KR101988658B1 - Apparatus and method for improving a data throughput - Google Patents

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KR101988658B1
KR101988658B1 KR1020180017171A KR20180017171A KR101988658B1 KR 101988658 B1 KR101988658 B1 KR 101988658B1 KR 1020180017171 A KR1020180017171 A KR 1020180017171A KR 20180017171 A KR20180017171 A KR 20180017171A KR 101988658 B1 KR101988658 B1 KR 101988658B1
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light communication
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KR1020180017171A
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Inventor
김의직
권정혁
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한림대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for increasing data throughput. According to one embodiment of the present invention, the method for increasing data throughput is a method for increasing data throughput of a device which performs visible light communication based on IEEE 802.15.7. The method comprises the following steps: initializing a visible light communication interference list for storing an ID of at least one neighboring device which causes visible light communication interference to perform a first algorithm and a stable count indicating stability with respect to visible light communication interference; starting a discovery timer capable of updating the visible light communication interference list for a set maximum duration of the first algorithm; starting a hello timer capable of broadcasting a hello message to the at least one neighboring device so as to broadcast the hello message to the at least one neighboring device; checking whether there is a change in the number of visible light communication interfering devices stored in the visible light communication interference list if the hello timer is determined to be ended; adding one to the number stored in the stable counter when it is determined that there is no change in the number of visible light communication interference devices; and ending the first algorithm and executing a second algorithm when it is determined that the number of the stable count exceeds a predetermined stable reference value.

Description

데이터 처리량 향상을 위한 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING A DATA THROUGHPUT}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING A DATA THROUGHPUT [0002]

본 발명은 데이터 처리량 향상을 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1알고리즘 및 제2알고리즘을 이용하여, 설정된 서비스 지역 내에 위치한 디바이스의 데이터 처리량을 향상시켜 줄 수 있는 데이터 처리량 향상을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for improving data throughput, and more particularly, to a method and apparatus for improving data throughput, which can improve data throughput of a device located in a set service area using a first algorithm and a second algorithm. ≪ / RTI >

IEEE 802.15.7 규격은 2011년 11월에 표준화가 완료되었으며, IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신을 수행하는 다바이스에 대한 기술은 차세대 기술로 각광을 받고 있다.The IEEE 802.15.7 standard has been standardized in November 2011, and the technology for a device that performs visible light communication based on IEEE 802.15.7 is attracting attention as a next generation technology.

그러나, 종래의 IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신을 수행하는 다바이스의 통신에서는 가시광 통신을 수행하는 인접한 디바이스들의 간섭으로 인하여 채널 접속에 불필요한 대기 시간이 길어지는 등의 문제점이 있었다.However, in a conventional device for performing visible light communication based on IEEE 802.15.7, there is a problem that an unnecessary waiting time for channel connection is prolonged due to interference of neighboring devices performing visible light communication.

따라서, IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신을 수행하는 디바이스를 이용하면서 불필요한 채널 접속 지연을 방지할 수 있는 장치 및 방법의 개발이 시급한 실정이다.Therefore, it is urgent to develop an apparatus and method for preventing unnecessary channel access delay while using a device that performs visible light communication based on IEEE 802.15.7.

[관련기술문헌][Related Technical Literature]

1. 가시광 통신에 적용되는 상호 협동적 MAC 프로토콜 통신 방법 (특허출원번호 제10-2011-0147059호)1. Mutual Cooperative MAC Protocol Communication Method Applied to Visible Light Communication (Patent Application No. 10-2011-0147059)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제1알고리즘 및 제2알고리즘을 연속적으로 이용하여 데이터 처리량을 향상시킬 수 있기 때문에 디바이스의 공간 효율성을 향상시킬 수 있는 데이터 처리량 향상을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a method and apparatus for improving data throughput that can improve space efficiency of a device because it can improve data throughput by continuously using a first algorithm and a second algorithm.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 가시광 통신에서 간섭을 일으키는 인접한 디바이스(가시광 통신 간섭 디바이스)들의 수를 고려하여 가시광 통신을 수행하는 디바이스의 백오프 지수를 적응적으로 결정할 수 있어 전체 데이터 처리량을 향상시킬 수 있는 데이터 처리량을 향상을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.Another object of the present invention is to adaptively determine a backoff index of a device that performs visible light communication considering the number of adjacent devices (visible light communication interfering devices) that cause interference in visible light communication, thereby improving the overall data throughput And more particularly to a method and apparatus for improving data throughput.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 방법은, IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신을 수행하는 디바이스에 관한 데이터 처리량을 향상시키기 위한 방법에 있어서, 제1알고리즘을 실행하기 위해 가시광 통신에서 간섭을 일으키는 적어도 하나의 인접한 디바이스의 아이디가 저장되어 있는 가시광 통신 간섭 리스트 및 가시광 통신 간섭에 대한 안정도를 나타내는 스테블 카운트를 초기화하는 단계; 제1알고리즘의 설정된 최대 지속시간 동안 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트할 수 있는 디스커버리 타이머를 시작하는 단계; 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지를 브로드캐스트할 수 있는 헬로 타이머를 시작하여, 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지를 브로드캐스트하는 단계; 헬로 타이머가 종료되었다고 판단될 경우, 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 있는지 여부를 체크하는 단계; 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 없다고 판단될 경우, 스테블 카운트에 저장된 숫자에 1만큼을 더하는 단계; 및 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값을 초과하였다고 판단될 경우, 제1알고리즘을 종료하고, 제2알고리즘을 실행하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for improving data throughput in a device for performing visible light communication based on IEEE 802.15.7, the method comprising the steps of: Initializing a visible light communication interference list storing IDs of at least one adjacent device causing interference in visible light communication to execute a first algorithm and a stab count indicating stability for visible light communication interference; Starting a discovery timer capable of updating the visible light communication interference list for a set maximum duration of the first algorithm; Initiating a hello timer capable of broadcasting a hello message to at least one neighboring device, broadcasting the hello message to at least one neighboring device; Checking whether there is a change in the number of visible light communication interfering devices stored in the visible light communication interference list if it is determined that the hello timer has been terminated; If it is determined that there is no change in the number of visible light communication interfering devices, adding 1 to the number stored in the stab count; And terminating the first algorithm and executing the second algorithm when it is determined that the number of the stabile count exceeds the set stabile reference value.

본 발명의 다른 과제에 따르면, 디스커버리 타이머가 종료될 경우, 제1알고리즘이 바로 종료되는 단계를 더 포함한다. According to another aspect of the present invention, when the discovery timer is ended, the first algorithm is immediately terminated.

본 발명의 또 다른 과제에 따르면, 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 헬로 메시지를 수신하였는지 여부를 판단하는 단계; 및 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 헬로 메시지를 수신하였다고 판단될 경우, 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트하는 단계를 더 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a wireless communication system, comprising: determining whether a hello message is received from at least one adjacent device; And updating the visible light communication interference list if it is determined that a hello message has been received from at least one neighboring device.

본 발명의 또 다른 과제에 따르면, 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 있다고 판단될 경우, 스테블 카운트를 초기화하는 단계; 및 헬로 타이머를 시작하는 단계를 더 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a visible light communication interfering device, comprising: initializing a stab count when it is determined that there is a change in the number of visible light communication interfering devices; And starting a hello timer.

본 발명의 또 다른 과제에 따르면, 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값을 초과하지 않았다고 판단될 경우, 헬로 타이머를 시작하는 단계를 더 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a hello timer, comprising the steps of: starting a hello timer when it is determined that the number of the stab count does not exceed a set stabile reference value.

본 발명의 또 다른 과제에 따르면, 제2알고리즘을 실행하는 단계는, 백오프 지수를 초기화하는 단계; 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 체크하는 단계; 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자인지 여부를 판단하는 단계; 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자라고 판단될 경우, 아래의 수학식 1에 따라 백오프 지수를 계산하는 단계; 계산된 백오프 지수를 아래의 수학식 2에 대입하여, 백오프 슬롯의 최대 숫자를 결정하는 단계; 및 결정된 백오프 슬롯의 최대 숫자를 기반으로, 설정된 데이터를 전송하는 단계를 더 포함한다. According to still another aspect of the present invention, the step of executing the second algorithm includes the steps of initializing the backoff index; Checking the number of visible light communication interference devices stored in the visible light communication interference list; Determining whether the number of checked visible light communication interfering devices is less than 2 macMaxBE ; If it is determined that the number of checked visible light communication interference devices is a number smaller than 2 macMaxBE , calculating a backoff index according to Equation 1 below; Substituting the calculated backoff index into Equation (2) below to determine the maximum number of backoff slots; And transmitting the established data based on the maximum number of determined backoff slots.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

BE(i)=log2n(VIL(i)) BE (i) = log 2 n (VIL (i))

여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이고, n은 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 나타낸 것이고, (VIL(i))은 i번째 디바이스의 가시광 통신 간섭 리스트를 나타낸 것이고, macMaxBE는 최대 백오프 지수를 나타낸 것이다.Where BE (i) is the backoff index of the i-th device, n is the number of visible light communication interfering devices stored in the visible light interference list, and (VIL (i) ) is the visible light interference And macMaxBE represents the maximum backoff index.

<수학식 2>&Quot; (2) &quot;

Maximum number of backoff slot=

Figure 112018015296006-pat00001
Maximum number of backoff slot =
Figure 112018015296006-pat00001

여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이다.Here, BE (i) represents the backoff index of the i-th device.

본 발명의 또 다른 과제에 따르면, 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 큰 숫자라고 판단될 경우, 백오프 지수를 macMaxBE(최대 백오프 지수)로 계산하는 단계를 더 포함한다.According to yet another object of the present invention, the method further comprises calculating the backoff index to macMaxBE (maximum backoff exponent) if it is determined that the number of checked visible light communication interfering devices is greater than 2 macMaxBE .

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 방법은, IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신을 수행하는 디바이스에 있어서, 제1알고리즘을 실행하기 위해 가시광 통신에서 간섭을 일으키는 적어도 하나의 인접한 디바이스의 아이디가 저장되어 있는 가시광 통신 간섭 리스트 및 가시광 통신 간섭에 대한 안정도를 나타내는 스테블 카운트를 초기화하고, 제1알고리즘의 설정된 최대 지속시간 동안 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트할 수 있는 디스커버리 타이머를 시작하고, 헬로 타이머가 종료되었다고 판단될 경우, 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 있는지 여부를 체크하고, 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 없다고 판단될 경우, 스테블 카운트에 저장된 숫자에 1만큼을 더하고, 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값을 초과하였다고 판단될 경우, 제1알고리즘을 종료하고, 제2알고리즘을 실행하는 제어부; 및 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지를 브로드캐스트할 수 있는 헬로 타이머를 시작하여, 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지를 브로드캐스트하는 통신부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for improving data throughput in a device for performing visible light communication based on IEEE 802.15.7, A communication method comprising the steps of: initializing a visible light communication interference list storing IDs of at least one neighboring device causing interference in communication and a stab count indicating stability with respect to visible light communication interference; When it is judged that the hello timer has ended, it is checked whether there is a change in the number of visible light communication interference devices stored in the visible light communication interference list. If there is no change in the number of visible light communication interference devices If so, It adds 1 as the number stored in the control unit which determines that if the stacking block exceeds a reference value the number of the stacking block count is set, the end of the first algorithm, and executes a second algorithm; And a communication unit for starting a hello timer capable of broadcasting a hello message to at least one neighboring device and broadcasting a hello message to the at least one neighboring device.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 제어부는, 디스커버리 타이머가 종료될 경우, 제1알고리즘을 바로 종료하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the control includes immediately terminating the first algorithm when the discovery timer ends.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제어부는, 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 헬로 메시지를 수신하였는지 여부를 판단하고, 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 헬로 메시지를 수신하였다고 판단될 경우, 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the control unit determines whether or not a hello message is received from at least one adjacent device, and updates the visible light communication interference list when it is determined that the hello message is received from at least one adjacent device .

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제어부는, 가시광 통신 간섭 디바이스의 수의 변화가 있다고 판단될 경우, 스테블 카운트를 초기화하고, 헬로 타이머를 시작하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the control unit includes initiating a stab count and starting a hello timer when it is determined that there is a change in the number of visible light communication interfering devices.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제어부는, 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값을 초과하지 않았다고 판단될 경우, 헬로 타이머를 시작하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the control unit includes starting the hello timer when it is determined that the number of the stab count does not exceed the set stabile reference value.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제어부는, 백오프 지수를 초기화하고, 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 체크하고, 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자인지 여부를 판단하고, 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자라고 판단될 경우, 아래의 수학식 1에 따라 백오프 지수를 계산하고, 계산된 백오프 지수를 아래의 수학식 2에 대입하여, 백오프 슬롯의 최대 숫자를 결정하고, 통신부는, 결정된 백오프 슬롯의 최대 숫자를 기반으로, 설정된 데이터를 전송하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the control unit initializes the backoff index, checks the number of visible light communication interference devices stored in the visible light communication interference list, and checks whether the number of the visible visible light communication interference devices is less than 2 macMaxBE If it is judged that the number of the visible visible light interference devices is smaller than 2 macMaxBE , the backoff index is calculated according to the following equation (1), and the calculated backoff index is substituted into the following equation (2) , Determines the maximum number of backoff slots, and the communication unit includes transmitting the set data based on the maximum number of determined backoff slots.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

BE(i)=log2n(VIL(i)) BE (i) = log 2 n (VIL (i))

여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이고, n은 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 나타낸 것이고, (VIL(i))은 i번째 디바이스의 가시광 통신 간섭 리스트를 나타낸 것이고, macMaxBE는 최대 백오프 지수를 나타낸 것이다.Where BE (i) is the backoff index of the i-th device, n is the number of visible light communication interfering devices stored in the visible light interference list, and (VIL (i) ) is the visible light interference And macMaxBE represents the maximum backoff index.

<수학식 2>&Quot; (2) &quot;

Maximum number of backoff slot=

Figure 112018015296006-pat00002
Maximum number of backoff slot =
Figure 112018015296006-pat00002

여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이다.Here, BE (i) represents the backoff index of the i-th device.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제어부는, 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 큰 숫자라고 판단될 경우, 백오프 지수를 macMaxBE(최대 백오프 지수)로 계산하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, the control includes calculating the backoff index to macMaxBE (maximum backoff exponent) when it is determined that the number of the checked visible light communication interfering devices is a number greater than 2 macMaxBE .

본 발명은 제1알고리즘 및 제2알고리즘을 연속적으로 이용하여 데이터 처리량을 향상시킬 수 있기 때문에 디바이스의 공간 효율성을 향상시킬 수 있는 데이터 처리량 향상을 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.The present invention can provide a method and apparatus for improving data throughput, which can improve the space efficiency of a device because the data throughput can be improved by continuously using the first algorithm and the second algorithm.

본 발명은 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 고려하여 가시광 통신을 수행하는 디바이스의 백오프 지수를 적응적으로 결정할 수 있어 전체 데이터 처리량을 향상시킬 수 있는 데이터 처리량을 향상을 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.The present invention can provide a method and an apparatus for improving the data throughput that can improve the overall data throughput by adaptively determining the backoff index of a device that performs visible light communication considering the number of visible light communication interfering devices have.

발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1알고리즘의 동작 순서를 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2알고리즘의 동작 순서를 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 토폴로지를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치에서 전체 처리량을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of an apparatus for improving data throughput according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation sequence of a first algorithm according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation procedure of a second algorithm according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a network topology according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining an overall throughput in an apparatus for improving data throughput according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 펌웨어 (Firmware), 소프트웨어 (Software), 또는 하드웨어 (Hardware) 로 구성된, 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 디지털 신호 처리 디바이스 (Digital Signal Processing Device) 의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 알고리즘 또는 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Each block of the accompanying block diagrams and combinations of the steps of the flowchart may be implemented by algorithms or computer program instructions, which may be firmware, software, or hardware. These algorithms or computer program instructions may be embedded in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable digital signal processing device, so that the instructions that are executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus Generate means for performing the functions described in each block or flowchart of the block diagram. These algorithms or computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement a function in a particular manner, It is also possible for instructions stored in a possible memory to produce a manufacturing item containing instruction means for performing the function described in each block or flowchart of each block diagram. Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible that the instructions that perform the processing equipment provide the steps for executing the functions described in each block of the block diagram and at each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.It is to be understood that each of the features of the various embodiments of the present invention may be combined or combined with each other partially or entirely and technically various interlocking and driving is possible as will be appreciated by those skilled in the art, It may be possible to cooperate with each other in association.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다.Various embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치(100)는 통신부(110), 저장부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of an apparatus for improving data throughput according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an apparatus 100 for improving data throughput according to an embodiment of the present invention includes a communication unit 110, a storage unit 120, and a control unit 130.

통신부(110)는 컴퓨터, 서버 또는 다른 디바이스와 통신을 가능하게 한다. 구체적으로, 통신부(110)는 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지(Hello Message)를 브로드캐스트(Broadcast)할 수 있는 헬로 타이머(Hello Timer)를 시작하여, 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지를 브로드캐스트한다.The communication unit 110 enables communication with a computer, a server, or another device. Specifically, the communication unit 110 starts a hello timer (Hello Timer) capable of broadcasting a hello message to at least one adjacent device, broadcasts a hello message to at least one adjacent device, do.

또한, 통신부(110)는 결정된 백오프 슬롯의 최대 숫자를 기반으로, 설정된 데이터를 전송한다.Also, the communication unit 110 transmits the set data based on the maximum number of determined backoff slots.

저장부(120)는 제어부(130)의 제어에 따라 각종 정보를 저장한다. The storage unit 120 stores various kinds of information under the control of the controller 130.

제어부(130)는 여러 가지의 소프트웨어 프로그램을 실행하여 데이터 처리량 향상을 위한 장치(100)를 위한 여러 기능을 수행하며, 또한 음성 통신 및 데이터 통신을 위한 처리 및 제어를 수행한다.The control unit 130 executes various software programs to perform various functions for the device 100 for improving data throughput, and also performs processing and control for voice communication and data communication.

구체적으로, 제어부(130)는 제1알고리즘을 실행하기 위해 가시광 통신(Visible Light Communication)에서 간섭(Interference)을 일으키는 적어도 하나의 인접한 디바이스의 아이디가 저장되어 있는 가시광 통신 간섭 리스트(Visible Light Communication Interferer List) 및 가시광 통신 간섭에 대한 안정도를 나타내는 스테블 카운트(Stable Count)를 초기화한다.In order to execute the first algorithm, the controller 130 displays a Visible Light Communication Interferer List (ID) in which an ID of at least one neighboring device causing interference in Visible Light Communication is stored ) And the Stable Count indicating the stability with respect to the visible light communication interference.

또한, 제어부(130)는 제1알고리즘의 설정된 최대 지속시간(Maximum Duration) 동안 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트할 수 있는 디스커버리 타이머(Discovery Timer)를 시작한다.In addition, the control unit 130 starts a discovery timer that can update the visible light communication interference list for the set maximum duration of the first algorithm (Maximum Duration).

또한, 제어부(130)는 헬로 타이머가 종료되었다고 판단될 경우, 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스(Visible Light Communication Interferer)의 수에 변화가 있는지 여부를 체크하고, 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 없다고 판단될 경우, 스테블 카운트에 저장된 숫자에 1만큼을 더하고, 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값(Stable Threshold)을 초과하였다고 판단될 경우, 제1알고리즘을 종료하고, 제2알고리즘을 실행한다.If it is determined that the hello timer has been terminated, the controller 130 checks whether there is a change in the number of visible light communication interferers stored in the visible light communication interference list. If the number of visible light communication interferers If it is determined that there is no change, 1 is added to the number stored in the step count, and if it is determined that the number of the step count has exceeded the set stable threshold, the first algorithm is terminated, Algorithm.

또한, 제어부(130)는 디스커버리 타이머가 종료될 경우, 제1알고리즘을 바로 종료하고, 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 헬로 메시지를 수신하였는지 여부를 판단하고, 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 헬로 메시지를 수신하였다고 판단될 경우, 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트한다.When the discovery timer is terminated, the controller 130 immediately terminates the first algorithm, determines whether or not a hello message is received from at least one adjacent device, determines that the hello message is received from at least one adjacent device Update the visible light communication interference list.

또한, 제어부(130)는 가시광 통신 간섭 디바이스의 수의 변화가 있다고 판단될 경우, 스테블 카운트를 초기화하고, 헬로 타이머를 시작하고, 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값을 초과하지 않았다고 판단될 경우, 헬로 타이머를 시작한다.When it is determined that there is a change in the number of visible light communication interfering devices, the control unit 130 initializes the stab count, starts the hello timer, determines that the number of the stab count does not exceed the set stabile reference value If so, start the hello timer.

또한, 제어부(130)는 백오프 지수를 초기화하고, 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 체크하고, 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 큰 숫자인지 여부를 판단하고, 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 큰 숫자라고 판단될 경우, 아래의 수학식 1에 따라 백오프 지수를 계산하고, 계산된 백오프 지수를 아래의 수학식 2에 대입하여, 백오프 슬롯의 최대 숫자를 결정한다.In addition, the control unit 130 initializes the backoff index, checks the number of visible light communication interference devices stored in the visible light communication interference list, determines whether the number of the visible visible light communication interference devices is greater than 2 macMaxBE , If it is determined that the number of the visible light communication interfering devices is larger than 2 macMaxBE , the backoff index is calculated according to the following equation (1), and the calculated backoff index is substituted into the following equation (2) Determine the maximum number.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

BE(i)=log2n(VIL(i)) BE (i) = log 2 n (VIL (i))

여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이고, n은 상기 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 나타낸 것이고, (VIL(i))은 i번째 디바이스의 가시광 통신 간섭 리스트를 나타낸 것이다.Where BE (i) is the backoff index of the i-th device, n is the number of visible light communication interfering devices stored in the visible light interference list, and (VIL (i) Interference list.

<수학식 2>&Quot; (2) &quot;

Maximum number of backoff slot=

Figure 112018015296006-pat00003
Maximum number of backoff slot =
Figure 112018015296006-pat00003

여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이다.Here, BE (i) represents the backoff index of the i-th device.

또한, 제어부(130)는 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자라고 판단될 경우, 백오프 지수를 macMaxBE로 계산한다.Further, when it is determined that the number of the visible visible light interference devices is smaller than 2 macMaxBE , the controller 130 calculates the backoff index as macMaxBE.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1알고리즘의 동작 순서를 도시한 순서도이다. 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 제1알고리즘을 실행하기 위해 가시광 통신 간섭 리스트(Visible Light Communication Interferer List) 및 스테블 카운트(Stable Count)를 초기화한다(S210).FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation sequence of a first algorithm according to an embodiment of the present invention. 2, an apparatus for improving data throughput according to an exemplary embodiment of the present invention includes a Visible Light Communication Interferer List and a Stable Count (S210).

여기서, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 가시광 통신 디바이스(Visible Light Communication Device)를 지칭하는 것으로, 이하 가시광 통신 디바이스는 데이터 처리량 향상을 위한 장치로 기재하겠다.Here, the device for improving the throughput of data refers to a visible light communication device, and the visible light communication device will be described as an apparatus for improving data throughput.

또한, 제1알고리즘이란 각각의 데이터 처리량 향상을 위한 장치에서 인접한 데이터 처리량 향상을 위한 장치로부터 헬로 메시지(Hello Message)를 수신함에 따라 가시광 통신에서 간섭을 일으키는 데이터 처리량 향상을 위한 장치의 아이디를 수집하고, 이를 가시광 통신 간섭 리스트에 저장하는 것으로, 가시광 통신 간섭 발견(Visible Light Communication Interferer Discovery) 알고리즘이다. In addition, the first algorithm collects IDs of apparatuses for improving data throughput, which cause interference in visible light communication, as they receive a hello message from an apparatus for improving data throughput in an apparatus for improving data throughput, , And stores it in a visible light communication interference list, which is a Visible Light Communication Interferer Discovery algorithm.

또한, 스테블 카운트란 가시광 통신 간섭에 대한 안정도를 나타내는 것으로, 예를 들면, 스테블 카운트에 저장된 숫자가 점차 증가할수록 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 없을 수 있어 가시광 통신 간섭으로부터 안정적일 수 있다.For example, as the number stored in the stab count gradually increases, the device for improving data throughput may have no change in the number of visible light communication interfering devices, so that the visible light It can be stable from communication interference.

본 실시 예에서는 스테블 카운트의 초기화를 위해 스테블 카운트를 0으로 초기화하였다.In the present embodiment, the stab count is initialized to zero for the initialization of the stab count.

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 디스커버리 타이머(Discovery Timer)를 시작한다(S220). 여기서, 디스커버리 타이머란 제1알고리즘의 최대 지속시간(Maximum Duration)을 나타낸 것으로, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 디스커버리 타이머가 종료될 때까지 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트할 수 있다.Thereafter, the device for improving data throughput starts a discovery timer (S220). Here, the discovery timer indicates the maximum duration of the first algorithm, and the device for improving data throughput can update the visible light communication interference list until the discovery timer expires.

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 헬로 타이머(Hello Timer)를 시작한다(S230). 여기서, 헬로 타이머란 헬로 메시지를 전송하기 위한 시간 간격으로, 각각의 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 헬로 타이머가 종료할 때까지 인접한 데이터 처리량 향상을 위한 장치로 헬로 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. Thereafter, the device for improving data throughput starts a hello timer (S230). Here, the hello timer is a time interval for transmitting a hello message, and each device for improving data throughput can broadcast a hello message to an apparatus for improving adjacent data throughput until the hello timer ends.

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 헬로 메시지를 브로드캐스트한다(S240). 구체적으로, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 인접한 복수의 데이터 처리량 향상을 위한 장치로 헬로 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. Thereafter, the apparatus for improving data throughput broadcasts a hello message (S240). Specifically, a device for improving data throughput can broadcast a hello message to a device for a plurality of adjacent data throughput enhancements.

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 다른 데이터 처리량 향상을 위한 장치로부터 헬로 메시지를 수신하였는지 여부를 판단한다(S250). 구체적으로, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 다른 데이터 처리량 향상을 위한 장치로부터 헬로 메시지에 대한 수신을 대기한 후, 다른 데이터 처리량 향상을 위한 장치로부터 헬로 메시지를 수신하였는지 여부를 판단한다.Thereafter, the device for improving data throughput determines whether a hello message is received from another device for improving data throughput (S250). Specifically, a device for improving data throughput waits for reception of a hello message from another device for data throughput improvement, and then determines whether or not a hello message is received from another device for data throughput improvement.

만약, 상술한 판단과정(S250)에서, 데이터 처리량 향상을 위한 장치가 다른 데이터 처리량 향상을 위한 장치로부터 헬로 메시지를 수신하였다고 판단될 경우, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트한다(S260).If it is determined in step S250 that the device for improving data throughput has received a hello message from another device for improving data throughput, the device for improving data throughput updates the visible light interference list S260).

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 헬로 타이머 종료 시 가시광 통신 간섭 리스트의 가시광 통신 간섭 디바이스의 수(Visible Light Communication Interferer) 변화를 체크한다(S270).Thereafter, the apparatus for improving data throughput checks the change in the number of visible light communication interferers (Visible Light Communication Interferer) of the visible light communication interference list at the end of the hello timer (S270).

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 기사광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 있는지 여부를 판단한다(S280).Thereafter, the device for improving the data throughput determines whether there is a change in the number of the article optical communication interfering devices (S280).

만약, 상술한 판단과정(S280)에서, 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 없다고 판단될 경우, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 스테블 카운트에 저장된 숫자에 1만큼을 더한다(S290). 예를 들면, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 스테블 카운트에 저장된 숫자가 각각 0 및 1일 경우, 스테블 카운트에 저장된 숫자 0 및 1에 각각 1을 더할 수 있다.If it is determined in step S280 that there is no change in the number of visible light communication interfering devices, the apparatus for improving data throughput adds 1 to the number stored in the step count (S290). For example, a device for improving data throughput can add one to the numbers 0 and 1 respectively stored in the stab count if the numbers stored in the stab count are 0 and 1, respectively.

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 스테블 카운트의 숫자가 스테블 기준 값(Stable Threshold)을 초과하였는지 여부를 판단한다(S291). 예를 들어, 스테블 카운트에 저장된 숫자가 4이고, 스테블 기준 값이 3일 경우, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 스테블 카운트에 저장된 숫자가 스테블 기준 값을 초과하였으므로, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 가시광 통신 간섭 디바이스가 더 이상 존재하지 않아 가시광 통신 간섭으로부터 안정적이라고 판단하고 제1알고리즘을 종료한 후, 제2알고리즘을 실행한다.Thereafter, the apparatus for improving data throughput determines whether the number of the stab count exceeds the stable threshold (S291). For example, if the number stored in the stab count is 4, and the stabile reference is 3, the device for improving data throughput will have the number stored in the stab count exceeding the stabile reference value, The device determines that the visible light communication interfering device is no longer present and is stable from visible light communication interference and terminates the first algorithm and then executes the second algorithm.

또한, 상술한 바와 같이, 스테블 카운트의 숫자가 스테블 기준 값을 초과하지 않았다고 하더라도 디스커버리 타이머가 종료될 경우, 바로 제1알고리즘을 종료하고, 제2알고리즘을 실행한다.In addition, as described above, even if the number of the stab count does not exceed the stabile reference value, when the discovery timer ends, the first algorithm is immediately terminated and the second algorithm is executed.

만약, 상술한 판단과정(S250)에서, 데이터 처리량 향상을 위한 장치가 다른 데이터 처리량 향상을 위한 장치로부터 헬로 메시지를 수신하지 않았다고 판단될 경우, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 상술한 판단과정(S270)을 반복한다. If it is determined in step S250 that the device for improving data throughput has not received a hello message from another device for improving data throughput, .

만약, 상술한 판단과정(S280)에서, 데이터 처리량 향상을 위한 장치에서 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 있다고 판단될 경우, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 스테블 카운트를 0으로 초기화하고(S292), 상술한 판단과정(S230)을 반복한다.If it is determined in step S280 that there is a change in the number of visible light communication interference devices in the apparatus for improving data throughput, the apparatus for data throughput improvement initializes the stab count to zero (S292) , The above-described judgment process (S230) is repeated.

만약, 상술한 판단과정(S291)에서, 데이터 처리량 향상을 위한 장치에서 스테블 카운트의 숫자가 스테블 기준 값을 초과하지 않는다고 판단될 경우, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 상술한 판단과정(S230)을 반복한다.If it is determined in step S291 that the number of the step counts does not exceed the stabile reference value in the apparatus for improving data throughput, .

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2알고리즘의 동작 순서를 도시한 순서도이다. 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 제2알고리즘을 실행하기 위해 백오프 지수(Backoff Exponent)를 초기화한다(S210).FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation procedure of a second algorithm according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the apparatus for improving data throughput according to an exemplary embodiment of the present invention initializes a backoff exponent to execute a second algorithm (S210).

여기서, 제2알고리즘이란 가시광 통신 간섭 리스트에 포함된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 고려하여, 적응적으로 백오프 지수를 결정하는 백오프 지수 적응(Backoff Exponent Adaptation) 알고리즘이다. Here, the second algorithm is a backoff exponent adaptation algorithm that adaptively determines the backoff exponent in consideration of the number of visible light communication interference devices included in the visible light communication interference list.

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 체크한다(S320). Thereafter, the device for improving data throughput checks the number of visible light communication interfering devices stored in the visible light communication interference list (S320).

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수(n)가 2macMaxBE보다 작은 숫자인지 여부를 판단한다(S330). 여기서, macMaxBE는 최대 백오프 지수를 나타낸 것이다.Then, the device for improving data throughput determines whether the number (n) of the checked visible light interference devices is a number smaller than 2 macMaxBE (S330). Here, macMaxBE represents the maximum backoff index.

만약, 데이터 처리량 향상을 위한 장치에서 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자라고 판단될 경우, 아래의 <수학식 1>에 따라 상기 백오프 지수를 계산한다(S340). 여기서, <수학식 1>은 BE(i)=log2n(VIL(i))이고, BE(i)은 i번째 데이터 처리량 향상을 위한 장치의 백오프 지수를 나타낸 것이고, n은 상기 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 나타낸 것이고, (VIL(i))은 i번째 데이터 처리량 향상을 위한 장치의 가시광 통신 간섭 리스트를 나타낸 것이다.If it is determined that the number of the visible light communication interfering devices checked in the device for improving data throughput is a number smaller than 2 macMaxBE , the backoff index is calculated according to Equation (1) below (S340). Where <Equation 1> BE (i) = log is 2 n (VIL (i)) , BE (i) will illustrating a back-off factor of the device for improving the i-th data throughput, n is the visible-light communication (VIL (i) ) represents the device's visible light interference list for i-th data throughput enhancement.

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 아래의 <수학식 2>에 따라 백오프 슬롯(Backoff Slot)의 최대 숫자를 선택한다(S350). 여기서, <수학식 2>는 Maximum number of backoff slot=

Figure 112018015296006-pat00004
이고, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이다.Thereafter, an apparatus for improving data throughput selects a maximum number of backoff slots according to Equation (2) (S350). Here, Equation (2) indicates the maximum number of backoff slots =
Figure 112018015296006-pat00004
And BE (i) represents the backoff index of the i-th device.

이후, 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 데이터 전송을 시작한다(S360).Thereafter, the device for improving data throughput starts data transmission (S360).

만약, 상술한 판단과정(S330)에서, 데이터 처리량 향상을 위한 장치에서 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 큰 숫자라고 판단될 경우, 백오프 지수를 macMaxBE(최대 백오프 지수)로 계산하고(S370), 상술한 판단과정(S350)을 반복한다.If it is determined in step S330 that the number of visible light communication interfering devices checked in the device for improving data throughput is a number larger than 2 macMaxBE , the backoff index is calculated as macMaxBE (maximum backoff index) (S370), and repeats the above-described determination process (S350).

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 토폴로지를 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 모든 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 30×30m2의 서비스 지역 내에 랜덤하게 배치되어 있으며, 시야 범위(Field of View)의 방향은 랜덤하게 설정되어 있다.4 is a diagram illustrating a network topology according to an embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 4, all devices for improving data throughput are randomly arranged in a service area of 30 × 30 m 2 , and the direction of the field of view is randomly set.

또한, 데이터 처리량 향상을 위한 장치의 시야 범위의 각도는 60°이고, 데이터 전송 범위는 5m이고, 각각의 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 1,024 bytes의 패킷을 전송한다.In addition, the angle of view range of the apparatus for improving data throughput is 60 degrees, the data transmission range is 5 meters, and each device for data throughput improvement transmits 1,024 bytes of packets.

또한, 디스커버리 타이머 및 헬로 타이머는 각각 360의 광학 시계(Optical Clock) 및 30의 광학 시계로 설정되어 있다. 그러므로, 헬로 메시지는 제1알고리즘인 가시광 통신 간섭 발견 알고리즘이 동작하는 동안에 12번 전송될 수 있다.In addition, the discovery timer and the hello timer are set to 360 optical clocks and 30 optical clocks, respectively. Therefore, the hello message can be sent 12 times while the first algorithm, the visible light communication interference detection algorithm, is operating.

또한, 스테블 기준 값은 3으로 설정하였는데, 이는 가시광 통신 간섭 발견 알고리즘은 가시광 통신 간섭 리스트에 포함된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화 없이 헬로 타이머가 세 번 종료되었을 때 종료된다는 의미이다.In addition, the stabile reference value is set to 3, which means that the visible light communication interference detection algorithm is terminated when the hello timer is terminated three times without changing the number of visible light communication interference devices included in the visible light communication interference list.

또한, 본 발명의 일 실시 예에서 사용된 세부적인 시뮬레이션 리스트는 아래의 표 1과 같다.Further, the detailed simulation list used in the embodiment of the present invention is shown in Table 1 below.

ParameterParameter ValueValue ParameterParameter ValueValue MAC/PHY modelMAC / PHY model IEEE 802.15.7IEEE 802.15.7 PHY headerPHY header 200 bits200 bits Data rateData rate 76.8 Mbps76.8 Mbps MAC headerMAC header 72 bits72 bits Size of service areaSize of service area 30×30m2 30 × 30 m 2 Packet sizePacket size 1,024 bytes1,024 bytes Number of deviceNumber of device 2~402 to 40 Discovery timerDiscovery timer 360 optical clock360 optical clock Transmission rangeTransmission range 5m5m Hello timerHello timer 30 optical clock30 optical clock Degree of FOVDegree of FOV 60°60 ° Stable thresholdStable threshold 33

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치에서 전체 처리량을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치와 IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신을 수행하는 디바이스의 전체 처리량을 비교한 것이다.5 is a diagram for explaining an overall throughput in an apparatus for improving data throughput according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the overall throughput of a device for improving data throughput according to an embodiment of the present invention and a device for performing visible light communication based on IEEE 802.15.7 are compared.

구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 데이터 처리량 향상을 위한 장치가 적을 때보다 채널 접속을 위한 대기 시간이 보다 짧음을 확인할 수 있고, 그 반대의 경우에도 충돌이 적음을 확인할 수 있다.Specifically, the apparatus for improving data throughput according to an exemplary embodiment of the present invention can confirm that the waiting time for channel connection is shorter than that when there are few apparatuses for improving data throughput, and conversely, can confirm.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 평균적으로 본 발명의 데이터 처리량 향상을 위한 장치는 IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신을 수행하는 디바이스와 비교하여 13.5 퍼센트 더 높은 전체 처리량을 달성함을 확인할 수 있다.In accordance with an embodiment of the present invention, it can be seen that, on average, the device for improving data throughput of the present invention achieves a total throughput of 13.5 percent higher compared to a device performing visible light communication based on IEEE 802.15.7 have.

본 명세서에서, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능 (들) 을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In this specification, each block or each step may represent a part of a module, segment or code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.

본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로 (ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in connection with the embodiments disclosed herein may be embodied directly in hardware, in a software module executed by a processor, or in a combination of the two. The software module may reside in a RAM memory, a flash memory, a ROM memory, an EPROM memory, an EEPROM memory, a register, a hard disk, a removable disk, a CD-ROM or any other form of storage medium known in the art. An exemplary storage medium is coupled to the processor, which is capable of reading information from, and writing information to, the storage medium. Alternatively, the storage medium may be integral with the processor. The processor and the storage medium may reside within an application specific integrated circuit (ASIC). The ASIC may reside within the user terminal. Alternatively, the processor and the storage medium may reside as discrete components in a user terminal.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 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.Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to those embodiments and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 데이터 처리량 향상을 위한 장치
110 통신부
120 저장부
130 제어부100 Device for improving data throughput
110 communication unit
120 storage unit
130 controller

Claims (15)

IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신(Visible Light Communication)을 수행하는 디바이스에 관한 데이터 처리량을 향상시키기 위한 방법에 있어서,
제1알고리즘을 실행하기 위해 가시광 통신 간섭(Interference)을 일으키는 적어도 하나의 인접한 디바이스의 아이디가 저장되어 있는 가시광 통신 간섭 리스트(Visible Light Communication Interferer List) 및 가시광 통신 간섭에 대한 안정도를 나타내는 스테블 카운트(Stable Count)를 초기화하는 단계;
상기 제1알고리즘의 설정된 최대 지속시간(Maximum Duration) 동안 상기 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트할 수 있는 디스커버리 타이머(Discovery Timer)를 시작하는 단계;
상기 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지(Hello Message)를 브로드캐스트(Broadcast)할 수 있는 헬로 타이머(Hello Timer)를 시작하여, 상기 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지를 브로드캐스트하는 단계;
상기 헬로 타이머가 종료되었다고 판단될 경우, 상기 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스(Visible Light Communication Interferer)의 수에 변화가 있는지 여부를 체크하는 단계;
상기 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 없다고 판단될 경우, 상기 스테블 카운트에 저장된 숫자에 1만큼을 더하는 단계; 및
상기 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값(Stable Threshold)을 초과하였다고 판단될 경우, 상기 제1알고리즘을 종료하고, 제2알고리즘을 실행하는 단계를 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 방법.A method for improving data throughput for a device that performs Visible Light Communication based on IEEE 802.15.7,
A Visible Light Communication Interferer List in which an ID of at least one adjacent device causing visible light communication interference is stored to execute a first algorithm and a stab count Stable Count);
Starting a Discovery Timer capable of updating the visible light interference list for a set maximum duration of the first algorithm;
Starting a Hello Timer capable of broadcasting a Hello Message to the at least one neighboring device and broadcasting a hello message to the at least one neighboring device;
Checking whether there is a change in the number of visible light communication interferers stored in the visible light communication interference list when it is determined that the hello timer has been terminated;
Adding 1 to the number stored in the step count when it is determined that there is no change in the number of visible light communication interfering devices; And
Terminating the first algorithm and executing a second algorithm when it is determined that the number of the stab count exceeds a set stable threshold. 제1항에 있어서,
상기 디스커버리 타이머가 종료될 경우, 상기 제1알고리즘이 바로 종료되는 단계를 더 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 방법.The method according to claim 1,
Further comprising immediately terminating the first algorithm when the discovery timer expires. 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 상기 헬로 메시지를 수신하였는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 상기 헬로 메시지를 수신하였다고 판단될 경우, 상기 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 방법.The method according to claim 1,
Determining whether the hello message is received from the at least one neighboring device; And
Further comprising updating the visible light interference list if it is determined that the hello message has been received from the at least one neighboring device. 제1항에 있어서,
상기 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 있다고 판단될 경우, 상기 스테블 카운트를 초기화하는 단계; 및
상기 헬로 타이머를 시작하는 단계를 더 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 방법.The method according to claim 1,
Initializing the stab count if it is determined that there is a change in the number of visible light communication interfering devices; And
&Lt; / RTI &gt; further comprising initiating the hello timer. 제1항에 있어서,
상기 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값을 초과하지 않았다고 판단될 경우, 상기 헬로 타이머를 시작하는 단계를 더 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 방법.The method according to claim 1,
Further comprising initiating the hello timer if it is determined that the number of the stab count does not exceed a set stabile reference value. 제1항에 있어서,
상기 제2알고리즘을 실행하는 단계는,
백오프 지수(Backoff Exponent)를 초기화하는 단계;
상기 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 체크하는 단계;
상기 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자인지 여부를 판단하는 단계;
상기 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자라고 판단될 경우, 아래의 수학식 1에 따라 상기 백오프 지수를 계산하는 단계;
상기 계산된 백오프 지수를 아래의 수학식 2에 대입하여, 백오프 슬롯(Backoff Slot)의 최대 숫자를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 백오프 슬롯의 최대 숫자를 기반으로, 설정된 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 방법.
<수학식 1>
BE(i)=log2n(VIL(i))
여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이고, n은 상기 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 나타낸 것이고, (VIL(i))은 i번째 디바이스의 가시광 통신 간섭 리스트를 나타낸 것이고, macMaxBE는 최대 백오프 지수를 나타낸 것이다.
<수학식 2>
Maximum number of backoff slot=
Figure 112018015296006-pat00005

여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이다.The method according to claim 1,
Wherein executing the second algorithm comprises:
Initializing a backoff exponent;
Checking the number of visible light communication interference devices stored in the visible light communication interference list;
Determining whether the number of the checked visible light interference devices is less than 2 macMaxBE ;
If it is determined that the number of the checked visible light communication interference devices is a number smaller than 2 macMaxBE , calculating the backoff index according to Equation 1 below;
Substituting the calculated backoff index into Equation (2) below to determine a maximum number of backoff slots; And
And transmitting the established data based on the determined maximum number of backoff slots.
&Quot; (1) &quot;
BE (i) = log 2 n (VIL (i))
Where BE (i) is the backoff index of the i-th device, n is the number of visible light communication interfering devices stored in the visible light interference list, and (VIL (i) Interference list, and macMaxBE represents the maximum backoff index.
&Quot; (2) &quot;
Maximum number of backoff slot =
Figure 112018015296006-pat00005

Here, BE (i) represents the backoff index of the i-th device. 제6항에 있어서,
상기 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 큰 숫자라고 판단될 경우, 상기 백오프 지수를 macMaxBE(최대 백오프 지수)로 계산하는 단계를 더 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 방법.The method according to claim 6,
Further comprising calculating the backoff index to macMaxBE (maximum backoff exponent) if it is determined that the number of the checked visible light communication interfering devices is a number greater than 2 macMaxBE . IEEE 802.15.7에 기반을 둔 가시광 통신을 수행하는 디바이스에 있어서,
제1알고리즘을 실행하기 위해 가시광 통신에서 간섭을 일으키는 적어도 하나의 인접한 디바이스의 아이디가 저장되어 있는 가시광 통신 간섭 리스트 및 가시광 통신 간섭에 대한 안정도를 나타내는 스테블 카운트를 초기화하고, 상기 제1알고리즘의 설정된 최대 지속시간 동안 상기 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트할 수 있는 디스커버리 타이머를 시작하고, 헬로 타이머가 종료되었다고 판단될 경우, 상기 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 있는지 여부를 체크하고, 상기 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 없다고 판단될 경우, 상기 스테블 카운트에 저장된 숫자에 1만큼을 더하고, 상기 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값을 초과하였다고 판단될 경우, 상기 제1알고리즘을 종료하고, 제2알고리즘을 실행하는 제어부; 및
상기 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지를 브로드캐스트할 수 있는 상기 헬로 타이머를 시작하여, 상기 적어도 하나의 인접한 디바이스로 헬로 메시지를 브로드캐스트하는 통신부를 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 장치.A device for performing visible light communication based on IEEE 802.15.7,
Initializing a visible light communication interference list storing IDs of at least one adjacent device causing interference in visible light communication and a stab count indicating stability with respect to visible light communication interference in order to execute the first algorithm, A discovery timer for updating the visible light communication interference list is started for a maximum duration and when it is judged that the hello timer has ended, it is checked whether there is a change in the number of visible light communication interference devices stored in the visible light communication interference list When it is determined that there is no change in the number of the visible light communication interference devices, adding 1 to the number stored in the stab count, and when it is determined that the number of the stab count exceeds the set stabile reference value, 1 algorithm is terminated, A controller for executing a second algorithm; And
And a communication unit for initiating the hello timer capable of broadcasting a hello message to the at least one neighboring device and broadcasting a hello message to the at least one neighboring device. 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 디스커버리 타이머가 종료될 경우, 상기 제1알고리즘을 바로 종료하는 것을 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
And immediately terminating the first algorithm when the discovery timer expires. 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 상기 헬로 메시지를 수신하였는지 여부를 판단하고, 상기 적어도 하나의 인접한 디바이스로부터 상기 헬로 메시지를 수신하였다고 판단될 경우, 상기 가시광 통신 간섭 리스트를 업데이트하는 것을 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
Determining if the hello message has been received from the at least one neighboring device and updating the visible light communication interference list if it is determined that the hello message has been received from the at least one neighboring device; Lt; / RTI &gt; 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 가시광 통신 간섭 디바이스의 수에 변화가 있다고 판단될 경우, 상기 스테블 카운트를 초기화하고, 상기 헬로 타이머를 시작하는 것을 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
Initializing the stab count and starting the hello timer if it is determined that there is a change in the number of visible light communication interfering devices. 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스테블 카운트의 숫자가 설정된 스테블 기준 값을 초과하지 않았다고 판단될 경우, 상기 헬로 타이머를 시작하는 것을 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
And starting the hello timer if it is determined that the number of the stab count does not exceed a set stabile reference value. 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
백오프 지수를 초기화하고, 상기 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 체크하고, 상기 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자인지 여부를 판단하고, 상기 체크된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수가 2macMaxBE보다 작은 숫자라고 판단될 경우, 아래의 수학식 1에 따라 상기 백오프 지수를 계산하고, 상기 계산된 백오프 지수를 아래의 수학식 2에 대입하여, 백오프 슬롯의 최대 숫자를 결정하고,
상기 통신부는,
상기 결정된 백오프 슬롯의 최대 숫자를 기반으로, 설정된 데이터를 전송하는 것을 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 장치.
<수학식 1>
BE(i)=log2n(VIL(i))
여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이고, n은 상기 가시광 통신 간섭 리스트에 저장된 가시광 통신 간섭 디바이스의 수를 나타낸 것이고, (VIL(i))은 i번째 디바이스의 가시광 통신 간섭 리스트를 나타낸 것이고, macMaxBE는 최대 백오프 지수를 나타낸 것이다.
<수학식 2>
Maximum number of backoff slot=
Figure 112018015296006-pat00006

여기서, BE(i)은 i번째 디바이스의 백오프 지수를 나타낸 것이다.9. The method of claim 8,
Wherein,
The method comprising: initializing a backoff index, checking the number of visible light communication interference devices stored in the visible light communication interference list, determining whether the number of the checked visible light communication interfering devices is less than 2 macMaxBE , If it is determined that the number of devices is a number smaller than 2 macMaxBE , the backoff exponent is calculated according to the following equation (1), and the calculated backoff index is substituted into the following equation (2) Lt; / RTI &gt;
Wherein,
And transmitting the established data based on the determined maximum number of backoff slots.
&Quot; (1) &quot;
BE (i) = log 2 n (VIL (i))
Where BE (i) is the backoff index of the i-th device, n is the number of visible light communication interfering devices stored in the visible light interference list, and (VIL (i) Interference list, and macMaxBE represents the maximum backoff index.
&Quot; (2) &quot;
Maximum number of backoff slot =
Figure 112018015296006-pat00006

Here, BE (i) represents the backoff index of the i-th device. 제13항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 체크된 가시광 통신 간섭 숫자가 2macMaxBE보다 큰 숫자라고 판단될 경우, 상기 백오프 지수를 macMaxBE(최대 백오프 지수)로 계산하는 것을 포함하는, 데이터 처리량 향상을 위한 장치.14. The method of claim 13,
Wherein,
And calculating the backoff index to macMaxBE (maximum backoff exponent) if it is determined that the checked visible light interference number is a number greater than 2 macMaxBE . 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium recording a computer program for executing the method according to any one of claims 1 to 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090060895A (en) * 2007-12-10 2009-06-15 한국전자통신연구원 Method for discovering of neighborhood based request in wireless networks
KR20120071837A (en) * 2010-12-23 2012-07-03 한국전자통신연구원 Apparatus and method for multiple access in contention access period using directional antennas

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