KR101567071B1 - Method for reducing address waste in low power wireless personal area network - Google Patents

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KR101567071B1 KR1020090005391A KR20090005391A KR101567071B1 KR 101567071 B1 KR101567071 B1 KR 101567071B1 KR 1020090005391 A KR1020090005391 A KR 1020090005391A KR 20090005391 A KR20090005391 A KR 20090005391A KR 101567071 B1 KR101567071 B1 KR 101567071B1
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Abstract

저 전력 무선 개인 영역 네트워크에서 주소낭비를 줄이는 방법에 있어서, 신규노드와 코디네이터 노드 간의 위치를 확인하는 과정과, 신규노드가 상기 코디네이터 노드에게 가입 요청 메시지를 송신하는 과정과, 상기 코디네이터 노드가 가용주소가 없다면 상기 코디네이터 노드의 부모노드로 주소 요청 메시지를 송신하는 과정과, 상기 가용주소가 발견되면 상기 코디네이터 노드가 상기 가용주소의 정보를 수신하는 과정과, 상기 수신된 가용주소 정보를 바탕으로 상기 신규 노드에게 주소를 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Figure R1020090005391

주소낭비, 가용주소, 신규노드

A method for reducing address waste in a low power wireless personal area network, comprising: checking a location between a new node and a coordinator node; transmitting a join request message to the coordinator node; Transmitting an address request message to a parent node of the coordinator node if the available address is found, receiving the available address information from the coordinator node when the available address is found, And assigning an address to the node.

Figure R1020090005391

Address waste, available address, new node

Description

저 전력 무선 개인 영역 네트워크에서 주소낭비를 줄이는 방법{METHOD FOR REDUCING ADDRESS WASTE IN LOW POWER WIRELESS PERSONAL AREA NETWORK}[0001] METHOD FOR REDUCING ADDRESS WASTE IN LOW POWER WIRELESS PERSONAL AREA NETWORK [0002]

본 발명은 저 전력 무선 개인 영역 네트워크(LoWPAN)에서 주소낭비를 줄이기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing address waste in a low power wireless personal area network (LoWPAN).

일반적으로, 개인 영역 네트워크(PAN : Personal Area Network)는 근거리 통신망(LAN : Local Area Network)이나 원거리 통신망(WAN : Wide Area Network)과 대비되는 개념으로, 상기 PAN에서는 개인마다 고유한 네트워크를 가진다. 상기 PAN은 무선 센서 네트워크와 홈 네트워크 등 다양한 분야에 이용될 수 있다. 일 예로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 표준 규격을 사용하여 구현된 PAN이 일종의 무선 센서 네트워크인 LoWPAN이다.Generally, a personal area network (PAN) is a concept compared with a local area network (LAN) or a wide area network (WAN), and the PAN has a network unique to each individual. The PAN can be used in various fields such as a wireless sensor network and a home network. For example, the PAN implemented using Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.15.4 standard is LoWPAN, which is a kind of wireless sensor network.

LoWPAN은 계층적 센서 네트워크를 가지며 외부와의 인터페이스를 지원한다. 이러한 LoWPAN은 노드들과의 라우팅(Routing) 및 동기화를 관리하는 전체 관리 역할의 PAN 코디네이터(Coodinator)와, 라우팅을 지원하는 코디네이터 또는 전기능 디바이스(Full Function Device : FDD)와, 라우팅 기능을 지원하지 않는 축소 기능 디바이스(Reduced-Function Device : RFD)를 포함한다. 상기 PAN 코디네이터는 LoWPAN이 포함하는 모든 노드들에게 할당할 주소를 관리한다. 여기서 할당 주소의 수는 Zigbee와 같이 계층적 네트워크 구조 및 주소 체계를 갖고 에너지 효율성을 감안해야 하기 때문에 할당 주소의 수에 해당하는 노드 수의 범위가 고정적으로 할당된다.LoWPAN has a hierarchical sensor network and supports external interface. The LoWPAN includes a PAN coordinator, a coordinator or a full function device (FDD) that supports routing, and a routing function to manage routing and synchronization with nodes. And a Reduced-Function Device (RFD). The PAN coordinator manages addresses to be assigned to all nodes included in the LoWPAN. Since the number of allocated addresses has hierarchical network structure and address system like Zigbee and energy efficiency should be considered, the range of the number of nodes corresponding to the number of allocated addresses is fixedly allocated.

상기 코디네이터 혹은 FFD는 자신의 통신 가능 영역에 진입한 RFD 혹은 자신의 자식 노드(Child Node)들에게 고유한 주소를 할당하며, 상기 자식 노드들에게 할당되는 주소는 상기 PAN 코디네이터가 관리하는 주소들 중 하나이다. 이 때 상기 FFD 또는 RFD는 자신과 1홉(Hop) 관계에 있는 부모 노드(Parent Node)로부터 상기 부모 노드와의 통신을 위한 주소를 할당 받는다. 부모 노드는 라우팅 기능을 지원하는 코디네이터 혹은 FFD가 될 수 있다.The coordinator or the FFD allocates an address unique to the RFD or its child nodes entering the communicable area of its own, and the address assigned to the child nodes is an address of the address managed by the PAN coordinator It is one. At this time, the FFD or RFD is assigned an address for communication with the parent node from a parent node in a 1-hop relationship with the FFD or RFD. The parent node may be a coordinator or FFD that supports the routing function.

이러한 계층적 할당 고정 할당 방식의 주소 관리는 LoWPAN 내에서의 주소낭비를 가져오게 된다. 초기 망 구성 시에 고르게 전 노드가 일정하게 퍼져 있으면 주소의 낭비가 없을 수도 있지만, 센서노드를 인위적으로 주소 할당 및 확인하는 방식이 아니라 초기 노드 구성 시 자동으로 구성되며 광범위한 지역에 노드를 설치하므로 주소 낭비 없는 노드 구성은 사실상 불가능하고 어느 정도의 주소 낭비는 발생할 수밖에 없다.Address management in the hierarchical allocation fixed allocation method leads to address waste in LoWPAN. In the initial network configuration, if all the nodes are evenly distributed, there is no waste of addresses. However, it is not configured to artificially allocate and check the sensor node, but it is automatically configured when the initial node is configured. Nondestructive node configuration is virtually impossible and some address wastage is inevitable.

특히 초기에 전체노드의 수 만큼 설치되지 않은 상태에서 추 후 신규노드의 추가 확장이 필요한 경우, 해당 영역 부근의 노드들이 모두 최대 자식수의 주소를 할당해버렸다면, 반대편 다른 영역에서는 여유분의 주소가 있더라도 이를 사용하지 못하고 새로운 PAN 코디네이터를 추가하여 새로운 LoWPAN 네트워크를 형성하거나, 전체 노드들의 주소를 재할당하는 문제점이 발생한다.In particular, if additional nodes need to be expanded after adding new nodes in the initial state without the number of nodes in the initial state, if all the nodes in the region have allocated the maximum number of child addresses, It is not possible to use the new PAN coordinator, thereby forming a new LoWPAN network by adding a new PAN coordinator, or reallocating the addresses of all the nodes.

도 1은 기존의 LoWPAN에서의 주소 관리 방식을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an address management method in a conventional LoWPAN.

도 1에서와 같이 신규노드를 추가로 확장하려고 해도 해당 영역 부근의 노드들이 할당 가능한 모든 주소를 할당해버렸다면, 다른 영역에서 할당 가능한 여분의 주소가 존재하더라도 이를 사용하지 못하고 새로운 LoWPAN 네트워크를 형성해야만 한다.Even if an attempt is made to expand a new node as shown in FIG. 1, if all the neighboring nodes have allocated all available addresses, even if there are available spare addresses in other areas, they can not be used and a new LoWPAN network must be formed do.

도 2는 기존의 신규 노드의 LoWPAN 진입 과정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of entering a LoWPAN of an existing new node.

도 2를 참조하면, 201단계에서 신규노드는 자신이 인접한 공간에 위치한 부모노드를 찾는다. 부모노드를 찾았다면 203단계에서 신규노드는 부모노드에게 가입 요청 메시지를 송신한다. 205단계에서 부모노드가 가입 요청 메시지를 수신하면 신규노드에게 할당할 주소가 있는지를 판단한다. 만약 할당할 주소가 있다면 207단계로 진행하여 신규노드에게 주소를 할당하고, 만약 할당할 주소가 없다면 209단계로 진행하여 가입 불가 메시지를 신규노드에게 송신한다.Referring to FIG. 2, in step 201, the new node searches for a parent node located in an adjacent space. If the parent node is found, the new node sends a join request message to the parent node in step 203. If the parent node receives the join request message in step 205, it determines whether there is an address to be assigned to the new node. If there is an address to be allocated, the process proceeds to step 207, and an address is assigned to the new node. If there is no address to be allocated, the process proceeds to step 209 and a new node is transmitted.

하지만 상기와 같이 현재 Zigbee와 같은 계층적 주소 고정 분산 할당 방식은 초기 망 구성에 따라 고정되어 버리므로 주소의 낭비가 발생할 수 있으며, LoWPAN 내에서의 전체 구성노드의 수가 주소의 낭비로 인하여 기존의 최대 수용량보다 축소 될 수도 있다. 이러 인하여 새로운 PAN 코디네이터를 불필요하게 구성해야 할 수 도 있다.However, as described above, the hierarchical address fixed distribution scheme such as Zigbee is fixed according to the initial network configuration, so address waste may occur. In addition, since the number of all constituent nodes in the LoWPAN is wasted, Capacity. This may require unnecessary configuration of a new PAN coordinator.

상기와 같이 LoWPAN에서의 주소 관리 정책 또는 알고리즘은 고정된 노드들만을 고려하고 있으며, LoWPAN의 제한된 자원량 및 에너지 효율성을 이용하여 주소낭비 를 고려한 효율적인 주소 관리 방안이 요구되고 있다.As described above, the address management policy or algorithm in the LoWPAN considers only the fixed nodes, and efficient address management scheme considering address waste is needed by using the limited resource amount and energy efficiency of the LoWPAN.

본 발명의 목적은 사용 가능한 가용주소를 이용하여 LoWPAN에서 주소낭비를 줄이는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for reducing address waste in a LoWPAN using available available addresses.

본 발명의 견지에 따르면, 저 전력 무선 개인 영역 네트워크에서 주소낭비를 줄이는 방법에 있어서, 신규노드가 자신과 인접한 거리의 코디네이터 노드를 찾기 위해 비콘 요구 메시지를 브로드캐스트하고, 이를 수신한 상기 코디네이터 노드가 자신의 주소 상태 정보를 상기 신규노드로 송신하는 과정과, 상기 신규노드가 상기 코디네이터 노드에게 네트워크 가입 메시지를 송신하면 상기 코디네이터 노드가 이를 수신하여 상기 신규노드에게 할당 가능한 가용주소가 있는지를 판단하는 과정과, 가능한 가용주소 없다면 상기 코디네이터 노드가 자신의 부모노드에게 주소 요청 메시지를 송신하고, 상기 부모노드가 가용주소가 있는지의 여부를 판단하는 과정과, 상기 자식노드 또는 부모노드가 가용주소를 포함하고 있다면, 상기 가용주소의 정보를 상기 코디네이터 노드로 송신하여 상기 코디네이터 노드의 주소 정보를 갱신하는 과정과, 상기 갱신한 주소 정보를 바탕으로 상기 코디네이터 노드가 상기 신규노드에게 상기 가용주소를 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for reducing address waste in a low power wireless personal area network, the method comprising: broadcasting a beacon request message to find a coordinator node at a distance adjacent to the new node; Transmitting the address information of the new node to the new node; and transmitting, by the coordinator node, the coordinator node, when the new node transmits the network join message to the coordinator node, And a step in which the coordinator node transmits an address request message to its parent node and determines whether the parent node has an available address, if there is no available address, and if the child node or the parent node includes an available address If there is an available address, It characterized in that the step of transmission by a coordinator node updates the address information of the coordinator node, and, based on the updated address information, comprising the step in which the coordinator node assigns the address available to the new node.

본 발명은 신규노드 자신이 속한 코디네이터 노드에 가용주소가 없다면 코디네이터 노드가 다른 노드로부터 가용주소를 끌어와 신규노드에게 할당하므로 네트 워크 내의 가용주소를 자유롭게 사용할 수 있고, 추가적으로 망의 확장을 방지하여 주소낭비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.If there is no available address in the coordinator node to which the new node belongs, the coordinator node draws an available address from another node and allocates the available address to the new node. Therefore, the available address in the network can be used freely, It is possible to minimize waste.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be appreciated that those skilled in the art will readily observe that certain changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. To those of ordinary skill in the art.

본 발명은 저전력 무선 개인 영역 네트워크(LoWPAN : Low Power Wireless Personal Area Network)에서 주소낭비를 줄이기 위한 방법을 제안한다.The present invention proposes a method for reducing address waste in a low power wireless personal area network (LoWPAN).

본 발명을 설명하기에 앞서, LoWPAN에서 해당 코디네이터로부터 1홉까지의 범위를 통신 가능 영역이라 칭하고, 1홉 범위 내에서 통신하는 노드들을 코디네이터의 자식 노드(Child Node)들이라 정의하고, 코디네이터는 자식 노드의 부모 노드(Parent Node)로 정의한다. 부모 노드는 자신의 통신 가능 영역에서 라우팅을 관리하는 노드로서, 주소 풀(Pool)을 구비하여 자신으로부터 통신 가능 영역에 위치한 노드들로부터 접속 요청이 수신되면, 상기 주소 풀에서 현재 사용되지 않는 주소를 상기 접속 요청이 수신되는 노드들에게 할당한다. 주소 풀은 개인 영역 네트워크의 코디네이터로부터 획득한 고유한 주소들을 포함한다. 또한 각 노드에서는 주소 할당 상태를 관리하는 주소 정보 테이블을 포함하고 있고, 이 테이블은 저장된 주소의 상태가 변경될 경우 갱신된다.Prior to describing the present invention, a range from a corresponding coordinator to one hop in the LoWPAN is referred to as a communicable region, and nodes communicating within a range of one hop are defined as child nodes of a coordinator, (Parent node). A parent node is a node that manages routing in its communicable area. When a connection request is received from nodes located in a communicable area from an address pool, an address that is not currently used in the address pool is allocated to the parent node And assigns the connection request to the received nodes. The address pool contains unique addresses obtained from the coordinator of the personal area network. Also, each node includes an address information table for managing the address allocation state, and this table is updated when the state of the stored address is changed.

또한 주소 할당에 있어서 주소 할당은 그 범위 내에서 순차적으로 노드들에게 할당되고, 신규노드가 해당 부모노드를 중심으로 형성된 네트워크에 가입이 되지 않았을 경우 본 발명이 수행된다. 본 발명의 기본적인 알고리즘은 하기와 같다.Also, in the address allocation, the address allocation is sequentially allocated to the nodes within the range, and the present invention is performed when the new node does not join the network formed around the parent node. The basic algorithm of the present invention is as follows.

먼저 신규노드는 자신과 가까운 곳에 위치한 부모노드들 중 하나를 선택하여 네트워크 가입 메시지를 송신한다. 이 가입 메시지는 기 설정된 시간 간격으로 반복 송신된다. 선택된 부모노드는 코디네이터 노드로 정의할 수 있다. 네트워크 가입 메시지를 수신한 코디네이터 노드는 주소 요청 메시지를 생성하여 자신의 자식 노드에게 송신한다. 여기서 코디네이터 노드는 자신의 자식노드로부터 최신의 주소 정보를 획득하기 위하여 자식노드들의 주소 상태 및 현재의 네트워크의 깊이(Depth)를 고려하여 주소 요청 메시지를 브로드캐스트할 수도 있다.First, the new node selects one of its parent nodes located close to itself and transmits a network join message. This subscription message is repeatedly transmitted at predetermined time intervals. The selected parent node can be defined as a coordinator node. The coordinator node receiving the network join message generates an address request message and sends it to its child node. Here, the coordinator node may broadcast an address request message in consideration of the address state of the child nodes and the depth of the current network in order to obtain the latest address information from the child node thereof.

브로드캐스트를 사용시 메시지를 사용하지 않고 비콘 요청을 자식노드로 송신하여 이를 수신한 자식노드는 자신의 여유주소 정보를 비콘 페이로드(Payload)에 실어 송신할 수도 있다. 여유주소를 가진 자식노드는 코디네이터 노드에게 자신의 여유주소 정보를 송신한다. 만약 자신의 여유주소가 없을 경우에는 다시 자신의 자식노드로 주소 요청 메시지를 송신한다.When broadcast is used, a beacon request is transmitted to a child node without using a message, and a child node receiving the beacon may transmit its own free address information to a beacon payload. The child node having the free address transmits its own free address information to the coordinator node. If there is no free address, it sends an address request message to its child node again.

코디네이터 노드는 주소 요청 메시지에 대한 응답이 없을 경우, 자신의 부모노드로 다시 주소 요청 메시지를 송신한다. 주소 요청 메시지를 수신한 코디네이터 노드의 부모노드는 자신의 자식노드에게 주소 요청 메시지를 송신하고, 응답이 없으면 다시 주소 요청 메시지를 조부모노드로 송신한다. 이러한 과정을 반복하여 여유주소를 가진 노드가 발견될 때까지 상기의 과정을 반복한다.If there is no response to the address request message, the coordinator node sends the address request message back to its parent node. The parent node of the coordinator node receiving the address request message transmits an address request message to its child node, and if there is no response, the address request message is transmitted to the grandparent node again. This process is repeated until the node having the free address is found.

여유주소를 가진 노드가 발견되었다면 코디네이터 노드는 해당 노드의 주소 정보를 자신의 자식노드 또는 부모노드로부터 수신하여 주소 정보를 갱신하고, 신규노드로부터 네트워크 가입 요청 메시지를 다시 수신한다. 신규노드로부터 가입 요청 메시지가 수신되면 코디네이터 노드는 신규노드에게 네트워크 가입 응답 메시지를 수신하여 주소를 할당한다.If a node with a free address is found, the coordinator node receives the address information of the corresponding node from its child node or the parent node, updates the address information, and receives the network join request message again from the new node. When a join request message is received from the new node, the coordinator node receives the network join response message and allocates the address to the new node.

상기의 기본적인 알고리즘을 바탕으로 하기의 실시 예를 통하여 본 발명을 자세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the following examples based on the above basic algorithm.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주소고갈상태에서 신규노드의 주소할당 과정을 나타낸 흐름도이다. 도 3에서는 1차적으로 부모노드에 할당된 주소가 모두 사용되고 있음을 가정한다.3 is a flowchart illustrating an address allocation process of a new node in an address depleted state according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3, it is assumed that all the addresses allocated to the parent node are used first.

도 3을 참조하면, 301단계에서 신규노드는 자신이 원하는 LoWPAN 네트워크에 가입하기 위하여 전 채널에 대하여 스캐닝 과정을 통해 비콘 요구 메시지를 브로드캐스트한다. 브로드캐스트된 비콘 요구 메시지는 신규노드와 인접한 위치에 있는 모든 부모노드에게 수신된다. 303단계에서 비콘 요구 메시지를 수신한 하나 이상의 부모노드는 신규노드로 응답 메시지를 송신한다. 응답 메시지에는 부모노드가 가지고 있는 주소 할당 상태에 대한 정보가 포함되어 있다. 하나 이상의 응답 메시지를 수신한 신규노드는 자신과 인접한 위치에 부모노드가 얼마나 존재하는지를 파악할 수 있고 해당 부모노드가 주소를 얼마나 할당하고 있는지도 알 수 있다. Referring to FIG. 3, in step 301, the new node broadcasts a beacon request message to all channels through a scanning process in order to subscribe to a desired LoWPAN network. The broadcasted beacon request message is received by all the parent nodes adjacent to the new node. In step 303, one or more parent nodes that have received the beacon request message transmit a response message to the new node. The response message contains information about the address allocation state of the parent node. A new node that has received one or more response messages can know how many parent nodes exist at a location adjacent to itself and can also know how much the parent node is allocating addresses.

305단계에서 신규노드는 응답 메시지를 송신한 부모노드 중 특정 부모노드를 선택하고 307단계로 진행하여 선택한 부모노드에게 가입 요구 메시지를 송신한 다.(선택된 부모노드는 코디네이터 노드로 정의한다.) 가입 요구 메시지를 송신할 때에 가용주소를 포함하는 부모노드를 골라 메시지를 송신할 수 있지만 본 도면에서는 상기에서 가정한 바와 같이 부모노드에 할당된 주소가 모두 사용되고 있음을 가정하였으므로 신규노드가 원하는 부모노드를 코디네이터로 선택한다. In step 305, the new node selects a specific parent node from among the parent nodes that transmitted the response message, and proceeds to step 307 to transmit a join request message to the selected parent node (the selected parent node is defined as a coordinator node). When transmitting a request message, it is possible to send a message by selecting a parent node including an available address. However, since it is assumed that all the addresses allocated to the parent node are used as assumed above, Select as coordinator.

309단계에서 선택된 코디네이터 노드는 자신에게 할당된 주소가 모두 사용되고 있으므로 가입 요구 메시지를 송신한 신규노드에게 가용 주소가 없음을 알리는 가용 주소 풀(Pool) 메시지를 송신한다. 311단계에서 신규노드가 가용 주소 풀 메시지를 수신하면 기 설정된 시간동안 대기한다. The coordinator node selected in step 309 transmits an available address pool message indicating that there is no available address to the new node that has transmitted the subscription request message because all the addresses allocated to the coordinator node are used. In step 311, when the new node receives the available address pool message, it waits for a preset time.

313단계에서 신규노드가 대기하는 동안 코디네이터 노드는 자신의 부모노드에 주소 요청 메시지를 송신한다. 주소 요청 메시지를 수신한 부모노드는 여유 주소가 있는지의 여부를 확인한다. 부모노드의 자식노드들에 의해 주소가 모두 사용되고 있다면 부모노드의 부모노드에게 주소 요청 메시지를 다시 송신한다. 이러한 방식으로 가용 주소가 발견될 때까지 주소 요청 메시지를 송신한다. 만약 가용주소가 확인되면 315단계로 진행하여 코디네이터 노드는 주소 응답 메시지를 수신한다. 주소 응답 메시지를 수신하는 순서는 주소 요청 메시지를 송신했던 역순서로 진행된다. 예를 들어 가용주소가 코디네이터 노드의 조부모노드에서 확인되었다면 조부모노드는 부모노드에게, 부모노드는 코디네이터 노드에게 주소 응답 메시지를 순차적으로 송신한다. In step 313, the coordinator node transmits an address request message to its parent node while the new node is waiting. The parent node receiving the address request message confirms whether there is a free address. If all the addresses are used by the child nodes of the parent node, the address request message is sent again to the parent node of the parent node. In this way, an address request message is sent until an available address is found. If the available address is confirmed, the coordinator node receives the address response message in step 315. The order of receiving the address response message proceeds in the reverse order in which the address request message was sent. For example, if the available address is identified at the grandparent node of the coordinator node, the grandparent node sends the address response message to the parent node and the parent node sequentially sends the address response message to the coordinator node.

317단계에서 코디네이터 노드는 수신한 주소 응답 메시지에 포함된 가용 주소 정보를 자신의 주소 정보 테이블에 저장 및 갱신한다. 물론 가용 주소 응답 메 시지를 수신한 모든 노드 또한 자신의 테이블에서 가용 주소를 삭제한다.In step 317, the coordinator node stores and updates available address information included in the received address response message in its own address information table. Of course, all nodes that have received an available address response message also delete the available address from their tables.

319단계에서 신규노드는 기 설정된 시간이 지나면 다시 코디네이터 노드에 비콘 요구 메시지를 송신한다. 321단계에서 코디네이터 노드는 이에 응답하는 응답 메시지를 신규노드로 송신하고, 323단계에서 다시 신규노드가 가입 요구 메시지를 가입 요구 메시지를 송신한다. 325단계에서 가입 요구 메시지를 수신한 코디네이터 노드는 가입 응답 메시지를 신규노드로 송신하여 주소를 할당한다. 가입 응답 메시지에는 가용 주소 정보가 포함되어 있다. 327단계에서 가입 응답 메시지를 수신한 신규노드는 자신의 테이블에 가용 주소 정보를 저장한다.In step 319, the new node transmits a beacon request message to the coordinator node again after a predetermined time elapses. In step 321, the coordinator node transmits a response message to the new node, and in step 323, the new node sends a subscription request message to the subscription request message. In step 325, the coordinator node having received the join request message transmits the join response message to the new node to assign an address. The subscription response message includes the available address information. In step 327, the new node receiving the subscription response message stores the available address information in its own table.

도 4, 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신규노드로 가용주소를 할당하는 순서를 나타낸 예시도이다.4 and 5 are exemplary diagrams illustrating a procedure for assigning an available address to a new node according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 노드 H는 도 3처럼 비콘 요구 메시지 및 응답 메시지의 송수신을 통하여 코디네이터 노드(노드 G)를 설정하고, 코디네이터 노드로 가입 요청 메시지를 송신하고, 이에 대한 응답으로 가입 불가 메시지를 송신한다.Referring to FIG. 4, the node H sets a coordinator node (node G) through transmission and reception of a beacon request message and a response message as shown in FIG. 3, transmits a join request message to the coordinator node, .

코디네이터 노드인 노드 G는 자신의 주소 정보 테이블의 가용주소를 모두 사용 중이므로 자신의 부모노드인 노드 E로 주소 요청 메시지를 송신한다. 노드 E 또한 자신의 주소 정보 테이블의 가용주소를 모두 사용 중이므로 자신의 부모노드인 노드 B로 주소 요청 메시지를 송신한다. 노드 B는 자신의 주소 정보 테이블 내의 주소 중 가용주소가 있음을 발견하고 이에 해당하는 노드 D로 주소 요청 메시지를 송신한다. 노드 D는 다시 노드 F에게 재송신하여 가용주소(Start Address=923D, Counter=2)를 포함하는 메시지를 수신한다. 노드 F는 메시지를 송신한 후 자신의 주소 정보 테이블에서 해당 가용주소를 삭제한다. 여기서 Counter는 가용 주소의 수를 나타낸다.Node G, which is a coordinator node, is using all the available addresses of its address information table, and therefore transmits an address request message to node E, which is its parent node. Node E also sends an address request message to its parent node, Node B, because it is using all the available addresses in its address information table. The node B finds that there is an available address among the addresses in its address information table, and transmits an address request message to the node D corresponding thereto. Node D again retransmits to node F and receives a message containing an available address (Start Address = 923D, Counter = 2). After sending the message, the node F deletes the corresponding available address from its address information table. Where Counter represents the number of available addresses.

노드 D는 노드 F로부터 가용주소 정보가 포함된 메시지를 수신하자마자 노드 B에게 송신하고, 노드D, B는 해당 노드들의 주소 상태 정보를 자신의 테이블에 갱신한다. 이 후 노드 B와 노드 E는 가용주소 정보가 포함된 메시지를 순차적으로 노드 G로 송신한다.The node D sends a message containing the available address information from the node F to the node B, and the nodes D and B update the address status information of the nodes to their own table. The node B and the node E sequentially transmit the message including the available address information to the node G. [

노드 G는 수신한 주소정보를 자신의 주소 정보 테이블에 갱신한다. 이 후 노드 H로부터의 네트워크 가입 시에 가용주소를 할당하고 가용주소가 사용되고 있다는 정보를 테이블에 갱신한다. The node G updates the received address information in its own address information table. After that, the node H allocates an available address at the time of joining the network and updates the table with information that the available address is being used.

도 5 또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 따른 신규노드로 가용주소를 할당하는 순서를 나타낸 예시도로서 가용주소를 획득하는 방식은 도 4와 크게 다르지 않으므로 도 5의 설명은 생략한다. FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure for assigning an available address to a new node according to an embodiment of the present invention. The method for obtaining the available address is not so different from FIG. 4, and therefore, description of FIG. 5 is omitted.

도 4, 5에서 도시된 바와 같이 신규노드가 코디네이터 노드로 네트워크 가입 메시지를 송신하면, 비록 코디네이터 노드 자신이 가용주소를 가지고 있지 않아도 코디네이터 노드의 자식노드 또는 부모노드로 주소 요청 메시지를 송신하여 가용주소를 가지는 노드를 탐색한다. 가용주소를 가지는 노드가 발견되면 해당 가용주소의 정보를 코디네이터 노드가 수신하여 자신의 주소 테이블에 저장하여 갱신하고 이를 신규노드로 할당함으로써 따로 네트워크 망을 구성할 필요 없이 통신이 가능하게 된다.4 and 5, when a new node sends a network join message to a coordinator node, even if the coordinator node itself does not have an available address, it transmits an address request message to a child node or a parent node of the coordinator node, Lt; / RTI > When a node having an available address is found, the coordinator node receives the information of the available address, stores it in its own address table, updates it, and assigns it as a new node, thereby enabling communication without having to configure the network separately.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LoWPAN에서의 주소 관리 방식을 도시한 도면이다. 도 6은 해당 네트워크에 하나의 신규노드만 유입되는 것이 아니라 신규노드가 하나의 LoPAN을 형성하여 유입되는 과정이 도시되어 있다. 6 is a diagram illustrating an address management method in a LoWPAN according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a process in which a new node is formed into a single LoPAN rather than a single new node.

도 6을 참조하면, 노드 A는 5개의 자식노드를 가지고 있고 노드 A가 인접한 코디네이터 노드로 가입 요청 메시지를 송신하면 해당 코디네이터 노드는 노드 A를 포함한 6개의 가용주소를 자신 또는 자신의 부모노드로부터 가져와 할당하게 된다. 여기서 노드 A의 자식노드들이 각각 가입 요청 메시지를 코디네이터 노드에 요청할 필요가 없이 노드 A가 자신을 포함한 가용노드 필요 개수를 가입 요청 메시지에 포함하여 코디네이터 노드로 가입 요청 메시지를 송신하고, 이를 수신한 코디네이터 노드가 필요한 개수만큼의 가용주소를 노드 A로 송신하면 노드 A가 다시 자신의 자식노드들에게 가용주소를 분배하게 된다.Referring to FIG. 6, when node A has five child nodes and node A transmits a join request message to an adjacent coordinator node, the coordinator node fetches six available addresses including node A from itself or its parent node . Herein, the child nodes of the node A do not have to request the coordination request message to the coordinator node, respectively, and the node A transmits the join request message to the coordinator node by including the required number of the available nodes including the node itself in the join request message, When a node sends as many available addresses as needed to node A, node A again distributes the available address to its child nodes.

상기와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 저 전력 무선 개인 영역 네트워크에서 주소낭비를 줄이는 방법의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.As described above, a method of reducing address waste in a low-power wireless personal area network according to an exemplary embodiment of the present invention can be configured and operated. While the present invention has been described with respect to specific embodiments, May be practiced without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by equivalents of the claims and the claims.

도 1은 기존의 LoWPAN에서의 주소 관리 방식을 도시한 도면1 is a diagram showing an address management method in a conventional LoWPAN;

도 2는 기존의 신규 노드의 LoWPAN 진입 과정을 도시한 흐름도FIG. 2 is a flowchart showing a process of entering a LoWPAN of an existing new node

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 주소고갈상태에서 신규노드의 주소할당 과정을 나타낸 흐름도3 is a flowchart illustrating an address allocation process of a new node in an address depleted state according to an embodiment of the present invention.

도 4, 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 신규노드로 가용주소를 할당하는 순서를 나타낸 예시도4 and 5 are diagrams illustrating an example of a procedure for assigning an available address to a new node according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LoWPAN에서의 주소 관리 방식을 도시한 도면6 is a diagram illustrating an address management method in a LoWPAN according to an embodiment of the present invention.

Claims (10)

저 전력 무선 개인 영역 네트워크에서 주소낭비를 줄이는 방법에 있어서,A method for reducing address waste in a low power wireless personal area network, 신규노드와 코디네이터 노드가 서로를 확인하는 과정과,A step in which the new node and the coordinator node check each other, 상기 코디네이터 노드가 상기 신규노드로부터 가입 요청 메시지를 수신하는 과정과,Receiving, by the coordinator node, a subscription request message from the new node; 상기 코디네이터 노드가 다른 노드로부터 가용주소의 정보를 수신하는 과정과,The coordinator node receiving information of an available address from another node; 상기 코디네이터 노드가 상기 수신된 가용주소 정보를 바탕으로 상기 신규 노드에게 주소를 할당하는 과정을 포함하며,And the coordinator node allocating an address to the new node based on the received available address information, 상기 신규노드와 코디네이터 노드가 서로를 확인하는 과정은,The process of the new node and the coordinator node checking each other, 상기 신규노드가 자신과 인접한 거리에 위치해 있는 하나 이상의 코디네이터 노드 중 자신이 원하는 코디네이터 노드를 선택하기 위해 브로드캐스트한 비콘 요구 메시지를 상기 코디네이터 노드가 수신하고, 상기 코디네이터 노드가 자신의 주소 상태 정보를 상기 신규노드로 송신하는 과정임을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.Wherein the coordinator node broadcasts a beacon request message broadcast by the new node to select a desired coordinator node among at least one coordinator node located at a distance adjacent to the new node, To the new node. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 신규노드는,2. The method of claim 1, 상기 저 전력 무선 개인 영역 네트워크에 가입하기 위하여 전 채널에 대해 상기 비콘 요구 메시지를 송신함을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.And transmits the beacon request message to all channels to join the low power wireless personal area network. 제 1항에 있어서, 상기 신규노드는,2. The method of claim 1, 상기 가입 요청 메시지를 기 설정된 시간에 따라서 주기적으로 상기 코디네이터 노드로 송신함을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.And transmitting the join request message to the coordinator node periodically according to a predetermined time. 제 1항에 있어서, 상기 코디네이터 노드는2. The method of claim 1, wherein the coordinator node 자신에게 할당된 주소 중 가용주소가 없는 경우 주소 요청 메시지를 생성하여 자신의 부모노드에 송신함을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.And generates an address request message and transmits the generated address request message to its parent node if there is no available address among the addresses assigned to the node. 제 1항에 있어서, 상기 코디네이터 노드가 다른 노드로부터 가용주소의 정보를 수신하는 과정은,2. The method of claim 1, wherein the coordinator node receives information of an available address from another node, 자신에게 가용주소가 있는 경우, 상기 가용주소를 상기 신규노드에게 할당하는 단계와, Allocating the available address to the new node when the available address is present; 자신의 부모노드에게 가용주소가 있는 경우 상기 가용주소의 정보를 자신의 주소 정보 테이블에 저장하여 갱신하고, 상기 가용주소를 가지고 있던 상기 부모노드는 상기 가용주소 정보를 삭제하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.And if the parent node has an available address, storing information of the available address in its own address information table and updating the parent node, and the parent node having the available address deletes the available address information How to reduce address waste. 제 6항에 있어서, 상기 코디네이터 노드는7. The method of claim 6, wherein the coordinator node 상기 가용주소 정보를 자신의 주소 정보 테이블에 저장하고 있다가 상기 신규노드가 다시 가입 요청 메시지를 송신하면 상기 가용주소 정보를 포함한 가입 응답 메시지를 상기 신규노드로 송신함을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.And storing the available address information in its own address information table. When the new node transmits the join request message again, the new node transmits a join response message including the available address information to the new node. Way. 제 1항에 있어서, 상기 신규 노드에게 주소를 할당하는 과정은2. The method of claim 1, wherein the step of assigning an address to the new node comprises: 상기 신규노드가 기 설정된 시간동안 대기한 후 다시 상기 코디네이터 노드로 가입 요청 메시지를 송신하는 단계와,Transmitting a join request message to the coordinator node after the new node waits for a preset time; 상기 코디네이터 노드가 자신이 갖고 있거나 부모노드로부터 수신한 가용주소를 상기 신규노드에게 할당하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.And allocating to the new node an available address that the coordinator node has or received from the parent node. 제 1항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 코디네이터 노드의 부모노드는 가용주소가 있는지를 판단하고, 가용주소가 없다면, 상기 부모노드의 부모노드로 주소 요청 메시지를 송신함을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.Wherein the parent node of the coordinator node determines whether there is an available address, and if there is no available address, transmits an address request message to the parent node of the parent node. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 신규노드가 자식노드를 포함하고 있는 경우, 상기 코디네이터 노드는 상기 신규노드와 상기 신규노드의 자식노드의 수만큼의 가용주소를 상기 신규노드에게 할당함을 특징으로 하는 주소낭비를 줄이는 방법.Wherein the coordinator node allocates as many available addresses as the number of child nodes of the new node and the new node to the new node when the new node includes a child node.
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