KR101689364B1 - 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법과 장치 - Google Patents

에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법과 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법과 장치를 제공한다. 상기 방법은 에너지 적응적 자원 할당 장치가 데이터 전송에 성공한 사물인터넷 기기 중 에너지 큐 상태가 소정의 임계값을 초과하는 제1 사물인터넷 기기에 각각 다음 프레임의 비경쟁슬롯을 할당하는 단계와 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 제2 사물인터넷 기기들의 하비스팅된 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률을 고려하여 데이터 전송을 시도할 것으로 기대되는 제3 사물인터넷 기기들의 수와 동일한 수의 경쟁슬롯을 상기 다음 프레임에서 할당하는 단계를 포함한다.

Description

에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법과 장치{METHOD AND APPARATUS FOR　ENERGY ADAPTIVE RESOURCE ALLOCATION IN AN ENERGY HARVESTING IoT NETWORKS}
본 발명은 무선 통신 디바이스의 액세스 제어 방법에 관한 것으로 더 구체적으로는 에너지 하비스팅 사물인터넷(Internet of Things) 네트워크 환경에서 사물 인터넷 기기의 고효율 통신을 위한 액세스 제어 방법에 관한 것이다.
사물 인터넷(Internet of Things) 네트워크 환경에서 사물 인터넷 기기들은 배터리나 축전기 같은 한정된 에너지 저장 장치를 사용하고 있으며, 데이터 수집 및 전송 과정에서 에너지를 소모한다. 사물 인터넷 기기는 한정된 에너지 저장장치로 인하여 장기간 지속적인 동작이 어려운 문제가 발생한다. 최근 사물 인터넷 기기의 제한적인 배터리로 인한 동작 한계 문제를 해결할 수 있는 기술로 에너지 하비스팅(Energy Harvesting) 기술이 주목을 받고 있다. 에너지 하비스팅 기술은 태양광, 열, 압력, 전자기파 등 주변 환경에 존재하는 에너지원으로부터 전기 에너지를 생성하는 기술이다. 에너지 하비스팅을 통해 전기 에너지를 생성하기 때문에 사물 인터넷 기기는 배터리 교환 없이도 지속적으로 통신이 가능하다. 이러한 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서는 하비스팅된 에너지량과 소비되는 에너지량에 따라 (즉, 기기들의 에너지 큐(Queue) 상태에 따라) 동작 가능한 사물 인터넷 기기의 수가 변하게 되며 이에 적응적으로 무선 자원을 관리하기 위한 방법이 요구된다.
기존 F-ALOHA(Framed Slotted ALOHA) 프로토콜은 매 프레임이 고정된 수의 슬롯으로 구성되어 시간 축 상에서 반복되는 구조를 갖는다. 사물 인터넷 기기는 프레임 내에서 임의의 한 슬롯을 선택하여 선택한 슬롯에서 데이터를 전송한다. 일반적으로 한 프레임의 길이는 프레임을 구성하는 슬롯의 수로 나타낸다. 한 프레임이 끝나면 해당 프레임을 구성하는 슬롯들을 성공, 충돌, 유휴슬롯으로 구분할 수 있다. 한 슬롯에서 오직 한 개의 사물 인터넷 기기가 데이터를 전송했을 경우 성공슬롯이 되고, 한 슬롯에 두 개 이상의 사물 인터넷 기기가 데이터를 전송했을 경우 충돌슬롯이 된다. 한 슬롯에 어떤 기기도 데이터를 전송하지 않을 경우 유휴슬롯이 된다.
F-ALOHA 프로토콜의 프레임은 제어슬롯과 경쟁슬롯으로 구성된다. 제어슬롯은 AP(Access Point)와 사물 인터넷 기기와의 동기를 맞추기 위한 동기 신호와 이전 프레임의 경쟁슬롯에서 성공한 사물 인터넷 기기의 ACK를 포함한다. 경쟁슬롯은 사물 인터넷 기기들이 AP로 데이터를 전송하는데 사용된다. 사물 인터넷 기기는 프레임 안의 경쟁슬롯 중에 임의의 한 슬롯을 선택하여 데이터를 전송한다.
도 1은 하나의 AP와 네 개의 사물 인터넷 기기로 구성된 네트워크에서 F-ALOHA 프로토콜의 동작 예를 나타낸 그림이다. 도 1에서 B는 AP가 사물 인터넷 기기들에 동기신호와 ACK 정보를 전송하는 제어슬롯이다. S는 성공슬롯을 의미하고, C는 충돌슬롯, I는 유휴슬롯을 의미한다. 도 1에서 프레임 길이는 5로 고정되어 동작한다. 먼저, AP는 프레임의 시작과 함께 제어슬롯에서 동기 신호를 전송하고, 이전 프레임에서 데이터 전송에 성공한 사물 인터넷 기기에 ACK 신호를 전송한다. i-1 번째 프레임에서 사물 인터넷 기기 1은 첫 번째 경쟁슬롯을 선택하여 데이터를 전송한다. 첫 번째 경쟁슬롯에 전송한 사물 인터넷 기기가 한 개이므로 사물 인터넷 기기 1은 전송에 성공한다. 사물 인터넷 기기 2는 i-1 번째 프레임의 네 번째 경쟁슬롯에 데이터를 단독으로 전송하여 성공한다. 사물 인터넷 기기 3과 4는 i-1 번째 프레임의 세 번째 경쟁슬롯에 동시에 데이터를 전송하여 충돌이 발생한다. 그리고 두 번째 경쟁슬롯에는 사물 인터넷 기기 중 아무도 데이터를 전송하지 않아 유휴슬롯이 된다. AP는 i 번째 프레임의 제어슬롯을 통해 프레임의 시작을 알리고 i-1 번째 프레임에서 데이터 전송에 성공한 사물 인터넷 기기 1과 2에게 ACK를 전송한다. i 번째 프레임에서는 4개의 사물 인터넷 기기 모두 서로 다른 경쟁슬롯을 선택하여 데이터 전송에 성공한다.
도 2는 에너지 하비스팅 환경에서 F-ALOHA 프로토콜의 동작의 예를 나타낸 그림이다. 네 개의 에너지 하비스팅 사물 인터넷 기기가 한 개의 AP에 데이터를 전송하는 통신환경을 가정한다. 도 2의 E는 사물 인터넷 기기의 에너지를 나타내고 H는 i-1 번째 프레임에서 사물 인터넷 기기에서 하비스팅 된 에너지량을 의미한다. 여기서 에너지는 사물 인터넷 기기의 배터리에 충전된 에너지의 양을 나타내며, 에너지 블록을 기본단위로 하여 최대 5개의 에너지 블록으로 구성되는 것으로 가정한다. 사물 인터넷 기기는 임의의 프레임에 데이터 전송 시에 한 개의 데이터를 전송하고, 한 개의 에너지 블록을 사용한다. 사물 인터넷 기기는 슬롯마다 에너지 하비스팅을 수행하여 자신의 에너지를 증가시킬 수 있으며, 에너지가 특정한 임계값(E min )보다 큰 경우 데이터 전송이 가능하다. 도 2에서는 E min =0을 가정한다.
도 2의 i-1 번째 프레임에서 사물 인터넷 기기 1과 2는 각각 첫 번째 경쟁슬롯과 네 번째 경쟁슬롯을 단독으로 선택하여 데이터 전송에 성공하였고, 에너지 블록을 한 개씩 사용하여 에너지는 각각 3과 0이 된다. i-1 번째 프레임에서 사물 인터넷 기기 3과 4는 세 번째 경쟁슬롯을 동시에 선택하여 충돌이 발생하였고, 에너지는 각각 2와 0이 된다. i번째 프레임의 제어슬롯에서 사물 인터넷 기기들은 i-1 번째 프레임에서 하비스팅된 에너지를 포함하여 에너지 정보를 업데이트한다. i-1 번째 프레임에서 사물 인터넷 기기 1과 3은 에너지 하비스팅을 통해 각각 1개의 에너지 블록을 획득하여 에너지가 각각 4와 3이 된다. 사물 인터넷 기기 2와 4는 i-1 번째 프레임에서 에너지 하비스팅에 성공하지 못하여 에너지는 모두 0이 된다. i 번째 프레임에서 사물 인터넷 기기 2와 4는 에너지 임계값(E min =0)을 넘지 못하여 데이터 전송을 하지 못하고 에너지 하비스팅만 수행한다. 사물 인터넷 기기 1과 3은 에너지가 E min 을 넘었으므로 i 번째 프레임에서 데이터 전송을 시도한다. 사물 인터넷 기기 1과 3은 i 번째 프레임에서 각각 첫 번째 경쟁슬롯과 세 번째 경쟁슬롯을 선택하여 전송에 성공한다.
F-ALOHA 프로토콜의 경우 프레임의 길이가 고정되어 있으므로 프로토콜 구현이 간단한 장점이 있다. 하지만, 고정된 프레임 길이를 사용할 경우 도 2에서와같이 데이터 전송의 효율성이 떨어지는 문제가 발생한다. 예를 들어, 한 프레임 내에서 프레임 길이에 비해 너무 많은 사물 인터넷 기기들이 데이터 전송을 시도할 경우 대부분의 경쟁슬롯에서 충돌이 발생하게 되어 사물 인터넷 기기와 AP 간 통신이 어려워지고, 프레임 길이보다 적은 수의 사물 인터넷 기기들이 AP에 데이터를 전송을 할 경우 대부분의 경쟁슬롯이 유휴슬롯이 되어 무선 자원을 낭비하게 된다.
에너지 하비스팅이 가능한 경우 사물 인터넷 기기의 에너지에 따라 전송을 시도하는 사물 인터넷 기기의 수가 가변한다. F-ALOHA 프로토콜은 전송 가능한 사물 인터넷 기기의 수의 변화에 대응하지 못하는 단점이 있다. 도 2에서 i 번째 프레임에서는 전송을 시도하는 사물 인터넷 기기의 수가 2개이고 프레임의 길이는 4이므로 2개의 경쟁슬롯이 낭비되는 상황이 발생한다. 즉, 전송을 시도하는 사물 인터넷 기기의 수가 프레임의 길이보다 적을 경우에는 슬롯 자원이 낭비되게 되는데, 이와 같이 에너지 상태에 따라 동작 단말의 수가 변화하는 환경에서 F-ALOHA 프로토콜의 자원 효율성 문제가 심화된다. 그러므로 에너지 하비스팅이 고려된 사물 인터넷 네트워크에서 F-ALOHA 프로토콜을 사용하는 것은 비효율적이며, 에너지 변화에 따라 가변하는 사물 인터넷 기기의 수에 적응적으로 자원을 활용할 수 있는 MAC(Medium Access Control) 프로토콜의 연구가 필요하다.
본 발명은 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서 유동적으로 변하는 사물 인터넷 기기의 에너지에 적응적으로 자원을 할당함으로써 자원효율성을 향상시키는 방법 및 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법을 제공한다. 상기 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법은 에너지 적응적 자원 할당 장치가 데이터 전송에 성공한 사물인터넷 기기 중 에너지 큐 상태가 소정의 임계값을 초과하는 제1 사물인터넷 기기에 각각 다음 프레임의 비경쟁슬롯을 할당하는 단계와 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 제2 사물인터넷 기기들의 하비스팅된 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률을 고려하여 데이터 전송을 시도할 것으로 기대되는 제3 사물인터넷 기기들의 수와 동일한 수의 경쟁슬롯을 상기 다음 프레임에서 할당하는 단계를 포함한다. 상기 제2 사물인터넷 기기들은 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기들 중 상기 비경쟁슬롯을 할당받지 못한 사물인터넷 기기인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법은 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 현재 프레임에서 데이터 전송에 성공한 슬롯을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법은 첫 번째 프레임의 경우에 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 연결된 사물 인터넷 기기 수만큼 경쟁슬롯을 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법은 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 제어슬롯에서 제어 정보를 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기들로 브로드캐스트하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 정보는 동기 신호, 해당 프레임의 크기, 경쟁슬롯의 개수, 비경쟁슬롯의 개수, 이전 프레임의 경쟁슬롯에 대한 데이터전송 상태 - 상기 데이터전송 상태는 성공, 충돌 및 유휴를 포함함 - , 및 비경쟁슬롯에서 전송하게 될 사물인터넷 기기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법은 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 상기 제1 및 제3 사물인터넷 기기들로부터 하비스팅된 에너지량을 포함한 에너지 큐 상태와 평균적인 에너지 하비스팅률을 포함한 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 에너지 하비스팅에 성공한 사물인터넷 기기들은 에너지 하비스팅의 성공시에 상기 평균적인 에너지 하비스팅률을 업데이트하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기가 충돌 또는 에너지 부족으로 한 번도 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치로의 데이터 전송에 성공하지 못한 경우에는, 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치는 평균적인 에너지 하비스팅률을 모르는 상기 한 번도 성공하지 못한 사물인터넷 기기의 수만큼 경쟁슬롯에 고정적으로 슬롯 수를 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치를 제공한다. 상기 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치는 사물인터넷 기기들의 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률을 고려하여 다음 프레임의 비경쟁슬롯과 경쟁슬롯을 할당하는 슬롯할당부를 포함한다. 상기 슬롯할당부는 데이터 전송에 성공한 사물인터넷 기기 중 에너지 큐 상태가 소정의 임계값을 초과하는 제1 사물인터넷 기기에 각각 다음 프레임의 비경쟁슬롯을 할당하고, 제2 사물인터넷 기기들의 하비스팅된 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률을 고려하여 데이터 전송을 시도할 것으로 기대되는 제3 사물인터넷 기기들의 수와 동일한 수의 경쟁슬롯을 상기 다음 프레임에서 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제2 사물인터넷 기기들은 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기들 중 상기 비경쟁슬롯을 할당받지 못한 사물인터넷 기기인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 슬롯할당부는 현재 프레임에서 데이터 전송에 성공한 슬롯을 확인하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 슬롯할당부는 첫 번째 프레임의 경우에 연결된 사물 인터넷 기기 수만큼 경쟁슬롯을 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다. 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치는 제어슬롯에서 제어 정보를 연결된 상기 사물인터넷 기기들로 브로드캐스트하는 송신부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 정보는 동기 신호, 해당 프레임의 크기, 경쟁슬롯의 개수, 비경쟁슬롯의 개수, 이전 프레임의 경쟁슬롯에 대한 데이터전송 상태 - 상기 데이터전송 상태는 성공, 충돌 및 유휴를 포함함-, 그리고 비경쟁슬롯에서 전송하게 될 사물인터넷 기기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치는 상기 제1 및 제3 사물인터넷 기기들로부터 하비스팅된 에너지량을 포함한 에너지 큐 상태와 평균적인 에너지 하비스팅률을 포함한 데이터를 수신하는 수신부를 더 포함할 수 있다. 에너지 하비스팅에 성공한 사물인터넷 기기들은 에너지 하비스팅의 성공 시에 상기 평균적인 에너지 하비스팅률을 업데이트하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기가 충돌 또는 에너지 부족으로 한 번도 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치로의 데이터 전송에 성공하지 못한 경우에는, 상기 슬롯할당부는 평균적인 에너지 하비스팅률을 모르는 상기 한 번도 성공하지 못한 사물인터넷 기기의 수만큼 경쟁슬롯에 고정적으로 슬롯 수를 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 에너지 적응적 자원 할당 방법 및 장치는 에너지 하비스팅 환경에서 사물 인터넷 기기와 AP 간의 통신에서 에너지 변화에 따른 자원 할당을 가능하게 할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 EH-MAC 프로토콜은 에너지 하비스팅 환경에서 에너지 큐 상태에 따라 동적으로 변화하는 전송을 시도하는 사물 인터넷 기기의 수에 적응적으로 프레임의 길이를 할당함으로써 자원 활용 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 F-ALOHA 프로토콜의 동작 예를 도시한 도면이다.
도 2는 에너지 하비스팅을 적용한 F-ALOHA 프로토콜의 동작 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EH-MAC 프로토콜의 첫 번째 프레임의 동작 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 EH-MAC 프로토콜의 두 번째와 세 번째 프레임의 동작 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 인터넷 AP 관점에서의 EH-MAC 프로토콜의 동작의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 인터넷 기기 관점에서의 EH-MAC 프로토콜의 동작의 순서도이다.
도 7은 하비스팅 확률에 따른 본 발명의 일 실시 예의 처리율을 평가한 결과 그래프이다.
도 8은 종래 기술과 본 발명의 일 실시 예의 사물 인터넷 기기 수 변화에 따른 처리율 성능 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치의 개략적인 블록다이어그램이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등을 포함하는 용어가 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법
본 발명의 일 실시 예인 EH-MAC(Energy-adaptive Hybrid Medium Access Control) 프로토콜은 N 개의 사물 인터넷 기기들이 한 개의 사물 인터넷 AP로 데이터를 전송하는 환경을 가정한다. 사물 인터넷 기기들은 데이터 전송 시 자신의 에너지 큐 상태 정보와 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 포함하여 AP에 전송한다. 에너지 하비스팅률(rate)은 한 개의 에너지 블록을 하비스팅하기 위해 필요한 슬롯의 수를 의미한다. 사물 인터넷 기기는 한 개의 데이터 패킷을 전송할 때, 한 개의 에너지 블록을 사용하며, 매 슬롯마다 에너지 하비스팅을 수행하여 P h 의 확률로 단위에너지를 획득할 수 있다. 프레임 시작 시 사물 인터넷 기기들은 이전 프레임 동안 하비스팅된 에너지를 반영하는 에너지 정보와 평균적인 에너지 하비스팅률(rate) 정보를 포함하는 데이터 패킷을 생성한다. 사물 인터넷 기기들은 에너지가 특정한 임계값(E min )을 초과하지 못하면 해당 프레임에서는 데이터를 전송하지 않고 에너지 하비스팅만을 수행하여 에너지를 증가시킨다. 본 발명에서 제안하는 EH-MAC 프로토콜에서는 E min =0으로 설정했다.
EH-MAC 프로토콜의 프레임 구조는 제어슬롯, 비경쟁슬롯, 경쟁슬롯으로 구성된다. 프레임 내에서 슬롯이 할당되는 순서는 제어슬롯, 비경쟁슬롯, 경쟁슬롯 순으로 할당된다. 제어슬롯은 AP가 사물 인터넷 기기들로 제어 정보를 전달하기 위한 슬롯으로, 제어 정보는 해당프레임의 크기, 경쟁슬롯 및 비경쟁슬롯의 개수, 이전 프레임의 경쟁슬롯에 대한 성공/충돌/유휴 상태 구분, 비경쟁슬롯에서 전송하게 될 사물 인터넷 기기 할당 정보를 포함한다. 비경쟁슬롯은 특정 프레임에서 AP가 특정 사물 인터넷 기기를 할당하여 사용하는 슬롯이다. 비경쟁슬롯은 이전 프레임에서 데이터 전송에 성공한 사물 인터넷 기기에 할당되며, 에너지가 특정 임계값을 초과하는 사물 인터넷 기기에게만 비경쟁슬롯을 할당할 수 있다.
경쟁슬롯은 전송결과에 따라 성공슬롯(S), 충돌슬롯(C), 유휴슬롯(I)으로 구분될 수 있다. 경쟁슬롯은 임의의 i-1 번째 프레임의 경쟁 구간에서 충돌슬롯에 데이터를 전송한 사물 인터넷 기기(에너지 임계값을 초과(E>E min )한 기기)와 i-1 번째 프레임에서 임계값 이하(E≤E min )의 에너지를 가진 사물 인터넷 기기들 중 에너지 하비스팅을 통해 에너지가 임계값을 초과(E>E min )한 기기의 경우 i 번째 프레임에서 경쟁슬롯을 할당받게 된다.
사물 인터넷 기기는 에너지 하비스팅 성공 시에 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 업데이트한다. AP는 사물 인터넷 기기로부터 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 포함한 데이터를 수신하여 해당 사물 인터넷 기기의 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 업데이트한다. 사물 인터넷 기기가 비경쟁슬롯 또는 경쟁슬롯에서 데이터 전송 성공 후에 에너지의 임계값(E min )을 넘지 못하는 경우, AP는 사물 인터넷 기기가 이후에 에너지를 얻어 데이터를 전송할 프레임을 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 통해 추정하여 경쟁슬롯을 할당한다. 사물 인터넷 기기가 충돌 또는 에너지 부족으로 한 번도 AP로의 데이터 전송에 성공하지 못한 경우에는 AP는 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 모르는 사물 인터넷 기기로 보아 그 사물 인터넷 기기의 수만큼 경쟁슬롯에 고정적으로 슬롯 수를 할당한다. 사물 인터넷 기기가 경쟁슬롯에서 데이터 전송에 실패하여 에너지 임계값(E min ) 이하로 내려간 경우에도 AP는 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 통해 그 다음 전송할 것으로 기대되는 프레임을 추정하여 경쟁슬롯을 할당한다.
도 3은 EH-MAC 프로토콜의 첫 번째 프레임의 동작 예를 나타낸다. 도 3은 네 개의 사물 인터넷 기기들과 사물 인터넷 AP가 데이터를 전송하는 환경을 가정한다. EH-MAC 프로토콜에서 AP는 접속절차를 통해 연결된 사물 인터넷 기기의 수를 알 수 있다. AP는 첫 번째 프레임 중 제어 슬롯을 제외한 슬롯을 모두 경쟁슬롯으로 구성하며, 첫 번째 프레임의 경쟁슬롯은 접속된 사물 인터넷 기기의 수만큼 할당된다. 사물 인터넷 기기 1의 초기 에너지는 4이고, 프레임의 첫 번째 경쟁슬롯에 단독으로 데이터를 전송하여 성공하며 에너지 블록을 1개 소모한다. 따라서 데이터 전송 후 사물 인터넷 기기 1의 에너지는 3이 된다. 사물 인터넷 기기 2도 네 번째 경쟁슬롯을 유일하게 선택하여 데이터 전송에 성공하며, 에너지 블록 1개를 소모하여 데이터 전송 후의 에너지는 1이 된다. 사물 인터넷 기기 3과 4는 첫 번째 프레임의 세 번째 경쟁슬롯을 동시에 선택하여 충돌이 발생하며, 전송 후에 에너지는 각각 1이 된다.
도 4는 도 3에 이어서 EH-MAC 프로토콜의 두 번째와 세 번째 프레임의 동작 예를 설명한 그림이다. AP는 첫 번째 프레임에서 성공슬롯과 충돌슬롯의 정보와 전송받은 에너지 정보를 이용하여 두 번째 프레임의 슬롯을 할당한다. 사물 인터넷 기기 1과 4는 첫 번째 프레임에서 에너지 하비스팅을 통해 에너지를 얻지 못해 에너지는 각각 3과 1이고, 사물 인터넷 기기 2와 3은 첫 번째 프레임에서 에너지 하비스팅을 통해 에너지 블록을 1개 증가시켜 에너지가 둘 다 2가 된다. 사물 인터넷 기기 1과 2는 두 번째 프레임에서 비경쟁슬롯을 할당받아 데이터 전송에 성공하고, 데이터 전송에 에너지 블록을 1개 사용하여 에너지는 각각 2와 1이 된다. 사물 인터넷 기기 3과 4는 두 번째 프레임의 경쟁슬롯 중에 임의의 슬롯을 선택하여 데이터를 전송한다. 사물 인터넷 기기 3과 4는 서로 다른 슬롯을 선택하여 데이터 전송에 성공하고, 데이터 전송 후에 에너지는 각각 1과 0이 된다.
세 번째 프레임에서 사물 인터넷 기기 1, 2는 비경쟁슬롯을 할당받아 데이터 전송에 성공한다. 프레임 내에 경쟁슬롯이 1개 이상 존재해야 하기 때문에 AP가 경쟁슬롯에 전송할 기기가 없다고 판단되면 이전 프레임에서 성공한 사물 인터넷 기기가 경쟁슬롯에 데이터를 전송하게 한다. 그러므로 사물 인터넷 기기 3은 경쟁슬롯을 할당받아 전송에 성공한다. 사물 인터넷 기기 4는 두 번째 프레임에서 데이터 전송 후에 에너지 큐 상태가 에너지 임계값을 넘지 못해 세 번째 프레임에서 데이터 전송을 하지 못한다. 사물 인터넷 기기 4는 세 번째 프레임에서 에너지 하비스팅만 수행하여 에너지를 증가시킨다. AP는 사물 인터넷 기기 4에게 비경쟁슬롯을 할당하지 않음으로써 자원을 낭비하지 않을 수 있다. 사물 인터넷 기기 2와 3은 세 번째 프레임에서 데이터 전송 후에 에너지 임계값을 넘지 못했기 때문에 네 번째 프레임에서 데이터 전송을 하지 않는다. AP는 세 번째 프레임에서의 사물 인터넷 기기들의 하비스팅된 에너지량을 고려하여 네 번째 프레임의 비경쟁슬롯을 할당하게 된다. 이후 EH-MAC 프로토콜은 에너지 하비스팅을 고려하여 전송을 시도하는 사물 인터넷 기기 수에 적응적으로 프레임의 길이와 비경쟁슬롯에 할당되는 사물 인터넷 기기들을 조절해 줌으로써 자원 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 사물 인터넷 AP 관점에서의 EH-MAC 프로토콜의 동작을 나타낸 순서도 이다. 사물 인터넷 AP는 첫 번째 프레임(i=1)에서 연결되어 있는 사물 인터넷 기기의 수를 확인하고 한 프레임을 모두 경쟁슬롯으로 할당하여(S51) 제어슬롯을 통해 N 개의 사물 인터넷 기기에 브로드캐스트한다(S52). 그런 다음 사물 인터넷 기기들로부터 데이터를 수신하고(S53) i 번째 프레임에서 데이터 전송에 성공한 슬롯을 확인한다(S54). 이후 i 번째 프레임에서 전송에 성공한 슬롯과 사물 인터넷 기기들의 에너지 큐 상태를 고려하여 i+ 1 번째 프레임에서의 비경쟁슬롯을 할당한다(S55). 그리고 i 번째 프레임에서 상기 비경쟁슬롯을 할당받지 못한 사물 인터넷 기기들의 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 고려하여 전송을 시도할 것으로 기대되는 사물 인터넷 기기들의 수만큼 경쟁슬롯을 할당하여 i+ 1 번째 프레임의 제어슬롯을 통해 사물 인터넷 기기들에 전송한다(S56).
도 6은 사물 인터넷 기기 관점에서의 EH-MAC 프로토콜의 동작을 나타낸 순서도 이다. 사물 인터넷 기기는 프레임의 시작과 함께 AP로부터 제어슬롯을 통해 제어 정보를 받아 프레임의 길이, 슬롯 할당정보, 동기 신호를 받게 된다(S61). 사물 인터넷 기기들은 에너지를 측정하고 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 계산하여 데이터에 포함시킨다(S62). 이후 사물 인터넷 기기는 자신의 에너지 큐 상태가 임계값을 초과하는지 여부를 판단하여(S63), 초과한다면 할당받은 슬롯이 비경쟁슬롯인지 경쟁슬롯인지 확인하여(S64) 해당 슬롯에서 전송을 시도하게 된다(S65 또는 S66). 에너지 큐 상태가 임계값보다 같거나 작으면 해당 프레임에서는 데이터를 전송하지 않고 에너지 하비스팅만 수행하여 대기하게 된다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시 예인 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치에 관해 설명한다.
에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치의 개략적인 블록다이어그램이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예인 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치(10)는 수신부(100), 슬롯할당부(200) 및 송신부(300)를 포함한다.
상기 수신부(100)는 사물 인터넷 기기들로부터 하비스팅된 에너지량을 포함한 에너지 큐 상태, 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 포함한 데이터를 수신한다.
상기 슬롯할당부(200)는 접속 기기 확인 수단(210), 성공 슬롯 확인 수단(220), 비경쟁슬롯 할당 수단(230)과 경쟁슬롯 할당 수단(240)을 포함한다.
상기 접속 기기 확인 수단(210)은 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치(10)에 접속된 사물 인터넷 기기 수를 확인한다. 첫 번째 프레임의 경우 확인된 접속된 사물 인터넷 기기 수만큼 경쟁슬롯을 할당한다.
상기 성공 슬롯 확인 수단(220)은 현재 프레임에서 데이터 전송에 성공한 슬롯을 확인한다.
상기 비경쟁슬롯 할당 수단(230)은 전송에 성공한 사물 인터넷 기기 중 에너지 큐 상태가 임계값을 초과하는 사물 인터넷 기기에 각각 다음 프레임의 비경쟁슬롯을 할당한다.
상기 경쟁슬롯 할당 수단(240)은 상기 비경쟁슬롯을 할당받지 못한 사물 인터넷 기기들의 하비스팅된 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률(rate)을 고려하여 전송을 시도할 것으로 기대되는 사물 인터넷 기기들의 수와 동일한 수로 다음 프레임에서의 경쟁슬롯을 할당한다.
상기 송신부(300)는 제어 슬롯에서 동기 신호, 해당프레임의 크기, 경쟁슬롯 및 비경쟁슬롯의 개수, 이전 프레임의 경쟁슬롯에 대한 성공/충돌/유휴 상태 구분, 비경쟁슬롯에서 전송하게 될 사물 인터넷 기기 할당 정보를 포함한 제어정보를 사물 인터넷 기기들로 브로드캐스트한다.
이하에서는 시뮬레이션을 통한 성능평가 결과를 바탕으로 본 발명의 성능을 제시한다.
시뮬레이션을 통한 성능 평가
시뮬레이션은 데이터 큐가 포화상태인 N 개의 사물 인터넷 기기와 한 개의 AP가 통신하는 네트워크 환경에서 표 1과 같은 에너지 큐의 크기(E max )는 5, 에너지 임계값(E min )은 1, 초기 에너지 큐 상태(E init )는 5로 설정하여 수행하였다.
파라미터 값
N 10 - 150
P h 0.01 - 1
E min 1
E init 5
E max 5
F-ALOHA에서 프레임 크기 10 - 150
P h 의 변화에 따른 EH-MAC 프로토콜의 처리율 성능 비교의 경우 P h 의 범위를 0.01~1 사이에서 시뮬레이션을 수행하였고, N이 10, 30, 50, 100, 150으로 변화할 때의 효과를 확인했다. 사물 인터넷 기기 수 변화에 따른 제안 EH-MAC 프로토콜과 기존 F-ALOHA MAC 프로토콜의 성능비교는 사물 인터넷 기기 수를 10에서 150까지 변화시키며 성능평가를 수행하였고, P h 가 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.09로 변화할 때의 처리율 성능을 확인하였다.
도 7은 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서 하비스팅 확률에 따른 EH-MAC 프로토콜의 처리율을 평가한 결과이다. 하비스팅 확률이 증가함에 따라 EH-MAC 프로토콜의 처리율은 점차적으로 포화상태에 도달한다. 이는 하비스팅 확률이 증가할수록 사물 인터넷 기기의 프레임당 하비스팅되는 에너지량이 증가하게 되고, 프레임 내에서 비경쟁슬롯을 할당받는 기기의 수가 증가하기 때문이다. 또한, 사물 인터넷 기기의 수가 증가할수록 처리율 성능도 증가한다. 사물 인터넷 기기의 수가 많아지게 되면 프레임의 길이가 증가하여 하비스팅 기회가 증가하게 되고(즉, 사물 인터넷 기기들은 매 슬롯마다 Ph의 확률로 에너지 하비스팅을 수행하기 때문에 프레임 내의 슬롯의 수가 많아질수록 에너지 하비스팅을 할 수 있는 기회가 증가하게 됨), 이에 따라 사물인터넷 기기는 많은 에너지를 하비스팅 할 수 있고, 비경쟁슬롯에 데이터를 전송하던 사물 인터넷 기기는 에너지가 충분하기 때문에 지속적으로 비경쟁슬롯에 데이터를 전송할 수 있기 때문이다. 사물 인터넷 기기의 수가 150인 경우에는 프레임의 길이가 충분히 길기 때문에 에너지 하비스팅 확률이 작은 0.01~0.1 구간에서 높은 처리율 성능을 갖는다.
도 8은 사물 인터넷 기기 수에 따른 F-ALOHA 프로토콜과 EH-MAC 프로토콜의 처리율 성능을 평가한 결과이다. 사물 인터넷 기기의 수가 증가할수록 F-ALOHA 프로토콜과 EH-MAC 프로토콜 모두 처리율 성능이 점차적으로 포화상태에 도달한다. 이는 사물 인터넷 기기의 수가 증가할수록 프레임의 길이가 증가하고, 사물 인터넷 기기의 프레임당 하비스팅되는 에너지량이 증가하기 때문이며, 이로 인해 사물 인터넷 기기들이 프레임에서 비경쟁슬롯을 할당받아 데이터 전송을 하여 처리율 성능이 증가한다. 도 7과 유사하게 슬롯 당 하비스팅 확률이 증가할수록 처리율 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다. F-ALOHA 프로토콜은 고정된 프레임 길이를 갖고 있어 사물 인터넷 기기의 에너지 큐 상태 변화에 따라 자원을 효율적으로 사용하지 못하기 때문에 처리율 성능이 EH-MAC 프로토콜보다 떨어지는 것을 확인할 수 있다.

Claims (19)

  1. 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법에 있어서, 상기 방법은
    에너지 적응적 자원 할당 장치가 데이터 전송에 성공한 사물인터넷 기기 중 에너지 큐 상태가 소정의 임계값을 초과하는 제1 사물인터넷 기기에 각각 다음 프레임의 비경쟁슬롯을 할당하는 단계; 및
    상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 제2 사물인터넷 기기들의 하비스팅된 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률을 고려하여 데이터 전송을 시도할 것으로 기대되는 제3 사물인터넷 기기들의 수와 동일한 수의 경쟁슬롯을 상기 다음 프레임에서 할당하는 단계를 포함하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 사물인터넷 기기들은 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기들 중 상기 비경쟁슬롯을 할당받지 못한 사물인터넷 기기인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 현재 프레임에서 데이터 전송에 성공한 슬롯을 확인하는 단계를 더 포함하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    첫 번째 프레임의 경우에는 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 연결된 사물 인터넷 기기 수만큼 경쟁슬롯을 할당하는 단계를 더 포함하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 제어슬롯에서 제어 정보를 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기들로 브로드캐스트하는 단계를 더 포함하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 정보는 동기 신호, 해당 프레임의 크기, 경쟁슬롯의 개수, 비경쟁슬롯의 개수, 이전 프레임의 경쟁슬롯에 대한 데이터전송 상태 - 상기 데이터전송 상태는 성공, 충돌 및 유휴를 포함함 -, 및 비경쟁슬롯에서 전송하게 될 사물인터넷 기기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 적응적 자원 할당 장치가 상기 제1 및 제3 사물인터넷 기기들로부터 하비스팅된 에너지량을 포함한 에너지 큐 상태와 평균적인 에너지 하비스팅률을 포함한 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    에너지 하비스팅에 성공한 사물인터넷 기기들은 에너지 하비스팅의 성공시에 상기 평균적인 에너지 하비스팅률을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기가 충돌 또는 에너지 부족으로 한 번도 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치로의 데이터 전송에 성공하지 못한 경우에는, 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치는 평균적인 에너지 하비스팅률을 모르는 상기 한 번도 성공하지 못한 사물인터넷 기기의 수만큼 경쟁슬롯에 고정적으로 슬롯 수를 할당하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법.
  10. 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치에 있어서, 상기 장치는
    사물인터넷 기기들의 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률을 고려하여 다음 프레임의 비경쟁슬롯과 경쟁슬롯을 할당하는 슬롯할당부를 포함하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 슬롯할당부는
    데이터 전송에 성공한 사물인터넷 기기 중 에너지 큐 상태가 소정의 임계값을 초과하는 제1 사물인터넷 기기에 각각 다음 프레임의 비경쟁슬롯을 할당하고,
    제2 사물인터넷 기기들의 하비스팅된 에너지량과 평균적인 에너지 하비스팅률을 고려하여 데이터 전송을 시도할 것으로 기대되는 제3 사물인터넷 기기들의 수와 동일한 수의 경쟁슬롯을 상기 다음 프레임에서 할당하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 사물인터넷 기기들은 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기들 중 상기 비경쟁슬롯을 할당받지 못한 사물인터넷 기기인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 슬롯할당부는
    현재 프레임에서 데이터 전송에 성공한 슬롯을 확인하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 슬롯할당부는
    첫 번째 프레임의 경우에는 연결된 사물 인터넷 기기 수만큼 경쟁슬롯을 할당하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    제어슬롯에서 제어 정보를 연결된 상기 사물인터넷 기기들로 브로드캐스트하는 송신부를 더 포함하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어 정보는 동기 신호, 해당 프레임의 크기, 경쟁슬롯의 개수, 비경쟁슬롯의 개수, 이전 프레임의 경쟁슬롯에 대한 데이터전송 상태 - 상기 데이터전송 상태는 성공, 충돌 및 유휴를 포함함-, 그리고 비경쟁슬롯에서 전송하게 될 사물인터넷 기기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 사물인터넷 기기들로부터 하비스팅된 에너지량을 포함한 에너지 큐 상태와 평균적인 에너지 하비스팅률을 포함한 데이터를 수신하는 수신부를 더 포함하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    에너지 하비스팅에 성공한 사물인터넷 기기들은 에너지 하비스팅의 성공 시에 상기 평균적인 에너지 하비스팅률을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 에너지 적응적 자원 할당 장치에 연결된 사물인터넷 기기가 충돌 또는 에너지 부족으로 한 번도 상기 에너지 적응적 자원 할당 장치로의 데이터 전송에 성공하지 못한 경우에는, 상기 슬롯할당부는 평균적인 에너지 하비스팅률을 모르는 상기 한 번도 성공하지 못한 사물인터넷 기기의 수만큼 경쟁슬롯에 고정적으로 슬롯 수를 할당하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 장치.
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