KR101791351B1 - Data delivery method with dynamic position update in uav ad-hoc networks - Google Patents

Data delivery method with dynamic position update in uav ad-hoc networks Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 무인 자율비행체간 데이터 통신을 위한 에드혹 네트워크에서 소스 노드에서 목적지 노드까지의 데이터 전달 방법은, 패킷 전송을 위한 데이터 전달 경로가 설정됨에 따라 각각의 노드 사이의 위치를 예측하는 단계; 상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 상기 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계; 상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계; 상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계; 및 상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다. A method for transmitting data from a source node to a destination node in an ad hoc network for unmanned autonomous inter-vehicle data communication according to an embodiment includes: predicting a position between each node as a data transmission path for packet transmission is set; ; Transmitting the data packet to the destination node using a directional antenna based on prediction information by predicting a position between the respective nodes; Updating the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node that received the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node; Receiving an acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node; And updating the location information and the moving speed information by the relay node or the source node receiving the acknowledgment packet.

Figure R1020160109864
Figure R1020160109864

Description

무인 자율비행체간 에드혹 네트워크에서 동적 위치정보 갱신을 통한 데이터 전달 절차 및 방법{DATA DELIVERY METHOD WITH DYNAMIC POSITION UPDATE IN UAV AD-HOC NETWORKS} Technical Field [0001] The present invention relates to a data delivery method and a data delivery method using a dynamic location information update method in an unmanned ad hoc network,

아래의 설명은 무인 비행체(UAV)간 에드혹 네트워크를 구성한 후 데이터를 전송할 때 노드간 위치를 예측하여 지향성 안테나를 이용하여 데이터를 전송하고, 송수신 패킷에 위치정보와 이동속도 정보를 포함시켜 실시간 위치정보 업데이트를 수행하는 기술에 관한 것이다.
In the following description, we assume that when a data is transmitted after constructing an ad hoc network between unmanned aerial vehicles (UAVs), data is transmitted using a directional antenna by predicting the position between nodes, and the position information and the moving speed information are included in the transmission / To a technique for performing an information update.

상업용 드론 이나 군사용 무인 비행체를 포함하는 광범위한 UAV 응용에서 드론 간의 정보 전달에 있어 정보의 소소에서 정보의 종단점 간에 직접 통신이 불가능할 경우 복수개의 UAV를 이용한 릴레이를 이용하는 에드혹 네트워크가 필요하게 된다.In a wide range of UAV applications, including commercial drones and military unmanned aerial vehicles, if there is no direct communication between the endpoints of the information at the source of information in the transfer of information between the drones, an ad hoc network using relays using multiple UAVs will be required.

에드혹 네트워크의 경로 설정 후 데이터 전송에 있어 기존의 무지향성(Omnidirectional) 안테나를 사용할 경우 전파 반경이 짧고 다른 노드의 전송과 간섭을 일으킬 확률이 높아 신뢰성 있는 데이터 전송이 이루어지지 못할 수도 있다.When using an existing omnidirectional antenna for data transmission after setting up an ad hoc network, the propagation radius may be short and reliable data transmission may not be performed due to high probability of transmission and interference of other nodes.

이 경우, 지향성 안테나를 사용하면 무인 비행체간 통신거리도 늘릴 수 있고 노드간 간섭 영향을 줄일 수 있게 된다. In this case, the use of a directional antenna can increase the communication distance between the unmanned aerial vehicles and reduce the influence of inter-node interference.

지향성 안테나를 이용한 데이터 전송은 사용자 위치 추정을 위한 별도의 트레이닝 시퀀스 시그널을 사용하거나 비교적 고정적인 사용자 단말에 주로 적용되어 왔다. 또한, 위치 추정이 잘 이루어 지지 않을 경우 다시 위치를 추정하기 위한 동작을 수행하게 되는데 이러한 동작 동안 데이터 전송의 단절이 일어나 서비스의 품질을 저하시키는 요소로 작용하여 왔다.Data transmission using directional antennas has been mainly applied to relatively stationary user terminals or to use separate training sequence signals for user location estimation. In addition, if the position estimation is not performed well, an operation for estimating the position is performed again. During the operation, the data transmission is disconnected and the service quality is degraded.

이에 따라 동적인 위치 추정을 제공하는 알고리즘과 예상되는 위치 추정 오류에 적응적으로 안테나 각도를 조절하는 등의 추가적인 기술이 요구된다.
There is thus a need for additional techniques, such as an algorithm that provides dynamic position estimation and an adaptive antenna angle adjustment to the expected position estimation error.

본 발명은 무인 비행체간 실시간 위치 추정을 통한 지향성 안테나 각도 조절을 통한 신뢰성 있는 데이터 전송을 제공하는 방법 및 시스템을 제안하기로 한다. The present invention proposes a method and system for providing reliable data transmission through directional antenna angle control through real-time position estimation between unmanned aerial vehicles.

이를 위해, 일반적인 지향성 안테나를 사용하는 데이터 전송에 있어서, 정확한 위치 추정에 의한 빔포밍이 이루어 지지 않았을 경우, 데이터가 성공적으로 전송될 수 없기 때문에 위치 추정 오류가 일어날 가능성이 높아짐에 따라 지향성 안테나의 각도를 조절하는 방법을 제공할 수 있다. For this purpose, in data transmission using general directional antennas, if the beamforming by accurate position estimation is not performed, since the possibility of the position estimation error increases because the data can not be transmitted successfully, the angle of the directional antenna Can be provided.

또한, 데이터 전송 시 송신 노드와 수신 노드가 데이터 패킷과 수신확인 패킷(ACK)에 새로운 위치 추정을 위한 정보를 포함시킬 경우, 경로상의 노드간 보다 최신의 정보에 의한 빔포밍이 수행되도록 새로운 데이터 포맷과 절차를 제공할 수 있다. Also, when the transmitting node and the receiving node include information for a new position estimation in the data packet and the acknowledgment packet (ACK) at the time of data transmission, a new data format And procedures.

실제 무인 비행체간의 에드혹 통신에서는 급격한 방향전환, 예측되지 않은 상황변경 등으로 지향성 안테나를 이용한 데이터 전송이 실패할 수 있는데, 이를 극복하기 위한 새로운 데이터 전송 메커니즘을 사용하여 정확한 노드의 위치를 갱신하고 데이터 단절 시간을 줄이는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
In ad hoc communication between real unmanned aerial vehicles, data transmission using a directional antenna may fail due to sudden change of direction and unexpected change of state. In order to overcome this problem, a new data transmission mechanism is used to update the position of the correct node A method and system for reducing disconnection time can be provided.

일 실시예에 따르면, 무인 자율비행체간 데이터 통신을 위한 에드혹 네트워크에서 소스 노드에서 목적지 노드까지의 데이터 전달 방법은, 패킷 전송을 위한 데이터 전달 경로가 설정됨에 따라 각각의 노드 사이의 위치를 예측하는 단계; 상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계; 상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계; 상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 소스 노드가 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계; 및 상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, a method of transmitting data from a source node to a destination node in an ad hoc network for unmanned autonomous inter-vehicle data communication includes: predicting a position between each node as a data transmission path for packet transmission is set; step; Transmitting a data packet to the destination node using a directional antenna based on prediction information by predicting a position between the respective nodes; Updating the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node that received the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node; Receiving, by the source node, an acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node; And updating the location information and the moving speed information by the relay node or the source node receiving the acknowledgment packet.

상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계는, 상기 데이터 전달 경로가 설정되는 과정에서 획득된 순방향 테이블을 이용하여 상기 소스 노드와 목적지방향 다음 노드의 현재 위치를 추정하여 지향성 안테나를 통하여 상기 데이터 패킷을 전송하고, 상기 소스 노드와 상기 목적지방향 다음 노드 사이에 추정된 거리에 기초하여 지향성 안테나의 전파 방사 각도를 자동으로 조절하고, 상기 전파 방사 각도가 자동으로 조절된 지향성 안테나를 이용하여 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the step of transmitting the data packet to the destination node using the directional antenna based on the prediction information by predicting the position between the respective nodes comprises the steps of: Estimating a current position of a source node and a next node in a destination direction, transmitting the data packet through a directional antenna, automatically calculating a propagation radial angle of the directional antenna based on an estimated distance between the source node and a node next to the destination direction And transmitting the data packet using a directional antenna in which the radio wave radiation angle is automatically adjusted.

상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계는, 상기 데이터 패킷에 상기 소스 노드 또는 목적지방향 다음 노드의 3차원 위치 정보와 이동속도 정보를 포함하여 전송하는 단계를 포함하고, 상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계는, 상기 데이터 패킷을 수신한 목적지방향 다음 노드 또는 상기 목적지 노드가 상기 데이터 패킷에 포함된 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 이용하여 소스방향 이전 노드에 대한 역방향 테이블을 구성하고, 상기 역방향 테이블에 상기 소스방향 이전 노드의 위치 벡터 정보, 이동속도 벡터 정보를 갱신하고, 상기 3차원 위치 정보를 획득한 시간을 상기 데이터 패킷을 수신한 수신 시간으로 변경하여 기록하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the step of transmitting the data packet to the destination node using the directional antenna based on the prediction information by predicting the position between the respective nodes comprises the steps of: Wherein the step of updating the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node that received the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node includes A reverse direction table for the source node in the source direction using the three-dimensional position information and the moving speed information included in the data packet or the destination node next to the destination node receiving the data packet, Source direction Position vector information of previous node, Movement velocity vector The information may comprise the step of updating, and the change to record the time at which obtaining the three-dimensional position information in the received time data receives the packet.

상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계는, 상기 목적지 노드로부터 상기 수신확인 패킷이 전송됨에 따라 역방향 테이블에 갱신된 정보를 이용하여 소스방향 이전 노드의 위치를 추정하고, 상기 목적지 노드와 상기 소스방향 이전 노드간 추정된 거리에 기초하여 상기 지향성 안테나의 전파 방사 각도를 자동으로 조절하고, 상기 전파 방사 각도가 자동으로 조절된 지향성 안테나를 이용하여 상기 수신확인 패킷이 전송되는 단계를 포함할 수 있다.The receiving of the acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receipt of the data packet from the destination node may include updating the uplink table in the reverse table Estimating a position of a previous node in a source direction using the information and automatically adjusting a radio wave radiation angle of the directional antenna based on an estimated distance between the destination node and a source node in front of the source direction, And transmitting the acknowledgment packet using the adjusted directional antenna.

상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계는, 상기 수신확인 패킷에 상기 목적지 노드 또는 목적지방향 이동 노드의 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 포함하여 전송하는 단계를 포함하고, 상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계는, 상기 수신확인 패킷을 수신한 소스방향 이전 노드 또는 상기 소스 노드가 상기 수신확인 패킷에 포함된 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 이용하여 목적지방향 다음 노드에 대한 순방향 테이블을 구성하고, 상기 순방향 테이블에 상기 목적지방향 다음 노드의 위치 벡터 정보, 이동속도 벡터 정보를 갱신하고, 상기 3차원 위치 정보를 획득한 시간을 상기 수신확인 패킷을 수신한 수신 시간으로 변경하여 기록하는 단계를 포함할 수 있다.The receiving of the acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receipt of the data packet from the destination node may include receiving the acknowledgment packet for the data packet from the destination node or the three- Wherein the step of updating the location information and the moving speed information of the relay node or the source node that has received the acknowledgment packet includes a step of receiving the acknowledgment packet, The previous node or the source node constructs a forward table for the next node in the destination direction using the 3D position information and the moving speed information included in the acknowledgment packet, , Updates the moving speed vector information, and acquires the three-dimensional position information It may comprise the step of recording by changing the time in the receiving time of receiving the acknowledgment packet.

상기 데이터 전달 방법은, 상기 소스 노드가 수신확인 패킷을 수신하지 못함에 따라 상기 데이터 패킷의 상기 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 지향성 안테나 재전송 횟수보다 작은지 여부를 판단하는 단계; 상기 데이터 패킷의 상기 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 상기 미리 설정된 최대 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작다면, 상기 데이터 패킷을 상기 지향성 안테나를 이용하여 재전송하고, 상기 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 상기 미리 설정된 최대 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작지 않다면, 상기 지향성 안테나에서 무지향성 안테나로 변환하여 상기 데이터 패킷을 재전송하는 단계; 상기 무지향성 안테나를 이용하여 재전송된 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷을 수신함에 따라 지향성 안테나로 안테나 모드를 변환하고, 상기 수신확인 패킷에 포함된 3차원 위치 정보, 이동속도 정보 및 현재시간 정보를 이용하여 순방향 테이블의 정보를 갱신하는 단계; 및 상기 무지향성 안테나를 이용하여 재전송된 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷을 수신하지 못한 경우, 상기 데이터 패킷의 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작은지를 판단하고, 상기 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 상기 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작다면 상기 데이터 패킷을 상기 무지향성 안테나를 이용하여 재전송하고, 상기 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 상기 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작지 않다면 상기 소스 노드의 방향으로 경로 오류 패킷을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.Determining whether the number of retransmissions of the data packet using the directional antenna is less than a preset maximum directional antenna retransmission number as the source node fails to receive the acknowledgment packet; And retransmits the data packet using the directional antenna if the number of retransmissions of the data packet using the directional antenna is smaller than the number of retransmissions using the predetermined maximum directional antenna, Converting the directional antenna to a non-directional antenna and retransmitting the data packet if the number of retransmissions is not less than the number of retransmissions using the directional antenna; Receiving an acknowledgment packet for the retransmitted data packet using the omnidirectional antenna, converting the antenna mode to a directional antenna, and using the three-dimensional position information, moving speed information, and current time information included in the acknowledgment packet Updating the information of the forward table; And determining whether the retransmission number of the data packet using the omnidirectional antenna is smaller than the retransmission number of the maximum omnidirectional antenna when the reception acknowledgment packet for the retransmitted data packet is not received using the omnidirectional antenna And if the number of retransmissions using the omnidirectional antenna is smaller than the number of retransmissions using the predetermined maximum omnidirectional antenna, retransmitting the data packet using the omnidirectional antenna, and if the number of retransmissions using the omni- And transmitting the path error packet in the direction of the source node if it is not smaller than the number of retransmissions using the maximum omnidirectional antenna.

일 실시예에 따르면, 무인 자율비행체간 데이터 통신을 위한 에드혹 네트워크에서 소슨 노드에서 목적지 노드까지의 데이터 전달 시스템은, 패킷 전송을 위한 데이터 전달 경로가 설정됨에 따라 각각의 노드 사이의 위치를 예측하는 위치 추정부; 상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 상기 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 데이터 패킷 전송부; 상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 제1 갱신부; 상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 소스 노드가 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 수신확인 패킷부; 및 상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 제2 갱신부를 포함할 수 있다.
According to one embodiment, a data delivery system from a sourcing node to a destination node in an ad hoc network for unmanned autonomous inter-vehicle data communication includes a step of predicting a position between each node as a data transmission path for packet transmission is set A position estimating unit; A data packet transmission unit for transmitting the data packet to the destination node using a directional antenna based on prediction information that predicts a position between the respective nodes; A first update unit for updating the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node that receives the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node; An acknowledgment packet unit for receiving the acknowledgment packet (ACK) for the data packet by the source node using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node; And a second updating unit for updating the location information and the moving speed information of the relay node or the source node receiving the acknowledgment packet.

본 발명은 기존 경로 탐색 프로토콜에 의해 정해진 경로 상의 무인비행체간 에드혹 네트워크에서 소스에서 목적지 종단 노드로의 데이터를 전송함 있어서, 지향성 안테나를 사용하여 보다 신뢰성 있는 데이터 전송을 수행할 수 있다. The present invention transmits data from a source to a destination end node in an unmanned ad hoc network on a path determined by an existing path search protocol, so that more reliable data transmission can be performed using a directional antenna.

본 발명은 무지향성 안테나에 비해 위치 추정 정보에 기반한 지향성 안테나를 사용함으로써 전송거리를 늘릴 수 있어 빠르게 이동하는 비행체간의 링크 단절을 줄일 수 있고, 신뢰성 있는 데이터 전송을 제공할 수 있다.The present invention uses a directional antenna based on position estimation information in comparison with an omnidirectional antenna to increase the transmission distance, thereby reducing link disconnection between fast moving objects and providing reliable data transmission.

또한, 인접 비행체의 추정거리에 따라 지향성 안테나를 사용하였을 때 위치 오류에 의한 링크단절 확률이 다를 수 있으므로 이를 보정하기 위한 지향성 안테나의 각도를 적응적으로 조절함으로써, 링크 단절로 인한 데이터 끊김 현상을 줄일 수 있다.In addition, since the link disconnection probability due to the position error may be different when the directional antenna is used according to the estimated distance of the adjacent vehicle, the angle of the directional antenna for correcting the angle may be adaptively adjusted to reduce the data disconnection due to the link disconnection .

또한, 지향성 안테나의 경우 정확한 위치 정보 및 이동속도 정보의 갱신을 위한 새로운 방법을 제시하였다.In case of directional antenna, a new method for updating accurate location information and moving speed information is proposed.

또한 본 발명은, 급격한 비행체의 경로 변화나 다른 환경의 변화로 인해 데이터 전송이 성공적으로 이루어 지지 않았을 경우 지향성과 무지향성 안테나 모드로의 교환을 통해 데이터 전송을 가능케 하고, 동시에 새로운 위치 및 이동속도 정보를 갱신할 수 있는 방안을 제시하여 데이터 전송 단절 시간을 줄이고 경로 재설정을 수행하지 않음으로써 경로 재설정 오버헤드를 줄일 수 있다.
The present invention also enables data transmission through directivity and omnidirectional antenna mode exchange when data transmission is not successful due to sudden flight path change or other environment change, The path resetting overhead can be reduced by reducing the data transmission disconnection time and not performing the path resetting.

도 1은 일 실시예에 있어서 무인비행체(UAV)간 데이터 전달을 위한 에드혹 네트워크 경로의 구성을 나타낸 예이다.
도 2는 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 지향성 안테나를 사용하여 데이터를 전송함에 있어 전파전달 범위 및 최대 전송거리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 인접 노드로의 데이터 패킷 및 수신확인 패킷 전송에 있어 추정된 노드간 거리에 따른 지향성 안테나의 전파 도달 범위와 이에 따른 전달 오류가 발생한 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 지향성 안테나의 각도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 데이터 패킷을 송신할 때의 패킷 구성과 데이터 패킷을 수신한 수신 노드의 역방향 테이블을 갱신하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 수신확인 패킷을 송신할 때의 패킷 구성과 수신확인 패킷을 수신한 수신 노드의 순방향 테이블을 갱신하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 데이터 패킷과 수신확인 패킷을 송수신하는 과정에 있어서, 데이터 패킷의 송신 노드가 수신확인 패킷을 전달받지 못하였을 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
FIG. 1 illustrates an example of a configuration of an ad hoc network path for data transfer between UAVs according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a diagram for explaining a propagation range and a maximum transmission distance in transmitting data using a directional antenna in a data delivery system according to an exemplary embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining that a propagation range of a directional antenna according to an estimated inter-node distance in a data packet and an acknowledgment packet transmission to a neighboring node in a data delivery system according to an exemplary embodiment, to be.
4 is a view for explaining a method of adjusting the angle of a directional antenna in a data transmission system according to an embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining a packet configuration when a data packet is transmitted in a data delivery system according to an embodiment and a process of updating a reverse table of a receiving node receiving the data packet.
6 is a diagram for explaining a packet configuration when transmitting an acknowledgment packet in a data delivery system according to an embodiment and a process of updating a forward table of a receiving node receiving an acknowledgment packet.
FIG. 7 is a diagram for explaining an operation when a transmitting node of a data packet fails to receive an acknowledgment packet in a process of transmitting and receiving a data packet and an acknowledgment packet in the data delivery system according to the embodiment.
8 is a block diagram illustrating a configuration of a data delivery system according to an embodiment.

이하 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 무인비행체간 에드혹 네트워크에서 효과적인 데이터를 전송하는 방법을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a method for transmitting effective data in an unmanned aerial vehicle ad hoc network according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예에 따른 데이터 전달 시스템은 무인비행체의 3차원 위치 정보를 측정할 수 있는 GPS(Global Positioning System) 기능을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 무인비행체에 따른 각 시점에서의 x, y, z 방향으로의 평균 속도를 측정하여 향후 방향별 이동 속도를 추정하거나 과거의 평균 이동속도를 계산할 수 있다. The data delivery system according to the embodiment may include a Global Positioning System (GPS) function capable of measuring three-dimensional position information of the unmanned aerial vehicle. Also, it is possible to estimate the moving speed of each direction or to calculate the average moving speed in the past by measuring the average speed in the x, y, and z directions at each viewpoint according to each unmanned aerial vehicle.

도 1은 일 실시예에 있어서 무인비행체(UAV)간 데이터 전달을 위한 에드혹 네트워크 경로의 구성을 나타낸 예이다.FIG. 1 illustrates an example of a configuration of an ad hoc network path for data transfer between UAVs according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

소스 노드(101)는 데이터 전송을 희망하는 노드이며, 목적지 노드(105)는 데이터를 최종적으로 수신하는 종단점이다. 소스 노드(101)로부터 데이터가 전송됨에 따라 직접적으로 목적지 노드(105)로 전달될 수 있지만, 소스 노드(101)에서 목적지 노드(105)로의 직접 전송이 불가능할 때, 데이터를 전달하는 역할을 담당할 수 있는 중간 노드인 릴레이 노드(102~104)가 존재할 수 있다. 이에 따라 소스 노드(101)로부터 목적지 노드(105) 사이에 데이터가 송수신될 수 있다. The source node 101 is a node that desires data transmission, and the destination node 105 is an endpoint that finally receives data. The data can be directly transferred to the destination node 105 as the data is transmitted from the source node 101. However, when data can not be directly transmitted from the source node 101 to the destination node 105, There may be relay nodes 102-104 which are intermediate nodes that can communicate with each other. Thus, data can be transmitted and received between the source node 101 and the destination node 105. [

실시예들에서는 AODV 기반 경로 설정 프로토콜 등을 사용하여 이미 데이터 전송을 위한 경로가 설정되어 있는 상태로 가정하기로 한다. 이때, 경로 설정 과정에서 경로 요청 패킷과 경로 응답 패킷은 각각의 패킷을 송신하는 송신 노드의 3차원 위치 정보와 이동속도 정보가 포함되어 있을 수 있다. In the embodiments, it is assumed that a path for data transmission has already been set using an AODV-based routing protocol or the like. In this case, the path request packet and the path response packet may include the three-dimensional position information and the moving speed information of the transmitting node transmitting the respective packets.

경로 요청 패킷을 수신한 수신노드는 소스방향 이전 노드에 대한 역방향 테이블을 구성할 수 있고, 소스방향 이전 노드의 3차원 위치 정보와 이동속도 정보를 테이블에 기록하며 위치정보 획득시간(

Figure 112016083703923-pat00001
), 다시 말해서, 이 경우, 경로 요청 패킷 수신시간을 기록할 수 있다. 이때, 경로 요청 패킷을 수신하는 수신 노드는 목적지 노드(105)일 수도 있고, 릴레이 노드(102~104)일 수도 있다.The receiving node receiving the route request packet can construct a reverse table for the source node in the source direction and records the three-dimensional position information and the moving speed information of the node in the source direction in the table.
Figure 112016083703923-pat00001
), In other words, in this case, the path request packet reception time can be recorded. At this time, the receiving node receiving the route request packet may be the destination node 105 or the relay node 102-104.

마찬가지로, 경로 응답 패킷을 수신한 수신노드는 목적지방향 다음 노드에 대한 순방향 테이블을 구성할 수 있고, 목적지방향 다음 노드의 3차원 위치 정보와 이동속도 정보를 순방향 테이블에 기록하며 위치정보 획득시간 (

Figure 112016083703923-pat00002
), 다시 말해서, 경로 응답 패킷 수신 시간을 기록할 수 있다.Likewise, the receiving node receiving the path response packet can construct a forward table for the next node in the destination direction, and records the three-dimensional position information and the moving speed information of the next node in the destination direction in the forward table,
Figure 112016083703923-pat00002
), In other words, the path response packet reception time can be recorded.

도 2는 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 지향성 안테나를 사용하여 데이터를 전송함에 있어 전파전달 범위 및 최대 전송거리를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for explaining a propagation range and a maximum transmission distance in transmitting data using a directional antenna in a data delivery system according to an exemplary embodiment.

도 2는 지향성 안테나를 사용하여 신호를 전송할 경우, 지향성 안테나의 각도에 따른 전파 범위를 설명하기 위한 것이다. 이때, 송신전력은 일정할 수 있다. Fig. 2 is for explaining the range of propagation according to the angle of the directional antenna when transmitting a signal using the directional antenna. At this time, the transmission power may be constant.

예를 들면, 지향성 안테나의 각도가

Figure 112016083703923-pat00003
일 때, 전파 도달 범위는 201로 표시될 수 있으며, 이때, 최대 전송거리는
Figure 112016083703923-pat00004
로 표시될 수 있다. 지향성 안테나의 각도 변화가 총 N(N은 자연수)가지로 이산적으로 조절될 때, 마지막 각도는
Figure 112016083703923-pat00005
일 수 있으며, 각도
Figure 112016083703923-pat00006
에 대한 전파 도달 범위는 202로 표시되며, 이에 대한 최대 전송거리는
Figure 112016083703923-pat00007
으로 표시될 수 있다.For example, if the angle of the directional antenna is
Figure 112016083703923-pat00003
, The radio wave arrival range can be indicated by 201, and the maximum transmission distance is represented by
Figure 112016083703923-pat00004
. ≪ / RTI > When the angular variation of the directional antenna is discretely adjusted with a total of N (N is a natural number) branch, the last angle is
Figure 112016083703923-pat00005
And the angle
Figure 112016083703923-pat00006
The propagation range for the antenna is indicated by 202,
Figure 112016083703923-pat00007
. ≪ / RTI >

도 3은 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 인접 노드로의 데이터 패킷 및 수신확인 패킷 전송에 있어 추정된 노드간 거리에 따른 지향성 안테나의 전파 도달 범위와 이에 따른 전달 오류가 발생한 것을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 3 is a diagram for explaining that a propagation range of a directional antenna according to an estimated inter-node distance in a data packet and an acknowledgment packet transmission to a neighboring node in a data delivery system according to an exemplary embodiment, to be.

도 3에서는 데이터 전달 시스템에서 인접 노드로의 데이터 및 수신확인 패킷 전송에 있어 추정된 노드간 거리에 따른 지향성 안테나 각도 조절의 필요성을 설명하기로 한다. FIG. 3 illustrates the necessity of directional antenna angle control according to the estimated inter-node distance in data and acknowledgment packet transmission from a data delivery system to a neighboring node.

송신 노드(301)로부터 패킷이 송신될 수 있다. 이때, 송신 노드(301)는 소스 노드 또는 릴레이 노드일 수 있다. 도 3을 참고하면, 301은 데이터 패킷(예를 들면, 경로 요청 패킷, 경로 응답 패킷) 또는 수신확인(ACK) 패킷을 송신하는 송신 노드의 위치, 302는 데이터를 포함한 패킷 또는 수신확인 패킷을 수신하는 수신 노드의 예측 위치를 나타낸 것이다.A packet may be transmitted from the transmitting node 301. [ At this time, the transmitting node 301 may be a source node or a relay node. 3, reference numeral 301 denotes a location of a transmitting node that transmits a data packet (e.g., a route request packet, a route reply packet) or an acknowledgment (ACK) packet, 302 denotes a packet The predicted position of the receiving node.

이때, 지향성 안테나 각도

Figure 112016083703923-pat00008
를 사용하였을 경우, 전파 도달 범위는 306이 된다. 예를 들면, 수신 노드의 실제 위치가 송신 노드(301)로부터 일정거리(예를 들면, d 만큼) 떨어진 303에 위치하고 있다고 할 때, 수신 노드의 실제위치(303)은
Figure 112016083703923-pat00009
를 사용한 전파 도달 범위 안에 존재하기 때문에 데이터 수신이 가능하다.At this time,
Figure 112016083703923-pat00008
, The radio wave arrival range is 306. For example, assuming that the actual location of the receiving node is located 303 away from the transmitting node 301 by a certain distance (e.g., d), the actual location 303 of the receiving node is
Figure 112016083703923-pat00009
And therefore data reception is possible.

반면, 수신 노드의 예측 위치(304)가 송신 노드(301)로부터 일정거리 d 만큼 떨어진 305에 위치하고 있다고 할 때, 수신 노드의 실제위치(305)는 를 사용한 전파 도달 범위 밖에 존재하기 때문에 데이터 수신이 불가능하다. 이때, 송신 노드(301)의 지향성 안테나의 각도를 넓게 할 경우, 307의 전파 도달 범위가 305의 수신 노드의 실제위치를 포함하므로 패킷을 성공적으로 전달할 수 있게 된다. On the other hand, assuming that the predicted position 304 of the receiving node is located 305, which is a distance d away from the transmitting node 301, since the actual position 305 of the receiving node is outside the range of the radio wave using impossible. At this time, when the angle of the directional antenna of the transmitting node 301 is widened, the radio wave arrival range 307 includes the actual position of the receiving node 305, so that the packet can be successfully transmitted.

도 4는 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 지향성 안테나의 각도를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining a method of adjusting the angle of a directional antenna in a data transmission system according to an embodiment.

인접 노드로의 데이터 및 수신확인 패킷 전송에 있어서, 송신 노드와 추정된 수신 노드의 예측 위치 사이의 거리에 따른 지향성 안테나 각도 조절 방법을 설명하기로 한다. A description will be made of a directional antenna angle control method according to a distance between a transmitting node and a predicted position of an estimated receiving node in data and acknowledgment packet transmission to a neighboring node.

도 4와 같이, 데이터 패킷 또는 수신확인(ACK) 패킷을 송신하는 송신 노드(401)(i 노드)라고 하고, 데이터 또는 수신확인 패킷을 수신하는 수신 노드(j 노드)의 예측 위치(402)를 나타낼 수 있다. 송신 노드(410)와 수신 노드의 예측 위치 사이의 예측 거리를

Figure 112016083703923-pat00010
라 할 때, 테이블(403)에 예측거리에 따른 지향성 안테나의 조절 각도를 나타낼 수 있다. 여기서
Figure 112016083703923-pat00011
,
Figure 112016083703923-pat00012
의 관계를 갖는다.4, a transmission node 401 (i-node) that transmits a data packet or an acknowledgment (ACK) packet and a predicted position 402 of a receiving node (j-node) . The predicted distance between the transmitting node 410 and the receiving node at the predicted position is
Figure 112016083703923-pat00010
The adjustment angle of the directional antenna according to the predicted distance can be displayed on the table 403. [ here
Figure 112016083703923-pat00011
,
Figure 112016083703923-pat00012
.

데이터 전달 시스템은 송신 노드(401)와 수신 노드의 예측 위치 사이의 예측 거리가 짧을수록 지향성 안테나의 각을 크게 하여 전달거리는 작게 하되 빔의 폭을 넓게 하여 예측 오류에 따른 패킷 전달 오류를 줄이고, 예측 거리가 멀수록 지향성 안테나의 각을 작게 하여 전달 거리를 늘릴 수 있다.The data delivery system increases the angle of the directional antennas as the predicted distance between the transmitting node 401 and the receiving node becomes shorter, thereby reducing the propagation distance. However, by increasing the width of the beam, The longer the distance, the smaller the angle of the directional antenna, and the transmission distance can be increased.

도 4에서 데이터 패킷 또는 수신확인 패킷을 수신하는 수신 노드(j 노드)의 위치를 예측하는 추정 방법은 수학식 1과 같이 계산될 수 있다. 이때,

Figure 112016083703923-pat00013
은 시간 t에서 수신 노드(j노드)의 추정된 예측 위치이고,
Figure 112016083703923-pat00014
,
Figure 112016083703923-pat00015
는 각각 시간
Figure 112016083703923-pat00016
에 기록된 역방향 또는 순방향 테이블에 존재하는 수신 노드(j 노드)의 3차원 위치 정보와 이동 속도 정보를 의미할 수 있다. 이때,
Figure 112016083703923-pat00017
는 역방향 테이블 또는 순방향 테이블에 기록된 위치 정보 획득 시간을 의미할 수 있다. 4, an estimation method for estimating the location of a receiving node (j node) receiving a data packet or an acknowledgment packet can be calculated as shown in Equation (1). At this time,
Figure 112016083703923-pat00013
Is the estimated predicted position of the receiving node (j-th node) at time t,
Figure 112016083703923-pat00014
,
Figure 112016083703923-pat00015
Respectively,
Figure 112016083703923-pat00016
Dimensional position information and moving velocity information of the receiving node (j node) existing in the backward or forward table recorded in the table. At this time,
Figure 112016083703923-pat00017
May mean the location information acquisition time recorded in the reverse table or the forward table.

수학식 1:Equation 1:

Figure 112016083703923-pat00018
Figure 112016083703923-pat00018

도 5는 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 데이터 패킷을 송신할 때의 패킷 구성과 데이터 패킷을 수신한 수신 노드의 역방향 테이블을 갱신하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram for explaining a packet configuration when a data packet is transmitted in a data delivery system according to an embodiment and a process of updating a reverse table of a receiving node receiving the data packet.

도 5는 노드 i로부터 노드 j로의 데이터 패킷 송신을 위한 데이터 패킷의 구조를 나타낸 것이다. 이때, 노드 i가 데이터 패킷을 송신함에 따라 노드 j가 패킷을 수신할 수 있다. 5 shows the structure of a data packet for data packet transmission from node i to node j. At this time, the node j can receive the packet as the node i transmits the data packet.

데이터 패킷 구조는 데이터 영역(501)에 추가 정보 영역(502)이 포함되어 있을 수 있다. 이때, 추가 정보 영역(502)은 추후에 노드 j가 노드 i에 패킷을 송신할 때 정확한 빔포밍을 수행할 수 있도록 제공하기 위한 추가 정보를 포함하고 있을 수 있다. 추가 정보 영역(502)은 3차원 노드 i의 현재 위치 정보를 포함하는 현재 위치 정보 영역(503)과 현재 이동속도 정보를 포함하는 현재 이동속도 정보 영역(504)으로 구성될 수 있다. The data packet structure may include the additional information area 502 in the data area 501. At this time, the additional information area 502 may include additional information for providing the node j to perform accurate beamforming when transmitting a packet to the node i in the future. The additional information area 502 may include a current position information area 503 including current position information of the three-dimensional node i and a current traveling speed information area 504 including the current traveling speed information.

데이터를 수신한 노드 j는 도 1과 같이, 노드 j의 역방향 테이블에 노드 i의 현재 위치 정보 영역(503)과 현재 이동속도 정보 영역(504)에 기록된 위치 정보 및 속도의 최신정보를 이용하여 노드 i에 대한 기존 정보를 갱신하여 저장할 수 있으며, 역방향 테이블의 위치 정보 획득시간도 현재의 시간으로 갱신할 수 있다. The node j receiving the data uses the latest information of the position information and the velocity recorded in the current position information area 503 and the current movement speed information area 504 of the node i in the reverse table of the node j as shown in FIG. The existing information on the node i can be updated and stored, and the position information acquisition time of the reverse table can be updated to the current time.

도 6은 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 수신확인 패킷을 송신할 때의 패킷 구성과 수신확인 패킷을 수신한 수신 노드의 순방향 테이블을 갱신하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a packet configuration when transmitting an acknowledgment packet in a data delivery system according to an embodiment and a process of updating a forward table of a receiving node receiving an acknowledgment packet.

앞서 설명한 바와 같이, 노드 i에서 노드 j로 데이터 패킷을 송신함에 따라 노드 j는 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 노드 j에서 노드 i로부터 송신된 데이터 패킷을 수신했다는 수신확인(ACK) 패킷을 노드 i로 전송할 수 있다. 이에 따라 도 6에서는 수신확인 패킷의 구조를 설명하기로 한다. As described above, node j can receive a data packet by transmitting a data packet from node i to node j. At this time, an acknowledgment (ACK) packet indicating that the node j has received the data packet transmitted from the node i may be transmitted to the node i. Accordingly, the structure of the acknowledgment packet will be described with reference to FIG.

수신확인 패킷(601)은 추후에 노드 i가 노드 j에 패킷을 송신할 때 정확한 빔포밍을 수행할 수 있도록 하는 추가 정보 영역(620)을 포함할 수 있다. 추가 정보 영역(602)은 3차원 위치에서의 노드 j의 현재 위치 정보를 포함하는 현재 위치 정보 영역(603) 및 현재 이동속도 정보를 포함하는 현재 이동속도 정보 영역(604)으로 구성될 수 있다. The acknowledgment packet 601 may include an additional information area 620 that allows later node i to perform accurate beamforming when transmitting a packet to node j. The additional information area 602 may include a current position information area 603 including the current position information of the node j in the three-dimensional position and a current traveling speed information area 604 including the current traveling speed information.

이때, 수신확인 패킷을 수신한 노드 i는 도 1과 같이, 노드 i의 순방향 테이블에 노드 j의 현재 위치 정보 영역(603)과 현재 이동속도 정보 영역(604)에 기록된 위치 정보 및 최신의 속도의 정보를 이용하여 노드 j에 대한 기존 정보를 갱신하여 저장할 수 있다. 순방향 테이블의 위치 정보 획득 시간도 현재 시간으로 갱신될 수 있다.1, the node i receiving the acknowledgment packet transmits the position information recorded in the current position information area 603 of the node j and the current movement speed information area 604 to the forward table of the node i, The existing information on the node j can be updated and stored. The location information acquisition time of the forward table can also be updated with the current time.

도 7은 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템에서 데이터 패킷과 수신확인 패킷을 송수신하는 과정에 있어서, 데이터 패킷의 송신 노드가 수신확인 패킷을 전달받지 못하였을 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a diagram for explaining an operation when a transmitting node of a data packet fails to receive an acknowledgment packet in a process of transmitting and receiving a data packet and an acknowledgment packet in the data delivery system according to the embodiment.

수신 노드가 지향성 안테나를 이용하여 수신확인 패킷을 송신 노드로 전송할 수 있다(701). 송신 노드는 수신확인 패킷의 수신 여부를 판단할 수 있다(702). 이때, 수신확인 패킷이 정상적으로 수신되었다면, 수신확인 패킷에 포함된 위치 정보와 속도 정보, 현재 시간 정보를 이용하여 순방향 테이블의 정보를 갱신한 뒤, 다음 패킷을 전송할 수 있다(703). The receiving node may transmit the acknowledgment packet to the transmitting node using the directional antenna (701). The transmitting node can determine whether to receive the acknowledgment packet (702). At this time, if the acknowledgment packet is normally received, the information of the forward table may be updated using the location information, the speed information, and the current time information included in the acknowledgment packet, and then the next packet may be transmitted (703).

이때, 송신 노드가 수신확인 패킷을 수신하지 못하였을 경우, 송신 노드는 해당 데이터 패킷의 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수(

Figure 112016083703923-pat00019
)보다 작은지를 검사할 수 있다(704). 만약, 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 적다면 해당 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 재전송하고, 재전송 카운터를 1 증가시킬 수 있다. 또한, 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 지향성 안테나 재전송 횟수보다 작지 않다면, 지향성 안테나에서 무지향성 안테나로 변환하고(705), 동일한 데이터 패킷을 무지향성 안테나를 이용하여 재전송할 수 있다(706). 이는 상대 노드(예를 들면, 수신 노드)의 위치 추정 오류로 지향성 안테나가 가질 수 있는 데이터 전달 오류를 해결하기 위해서이다.In this case, when the transmitting node fails to receive the acknowledgment packet, the transmitting node determines whether the number of retransmissions using the directional antenna of the data packet is equal to the number of retransmissions
Figure 112016083703923-pat00019
(704). ≪ / RTI > If the number of retransmissions using the directional antenna is smaller than the number of retransmissions using the preset maximum directional antenna, the corresponding data packet may be retransmitted using the directional antenna and the retransmission counter may be incremented by one. If the number of retransmissions using the directional antenna is not less than the predetermined maximum number of directional antenna retransmissions, the directional antenna may be converted to a non-directional antenna (705) and the same data packet may be retransmitted using an omnidirectional antenna (706) . This is to solve the data transmission error that the directional antenna can have due to the position estimation error of the other node (e.g., receiving node).

송신 노드는 재전송된 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷의 수신 여부를 판단할 수 있다(707). 송신 노드는 수신확인 패킷을 수신함에 따라 지향성 안테나로 안테나 모드를 변환하고(708), 수신확인 패킷에 포함된 위치 정보와 속도 정보, 현재시간 정보를 이용하여 순방향 테이블의 정보를 갱신한 뒤(703) 다음 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 전송하게 된다. The transmitting node can determine whether the acknowledgment packet for the retransmitted data packet is received (707). Upon receiving the acknowledgment packet, the transmitting node converts the antenna mode to a directional antenna (step 708). The transmitting node updates information of the forwarding table using the location information, the speed information, and the current time information included in the acknowledgment packet (step 703 ) The next packet is transmitted using the directional antenna.

송신 노드는 수신확인 패킷을 수신하지 못하였을 경우, 해당 데이터 패킷의 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수(

Figure 112016083703923-pat00020
) 보다 작은지를 검사할 수 있다(709). 이때, 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작다면 해당 데이터 패킷을 무지향성 안테나를 이용하여 재전송하고 재전송 카운터를 1 증가시킬 수 있다. 또한, 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 무지향성 안테나 재전송 횟수보다 작지 않다면, 소스 노드 방향으로 경로 오류 패킷을 전송한다(710). 경로 오류 패킷을 수신한 소스 노드는 경로 재설정 절차를 시작한다.When the acknowledgment packet is not received, the transmitting node determines whether the number of retransmissions of the data packet using the omnidirectional antenna is equal to the number of retransmissions using the predetermined maximum omnidirectional antenna
Figure 112016083703923-pat00020
(709). ≪ / RTI > At this time, if the number of retransmissions using the omnidirectional antenna is smaller than the number of retransmissions using the maximum omni-directional antenna, the corresponding data packet can be retransmitted using the omnidirectional antenna and the retransmission counter can be increased by one. If the number of retransmissions using the omnidirectional antenna is not less than the maximum number of omnidirectional antenna retransmissions, a path error packet is transmitted in the direction of the source node (710). The source node that received the path error packet starts the path reset procedure.

도 8은 일 실시예에 따른 데이터 전달 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a data delivery system according to an embodiment.

데이터 전달 시스템(800)은 무인비행체간 데이터 통신을 위한 에드혹 네트워크에서 경로 설정 후 소스 노드에서 목적지 노드까지의 신뢰성 있는 데이터 전송을 제공하기 위한 것으로, 위치 추정부(810), 데이터 패킷 전송부(820), 제1 갱신부(830), 수신확인 패킷 수신부(840) 및 제2 갱신부(850)를 포함할 수 있다. The data delivery system 800 is for providing reliable data transmission from the source node to the destination node after routing in an ad hoc network for data communication between the unmanned aerial vehicle and includes a position estimation unit 810, 820, a first update unit 830, an acknowledgment packet reception unit 840, and a second update unit 850.

위치 추정부(810)는 패킷 전송을 위한 데이터 전달 경로가 설정됨에 따라 각각의 노드 사이의 위치를 예측할 수 있다. The location estimating unit 810 can predict the position between each node as the data transmission path for packet transmission is set.

데이터 패킷 전송부(820)는 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 목적지 노드로 송신할 수 있다. 데이터 패킷 전송부(820)는 데이터 전달 경로가 설정되는 과정에서 획득된 순방향 테이블을 이용하여 소스 노드와 목적지방향 다음 노드의 현재 위치를 추정하여 지향성 안테나를 통하여 데이터 패킷을 전송하고, 소스 노드와 목적지방향 다음 노드 사이에 추정된 거리에 기초하여 지향성 안테나의 전파 방사 각도를 자동으로 조절하고, 전파 방사 각도가 자동으로 조절된 지향성 안테나를 이용하여 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 데이터 패킷 전송부(820)는 데이터 패킷에 소스 노드 또는 목적지방향 다음 노드의 3차원 위치 정보와 이동속도 정보를 포함하여 전송할 수 있다. The data packet transmitter 820 may transmit the data packet to the destination node using the directional antenna based on the prediction information as predicted by the position between the respective nodes. The data packet transmission unit 820 estimates the current position of the source node and the next node in the destination direction using the forward table obtained in the process of setting the data transmission path, transmits the data packet through the directional antenna, The directional radiation angle of the directional antenna can be automatically adjusted based on the estimated distance between the direction of the next node and the data packet can be transmitted using the directional antenna in which the propagation angle of radiation is automatically adjusted. The data packet transmitting unit 820 may transmit the data packet including the three-dimensional position information and the moving speed information of the source node or the next node in the destination direction.

제1 갱신부(830)는 데이터 패킷이 목적지 노드로 송신되는 중에, 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신할 수 있다. 제1 갱신부(830)는 데이터 패킷을 수신한 목적지방향 다음 노드 또는 목적지 노드가 데이터 패킷에 포함된 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 이용하여 소스방향 이전 노드에 대한 역방향 테이블을 구성하고, 역방향 테이블에 소스방향 이전 노드의 위치 벡터 정보, 이동속도 벡터 정보를 갱신하고, 3차원 위치 정보를 획득한 시간을 데이터 패킷을 수신한 수신 시간으로 변경하여 기록할 수 있다. The first update unit 830 may update the location information and the moving speed information of the relay node or the destination node that received the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node. The first update unit 830 constructs an inverse table for the source node in the source direction using the three-dimensional position information and the moving speed information included in the data packet, the next node or the destination node in the destination direction in which the data packet is received, The position vector information and the moving velocity vector information of the node before the source direction in the table are updated, and the time at which the three-dimensional position information is acquired is changed to the receiving time at which the data packet is received.

수신확인 패킷 수신부(840)는 목적지 노드로부터 데이터 패킷을 수신함에 따라 소스 노드가 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신할 수 있다. 수신확인 패킷 수신부(840)는 목적지 노드로부터 수신확인 패킷이 전송됨에 따라 역방향 테이블에 갱신된 정보를 이용하여 소스방향 이전 노드의 위치를 추정하고, 목적지 노드와 소스방향 이전 노드간 추정된 거리에 기초하여 지향성 안테나의 전파 방사 각도를 자동으로 조절하고, 전파 방사 각도가 자동으로 조절된 지향성 안테나를 이용하여 수신확인 패킷이 전송될 수 있다. 수신확인 패킷 수신부(840)는 수신확인 패킷에 목적지 노드 또는 목적지방향 이동 노드의 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 포함하여 전송할 수 있다. The acknowledgment packet receiver 840 receives the data packet from the destination node, and the source node can receive the acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna. The acknowledgment packet receiving unit 840 estimates the location of the source node in the source direction using the updated information in the reverse table as the acknowledgment packet is transmitted from the destination node, and based on the estimated distance between the destination node and the source node in the source direction And the reception acknowledgment packet can be transmitted using the directional antenna in which the radio wave radiation angle of the directional antenna is automatically adjusted and the radio wave radiation angle is automatically adjusted. The acknowledgment packet receiving unit 840 may transmit the three-dimensional position information and the moving speed information of the destination node or the destination mobile node in the acknowledgment packet.

제2 갱신부(850)는 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신할 수 있다. 제2 갱신부(850)는 수신확인 패킷을 수신한 소스방향 이전 노드 또는 소스 노드가 수신확인 패킷에 포함된 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 이용하여 목적지방향 다음 노드에 대한 순방향 테이블을 구성하고, 순방향 테이블에 목적지방향 다음 노드의 위치 벡터 정보, 이동속도 벡터 정보를 갱신하고, 3차원 위치 정보를 획득한 시간을 수신확인 패킷을 수신한 수신 시간으로 변경하여 기록할 수 있다. The second update unit 850 can update the location information and the moving speed information of the relay node or the source node that has received the acknowledgment packet. The second update unit 850 constructs a forward table for the next node in the destination direction using the three-dimensional position information and the moving speed information included in the acknowledgment packet, , The position vector information and the moving velocity vector information of the next node in the destination direction in the forward table are updated, and the time at which the three-dimensional position information is acquired is changed to the reception time at which the acknowledgment packet was received.

재전송부(도시되지 않음)는 소스 노드가 수신확인 패킷을 수신하지 못함에 따라 데이터 패킷의 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 지향성 안테나 재전송 횟수보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 재전송부는 데이터 패킷의 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작다면, 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 재전송하고, 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작지 않다면, 지향성 안테나에서 무지향성 안테나로 변환하여 데이터 패킷을 재전송할 수 있다. 재전송부는 무지향성 안테나를 이용하여 재전송된 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷을 수신함에 따라 지향성 안테나로 안테나 모드를 변환하고, 수신확인 패킷에 포함된 3차원 위치 정보, 이동속도 정보 및 현재시간 정보를 이용하여 순방향 테이블의 정보를 갱신할 수 있다. 재전송부는 무지향성 안테나를 이용하여 재전송된 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷을 수신하지 못한 경우, 데이터 패킷의 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작은지를 판단하고, 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작다면 데이터 패킷을 무지향성 안테나를 이용하여 재전송하고, 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작지 않다면 소스 노드의 방향으로 경로 오류 패킷을 전송할 수 있다. The retransmitting unit (not shown) may determine whether the number of retransmissions using the directional antenna of the data packet is less than a preset maximum directional antenna retransmission number as the source node fails to receive the acknowledgment packet. If the number of retransmissions using the directional antenna of the data packet is smaller than the number of retransmissions using the predetermined maximum directional antenna, the retransmission unit retransmits the data packet using the directional antenna, and if the number of retransmissions using the directional antenna is set using a preset maximum directional antenna If the number of retransmissions is not less than the number of retransmissions, the data packet can be retransmitted by converting from a directional antenna to an omnidirectional antenna. Upon receiving the acknowledgment packet for the retransmitted data packet using the omnidirectional antenna, the retransmission unit converts the antenna mode to a directional antenna, and uses the three-dimensional position information, the moving speed information, and the current time information included in the acknowledgment packet So that the information of the forward table can be updated. If the retransmission unit does not receive the acknowledgment packet for the retransmitted data packet using the non-directional antenna, it determines whether the retransmission number of the data packet using the omnidirectional antenna is smaller than the retransmission number using the predetermined maximum omni-directional antenna, If the number of retransmissions using the omnidirectional antenna is smaller than the number of retransmissions using the maximum omnidirectional antenna set in advance, the data packet is retransmitted using the omnidirectional antenna, and the retransmission number using the omnidirectional antenna is retransmitted If it is not less than the number of times, a path error packet can be transmitted in the direction of the source node.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be embodyed temporarily. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (7)

무인 자율비행체간 데이터 통신을 위한 에드혹 네트워크에서 소스 노드에서 목적지 노드까지의 데이터 전달 방법에 있어서,
패킷 전송을 위한 데이터 전달 경로가 설정됨에 따라 각각의 노드 사이의 위치를 예측하는 단계;
상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계;
상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계;
상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 소스 노드가 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계; 및
상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계
를 포함하고,
상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계는,
상기 데이터 전달 경로가 설정되는 과정에서 획득된 순방향 테이블을 이용하여 상기 소스 노드와 목적지방향 다음 노드의 현재 위치를 추정하여 지향성 안테나를 통하여 상기 데이터 패킷을 전송하고, 상기 소스 노드와 상기 목적지방향 다음 노드 사이에 추정된 거리에 기초하여 지향성 안테나의 전파 방사 각도를 자동으로 조절하고, 상기 전파 방사 각도가 자동으로 조절된 지향성 안테나를 이용하여 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계
를 포함하는 데이터 전달 방법.
A method for transmitting data from a source node to a destination node in an ad hoc network for unmanned autonomous body communication,
Predicting a position between each of the nodes as a data transmission path for packet transmission is set;
Transmitting a data packet to the destination node using a directional antenna based on prediction information by predicting a position between the respective nodes;
Updating the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node that received the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node;
Receiving, by the source node, an acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node; And
The relay node or the source node receiving the acknowledgment packet updates the location information and the moving speed information
Lt; / RTI >
Wherein the step of transmitting the data packet to the destination node using the directional antenna based on the prediction information by predicting the position between the respective nodes comprises:
Estimating a current position of the source node and a next node in a destination direction using the forward table obtained in the process of setting the data transmission path, transmitting the data packet through the directional antenna, Automatically adjusting the propagation angle of the directional antenna based on the estimated distance between the directional antenna and the directional antenna, and transmitting the data packet using the directional antenna with the propagation angle automatically adjusted
Lt; / RTI >
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계는,
상기 데이터 패킷에 상기 소스 노드 또는 목적지방향 다음 노드의 3차원 위치 정보와 이동속도 정보를 포함하여 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계는,
상기 데이터 패킷을 수신한 목적지방향 다음 노드 또는 상기 목적지 노드가 상기 데이터 패킷에 포함된 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 이용하여 소스방향 이전 노드에 대한 역방향 테이블을 구성하고, 상기 역방향 테이블에 상기 소스방향 이전 노드의 위치 벡터 정보, 이동속도 벡터 정보를 갱신하고, 상기 3차원 위치 정보를 획득한 시간을 상기 데이터 패킷을 수신한 수신 시간으로 변경하여 기록하는 단계
를 포함하는 데이터 전달 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of transmitting the data packet to the destination node using the directional antenna based on the prediction information by predicting the position between the respective nodes comprises:
And transmitting the data packet including the three-dimensional position information and the moving speed information of the source node or the next node in the destination direction to the data packet
Lt; / RTI >
Wherein the updating of the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node, which received the data packet, while the data packet is being transmitted to the destination node,
The destination node receiving the data packet or the destination node constructs a reverse table for the source node in the source direction using the three-dimensional position information and the moving speed information included in the data packet, Direction moving vector information and moving velocity vector information of the previous node, and changing the time of acquiring the three-dimensional position information to the receiving time of the data packet and recording
Lt; / RTI >
무인 자율비행체간 데이터 통신을 위한 에드혹 네트워크에서 소스 노드에서 목적지 노드까지의 데이터 전달 방법에 있어서,
패킷 전송을 위한 데이터 전달 경로가 설정됨에 따라 각각의 노드 사이의 위치를 예측하는 단계;
상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계;
상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계;
상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 소스 노드가 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계; 및
상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계
를 포함하고,
상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계는,
상기 목적지 노드로부터 상기 수신확인 패킷이 전송됨에 따라 역방향 테이블에 갱신된 정보를 이용하여 소스방향 이전 노드의 위치를 추정하고, 상기 목적지 노드와 상기 소스방향 이전 노드간 추정된 거리에 기초하여 상기 지향성 안테나의 전파 방사 각도를 자동으로 조절하고, 상기 전파 방사 각도가 자동으로 조절된 지향성 안테나를 이용하여 상기 수신확인 패킷이 전송되는 단계
를 포함하는 데이터 전달 방법.
A method for transmitting data from a source node to a destination node in an ad hoc network for unmanned autonomous body communication,
Predicting a position between each of the nodes as a data transmission path for packet transmission is set;
Transmitting a data packet to the destination node using a directional antenna based on prediction information by predicting a position between the respective nodes;
Updating the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node that received the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node;
Receiving, by the source node, an acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node; And
The relay node or the source node receiving the acknowledgment packet updates the location information and the moving speed information
Lt; / RTI >
Receiving an acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node,
The method of claim 1, further comprising: estimating a position of a source node ahead of the source node by using information updated in an uplink table as the acknowledgment packet is transmitted from the destination node; And the reception acknowledgment packet is transmitted using the directional antenna in which the radio wave radiation angle is automatically adjusted
Lt; / RTI >
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계는,
상기 수신확인 패킷에 상기 목적지 노드 또는 목적지방향 이동 노드의 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 포함하여 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계는,
상기 수신확인 패킷을 수신한 소스방향 이전 노드 또는 상기 소스 노드가 상기 수신확인 패킷에 포함된 3차원 위치 정보 및 이동속도 정보를 이용하여 목적지방향 다음 노드에 대한 순방향 테이블을 구성하고, 상기 순방향 테이블에 상기 목적지방향 다음 노드의 위치 벡터 정보, 이동속도 벡터 정보를 갱신하고, 상기 3차원 위치 정보를 획득한 시간을 상기 수신확인 패킷을 수신한 수신 시간으로 변경하여 기록하는 단계
를 포함하는 데이터 전달 방법.
The method according to claim 1 or 4,
Receiving an acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node,
And transmitting the three-dimensional position information and the moving speed information of the destination node or the destination mobile node to the acknowledgment packet
Lt; / RTI >
Wherein the updating of the location information and the moving speed information by the relay node or the source node, which has received the acknowledgment packet,
The source node or the source node receiving the acknowledgment packet constructs a forward table for the next node in the destination direction using the three-dimensional position information and the moving speed information included in the acknowledgment packet, Updating the position vector information and the moving velocity vector information of the next node in the destination direction and changing the time at which the three-dimensional position information is acquired to the reception time at which the acknowledgment packet was received
Lt; / RTI >
무인 자율비행체간 데이터 통신을 위한 에드혹 네트워크에서 소스 노드에서 목적지 노드까지의 데이터 전달 방법에 있어서,
패킷 전송을 위한 데이터 전달 경로가 설정됨에 따라 각각의 노드 사이의 위치를 예측하는 단계;
상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 단계;
상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계;
상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 소스 노드가 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 단계; 및
상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 단계
를 포함하고,
상기 소스 노드가 수신확인 패킷을 수신하지 못함에 따라 상기 데이터 패킷의 상기 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 지향성 안테나 재전송 횟수보다 작은지 여부를 판단하는 단계;
상기 데이터 패킷의 상기 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 상기 미리 설정된 최대 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작다면, 상기 데이터 패킷을 상기 지향성 안테나를 이용하여 재전송하고, 상기 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 상기 미리 설정된 최대 지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작지 않다면, 상기 지향성 안테나에서 무지향성 안테나로 변환하여 상기 데이터 패킷을 재전송하는 단계;
상기 무지향성 안테나를 이용하여 재전송된 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷을 수신함에 따라 지향성 안테나로 안테나 모드를 변환하고, 상기 수신확인 패킷에 포함된 3차원 위치 정보, 이동속도 정보 및 현재시간 정보를 이용하여 순방향 테이블의 정보를 갱신하는 단계; 및
상기 무지향성 안테나를 이용하여 재전송된 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷을 수신하지 못한 경우, 상기 데이터 패킷의 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작은지를 판단하고, 상기 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 상기 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작다면 상기 데이터 패킷을 상기 무지향성 안테나를 이용하여 재전송하고, 상기 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수가 상기 미리 설정된 최대 무지향성 안테나를 이용한 재전송 횟수보다 작지 않다면 상기 소스 노드의 방향으로 경로 오류 패킷을 전송하는 단계
를 더 포함하는 데이터 전달 방법.
A method for transmitting data from a source node to a destination node in an ad hoc network for unmanned autonomous body communication,
Predicting a position between each of the nodes as a data transmission path for packet transmission is set;
Transmitting a data packet to the destination node using a directional antenna based on prediction information by predicting a position between the respective nodes;
Updating the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node that received the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node;
Receiving, by the source node, an acknowledgment packet (ACK) for the data packet using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node; And
The relay node or the source node receiving the acknowledgment packet updates the location information and the moving speed information
Lt; / RTI >
Determining whether the number of retransmissions of the data packet using the directional antenna is less than a preset maximum directional antenna retransmission number as the source node fails to receive an acknowledgment packet;
And retransmits the data packet using the directional antenna if the number of retransmissions of the data packet using the directional antenna is smaller than the number of retransmissions using the predetermined maximum directional antenna, Converting the directional antenna to a non-directional antenna and retransmitting the data packet if the number of retransmissions is not less than the number of retransmissions using the directional antenna;
Receiving an acknowledgment packet for the retransmitted data packet using the omnidirectional antenna, converting the antenna mode to a directional antenna, and using the three-dimensional position information, moving speed information, and current time information included in the acknowledgment packet Updating the information of the forward table; And
Determining whether a retransmission number of the data packet using the omnidirectional antenna is less than a retransmission number using a predetermined maximum omnidirectional antenna when the reception acknowledgment packet for the retransmitted data packet is not received using the omnidirectional antenna, And if the number of retransmissions using the omnidirectional antenna is smaller than the number of retransmissions using the predetermined maximum omnidirectional antenna, retransmits the data packet using the omnidirectional antenna, and if the number of retransmissions using the omni- And transmitting the path error packet in the direction of the source node if it is not smaller than the number of retransmissions using the omnidirectional antenna
Lt; / RTI >
무인 자율비행체간 데이터 통신을 위한 에드혹 네트워크에서 소스 노드에서 목적지 노드까지의 데이터 전달 시스템에 있어서,
패킷 전송을 위한 데이터 전달 경로가 설정됨에 따라 각각의 노드 사이의 위치를 예측하는 위치 추정부;
상기 각각의 노드 사이의 위치를 예측함에 따른 예측 정보에 기반하여 데이터 패킷을 지향성 안테나를 이용하여 상기 목적지 노드로 송신하는 데이터 패킷 전송부;
상기 데이터 패킷이 상기 목적지 노드로 송신되는 중에, 상기 데이터 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 목적지 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 제1 갱신부;
상기 목적지 노드로부터 상기 데이터 패킷을 수신함에 따라 상기 소스 노드가 상기 데이터 패킷에 대한 수신확인 패킷(ACK)을 지향성 안테나를 이용하여 수신하는 수신확인 패킷부; 및
상기 수신확인 패킷을 수신한 릴레이 노드 또는 상기 소스 노드가 위치 정보 및 이동속도 정보를 갱신하는 제2 갱신부
를 포함하고,
상기 데이터 패킷 전송부는,
상기 데이터 전달 경로가 설정되는 과정에서 획득된 순방향 테이블을 이용하여 상기 소스 노드와 목적지방향 다음 노드의 현재 위치를 추정하여 지향성 안테나를 통하여 상기 데이터 패킷을 전송하고, 상기 소스 노드와 상기 목적지방향 다음 노드 사이에 추정된 거리에 기초하여 지향성 안테나의 전파 방사 각도를 자동으로 조절하고, 상기 전파 방사 각도가 자동으로 조절된 지향성 안테나를 이용하여 상기 데이터 패킷을 전송하는
데이터 전달 시스템.
A data delivery system from a source node to a destination node in an ad hoc network for unmanned autonomous inter-vehicle data communication,
A location estimator for estimating a location between each of the plurality of nodes as a data transmission path for packet transmission is set;
A data packet transmission unit for transmitting a data packet to the destination node using a directional antenna based on the prediction information by predicting a position between the respective nodes;
A first update unit for updating the location information and the moving speed information by the relay node or the destination node that receives the data packet while the data packet is being transmitted to the destination node;
An acknowledgment packet unit for receiving the acknowledgment packet (ACK) for the data packet by the source node using the directional antenna upon receiving the data packet from the destination node; And
The relay node receiving the acknowledgment packet or the second update unit updating the location information and the moving speed information by the source node
Lt; / RTI >
Wherein the data packet transmitter comprises:
Estimating a current position of the source node and a next node in a destination direction using the forward table obtained in the process of setting the data transmission path, transmitting the data packet through the directional antenna, Automatically adjusts the propagation angle of the directional antenna based on the estimated distance between the directional antenna and the directional antenna, and transmits the data packet using the directional antenna in which the propagation angle is automatically adjusted
Data delivery system.
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