for a path through an AODV routing protocol, To an apparatus and method for performing distributed scheduling.

IEEE 802.15.4e는 IEEE 802.15.4 표준을 산업용 무선 센서 네트워크 환경에 맞게 MAC 계층을 개선한 표준이다. TSCH(Time Slotted Channel Hopping)는 IEEE 802.15.4e의 모드 중 하나로 높은 신뢰성과 저전력 동작을 보여주며, IEEE 802.15.4e 네트워크상의 모든 노드들은 동기화되어진다. IEEE 802.15.4e is a standard that improves the MAC layer to meet the IEEE 802.15.4 standard for industrial wireless sensor network environments. Time Slotted Channel Hopping (TSCH) is one of the modes of IEEE 802.15.4e, which shows high reliability and low power operation, and all nodes on the IEEE 802.15.4e network are synchronized.

TSCH에서 시간은 슬롯(slot) 단위로 쪼개지며, 타임 슬롯(time slot)의 묶음으로 슬롯프레임(slotframe)이 구성된다. 모든 노드는 스케줄링된 슬롯프레임을 계속 반복하며 타임 슬롯에서 전송(transmit), 수신(receive), 슬립(sleep) 중에 하나의 동작을 하게 된다. TSCH는 채널 홉핑을 통해 외부 간섭과 멀티 경로 페이딩(multi-path fading) 같은 문제점을 줄이고 있다. 스케줄은 (slotOffset, channelOffset) 의 2 차원 배열로 나타내어지며, 배열의 요소는 "셀(cell)"로 지칭된다. 셀(cell)은 전송 또는 수신으로 스케줄 되면 해당 셀에서 이웃 노드와 통신을 할 수 있다. IEEE 802.15.4e 표준은 스케줄링 방식에 대해 정의하지 않고 있다. In TSCH, time is divided into slots, and a slotframe is formed by a bundle of time slots. Every node repeats the scheduled slot frame and performs one of transmit, receive, and sleep in the time slot. The TSCH is reducing problems such as external interference and multi-path fading through channel hopping. The schedule is represented by a two-dimensional array of (slotOffset, channelOffset), and the elements of the array are referred to as "cells ". When a cell is scheduled for transmission or reception, it can communicate with a neighboring node in the corresponding cell. The IEEE 802.15.4e standard does not define a scheduling scheme.

TSCH는 보통 트리구조의 라우팅 경로를 형성하는 RPL 라우팅 프로토콜과 함께 사용된다. 하지만 RPL 라우팅 프로토콜은 루트 노드로 데이터를 수집하는 convergecast 구조에 적합하지만 p2p환경에는 적합하지 않다. RPL에서 각각의 노드는 자신의 이웃 정보와 목적 함수(Objective Function)로 계산된 랭크(rank) 값을 통해 부모 노드를 선정하여 모든 패킷은 부모 노드로 전송하게 된다. 각각의 노드는 p2p 목적지까지의 경로를 알지 못하여 p2p 패킷을 부모 노드에게 전송하여 루트 노드까지 전달된다. 루트 노드는 전체 트리 구조를 알기 때문에, 해당 패킷의 목적지로 전달 할 수 있다. 이처럼 RPL에서의 p2p통신은 루트노드를 항상 거쳐야하기 때문에 p2p 환경에 적합하지 않다.The TSCH is used in conjunction with the RPL routing protocol, which usually forms the routing path of the tree structure. However, the RPL routing protocol is suitable for a convergecast architecture that collects data as a root node, but not for a p2p environment. In RPL, each node selects a parent node by its rank value calculated by its neighbor information and objective function, and all packets are transmitted to the parent node. Each node does not know the path to the p2p destination and sends the p2p packet to the parent node and then to the root node. Since the root node knows the entire tree structure, it can forward to the destination of the packet. In this way, p2p communication in RPL is not suitable for p2p environment because it has to go through the root node all the time.

이러한 p2p 환경에서는 리액티브(reactive) 라우팅 방식인 애드 혹(Ad hoc) AODV(On-demand Distance Vector) 라우팅 프로토콜이 적합하다. AODV는 목적지 경로를 찾기 위해서 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송 한다. RREQ 메시지를 받은 노드들은 자신의 경로를 포함하여 다시 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송 한다. 목적지 노드가 RREQ 메시지를 수신하면 RREP 메시지에 RREQ 메시지가 전송된 경로를 포함하여 소스 노드까지 전달한다. In this p2p environment, an ad hoc AODV (On-demand Distance Vector) routing protocol, which is a reactive routing scheme, is suitable. AODV broadcasts the RREQ message to find the destination path. The nodes that received the RREQ message broadcast the RREQ message again including their own path. When the destination node receives the RREQ message, it transmits the RREQ message including the route of the RREQ message to the source node.

TSCH 네트워크에서 대표적인 분산 스케줄링 기법으로는 on-the-fly 기법이 있다. on-the-fly 기법은 슬롯 할당을 위해 후보 셀들을 이웃노드에게 전송하면 이웃노드는 후보 셀 중 몇 개를 선택하여 다시 전송해주는 방식으로 스케줄링이 진행된다. on-the-fly 기법은 라우팅 경로를 찾을 때 스케줄링 하는 방식이 아니라, 따로 컨트롤 메시지를 통해 스케줄링을 하므로 스케줄링에 필요한 오버헤드가 크다. 또한, 랜덤으로만 슬롯 오프셋과 채널 오프셋을 결정하기 때문에, 노드 간에 충돌이 발생할 수 있다.In the TSCH network, on-the-fly technique is a typical distributed scheduling technique. The on-the-fly scheme transmits the candidate cells to the neighboring node for slot allocation, and the neighboring node selects and transmits some of the candidate cells again. The on-the-fly method is not a scheduling method for finding a routing path but a scheduling through a control message. Therefore, there is a large overhead required for scheduling. In addition, since the slot offset and the channel offset are determined only at random, a collision may occur between the nodes.

등록특허공보 제10-0955246호 (등록일자 2010.04.21)Patent Registration No. 10-0955246 (registered on Apr. 21, 2010) 등록특허공보 제10-1001622호 (등록일자 2010.12.09)Patent Registration No. 10-1001622 (Registration date 2010.12.09)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, AODV 라우팅 프로토콜을 통해 경로를 찾을 때, 슬롯 정보를 포함하여 스케줄링에 필요한 오버헤드를 없애고 간섭이 발생하지 않는 분산 스케줄링을 하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for distributed scheduling in which no overhead is required for scheduling, The purpose of the method is to provide.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치의 특징은 RREQ 메시지 필드에 셀 오프셋 및 채널 오프셋을 포함하는 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고, 또한 RREP 메시지 필드에 다음(next) IP 주소를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 메시지 전송모듈과, 상기 메시지 전송모듈로부터 RREQ 메시지 및 RREP 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 메시지 수신모듈과, 상기 메시지 수신모듈에서 검출된 RREQ 메시지에 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트 정보를 넣고, 목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀을 지정하여 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트에 있는 셀이 아닌 경우 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 RREQ 메시지 처리모듈과, 상기 메시지 수신모듈에서 RREP 메시지에 포함된 다음(next) IP 주소가 자기 자신일 경우에만 RREP 메시지를 브로드캐스팅 전송하고, 자기 자신이 아닐 경우에는 RREP 메시지 속의 셀을 블랙리스트 안에 삽입하고 브로드캐스팅 전송하지 않는 RREP 메시지 처리모듈과, 상기 RREQ 메시지 처리모듈 및 RREP 메시지 처리모듈에서 전달되는 RREQ 메시지 및 RREP 메시지의 목적지 노드가 자신인 경우, 라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣은 뒤, 해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행하는 슬롯 관리모듈을 포함하여 구성되는데 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a distributed scheduling apparatus for a p2p in a TSCH and an AODV-based industrial IoT network, the apparatus including: a cell list (cell list) including a cell offset and a channel offset in a RREQ message field; A message transmission module for adding and broadcasting a next IP address to the RREP message field, and an RREQ message receiving module for receiving the RREQ message and the RREP message from the message transmission module, RREQ path information and cell list information are included in a routing table in the RREQ message detected by the message reception module, and when the destination is not the node itself, If a collision occurs or is not a blacklisted cell, insert the cell in the cell list A RREQ message processing module for broadcasting and transmitting an RREQ message; and a RREP message transmitting / receiving module for broadcasting / transmitting an RREP message only when the next IP address included in the RREP message is itself, If the destination node of the RREQ message and the RREP message transmitted from the RREQ message processing module and the RREP message processing module is itself, the RREP message processing module, the RREP message processing module, and the RREP message processing module, Stores the RREQ path and the RREP path, puts the RREQ path and the RREP path into the scheduling table if the slot offset of the cell in the cell list is not already allocated, or if the cell is not in the black list, And a slot management module for performing RREP message processing .

바람직하게 상기 메시지 전송모듈은 RREQ 메시지 필드에 1바이트 슬롯 오프셋과 1바이트 채널 오프셋을 포함하는 2개의 셀 정보를 포함하는 8바이트의 cellList 정보를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 RREQ 메시지 전송부와, RREP 메시지 필드에 다음 IP 주소를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 RREP 메시지 전송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the message transmission module includes an RREQ message transmitter for adding and broadcasting 8 bytes of cellList information including two cell information including a 1-byte slot offset and a 1-byte channel offset in an RREQ message field, And an RREP message transmitting unit for adding and broadcasting the next IP address to the field.

바람직하게 상기 메시지 수신모듈은 메시지 전송모듈로부터 RREQ 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 RREQ 메시지 수신부와, 메시지 전송모듈로부터 RREP 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 RREP 메시지 수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the message receiving module includes an RREQ message receiver for receiving an RREQ message from a message transmission module and detecting whether a destination of the received message is a received node itself, a receiver for receiving a RREP message from the message transmission module, And a RREP message receiver for detecting whether the received node is the received node itself.

바람직하게 상기 RREQ 메시지 처리모듈은 검출된 RREQ 메시지에 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트(cellList) 정보를 추가하는 제 1 라우팅 처리부와, 목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀을 지정하여 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트(blaclList)에 있는 셀이 아닌 경우 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, 셀리스트에 4개의 셀 정보를 추가되면 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 제 1 스케줄링 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the RREQ message processing module further includes a first routing processor for adding RREQ path information and cell list information to the detected RREQ message, if the destination is not the node itself, Includes a first scheduling processing unit for inserting a corresponding cell into a cell list when a collision with one of the cells occurs or is not a cell in a black list and broadcasts an RREQ message when four cell information is added to the cell list .

바람직하게 상기 RREP 메시지 처리모듈은 검출된 RREP 메시지에 포함된 다음(next) IP 주소가 자기 자신이 아닌 경우 블랙리스트에 해당 셀을 삽입하고, 자기 자신인 경우 라우팅 테이블을 업데이트하는 제 2 라우팅 처리부와, 라우팅 테이블에 저장해둔 셀리스트 중에 해당 셀의 슬롯 오프셋이 이미 할당되어 있지 않고, 블랙리스트에 없는 셀인 경우에 해당 셀을 할당하고, RREP 메시지에 삽입하여 브로드캐스팅 전송하는 제 2 스케줄링 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the RREP message processing module includes a second routing processor for inserting the corresponding cell into the black list when the next IP address included in the detected RREP message is not itself, and updating the routing table if the next IP address is the self, And a second scheduling processor for allocating a cell in a case where the cell offset is not already allocated in the cell list stored in the routing table and the cell is not in the black list, inserting the cell into the RREP message, .

바람직하게 상기 슬롯 관리모듈은 라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣어 관리하는 스케줄링 테이블 관리부와, 해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행하는 액티브 슬롯 추가부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the slot management module stores the RREQ path and the RREP path in the routing table, and when the slot offset of the cell in the cell list is not already allocated or the cell is not in the black list, And an active slot adding unit for allocating the corresponding cell and performing RREQ message and RREP message processing.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 방법의 특징은 (A) 경로 찾기 및 스케줄링이 수행되면, 메시지 전송모듈을 통해 랜덤으로 셀을 지정하여 RREQ 메시지 필드에 셀 오프셋 및 채널 오프셋을 포함하는 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고, RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 단계와, (B) 상기 RREQ 메시지를 수신한 목적지 노드가 RREQ 메시지 처리를 끝내면 RREP 메시지 필드에 다음(next) IP 주소를 추가하고 RREP 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 단계와, (C) 메시지 수신모듈을 통해 이웃 노드로부터 RREQ 메시지 및 RREP 메시지가 수신되면, 상기 수신된 RREQ 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 단계와, (D) 상기 검출된 RREQ 메시지의 목적지가 자신이 아닌 경우, 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고, 목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀을 지정하는 단계와, (E) 상기 지정된 셀이 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트(blaclList)에 있는 셀이 아닌 경우 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, 제 1 스케줄링 처리부를 통해 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 단계와, (F) 메시지 수신모듈을 통해 RREP 메시지가 수신되면, 수신된 RREP 메시지 속의 다음(next) IP 주소가 자기 자신이 아닌 경우는 블랙리스트에 해당 셀을 삽입하고, 다음 IP 주소가 자기 자신인 경우는 라우팅 테이블을 업데이트(다음 지정)하고 RREP 메시지 속의 셀을 할당하는 단계와, (G) 라우팅 테이블에 저장해둔 셀리스트 중에 해당 셀의 슬롯 오프셋이 이미 할당되어 있는지 확인하는 제 1 확인 단계와, (H) 상기 제 1 확인 결과, 해당 셀의 슬롯 오프셋이 할당되어 있지 않은 경우, 해당 셀이 블랙리스트에 있는 셀인지 확인하는 제 2 확인 단계와, (I) 상기 제 2 확인 결과, 블랙리스트에 없는 셀인 경우에 해당 셀을 할당하고, RREP 메시지에 삽입하여 브로드캐스팅 전송하는 단계와, (J) 슬롯 관리모듈을 통해 라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of performing distributed scheduling for p2p in a TSCH and an AODV-based industrial IoT network, comprising the steps of: (A) when path searching and scheduling are performed, Adding cell list (cellList) information including a cell offset and a channel offset to a RREQ message field and broadcasting and transmitting an RREQ message by designating the RREQ message field; and (B) (C) receiving a RREQ message and a RREP message from a neighboring node through a message receiving module, adding the next RREQ message to the received RREQ message, Detecting whether the destination of the received RREQ message is the received node itself, and (D) Adding RREQ path information and cell list information to the routing table, and randomly designating a cell when the destination is not the node itself; (E) colliding with cells already allocated by the designated cell Or a cell in a black list (blaclList), broadcasting the RREQ message through the first scheduling processing unit, and (F) receiving the RREP message through the message receiving module . If the next IP address in the received RREP message is not itself, the cell is inserted into the black list. If the next IP address is itself, the routing table is updated (designated next) and the cell in the RREP message (G) a first checking step of confirming whether a slot offset of a corresponding cell is already allocated in the cell list stored in the routing table, (H) A second checking step of checking whether the corresponding cell is a cell in the black list if the slot offset of the corresponding cell is not allocated as a result of the first checking; (J) storing the RREQ path and the RREP path in the routing table through the slot management module, allocating the corresponding cell, and transmitting the RREQ message and the RREP message And performing the steps of:

바람직하게 상기 (A) 단계에서 상기 셀리스트는 4개의 셀 정보를 포함하고 있으며, 셀은 1바이트 슬롯 오프셋과 1바이트 채널 오프셋 총 2바이트로 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, in the step (A), the cell list includes four cell information, and the cell includes a 1-byte slot offset and a 1-byte channel offset.

바람직하게 상기 (B) 단계의 RREP 메시지는 4바이트 다음 IP 주소를 추가 하였고, 2바이트의 1개의 셀 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, the RREP message of step (B) includes 4 bytes of next IP address and 2 bytes of cell information.

바람직하게 상기 (E) 단계는 셀리스트에 4개의 셀 정보가 삽입되면 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step (E), when four cell information is inserted into the cell list, the RREQ message is broadcasted and transmitted.

바람직하게 상기 (J) 단계는 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣어 관리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (J) further comprises a step of managing the cell in the scheduling table if the slot offset of the cell is not already allocated among the cells in the cell list or if the cell is not in the black list.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치 및 그 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The apparatus and method for distributed scheduling for p2p in the TSCH and AODV-based industrial IoT networks according to the present invention as described above have the following effects.

첫째, 기존의 AODV의 RREQ와 RREP 메시지 필드를 수정 하여 스케줄링에 필요한 오버헤드가 전혀 없는 스케줄링 방법이다.First, it modifies the RREQ and RREP message fields of the existing AODV, so that there is no overhead required for scheduling.

둘째, RREP 메시지 전송 방식을 유니캐스팅에서 브로드캐스팅 전송으로 변경하여, 이웃 노드들의 셀 정보를 블랙리스트(blacklist)로 관리하여 노드 간에 간섭이 전혀 발생하지 않는 스케줄링 방법이다.Second, the RREP message transmission scheme is changed from unicasting to broadcasting transmission, and cell information of neighboring nodes is managed as a blacklist, so that no interference occurs between nodes.

셋째, RREP 메시지를 브로드캐스팅 전송으로 변경 하였지만, 경로상의 노드들만 플러딩 하도록 구현되어 기존의 AODV에 비해 컨트롤 패킷 수가 증가하지 않는다.Third, although the RREP message is changed to broadcast transmission, the number of control packets is not increased as compared with the conventional AODV.

넷째, 대표적인 TSCH 분산 스케줄링 기법인 on-the-fly 기법의 단점(RPL 라우팅 위에서 사용하여, 경로 찾기와 스케줄링이 별개로 진행되므로 스케줄링에 필요한 컨트롤 패킷이 필요함, 주변 노드들의 셀 정보를 전혀 고려하지 않고, 랜덤하게 셀을 할당하여 간섭이 발생 할 수 있음)을 극복한 스케줄링 방법이다.Fourth, the disadvantage of the on-the-fly scheme, which is a typical TSCH distributed scheduling scheme (RPL routing is used, routing and scheduling are performed separately, so control packets necessary for scheduling are required. , Randomly allocating cells may cause interference).

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링 장치의 구성을 나타낸 블록도
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3 은 수정한 RREQ 메시지 필드의 구성을 나타낸 RREQ 메시지 포맷
도 4 는 수정한 RREP 메시지 필드의 구성을 나타낸 RREP 메시지 포맷
도 5 는 본 발명에 따른 RREQ 메시지 전송 예시를 나타낸 도면
도 6 은 본 발명에 따른 RREP 메시지 전송 예시를 나타낸 도면
도 7 은 본 발명에 따른 RREQ 메시지 및 RREP 메시지의 타이밍 다이어그램
1 is a block diagram showing a configuration of a distributed scheduling apparatus for p2p in an industrial IoT network based on TSCH and AODV according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart illustrating a distributed scheduling method for p2p in an industrial IoT network based on TSCH and AODV according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows an RREQ message format
FIG. 4 shows a RREP message format showing the configuration of a modified RREP message field
5 is a diagram illustrating an example of RREQ message transmission according to the present invention;
6 is a diagram illustrating an example of RREP message transmission according to the present invention;
7 is a timing diagram of an RREQ message and an RREP message according to the present invention.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.A preferred embodiment of an apparatus and method for distributed scheduling for p2p in a TSCH and an AODV-based industrial IoT network according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a distributed scheduling apparatus for p2p in an industrial IoT network based on TSCH and AODV according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 분산 스케줄링을 하는 장치는 RREQ 메시지 필드에 셀 오프셋 및 채널 오프셋을 포함하는 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고, 또한 RREP 메시지 필드에 다음(next) IP 주소를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 메시지 전송모듈(100)과, 상기 메시지 전송모듈(100)로부터 RREQ 메시지 및 RREP 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 메시지 수신모듈(200)과, 상기 메시지 수신모듈(200)에서 검출된 RREQ 메시지에 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트(cellList) 정보를 넣고, 목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀(슬롯 오프셋, 채널 오프셋)을 지정하여 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트(blaclList)에 있는 셀이 아닌 경우 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 RREQ 메시지 처리모듈(300)과, 상기 메시지 수신모듈(200)에서 RREP 메시지에 포함된 다음(next) IP 주소가 자기 자신일 경우에만 RREP 메시지를 브로드캐스팅 전송하고, 자기 자신이 아닐 경우에는 RREP 메시지 속의 셀을 블랙리스트 안에 삽입하고 브로드캐스팅 전송하지 않는 RREP 메시지 처리모듈(400)과, 상기 RREQ 메시지 처리모듈(300) 및 RREP 메시지 처리모듈(400)에서 전달되는 RREQ 메시지 및 RREP 메시지의 목적지 노드가 자신인 경우, 라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣은 뒤, 해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행하는 슬롯 관리모듈(500)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the distributed scheduling apparatus adds cell list (cellList) information including a cell offset and a channel offset to an RREQ message field, and adds a next IP address to the RREP message field A message receiving module 200 for receiving the RREQ message and the RREP message from the message transmitting module 100 and detecting whether the destination of the received message is the received node itself, RREQ path information and cell list information are inserted into the routing table in the RREQ message detected by the message reception module 200 and when a destination is not the node itself, a cell (slot offset, channel offset) is designated If a cell conflicts with already allocated cells or is not a cell in the black list (blaclList), the cell is inserted in the cell list, and the RREQ message A RREQ message processing module 300 that broadcasts and transmits an RREP message only when the next IP address included in the RREP message is itself in the message reception module 200, A RREP message processing module 400 for inserting cells in a RREP message into a black list and broadcasting the RREP message and a RREP message transmitted from the RREP message processing module 400; The RREQ path and the RREP path are stored in the routing table, and if the slot offset of the cell in the cell list is not already allocated or the cell is not in the black list, And a slot management module 500 that performs RREQ message processing and RREP message processing by allocating corresponding cells.

이때, 상기 메시지 전송모듈(100)은 RREQ 메시지 필드에 1바이트 슬롯 오프셋과 1바이트 채널 오프셋을 포함하는 2개의 셀 정보를 포함하는 8바이트의 cellList 정보를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 RREQ 메시지 전송부(110)와, RREP 메시지 필드에 다음(next) IP 주소를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 RREP 메시지 전송부(120)로 구성된다.At this time, the message transmission module 100 adds an 8-byte cellList information including two cell information including a 1-byte slot offset and a 1-byte channel offset to the RREQ message field and broadcasts the RREQ message message And an RREP message transmission unit 120 for adding and broadcasting a next IP address to the RREP message field.

그리고 상기 메시지 수신모듈(200)은 메시지 전송모듈(100)로부터 RREQ 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 RREQ 메시지 수신부(210)와, 메시지 전송모듈(100)로부터 RREP 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 RREP 메시지 수신부(220)로 구성된다.The message receiving module 200 includes an RREQ message receiving unit 210 receiving a RREQ message from the message transmitting module 100 and detecting whether the destination of the received message is the received node itself, And an RREP message receiver 220 for detecting whether the destination of the received message is the received node itself.

또한 상기 RREQ 메시지 처리모듈(300)은 검출된 RREQ 메시지에 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트(cellList) 정보를 추가하는 제 1 라우팅 처리부(310)와, 목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀(슬롯 오프셋, 채널 오프셋)을 지정하여 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트(blaclList)에 있는 셀이 아닌 경우 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, 셀리스트에 4개의 셀 정보를 추가되면 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 제 1 스케줄링 처리부(320)로 구성된다.The RREQ message processing module 300 further includes a first routing processor 310 for adding RREQ path information and cell list information to the detected RREQ message, (Slot offset, channel offset), and if a collision occurs with already allocated cells or is not a cell in the black list, the corresponding cell is inserted into the cell list, and if four cell information is added to the cell list, the RREQ And a first scheduling processing unit 320 for broadcasting and transmitting the message.

또한 상기 RREP 메시지 처리모듈(400)은 검출된 RREP 메시지에 포함된 다음(next) IP 주소가 자기 자신이 아닌 경우 블랙리스트에 해당 셀을 삽입하고, 자기 자신인 경우 라우팅 테이블을 업데이트하는 제 2 라우팅 처리부(410)와, 라우팅 테이블에 저장해둔 셀리스트 중에 해당 셀의 슬롯 오프셋이 이미 할당되어 있지 않고, 블랙리스트에 없는 셀인 경우에 해당 셀을 할당하고, RREP 메시지에 삽입하여 브로드캐스팅 전송하는 제 2 스케줄링 처리부(420)로 구성된다.The RREP message processing module 400 inserts the corresponding cell into the black list when the next IP address included in the detected RREP message is not itself, A processing unit 410 for allocating a cell in a case where the cell offset is not already allocated to a cell list stored in the routing table and is not in the black list, And a scheduling processing unit 420.

또한 상기 슬롯 관리모듈(500)은 라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣어 관리하는 스케줄링 테이블 관리부(510)와, 해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행하는 액티브 슬롯 추가부(520)로 구성된다.Also, the slot management module 500 stores the RREQ path and the RREP path in the routing table, and when the slot offset of the corresponding cell is not already allocated in the cell list, or when the corresponding cell is not in the black list, And an active slot adding unit 520 for allocating a corresponding cell and performing an RREQ message and an RREP message processing.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1 또는 도 2와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 부재를 지칭한다. Hereinafter, the operation of the apparatus for performing distributed scheduling for p2p in the TSCH and the AODV-based industrial IoT network according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in FIG. 1 or FIG. 2 denote the same members performing the same function.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 본 발명은 도 7에서 도시하고 있는 것과 같이, RREQ 메시지 처리와, RREP 메시지 처리 크게 두 가지 처리과정을 가진다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a distributed scheduling method for p2p in a TSCH and an AODV-based industrial IoT network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the present invention includes RREQ message processing, Processing There are two main processes.

도 2를 참조하여 설명하면, 먼저 경로 찾기 및 스케줄링이 수행되면(S10), 메시지 전송모듈(100)을 통해 랜덤으로 셀을 지정하여 RREQ 메시지 필드에 셀 오프셋 및 채널 오프셋을 포함하는 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고, RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송한다(S20). Referring to FIG. 2, when route searching and scheduling are performed (S10), a cell is randomly designated through the message transmission module 100, and a cell list including a cell offset and a channel offset ) Information, and broadcasts the RREQ message (S20).

이때, 메시지 전송모듈(100)은 스케줄링에 필요한 오버헤드를 없애기 위해 RREQ 메시지 필드를 수정하였다. 도 3 은 수정한 RREQ 메시지 필드의 구성을 나타낸 RREQ 메시지 포맷으로써, 기존의 RREQ 메시지 필드에 8바이트 셀리스트 정보를 추가하여 별도의 스케줄링 메시지 없이 스케줄링을 할 수 있도록 한다. 이때 상기 셀리스트는 4개의 셀 정보를 포함하고 있으며, 셀은 1바이트 슬롯 오프셋과 1바이트 채널 오프셋 총 2바이트로 구성된다.At this time, the message transmission module 100 has modified the RREQ message field to eliminate the overhead required for scheduling. FIG. 3 is a RREQ message format showing the configuration of the modified RREQ message field. The 8-byte cell list information is added to the existing RREQ message field so that scheduling can be performed without a separate scheduling message. At this time, the cell list includes 4 cell information, and the cell is composed of 1 byte slot offset and 1 byte channel offset total 2 bytes.

도 5 는 본 발명에 따른 RREQ 메시지 전송 예시를 나타낸 도면으로, 소스 노드 1번에서 목적지 6번 까지 RREQ 메시지를 통해 경로 찾기와 스케줄링을 하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of RREQ message transmission according to the present invention. FIG. 5 is a diagram for performing route search and scheduling through RREQ messages from source Nos. 1 to 6. FIG.

그리고 메시지 전송모듈(100)은 RREQ 메시지를 수신한 목적지 노드가 RREQ 메시지 처리를 끝내면 RREP 메시지 필드에 다음(next) IP 주소를 추가하고 RREP 메시지를 브로드캐스팅 전송한다(S30). When the destination node having received the RREQ message finishes processing the RREQ message, the message transmission module 100 adds a next IP address to the RREP message field and broadcasts the RREP message (S30).

이때, 메시지 전송모듈(100)은 간섭이 발생하지 않는 스케줄링을 하기 위해 블랙리스트를 만들어야 한다. 블랙리스트 생성에 필요한 정보를 주위 노드들이 전송 받아야 하므로 RREP 메시지를 브로드캐스팅 방식으로 전송한다. 이처럼 브로드 캐스팅 방식으로 전송하더라도, 플러딩이 발생하지 않게 하기 위해, 도 4에서 도시하고 있는 것과 같이 RREP 메시지 필드에 다음 IP 주소를 포함하였다. 도 4 는 수정한 RREP 메시지 필드의 구성을 나타낸 RREP 메시지 포맷으로, 4바이트 다음 IP 주소를 추가 하였고, 2바이트의 1개의 셀 정보를 포함하고 있다. At this time, the message transmission module 100 must create a black list in order to perform scheduling in which interference does not occur. Since the neighbor nodes need to receive the information necessary for black list generation, the RREP message is broadcasted. In order to prevent the flooding from occurring even in the broadcasting mode, the RREP message field includes the next IP address as shown in FIG. FIG. 4 is a RREP message format showing the configuration of the modified RREP message field. The 4-byte next IP address is added, and the 2-byte cell information is included.

도 6 은 목적지 6번에서 소스 노드 1번까지의 RREP 메시지 전송 예시를 나타낸 도면으로, 목적지 노드 6번이 RREP 메시지를 브로드 캐스팅 하면, 3번 ,4번, 5번 노드가 전송 받게 된다.FIG. 6 shows an example of RREP message transmission from destination # 6 to source # 1. When destination node # 6 broadcasts an RREP message, nodes # 3, # 4 and # 5 are received.

이어 메시지 수신모듈(200)을 통해 이웃 노드로부터 RREQ 메시지 및 RREP 메시지가 수신되면(S40), 상기 수신된 RREQ 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출한다(S50).If the RREQ message and the RREP message are received from the neighboring node through the message receiving module 200 in step S40, it is determined in step S50 whether the destination of the received RREQ message is the received node itself.

상기 검출된 RREQ 메시지의 목적지가 자신이 아닌 경우, 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고(S60), 목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀(슬롯 오프셋, 채널 오프셋)을 지정한다(S70).If the destination of the detected RREQ message is not itself, RREQ path information and cell list information are added to the routing table in step S60. If the destination is not the node itself, the RREQ path information and cell list information are randomly added to the cell (slot offset, channel offset) (S70).

그리고 지정된 셀이 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트(blaclList)에 있는 셀이 아닌 경우(S80) 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, 셀리스트에 4개의 셀 정보가 삽입되면 제 1 스케줄링 처리부(320)를 통해 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송한다(S90). If the designated cell collides with the already allocated cells or is not a cell in the black list (S80), the corresponding cell is inserted into the cell list, and if four cell information is inserted into the cell list, And broadcasts the RREQ message through the RNC 320 (S90).

이처럼, 노드는 랜덤으로 슬롯 오프셋과 채널 오프셋을 결정한다. 예를 들어 슬롯프레임 길이가 100이고 채널 오프셋이 16일 경우, 총 1600개의 셀 중에서 한 개가 랜덤으로 선택된다. 만약 선택 한 셀이, 자신이 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트에 있는 셀이 아닐 경우, 셀리스트에 삽입한다. 이러한 방식으로 셀리스트에 4개의 셀을 넣어 RREQ 메시지에 포함하여 브로드캐스팅 전송 한다. 이러한 과정을 거치는 이유는 노드 간에 간섭이 발생하지 않는 스케줄링을 하기 위해서이다. As such, the node randomly determines the slot offset and the channel offset. For example, if the slot frame length is 100 and the channel offset is 16, one of a total of 1600 cells is randomly selected. If the selected cell conflicts with cells that it has already allocated or is not a cell in the black list, it inserts it into the cell list. In this way, four cells are inserted into the cell list and included in the RREQ message for broadcast transmission. The reason for this process is to perform scheduling in which no interference occurs between the nodes.

한편, 메시지 수신모듈(200)을 통해 RREP 메시지가 수신되면(S40), 수신된 RREP 메시지 속의 다음(next) IP 주소가 자기 자신이 아닌 경우는(S90) 블랙리스트에 해당 셀을 삽입한다(S100). On the other hand, if the RREP message is received through the message receiving module 200 (S40), if the next IP address in the received RREP message is not itself (S90), the corresponding cell is inserted into the black list (S100 ).

또한 수신된 RREP 메시지 속의 다음(next) IP 주소가 자기 자신인 경우는(S90) 라우팅 테이블을 업데이트(다음 지정)하고 RREP 메시지 속의 셀을 할당한다(S110).If the next IP address in the received RREP message is itself (S90), the routing table is updated (designated next) and the cell in the RREP message is allocated (S110).

그리고 라우팅 테이블에 저장해둔 셀리스트 중에 해당 셀의 슬롯 오프셋이 이미 할당되어 있는지 확인한다(S120). 즉 도 6을 참조하여 설명하면, 3번 노드와 5번 노드는 경로상의 노드가 아니므로, 블랙리스트에 해당 셀 (25, 10)을 넣고 끝낸다. 4번 노드는 경로상의 노드이므로, 라우팅 테이블을 업데이트하고, 셀 (25, 10)을 스케줄링 테이블에 넣은 뒤, 셀을 할당한다.In step S120, it is determined whether a slot offset of the corresponding cell is already allocated in the cell list stored in the routing table. That is, referring to FIG. 6, since the nodes 3 and 5 are not nodes on the route, they insert the corresponding cells 25 and 10 into the black list. Since node 4 is a node on the route, it updates the routing table, puts cells 25 and 10 into the scheduling table, and then allocates cells.

상기 확인 결과(S120), 해당 셀의 슬롯 오프셋이 할당되어 있지 않은 경우, 해당 셀이 블랙리스트에 있는 셀인지 확인하여(S130), 블랙리스트에 없는 셀인 경우에 해당 셀을 할당하고, RREP 메시지에 삽입하여 브로드캐스팅 전송한다(S140). 즉 도 6을 참조하여 설명하면, 노드 1, 2, 3, 5번 노드가 이 메시지를 받게 되고, 마찬가지로 노드 2, 3, 5번 노드는 경로상의 노드가 아니므로 블랙리스트에 넣은 뒤 종료한다. 노드 1번은 경로상의 노드이므로, 라우팅 테이블을 업데이트하고, 해당 셀을 할당한다. If it is determined that the corresponding cell is not included in the black list (S130), the corresponding cell is allocated to the cell in the black list, and if the cell offset is not allocated to the RREP message And broadcast transmission is performed (S140). That is, referring to FIG. 6, nodes 1, 2, 3, and 5 receive this message. Likewise, nodes 2, 3, and 5 are not nodes in the route, so they are blacklisted and terminated. Since node 1 is a node on the route, it updates the routing table and allocates the corresponding cell.

이어 슬롯 관리모듈(500)을 통해 라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣어 관리하면서, 해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행한다(S150).The RREQ path and the RREP path are stored in the routing table through the slot management module 500. If the slot offset of the cell in the cell list is not already allocated or the cell is not in the black list, The RREQ message and the RREP message are processed by allocating the corresponding cell (S150).

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (11)

RREQ 메시지 필드에 셀 오프셋 및 채널 오프셋을 포함하는 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고, 또한 RREP 메시지 필드에 다음(next) IP 주소를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 메시지 전송모듈과,
상기 메시지 전송모듈로부터 RREQ 메시지 및 RREP 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 메시지 수신모듈과,
상기 메시지 수신모듈에서 검출된 RREQ 메시지에 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트 정보를 넣고, 목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀을 지정하여 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트에 있는 셀이 아닌 경우 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 RREQ 메시지 처리모듈과,
상기 메시지 수신모듈에서 RREP 메시지에 포함된 다음(next) IP 주소가 자기 자신일 경우에만 RREP 메시지를 브로드캐스팅 전송하고, 자기 자신이 아닐 경우에는 RREP 메시지 속의 셀을 블랙리스트 안에 삽입하고 브로드캐스팅 전송하지 않는 RREP 메시지 처리모듈과,
상기 RREQ 메시지 처리모듈 및 RREP 메시지 처리모듈에서 전달되는 RREQ 메시지 및 RREP 메시지의 목적지 노드가 자신인 경우, 라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣은 뒤, 해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행하는 슬롯 관리모듈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치.
A message transmission module for adding cell list (cellList) information including a cell offset and a channel offset to an RREQ message field, adding a next IP address to an RREP message field, and broadcasting and transmitting the next IP address,
A message receiving module for receiving the RREQ message and the RREP message from the message transmission module and detecting whether the destination of the received message is the received node itself;
If the destination is not the node itself, the RREQ path information and the cell list information are inserted into the routing table in the RREQ message detected by the message reception module. If the destination is not the node itself, A RREQ message processing module for inserting a corresponding cell into a cell list and broadcasting an RREQ message;
The RREP message is broadcasting only if the next IP address included in the RREP message is itself, and if not, the cell in the RREP message is inserted into the black list and broadcasted Not with the RREP message handling module,
If the destination node of the RREQ message and the RREP message transmitted from the RREQ message processing module and the RREP message processing module is itself, the RREQ path and the RREP path are stored in the routing table, and if the slot offset of the corresponding cell And a slot management module for storing the RREQ message and the RREP message when the corresponding cell is not allocated in the black list, allocating the corresponding cell to the scheduling table, and performing RREQ message and RREP message processing. An apparatus for distributed scheduling for p2p in an IoT network.
제 1 항에 있어서, 상기 메시지 전송모듈은
RREQ 메시지 필드에 1바이트 슬롯 오프셋과 1바이트 채널 오프셋을 포함하는 2개의 셀 정보를 포함하는 8바이트의 cellList 정보를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 RREQ 메시지 전송부와,
RREP 메시지 필드에 다음 IP 주소를 추가하고 브로드캐스팅 전송하는 RREP 메시지 전송부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치.
The method of claim 1, wherein the message transmission module
An RREQ message transmitter for adding and broadcasting 8 bytes of cellList information including two cell information including a 1-byte slot offset and a 1-byte channel offset in an RREQ message field,
And an RREP message transmission unit for adding and broadcasting the next IP address to the RREP message field. The apparatus for distributed scheduling for p2p in an industrial IoT network based on TSCH and AODV.
제 1 항에 있어서, 상기 메시지 수신모듈은
메시지 전송모듈로부터 RREQ 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 RREQ 메시지 수신부와,
메시지 전송모듈로부터 RREP 메시지를 수신하여 수신된 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 RREP 메시지 수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the message receiving module
An RREQ message receiver for receiving the RREQ message from the message transmission module and detecting whether the destination of the received message is the received node itself;
And a RREP message receiving unit for receiving the RREP message from the message transmission module and detecting whether the destination of the received message is the received node itself. The distributed scheduling for p2p in the TSCH and AODV-based industrial IoT network .
제 1 항에 있어서, 상기 RREQ 메시지 처리모듈은
검출된 RREQ 메시지에 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트(cellList) 정보를 추가하는 제 1 라우팅 처리부와,
목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀을 지정하여 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트(blaclList)에 있는 셀이 아닌 경우 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, 셀리스트에 4개의 셀 정보를 추가되면 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 제 1 스케줄링 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치.
The method of claim 1, wherein the RREQ message processing module
A first routing processor for adding RREQ path information and cell list information to a routing table in the detected RREQ message,
If the destination is not the node itself, designate the cell at random and insert the cell into the cell list if it conflicts with already allocated cells or is not a cell in the black list (blaclList) And a first scheduling processor for broadcasting and transmitting an RREQ message if it is added. The apparatus for distributed scheduling for p2p in an industrial IoT network based on TSCH and AODV.
제 1 항에 있어서, 상기 RREP 메시지 처리모듈은
검출된 RREP 메시지에 포함된 다음(next) IP 주소가 자기 자신이 아닌 경우 블랙리스트에 해당 셀을 삽입하고, 자기 자신인 경우 라우팅 테이블을 업데이트하는 제 2 라우팅 처리부와,
라우팅 테이블에 저장해둔 셀리스트 중에 해당 셀의 슬롯 오프셋이 이미 할당되어 있지 않고, 블랙리스트에 없는 셀인 경우에 해당 셀을 할당하고, RREP 메시지에 삽입하여 브로드캐스팅 전송하는 제 2 스케줄링 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치.
The method of claim 1, wherein the RREP message processing module
A second routing processor for inserting the corresponding cell into the black list if the next IP address included in the detected RREP message is not itself and updating the routing table if the next IP address is self,
And a second scheduling processing unit for allocating a cell in a case where the cell offset is not already allocated in the cell list stored in the routing table and is not in the black list, inserting the cell in the RREP message, And a distributed scheduling for p2p in a TSCH and AODV based industrial IoT network.
제 1 항에 있어서, 상기 슬롯 관리모듈은
라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣어 관리하는 스케줄링 테이블 관리부와,
해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행하는 액티브 슬롯 추가부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the slot management module
Storing a RREQ path and a RREP path in a routing table, managing a scheduling table management unit in which a slot offset of a cell in a cell list is not already allocated or a corresponding cell is not in a black list,
And an active slot adding unit for performing RREQ message processing and RREP message processing by allocating the corresponding cells. The apparatus for performing distributed scheduling for p2p in an industrial IoT network based on TSCH and AODV.
(A) 경로 찾기 및 스케줄링이 수행되면, 메시지 전송모듈을 통해 랜덤으로 셀을 지정하여 RREQ 메시지 필드에 셀 오프셋 및 채널 오프셋을 포함하는 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고, RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 단계와,
(B) 상기 RREQ 메시지를 수신한 목적지 노드가 RREQ 메시지 처리를 끝내면 RREP 메시지 필드에 다음(next) IP 주소를 추가하고 RREP 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 단계와,
(C) 메시지 수신모듈을 통해 이웃 노드로부터 RREQ 메시지 및 RREP 메시지가 수신되면, 상기 수신된 RREQ 메시지의 목적지가 수신된 노드 자신인지 여부를 검출하는 단계와,
(D) 상기 검출된 RREQ 메시지의 목적지가 자신이 아닌 경우, 라우팅 테이블에 RREQ 경로 정보와 셀리스트(cellList) 정보를 추가하고, 목적지가 노드 자신이 아닌 경우 랜덤으로 셀을 지정하는 단계와,
(E) 상기 지정된 셀이 이미 할당한 셀들과 충돌이 일어나거나 블랙리스트(blaclList)에 있는 셀이 아닌 경우 셀리스트에 해당 셀을 삽입하고, 제 1 스케줄링 처리부를 통해 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 단계와,
(F) 메시지 수신모듈을 통해 RREP 메시지가 수신되면, 수신된 RREP 메시지 속의 다음(next) IP 주소가 자기 자신이 아닌 경우는 블랙리스트에 해당 셀을 삽입하고, 다음 IP 주소가 자기 자신인 경우는 라우팅 테이블을 업데이트(다음 지정)하고 RREP 메시지 속의 셀을 할당하는 단계와,
(G) 라우팅 테이블에 저장해둔 셀리스트 중에 해당 셀의 슬롯 오프셋이 이미 할당되어 있는지 확인하는 제 1 확인 단계와,
(H) 상기 제 1 확인 결과, 해당 셀의 슬롯 오프셋이 할당되어 있지 않은 경우, 해당 셀이 블랙리스트에 있는 셀인지 확인하는 제 2 확인 단계와,
(I) 상기 제 2 확인 결과, 블랙리스트에 없는 셀인 경우에 해당 셀을 할당하고, RREP 메시지에 삽입하여 브로드캐스팅 전송하는 단계와,
(J) 슬롯 관리모듈을 통해 라우팅 테이블에 RREQ 경로 및 RREP 경로를 저장하고, 해당 셀을 할당하여 RREQ 메시지 및 RREP 메시지 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 방법.
(A) When path finding and scheduling is performed, a cell is randomly designated through a message transmission module, cell list (cellList) information including a cell offset and a channel offset is added to an RREQ message field, and a RREQ message is broadcast , ≪ / RTI &
(B) adding a next IP address to the RREP message field and broadcasting and transmitting the RREP message when the destination node that has received the RREQ message ends the RREQ message processing;
(C) if the RREQ message and the RREP message are received from the neighboring node through the message receiving module, detecting whether the destination of the received RREQ message is the received node itself;
(D) adding RREQ path information and cell list information to the routing table when the detected destination of the RREQ message is not itself, and randomly designating a cell when the destination is not the node itself,
(E) inserting a corresponding cell into the cell list when the designated cell conflicts with cells already allocated or is not a cell in a black list (blaclList), broadcasting and transmitting an RREQ message through the first scheduling processor Wow,
(F) When the RREP message is received through the message receiving module, if the next IP address in the received RREP message is not itself, the corresponding cell is inserted into the black list. If the next IP address is itself Updating the routing table (next designation) and allocating a cell in the RREP message,
(G) a first checking step of checking whether a slot offset of the cell is already allocated in the cell list stored in the routing table,
(H) checking whether the corresponding cell is a cell in the black list if the slot offset of the corresponding cell is not allocated as a result of the first checking;
(I) assigning a corresponding cell when the cell is not in the black list as a result of the second check, inserting the corresponding cell in the RREP message and broadcasting the cell,
(J) storing the RREQ path and the RREP path in the routing table through the slot management module, and performing RREQ message and RREP message processing by allocating the corresponding cell. A method for performing distributed scheduling for p2p.
제 7 항에 있어서,
상기 (A) 단계에서 상기 셀리스트는 4개의 셀 정보를 포함하고 있으며, 셀은 1바이트 슬롯 오프셋과 1바이트 채널 오프셋 총 2바이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 방법.
8. The method of claim 7,
In the step (A), the cell list includes four cell information, and the cell is composed of a 1-byte slot offset and a 1-byte channel offset total of 2 bytes. In the TSCH and AODV-based industrial IOT networks, A method for performing distributed scheduling.
제 7 항에 있어서,
상기 (B) 단계의 RREP 메시지는 4바이트 다음 IP 주소를 추가 하였고, 2바이트의 1개의 셀 정보를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the RREP message in the step (B) includes 4 bytes of next IP address and 1 cell information of 2 bytes. 2. The method of claim 1,
제 7 항에 있어서,
상기 (E) 단계는 셀리스트에 4개의 셀 정보가 삽입되면 RREQ 메시지를 브로드캐스팅 전송하는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step (E) broadcasts an RREQ message when four cell information is inserted into the cell list, and transmits the RREQ message to the TSCH and the AODV-based industrial IoT network.
제 7 항에 있어서,
상기 (J) 단계는 셀리스트 안의 셀 중에서 해당 셀의 슬롯오프셋이 이미 할당되어 있지 않거나, 해당 셀이 블랙리스트에 있지 않을 경우 스케줄링 테이블에 넣어 관리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 및 AODV 기반 산업용 IoT 네트워크에서 p2p를 위한 분산 스케줄링을 하는 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step (J) further comprises the step of managing the cell in the scheduling table if the slot offset of the cell in the cell list is not already allocated or the cell is not in the black list. A method for distributed scheduling for p2p in an industrial - based IoT network.
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