KR101679331B1 - 사물통신기기, 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템 및 방법 - Google Patents

사물통신기기, 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사물통신기기, 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 사물통신기기는 상기 사물통신기기가 특정 네트워크환경에 적합한 통신 프로토콜을 운용하도록 설계된 사물통신 프로토콜부; 상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크에 관한 상황정보를 수집하고 상기 상황정보에 기초하여 변경된 통신 상황에 적합한 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 서비스지원 엔진부; 및 상기 서비스지원 엔진부에서 추론한 정책 및 정보에 기초하여 상기 사물통신 프로토콜부가 운용되도록 인터페이스하는 통신지원 인터페이스부를 포함한다.
이에 의해 수중, 지중 또는 산악지역과 같은 제약환경에서 다른 네트워크로 이동하거나 재난 등의 발생으로 기존 네트워크를 통한 통신이 불가능한 경우, 변경된 환경에서 요구되는 통신 프로토콜 운영을 위한 정보를 획득 및 가공하여 새로운 M2M/IoT 네트워크와 연동 및 통신 기능의 수행을 가능하다.

Description

사물통신기기, 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템 및 방법{M2M/IOT Device, Dynamic System and Method of Supporting Communication Protocol for M2M/IoT Network in Heterogeneous Constrained Environment}
본 발명은 사물통신기기, 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이동성을 갖는 사물통신기기가 이기종의 다양한 제약환경으로 이동하는 경우 각 환경에 적합한 통신 프로토콜 운영을 위한 정보를 제공하는 동적 통신 프로토콜 지원 시스템, 방법 및 사물통신기기에 관한 것이다.
수중, 지중 또는 산악지역과 같은 제약환경에서 운용되는 사물통신기기의 경우, 다양한 센서, 통신모듈 등이 탑재되어 있는 것이 일반적이다. 특히 제약환경에서 이동성을 가지는 사물통신기기는 이동 중에 각각의 환경에 적합한 통신 프로토콜 운영 정책이 요구된다.
그러나 기존의 사물통신기기의 경우, 이기종 제약환경에서도 운용되기 위해서는 다양한 통신환경에 맞는 통신 프로토콜이나 운용 정책 등에 관한 다양한 하드웨어나 소프트웨어 구성을 탑재해야 하는 문제가 있으며, 종래의 제약 환경 하에서의 사물통신기기는 통신 프로토콜의 각각의 계층이 각각의 통신환경 정보를 수집하는 기능을 중복해서 수행해야 하기 때문에 통신 프로토콜 중복 기능 탑재에 따른 오버로드가 발생하게 된다.
따라서 종래의 사물통신기기는 다양한 제약환경에서의 운영을 위한 동적 및 적응적 통신 프로토콜의 운용 및 지원 기능의 미흡으로 인해서 제약 환경에서의 단말의 통신이나 품질을 보장할 수 없는 문제점을 가지므로, 동적으로 통신 프로토콜의 운용 및 지원을 위한 연구가 필요한 실정이다.
또한, 사물통신기기의 다양한 제약환경으로의 이동뿐만 아니라, 재난 등이 발생하여 종래의 통신 네트워크가 통신불능 상태가 되는 경우와 같이, 실시간 통신이 요구되는 분야에서 적용상의 한계를 드러낸다.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 수중, 지중 또는 산악지역과 같은 제약환경에서 이동성을 가지는 사물통신기기에서 요구되는 통신 프로토콜 운영을 위한 정보를 별도로 획득 및 가공하여 기존 또는 새로 개발된 통신 프로토콜에 제공하는 메커니즘을 통해서 M2M/IoT 네트워크와 연동 및 통신 기능의 수행을 가능하도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 사물통신기기에 있어서, 상기 사물통신기기가 특정 네트워크환경에 적합한 통신 프로토콜을 운용하도록 설계된 사물통신 프로토콜부; 상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크에 관한 상황정보를 수집하고 상기 상황정보에 기초하여 변경된 통신 상황에 적합한 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 서비스지원 엔진부; 및 상기 서비스지원 엔진부에서 추론한 정책 및 정보에 기초하여 상기 사물통신 프로토콜부가 운용되도록 인터페이스하는 통신지원 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 서비스지원 엔진부는, 상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크의 상황에 관한 정보를 수집하여 관리하는 상황정보수집관리부; 및 상기 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크에 접속하기 위한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 상황정보추론관리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상황정보수집관리부는 상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크의 상황에 관한 정보를 수집하는 상황정보수집부; 상기 상황정보가 저장된 상황정보저장부; 및 상기 상황정보수집부가 수집한 상기 상황정보를 상기 상황정보저장부에 저장 관리하는 상황정보관리부를 포함할 수 있다.
더 나아가, 상기 상황정보추론관리부는 상기 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크에 접속하기 위한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 상황추론부; 추론한 상기 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보관리부가 저장된 추론정보저장부; 및 상기 상황추론부가 추론한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 상기 추론정보저장부에 저장 및 관리하기 위한 추론정보관리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서비스지원 엔진부는, 상기 상황정보수집관리부 및 상기 상황정보추론관리부를 제어하여 이기종 제약환경에서 사물통신 서비스를 지원하기 위한 서비스지원 수행부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 사물통신기기는, 상기 사물통신기기에 탑재되어 주변 상황을 센싱하기 위한 상황센서부; 및 상기 상황센서부로부터의 상황정보를 상기 상황정보수집관리부로 제공하기 위한 상황센서 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 서비스지원 엔진부는 상기 사물통신기기의 이동에 따른 통신 환경의 변경, 재난이나 장애 발생으로 인한 통신 환경 변경에 관한 상황정보를 인지할 수 있다.
그리고, 상기 서비스지원 엔진부는, 상기 사물통신 프로토콜부의 전송계층, 네트워크 계층, 데이터링크 계층, 물리계층 중 적어도 하나의 운용 정책이나 스케줄링 정보를 추론할 수 있다.
더 나아가, 상기 서비스지원 엔진부는, 상기 사물통신 프로토콜부의 실시간 서비스 제공에 대한 지원을 위해 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보를 수집 및 추론할 수 있다.
또한, 상기 통신지원 인터페이스부는, 상기 사물통신 프토토콜부의 다양한 계층과 연동이 가능한 크로스레이어(cross layer) 기반의　인터페이스를 제공하며 　상기 물리계층이나 다른 계층과의 연동을 통해서 통신 매체의 통신 품질 정보 등을 획득할 수 있다.
한편, 상기 목적은 이기종 제약환경에서 사물통신기기의 동적 통신 프로토콜 지원 방법에 있어서, 상기 사물통신기기에서 주기적 또는 비주기적으로 주변 통신 네트워크에 관한 상황정보를 수집 및 저장하는 단계; 상기 상황정보에 주변 통신 상황이 변동되어 있는지 확인하는 단계; 상기 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크 상황을 추론하는 단계; 및 상기 추론한 결과에 기초하여 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜의 운용 정책을 변경하는 단계를 포함하는 이기종 제약환경에서 사물통신기기의 동적 통신 프로토콜 지원 방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 주변 통신 네트워크가 변동되어 있는지 확인하는 단계는 상기 사물통신기기의 이동에 따른 통신 네트워크의 변경, 재난이나 장애 발생으로 인한 통신 환경 변경 여부를 확인할 수 있다.
또한, 상기 목적은 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템에 있어서, 사물통신 서비스서버; 복수 개의 제약환경 또는 비제약환경 사물지역네트워크; 상기 복수 개의 제약환경 또는 비제약환경 사물 지역 네트워크 중 어느 하나의 사물 지역 네트워크에서 통신하는 사물통신기기를 포함하며; 상기 사물통신기기는 상기 사물통신기기의 이동에 따른 통신 네트워크의 변경, 재난이나 장애 발생으로 인한 통신 환경 변경 여부에 관한 상황정보를 주기적또는 비주기적으로 수집하고, 변경된 통신 환경에 적합한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하여, 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜을 변경하여 운용하는 것을 특징으로 하는 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 사물통신기기는, 상기 사물통신기기가 특정 네트워크환경에 적합한 통신 프로토콜을 운용하도록 설계된 사물통신 프로토콜부; 상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크에 관한 상황정보를 수집하고 상기 상황정보에 기초하여 변경된 통신 상황에 적합한 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 서비스지원 엔진부; 및 상기 서비스지원 엔진부에서 추론한 정책 및 정보에 기초하여 상기 사물통신 프로토콜부가 운용되도록 인터페이스하는 통신지원 인터페이스부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 서비스지원 엔진부는, 상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크의 상황에 관한 정보를 수집하여 관리하는 상황정보수집관리부; 및 상기 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크에 접속하기 위한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 상황정보추론관리부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 사물통신기기는, 상기 사물통신기기에 탑재되어 주변 상황을 센싱하기 위한 상황센서부; 및 상기 상황센서부로부터의 상황정보를 상기 상황정보수집관리부로 제공하기 위한 상황센서 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 사물통신기기, 사물통신기기의 동적 통신 프로토콜 지원 방법 및 시스템은 수중, 지중 또는 산악지역과 같은 제약환경에서 다른 네트워크로 이동하거나 재난 등의 발생으로 기존 네트워크를 통한 통신이 불가능한 경우, 변경된 환경에서 요구되는 통신 프로토콜 운영을 위한 정보를 획득 및 가공하여 새로운 M2M/IoT 네트워크와 연동 및 통신 기능의 수행을 가능하도록 할 수 있다.
특히, 본 발명은 기존의 사물통신 프로토콜의 변경 없이 또는 최소한 변경을 통해서 다양한 이기종 제약환경에서 이동성을 갖는 사물통신기기의 통신을 보장한다.
또한, 특히 MAC 계층 이상에서 운영되는 통신 프로토콜에서 실시간 서비스 제공에 대한 지원을 위해 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보를 주기적으로 갱신 및 축적하여 제공함으로써, 이기종 제약환경에서 다양한 응용 분야의 실시간 서비스 요구사항을 만족할 수 있다.
또한, 제공되는 정보를 기반으로 동적 혼합형 통신 프로토콜만의 운용이 가능하게 되어 이기종 제약환경에서 필요로 하는 다양한 통신 프로토콜들을 단말에 탑재 시 발생할 수 있는 과도한 오버로드 문제점을 해결할 수 있다.
더 나아가, 기존 제약환경을 위한 통신 프로토콜이 각각 통신환경 정보를 수집하는 기능을 중복적으로 가지고 있었기 때문에 이를 개선하기 위해서　통신 상황정보 수집 및 추론하는　공통의 기능을 따로 추출하여 제공함으로써 통신 프로토콜의 중복 기능 탑재에 따른 오버헤드 제거의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물통신기기의 제어블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스지원 엔진부의 상세 제어블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이기종 제약환경에서 사물통신기기의 동적 통신 프로토콜 지원 방법의 제어흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템의 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물통신기기의 제어블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사물통신기기(100)는 사물통신 프로토콜부(110), 서비스지원 엔진부(120), 및 통신지원 인터페이스부(130)를 포함한다.
본 명세서에서 사물통신기기(100)는 일반적인 사물통신(Machine-to-Machine Communication: M2M)을 위한 기기 또는 사물(Internet of Things: IoT)을 포함하는 넓은 의미로 사용된다.
사물통신 프로토콜부(110)는 사물통신기기(100)가 특정 네트워크환경에 적합한 통신 프로토콜을 운용하도록 설계된 것으로, WiFi/BT/ZigBee/6LoWPAN과 같은 기존의 표준 통신 프로토콜이나 특정 환경 전용의 통신 프로토콜이 사용되어 운용될 수 있다.
사물통신 프로토콜부(110)는 전송계층, 네트워크 계층, 데이터링크 계층, 물리계층 등을 포함할 수 있다.
서비스지원 엔진부(120)는 사물통신기기(100)의 주변 통신 네트워크에 관한 상황정보를 수집하고 상황정보에 기초하여 변경된 통신 상황에 적합한 사물통신기기(100)의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하여, 사물통신기기(100)가 변경된 환경하에서 M2M/IoT 네트워크와 연동 및 통신 기능을 수행할 수 있도록 지원하는 모듈이다. 예컨대, 서비스지원 엔진부(120)는 사물통신기기(100)의 이동에 따른 통신 환경의 변경이나, 재난이나 장애 발생으로 인한 통신 환경 변경에 관한 상황정보를 인지하여 변경된 환경에서 요구되는 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론 및 적용하여 사물통신기기(100)가 계속적으로 통신 가능하도록 해 준다.
서비스지원 엔진부(120)는 사물통신 프로토콜부(110)의 전송계층(111), 네트워크 계층(113), 데이터링크 계층(115), 물리계층(117) 중 적어도 하나의 운용 정책이나 스케줄링 정보를 추론하여 변경할 수 있도록 해당 정보를 제공한다.
특히, 서비스지원 엔진부(120)는 MAC 계층 이상에서 운영되는 통신 프로토콜에서 실시간 서비스 제공에 대한 지원을 위해 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보를 주기적으로 갱신 및 축적하여 제공하는 기능을 지원한다. 서비스지원 엔진부(120)에 관한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
통신지원 인터페이스부(130)는 서비스지원 엔진부에서 추론한 정책 및 정보에 기초하여 현재의 통신 환경에서 사물통신기기(100)에서 요구되는 사물통신 프로토콜부(110)의 운용을 위한 정보를 인터페이스하기 위한 것으로, 변경된 통신 프로토콜 운용 및 스케줄링 정보를 사물통신 프로토콜부(110)에 통지, 변경하여 사물 통신 서비스가 가능하도록 인터페이스 한다.
통신지원 인터페이스부(130)는 기존의 사물통신 프로토콜의 변경 없이 또는 최소한 변경을 통해서 다양한 이기종 제약환경에서 이동성을 갖는 사물통신기기(100)의 통신을 보장하기 위해 서비스지원 엔진부(120)와 사물통신 프로토콜부(110) 간의 인터페이스를 위한 것이다.
통신지원 인터페이스부(130)는 사물통신 프토토콜부(110)의 다양한 계층과 연동이 가능한 크로스레이어(cross layer) 기반의　인터페이스를 제공하며 또한,　통신지원 인터페이스부(130)를 통해서 물리계층이나 다른 계층과의 연동을 통해서 통신 매체의 통신 품질 정보 등을 획득할 수 있다.
사물통신응용부(140)는 사물통신을 위한 응용 프로그램이나 응용 모듈을 포함하며, 통신모뎀부(150)는 외부와의 통신을 위한 통신 모듈을 포함한다.
상황센서부(160)는 주변 상황을 센싱할 수 있는 다양한 센서 및 통신모듈을 포함하는 의미로서, 예컨대 수중, 지중 또는 산악지역과 같은 제약 환경에서 운용되는 음파센서, RF센서, 초음파센서 등 다양한 센서들을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스지원 엔진부(120)의 상세 제어블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스지원 엔진부(120)는 상황정보수집관리부(121), 상황정보추론관리부(123), 서비스지원 수행부(125), 및 상황센서 인터페이스부(127)를 포함할 수 있다.
상황정보수집관리부(121)는 사물통신기기(100)의 주변 통신 네트워크의 상황에 관한 정보를 수집하여 관리하기 위한 것으로, 상황정보수집부(121a), 상황정보관리부(121b), 및 상황정보저장부(121c)를 포함한다.
상황정보수집부(121a)는 사물통신기기(100)의 주변 통신 네트워크의 상황에 관한 정보를 주기적으로 수집하고, 상황정보관리부(121b)는 상황정보수집부(121a)가 수집한 상황정보를 상황정보저장부(121c)에 가공, 저장, 및 관리한다.
예컨대, 재난이나 통신 장애 등으로 인해 종래 네트워크에서 인터넷 접근이 불가능한 경우, 상황정보수집부(121a)를 통해 이러한 현재의 통신상황에 관한 데이터를 수집, 가공 및 저장한다.
상황정보추론관리부(123)는 상황정보수집관리부(121)에서 수집한 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크에 접속하기 위한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론한다. 즉 변경된 환경 하에서 사물통신기기(100)에 요구되는 통신 프로토콜 운영을 위한 정보를 추론한다. 예컨대, 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보를 주기적으로 갱신 및 축적한다.
상황정보추론관리부(123)는 상황추론부(123a), 추론정보저장부(123c), 및 추론정보관리부(123b)는 포함한다. 상황추론부(123a)는 수집된 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크에 접속하기 위한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하고, 추론정보저장부(123c)는 상황추론부(123a)가 추론한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론정보저장부(123c)에 저장 및 관리한다.
예컨대, 상황정보추론관리부(123)는 사물통신 프로토콜부(110)의 실시간 서비스 제공에 대한 지원을 위해 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보를 추론한다.
서비스지원 수행부(125)는 상황정보수집관리부(121) 및 상기 상황정보추론관리부(123)를 제어, 관리하여 이기종 제약환경에서 사물통신기기(100)에게 사물통신 서비스를 지원하기 위한 것으로, 현재의 네트워크 환경을 분석, 추론한 결과에 기초하여 사물통신기기(100)의 통신 프로토콜 운용에 필요한 정책이나 정보를 가공하여 제공한다.
상황센서 인터페이스부(127)는 상황센서부(160)로부터의 상황정보를 상기 상황정보수집관리부(121)로 제공하기 위한 것으로, 상황센서부(160)로부터 수집한 상황정보를 서비스지원 엔진부(120)에서 인식 처리 가능한 포맷으로 변환하는 모듈이나 데이터의 요청 및 수신 등을 수행하는 모듈이 적용될 수 있다.
상황센서 인터페이스부(127)는 사물통신기기(100)에 탑재된 상황센서들로부터의 데이터뿐만 아니라 외부의 센서들과의 통신을 통해 주변 상황에 관한 데이터를 인터페이스 할 수 있도록 구현될 수도 있다.
본 발명에 따르면 종래 제약환경을 위한 통신 프로토콜이 각각 통신환경 정보를 수집하는 기능을 중복적으로 가지고 있었기 때문에 이를 개선하기 위해서　통신 상황정보 수집 및 추론하는　공통의 기능을 따로 추출하여 제공함으로써 통신 프로토콜의 중복 기능 탑재에 따른 오버헤드 제거의 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이기종 제약환경에서 사물통신기기(100)의 동적 통신 프로토콜 지원 방법의 제어흐름도이다.
도 3을 참조하면, 사물통신기기(100)에서 상황센서부(160)로부터 입력되는 센서 데이터에 기초하여 주기적으로 상황정보를 수집, 저장한다(S10).
만약, 사물통신기기(100)의 이동으로 인해 통신 환경이 변경되거나 재난이나 통신 장애로 인해 기존 네트워크로 인한 통신이 불가능한 경우 등 상황정보에 변동사항이 있는지 여부를 확인한다(S11).
만약 상황정보에 네트워크 환경에 관한 변동사항이 존재하는 경우라면 수집, 저장된 상황정보 데이터에 기초하여 통신 네트워크 상황을 추론한다(S12). 여기서, 통신 네트워크 상황에 관한 추론은 변경된 네트워크 환경에서 사물통신기기(100)에 요구되는 통신 프로토콜, 통신 프로토콜 운용에 관한 정책이나 정보 등으로서, 예컨대, 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
만약, 통신 네트워크 환경에 관한 추론 정보에 변동 사항이 존재한다면(S13), 변경된 통신 프로토콜 운용 및 스케줄링 정보를 사물통신기기(100)의 사물통신 프로토콜부(110)에 통지하여 변경 운용되도록 한다(S14, S15).
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템의 개략도이다. 본 실시예에서는 재난이나 장애 발생 등의 원인으로 사물지역네트워크가 인터넷 서비스에 접근할 수 없는 경우에 실행되는 동적 통신 프로토콜 지원 시스템을 예시하였다.
도 4를 참조하면, 사물통신 서비스서버(1), 다수 개의 제약환경 또는 비제약환경 사물지역네트워크(10, 20, 30), 인터넷(2), 및 사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)를 포함한다.
도 4에서 사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)는 도 1 및 도 2의 사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)와 중복되는 것으로, 전술한 실시예와 중복되는 구성에 관한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
사물통신 서비스서버(1)는 사물통신 서비스를 위한 서비스서버, 즉 서비스 제공자를 의미하며, 인터넷(2)을 통해 서비스를 수행한다.
사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)는 통신 네트워크의 변경, 재난이나 장애 발생으로 인한 통신 환경 변경 여부에 관한 상황정보를 주기적 또는 비주기적으로 수집하고, 변경된 통신 환경에 적합한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하여, 사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)의 통신 프로토콜을 변경하여 운용한다.
복수 개의 제약환경 또는 비제약환경 사물지역네트워크(10, 20, 30)는 사물 네트워크를 의미하는 것으로, 제약환경이란 수중, 지중 또는 산악지역과 같은 통신 제약 환경을 의미하는 것으로, 사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)가 제약환경 네트워크에서 비제약환경 네트워크로 이동하거나 특정 제약환경 네트워크에서 다른 제약환경 네트워크로 이동하는 경우 또는 사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)가 재난이나 통신 장애로 인해 제약 환경 네트워크에서 비제약 환경 네트워크로 접속하거나 특정 제약 환경 네트워크에서 다른 제약 환경 네트워크로 변경 접속하는 경우 등에 본 발명이 유용하게 적용될 수 있다.
사물통신네트워크는 비제약환경, 제약환경에서의 사물지역네트워크(M2M/IoT Area Network)로 구성할 수 있으며 각 사물지역네트워크를 형성하는 네트워크 토폴로지는 크게 구조적 및 비구조적 토폴로지로 구분할 수 있다. 구조적 토폴로지는 사물통신게이트웨이를 통해서 모든 사물통신기기들이 통신이 이루어지고 비구조적 토폴로지는 MANET(Mobile Ad-hoc Network)를 형성하여 통신이 수행된다
도 4에서는 3개의 사물지역네트워크(10, 20, 30)가 도시되어 있으며, 제1 사물지역네트워크(10)는 비제약환경이고, 제2 사물지역네트워크(20) 및 제3 사물지역네트워크(30)는 지중 또는 산악지역과 같은 극한 환경에서의 통신을 위한 제약환경 사물 지역 네트워크(Constrained M2M Area Network(CMAN))로서, 각각 Infra-structured 네트워크와 (Mobile) Ad-hoc Network를 형성하고 있다.
통신 프로토콜은 WiFi/BT/ZigBee/6LoWPAN과 같은 기존의 표준 통신 프로토콜이나 특정 환경 전용의 통신 프로토콜이 사용되어 운용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 재난 상황의 발생으로 제2 사물지역네트워크(20) 및 제3 사물지역네트워크(30)에서 인터넷(2) 접근이 불가능하게 되는 상황이 발생하는 경우(제1 사물지역네트워크(10)는 비제약환경으로 인터넷(2) 접속 가능한 상황임), 제2 사물지역네트워크(20)의 사물통신기기들(22a, 22b, 22c)은 통신 상황을 인지, 추론하여 기존의 Infra-structured 네트워크 토폴로지에서 (Mobile) Ad-hoc Network 토폴로지 기반의 네트워크로 변경한다.
이를 통해 인접한 제1 사물지역네트워크(10)인 비제약환경 사물지역네트워크의 사물통신기기와 연결되어 인터넷(2) 접근이 가능하다.
또한, 동일한 방식으로 인접한 제3 사물지역네트워크(30)의 사물통신기기(30a, 30b, 30c, 30d)와 (Mobile) Ad-hoc Network 형성이 가능하게 되며, 제3 사물지역네트워크(30)의 사물통신기기(30a, 30b, 30c, 30d)도 인터넷 접근이 가능하게 된다.
사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)에서 운용되는 통신 프로토콜의 경우, 경쟁기반, 비경쟁기반, 혼합형 프로토콜들이 적용될 수 있으며 각 기기에 탑재된 동적 통신 프로토콜 지원 기능에서 제공되는 통신 환경 및 상황 정보와 통신 운용 정책 정보를 기반으로 적응적으로 운용되게 된다. 예를 들어, 통신 환경 및 상황에 따라서 TDMA 기반의 통신 프로토콜의 운용이 비효율적인 경우 CSMA 기반또는 혼합형(hybrid) 통신 프로토콜로 변경되어 운용되거나 혼합형 통신 프로토콜의 이전 운용정책을 현 상황에 맞게 변경하여 적응적으로 운용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템의 개략도이다. 본 실시예에서는 사물통신기기(100, 12a)의 이동으로 인해 비제약환경 사물지역네트워크에 접속한 모바일 사물통신기기(12a)가 제약환경 사물지역네트워크로 이동을 한 경우 또는 특정 제약환경 사물지역네트워크에서 다른 제약환경 사물지역네트워크로 이동한 경우 실행되는 동적 통신 프로토콜 지원 시스템을 예시하였다.
도 5를 참조하면, 사물통신 서비스서버(1), 다수 개의 제약환경 또는 비제약환경 사물지역네트워크, 인터넷(2), 및 사물통신기기(100, 12a, 12b, ...30d)를 포함한다. 전술한 실시예와 중복되는 구성에 관한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
도 5의 사물지역네트워크는 도 4의 사물지역네트워크와 동일하며, 다만 비제약환경의 제1 사물지역네트워크(10)에 속한 사물통신기기(12a)가 노드 이동을 통해 제약환경의 제2 사물지역네트워크(20)로 이동한 경우와, 제약환경의 제2 사물지역네트워크(20)에 속한 사물통신기기(12a)가 노드 이동을 통해 다른 제약환경인 제3 사물지역네트워크(30)로 이동한 경우를 예시하였다.
비제약환경 사물지역네트워크에 접속한 모바일 사물통신기기(12a)가 제약환경 사물지역네트워크로 이동을 한 경우, 사물통신기기(12a)는 이동한 제약환경을 상황정보수집을 통해 인지하고 적합한 통신 프로토콜 운용 정보나 정책을 추론하여 해당 네트워크에 참여할 수 있다. 통신 프로토콜 운용 정보나 정책은 자체적으로 수집하여 생성하거나 수집된 정보를 게이트웨이에 전달하고 수신된 정보나 정책을 기반으로 운용될 수 있다.
또한, 사물통신기기(12a)가 제1 사물지역네트워크(10)에서 제2 사물지역네트워크(20)를 거쳐 제3 사물지역네트워크(30)로 이동하는 경우, 제약환경에서 비제약환경으로의 통신 환경 및 상황이 변경된 것을 인지하여 운용중인 통신 프로토콜의 변경이나 통신 프로토콜의 운용정책의 변경을 통해서 사물지역네트워크에 접근할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 사물통신 서비스서버 2: 인터넷
10: 제1 사물지역네트워크 20: 제2 사물지역네트워크
30: 제3 사물지역네트워크 100: 사물통신기기
110: 사물통신 프로토콜부 120: 서비스지원 엔진부
121: 상황정보수집관리부 123: 상황정보추론관리부
130: 통신지원 인터페이스부 140: 사물통신응용부
150: 통신모뎀부 160: 상황센서부

Claims (15)

  1. 사물통신기기에 있어서,
    상기 사물통신기기가 특정 네트워크환경에 적합한 통신 프로토콜을 운용하도록 설계된 사물통신 프로토콜부;
    상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크에 관한 상황정보를 수집하고 상기 상황정보에 기초하여 변경된 통신 상황에 적합한 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 서비스지원 엔진부; 및
    상기 서비스지원 엔진부에서 추론한 정책 및 정보에 기초하여 상기 사물통신 프로토콜부가 운용되도록 인터페이스하는 통신지원 인터페이스부를 포함하고;
    상기 서비스지원 엔진부는 상기 사물통신 프로토콜부의 실시간 서비스 제공에 대한 지원을 위해 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보를 추론하고;
    상기 상황정보는 상기 사물통신기기의 이동에 따른 통신 환경의 변경, 재난이나 장애 발생으로 인한 통신 환경 변경에 관한 상황정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서비스지원 엔진부는,
    상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크의 상황에 관한 정보를 수집하여 관리하는 상황정보수집관리부; 및
    상기 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크에 접속하기 위한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 상황정보추론관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상황정보수집관리부는 상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크의 상황에 관한 정보를 수집하는 상황정보수집부;
    상기 상황정보가 저장된 상황정보저장부; 및
    상기 상황정보수집부가 수집한 상기 상황정보를 상기 상황정보저장부에 저장 관리하는 상황정보관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상황정보추론관리부는 상기 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크에 접속하기 위한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 상황추론부;
    추론한 상기 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보관리부가 저장된 추론정보저장부; 및
    상기 상황추론부가 추론한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 상기 추론정보저장부에 저장 및 관리하기 위한 추론정보관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 서비스지원 엔진부는,
    상기 상황정보수집관리부 및 상기 상황정보추론관리부를 제어하여 이기종 제약환경에서 사물통신 서비스를 지원하기 위한 서비스지원 수행부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 사물통신기기는,
    상기 사물통신기기에 탑재되어 주변 상황을 센싱하기 위한 상황센서부; 및
    상기 상황센서부로부터의 상황정보를 상기 상황정보수집관리부로 제공하기 위한 상황센서 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 서비스지원 엔진부는,
    상기 사물통신 프로토콜부의 전송계층, 네트워크 계층, 데이터링크 계층, 물리계층 중 적어도 하나의 운용 정책이나 스케줄링 정보를 추론하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 통신지원 인터페이스부는,
    상기 사물통신 프로토콜부의 다양한 계층과 연동이 가능한 크로스레이어(cross layer) 기반의　인터페이스를 제공하며 　상기 물리계층이나 다른 계층과의 연동을 통해서 통신 매체의 통신 품질 정보 등을 획득하는 것을 특징으로 하는 사물통신기기.
  11. 이기종 제약환경에서 사물통신기기의 동적 통신 프로토콜 지원 방법에 있어서,
    상기 사물통신기기에서 주기적 또는 비주기적으로 주변 통신 네트워크에 관한 상황정보를 수집 및 저장하는 단계;
    상기 상황정보에 주변 통신 상황이 변동되어 있는지 확인하는 단계;
    상기 상황정보에 기초하여 기초하여 변경된 통신 상황에 적합한 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 단계; 및
    상기 추론한 결과에 기초하여 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜의 운용 정책을 변경하는 단계를 포함하며;
    상기 상황정보는 상기 사물통신기기의 이동에 따른 통신 네트워크의 변경, 또는 재난이나 통신 장애 발생으로 인한 통신 환경 변경에 관한 상황정보를 포함하고;
    상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 단계는, 실시간 통신 네트워크 서비스 제공에 대한 지원을 위해 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보를 추론하는 것을 특징으로 하는 이기종 제약환경에서 사물통신기기의 동적 통신 프로토콜 지원 방법.
  12. 삭제
  13. 이기종 제약환경에서 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템에 있어서,
    사물통신 서비스서버;
    복수 개의 제약환경 또는 비제약환경 사물지역네트워크;
    상기 복수 개의 제약환경 또는 비제약환경 사물 지역 네트워크 중 어느 하나의 사물 지역 네트워크에서 통신하는 사물통신기기를 포함하며;
    상기 사물통신기기는 상기 사물통신기기의 이동에 따른 통신 네트워크의 변경, 재난이나 장애 발생으로 인한 통신 환경 변경 여부에 관한 상황정보를 주기적또는 비주기적으로 수집하고, 변경된 통신 환경에 적합한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하여, 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜을 변경하여 운용하며, 상기 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보는 실시간 통신 네트워크 서비스 제공에 대한 지원을 위해 통신 스케쥴링 메커니즘에 요구되는 통신 매체의 특성 정보 및 통신 품질에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    사물통신기기는,
    상기 사물통신기기가 특정 네트워크환경에 적합한 통신 프로토콜을 운용하도록 설계된 사물통신 프로토콜부;
    상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크에 관한 상황정보를 수집하고 상기 상황정보에 기초하여 변경된 통신 상황에 적합한 상기 사물통신기기의 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 서비스지원 엔진부; 및
    상기 서비스지원 엔진부에서 추론한 정책 및 정보에 기초하여 상기 사물통신 프로토콜부가 운용되도록 인터페이스하는 통신지원 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 서비스지원 엔진부는,
    상기 사물통신기기의 주변 통신 네트워크의 상황에 관한 정보를 수집하여 관리하는 상황정보수집관리부; 및
    상기 상황정보에 기초하여 주변 통신 네트워크에 접속하기 위한 통신 프로토콜 및 통신 프로토콜 운용에 관한 정책 및 정보를 추론하는 상황정보추론관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물통신 네트워크를 위한 동적 통신 프로토콜 지원 시스템.
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