KR101674182B1 - 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법 - Google Patents

무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101674182B1
KR101674182B1 KR1020150030538A KR20150030538A KR101674182B1 KR 101674182 B1 KR101674182 B1 KR 101674182B1 KR 1020150030538 A KR1020150030538 A KR 1020150030538A KR 20150030538 A KR20150030538 A KR 20150030538A KR 101674182 B1 KR101674182 B1 KR 101674182B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
node
channel
nodes
neighboring
wireless sensor
Prior art date
Application number
KR1020150030538A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160107597A (ko
Inventor
추현승
공태호
염상길
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020150030538A priority Critical patent/KR101674182B1/ko
Publication of KR20160107597A publication Critical patent/KR20160107597A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101674182B1 publication Critical patent/KR101674182B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/541—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference
    • H04W72/082—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • Y02B60/50—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

본 발명의 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법은 무선 센서 네트워크를 구성하는 각 노드에 할당된 타임슬롯에 대한 정보를 바탕으로 타임슬롯의 충돌 발생 여부를 탐색하는 단계, 타임슬롯의 충돌이 발생하는 경우 노드들 중 신호 간섭이 발생하거나 발생이 예측되는 관계에 있는 간섭 노드들을 확인하는 단계, 간섭 노드들에 서로 상이한 채널을 할당하는 단계, 및 간섭 노드들의 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계를 포함한다. 이때, 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계는 해당 이웃노드와 연결된 간섭 노드와 동일한 채널을 할당한다.

Description

무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법 {BROADCASTING METHOD IN WIRELESS SENSOR NETWORKS}
본 발명은 듀티 사이클 환경의 멀티채널 무선 센서 네트워크에서 채널 스위칭을 최소화한 브로드캐스팅 방법에 관한 것이다.
센서 노드는 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks: WSN)를 구성하는 기본 요소이며, 수집한 데이터를 스스로 구성한 네트워크를 통하여 데이터를 전달하기 위해 센싱과 통신 기능을 가지고 있는 일종의 작은 장치이다. 무선 센서 네트워크는 센서 노드들이 센서를 통해 데이터를 수집 및 전달하는 용도로, 의료 서비스, 재난 관리, 목표 추적 등의 다양한 응용 분야에서 널리 사용되고 있다.
일반적으로, 무선 센서 네트워크는 세가지 방향으로 개발되어 왔다. 첫째, 공유된 무선 통신 매체에서 채널 경합(contention)과 패킷 충돌을 최소화함으로써 높은 패킷 전달률을 얻는 것이다. 둘째, 지향성 안테나의 공간적인 재활용 능력을 활용함으로써 센서 네트워크의 작업 처리량 특성을 향상시키는 것이다. 셋째, 전력 소비를 최소화함으로써 센서 배터리의 수명을 연장시키는 것이다.
한편, 기존의 싱글채널 무선 센서 네트워크의 송수신 방법은 두 노드가 하나의 채널을 독점적으로 사용하므로 통신이 끝날 때까지 주변의 다른 노드들의 데이터 전송에 제약을 가지고 있다. 이를 보완하기 위해 듀티 사이클을 이용하여 노드간의 전송 시간을 스케줄링 하였으나, 노드의 밀집도가 높은 환경의 네트워크에서는 효율을 향상시킬 수 없었다. 이러한 기존의 문제점을 해결하고자 멀티채널 방식이 연구되었다.
멀티채널 무선 센서 네트워크는 여러 개의 채널을 사용하므로 두 노드가 특정 채널을 사용하여 송수신하더라도 주변의 다른 노드들은 다른 채널을 사용하여 데이터 전송을 할 수 있다. 이에 따라, 전체 노드의 동시 전송 데이터양이 증가하게 된다. 또한, 채널의 충돌을 방지하기 위해, 기존의 듀티 사이클을 이용한 전송 시간의 스케줄링 뿐아니라 채널 선택의 스케줄링도 고려해야 한다는 문제점이 있다. 채널 스케줄링의 기존 연구의 대부분은 인접한 노드에 모두 다른 채널을 할당하는 경우이다. 하지만, 채널 스위칭이 고려되지 않아 에너지 효율이 떨어지게 된다.
무선 센서 네트워크에서 에너지 효율을 높이기 위하여, 한국 공개 특허공보 제 10-2012-0006794호(발명의 명칭: 무선 센서 네트워크의 에너지 효율 향상방법)는 수신측 노드가 송신측 노드로부터 제공된 듀티 사이클, 데이터 재전송 간격 및 데이터 재전송 횟수를 근거로 하여 산출되는 시점을 기준으로 송신측 노드의 주기와 동기화함으로써 노드 간의 불필요한 재전송 횟수를 크게 감소시킬 수 있어서 전송 지연을 감소시키면서 에너지 소비를 줄일 수 있는 방법을 개시하고 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 듀티 사이클 환경의 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법에 있어서 타임슬롯을 고려하여 채널을 효율적으로 할당하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 듀티 사이클 환경의 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법은 무선 센서 네트워크를 구성하는 각 노드에 할당된 타임슬롯에 대한 정보를 바탕으로 타임슬롯의 충돌 발생 여부를 탐색하는 단계, 타임슬롯의 충돌이 발생하는 경우 노드들 중 신호 간섭이 발생하거나 발생이 예측되는 관계에 있는 간섭 노드들을 확인하는 단계, 간섭 노드들에 서로 상이한 채널을 할당하는 단계, 및 간섭 노드들의 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계를 포함한다. 이때, 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계는 해당 이웃노드와 연결된 간섭 노드와 동일한 채널을 할당한다.
본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법은 타임슬롯(time slot)을 할당함에 있어서, 간섭이 일어나는 노드들에 대해서는 서로 다른 채널을 할당하고, 그 이웃하는 노드들에 대해서는 같은 채널을 할당하므로, 노드들 간의 충돌을 방지하도록 하고, 센서노드의 전력소비가 최소화되도록 하며, 센서 노드의 수명을 오래 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 기존의 무선 센서 네트워크 구조와 이에 따른 문제점의 예시도이다.
도 2는 기존의 무선 센서 네트워크 구조의 할당된 채널의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법에 의한 네트워크 구조에서 할당된 채널의 개념도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
무선 센서 네트워크 구조는 계층적이며 각 클러스터마다 하나의 클러스터 헤드를 갖는 센서들의 클러스터들로 구성되어 있다. 일반적으로, 클러스터링 네트워크는 여러 개의 클러스터(cluster)들로 나눠지며 각각의 클러스터는 하나의 클러스터 헤드(CH: Cluster Head)와 복수의 클러스터 멤버(CM: Cluster Member)를 포함한다. 하나의 클러스터 내에서 센서 노드들에 의해 수집된 데이터는 다수의 홉을 거쳐 클러스터 헤드로 포워딩 된다.
그 후, 클러스터 헤드를 향해 생성된 하류 트래픽(downstream traffic)은 상급의 (upper-tier) 게이트웨이 노드로, 궁극적으로는 명령, 및 제어 센터와 같은 단일의 네트워크 위치로 전달된다. 게다가, 이 중심 위치에서 생성된 메시지들은 반대 방향의 센서 노드들에 전달되어야 한다. 네트워크가 다수의 개별적인(disjoint) 클러스터들로 나뉘어져 있기 때문에, 각각의 클러스터에서 프로토콜의 각 경우가 실행된다. 본 발명에 있어서 이하에서는 하나의 클러스터에 대해 예를 들도록 한다.
한편, 무선 센서 네트워크 상에서 송수신한 데이터의 신뢰성을 확보하기 위해서는 신호가 방해되거나, 대역내 간섭이 일어나는 것을 지양해야 한다. 특히, 간섭은 서로 인접하여 위치된 각각의 노드에 동일한 타임슬롯을 할당받은 경우, 무선 신호에 대하여 통신 신호간에 일어나는 것으로, 간섭이 일어나는 노드는 송수신시, 서로의 신호의 크기 등에 영향을 주거나, 원치 않은 잡음을 생성하여, 본래의 신호를 왜곡되게 만든다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 듀티 사이클 환경의 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법을 설명하도록 한다.
도 1은 기존의 무선 센서 네트워크 구조와 이에 따른 문제점의 예시도이다.
도 1은 수신-기반 제한 그래프(Receiver-based Constraint Graph) 기반으로 멀티채널을 할당하는 방법을 나타내고 있다. 기존의 방법은 수신시 채널의 충돌을 방지하기 위해, 수신(receiver) 노드로 이루어진 제한 그래프를 생성하고 충돌이 발생하는 두 노드를 연결한다. 이때, 연결된 두 노드 간에 같은 채널이 할당되면 두 노드는 채널 충돌이 발생할 수 있다.
도 1의 (a)는 기존의 무선 센서 네트워크 구조의 연결관계를 보여준다. 실선은 노드 간의 송수신 경로를 나타내고, 점선은 두 노드 사이에 간섭이 있음을 의미한다. 여기에서 A는 B 및 C와 연결되어 데이터를 송수신 할 수 있다. B와 C는 서로 인접하여 무선 신호에 대하여 통신 신호간에 간섭이 발생할 가능성이 있다. 도 1의 (b)는 수신 노드를 이용하여 채널 충돌이 발생할 수 있는 두 노드를 연결한 제한그래프이다. 연결된 두 노드 간 같은 채널을 할당한다면 채널 충돌이 발생할 수 있음을 의미한다.
이로 인해, 기존의 많은 연구들은 인접한 노드에 모두 다른 채널을 할당함으로써 채널 충돌을 회피하였다. 하지만 채널이 같더라도 타임슬롯이 다르다면 충돌이 발생하지 않으므로 타임슬롯으로 분할이 되어 있는 노드 간엔 다른 채널을 사용하지 않아도 된다. 따라서 이웃하는 노드 간 같은 채널을 할당해 준다면 채널 스위칭이 필요 없으므로 채널 스위칭에 소모되는 에너지를 줄일 수 있다.
참고로, 타임슬롯이 할당된 동안의 하나 또는 그 이상의 노드 그룹들은 다른 짝(pair)에 영향을 주지 않고 통신할 수 있다. 잠정적으로 경합 또는 충돌이 일어날 짝들은 각기 다른 타임슬롯에 통신하도록 스케쥴링된다. 일정 타임슬롯에서 통신을 하게 되면, 그 외의 시간에는 무선 센서들은 전력 절약을 위한 슬립모드로 작동하여 전력소비를 최소화 하기 위해 자신들의 안테나를 끌 수 있다.
이와 같은 방법의 무선 센서 네트워크의 채널 할당 방법은 도 2에서 좀더 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 기존의 무선 센서 네트워크 구조의 할당된 채널의 개념도이다.
도 2와 같이, 기존의 방법은 이웃한 노드들에 서로 다른 채널을 할당하여 채널 충돌을 회피할 수 있다. 기존의 방법은 이웃한 노드들에 서로 다른 채널을 할당하여 채널 충돌을 회피한다.
도 2의 무선 센서 네트워크 구조를 좀더 자세히 살펴보면, 노드 A는 채널 f1으로 할당되고, 노드 B는 채널 f2로 할당되고, 노드 C는 채널 f3으로 할당되고, 노드 G는 채널 f4로 할당되어 있는 것을 확인할 수 있다.
이때, 타임슬롯은 노드 A에서 노드 B로 전송되는 경우가 1(첫 번째), 노드 A에서 노드 C로 전송되는 경우와 노드 B에서 이웃노드 D, E, 및 F로 전송되는 경우가 2(두 번째)로 스케쥴링되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 노드 C에서 노드 G 및 노드 H로 전송될 때의 타임슬롯이 3(세번째)으로 할당되어 있는 것을 확인할 수 있다.
여기에서, 노드 B 및 노드 C는 노드 A와 직접적으로 송수신하는 관계에 있다. 또한, 노드 B와 노드 C는 서로 인접하여 무선 신호에 대하여 통신 신호간에 간섭이 발생할 가능성이 있다. 또한, 노드 G와 노드 H도 마찬가지로 노드 C와 직접적으로 송수신하는 관계에 있고, 서로 인접하여 무선 신호에 대하여 통신 신호간에 간섭이 발생할 가능성이 있다. 도 2에서 실선은 노드간의 송수신 경로를 나타내고, 점선은 두 노드 사이에 간섭이 있음을 의미한다.
참고로, 이때의 채널 스위칭은 노드 A에서부터 모든 노드로 브로드캐스팅이 완료될 때까지 총 6번이 필요하다.
좀더 자세히 설명하면, 도 2의 경우는 노드 B, 노드 C는 노드 A로부터 수신하기 위해 노드 A와 동일한 채널 f1으로 변경하고, 다시 이웃 노드로 송신을 위해 자신의 채널로 변경할 수 있다. 노드 G는 노드 C로부터 수신하기 위해 채널 f3으로 변경하고, 다시 노드 I 및 노드 J로 송신하기 위해서 채널 f4로 변경하게 된다.
한편, 연결된 노드 간 할당된 타임슬롯의 스케쥴이 다르기 때문에, 클러스터 헤드로 사용되는 노드와 클러스터 멤버로 사용되는 노드 중 어느 하나와 서로 같은 채널로 할당하고, 나머지 클러스터 멤버의 노드를 다른 채널로 할당하여도 충돌이 발생하지 않는 경우를 조합할 수 있다.
예를 들어, 노드 A와 노드 B를 같은 채널인 f1으로 할당하고, 노드 C를 다른 채널 f2로 할당하여도, 타임슬롯의 스케쥴에 의하여 서로 간섭되지 않는 상태에서 송수신할 수 있다. 또한, 이 경우에는 노드 A와 노드 B가 같은 채널인 f1으로 할당이 되어 있기 때문에, 송신과 수신을 하기 위한 스위칭 횟수를 감소시킬 수 있다.
보다 자세한 방법은, 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법을 설명하기에 앞서, 본 발명의 해당하는 노드 간 연결 정보, 및 이웃 노드들의 관계 정보는 트리 구축 과정에서 수집될 수 있다. 예를 들면, 노드 B와 노드 C가 서로 인접하여 무선 신호에 대하여 통신 신호간에 간섭이 발생할 가능성이 있는지의 여부의 정보가 수집될 수 있다. 이를 위하여, 제어 노드와 같은 형태의 정보 수집 장치가 추가될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법에 의한 네트워크 구조에서 할당된 채널의 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법은 무선 센서 네트워크를 구성하는 각 노드에 할당된 타임슬롯에 대한 정보를 바탕으로 타임슬롯의 충돌 발생 여부를 탐색하는 단계(S310), 타임슬롯의 충돌이 발생하는 경우 노드들 중 신호 간섭이 발생하거나 발생이 예측되는 관계에 있는 간섭 노드들을 확인하는 단계(S330), 간섭 노드들에 서로 상이한 채널을 할당하는 단계(S350), 및 간섭 노드들의 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계(S370)를 포함한다.
이때, 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계(S370)는 해당 이웃 노드와 연결된 간섭 노드와 동일한 채널을 할당하는 것이다.
우선, 각 노드에 할당된 타임슬롯에 대한 정보를 바탕으로 타임슬롯의 충돌 발생 여부를 탐색한다(S310).
도 4의 (a)를 함께 참조하면, 노드 A와 노드 B, 노드 G와 노드 I, 및 노드 J는 타임슬롯이 1로 할당이 되어있는 상태이다. 이때, 노드 A에서 노드 B의 송신과 노드 G에서 노드 I, 및 노드 J의 송신은 서로 간섭이 일어나는 상태에 위치되어 있지 않기 때문에, 타임슬롯의 충돌이 일어나지 않는 것을 알 수 있다.
다음으로, 앞선 단계(S310)에서 탐색된 결과, 타임슬롯의 충돌이 발생하는 경우에는 노드들 중 신호 간섭이 발생하거나 발생이 예측되는 관계에 있는 간섭 노드들을 확인한다(S330). 즉, 신호 간섭이 발생하는 관계에 있는 제 1 노드 및 제 2 노드를 확인한다.
예를 들어, 도 4의 (a)를 참조하면, 노드 A와 노드 C, 노드 B와 노드 D 내지 노드 F는 타임슬롯이 2로 할당이 되어 있는 상태이고, 노드 B와 노드 C의 송수신은 서로 인접하여 무선 신호에 대하여 통신 신호간에 간섭이 발생할 가능성이 있다 는 것을 확인할 수 있다. 같은 채널이 할당될 경우 노드 A가 노드 C에 송신하고 동시에 노드 B가 노드 D 내지 노드 F에 송신하게 되면 충돌이 발생할 수 있다.
다음으로, 앞선 단계(S330)에서 확인된 간섭 노드들에 서로 상이한 채널을 할당한다(S350). 즉, 제 1 노드에 제 1 채널을 할당하고, 제 2 노드에 제 2 채널을 할당한다. 또한, 앞선 단계(S330)에서 확인된 간섭 노드들의 개수가 3개 이상인 경우에도, 제 1 노드에 제 1 채널을 할당하고, 제 2 노드에 제 2 채널을 할당하고, 제 3 노드에 제 3 채널을 할당할 수 있다.
도 4의 (b)를 함께 참조하면, 앞서서 전술한 바와 같이 노드B와 노드 C는 송수신의 간섭이 일어날 수 있으므로 채널을 각각 f1, f2로 할당할 수 있다.
다음으로, 앞선 단계(S350)에서 간섭 노드에 채널이 할당되면, 간섭 노드들의 이웃 노드에 대하여 채널을 할당한다(S370). 즉, 제 1 노드의 이웃 노드에 제 1 채널을 할당하고, 제 2 노드의 이웃 노드에 제 2 채널을 할당한다.
특히, 이웃 노드에 대하여 동일한 채널을 할당하는 단계(S370)는, 제 1 노드의 이웃 노드와 제 2 노드의 이웃 노드가 공통되는 경우, 제 1 노드 및 제 2 노드 중 어느 하나의 노드와 동일한 채널을 할당할 수 있다. 또한, 제 1 노드 및 제 2 노드 중 인접한 이웃 노드의 개수가 적은 노드와 동일한 채널을 할당할 수 있다.
여기에서, 노드 A 내지 노드 C, 및 노드 G는 송수신을 할 수 있는 채널이고, 노드 D 내지 노드 F, 및 노드 H 내지 노드 J는 송신만을 할 수 있는 채널이다. 본 발명에서 설명하는 이웃 노드는 송수신을 모두 할 수 있는 노드를 의미한다.
이에 따라, 다시 도 4의 (b)를 참조하면, 노드 B의 경우 전송 경로에 이웃하는 노드가 A밖에 존재하지 않지만, 노드 C의 경우는 노드 A, 및 노드 G가 존재한다. 따라서, 인접한 이웃 노드의 개수가 적은 노드 B와, 노드 B의 이웃 노드인 노드 A에 같은 채널 f1을 할당해 줄 수 있다.
또한, 노드 C의 이웃 노드에 해당하는 노드 G의 경우, 노드 G는 노드 H와 간섭 관계에 놓여있지만, 노드 G의 경우는 노드 I, 및 노드 J로 송신하므로 f2로 같은 채널로 할당된 것을 확인할 수 있다.
앞서서 전술한 도 2의 경우와 비교하면, 도 4의 경우는 채널 스위칭 횟수가 감소된 것을 확인할 수 있다. 도 2의 경우는 노드 A에서부터 모든 노드로 브로드캐스팅이 완료될 때까지 총 6번의 채널 스위칭이 필요하지만, 도 4의 경우는 총 2번의 채널 스위칭만이 필요하다는 것을 알 수 있다.
좀더 자세히 설명하면, 도 2의 경우는 노드 B, 노드 C는 노드 A로부터 수신하기 위해 노드 A와 동일한 채널 f1으로 변경하고, 다시 이웃 노드로 송신을 위해 자신의 채널로 변경할 수 있다. 노드 G는 노드 C로부터 수신하기 위해 채널 f3으로 변경하고, 다시 노드 I 및 노드 J로 송신하기 위해서 채널 f4로 변경하게 된다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 경우는, 노드 C는 노드 A로부터 수신하기 위해 채널 f1로 변경하고, 다시 노드 G로 송신을 위해 채널 f2로 변경하게 된다. 이로 인하여, 채널의 스위칭 횟수가 크게 감소된 것을 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법에 있어서,
    상기 무선 센서 네트워크를 구성하는 각 노드에 할당된 타임슬롯에 대한 정보를 바탕으로 동일 타임슬롯이 할당된 노드들을 검출하여 타임슬롯의 충돌 발생 여부를 탐색하는 단계;
    상기 타임슬롯의 충돌이 발생하는 경우 상기 노드들 중 신호 간섭이 발생하거나 발생이 예측되는 관계에 있는 간섭 노드들을 확인하는 단계;
    상기 간섭 노드들에 상기 할당된 타임슬롯의 변경없이 서로 상이한 채널을 할당하는 단계; 및
    상기 간섭 노드들의 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계를 포함하되,
    상기 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계는 해당 이웃노드와 연결된 간섭 노드와 동일한 채널을 할당하는 것인 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭 노드들을 확인하는 단계는
    신호 간섭이 발생하는 관계에 있는 제 1 노드 및 제 2 노드를 확인하고,
    상기 간섭 노드들에 서로 상이한 채널을 할당하는 단계는
    상기 제 1 노드에 제 1 채널을 할당하고, 제 2 노드에 제 2 채널을 할당하고,
    상기 이웃 노드에 대하여 채널을 할당하는 단계는
    상기 제 1 노드의 이웃 노드에 상기 제 1 채널을 할당하고, 상기 제 2 노드의 이웃 노드에 제 2 채널을 할당하는 것인 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이웃 노드에 대하여 동일한 채널을 할당하는 단계는
    상기 제 1 노드의 이웃 노드와 제 2 노드의 이웃 노드가 공통되는 경우,
    제 1 노드 및 제 2 노드 중 어느 하나의 노드와 동일한 채널을 할당하는 것인 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이웃 노드에 대하여 동일한 채널을 할당하는 단계는
    상기 제 1 노드의 이웃 노드와 제 2 노드의 이웃 노드가 공통되는 경우,
    제 1 노드 및 제 2 노드 중 인접한 이웃 노드의 개수가 적은 노드와 동일한 채널을 할당하는 것인 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법.
KR1020150030538A 2015-03-04 2015-03-04 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법 KR101674182B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150030538A KR101674182B1 (ko) 2015-03-04 2015-03-04 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150030538A KR101674182B1 (ko) 2015-03-04 2015-03-04 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160107597A KR20160107597A (ko) 2016-09-19
KR101674182B1 true KR101674182B1 (ko) 2016-11-08

Family

ID=57102862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150030538A KR101674182B1 (ko) 2015-03-04 2015-03-04 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101674182B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101989148B1 (ko) * 2017-11-22 2019-06-13 성균관대학교산학협력단 트리 생성 방법 및 스케쥴링 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100051245A (ko) * 2008-11-07 2010-05-17 삼성전자주식회사 무선 센서 네트워크에서 논리적 채널 할당 방법
KR101027853B1 (ko) * 2009-08-28 2011-04-07 포항공과대학교 산학협력단 무선 센서 네트워크의 브로드캐스트 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. Ghosh, et. al., Multichannel scheduling and spanning trees: throughput-delay tradeoff for fast data collection in sensor networks, IEEE/ACM Trans. Net., Vol. 19, no. 6, Dec. 2011
X. Lin and S. Rasool, "A distributed joint channel-assignment, scheduling and routing algorithm for multi-channel ad hoc wireless networks", in Proc., IEEE INFOCOM 2007

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160107597A (ko) 2016-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8248989B2 (en) Wireless network system using cyclic frame
US8331311B2 (en) Distributed channel hopping method in wireless ad-hoc network
EP2552168B1 (en) Clustering and resource allocation in ad hoc networks
Felemban et al. Samac: A cross-layer communication protocol for sensor networks with sectored antennas
US20070076655A1 (en) Method and system for providing a modified timed division multiple access (TDMA) for reduced delay
Mansoor et al. Cognitive radio ad-hoc network architectures: a survey
JP2011514691A (ja) 複数のノードを含む無線ネットワークにおいて通信するための方法
US20090161637A1 (en) Communication apparatus and method in wireless sensor network
KR101916328B1 (ko) ＴＳＣＨ 기반의 ＩｏＴ 환경에서 ＲＰＬ을 이용한 비콘 스케줄링 장치 및 방법
KR100970386B1 (ko) 무선 센서 네트워크에서의 센서 노드 간의 타이밍 스케줄링방법 및 장치
Al-Nidawi et al. Tackling mobility in low latency deterministic multihop ieee 802.15. 4e sensor network
Jiao et al. Duty-cycle-aware minimum latency broadcast scheduling in multi-hop wireless networks
JP5782954B2 (ja) 通信装置、通信プログラム、ノード装置及びネットワーク
Dang et al. A hybrid multi-channel MAC protocol for wireless ad hoc networks
US20160050040A1 (en) Radio communication system and radio communication method
KR101674182B1 (ko) 무선 센서 네트워크에서의 브로드캐스팅 방법
JP2005142883A (ja) 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム
Rehmani Opportunistic data dissemination in ad-hoc cognitive radio networks
Nur et al. A duty cycle directional mac protocol for wireless sensor networks
Yang et al. Optimal time and channel assignment for data collection in wireless sensor networks
Wu et al. A multichannel MAC protocol for IoT-enabled cognitive radio ad hoc networks
Mabrouk et al. Intra-cluster multichannel scheduling algorithm for cognitive radio sensor networks
Kim et al. Mac protocols for energy-efficient wireless sensor networks
Sajat et al. A critical review on energy-efficient medium access control for wireless and mobile sensor networks
Wang et al. Overview of multi-channel MAC protocols in wireless networks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190905

Year of fee payment: 4