KR100990825B1 - Method for localization based group - Google Patents
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Abstract
그룹 기반 위치 측정 방법을 개시한다. 그룹 기반 위치 측정 방법은 무선 센서 네트워크에서 DV(distance vector) 홉(hop)을 기반으로 한 센서 노드의 위치 측정 방법에 있어서, 위치 정보가 있는 앵커 노드 간의 한 홉 거리를 계산하는 단계; 상기 앵커 노드로부터 수신되는 비컨의 홉 수를 이용하여 상기 위치 정보가 없는 미지 노드가 속하는 그룹을 결정하는 단계; 상기 결정된 그룹에 위치하는 앵커 노드로부터 상기 계산된 한 홉 거리를 수신하는 단계; 및, 상기 수신된 한 홉 거리를 이용하여 상기 미지 노드의 위치를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
위치 측정(localization), 위치(positioning), DV-Hop, 무선 센서 네트워크(WSN), 그룹 설정(grouping)
A group based location measurement method is disclosed. A group-based position measurement method includes a method for measuring a position of a sensor node based on a distance vector (DV) hop in a wireless sensor network, the method comprising: calculating one hop distance between anchor nodes having position information; Determining a group to which an unknown node without the location information belongs using the number of beacon hops received from the anchor node; Receiving the calculated one hop distance from an anchor node located in the determined group; And measuring the location of the unknown node using the received one hop distance.
Localization, positioning, DV-Hop, wireless sensor network (WSN), grouping
Description
본 발명은 무선 센서 네트워크에서의 위치 측정 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 센서 노드의 위치 측정에 대한 정확성을 높이기 위한 그룹 기반 위치 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a position measurement technique in a wireless sensor network, and more particularly, to a group-based position measurement method for increasing the accuracy of the position measurement of the sensor node.
무선 센서 네트워크(wireless sensor network, WSN)의 기술에서 어플리케이션의 전개(deployment)를 위해 위치 측정 기술(localization techniques)은 필수적이고 중요한 요구사항이다. 위치 정보가 포함되지 않을 경우 채집된 정보는 활용이 불가능하고 베이스 스테이션(base station)까지의 효과적인 라우팅(routing) 또한 어렵기 때문에 센서 노드의 위치를 측정하는 것은 정보의 탐색(event detection)과 추적(event tracking)과 같은 측면에서 매우 중요하다. 더욱이, 무선 센서 네트워크에서 위치 정보는 목적지 방향으로 데이터의 선택적 전달(forwarding)이나 선택적 플러딩(flooding)을 기반으로 하는 지리적(geographic) 라우팅 프로토콜과 지오캐스팅(geocasting) 라우팅 프로토콜을 위해 대단히 유용할 수 있다.Localization techniques are an essential and important requirement for the deployment of applications in the technology of wireless sensor networks (WSNs). If the location information is not included, the collected information is not available and effective routing to the base station is difficult. Therefore, measuring the position of the sensor node is an event detection and tracking method. very important in terms of event tracking). Moreover, location information in a wireless sensor network can be very useful for geographic routing and geocasting routing protocols based on selective forwarding or selective flooding of data in the direction of the destination. .
무선 센서 네트워크에서 위치 측정을 위한 방법으로는 노드들의 통신 동안 노드들 사이의 거리나 각도 측정의 요구 여부에 따라 영역 인식(range-aware) 방법과 영역 프리(range-free) 방법으로 구분될 수 있다.In the wireless sensor network, a method for location measurement may be divided into a range-aware method and a range-free method depending on whether distance between the nodes or an angle measurement is required during communication of the nodes. .
상기 영역 인식을 통한 위치 측정 방법은 신호강도나 타이밍 측정을 기반으로 비교적 정확한 거리를 측정할 수 있는 반면 위치 측정을 위해 비싼 하드웨어 비용이 요구되므로 센서 노드의 소형화와 비용 효율성을 유지해야 하는 무선 센서네트워크에 부적절하다.The location measurement method using the area recognition can measure a relatively accurate distance based on signal strength or timing measurement, but requires expensive hardware cost for location measurement, so that the sensor node can be miniaturized and cost-effective. Inappropriate for
한편, 상기 영역 프리를 통한 위치 측정 방법은 간단한 저비용의 하드웨어를 포함하나 상기 영역 인식 방법에 비해 거리 측정에 대한 정확성이 떨어진다.On the other hand, the location measurement method using the area free includes a simple low-cost hardware, but the accuracy of the distance measurement is less than the area recognition method.
상기 영역 인식을 통한 위치 측정 방법에는 TOA(time of arrival) 기술, TDOA(time difference of arrival), RSSI(received signal strength indication) 기술 등이 있으며, 상기 영역 프리를 통한 위치 측정 방법으로는 APIT(approximate point in a triangle), DV(distance vector)-홉(hop) 등이 있다.The location measurement method using area recognition includes a time of arrival (TOA) technology, a time difference of arrival (TDOA), a received signal strength indication (RSSI) technology, and the like. point in a triangle) and distance vector (DV) -hop.
여기서, 상기 APIT는 한 홉으로 연결이 가능한 앵커들로 삼각형을 형성하고 타겟 노드가 그 삼각형 내부에 있는지의 여부를 인식한 후, 타겟 노드를 포함하는 삼각형 영역의 중첩된 영역의 중심점을 타겟의 위치로 결정하는 방법이다. 즉, 앵커는 많은 수의 삼각형을 형성하기 위해 전송범위가 긴 방향성 안테나를 장착해야 하며 타겟 노드를 포함한 일반 미지 노드들은 앵커로부터 수신된 신호의 세기를 측정할 수 있어야 한다.Here, the APIT forms a triangle with anchors that can be connected by one hop and recognizes whether or not the target node is inside the triangle, and then positions the center point of the overlapped region of the triangular region including the target node. How to decide. That is, the anchor should be equipped with a directional antenna with a long transmission range to form a large number of triangles, and general unknown nodes including the target node should be able to measure the strength of the signal received from the anchor.
또한, DV-홉은 앵커의 전송범위가 분포된 모든 노드들에 미치지 못하는 상황에서 멀티 홉(multi-hop) 기법의 라우팅 전송과 삼각측량을 조합하여 위치를 측 정하는 알고리즘이다. 앵커는 자신의 위치정보가 담긴 비컨(beacon) 신호를 브로드캐스팅하고 비컨 신호를 수신한 노드들은 최소의 홉 수를 갖는 정보만을 릴레이(relay) 함으로써 각 노드들은 앵커로부터의 최단 루트를 통한 홉 수 정보를 알게 된다. 이후 앵커는 다른 앵커와 교환한 거리 정보와 홉 수 정보를 이용하여 평균적인 한 홉 거리를 계산할 수 있다.In addition, DV-hop is an algorithm that measures location by combining triangulation with routing transmission of multi-hop technique when the transmission range of anchor does not reach all nodes distributed. The anchor broadcasts a beacon signal containing its location information, and the nodes that receive the beacon signal relay only the information with the minimum number of hops, so that each node is hop number information through the shortest route from the anchor. Get to know The anchor can then calculate the average one-hop distance using distance information and hop number information exchanged with other anchors.
그러나, 네트워크 상에 홀이 존재하여 각 앵커 사이의 라우팅 경로가 직선경로가 아닌 다양한 형태로 존재한다면 각 앵커들이 홉 거리를 계산함에 있어서 적합하지 않은 홉 거리를 계산하게 된다.However, if holes exist in the network and the routing paths between the anchors exist in various forms instead of straight paths, each anchor calculates an unsuitable hop distance in calculating the hop distance.
즉, 상기 DV-홉 방법에서 위치 측정 오차는 라우팅 경로를 고려하지 않은 채로 모든 미지 노드가 평균적인 홉 거리를 일괄적으로 사용하게 되는데, 이는 각 앵커들이 계산하는 자신들의 홉 거리가 평균값의 개념으로 설정되는 것에 기인한다.In other words, in the DV-hop method, the location measurement error causes all unknown nodes to use the average hop distance collectively without considering the routing path, so that their hop distances calculated by each anchor are the average value. Due to being set.
본 발명은 실제 거리에 대비하여 다양한 라우팅 경로와 이에 따른 홉 수의 변화를 고려한 한 홉 거리를 측정하여 미지 노드의 위치 측정을 보다 정확하게 수행할 수 있는 그룹 기반 위치 측정 방법을 제공한다.The present invention provides a group-based location measurement method that can more accurately measure the position of the unknown node by measuring one hop distance in consideration of various routing paths and the change in the number of hops according to the actual distance.
본 발명은 DV-홉 방법에서의 플러딩 과정을 네트워크 전체를 대상으로 수행하는 것이 아니라 일정 영역으로 제한하여 불필요한 오버헤드를 줄일 수 있는 그룹 기반 위치 측정 방법을 제공한다.The present invention provides a group-based location measurement method that can reduce unnecessary overhead by limiting the flooding process in the DV-hop method to a certain area rather than performing the entire network.
본 발명의 일실시예에 따른 그룹 기반 위치 측정 방법은 무선 센서 네트워크에서 DV(distance vector) 홉(hop)을 기반으로 한 센서 노드의 위치 측정 방법에 있어서, 위치 정보가 있는 앵커 노드 간의 한 홉 거리를 계산하는 단계; 상기 앵커 노드로부터 수신되는 비컨의 홉 수를 이용하여 상기 위치 정보가 없는 미지 노드가 속하는 그룹을 결정하는 단계; 상기 결정된 그룹에 위치하는 앵커 노드로부터 상기 계산된 한 홉 거리를 수신하는 단계; 및, 상기 수신된 한 홉 거리를 이용하여 상기 미지 노드의 위치를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.Group-based position measurement method according to an embodiment of the present invention is a method for measuring the position of the sensor node based on the DV (distance vector) hop in the wireless sensor network, one hop distance between the anchor node with the position information Calculating; Determining a group to which an unknown node without the location information belongs using the number of beacon hops received from the anchor node; Receiving the calculated one hop distance from an anchor node located in the determined group; And measuring the location of the unknown node using the received one hop distance.
이때, 상기 엥커 노드 간의 한 홉 거리를 계산하는 단계는, 기준이 되는 엥커 노드에서 다른 엥커 노드로부터 비컨을 수신하는 단계와, 상기 엥커 노드 간의 거리를 상기 비컨의 홉 수로 나누어 상기 한 홉 거리를 계산하는 단계와, 상기 계산된 한 홉 거리를 각 엥커 노드와 연관하여 테이블로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of one hop distance between the anchor nodes may include receiving a beacon from another anchor node at an anchor node as a reference, and dividing the distance between the anchor nodes by the hop number of the beacon to calculate the one hop distance. And maintaining the calculated one hop distance in a table in association with each anchor node.
또한, 상기 미지 노드가 속하는 그룹을 결정하는 단계는, 상기 엥커 노드로부터 상기 비컨을 수신하는 단계와, 상기 수신된 비컨의 홉 수를 비교하는 단계와, 상기 비교 결과 가장 작은 홉 수를 가진 비컨을 송신한 앵커 노드를 상기 미지 노드에 대한 그룹 앵커로 설정하는 단계와, 상기 미지 노드를 상기 그룹 앵커 별로 그룹핑하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of the group to which the unknown node belongs may include receiving the beacon from the anchor node, comparing the hop count of the received beacon, and comparing the beacon having the smallest hop count as a result of the comparison. The method may include setting the transmitted anchor node as a group anchor for the unknown node, and grouping the unknown node by the group anchor.
또한, 상기 결정된 그룹에 위치하는 앵커 노드로부터 상기 계산된 한 홉 거리를 수신하는 단계는, 상기 앵커 노드로부터 상기 한 홉 거리를 수신하는 단계와, 상기 수신된 한 홉 거리를 전송한 앵커 노드가 상기 그룹 앵커인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 그룹 앵커일 경우 상기 수신한 한 홉 거리를 저장하는 단계와, 상기 그룹 앵커가 아닐 경우 상기 수신된 한 홉 거리를 폐기하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, receiving the calculated one hop distance from the anchor node located in the determined group, receiving the one hop distance from the anchor node, and the anchor node that has transmitted the received one hop distance is Determining whether it is a group anchor, storing the received one hop distance in the case of the group anchor, and discarding the received one hop distance if the group anchor is not.
또한, 상기 미지 노드의 위치를 측정하는 단계는, 상기 그룹 앵커가 수신한 비컨의 홉 수와 상기 그룹 엥커로부터 수신된 한 홉 거리를 곱하여 상기 미지 노드까지의 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, measuring the position of the unknown node may include calculating a distance to the unknown node by multiplying the hop number of the beacon received by the group anchor and the hop distance received from the group anchor. .
본 발명에 따르면, 무선 센서 네트워크에서 앵커 노드들로부터 멀티 홉 기반으로 얻어지는 홉 수와 거리 정보를 통해 미지 노드의 위치를 측정함으로써 비컨의 우회 라우팅 경로로 인한 미지 노드의 위치 측정 오차를 최소화하여 미지 노드의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있다.According to the present invention, by measuring the position of the unknown node through the hop number and distance information obtained from the multi-hop basis from the anchor nodes in the wireless sensor network by minimizing the location measurement error of the unknown node due to the bypass routing path of the beacons unknown node The position of can be measured more accurately.
본 발명에 따르면, 그룹 설정을 통해 엥커가 플러딩한 비컨의 전송범위를 제한함으로써 불필요한 패킷 릴레이를 방지하고 비컨 전송의 오버헤드를 줄일 수 있으며 위치 측정에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.According to the present invention, by limiting the transmission range of the beacon flooded by the anchor through group setting, unnecessary packet relay can be prevented, overhead of beacon transmission can be reduced, and energy required for position measurement can be reduced.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 그룹 기반 위치 측정 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a group-based position measurement method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 무선 센서 네트워크에서 다양한 라우팅 경로를 고려한 한 홉 거리를 사용하여 센서 노드의 위치를 측정할 수 있다.The present invention can measure the position of the sensor node using one hop distance considering various routing paths in the wireless sensor network.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 그룹 기반 위치 측정 방법의 전 과정을 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating the entire process of a group-based position measuring method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 그룹 기반 위치 측정 방법은 다음과 같은 과정을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a group-based location measuring method according to an embodiment of the present invention may include the following process.
본 발명에서 앵커(anchor)(즉, 위치를 알고 있는 노드를 의미함)는 여러 앵커들에 대해 계산된 한 홉 거리를 평균하지 않고 각각의 한 홉 거리들을 테이블로 유지하여 사용하고 상기 테이블은 테이블을 만든 앵커와 가까이 위치한 미지 노드들에게 전송되어 미지 노드들이 다른 앵커들까지의 거리를 계산하는데 사용될 수 있다.In the present invention, an anchor (that is, a node that knows a position) does not average one hop distances calculated for several anchors, and maintains each one hop distance as a table. It is sent to unknown nodes located close to the anchors that make them, which can then be used to calculate distances to other anchors.
본 발명의 그룹 기반 위치 측정 방법은 엥커들의 비컨 플러딩 과정을 수행한다.The group-based position measurement method of the present invention performs the beacon flooding process of the anchors.
상세하게, 각 앵커들은 자신의 위치정보가 담긴 비컨을 네트워크로 플러딩 한다(S101). 비컨을 수신한 노드들은 비컨의 홉 수를 하나 증가시켜 다시 주변 노드들에게 전송한다. 이때, 미지 노드는 같은 앵커로부터 수신한 비컨들 중 가장 작은 홉 수를 갖는 비컨만 유지하고 나머지는 폐기한다. 이러한 방식으로 모든 앵커들이 네트워크에 자신의 비컨 플러딩을 완료하면 상기 미지 노드들은 여러 앵커에 대한 최소 홉 수의 비컨 신호를 저장한다(S105). 이때, 앵커들 또한 다른 앵커들로부터 최소 홉 수의 비컨 신호들을 수신하게 된다.In detail, each anchor floods a beacon containing its location information to the network (S101). Nodes receiving the beacon increase the hop number of the beacon by one and transmit it to neighboring nodes again. At this time, the unknown node keeps only the beacon having the smallest hop number among the beacons received from the same anchor and discards the rest. In this manner, when all anchors complete their beacon flooding in the network, the unknown nodes store the minimum hop number of beacon signals for various anchors (S105). At this time, the anchors also receive the minimum hop number of beacon signals from other anchors.
또한, 본 발명의 그룹 기반 위치 측정 방법은 상기 비컨 플러딩 과정을 수행한 후 가상 그룹 설정 과정을 수행한다.In addition, the group-based position measuring method of the present invention performs a virtual group setting process after performing the beacon flooding process.
상세하게, 여러 앵커들로부터 비컨을 수신한 미지 노드들은 각각의 앵커들로부터의 홉 수 정보를 유지한다. 이때, 미지 노드들은 수신한 비컨 중 가장 작은 홉 수를 가진 비컨의 앵커가 자신의 그룹 앵커이며 상기 그룹 앵커의 그룹에 속한다고 설정한다(S106). 상기 그룹 앵커의 그룹을 상기 미지 노드에 대한 그룹으로 설정하는 것은 가장 작은 홉 수를 가진 비컨의 앵커가 해당 미지 노드와 가장 가까운 곳에 위치하기 때문이다. 상기한 가상 그룹 설정 과정이 완료되면 네트워크는 앵커들을 중심으로 한 여러 개의 지역별 그룹으로 나누어질 수 있다.In detail, unknown nodes that receive beacons from various anchors maintain hop count information from each anchor. At this time, the unknown nodes set that the anchor of the beacon having the smallest hop number among the received beacons is its group anchor and belongs to the group of the group anchor (S106). Setting the group of group anchors as a group for the unknown node is because the anchor of the beacon with the smallest hop number is located closest to the corresponding unknown node. When the virtual group setup process is completed, the network may be divided into several regional groups based on anchors.
도 2는 미지 노드가 그룹을 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 앵커 201, 202 및 203은 각자 자신의 비컨을 네트워크 전체로 플러딩하고 이를 수신하는 미지 노드들은 상기 앵커들(201,202,203)로부터 수신한 비컨의 홉 수에 1을 더해 주변 노드들에게 다시 재전송한다. 이때 상기 주변 노드들이 비컨을 이미 수신한 경우 이전에 수신한 비컨의 홉 수와 비교하여 새로 수신한 비컨의 홉 수가 이전에 수신한 비컨의 홉 수 보다 작으면 새로 수신한 비컨의 홉 수로 최소 홉 수 정보를 업데이트 한다. 한편, 새로 수신한 비컨의 홉 수가 이전에 수신한 비컨의 홉 수 보다 클 경우 수신한 비컨을 재전송하지 않음으로써 기존의 최소 홉 수 정보를 유지할 수 있다. 상기한 과정을 통해 여러 앵커들로부터 수신한 최소 홉 수 정보를 유지한 상태로 앵커의 비컨 전송이 완료되면 각 미지 노드들은 앵커들로 받은 홉 수 정보 중 가장 작은 홉 수를 갖는 앵커를 그룹 앵커로 설정하고 동일한 그룹 앵커를 갖는 노드의 집단을 가상적인 그룹으로 설정할 수 있다.2 is a diagram for explaining a process of setting a group by an unknown node. As shown in Fig. 2,
또한, 본 발명의 그룹 기반 위치 측정 방법은 상기 가상 그룹 설정 과정에 이어 상기 과정을 통해 설정된 그룹을 기반으로 한 홉 거리를 계산하는 과정을 수행한다.In addition, the group-based position measuring method of the present invention performs the process of calculating the hop distance based on the group set through the process following the virtual group setting process.
상세하게, 두 앵커 사이의 거리는 두 앵커가 수신한 비컨의 홉 수로 나눈 값을 한 홉 거리로 사용하며, 앵커와 가까이에 위치한 노드들은 앵커가 계산한 한 홉 거리를 사용한다(S102).In detail, the distance between the two anchors is used as one hop distance divided by the hop number of the beacons received by the two anchors, and nodes located near the anchor use the one hop distance calculated by the anchor (S102).
상기 한 홉 거리는 수학식 1과 같이 정의될 수 있다. The one hop distance may be defined as in
이때, hij는 앵커 i와 j사이의 홉 수, Dij는 앵커 i와 j사이의 거리, HDij는 앵커 i와 j 사이의 한 홉 거리를 의미한다.In this case, h ij is the hop number between anchor i and j, D ij is the distance between anchor i and j, and HD ij is the one hop distance between anchor i and j.
도 3은 우회 경로를 갖는 비컨에 의해 위치 측정의 오차가 발생하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an example in which an error in position measurement occurs due to a beacon having a bypass path.
도 3에 도시한 바와 같이, 엥커 302의 주변에 위치한 노드들은 엥커 302와 같이 엥커 301로부터 직선경로로 비컨을 수신하고 엥커 303의 주변에 위치한 노드들은 홀(hole)로 인하여 엥커 303과 같이 엥커 301로부터 우회된 경로로 비컨을 수신한다. 즉, 서로 가까이에 위치한 노드들은 비슷한 라우팅 경로로 비컨을 수신하게 되는데, 비컨 홉 수의 크고 작음이 지역적으로 유사하게 적용되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, nodes located in the vicinity of the
이때, 엥커 302는 엥커 301로부터 수신한 비컨을 이용하여 엥커 301과 엥커 302사이의 거리(D)를 엥커 301과 엥커 302 사이의 비컨의 홉 수(h)로 나눈 값(HD)을 한 홉 거리로 산출하고 상기 한 홉 거리를 엥커 302의 주변 노드들이 엥커 301로부터의 비컨에 대응하여 사용할 수 있다. 상기한 경우는 엥커 301과 엥커 302 사이의 비컨이 직선 경로를 통한 만큼의 큰 길이의 한 홉 거리를 얻을 수 있다는 장점이 있다.At this time, the
또한, 엥커 303은 엥커 301로부터 수신한 비컨을 이용하여 엥커 301과 엥커 303사이의 거리(D)를 엥커 301과 엥커 303 사이의 비컨의 홉 수(h)로 나눈 값을 한 홉 거리(HD)로 산출하고 상기 한 홉 거리를 엥커 303의 주변 노드들이 엥커 301로 부터의 비컨에 대응하여 사용할 수 있다. 상기한 경우는 엥커 301과 엥커 303 사이의 비컨이 우회한 것에 대한 짧은 길이의 한 홉 거리를 제공한다.Also, the
상기한 한 홉 거리 계산 과정을 통해 엥커 301은 수신한 비컨에 대한 한 홉 거리들을 테이블로 생성하여 유지할 수 있으며(S103), 엥커 i에 대한 한 홉 거리의 테이블은 도 4와 같이 구성할 수 있다.Through the above-described one-hop distance calculation process, the
또한, 본 발명의 그룹 기반 위치 측정 방법은 상기 한 홉 거리 계산 과정에 이어 엥커의 한 홉 거리 테이블을 전송하는 과정을 수행한다.In addition, the group-based position measuring method of the present invention performs the process of transmitting the one-hop distance table of the anchor following the one-hop distance calculation process.
상세하게, 다른 앵커들로부터 비컨들을 수신한 앵커는 비컨에 속해있는 위치 정보와 홉 수를 바탕으로 한 홉 거리 테이블을 만든 후, 상기 한 홉 거리 테이블을 자신의 그룹 영역으로 브로드캐스팅한다(S104). 이때, 미지 노드들은 상기 한 홉 거리 테이블을 전송한 그룹 엥커가 자신의 그룹 엥커인지 여부를 판단하여(S107) 자신의 그룹 앵커일 경우 해당 그룹 엥커로부터 상기 한 홉 거리 테이블을 수신하고(S109) 다른 그룹 엥커로부터 상기 한 홉 거리 테이블이 수신될 경우 이를 폐기한다(S108).In detail, the anchor receiving the beacons from the other anchors creates a hop distance table based on the location information and the number of hops belonging to the beacon, and then broadcasts the one hop distance table to its group area (S104). . At this time, the unknown nodes determine whether the group anchor transmitting the one-hop distance table is their group anchor (S107), and if the group anchor is its group anchor, receives the one-hop distance table from the corresponding group anchor (S109). If the one-hop distance table is received from the group anchor, it is discarded (S108).
도 5는 그룹 영역으로 제한된 한 홉 거리를 이용하는 비컨 전송의 일례를 설명하기 위한 도면이며, 이때, 실선으로 구분된 영역은 각 앵커에 대한 그룹을 의미한다.FIG. 5 is a view for explaining an example of beacon transmission using a hop distance limited to a group region, wherein a region divided by a solid line means a group for each anchor.
도 5를 참조하면, 엥커 501은 자신의 한 홉 거리 테이블을 자신의 그룹 영역으로 브로드캐스팅한다. 상기 한 홉 거리 테이블을 수신한 노드들은 수신된 한 홉 거리 테이블을 주변 노드들에게 재전송한다. 미지 노드 505는 미지 노드 504가 전송한 엥커 501의 한 홉 거리 테이블을 수신하나, 자신이 엥커 501의 그룹에 속해있지 않으므로 이를 폐기하고 재전송하지 않는다. 따라서, 상기 한 홉 거리 테이블의 전송이 그룹 영역 내로 제한되어 전달될 수 있으며, 네트워크 전체를 대상으로 하는 것이 아니라 자신이 속한 영역 내에서 플러딩을 수행하므로 한 홉 거리 전송의 오버헤드를 줄일 수 있다.Referring to FIG. 5, the
또한, 본 발명의 그룹 기반 위치 측정 방법은 상기 한 홉 거리 테이블의 전송 과정이 완료되면 미지 노드들의 위치를 계산하는 과정을 수행한다.In addition, the group-based position measuring method of the present invention performs a process of calculating the position of the unknown nodes when the transmission process of the one-hop distance table is completed.
상세하게, DV-홉에서 미지 노드들의 위치계산은 멀티 홉 방식으로 여러 앵커들로부터 받은 비컨 신호의 홉 수를 앵커까지의 거리로 환산하는 부분과, 해당 앵커와의 거리정보를 이용하여 삼각기법으로 위치를 계산하는 부분으로 이루어진다.In detail, the position calculation of the unknown nodes in the DV-hop is performed by converting the hop number of the beacon signal received from the various anchors into the distance to the anchor in a multi-hop manner, and using triangulation method using the distance information with the anchor. Consists of calculating the position.
여기서, 미지 노드에서 앵커까지의 거리를 계산하는 방법은 다음과 같다.Here, the method of calculating the distance from the unknown node to the anchor is as follows.
미지 노드는 그룹 앵커로부터 받은 한 홉 거리 테이블을 이용하여 여러 앵커로부터 수신한 비컨의 홉 수를 거리로 환산할 수 있다. 예를 들어, 미지 노드 X에 대한 그룹 앵커가 i이고 앵커 j로부터 비컨을 수신한 경우 미지 노드 X는 엥커 j로부터 수신한 비컨의 홉 수(h)를 그룹앵커 i가 계산한 엥커 j와의 한 홉 거리와 곱하여 미지 노드 X와 엥커 j 사이의 거리를 산출할 수 있다(S110).The unknown node may convert the hop number of beacons received from several anchors into distances using a one-hop distance table received from the group anchor. For example, if the group anchor for unknown node X is i and receives a beacon from anchor j, the unknown node X is one hop with anchor j, where group anchor i calculated the number of hops (h) of beacons received from anchor j. The distance between the unknown node X and the anchor j may be calculated by multiplying the distance (S110).
따라서, 본 발명은 엥커 노드들로부터 멀티 홉을 기반으로 얻어진 홉 수 및 거리 정보를 이용하여 미지 노드의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있으며, 그룹 설정을 통해 엥커 노드의 비컨 전송 범위를 제한하여 비컨 전송의 오버헤드를 줄일 수 있다.Accordingly, the present invention can more accurately measure the position of an unknown node using the hop number and distance information obtained based on multi-hops from the anchor nodes, and beacon transmission by limiting the beacon transmission range of the anchor node through group setting. Can reduce overhead.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 그룹 기반 위치 측정 방법의 전 과정을 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating the entire process of a group-based position measuring method according to an embodiment of the present invention.
도 2는 미지 노드가 그룹을 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a process of setting a group by an unknown node.
도 3은 우회 경로를 갖는 비컨에 의해 위치 측정의 오차가 발생하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an example in which an error in position measurement occurs due to a beacon having a bypass path.
도 4는 기준 노드의 그룹 기반 DV-홉의 한 홉 거리를 나타내는 테이블의 일례를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining an example of a table representing one hop distance of group-based DV-hops of a reference node.
도 5는 그룹 영역으로 제한된 한 홉 거리를 이용하는 비컨 전송의 일례를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram for explaining an example of beacon transmission using one hop distance limited to a group region.
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