KR102024578B1 - Method for scheduling duty cycle for underwater wireless sensor networks - Google Patents

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KR102024578B1 KR1020170158808A KR20170158808A KR102024578B1 KR 102024578 B1 KR102024578 B1 KR 102024578B1 KR 1020170158808 A KR1020170158808 A KR 1020170158808A KR 20170158808 A KR20170158808 A KR 20170158808A KR 102024578 B1 KR102024578 B1 KR 102024578B1
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토아하 라자 칸 무하마드
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 복수의 송신 노드들 중에서 가장 먼저 웨이크-업한 제1 웨이크-업 송신 노드가 나머지 송신 노드들 각각의 잔여 에너지량 정보를 수신하고, 수신된 잔여 에너지량 정보를 이용하여 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계와, 수신 노드가 상기 제1 웨이크-업 송신 노드로부터 상기 잔여 에너지 테이블을 수신하는 단계와, 상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 이용하여 상기 나머지 송신 노드들의 송신 스케쥴을 편성하는 단계와, 상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 송신 스케쥴에 따라 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.A method for adjusting the duty cycle in an underwater wireless sensor network is disclosed. In the method, the first wake-up transmitting node that wakes up first among the plurality of transmitting nodes receives the remaining energy amount information of each of the remaining transmitting nodes, and generates the remaining energy table using the received remaining energy amount information. Receiving, by a receiving node, the residual energy table from the first wake-up transmitting node, organizing a transmission schedule of the remaining transmitting nodes using the residual energy table; Each of the remaining transmitting nodes includes transmitting a data packet to the receiving node according to the transmission schedule.

Description

수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법{METHOD FOR SCHEDULING DUTY CYCLE FOR UNDERWATER WIRELESS SENSOR NETWORKS}METHOD FOR SCHEDULING DUTY CYCLE FOR UNDERWATER WIRELESS SENSOR NETWORKS

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 수중 무선 센서 네트워크에서 패킷 충돌을 회피할 수 있는 방법에 관한 것이다.An embodiment according to the concept of the present invention relates to a method for adjusting a duty cycle in an underwater wireless sensor network, and more particularly, to a method for avoiding packet collision in an underwater wireless sensor network.

수중 무선 센서 네트워크는 수중에서 음파를 이용하여 무선 통신을 수행하는 센서 노드들과 수면에서 음파와 전자기파를 이용하여 통신을 수행하는 싱크 노드를 포함한다. 센서 노드들은 음파로 감지한 정보를 수면에 있는 싱크 노드에게 전송하고, 상기 싱크 노드는 상기 센서 노드들로부터 수신한 정보를 전자기파를 이용하여 지상에 있는 관제탑에 전송한다. 센서 노드는 자신의 통신 범위 내에 싱크 노드가 존재하지 않을 경우 근처의 센서 노드를 이용하여 싱크 노드에게 여러 홉(hop)을 걸쳐 감지한 정보를 전송한다.The underwater wireless sensor network includes sensor nodes performing wireless communication using sound waves underwater and sink nodes communicating using sound waves and electromagnetic waves at the surface. The sensor nodes transmit the information detected by the sound wave to the sink node on the surface, and the sink node transmits the information received from the sensor nodes to the control tower on the ground using electromagnetic waves. When the sensor node does not exist in its communication range, the sensor node transmits the detected information over several hops to the sink node using a nearby sensor node.

공기에 비해 밀도가 높은 수중에서의 전송 특성은 좁은 대역폭, 높은 감쇠, 및 느린 전파 속도를 가지므로, 음파를 이용한 통신이 주로 이용된다. 그러나, 수중에서 음파를 이용한 통신은 전파 지연(propagation delay), 이용 가능한 대역폭 제한, 도플러 확산(doppler spread), 다중경로(multipath), 잡음(noise), 높은 경로 손실(path loss), 및 낮은 배터리 전력과 같은 한계가 있다. Since transmission characteristics in water, which are denser than air, have a narrow bandwidth, high attenuation, and a slow propagation speed, communication using sound waves is mainly used. However, communication using sound waves underwater does not include propagation delay, available bandwidth limitations, doppler spread, multipath, noise, high path loss, and low battery. There are limitations like power.

이러한 한계로 인해, 수중 네트워크에서의 패킷 충돌(packet collision)은 지상파 네트워크에서의 패킷 충돌보다 더욱 치명적이다. 예컨대, 패킷 충돌로 인해 패킷 재전송과 같은 복구 과정을 추가적으로 수행할 때 느린 전파 속도로 인해 통신의 실시간성을 떨어뜨리고 더 많은 전력 소모를 일으킨다.Due to this limitation, packet collisions in underwater networks are more deadly than packet collisions in terrestrial networks. For example, when performing additional recovery procedures such as packet retransmission due to packet collision, the slow propagation speed degrades the real-time of communication and causes more power consumption.

등록특허공보 제10-0810661호에는 무선 자원 할당 장치가 송신 노드들의 잔여 에너지 크기를 이용하여 상기 송신 노드들로 타임 슬롯을 할당하는 발명이 개시되어 있다. 그러나, 상기 선행기술문헌은 수중 네트워크에서의 패킷 충돌 문제를 여전히 가지고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-0810661 discloses an invention in which a radio resource allocation apparatus allocates time slots to transmission nodes using the residual energy amount of the transmission nodes. However, the prior art document still has a packet collision problem in an underwater network.

등록특허공보 제10-0810661호Patent Application Publication No. 10-0810661

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법은 수신 노드가 주변의 모든 송신 노드들 각각의 잔여 에너지 양을 고려하여 상기 송신 노드들의 전송 스케쥴을 결정하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and the method for adjusting the duty cycle in the underwater wireless sensor network of the present invention is that the receiving node in consideration of the amount of energy remaining of each of the transmitting nodes in the vicinity The purpose is to determine the transmission schedule of the nodes.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법은 복수의 송신 노드들 중에서 가장 먼저 웨이크-업한 제1 웨이크-업 송신 노드가 나머지 송신 노드들 각각의 잔여 에너지량 정보를 수신하고, 수신된 잔여 에너지량 정보를 이용하여 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계와, 수신 노드가 상기 제1 웨이크-업 송신 노드로부터 상기 잔여 에너지 테이블을 수신하는 단계와, 상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 이용하여 상기 나머지 송신 노드들의 송신 스케쥴을 편성하는 단계와, 상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 송신 스케쥴에 따라 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.A method for adjusting the duty cycle in the underwater wireless sensor network of the present invention for achieving the above object is the first wake-up of the plurality of transmitting nodes, the first wake-up transmitting node is the remaining of each of the remaining transmission nodes; Receiving energy amount information, generating a residual energy table using the received residual energy amount information, receiving node receiving the residual energy table from the first wake-up transmitting node, and receiving the receiving node; Composing a transmission schedule of the remaining transmission nodes using the residual energy table, and each of the remaining transmission nodes transmitting a data packet to the receiving node according to the transmission schedule.

상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계는, 상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 나머지 송신 노드들 각각이 웨이크-업할 때마다 상기 나머지 송신 노드들 각각으로부터 송신 노드 ID와 잔여 에너지량 정보를 포함하는 웨이크-업 비컨 패킷을 수신하는 단계와, 상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 웨이크-업 비컨 패킷을 이용하여 상기 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계를 포함한다.The generating of the residual energy table by the first wake-up transmitting node may include: transmitting node ID from each of the remaining transmitting nodes whenever the first wake-up transmitting node wakes up each of the remaining transmitting nodes. And receiving a wake-up beacon packet including residual energy amount information, and generating, by the first wake-up transmitting node, the residual energy table using the wake-up beacon packet.

상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 수신하는 단계는, 상기 수신 노드가 웨이크-업 한 후, 상기 수신 노드가 패킷을 수신할 수 있음을 의미하는 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 상기 제1 웨이크-업 송신 노드로 전송하는 단계와, 상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 수신자 웨이크-업 비컨 패킷에 응답하여 상기 수신 노드로 상기 잔여 에너지 테이블 전송하는 단계와, 상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 수신하는 단계를 포함한다.The receiving node receiving the residual energy table may include: receiving a wake-up beacon packet from the first wake-up beacon packet, meaning that the receiving node may receive a packet after the receiving node wakes up; Transmitting to the receiving node, the first wake-up transmitting node transmitting the residual energy table to the receiving node in response to the receiver wake-up beacon packet, and the receiving node receiving the residual energy table. It includes a step.

상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 수신 노드로 상기 잔여 에너지 테이블 전송하는 단계는, 상기 잔여 에너지 테이블과 함께 데이터 패킷을 피기백하여 전송한다.The transmitting of the residual energy table to the receiving node by the first wake-up transmitting node piggybacks and transmits a data packet together with the residual energy table.

상기 수신 노드가 상기 송신 스케쥴을 편성하는 단계는, 상기 수신 노드가 상기 나머지 송신 노드들의 잔여 에너지량에 따라 상기 잔여 에너지 테이블을 오름차순으로 정렬하는 단계와, 상기 수신 노드가 따라 상기 잔여 에너지 테이블의 최상위 엔트리에 있는 송신 노드부터 차례로 해당하는 송신 노드 ID를 다음 전송자 ID로써 포함하는 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 브로드캐스트하는 단계를 포함한다.The receiving node organizing the transmission schedule may include: receiving, by the receiving node, sorting the residual energy table in ascending order according to the remaining energy amount of the remaining transmitting nodes; Broadcasting a receiver wake-up beacon packet comprising, from the transmitting node in the entry, the corresponding transmitting node ID in turn as the next sender ID.

상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 송신 스케쥴에 따라 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계는, 상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 수신 노드로부터 상기 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 수신하고, 상기 수신자 웨이크-업 비컨 패킷에 포함된 상기 다음 전송자 ID와 자신의 ID를 비교하는 단계와, 상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 다음 전송자 ID와 자신의 ID가 일치하면 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.Each of the remaining transmitting nodes transmits a data packet to the receiving node according to the transmission schedule, wherein each of the remaining transmitting nodes receives the receiver wake-up beacon packet from the receiving node, and the receiver wake-up. Comparing the next sender ID included in the up- beacon packet with its own ID, and each of the remaining transmitting nodes transmits a data packet to a receiving node if the next sender ID and its ID match. .

상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 다음 전송자 ID와 자신의 ID가 일치하지 않으면 슬립모드로 전환하는 단계를 더 포함한다.Each of the remaining transmitting nodes further includes transitioning to a sleep mode if the next sender ID and its ID do not match.

본 발명의 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법은, 수신 노드가 슬립 모드일 때, 제1 송신 노드가 웨이크-업 한 후 상기 제1 송신 노드가 패킷을 수신할 수 있음을 의미하는 웨이크-업 비컨 패킷을 전송하는 단계와, 상기 제1 송신 노드가 제2 송신 노드로부터 웨이크-업 비컨 응답 패킷을 수신하면, 상기 제1 송신 노드는 자신이 가장 먼저 웨이크-업 한 송신 노드라고 판단하는 단계와, 상기 제1 송신 노드가 상기 제2 송신 노드로부터 상기 제2 송신 노드의 ID와 상기 제2 송신 노드의 잔여 에너지량 정보를 수신하고, 상기 제2 송신 노드와 상기 잔여 에너지량 정보를 이용하여 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계를 포함한다.The method for adjusting the duty cycle in the underwater wireless sensor network of the present invention means that when the receiving node is in sleep mode, the first transmitting node may receive a packet after the first transmitting node wakes up. Transmitting a wake-up beacon packet, and when the first transmitting node receives the wake-up beacon response packet from the second transmitting node, the first transmitting node determines that the first transmitting node is the first wake-up transmitting node. And the first transmitting node receives the ID of the second transmitting node and the remaining energy amount information of the second transmitting node from the second transmitting node, and receives the second transmitting node and the remaining energy amount information. Generating a residual energy table.

상기 방법은 상기 수신 노드가 웨이크-업 한 후, 상기 수신 노드가 패킷을 수신할 수 있음을 의미하는 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 상기 제1 송신 노드로 전송하는 단계와, 상기 제1 송신 노드가 상기 수신자 웨이크-업 비컨 패킷에 응답하여 상기 송신 노드로 상기 잔여 에너지 테이블을 전송하는 단계와, 상기 수신 노드가 상기 제1 송신 노드로부터 상기 잔여 에너지 테이블을 수신하는 단계와, 상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 이용하여 상기 제2 송신 노드의 송신 스케쥴을 편성하는 단계와, 상기 제2 송신 노드는 상기 송신 스케쥴에 따라 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계를 더 포함한다.The method includes transmitting a receiver wake-up beacon packet to the first transmitting node, meaning that the receiving node can receive a packet after the receiving node wakes up; Transmitting the residual energy table to the transmitting node in response to the receiver wake-up beacon packet; receiving the residual energy table from the first transmitting node; and receiving the residual Organizing a transmission schedule of the second transmission node using an energy table, and transmitting the data packet to the receiving node according to the transmission schedule.

상기 방법은 상기 수신 노드가 송신 노드로부터 데이터 패킷을 수신하지 못하면 슬립 모드로 전환하는 단계를 더 포함한다.The method further includes transitioning to sleep mode if the receiving node does not receive a data packet from the transmitting node.

상기한 바와 같은 본 발명의 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법은 수신 노드가 주변의 모든 송신 노드들 각각의 잔여 에너지 양을 고려하여 상기 송신 노드들의 전송 스케쥴을 결정함으로써, 상기 송신 노드들이 동시에 패킷을 전송하고자 하는 경우에도 패킷 충돌을 회피할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In the underwater wireless sensor network of the present invention as described above, the method for adjusting the duty cycle, the receiving node determines the transmission schedule of the transmitting nodes in consideration of the remaining energy amount of each of all the transmitting nodes in the vicinity, Even if they want to transmit packets at the same time, it is possible to provide an effect of avoiding packet collision.

또한, 패킷 충돌을 회피함으로써 데이터 처리량이 증가하고, 에너지 소모량을 줄임으로써 전체적인 네트워크 수명이 증가하는 효과를 제공할 수 있다.In addition, avoiding packet collisions can increase the data throughput and reduce the energy consumption, thereby providing the effect of increasing the overall network life.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 RI-MAC에서 패킷 충돌을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수중 무선 센서 네트워크의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법을 설명하기 위한 타임 테이블을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비컨 신호와 데이터 패킷을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 잔여 에너지 테이블을 나타낸다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법을 설명하기 위한 플로우 차트를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 수중 무선 센서 네트워크에서 수신 노드의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트를 나타낸다.
The detailed description of each drawing is provided in order to provide a thorough understanding of the drawings cited in the detailed description of the invention.
1 is a conceptual diagram illustrating packet collision in RI-MAC.
2 is a view showing the structure of an underwater wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.
3 is a time table for explaining a method for adjusting a duty cycle in an underwater wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a beacon signal and a data packet according to an embodiment of the present invention.
5 shows a residual energy table according to an embodiment of the present invention.
6 to 8 are flowcharts illustrating a method for adjusting a duty cycle in an underwater wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating an operation of a receiving node in an underwater wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.

도 1은 RI-MAC에서 패킷 충돌을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1을 참조하면, 수신자 기반의 MAC(receiver-initiated MAC(RI-MAC))은 비동기 듀티 사이클 방식으로, 수신 노드(A)의 웨이크업 시간에 기초하여 송신 노드들의 웨이크업 스케쥴을 조절하는 것이다. RI-MAC에서, 송신 노드(B, C, 또는 D)는 패킷을 전송하기 전에 항상 채널을 듣고(listen)있다가, 수신 노드(A)가 웨이크업 하고 비컨을 전송하면, 전송 노드(B, C, 또는 D)는 비컨을 수신하고 패킷을 전달한다.1 is a conceptual diagram illustrating packet collision in RI-MAC. Referring to FIG. 1, a receiver-initiated MAC (RI-MAC) is an asynchronous duty cycle scheme that adjusts wake-up schedules of transmitting nodes based on the wake-up time of a receiving node A. FIG. . In RI-MAC, the transmitting node (B, C, or D) always listens to the channel before transmitting the packet. If the receiving node (A) wakes up and transmits a beacon, the transmitting node (B, C, or D) receives the beacon and forwards the packet.

이 때, 다중 전송 노드들(B, C, D)이 동시에 패킷을 전송하는 경우, 패킷 충돌이 발생할 수 있다. At this time, when multiple transmission nodes B, C, and D simultaneously transmit packets, packet collision may occur.

본 발명은 수중 무선 센서 네트워크에서 수신 노드가 주변의 모든 송신 노드들 각각의 잔여 에너지량을 고려하여 상기 송신 노드들의 송신 스케줄을 조절함으로써 패킷 충돌을 회피할 수 있는 수신자 기반의 동적 듀티 사이클을 조절 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for adjusting a receiver-based dynamic duty cycle in which a receiving node can avoid packet collision by adjusting a transmission schedule of the transmitting nodes in consideration of the amount of remaining energy of each of the neighboring transmitting nodes in the underwater wireless sensor network. It is about.

본 명세서에서 잔여 에너지량이라 함은 현재 시점에서 송신 노드에 남아있는 에너지량을 의미한다.In the present specification, the amount of remaining energy means the amount of energy remaining at the transmitting node at the present time.

이하에서는 본 발명에 따른 실시 예 및 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 상술한다. Hereinafter, with reference to the embodiment and the drawings according to the present invention, the present invention will be further described.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수중 무선 센서 네트워크의 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 수중 무선 센서 네트워크(10)는 수중 음향 링크들을 사용하여 선택된 영역에서 감지한 정보를 제공하기 위해 배치된 다양한 수의 감지 노드들, 즉 수신 노드(receiver node; R)와 복수의 송신 노드들(sender nodes; S1 내지 S8)로 구성된다.2 is a view showing the structure of an underwater wireless sensor network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the underwater wireless sensor network 10 uses a plurality of sensing nodes, namely, receiver nodes R and a plurality, arranged to provide information detected in a selected area using underwater acoustic links. It consists of the sender nodes (S1 to S8) of.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법을 설명하기 위한 타임 테이블을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 통신은 수신 노드 슬립 모드와 수신 노드 웨이크-업 모드 두 부분으로 나눌 수 있다.3 is a time table for explaining a method for adjusting a duty cycle in an underwater wireless sensor network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, network communication according to an embodiment of the present invention may be divided into two parts: a reception node sleep mode and a reception node wake-up mode.

수신 노드 슬립 모드Receive Node Sleep Mode

수신 노드(R)가 슬립 모드일 때, 수신 노드(R)에게 전송할 패킷이 있는 송신 노드들(A,B,C) 중에서 가장 먼저 일어난 송신 노드(A)는 클리어 채널 평가(clear channel assessment(CCA))를 수행한 후, 채널이 비어 있으면 웨이크-업 비컨(wake-up beacon(WB)) 패킷을 브로드캐스트한다.When the receiving node R is in the sleep mode, the first transmitting node A among the transmitting nodes A, B, and C having a packet to transmit to the receiving node R is the clear channel assessment (CCA). After)), if the channel is empty, it broadcasts a wake-up beacon (WB) packet.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 비컨 신호와 데이터 패킷을 나타낸다. 도 4를 참조하면, WB 패킷은 프레임 제어 필드, 송신자 ID 필드, 수신자 ID 필드, 및 잔여 에너지 필드를 포함할 수 있다. 예컨대, 프레임 제어 필드의 크기는 2 octets 이고, 프레임 제어 필드는 프레임 유형(frame type), 단편화 오프셋(fragmentation offset), 단편화 시작점(fragmentation start), 단편화 끝점(fragmentation end), 및 보안(security) 정보를 포함할 수 있다. 4 illustrates a beacon signal and a data packet according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the WB packet may include a frame control field, a sender ID field, a receiver ID field, and a residual energy field. For example, the size of the frame control field is 2 octets, and the frame control field has a frame type, a fragmentation offset, a fragmentation start, a fragmentation end, and security information. It may include.

송신자 ID 필드의 크기는 1 octet 이고 송신자 ID 필드는 송신 노드(A)를 식별하기 위한 송신 노드 ID를 포함할 수 있다. 수신자 ID 필드의 크기는 1 octet 이고, 수신자 ID 필드는 수신 노드(R)를 식별하기 위한 수신 노드 ID를 포함할 수 있다. 잔여 에너지 필드의 크기는 1 octet 이고, 잔여 에너지 필드는 송신 노드(A) 자신의 잔여 에너지량 정보를 포함할 수 있다. The size of the sender ID field is 1 octet and the sender ID field may include a transmitting node ID for identifying the transmitting node (A). The receiver ID field has a size of 1 octet, and the receiver ID field may include a reception node ID for identifying the reception node R. The size of the residual energy field is 1 octet, and the residual energy field may include residual energy amount information of the transmitting node A itself.

다시 도 3을 참조하면, 송신 노드(A)보다 먼저 일어난 송신 노드가 있다면, 송신 노드(A)는 가장 첫 번째로 일어난 송신 노드로부터 웨이크-업 비컨 응답(wake-up beacon reply(WBR)) 패킷을 수신할 수 있다. Referring again to FIG. 3, if there is a transmitting node that occurred earlier than the transmitting node A, the transmitting node A receives a wake-up beacon reply (WBR) packet from the first transmitting node. Can be received.

그러나, 송신 노드(A)가 WBR 패킷을 수신하지 못하면 송신 노드(A)는 자신이 가장 먼저 일어난 송신 노드 즉, 제1 웨이크-업 노드가 되고, 잔여 에너지(residual energy(RE)) 테이블을 생성한다. 제1 웨이크-업 노드(A)는 이 후 웨이크-업 할 송신 노드들(B, C)의 WB 패킷을 수집하여 잔여 에너지 테이블을 업데이트한다.However, if the transmitting node A does not receive the WBR packet, the transmitting node A becomes the first transmitting node, that is, the first wake-up node, and generates a residual energy (RE) table. do. The first wake-up node A then collects the WB packets of the transmitting nodes B, C to wake up and updates the residual energy table.

도 4에 도시된 바와 같이, WBR 패킷은 프레임 제어 필드, 송신자 ID 필드, 수신자 ID 필드, 및 제1 웨이크-업 노드 ID 필드를 포함할 수 있다. 예컨대, 송신자 ID 필드는 송신 노드(A)를 식별하기 위한 송신 노드 ID를 포함할 수 있고, 수신자 ID 필드는 수신 노드(R)을 식별하기 위한 수신 노드 ID를 포함할 수 있다. 제1 웨이크-업 ID 노드 필드의 크기는 1 octet이고, 제1 웨이크-업 노드 ID 필드는 가장 먼저 일어난 송신 노드(A)를 식별하기 위한 송신 노드 ID를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the WBR packet may include a frame control field, a sender ID field, a receiver ID field, and a first wake-up node ID field. For example, the sender ID field may include a transmitting node ID for identifying the transmitting node A, and the receiver ID field may include a receiving node ID for identifying the receiving node R. FIG. The size of the first wake-up ID node field is 1 octet, and the first wake-up node ID field may include a transmission node ID for identifying the transmission node A that occurred first.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 잔여 에너지 테이블을 나타낸다. 도 5를 참조하면, RE 테이블은 송신자 ID 필드, 수신자 ID 필드, 및 송신자 ID 에 대응하는 잔여 에너지 필드를 포함할 수 있다. 제1 웨이크업 노드(A)는 같은 수신 노드(R)를 목표로 하는 송신 노드들(B,C)의 잔여 에너지량 정보를 수신하고, 수신된 잔여 에너지량 정보에 기초하여 RE 테이블을 생성함으로써 네트워크 전체 스케쥴을 관리할 수 있다. 5 shows a residual energy table according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the RE table may include a sender ID field, a receiver ID field, and a residual energy field corresponding to the sender ID. The first wake-up node A receives the remaining energy amount information of the transmitting nodes B and C targeting the same receiving node R, and generates an RE table based on the received remaining energy amount information. Manage network-wide schedules.

다시 도 3을 참조하면, 송신 노드(B)가 WB 패킷을 브로드캐스트하면, 제1 웨이크-업 노드(A)는 WB 패킷에 저장된 송신자 ID, 수신자 ID, 및 잔여 에너지량 정보를 RE 테이블에 업데이트하고 WBR 패킷을 송신 노드(B)로 전송한다.Referring back to FIG. 3, when the transmitting node B broadcasts the WB packet, the first wake-up node A updates the RE table with the sender ID, receiver ID, and remaining energy amount information stored in the WB packet. And transmits the WBR packet to the transmitting node (B).

예컨대, WB 패킷은 송신자 ID(예컨대, 송신 노드(B)를 식별하기 위한 ID), 수신자 ID(예컨대, 수신 노드(R)을 식별하기 위한 ID), 및 잔여 에너지량 정보(예컨대, 송신 노드(B)의 잔여 에너지량 정보)를 포함할 수 있고, WBR 패킷은 프레임 제어 정보, 송신자 ID(예컨대, 송신 노드(A)의 ID), 수신자 ID(예컨대, 수신 노드(R)을 식별하기 위한 ID), 및 제1 웨이크-업 노드 ID(예컨대, 송신 노드(A) 의 ID)를 포함할 수 있다. For example, the WB packet may include a sender ID (e.g., an ID for identifying a transmitting node B), a receiver ID (e.g., an ID for identifying a receiving node R), and remaining amount of energy information (e.g., a transmitting node (e.g., The remaining energy amount information of B), and the WBR packet includes frame control information, a sender ID (e.g., an ID of a transmitting node A), and a receiver ID (e.g., an ID for identifying a receiving node R). ), And a first wake-up node ID (eg, ID of transmitting node A).

송신 노드(C)가 WB 패킷을 브로드캐스트하면, 제1 웨이크-업 노드(A)는 WB 패킷에 저장된 송신자 ID, 수신자 ID, 및 잔여 에너지량 정보를 RE 테이블에 업데이트하고 WBR 패킷을 송신 노드(C)로 전송한다.When the transmitting node C broadcasts the WB packet, the first wake-up node A updates the sender ID, the receiver ID, and the remaining energy amount information stored in the WB packet in the RE table and transmits the WBR packet to the transmitting node ( Send to C).

예컨대, WB 패킷은 송신자 ID(예컨대, 송신 노드(C)의 ID), 수신자 ID(예컨대, 수신 노드(R)을 식별하기 위한 ID), 및 잔여 에너지량 정보(예컨대, 송신 노드(C)의 잔여 에너지량 정보)를 포함할 수 있고, WBR 패킷은 프레임 제어 정보, 송신 노드 ID(예컨대, 송신 노드(A)의 ID), 수신 노드 ID(예컨대, 예컨대, 수신 노드(R)을 식별하기 위한 ID), 및 제1 웨이크-업 노드 ID(예컨대, 송신 노드(A) 의 ID)를 포함할 수 있다.For example, the WB packet may include a sender ID (e.g., an ID of a transmitting node C), a receiver ID (e.g., an ID for identifying a receiving node R), and remaining energy amount information (e.g., a transmitting node C). Residual energy amount information), and the WBR packet includes frame control information, a transmitting node ID (e.g., an ID of a transmitting node A), and a receiving node ID (e.g., a receiving node R). ID), and a first wake-up node ID (eg, ID of transmitting node A).

제1 웨이크업 노드(A)가 RE 테이블을 업데이트하는 동작은 수신 노드(R)가 웨이크-업해서 수신 노드(R)로부터 수신자 웨이크-업 비컨(receiver wake-up beacon(RWB)) 패킷을 수신하기 전까지 진행된다.The operation of updating the RE table by the first wake-up node A may include receiving the receiver wake-up beacon (RWB) packet from the receiving node R by the receiving node R. Until it is done.

수신 노드 웨이크-업 모드Receive Node Wake-Up Mode

수신 노드(R)가 웨이크-업하면 수신 노드(R)는 CCA를 수행한 후, 채널이 비어 있으면 RWB 패킷을 브로드캐스트한다.When the receiving node R wakes up, the receiving node R performs a CCA, and then broadcasts an RWB packet when the channel is empty.

도 4에 도시된 바와 같이, RWB 패킷은 프레임 제어 필드, 송신자 ID 필드, 수신자 ID 필드, 잔여 에너지 필드, 및 다음 송신자 ID를 포함할 수 있다. 예컨대, 송신자 ID 필드는 송신 노드(A)를 식별하기 위한 ID를 포함할 수 있고, 수신자 ID 필드는 수신 노드(R)을 식별하기 위한 ID를 포함할 수 있다. 다음 송신자 ID 필드의 크기는 1 octect 일 수 있고, 다음 송신자 ID 필드는 초기에 '-1'로 설정될 수 있다.As shown in FIG. 4, the RWB packet may include a frame control field, a sender ID field, a receiver ID field, a residual energy field, and a next sender ID. For example, the sender ID field may include an ID for identifying the transmitting node A, and the receiver ID field may include an ID for identifying the receiving node R. The size of the next sender ID field may be 1 octect, and the next sender ID field may be initially set to '-1'.

수신 노드(R)가 RWB 패킷을 브로드캐스트하면, 제1 웨이크-업 노드(A)는 RE 테이블과 함께 데이터 패킷을 피기백(piggyback)하여 수신 노드(R)에게 전송한다. 도 4에 도시된 바와 같이 데이터 패킷은 프레임 제어 필드, 송신자 ID 필드, 수신자 ID 필드, 및 데이터를 포함할 수 있다. 예컨대, 송신자 ID 필드는 송신 노드(A)를 식별하기 위한 ID를 포함할 수 있고, 수신자 ID는 수신 노드(R)를 식별하기 위한 ID를 포함할 수 있다.When the receiving node R broadcasts the RWB packet, the first wake-up node A piggybacks the data packet along with the RE table and transmits it to the receiving node R. As shown in FIG. 4, the data packet may include a frame control field, a sender ID field, a receiver ID field, and data. For example, the sender ID field may include an ID for identifying the transmitting node A, and the receiver ID may include an ID for identifying the receiving node R.

수신 노드(R)는 제1 웨이크-업 노드(A)로부터 전송된 RE 테이블을 이용하여 송신 노드들(B, 및 C)의 송신 스케쥴을 편성하고 편성된 스케쥴을 송신 노드들(B, 및 C)에게 알려준다. 따라서, 수신 노드(R)는 상기 스케쥴에 따라 송신 노드들(B와 C)과 통신한다.The receiving node R organizes the transmission schedules of the transmitting nodes B and C using the RE table transmitted from the first wake-up node A and transmits the organized schedule to the transmitting nodes B and C. ). Thus, the receiving node R communicates with the transmitting nodes B and C according to the schedule.

예컨대, RE 테이블을 각 송신 노드의 잔여 에너지 양에 따라 오름차순(ascending order)으로 정렬하고, 최상위 엔트리(top entry)에 있는 송신 노드가 제일 먼저 데이터를 전송하도록 요구된다.For example, the RE table is sorted in ascending order according to the remaining energy amount of each transmitting node, and the transmitting node at the top entry is required to transmit data first.

이 때, 더 적은 양의 잔여 에너지를 보유한 송신 노드는 더 많은 양의 에너지를 가진 송신 노드보다 우선순위가 높다. 같은 양의 잔여 에너지를 가진 여러 송신 노드들이 있는 경우, RE 테이블에 먼저 등록된 송신 노드가 더 높은 우선 순위를 가진다.At this time, a transmitting node having a smaller amount of residual energy has a higher priority than a transmitting node having a higher amount of energy. If there are several transmitting nodes with the same amount of residual energy, the transmitting node first registered in the RE table has a higher priority.

적은 양의 잔여 에너지를 보유한 송신 노드부터 차례로 데이터를 전송하고 슬립 모드로 전환함으로써, 송신 노드들의 잔여 에너지 양의 균형을 유지하는 동시에 송신 노드가 스케줄에 따라 자신의 듀티 사이클을 최적화함으로써 송신 노드 자신의 에너지 소비를 줄이는 효과가 있다.By sequentially transmitting data from the transmitting node with a small amount of residual energy and going to sleep mode, the transmitting node optimizes its duty cycle according to a schedule while balancing the remaining energy amount of the transmitting nodes, It has the effect of reducing energy consumption.

제1 웨이크-업 노드(A)로부터 데이터를 수신한 수신 노드(R)는 데이터를 정상적으로 받았다고 응답하기 위해, 다음 송신 노드의 ID를 포함하는 RWB 패킷을 브로드캐스트한다.The receiving node R, which has received data from the first wake-up node A, broadcasts an RWB packet containing the ID of the next transmitting node, in order to respond that it has received the data normally.

예컨대, RWB 패킷은 송신자 ID 필드는 송신노드(B)를 식별하기 위한 ID를 포함할 수 있고, 수신자 ID 필드는 수신 노드(R)을 식별하기 위한 ID를 포함할 수 있다. 다음 송신자 ID 필드의 크기는 1 octect 일 수 있고, 다음 송신자 ID 필드는 송신노드(C)를 식별하기 위한 ID로 설정될 수 있다.For example, in the RWB packet, the sender ID field may include an ID for identifying the transmitting node B, and the receiver ID field may include an ID for identifying the receiving node R. The size of the next sender ID field may be 1 octect, and the next sender ID field may be set to an ID for identifying the transmitting node C.

제1 웨이크-업 노드(A)는 수신 노드(R)로부터 전송된 RWB 패킷에 응답하여 슬립 모드로 전환한다. RWB 패킷을 수신한 송신 노드들(B와 C) 중에서 다음 송신 노드 ID와 일치하는 송신 노드(예컨대, 송신 노드(B))는 수신 노드(R)로 데이터 패킷을 전송한다. The first wake-up node A switches to the sleep mode in response to the RWB packet transmitted from the receiving node R. Among the transmitting nodes B and C that have received the RWB packet, the transmitting node (for example, the transmitting node B) that matches the next transmitting node ID transmits the data packet to the receiving node R.

송신 노드(B)로부터 데이터 패킷을 수신한 수신 노드(R)는 데이터를 정상적으로 받았다고 응답하기 위해, 다음 송신 노드의 ID를 포함하는 RWB 패킷을 브로드캐스트한다.The receiving node R, which has received the data packet from the transmitting node B, broadcasts an RWB packet containing the ID of the next transmitting node, in order to respond that it has normally received the data.

송신 노드(B)는 수신 노드(R)로부터 전송된 RWB 패킷에 응답하여 슬립 모드로 전환한다. RWB 패킷을 수신한 송신 노드들(B와 C) 중에서 다음 송신 노드 ID와 일치하는 송신 노드(예컨대, 송신 노드 (C))는 수신 노드(R)로 데이터 패킷을 전송한다.The transmitting node B switches to the sleep mode in response to the RWB packet transmitted from the receiving node R. Among the transmitting nodes B and C that have received the RWB packet, the transmitting node (e.g., transmitting node C) matching the next transmitting node ID transmits the data packet to the receiving node R.

송신 노드(C)로부터 데이터 패킷을 수신한 수신 노드(R)는 데이터를 정상적으로 받았다고 응답하기 위해, 다음 송신 노드의 ID를 포함하는 RWB 패킷을 브로드캐스트한다. The receiving node R, which has received the data packet from the transmitting node C, broadcasts an RWB packet containing the ID of the next transmitting node, in order to respond that it has normally received the data.

송신 노드(C)는 수신 노드(R)로부터 전송된 RWB 패킷에 응답하여 슬립 모드로 전환한다. 수신 노드(R)가 더 이상 데이터 패킷을 수신하지 못하면 통신이 종료된다. The transmitting node C switches to the sleep mode in response to the RWB packet transmitted from the receiving node R. The communication ends when the receiving node R no longer receives the data packet.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법을 설명하기 위한 플로우 차트를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 송신 노드가 웨이크-업하고(S100), 채널 사용중 여부를 감지하기 위해 채널을 듣고(listen) 있다가(S200), 채널이 비어 있으면, 상기 채널로 WB 패킷을 브로드캐스트한다(S300).6 through 8 illustrate a flowchart for describing a method for adjusting a duty cycle in an underwater wireless sensor network according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to Fig. 6, the transmitting node wakes up (S100), listens for a channel to detect whether the channel is busy (S200), and if the channel is empty, broadcasts a WB packet to the channel. (S300).

WB 패킷을 브로드캐스트한 후 채널을 듣고 있다가(S400), WBR 패킷이 수신되지 않으면(S500의 아니오) 자신이 가장 먼저 웨이크-업한 송신 노드 즉, 제1 웨이크-업 송신 노드라고 판단하고(S600), 제1 웨이크-업 송신 노드는 도 7에 도시된 바와 같이 동작한다. 그러나, WBR 패킷이 수신되면(S500의 예), 제1 웨이크-업 송신 노드 이외의 나머지 송신 노드들은 도 8에 도시된 바와 같이 동작한다.After broadcasting the WB packet and listening to the channel (S400), if the WBR packet is not received (NO in S500), it is determined that the first node wakes up, that is, the first wake-up transmitting node (S600). The first wake-up transmitting node operates as shown in FIG. However, when the WBR packet is received (YES in S500), the remaining transmission nodes other than the first wake-up transmitting node operate as shown in FIG.

도 7을 참조하면, 제1 웨이크-업 송신 노드는 RE 테이블을 생성하고(S610), 채널을 듣고 있다가(S620)다른 송신 노드로부터 WB 패킷을 수신하면(S630의 예) 상기 WB 패킷에 기초하여 RE 테이블을 업데이트한다(S640). 제1 웨이크-업 송신 노드는 WBR 패킷을 전송하고(S650), 채널을 듣는다(S620).Referring to Fig. 7, the first wake-up transmitting node generates a RE table and listens to the channel (S620) and receives a WB packet from another transmitting node (YES in S630) based on the WB packet. The RE table is updated (S640). The first Wake-up transmitting node transmits the WBR packet (S650) and listens to the channel (S620).

그러나, 제1 웨이크-업 송신 노드가 다른 송신 노드로부터 WB 패킷을 수신하지 못하고(S630의 아니오), RWB 패킷을 수신하면(S660의 예), 제1 웨이크-업 송신 노드는 RE 테이블과 함께 데이터 패킷을 수신 노드로 전송한다(S670). 제1 웨이크-업 송신 노드는 송신 노드로부터 RWB 패킷을 수신하면(S680) 슬립 모드로 전환한다(S690).However, if the first wake-up transmitting node does not receive the WB packet from another transmitting node (NO in S630), and receives the RWB packet (YES in S660), the first wake-up transmitting node receives data together with the RE table. The packet is transmitted to the receiving node (S670). When the first 'wake-up transmitting node receives the' RWB 'packet from the transmitting node (S680), it switches to the' sleep 'mode (S690).

도 8을 참조하면, 도 6에서 WBR 패킷을 수신한 송신 노드는 채널을 듣고 있다가(S510) RWB 패킷을 수신하면(S520), 상기 RWB 패킷에 포함된 다음 송신 노드 ID와 자신의 ID를 비교한다(S530). 비교의 결과 다음 송신 노드 ID와 자신의 ID가 일치하지 않으면(S530의 아니오) 계속 채널을 듣는다(S510). 그러나, 다음 송신 노드 ID와 자신의 ID가 일치하면(S530의 예) 송신 노드는 데이터 패킷을 수신 노드로 전송하고(S540), 채널을 듣는다(S550). 송신 노드는 RWB 패킷을 수신하면(S560), 슬립 모드로 전환한다(S570).Referring to FIG. 8, when the transmitting node receives the WBR packet in FIG. 6 and listens to the channel (S510) and receives the RWB packet (S520), the transmitting node compares its own ID with the next transmitting node ID included in the RWB packet. (S530). As a result of the comparison, if the next transmission node 'ID' and its 'ID' do not match (NO in S530), the channel continues to listen (S510). However, if the next transmission node ID and its ID match (YES in S530), the transmission node transmits the data packet to the reception node (S540) and listens to the channel (S550). When the transmitting node receives the " RWB " packet (S560), the transmitting node switches to the " sleep mode "

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 수중 무선 센서 네트워크에서 수신 노드의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 수신 노드가 웨이크-업 하면(S710), 채널을 듣고 있다가(S720) 채널이 비어 있으면, 상기 수신 노드가 패킷을 수신할 수 있음을 의미하는 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 브로드캐스트 한다(S730).9 is a flowchart illustrating an operation of a receiving node in an underwater wireless sensor network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, when the receiving node wakes up (S710), listening to the channel (S720), and if the channel is empty, the receiving node wakes up a receiver wake-up beacon packet, which means that the receiving node can receive the packet. Broadcast (S730).

수신 노드는 채널을 듣고 있다가(S740), 제1 웨이크-업 송신 노드로부터 데이터 패킷이 수신되면(S750의 예), 상기 데이터 패킷을 정상적으로 수신했다고 응답하기 위해 다음 송신 노드 ID를 포함하는 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 브로드캐스트한다.When the receiving node listens to the channel (S740) and receives a data packet from the first wake-up transmitting node (YES in S750), the receiving node includes a next transmitting node ID to respond that the data packet is normally received. -Broadcasts up beacon packets.

수신 노드는 송신 노드들로부터 일정 시간 동안 데이터 패킷을 수신하지 못하면(S750의 아니오) 슬립 모드로 전환한다(S770). 상기 일정 시간은 네트워크에서 구동될 응용 서비스에 따라 다를 수 있다. 예컨대, 상기 일정 시간은 네트워크 특성에 따라 네트워크 설계자가 적절히 설정한 값일 수 있다.If the receiving node does not receive the data packet from the transmitting nodes for a predetermined time (NO in S750), the receiving node switches to the sleep mode (S770). The predetermined time may vary depending on the application service to be run in the network. For example, the predetermined time may be a value properly set by the network designer according to network characteristics.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

A, B, C; 송신 노드
R; 수신 노드
A, B, C; Sending node
R; Receiving node

Claims (10)

복수의 송신 노드들 중에서 가장 먼저 웨이크-업한 제1 웨이크-업 송신 노드가 나머지 송신 노드들 각각의 잔여 에너지량 정보를 수신하고, 수신된 잔여 에너지량 정보를 이용하여 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계;
수신 노드가 상기 제1 웨이크-업 송신 노드로부터 상기 잔여 에너지 테이블을 상기 잔여 에너지 테이블과 함께 데이터 패킷을 피기백하여 전송하는 방식으로 수신하는 단계;
상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 이용하여 상기 나머지 송신 노드들의 송신 스케쥴을 편성하는 단계; 및
상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 송신 스케쥴에 따라 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
Receiving, by the first wake-up transmitting node which first wake-up from among the plurality of transmitting nodes, the remaining energy amount information of each of the remaining transmitting nodes, and generating a residual energy table using the received remaining energy amount information;
Receiving, by a receiving node, the residual energy table from the first wake-up transmitting node in a manner of piggybacking and transmitting a data packet together with the residual energy table;
The receiving node organizing a transmission schedule of the remaining transmitting nodes using the remaining energy table; And
Each of the remaining transmitting nodes transmitting a data packet to the receiving node in accordance with the transmission schedule.
제1항에 있어서,
상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계는,
상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 나머지 송신 노드들 각각이 웨이크-업할 때마다 상기 나머지 송신 노드들 각각으로부터 송신 노드 ID와 잔여 에너지량 정보를 포함하는 웨이크-업 비컨 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 웨이크-업 비컨 패킷을 이용하여 상기 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계;를 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
The method of claim 1,
The generating of the residual energy table by the first wake-up transmitting node may include:
Receiving, by the first wake-up transmitting node, a wake-up beacon packet including a transmission node ID and residual energy amount information from each of the remaining transmitting nodes each time each of the remaining transmitting nodes wakes up; And
Generating, by the first wake-up transmitting node, the residual energy table using the wake-up beacon packet.
제1항에 있어서,
상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 수신하는 단계는,
상기 수신 노드가 웨이크-업 한 후, 상기 수신 노드가 패킷을 수신할 수 있음을 의미하는 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 상기 제1 웨이크-업 송신 노드로 전송하는 단계;
상기 제1 웨이크-업 송신 노드가 상기 수신자 웨이크-업 비컨 패킷에 응답하여 상기 수신 노드로 상기 잔여 에너지 테이블 전송하는 단계; 및
상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 수신하는 단계를 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
The method of claim 1,
The receiving node receiving the residual energy table,
After the receiving node wakes up, sending a receiver wake-up beacon packet to the first wake-up transmitting node, meaning that the receiving node can receive the packet;
The first wake-up transmitting node transmitting the residual energy table to the receiving node in response to the receiver wake-up beacon packet; And
And the receiving node receiving the residual energy table.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수신 노드가 상기 송신 스케쥴을 편성하는 단계는,
상기 수신 노드가 상기 나머지 송신 노드들의 잔여 에너지량에 따라 상기 잔여 에너지 테이블을 오름차순으로 정렬하는 단계; 및
상기 수신 노드가 따라 상기 잔여 에너지 테이블의 최상위 엔트리에 있는 송신 노드부터 차례로 해당하는 송신 노드 ID를 다음 전송자 ID로써 포함하는 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 브로드캐스트하는 단계;를 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
The method of claim 1,
The receiving node organizing the transmission schedule,
The receiving node sorting the remaining energy table in ascending order according to the remaining amount of energy of the remaining transmitting nodes; And
In response to the receiving node, broadcasting a receiver wake-up beacon packet including a corresponding transmitting node ID in sequence from a transmitting node at the top entry of the residual energy table as a next transmitting ID; Method for adjusting the duty cycle.
제5항에 있어서,
상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 송신 스케쥴에 따라 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계는,
상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 수신 노드로부터 상기 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 수신하고, 상기 수신자 웨이크-업 비컨 패킷에 포함된 상기 다음 전송자 ID와 자신의 ID를 비교하는 단계; 및
상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 다음 전송자 ID와 자신의 ID가 일치하면 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계;를 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
The method of claim 5,
Each of the remaining transmitting nodes transmits a data packet to the receiving node according to the transmission schedule.
Each of the remaining transmitting nodes receiving the recipient wake-up beacon packet from the receiving node and comparing its ID with the next sender ID included in the receiver wake-up beacon packet; And
And transmitting, by each of the remaining transmitting nodes, a data packet to a receiving node if the next sender ID and its ID coincide with each other.
제6항에 있어서,
상기 나머지 송신 노드들 각각은 상기 다음 전송자 ID와 자신의 ID가 일치하지 않으면 슬립모드로 전환하는 단계;를 더 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
The method of claim 6,
And each of the remaining transmitting nodes transitions to a sleep mode if the next sender ID and its ID do not match.
수신 노드가 슬립 모드일 때, 제1 송신 노드가 웨이크-업 한 후 상기 제1 송신 노드가 패킷을 수신할 수 있음을 의미하는 웨이크-업 비컨 패킷을 전송하는 단계;
상기 제1 송신 노드가 제2 송신 노드로부터 웨이크-업 비컨 응답 패킷을 수신하지 않으면, 상기 제1 송신 노드는 자신이 가장 먼저 웨이크-업 한 송신 노드라고 판단하는 단계;
상기 제1 송신 노드가 상기 제2 송신 노드로부터 상기 제2 송신 노드의 ID와 상기 제2 송신 노드의 잔여 에너지량 정보를 수신하고, 상기 제2 송신 노드와 상기 잔여 에너지량 정보를 이용하여 잔여 에너지 테이블을 생성하는 단계;
상기 수신 노드가 웨이크-업 한 후, 상기 수신 노드가 패킷을 수신할 수 있음을 의미하는 수신자 웨이크-업 비컨 패킷을 상기 제1 송신 노드로 전송하는 단계; 및
상기 제1 송신 노드가 상기 수신자 웨이크-업 비컨 패킷에 응답하여 상기 수신 노드로 상기 잔여 에너지 테이블을 상기 잔여 에너지 테이블과 함께 데이터 패킷을 피기백하여 전송하는 단계;
를 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
When the receiving node is in sleep mode, transmitting a wake-up beacon packet, which means that the first transmitting node may receive the packet after the first transmitting node wakes up;
If the first transmitting node does not receive a wake-up beacon response packet from the second transmitting node, the first transmitting node determines that it is the first transmitting node to wake up;
The first transmitting node receives the ID of the second transmitting node and the remaining energy amount information of the second transmitting node from the second transmitting node, and uses the second transmitting node and the remaining energy amount information to determine the remaining energy. Creating a table;
After the receiving node wakes up, sending a recipient wake-up beacon packet to the first transmitting node, indicating that the receiving node can receive the packet; And
The first transmitting node piggybacking and transmitting a data packet along with the residual energy table to the receiving node in response to the receiver wake-up beacon packet;
Method for adjusting the duty cycle in the underwater wireless sensor network comprising a.
제8항에 있어서,
상기 수신 노드가 상기 제1 송신 노드로부터 상기 잔여 에너지 테이블을 수신하는 단계;
상기 수신 노드가 상기 잔여 에너지 테이블을 이용하여 상기 제2 송신 노드의 송신 스케쥴을 편성하는 단계; 및
상기 제2 송신 노드는 상기 송신 스케쥴에 따라 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계;를 더 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
The method of claim 8,
The receiving node receiving the residual energy table from the first transmitting node;
The receiving node organizing a transmission schedule of the second transmitting node using the remaining energy table; And
And sending, by the second transmitting node, a data packet to the receiving node according to the transmission schedule.
제9항에 있어서,
상기 수신 노드가 송신 노드로부터 데이터 패킷을 수신하지 못하면 슬립 모드로 전환하는 단계;를 더 포함하는 수중 무선 센서 네트워크에서 듀티 사이클을 조절하기 위한 방법.
The method of claim 9,
Transitioning to a sleep mode if the receiving node does not receive a data packet from a transmitting node; further comprising: a duty cycle in an underwater wireless sensor network.
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