KR102295640B1 - LoRa 네트워크 단말에서의 시간 보정 방법 및 그 방법을 수행하는 단말 - Google Patents

LoRa 네트워크 단말에서의 시간 보정 방법 및 그 방법을 수행하는 단말 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 서버에 연결된 LoRa 네트워크 단말의 시간 정보를 보정하기 위한 방법은, 제 1 시점(t1)에, 제 1 시간 정보 요청 메시지를 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하는 단계. 제 2 시점(t2)에, 상기 LoRa 네트워크 서버가 발송한 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 수신하는 단계. 상기 제 2 시점 이후의 제 3 시점(t3)에, 제 2 시간 정보 요청 메시지를 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하는 단계, 제 4 시점(t4)에, 상기 LoRa 네트워크 서버가 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 전송한 시점에 기초하여 정해진 기준 시각(Tref)이 기록된 시간 정보 메시지를 수신하는 단계 및 상기 기준 시각, 상기 제 2 시점과 상기 제 4 시점 사이의 간격 및 상기 제 1 시점과 상기 제 2 시점 사이의 간격에 기초하여, 상기 단말의 시간 정보를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

LoRa 네트워크 단말에서의 시간 보정 방법 및 그 방법을 수행하는 단말 {METHOD FOR TIME COMPENSATION IN LONG RANGE NETWORK TERMINAL AND TERMINAL PERFORMING SAME}
본 발명은 LoRa (Long Range) 네트워크 시스템에 연결된 단말의 시간을 정확하게 보정하기 위한 방법 및 해당 방법을 수행하는 단말에 관한 것이다.
사물인터넷(Internet of Things, IoT)은 인터넷 등의 네트워크를 통해 각종 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간의 정보가 상호 소통될 수 있도록 하는 지능형 기술 및 서비스를 말한다. 이러한 사물인터넷은 기존의 유/무선 통신에 비해 보다 진화된 기술로서, 무인 계량기, 무인 자판기, 지능형 교통 서비스, 실시간 모니터링 의료서비스 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. IoT 기기 관련 연구 결과 및 이에 대한 분석에 따르면, 2025년까지 사물인터넷 접속 기기의 수는 약 300억 개까지 증가할 것으로 예상되며, 이에 따라 현재 IoT 활용에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
이러한 사물인터넷 시스템의 구축을 위한 통신 방식으로 종래에는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등이 사용되었다. 하지만 이와 같은 방식들은 비교적 근거리에서만 통신이 가능하여, 넓은 범위를 커버할 필요가 있는 사물인터넷 시스템에는 적절치 않다는 단점이 있다. 사물인터넷을 위한 통신 방식은 전술한 바와 같이 넓은 범위를 커버할 수 있으면서도, 충전의 제약 및 지속적인 전원 공급이 필요한 경우가 많은 사물인터넷 기기를 위해 전력 소모가 적도록 설계될 필요가 있다. 이에 따라, 이른바 저전력 장거리 통신(Low Power Wide-Area, LPWA)에 대한 요구가 대두되었다. LPWA는 1kbps 이하의 저속 전송이 용인되고 광역 커버리지 및 낮은 전력 소모의 특징을 갖는, 소량 데이터 전송에 특화된 IoT 네트워크 기술을 통칭하는 용어이다.
LoRa (Long Range) 네트워크는 이러한 LPWA 방식의 네트워크 중 하나로서, 일반적으로 사물인터넷 시스템에 고속의 실시간 데이터 송수신이 필요치 않은 점에 착안하여, 네트워크에 속한 사물인터넷 단말의 데이터 송수신에 제약을 둔 상/하향 비대칭 전송 방식을 채택함으로써 전력 소모를 감소시켰다. LoRa 네트워크는 소물(Small Things) 인터넷의 구현을 위해 소형 배터리의 저성능 기기를 수용할 수 있는 IoT 전용 네트워크로서, 293bps~5.4kbps의 속도와 -143dbm 감도의 coverage를 제공할 수 있다. 또한, LoRa 네트워크 단말은 전술한 바와 같은 데이터 송수신의 제약으로 인해, 송신 데이터를 기지국으로 송신한 후, 일정 시간이 경과된 이후에야 기지국으로부터 전송되어 온 수신 데이터를 수신할 수 있다.
한편, 무인 계량 혹은 교통 서비스 등에 사물인터넷을 활용하는 경우에 있어서는, 사물인터넷 단말 간의 시간 동기화가 매우 중요하다. 이를 위해서는 정확한 시간을 유지하는 기준 시간 제공 장치로부터 사물인터넷 단말로 시간 정보가 전달되어야 할 필요가 있다. 하지만, 전술한 바와 같은 전송 특징을 갖는 LoRa 네트워크 단말은 기준 시간 제공 장치에 시간 정보를 요청한다 해도 시간 정보를 실시간으로 전송받을 수 없으므로, LoRa 네트워크 시스템의 특성을 고려한 단말의 시간 보정 기법의 도출이 필요한 상황이다.
한국공개특허공보, 제 10-2011-0059421호 (2011.06.02. 공개)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 단말의 실시간 데이터 송수신이 불가능한 LoRa 네트워크 시스템에 있어서, 단말의 시간을 정확한 시간이 되도록 효과적으로 보정하는 방법 및 해당 방법이 적용된 단말에 관한 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 서버에 연결된 LoRa 네트워크 단말의 시간 정보를 보정하기 위한 방법은, 제 1 시점(t1)에, 제 1 시간 정보 요청 메시지를 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하는 단계. 제 2 시점(t2)에, 상기 LoRa 네트워크 서버가 발송한 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 수신하는 단계. 상기 제 2 시점 이후의 제 3 시점(t3)에, 제 2 시간 정보 요청 메시지를 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하는 단계, 제 4 시점(t4)에, 상기 LoRa 네트워크 서버가 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 전송한 시점에 기초하여 정해진 기준 시각(Tref)이 기록된 시간 정보 메시지를 수신하는 단계 및 상기 기준 시각, 상기 제 2 시점과 상기 제 4 시점 사이의 간격 및 상기 제 1 시점과 상기 제 2 시점 사이의 간격에 기초하여, 상기 단말의 시간 정보를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시에에 따른 LoRa (Long Range) 네트워크를 통해 LoRa 네트워크 서버에 연결된 단말은, 상기 LoRa 네트워크 서버로의 데이터 송신 및 상기 LoRa 네트워크 서버로부터의 데이터 수신을 수행하는 수행하는 통신부, 제 1 시간 정보 요청 메시지를 제 1 시점(t1)에 상기 통신부를 통해 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하고, 상기 LoRa 네트워크 서버가 발송한 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 제 2 시점(t2)에 상기 통신부를 통해 수신하며, 상기 제 2 시간 정보 요청 메시지를 상기 제 2 시점 이후의 제 3 시점(t3)에 상기 통신부를 통해 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하고, 상기 LoRa 네트워크 서버가 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 전송한 시점에 기초하여 정해진 기준 시각(Tref)이 기록된 시간 정보 메시지를 제 4 시점(t4)에 상기 통신부를 통해 수신하는 제어부 및 상기 기준 시각, 상기 제 2 시점과 상기 제 4 시점 사이의 간격 및 상기 제 1 시점과 상기 제 2 시점 사이의 간격에 기초하여, 상기 단말의 시간 정보를 보정하는 보정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, LoRa 네트워크 단말이 LoRa 네트워크 서버로부터 기준 시간 정보를 수신하되, LoRa 네트워크 단말과 LoRa 네트워크 서버 사이에서 수행되는 복수 회의 메시지 교환 사이의 시간 간격을 일종의 오프셋으로 이용하여 상기 기준 시간 정보를 수정함으로써 보정 시간 정보를 산출할 수 있다. 이에 따라, 단말에 추가적인 장치를 부가하지 않고서도 LoRa 네트워크 시스템의 특성 그 자체만을 이용하여 간편하면서도 정확하게 LoRa 네트워크 단말의 시간을 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 시스템에서의 데이터 전송에 대해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 단말에서의 시간 보정 방법을 수행하는 단말의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 단말을 통해 수행되는 시간 보정 방법의 순서를 도시한 도면이다.
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 서로 다른 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 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 1의 LoRa 네트워크 시스템(10)은 전술한 바와 같은 LoRa 네트워크 방식이 적용된 네트워크 시스템으로서, LoRa 네트워크 단말(100), LoRa 네트워크 서버(200), LoRa 네트워크 기지국(300) 및 LoRa 어플리케이션 서버(410)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1의 LoRa 네트워크 시스템(10)의 구성 요소 및 각 구성 요소들의 연결 관계는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 1에 의해 본 발명의 기술적 사상이 한정 해석되는 것은 아니다.
이하에서는 도 1을 참조하여 LoRa 네트워크 시스템(10) 및 각 구성 요소들에 대해 간략히 설명하도록 한다. LoRa 네트워크 단말(100)은 자동 계량기, 교통 정보 수집 장치 등 다양한 사물인터넷 기기가 될 수 있다. LoRa 네트워크 서버(200)는 LoRa 네트워크 시스템(10)을 관리할 수 있으며, 구체적으로 LoRa 네트워크 단말(100)에 대한 등록, 인증 및 ID 할당, LoRa 네트워크 단말(100)과 어플리케이션 서버(410) 간의 연동, LoRa 네트워크 단말(100)을 위한 기지국 선택, LoRa 네트워크 사업자를 위한 정책 설정 등 다양한 관리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 LoRa 네트워크 단말(100) 및 LoRa 네트워크 서버(200)는 LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 데이터를 서로 주고받을 수 있다.
한편 LoRa 네트워크 서버(200)는, LoRa 네트워크 시스템(10)이 속한 지역의 표준시에 기초한 기준 시간 정보를 LoRa 네트워크 서버(200)에 제공하는 기준 시간 제공 장치(400)와 추가적으로 연결될 수 있다. 이러한 기준 시간 제공 장치는, 예컨대 협정 세계시(Universal Time Coordinated, UTC)에 의한 정확한 시간 정보를 갖고 있는 장치로서, LoRa 네트워크 시스템(10)에 포함된 LoRa 어플리케이션 서버(410) 혹은 LoRa 네트워크 시스템(10) 외부에서 기준 시간 정보를 제공하는 외부 시간 정보 제공 서버(420) 등이 될 수 있다.
LoRa 어플리케이션 서버(410)는 전술한 바와 같이 LoRa 네트워크 시스템(10)에 포함될 수 있으며, LoRa 네트워크 서버(200)로부터의 데이터 수신, 데이터 패킷의 암/복호화, LoRa 네트워크 단말(100)에 대한 특정 어플리케이션 서비스의 제공 및 해당 어플리케이션 서비스와 관련된 관리/제어 등의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 LoRa 어플리케이션 서버(410)는 서비스 관리자(500)에 의해 관리될 수 있으며, NTP(Network Time Protocol)을 통해 정확한 시간을 유지할 수 있다. 이에 반해, 외부 시간 정보 서버(420)는 LoRa 네트워크 시스템(10) 외부에 존재할 수 있으며, GPS(Global Positioning System) 장치 등을 통해 정확한 시간을 유지할 수 있는 장치라면 어느 것이든 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 시스템에서의 데이터 전송에 대해 도시한 도면이다. LoRa 네트워크 시스템(10) 하에서의 LoRa 네트워크 단말(100)에는 전술한 바와 같은 비대칭 전송 방법이 적용되어, 데이터 송신 후 정해진 시간이 경과한 후에야 데이터 수신을 수행할 수 있다. 따라서, LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 LoRa 네트워크 서버(200)로 데이터를 전송한다 해도 즉각적으로 이에 대한 응답을 수신할 수 없다.
보다 구체적으로, LoRa 네트워크 단말(100)이 송신 데이터 패킷(101)을 LoRa 네트워크 기지국(300)으로 송신하되, 이러한 송신이 제 1 시점(t1)에 종료된다고 가정한다. 그러면 LoRa 네트워크 단말(100)은 송신이 종료된 시점인 제 1 시점(t1)부터 기 정해진 제 1 대기 시간(T1)동안의 슬립 모드(sleep mode)에 돌입한다. 슬립 모드 동안, LoRa 네트워크 단말(100)은 데이터의 송수신을 수행할 수 없다.
슬립 모드가 종료되는 제 2 시점(t2)이 되면, LoRa 네트워크 단말(100)은 LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 데이터를 수신할 수 있는 데이터 수신 모드로 접어들게 된다. 보다 정확히 설명하면, LoRa 네트워크 단말(100)은 제 2 시점(t2)으로부터 기 정해진 제 1 수신 시간(예컨대, 20ms)동안 LoRa 네트워크 기지국(300)으로부터 LoRa 네트워크 단말(100)로 전송되는 데이터(102)가 있는지 감지할 수 있으며, 데이터(102)가 있을 경우 이를 수신하고, 없을 경우 제 2 시점(t2)으로부터 제 1 수신 시간이 경과하면 데이터 수신 모드를 종료한다. 한편, 도 2에 도시되지는 않았지만, 제 1 시점(t1)으로부터 기 정해진 제 2 대기 시간(T2)이 경과한 후, LoRa 네트워크 단말(100)은 다시금 데이터 수신 모드에 진입하여, LoRa 네트워크 기지국(300)으로부터 LoRa 네트워크 단말(100)로 전송되는 데이터가 있는지 감지할 수 있다. 제 1 수신 시간의 경우와 마찬가지로, LoRa 네트워크 단말(100)은 LoRa 네트워크 기지국(300)으로부터 전송되는 데이터가 있다면 수신하고, 없다면 제 2 수신 시간(예컨대, 20ms)이 경과한 후 데이터 수신 모드를 종료한다. 제 1 및 제 2 대기 시간(T1, T2)는 임의로 설정 가능하나, 일반적인 LoRa 네트워크 시스템(10)에서는 제 1 및 제 2 대기 시간(T1, T2)을 각각 1초 및 2초로 설정할 수 있다. 이에 따르면, LoRa 네트워크 단말(100)은 LoRa 네트워크 서버(200)에 특정 데이터를 전송해줄 것을 요청하는 메시지를 LoRa 네트워크 기지국(300)을 거쳐 LoRa 네트워크 서버(200)에 송신한다 하더라도, 빨라야 1초 후에, 경우에 따라서는 2초 후에 해당 요청에 대한 응답을 받을 수 있게 되는 것이다.
도 2를 참조하여 설명한 위와 같은 LoRa 네트워크 환경에서, 예컨대 LoRa 네트워크 단말(100)은 특정 정보를 요청하기 위한 요청 메시지가 포함된 데이터(101)를 제 1 시점(t1)에 LoRa 네트워크 서버(200)로 전송할 수 있다. 그러면 LoRa 네트워크 서버(200)는 상기 요청을 수신했다는 취지의 수신 확인 메시지가 포함된 데이터(102)를 제 2 시점(t2)에 LoRa 네트워크 단말(100)로 전송할 수 있다. 만일 해당 요청의 처리에 시간이 걸릴 경우, LoRa 네트워크 서버(200)는 LoRa 네트워크 단말(100)이 요청한 특정 정보를 제 2 시점(t2)에 전송하지 못할 수 있다. 이 경우, LoRa 네트워크 단말(100)은 제 2 시점(t2) 이후의 임의의 시점인 제 3 시점(t3)에 요청 메시지가 포함된 데이터(103)를 재차 LoRa 네트워크 서버(200)로 전송할 수 있으며, 상기 요청을 처리한 LoRa 네트워크 서버(200)는 LoRa 네트워크 단말(100)이 요청한 특정 정보가 포함된 데이터(104)를 제 4 시점(t4)에 LoRa 네트워크 단말(100)로 전송할 수 있다. 이 때, 제 1 시점(t1)과 제 2 시점(t2) 사이의 시간 간격과 제 3 시점(t3)과 제 4 시점(t4) 사이의 시간 간격은 제 1 대기 시간(T1) 또는 제 2 대기 시간(T2)이 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 단말에서의 시간 보정 방법을 수행하는 단말의 구성을 도시한 도면이다. 도 3의 LoRa 네트워크 단말(100)은 통신부(110), 제어부(120) 및 보정부(130)를 포함할 수 있다. 다만, 도 3의 LoRa 네트워크 단말(100)의 구성 요소 및 각 구성 요소의 기능은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 3에 의해 본 발명의 기술적 사상이 한정 해석되는 것은 아니다. 이하에서는 도 3을 참조하여 LoRa 네트워크 단말(100)에 포함된 각 구성 요소의 작용에 대해 간략히 설명하도록 하며, 보다 자세한 사항에 대해서는 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
통신부(110)는 제어부(120)의 제어에 기초하여 LoRa 네트워크 서버(200)로의 데이터 송신 및 LoRa 네트워크 서버(200)로부터의 데이터 수신을 수행할 수 있다. 이러한 데이터 송신 및 수신은 LoRa 네트워크 기지국(300)을 경유하여 수행될 수 있음은 전술한 바와 같다. 이러한 통신부(110)는 유선 혹은 무선 통신 모듈을 통해 구현될 수 있다.
제어부(120)는 통신부(110)를 제어하여 데이터의 송신 및 수신을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 관점에서 살펴볼 때, 이러한 제어부(120)의 작용을 통해 LoRa 네트워크 단말(100)로부터 LoRa 네트워크 서버(200)로 송신되는 데이터로는, 정확한 시간 정보를 알기 위한 기준 시간 정보의 제공을 요청하는 시간 정보 요청 메시지를 들 수 있다. 이와 달리, LoRa 네트워크 서버(200)로부터 LoRa 네트워크 단말(100)로 수신되는 데이터로는, 상기 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인(Acknowledge 혹은 Ack), 기준 시간 정보를 포함하는 시간 정보 메시지 등을 들 수 있다.
보정부(130)는 제어부(120)가 통신부(130)를 통해 데이터를 송신 혹은 수신한 시점 및 상기 시간 정보 메시지에 기록된 기준 시간 정보 등에 기초하여, LoRa 네트워크 단말(100)의 시간 정보를 정확히 보정할 수 있다. 이러한 보정부(130)는 앞에서 설명한 제어부(120)와 함께 마이크로프로세서(Microprocessor)를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다.
이 밖에도, LoRa 네트워크 단말(100)은 상기 구성 요소들을 위해 데이터를 저장할 수 있는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이러한 저장부는 구체적으로 컴퓨터 판독 기록 매체로서 구현될 수 있으며, 컴퓨터 판독 기록 매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 플래시 메모리(flash memory)와 같은 프로그램 명령어들을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 들 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LoRa 네트워크 단말을 통해 수행되는 시간 보정 방법의 순서를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연동 방법의 각 단계를 설명하면 다음과 같다. 참고로, 이하에서 “시점”이라는 용어는 절대적인 시간축 상의 한 점을 가리키며, “시각”이라는 용어는 시, 분, 초 등의 단위로 나타나는, 시점을 표현하기 위한 수치 데이터(예컨대, 15시 47분 38초)를 가리킨다.
우선, LoRa 네트워크 단말(100)은 정확한 기준 시간 정보를 요청하기 위한 제 1 시간 정보 요청 메시지를 제 1 시점(t1)에 LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 송신할 수 있다(S101). 그러면 LoRa 네트워크 기지국(300)은 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지를 LoRa 네트워크 서버(200)로 전달할 수 있다(S102). 제 1 시간 정보 요청 메시지를 수신한 LoRa 네트워크 서버(200)는, 제 1 시간 정보 요청 메시지를 수신했다는 것을 LoRa 네트워크 단말(100)에 알리기 위한 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 송신할 수 있다(S103). 그러면 LoRa 네트워크 단말(100)은 LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 상기 수신 확인 메시지를 제 2 시점(t2)에 수신할 수 있다(S104). 전술한 바와 같이, 제 1 시점(t1)과 제 2 시점(t2) 사이의 간격은 일반적인 상황에서 도 2에서 설명한 슬립 모드의 길이(T1)가 될 수 있으며, 예컨대 1초로 정해질 수 있다.
한편, LoRa 네트워크 서버(200)는 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지를 수신하면, 기준 시간 제공 장치(400)에 제 1 시간 정보 요청 메시지를 전달할 수 있다(S105). 그러면 기준 시간 제공 장치(400)는 제 1 시간 정보 요청 메시지를 전달받은 시점의 정확한 시각, 즉 표준시 정보에 기초한 기준 시각(Tref)이 기록된 시간 정보 메시지를 LoRa 네트워크 서버(200)로 송신할 수 있다(S106). 하지만, 전술한 LoRa 네트워크 시스템(10)의 데이터 송수신 상의 제약으로 인해, LoRa 네트워크 서버(200)는 상기 시간 정보 메시지를 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지와 함께 보낼 수 없으며, 이에 따라 LoRa 네트워크 단말(100) 역시 제 2 시점에 상기 시간 정보 메시지를 수신할 수 없다. 따라서, 시간 정보 메시지를 수신하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 시간 보정 방법은 아래의 단계를 더 거칠 수 있다.
제 2 시점(t2) 이후의 제 3 시점(t3)에, LoRa 네트워크 단말(100)은 시간 정보 메시지의 수신을 위한 제 2 시간 정보 요청 메시지를 LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 송신할 수 있다(S107). 그러면 LoRa 네트워크 기지국(300)은 상기 제 2 시간 정보 요청 메시지를 LoRa 네트워크 서버(200)로 전달할 수 있다(S108). 이 때, 제 2 시간 정보 요청 메시지를 수신한 LoRa 네트워크 서버(200)는, 제 2 시간 정보 요청 메시지를 수신했다는 것을 LoRa 네트워크 단말(100)에 알리기 위한 제 2 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 송신할 수 있으며, 이와 동시에 상기 시간 정보 메시지를 함께 송신할 수 있다(S109). 그러면 LoRa 네트워크 단말(100)은 LoRa 네트워크 기지국(300)을 통해 상기 수신 확인 메시지 및 시간 정보 메시지를 제 4 시점(t4)에 수신할 수 있다(S110). 전술한 바와 같이, 제 3 시점(t3)과 제 4 시점(t4) 사이의 간격 역시 일반적인 상황에서 제 1 시점(t1)과 제 2 시점(t2) 사이의 간격과 마찬가지로 도 2의 슬립 모드의 길이인 제 1 대기 시간(T1) 또는 제 2 대기 시간(T2)이 될 수 있으며, 이러한 간격은 예컨대 1초 또는 2초가 될 수 있음은 전술한 바와 같다.
마지막으로, LoRa 네트워크 단말(100)은 시간 정보 메시지에 기록된 기준 시각(Tref), 제 2 시점(t2)과 제 4 시점(t4) 사이의 간격 및 제 1 시점(t1)과 제 2 시점(t2) 사이의 간격에 기초하여 LoRa 네트워크 단말(100)의 시간 정보를 보정할 수 있다(S111).
LoRa 네트워크 단말(100)은 시간 정보 요청 메시지를 2회에 걸쳐 보낼 필요가 있음은 전술한 바와 같다. 다만 여기에서 LoRa 네트워크 단말(100)이 시간 정보 메시지를 수신한 제 4 시점(t4)과, 시간 정보 메시지를 생성하는 기준 시간 제공 장치(400)가 제 1 시간 정보 요청 메시지를 전달받은 시점 사이에는 시간차가 있기에, 시간 정보 메시지에 기록된 기준 시각(Tref)을 바로 제 4 시점(t4)의 시각으로 설정할 수는 없다. 이에 LoRa 네트워크 단말(100)은 다음의 수학식 1을 통해, 제 4 시점(t4)의 시각을 LoRa 네트워크 단말(100)의 보정 시각(Tcorr)으로 설정할 수 있다.
Figure 112016085376718-pat00001
상기 수학식 1의 원리를 설명하면 다음과 같다. 도 4를 참조하며 설명하면, 기준 시각(Tref)은 제 1 시점(t1)과 제 2 시점(t2) 사이의 어느 시점(제 1 시간 정보 요청 메시지가 기준 시간 제공 장치(400)에 전달된 시점으로서, 이하 “제 5 시점(t5)”라 칭한다)의 표준시에 의한 시각이 될 수 있다. 하지만 기준 시각(Tref)으로 보정되는 시각은 제 5 시점(t5)이 아닌 제 4 시점(t4)이므로, 제 4 시점(t4)과 제 5 시점(t5) 사이의 시간 간격(t4-t5)을 기준 시각(Tref)에 더하여 보정 시각(Tcorr)으로 설정할 필요가 있다.
여기서 도 4를 참조하면, t4-t5의 값은 제 4 시점(t4)과 제 2 시점(t2) 사이의 시간 간격(t4-t2)과 제 2 시점(t2)과 제 5 시점(t5) 사이의 시간 간격(t2-t5)을 더함으로써 구할 수 있음을 알 수 있다. 여기서 제 1 시간 정보 요청 메시지와 제 2 시간 정보 요청 메시지를 전송함에 있어서, 양자 모두 수신 확인 메시지를 제 1 대기 시간(T1) 후에 수신한 경우, 제 3 시점(t3)과 제 1 시점(t1) 사이의 시간 간격(t3-t1) 역시 t4-t2의 값과 같게 된다. 또한, 제 5 시점(t5)은 제 1 시점(t1)과 제 2 시점(t2) 사이에 존재할 수 있음은 전술한 바와 같으므로, t2-t5의 값은 평균적으로 제 1 시점(t1)과 제 2 시점(t2) 사이의 시간 간격의 절반인 (t2-t1)/2가 될 수 있다. 이러한 원리에 따라 상기 수학식 1이 도출될 수 있는 것이다.
전술한 바와 같은 수학식 1에 의한 시간 보정 방법의 실제 적용에 관해 예시적으로 살펴보면 다음과 같다. 예컨대, 제 4 시점(t4)의 시각이 보정 전의 LoRa 네트워크 단말(100)의 시간 정보에 의해 15시 47분 38초였으나, 상기 수학식 1에 의해 계산된 보정 시각(Tcorr)이 15시 52분 58초였다면, LoRa 네트워크 단말(100)은 제 4 시점(t4)의 시각을 15시 52분 58초로 새로이 설정할 수 있다. 즉, 이는 보정 전 시간 정보가 표준시에 의한 정확한 시간 정보에 비해 약 5분 20초가 빨랐다는 이야기이며, 상기 시간 보정에 의해 LoRa 네트워크 단말(100)의 시계는 5분 20초가 늦춰지게 되는 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말에 추가적인 장치를 부가하지 않고서도 LoRa 네트워크의 특성 그 자체만을 이용하여, 간편하면서도 정확하게 LoRa 네트워크 단말의 시간을 보정할 수 있다.
본 발명에 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 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 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 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 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 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말에 추가적인 장치를 부가하지 않고서도 LoRa 네트워크 시스템의 특성 그 자체만을 이용하여 간편하면서도 정확하게 LoRa 네트워크 단말의 시간을 보정할 수 있다.
10: LoRa 네트워크 시스템
100: LoRa 네트워크 단말
200: LoRa 네트워크 서버
300: LoRa 네트워크 기지국
400: 기준 시간 제공 장치
410: 어플리케이션 서버
420: 외부 시간 정보 제공 서버
500: 서비스 관리자

Claims (8)

  1. LoRa 네트워크 서버에 연결된 LoRa 네트워크 단말의 시간 정보를 보정하기 위한 방법으로서,
    제 1 시점(t1)에, 제 1 시간 정보 요청 메시지를 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하는 단계;
    제 2 시점(t2)에, 상기 LoRa 네트워크 서버가 발송한 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 제1 수신 확인 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제 2 시점 이후의 제 3 시점(t3)에, 제 2 시간 정보 요청 메시지를 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하는 단계;
    제 4 시점(t4)에, 상기 LoRa 네트워크 서버가 발송한 상기 제 2 시간 정보 요청 메시지에 대한 제2 수신 확인 메시지와 함께, 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 응답으로 생성된, 기준 시각(Tref)이 기록된 시간 정보 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 기준 시각, 상기 제 2 시점과 상기 제 4 시점 사이의 간격 및 상기 제 1 시점과 상기 제 2 시점 사이의 간격에 기초하여, 상기 단말의 시간 정보를 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 시간 정보 메시지에 기록된 상기 기준 시각은,
    상기 LoRa 네트워크 서버가 상기 제 1 수신 확인 메시지를 전송한 시점에 기초하여 결정되는
    시간 보정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는, “Tcorr = Tref + (t4-t2) + (t2-t1)/2”의 수식에 기초하여, 상기 제 4 시점의 시각을, 상기 단말을 위한 보정 시각(Tcorr)으로 설정하는 단계를 포함하는
    시간 보정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 정보 요청 메시지는, 상기 LoRa 네트워크 서버가 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 발송한 시점에, 상기 LoRa 네트워크 서버로부터 표준시 정보를 갖는 기준 시간 제공 장치에 전달되고,
    상기 시간 정보 메시지는, 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지를 전달받은 상기 기준 시간 제공 장치에 의해 생성되어 상기 LoRa 네트워크 서버로 전송되며,
    상기 시간 정보 메시지에는, 상기 기준 시간 제공 장치가 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지를 상기 LoRa 네트워크 서버로부터 전달받은 시점을 상기 표준시 정보에 기초하여 나타낸 시각이, 상기 기준 시각으로서 기록되어 있는
    시간 보정 방법.
  4. LoRa (Long Range) 네트워크를 통해 LoRa 네트워크 서버에 연결된 단말로서,
    상기 LoRa 네트워크 서버로의 데이터 송신 및 상기 LoRa 네트워크 서버로부터의 데이터 수신을 수행하는 수행하는 통신부;
    제 1 시간 정보 요청 메시지를 제 1 시점(t1)에 상기 통신부를 통해 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하고, 상기 LoRa 네트워크 서버가 발송한 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 제1 수신 확인 메시지를 제 2 시점(t2)에 상기 통신부를 통해 수신하며, 제 2 시간 정보 요청 메시지를 상기 제 2 시점 이후의 제 3 시점(t3)에 상기 통신부를 통해 상기 LoRa 네트워크 서버로 송신하고, 상기 LoRa 네트워크 서버가 발송한 상기 제 2 시간 정보 요청 메시지에 대한 제2 수신 확인 메시지와 함께, 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 응답으로 생성된, 기준 시각(Tref)이 기록된 시간 정보 메시지를 제 4 시점(t4)에 상기 통신부를 통해 수신하는 제어부; 및
    상기 기준 시각, 상기 제 2 시점과 상기 제 4 시점 사이의 간격 및 상기 제 1 시점과 상기 제 2 시점 사이의 간격에 기초하여, 상기 단말의 시간 정보를 보정하는 보정부를 포함하고,
    상기 시간 정보 메시지에 기록된 상기 기준 시각은,
    상기 LoRa 네트워크 서버가 상기 제 1 수신 확인 메시지를 전송한 시점에 기초하여 결정되는
    LoRa 네트워크 단말.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보정부는, “Tcorr = Tref + (t4-t2) + (t2-t1)/2”의 수식에 기초하여, 상기 제 4 시점의 시각을, 상기 단말을 위한 보정 시각(Tcorr)으로 설정하는
    LoRa 네트워크 단말.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 정보 요청 메시지는, 상기 LoRa 네트워크 서버가 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지에 대한 수신 확인 메시지를 발송한 시점에, 상기 LoRa 네트워크 서버로부터 표준시 정보를 갖는 기준 시간 제공 장치에 전달되고,
    상기 시간 정보 메시지는, 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지를 전달받은 상기 기준 시간 제공 장치에 의해 생성되어 상기 LoRa 네트워크 서버로 전송되며,
    상기 시간 정보 메시지에는, 상기 기준 시간 제공 장치가 상기 제 1 시간 정보 요청 메시지를 상기 LoRa 네트워크 서버로부터 전달받은 시점을 상기 표준시 정보에 기초하여 나타낸 시각이, 상기 기준 시각으로서 기록되어 있는
    LoRa 네트워크 단말.
  7. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
    컴퓨터 프로그램.
  8. 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능 기록매체.
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