KR101614306B1 - 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법 - Google Patents

비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 채널 무선환경에서 데이터 수집기가 다수의 센서 노드로 데이터 요청을 한 후 패킷 수신 시에 각 센서 노드로부터 전송되는 패킷이 충돌되지 않도록 비트맵으로 슬롯을 할당하며, 스케줄링을 이용한 재전송 방법을 이용하여 모든 센서 노드의 패킷을 수신하여 데이터 통신의 신뢰성을 높일 수 있는 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법에 관한 것이다.

Description

비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법{BITMAP-BASED SCHEDULING METHOD AND RETRANSMITTING METHOD THEREOF}
본 발명은 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티 채널 무선환경에서 데이터 수집기가 다수의 센서 노드로 데이터 요청을 한 후 패킷 수신 시에 각 센서 노드로부터 전송되는 패킷이 충돌되지 않도록 비트맵으로 슬롯을 할당하며, 스케줄링을 이용한 재전송 기법을 이용하여 모든 센서 노드의 패킷을 수신하여 데이터 통신의 신뢰성을 높일 수 있는 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 무선 검침 시스템과 같이 중앙 수집기에 의해 데이터가 수집되는 구조에 있어서, 현존하는 많은 통신 기법에서 다수의 센서 노드가 데이터를 송신하기 위해 다중 억세스(multiple access) 기법을 사용한다.
이러한 다중 억세스(multiple access) 기법은 클러스터 단위로 구성된 하나의 네트워크에서 데이터 수집기가 다수의 센서 노드로부터 데이터 수신을 원하는 경우, 리퀘스트 패킷을 보내 데이터를 수집하게 된다.
이때 데이터 송신 과정에서, 각 센서 노드들은 LBT(Listen Before Talk) 를 수행하게 된다. 즉, 각 센서 노드들은 데이터 수집기로 바로 데이터를 송신하는 것이 아니라 캐리어 센싱(carrier sensing)을 통해 채널의 유효성을 검사하고, 채널이 유효하다면 자신이 보낼 데이터를 송신한다.
만약 채널이 사용 중이라면 일정 시간 기다리는 과정을 수행하는데, 상기 일정 시간 기다리는 과정을 DIFS(Distributed Inter Frame Space) 시간이라 한다.
상기 DIFS 시간이 지나면, 다시 LBT를 통해 채널의 유효성을 재차 검사한다. 이 과정은 지정한 재전송 횟수가 전부 차거나 데이터 전송이 완료될 때까지 반복된다.
그런데, 상기 리퀘스트 패킷 수신시 수행되는 백오프 시간은 랜덤이기 때문에 주어진 경우의 수 중 하나로 시간이 정해지며, 이는 중복된 백오프 시간을 서로 다른 센서 노드가 할당받아 충돌이 발생할 가능성이 있다.
또한 이러한 충돌로 인해 백오프를 반복하는 일이 많아져 데이터 전송 완료 시간이 증가하며, 통신의 명확한 완료 시간을 예측할 수 없게 된다. 뿐만 아니라 최악의 경우 지정된 재전송 횟수가 초과되면 데이터 전송이 실패할 수 있다. 이로 인해 데이터 통신에 대한 신뢰도가 떨어질 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이 한국 등록특허 제 10-0801183 호이다.
상기 선행특허는 데이터 송신을 위한 송신기와 그 송신기로부터 전송된 데이터를 무선랜을 통해 수신하는 다수의 수신기로 이루어진 무선랜에서 다중사용자 다이버시티 이득을 위한 스케줄링 방법에 있어서, 상기 송신기에서 모든 수신기들로 채널 탐색 메시지(BRTS: Broadcast RTS)를 방송하여 채널 탐색 의사를 알려주는 단계와; 상기 송신기로부터의 모든 전송에 대하여 그 수신신호 세기를 측정하고, 그 측정된 수신신호 세기들로부터 수신신호 세기의 확률밀도 함수 (Probability density function)를 도출하는 단계와; 상기 도출한 수신신호 세기의 확률밀도 함수를 소정의 구간으로 분할하는 단계와; 상기 분할된 구간들 중 현재 수신신호 세기가 어느 구간에 포함되는지에 따라서 자신의 경쟁 시간인 백오프 시간을 결정하는 단계와; 상기 백오프 시간 뒤에 응답 메시지(CTS 메시지)로 응답하는 단계와; 상기 송신기는 상기 응답 메시지를 가장 먼저 전송한 수신기로 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 무선랜에서 다중사용자 다이버시티 이득을 위한 분산적/기회적 스케줄링 방법에 관한 것이다.
그러나, 선행특허는 무선랜(WLANs) 환경에서 채널 상태를 탐색하고자 하는 수신기의 수를 제한하지 않고도 효율적인 채널 탐색이 가능하여 다중사용자 다이버시티 이득을 최대한 얻어 시스템의 처리율을 높일 수 있으나, 멀티 채널 무선환경에서 하위 디바이스로부터 패킷 수신 시에 패킷이 충돌되지 않도록 비트맵으로 슬롯을 할당하며, 재전송 기법을 이용하여 모든 패킷을 수신하여 데이터 통신의 신뢰성을 높이기에는 여전히 미흡하다는 문제가 있다.
1. 한국 등록특허 제 10-0801183 호 "ＩＥＥＥ 802.11 무선랜에서 다중 사용자 다이버시티이득을 위한 분산적/기회적 스케줄링 방법" (등록일자 : 2008. 01. 29.)
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 다수 센서 노드의 LBT 기법을 이용한 통신 시 예측 불가능한 백오프 시간에 의해 발생할 수 있는 충돌문제를 해결하며, 비트맵 기반의 스케줄링을 통해 데이터 송수신 시간을 명확히 하여 수신 완료 시간을 예측 가능케 하고, 일시적인 장애로 인한 데이터 통신 실패시, 효율적인 재전송 기법을 활용하여 불안정하던 네트워크 신뢰성을 향상시킬 수 있는 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법은 각 센서 노드가 수집기로부터 전송된 데이터 요청 패킷을 수신하는 단계와; 상기 각 센서 노드가 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있는 지를 판단하는 단계와; 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있지 않은 센서 노드가 비트맵 정보 비트가 '1'로 세트된 모든 센서 노드의 백워드 슬립 시간을 계산하는 단계와; 자신의 비트맵 정보 비트가 '1'로 세트된 모든 센서 노드의 백워드 슬립 시간을 계산한 센서 노드가 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업하는 단계와; 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있는 센서 노드가 포워드 슬립 시간을 계산하고 백워드 슬립 시간을 계산하는 단계와; 상기 포워드 슬립 시간을 계산하고 백워드 슬립 시간을 계산한 센서 노드는 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업하는 단계와; 상기 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드가 데이터 요청 패킷에 대한 응답을 수행하는 단계와; 상기 데이터 요청 패킷에 대한 응답을 수행한 센서 노드가 백워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업하는 단계; 및 상기 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드는 PPD(Periodic Preamble Detection)를 수행하고, 상기 백워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드도 PPD를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법은 수집기가 데이터 요청 패킷을 통해 수집된 센서 노드의 비트맵 정보를 확인하여, 처음 요청했던 비트맵 정보와 비교해 일치하지 않는 경우, 재전송을 시작함과 동시에 재전송값을 초기화하고 최대 재전송 횟수값을 저장하는 단계와; 상기 수집기가 데이터 요청 패킷을 수신한 각 센서 노드에 대한 비트맵 정보를 생성하고 비트맵 정보에 의한 전체 수신 대기 시간을 계산하는 단계와; 상기 수집기가 비트맵 정보를 포함하는 데이터 요청 패킷을 각 센서 노드에 전송하는 단계와; 상기 수집기가 각 센서 노드로부터 데이터 수신을 대기할 지를 판단하는 단계와; 상기 수집기가 센서 노드로부터 데이터를 수신하면 데이터가 수신된 센서 노드에 해당하는 비트맵 정보 비트를 '1'로 세트하는 단계와; 상기 수집기가 센서 노드로부터 데이터를 수신하지 못하면 수신된 비트맵 정보에서 '1'로 세트된 비트맵 정보를 체크하는 단계와; 상기 수신된 비트맵 정보가 전체 데이터 요청 비트맵 정보 보다 적은 지가 판단되는 단계와; 상기 수신된 비트맵 정보가 전체 데이터 요청 비트맵 정보 보다 적다면 수신된 비트맵 정보를 반전하여 비트맵 정보를 재생성하는 단계와; 재전송 횟수 값이 1 증가하는 단계; 및 현재 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 적은 지가 판단되는 단계;를 포함하고, 상기 비트맵 정보는 요청하고자 하는 센서 노드의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트를 '1'로 세팅하며, 수신된 비트맵 정보를 반전시켜 요청 패킷에 포함하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법은 비트맵을 기반으로 한 탄력적인 슬롯 할당을 통해 데이터 송수신시 발생할 수 있는 충돌 가능성을 회피할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 셋팅된 비트맵을 토대로 데이터 송수신 시간을 계산, 전체 네트워크의 수집 완료 시간을 예측할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 비트맵에 따라 각 센서 노드들의 실시간 스케줄링을 통하여 통신이 불필요한 구간에서의 전류 소모를 최소화함으로써 에너지 효율적인 시스템 구성이 가능하다는 이점이 있다.
또한, 수집하지 못한 데이터에 대해 재전송 방법을 이용하여 완전한 데이터 수집을 통해 네트워크의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법이 수행되는 계층적 원격 검침 네트워크 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법 전체 구성도.
도 3은 비트맵 기반의 스케줄링 방법 흐름도.
도 4는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법 흐름도.
이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법을 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법이 수행되는 계층적 원격 검침 네트워크 개략도이며, 도 2는 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법 전체 구성도이며, 도 3은 비트맵 기반의 스케줄링 방법 흐름도이며, 도 4는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법 흐름도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법이 수행되는 계층적 원격 검침 네트워크는 데이터 수집기(100)와 하위 계층의 다수의 센서 노드(200)로 구성된다.
여기서, 각 센서 노드(200)의 기본 상태는 액티브(Active)와 슬립(Sleep)을 반복하는 PPD(Periodic Preamble Detection)을 취하고 있으며, 이를 통해 전류 소모를 줄일 수 있다.
도 2에서의 스케줄 1과 같이 상기 수집기(100)는 다수의 센서 노드(200)에게 정보를 요청하기 위해 패킷을 보내기 전에 상기 PPD 간격보다 긴 프리엠블 신호를 보냄으로써, 상기 다수의 센서 노드(200)가 액티브 상태를 유지하도록 만든다.
상기 수집기(100)로부터 다수의 센서 노드(200)로 데이터 요청 패킷(Data Request Packet) 전송시 상기 다수의 센서 노드(200)중에서 수집하고자 하는 센서 노드의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트를 '1'로 셋팅하여 비트맵 정보(Bitmap information)을 포함해 전송한다.
상기 데이터 요청 패킷을 수신한 다수의 센서 노드(200)는 비트맵 정보를 확인하여 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보가 세트('1')되어 있는 경우 슬롯에서 깨어나 데이터를 전송하며, 나머지 구간에서 전부 딥 슬립(Deep Sleep)을 유지함. 모든 센서 노드(200)는 데이터 전송이 끝나면 기본 상태인 PPD 모드로 전환한다.
또한, 스케쥴 1의 데이터 송수신이 종료되었을 때 상기 수집기(100)는 각 센서 노드(200)에 요청된 비트맵 정보와 수집된 비트맵 정보를 비교하여 일치하지 않는 경우 재전송을 요청한다.
따라서, 스케쥴 2에서와 같이 미처 수집되지 못한 센서 노드(200)의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트를 다시 세트('1')하여 데이터를 재수집하여 네트워크의 신뢰성을 높인다.
이로 인해, 각 센서 노드(200)는 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있는 지를 판단하여 스케줄링을 통해 송수신 여부를 결정하는 방식을 도입함으로써, 탄력적인 에너지 관리를 가능케 한다.
즉, 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법의 실시 예를 도시한 도 2에서와 같이 스케줄 1에서와 같이 노드 2의 데이터를 수신하지 못했을 경우 스케줄 2에서와 같이 노드 2의 비트맵 정보 비트를 '1'로 세트하여 재전송을 요청한다.
한편, 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법에서, 상기 수집기(100)는 데이터 요청시 비트맵 정보를 담아 패킷을 전송하게 되는데, 이를 기반으로 전체 데이터 송수신 시간을 계산하여 완료 시간을 예측할 수 있으며, 이를 통해 탄력적인 데이터 송수신 시간 관리가 가능해 진다.
또한, 이러한 요청 패킷을 수신한 센서 노드(200)는 비트맵 정보를 기반으로 스케줄링을 수행하여, 자신이 요청된 비트맵 정보에 포함되어 있다면 전송을 준비하고, 그렇지 않으면 다른 센서 노드(200)의 데이터 송수신이 끝날 때까지 딥 슬립을 유지한다.
여기서, 비트맵 정보의 각각의 비트는 각 센서 노드의 할당된 슬롯을 의미하며 이를 기반으로 스케줄링을 하게 되는데, 데이터 송신 전에 수행하는 딥 슬립 구간을 포워드 슬립(Forward Sleep)이라 하고, 데이터 전송 후 수행되는 딥 슬립 구간을 백워드 슬립(Backward Sleep) 이라 한다.
그런데, 각 슬롯에서 센서 노드(200)가 데이터 패킷을 보내게 되면, 수집기(100)는 이에 관련된 정보를 데이터 수신 비트맵에 체크하고 요청 비트맵 정보와 수신 비트맵 정보를 비교하여 일치하지 않는 경우 스케줄링을 이용한 재전송 방법에 의해 수집되지 않은 센서 노드(200)의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트를 셋트('1')하여 요청 패킷을 전송한다.
이제, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법의 흐름을 살펴보고자 한다.
먼저, 각 센서 노드(200)가 수집기(100)로부터 전송된 데이터 요청 패킷을 수신한다(S310).
이후, 각 센서 노드(200)는 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있는 지를 판단한다(S320).
그 후, 상기 S320 단계에서, 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있지 않다면 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있지 않은 센서 노드는 비트맵 정보 비트가 '1'로 세트된 모든 센서 노드의 백워드 슬립 시간을 계산한다(S330).
이후, 상기 S330 단계에서, 비트맵 정보 비트가 '1'로 세트된 모든 센서 노드의 백워드 슬립 시간을 계산한 센서 노드는 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한다(S340).
한편, 상기 S320 단계에서, 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있다면 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있는 센서 노드는 포워드 슬립 시간을 계산하고 백워드 슬립 시간을 계산한다(S350).
이후, 상기 S350 단계에서, 포워드 슬립 시간을 계산하고 백워드 슬립 시간을 계산한 센서 노드는 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한다(S360).
그 후, 상기 S360 단계에서, 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드는 데이터 요청 패킷에 대한 응답을 수행한다(S370).
이후, 상기 S370 단계에서, 데이터 요청 패킷에 대한 응답을 수행한 센서 노드는 백워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한다(S380).
그 후, 상기 S340 단계에서, 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드는 PPD를 수행하고, 상기 S380 단계에서, 백워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드도 PPD를 수행한다(S390).
또 한편, 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법에서, 데이터 요청 패킷을 통해 수집된 센서 노드의 비트맵 정보를 확인하여, 처음 요청했던 비트맵 정보와 비교해 일치하지 않는 경우, 재전송을 수행한다.
상기 비트맵 정보는 요청하고자 하는 센서 노드의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트를 '1'로 세팅하는 방법이기 때문에, 수신된 비트맵 정보를 반전시켜 요청 패킷에 포함하여 전송한다.
상기 데이터 요청 패킷을 수신한 각 센서 노드들은 비트맵 정보를 기반으로 하여 다시 스케줄링을 실시하고, 재전송 요청 목록에 포함된 센서 노드들은 재전송을 수행한다.
상기 재전송은 지정된 최대 재전송 횟수를 기반으로 수집하고자 하는 모든 센서 노드의 데이터 수집이 완료될 때까지 반복된다.
이러한 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법은 기존 네트워크의 데이터 수집 방법에 비해 재전송이 이루어지더라도 완료 시간을 예측할 수 있어, 보다 더 효율적인 데이터 송수신이 가능하다.
이제, 이제, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법의 흐름을 살펴보고자 한다.
먼저, 수집기(100)는 데이터 요청 패킷을 통해 수집된 센서 노드의 비트맵 정보를 확인하여, 처음 요청했던 비트맵 정보와 비교해 일치하지 않는 경우, 재전송을 시작함과 동시에 재전송값을 초기화하고 최대 재전송 횟수값을 저장한다(S400).
이후, 수집기(100)는 데이터 요청 패킷을 수신한 각 센서 노드에 대한 비트맵 정보를 생성하고 비트맵 정보에 의한 전체 수신 대기 시간을 계산한다(S410).
그 후, 수집기(100)는 비트맵 정보를 포함하는 데이터 요청 패킷을 각 센서 노드에 전송한다(S420).
이후, 수집기(100)는 각 센서 노드로부터 데이터 수신을 대기할 지가 판단된다(S430).
그 후, 상기 S430 단계에서, 수집기(100)가 센서 노드로부터 데이터를 수신하면 데이터가 수신된 센서 노드에 해당하는 비트맵 정보 비트를 '1'로 세트하고(S440) 대기 시간을 계측하기 위해 타이머를 스타트하고 상기 S430 단계로 리턴되며, 상기 S430 단계에서, 수집기(100)가 센서 노드로부터 데이터를 수신하지 못하면 타이머를 아웃하고 수신된 비트맵 정보에서 '1'로 세트된 비트맵 정보를 체크한다(S450).
이후, 수집기(100)에 의해 수신된 비트맵 정보가 전체 데이터 요청 비트맵 정보 보다 적은 지가 판단된다(S460).
그 후, 상기 S460 단계에서, 수신된 비트맵 정보가 전체 데이터 요청 비트맵 정보 보다 적지 않다면 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송을 종료하며, 상기 S460 단계에서, 수신된 비트맵 정보가 전체 데이터 요청 비트맵 정보보다 적다면 수신된 비트맵 정보를 반전하여 비트맵 정보를 재생성한다(S470).
이후, 재전송 횟수 값이 1 증가한다(S480).
그 후, 수집기(100)에 의해 현재 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 적은 지가 판단된다(S490).
이후, 상기 S490 단계에서, 현재 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 적지 않다면 비트맵 기반 재전송을 종료하며, 상기 S490 단계에서, 현재 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 적다면 S410 단계로 리턴된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 비트맵 기반의 스케줄링 방법 및 그 스케줄링을 이용한 재전송 방법은 비트맵을 기반으로 한 탄력적인 슬롯 할당을 통해 데이터 송수신시 발생할 수 있는 충돌 가능성을 회피할 수 있다. 또한, 셋팅된 비트맵을 토대로 데이터 송수신 시간을 계산, 전체 네트워크의 수집 완료 시간을 예측할 수 있다. 또한, 비트맵에 따라 각 센서 노드들의 실시간 스케줄링을 통하여 통신이 불필요한 구간에서의 전류 소모를 최소화함으로써 에너지 효율적인 시스템 구성이 가능하다. 또한, 수집하지 못한 데이터에 대해 스케줄링을 이용한 재전송 방법을 이용하여 완전한 데이터 수집을 통해 네트워크의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 수집기 200: 센서 노드

Claims (9)

  1. 각 센서 노드(200)가 수집기(100)로부터 전송된 데이터 요청 패킷을 수신하는 단계(S310)와;
    상기 각 센서 노드(200)가 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있는 지를 판단하는 단계(S320)와;
    상기 S320 단계에서, 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있지 않다면 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있지 않은 센서 노드가 비트맵 정보 비트가 '1'로 세트된 모든 센서 노드의 백워드 슬립 시간을 계산하는 단계(S330)와;
    상기 S330 단계에서, 비트맵 정보 비트가 '1'로 세트된 모든 센서 노드의 백워드 슬립 시간을 계산한 센서 노드는 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업하는 단계(S340)와;
    상기 S320 단계에서, 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있다면 자신의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트가 세트('1')되어 있는 센서 노드는 포워드 슬립 시간을 계산하고 백워드 슬립 시간을 계산하는 단계(S350)와;
    상기 S350 단계에서, 포워드 슬립 시간을 계산하고 백워드 슬립 시간을 계산한 센서 노드는 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업하는 단계(S360)와;
    상기 S360 단계에서, 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드는 데이터 요청 패킷에 대한 응답을 수행하는 단계(S370)와;
    상기 S370 단계에서, 데이터 요청 패킷에 대한 응답을 수행한 센서 노드는 백워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업하는 단계(S380); 및
    상기 S340 단계에서, 포워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드는 PPD를 수행하고, 상기 S380 단계에서, 백워드 슬립 시간 동안 딥 슬립을 수행하고 웨이크업한 센서 노드도 PPD를 수행하는 단계(S390)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트맵 기반의 스케줄링 방법.
  2. 수집기(100)가 데이터 요청 패킷을 통해 수집된 센서 노드의 비트맵 정보를 확인하여, 처음 요청했던 비트맵 정보와 비교해 일치하지 않는 경우, 재전송을 시작함과 동시에 재전송값을 초기화하고 최대 재전송 횟수값을 저장하는 단계(S400)와;
    상기 수집기(100)가 데이터 요청 패킷을 수신한 각 센서 노드에 대한 비트맵 정보를 생성하고 비트맵 정보에 의한 전체 수신 대기 시간을 계산하는 단계(S410)와;
    상기 수집기(100)가 비트맵 정보를 포함하는 데이터 요청 패킷을 각 센서 노드에 전송하는 단계(S420)와;
    상기 수집기(100)가 각 센서 노드로부터 데이터 수신을 대기할 지를 판단하는 단계(S430)와;
    상기 S430 단계에서, 수집기(100)가 센서 노드로부터 데이터를 수신하면 데이터가 수신된 센서 노드에 해당하는 비트맵 정보 비트를 '1'로 세트하는 단계(S440)와;
    상기 S430 단계에서, 수집기(100)가 센서 노드로부터 데이터를 수신하지 못하면 수신된 비트맵 정보에서 '1'로 세트된 비트맵 정보를 체크하는 단계(S450)와;
    상기 수집기(100)에 의해 수신된 비트맵 정보가 전체 데이터 요청 비트맵 정보 보다 적은 지가 판단되는 단계(S460)와;
    상기 S460 단계에서, 수신된 비트맵 정보가 전체 데이터 요청 비트맵 정보 보다 적다면 수신된 비트맵 정보를 반전하여 비트맵 정보를 재생성하는 단계(S470)와;
    재전송 횟수 값이 1 증가하는 단계(S480); 및
    상기 수집기(100)에 의해 현재 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 적은 지가 판단되는 단계(S490);를 포함하고,
    상기 비트맵 정보는 요청하고자 하는 센서 노드의 노드 넘버의 비트맵 정보 비트를 '1'로 세팅하며, 수신된 비트맵 정보를 반전시켜 요청 패킷에 포함하여 전송하는 것을 특징으로 하는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 S430 단계에서, 상기 수집기(100)가 센서 노드로부터 데이터를 수신하지 못하면 타이머를 아웃하며;
    상기 S440 단계에서, 상기 수집기(100)가 센서 노드로부터 데이터를 수신하면 대기 시간을 계측하기 위해 타이머가 스타트되는 것을 특징으로 하는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 S450 단계에서, 수신된 비트맵 정보가 전체 데이터 요청 비트맵 정보 보다 적지 않다면 비트맵 기반 재전송이 종료되는 것을 특징으로 하는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 S490 단계에서, 현재 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 적지 않다면 비트맵 기반 재전송이 종료되는 것을 특징으로 하는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 S490 단계에서, 현재 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 적다면 S410 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 데이터 요청 패킷을 수신한 각 센서 노드가 비트맵 정보를 기반으로 하여 재차 스케줄링을 실시하고, 재전송 요청 목록에 포함된 센서 노드가 재전송을 수행하는 것을 특징으로 하는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 재전송은 지정된 최대 재전송 횟수를 기반으로 수집하고자 하는 모든 센서 노드의 데이터 수집이 완료될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 비트맵 기반의 스케줄링을 이용한 재전송 방법.
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