KR102301827B1 - Routing apparatus for low power wireless mesh network configuration based channel hopping time-multiplexed wireless link and method for the same - Google Patents

Routing apparatus for low power wireless mesh network configuration based channel hopping time-multiplexed wireless link and method for the same Download PDF

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Abstract

채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 라우팅 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 라우팅 장치는, 확정적 동기식 다중 채널 확장(Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension; DSME) 미디어 접근 제어(Media Access Control; MAC) 링크 제어(DSME MAC Link Control; DLC) 서브레이어(sublayer) 및 확정적 동기식 다중 채널 확장 미디어 접근 제어 링크 네트워크(DSME MAC Link Network; DLN) 서브레이어에 기초하여 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스와 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 제어부; 및 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 연결 품질에 따라 상기 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스에 데이터 프레임을 전달하는 통신부를 포함한다.Disclosed are a routing apparatus and method for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link. Routing apparatus according to the present invention, Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension (DSME) Media Access Control (MAC) Link Control (DSME MAC Link Control; DLC) sublayer (sublayer) and a control unit configured to configure the channel hopping time multiplexing radio link with a gateway router, a router and a device based on a deterministic synchronous multi-channel extended media access control link network (DSME MAC Link Network; DLN) sublayer; and a communication unit transmitting a data frame to the gateway router, the router, and the device according to the connection quality of the channel hopping time multiplexing radio link.

Figure R1020140059052
Figure R1020140059052

Description

채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 라우팅 장치 및 방법 {ROUTING APPARATUS FOR LOW POWER WIRELESS MESH NETWORK CONFIGURATION BASED CHANNEL HOPPING TIME-MULTIPLEXED WIRELESS LINK AND METHOD FOR THE SAME}ROUTING APPARATUS FOR LOW POWER WIRELESS MESH NETWORK CONFIGURATION BASED CHANNEL HOPPING TIME-MULTIPLEXED WIRELESS LINK AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 시간 다중화 액세스 방식의 저전력 무선 링크에 의하여 메시 다중 홉 경로를 구성하고, 데이터 전달시 품질을 고려한 경로를 선정하여 데이터 전달 처리하며, 다중 홉 경로의 운용유지 보수에 관한 것이다.The present invention relates to configuring a mesh multi-hop path by a low-power wireless link of a time multiplexed access method, selecting a path in consideration of quality when transmitting data, performing data transmission processing, and operating and maintaining a multi-hop path.

본 발명은 시간 다중화 액세스 방식의 저전력 무선 링크에 의하여 다중 홉 경로를 구성하고, 데이터 전달시 품질을 고려한 경로를 선정하여 데이터 전달 처리하며, 다중 홉 경로의 운용유지 보수에 관한 것이다.The present invention relates to configuring a multi-hop path by a low-power wireless link of a time multiplexed access method, selecting a path in consideration of quality when transmitting data, performing data transmission processing, and operating and maintaining a multi-hop path.

저전력 무선 네트워크는 저전력 디바이스의 전송 거리 제한과 무선 환경 변화에 따른 링크 불안정성을 고려하며, 저전력 운용을 위한 송수신 활성화 시간 최소화, 무선 네트워크 구성 및 유지를 위한 송수신 메시지 최소화 등 네트워크 구성시 제한 조건을 만족하는 다양한 품질 등급을 제공하는 네트워크를 구성을 요구한다.The low-power wireless network considers the transmission distance limitation of low-power devices and link instability due to changes in the wireless environment. It requires configuring a network that provides various quality grades.

특히, 무선 링크의 신뢰성을 향상시키기 위하여 IEEE 802.15.4e-2012 표준에서는 Deterministic and Synchronous Multi-Channel Extension (DSME) MAC 기반의 채널 호핑 시간 다중화 방식의 저전력 무선 링크가 제공되고 있으며, 이 링크를 최적으로 적용한 저전력 무선 메시 네트워크이 필요성이 절실하게 대두되고 있다.In particular, in order to improve the reliability of the radio link, the IEEE 802.15.4e-2012 standard provides a low-power radio link with a channel hopping time multiplexing method based on Deterministic and Synchronous Multi-Channel Extension (DSME) MAC. The need for an applied low-power wireless mesh network is urgently emerging.

선행문헌1: 한국 공개특허: 제10-2012-0100184호(발명의 명칭: 저전력 센스네트워크 기반의 태양광 어레이 모니터링 시스템 및 방법)Prior Document 1: Korean Patent Laid-Open Patent No. 10-2012-0100184 (Title of the Invention: Low-Power Sense Network-based Solar Array Monitoring System and Method)

본 발명의 목적은 시간 다중화 액세스 무선 링크로 구성된 무선 네트워크에서 저전력 무선 메시 네트워크 구성, 다중 홉 경로 구성, 다 품질 데이터 전달 방식, 경로 선정 방법, 경로 운용 유지 보수 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a low-power wireless mesh network configuration, a multi-hop path configuration, a multi-quality data transmission scheme, a path selection method, and a path operation maintenance method in a wireless network configured with a time multiplexed access radio link.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 라우팅 장치는, 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크로 구성된 저전력 무선 메시 네트워크(Low Power Wireless Mesh Network; LPWNM)를 구성하기 위한 라우팅 장치에 있어서, 확정적 동기식 다중 채널 확장(Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension; DSME) 미디어 접근 제어(Media Access Control; MAC) 링크 제어(DSME MAC Link Control; DLC) 서브레이어(sublayer) 및 확정적 동기식 다중 채널 확장 미디어 접근 제어 링크 네트워크(DSME MAC Link Network; DLN) 서브레이어에 기초하여 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스와 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 제어부; 및 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 연결 품질에 따라 상기 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스에 데이터 프레임을 전달하는 통신부를 포함한다.A routing device according to the present invention for achieving the above object is a routing device for constructing a low power wireless mesh network (LPWNM) composed of a channel hopping time multiplexing radio link, deterministic synchronous multi-channel expansion (Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension; DSME) Media Access Control (MAC) Link Control (DSME MAC Link Control; DLC) Sublayer and Deterministic Synchronous Multi-channel Extension Media Access Control Link Network (DSME MAC) Link Network; and a communication unit transmitting a data frame to the gateway router, the router, and the device according to the connection quality of the channel hopping time multiplexing radio link.

이 때, 제어부는 DNL에 대응되는 DLN-SAP(Service Access Point) 및 DLC에 대응되는 DLC-SAP를 통해 상기 라우팅 장치의 상기 저전력 무선 메시 네트워크에의 참여, 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 경로 구성 및 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터의 이탈을 위한 LPWMN 프리미티브를 동작 시킬 수 있다.In this case, the control unit participates in the low-power wireless mesh network of the routing device through a DLN-SAP (Service Access Point) corresponding to the DNL and a DLC-SAP corresponding to the DLC, and configures the path of the channel hopping time multiplexing radio link and an LPWMN primitive for departure from the low-power wireless mesh network.

이 때, 제어부는 상기 DLN 서브 레이어에 기초하여, 게이트웨이 라우터까지의 홉수가 상기 라우팅 장치의 상기 게이트웨이 라우터까지의 홉수 미만이고, 링크 품질이 기설정된 기준 품질 이상인 이웃 라우터를 프리머리 이너 라우터(primary inner router)로 선정하여 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크에 참여 시작할 수 있다.At this time, based on the DLN sub-layer, the control unit selects a neighbor router whose number of hops to the gateway router is less than the number of hops to the gateway router of the routing device and whose link quality is equal to or greater than a preset reference quality as a primary inner router. router) to start participating in the channel hopping time multiplexing radio link.

이 때, 라우팅 장치는 상기 라우터 및 디바이스를 클러스터로 그룹화하고, 라우터 식별자 및 디바이스 식별자를 배정하는 클러스터부를 더 포함할 수 있다.In this case, the routing apparatus may further include a cluster unit for grouping the routers and devices into clusters, and for allocating router identifiers and device identifiers.

이 때, 클러스터부는 상기 저전력 무선 메시 네트워크를 상위 클러스터와 하위 클러스터 간 트리(tree) 형태로 구성하고, 상기 라우터들 간 인트라 클러스터 메시(intra-cluster mesh) 형태 및 이웃 클러스터의 라우터들 간 인터 클러스터 메시(inter-cluster mesh) 형태로 구성할 수 있다.In this case, the cluster unit configures the low-power wireless mesh network in the form of a tree between an upper cluster and a lower cluster, an intra-cluster mesh between the routers, and an inter-cluster mesh between routers of a neighboring cluster. (inter-cluster mesh) can be configured.

이 때, 클러스터부는 상기 라우터 및 디바이스 각각에 대해 상기 라우터 및 디바이스가 포함된 상기 클러스터를 식별하기 위한 클러스터 식별자 및 상기 클러스터 내 상기 라우터 및 디바이스의 위치를 구분하기 위한 위치 구분자를 배정할 수 있다.In this case, the cluster unit may allocate, to each of the routers and devices, a cluster identifier for identifying the cluster including the routers and devices, and a location identifier for identifying the locations of the routers and devices in the cluster.

이 때, 클러스터부는 상기 라우팅 장치가 클러스터 루트 라우터인 경우, 상기 클러스터 루트 라우터가 디바이스로서 접속된 상위 클러스터에 상응하는 디바이스 식별자 및 상기 클러스터 루트 라우터가 라우터로서 접속된 하위 클라스터에 상응하는 라우터 식별자를 동시에 배정할 수 있다.At this time, when the routing device is a cluster root router, the cluster unit generates a device identifier corresponding to an upper cluster to which the cluster root router is connected as a device and a router identifier corresponding to a lower cluster to which the cluster root router is connected as a router. can be assigned at the same time.

이 때, 제어부는 상기 DLN 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치가 클러스터 루트 라우터(cluster root router)인 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 게이트웨이 라우터로부터 클러스터 연결 매트릭스 정보(cluster connectivity matrix)를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여하고, 상기 라우팅 장치가 상기 클러스터 루트 라우터가 아닌 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 클러스터 루트 라우터로부터 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여할 수 있다.At this time, based on the DLN sub-layer, when the routing device is a cluster root router, the control unit receives cluster connectivity matrix information from the gateway router different from the routing device. When participating in the low-power wireless mesh network and the routing device is not the cluster root router, it may participate in the low-power wireless mesh network by receiving cluster connection matrix information from a cluster root router different from the routing device.

이 때, 제어부는 상기 DLC 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치와는 상이한 클러스터 루트 라우터로부터 이탈 명령 페이로드를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터 이탈할 수 있다.At this time, based on the DLC sub-layer, the controller may receive a link network management command frame having a departure command payload from a cluster root router different from the routing device to leave the low-power wireless mesh network.

이 때, 통신부는 제1 연결 품질의 경우 CAP(contention access period) 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제2 연결 품질의 경우 CAP 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제3 연결 품질의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제4 연결 품질의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제5 연결 품질의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제6 연결 품질의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달할 수 있다.At this time, the communication unit uses a CAP (contention access period) link for the first connection quality, transmits the data frame without checking frame delivery and without flow control, and uses the CAP link for the second connection quality, , confirming frame delivery, but delivering the data frame without flow control, using a shared link for the third connection quality, delivering the data frame without performing frame delivery check and flow control, and 4 In the case of connection quality, a shared link is used and frame delivery is checked, but the data frame is delivered without flow control. In the case of connection quality 5, a dedicated link is used, and frame delivery check and flow control are not performed. The data frame may be transmitted while not doing so, a dedicated link is used in the case of the sixth connection quality, and the frame transmission is checked, but the data frame may be transmitted without performing flow control.

또한, 본 발명에 따른 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법은, 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법에 있어서, 확정적 동기식 다중 채널 확장(Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension; DSME) 미디어 접근 제어(Media Access Control; MAC) 링크 제어(DSME MAC Link Control; DLC) 서브레이어(sublayer) 및 확정적 동기식 다중 채널 확장 미디어 접근 제어 링크 네트워크(DSME MAC Link Network; DLN) 서브레이어에 기초하여 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스와 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계; 및 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 연결 품질에 따라 상기 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스에 데이터 프레임을 전달하는 단계를 포함한다.In addition, the method for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link according to the present invention is a method for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link. Multi-channel Extension (DSME) Media Access Control (MAC) Link Control (DSME MAC Link Control; DLC) Sublayer and Deterministic Synchronous Multi-Channel Extension Media Access Control Link Network (DSME MAC Link Network; DLN) ) configuring the channel hopping time multiplexing radio link with a gateway router, a router and a device based on a sub-layer; and forwarding the data frame to the gateway router, the router, and the device according to the connection quality of the channel hopping time multiplexing radio link.

이 때, 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계는 DNL에 대응되는 DLN-SAP(Service Access Point) 및 DLC에 대응되는 DLC-SAP를 통해 상기 라우터 및 디바이스의 상기 저전력 무선 메시 네트워크에의 참여, 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 경로 구성 및 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터의 이탈을 위한 LPWMN 프리미티브를 동작 시킬 수 있다.In this case, the step of configuring the channel hopping time multiplexing radio link includes the router and the device participating in the low-power wireless mesh network through the DLN-SAP (Service Access Point) corresponding to the DNL and the DLC-SAP corresponding to the DLC, LPWMN primitives for path configuration of the channel hopping time multiplexing radio link and departure from the low-power wireless mesh network may be operated.

이 때, 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계는 상기 DLN 서브 레이어에 기초하여, 게이트웨이 라우터까지의 홉수가 상기 라우팅 장치의 상기 게이트웨이 라우터까지의 홉수 미만이고, 링크 품질이 기설정된 기준 품질 이상인 이웃 라우터를 프리머리 이너 라우터(primary inner router)로 선정하여 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크에 참여 시작할 수 있다.In this case, in the step of configuring the channel hopping time multiplexing radio link, based on the DLN sublayer, the number of hops to the gateway router is less than the number of hops to the gateway router of the routing device, and the link quality is equal to or greater than the preset reference quality. By selecting a router as a primary inner router, it can start participating in the channel hopping time multiplexing radio link.

이 때, 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법은 상기 라우터 및 디바이스를 클러스터로 그룹화하고, 라우터 식별자 및 디바이스 식별자를 배정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the method for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link may further include grouping the routers and devices into a cluster, and allocating a router identifier and a device identifier.

이 때, 상기 라우터 및 디바이스를 클러스터로 그룹화하고, 라우터 식별자 및 디바이스 식별자를 배정하는 단계는 상기 저전력 무선 메시 네트워크를 상위 클러스터와 하위 클러스터 간 트리(tree) 형태로 구성하고, 상기 라우터들 간 인트라 클러스터 메시(intra-cluster mesh) 형태 및 이웃 클러스터의 라우터들 간 인터 클러스터 메시(inter-cluster mesh) 형태로 구성할 수 있다.In this case, the step of grouping the routers and devices into clusters and allocating the router identifiers and device identifiers comprises configuring the low-power wireless mesh network in the form of a tree between an upper cluster and a lower cluster, and an intra cluster between the routers. It can be configured in the form of an intra-cluster mesh and an inter-cluster mesh between routers of neighboring clusters.

이 때, 상기 라우터 및 디바이스를 클러스터로 그룹화하고, 라우터 식별자 및 디바이스 식별자를 배정하는 단계는 상기 라우터 및 디바이스 각각에 대해 상기 라우터 및 디바이스가 포함된 상기 클러스터를 식별하기 위한 클러스터 식별자 및 상기 클러스터 내 상기 라우터 및 디바이스의 위치를 구분하기 위한 위치 구분자를 배정할 수 있다.In this case, the step of grouping the routers and devices into a cluster and allocating a router identifier and a device identifier includes a cluster identifier for identifying the cluster including the router and the device for each of the routers and devices and the cluster identifier within the cluster. A location identifier for distinguishing the location of a router and a device may be assigned.

이 때, 상기 라우터 및 디바이스를 클러스터로 그룹화하고, 라우터 식별자 및 디바이스 식별자를 배정하는 단계는 상기 라우팅 장치가 클러스터 루트 라우터인 경우, 상기 클러스터 루트 라우터가 디바이스로서 접속된 상위 클러스터에 상응하는 디바이스 식별자 및 상기 클러스터 루트 라우터가 라우터로서 접속된 하위 클라스터에 상응하는 라우터 식별자를 동시에 배정할 수 있다.In this case, the step of grouping the routers and devices into a cluster and allocating the router identifier and the device identifier includes a device identifier corresponding to an upper cluster to which the cluster root router is connected as a device, when the routing apparatus is a cluster root router; The cluster root router may simultaneously allocate a router identifier corresponding to a lower cluster connected as a router.

이 때, 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계는 상기 DLN 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치가 클러스터 루트 라우터(cluster root router)인 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 게이트웨이 라우터로부터 클러스터 연결 매트릭스 정보(cluster connectivity matrix)를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여하고, 상기 라우팅 장치가 상기 클러스터 루트 라우터가 아닌 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 클러스터 루트 라우터로부터 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여할 수 있다.In this case, the step of configuring the channel hopping time multiplexing radio link is based on the DLN sub-layer, when the routing device is a cluster root router, the cluster connection matrix from the gateway router different from the routing device When receiving information (cluster connectivity matrix) to participate in the low-power wireless mesh network, and when the routing device is not the cluster root router, the low-power wireless Can participate in mesh networks.

이 때, 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계는 상기 DLC 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치와는 상이한 클러스터 루트 라우터로부터 이탈 명령 페이로드를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터 이탈할 수 있다.In this case, the step of configuring the channel hopping time multiplexing radio link may include, based on the DLC sublayer, receiving a link network management command frame having a departure command payload from a cluster root router different from the routing device, and receiving the low-power wireless mesh You can leave the network.

이 때, 데이터 프레임을 전달하는 단계는 제1 연결 품질의 경우 CAP(contention access period) 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제2 연결 품질의 경우 CAP 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제3 연결 품질의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제4 연결 품질의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제5 연결 품질의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제6 연결 품질의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달할 수 있다.In this case, the step of transmitting the data frame uses a contention access period (CAP) link in the case of the first connection quality, and transmits the data frame without checking the frame delivery and controlling the flow, and in the case of the second connection quality A CAP link is used, frame forwarding is confirmed, but the data frame is transferred without flow control, and in the case of the third connection quality, a shared link is used, and the data frame is transferred without frame forwarding confirmation and flow control. In the case of the fourth connection quality, the shared link is used, the frame forwarding is checked, but the data frame is forwarded without flow control, and in the case of the fifth connection quality, a dedicated link is used, and the frame forwarding is confirmed. The data frame may be transmitted without overflow control, a dedicated link is used in the case of the sixth connection quality, and frame transmission is checked, but the data frame may be transmitted without performing flow control.

본 발명에 따르면, 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크에서 DLN 서브레이어 및 DNC 서브레이어에서 저전력 무선 메시 네트워크 구성, 다중 홉 경로 구성, 다 품질 데이터 전달 방식, 경로 선정 방법, 경로 운용 유지 보수 방법을 제공할 수 있게 됨에 따라 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크의 구성과 유연한 라우팅 방법을 제공할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, low-power wireless mesh network configuration in DLN sublayer and DNC sublayer in low-power wireless mesh network based on channel hopping time multiplexing wireless link, multi-hop path configuration, multi-quality data delivery method, path selection method, path operation and maintenance As a method can be provided, there is an advantage in that it is possible to provide a configuration of a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link and a flexible routing method.

도 1은 본 발명에 따른 저전력 무선 메시 네트워크의 토폴리지를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 라우팅 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 게이트웨이 라우터, 라우터, 디바이스의 레이어 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 게이트웨이 라우터, 라우터, 디바이스의 저전력 무선 메시 네트워크 참여 방법의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 라우터의 클러스터 그룹화 및 라우터 식별자 배정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 디바이스들 간 쉐어드 링크를 구성하는 방법의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 클러스터들 간 연결 정보 및 루트 정보의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 연결 품질에 따라 프레임 전달을 제어하는 방법의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 저전력 무선 메시 네트워크 이탈 방법의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 DLC 서브레이어들 간, DLN 서브레이어들 간 전달되는 네트워크 프레임 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram illustrating a topology of a low-power wireless mesh network according to the present invention.
2 is a block diagram illustrating a routing apparatus for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a layer structure of a gateway router, a router, and a device according to the present invention.
4 is an operation flowchart illustrating an example of a method for joining a low-power wireless mesh network of a gateway router, a router, and a device according to the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of cluster grouping of routers and assignment of router identifiers according to the present invention.
6 is an operation flowchart illustrating an example of a method for configuring a shared link between devices according to the present invention.
7 is a diagram illustrating an example of connection information and route information between clusters according to the present invention.
8 is an operation flowchart illustrating an example of a method for controlling frame forwarding according to connection quality according to the present invention.
9 is an operation flowchart illustrating an example of a method for leaving a low-power wireless mesh network according to the present invention.
10 is a diagram illustrating an example of a network frame format transmitted between DLC sublayers and between DLN sublayers according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, detailed descriptions of well-known functions or configurations that may obscure the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings will be omitted. Also, it should be noted that throughout the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor is appropriate as a concept of terms for describing his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations. In addition, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and are not used to limit the components.

도 1은 본 발명에 따른 저전력 무선 메시 네트워크의 토폴리지를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a topology of a low-power wireless mesh network according to the present invention.

도 1을 참조하면, 저전력 무선 메시 네트워크(Low Power Wireless Mesh Network; LPWMN)는 게이트웨이 라우터, 라우터, 디바이스로 구성되며, 두 노드간 채널 호핑 기반 시간 다중화 액세스 링크로 연결된다.Referring to FIG. 1 , a low power wireless mesh network (LPWMN) is composed of a gateway router, a router, and a device, and is connected by a channel hopping-based time multiplexing access link between two nodes.

이 때, 저전력 무선 메시 네트워크는 LPWMN 기능을 링크 제어와 링크 네트워크으로 분산한 구조를 갖는 게이트웨이 라우터, 라우터, 디바이스로 구성된다.In this case, the low-power wireless mesh network is composed of a gateway router, a router, and a device having a structure in which the LPWMN function is distributed to link control and link networks.

또한, 저전력 무선 메시 네트워크는 LPWMN 기능을 구동 시키기거나 구동 결과를 통보하는 LPWMN 프리미티브를 이용하여 구성된다.In addition, the low-power wireless mesh network is configured using the LPWMN primitive to drive the LPWMN function or notify the driving result.

또한, 저전력 무선 메시 네트워크는 LPWMN 구성을 위하여 게이트웨이 라우터, 라우터, 디바이스별 시작 절차와 LPWMN 참여 절차를 통해 구성된다.In addition, the low-power wireless mesh network is configured through a gateway router, router, and device-specific start procedure and LPWMN participation procedure for LPWMN configuration.

또한, 저전력 무선 메시 네트워크는 라우터를 클러스터로 그룹화하여 라우터 식별자를 배정하여 구성된다.In addition, a low-power wireless mesh network is constructed by grouping routers into clusters and assigning router identifiers.

또한, 저전력 무선 메시 네트워크는 디바이스들 간 링크 경로를 설정하여 구성된다.In addition, a low-power wireless mesh network is configured by establishing a link path between devices.

또한, 저전력 무선 메시 네트워크는 클러스터들 간 연결 정보와 루트 정보를 포함한다.In addition, the low-power wireless mesh network includes connection information and route information between clusters.

또한, 저전력 무선 메시 네트워크는 품질에 따라 링크 경로상 프레임 전달을 제어하여 구성된다.In addition, low-power wireless mesh networks are constructed by controlling frame forwarding on the link path according to quality.

또한, 저전력 무선 메시 네트워크는 디바이스들 간 데이터 프레임, 링크 관리 명령 프레임(link management command frame) 및 링크 네트워크 관리 명령 프레임(link network management command frame)이 전달된다.In addition, in the low-power wireless mesh network, a data frame, a link management command frame, and a link network management command frame are transmitted between devices.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 라우팅 장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a routing apparatus for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 라우팅 장치는 통신부(110), 제어부(120) 및 클러스터부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , a routing apparatus for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link according to an embodiment of the present invention includes a communication unit 110 , a control unit 120 , and a cluster unit 130 .

통신부(110)는 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 연결 품질에 따라 상기 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스에 데이터 프레임을 전달한다.The communication unit 110 transmits the data frame to the gateway router, the router, and the device according to the connection quality of the channel hopping time multiplexing radio link.

이 때, 통신부(110)는 제1 연결 품질의 경우 CAP(contention access period) 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제2 연결 품질의 경우 CAP 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제3 연결 품질의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제4 연결 품질의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제5 연결 품질의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제6 연결 품질의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달할 수 있다.In this case, the communication unit 110 uses a contention access period (CAP) link in the case of the first connection quality, and transmits the data frame without checking the frame delivery and controlling the flow, and in the case of the second connection quality, the CAP link , and confirms frame delivery, but delivers the data frame without flow control In the case of the fourth connection quality, a shared link is used and frame forwarding is checked, but the data frame is transmitted without flow control, and in the case of the fifth connection quality, a dedicated link is used, frame forwarding confirmation and flow The data frame is transmitted without controlling, a dedicated link is used in the case of the sixth connection quality, and the frame transmission is checked, but the data frame can be transmitted without flow control.

제어부(120)는 확정적 동기식 다중 채널 확장(Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension; DSME) 미디어 접근 제어(Media Access Control; MAC) 링크 제어(DSME MAC Link Control; DLC) 서브레이어(sublayer) 및 확정적 동기식 다중 채널 확장 미디어 접근 제어 링크 네트워크(DSME MAC Link Network; DLN) 서브레이어에 기초하여 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스와 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성한다.The control unit 120 includes a deterministic and synchronous multi-channel extension (DSME) media access control (MAC) link control (DSME MAC Link Control; DLC) sublayer and a deterministic synchronous multi-channel extension. Based on the channel extension media access control link network (DSME MAC Link Network; DLN) sublayer, a gateway router, a router and a device and the channel hopping time multiplexing radio link are configured.

이 때, 제어부(120)는 DNL에 대응되는 DLN-SAP(Service Access Point) 및 DLC에 대응되는 DLC-SAP를 통해 상기 라우팅 장치의 상기 저전력 무선 메시 네트워크에의 참여, 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 경로 구성 및 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터의 이탈을 위한 LPWMN 프리미티브를 동작 시킬 수 있다.At this time, the control unit 120 participates in the low-power wireless mesh network of the routing device through the DLN-SAP (Service Access Point) corresponding to the DNL and the DLC-SAP corresponding to the DLC, the channel hopping time multiplexing radio link LPWMN primitives for path configuration and departure from the low-power wireless mesh network can be operated.

이 때, 제어부(120)는 상기 DLN 서브 레이어에 기초하여, 게이트웨이 라우터까지의 홉수가 상기 라우팅 장치의 상기 게이트웨이 라우터까지의 홉수 미만이고, 링크 품질이 기설정된 기준 품질 이상인 이웃 라우터를 프리머리 이너 라우터(primary inner router)로 선정하여 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크에 참여 시작할 수 있다.At this time, based on the DLN sublayer, the controller 120 selects a neighbor router whose number of hops to the gateway router is less than the number of hops to the gateway router of the routing device and whose link quality is equal to or greater than a preset reference quality as the primary inner router. (primary inner router) to start participating in the channel hopping time multiplexing radio link.

이 때, 제어부(120)는 상기 DLN 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치가 클러스터 루트 라우터(cluster root router)인 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 게이트웨이 라우터로부터 클러스터 연결 매트릭스 정보(cluster connectivity matrix)를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여하고, 상기 라우팅 장치가 상기 클러스터 루트 라우터가 아닌 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 클러스터 루트 라우터로부터 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여할 수 있다.At this time, based on the DLN sub-layer, when the routing device is a cluster root router, the control unit 120 obtains cluster connectivity matrix information from the gateway router different from the routing device. to participate in the low-power wireless mesh network, and when the routing device is not the cluster root router, it can participate in the low-power wireless mesh network by receiving cluster connection matrix information from a cluster root router different from the routing device. .

이 때, 제어부(120)는 상기 DLC 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치와는 상이한 클러스터 루트 라우터로부터 이탈 명령 페이로드를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터 이탈할 수 있다.At this time, based on the DLC sub-layer, the controller 120 may receive a link network management command frame having a departure command payload from a cluster root router different from the routing device to leave the low-power wireless mesh network. .

클러스터부(130)는 상기 라우터 및 디바이스를 클러스터로 그룹화하고, 라우터 식별자 및 디바이스 식별자를 배정한다.The cluster unit 130 groups the routers and devices into clusters, and allocates router identifiers and device identifiers.

이 때, 클러스터부(130)는 상기 저전력 무선 메시 네트워크를 상위 클러스터와 하위 클러스터 간 트리(tree) 형태로 구성하고, 상기 라우터들 간 인트라 클러스터 메시(intra-cluster mesh) 형태 및 이웃 클러스터의 라우터들 간 인터 클러스터 메시(inter-cluster mesh) 형태로 구성할 수 있다.In this case, the cluster unit 130 configures the low-power wireless mesh network in the form of a tree between the upper cluster and the lower cluster, and in the form of an intra-cluster mesh between the routers and the routers of the neighboring clusters. It can be configured in the form of an inter-cluster mesh.

이 때, 클러스터부(130)는 상기 라우터 및 디바이스 각각에 대해 상기 라우터 및 디바이스가 포함된 상기 클러스터를 식별하기 위한 클러스터 식별자 및 상기 클러스터 내 상기 라우터 및 디바이스의 위치를 구분하기 위한 위치 구분자를 배정할 수 있다.In this case, the cluster unit 130 allocates, to each of the routers and devices, a cluster identifier for identifying the cluster including the routers and devices, and a location identifier for distinguishing the locations of the routers and devices in the cluster. can

이 때, 클러스터부(130)는 상기 라우팅 장치가 클러스터 루트 라우터인 경우, 상기 클러스터 루트 라우터가 디바이스로서 접속된 상위 클러스터에 상응하는 디바이스 식별자 및 상기 클러스터 루트 라우터가 라우터로서 접속된 하위 클라스터에 상응하는 라우터 식별자를 동시에 배정할 수 있다.At this time, when the routing device is a cluster root router, the cluster unit 130 is configured to correspond to a device identifier corresponding to an upper cluster to which the cluster root router is connected as a device and a lower cluster to which the cluster root router is connected as a router. router identifiers can be assigned at the same time.

도 3은 본 발명에 따른 게이트웨이 라우터, 라우터, 디바이스의 레이어 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a layer structure of a gateway router, a router, and a device according to the present invention.

도 3을 참조하면, LPWMN을 구성하는 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스는 물리적으로는 IEEE 802.15.4 PHY 또는 임의의 무선 물리 계층 적용이 가능하다.Referring to FIG. 3 , the gateway router, router, and device constituting the LPWMN may be physically applied to IEEE 802.15.4 PHY or any wireless physical layer.

MAC 계층은 IEEE 802.15.4e DSME MAC 또는 임의의 TDMA(time division multiple access) MAC 계층 적용이 가능하다.The MAC layer is applicable to IEEE 802.15.4e DSME MAC or arbitrary time division multiple access (TDMA) MAC layer.

특히, 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스는 확정적 동기식 다중 채널 확장(Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension; DSME) 미디어 접근 제어(Media Access Control; MAC) 링크 제어(DSME MAC Link Control; DLC) 서브레이어(sublayer) 및 확정적 동기식 다중 채널 확장 미디어 접근 제어 링크 네트워크(DSME MAC Link Network; DLN) 서브레이어를 포함한다.In particular, gateway routers, routers and devices are deterministic and synchronous multi-channel extension (DSME) media access control (MAC) link control (DSME MAC Link Control; DLC) sublayer (sublayer) and a deterministic synchronous multi-channel extended media access control link network (DSME MAC Link Network; DLN) sublayer.

DNC 서브레이어는 TDMA MAC의 무선 링크를 제어하는 기능을 제공하며, DNL 서브레이어는 routed link-path를 상위 계층에 제공한다. DNC 서브레이어와 DNL 서브레이어 간 제어 프로토콜과 DNL 서브레이어 간 제어 프로토콜로 연결된다. DNC 서브레이어와 DNL 서브레이어는 각각 상위 계층에 서비스 프리미티브를 제공한다.The DNC sublayer provides a function to control the radio link of the TDMA MAC, and the DNL sublayer provides a routed link-path to the upper layer. It is connected by the control protocol between the DNC sublayer and the DNL sublayer and the control protocol between the DNL sublayers. The DNC sublayer and the DNL sublayer provide service primitives to the upper layer, respectively.

LPWMN을 구성하는 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스는 LPWMN에의 참여, 참여 완료 및 이탈을 위한 LPWMN 프리미티브를 동작 시킨다.Gateway routers, routers and devices constituting the LPWMN operate the LPWMN primitives for joining, joining, and leaving the LPWMN.

이 때, LPWMN 프리미티브는 DNL에 대응되는 DLN-SAP(Service Access Point) 및 DLC에 대응되는 DLC-SAP를 통해 동작한다.In this case, the LPWMN primitive operates through a DLN-SAP (Service Access Point) corresponding to the DNL and a DLC-SAP corresponding to the DLC.

이 때, DLN-SAP를 통해 동작하는 LPWMN 프리미티브는 하기 표 1과 같다.In this case, the LPWMN primitives operated through the DLN-SAP are shown in Table 1 below.

Figure 112014046204207-pat00001
Figure 112014046204207-pat00001

이 때, DLC-SAP를 통해 동작하는 LPWMN 프리미티브는 하기 표 2와 같다.In this case, the LPWMN primitives operated through the DLC-SAP are shown in Table 2 below.

Figure 112014046204207-pat00002
Figure 112014046204207-pat00002

이 때, DLN의 상위 계층으로부터 상기 표 1의 request 프리미티브와 response 프리미티브를 이용하여 LPWMN 기능을 구동시키며, DLC의 상위 계층으로부터 상기 표 2의 request 프리미티브와 response 프리미티브를 이용하여 LPWMN 기능을 구동시킨다.At this time, the LPWMN function is driven from the upper layer of the DLN using the request primitive and the response primitive of Table 1, and the LPWMN function is driven from the upper layer of the DLC using the request primitive and the response primitive of Table 2 above.

이 때, 하위 계층에 의해 구동된 DLC 계층의 LPWMN 기능 결과는 상기 표 2의 indication 프리미티브와 confirm 프리미티브를 이용하여 DLC-SAP를 통해 상위 계층에 알리며, 하위 계층에 의해 구동된 DLN 계층의 LPWMN 기능 결과는 상기 표 1의 indication 프리미티브와 confirm 프리미티브를 이용하여 DLN-SAP를 통해 상위 계층에 알린다.At this time, the LPWMN function result of the DLC layer driven by the lower layer is notified to the upper layer through the DLC-SAP using the indication primitive and the confirm primitive of Table 2, and the LPWMN function result of the DLN layer driven by the lower layer notifies the upper layer through the DLN-SAP using the indication primitive and the confirm primitive of Table 1.

도 4는 본 발명에 따른 게이트웨이 라우터, 라우터, 디바이스의 저전력 무선 메시 네트워크 참여 방법의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.4 is an operation flowchart illustrating an example of a method for joining a low-power wireless mesh network of a gateway router, a router, and a device according to the present invention.

도 4를 참조하면, 게이트웨이 라우터는 DLN-START-NETWORK.request 프리미티브에 의해 LPWMN 링크 네트워크 시작 기능이 동작된다.Referring to FIG. 4 , the gateway router operates the LPWMN link network start function by the DLN-START-NETWORK.request primitive.

또한, 게이트웨이 라우터 링크 네트워크부(DSME MAC Link Network Entity; DLNE)는 설정된 주파수 대역의 주변 IEEE 802.15.4 계열 네트워크를 탐색하여 주변 네트워크가 점유하고 있는 채널과 슈퍼 프레임(superframe)을 중첩하여 겹치지 않는 채널 호핑 시퀀스와 비컨(beacon) 시작점을 찾아내어 LPWMN 링크 네트워크 슈퍼 프레임을 시작한다.In addition, the gateway router link network unit (DSME MAC Link Network Entity; DLNE) searches for a neighboring IEEE 802.15.4 series network of a set frequency band and overlaps a channel occupied by the neighboring network and a superframe, so that the channel does not overlap. It starts the LPWMN link network super frame by finding the hopping sequence and the beacon starting point.

이 때, 라우터는 DLN-START-ROUTER.request 프리미티브에 의해 라우터 시작 기능이 동작된다.At this time, the router starts the router function by the DLN-START-ROUTER.request primitive.

이 때, 라우터 DLNE는 IEEE 802.15.4e 네트워크를 탐색하여 게이트웨이 라우터까지의 홉수가 짧으며, 링크 품질이 기준 이상인 이웃 라우터를 프리머리 이너 라우터(primary inner router)로 선정하여 링크 네트워크 참여 절차를 시작한다.At this time, the router DLNE searches the IEEE 802.15.4e network and starts the link network participation procedure by selecting a neighbor router with a short number of hops to the gateway router and having a link quality higher than the standard as the primary inner router. .

이 때, 라우터 DLNE는 해당 라우터가 클러스터 루트 라우터(cluster root router)로 지정된 경우, DSME link association 이후, 클러스터 루트 라우터 DLNE로서 DLC-DATA-CLINK.request 프리미티브를 이용하여 클러스터 구성 요청 명령(cluster formation request command)을 게이트웨이 라우터에 전송하여 클러스터 식별자의 할당을 요청하고, 게이트 라우터로부터 DLC-DATA-CLINK.confirm을 수신하여 클러스터를 구성한다.At this time, the router DLNE uses the DLC-DATA-CLINK.request primitive as the cluster root router DLNE after DSME link association when the corresponding router is designated as the cluster root router. command) to the gateway router to request cluster identifier assignment, and receive DLC-DATA-CLINK.confirm from the gate router to configure the cluster.

이 때, 클러스터 루트 라우터 DLNE는 게이트웨이 라우터에 DLC-LINK-SETUP.request 프리미티브를 전송하고, 게이트웨이 라우터로부터 DLC-LINK-SETUP.confirm을 수신하여 클러스터 루트 라우터로부터 게이트웨이 라우터까지 쉐어드 링크(shared link)를 구성한다.At this time, the cluster root router DLNE sends a DLC-LINK-SETUP.request primitive to the gateway router, receives DLC-LINK-SETUP.confirm from the gateway router, and provides a shared link from the cluster root router to the gateway router. make up

이후, 클러스터 루트 라우터 DLNE는 링크 네트워크 라우팅 정보를 게이트웨이 라우터로부터 획득하기 위하여 링크 네트워크 관리 명령 프레임의 Route Update Request Type 필드를 전체 클러스터 연결 매트릭스(full cluster connectivity matrix)로 설정하여 DLC-DATA-SLINK.request 프리미티브를 이용하여 게이트웨이 라우터에 전송하고, 게이트웨이 라우터로부터 DLC-DATA-SLINK.indication 프리미티브로 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 클러스터 루트 라우터의 LPWMN 참여를 완료한다.Thereafter, the cluster route router DLNE sets the Route Update Request Type field of the link network management command frame to a full cluster connectivity matrix in order to obtain link network routing information from the gateway router to obtain DLC-DATA-SLINK.request It transmits to the gateway router using the primitive, and receives the cluster connection matrix information from the gateway router to the DLC-DATA-SLINK.indication primitive to complete the cluster root router's LPWMN participation.

또한, 라우터 DLNE는 해당 라우터가 클러스터 루트 라우터(cluster root router)로 지정되지 아니한 경우, DSME link association 으로 라우터 주소를 얻은 이후, 일반 라우터 DLNE로서 DLC-LINK-SETUP.request 프리미티브를 프리머리 이너 라우터에 전송하고, 프리머리 이너 라우터로부터 DLC-LINK-SETUP.confirm 프리미티브를 수신하여 일반 라우터로부터 프리머리 이너 라우터까지 쉐어드 링크의 구성를 구성한다.Also, if the router DLNE is not designated as a cluster root router, after obtaining the router address through DSME link association, the router DLNE sends the DLC-LINK-SETUP.request primitive to the primary inner router as a general router DLNE. It transmits and receives the DLC-LINK-SETUP.confirm primitive from the primary inner router to configure the shared link configuration from the general router to the primary inner router.

이 때, 일반 라우터 DLNE는 링크 네트워크 라우팅 정보를 클러스터 루트 라우터로부터 획득하기 위하여 링크 네트워크 관리 명령 프레임의 Route Update Request Type 필드를 전체 클러스터 연결 매트릭스로 설정하여 DLC-DATA-SLINK.request 프리미티브를 이용하여 클러스터 루트 라우터로 전송하고, 클러스터 루트 라우터로부터 DLC-DATA-SLINK.indication 프리미티브로 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 일반 라우터의 LPWMN 참여가 완료된다.At this time, the general router DLNE sets the Route Update Request Type field of the link network management command frame to the entire cluster connection matrix in order to obtain link network routing information from the cluster root router, and uses the DLC-DATA-SLINK. It is transmitted to the root router, and cluster connection matrix information is received from the cluster root router in the DLC-DATA-SLINK.indication primitive to complete the general router's participation in LPWMN.

이 때, 클러스터 루트 라우터 DLNE 또는 일반 라우터 DLNE는 클러스터 루트 라우터나 일반 라우터가 LPWMN에 참여 완료되면, DLN-START-DEVICE.confirm 프리미티브로 상위 계층에 디바이스 시작이 완료되었음을 통보한다.At this time, the cluster root router DLNE or the general router DLNE notifies the upper layer that the device start is completed with the DLN-START-DEVICE.confirm primitive when the cluster root router or general router has completed participating in the LPWMN.

디바이스는 DLN-START-DEVICE.request 프리미티브에 의해 디바이스 시작 기능이 동작한다.The device start function is operated by the DLN-START-DEVICE.request primitive.

디바이스 DLNE는 IEEE 802.15.4e 네트워크를 탐색하여 게이트웨이 라우터까지의 홉수가 짧으며, 링크 품질이 기준 이상인 이웃 라우터를 프리머리 이너 라우터로 선정하여 프리머리 이너 라우터와 DSME link association이 완료되면 DLN-START-DEVICE.confirm 프리미티브로 상위 계층에 디바이스 시작이 완료되었음을 통보한다.The device DLNE searches the IEEE 802.15.4e network and the number of hops to the gateway router is short, selects a neighbor router with link quality above the standard as the primary inner router, and when DSME link association with the primary inner router is completed, DLN-START- The DEVICE.confirm primitive notifies the upper layer that device startup has been completed.

도 5는 본 발명에 따른 라우터의 클러스터 그룹화 및 라우터 식별자 배정의 일 예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of cluster grouping of routers and assignment of router identifiers according to the present invention.

도 5를 참조하면, LPWMN은 디바이스 연결이 트리 구조를 갖는 클러스터들로 구성되며, 클러스터는 클러스터 루트 라우터, 라우터 및 디바이스로 구성된다.Referring to FIG. 5 , the LPWMN is composed of clusters in which device connections have a tree structure, and the cluster is composed of cluster root routers, routers, and devices.

이 때, 디바이스 식별자는 클러스터를 식별하기 위한 클러스터 식별자(cluster ID) 및 클러스터 내 디바이스의 위치를 구분하기 위한 클러스터 내 위치 구분자(locator ID)로 구성된다.In this case, the device identifier is composed of a cluster ID for identifying the cluster and a locator ID within the cluster for identifying the location of the device in the cluster.

이 때, 클러스터 루트 라우터의 클러스터 내 디바이스 위치 구분자는 0으로 할당된다.At this time, the device location identifier in the cluster of the cluster root router is assigned as 0.

이 때, 클러스터 루트 라우터는 접속된 상위 클러스터의 디바이스 식별자와 클러스터 루트 라우터 식별자를 동시에 갖는다.At this time, the cluster root router has both the device identifier of the connected upper cluster and the cluster root router identifier.

예를 들어, 제1 클러스터 루트 라우터는 접속된 상위 클러스터(cluster ID = 0)의 디바이스 식별자(cluster ID = 0, locator ID = i) 및 클러스터 루트 라우터 식별자(cluster ID = 1, locator ID = 0)를 동시에 갖는다.For example, the first cluster root router has a device identifier (cluster ID = 0, locator ID = i) and a cluster root router identifier (cluster ID = 1, locator ID = 0) of the connected upper cluster (cluster ID = 0). have at the same time

이 때, 클러스터 내 라우터 또는 디바이스는 최대 클러스터 깊이, 라우터에 접속 가능한 최대 디바이스 수, 라우터 접속 디바이스 중 가능한 최대 라우터 수에 따라 식별자를 분산 할당한다.In this case, the routers or devices in the cluster distribute and allocate identifiers according to the maximum cluster depth, the maximum number of devices connectable to the router, and the maximum possible number of routers among the router-connected devices.

도 6은 본 발명에 따른 디바이스들 간 쉐어드 링크를 구성하는 방법의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.6 is an operation flowchart illustrating an example of a method for configuring a shared link between devices according to the present invention.

도 6을 참조하면, LPWMN은 임의 두 디바이스들 간 링크 경로 구성을 제공한다.Referring to FIG. 6 , the LPWMN provides link path configuration between any two devices.

두 디바이스가 인접한 경우, 링크가 구성되며, 두 디바이스가 멀티 홉(multi-hop) 으로 떨어져 있는 경우, 링크들을 연결한 링크 경로가 구성된다.When two devices are adjacent, a link is formed, and when two devices are separated by multi-hop, a link path connecting the links is formed.

이 때, 링크 경로는 방향성이 있으며, 단방향 링크 경로 및 양방향 링크 경로 중 어느 하나일 수 있다.In this case, the link path is directional, and may be any one of a unidirectional link path and a bidirectional link path.

이 때, 링크 경로는 경로 구성 후 디바이스의 사용 제한 방식에 따라 공유 링크 경로 및 독점 링크 경로 중 어느 하나일 수 있다.In this case, the link path may be any one of a shared link path and a proprietary link path according to a method of limiting the use of a device after path configuration.

이 때, 링크 경로는 클러스터 내 라우터간 루트 라우터로 향하는 링크 경로, 루트 라우터로부터 시작된 링크 경로, 인접 클러스터의 인터 클러스터(inter-cluster) 라우터와 메시(mesh) 링크 경로로 구분된다.In this case, the link path is divided into a link path toward a root router between routers in a cluster, a link path starting from the root router, and an inter-cluster router and mesh link path of an adjacent cluster.

링크 경로 구성을 요청하는 디바이스의 DLC sublayer의 상위 계층으로부터 DLC-LINK-SETUP.request 프리미티브에 의한 요청으로 링크 경로 구성이 시작된다.Link path configuration starts with a request by the DLC-LINK-SETUP.request primitive from the upper layer of the DLC sublayer of the device requesting link path configuration.

링크 설정 요청 DLCE는 루트 테이블로부터 목적지 디바이스에 도달 가능한 인접 라우터 정보를 얻어 CAP(contention Access period) 링크 또는 기존에 설정된 고유 링크를 통해 링크 셋업 요청(link setup request) 제어 프레임을 인접 라우터로 보낸다.The link establishment request DLCE obtains information on neighboring routers reachable to the destination device from the route table and sends a link setup request control frame to the neighboring routers through a contention access period (CAP) link or a previously established unique link.

인접 라우터는 루트 테이블로부터 링크 경로의 최종 목적지까지 도달 가능한 링크가 있는 경우, 인접 라우터와 링크 설정 요청 디바이스들 간 링크 설정을 위한 DSME GTS(guaranteed time slot) 할당이 가능한가를 확인한다. DSME GTS 할당이 가능한 경우, 링크 설정 요청 디바이스로 DSME-GTS request MAC 명령 프레임을 보낸다.If there is a link reachable from the route table to the final destination of the link path, the neighboring router checks whether DSME guaranteed time slot (GTS) allocation for link establishment between the neighboring router and link establishment request devices is possible. If DSME GTS allocation is possible, a DSME-GTS request MAC command frame is sent to the link establishment request device.

인접 라우터는 링크 설정 요청 디바이스로부터 DSME-GTS reply MAC 명령 프레임을 받으면 링크 설정 요청 디바이스와 링크가 설정된 것을 확인하고 링크 테이블을 수정한다.When the neighboring router receives the DSME-GTS reply MAC command frame from the link establishment requesting device, it confirms that the link is established with the link establishment requesting device and modifies the link table.

양방향 링크 설정이 요구되었다면, 인접 라우터는 링크 셋업 요청 제어 프레임을 링크 설정 요청 디바이스로 보낸다. 이를 받은 링크 설정 요청 디바이스는 DSME-GTS request MAC 명령 프레임을 인접 라우터에 보낸다. 링크 설정 요청 디바이스는 인접 라우터로부터 DSME-GTS reply MAC 명령 프레임을 받으면, link setup response 제어 프레임을 인접 라우터로 보내어 양방향 링크 설정이 완료되었음을 알린다.If bidirectional link establishment is requested, the neighbor router sends a link setup request control frame to the link establishment request device. Upon receiving the link establishment request device, the DSME-GTS request MAC command frame is sent to the neighboring router. When the link establishment requesting device receives the DSME-GTS reply MAC command frame from the neighboring router, it sends a link setup response control frame to the neighboring router to notify the completion of the bidirectional link establishment.

인접 라우터가 링크 경로의 최종 목적지라면, 링크 설정 요청 디바이스로 link setup response 제어 프레임을 보내어 링크 경로 설정이 완료되었음을 알린다.If the neighbor router is the final destination of the link path, it sends a link setup response control frame to the link setup request device to inform that the link path setup is complete.

인접 라우터가 링크 경로의 최종 목적지가 아니라면, 선정된 최종 목적지로 향하는 다음 라우터로 위와 같은 절차를 반복 수행한다.If the neighboring router is not the final destination of the link path, the above procedure is repeated with the next router to the selected final destination.

도 7은 본 발명에 따른 클러스터들 간 연결 정보 및 루트 정보의 일 예를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating an example of connection information and route information between clusters according to the present invention.

도 7을 참조하면, LPWMN 의 클러스터는 상위 클러스터와 하위 클러스터 간 트리(tree) 형태나 클러스터 내 라우터들 간 인트라 클러스터 메시(intra-cluster mesh) 접속, 이웃 클러스터의 라우터들 간 인터 클러스터 메시(inter-cluster mesh) 접속으로 연결된다.Referring to FIG. 7 , the cluster of LPWMN is in the form of a tree between an upper cluster and a lower cluster, an intra-cluster mesh connection between routers in a cluster, and an inter-cluster mesh between routers of a neighboring cluster. cluster mesh) connection.

클러스터 구성 정보는 클러스터 테이블로 표시되며 하기 표 3과 같다.Cluster configuration information is displayed in a cluster table and is shown in Table 3 below.

Figure 112014046204207-pat00003
Figure 112014046204207-pat00003

클러스터 테이블의 엔트리는 클러스터 루트 라우터나 인터 클러스터 메시 링크(inter-cluster mesh link)에 접속된 라우터의 연결 정보와 클러스터의 규격으로 구성된다.An entry in the cluster table is composed of connection information of a cluster root router or a router connected to an inter-cluster mesh link and a standard of the cluster.

클러스터 루트 라우터의 클러스터 테이블 엔트리는 router address, router extended address, 상위 클러스터 내에서 클러스터 루트 라우터에게 할당된 address 등 주소 정보와 클러스터의 규격을 정의한 게이트웨이 라우터와 클러스터 루트 라우터 간 홉수, 클러스터의 깊이, 최대 접속 허용 라우터 수, 최대 접속 허용 디바이스수, 이 클러스터에 속한 하위 클러스터의 루트 라우터 address 등으로 구성된다.The cluster table entry of the cluster root router contains address information such as router address, router extended address, and address assigned to the cluster root router within the parent cluster, the number of hops between the gateway router and the cluster root router that defines the cluster specification, the depth of the cluster, and the maximum access It consists of the number of allowed routers, the maximum number of devices allowed to connect, and the root router address of a sub-cluster belonging to this cluster.

인터 클러스터 메시 링크(inter-cluster mesh link)에 접속된 라우터의 클러스터 테이블 엔트리는 링크 접속 상대 라우터 address 정보로 구성된다.A cluster table entry of a router connected to an inter-cluster mesh link consists of link connection counterpart router address information.

클러스터 연결 매트릭스는 클러스터 테이블로부터 추출된 정보로 구성된다. 클러스터 식별자를 인덱스로 하여 이 클러스터에 접속된 클러스터들의 식별자 리스트로 구성된다.The cluster connection matrix consists of information extracted from the cluster table. It is composed of an identifier list of clusters connected to this cluster using the cluster identifier as an index.

클러스터 테이블의 엔트리는 게이트웨이 라우터가 관리한다. 클러스터 테이블의 엔트리는 클러스터 루트 라우터가 LPWMN 에 참여하며 새로운 클러스터 할당을 게이트웨이 라우터에 요청하거나, 인터 클러스터 메시 링크가 생성될 때 추가된다. 클러스터 루트 라우터가 LPWMN 에서 이탈하거나, 인터 클러스터 메시 링크가 해제될 때 해당 클러스터 테이블의 엔트리는 삭제되고, 연결된 클러스터의 정보도 수정된다.Entries in the cluster table are managed by the gateway router. An entry in the cluster table is added when a cluster root router participates in LPWMN and requests a new cluster assignment from a gateway router or when an inter-cluster mesh link is created. When the cluster root router leaves the LPWMN or the inter-cluster mesh link is released, the entry in the corresponding cluster table is deleted and the information of the connected cluster is also modified.

클러스터 루트 라우터는 게이트웨이 라우터나 상위 접속 클러스터의 루트 라우터로 부터 클러스터 테이블 정보를 공급받는다. 클러스터 내 라우터는 클러스터 참여시 클러스터 루트 라우터로부터 라우터 주소와 클러스터 테이블 정보를 공급받는다.The cluster root router receives cluster table information from the gateway router or the root router of an upper-connected cluster. When a router in a cluster joins a cluster, it receives the router address and cluster table information from the cluster root router.

LPWMN의 루트 테이블은 하기 표 4와 같다.The root table of the LPWMN is shown in Table 4 below.

Figure 112014046204207-pat00004
Figure 112014046204207-pat00004

링크 경로는 하기 표 5와 같다.Link paths are shown in Table 5 below.

Figure 112014046204207-pat00005
Figure 112014046204207-pat00005

링크 경로의 정보는 하기 표 6과 같다.Link path information is shown in Table 6 below.

Figure 112014046204207-pat00006
Figure 112014046204207-pat00006

LPWMN 의 루트 테이블은 목적지 주소와 링크 경로 목록으로 구성되며, 링크 경로는 링크 경로 식별자와 링크 경로 코스트로 구성되고, 링크 경로의 정보는 링크 경로 식별자, 링크 타입, 인접 라우터 주소, 수신 링크 슬롯 정보, 송신 링크 슬롯 정보, 링크 할당 슬롯 개수, 링크 품질, 단위 시간 링크 송수신 프레임 카운터 등으로 구성된다.The route table of LPWMN consists of a destination address and a link path list. A link path consists of a link path identifier and a link path cost. Link path information includes a link path identifier, link type, neighbor router address, receiving link slot information, It consists of transmission link slot information, the number of link allocation slots, link quality, and a link transmission/reception frame counter per unit time.

루트의 선택은 목적지 디바이스를 포함하고 있는 클러스터까지 연결 가능한 클러스터들간 경로를 클러스터 연결 매트릭스에 기반하여 선정한다.The route selection is based on the cluster connection matrix, a path between clusters that can be connected to the cluster including the destination device.

클러스터 루트 라우터나 인트 클러스터 라우터가 수집한 인접 클러스터의 루트 테이블 정보에 따라 목적지 클러스터까지 연결할 수 있는 인접 클러스터를 선정한다.According to the route table information of the adjacent cluster collected by the cluster root router or the intra-cluster router, the adjacent cluster that can be connected to the destination cluster is selected.

클러스터 루트 라우터 또는 인트 클러스터 라우터까지 클러스터 내 연결할 수 있는 라우터간 링크 경로의 설정 여부에 따라 목적지 디바이스까지의 설정 가능한 루트가 선정된다.A configurable route to a destination device is selected according to whether a link path between routers that can connect to a cluster root router or an intra-cluster router is set.

설정 가능한 루트들은 각 루트에 적용되는 링크 경로의 비용 합에 따라 우선 순위가 결정되며 루트 테이블 엔트리의 링크 경로 리스트에 순서대로 저장된다.Configurable routes are prioritized according to the sum of the cost of the link paths applied to each route, and are sequentially stored in the link path list of the route table entry.

루트 테이블 엔트리는 라우터가 링크 경로 설정을 완료하거나, 처음으로 지정된 목적지 디바이스로 데이터 전달 요청시 루트가 생성 가능하다면 추가된다. 루트 테이블 엔트리는 해당 링크 경로가 해제되거나 일정 시간 동안 사용이 되지 않으면 삭제된다.The route table entry is added if a route can be created when the router completes link route setup or when data transfer is requested to the first designated destination device. The root table entry is deleted when the corresponding link path is released or not used for a certain period of time.

라우터가 유지하는 루트 테이블은 자신이 관리하는 링크 경로에 의한 루트 테이블 엔트리와 이웃라우터부터 수집한 루트 테이블 엔트리로 구분하여 관리한다.The route table maintained by the router is managed by dividing it into a route table entry based on the link path it manages and a route table entry collected from a neighbor router.

클러스터 루트 라우터는 클러스터 내 라우터의 루트 테이블을 통합하여 관리한다. 라우터는 루트 테이블 엔트리에 변화가 있을 경우, 클러스터 루트 라우터로 route update response command payload를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 이용하여 통보한다.The cluster root router integrates and manages the route table of routers in the cluster. When there is a change in the route table entry, the router notifies the cluster route router by using a link network management command frame with route update response command payload.

인터 클러스터 라우터는 클러스터 라우팅 테이블 정보를 인접 클러스터의 인터 클러스터 라우터에게 제공한다. 또한 인접 클러스터의 인터 클러스터 라우터로부터 인접 클러스터 라우팅 테이블 정보를 제공받아 클러스터 루트 테이블에 보고한다.The inter-cluster router provides the cluster routing table information to the inter-cluster router of the adjacent cluster. In addition, the neighbor cluster routing table information is provided from the inter-cluster router of the adjacent cluster and reported to the cluster route table.

클러스터 루트 라우터는 route update request command payload를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 이용하여 라우터의 루트 테이블 정보를 비정기적이나 주기적으로 수정한다.The cluster root router uses the link network management command frame with the route update request command payload to periodically or irregularly modify route table information of the router.

도 8은 본 발명에 따른 연결 품질에 따라 프레임 전달을 제어하는 방법의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.8 is an operation flowchart illustrating an example of a method for controlling frame forwarding according to connection quality according to the present invention.

도 8을 참조하면, LPWMN의 양단 DLCE 간 연결 품질을 여섯가지로 구분하여 프레임 전달을 제어한다.Referring to FIG. 8, frame transmission is controlled by classifying the connection quality between DLCEs at both ends of the LPWMN into six categories.

등급 1은 CAP 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 않으며 프레임을 전달한다.Class 1 uses a CAP link and forwards frames without acknowledgment of frame delivery and flow control.

등급 2는 CAP 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 않으며 프레임을 전달한다.Class 2 uses the CAP link and confirms frame forwarding, but does not perform flow control and forwards the frame.

등급 3은 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 않으며 프레임을 전달한다.Class 3 uses a shared link and forwards frames without acknowledging frame delivery and controlling flow.

등급 4는 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 않으며 프레임을 전달한다.Class 4 uses a shared link and checks for frame delivery, but does not do flow control and delivers frames.

등급 5는 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 않으며 프레임을 전달한다.Class 5 uses a dedicated link and forwards frames without acknowledging frame delivery and controlling flow.

등급 6은 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 않으며 프레임을 전달한다.Class 6 uses a dedicated link and confirms frame delivery, but does not perform flow control and delivers frames.

DLCE는 상위 계층으로부터 데이터 프레임 전달 요청을 받거나, 인접 라우터로부터 수신한 프레임의 포워딩시 라우팅을 수행한다. 프레임의 목적지 주소가 루트 테이블이나 클러스터 테이블에서 발견되지 않는다면, DLNE는 클러스터 루트 라우터에 클러스터 테이블 업데이트를 요청한다.DLCE performs routing when receiving a data frame forwarding request from an upper layer or forwarding a frame received from an adjacent router. If the destination address of the frame is not found in the root table or cluster table, the DLNE requests the cluster root router to update the cluster table.

도 9는 본 발명에 따른 저전력 무선 메시 네트워크 이탈 방법의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.9 is an operation flowchart illustrating an example of a method for leaving a low-power wireless mesh network according to the present invention.

도 9를 참조하면, 구성된 링크 경로의 양단의 디바이스는 링크 경로의 상태를 관리한다. 디바이스의 DLCE는 설정된 링크를 이용하여 링크 경로 엔드(end) 디바이스로 link hello request command payload를 갖는 링크 관리 request 명령 프레임을 전송한다. 링크 경로 엔드 디바이스는 link hello response command payload 를 갖는 링크 관리 명령 프레임으로 응답한다.Referring to FIG. 9 , devices at both ends of a configured link path manage the state of the link path. The DLCE of the device transmits a link management request command frame having a link hello request command payload to a link path end device using the established link. The link path end device responds with a link management command frame with a link hello response command payload.

링크 관리 response 명령 프레임이 링크 관리 timeout 시간내에 도착하지 않으면, 링크 관리 trial 회수만큼 링크 경로 상태 확인을 시도한다. 응답이 없거나, 링크 경로 상태가 정상이 아니면 링크 경로 설정을 해제한다.If the link management response command frame does not arrive within the link management timeout time, the link path status check is attempted as many times as the number of link management trials. If there is no response or the link path status is not normal, the link path setting is canceled.

라우터가 일정 시간 설정된 링크 경로가 없는 경우, 라우터의 시작 절차를 주기적으로 수행한다.If the router does not have a set link path for a certain period of time, it periodically performs the router start procedure.

라우터가 클러스터에서 이탈하는 경우, leave request command payload를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 클러스터 루트 라우터로 보낸다. 클러스터 루트 라우터로부터 leave response command payload를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 받은 후, 라우터에 접속된 인접 라우터 또는 디바이스와 설정된 링크 경로를 순차적으로 해제한다.When a router leaves the cluster, it sends a link network management command frame with leave request command payload to the cluster root router. After receiving the link network management command frame with the leave response command payload from the cluster root router, the set link paths with neighboring routers or devices connected to the router are sequentially released.

link release request command payload를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 받은 상대 라우터는 DSME-GTS의 할당 회수를 완료한 후 link release response command payload를 갖는 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 이탈 요청 라우터로 보낸다.After receiving the link network management command frame with the link release request command payload, the counterpart router sends the link network management command frame with the link release response command payload to the departure requesting router after completing the DSME-GTS allocation.

도 10은 본 발명에 따른 DLC 서브레이어들 간, DLN 서브레이어들 간 전달되는 네트워크 프레임 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating an example of a network frame format transmitted between DLC sublayers and between DLN sublayers according to the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 DLC 서브레이어들 간, DLN 서브레이어들 간 전달되는 네트워크 프레임 포맷은 프레임 제어부(Frame Control), 링크 네트워크 주소부(Network Addressing fields), 링크 관리 서브 프레임부(Link Management subframe), 링크 네트워크 관리 서브 프레임부(Link Network Management subframe), 프레임 페이로드(Frame Payload)로 구성된다.Referring to FIG. 10 , the format of a network frame transmitted between DLC sublayers and between DLN sublayers according to the present invention is a frame control unit (Frame Control), a link network addressing field (Network Addressing fields), a link management subframe unit ( Link Management subframe), a link network management subframe unit (Link Network Management subframe), is composed of a frame payload (Frame Payload).

링크 관리 서브 프레임과 링크 네트워크 관리 서브 프레임은 프레임 페이로드와 함께 동시에 전달 가능하다.The link management subframe and the link network management subframe can be simultaneously transmitted together with the frame payload.

프레임 제어부는 프로토콜 버전, 링크상 프레임 전달 처리 방식, 목적지 주소 프래그, 송신지 주소 플래그, 목적지 주소 모드, 송신지 주소 모드, 링크 관리 서브 프레임 프래그, 링크 네트워크 관리 서브 프레임 프래그 등으로 구성된다. 프레임 링크상 프레임 전달 처리 방식은 여섯가지로 구분되며, 프래그들은 링크 네트워크 헤더에 해당 정보를 전송하는 경우 1로 설정된다.The frame control unit is composed of protocol version, frame forwarding processing method on link, destination address flag, source address flag, destination address mode, source address mode, link management subframe flag, link network management subframe flag, etc. . The frame forwarding processing method on the frame link is divided into six types, and the flags are set to 1 when the corresponding information is transmitted in the link network header.

링크 관리 서브 프레임부는 링크 관리 명령 타입, 일련 번호, 링크 관리 명령 페이로드의 길이, 링크 관리 명령 페이로드로 구성된다. 링크 관리 명령 페이로드는 링크 경로 설정 요청 및 응답, 링크 경로 해제 요청 및 응답, 링크 경로 확인 요청 및 응답 등으로 구분된다.The link management subframe unit includes a link management command type, a serial number, a length of a link management command payload, and a link management command payload. The link management command payload is divided into a link path establishment request and response, a link path release request and response, and a link path confirmation request and response.

링크 네트워크 관리 서브 프레임부는 링크 네트워크 관리 명령 타입, 일련 번호, 링크 네트워크 관리 명령 페이로드의 길이, 링크 네트워크 관리 명령 페이로드로 구성된다. 링크 네트워크 관리 명령 페이로드는 클러스터 구성 요청 및 응답, 라우팅 정보 업데이트 요청 및 응답, 링크 네트워크 이탈 요청 및 응답, 데이터 흐름 제어 요청 및 응답 등으로 구분된다.The link network management subframe unit includes a link network management command type, a serial number, a length of a link network management command payload, and a link network management command payload. The link network management command payload is divided into cluster configuration request and response, routing information update request and response, link network departure request and response, data flow control request and response, and the like.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 라우팅 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, in the routing apparatus and method for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link according to the present invention, the configuration and method of the embodiments described above are not limitedly applicable, but the above embodiment Examples may be configured by selectively combining all or part of each embodiment so that various modifications can be made.

110: 통신부
120: 제어부
130: 클러스터부
110: communication department
120: control unit
130: cluster unit

Claims (20)

삭제delete 삭제delete 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크로 구성된 저전력 무선 메시 네트워크(Low Power Wireless Mesh Network; LPWNM)를 구성하기 위한 라우팅 장치에 있어서,
확정적 동기식 다중 채널 확장(Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension; DSME) 미디어 접근 제어(Media Access Control; MAC) 링크 제어(DSME MAC Link Control; DLC) 서브레이어(sublayer) 및 확정적 동기식 다중 채널 확장 미디어 접근 제어 링크 네트워크(DSME MAC Link Network; DLN) 서브레이어에 기초하여 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스와 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 제어부; 및
상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 통해 데이터 통신 타입들에 기반하여 상기 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스에 데이터 프레임을 전달하는 통신부
를 포함하되,
상기 제어부는
상기 라우팅 장치의 상기 저전력 무선 메시 네트워크에의 참여, 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 경로 구성 및 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터의 이탈을 위한 LPWMN 프리미티브들을 동작시키고,
상기 LPWMN 프리미티브들은
상기 LPWMN을 활성화하기 위한 DLN-START-NETWORK.request 프리미티브;
상기 라우터가 상기 LPWMN에 가입하는 것을 허용하기 위한 DLN-START-ROUTER.request 프리미티브;
상기 디바이스가 상기 LPWMN에 가입하는 것을 허용하기 위한 DLN-START-DEVICE.request 프리미티브;
클러스터 루트 라우터(cluster root router)가 클러스터 형성 요청 명령을 전송함으로써 클러스터 식별자 할당을 요청하는 것을 허용하기 위한 DLC-DATA-CLINK.request 프리미티브;
전체 클러스터 연결 매트릭스(full cluster connectivity matrix)로 세팅된 루트 업데이트 리퀘스트 타입(Route Update Request Type) 필드를 포함하는 링크 네트워크 관리 명령 프레임(link network management command frame)을 전송함으로써, 상기 클러스터 루트 라우터가 링크 네트워크 라우팅 정보를 획득하는 것을 허용하기 위한 DLC-DATA-SLINK.request 프리미티브; 및
상기 DLC 서브레이어의 상위 계층이 링크 패스의 셋업을 요청하는 것을 허용하기 위한 DLC-LINK-SETUP.request 프리미티브를 포함하되,
상기 링크 네트워크 라우팅 정보는
클러스터 설정 정보, 루트 정보, 링크 경로 정보 및 이웃 링크 정보 중 어느 하나를 포함하고,
상기 클러스터 설정 정보는
라우터 주소, 라우터 확장 주소, 라우터 리플렉터(reflector) 주소, 깊이(depth), 최대 깊이, 최대 자식(children), 최대 라우터 및 자식 클러스터 리스트를 포함하고,
상기 루트 정보는
도착지 주소 및 링크 경로 리스트를 포함하고,
상기 링크 경로 정보는
링크 아이디 및 링크 경로 비용(cost)을 포함하고,
상기 이웃 링크 정보는 링크 아이디, 링크 타입, 이웃 주소, 수신 수퍼프레임(superframe) 아이디, 수신 슬롯 아이디, 송신 수퍼프레임 아이디, 수신 슬롯 아이디, 슬롯 개수, 링크 품질 및 프레임 카운트(count)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
A routing device for configuring a low power wireless mesh network (LPWNM) composed of a channel hopping time multiplexing radio link, the routing device comprising:
Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension (DSME) Media Access Control (MAC) Link Control (DSME MAC Link Control; DLC) Sublayer and Deterministic Synchronous Multi-channel Extension Media Access Control a control unit configured to configure the channel hopping time multiplexing radio link with a gateway router, a router and a device based on a DSME MAC Link Network (DLN) sublayer; and
A communication unit that transmits a data frame to the gateway router, router, and device based on data communication types through the channel hopping time multiplexing radio link
including,
the control unit
operating LPWMN primitives for participation of the routing device in the low power wireless mesh network, path configuration of the channel hopping time multiplexing radio link, and departure from the low power wireless mesh network;
The LPWMN primitives are
a DLN-START-NETWORK.request primitive for activating the LPWMN;
a DLN-START-ROUTER.request primitive for allowing the router to join the LPWMN;
a DLN-START-DEVICE.request primitive for allowing the device to subscribe to the LPWMN;
a DLC-DATA-CLINK.request primitive to allow a cluster root router to request a cluster identifier assignment by sending a cluster formation request command;
By sending a link network management command frame including a Route Update Request Type field set to a full cluster connectivity matrix, the cluster root router is connected to the link network. DLC-DATA-SLINK.request primitive to allow obtaining routing information; and
a DLC-LINK-SETUP.request primitive for allowing a higher layer of the DLC sublayer to request the setup of a link path;
The link network routing information is
It includes any one of cluster configuration information, route information, link path information, and neighbor link information,
The cluster configuration information is
including a router address, router extension address, router reflector address, depth, maximum depth, maximum children, maximum router and child cluster list,
The route information is
contains a list of destination addresses and link routes;
The link path information is
including a link ID and a link path cost;
The neighbor link information includes link ID, link type, neighbor address, reception superframe ID, reception slot ID, transmission superframe ID, reception slot ID, number of slots, link quality and frame count. Routing device characterized.
청구항 3에 있어서,
상기 라우팅 장치는
상기 라우터 및 디바이스를 클러스터로 그룹화하는 클러스터부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
4. The method according to claim 3,
the routing device
A cluster unit for grouping the routers and devices into clusters
Routing device, characterized in that it further comprises.
청구항 3에 있어서,
DLC 서브레이어 엔티티(DLC sublayer Entity; DLCE)는
라우터 테이블로부터 이웃 라우터에 관한 정보를 획득하고, CAP(contention access period) 링크 혹은 기설정된 공유 링크를 통해 상기 이웃 라우터에 링크 셋업 요청 제어 프레임(link setup request control frame)을 전송하고, 상기 라우터 테이블에 경로가 존재하지 아니하는 경우, 상기 클러스터 루트 라우터에 경로 업데이트를 요청하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
4. The method according to claim 3,
DLC sublayer entity (DLCE) is
Obtains information about a neighbor router from a router table, transmits a link setup request control frame to the neighbor router through a contention access period (CAP) link or a preset shared link, and sends the link setup request control frame to the router table. Routing device, characterized in that when the route does not exist, requesting a route update to the cluster root router.
청구항 5에 있어서,
상기 이웃 라우터는
DSME 보장 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot; GTS)의 할당을 위해 상기 디바이스에 DSME GTS 요청 MAC 명령 프레임(DSME GTS request MAC command frame)을 송신하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
6. The method of claim 5,
the neighbor router
Routing apparatus, characterized in that for transmitting a DSME GTS request MAC command frame (DSME GTS request MAC command frame) to the device to allocate a DSME guaranteed time slot (Guaranteed Time Slot; GTS).
삭제delete 청구항 3에 있어서,
상기 제어부는
상기 DLN 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치가 상기 클러스터 루트 라우터인 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 게이트웨이 라우터로부터 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여하고, 상기 라우팅 장치가 상기 클러스터 루트 라우터가 아닌 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 클러스터 루트 라우터로부터 상기 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
4. The method according to claim 3,
the control unit
Based on the DLN sub-layer, when the routing device is the cluster root router, it receives cluster connection matrix information from the gateway router different from the routing device to participate in the low-power wireless mesh network, and the routing device is configured to: If the router is not the cluster route router, the routing device receives the cluster connection matrix information from the cluster route router different from the routing device to participate in the low-power wireless mesh network.
청구항 8에 있어서,
상기 제어부는
상기 DLC 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 클러스터 루트 라우터로부터 이탈 명령 페이로드를 갖는 상기 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터 이탈하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
9. The method of claim 8,
the control unit
and leaving the low-power wireless mesh network by receiving the link network management command frame having a departure command payload from the cluster root router different from the routing device, based on the DLC sub-layer.
청구항 5에 있어서,
상기 통신부는
제1 타입의 경우 상기 CAP(contention access period) 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제2 타입의 경우 CAP 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제3 타입의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제4 타입의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제5 타입의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제6 타입의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
6. The method of claim 5,
the communication unit
In the case of the first type, the CAP (contention access period) link is used, the data frame is transmitted without frame forwarding confirmation and flow control, and in the second type, the CAP link is used and the frame forwarding is confirmed. , transmits the data frame without performing flow control, uses a shared link in the case of the third type, transmits the data frame without checking frame delivery and without flow control, and in the case of the fourth type, uses a shared link and confirms frame transfer, but transfers the data frame without performing flow control, using a dedicated link in the case of the fifth type, and transfers the data frame without performing frame transfer confirmation and flow control, In case of the sixth type, a dedicated link is used and the frame transmission is confirmed, but the data frame is transmitted without flow control.
삭제delete 삭제delete 라우팅 장치에서 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법에 있어서,
확정적 동기식 다중 채널 확장(Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension; DSME) 미디어 접근 제어(Media Access Control; MAC) 링크 제어(DSME MAC Link Control; DLC) 서브레이어(sublayer) 및 확정적 동기식 다중 채널 확장 미디어 접근 제어 링크 네트워크(DSME MAC Link Network; DLN) 서브레이어에 기초하여 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스와 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계; 및
상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 통해 데이터 통신 타입들에 기반하여 상기 게이트웨이 라우터, 라우터 및 디바이스에 데이터 프레임을 전달하는 단계
를 포함하되,
상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계는
상기 라우터 및 디바이스의 상기 저전력 무선 메시 네트워크에의 참여, 상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크의 경로 구성 및 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터의 이탈을 위한 LPWMN 프리미티브를 동작 시키고,
상기 LPWMN 프리미티브들은
상기 LPWMN을 활성화하기 위한 DLN-START-NETWORK.request 프리미티브;
상기 라우터가 상기 LPWMN에 가입하는 것을 허용하기 위한 DLN-START-ROUTER.request 프리미티브;
상기 디바이스가 상기 LPWMN에 가입하는 것을 허용하기 위한 DLN-START-DEVICE.request 프리미티브;
클러스터 루트 라우터(cluster root router)가 클러스터 형성 요청 명령을 전송함으로써 클러스터 식별자 할당을 요청하는 것을 허용하기 위한 DLC-DATA-CLINK.request 프리미티브;
전체 클러스터 연결 매트릭스(full cluster connectivity matrix)로 세팅된 루트 업데이트 리퀘스트 타입(Route Update Request Type) 필드를 포함하는 링크 네트워크 관리 명령 프레임(link network management command frame)을 전송함으로써, 상기 클러스터 루트 라우터가 링크 네트워크 라우팅 정보를 획득하는 것을 허용하기 위한 DLC-DATA-SLINK.request 프리미티브; 및
상기 DLC 서브레이어의 상위 계층이 링크 패스의 셋업을 요청하는 것을 허용하기 위한 DLC-LINK-SETUP.request 프리미티브를 포함하되,
상기 링크 네트워크 라우팅 정보는
클러스터 설정 정보, 루트 정보, 링크 경로 정보 및 이웃 링크 정보 중 어느 하나를 포함하고,
상기 클러스터 설정 정보는
라우터 주소, 라우터 확장 주소, 라우터 리플렉터(reflector) 주소, 깊이(depth), 최대 깊이, 최대 자식(children), 최대 라우터 및 자식 클러스터 리스트를 포함하고,
상기 루트 정보는
도착지 주소 및 링크 경로 리스트를 포함하고,
상기 링크 경로 정보는
링크 아이디 및 링크 경로 비용(cost)을 포함하고,
상기 이웃 링크 정보는 링크 아이디, 링크 타입, 이웃 주소, 수신 수퍼프레임(superframe) 아이디, 수신 슬롯 아이디, 송신 수퍼프레임 아이디, 수신 슬롯 아이디, 슬롯 개수, 링크 품질 및 프레임 카운트(count)를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법.
A method for configuring a channel hopping time multiplexing radio link-based low-power wireless mesh network in a routing device, the method comprising:
Deterministic and Synchronous Multi-channel Extension (DSME) Media Access Control (MAC) Link Control (DSME MAC Link Control; DLC) Sublayer and Deterministic Synchronous Multi-channel Extension Media Access Control configuring the channel hopping time multiplexing radio link with a gateway router, a router and a device based on a DSME MAC Link Network (DLN) sublayer; and
forwarding a data frame to the gateway router, router and device based on data communication types over the channel hopping time multiplexing radio link.
including,
The step of configuring the channel hopping time multiplexing radio link comprises:
operating LPWMN primitives for participation of the router and device in the low power wireless mesh network, path configuration of the channel hopping time multiplexing radio link, and departure from the low power wireless mesh network;
The LPWMN primitives are
a DLN-START-NETWORK.request primitive for activating the LPWMN;
a DLN-START-ROUTER.request primitive for allowing the router to join the LPWMN;
a DLN-START-DEVICE.request primitive for allowing the device to subscribe to the LPWMN;
a DLC-DATA-CLINK.request primitive to allow a cluster root router to request a cluster identifier assignment by sending a cluster formation request command;
By sending a link network management command frame including a Route Update Request Type field set to a full cluster connectivity matrix, the cluster root router is connected to the link network. DLC-DATA-SLINK.request primitive to allow obtaining routing information; and
a DLC-LINK-SETUP.request primitive for allowing a higher layer of the DLC sublayer to request the setup of a link path;
The link network routing information is
It includes any one of cluster configuration information, route information, link path information, and neighbor link information,
The cluster configuration information is
including a router address, router extension address, router reflector address, depth, maximum depth, maximum children, maximum router and child cluster list,
The route information is
contains a list of destination addresses and link routes;
The link path information is
including a link ID and a link path cost;
The neighbor link information includes link ID, link type, neighbor address, reception superframe ID, reception slot ID, transmission superframe ID, reception slot ID, number of slots, link quality and frame count. A method for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link, characterized in that
청구항 13에 있어서,
상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법은
상기 라우터 및 디바이스를 클러스터로 그룹화하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법.
14. The method of claim 13,
The method for configuring a low-power wireless mesh network based on the channel hopping time multiplexing wireless link is
grouping the routers and devices into clusters;
A method for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link further comprising a.
청구항 13에 있어서,
DLC 서브레이어 엔티티(DLC sublayer Entity; DLCE)는
라우터 테이블로부터 이웃 라우터에 관한 정보를 획득하고, CAP(contention access period) 링크 혹은 기설정된 공유 링크를 통해 상기 이웃 라우터에 링크 셋업 요청 제어 프레임(link setup request control frame)을 전송하고, 상기 라우터 테이블에 경로가 존재하지 아니하는 경우, 상기 클러스터 루트 라우터에 경로 업데이트를 요청하는 것을 특징으로 하는 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법.
14. The method of claim 13,
DLC sublayer entity (DLCE) is
Obtains information about a neighbor router from a router table, transmits a link setup request control frame to the neighbor router through a contention access period (CAP) link or a preset shared link, and sends the link setup request control frame to the router table. A method for configuring a low-power wireless mesh network based on a channel hopping time multiplexing radio link, characterized in that when a path does not exist, a path update is requested from the cluster root router.
청구항 15에 있어서,
상기 이웃 라우터는
DSME 보장 타임 슬롯(Guaranteed Time Slot; GTS)의 할당을 위해 상기 디바이스에 DSME GTS 요청 MAC 명령 프레임(DSME GTS request MAC command frame)을 송신하는 것을 특징으로 하는 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법.
16. The method of claim 15,
the neighbor router
Channel hopping time multiplexing radio link-based low-power wireless mesh network, characterized in that it transmits a DSME GTS request MAC command frame to the device for allocation of a DSME guaranteed time slot (GTS) How to configure.
삭제delete 청구항 13에 있어서,
상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계는
상기 DLN 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치가 상기 클러스터 루트 라우터인 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 게이트웨이 라우터로부터 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여하고, 상기 라우팅 장치가 상기 클러스터 루트 라우터가 아닌 경우, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 클러스터 루트 라우터로부터 상기 클러스터 연결 매트릭스 정보를 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크에 참여하는 것을 특징으로 하는 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법.
14. The method of claim 13,
The step of configuring the channel hopping time multiplexing radio link comprises:
Based on the DLN sub-layer, when the routing device is the cluster root router, it receives cluster connection matrix information from the gateway router different from the routing device to participate in the low-power wireless mesh network, and the routing device is configured to: Channel hopping time multiplexing radio link-based low-power wireless mesh network configuration, characterized in that, if the router is not a cluster route router, it participates in the low-power wireless mesh network by receiving the cluster connection matrix information from the cluster route router different from the routing device. way for.
청구항 13에 있어서,
상기 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크를 구성하는 단계는
상기 DLC 서브 레이어에 기초하여, 상기 라우팅 장치와는 상이한 상기 클러스터 루트 라우터로부터 이탈 명령 페이로드를 갖는 상기 링크 네트워크 관리 명령 프레임을 수신하여 상기 저전력 무선 메시 네트워크로부터 이탈하는 것을 특징으로 하는 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법.
14. The method of claim 13,
The step of configuring the channel hopping time multiplexing radio link comprises:
Channel hopping time multiplexing, characterized in that receiving the link network management command frame having a departure command payload from the cluster root router different from the routing device and leaving the low-power wireless mesh network based on the DLC sub-layer A method for configuring a wireless link-based low-power wireless mesh network.
청구항 15에 있어서,
상기 데이터 프레임을 전달하는 단계는
제1 타입의 경우 상기 CAP(contention access period) 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제2 타입의 경우 CAP 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제3 타입의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제4 타입의 경우 공유 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제5 타입의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달 확인과 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하고, 제6 타입의 경우 전용 링크를 사용하며, 프레임 전달을 확인하나, 플로우 제어를 하지 아니하면서 상기 데이터 프레임을 전달하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 채널 호핑 시간 다중화 무선 링크 기반 저전력 무선 메시 네트워크 구성을 위한 방법.
16. The method of claim 15,
The step of transmitting the data frame is
In the case of the first type, the CAP (contention access period) link is used, the data frame is transmitted without frame forwarding confirmation and flow control, and in the second type, the CAP link is used and the frame forwarding is confirmed. , transmits the data frame without performing flow control, uses a shared link in the case of the third type, transmits the data frame without checking frame delivery and without flow control, and in the case of the fourth type, uses a shared link and confirms frame transfer, but transfers the data frame without performing flow control, using a dedicated link in the case of the fifth type, and transfers the data frame without performing frame transfer confirmation and flow control, In the sixth type, a channel hopping time multiplexing radio link-based low-power wireless mesh network configuration, characterized in that a dedicated link is used and the frame transfer is confirmed, but the data frame is transferred without flow control. way for.
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