KR102146917B1 - 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법 - Google Patents

시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102146917B1
KR102146917B1 KR1020190005579A KR20190005579A KR102146917B1 KR 102146917 B1 KR102146917 B1 KR 102146917B1 KR 1020190005579 A KR1020190005579 A KR 1020190005579A KR 20190005579 A KR20190005579 A KR 20190005579A KR 102146917 B1 KR102146917 B1 KR 102146917B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
time synchronization
error
period
node
synchronization
Prior art date
Application number
KR1020190005579A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200089020A (ko
Inventor
이재생
함재현
한명훈
박주만
판민린안
김용정
김태준
김태홍
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020190005579A priority Critical patent/KR102146917B1/ko
Publication of KR20200089020A publication Critical patent/KR20200089020A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102146917B1 publication Critical patent/KR102146917B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0652—Synchronisation among time division multiple access [TDMA] nodes, e.g. time triggered protocol [TTP]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

본 발명에 따른 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치는, 시간 동기 주기가 상대적으로 짧게 설정되는 싱크 모드(SYNC MODE)의 수행을 통해 이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행하는 동기화 실행부와, 상기 시간 동기화의 실행 중에 에러의 발생 여부를 기 설정된 주기로 모니터링하는 에러 모니터링부와, 상기 에러 모니터링부로부터 상기 에러의 발생 없음이 통지되면, 카운터값을 1 증가시키는 에러 카운터 관리부와, 1 증가된 상기 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크하고, 상기 카운터값이 상기 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하면, 모드 전환 메시지를 생성하여 상기 동기화 실행부로 전달하는 모드 관리부를 포함하고, 상기 동기화 실행부는, 상기 모드 전환 메시지가 수신되면, 상기 싱크 모드를 상기 시간 동기 주기가 상대적으로 길게 설정되는 세이빙 모드(SAVING MODE)로 전환시킬 수 있다.

Description

시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING NODE FOR TIME SYNCHRONIZATION}
본 발명은 시간 동기화를 위한 노드 관리 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨센서스(consensus) 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜에서 네트워크 상황에 따라 시간 동기 주기(Beacon interval, 비컨 주기)를 동적으로 설정할 수 있는 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 다양한 형태의 네트워크, 예컨대 모바일 애드훅(Mobile ad-hoc) 네트워크, 센서 네트워크 및 군 전술 네트워크 등에서는 정확한 정보 획득을 위하여 통신 노드들 사이의 시간 동기를 맞추는 것이 반드시 필요하다.
또한, 시분할 다중 접속 방식(Time Division Multiple Access: TDMA) 등과 같은 통신의 프로토콜을 지원하기 위해서도 통신 노드들 사이에 시간 동기화는 필수적이다.
일반적으로, 통신 노드들 사이의 시간 동기화에서 기지국 기반의 셀룰러 망의 경우에는 기지국이 주기적으로 프리앰블(preamble)을 전송하여 이를 기준으로 시간을 동기화시키는 방식을 취하고 있다.
반면에, 기지국이 존재하지 않는 애드훅(ad-hoc) 네트워크의 경우에는 전송하고자 하는 노드에서 프리앰블을 포함하여 패킷을 전송하고 수신 노드에서 이를 기준으로 동기를 맞추는 방식을 취하고 있다.
그러나, 애드훅 네트워크에서는, 기지국과는 달리 각 노드의 자체 시간 정확도가 떨어지며, 또한 여러 홉수를 다단계로 거치면서 오차가 누적되기 때문에, 프리앰블을 사용하여 전송할 노드가 자신의 전송 시점을 1개의 슬롯 바운더리(slot boundary) 안에서 정확하게 결정하기가 어렵다는 문제가 있다.
또한, 애드훅 네트워크에서는 노드가 데이터를 획득하는 경우에도 정확한 획득 시점을 알아내기도 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 이유로 인해 애드훅 및 센서 네트워크 등에서는 프리앰블이 사용되어도 추가적으로 노드들 사이의 글로벌(global) 시간 동기화가 필요하며, 이러한 글로벌 시간 동기화는 주로 노드들 사이에 자신의 타임스탬프(timestamp)를 주고받는 방식으로 이루어진다.
여기에서, 타임스탬프를 기반으로 네트워크의 시간 동기화를 달성하는 방식은 크게 2가지 방식으로 나누어질 수 있다. 예컨대, 기준(reference) 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜과 컨센서스(consensus) 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜이 있다.
먼저, 기준 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜은 네트워크 안에서 루트 노드를 선정하고, 해당 루트 노드의 타임스템프를 기준으로 나머지 노드들을 시간 동기화시키는 방식이다.
그리고, 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜은 각 노드들이 분산 방식으로 타임스템프를 포함한 시간 동기 메시지(Beacon; 비콘)를 주기적으로 교환한 후 자신을 포함한 이웃 노드들의 타임스템프 정보를 평균화하여 시간 동기화시키는 방식이다.
즉, 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화에서는 각 노드가 이웃하는 노드들 사이에 시간 동기 정보의 평균값이 네트워크 전체로 퍼져나감으로써 시간 동기화를 달성할 수 있다.
이러한 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화 모델은 기준이 되는 루트 노드가 필요 없는 만큼 유동적인 네트워크에서 활용도가 높고 이웃 노드끼리의 시간 동기 정확성이 상대적으로 높은 것이 특징이다.
여기에서, 기준 노드 기반의 시간 동기 프로토콜로는, 예컨대 FTSP(Flooding Time Sychronization Protocol), PulseSync, Glossy 등이 대표적이며, 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜로는, 예컨대 GTSP(Gradient Time Synchronization Protocol), MTS, ATS 등이 대표적이다.
먼저, 컨센서스 기반의 프로토콜에서는, 하나의 노드를 기준으로 전체 노드의 시간 동기를 맞추는 기준 노드 기반의 시간 동기 프로토콜과는 달리, 기준으로 삼을 노드가 없이 이웃 노드 나아가 네트워크 내 전체 노드들의 시간 동기를 맞추어야 하기 때문에 동기화 완료 시간이 상대적으로 길어지게 되는 문제가 있다.
또한, 컨센서스 기반의 프로토콜은 시간 동기 주기가 정적으로 고정이 되어 있어서, 시간 동기 에러가 없는 안정적인 상황에서도 불필요한 시간 동기 메시지를 주기적으로 전송해야 하기 때문에 그로 인해 에너지가 과도하게 소모되는 문제가 있다.
즉, 컨센서스 기반의 시간 동기 프로토콜에서는 1홉 내 이웃 노드들로부터 시간 동기 메시지를 받은 후에 평균화하기 때문에, 시간 동기 주기가 짧을수록 동기화 완료 시간이 짧아지는 반면에 그만큼 많은 시간 동기 메시지의 전송을 초래하게 되어 에너지 소모가 늘어난다.
상기와는 반대로, 컨센서스 기반의 시간 동기 프로토콜은 시간 동기 주기가 길어지면 에너지 소모가 줄어드는 반면에 네트워크 전체의 시간 동기 완료에 소요되는 동기화 완료 시간이 길어지게 되는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1871431호(공고일: 2018. 06. 26.)
본 발명은, 컨센서스(consensus) 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜에서 네트워크 상황에 기반하여 시간 동기 주기를 상대적으로 짧게 또는 상대적으로 길게 적응 제어할 수 있는 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜에서 네트워크 상황에 기반하여 시간 동기 주기를 상대적으로 짧게 또는 상대적으로 길게 적응 제어할 수 있는 시간 동기화를 위한 노드 관리 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 시간 동기 주기가 상대적으로 짧게 설정되는 싱크 모드(SYNC MODE)의 수행을 통해 이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행하는 동기화 실행부와, 상기 시간 동기화의 실행 중에 에러의 발생 여부를 기 설정된 주기로 모니터링하는 에러 모니터링부와, 상기 에러 모니터링부로부터 상기 에러의 발생 없음이 통지되면, 카운터값을 1 증가시키는 에러 카운터 관리부와, 1 증가된 상기 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크하고, 상기 카운터값이 상기 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하면, 모드 전환 메시지를 생성하여 상기 동기화 실행부로 전달하는 모드 관리부를 포함하고, 상기 동기화 실행부는, 상기 모드 전환 메시지가 수신되면, 상기 싱크 모드를 상기 시간 동기 주기가 상대적으로 길게 설정되는 세이빙 모드(SAVING MODE)로 전환시키는 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 모드 관리부는, 상기 세이빙 모드의 수행 중 새로운 노드가 생기는 지의 여부를 모니터링하고, 상기 새로운 노드가 생기면, 모드 복귀 메시지를 생성하여 상기 동기화 실행부로 전달하고, 상기 동기화 실행부는, 상기 모드 복귀 메시지가 수신되면, 상기 세이빙 모드를 상기 싱크 모드로 복귀시킬 수 있다.
본 발명의 상기 에러 모니터링부는, 상기 세이빙 모드의 수행 중 상기 에러의 발생이 검출되면, 이를 상기 동기화 실행부로 통지하고, 상기 동기화 실행부는, 상기 에러의 발생이 통지되면, 상기 세이빙 모드를 상기 싱크 모드로 복귀시킬 수 있다.
본 발명의 상기 에러는, 이웃 노드와의 오프셋(offset)이 기 설정된 임계값(threshold)보다 커지는 경우일 수 있다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 시간 동기 주기가 상대적으로 짧게 설정되는 싱크 모드(SYNC MODE)의 수행을 통해 이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행하는 단계와, 상기 시간 동기화의 실행 중에 에러의 발생 여부를 기 설정된 주기로 모니터링하는 단계와, 모니터링 결과, 상기 에러의 발생이 검출되지 않으면, 카운터값을 1 증가시키는 단계와, 1 증가된 상기 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크하는 단계와, 상기 카운터값이 상기 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하면, 상기 싱크 모드를 상기 시간 동기 주기가 상대적으로 길게 설정되는 세이빙 모드(SAVING MODE)로 전환시키는 단계를 포함하는 시간 동기화를 위한 노드 관리 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은, 상기 세이빙 모드의 수행 중 새로운 노드가 생기면, 상기 세이빙 모드를 상기 싱크 모드로 복귀시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 상기 세이빙 모드의 수행 중 상기 에러의 발생이 검출되면, 상기 세이빙 모드를 상기 싱크 모드로 복귀시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 에러는, 이웃 노드와의 오프셋(offset)이 기 설정된 임계값(threshold)보다 커지는 경우일 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 시간 동기화를 위한 노드 관리 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 노드 관리 방법은, 시간 동기 주기가 상대적으로 짧게 설정되는 싱크 모드(SYNC MODE)의 수행을 통해 이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행하는 단계와, 상기 시간 동기화의 실행 중에 에러의 발생 여부를 기 설정된 주기로 모니터링하는 단계와, 모니터링 결과, 상기 에러의 발생이 검출되지 않으면, 카운터값을 1 증가시키는 단계와, 1 증가된 상기 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크하는 단계와, 상기 카운터값이 상기 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하면, 상기 싱크 모드를 상기 시간 동기 주기가 상대적으로 길게 설정되는 세이빙 모드(SAVING MODE)로 전환시키는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 컨센서스(consensus) 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜에서 네트워크 상황에 기반하여 시간 동기 주기를 상대적으로 짧게 또는 상대적으로 길게 적응 제어(시간 동기 주기의 동적 설정)해 줌으로써, 전체 네트워크의 동기화 완료 시간 및 각 노드에서의 에너지 소모를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노드 관리 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 시간 동기화를 위해 노드를 관리하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방식과 종래 방법에 따른 방식 각각에 대해 시간에 따른 오류를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 방식과 종래 방법에 따른 방식 각각에 대해 세밀한 비교를 보여주는 표이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에서 추구하고자 하는 주된 기술요지 중의 하나는 시간 동기화(Timesync)가 필요한 상황에서는 시간 동기 주기(Beacon interval, 비컨 주기)를 상대적으로 짧게 함으로써 노드 간의 시간 동기화를 빠르게 진행하고, 모든 노드에서의 시간 동기화가 끝나 전체 시스템이 안정적으로 되면 시간 동기 주기를 상대적으로 길게 설정(시간 동기 주기의 동적 설정)한다는 것으로, 이를 통해 동기화 완료 시간(Convergence time, 전체 노드들의 시간 동기를 맞추는 데 걸리는 지연시간)을 줄임과 동시에 각 노드에서의 에너지 소모를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노드 관리 장치에 대한 블록 구성도로서, 동기화 실행부(102), 에러 모니터링부(104), 에러 카운터 관리부(106) 및 모드 관리부(108) 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 동기화 실행부(102)는 시간 동기 주기(시간 동기 메시지의 전송 간격)가 상대적으로 짧게 설정되는 싱크 모드(SYNC MODE)의 수행을 통해 이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
여기에서, 싱크 모드라 함은 시간 동기 주기를 상대적으로 짧게, 즉 시간 동기 메시지의 전송 간격을 상대적으로 짧게 함으로써, 노드 간의 시간 동기화를 빠르게 진행하는 모드를 의미할 수 있는 것으로, 시간 동기 메시지의 전송 간격을 상대적으로 길게 하는 것에 비해 에너지 소모량이 많아질 수는 있지만 동기화 완료 시간은 매우 짧아지게 되는 장점을 가질 수 있다.
또한, 동기화 실행부(102)는 싱크 모드가 수행되는 중에 후술하는 모드 관리부(108)로부터 모드 전환 메시지가 수신되면, 현재 수행 중인 싱크 모드를 시간 동기 주기가 상대적으로 길게 설정되는 세이빙 모드(SAVING MODE)로 전환시키는 등의 기능을 제공할 수 있다.
여기에서, 세이빙 모드라 함은 시간 동기 주기를 상대적으로 길게, 즉 시간 동기 메시지의 전송 간격을 상대적으로 길게 함으로써, 노드 간의 시간 동기화를 위해 소요되는 에너지 소모량을 절감하는 모드를 의미할 수 있는 것으로, 시간 동기 메시지의 전송 간격을 상대적으로 짧게 하는 것(싱크 모드)에 비해 동기화 완료시간은 상대적으로 길어지지만, 시간 동기화를 위해 소모되는 에너지가 절감되는 장점을 가질 수 있다.
또한, 동기화 실행부(102)는 세이빙 모드가 수행되는 중 후술하는 모드 관리부(108)로부터 모드 복귀 메시지가 수신되면, 현재 수행 중인 세이빙 모드를 싱크 모드로 복귀시키는 등의 기능을 제공할 수 있다.
여기에서, 모드 복귀 메시지는, 예컨대 세이빙 모드의 수행 중에 모드 관리부(108)에 의해 새로운 노드의 발생이 검출될 때 생성되어 동기화 실행부(102)로 전달될 수 있다.
또한, 동기화 실행부(102)는 세이빙 모드가 수행되는 중 후술하는 에러 모니터링부(104)로부터 에러 검출이 통지되면, 현재 수행 중인 세이빙 모드를 싱크 모드로 복귀시키는 등의 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 이웃 노드와의 오프셋(offset)이 기 설정된 임계값(threshold)보다 커지는 경우, 이를 에러 발생으로 검출할 수 있다.
여기에서, 시간 동기 주기는 네트워크 환경에 따라 각 노드별로 서로 다르게 설정될 수 있다. 예컨대, 노드 1과 노드 2 사이에는 싱크 모드에 의한 시간 동기화가 수행될 수 있고, 노드 2와 노드 3 사이에는 세이빙 모드에 의한 시간 동기화가 수행될 수 있다.
다음에, 에러 모니터링부(104)는 동기화 실행부(102)에 의해 싱크 모드가 수행되는 중에 에러 발생을 기 설정된 주기로 모니터링할 수 있는데, 이러한 기 설정된 주기의 모니터링을 통해 에러 발생이 검출될 때 이를 동기화 실행부(102)로 통지하고, 기 설정된 주기의 모니터링을 통해 에러 발생이 검출되지 않을 때 이를 에러 카운터 관리부(106)로 통지하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
또한, 에러 모니터링부(104)는 동기화 실행부(102)에 의해 세이빙 모드(싱크 모드에 비해 시간 동기 메시지의 전송 주기(간격)가 상대적으로 길게 설정된 모드)가 수행되는 중에 에러 발생을 주기적으로 모니터링할 수 있는데, 이러한 주기적 모니터링을 통해 에러 발생이 검출(즉, 시간 동기화가 필요한 상황)될 때 이를 동기화 실행부(102)로 통지하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
예컨대, 노드 1과 노드 2가 존재하고, 기 설정된 임계값(threshold)이 20ms로 설정된 경우라고 가정할 때, 두 노드의 오프셋이 20ms를 넘으면, 에러 모니터링부(104)에서는 이를 에러 발생으로 검출할 수 있다.
그리고, 에러 카운터 관리부(106)는 싱크 모드가 수행되는 중에 에러 모니터링부(104)로부터 에러 발생이 없음이 통지될 때, 카운터값을 1 증가시킴과 동시에 이를 모드 관리부(108)로 통지하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
다음에, 모드 관리부(108)는 에러 카운터 관리부(106)로부터 카운터값의 1 증가가 통지되면, 누적된 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크하고, 누적된 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달한 것으로 판단되면, 모드 전환 메시지를 생성하여 동기화 실행부(102)로 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
예컨대, 기 설정된 모드 변경 기준값이'5'로 설정된 경우라고 가정할 때, 누적된 카운터값이'5'가 되면, 모드 관리부(108)는 모드 전환 메시지를 생성하여 동기화 실행부(102)로 전달할 수 있다.
또한, 모드 관리부(108)는 동기화 실행부(102)에 의해 세이빙 모드가 수행되는 중에 새로운 노드가 생기는 지의 여부를 기 설정된 주기로 모니터링할 수 있는데, 이러한 모니터링을 통해 새로운 노드의 발생이 검출되면, 모드 복귀 메시지를 생성하여 동기화 실행부(102)로 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예의 노드 관리 장치를 이용하여 네트워크 환경에 따라 시간 동기 주기를 가변적으로 적용시키는 일련의 과정들에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 시간 동기화를 위해 노드를 관리하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 동기화 실행부(102)에서는 시간 동기 주기(시간 동기 메시지의 전송 간격)가 상대적으로 짧게 설정되는 싱크 모드의 수행을 수행하여 이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행한다(단계 202).
여기에서, 싱크 모드는 시간 동기 주기를 상대적으로 짧게, 즉 시간 동기 메시지의 전송 간격을 상대적으로 짧게 함으로써, 노드 간의 시간 동기화를 빠르게 진행하는 모드를 의미할 수 있다.
다음에, 에러 모니터링부(104)에서는 동기화 실행부(102)에 의해 싱크 모드가 수행되는 중에 기 설정된 주기로 에러 발생 여부를 모니터링하는데(단계 204), 여기에서의 모니터링 결과, 에러 발생이 검출되지 않으면, 이를 에러 카운터 관리부(106)로 통지한다(단계 206).
이에 응답하여, 에러 카운터 관리부(106)에서는 에러 모니터링부(104)로부터 에러 발생이 없음이 통지되면, 카운터값을 1 증가시킴과 동시에 이를 모드 관리부(108)로 통지한다(단계 208).
그리고, 모드 관리부(108)에서는 에러 카운터 관리부(106)로부터 카운터값의 1 증가가 통지되면, 누적된 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크한다(단계 210).
상기 단계(210)에서의 체크 결과, 누적된 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달한 것으로 판단되면, 모드 관리부(108)에서는 모드 전환 메시지를 생성하여 동기화 실행부(102)로 전달한다.
그 결과, 동기화 실행부(102)에서는 싱크 모드가 수행되는 중에 모드 관리부(108)로부터 모드 전환 메시지가 수신되면, 현재 수행 중인 싱크 모드를 시간 동기 주기가 상대적으로 길게 설정되는 세이빙 모드로 전환시킨다(단계 212).
여기에서, 세이빙 모드는 시간 동기 주기를 상대적으로 길게, 즉 시간 동기 메시지의 전송 간격을 상대적으로 길게 함으로써, 노드 간의 시간 동기화를 위해 소요되는 에너지 소모량을 절감하는 모드를 의미할 수 있다.
다시, 모드 관리부(108)에서는 동기화 실행부(102)에 의해 세이빙 모드가 수행되는 중에 새로운 노드가 생기는 지의 여부를 기 설정된 주기로 모니터링하는데(단계 214), 여기에서의 모니터링 결과, 새로운 노드의 발생이 검출되면, 모드 관리부(108)에서는 모드 복귀 메시지를 생성하여 동기화 실행부(102)로 전달하며, 그 결과 동기화 실행부(102)에서는 현재 수행 중인 세이빙 모드를 싱크 모드로 복귀시킨다(단계 218).
이후, 처리는 전술한 단계(204)로 진행되어 그 이후의 과정들(단계 204 내지 단계 212)을 반복하여 수행하게 된다.
다시, 에러 모니터링부(104)에서는 동기화 실행부(102)에 의해 세이빙 모드가 수행되는 중에 에러 발생을 주기적으로 모니터링하는데(단계 216), 여기에서의 모니터링 결과, 에러 발생이 검출되면, 에러 모니터링부(104)에서는 에러 발생을 동기화 실행부(102)로 통지한다.
이후, 처리는 전술한 단계(218) 및 단계(204)로 진행되어 그 이후의 과정들을 반복 수행하게 된다.
도 2를 참조하면, 세이빙 모드를 수행하는 중에 새로운 노드의 발생 여부를 먼저 체크(단계 214)하고, 이후에 에러의 발생 여부를 체크(단계 216)하는 것으로 하여 도시 및 설명하고 있으나, 이것은 설명의 편의와 이해의 증진을 위한 예시적인 제시일 뿐 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 그 순서가 서로 바뀌어서 체크되거나 혹은 동시 다발적으로 체크되도록 설정될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 발명자들은 본 발명에 따른 방식과 종래 방식에 따른 방식에 대한 시뮬레이션을 실시하였으며, 그 결과는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같다.
도 3은 본 발명에 따른 방식과 종래 방법에 따른 방식 각각에 대해 시간에 따른 오류를 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 방식과 종래 방법에 따른 방식 각각에 대해 세밀한 비교를 보여주는 표이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 컨센서스 기반의 방식이 종래 방법에 따른 컨센서스 기반의 방식에 비해 수렴 속도(690㎱에서 90㎱로 감소)와 오차 정확도(에러 개수 030개에서 18개로 감소)가 개선됨을 분명하게 알 수 있었다.
또한, 본 발명에 따른 컨센서스 기반의 방식은 종래 방법에 따른 컨센서스 기반의 방식에 비해 전체 메시지 수개 개선(4만개에서 대략 1만개로 감소)됨을 분명하게 알 수 있었다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 각 노드의 시간 동기화를 위한 시간 동기 주기를 서로 다른 전송 간격을 갖는 싱크 모드와 세이빙 모드로 구분하여 네트워크 환경에 따라 가변적으로 적용하는 것으로 하여 설명하였으나, 이것은 설명의 편의와 이해의 증진을 위한 예시적인 제시일 뿐 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 전송 간격(시간 동기 주기)을 갖는 3개 이상의 모드로 분류하여 네트워크 환경에 따라 가변적(적응적)으로 적용할 수도 있음은 물론이다.
다른 한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 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 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 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 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.
그리고, 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.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 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.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
102 : 동기화 실행부
104 : 에러 모니터링부
106 : 에러 카운터 관리부
108 : 모드 관리부

Claims (9)

  1. 이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행하는 동기화 실행부와,
    상기 시간 동기화의 실행 중에 에러의 발생 여부를 기 설정된 주기로 모니터링하는 에러 모니터링부와,
    상기 에러 모니터링부로부터 상기 에러의 발생 없음이 통지되면, 카운터값을 1 증가시키는 에러 카운터 관리부와,
    1 증가된 상기 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크하고, 상기 카운터값이 상기 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하면, 모드 전환 메시지를 생성하여 상기 동기화 실행부로 전달하는 모드 관리부
    를 포함하고,
    상기 동기화 실행부는,
    상기 모드 전환 메시지의 수신에 기초하여, 상기 시간 동기화의 시간 동기 주기를 변경시키고,
    상기 시간 동기 주기는 네트워크 환경에 따라 각 노드별로 서로 다르게 설정되는
    시간 동기화를 위한 노드 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모드 관리부는,
    상기 시간 동기화의 수행 중 새로운 노드가 생기는 지의 여부를 모니터링하고, 상기 새로운 노드가 생기면, 모드 복귀 메시지를 생성하여 상기 동기화 실행부로 전달하고,
    상기 동기화 실행부는,
    상기 모드 복귀 메시지가 수신되면, 상기 시간 동기화의 상기 시간 동기 주기를 제1 시간 동기 주기에서 상기 제1 시간 동기 주기 보다 짧은 제2 시간 동기 주기로 변경시키는
    시간 동기화를 위한 노드 관리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에러 모니터링부는,
    상기 시간 동기화의 수행 중 상기 에러의 발생이 검출되면, 이를 상기 동기화 실행부로 통지하고,
    상기 동기화 실행부는,
    상기 에러의 발생이 통지되면, 상기 시간 동기화의 상기 시간 동기 주기를 제1 시간 동기 주기에서 상기 제1 시간 동기 주기 보다 짧은 제2 시간 동기 주기로 변경시키는
    시간 동기화를 위한 노드 관리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에러는,
    이웃 노드와의 오프셋(offset)이 기 설정된 임계값(threshold)보다 커지는 경우인
    시간 동기화를 위한 노드 관리 장치.
  5. 이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행하는 단계와,
    상기 시간 동기화의 실행 중에 에러의 발생 여부를 기 설정된 주기로 모니터링하는 단계와,
    모니터링 결과, 상기 에러의 발생이 검출되지 않으면, 카운터값을 1 증가시키는 단계와,
    1 증가된 상기 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크하는 단계와,
    상기 카운터값이 상기 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하면, 상기 시간 동기화의 시간 동기 주기를 변경시키는 단계를 포함하고,
    상기 시간 동기 주기는 네트워크 환경에 따라 각 노드별로 서로 다르게 설정되는
    시간 동기화를 위한 노드 관리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시간 동기화의 수행 중 새로운 노드가 생기면, 상기 시간 동기화의 상기 시간 동기 주기를 제1 시간 동기 주기에서 상기 제1 시간 동기 주기 보다 짧은 제2 시간 동기 주기로 변경시키는 단계
    를 더 포함하는 시간 동기화를 위한 노드 관리 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 시간 동기화의 수행 중 상기 에러의 발생이 검출되면, 상기 시간 동기화의 상기 시간 동기 주기를 제1 시간 동기 주기에서 상기 제1 시간 동기 주기보다 짧은 제2 시간 동기 주기로 변경시키는 단계
    를 더 포함하는 시간 동기화를 위한 노드 관리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 에러는,
    이웃 노드와의 오프셋(offset)이 기 설정된 임계값(threshold)보다 커지는 경우인
    시간 동기화를 위한 노드 관리 방법.
  9. 시간 동기화를 위한 노드 관리 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서,
    상기 노드 관리 방법은,
    이웃 노드들 간의 시간 동기화를 실행하는 단계와,
    상기 시간 동기화의 실행 중에 에러의 발생 여부를 기 설정된 주기로 모니터링하는 단계와,
    모니터링 결과, 상기 에러의 발생이 검출되지 않으면, 카운터값을 1 증가시키는 단계와,
    1 증가된 상기 카운터값이 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하였는지의 여부를 체크하는 단계와,
    상기 카운터값이 상기 기 설정된 모드 변경 기준값에 도달하면, 상기 시간 동기화의 시간 동기 주기를 변경시키는 단계를 포함하고,
    상기 시간 동기 주기는 네트워크 환경에 따라 각 노드별로 서로 다르게 설정되는
    컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
KR1020190005579A 2019-01-16 2019-01-16 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법 KR102146917B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190005579A KR102146917B1 (ko) 2019-01-16 2019-01-16 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190005579A KR102146917B1 (ko) 2019-01-16 2019-01-16 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200089020A KR20200089020A (ko) 2020-07-24
KR102146917B1 true KR102146917B1 (ko) 2020-08-21

Family

ID=71892852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190005579A KR102146917B1 (ko) 2019-01-16 2019-01-16 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102146917B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102556623B1 (ko) * 2021-08-05 2023-07-18 충북대학교 산학협력단 하이브리드 기법을 이용한 시간 동기 방법 및 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101622553B1 (ko) * 2010-06-14 2016-05-20 (주)에스모바일 동기화 주기를 이용한 위치 측위 방법 및 장치
WO2015008389A1 (ja) * 2013-07-19 2015-01-22 三菱電機株式会社 リング状同期ネットワークシステムおよびタイムスレーブ局
KR101871431B1 (ko) * 2013-11-20 2018-06-26 한국전자통신연구원 노드 간 시간 동기화 방법 및 그 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김승목 외 1명, 무선 센서 망에서 주기적인 송수신 모듈 활성화를 위한 클락 동기, 멀티미디어학회 논문지, 제10권, 제3호, pp. 348-357, 2007.03.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200089020A (ko) 2020-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Song et al. ProSpect: A proactive spectrum handoff framework for cognitive radio ad hoc networks without common control channel
EP3244680B1 (en) Data transmission method and device
EP2429105B1 (en) Node in a wireless system with time and clock frequency synchronizing and corresponding method
EP2827662A1 (en) Method, device, and system for resource allocation
EP3925375B1 (en) Resource selection for random access
KR20110126141A (ko) 통신 노드를 포함하는 데이터 패킷 네트워크 내의 선택된 유형의 분산 데이터를 프로세싱하는 방법, 디바이스 및 통신 노드
CN111490844B (zh) 一种时钟同步方法、装置及电子设备
CN105323054A (zh) 时钟同步方法及装置
US9743284B2 (en) Spectrum allocation method and device
Wang et al. A novel distributed global time synchronization protocol in cognitive radio ad hoc networks
CN105281884A (zh) 一种无中心网络中的节点时间同步方法
CN104427607A (zh) 一种自组织网络中节点间时间同步的方法
CN108736999A (zh) 一种时间同步方法及装置
KR102146917B1 (ko) 시간 동기화를 위한 노드 관리 장치 및 그 방법
AU2019295486B2 (en) Coordinating communications between nodes having asynchronous time slot schedules
EP2910040A1 (en) Mechanism to handle ue assistance information upon handover
JP2012124663A (ja) 無線通信システム、無線通信方法及び無線通信プログラム
EP3304996B1 (en) Adaptive time slot allocation in tsch wireless communication network
US10219233B2 (en) System and method for improved propagation of dynamic link information in a time synchronized channel hopping network
Bhandari et al. Prioritized clock synchronization for event critical applications in wireless IoT networks
CN112929119A (zh) 分布式系统链路切换方法、装置、设备及存储介质
CN100558005C (zh) 一种传输信道同步过程中调整下行数据帧发送时刻的方法
US20190090148A1 (en) Collecting Characteristics for a Path Between IP End-Points Associated with a Radio Access Transport Network
KR102174377B1 (ko) 노드 시간동기 제어 장치 및 그 방법
WO2015140635A2 (en) Method of establishing small data transmission connection

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)