KR101557670B1 - 신호 강도를 이용한 무선 센서 네트워크의 통신 방법 및장치 - Google Patents

신호 강도를 이용한 무선 센서 네트워크의 통신 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신호 강도를 이용한 무선 센서 네트워크의 통신 방법 및 장치에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, 상기 다수개의 노드 중 어느 일 노드가 타 노드로부터 적어도 한번 신호를 수신하는 과정과, 상기 일 노드가 상기 신호의 신호 강도에 따라 상기 타 노드와의 링크 상태를 관리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크의 통신 방법 및 이를 위한 장치를 제공함으로써, 타 노드로부터 신호를 수신하여 해당 노드의 이동 여부를 예측하거나 측정할 수 있으므로, 이동 후에 링크 상태를 예측하여, 상태가 좋은 링크를 선택하여 통신을 수행할 수 있어, 네트워크의 통신 품질이 향상되어 네트워크의 성능 향상을 가져오는 이점이 있다.
RSSI, RREQ, RREP

Description

신호 강도를 이용한 무선 센서 네트워크의 통신 방법 및 장치{A method for communication using received signal strength in a Wireless Sensor Network and an apparatus thereof}
본 발명은 무선 센서 네트워크의 통신 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 무선 센서 네트워크에서 타 노드의 신호 강도를 이용한 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 급부상하고 있는 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network) 기술은 인터넷의 지속적인 성장과 저가형의 센서 개발, 국제 표준화 등의 환경 변화로 인해 다양한 산업분야에서 실용화가 진행되고 있다. 이러한 센서 네트워크는 센서를 통한 정보 감지 및 감지된 정보를 처리하는 기능을 수행함으로써 우리 생활의 편리함 및 과학기술 응용을 위한 다양한 정보를 제공한다. 센서 네트워크는 유비쿼터스(ubiquitous) 컴퓨팅 구현을 위한 기반 네트워크로 초경량, 저전력의 많은 센서들로 구성된 무선 네트워크이다.
지금까지의 센서 네트워크에 대한 연구는 센서 네트워크의 각 노드들이 이동성을 가정하지 않은 상태로 진행되어 왔다. 이러한 이유로 종래의 센서 네트워크에 적용된 맥(MAC) 프로토콜은 노드의 이동성을 고려하지 않고 있다. 반면, 센서 네트워크는 네트워크를 구성하는 센서의 수가 매우 많고 각 센서 노드들은 제한된 전력과 컴퓨팅 능력을 가지며, 빈번한 센서 노드들의 이동에 의한 삽입과 제거에 의해 센서 네트워크의 토폴로지(topology)가 쉽게 변화될 수 있다는 특성을 갖는다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 센서 네트워크의 포톨리지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1a를 살펴보면, 제1 노드(1)의 이웃 노드는 제2 내지 제5 노드(2 내지 5)가 있다. 따라서 제1 노드(1)는 그 이웃 노드 리스트에 제2 내지 제5 노드(2 내지 5)를 포함시켜 관리한다. 이웃 노드의 관리는 노드의 전원이 온 또는 오프 되었는지를 관리한다.
도 1b는 제1 노드(1)가 제3 노드(3)로 데이터를 전송하는 상황을 가정한다. 이때, 제1 노드(1)의 데이터 전송 시점에서 제3 노드(2)는 제1 노드(1)의 전송 범위 밖으로 이동하였다. 또한, 제6 노드(6)는 제1 노드(1)의 전송 범위 안으로 진입하였다. 이 경우, 제1 노드(1)의 이웃 노드 리스트에 제6 노드(6)를 삽입하고 제3 노드(3)를 삭제하여야 하지만, 여전히 제1 노드(1)는 이웃 노드 리스트에 제2 내지 제5 노드(2 내지 5)를 유지시켜 관리한다. 제1 노드(1)의 이웃 노드 리스트에 제3 노드(3)가 존재하므로, 제1 노드(1)는 정해진 횟수만큼 제3 노드(3)에 데이터 재전송을 시도한다. 이는 불필요한 트래픽이 증가하는 문제가 있다.
따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제를 감안한 본 발명의 목적은 이동성을 가지는 노드로 이루어진 센서 네트워크에서 각 노드의 이동 여부, 이동 거리 등을 측정하여 경로 설정 및 데이터 송수신을 수행하는 통신 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다수개의 노드로 이루어진 센서 네트워크의 통신 방법에 있어서, 상기 다수개의 노드 중 어느 일 노드가 타 노드로부터 적어도 한번 신호를 수신하는 과정과, 상기 일 노드가 상기 신호의 신호 강도에 따라 상기 타 노드와의 링크 상태를 관리하는 과정을 포함한다.
여기서, 상기 관리하는 과정은 상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도를 구분하여 저장하는 과정과, 상기 구분하여 저장한 신호 강도를 이용하여 링크 상태를 측정 및 예측하는 과정을 포함한다.
상기 측정 및 예측하는 과정은, 상기 일 노드와 상기 타 노드와의 거리, 상기 타 노드의 이동 여부, 상기 타 노드의 이동 속도 및 상기 타 노드의 이동 시작 시점을 측정 및 예측하는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드와 상기 타 노드와의 거리는 상기 신호의 신호 강도가 상기 거리의 제곱에 반비례하는 관계를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 타 노드의 이동 여부는 상기 신호의 신호 강도가 상기 신호의 수신 시간에 따라 변화하는 경우 이동하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 타 노드의 이동 시작 시점은 최후 정지 상태에서 상기 신호를 수신한 시간과 최초 이동 상태에서 상기 신호를 수신한 시간의 평균을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도가 점점 작아지는 경우 상기 타 노드는 상기 일 노드로부터 점점 멀어지는 것으로 예측하며, 상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도가 점점 커지는 경우 상기 타 노드는 상기 일 노드로부터 점점 가까워지는 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호의 신호 강도에 따라 상기 타 노드와의 링크 상태를 관리하는 과정 후, 상기 일 노드가 상기 링크 상태에 따라 상기 타 노드와 통신하는 과정을 더 포함한다.
상기 통신하는 과정은 상기 타 노드가 상기 일 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 일 노드가 상기 타 노드로 경로 설정을 위한 메시지를 전송하지 않은 것을 특징으로 한다.
상기 통신하는 과정은 상기 타 노드가 상기 일 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 일 노드가 상기 타 노드로부터 경로 설정을 위한 메시지 수신시, 수신한 메시지를 다른 노드로 전달하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 통신하는 과정은 상기 타 노드가 상기 일 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 일 노드가 상기 타 노드로부터 경로 설정을 위한 메시지 수신 시, 수신한 메시지를 다른 노드로 전달하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 통신하는 과정은 상기 타 노드가 상기 일 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 일 노드가 상기 다수개의 노드 중 어느 일 중계노드를 이용하여 상기 타 노드와 RTS를 전송하는 과정과, 상기 일 노드가 상기 중계노드를 이용하여 상기 RTS에 따른 CTS를 수신하는 과정과, CTS 수신시 상기 일 노드가 상기 중계노드를 통해 데이터를 전송하는 과정을 포함한다. 여기서, 상기 중계노드는 상기 일 노드 및 상기 타 노드의 전송범위 내에 속하는 노드인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다수개의 노드로 이루어진 센서 네트워크의 통신 장치에 있어서, 타 노드로부터 적어도 한번 신호를 수신하여 상기 신호의 신호 강도에 따라 상기 타 노드와의 링크 상태를 관리하는 상기 다수개의 노드 중 어느 일 노드; 및 상기 신호를 전송하는 상기 타 노드;를 포함한다.
상기 일 노드는 상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도를 구분하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 구분하여 저장한 신호 강도를 이용하여 상기 일 노드와 상기 타 노드와의 거리, 상기 타 노드의 이동 여부, 상기 타 노드의 이동 속도 및 상기 타 노드의 이동 시작 시점을 측정 및 예측하는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 일 노드와 상기 타 노드와의 거리를 상기 신호의 신호 강도가 상기 거리의 제곱에 반비례하는 관계를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는, 상기 타 노드의 이동 여부 판단 시, 상기 신호의 신호 강도가 상기 신호의 수신 시간에 따라 변화하는 경우 이동하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 타 노드의 이동 시작 시점을 최후 정지 상태에서 상기 신호를 수신한 시간과 최초 이동 상태에서 상기 신호를 수신한 시간의 평균을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도가 점점 작아지는 경우 상기 타 노드는 상기 일 노드로부터 점점 멀어지는 것으로 예측하며, 상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도가 점점 커지는 경우 상기 타 노드는 상기 일 노드로부터 점점 가까워지는 것으로 예측하는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 링크 상태에 따라 상기 타 노드와 통신하는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 타 노드와 링크 상태가 좋지 않은 경우, 상기 일 노드가 상기 타 노드로 경로 설정을 위한 메시지 전송 시, 해당 메시지를 전송하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 타 노드가 상기 일 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 일 노드가 상기 타 노드로부터 경로 설정을 위한 메시지 수신시, 수신한 메시지를 다른 노드로 전달하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 타 노드가 상기 일 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 일 노드가 상기 타 노드로부터 경로 설정을 위한 메시지 수신시, 수신한 메시지를 다른 노드로 전달하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 일 노드는 상기 타 노드가 상기 일 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 다수개의 노드 중 어느 일 중계노드를 이용하여 상기 타 노드와 RTS 및 CTS를 교환하고, CTS 수신시 상기 중계노드를 통해 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 중계노드는 상기 일 노드 및 상기 타 노드의 전송범위 내에 속하는 노드인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 타 노드로부터 신호를 수신하여 해당 노드의 이동 여부를 예측하거나 측정할 수 있으므로, 이동 후에 링크 상태를 예측할 수 있다. 따라서 상태가 좋은 링크를 선택하여 통신을 수행할 수 있다. 따라서 네트워크의 통신 품질이 향상되어 네트워크의 성능 향상을 가져오는 이점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, 이하, "센서 네트워크"로 축약함)는 싱크 노드(sink node) 및 센서 노드(sensor node)로 이루어지며, 기본적으로 각 노드들은 무선 통신을 위한 무선 인터페이스를 가지는 무선 통신 장치이다. 이러한 노드들은 초소형 저전력 장치로 1
Figure 112008011103929-pat00001
정도의 크기를 가질 수 있다. 각 노드들은 그 장치적인 측면에서 센서 노드가 될 수 있다. 각 노드는 특정 데이터 센싱을 위한 센서, 센싱한 데이터를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(Analog to Digital Converter), 데이터 가공 처리를 위한 프로세서와 메모리, 전원 공급을 위한 배터리, 그리고 데이터 송수신을 위한 무선 트랜시버(transceiver)를 포함하여 구성된다.
각 노드들은 일정 지역에 설치되어 네트워크를 구성하며, 설치된 지역의 특정 데이터를 센싱하여 사용자에게 제공한다.
센서 노드는 설치된 지역의 지리적, 환경적 변화, 예컨대, 온도, 습도, 기온 등의 데이터를 센싱한다. 또한, 센서 노드는, 그 전송 범위가 제한적이므로, 센싱한 데이터를 싱크 노드로 전달한다. 싱크 노드는 기본적으로 센서 네트워크 내의 센서 노드들을 관리하고 제어하며 센서 노드들이 센싱한 데이터를 수집한다. 또한, 싱크 노드는 수집한 데이터를 게이트웨이(gateway)로 전달한다. 여기서, 게이트웨이는 센싱한 데이터를 호스트(host) 등의 외부 네트워크로 전달하기 위한 장치이다. 즉, 센서 네트워크는 센서 노드들을 통해 그 설치된 지역의 특정 데이터를 센싱하고, 데이터를 싱크 노드로 집약하며, 싱크 노드를 통해 데이터를 인터넷 등의 외부 네트워크로 데이터를 전달한다. 그러면, 사용자는 센서 네트워크가 수집한 데이터를 이용할 수 있다.
본 발명은 노드들의 이동성을 예정하고 있으므로, 데이터를 전송하는 노드가 데이터 수신 노드의 이동 여부를 알고 있어야 한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 각 노드들은 자신의 전송 범위 안에 속하는 이웃 노드로부터 여러 번의 신호를 수신하여, 그 수신한 신호의 수신 전계 강도(RSSI, Received Signal Strength Indicator, 이하 "신호 강도"로 축약함)의 변화를 통해 이웃 노드의 이동 여부를 판단한다.
따라서 각 노드는 자신의 이웃 노드와 그 이웃 노드로부터 수신한 신호들의 신호 강도 통해 이동 여부 및 거리를 판단한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 이동 여부 및 거리를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 이동 여부 및 거리를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2에 제1 내지 제4 노드(1 내지 4)가 도시되었다. 여기서, 제1 노드(1)는 이동하지 않는 상태이며, 제2 내지 제4 노드(2, 3, 4)는 이동하는 상태라고 가정한다. 이때, 제2 노드(2)는 경로 1을 따라 이동하며, 제3 노드(3)는 경로 2를 따라 이동하고, 제4 노드(4)는 경로 3을 따라 이동한다고 가정한다. 제2 내지 제4 노드(2 내지 4)는 이동 중에 제1 노드(1)로 여러 번의 신호를 전송한다. 그러면, 제1 노드(1)는 신호를 수신한 시간 별로 신호의 신호 강도를 저장한다. 도 3은 제1 노드(1)가 각 노드로부터 수신한 신호의 신호 강도를 표시한 그래프이다. 도 3에 도시한 바와 같이 수신한 신호의 강도는 제1 노드(1)와 각 노드(2 내지 4)와의 거리에 따라 변화한다. 또한, 제1 노드와 각 노드(2 내지 4)간의 거리가 멀어질수록 신호의 강도는 약해진다. 이러한 이유로 어느 일 노드로부터 수신한 신호의 신호 강도가 변화하면 제1 노드(1)는 해당 노드가 이동하는 것으로 판단한다. 또한, 어느 일 노드로부터 수신한 신호의 신호 강도가 약해질수록 해당 노드가 멀어진다고 판단한다.
좀 더 자세히 본 발명의 실시 예에 따른 신호 강도를 통한 거리 측정 방법을 살펴보기로 한다. 다음의 <수학식 1> 또는 <수학식 2>는 신호 강도에 따른 노드간의 거리를 관계를 설명하기 위한 것이다.
Figure 112008011103929-pat00002
Figure 112008011103929-pat00003
<수학식 1>에서, Pr은 수신 전력, Pt는 전송 전력, Gt는 송신 안테나의 이득(gain), Gr은 수신 안테나의 이득, ht는 송신 안테나의 높이, hr은 수신 안테나의 높이, d는 거리 및 L은 상수를 나타낸다.
<수학식 1>에 따르면, 수신 전력은 전송 전력, 송신 안테나의 이득, 수신 안테나의 이득, 수신 안테나의 높이의 제곱, 및 송신 안테나의 높이의 제곱에 비례하고, 노드간의 거리의 4제곱에 반비례 한다. 이때, L은 상수 1과 같은 값으로 볼 수 있다. 이러한 <수학식 1>에 따라 신호 강도를 계산할 수 있다.
여기서, 송신 안테나의 이득, 수신 안테나의 이득, 수신 안테나의 높이, 및 송신 안테나의 높이는 장치의 특성이므로 변하지 않는 값이다. 또한, 전송 전력도 일반적으로 고정되는 값이다. 따라서 <수학식 1>에서 <수학식 2>를 도출할 수 있 다. <수학식 2>에 따르면, 수신 파워는 거리의 제곱에 반비례한다. 도 3에 도시된 그래프를 살펴보면, 제2 내지 제4 노드의 시간에 따른 신호 강도를 표시하였다. 이때, 실선은 제2 노드(2)의 신호 강도이며, 점선은 제3 노드(3)의 신호 강도이고, 일점쇄선은 제4 노드(4)의 신호 강도를 나타낸다. 각 노드(2, 3, 4)로부터 수신하는 신호의 신호 강도는 각 노드(2, 3, 4)와 제1 노드(1)간의 거리의 제곱에 반비례함을 알 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 이웃 노드 노드로부터 수신한 신호들을 시간별로 저장하여, 이웃 노드의 이동 상태, 이동 시점 및 이동 속도를 예측할 수 있다. 이러한 예측을 위해 본 발명의 실시 예에 따른 각 노드들은 이웃 노드들로부터 신호를 수신할 때마다 그 수신한 신호의 시간 및 신호 강도를 테이블로 저장한다. 이러한 테이블을 "히스토리 테이블"이라고 칭하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 히스토리 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 노드는 그 노드의 전송 범위에 위치한 이웃 노드들과, 그 이웃 노드 각각으로부터 수신한 신호의 신호 강도를 시간별로 저장한다. 즉, 어느 일 노드의 이웃 노드가 n 개 존재하면, 이웃 노드를 식별자를 통해 구분하여 저장한다. 또한, 각 식별자에 해당하는 노드로부터 수신한 신호가 존재하면, 그 신호를 수신한 시간 및 그 신호의 신호 강도를 저장한다. 도면 부호 410은 식별자를 가지는 이웃 노드의 리스트를 저장한 테이블이며, 도면 부호 430은 해당 노드로부터 신호를 수신한 경우, 수신 시간 및 신호 강도를 저장한 테이블들이다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 노드는 이웃 노드들을 식별자를 부여 하여 관리하며, 이웃 노드로부터 신호를 수신한 경우 신호 강도를 신호를 수신한 시간에 따라 저장한다.
신호 강도를 측정하고 저장하기 위해서는 해당 노드로부터 신호를 수신해야만 한다. 데이터 전송이 오래 동안 발생하지 않은 경우 오래된 히스토리로 예측 값을 추출할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따르면, 싱크 패킷의 신호를 이용하여 신호 강도를 측정하고 저장한다. 즉, 센서 네트워크 환경에서 각 노드는 클락 동기를 위한 싱크 패킷을 주기적으로 전송한다. 이러한 이유로 이웃 노드들의 이동을 판단하기 위한 신호로 싱크 패킷의 신호 강도를 이용함이 바람직하다.
일반적인 센서 노드(예컨대, MICA mote)에서 사용되는 클락 발생기는 1초당 약 5us의 클락 드리프트(clock drift)가 발생함으로, 임의의 두 노드 간에 발생할 수 있는 클락 오차는 1분당 최대 600us가 된다. 600us는, 센서 노드의 데이터 전송률이 20kbps라고 가정하면, 1.5 바이트의 데이터를 전송하는데 필요한 시간이다. 또한, 물리(PHY) 계층에서 맥(MAC) 계층으로 데이터가 바이트(byte) 단위로 전달된다. 이러한 가정에서, 노드는 상호간의 동기를 위해 약 40초에 한 번씩 싱크 패킷을 교환해야 한다. 따라서 싱크 패킷을 이용하여 상대 노드의 신호 강도를 측정하는 경우 매 40초마다 신호 강도를 측정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 각 노드는 전술한 히스토리 테이블을 통해 이웃 노드를 관리한다. 즉, 센서 네트워크에서 어느 일 노드는 타 노드로부터 다수번의 신호를 수신하여 히스토리 테이블을 관리하며, 이러한 히스토리 테이블은 타 노드와의 링크 상태를 관리하는 용도로 사용할 수 있다. 히스토리 테이블은 앞서 설명 한 타 노드와의 거리, 타 노드의 속도, 이동 여부 등을 예측하거나 산출하는 용도로 사용할 수 있음은 물론이다. 이러한 히스토리 테이블을 이용한 이웃 노드 관리 방법에 대해서 살펴보기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 히스토리 테이블을 이용한 이웃 노드 관리 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 히스토리 테이블을 이용한 이웃 노드 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 제1 내지 제4 노드(1 내지 4)가 도시되었다. 도 6의 흐름도 에서는 제1 노드(1)가 제2 내지 제4 노드(2, 3, 4)로부터 신호를 수신하는 상황을 가정하여 설명하지만, 제2 내지 제4 노드도(2, 3, 4) 제1 노드(1)와 같이 동작함은 당연하다. 도 5에서 제1 노드(1)의 전송 범위(d)에 속해있는 이웃 노드는 제2 및 제3 노드(2, 3)이다. 따라서 제1 노드(1)에 등록된 이웃 노드는 제2 및 제3 노드(2, 3)이며, 제1 노드(1)는 제2 및 제3 노드(2, 3)의 히스토리 테이블을 가진다. 이때, 제2 노드(2)는 경로 1을 따라 움직이고 있으며, 제3 노드(3)는 이동이 없는 상태라고 가정한다. 또한, 제4 노드(4)는 제1 노드(1)의 전송 범위(d) 밖에서 전송 범위(d) 안으로 이동하는 중이라고 가정한다.
도 6을 참조하면, 제1 노드(1)는 S601 단계에서 타 노드(2, 3, 4)로부터 신호를 수신한다. 그러면, 제1 노드(1)는 S603 단계에서 수신한 신호를 전송한 노드가 기 등록된 이웃 노드인지 판단한다.
S603 단계의 판단 결과 기 등록된 노드가 아니면, 제1 노드(1)는 S605 단계에서 해당 노드의 히스토리 테이블을 추가한다. 예컨대, 제4 노드(4)가 제1 노 드(1)의 전송 범위 안으로 진입하여 신호를 전송한 경우가 이에 해당된다. 이때에는 제1 노드(1)가 제4 노드(4)에 식별자를 부여하고, 해당 식별자에 대응하는 신호를 수신한 시간 및 신호 강도를 기록한다. 한편, S603 단계의 판단 결과 기 등록된 이웃 노드이면, 제1 노드(1)는 S607 단계에서 히스토리 테이블을 갱신한다. 즉, 제1 노드(1)는 신호를 수신한 시간 및 수신한 신호의 신호 강도를 히스토리 테이블에 추가한다. 예컨대, 제2 노드 또는 제3 노드(2, 3)로부터 신호를 수신한 경우가 이에 해당된다.
히스토리 테이블을 갱신한 후, 제1 노드(1)는 S609 단계에서 수신한 신호의 신호 강도 및 이전 수신한 신호의 신호 강도를 비교하여 신호 강도의 변화가 있는지 판단한다. 신호의 강도의 변화가 없는 경우, 제1 노드(1)는 S611 단계에서 해당 노드의 상태를 정지 상태로 설정하고, 프로세스를 종료한다. 예컨대, 제3 노드(3)의 경우 이동하지 않으므로, 제3 노드(3)가 전송한 신호의 신호 강도는 변화가 없을 것이다. 따라서 제1 노드(1)는 제3 노드(3)를 정지 상태로 설정한다. 한편, 해당 노드의 신호 강도의 변화가 있는 경우, 제1 노드(1)는 S613 단계에서 해당 노드의 상태를 이동 상태로 설정한다. 예컨대, 제2 노드의 경우는 제1 노드(1)로부터 멀어지는 방향으로 이동하고 있으므로, 제1 노드가 수신한 제2 노드가 전송한 신호를 제1 노드가 수신하면, 그 신호의 강도는 점점 작아질 것이다. 따라서 제1 노드(1)는 제2 노드(2)의 상태를 이동 상태로 설정한다.
다음으로, 제1 노드(1)는 S615 단계에서 이동 상태인 노드의 이동 시작 시점 및 이동 속도를 도출한다. 이동 시작 시점은 정지 상태에서 이동 상태로 변경된 최 초에 한번 수행됨이 바람직하다. 이동 시작 시점은 그 노드가 이동을 시작한 시점을 의미한다. 그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 시점 산출 방법에 대해서 살펴보기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동 시작 시간은 정지 상태에서 이동 상태로 변화하는
다음의 <표 1>은 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 이동 시점을 산출하기 위한 히스토리 테이블의 일예를 도시한 도면이다.
신호 강도(dbm) 수신 시간
10 t1
10 t2
30 t3
50 t4
... ...
<표 1>을 참조하면, 어느 일 노드가 타 노드로부터 t1 내지 t4의 시간에 4번 신호를 수신하였다고 가정한다. 신호 강도는 t1, 및 t2 시간에는 변하지 않았으며, t3 시간에 신호 강도가 변화하였다. 그러면, 신호를 수신한 일 노드는 t2 및 t3의 중간 시점에서 타 노드가 이동한 것으로 판단하고, 다음의 <수학식 3>에 따라 이동 시간을 산정한다.
이동 시작 시간 = ( t2 + t3 ) / 2
<수학식 3>에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 시작 시점은 최후 정지 상태에 신호를 수신한 시간(t2)과 최초 이동 상태에 신호를 수신한 시간(t3)의 평균을 이용한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 타 노드의 이동 여부 및 타 노드와 거리를 산출할 수 있다. 또한, 각 신호의 수신한 시간별로 구분하여 저장할 수 있다. 이에 따라 타 노드가 이동한 거리와 이동시간을 알 수 있다. 그러므로 타 노드의 이동 속도를 산출할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 어느 일 노드가 이웃 노드의 이동 여부를 알 수 있다. 그러면, 이러한 이웃 노드의 이동 여부에 따라 경로 설정 및 데이터 전송을 수행하는 방법에 대해서 살펴보기로 한다. 이러한 방법들은 본 발명의 실시 예에 따른 센서 네트워크에서 어느 일 노드가 전술한 히스토리 테이블을 이용하여 이웃 노드들의 상태를 관리하는 중에 수행된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 네트워크의 어느 일 노드는 이웃 노드의 이동 여부에 따라 해당 노드를 이웃 노드에서 삭제하고, 해당 노드의 데이터 전송을 취소할 수 있다. 즉, 어느 일 노드는 자신으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 노드를 자신의 이웃 노드 리스트에서 삭제한다. 또한, 삭제한 노드로의 데이터 전송을 취소한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 어느 일 노드가 타 노드로 경로 설정을 위한 메시지를 전송하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 어느 일 노드가 타 노드로 경로 설정을 위한 메시지를 전송하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 제1 및 제2 노드(1, 2)가 도시되었다. 현재 제2 노드(2)는 제1 노드(1)의 이웃 노드라고 가정한다. 이때, 제2 노드(2)는 제1 노드(1)의 전송 범위 안에서 밖으로 이동하는 상황을 가정한다. 이때, 제1 노드는 제2 노드로 경로 설정을 위한 메시지를 전송하고자 한다. 예컨대, 경로 설정을 위한 메시지는 라우팅 요청(RREQ, route request) 또는 라우팅 응답(RREP, routing response) 등이 있다. 만약, 제1 노드(1)가 제2 노드(2)로부터 신호를 수신하여 제2 노드(2)가 자신의 전송 범위 밖으로 이동함을 알게 되면, 제1 노드(1)는 제2 노드(2)를 자신의 이웃 노드 리스트에서 삭제한다. 이에 따라, 제1 노드(1)는 제2 노드(2)로 메시지를 전송하지 않는다.
도 8을 참조하면, 제1 노드(1)는 S801 단계에서 대기 상태에 있다. 이때, 제1 노드(1)는 S803 단계에서 이웃 노드로부터 신호가 수신되는지 판단한다. 신호가 수신되지 않는 동안 제1 노드는 S801 단계의 대기 모드를 유지한다. S803 단계의 판단 결과, 신호가 수신되면, 제1 노드(1)는 S805 단계에서 수신된 신호를 전송한 노드가 이웃 노드 리스트에 존재하는지 판단한다. 이때, 이웃 노드가 아니면, 제1 노드(1)는 S801 단계로 진행한다. 한편, S805 단계의 판단 결과, 이웃 노드이면, 제1 노드(1)는 S807 단계에서 해당 신호의 신호 강도를 측정한다.
그런 다음, 제1 노드(1)는 S809 단계에서 해당 신호의 신호 강도가 기 설정된 임계치 미만인지 판단한다. 여기서, 기 설정된 임계치 미만인 경우, 제1 노드(1)는 S811 단계에서 신호를 전송한 노드를 이웃 노드에서 삭제한다. 그런 다음, 제1 노드(1)는 S813 단계에서 데이터 전송을 취소하고, S817 단계에서 대기 상태로 들어간다.
한편, 해당 신호의 신호 강도가 기 설정된 임계치 이상인 경우, 제1 노드(1) 는 S815 단계에서 전송하고자 하는 메시지를 전송한다. 그런 다음 제1 노드(1)는 S817 단계의 대기 상태로 진입한다.
앞선 실시 예에서는 메시지를 전송하는 입장에서의 노드의 동작에 대해서 설명하였다. 다음으로, 메시지를 수신한 입장에서의 노드의 동작을 설명하기로 한다.
네트워크에서 경로 설정을 위해 라우팅 요청 또는 라우팅 응답 메시지의 경우, 브로드캐스트로 전송되며, 라우팅 요청 메시지를 목적 노드에 전송하기 위해서는 다수의 중계 노드가 필요하다. 즉, 최초 전송 노드에서 목적 노드까지 다수의 노드들이 중계하여 해당 메시지를 목적 노드로 전달한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 링크 상태가 좋지 않은 노드로부터 수신한 라우팅 요청 또는 응답 메시지는 전달하지 않는다. 물론 센서 네트워크에서는 다수의 노드들이 존재하므로 다른 경로를 통해 해당 메시지는 전달될 것이다. 이러한 링크 상태의 측정 또한 신호 강도를 이용하여 판단할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 메시지 수신 및 전달 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 메시지 수신 및 전달 방법을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 라우팅 요청 메시지를 예를 들어 설명한다.
도 9에 제1 및 제2 노드(1, 2)가 도시되었다. 이때, 제2 노드(2)는 제1 노드(1)의 전송 범위 안에서 밖으로 이동 중이다. 이때, 제2 노드(2)가 제1 노드(1)로 라우팅 요청 메시지를 전송하였다고 가정한다. 제1 노드(1)는 라우팅 요청 메시지의 신호 강도를 통해 제2 노드(2)가 자신의 전송 범위 밖으로 이동함을 알 수 있다. 이러한 경우, 링크 상태가 좋지 않거나, 링크가 연결되지 않을 수 있으므로, 제1 노드(1)는 라우팅 요청 메시지를 타 노드로 전달하지 않는다.
도 10을 참조하면, 제1 노드(1)는 S1001 단계에서 대기 모드 수행 중에 있다. 대기 모드 수행 중, 제1 노드(1)는 S1003 단계에서 타 노드로부터 신호를 수신하는지 판단하여, 신호를 수신한 경우, 제1 노드(1)는 S1005 단계에서 해당 신호가 라우팅 요청 메시지인지 판단한다. 라우팅 요청 메시지가 아니면, 해당 신호에 대응하는 기능을 수행한다. 한편, 라우팅 요청 메시지인 경우, 제1 노드(1)는 S1009 단계에서 해당 신호의 신호 강도를 측정한다. 그런 다음, 제1 노드(1)는 S1011 단계에서 해당 메시지의 신호 강도가 기 설정된 임계치 미만인지 판단한다. 이러한 판단 결과, 신호 강도가 기 설정된 임계치 미만인 경우, 제1 노드(1)는 S1013 단계에서 수신한 메시지를 타 노드로 전달하지 않고, S1017 단계의 대기 모드로 진행한다. 또한, 신호 강도가 기 설정된 임계치 이상인 경우, 제1 노드(1)는 S1015 단계에서 해당 메시지를 타 노드로 중계한다. 그런 다음, 제1 노드(1)는 S1017 단계의 대기 모드로 진행한다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 송수신 방법에 대해서 살펴보기로 한다. 도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하, RTS, CTS, 데이터 및 ACK의 송수신 후, SIFS(Short Interframe Spac), DIFS(Distributed IFS) 등의 대기 간격에 대한 설명은 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 그 설명을 생략한다.
도 11a에 제1, 제2 및 제3 노드(1, 2, 3)가 도시되었다. 제1 노드(1)는 제3 노드(3)로 데이터를 전송하고자 한다. 제2 및 제3 노드(2, 3)는 제1 노드의 전송 범위에 속하는 이웃 노드이며, 이때, 제3 노드(3)는 제1 노드(1)의 전송 범위 밖으로 이동하고 있다고 가정한다. 만약, 제3 노드(3)가 제1 노드(1)의 전송 범위 밖으로 이동하면, 제1 노드(1)는 제3 노드(3)로 직접 데이터를 전송할 수 없다. 이러한 경우 도 11b에 도시한 바와 같이, 제1 노드(1)는 제2 노드(2)를 통하여 제3 노드(3)로 데이터를 전송한다.
도 11b 및 도 12를 참조하면, 제1 노드(1)는 데이터를 전송하기 위해 S1201 단계에서 RTS를 브로드캐스팅으로 전송한다. 여기서, 도 11b와 같이, 제3 노드가 RTS를 직접 수신할 수 없는 상태이고, 제2 노드(2)만 전송 노드의 전송 범위 안에 속하므로, 제2 노드(2)만 RTS를 수신할 수 있다. 따라서 제2 노드(2)는 RTS를 수신하고 해당 RTS의 목적 노드가 자신의 이웃 노드인 수신 노드이므로, S1203 단계에서 릴레이 RTS를 브로드캐스트로 전송한다. 여기서, "릴레이 RTS"는 RTS와 구분하여 전송 노드가 전송하는 RTS를 칭한다. 이때, 전송방법은 브로드캐스트를 사용하므로, 제1 노드(1) 또한 RTS를 수신할 수 있다. RTS를 수신한 제3 노드(3)는 S1205 단계에서 CTS를 전송한다. CTS는 브로드캐스트로 전송되므로 제2 노드(2)는 CTS를 수신할 수 있다. CTS를 수신한 제2 노드(2)는 S1207 단계에서 제1 노드(1)에 릴레이 CTS를 전송한다. 이때, 전송 방법은 브로드캐스트를 사용하므로, 제3 노드(3) 또한 릴레이 CTS를 수신할 수 있다. 릴레이 CTS를 수신함에 따라 제1 노드(1)는 S1209 단계에서 데이터를 제2 노드(2)로 전송하고, 제2 노드(2)는 S1211 단계에서 데이터를 제3 노드(3)에 전달한다. 데이터를 수신한 제3 노드(3)는 S1213 단계에서 ACK를 제2 노드(2)로 전송하면, 제2 노드(2)는 S1215 단계에서 수신한 ACK를 제1 노드(1)로 전송한다.
이어서, 각 송신, 중계 및 수신 노드들의 동작에 대해서 살펴보기로 한다. 다음의 도면들은 도 11a, 도 11b 및 도 12에 따른 각 노드의 동작을 설명하기 위한 흐름도들이다. 여기서, 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 중계 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
설명의 편의를 위하여, 제1 노드와 같이, 데이터를 전송하는 노드를 송신 노드, 제2 노드와 같이 데이터를 중계하는 노드를 중계 노드, 제3 노드와 같이 데이터를 수신하는 노드를 수신 노드라 하기로 한다.
도 13을 참조하면, 송신 노드는 S1301 단계에서 대기 모드에 있다. 송신 노드 S1303 단계에서 전송할 데이터가 있는지 판단한다. 여기서, 데이터는 송신 노드가 구비한 센서를 통해 수집한 특정 데이터가 될 수 있다. 전송할 데이터가 발생하면 전송 노드는 S1305 단계에서 RTS를 브로드캐스팅으로 전송한다.
다음으로, 전송 노드는 S1307 단계에서 CTS를 수신하는지 판단한다. CTS를 수신하지 못하면 S1309 단계로 진행하고, CTS를 수신한 경우, 전송 노드는 S1315 단계에서 데이터를 전송한다.
송신 노드는 S1309 단계에서 릴레이 RTS를 수신하는지 판단하여, 릴레이 RTS를 수신하면, 전송 노드는 S1313 단계로 진행한다. 릴레이 RTS를 수신하지 못한 경 우, 전송 노드는 S1311 단계로 진행하여 다음 사이클까지 기다린 후, S1305 단계에서 데이터를 재전송한다.
송신 노드는 S1313 단계에서 릴레이 CTS를 수신하는지 판단한다. 이때, 릴레이 CTS를 수신한 경우, 송신 노드는 S1315 단계로 진행하여 데이터를 전송한다. 그런 다음, 송신 노드는 S1317 단계에서 데이터 전송 따른 ACK(Acknowledge)를 수신하는지 판단하고, 수신한 경우, 송신 노드는 S1319 단계의 대기 모드로 진입한다. 한편, ACK를 수신하지 못한 경우, 송신 노드는 S1311 단계로 진행하여 다음 사이클 까지 기다린 후, S1305 단계에서 데이터를 재전송한다.
다음으로, 중계 노드에 대해서 살펴보기로 한다. 도 14를 참조하면, 중계 노드는 S1401 단계에서 대기 모드에 있다. 중계 노드는 S1403 단계에서 송신 노드로부터 RTS를 수신하는지 판단한다. RTS를 수신하지 못하는 경우 대기 모드 상태를 유지한다. RTS를 수신하면, 중계 노드는 S1405 단계에서 수신한 RTS의 목적 노드가 자신의 이웃 노드에 속하는지 판단한다. 이때, 목적 노드가 이웃 노드이면, 중계 노드는 S1407 단계에서 CTS를 수신하는지 판단한다. 송신 노드의 전송 범위에 목적 노드인 수신 노드가 포함되면, CTS는 브로드캐스트로 전송되므로 수신 노드로부터 CTS를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 중계 노드는 S1401 단계의 대기 모드로 진행한다. 한편, CTS를 수신하지 못하면, 중계 노드는 S1409 단계에서 앞선 단계(S1403 단계)에서 수신한 RTS에 대응하는 릴레이 RTS를 브로드캐스트로 전송한다.
그런 다음, 중계 노드는 S1411 단계에서 릴레이 RTS에 따른 CTS를 수신하는지 판단한다. CTS를 수신하지 못하면, 중계 노드는 S1401 단계의 대기 모드로 진행 한다. CTS를 수신하면, 중계 노드는 S1413 단계에서 릴레이 CTS를 송신 노드로 전송한다.
이어서, 중계 노드는 S1415 단계에서 릴레이 CTS에 따른 데이터를 수신하는지 판단한다. 이때, 데이터를 수신하지 못하면, 중계 노드는 S1401 단계의 대기 모드로 진행한다.
데이터를 수신하면, 중계 노드는 S1417 단계에서 데이터를 수신 노드로 전송하고, S1419 단계에서 데이터 전송에 따른 ACK를 수신하는지 판단한다. ACK를 수신하면, 중계 노드는 S1421 단계에서 ACK를 송신 노드로 전송한다. ACK를 수신하지 못하면, 중계 노드는 S1401 단계의 대기 모드로 진행한다.
다음으로, 수신 노드에 대해서 살펴보기로 한다. 도 15를 참조하면, 수신 노드는 S1501 단계에서 대기 모드에 있다. 수신 노드는 S1503 단계에서 RTS 또는 릴레이 RTS를 수신하는지 판단한다. 송신 노드의 전송 범위에 속하는 경우, 수신 노드는 RTS를 직접 수신할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 중계 노드로부터 릴레이 RTS를 수신할 수 있다. RTS 또는 릴레이 RTS를 수신하지 못하는 경우 대기 모드 상태를 유지한다. RTS 또는 릴레이 RTS를 수신하면 수신 노드는 S1505 단계에서 수신 노드는 CTS를 전송한다. RTS를 수신한 경우, CTS는 송신 노드에 직접 전송이 될 것이며, 릴레이 RTS를 수신한 경우, CTS는 중계 노드를 거쳐 송신 노드에 전송 될 것이다.
그런 다음, 수신 노드는 S1507 단계에서 CTS 전송에 따른 데이터를 수신하는지 판단한다. 데이터를 수신하면, 수신 노드는 S1509 단계에서 데이터 수신에 따른 ACK를 전송한다. 데이터를 수신하지 못한 경우 수신 노드는 S1501 단계로 진행한다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 센서 네트워크의 포톨리지의 일 예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 이동 여부 및 거리를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 이동 여부 및 거리를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 히스토리 테이블을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 히스토리 테이블을 이용한 이웃 노드 관리 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 히스토리 테이블을 이용한 이웃 노드 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 어느 일 노드가 타 노드로 경로 설정을 위한 메시지를 전송하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 어느 일 노드가 타 노드로 경로 설정을 위한 메시지를 전송하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 메시지 수신 및 전달 방법을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 메시지 수신 및 전달 방법을 설명하기 위한 도면.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 중계 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 노드의 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (25)

  1. 센서 네트워크에서 센서 노드의 통신 방법에 있어서,
    외부 노드로부터 적어도 한번 신호를 수신하는 과정과,
    상기 신호의 신호 강도에 따라 상기 외부 노드와의 링크 상태를 관리하는 과정과,
    상기 링크 상태에 따라 상기 외부 노드와 통신하는 과정을 포함하며,
    상기 통신하는 과정은,
    상기 외부 노드가 상기 센서 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우,
    상기 외부 노드 중 적어도 하나의 중계노드를 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관리하는 과정은
    상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도를 구분하여 저장하는 과정과,
    상기 구분하여 저장한 신호 강도를 이용하여 링크 상태를 측정 및 예측하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측정 및 예측하는 과정은,
    상기 센서 노드와 상기 외부 노드와의 거리, 상기 외부 노드의 이동 여부, 상기 외부 노드의 이동 속도 및 상기 외부 노드의 이동 시작 시점을 측정 및 예측하는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서 노드와 상기 외부 노드와의 거리는
    상기 신호의 신호 강도가 상기 거리의 제곱에 반비례하는 관계를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 외부 노드의 이동 여부는
    상기 신호의 신호 강도가 상기 신호의 수신 시간에 따라 변화하는 경우 이동하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 외부 노드의 이동 시작 시점은
    최후 정지 상태에서 상기 신호를 수신한 시간과 최초 이동 상태에서 상기 신호를 수신한 시간의 평균을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도가 점점 작아지는 경우 상기 외부 노드는 상기 센서 노드로부터 점점 멀어지는 것으로 예측하며,
    상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도가 점점 커지는 경우 상기 외부 노드는 상기 센서 노드로부터 점점 가까워지는 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 통신하는 과정은
    상기 외부 노드가 상기 센서 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우,
    상기 외부 노드로 경로 설정을 위한 메시지를 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 통신하는 과정은
    상기 외부 노드가 상기 센서 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 외부 노드로부터 경로 설정을 위한 메시지 수신 시, 상기 수신한 메시지를 다른 외부 노드로 전달하지 않는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하는 과정은
    상기 센서 노드가 상기 외부 노드 중 적어도 하나의 중계노드를 이용하여 상기 외부 노드와 RTS를 전송하는 과정과,
    상기 센서 노드가 상기 중계노드를 이용하여 상기 RTS에 따른 CTS를 수신하는 과정과,
    CTS 수신 시 상기 센서 노드가 상기 중계노드를 통해 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 중계노드는
    상기 센서 노드 및 상기 외부 노드의 전송범위 내에 속하는 노드인 것을 특징으로 하는 센서 노드의 통신 방법.
  13. 센서 네트워크에서 외부 노드와 무선 통신하는 센서 노드에 있어서,
    상기 외부 노드로부터 적어도 한번 신호를 수신하여 상기 신호의 신호 강도에 따라 상기 외부 노드와의 링크 상태를 관리하며, 상기 링크 상태에 따라 상기 외부 노드와 통신하며, 상기 외부 노드와 통신 시, 상기 외부 노드가 상기 센서 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 외부 노드 중 적어도 하나의 중계노드를 이용하여 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센서 노드는
    상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도를 구분하여 저장하는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센서 노드는
    상기 구분하여 저장한 신호 강도를 이용하여
    상기 센서 노드와 상기 외부 노드와의 거리, 상기 외부 노드의 이동 여부, 상기 외부 노드의 이동 속도 및 상기 외부 노드의 이동 시작 시점을 측정 및 예측하는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 센서 노드는
    상기 센서 노드와 상기 외부 노드와의 거리를
    상기 신호의 신호 강도가 상기 거리의 제곱에 반비례하는 관계를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 센서 노드는,
    상기 외부 노드의 이동 여부 판단 시,
    상기 신호의 신호 강도가 상기 신호의 수신 시간에 따라 변화하는 경우 이동하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 센서 노드는
    상기 외부 노드의 이동 시작 시점을 최후 정지 상태에서 상기 신호를 수신한 시간과 최초 이동 상태에서 상기 신호를 수신한 시간의 평균을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 센서 노드는
    상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도가 점점 작아지는 경우 상기 외부 노드는 상기 센서 노드로부터 점점 멀어지는 것으로 예측하며, 상기 신호의 수신 시간에 따라 상기 신호의 신호 강도가 점점 커지는 경우 상기 외부 노드는 상기 센서 노드로부터 점점 가까워지는 것으로 예측하는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  20. 삭제
  21. 제13항에 있어서,
    상기 센서 노드는
    상기 외부 노드가 상기 센서 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우,
    상기 외부 노드로 경로 설정을 위한 메시지를 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 센서 노드는
    상기 외부 노드가 상기 센서 노드의 전송 범위 밖으로 이동하는 경우, 상기 외부 노드로부터 경로 설정을 위한 메시지 수신 시, 상기 수신한 메시지를 다른 외부 노드로 전달하지 않는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  23. 삭제
  24. 제22항에 있어서,
    상기 센서 노드는
    상기 외부 노드 중 적어도 하나의 중계노드를 이용하여 상기 외부 노드와 RTS 및 CTS를 교환하고, CTS 수신 시 상기 중계노드를 통해 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 센서 노드.
  25. 제13항에 있어서,
    상기 중계노드는
    상기 센서 노드 및 상기 외부 노드의 전송범위 내에 속하는 노드인 것을 특징으로 하는 센서 노드.
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