KR100957740B1 - Energy-Efficient Topology Control Method based on Location Awareness for Wireless Sensor Networks - Google Patents

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Abstract

무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법은 네트워크 상의 모든 FFD 노드들의 노드 밀집도를 계산하는 제 1단계; 노드 밀집도를 이용하여 FFD 노드의 전송범위를 보더(BORDER)영역과 코어(CORE)영역으로 구분하는 제 2단계; 보더영역의 노드 간의 최대각과 최소각을 계산하는 제 3단계; 최대각과 최소각을 로우어 바운드(lower bound)와 비교하여 알고리즘 적용 범위를 결정하는 제 4단계; FFD 노드의 보더영역과 코어영역을 재구성하는 제 5단계; 및 재구성된 보더영역의 노드 중에서 FFDState로 상태를 변화시킬 노드를 선택하는 제 6단계를 포함한다.A location recognition based power control method for a wireless sensor network is provided. Location-based power control method for a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention comprises the steps of calculating the node density of all the FFD nodes on the network; A second step of dividing the transmission range of the FFD node into a border area and a core area by using node density; Calculating a maximum angle and a minimum angle between nodes of the border area; A fourth step of comparing an maximum angle and a minimum angle with a lower bound to determine an algorithm coverage; A fifth step of reconfiguring the border area and the core area of the FFD node; And a sixth step of selecting a node whose state is to be changed to FFDState among the nodes of the reconstructed border area.

802.15.4, LR-WPAN, 무선 센서 네트워크, 토폴로지, 논-비컨 모드, 컨트롤 802.15.4, LR-WPAN, Wireless Sensor Networks, Topology, Non-Beacon Mode, Control

Description

무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법{Energy-Efficient Topology Control Method based on Location Awareness for Wireless Sensor Networks}Energy-Efficient Topology Control Method based on Location Awareness for Wireless Sensor Networks}

본 발명은 IEEE 802.15.4 기반 무선 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적인 토폴로지 컨트롤 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 노드의 전송 범위에서 중복되는 범위를 찾아 실제로 링크되는 노드들의 수를 줄여 결과적으로 이웃 노드들의 간섭을 최소화하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an energy-efficient topology control method for an IEEE 802.15.4 based wireless sensor network. More particularly, the present invention relates to a method for controlling the number of nodes actually linked by finding overlapping ranges in a transmission range of a node. The present invention relates to a location-based power control method for a wireless sensor network that minimizes interference.

제한된 에너지와 자원을 가진 다수개의 장치들로 구성된 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network)는, 최근 무선 통신 기술의 발전으로 저 비용 센서 네트워크 구성이 가능해졌다. The Wireless Sensor Network, which consists of a number of devices with limited energy and resources, has become possible to construct low-cost sensor networks with recent advances in wireless communication technology.

일반적으로 무선 센서 네트워크는 위치 추적, 집안 모니터링, 화재 보고, 지진의 탐지 및 보고, 감시나 헬스 캐어, 모바일 회의, 홈 네트워킹 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다. In general, wireless sensor networks can be used in a variety of applications, including location tracking, home monitoring, fire reporting, earthquake detection and reporting, surveillance, health care, mobile conferencing, and home networking.

가령, IEEE 802.15.4의 “Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks(LR-WPAN)”은 WPAN(Wireless Personal Area Network)과 WSN(Wireless Sensor Network)를 위한 표준으로, 저 비용으로 위에서 언급된 분야의 대부분을 가능하게 한다. For example, the IEEE 802.15.4 “Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPAN)” refers to Wireless Personal Area Network (WPAN) and Wireless Sensor Network (WSN). As a standard, it enables most of the above mentioned fields at low cost.

이러한 802.15.4 표준의 목표는 간단하고 유연성 있는 프로토콜을 유지하면서 저 비용, 저 전력의 통신을 수행하기 위한 것이다. The goal of the 802.15.4 standard is to enable low cost, low power communication while maintaining a simple and flexible protocol.

최근, 무선 센서 네트워크와 특히 802.15.4 기반의 네트워크에서 에너지 제한을 극복하기 위해 많은 연구들이 실시되었고, 여전히 노드들의 에너지 소비를 최소화하고 네트워크의 동작 시간을 늘리는 것은 커다란 관심거리다. 이러한 연구는 이 문제를 해결하기 위한 에너지 효율적인 토폴로지 컨트롤 알고리즘을 비롯하여, 웨이크업 스케쥴링, 에너지 효율적인 라우팅 알고리즘, 동작 관리(activity management) 등 다양한 방법들을 제시하였다. Recently, many studies have been conducted to overcome energy limitations in wireless sensor networks and especially 802.15.4 based networks, and it is still of great interest to minimize the energy consumption of nodes and to increase the operating time of the network. These studies have proposed various methods such as energy-efficient topology control algorithms, wake-up scheduling, energy-efficient routing algorithms, and activity management.

그러나 이러한 방법들은 802.15.4 RF 전송매체의 전기적인 특성에 따라 달라지고, 특정 시나리오에만 적용될 수 있기 때문에 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율성의 문제는 여전히 해결해야 할 과제이다. However, because these methods depend on the electrical characteristics of the 802.15.4 RF transmission medium and can only be applied to specific scenarios, the problem of energy efficiency in wireless sensor networks remains a challenge.

또한, 무선 네트워크에서 노드들이 밀집되어 있으면 충돌과 혼잡의 가능성이 높아져 에너지 소비가 증가하고, 메시지 전달을 지연시켜 전체 네트워크의 동작 시간이 단축되므로 에너지 소비를 줄일 수 있는 알고리즘과 프로토콜의 설계가 필요하다. In addition, if the nodes are densely packed in the wireless network, the possibility of collision and congestion increases, resulting in increased energy consumption, delayed message delivery, and shorter operating time for the entire network. Therefore, algorithms and protocols are needed to reduce energy consumption. .

따라서, 무선 센서 네트워크에 있어서, 장치의 에너지 소비를 줄여 네트워크의 수명을 늘리고, 동작시간의 연장을 구현할 수 있도록 하기 위한 새로운 방안이 요구되고 있다. Therefore, in the wireless sensor network, there is a need for a new method to reduce the energy consumption of the device to increase the life of the network and to extend the operating time.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 노드의 전송 범위에서 중복되는 범위를 찾아 실제로 링크되는 노드들의 수를 줄여 결과적으로 이웃 노드들의 간섭을 최소화하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 저 전력 토폴로지 컨트롤 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a low power topology control method based on location recognition for a wireless sensor network that finds overlapping ranges in a transmission range of a node, thereby reducing the number of nodes actually linked, thereby minimizing interference of neighboring nodes. To provide.

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

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법은 네트워크 상의 모든 FFD 노드들의 노드 밀집도를 계산하는 제 1단계; 노드 밀집도를 이용하여 FFD 노드의 전송범위를 보더(BORDER)영역과 코어(CORE)영역으로 구분하는 제 2단계; 보더영역의 노드 간의 최대각과 최소각을 계산하는 제 3단계; 최대각과 최소각을 로우어 바운드(lower bound)와 비교하여 알고리즘 적용 범위를 결정하는 제 4단계; FFD 노드의 보더영역과 코어영역을 재구성하는 제 5단계; 및 재구성된 보더영역의 노드 중에서 FFDState로 상태를 변화시킬 노드를 선택하는 제 6단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a location-aware power control method for a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention includes a first step of calculating the node density of all the FFD nodes on the network; A second step of dividing the transmission range of the FFD node into a border area and a core area by using node density; Calculating a maximum angle and a minimum angle between nodes of the border area; A fourth step of comparing an maximum angle and a minimum angle with a lower bound to determine an algorithm coverage; A fifth step of reconfiguring the border area and the core area of the FFD node; And a sixth step of selecting a node whose state is to be changed to FFDState among the nodes of the reconstructed border area.

상기와 같은 본 발명의 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 저 전력 토폴로지 컨트롤 알고리즘에 따르면, 밀집된 네트워크에서 에너지 효율을 높일 뿐만 아니라, 그렇지 않은 경우에도 알고리즘에 따른 추가적인 오버헤드나 에너지 소비가 발생하지 않도록 하여 전체 네트워크의 에너지 소비를 줄일 수 있다는 장점이 있다. According to the location-aware low power topology control algorithm for the wireless sensor network of the present invention as described above, not only does it increase energy efficiency in a dense network, but also does not cause additional overhead or energy consumption according to the algorithm. Thus, the energy consumption of the entire network can be reduced.

또한, 상호간 연결된 노드의 수가 네트워크에 실제로 존재하는 노드들의 수보다 적기 때문에 충돌과 혼잡을 줄여 네트워크의 패킷 전송률을 유지하거나 증가시킬 수 있다는 등의 추가적인 장점도 있다. In addition, since the number of interconnected nodes is smaller than the number of nodes actually present in the network, there are additional advantages such as reducing collisions and congestion to maintain or increase the packet transmission rate of the network.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete, and are common in the art to which the present invention pertains. It is provided to inform those skilled in the art to the fullest extent of the invention, the invention being defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

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

IEEE 802.15.4 표준에는 물리(Physical) 계층과 MAC(Medium Access Control) 계층의 스펙(Specification)이 정의되어 있다. 물리 계층은 에너지 효율을 높이기 위해 전송 매체의 동작 관리, PAN의 에너지 확인, 링크의 상태 확인, 그리고 CCA(Clear Channel Assessment) 등 방법을 사용한다. In the IEEE 802.15.4 standard, specifications of the physical layer and the medium access control (MAC) layer are defined. The physical layer uses methods such as operation management of the transmission medium, energy verification of the PAN, link health verification, and clear channel assessment (CCA) to improve energy efficiency.

IEEE 802.15.4의 MAC 프로토콜은 비컨 모드나 논-비컨 모드로 동작할 수 있다. 이 때, 논-비컨 모드는 unslotted CSMA-CA를 사용하여, 언제든지 디바이스는 코디네이터에게 데이터를 전송할 수 있다. The MAC protocol of IEEE 802.15.4 can operate in beacon mode or non-beacon mode. At this time, the non-beacon mode uses the unslotted CSMA-CA, the device can transmit data to the coordinator at any time.

IEEE 802.15.4에 따르면, 네트워크에 참여하는 장치 타입으로는 FFD(Full Function Device)와 RFD(Reduced Function Device)가 있다. According to IEEE 802.15.4, device types participating in a network include a full function device (FFD) and a reduced function device (RFD).

여기서, FFD는 PAN 코디네이터(PAN coordinator), 코디네이터(coordinator) 또는 디바이스(device)의 3가지 모드로 동작할 수 있다. Here, the FFD may operate in three modes: a PAN coordinator, a coordinator, or a device.

또한, FFD는 RFD와 FFD 모두와 서로 메시지를 교환할 수 있는 반면, RFD는 오직 FFD와만 메시지 교환이 가능하다. RFD는 전등스위치 등의 간단한 응용을 위해서 제작되므로 많은 양의 데이터를 전송할 필요가 없다. 한 순간에 오직 하나의 FFD노드와 패킷을 교환할 수 있어서 적은 자원과 메모리 용량만을 사용하면서 네트워크에서 동작할 수 있다.Also, FFDs can exchange messages with both RFDs and FFDs, while RFDs can only exchange messages with FFDs. RFDs are designed for simple applications such as light switches, eliminating the need to transmit large amounts of data. You can exchange packets with only one FFD node at a time, allowing you to operate on a network using less resources and less memory.

PAN에서 동작하는 모든 장치들은 다른 모든 장치들과 직접 통신을 위한 64비트 주소(MAC 주소)를 갖는다. 디바이스가 PAN에 가입하면 PAN 코디네이터로부터 16비트 주소(네트워크 주소)가 할당되는데 그 후 64비트 주소 대신 사용된다. All devices operating in a PAN have a 64-bit address (MAC address) for direct communication with all other devices. When a device joins a PAN, it is assigned a 16-bit address (network address) from the PAN coordinator, which is then used instead of the 64-bit address.

응용계층의 요구에 따라 802.15.4 LR-WPAN은, 스타(star) 토폴로지와 메쉬(mesh) 토폴로지의 두 가지 토폴로지로 동작한다. According to the needs of the application layer, the 802.15.4 LR-WPAN operates in two topologies, a star topology and a mesh topology.

도 1은 802.15.4의 토폴로지를 나타낸 예시도이다. 1 is an exemplary diagram illustrating a topology of 802.15.4.

우선, 도 1의 (a)는 스타 토폴로지를 살펴보면, 먼저 하나의 FFD가 동작한 후에, PAN 코디네이터가 되어 네트워크를 생성한다. 모든 스타 토폴로지는 현재 동작 중인 다른 스타 토폴로지와 서로 독립적으로 동작한다. 따라서, 이러한 스타 토폴로지는 서로 같은 전송범위 안에 있더라도, 현재 다른 코디네이터에 의해 사용되지 않는 PAN ID를 이용하여 구분이 가능한 것이다. First, referring to the star topology of FIG. 1 (a), first, one FFD is operated, and then a PAN coordinator generates a network. All star topologies operate independently of the other star topologies currently in operation. Therefore, such a star topology can be distinguished using a PAN ID that is not currently used by other coordinators even if they are in the same transmission range.

일단 PAN ID가 선택되면 PAN 코디네이터는 다른 디바이스를 자신의 네트워크에 가입시킬 수 있다.Once the PAN ID is selected, the PAN coordinator can join other devices to its network.

두 번째로, 도 1의 (b)는 메쉬 토폴로지와 같은 피어-투-피어 토폴로지로써, 스타 토폴로지보다 더 복잡한 형태이다. 이러한 피어-투-피어 토폴로지는 무선 센서 네트워크를 이용한 산업용 컨트롤과 모니터링 등과 같은 응용에 사용될 수 있다. Secondly, FIG. 1B is a peer-to-peer topology such as a mesh topology, which is more complicated than a star topology. This peer-to-peer topology can be used for applications such as industrial control and monitoring using wireless sensor networks.

피어-투-피어 토폴로지에서 각각의 장치들은 자신의 전송 범위 안의 다른 장치들과 통신할 수 있다. 그 장치들 중 하나가 전체 네트워크의 PAN 코디네이터로 동작하게 되는 것이다. In a peer-to-peer topology each device can communicate with other devices within its transmission range. One of those devices will act as the PAN coordinator for the entire network.

도 1의 (c)는 피어-투-피어 토폴로지의 사용 예를 나타낸 클러스터 트리 네트워크이다. 클러스터 트리 네트워크는, 대부분의 노드가 FFD 노드인 피어-투-피어 토폴로지의 특별한 경우이다. FIG. 1C is a cluster tree network illustrating an example of using a peer-to-peer topology. Cluster tree networks are a special case of a peer-to-peer topology where most nodes are FFD nodes.

이 때, RFD노드는 다른 노드들을 자식 노드로 가질 수 없으므로 종단 디바이스로 클러스터 트리에 연결된다. At this time, since the RFD node cannot have other nodes as child nodes, the RFD node is connected to the cluster tree as an end device.

반면, 모든 FFD노드는 코디네이터로 동작할 수 있으며, 코디네이터는 다른 디바이스나 코디네이터들에게 동기화 서비스를 제공하는 것이 가능하다. 그 중, PAN 내의 다른 어떤 장치들보다 큰 에너지와 자원을 가지고 있는 하나의 코디네이터는 PAN 전체를 관리하는 PAN 코디네이터가 된다.On the other hand, every FFD node can operate as a coordinator, and the coordinator can provide synchronization services to other devices or coordinators. Among them, one coordinator having more energy and resources than any other device in the PAN becomes a PAN coordinator that manages the entire PAN.

802.15.4 표준에서 데이터 전송은 3가지 타입으로 정의할 수 있는데, 우선, 디바이스에서 코디네이터로 전송하는 타입, 두 번째로 코디네이터에서 디바이스로 전송하는 타입, 그리고 마지막으로 두 개의 디바이스 간의 전송 타입으로 정의할 수 있다. In the 802.15.4 standard, data transmission can be defined as three types, first of all, a type of transmission from a device to a coordinator, a second type of transmission from a coordinator to a device, and finally a type of transmission between two devices. Can be.

스타 토폴로지에서 데이터는 오직 코디네이터와 디바이스 사이에만 전송되므로 첫 번째와 두 번째 타입만 사용되는데 반해, 피어-투-피어 토폴로지에서 메시지는 네트워크 내의 어떤 노드 사이에서도 전송 가능하기 때문에 3가지 타입이 모두 사용 가능하다. In star topologies, data is only transferred between the coordinator and the device, so only the first and second types are used, whereas in peer-to-peer topologies, all three types are available because messages can be sent between any node in the network. Do.

또한, 각 전송 타입을 위한 알고리즘은 네트워크가 비컨 모드인지 논-비컨 모드인지에 따라 달라질 수 있다. 만약, 동기화가 필요하거나 low-latency를 지원하는 네트워크에서는 비컨 모드로 동작하고, 그렇지 않은 경우에는 논-비컨 모드로 동작할 수 있다. In addition, the algorithm for each transmission type may vary depending on whether the network is in beacon mode or non-beacon mode. If the network requires synchronization or supports low-latency, it may operate in beacon mode, otherwise it may operate in non-beacon mode.

도 2는 코디네이터에서의 데이터 전송을 나타낸 시퀀스 다이어그램이다.2 is a sequence diagram illustrating data transmission in a coordinator.

우선, 비컨 모드에서 디바이스가 코디네이터로 데이터 전송이 필요할 때를 살펴보면, 디바이스는 먼저 코디네이터로부터 비컨을 수신할 때까지 대기하도록 되어 있다.First, when the device needs to transmit data to the coordinator in the beacon mode, the device first waits until it receives a beacon from the coordinator.

일단, 디바이스가 비컨을 수신하면, 슈퍼프레임 구조에 따라 코디네이터와 동기화시키고, 슈퍼프레임의 액티브 구간에 디바이스는 데이터를 slotted CSMA-CA를 사용하여 코디네이터에게 전송하게 된다. 이 때, 코디네이터는 ACK를 전송함으로써 데이터를 성공적으로 수신했음을 디바이스에게 알리는 것이 가능하다. Once the device receives the beacon, it synchronizes with the coordinator according to the superframe structure, and during the active period of the superframe, the device transmits data to the coordinator using the slotted CSMA-CA. At this time, the coordinator may notify the device that the data has been successfully received by sending an ACK.

반면, 논-비컨 모드에서 디바이스가 데이터를 전송하려 할 때 디바이스는 unslotted CSMA-CA 알고리즘을 사용하여 코디네이터에게 데이터를 바로 전송할 수 있다. 그 후 코디네이터는 ACK를 전송함으로써 성공적인 데이터의 수신을 알린다. 이 시퀀스 다이어그램은 도 2의 (b)에 도시되어 있다. On the other hand, when the device attempts to transmit data in the non-beacon mode, the device may transmit data directly to the coordinator using an unslotted CSMA-CA algorithm. The coordinator then informs of successful data reception by sending an ACK. This sequence diagram is shown in Fig. 2B.

예를 들어, 비컨 모드 네트워크에서 코디네이터가 디바이스에게 데이터를 전송하고자 하면, 비컨을 전송하여 전송할 데이터가 있음을 디바이스에게 알린다. For example, when a coordinator wants to transmit data to a device in a beacon mode network, the coordinator transmits a beacon to inform the device that there is data to transmit.

그러면, 디바이스는 네트워크를 통해 코디네이터로부터의 비컨을 수신하게 되는데, 이 때, 만약 데이터가 대기 중이라면, slotted CSMA-CA를 사용하여 코디네이터에게 데이터를 요청하는 MAC 명령프레임을 전송하게 된다. Then, the device receives a beacon from the coordinator through the network. If the data is waiting, the device sends a MAC command frame requesting data to the coordinator using the slotted CSMA-CA.

데이터를 요청하는 MAC 명령프레임을 수신한 코디네이터는 ACK를 전송함으로써 성공적으로 수신하였음을 알리고, 그 후 대기 중인 데이터는 slotted CSMA-CA를 사용하여 전송되거나, ACK를 수신한 즉시 전송될 수 있다. The coordinator receiving the MAC command frame requesting the data indicates that the reception was successful by sending an ACK, and then waiting data may be transmitted using the slotted CSMA-CA or immediately after receiving the ACK.

도 3은 코디네이터로 데이터가 전송되는 과정을 나타낸 시퀀스 다이어그램이다. 3 is a sequence diagram illustrating a process of transmitting data to a coordinator.

도 3의 (a)는 비컨 모드에서의 데이터 전송과정을 나타낸 것으로, 이를 참고하면, 디바이스는 ACK를 코디네이터에게 전송하여 성공적으로 데이터가 수신되었음을 알릴 수 있으며, 또한, 데이터 전송이 완료되면 비컨의 메시지 대기 리스트로부터 대기 중인 메시지를 삭제할 수 있다. 3 (a) shows a data transmission process in a beacon mode. Referring to this, the device may transmit an ACK to the coordinator to indicate that data has been successfully received. Also, when the data transmission is completed, the message of the beacon is completed. You can delete queued messages from the waiting list.

한편, 도 3의 (b)는 논-비컨 모드에서의 데이터 전송과정을 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 3 (b) shows a data transmission process in the non-beacon mode.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 저 전력 토폴로지 컨트롤 알고리즘은, 코디네이터가 논-비컨 모드 네트워크에서 디바이스로 데이터를 전송하려면 코디네이터는 해당 디바이스가 자신에게 요청할 때까지 데이터를 저장하다가 디바이스가 unslotted CSMA-CA를 이용하여 데이터를 요청하는 MAC 명령프레임을 보내고, 이를 수신한 코디네이터는 ACK를 전송해서 데이터 요청하는 MAC 명령프레임이 성공적으로 도착했음을 디바이스에게 알리게 된다. As shown in FIG. 3B, a location-aware low power topology control algorithm for a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention may be used by a coordinator to transmit data to a device in a non-beacon mode network. The coordinator stores the data until the device requests it, and then the device sends a MAC command frame requesting data using the unslotted CSMA-CA, and the coordinator sends an ACK to request the data. Notify the device that it has arrived.

만약, 코디네이터에 전송할 데이터가 대기 중에 있으면 코디네이터는 unslotted CSMA-CA를 이용하여 데이터를 디바이스에 전송하고, 더 이상 전송할 데이터가 없으면 코디네이터는 이 사실을 데이터 요청 프레임을 수신한 후, ACK 패킷에 포함하여 알리거나 페이로드(payload) 필드를 0으로 세팅한 패킷을 전송해서 통보하게 된다. If there is data to be sent to the coordinator, the coordinator transmits the data to the device using an unslotted CSMA-CA. If there is no data to be sent, the coordinator receives the data request frame and then includes the fact in the ACK packet. Notifies or notifies by sending a packet with the payload field set to zero.

또한, 코디네이터에서 ACK를 요청할 경우에는, 디바이스가 ACK를 전송함으로써 데이터의 성공적인 수신을 알릴 수 있다. In addition, when the coordinator requests the ACK, the device may inform the successful reception of data by sending an ACK.

피어-투-피어 네트워크에서 모든 노드는 전송 영역 내의 모든 다른 노드들과 통신할 수 있다. 이것을 효과적으로 하기 위해서는 통신하고자 하는 노드는 계속적으로 메시지를 수신하거나 다른 노드와 동기화 할 필요가 있다. 전자의 경우에는 노드는 단지 unslotted CSMA-CA을 사용하여 데이터를 전송할 수 있고, 후자의 경우에는 동기화를 수행하기 위해 다른 방법이 필요하다.Every node in a peer-to-peer network can communicate with all other nodes in the transport area. In order to do this effectively, nodes that want to communicate need to continuously receive messages or synchronize with other nodes. In the former case, the node can only transmit data using unslotted CSMA-CA, and in the latter case, another method is needed to perform synchronization.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 저 전력 토폴로지 컨트롤 알고리즘(이하, DRpi 알고리즘)은, 같은 시간에 동작하는 코디네이터의 수를 줄이기 위한 웨이크업 알고리즘이다.A location-aware low power topology control algorithm (hereinafter, referred to as DRpi algorithm) for a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention is a wake-up algorithm for reducing the number of coordinators operating at the same time.

다시 말해, DRpi(DualRing parent initiated) 알고리즘은 전체 네트워크의 전송 범위를 그대로 보존하면서 중복되는 범위를 줄이는 것이 가능하다. 여기서, 중복되는 범위란, 2개 이상의 노드의 전송 범위에 의해 이미 전송 가능해진 범위를 나타낸다. In other words, the DualRing parent initiated (DRpi) algorithm can reduce the overlapping range while preserving the transmission range of the entire network. Here, the overlapping range indicates a range which has already been transmitted by the transmission range of two or more nodes.

도 4는 중복되는 범위에 다수개의 노드가 구성된 네트워크를 나타낸 예시도이다. 4 is an exemplary diagram illustrating a network in which a plurality of nodes are configured in overlapping ranges.

도 4에 도시된 바와 같이, 노드 2, 3, 4는 노드1의 전송범위 안에 위치하고, 노드5와 노드6은 노드2 또는 노드3의 전송 범위 안에 위치하게 된다. 그런데 노드4의 전송 범위는 이미 노드1, 2, 3에 의해 전송 가능한 범위 안에 포함된다. 노드4의 전송 범위 안에 있는 모든 노드들은 노드2 또는 노드3을 통하거나 직접 노드1로 메시지를 송수신할 수 있다.As shown in Fig. 4, nodes 2, 3, and 4 are located within the transmission range of node 1, and nodes 5 and 6 are located within the transmission range of node 2 or node 3. However, the transmission range of node 4 is already included in the range that can be transmitted by nodes 1, 2, and 3. All nodes within the transmission range of node 4 can send and receive messages to or from node 2 or node 3 directly.

본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘은 논-비컨 모드에서 동작하는 802.15.4 피어-투-피어 토폴로지 네트워크에 초점을 맞춘다. The DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention focuses on an 802.15.4 peer-to-peer topology network operating in non-beacon mode.

가령, 네트워크의 모든 노드들은 삼변측량(trilateration), 삼각측량(triangulation) 및 핑거프린팅(fingerprinting) 등의 방법을 통해 자신의 위치 정보를 알고 있고, 자신의 위치를 계산하기 위해 자원을 낭비하거나 소모하지 않으며, 또한, 잘못된 위치 정보를 등의 갖는 에러는 없고, DRpi 알고리즘의 성능 평가를 위해 모든 노드가 완벽한 원으로 나타낼 수 있는 이상적인 전송 범위를 갖는 네트워크를 사용한다고 가정한다.For example, all nodes in a network know their location information through trilateration, triangulation, and fingerprinting, and do not waste or consume resources to calculate their location. Also, it is assumed that there is no error with incorrect location information and so on, and for the performance evaluation of the DRpi algorithm, a network having an ideal transmission range that all nodes can represent as a perfect circle is used.

도 5는 Core 및 Border 영역에 적용되는 노드를 나타낸 예시도이다. 5 is an exemplary diagram illustrating a node applied to a core and a border area.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘은 FFD 노드의 전송 범위를 노드 밀집도에 따라 border영역과 core영역으로 나눌 수 있다. As shown in FIG. 5, the DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention may divide a transmission range of an FFD node into a border region and a core region according to node density.

여기서, core영역은 노드의 전송 범위보다 작은 원으로써 밀집도에 따라 계산된 반지름으로 구분된 영역을 나타내며, border 영역은 FFD노드의 전송 범위와 core 영역의 반지름으로 둘러싸인 영역을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따른 DRpi 알고리즘은 한 노드의 border 영역에 위치하고 있는 서로 가장 근접한 노드들 사이에서 적용되기 위한 것이다. Here, the core region is a circle smaller than the transmission range of the node and represents an area divided by a radius calculated according to the density, and the border region represents an area surrounded by the transmission range of the FFD node and the radius of the core area. The DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention is to be applied between nodes closest to each other located in the border region of one node.

본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘은 컨트롤 메시지 및 HELLO 메시지를 전송하기 위해 새로운 프레임 컨트롤 타입을 802.15.4 MAC 계층에 추가한다.The DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention adds a new frame control type to the 802.15.4 MAC layer to transmit control messages and HELLO messages.

여기서, 컨트롤 메시지는 FFD노드들의 상태 업데이트와 현재 상태 정보를 요구하는 메시지를 나타낸다. 이에 반해, HELLO 메시지는 선택적이어서 만약 overhearing이 가능하다면 추가하지 않아도 된다. Here, the control message indicates a message requesting status update and current status information of the FFD nodes. In contrast, the HELLO message is optional and does not need to be added if overhearing is possible.

이러한, 두 새로운 프레임은 다른 컨트롤 메시지처럼 802.15.4 표준에 정의된 MAC header를 사용할 수 있다. 이때, 위치 정보를 전달하기 위해서는 확장되는 것이 좋을 수 있을 것이다. These two new frames can use the MAC header defined in the 802.15.4 standard just like any other control message. At this time, it may be preferable to extend the location information.

DRpi 알고리즘은 802.15.4 MAC 계층이므로 MAC 계층 위에서 사용되는 라우팅 알고리즘과 서로 독립적이다. 즉, 에너지 효율적인 라우팅 알고리즘을 사용함으로써 에너지 효율성 측면에서 DRpi 알고리즘과 별개로 네트워크의 성능을 향상시킬 수가 있을 것이다. Since the DRpi algorithm is an 802.15.4 MAC layer, it is independent of the routing algorithm used above the MAC layer. In other words, by using an energy-efficient routing algorithm, the performance of the network can be improved independently of the DRpi algorithm in terms of energy efficiency.

802.15.4 MAC은 특수 목적을 위한 neighbor 테이블을 갖는다. 네트워크의 모든 FFD 노드들은 1홉 정보, 이웃노드의 ID (네트워크 주소나 MAC 주소), 자신의 위 치 정보, (FFD 노드일 경우) 노드의 상태 정보, 노드들의 관계(부모노드, 자식노드, 이웃노드), 그리고 디바이스 타입(FFD나 RFD) 등의 정보를 neighbor 테이블에 가지고 있는데, 이러한 정보들은 DRpi 알고리즘을 계산할 때 사용된다.The 802.15.4 MAC has a neighbor table for special purposes. All FFD nodes in the network have 1-hop information, their neighbor ID (network address or MAC address), their location information, their status information (if they are FFD nodes), their relationships (parent, child, neighbors). Node) and device type (FFD or RFD) in the neighbor table, which is used to calculate the DRpi algorithm.

본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘에서 FFD 노드는 FFDState와 RFDState 중 하나의 상태를 유지할 수 있다. In the DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention, the FFD node may maintain one of FFDState and RFDState.

도 6은 FFD 노드의 상태 다이어그램을 나타낸 것으로, FFDState인 FFD 노드는 802.15.4 표준에 정의된 FFD노드처럼 동작하고, RFDState인 FFD노드는 802.15.4 표준에 정의된 RFD노드처럼 동작하는 것이 가능하다. 6 shows a state diagram of an FFD node. An FFD node, which is an FFDState, can operate like an FFD node defined in the 802.15.4 standard, and an FFD node, which is an RFDState, can operate like an RFD node defined in the 802.15.4 standard. .

PAN 코디네이터를 제외한 모든 FFD 노드의 초기 상태는 RFDState이다. RFDState는 sleep backoff timer interval 동안이나 코디네이터에게서 StateUpdate 명령 프레임을 수신하면 FFDState로 바뀌게 된다. FFDState는 노드의 자식 노드가 없거나 wakeup backoff timer interval이 지난 후, PAN 코디네이터로부터 StateUpdate 명령 프레임을 수신하여 RFDState로 바뀔 수 있다.The initial state of all FFD nodes except the PAN coordinator is RFDState. RFDState changes to FFDState during the sleep backoff timer interval or upon receipt of a StateUpdate command frame from the coordinator. The FFDState may be changed to RFDState by receiving a StateUpdate command frame from the PAN coordinator after there is no child node of the node or after the wakeup backoff timer interval.

도 7은 FFD노드가 RFDState에서 FFDState로 바뀌는 것을 나타낸 시퀀스 다이어그램이다. 7 is a sequence diagram illustrating the change of an FFD node from RFDState to FFDState.

도 7을 참고하면, FFD 노드가 RFDState일 때, 노드는 FFDState.req 메시지를 코디네이터에게 sleep backoff timer interval에 전송한다. 코디네이터는 일단 ACK를 되돌려 보내고 neighbor 테이블에서 FFDState.req를 보낸 노드의 현재 상태를 확인한다. 그리고 코디네이터는 FFDState.upd 메시지를 상태 정보와 함께 RFDState인 노드에게 보낸다. RFDState인 노드는 FFDState.upd 메시지를 받고 ACK를 되돌려 보내고 상태변화가 일어났는지 확인한다. 만약 RFDState 노드가 FFDState로 변화가 일어나면 다른 노드들이 네트워크에 가입하는 것이 가능하고, wakeup backoff timer interval 동안 FFDState.req 메시지를 다시 보내지 않는다.Referring to FIG. 7, when the FFD node is an RFDState, the node transmits an FFDState.req message to the coordinator in a sleep backoff timer interval. The coordinator sends back an ACK and checks the current state of the node that sent FFDState.req in the neighbor table. The coordinator sends FFDState.upd message to the node that is RFDState with state information. The RFDState node receives the FFDState.upd message, sends back an ACK, and checks whether a state change has occurred. If the RFDState node changes to FFDState, it is possible for other nodes to join the network and do not send FFDState.req messages again during the wakeup backoff timer interval.

도 8은 FFD노드가 FFDState에서 RFDState로 변화하는 것을 나타낸 시퀀스 다이어그램이다.8 is a sequence diagram showing the change of the FFD node from FFDState to RFDState.

도 8을 참고하면, FFD노드가 FFDState일 때 노드는 FFDState.req 메시지를 wakeup backoff timer interval에 전송한다. 코디네이터는 다시 ACK를 보내고, neighbor 테이블에서 FFDState.req를 요청하는 노드의 상태를 확인한다. 그 후, 코디네이터는 FFDState.upd 메시지에 FFD 노드의 neighbor 테이블로부터 확인한 상태정보를 담아 보낸다. FFD 노드는 FFDState.upd 메시지를 받아서, ACK를 되돌려 보내고, 코디네이터는 노드의 상태가 변화했는지 확인한다. 만약 노드가 RFDState로 변화하였다면 노드는 RFD 노드로서 동작하고, sleep backoff timer interval 동안 FFDState.req 메시지를 다시 보내지 않는다.Referring to FIG. 8, when the FFD node is an FFDState, the node transmits an FFDState.req message to the wakeup backoff timer interval. The coordinator sends an ACK again and checks the state of the node requesting FFDState.req from the neighbor table. After that, the coordinator sends the state information obtained from the neighbor table of the FFD node in the FFDState.upd message. The FFD node receives the FFDState.upd message, sends back an ACK, and the coordinator checks to see if the node's state has changed. If the node changes to RFDState, the node acts as an RFD node and does not send back an FFDState.req message during the sleep backoff timer interval.

본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘은 네트워크 안에서 FFDState인 모든 FFD 노드들에 적용 가능하며, 또한, 후술될 여섯 단계로 이루어질 수 있다. The DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention is applicable to all FFD nodes that are FFDStates in a network, and may also be composed of six steps to be described later.

우선, 1단계는 전송 범위내의 노드 밀집도를 계산한다. 이를 위해 네트워크 의 모든 FFD노드들은 노드의 밀집도를 계산하기 위해 HELLO 메시지나 overhearing를 사용한다. 또한, 노드들은 네트워크에게 자신의 위치 정보를 제공한다. 이 때, HELLO 메시지를 사용하여 토폴로지 구성에 대한 지연이 감소될 수 있는 반면, 컨트롤 메시지로 인한 오버헤드는 증가될 수 있다.First, step 1 calculates node density within the transmission range. To do this, all FFD nodes in the network use HELLO messages or overhearing to calculate node density. Nodes also provide their location information to the network. At this time, the delay for the topology configuration using the HELLO message can be reduced, while the overhead due to the control message can be increased.

도 9는 DRpi 알고리즘의 2단계가 넓이 및 반지름에 의한 분할된 것을 나타낸 다이어그램이다. 9 is a diagram showing that the two stages of the DRpi algorithm are divided by width and radius.

도 9를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘은 넓이에 의한 분할과 반지름에 의한 분할의 2가지 경우를 나타낼 수 있다. 다시 말해, DRpi 알고리즘의 2단계는 FFD 노드의 전송 범위를 border영역과 core영역으로 나눌 수 있는 것이다.Referring to FIG. 9, the DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention may represent two cases of division by width and division by radius. In other words, the second step of the DRpi algorithm is to divide the transmission range of the FFD node into a border region and a core region.

이 때, 어떤 분할 방식을 선택할지는 상기 1단계의 DRpi 알고리즘 threshold value에 따라 정해진다. 만약 노드의 밀집도가 threshold value보다 크면, core영역을 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 넓이에 따라 계산할 것이고, 그렇지 않은 경우에는 도 9의 (b)와 같이 반지름에 따라 계산하게 될 것이다.At this time, which division method is selected is determined according to the DRpi algorithm threshold value of the first step. If the density of nodes is greater than the threshold value, the core region will be calculated according to the width as shown in Fig. 9 (a), otherwise it will be calculated according to the radius as shown in Fig. 9 (b). .

도 10은 border 영역 노드들 사이의 최대각(αmax)과 최소각 (αmin)을 나타낸 예시도이다.FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating a maximum angle α max and a minimum angle α min between border region nodes.

3단계는 border영역의 노드들 사이의 최대각(αmax)과 최소각(αmax)을 계산하 는 단계이다. 이 때, DRpi 알고리즘은 각 노드들의 위치 정보를 가지고 있는 것이 바람직하다. 최대각 αmax과 최소각 αmin은 벡터(vector algebra)를 사용하여 계산할 수 있다. Step 3 calculates the maximum angle (α max ) and the minimum angle (α max ) between nodes in the border area. At this time, the DRpi algorithm preferably has location information of each node. The maximum angle α max and the minimum angle α min can be calculated using a vector algebra.

4단계는 Lower Bound(αLB)를 계산하는 단계이다.Step 4 is to calculate the lower bound (α LB ).

Lower Bound(αLB)은 border영역의 DRpi 알고리즘을 적용하려는 노드들 사이에서 계산되는 값으로 적용 여부를 결정하는 기준이 된다. 만약 αmin≥αLB이면 DRpi 알고리즘은 PAN의 노드들 사이에서 적용되지 않을 것이고, 모든 노드가 FFDState를 유지할 것이다. 이것은 PAN의 밀집도가 낮다는 것을 의미한다. 또한, αminLBmax이면, DRpi알고리즘은 특정 구역에서만 적용될 것이고, αmax≤αLB 일 경우 DRpi 알고리즘은 PAN 전체에서 적용될 것이다. Lower Bound (α LB ) is a value that is calculated between nodes to apply the DRpi algorithm of the border area and is a criterion for determining whether to apply it or not. If α min ≧ α LB, the DRpi algorithm will not be applied among the nodes of the PAN, and all nodes will maintain FFDState. This means that the density of PAN is low. In addition, if α minLBmax , the DRpi algorithm will be applied only in certain zones, and if α max ≤α LB , the DRpi algorithm will be applied throughout the PAN.

도 11은 DRpi 알고리즘 Lower Bound(αLB) 을 계산하는 방법을 나타낸 예시도이고, 하기 [식 1]은 이 값을 계산하기 위한 것이다. 11 is an exemplary diagram illustrating a method of calculating the DRpi algorithm Lower Bound (α LB ), and the following Equation 1 is for calculating this value.

[식 1][Equation 1]

Figure 112008066903488-pat00001
Figure 112008066903488-pat00001

상기 식에서 r은 전송영역의 반지름 값이고, d12, d13 는 각각 코디네이터(노드 1)과 두 border영역 내의 노드 2와 3과의 거리이다. In the above equation, r is a radius value of the transmission area, and d 12 and d 13 are distances between the coordinator (node 1) and nodes 2 and 3 in the two border areas, respectively.

Lower Bound(αLB)는 border영역의 적용할 노드의 알고리즘 적용가능 최대각으로, 도 11을 참고하면, 노드 2의 위치를 노드1을 중심으로 하여 이동시키면서 노드1과 노드2, 노드3의 전송 범위의 경계가 서로 만나는 점을 A라고 할 때, 노드2와 노드3가 이루는 각이 바로 αLB가 되는 것이다. Lower Bound (α LB ) is the maximum applicable angle of the algorithm of the node to be applied to the border area. Referring to FIG. When A is the point where the boundary of the range meets each other, the angle formed by the nodes 2 and 3 becomes α LB.

5단계는 FFD 노드의 전송 범위를 border영역과 core영역으로 나누는 단계(두 번째 과정)이다. Step 5 is to divide the transmission range of FFD node into border area and core area (second step).

이 단계는 노드들의 에너지 고갈로 인해 노드 밀집도가 계속해서 변할 수 있기 때문에 정기적으로 수행된다. 이 단계에서 core영역의 반지름은 border영역의 노드들 사이에서 이미 계산된 최대 각 αmax 을 기준으로 하여 계산된다.This step is performed on a regular basis, because node density can continue to change due to energy depletion of the nodes. In this step, the radius of the core region is calculated based on the maximum angle α max already calculated between the nodes of the border region.

하기 [식 2] 내지 [식 5]는 이 과정에 대한 식을 나타낸 것이다.[Formula 2] to [Formula 5] show the formulas for this process.

[식 2][Equation 2]

Figure 112008066903488-pat00002
Figure 112008066903488-pat00002

[식 3][Equation 3]

Figure 112008066903488-pat00003
Figure 112008066903488-pat00003

[식 4][Equation 4]

Figure 112008066903488-pat00004
Figure 112008066903488-pat00004

[식 5][Equation 5]

Figure 112008066903488-pat00005
Figure 112008066903488-pat00005

여기에서 r은 전송영역의 반지름의 값이고, dij 는 노드i와 노드 j 사이의 거리, 그리고 Δr은 core영역의 반지름을 나타낸 것이다. 이 단계에서 core영역의 범위는 추가적인 전송 범위를 갖지 않는 노드들이 위치하는 크기이다. 즉, core 영역 안에 위치한 노드의 전송 범위는 다른 노드들에 의해 이미 전송 가능한 범위라는 의미이다. Where r is the radius of the transmission zone, d ij is the distance between node i and j, and Δr is the radius of the core zone. At this stage, the scope of the core area is the size at which nodes with no additional transmission range are located. In other words, the transmission range of a node located in the core area is a range that can already be transmitted by other nodes.

6단계는 FFD 노드 상태를 선택하는 단계이다.Step 6 is to select the FFD node state.

도 13은 FFDState로 변할 노드의 선택과정을 나타낸 것이다. 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 새로운 core영역 반지름이 계산된 후에 전송 범위 내의 모든 FFD노드들은 코디네이터로부터 RFDState로 머물게 된다. 그리고 border영역 안의 노드들 중 FFDState로 상태가 변할 노드가 선택된다. 13 shows a process of selecting a node to be changed to FFDState. As shown in (a) of FIG. 13, after the new core region radius is calculated, all FFD nodes within the transmission range stay in the RFDState from the coordinator. And among the nodes in the border area, the node whose state will be changed to FFDState is selected.

노드1이 DRpi 알고리즘을 적용할 수 있는 코디네이터이고, 먼저 FFDState 노 드2를 FFDState로 선택하였다. 그러면, 그것은 다음 FFDState 코디네이터를 찾기 위해 최대 각 αmax 만큼 시계 방향으로 이동 후 그림과 같이 직선을 그릴 것이다. 이 때 선분에 가장 근접한 노드3은 새로운 FFDState FFD 노드가 된다. 이와 같은 규칙이 노드 4와 노드6에 적용될 것이다. 하지만 노드5와 노드6 사이에 하나 이상의 노드가 있다. 이 노드의 상태를 결정하기 위해, 전송 범위에 대해 노드1, 4, 5, 6에 추가적인 검사가 필요하다. 아래의 [식 6]은 이 검사를 위한 식이다.Node 1 is a coordinator to which the DRpi algorithm can be applied. First, FFDState node 2 is selected as FFDState. It will then move clockwise by the maximum angle α max to find the next FFDState coordinator and draw a straight line as shown. Node 3 closest to the line segment becomes the new FFDState FFD node. This same rule would apply to nodes 4 and 6. However, there is more than one node between node 5 and node 6. To determine the status of this node, additional checks are needed at nodes 1, 4, 5, and 6 for the transmission range. Equation 6 below is for this test.

[식 6][Equation 6]

Figure 112008066903488-pat00006
Figure 112008066903488-pat00006

상기 [식 6]에서 Ai(i=1,2,3,4,5,6)는 노드i에 대한 전송 범위를 나타낸다. 만약, 이 방정식이 성립된다면 노드5는 코디네이터(node 1)로부터 FFDState가 될 것이고, 그렇지 않으면 RFDState가 될 것이다.In Equation 6, Ai (i = 1, 2, 3, 4, 5, 6) represents a transmission range for node i. If this equation holds, node 5 will be FFDState from coordinator (node 1), otherwise it will be RFDState.

본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘의 성능을 보여주기 위해 기존의 표준 802.15.4 MAC 알고리즘과 DRpi 알고리즘을 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 시뮬레이션은 NS-2 2.31에서 실시하였으며, 이에 사용된 값들은 표1에 나타나 있다. In order to show the performance of the DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention, the conventional standard 802.15.4 MAC algorithm and the DRpi algorithm are compared through simulation. The simulation was carried out in NS-2 2.31, and the values used are shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Parameter Parameter Value Value Simulation Area, m2 Simulation Area, m 2 50x50, 60x60, 70x70, 80x80, 90x90, 100x100 50x50, 60x60, 70x70, 80x80, 90x90, 100x100 Average Node Degree (with respect to Simulation Area) Average Node Degree (with respect to Simulation Area) 45, 32.5, 25, 19.5, 15.5, 13 45, 32.5, 25, 19.5, 15.5, 13 Simulation Time, s Simulation Time, s 1300 1300 Traffic Type Traffic Type Poisson Poisson Traffic Rate, pps Traffic Rate, pps 0.2, 0.5, 1, 5, 10 0.2, 0.5, 1, 5, 10 Packet Size, byte Packet Size, byte 90 90

본 발명의 실시예에 따른 DRpi 알고리즘의 시뮬레이션은, 표준802.15.4 MAC 알고리즘을 기반으로 실시되므로 표준 802.15.4 MAC 프로토콜과 DRpi 알고리즘을 비교할 수 있다. Since the simulation of the DRpi algorithm according to the embodiment of the present invention is performed based on the standard 802.15.4 MAC algorithm, the standard 802.15.4 MAC protocol and the DRpi algorithm can be compared.

이 때, 라우팅 프로토콜로는 AODV 라우팅 프로토콜이 사용되었으며, 노드들의 수를 달리하여 성능 평가를 하기 위해 221개의 노드(FFD 노드 210개와 RFD 노드 10개, 1개의 PAN coordinator)가 사용되었다. 시뮬레이션 할 때 흔히 사용되는 CBR(constant bit rate) 트래픽은 모바일이 아닌 무선 센서 네트워크에서 너무 결과가 고정적이어서 시뮬레이션에서는 모두 Poisson 트래픽이 사용되었고, 각 시뮬레이션마다 20번씩 실시하였다. PAN 코디네이터는 시뮬레이션 영역의 중앙에 위치하고 모든 패킷들이 목적지 노드에 도착하기 전에 다른 노드들을 통과하도록 하기 위해 소스 노드와 목적지 노드를 10개의 RFD 노드 중에 선택하여 임의로 배치하였다.At this time, AODV routing protocol was used as a routing protocol, and 221 nodes (210 FFD nodes, 10 RFD nodes, and 1 PAN coordinator) were used to evaluate performance by varying the number of nodes. The constant bit rate (CBR) traffic, which is commonly used in simulations, was too fixed in wireless sensor networks, not mobile, so that all of the simulations used Poisson traffic, which was performed 20 times for each simulation. The PAN coordinator is located at the center of the simulation area and randomly placed the source node and the destination node among 10 RFD nodes so that all packets pass through other nodes before arriving at the destination node.

DRpi 알고리즘은 표준 802.15.4 MAC 프로토콜과의 성능 평가를 위해 다음과 같은 값들을 비교하였다.The DRpi algorithm compares the following values for performance evaluation with standard 802.15.4 MAC protocol.

- 남아있는 에너지 : 특정 시간에 네트워크에서 모든 노드들의 남아있는 에너지의 총 합 Remaining Energy: The sum of the remaining energy of all nodes in the network at any given time.

- 살아남은 노드의 수 : 특정 시간에 에너지가 남아있는 노드들의 수Number of surviving nodes: Number of nodes with energy remaining at any given time

- 패킷전송률 : 목적지 노드로 전송된 데이터 패킷의 수 / 목적지 노드로 전송되어야 할 데이터 패킷의 수-Packet transmission rate: the number of data packets transmitted to the destination node / the number of data packets to be transmitted to the destination node

도 14는 전체 네트워크의 에너지 잔량을 나타낸 그래프이다. 14 is a graph showing the remaining energy of the entire network.

이는 표준 802.15.4 MAC과 DRpi 알고리즘의 네트워크 전체에 남아있는 에너지를 비교하여 보여준다. 또한, 같은 알고리즘에서 다른 밀집도를 가진 네트워크에 대해서도 802.15.4 표준과 DRpi 알고리즘 모두 남아있는 에너지를 비교한 것이다.This compares the energy remaining throughout the network with the standard 802.15.4 MAC and DRpi algorithms. It also compares the energy remaining in both the 802.15.4 standard and the DRpi algorithm for networks with different densities in the same algorithm.

도 14를 참고하면, DRpi 알고리즘이 에너지 소비를 줄여준다는 것을 확인할 수 있다. 표준 802.15.4 MAC에서 모든 노드는 약 600초 정도에 노드의 에너지가 모두 소모되지만 DRpi 알고리즘에서는 약 두 배인 1100초 정도까지 늘어난다. 위의 그림에서 보면, 600초 정도에 DRpi 알고리즘의 커브 곡선에 약간의 변화가 있는데 이는 네트워크 토폴로지의 재구성 때문이다. 이 때 이미 링크되어 있던 노드들은 에너지를 모두 소모하지만 다른 노드들이 다시 링크되어 네트워크를 구성하기 때문이다.Referring to FIG. 14, it can be seen that the DRpi algorithm reduces energy consumption. In a standard 802.15.4 MAC, every node consumes all of its energy in about 600 seconds, but increases to about 1100 seconds in the DRpi algorithm. In the figure above, there is a slight change in the curve curve of the DRpi algorithm around 600 seconds due to the reconfiguration of the network topology. The nodes already linked at this time consume all the energy, but the other nodes relink to form a network.

도 15는 에너지가 남은 노드의 수를 나타낸 그래프이다. 15 is a graph showing the number of nodes with energy remaining.

도 15를 참고하면, DRpi 알고리즘을 사용하여 네트워크 동작시간 동안 표준 802.15.4 MAC 프로토콜보다 80% 이상의 노드들이 에너지가 남아있도록 할 수 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 15, it can be seen that more than 80% of the nodes can maintain energy during the network operation time using the DRpi algorithm than the standard 802.15.4 MAC protocol.

또한, 590초 정도와 1050초 정도에 토폴로지 재구성 되는 것을 그래프를 통해 확인해 볼 수 있다. 노드들의 밀집도가 증가하면 증가할수록 살아남은 노드들의 수는 많아진다. 이 알고리즘의 성능은 네트워크의 크기에 따라 변화하는 것이 아니라 노드들의 밀집도에 따라 차이가 나기 때문에 네트워크의 크기는 중요하지 않다.In addition, the graph shows that the topology is reconfigured in about 590 seconds and 1050 seconds. As the density of nodes increases, the number of surviving nodes increases. The size of the network is not important because the performance of this algorithm does not change with the size of the network but with the density of the nodes.

도 16 및 도 17은 다른 네트워크 밀집도와 각각의 트래픽 로드에 대해 DRpi 알고리즘과 표준 802.15.4 알고리즘의 패킷 전송률을 비교하여 나타낸 그래프이다.16 and 17 are graphs illustrating packet transmission rates of the DRpi algorithm and the standard 802.15.4 algorithm for different network densities and respective traffic loads.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘은 패킷 전송률 또한 증가시킬 수 있다. As shown in Figure 16 and 17, the DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention can also increase the packet transmission rate.

이와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 저 전력 토폴로지 컨트롤 알고리즘(DRpi 알고리즘)은, 한 노드의 전송 범위 안에 있는 노드의 수를 계산하여 전송 범위를 Border 영역과 Core 영역으로 구분하여 Border 영역에 있는 노드들 사이에서 중복되는 노드를 확인하고, 이를 이용하여 서로 연결도리 노드를 선택함으로써, 종래의 네트워크보다 연결되는 노드의 수를 줄여줄 수 있게 되는 것이다. Such a low power topology control algorithm (DRpi algorithm) based on location recognition for a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention calculates the number of nodes within the transmission range of one node, and transmits the transmission range to the border region. It is possible to reduce the number of nodes connected to the conventional network by identifying nodes overlapping among the nodes in the border area by dividing them into the core area and selecting nodes to be connected to each other using them.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

도 1은 802.15.4의 토폴로지를 나타낸 예시도이다. 1 is an exemplary diagram illustrating a topology of 802.15.4.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DRpi 알고리즘의 코디네이터에서의 데이터 전송을 나타낸 시퀀스 다이어그램이다.2 is a sequence diagram illustrating data transmission in the coordinator of the DRpi algorithm according to an embodiment of the present invention.

도 3은 코디네이터로 데이터가 전송되는 과정을 나타낸 시퀀스 다이어그램이다. 3 is a sequence diagram illustrating a process of transmitting data to a coordinator.

도 4는 중복되는 범위에 다수개의 노드가 구성된 네트워크를 나타낸 예시도이다. 4 is an exemplary diagram illustrating a network in which a plurality of nodes are configured in overlapping ranges.

도 5는 Core 및 Border 영역에 적용되는 노드를 나타낸 예시도이다. 5 is an exemplary diagram illustrating a node applied to a core and a border area.

도 6은 FFD 노드의 상태를 나타낸 다이어그램이다.6 is a diagram illustrating a state of an FFD node.

도 7은 FFD노드가 RFDstate에서 FFDState로 바뀌는 것을 나타낸 시퀀스 다이어그램이다. 7 is a sequence diagram illustrating a change of an FFD node from RFDstate to FFDState.

도 8은 FFD노드가 FFDState에서 RFDState로 변화하는 것을 나타낸 시퀀스 다이어그램이다.8 is a sequence diagram showing the change of the FFD node from FFDState to RFDState.

도 9는 DRpi 알고리즘의 2단계가 넓이 및 반지름에 의한 분할된 것을 나타낸 다이어그램이다. 9 is a diagram showing that the two stages of the DRpi algorithm are divided by width and radius.

도 10은 border 영역 노드들 사이의 최대각(αmax)과 최소각 (αmin)을 나타낸 예시도이다.FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating a maximum angle α max and a minimum angle α min between border region nodes.

도 11은 DRpi 알고리즘 Lower Bound를 계산하는 방법을 나타낸 예시도이다.11 is an exemplary diagram illustrating a method of calculating a DRpi algorithm lower bound.

도 12는 DRpi core 영역의 반지름 계산 방법을 나타낸 예시도이다. 12 is an exemplary view illustrating a radius calculation method of a DRpi core region.

도 13은 FFD노드의 상태 선택 과정을 나타낸 예시도이다. 13 is an exemplary diagram illustrating a state selection process of an FFD node.

도 14는 전체 네트워크의 에너지 잔량을 나타낸 그래프이다. 14 is a graph showing the remaining energy of the entire network.

도 15는 에너지가 남은 노드의 수를 나타낸 그래프이다. 15 is a graph showing the number of nodes with energy remaining.

도 16은 다른 트래픽로드에서의 DRpi 알고리즘과 표준 802.15.4 알고리즘의 패킷 전송률을 나타낸 그래프이다.16 is a graph showing packet transmission rates of the DRpi algorithm and the standard 802.15.4 algorithm in different traffic loads.

도 17은 다른 네트워크 밀집도의 DRpi 알고리즘과 표준 802.15.4 알고리즘의 패킷 전송률을 나타낸 그래프이다.17 is a graph showing packet transmission rates of DRpi algorithm and standard 802.15.4 algorithm of different network density.

Claims (8)

네트워크 상의 모든 FFD 노드들의 노드 밀집도를 계산하는 제 1단계;Calculating a node density of all FFD nodes on the network; 상기 노드 밀집도를 이용하여 FFD 노드의 전송범위를 보더(BORDER)영역과 코어(CORE)영역으로 구분하는 제 2단계; A second step of dividing a transmission range of an FFD node into a border area and a core area by using the node density; 상기 보더영역의 노드 간의 최대각과 최소각을 계산하는 제 3단계;Calculating a maximum angle and a minimum angle between nodes of the border area; 상기 최대각과 최소각을 로우어 바운드(lower bound)와 비교하여 알고리즘 적용 범위를 결정하는 제 4단계;A fourth step of determining an application range of the algorithm by comparing the maximum angle and the minimum angle with a lower bound; 상기 FFD 노드의 보더영역과 코어영역을 재구성하는 제 5단계; 및A fifth step of reconfiguring a border region and a core region of the FFD node; And 상기 재구성된 보더영역의 노드 중에서 FFDState로 상태를 변화시킬 노드를 선택하는 제 6단계를 포함하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법.And a sixth step of selecting a node whose state is to be changed to FFDState among the nodes of the reconstructed border area. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 노드 밀집도는 노드로부터 제공되는 노드 자신의 위치 정보와 HELLO 메시지 또는 OVERHEARING을 사용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법.The node density is calculated based on the node's own location information and the HELLO message or the OVERHEARING provided from the node. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 보더영역과 코어영역은 넓이에 의한 분할방식과 반지름에 의한 분할방식으로 분할되는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법.And the border area and the core area are divided into a division method by a width and a division method by a radius. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 코어영역은, 상기 노드 밀집도가 threshold value보다 크면 넓이에 의한 분할방식으로 계산하고, The core region is calculated by the division method by the area if the node density is greater than the threshold value, 상기 노드 밀집도가 threshold value보다 작으면 반지름에 의한 분할방식으로 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법.If the node density is smaller than the threshold value, the location-based power control method for a wireless sensor network, characterized in that calculated by the division method by the radius. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 최대각과 최소각은 벡터(vector algebra)를 사용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법.The maximum angle and the minimum angle is calculated using a vector (algebra) position recognition based power control method for a wireless sensor network. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 로우어 바운드(lower bound)는 하기의 [수학식 1]을 만족하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법.Wherein the lower bound satisfies Equation 1 below. [수학식 1][Equation 1]
Figure 112010019467046-pat00007
Figure 112010019467046-pat00007
(단, r은 전송영역의 반지름, dij는 노드i와 노드j 사이의 거리(i=1,2,3,…, j=1,2,3,…))(Where r is the radius of the transmission area and d ij is the distance between node i and node j (i = 1,2,3,…, j = 1,2,3,…))
제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 5단계에서 재구성되는 코어영역의 반지름은 하기 [수학식 2] 내지 [수학식 5]를 만족하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크를 위한 위치 인식 기반의 전력 제어 방법.The radius of the core region to be reconfigured in the fifth step satisfies the following [Equation 2] to [Equation 5]. [수학식 2][Equation 2]
Figure 112010019467046-pat00008
Figure 112010019467046-pat00008
[수학식 3]&Quot; (3) "
Figure 112010019467046-pat00009
Figure 112010019467046-pat00009
[수학식 4][Equation 4]
Figure 112010019467046-pat00010
Figure 112010019467046-pat00010
[수학식 5][Equation 5]
Figure 112010019467046-pat00011
Figure 112010019467046-pat00011
(단, r은 전송영역의 반지름, dij는 노드i와 노드j 사이의 거리(i=1,2,3,…, j=1,2,3,…), Δr은 코어영역의 반지름)(Where r is the radius of the transmission region, d ij is the distance between nodes i and j (i = 1,2,3,…, j = 1,2,3,…), Δr is the radius of the core region)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006038163A1 (en) 2004-10-01 2006-04-13 Nortel Networks Limited Segmentation and clustering in a sensor network
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006038163A1 (en) 2004-10-01 2006-04-13 Nortel Networks Limited Segmentation and clustering in a sensor network
KR20060039467A (en) * 2004-11-03 2006-05-09 이충희 Tree construction method for multi-level commerce service
KR20080042491A (en) * 2006-11-10 2008-05-15 (재)대구경북과학기술연구원 Method for robust location estimation using mle(maximum likelihood estimation) and lse(least square estimation) concepts
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