KR101480953B1

KR101480953B1 - 위치기반 시간 - 메시지 동기화 기법을 적용한 이기종 단말 간 통신 방법

Info

Publication number: KR101480953B1
Application number: KR20120116638A
Authority: KR
Inventors: 이영필
Original assignee: 레드원테크놀러지 주식회사
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2015-01-21
Also published as: WO2014061855A1; KR20140050338A

Abstract

본 발명은 이기종의 멀티 무선 네트워크(WiFi, 3G/LTE, RF, Zigbee etc)를 사용하는 무선 통신 장치들 간의 데이터 교환에 있어 위치 기반의 시간 동기화 및 메시지 동기화 기법을 이용한 통신 데이터의 무결성 확보를 통하여 궁극적으로는 신뢰성 있는 무선 데이터 송수신 구조를 확립할 수 있는 위치기반 시간 - 메시지 동기화 기법을 적용한 이기종 단말 간 통신 방법에 관한 것이다.

Description

위치기반 시간 - 메시지 동기화 기법을 적용한 이기종 단말 간 통신 방법{Method of heterogeneous terminal communication using time and message synchronization based on location}

본 발명은 위치기반 시간 - 메시지 동기화 기법을 적용한 이기종 단말 간 통신 방법에 관한 것으로서, 상세하게로는 무선 네트워크가 지원되는 통신장치들 간의 데이터 교환에 있어 GPS/Sensor Network 기반의 위치 정보를 활용한 시분할 동기화 기법(Position-Based TSTD : Time Synchronization and Time Division)과, Multi Data Path 구조를 활용한 메시지 동기화 기법(MPMS : Multi-Path Message Synchronization)을 적용하여 데이터 무결성(Data integrity)을 보호하여 신뢰성 있는 무선 데이터 전송구조를 확립할 수 있는 통신방법에 관한 것이다.

IT 기술 및 통신 인프라가 발달됨에 따라 사무용 기기, 산업용 기기, 개인휴대 기기, 로봇 기기 등과 같이 대다수의 지능형 기기들은 유무선 통신이 지원되도록 통신을 이용한 제어방식을 적용하고 있다.

특히 최근에는 유비쿼터스(Ubiquitous) 및 클라우드 컴퓨팅(Cloud computing) 등의 분산지능(집단지성)화의 개념이 새롭게 도입이 되면서 영상처리, 모션제어, 실시간 모니터링, 영상통화, 실시간 소셜 네트워크 연동 등의 최첨단 서비스를 다양한 방식 무선 통신 네트워크와 연계하여 제공하고 있으며, 이러한 추세는 앞으로도 계속될 전망이다.

이에 따라 각기 다른 주파수 대역이 할당된 다양한 무선통신 네트워크망들이 연구되어 실제 적용되고 있고, 통신장치들은 기 설정된 네트워크망에 접속이 가능하도록 통신 인터페이스가 지원되도록 제조된다.

그러나 상기 네트워크망들은 비슷한 주파수 대역을 할당받기 때문에 데이터 통신 시 이기종 통신장치들이 서로 혼재되는 경우가 발생되고, 이에 따라 데이터가 충돌하여 손실됨으로써 데이터 무결성이 확보되지 않는 문제점이 발생된다.

이에 따라 이기종 다중 통신장치의 데이터 무결성을 확보하여 다중 통신장치들 간의 효율적이고, 신뢰성 있는 통신 구조에 대한 연구가 시급한 실정이다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 위치 정보 기반 시분할 동기화 기법을 통해 이기종 단말기들 각각에 오프셋 시간이 다르게 설정된 시간슬롯을 할당함으로써 이기종 단말기들에서 송신되는 데이터들의 전송시간이 중복되지 않고 순차적으로 정렬됨으로써 데이터 충돌 및 손실을 최소화 할 수 있는 위치기반 시간 - 메시지 동기화 기법을 적용한 이기종 단말 간 통신 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 데이터 통신 시 메시지 동기화 기법을 적용함으로써 특정 노드는 자신의 데이터뿐만 아니라 기 설정된 이웃 노드의 송신 데이터까지 포함하여 전송하여 데이터 무결성이 높은 위치기반 시간 - 메시지 동기화 기법을 적용한 이기종 단말 간 통신 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 복수개의 노드(Node)들 간의 무선 데이터 통신방법에 있어서:
상기 노드들이 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 전송받는 수신단계;
상기 수신단계를 통해 전송받은 상기 GPS 정보의 위치정보를 기반으로 기 설정된 영역 내에 위치한 노드들을 하나의 집단인 이웃노드로 설정하는 이웃노드 설정단계;
상기 수신단계에 의해 전송받은 GPS 정보의 시간정보를 기반으로 상기 노드들이 동기화되는 동기화단계;
상기 노드들이 데이터 전송을 수행할 시간영역인 타임 슬롯(Time slot)을 각각 할당받는 할당단계;
상기 노드들이 상기 동기화단계에 의해 동기화된 시간인 기준시간으로부터 자신의 타임 슬롯이 적용되기까지의 시간간격인 오프셋 시간(Offset time)을 설정하는 오프셋 설정단계;
상기 노드들은 상기 오프셋 설정단계에 의해 설정된 오프셋 시간이 경과되면 데이터를 전송하는 전송단계를 포함하고,
상기 타임 슬롯은 데이터를 포함하는 적어도 하나 이상의 데이터 슬롯들과, 상기 오프셋 시간 정보가 존재하는 오프셋 슬롯들로 이루어지는 것이다.

삭제

또한 본 발명에서 상기 타임 슬롯은 데이터가 존재하지 않는 빈 슬롯인 중복 슬롯을 더 포함하고, 상기 할당단계 이후에 진행되어 상기 노드들은 상기 이웃노드로부터 데이터를 수신 받으면 수신 받은 데이터를 자신의 타임 슬롯의 중복 슬롯에 배치시키는 중복 단계를 더 포함함으로써 상기 노드들은 이웃노드의 데이터를 중복 전송하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 노드들은 기 설정된 설정방법에 따라 상기 이웃노드들 중 어느 하나의 이웃노드에 한해서만 상기 중복 단계를 수행함으로써 최종적으로 데이터를 송신하는 노드의 중복 데이터의 과도한 증가를 방지하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 전송단계 이후에 수행되어 수신노드가 상기 노드들로부터 전송받은 타임 슬롯들 중 중복 슬롯이 존재하는 경우 기 설정된 유효성 검사 알고리즘에 따라 데이터의 유효성을 판별하는 유효성 판별단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 전송단계는 위치정보 기반 시분할 동기화(Position-based time synchronization and time division) 방법으로 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.

상기 과제와 상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 이기종 단말기들은 이기종 단말기들 간의 데이터 전송 시간을 중복 없이 동기 시간 내에 정렬됨으로써 무선 데이터의 충돌 및 손실이 최소화된다.

또한 본 발명에 의하면 수신단말기는 이기종 단말기들 중 일측 단말기에서 전송한 데이터를 중복으로 전송받으며, 유효성 검사를 실시함으로써 데이터 무결성이 높은 통신 구조를 실현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 네트워크 시스템을 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 시간 동기화 기법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 2의 할당 슬롯을 나타내는 예시도이다.
도 4는 도 2의 시간 동기화 기법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 4가 적용될 때의 시간 슬롯의 배치 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 도 2의 시간 동기화 기법의 동작과정을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 7은 본 발명에 적용되는 메시지 동기화 기법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 도 7의 메시지 동기화 기법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 도 8이 적용될 때의 시간 슬롯의 배치구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 플로차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 네트워크 시스템을 나타내는 예시도이다.

도 1의 네트워크 시스템(1)은 무선 데이터 통신이 지원되는 통신 디바이스인 복수개의 송신단말기(3-1), ..., (3-N)들과, 송신 단말기(3-1), ..., (3-N)들로부터 데이터를 전송받는 통신 장치인 수신단말기(5)와, 송신단말기(3-1), ..., (3-N)들 및 수신단말기(5)들 사이의 데이터 이동경로를 제공하는 무선 네트워크망(7)과, 접속된 단말기의 위치정보를 수집하여 단말기(3-1), ..., (3-N), (5)들로 위치정보 및 시간정보를 전송하는 GPS 위성(9)으로 이루어진다.

또한 도 1에서는 설명의 편의를 위해 무선 데이터 통신이 지원되는 통신장치들을 송신단말기(3-1), ..., (3-N)들 및 수신단말기(5)로 구별하여 설명하였으나 단말기(3-1), ..., (3-N), (5)들은 모두 데이터 송수신이 가능하도록 지원된다.

무선 네트워크망(7)은 단말기(3-1), ..., (3-N), (5)들 간의 무선 데이터 통신을 지원하는 통신망이며, 상세하게로는 와이파이(Wi-Fi), 3G, 4G, 엘티이(LTE), 알에프(RF), 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth)들 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

송신단말기(3-1), ..., (3-N)들은 무선 네트워크망(7)에 접속된 단말기(3-2), ..., (3-N), (5)들로 데이터 통신이 지원되는 통신 디바이스이며,무선 네트워크망(7)에 접속 가능하도록 무선 네트워크망(7)의 형식 인자에 적합한 통신 인터페이스(Interface)가 구비된다.

수신단말기(5)는 무선 네트워크망(7)에 접속된 송신단말기(3-1), ..., (3-N)들로부터 데이터를 전송받는다.

또한 수신단말기(5) 및 송신단말기(3-1), ..., (3-N)들은 GPS 위성(9)으로부터 전송받은 시간정보를 기반으로 동기화되며, 송신단말기(3-1), ..., (3-N)들은 전송받은 위치정보를 기반으로 이웃 노드들로 설정된다. 이때 이웃 노드란 후술되는 도 7의 메시지 동기화 기법이 적용되도록 기 설정된 근거리 영역 내의 단말기들로 정의되며, 이러한 메시지 동기화 기법 및 이웃 노드는 도 7에서 상세히 설명하기로 한다.

이때 송신단말기(3-1), ..., (3-N)들, 수신단말기(5) 및 네트워크망(7)은 데이터 통신 시 데이터 충돌 및 손상을 방지하도록 고안된 본 발명의 일실시예인 통신방식이 적용되고, 본 발명의 통신방식은 도 2 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.

- 시간 동기화 기법

도 2는 본 발명에 적용되는 시간 동기화 기법을 설명하기 위한 개념도이다.

시간 동기화 기법(100)은 데이터를 송신하는 단말기인 Node(3-1), ...(3-N) 상에 내장된 GPS 기반의 동기화된 클럭(이하, 로컬 클럭(Local clock)이라고 하기로 함)(101)과, GPS/Sensor Network 기반의 위치 정보를 기반으로 데이터 전송을 위한 시간 슬롯을 분할하는 위치 기반 시분할 동기화(Position-based TSTD(Time Synchronization and Time Division)) 방식을 새롭게 적용하였다.

시간 동기화 기법(100)은 도면 2에 도시된 바와 같이 다중 Node 및 이 기종 통신 데이터의 시간슬롯(103)을 일정하게 할당하여 다중 통신데이터의 전송 시간영역을 일정하게 정렬함으로써 이기종 네트워크를 동기화된 시간대 별로 충돌 없이 효율적으로 사용하도록 하는 것이다.

또한 시간 동기화 기법(100)은 각각의 Node(3-1), ..., (3-N)들이 로컬 클럭(101)을 기준으로 일정한 시간 영역만큼 할당된 시간 슬롯(Time slot)인 할당 슬롯(103-1), (103-2)을 가진다. 이때 할당 슬롯(103-1), (103-2)들 각각은 무선 데이터 전송을 위한 데이터 시간 슬롯(T1, T2, T3, T4), (T5, T6, T7, T8)들을 포함한다.

이와 같이 본 발명에 적용되는 시간 동기화 기법(100)은 중복 시간 슬롯 구조를 적용함으로써 분산된 다중 노드 및 다중 데이터의 전송 시간을 일정한 시간 슬롯 내에 충돌 없이 순차적으로 배치하여 전송하기 때문에 다중 무선 통신 상에서 발생할 수 있는 무선 데이터의 충돌 및 데이터 손실을 최소화 할 수 있다.

도 3은 도 2의 할당 슬롯을 나타내는 예시도이다.

도 3의 할당 슬롯(103-1)은 데이터가 존재하는 메시지 슬롯(M)과, 데이터가 없는 슬롯인 중복 슬롯(빈 슬롯)(F)으로 이루어진다. 이때 중복 슬롯(F)은 후술되는 도 7 내지 10에서 상세하게 설명하기로 한다.

메시지 슬롯(M)은 이기종 통신 데이터가 할당되어 데이터가 저장되는 복수개의 데이터 슬롯(T1), ..., (Tn)들과, 로컬 클록(101)이 동기화된 후 기준 시간으로부터 해당 노드의 타임 슬롯까지의 시간간격인 오프셋(Offeset) 정보가 저장되는 오프셋 슬롯(Toffset)으로 이루어진다. 이때 각 데이터 슬롯(T1), ..., (Tn)들은 기 설정된 시간(1초)이 할당된다.

즉 로컬 클럭(101)에 의해 노드(3-1), ..., (3-N)들이 동기화되면 각 노드(3-1), ..., (3-N)들 각각은 시간 슬롯 상에서 할당 슬롯(103-1), ..., (103-N)들 각각이 할당되고, 이때 각 할당슬롯(103-1), ..., (103-N)들은 네트워크 종류 별로 할당되어 전송할 데이터가 저장되는 데이터 슬롯(T1), ..., (Tn)들과, 각 노드에게 할당되는 오프셋 정보가 저장되는 오프셋 슬롯(Toffset)을 포함함으로써 노드(3-1), ..., (3-N)들은 시간 슬롯(103) 슬롯 내에 충돌 없이 순차적으로 데이터를 전송할 수 있게 된다.

도 4는 도 2의 시간 동기화 기법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 5는 도 4가 적용될 때의 시간 슬롯의 배치 구조를 설명하기 위한 예시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 시간 슬롯(103) 내에서 두 개의 노드(3-1), (3-2)들이 데이터를 전송할 때 노드 1(3-1)는 3G/LTE, RF, Zigbee 및 Wifi 네트워크 종류에 따라 4개의 데이터 슬롯(T1), (T2), (T3), (T4)들이 할당되며, Offset 시간이 1초인 오프셋 슬롯(Toffset)을 포함하는 할당 슬롯(103-1)을 할당받는다.

또한 노드 2(3-2)는 3G/LTE, RF, Zigbee 및 Wifi 네트워크 종류에 따라 4개의 데이터 슬롯(T1), (T2), (T3), (T4)들이 할당되며, Offset 시간이 6초인 오프셋 슬롯(Toffset)을 포함하는 할당 슬롯(103-1)을 할당받는다.

이와 같이 할당된 시간슬롯(103)의 배치 구조를 도 5를 참조하여 살펴보면 시간슬롯(103)은 로컬 클럭(101)에 의해 동기화되면 노드 1(3-1)의 할당 슬롯(103-1)이 배치된 후 오프셋 시간이 6초인 노드 2(3-2)의 할당 슬롯(103-2)이 배치됨으로써 데이터들이 순차적으로 정렬되게 된다.

도 6은 도 2의 시간 동기화 기법의 동작과정을 설명하기 위한 플로차트이다.

도 6에 도시된 바와 같이 무선 네트워크(7) 상에 분산된 Node(3-1), ..., (3-N)들은 전원 인가 후 GPS로부터 GPS 정보를 수신한다(S10).

단계 10(S10)에 의해 GPS 정보가 수신되면 각 노드(3-1), ..., (3-N)들은 수신된 GPS 정보에 포함된 GPS 시간(Global Clock) 정보를 기반으로 로컬 클럭을 동기화 시킨다(S20).

단계 20(S20)에 의해 시간 동기가 완료되면 각 노드(3-1), ..., (3-N)들은 데이터 전송을 수행할 할당 슬롯(103-1), ..., (103-N)을 각각 할당받는다. 이때 할당 슬롯(103-1), ..., (103-N)은 무선 네트워크 환경에서 각 노드(3-1), ..., (3-N)들이 서로 중첩되지 않고 데이터를 순차적으로 전송하기 위한 것이다.(S30).

단계 30(S30)에 의해 할당 슬롯(103-1), ..., (103-N)들이 할당되면 노드(3-1), ..., (3-N)들은 각각에게 할당된 할당 슬롯(103-1), ..., (103-N)들이 동기전송 기준시간(TO)과의 이격되는 시간인 오프셋 시간을 설정한다. 이때 노드들의 오프셋 시간은 데이터가 순차적으로 전송될 수 있도록 설정된다(S40).

단계 40(S40)에 의해 오프셋 시간 설정이 완료되면 시간 동기화 기반의 데이터 전송을 수행하며 이를 위하여 동기전송 기준시간(T0) 이벤트를 체크하고, 만약 이벤트가 발생되면 다음 단계(S50)를 진행한다. 이때 동기전송 기준시간(T0)은 로컬 클록(101)을 기반으로 설정된 주기 별로 일정하게 발생된다(S50).

단계 50(S50)에서 이벤트가 체크되면 진행되어 각 노드(3-1), ..., (3-N)들은 경과시간(t)을 측정하며, 측정된 경과시간(t)이 오프셋 시간 이상인지를 판단한다(S60).

단계 60(S60)에 의해 경과시간(t)이 오프셋 시간 이상이면 진행되어 노드(3-1), ..., (3-N)들은 위치정보 기반 시분할 동기화(Position-based TSTD) 방식으로 데이터를 전송한다(S70).

수신단말기(5)는 무선 네트워크망(7)을 통해 송신단말기인 노드(3-1), ..., (3-N)들로부터 데이터를 전송받는다(S80).

- 메시지 동기화 기법

메시지 동기화 기법(200)은 멀티 데이터 경로(Multi Data Path)를 활용하여, 즉 특정 노드(3-1)에서 전송되는 데이터가 타 노드(3-2), ..., (3-N)들에서 중복되어 전송되도록 함으로써 안전하고 신뢰성 있는 무선 데이터 송수신을 위해 고안된 방법이다.

도 7은 본 발명에 적용되는 메시지 동기화 기법을 설명하기 위한 예시도이다.

메시지 동기화 기법(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 시간 동기화를 통하여 각 노드(3-1), ..., (3-N)들에게 배치된 할당 슬롯(103-1), ..., (103-N)들 각각의 데이터 슬롯(T1), ..., (Tn)들 중에서 메시지가 존재하는 데이터 슬롯의 데이터(T1), (T3)들을 특정 시간의 데이터 슬롯의 데이터와 일치시킨다.

또한 메시지 동기화 기법(200)은 특정 노드(3-1)의 이웃 노드(3-2)가 특정 노드(3-1)에서 일치된 메시지 슬롯의 데이터를 자신의 할당 슬롯의 빈 슬롯에 배치시켜 노드(3-1)의 데이터가 중복으로 전송되도록 함으로써 수신단말기인 노드(5)가 특정 시점의 데이터를 중복으로 수신 및 체크하게 되고, 이에 따라 데이터가 안정적으로 송수신되는 무선 통신을 수행할 수 있게 된다.

또한 노드(3-1), ..., (3-N)들은 최초 전원이 인가되어 GPS 시간에 따라 동기화되면 GPS 정보의 위치정보를 기반으로 기 설정된 영역 내에 위치한 노드들이 하나의 집단인 이웃노드로 설정된다. 이때 상기 이웃노드는 기 설정된 영역 내에 위치한 노드들의 집단으로 정의된다.

또한 노드는 이웃노드들로부터 데이터를 수신 받으면 수신 받은 데이터를 자신의 할당 슬롯의 빈 슬롯에 배치시킨 후 자신의 오프셋 시간이 경과되면 데이터를 전송함으로써 하나의 노드에서 전송되는 데이터는 이웃노드를 통해 중복으로 전송할 수 있게 된다. 이때 만약 이웃노드의 수량이 임의의 수량을 초과하면 데이터 전송량이 급격하게 증가하기 때문에 이웃노드 설정 시 상기 기 설정된 영역을 적정하게 조절하도록 한다.

또한 오프셋 시간이 가장 큰 노드(최종 데이터를 송신하는 노드)의 경우 데이터 송신 전에 자신을 제외한 이웃노드의 데이터를 모두 수신 받아 빈 슬롯에 저장하여야 하기 때문에 데이터량이 급격하게 증가하게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 기 설정된 방법에 따라 상기 노드들은 상기 이웃노드들 중 기 설정된 수량 이하의 노드들과 매칭되어 매칭된 노드들에 한해서만 데이터를 수신 받아 중복 저장하도록 설정된다.

즉 노드는 매칭된 이웃노드로부터 데이터를 수신 받으면 도 3에 도시된 바와 같이 자신의 중복 슬롯(빈 슬롯)(F)에 수신 받은 데이터를 배치시켜 자신의 메시지 슬롯(M)과 함께 데이터를 전송한다.

도 8은 도 7의 메시지 동기화 기법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 9는 도 8이 적용될 때의 시간 슬롯의 배치구조를 설명하기 위한 예시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이 시간 슬롯(103) 내에서 두 개의 노드(3-1), (3-2)들이 데이터를 전송할 때 노드 1(3-1)은 전술하였던 바와 동일하게 데이터 슬롯(T1), ..., (Tn)들과 오프셀 슬롯(Toffset)을 포함하는 할당 슬롯(103-1)을 할당받되 노드 2(3-2)는 이웃 노드인 노드 1(3-1)의 메시지를 중복으로 전송하기 위한 시간슬롯인 중복슬롯(201)아 추가된 할당 슬롯(203-2)을 할당하게 된다.

즉 노드 2(3-2)의 할당 슬롯(103-2)은 중복 슬롯(201)을 포함하되 중복슬롯(201)에는 노드 1(3-1)의 할당 슬롯(103-1)이 저장됨으로써 노드 1(3-1)의 메시지는 노드 2(3-2)에 의해 중복적으로 송신되게 된다.

이와 같이 노드 1(3-1) 및 노드 2(3-2)에 의해 할당된 시간슬롯(103)의 배치 구조를 도 9를 참조하여 살펴보면 시간슬롯(103)은 로컬 클럭(101)에 의해 동기화되면 노드 1(3-1)의 할당 슬롯(103-1)이 배치된 후 노드 2(3-2)의 할당 슬롯(203-1)이 순차적으로 정렬되게 된다. 이때 노드 1(3-1)의 할당 슬롯(103-1)은 노드 2(3-2)의 할당 슬롯(203-2)에 포함됨으로써 노드 1에서 전송되는 메시지는 중복되어 송신되게 된다.

도 10은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 플로차트이다.

도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예인 통신방식은 노드(3-1), ..., (3-N), (5)들은 GPS로부터 GPS 정보를 수신 받아 GPS 시간(Global Clock) 정보를 기반으로 로컬 클럭을 동기화 시킨다(S110).

단계 110(S110)에 의해 동기화가 완료되면 GPS 정보의 위치정보를 기반으로 기 설정된 영역 내의 노드들이 이웃노드로 설정된다. 이때 이웃노드들은 기 설정된 방법에 따라 이웃노드들 중 기 설정된 수량 이하의 노드들과 매칭되어 매칭된 노드들에 한해서만 데이터를 수신 받아 중복 저장하도록 설정된다(S120).

단계 120(S120)에 의해 이웃노드 설정이 완료되면 각 노드(3-1), ..., (3-N)들은 데이터 전송을 수행할 시간 슬롯인 할당 슬롯을 할당한다. 이때 메시지 동기화가 가능한 노드들은 이웃노드를 위한 중복 슬롯(빈 슬롯)을 추가한다(S130).

단계 130(S130)에 의해 할당 슬롯의 할당이 완료되면 노드(3-1), ..., (3-N)들은 오프셋 시간을 설정한다. 이때 노드(3-1), ..., (3-N)들은 각각에 할당된 중복 슬롯에 적용되는 오프셋 시간 또한 설정한다(S140).

단계 140(S140)에 의해 오프셋 시간 설정이 완료되면 노드(3-1), ..., (3-N)들은 이웃 노드에서 전송되는 데이터가 있는지를 탐색한다(S150).

단계 150(S150)을 통해 특정 노드는 이웃 노드로부터 데이터를 수신받으면 수신받은 데이터(할당 슬롯)를 중복 슬롯에 저장한다(S160).

또한 노드(3-1), ..., (3-N)들은 시간 동기화 기반의 데이터 전송 루프를 가동한 후 동기전송 기준시간(TO) 이벤트를 체크한다(S170).

단계 170(S170)에서 이벤트가 체크되면 진행되어 각 노드(3-1), ..., (3-N)들은 경과시간(t)을 측정하며, 측정된 경과시간(t)이 오프셋 시간 이상인지를 판단한다(S180).

단계 180(S180)에 의해 경과시간(t)이 오프셋 시간 이상이면 진행되어 노드(3-1), ..., (3-N)들은 위치정보 기반 시분할 동기화(Position-based TSTD) 방식으로 데이터를 전송한다. 이때 전송되는 데이터에는 해당 노드에서 처리된 데이터 및 이웃 노드에서 전송한 데이터가 포함된다(S190).

단계 190(S190)을 통해 노드(3-1), ..., (3-N)들로부터 데이터를 수신 받은 수신노드(5)는 데이터를 순차적으로 수신하고(S200), 전송받은 데이터들 중 중복 슬롯이 존재하는 경우 데이터 유효성 검사를 수행한 후 해당 데이터의 유효성을 판단한다(S210).

1:무선 네트워크 시스템 3-1, ..., 3-N:송신단말기
5:수신단말기 7:무선 네트워크망
9:GPS 위성 100:시간 동기화 기법
101:로컬 클럭 103:시간 슬롯

Claims

복수개의 노드(Node)들 간의 무선 데이터 통신방법에 있어서:
상기 노드들이 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 전송받는 수신단계;
상기 수신단계를 통해 전송받은 상기 GPS 정보의 위치정보를 기반으로 기 설정된 영역 내에 위치한 노드들을 하나의 집단인 이웃노드로 설정하는 이웃노드 설정단계;
상기 수신단계에 의해 전송받은 GPS 정보의 시간정보를 기반으로 상기 노드들이 동기화되는 동기화단계;
상기 노드들이 데이터 전송을 수행할 시간영역인 타임 슬롯(Time slot)을 각각 할당받는 할당단계;
상기 노드들이 상기 동기화단계에 의해 동기화된 시간인 기준시간으로부터 자신의 타임 슬롯이 적용되기까지의 시간간격인 오프셋 시간(Offset time)을 설정하는 오프셋 설정단계;
상기 노드들은 상기 오프셋 설정단계에 의해 설정된 오프셋 시간이 경과되면 데이터를 전송하는 전송단계를 포함하고,
상기 타임 슬롯은 데이터를 포함하는 적어도 하나 이상의 데이터 슬롯들과, 상기 오프셋 시간 정보가 존재하는 오프셋 슬롯들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 통신방법.
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청구항 1에 있어서, 상기 타임 슬롯은 데이터가 존재하지 않는 빈 슬롯인 중복 슬롯을 더 포함하고,
상기 할당단계 이후에 진행되어 상기 노드들은 상기 이웃노드로부터 데이터를 수신 받으면 수신 받은 데이터를 자신의 타임 슬롯의 중복 슬롯에 배치시키는 중복 단계를 더 포함함으로써 상기 노드들은 이웃노드의 데이터를 중복 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신방법.
청구항 4에 있어서, 상기 노드들은 기 설정된 설정방법에 따라 상기 이웃노드들 중 어느 하나의 이웃노드에 한해서만 상기 중복 단계를 수행함으로써 최종적으로 데이터를 송신하는 노드의 중복 데이터의 과도한 증가를 방지하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신방법.
청구항 5에 있어서, 상기 전송단계 이후에 수행되어 수신노드가 상기 노드들로부터 전송받은 타임 슬롯들 중 중복 슬롯이 존재하는 경우 기 설정된 유효성 검사 알고리즘에 따라 데이터의 유효성을 판별하는 유효성 판별단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신방법.
청구항 1, 4, 5, 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전송단계는 위치정보 기반 시분할 동기화(Position-based time synchronization and time division) 방법으로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신방법.