KR102151084B1 - Distributed Channel Hopping Radio listening Synchronization Device and Method Using Rendezvous Chain Based TSCH - Google Patents

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Abstract

본 발명은 네트워크에 참여하기 전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon)패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여 EB 패킷을 받을 확률을 증가시킬 수 있도록 한 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법에 관한 것으로, 수신채널 변경을 하고, EB/ERB 패킷 관리를 하고 ERB 수신 및 랑데부 이웃 EB 패킷 전송을 수행하는 패킷 수신 모듈;송신 채널 변경을 하고 EB 우선 순위를 관리하는 EB 전송 모듈;채널벡터 테이블을 관리하고, 채널을 나눌 경우 수정하여 채널벡터테이블에 저장하는 채널벡터 관리모듈;상기 채널벡터 관리모듈의 채널벡터 판단결과에 따라 랑데부 이웃 테이블을 관리하고, 랑데부 이웃 추가 및 삭제, 랑데부 이웃 정보 관리를 하는 랑데부 이웃 관리 모듈;송신 채널을 변경하여 ERB 패킷 전송을 관리하는 ERB 전송 모듈;을 포함하는 것이다.The present invention provides a TSCH-based rendezvous chain that exchanges ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets before joining the network to form a rendezvous chain, and each communication node device divides and listens to channels to increase the probability of receiving EB packets. A packet reception module that changes a reception channel, manages EB/ERB packets, receives ERBs, and transmits EB packets to rendezvous neighbors; a transmission channel change and EB priority. An EB transmission module that manages a channel vector table; a channel vector management module that manages a channel vector table and stores it in a channel vector table by modifying when a channel is divided; manages the rendezvous neighbor table according to the channel vector determination result of the channel vector management module, It includes a rendezvous neighbor management module for adding and deleting rendezvous neighbors and managing rendezvous neighbor information; an ERB transmission module for managing ERB packet transmission by changing a transmission channel.

Description

TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법{Distributed Channel Hopping Radio listening Synchronization Device and Method Using Rendezvous Chain Based TSCH}Distributed Channel Hopping Radio listening Synchronization Device and Method Using Rendezvous Chain Based TSCH}

본 발명은 산업용 무선 센서 네트워크에 관한 것으로, 구체적으로 네트워크에 참여하기 전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon)패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여 EB 패킷을 받을 확률을 증가시킬 수 있도록 한 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial wireless sensor network, and specifically, before joining the network, ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets are exchanged to form a rendezvous chain, and each communication node device divides a channel and listens to increase the probability of receiving EB packets. The present invention relates to an apparatus and method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain.

IEEE 802.15.4e는 IEEE 802.15.4 표준을 산업용 무선 센서 네트워크 환경에 맞게 MAC 계층을 개선 한 표준으로 IEEE 802.15.4 (2015) 개정안에 포함되어 있다. IEEE 802.15.4e is a standard that improves the MAC layer for the industrial wireless sensor network environment of the IEEE 802.15.4 standard and is included in the IEEE 802.15.4 (2015) revised bill.

TSCH(Time Slotted Channel Hopping)는 IEEE 802.15.4e의 모드 중 하나로 높은 신뢰성과 저전력 동작을 보여준다.Time Slotted Channel Hopping (TSCH) is one of the IEEE 802.15.4e modes and shows high reliability and low power operation.

IIoT(Industrial Internet of Things) 환경에서는 통신노드장치들이 배터리로 동작하여, 에너지 제한적이므로 에너지소모가 이슈가 가장 중요하다.In the IIoT (Industrial Internet of Things) environment, communication node devices operate on batteries and energy is limited, so energy consumption is the most important issue.

TSCH에서 데이터 전송은 타임슬롯(timeslot) 단위로 이루어지며, 타임슬롯의 묶음으로 슬롯프레임(slotframe)이 구성된다.In the TSCH, data transmission is performed in units of timeslots, and a slotframe is composed of a bundle of timeslots.

모든 노드는 스케줄링된 슬롯프레임을 계속 반복하며 타임슬롯에서 전송(transmit), 수신(receive), 슬립(sleep) 중에 하나의 동작을 하여 통신노드장치 에너지사용의 대부분인 라디오 사용량의 듀티 사이클(Duty-Cycle)을 줄일 수 있게 된다.All nodes continue to repeat the scheduled slot frame and perform one operation among transmit, receive, and sleep in the timeslot, and the duty cycle of radio usage, which is the majority of energy use of communication node devices, is ) Can be reduced.

TSCH는 채널 호핑을 통해 산업환경에서 쉽게 발생하고 문제가 되는 다중경로 페이딩(multi-path fading)에 강하다. TSCH의 다중 채널 기능을 이용하기 위해 각 활성 슬롯에는 채널 오프셋과 시간 오프셋이 할당된다.TSCH is resistant to multi-path fading, which is a problem that easily occurs in an industrial environment through channel hopping. In order to use the multi-channel function of the TSCH, a channel offset and a time offset are assigned to each active slot.

시간 오프셋은 슬롯 프레임 내부에서의 위치를 정의하고 수학식 1을 통해 슬롯에서 사용될 채널을 결정한다.The time offset defines a position within the slot frame and determines a channel to be used in the slot through Equation 1.

Figure 112019032695975-pat00001
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수학식 1에서 V는 사용할 수 있는 채널을 포함하는 벡터이며, 표준에서 정의하고 있는 2.4GHz 대역의 최대 채널 개수는 16개이다. In Equation 1, V is a vector including usable channels, and the maximum number of channels in the 2.4GHz band defined in the standard is 16.

ASN은 네트워크가 시작되고 매 슬롯마다 증가하는 절대 슬롯 번호이다.ASN is the absolute slot number that increases with every slot when the network is started.

Nch는 V의 길이이고, mod는 모듈러스 연산을 나타낸다. 각 활성 슬롯의 발생에 대응하는 ASN은 슬롯 프레임의 각 사이클마다 변하기 때문에 수학식 1에 따라 통신 채널이 변경되고, 이 메커니즘을 통해 슬롯 프레임의 각 사이클마다 다른 채널을 사용하므로 각 슬롯에 대해 채널 호핑이 수행된다.Nch is the length of V, and mod represents the modulus operation. Since the ASN corresponding to the occurrence of each active slot changes for each cycle of the slot frame, the communication channel is changed according to Equation 1, and a different channel is used for each cycle of the slot frame through this mechanism, so channel hopping for each slot This is done.

TSCH는 싱크라고도 알려진 코디네이터를 근원으로하는 DAG(Directed Acyclic Graph)를 사용하여 전역 적으로 동기화 된 메시 네트워크를 만든다. 네트워크는 코디네이터가 정보 요소(IE)의 형태로 연결에 필요한 정보를 포함하는 EB(Enhanced Beacon) 프레임을 전송하여 네트워크의 존재를 광고하기 시작할 때 형성된다.TSCH creates a globally synchronized mesh network using a DAG (Directed Acyclic Graph), which has a coordinator, also known as a sink, as a source. The network is formed when the coordinator starts to advertise the existence of the network by transmitting an EB (Enhanced Beacon) frame containing information necessary for connection in the form of an information element (IE).

네트워크에 연결하려는 노드는 사용 가능한 채널을 스캔하고 네트워크의 존재를 감지하려고 시도한다.A node attempting to connect to the network scans for available channels and attempts to detect the presence of the network.

여기서, 노드는 EB를 듣기위해 라디오를 계속해서 켠 상태로 EB를 기다리고 있게 되며, 라디오 Duty-Cycle은 100% 이다. 때문에 네트워크 참가가 늦어질수록 에너지소모가 급증하게 된다.Here, the node is waiting for EB with the radio on continuously to listen to the EB, and the radio duty-cycle is 100%. Therefore, the later the network participation is, the more energy consumption increases.

스캐닝 프로세스 중에 노드는 라운드 로빈 전략을 사용하여 채널 V에서 EB를 기다리게 된다. 노드는 이미 네트워크에 참여한 노드로부터 EB를 수신하면 네트워크를 감지하고 네트워크에 참가한다. EB는 주기 타이머를 사용하여 생성되며 타이머가 시작된 후 슬롯프레임의 첫 번째 슬롯에서 전송된다.During the scanning process, the node waits for EB on channel V using a round robin strategy. When a node receives EB from a node that has already joined the network, it detects the network and joins the network. The EB is generated using a periodic timer and is transmitted in the first slot of the slot frame after the timer starts.

EB가 전송되는 채널은 수학식 1을 사용하여 결정되고, 네트워크 시작시 코디네이터 만 EB 전송을 시작한다. 노드는 PAN 코디네이터이거나 PAN에 연결되어있는 경우 EB 전송을 시작할 수 있다. 노드는 코디네이터 또는 이미 네트워크에 연결된 노드에서 EB를 들을 때까지 사용 가능한 모든 채널에서 연속적으로 청취하여 네트워크에 연결을 시도한다. IEEE 802.15.4 표준은 EB를 스케줄 하는 방법을 정의하지 않고 있다.The channel through which the EB is transmitted is determined using Equation 1, and only the coordinator starts EB transmission when the network starts. The node is a PAN coordinator or can initiate EB transmission when connected to a PAN. The node tries to connect to the network by listening continuously on all available channels until the coordinator or a node already connected to the network hears EB. The IEEE 802.15.4 standard does not define how to schedule EBs.

종래 기술의 방법은 EB수신에 대해 Passive한 방법으로 EB를 받을 때까지 채널 호핑 하며 EB 패킷을 수신하기를 기다린다. 두 통신노드장치는 패킷송신과 수신하는 채널이 호핑하기 때문에 EB를 전송하는 통신노드장치와 EB를 수신할 통신 노드장치 간의 채널이 상이 할 가능성이 높아 네트워크 참여시간이 비교적 오래 걸린다.The prior art method is a passive method for EB reception and performs channel hopping until EB is received, and waits for EB packet reception. In the two communication node devices, since the packet transmission and reception channel hopping, there is a high possibility that the channel between the communication node device that transmits EB and the communication node device that will receive the EB is different, so the network participation time is relatively long.

또한, 코디네이터에 멀리 떨어진 통신노드장치 'X'가 있을 경우에 그 사이에 있는 'X'와 통신 가능한 거리에 있는 통신노드장치 'Y'가 먼저 네트워크에 참여하고, 'Y'가 EB을 전송하면 해당 EB를 'X'가 듣고 네트워크에 참여 가능하기 때문에 여러 홉으로 구성되어지는 네트워크의 경우 모든 통신노드장치가 참여하기까지의 시간은 많은 홉으로 구성될수록 길어진다.In addition, if there is a communication node device'X' far away in the coordinator, the communication node device'Y' that is within a communication distance with the'X' between them first joins the network, and when'Y' transmits EB, Since'X' hears the EB and can participate in the network, in the case of a network consisting of multiple hops, the time until all communication node devices participate becomes longer as the number of hops is configured.

따라서, TSCH(Time Slotted Channel Hopping) 기반의 산업용 무선 센서 네트워크에서 네트워크 참여시간을 단축할 수 있도록 하기 위한 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, development of a new technology for shortening the network participation time in an industrial wireless sensor network based on TSCH (Time Slotted Channel Hopping) is required.

대한민국 공개특허 제10-2017-0036760호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0036760 대한민국 공개특허 제10-2018-0076793호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0076793 대한민국 공개특허 제10-2018-0137537호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0137537

본 발명은 종래 기술의 산업용 무선 센서 네트워크의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 랑데부 체인을 형성하여 EB수신 채널을 나누어 청취하는 방법으로 EB 수신확률을 높일 수 있도록 한 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of the conventional industrial wireless sensor network, distributed channel hopping using a TSCH-based rendezvous chain to increase the EB reception probability by forming a rendezvous chain to divide and listen to the EB receiving channel An object thereof is to provide an apparatus and method for synchronizing radio listening.

본 발명은 네트워크에 참여하기전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon) 패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여 EB 패킷을 받을 확률을 증가시킬 수 있도록 한 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a TSCH-based rendezvous chain that exchanges ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets before joining the network to form a rendezvous chain, and each communication node device divides and listens to channels to increase the probability of receiving EB packets. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for synchronizing listening to distributed channel hopping radio using the method.

본 발명은 ERB 패킷을 주고받는 과정에서 각 랑데부이웃끼리 채널 호핑 스퀀스 정보를 주고받으면서, 한 통신노드장치가 네트워크에 참여할 때 그 랑데부 이웃이 듣고 있는 채널에 곧바로 EB 패킷을 전송하여 랑데부 이웃이 즉시 네트워크 참여하도록 할 수 있도록 한 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention, while transmitting and receiving channel hopping sequence information between each rendezvous neighbor in the process of exchanging ERB packets, when a communication node device participates in the network, the rendezvous neighbor immediately transmits the EB packet to the channel that the rendezvous neighbor is listening to. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain that enables network participation.

본 발명은 네트워크 참여전 노드끼리 ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) 채널벡터의 정보와 채널의 호핑정보 및 타이밍 정보패킷을 주고받고, 받은 채널벡터의 정보를 가지고 채널 벡터를 반으로 나눌지 말지 결정하여 수신확률을 높일 수 있도록 한 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention, before network participation, nodes exchange ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) channel vector information, channel hopping information, and timing information packet, and determine whether or not to divide the channel vector in half with the received channel vector information. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain capable of increasing the value.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치는 수신채널 변경을 하고, EB/ERB 패킷 관리를 하고 ERB 수신 및 랑데부 이웃 EB 패킷 전송을 수행하는 패킷 수신 모듈;송신 채널 변경을 하고 EB 우선 순위를 관리하는 EB 전송 모듈;채널벡터 테이블을 관리하고, 채널을 나눌 경우 수정하여 채널벡터테이블에 저장하는 채널벡터 관리모듈;상기 채널벡터 관리모듈의 채널벡터 판단결과에 따라 랑데부 이웃 테이블을 관리하고, 랑데부 이웃 추가 및 삭제, 랑데부 이웃 정보 관리를 하는 랑데부 이웃 관리 모듈;송신 채널을 변경하여 ERB 패킷 전송을 관리하는 ERB 전송 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A distributed channel hopping radio listening synchronization apparatus using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention to achieve the above object changes a reception channel, manages EB/ERB packets, receives ERB, and transmits rendezvous neighbor EB packets. A packet receiving module to perform; An EB transmission module that changes a transmission channel and manages EB priority; a channel vector management module that manages a channel vector table and modifies and stores a channel vector table in a channel vector table; of the channel vector management module And a rendezvous neighbor management module that manages a rendezvous neighbor table according to a channel vector determination result, adds and deletes rendezvous neighbors, and manages rendezvous neighbor information; an ERB transmission module that manages ERB packet transmission by changing a transmission channel; and To do.

여기서, 상기 채널벡터 관리모듈은, 현재 채널호핑하는 채널 시퀀스 벡터의 채널 목록을 관리하는 채널 벡터 테이블 관리부와,'Send ChHV info' 요청이 들어오면 현재의 채널벡터와 비교하여 같은 채널벡터라인인지 판단하는 채널벡터 판단부와,채널벡터 판단부의 판단에 따라 채널을 나눌 경우 수정하여 채널벡터테이블에 저장하는 채널벡터 수정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the channel vector management module includes a channel vector table management unit that manages a channel list of a channel sequence vector to be currently channel-hopping, and when a'Send ChHV info' request is received, it compares with the current channel vector to determine whether or not the same channel vector line is And a channel vector correcting unit that corrects when a channel is divided according to the determination of the channel vector determination unit and stores it in a channel vector table.

그리고 상기 랑데부 이웃 관리 모듈은, 채널벡터 관리모듈에서 'Add Rendezvous member' 요청을 하면 해당 랑데부 멤버가 현재 가지고 있는지 판단하여 랑데부 이웃 테이블 관리를 하는 랑데부 이웃 테이블 관리부와,해당 랑데부 멤버가 현재 가지고 있는지 판단하여 없을 경우 랑데부 이웃으로 추가하는 랑데부 이웃 추가부와,네트워크가 끊길 경우 랑데부 이웃을 초기화하는 랑데부 이웃 삭제부와,ERB 패킷을 받았을 경우에 ERB 전송 모듈로 이를 알려 다른 통신노드장치와 채널을 나누게 하는 랑데부 이웃 정보 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The rendezvous neighbor management module determines whether the corresponding rendezvous member currently has when the channel vector management module requests'Add Rendezvous member', and determines whether the rendezvous neighbor table management unit and the rendezvous member currently have it. So, if there is no rendezvous neighbor addition unit that is added as a rendezvous neighbor, a rendezvous neighbor deletion unit that initializes the rendezvous neighbor when the network is disconnected, and when an ERB packet is received, it is notified to the ERB transmission module to share the channel with other communication node devices. It characterized in that it comprises a rendezvous neighbor information management unit.

그리고 상기 랑데부 이웃 정보 관리부는, 랑데부의 이웃의 통신노드장치 아이디와 호핑시퀀스 타이밍정보, 채널벡터라인정보 및 RSSI(수신신호강도)를 저장하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rendezvous neighbor information management unit is characterized by storing an ID of a communication node device adjacent to the rendezvous, hopping sequence timing information, channel vector line information, and RSSI (received signal strength).

그리고 상기 ERB 전송 모듈은, 송신할 채널을 변경하는 송신채널 변경부와,ERB를 전송할 주기를 정하는 송신채널 타이머부와,ERB 패킷에 들어갈 정보들을 구성하는 ERB 패킷 전송 관리부와,ERB 패킷을 받았을 때, 채널을 나눌 수 있는 경우 패킷을 전송한 노드에게 자신의 ERB 패킷을 전송하여 채널을 나누게 하는 랑데뷰 이웃 응답 전송부와,ERB 패킷 전송을 수행하는 ERB 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ERB transmission module includes a transmission channel change unit that changes a channel to be transmitted, a transmission channel timer unit that determines a period to transmit an ERB, an ERB packet transmission management unit that configures information to be included in the ERB packet, and when an ERB packet is received. , If the channel can be divided, a rendezvous neighbor response transmission unit that transmits its own ERB packet to a node that has transmitted the packet to divide the channel, and an ERB transmission unit that transmits the ERB packet.

그리고 상기 EB 전송 모듈은, 송신할 채널을 변경하는 송신채널 변경부와,ERB를 전송할 주기를 정하는 송신채널 타이머부와,EB 패킷을 수신하게 ?瑛? 경우에 랑데부 이웃이 있을 경우 해당 채널에 먼저 EB를 전송하기 위하여 우선순위를 관리하는 EB우선순위 관리부와,EB 전송을 수행하는 EB 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the EB transmission module includes a transmission channel change unit for changing a channel to be transmitted, a transmission channel timer unit for determining a period to transmit an EB, and an EB packet to be received. In this case, when there is a rendezvous neighbor, an EB priority management unit that manages the priority to transmit EB to a corresponding channel first, and an EB transmission unit that performs EB transmission.

그리고 상기 패킷 수신 모듈은, 라디오 수신채널 변경을 하는 수신채널 변경부와,수신 채널 타이밍을 관리하는 수신채널 타이머부와,EB와 ERB 패킷을 분리하는 EB/ERB 패킷 관리부와,수신한 ERB 패킷으로 채널을 나눌지 결정하기 위해 랑데부 이웃 관리 모듈의 랑데부 이웃 정보 관리부에 'Request Rendezvous member Info' 요청으로 해당 랑데부 멤버의 정보를 얻고, 채널벡터 관리모듈의 채널 벡터 판단부에 이를 알리는 ERB 수신부와,다른 통신노드장치로부터 EB 패킷을 받았을 때 이미 네트워크에 참여하고 있으면 해당 패킷을 무시하고 그렇지 않으면 랑데부 체인의 이웃들에게 곧바로 EB 패킷을 전송하는 EB 수신부와,해당 통신노드장치가 네트워크에 참여하고, 랑데부 체인을 이루는 이웃이 있을 경우 EB 전송 모듈의 EB 우선순위 관리부에 이를 알려 EB 우선순위에 따라 EB를 전송하고 랑데부 이웃이 없을 경우에는 표준에 따라 EB를 전송하도록 하는 랑데부 이웃 EB 패킷 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The packet reception module includes a reception channel change unit for changing a radio reception channel, a reception channel timer unit for managing reception channel timing, an EB/ERB packet management unit for separating EB and ERB packets, and a received ERB packet. In order to determine whether to divide the channel, the ERB receiver that obtains the information of the rendezvous member by requesting'Request Rendezvous member Info' to the rendezvous neighbor information management unit of the rendezvous neighbor management module, and informs the channel vector determination unit of the channel vector management module. When receiving an EB packet from a communication node device, if it is already participating in the network, it ignores the packet. Otherwise, the EB receiver that transmits the EB packet directly to the neighbors of the rendezvous chain, and the corresponding communication node device participates in the network and runs the rendezvous chain. Characterized in that it includes a rendezvous neighbor EB packet transmission unit that informs the EB priority management unit of the EB transmission module when there is a neighbor, and transmits the EB according to the EB priority, and transmits the EB according to the standard when there is no rendezvous neighbor. do.

그리고 상기 ERB 패킷은, 통신노드장치가 어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 판단하여 채널호핑벡터를 나눌지를 결정하도록 하는 rendezvous chain info, 현재 청취하고 있는 채널을 나타내는 channel index, 해당 채널 청취하고 있는 시간을 나타내는 Time on current channel을 담고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the ERB packet includes rendezvous chain info that determines which channel hopping vector the communication node device has and determines whether to divide the channel hopping vector, a channel index representing a channel currently listening, and a time when the corresponding channel is listening. It is characterized by containing a time on current channel.

그리고 rendezvous chain info는, 랑데부 체인에 속해있는지 여부를 나타내는 rendezvous chain member 필드와,채널호핑벡터의 채널 개수를 나타내는 Channel Hopping Num 필드와,어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 나타내는 Channel Tree ID 필드를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, rendezvous chain info includes a rendezvous chain member field indicating whether it belongs to a rendezvous chain, a Channel Hopping Num field indicating the number of channels of a channel hopping vector, and a Channel Tree ID field indicating which channel hopping vector has. It is characterized.

그리고 ERB 패킷에 담고 있는 정보를 이용하여, 해당 통신노드장치의 채널호핑스퀀스를 알고 있다가 네트워크에 참가하였을 때, 통신노드 장치가 청취하고 있는 채널에 곧바로 EB를 전송할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.And, using the information contained in the ERB packet, when the communication node device participates in the network after knowing the channel hopping sequence, it is characterized in that it allows the communication node device to directly transmit the EB to the listening channel. .

그리고 네트워크에 참여하기전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon) 패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여, EB 패킷을 받을 확률을 증가시켜 통신노드 장치의 네트워크 참여에 걸리는 시간 줄이는 것을 특징으로 한다.In addition, before joining the network, ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets are exchanged to form a rendezvous chain, and each communication node device divides and listens to the channel to increase the probability of receiving the EB packet, thereby reducing the time it takes for the communication node device to participate in the network. It features.

그리고 ERB 패킷을 주고받는 과정에서 각 랑데부이웃끼리 채널 호핑 스퀀스 정보를 주고받으면서, 한 통신노드장치가 네트워크에 참여할 때 그 랑데부 이웃이 듣고 있는 채널에 곧바로 EB 패킷을 전송하여 랑데부 이웃이 즉시 네트워크에 참여하도록 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In the process of sending and receiving ERB packets, each rendezvous neighbor exchanges channel hopping sequence information, and when a communication node device participates in the network, it immediately transmits the EB packet to the channel that the rendezvous neighbor is listening to. It is characterized by being able to participate.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법은 통신노드장치가 켜지면 일정한 주기 Ch_scanT로 채널호핑벡터(ChHV:channel hopping vector)안의 채널을 바꿔가며 해당 채널에서 청취상태로 패킷을 기다리는 단계;일정한 주기 ERB_T에 한번씩 모든 채널호핑벡터안의 채널을 바꿔가며 ERB 패킷을 전송하는 단계;ERB 패킷을 받으면 이미 랑데부 이웃인지 여부를 판단하고 랑데부 이웃이라면 채널호핑벡터를 업데이트하는 단계;랑데부 이웃이 아닌 경우에는 같은 ChHV를 사용하거나 같은 채널라인을 사용하면 ChHV를 나누고, 그렇지 않다면 채널을 나누지 않고 랑데부 이웃으로 추가하는 단계;EB 패킷을 받았을때, 네트워크에 동기화 하고 랑데부이웃이 호핑하는 채널로 EB를 곧바로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Distributed channel hopping radio listening synchronization method using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention to achieve another object changes channels in a channel hopping vector (ChHV) with a constant period Ch_scanT when the communication node device is turned on. Waiting for a packet in a listening state on the corresponding channel; Transmitting an ERB packet by changing channels in all channel hopping vectors once at a certain period ERB_T; When receiving an ERB packet, it determines whether it is already a rendezvous neighbor, and if it is a rendezvous neighbor, the channel hopping vector If the rendezvous neighbor is not the same ChHV or if the same channel line is used, the ChHV is divided, otherwise, the channel is not divided and added as a rendezvous neighbor; when an EB packet is received, it is synchronized to the network and the rendezvous And immediately transmitting the EB to a channel hopping by a neighbor.

여기서, 상기 ERB 패킷은, 통신노드장치가 어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 판단하여 채널호핑벡터를 나눌지를 결정하도록 하는 rendezvous chain info, 현재 청취하고 있는 채널을 나타내는 channel index, 해당 채널 청취하고 있는 시간을 나타내는 Time on current channel을 담고 있는 것을 특징으로 한다.Here, the ERB packet includes rendezvous chain info that determines which channel hopping vector the communication node device has and determines whether to divide the channel hopping vector, a channel index indicating a channel currently listening, and a time of listening to the corresponding channel. It is characterized in that it contains a time on current channel indicating.

그리고 rendezvous chain info는, 랑데부 체인에 속해있는지 여부를 나타내는 rendezvous chain member 필드와, 채널호핑벡터의 채널 개수를 나타내는 Channel Hopping Num 필드와, 어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 나타내는 Channel Tree ID 필드를 포함하는 것을 특징으로 한다.And rendezvous chain info includes a rendezvous chain member field indicating whether it belongs to a rendezvous chain, a Channel Hopping Num field indicating the number of channels of a channel hopping vector, and a Channel Tree ID field indicating which channel hopping vector has. It is characterized.

그리고 ERB 패킷에 담고 있는 정보를 이용하여, 해당 통신노드장치의 채널호핑스퀀스를 알고 있다가 네트워크에 참가하였을 때, 통신노드 장치가 청취하고 있는 채널에 곧바로 EB를 전송할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.And, using the information contained in the ERB packet, when the communication node device participates in the network after knowing the channel hopping sequence, it is characterized in that it allows the communication node device to directly transmit the EB to the listening channel. .

그리고 네트워크에 참여하기전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon) 패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여, EB 패킷을 받을 확률을 증가시켜 통신노드 장치의 네트워크 참여에 걸리는 시간 줄이는 것을 특징으로 한다.In addition, before joining the network, ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets are exchanged to form a rendezvous chain, and each communication node device divides and listens to the channel to increase the probability of receiving the EB packet, thereby reducing the time it takes for the communication node device to participate in the network. It features.

그리고 ERB 패킷을 주고받는 과정에서 각 랑데부이웃끼리 채널 호핑 스퀀스 정보를 주고받으면서, 한 통신노드장치가 네트워크에 참여할 때 그 랑데부 이웃이 듣고 있는 채널에 곧바로 EB 패킷을 전송하여 랑데부 이웃이 즉시 네트워크에 참여하도록 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In the process of sending and receiving ERB packets, each rendezvous neighbor exchanges channel hopping sequence information, and when a communication node device participates in the network, it immediately transmits the EB packet to the channel that the rendezvous neighbor is listening to. It is characterized by being able to participate.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The apparatus and method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention as described above have the following effects.

첫째, 랑데부 체인을 형성하여 EB수신 채널을 나누어 청취하는 방법으로 EB 수신확률을 높일 수 있도록 한다.First, it is possible to increase the EB reception probability by forming a rendezvous chain to divide and listen to the EB reception channel.

둘째, 네트워크에 참여하기전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon) 패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여 EB 패킷을 받을 확률을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.Second, before joining the network, ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets are exchanged to form a rendezvous chain, and each communication node device divides the channels and listens to increase the probability of receiving EB packets.

셋째, ERB 패킷을 주고받는 과정에서 각 랑데부이웃끼리 채널 호핑 스퀀스 정보를 주고받으면서, 한 통신노드장치가 네트워크에 참여할 때 그 랑데부 이웃이 듣고 있는 채널에 곧바로 EB 패킷을 전송하여 랑데부 이웃이 즉시 네트워크 참여하도록 할 수 있도록 한다.Third, in the process of exchanging ERB packets, channel hopping sequence information is exchanged between each rendezvous neighbor, and when a communication node device joins the network, the rendezvous neighbor immediately transmits the EB packet to the channel that the rendezvous neighbor is listening to. Let them participate.

넷째, 네트워크 참여전 노드끼리 ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) 채널벡터의 정보와 채널의 호핑정보 및 타이밍 정보패킷을 주고받고, 받은 채널벡터의 정보를 가지고 채널 벡터를 반으로 나눌지 말지 결정하여 수신확률을 높일 수 있도록 한다.Fourth, before network participation, nodes exchange information of ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) channel vector, channel hopping information, and timing information packet, and determine whether to divide the channel vector in half with the received channel vector information to determine the reception probability. To increase it.

도 1은 ERB 패킷 구성도
도 2는 채널 호핑 분할 모듈의 구성도
도 3은 랑데부 체인 형성의 일 예를 나타낸 구성도
도 4는 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치의 구성도
도 5는 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법을 나타낸 플로우 차트
도 6은 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법의 상세 구성을 나타낸 플로우 차트
1 is a block diagram of an ERB packet
2 is a block diagram of a channel hopping division module
3 is a configuration diagram showing an example of a rendezvous chain formation
Figure 4 is a block diagram of a distributed channel hopping radio listening synchronization apparatus using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention
5 is a flow chart showing a method of synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention
6 is a flow chart showing a detailed configuration of a method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention

이하, 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of an apparatus and method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention will be described in detail as follows.

본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the apparatus and method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention will become apparent through detailed description of each embodiment below.

도 4는 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치의 구성도이다.4 is a block diagram of an apparatus for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention.

본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법은 네트워크에 참여하기전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon) 패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여 EB 패킷을 받을 확률을 증가시켜 통신노드 장치의 네트워크 참여에 걸리는 시간 줄여, 에너지 소모를 감소시키기 위한 구성을 포함한다.The apparatus and method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention form a rendezvous chain by exchanging ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets before joining the network, and each communication node device divides and listens to the channel. Thus, it includes a configuration for increasing the probability of receiving an EB packet, reducing the time it takes for the communication node device to participate in the network, and reducing energy consumption.

본 발명은 ERB 패킷을 주고받는 과정에서 각 랑데부이웃끼리 채널 호핑 스퀀스 정보를 주고받으면서, 한 통신노드장치가 네트워크에 참여할 때 그 랑데부 이웃이 듣고 있는 채널에 곧바로 EB 패킷을 전송하여 랑데부 이웃이 즉시 네트워크 참여하도록 할 수 있도록 하여 빠른 네트워크 참가로 적시에 데이터 전송을 가능하도록 하기 위한 구성을 포함한다.In the present invention, while transmitting and receiving channel hopping sequence information between each rendezvous neighbor in the process of exchanging ERB packets, when a communication node device participates in the network, the rendezvous neighbor immediately transmits the EB packet to the channel that the rendezvous neighbor is listening to. It includes a configuration to enable timely data transmission through rapid network participation by enabling network participation.

본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치는 도 4에서와 같이, 수신채널 변경을 하고, EB/ERB 패킷 관리를 하고 ERB 수신, 랑데부 이웃 EB 패킷 전송을 수행하는 패킷 수신 모듈(300)과, 송신 채널 변경을 하고 EB 우선 순위를 관리하는 EB 전송 모듈(400)과, 채널벡터 테이블을 관리하고, 채널벡터를 수정 및 판단을 하는 채널벡터 관리모듈(100)과, 채널벡터 관리모듈(100)의 채널벡터 판단결과에 따라 랑데부 이웃 테이블을 관리하고, 랑데부 이웃 추가 및 삭제, 랑데부 이웃 정보를 관리하는 랑데부 이웃 관리 모듈(200)과, 랑데부 이웃 관리 모듈(200)의 랑데부 이웃 추가에 따라 랑데부 이웃 응답을 전송하고, 송신 채널을 변경하여 ERB 패킷 전송을 관리하는 ERB 전송 모듈(500)을 포함한다.The apparatus for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention is a packet that changes a reception channel, manages EB/ERB packets, receives ERBs, and transmits rendezvous neighbor EB packets, as shown in FIG. A receiving module 300, an EB transmission module 400 for changing a transmission channel and managing EB priority, a channel vector management module 100 for managing a channel vector table, and correcting and determining a channel vector, The rendezvous neighbor management module 200, which manages the rendezvous neighbor table, adds and deletes rendezvous neighbors, and manages rendezvous neighbor information according to the channel vector determination result of the channel vector management module 100, and the rendezvous neighbor management module 200 It includes an ERB transmission module 500 that transmits a rendezvous neighbor response according to the addition of a rendezvous neighbor, and manages ERB packet transmission by changing a transmission channel.

여기서, 채널벡터 관리모듈(100)은 현재 채널호핑하는 채널 시퀀스 벡터의 채널 목록을 관리하는 채널 벡터 테이블 관리부(10)와, 'Send ChHV info' 요청이 들어오면 현재의 채널벡터와 비교하여 같은 채널벡터라인인지 판단하는 채널벡터 판단부(11)와, 채널벡터 판단부(11)의 판단에 따라 채널을 나눌 경우 수정하여 채널벡터테이블에 저장하는 채널벡터 수정부(12)를 포함한다.Here, the channel vector management module 100 compares the channel vector table management unit 10 with the channel vector table management unit 10 that manages the channel list of the channel sequence vector to be channel-hopping, and the same channel by comparing with the current channel vector when a request for'Send ChHV info' is received. And a channel vector determining unit 11 that determines whether it is a vector line, and a channel vector correcting unit 12 that corrects and stores a channel in the channel vector table when a channel is divided according to the determination of the channel vector determination unit 11.

그리고 랑데부 이웃 관리 모듈(200)은 채널벡터 관리모듈(100)에서 'Add Rendezvous member' 요청을 하면 해당 랑데부 멤버가 현재 가지고 있는지 판단하여 랑데부 이웃 테이블 관리를 하는 랑데부 이웃 테이블 관리부(21)와, 해당 랑데부 멤버가 현재 가지고 있는지 판단하여 없을 경우 랑데부 이웃으로 추가하는 랑데부 이웃 추가부(22)와, 네트워크가 끊길 경우 랑데부 이웃을 초기화하는 랑데부 이웃 삭제부(23)와, 랑데부의 이웃의 통신노드장치 아이디와 호핑시퀀스 타이밍정보, 채널벡터라인정보 및 RSSI(수신신호강도)를 저장하고 있고, ERB 패킷을 받았을 경우에 ERB 전송 모듈(500)로 이를 알려 다른 통신노드장치와 채널을 나누게 하는 랑데부 이웃 정보 관리부(24)를 포함한다.In addition, the rendezvous neighbor management module 200 determines whether the corresponding rendezvous member currently has when the channel vector management module 100 requests'Add Rendezvous member' and manages the rendezvous neighbor table, and the corresponding A rendezvous neighbor addition unit 22 that determines whether a rendezvous member currently has it and adds it as a rendezvous neighbor (22), a rendezvous neighbor deletion unit (23) that initializes the rendezvous neighbor when the network is disconnected, and the communication node device ID of the rendezvous neighbor And hopping sequence timing information, channel vector line information, and RSSI (received signal strength), and when an ERB packet is received, the ERB transmission module 500 notifies it to share the channel with other communication node devices. Includes (24).

그리고 ERB 전송 모듈(500)은 송신할 채널을 변경하는 송신채널 변경부(51)와, ERB를 전송할 주기를 정하는 송신채널 타이머부(52)와, ERB 패킷에 들어갈 정보들을 구성하는 ERB 패킷 전송 관리부(53)와, ERB 패킷을 받았을 때, 채널을 나눌 수 있는 경우 패킷을 전송한 노드에게 자신의 ERB 패킷을 전송하여 채널을 나누게 하는 랑데뷰 이웃 응답 전송부(54)와, ERB 패킷 전송을 수행하는 ERB 전송부(55)를 포함한다.In addition, the ERB transmission module 500 includes a transmission channel change unit 51 that changes a channel to be transmitted, a transmission channel timer unit 52 that determines a period to transmit ERB, and an ERB packet transmission management unit that configures information to be included in the ERB packet. (53) When receiving an ERB packet, if the channel can be divided, a rendezvous neighbor response transmission unit 54 that transmits its own ERB packet to the node that has transmitted the packet to divide the channel, and performs ERB packet transmission. It includes an ERB transmission unit 55.

그리고 EB 전송 모듈(400)은 송신할 채널을 변경하는 송신채널 변경부(41)와, ERB를 전송할 주기를 정하는 송신채널 타이머부(42)와, EB 패킷을 수신하게 ?瑛? 경우에 랑데부 이웃이 있을 경우 해당 채널에 먼저 EB를 전송하기 위하여 우선순위를 관리하는 EB우선순위 관리부(43)와, EB 전송을 수행하는 EB 전송부(54)를 포함한다.In addition, the EB transmission module 400 receives a transmission channel change unit 41 that changes a channel to be transmitted, a transmission channel timer unit 42 that determines a period to transmit ERB, and an EB packet. If there is a rendezvous neighbor in the case, it includes an EB priority management unit 43 that manages the priority to transmit EB to the corresponding channel first, and an EB transmission unit 54 that performs EB transmission.

여기서, 우선순위는 RSSI(수신신호강도)가 높을수록 우선순위가 높아 먼저 전송하게 된다. Here, as for the priority, the higher the RSSI (received signal strength), the higher the priority, so that transmission is performed first.

그리고 패킷 수신 모듈(300)은 라디오 수신채널 변경을 하는 수신채널 변경부(31)와, 수신 채널 타이밍을 관리하는 수신채널 타이머부(32)와, EB와 ERB 패킷을 분리하는 EB/ERB 패킷 관리부(33)와, 수신한 ERB 패킷으로 채널을 나눌지 결정하기 위해 랑데부 이웃 관리 모듈(200)의 랑데부 이웃 정보 관리부(24)에 'Request Rendezvous member Info' 요청으로 해당 랑데부 멤버의 정보를 얻고, 채널벡터 관리모듈(100)의 채널 벡터 판단부(11)에 이를 알리는 ERB 수신부(34)와, 다른 통신노드장치로부터 EB 패킷을 받았을 때 이미 네트워크에 참여하고 있으면 해당 패킷을 무시하고 그렇지 않으면 랑데부 체인의 이웃들에게 곧바로 EB 패킷을 전송하는 EB 수신부(35)와, 해당 통신노드장치가 네트워크에 참여하고, 랑데부 체인을 이루는 이웃이 있을 경우 EB 전송 모듈(400)의 EB 우선순위 관리부(43)에 이를 알려 EB 우선순위에 따라 EB를 전송하고 랑데부 이웃이 없을 경우에는 표준에 따라 EB를 전송하도록 하는 랑데부 이웃 EB 패킷 전송부(36)를 포함한다.In addition, the packet reception module 300 includes a reception channel change unit 31 for changing a radio reception channel, a reception channel timer unit 32 for managing reception channel timing, and an EB/ERB packet management unit for separating EB and ERB packets. (33) And, in order to determine whether to divide the channel by the received ERB packet, the rendezvous neighbor information management unit 24 of the rendezvous neighbor management module 200 obtains information of the rendezvous member by requesting'Request Rendezvous member Info', and The ERB receiving unit 34 notifying the channel vector determination unit 11 of the vector management module 100, and when an EB packet is received from another communication node device, if it is already participating in the network, the packet is ignored. Otherwise, the rendezvous chain EB receiving unit 35 that directly transmits EB packets to neighbors, and when the corresponding communication node device participates in the network and there is a neighbor forming the rendezvous chain, the EB priority management unit 43 of the EB transmission module 400 is notified. It includes a rendezvous neighbor EB packet transmission unit 36 that transmits the EB according to the EB priority and transmits the EB according to the standard when there is no rendezvous neighbor.

도 1은 ERB 패킷 구성도이다.1 is a block diagram of an ERB packet.

음영으로 된 부분은 Mac 패킷의 페이로드이며, rendezvous chain info, channel index, Time on current channel을 담고 있다.The shaded part is the payload of the Mac packet, and contains rendezvous chain info, channel index, and Time on current channel.

먼저 rendezvous chain info는 랑데부 체인에 속해있는지 여부를 나타내는 rendezvous chain member 필드와 채널호핑벡터의 채널 개수를 나타내는 Channel Hopping Num, 그리고 어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 나타내는 Channel Tree ID 필드가 있다. First, rendezvous chain info has a rendezvous chain member field indicating whether it belongs to a rendezvous chain, a Channel Hopping Num indicating the number of channels of a channel hopping vector, and a Channel Tree ID field indicating which channel hopping vector has.

각 필드를 통하여 해당 통신노드장치가 어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 판단하여 채널호핑벡터를 나눌지를 결정하게 된다.It is determined whether to divide the channel hopping vector by determining which channel hopping vector the corresponding communication node device has through each field.

페이로드에서 Channel index는 현재 청취하고 있는 채널을 나타내고 Time on current channel은 해당 채널 청취하고 있는 시간을 나타낸 것이다.In the payload, the Channel index indicates the currently listening channel, and the Time on current channel indicates the listening time of the corresponding channel.

이 정보로 하여금 해당 통신노드장치의 채널호핑스퀀스를 알고 있다가 네트워크에 참가하였을 때, 통신노드 장치가 청취하고 있는 채널에 곧바로 EB를 전송할 수 있다.With this information, when the communication node device participates in the network after knowing the channel hopping sequence of the communication node device, the EB can be transmitted directly to the channel the communication node device is listening to.

도 2는 채널 호핑 분할 모듈의 구성도이다.2 is a block diagram of a channel hopping division module.

도 2는 채널 벡터를 각각 mod 2 연산으로 채널호핑 벡터를 나눈 것으로, 통신노드장치는 ERB 패킷을 주고받아 현재 가지고 있는 채널 벡터를 나누어 청취한다.2 shows the channel vectors divided by the channel hopping vector by mod 2 operation, respectively, and the communication node apparatus receives and receives ERB packets and divides and listens to the channel vector currently possessed.

랑데부 체인은 ERB_T 주기마다 전송되는 ERB 패킷을 받게 되면, 같은 채널벡터에서 라디오를 청취하고 있으면 채널을 나눈다.When the rendezvous chain receives an ERB packet transmitted every ERB_T period, it divides the channel if it is listening to the radio in the same channel vector.

한 노드의 채널벡터가 다른 노드의 채널벡터에 속하게 되면, 이미 다른 채널벡터는 다른노드에 의해 청취되고 있으므로 채널을 나누고, 그렇지 않은 경우 해당 채널의 호핑정보와 타이밍정보만 주고받는다.If the channel vector of one node belongs to the channel vector of another node, the channel is divided because the other channel vector is already being listened to by another node. Otherwise, only the hopping information and timing information of the corresponding channel are exchanged.

즉, 채널을 나눌때는 도 2에서 알 수 있는 채널 호핑 분할 모듈을 보고 같은 채널호핑벡터를 가지고 있거나 같은 라인의 채널호핑벡터를 가지고 있다면 채널을 나눌 수 있다.That is, when dividing a channel, it is possible to divide a channel by looking at the channel hopping splitting module as shown in FIG. 2 and having the same channel hopping vector or channel hopping vector of the same line.

채널 청취 상태에서 다른 통신노드장치의 ERB 패킷을 받은 경우 ERB 패킷에 있는 다른 통신노드장치의 채널 호핑정보를 획득하고 같은 채널벡터에서 채널 호핑하고 있다면, 채널호핑벡터를 mod 2 연산으로 나누어 몫이 0되는 채널호핑벡터 위치의 채널들로 채널호핑벡터 'a'를 재구성하고, ERB 패킷을 받은 통신노드장치가 'a'를 가지고 나머지 남는 채널호핑벡터 'b'는 ERB 패킷을 보낸 통신노드장치에게 ERB 패킷을 전송하면 각 통신노드 장치는 둘로 나누어진 채널호핑벡터를 가지게 된다.In the case of receiving an ERB packet from another communication node device in the channel listening state, if the channel hopping information of another communication node device in the ERB packet is acquired and channel hopping in the same channel vector, the quotient is 0 by dividing the channel hopping vector by mod 2 operation. The channel hopping vector'a' is reconstructed with channels at the channel hopping vector location, and the communication node device receiving the ERB packet has'a' and the remaining channel hopping vector'b' is ERB to the communication node device that sent the ERB packet. When a packet is transmitted, each communication node device has a channel hopping vector divided into two.

도 2에서 같은 라인의 채널 벡터를 가지고 있다면 (예 : 8-1ch과 2-3ch) 적은 채널벡터를 가진 벡터를 mod 2 연산으로 나누어, 마찬가지로 몫이 0되는 채널호핑벡터 위치의 채널들로 채널호핑벡터 'a'를 재구성하고, ERB 패킷을 받은 통신노드장치가 'a'를 가지고 나머지 남는 채널호핑벡터 'b'는 ERB 패킷을 보낸 통신노드장치에게 ERB 패킷을 전송하면 각 통신노드 장치는 둘로 나누어진 채널호핑벡터를 가지게 된다.In Fig. 2, if the channel vector of the same line (e.g., 8-1ch and 2-3ch) is divided by mod 2 operation, the vector with a small channel vector is divided by the mod 2 operation, and channel hopping is performed with channels at the channel hopping vector position where the quotient is 0. When the vector'a' is reconstructed, the communication node device receiving the ERB packet has'a' and the remaining channel hopping vector'b' is transmitted to the communication node device that sent the ERB packet, and each communication node device is divided into two. It has a true channel hopping vector.

도 3은 랑데부 체인 형성의 일 예를 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram showing an example of forming a rendezvous chain.

(a) 단계에서는 아직 ERB 패킷을 주고받지 않은 형태로 각 통신노드장치들은 최대 16채널에서 호핑하며 EB를 기다리는 중이다.In step (a), ERB packets have not been sent and received yet. Each communication node device is hopping on a maximum of 16 channels and waiting for EB.

(b)에서는 a와 b 그리고 c와 d간에 ERB를 주고받아 채널을 나누어 호핑한다.In (b), ERB is exchanged between a and b and c and d, and the channel is divided and hopping.

(c)에서는 a와 d가 ERB를 주고받았고 같은 채널호핑벡터를 사용하고 있기 때문에 서로를 랑데부 이웃으로 추가하고 채널호핑벡터를 나누었다.In (c), since a and d exchanged ERBs and used the same channel hopping vector, we added each other as rendezvous neighbors and divided the channel hopping vectors.

그 후 각 통신노드장치는 바뀐 채널호핑벡터를 이웃에게 전송한다.After that, each communication node device transmits the changed channel hopping vector to its neighbors.

(d)에서는 c와 f가 ERB를 주고받고 채널호핑벡터를 나눈다. 그 후 랑데부이웃에게 바뀐 채널호핑 벡터 ERB로 알려준다.In (d), c and f exchange ERBs and divide the channel hopping vector. After that, it informs the rendezvous neighbors with the changed channel hopping vector ERB.

이 상태에서 a,d,c,f는 16개의 채널을 4개씩 나눠듣는 형태가 되며, 또 다른 통신노드장치들과 채널을 나누어 한 개의 채널까지 청취하는 형태가 될 수 있다.In this state, a, d, c, and f are in the form of dividing 16 channels by 4, and can be a form of listening to one channel by dividing the channel with other communication node devices.

본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.A method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention will be described in detail as follows.

도 5는 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법을 나타낸 플로우 차트이고, 도 6은 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법의 상세 구성을 나타낸 플로우 차트이다.5 is a flow chart showing a method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention, and FIG. 6 is a detail of a method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention. It is a flow chart showing the configuration.

도 6의 A와 B영역에서 통신노드장치가 켜지면 일정한 주기 Ch_scanT (예: 3초)로 채널호핑벡터(ChHV:channel hopping vector)안의 채널을 바꿔가며 해당 채널에서 청취상태로 패킷을 기다린다.When the communication node device is turned on in areas A and B of FIG. 6, the channel in the channel hopping vector (ChHV) is changed at a constant period of Ch_scanT (eg, 3 seconds), and a packet is waited in a listening state on the corresponding channel.

일정한 주기 ERB_T (예: 3초) 한번씩 모든 채널호핑벡터안의 채널을 바꿔가며 ERB 패킷을 전송한다. ERB 패킷을 받으면 C영역에서 이미 랑데부 이웃인지 여부를 판단하고 랑데부 이웃이라면 채널호핑벡터를 업데이트한다.Regular period ERB_T (ex: 3 seconds) Transmits ERB packets by changing channels in all channel hopping vectors once at a time. When an ERB packet is received, it is determined whether it is a rendezvous neighbor in region C, and if it is a rendezvous neighbor, the channel hopping vector is updated.

랑데부 이웃이 아닌 경우에는 채널을 분할하여 청취할 수 있으므로, 같은 ChHV를 사용하거나 같은 채널라인을 사용하면 ChHV를 나누고, 그렇지 않다면 채널을 나누지 않고 랑데부 이웃으로 추가한다.If it is not a rendezvous neighbor, the channel can be divided and listened. Therefore, if the same ChHV is used or the same channel line is used, the ChHV is divided. Otherwise, the channel is not divided and added as a rendezvous neighbor.

E영역에서는 EB 패킷을 받았을때, 네트워크에 동기화 하고 랑데부이웃이 호핑하는 채널로 EB를 곧바로 전송한다.In the E area, when an EB packet is received, it synchronizes to the network and immediately transmits the EB through a channel hopping by rendezvous neighbors.

구체적으로 도 6에서와 같이, 통신노드장치가 켜지면 일정한 주기 Ch_scanT로 채널호핑벡터(ChHV:channel hopping vector)안의 채널을 바꿔가며 해당 채널에서 청취상태로 패킷을 기다리는 단계를 수행한다.(S501)Specifically, as shown in FIG. 6, when the communication node device is turned on, the channel in the channel hopping vector (ChHV) is changed at a constant period of Ch_scanT, and a step of waiting for a packet in a listening state is performed on the corresponding channel (S501).

이어, 일정한 주기 ERB_T에 한번씩 모든 채널호핑벡터안의 채널을 바꿔가며 ERB 패킷을 전송한다.(S502)Subsequently, the ERB packet is transmitted by changing channels in all channel hopping vectors once in a certain period ERB_T (S502).

그리고 ERB 패킷을 받으면 이미 랑데부 이웃인지 여부를 판단하고 랑데부 이웃이라면 채널호핑벡터를 업데이트한다.(S503)When the ERB packet is received, it is determined whether it is already a rendezvous neighbor, and if it is a rendezvous neighbor, the channel hopping vector is updated (S503).

이어, 랑데부 이웃이 아닌 경우에는 채널을 분할하여 청취할 수 있으므로, 같은 ChHV를 사용하거나 같은 채널라인을 사용하면 ChHV를 나누고, 그렇지 않다면 채널을 나누지 않고 랑데부 이웃으로 추가한다.(S504)Subsequently, if the channel is not a rendezvous neighbor, the channel can be divided and listened. Therefore, if the same ChHV is used or the same channel line is used, the ChHV is divided, and if not, the channel is not divided and added as a rendezvous neighbor (S504).

그리고 EB 패킷을 받았을때, 네트워크에 동기화 하고 랑데부이웃이 호핑하는 채널로 EB를 곧바로 전송한다.(S505)And when an EB packet is received, it synchronizes to the network and immediately transmits the EB to the channel hopping by the rendezvous neighbor (S505).

본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법을 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.A method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention will be described in more detail below.

먼저, 채널벡터관리 모듈(100)의 채널 벡터 테이블 관리부(10)에서는 현재 채널호핑하는 채널 시퀀스 벡터의 채널 목록을 가지고 있으며, 'Send ChHV info' 요청이 들어오면 채널벡터 판단부(12)에서 현채의 채널벡터와 비교하고 같은 채널벡터라인인지 판단한다.First, the channel vector table management unit 10 of the channel vector management module 100 has a channel list of the channel sequence vector currently channel-hopping, and when a request for'Send ChHV info' is received, the channel vector determination unit 12 It compares with the channel vector of and determines whether it is the same channel vector line.

채널벡터 수정부(12)에 채널을 나눌 경우 수정하여 채널벡터테이블에 저장한다.When a channel is divided by the channel vector correction unit 12, it is modified and stored in the channel vector table.

그리고 채널벡터 판단부(11)에서 랑데부 이웃 테이블 관리부(21)로 'Add Rendezvous member' 요청을 하고 랑데부 이웃 테이블 관리부(21)에서 해당 랑데부 멤버가 현재 가지고 있는지 판단하고, 없을 경우 랑데부 이웃으로 추가한다.Then, the channel vector determination unit 11 makes a request for'Add Rendezvous member' to the rendezvous neighbor table management unit 21, and the rendezvous neighbor table management unit 21 determines whether the rendezvous member currently has it, and if not, adds it as a rendezvous neighbor. .

랑데부 이웃 삭제부(23)에서는 네트워크가 끊길 경우 랑데부 이웃을 초기화 한다. The rendezvous neighbor deletion unit 23 initializes the rendezvous neighbor when the network is disconnected.

랑데부 이웃 정보 관리부(24)에서는 랑데부의 이웃의 통신노드장치 아이디와 호핑시퀀스 타이밍정보, 채널벡터라인정보 및 RSSI(수신신호강도)를 저장하고 있고, ERB 패킷을 받았을 경우에 랑데부 이웃 응답 전송부(54)로 이를 알려 다른 통신노드장치와 채널을 나누게 된다.The rendezvous neighbor information management unit 24 stores the rendezvous neighbor's communication node device ID, hopping sequence timing information, channel vector line information, and RSSI (received signal strength). When an ERB packet is received, the rendezvous neighbor response transmission unit ( 54), and the channel is shared with other communication node devices.

EB전송 모듈(400)과 ERB 전송 모듈(500)은 각각 독립적인 송신채널 변경부(41)(51)와 송신채널 타이머부(42)(52)를 가지고 있고, 각 송신채널 타이머부(42)(52)에서 EB와 ERB를 전송할 주기를 정하게 되며 각 송신채널 변경부(41)(51)에서 송신할 채널을 변경하게 된다.The EB transmission module 400 and the ERB transmission module 500 each have an independent transmission channel change unit 41, 51 and a transmission channel timer unit 42, 52, and each transmission channel timer unit 42 In (52), the transmission period of EB and ERB is determined, and the transmission channel changing units 41 and 51 change the transmission channel.

EB 우선순위 관리부(43)에서는 EB 패킷을 수신하게 ?瑛? 경우에 랑데부 이웃이 있을 경우 해당 채널에 먼저 EB를 전송하기 위하여 우선순위를 관리한다.The EB priority management unit 43 receives the EB packet ?瑛? In this case, if there is a rendezvous neighbor, priority is managed in order to transmit EB to the corresponding channel first.

우선순위는 RSSI(수신신호강도)가 높을수록 우선순위가 높아 먼저 전송하게 된다.As for the priority, the higher the RSSI (received signal strength), the higher the priority, and the transmission is performed first.

ERB 패킷 전송 관리부(53)에서는 ERB 패킷에 들어갈 정보들을 구성한다.The ERB packet transmission management unit 53 configures information to be included in the ERB packet.

랑데뷰 이웃 응답 전송부(54)에서는 ERB 패킷을 받았을 때, 채널을 나눌 수 있는 경우 패킷을 전송한 노드에게 자신의 ERB 패킷을 전송하여 채널을 나누게 한다.When receiving an ERB packet, the Rendezvous Neighbor Response Transmitter 54 transmits its own ERB packet to a node that has transmitted the packet to divide the channel when the channel can be divided.

패킷 수신 모듈(300)에서는 라디오 수신채널 변경 및 타이밍 변경을 하는 수신채널 변경부(31)와 수신채널 타이머부(32), EB와 ERB 패킷을 분리하는 EB/ERB 패킷 관리부(33)가 있다.The packet reception module 300 includes a reception channel change unit 31 for changing a radio reception channel and a timing change, a reception channel timer 32, and an EB/ERB packet management unit 33 for separating EB and ERB packets.

ERB 수신부(34)에서는 수신한 ERB 패킷으로 채널을 나누지 결정하기 위해 랑데부 이웃 정보 관리부(24)에 'Request Rendezvous member Info' 요청으로 해당 랑데부멤버의 정보를 얻고 채널 벡터 판단부(11)에 이를 알린다.In order to determine whether to divide the channel into the received ERB packet, the ERB receiving unit 34 obtains the information of the rendezvous member by requesting'Request Rendezvous member Info' to the rendezvous neighbor information management unit 24 and informs the channel vector determination unit 11 of this. .

다른 통신노드장치로부터 EB 패킷을 받았을 때 이미 네트워크에 참여하고 있으면 해당 패킷을 무시하고 그렇지 않으면 랑데부 체인의 이웃들에게 곧바로 EB 패킷을 전송하게 한다.When an EB packet is received from another communication node device, if it is already participating in the network, the packet is ignored. Otherwise, the EB packet is sent directly to the neighbors of the rendezvous chain.

랑데부 이웃 EB 패킷 전송부(36)에서는 해당 통신노드장치가 네트워크에 참여하고, 랑데부 체인을 이루는 이웃이 있을 경우 EB우선순위 관리부(43)에 이를 알려주고 이에 따라 EB를 전송하고 랑데부 이웃이 없을 경우에는 표준에 따라 EB를 전송한다.In the rendezvous neighbor EB packet transmission unit 36, when the corresponding communication node device participates in the network and there is a neighbor forming the rendezvous chain, it notifies the EB priority management unit 43 and transmits the EB accordingly, and if there is no rendezvous neighbor, Transmit EB according to the standard.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치 및 방법은 네트워크에 참여하기전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon) 패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여 EB 패킷을 받을 확률을 증가시켜 통신노드 장치의 네트워크 참여에 걸리는 시간 줄여, 에너지 소모를 감소시킬 수 있도록 한다.The apparatus and method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain according to the present invention described above form a rendezvous chain by sending and receiving ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets before joining the network, and each communication node device It increases the probability of receiving an EB packet by dividing and listening to it to reduce the time it takes for the communication node device to participate in the network, thereby reducing energy consumption.

또한, ERB 패킷을 주고받는 과정에서 각 랑데부이웃끼리 채널 호핑 스퀀스 정보를 주고받으면서, 한 통신노드장치가 네트워크에 참여할 때 그 랑데부 이웃이 듣고 있는 채널에 곧바로 EB 패킷을 전송하여 랑데부 이웃이 즉시 네트워크 참여하도록 할 수 있도록 하여 빠른 네트워크 참가로 적시에 데이터 전송을 가능하도록 한다.In addition, in the process of exchanging ERB packets, channel hopping sequence information is exchanged between each rendezvous neighbor, and when a communication node device joins the network, it immediately transmits the EB packet to the channel that the rendezvous neighbor is listening to. By allowing participants to participate, it enables timely data transmission through rapid network participation.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto are included in the present invention. It will have to be interpreted.

100. 채널벡터 관리모듈
200. 랑데부 이웃 관리 모듈
300. 패킷 수신 모듈
400. EB 전송 모듈
500. ERB 전송 모듈
100. Channel vector management module
200. Rendezvous neighborhood management module
300. Packet receiving module
400. EB transmission module
500. ERB transmission module

Claims (18)

수신채널 변경을 하고, EB/ERB 패킷 관리를 하고 ERB 수신 및 랑데부 이웃 EB 패킷 전송을 수행하는 패킷 수신 모듈;
송신 채널 변경을 하고 EB 우선 순위를 관리하는 EB 전송 모듈;
채널벡터 테이블을 관리하고, 채널을 나눌 경우 수정하여 채널벡터테이블에 저장하는 채널벡터 관리모듈;
상기 채널벡터 관리모듈의 채널벡터 판단결과에 따라 랑데부 이웃 테이블을 관리하고, 랑데부 이웃 추가 및 삭제, 랑데부 이웃 정보 관리를 하는 랑데부 이웃 관리 모듈;
송신 채널을 변경하여 ERB 패킷 전송을 관리하는 ERB 전송 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
A packet reception module for changing a reception channel, managing an EB/ERB packet, receiving an ERB, and transmitting an EB packet adjacent to a rendezvous;
An EB transmission module for changing a transmission channel and managing an EB priority;
A channel vector management module that manages a channel vector table and modifies a channel vector table when dividing a channel, and stores it in the channel vector table;
A rendezvous neighbor management module that manages a rendezvous neighbor table according to a channel vector determination result of the channel vector management module, adds and deletes rendezvous neighbors, and manages rendezvous neighbor information;
An apparatus for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain, comprising: an ERB transmission module for managing ERB packet transmission by changing a transmission channel.
제 1 항에 있어서, 상기 채널벡터 관리모듈은,
현재 채널호핑하는 채널 시퀀스 벡터의 채널 목록을 관리하는 채널 벡터 테이블 관리부와,
'Send ChHV info' 요청이 들어오면 현재의 채널벡터와 비교하여 같은 채널벡터라인인지 판단하는 채널벡터 판단부와,
채널벡터 판단부의 판단에 따라 채널을 나눌 경우 수정하여 채널벡터테이블에 저장하는 채널벡터 수정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 1, wherein the channel vector management module,
A channel vector table management unit that manages a channel list of a channel sequence vector currently channel-hopping;
A channel vector determination unit that compares the current channel vector with the current channel vector to determine whether it is the same channel vector line when a request for'Send ChHV info' is received;
A distributed channel hopping radio listening synchronization device using a TSCH-based rendezvous chain, comprising: a channel vector correcting unit that corrects when a channel is divided according to the determination of the channel vector determination unit and stores it in a channel vector table.
제 1 항에 있어서, 상기 랑데부 이웃 관리 모듈은,
채널벡터 관리모듈에서 'Add Rendezvous member' 요청을 하면 해당 랑데부 멤버가 현재 가지고 있는지 판단하여 랑데부 이웃 테이블 관리를 하는 랑데부 이웃 테이블 관리부와,
해당 랑데부 멤버가 현재 가지고 있는지 판단하여 없을 경우 랑데부 이웃으로 추가하는 랑데부 이웃 추가부와,
네트워크가 끊길 경우 랑데부 이웃을 초기화하는 랑데부 이웃 삭제부와,
ERB 패킷을 받았을 경우에 ERB 전송 모듈로 이를 알려 다른 통신노드장치와 채널을 나누게 하는 랑데부 이웃 정보 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 1, wherein the rendezvous neighbor management module,
When the channel vector management module requests'Add Rendezvous member', the rendezvous neighbor table management unit determines whether the rendezvous member currently has it and manages the rendezvous neighbor table;
A rendezvous neighbor addition department that determines whether the rendezvous member currently has it and adds it as a rendezvous neighbor if it does not exist;
A rendezvous neighbor deletion unit that initializes rendezvous neighbors when the network is disconnected,
A distributed channel hopping radio listening synchronization device using a TSCH-based rendezvous chain, comprising: a rendezvous neighbor information management unit that informs the ERB transmission module of the received ERB packet and shares a channel with other communication node devices.
제 3 항에 있어서, 상기 랑데부 이웃 정보 관리부는,
랑데부의 이웃의 통신노드장치 아이디와 호핑시퀀스 타이밍정보, 채널벡터라인정보 및 RSSI(수신신호강도)를 저장하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 3, wherein the rendezvous neighbor information management unit,
A distributed channel hopping radio listening synchronization device using a TSCH-based rendezvous chain, characterized in that storing an ID of a communication node device adjacent to the rendezvous, hopping sequence timing information, channel vector line information, and RSSI (received signal strength).
제 1 항에 있어서, 상기 ERB 전송 모듈은,
송신할 채널을 변경하는 송신채널 변경부와,
ERB를 전송할 주기를 정하는 송신채널 타이머부와,
ERB 패킷에 들어갈 정보들을 구성하는 ERB 패킷 전송 관리부와,
ERB 패킷을 받았을 때, 채널을 나눌 수 있는 경우 패킷을 전송한 노드에게 자신의 ERB 패킷을 전송하여 채널을 나누게 하는 랑데뷰 이웃 응답 전송부와,
ERB 패킷 전송을 수행하는 ERB 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 1, wherein the ERB transmission module,
A transmission channel change unit for changing a channel to be transmitted;
A transmission channel timer that determines a period to transmit ERB;
An ERB packet transmission management unit that configures information to be included in the ERB packet;
When receiving an ERB packet, if the channel can be divided, a rendezvous neighbor response transmitter that transmits its own ERB packet to the node that has transmitted the packet to divide the channel;
Distributed channel hopping radio listening synchronization device using a TSCH-based rendezvous chain, comprising: an ERB transmission unit performing ERB packet transmission.
제 1 항에 있어서, 상기 EB 전송 모듈은,
송신할 채널을 변경하는 송신채널 변경부와,
ERB를 전송할 주기를 정하는 송신채널 타이머부와,
EB 패킷을 수신하게 ?瑛? 경우에 랑데부 이웃이 있을 경우 해당 채널에 먼저 EB를 전송하기 위하여 우선순위를 관리하는 EB우선순위 관리부와,
EB 전송을 수행하는 EB 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 1, wherein the EB transmission module,
A transmission channel change unit for changing a channel to be transmitted;
A transmission channel timer that determines a period to transmit ERB;
Receive EB packets?瑛? In this case, if there is a rendezvous neighbor, an EB priority management unit that manages the priority to transmit EB to the corresponding channel first, and
Distributed channel hopping radio listening synchronization device using a TSCH-based rendezvous chain, comprising: an EB transmission unit performing EB transmission.
제 1 항에 있어서, 상기 패킷 수신 모듈은,
라디오 수신채널 변경을 하는 수신채널 변경부와,
수신 채널 타이밍을 관리하는 수신채널 타이머부와,
EB와 ERB 패킷을 분리하는 EB/ERB 패킷 관리부와,
수신한 ERB 패킷으로 채널을 나눌지 결정하기 위해 랑데부 이웃 관리 모듈의 랑데부 이웃 정보 관리부에 'Request Rendezvous member Info' 요청으로 해당 랑데부 멤버의 정보를 얻고, 채널벡터 관리모듈의 채널 벡터 판단부에 이를 알리는 ERB 수신부와,
다른 통신노드장치로부터 EB 패킷을 받았을 때 이미 네트워크에 참여하고 있으면 해당 패킷을 무시하고 그렇지 않으면 랑데부 체인의 이웃들에게 곧바로 EB 패킷을 전송하는 EB 수신부와,
해당 통신노드장치가 네트워크에 참여하고, 랑데부 체인을 이루는 이웃이 있을 경우 EB 전송 모듈의 EB 우선순위 관리부에 이를 알려 EB 우선순위에 따라 EB를 전송하고 랑데부 이웃이 없을 경우에는 표준에 따라 EB를 전송하도록 하는 랑데부 이웃 EB 패킷 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 1, wherein the packet receiving module,
A reception channel change unit for changing a radio reception channel,
A reception channel timer unit for managing reception channel timing,
An EB/ERB packet management unit that separates EB and ERB packets,
In order to determine whether to divide the channel with the received ERB packet, the rendezvous neighbor information management unit of the rendezvous neighbor management module obtains the information of the rendezvous member by requesting'Request Rendezvous member Info' and informs the channel vector determination unit of the channel vector management module. ERB receiver,
When receiving an EB packet from another communication node device, if it is already participating in the network, it ignores the packet. Otherwise, an EB receiver that directly transmits the EB packet to the neighbors of the rendezvous chain;
If the corresponding communication node device participates in the network and there is a neighbor forming the rendezvous chain, it notifies the EB priority management department of the EB transmission module and transmits the EB according to the EB priority. If there is no rendezvous neighbor, the EB is transmitted according to the standard. A distributed channel hopping radio listening synchronization device using a TSCH-based rendezvous chain, comprising: a rendezvous neighbor EB packet transmission unit to perform the same.
제 1 항에 있어서, 상기 ERB 패킷은,
통신노드장치가 어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 판단하여 채널호핑벡터를 나눌지를 결정하도록 하는 rendezvous chain info,
현재 청취하고 있는 채널을 나타내는 channel index,
해당 채널 청취하고 있는 시간을 나타내는 Time on current channel을 담고 있는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 1, wherein the ERB packet,
Rendezvous chain info, which determines which channel hopping vector the communication node device has and decides whether to divide the channel hopping vector
Channel index indicating the channel currently listening,
Distributed channel hopping radio listening synchronization device using a TSCH-based rendezvous chain, characterized in that it contains a Time on current channel indicating a time when a corresponding channel is listening.
제 8 항에 있어서, rendezvous chain info는,
랑데부 체인에 속해있는지 여부를 나타내는 rendezvous chain member 필드와,
채널호핑벡터의 채널 개수를 나타내는 Channel Hopping Num 필드와,
어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 나타내는 Channel Tree ID 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 8, wherein rendezvous chain info,
A rendezvous chain member field indicating whether it belongs to a rendezvous chain, and
A Channel Hopping Num field indicating the number of channels of the channel hopping vector,
A distributed channel hopping radio listening synchronization device using a TSCH-based rendezvous chain, characterized in that it includes a Channel Tree ID field indicating which channel hopping vector has.
제 8 항에 있어서, ERB 패킷에 담고 있는 정보를 이용하여,
해당 통신노드장치의 채널호핑스퀀스를 알고 있다가 네트워크에 참가하였을 때, 통신노드 장치가 청취하고 있는 채널에 곧바로 EB를 전송할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 8, by using information contained in the ERB packet,
Distributed channel hopping radio using TSCH-based rendezvous chain, characterized in that when the communication node device participates in the network after knowing the channel hopping sequence of the corresponding communication node device, it enables the communication node device to directly transmit EB to the listening channel. Listening synchronization device.
제 1 항에 있어서, 네트워크에 참여하기전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon) 패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여,
EB 패킷을 받을 확률을 증가시켜 통신노드 장치의 네트워크 참여에 걸리는 시간 줄이는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 1, wherein before joining the network, ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets are exchanged to form a rendezvous chain, and each communication node device divides a channel and listens,
A device for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain, characterized by increasing the probability of receiving an EB packet and reducing the time it takes for a communication node device to participate in a network.
제 1 항에 있어서, ERB 패킷을 주고받는 과정에서 각 랑데부이웃끼리 채널 호핑 스퀀스 정보를 주고받으면서,
한 통신노드장치가 네트워크에 참여할 때 그 랑데부 이웃이 듣고 있는 채널에 곧바로 EB 패킷을 전송하여 랑데부 이웃이 즉시 네트워크에 참여하도록 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 장치.
The method of claim 1, wherein channel hopping sequence information is exchanged between rendezvous neighbors in the process of exchanging ERB packets,
Distributed channel hopping radio using TSCH-based rendezvous chain, characterized in that when a communication node device joins the network, it transmits EB packets directly to the channel that the rendezvous neighbor is listening to so that the rendezvous neighbor can immediately join the network. Listening synchronization device.
통신노드장치가 켜지면 일정한 주기 Ch_scanT로 채널호핑벡터(ChHV:channel hopping vector)안의 채널을 바꿔가며 해당 채널에서 청취상태로 패킷을 기다리는 단계;
일정한 주기 ERB_T에 한번씩 모든 채널호핑벡터안의 채널을 바꿔가며 ERB 패킷을 전송하는 단계;
ERB 패킷을 받으면 이미 랑데부 이웃인지 여부를 판단하고 랑데부 이웃이라면 채널호핑벡터를 업데이트하는 단계;
랑데부 이웃이 아닌 경우에는 같은 ChHV를 사용하거나 같은 채널라인을 사용하면 ChHV를 나누고, 그렇지 않다면 채널을 나누지 않고 랑데부 이웃으로 추가하는 단계;
EB 패킷을 받았을때, 네트워크에 동기화 하고 랑데부이웃이 호핑하는 채널로 EB를 곧바로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법.
When the communication node device is turned on, changing a channel in a channel hopping vector (ChHV) at a constant period of Ch_scanT and waiting for a packet in a listening state on the corresponding channel;
Transmitting an ERB packet by changing channels in all channel hopping vectors once in a certain period ERB_T;
Determining whether the ERB packet is already a rendezvous neighbor and, if it is a rendezvous neighbor, updating a channel hopping vector;
Dividing the ChHV when using the same ChHV or using the same channel line when not a rendezvous neighbor, otherwise adding the channel as a rendezvous neighbor without dividing the channel;
When receiving the EB packet, the step of synchronizing to the network and immediately transmitting the EB to the channel hopping by the rendezvous neighbor; Distributed channel hopping radio listening synchronization method using a TSCH-based rendezvous chain comprising a.
제 13 항에 있어서, 상기 ERB 패킷은,
통신노드장치가 어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 판단하여 채널호핑벡터를 나눌지를 결정하도록 하는 rendezvous chain info,
현재 청취하고 있는 채널을 나타내는 channel index,
해당 채널 청취하고 있는 시간을 나타내는 Time on current channel을 담고 있는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법.
The method of claim 13, wherein the ERB packet,
Rendezvous chain info, which determines which channel hopping vector the communication node device has and decides whether to divide the channel hopping vector
Channel index indicating the channel currently listening,
A method of synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain, characterized in that it contains a Time on current channel indicating a time of listening to a corresponding channel.
제 14 항에 있어서, rendezvous chain info는,
랑데부 체인에 속해있는지 여부를 나타내는 rendezvous chain member 필드와,
채널호핑벡터의 채널 개수를 나타내는 Channel Hopping Num 필드와,
어떤 채널호핑벡터를 가지고 있는지 나타내는 Channel Tree ID 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법.
The method of claim 14, wherein rendezvous chain info,
A rendezvous chain member field indicating whether it belongs to a rendezvous chain, and
A Channel Hopping Num field indicating the number of channels of the channel hopping vector,
A distributed channel hopping radio listening synchronization method using a TSCH-based rendezvous chain, characterized in that it includes a Channel Tree ID field indicating which channel hopping vector has.
제 14 항에 있어서, ERB 패킷에 담고 있는 정보를 이용하여,
해당 통신노드장치의 채널호핑스퀀스를 알고 있다가 네트워크에 참가하였을 때, 통신노드 장치가 청취하고 있는 채널에 곧바로 EB를 전송할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법.
The method of claim 14, using the information contained in the ERB packet,
Distributed channel hopping radio using TSCH-based rendezvous chain, characterized in that when the communication node device participates in the network after knowing the channel hopping sequence of the corresponding communication node device, it enables the communication node device to directly transmit EB to the listening channel. How to synchronize listening.
제 13 항에 있어서, 네트워크에 참여하기전에 ERB(Enhanced Rendezvous Beacon) 패킷을 주고받아 랑데부 체인을 형성시키고 각 통신노드장치들은 채널을 나누어 청취하여,
EB 패킷을 받을 확률을 증가시켜 통신노드 장치의 네트워크 참여에 걸리는 시간 줄이는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법.
The method of claim 13, wherein before joining the network, ERB (Enhanced Rendezvous Beacon) packets are exchanged to form a rendezvous chain, and each communication node device divides and listens to a channel,
A method for synchronizing distributed channel hopping radio listening using a TSCH-based rendezvous chain, characterized by increasing the probability of receiving an EB packet and reducing the time it takes for a communication node device to participate in a network.
제 13 항에 있어서, ERB 패킷을 주고받는 과정에서 각 랑데부이웃끼리 채널 호핑 스퀀스 정보를 주고받으면서,
한 통신노드장치가 네트워크에 참여할 때 그 랑데부 이웃이 듣고 있는 채널에 곧바로 EB 패킷을 전송하여 랑데부 이웃이 즉시 네트워크에 참여하도록 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 TSCH 기반의 랑데부 체인을 이용한 분산 채널호핑 라디오 청취 동기화 방법.

The method of claim 13, wherein channel hopping sequence information is exchanged between each rendezvous in the process of exchanging ERB packets,
Distributed channel hopping radio using TSCH-based rendezvous chain, characterized in that when a communication node device joins the network, it transmits EB packets directly to the channel that the rendezvous neighbor is listening to so that the rendezvous neighbor can immediately join the network. How to synchronize listening.

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