KR20110120740A - 센서 네트워크에서 노드 그룹핑 방법 및 코디네이터 - Google Patents

센서 네트워크에서 노드 그룹핑 방법 및 코디네이터 Download PDF

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KR20110120740A
KR20110120740A KR1020100040295A KR20100040295A KR20110120740A KR 20110120740 A KR20110120740 A KR 20110120740A KR 1020100040295 A KR1020100040295 A KR 1020100040295A KR 20100040295 A KR20100040295 A KR 20100040295A KR 20110120740 A KR20110120740 A KR 20110120740A
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안종석
이강우
이승수
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동국대학교 산학협력단
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    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

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Abstract

센서 네트워크에서 노드 그룹핑 방법 및 코디네이터이 개시된다. 코디네이터는 센서 네트워크의 각 노드로부터 신호세기 정보를 수신하여 노드 간 거리를 나타내는 신호세기 관계 테이블을 생성하는 테이블 생성부, 신호세기 관계 테이블을 이용하여 서로 가장 근접한 노드를 추출하고 그룹핑을 수행하여 그룹을 생성하는 그룹 생성부 및 생성된 그룹을 이용하여 신호세기 관계 테이블을 재구성하는 테이블 재구성부를 포함한다.

Description

센서 네트워크에서 노드 그룹핑 방법 및 코디네이터{Method and Coordinator for grouping node in sensor network}
본 발명은 센서 네트워크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 센서 네트워크에서의 노드 그룹핑에 관한 것이다.
최근 센서 네트워크의 발전이 가속화되고 있다. 센서 네트워크는 사람의 접근이 용이하지 않은 지역이나 재난 지역에 무작위로 배치될 수 있으며, 수집한 데이터를 싱크 노드를 통해 외부로 전송한다.
센서 네트워크에서 각 노드의 채널 접근 방식으로 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식이 사용된다. CSMA/CA 방식에 의하여 각 노드가 채널에 접근하는 경우, 은닉 노드 관계에 있는 노드들이 동시에 채널에 접근하여 충돌하는 은닉 노드 문제가 발생할 수 있다. 여기서, 은닉 노드 관계는 노드가 전송할 수 있는 거리가 초과되어 서로 통신할 수 없는 노드 관계이다.
이와 같은 은닉 노드 문제를 해결하기 위하여 IEEE 802.11 표준의 WLAN은 RTS/CTS 메커니즘을 사용하고 있다.
하지만, RTS/CTS 메커니즘을 사용하면 제어 오버헤드를 많이 유발하기 때문에, IEEE 802.15.4 표준의 저속 무선 개인 영역 네트워크(LR-WPAN: Low Rate-Wireless Personal Area Network)에서는 효율성을 극대화하기 위하여 은닉 노드 문제를 해결하기 위한 별도의 메커니즘을 사용하지 않는다. 여기서, 저속 무선 개인 영역 네트워크는 저속 데이터 전송, 저전력, 저가의 장비를 지원하기 위하여 제정된 표준이다.
저속 무선 개인 영역 네트워크에서도 은닉 노드 문제가 빈번히 발생하고, 이에 따라 성능이 매우 취약하게 된다. 즉, 저속 무선 개인 영역 네트워크에서 은닉 노드에 의한 충돌이 발생하면 재전송을 위한 추가적인 전력소모, 처리량 감소 등의 네트워크 성능저하가 발생한다. 또한, 노드들은 충돌을 인식하면 일정 시간 동안 대기(백오프: Back-off)한 후에 데이터를 재전송하는데, 이 백오프 구간이 매우 짧기 때문에 은닉 노드 문제에 의한 연속적인 충돌을 유발할 수 있다. 또한, 네트워크 내의 노드의 수가 증가할수록 충돌 발생이 증가하여 데이터의 처리량 급격히 감소한다. 따라서, 저속 무선 개인 영역 네트워크와 같은 센서 네트워크에서 은닉 노드 문제를 해결하기 위한 방안이 요구된다.
본 발명은 센서 네트워크에서 은닉 노드 문제를 해결하기 위하여 은닉 노드 관계에 있는 노드를 서로 분리하여 그룹핑하는 노드 그룹핑 방법 및 이를 수행하는 코디네이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 코디네이터 가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 코디네이터는 센서 네트워크의 각 노드로부터 신호세기 정보를 수신하여 노드 간 거리를 나타내는 신호세기 관계 테이블을 생성하는 테이블 생성부, 상기 신호세기 관계 테이블을 이용하여 서로 가장 근접한 노드를 추출하고 그룹핑을 수행하여 그룹을 생성하는 그룹 생성부 및 상기 생성된 그룹을 이용하여 상기 신호세기 관계 테이블을 재구성하는 테이블 재구성부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 센서 네트워크에서 코디네이터가 노드를 그룹핑하는 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 노드 그룹핑 방법은 a) 각 노드로부터 신호 세기 정보를 수신하여 노드 간 거리를 나타내는 신호세기 관계 테이블을 생성하는 단계, b) 상기 신호세기 관계 테이블을 이용하여 서로 가장 근접한 노드를 추출하고 그룹핑을 수행하여 그룹을 생성하는 단계, c) 상기 생성된 그룹을 이용하여 상기 신호세기 관계 테이블을 재구성하는 단계 및 d) 상기 b) 단계 및 상기 c) 단계를 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명은 은닉 노드 관계에 있는 노드를 서로 분리하여 그룹핑함으로써 센서 네트워크에서 은닉 노드 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 센서 네트워크에서 노드들의 충돌 발생율을 감소시키고 데이터 처리량을 높일 수 있어 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 센서 네트워크의 구성을 개략적으로 예시한 구성도.
도 2는 코디네이터의 구성을 개략적으로 예시한 구성도.
도 3은 코디네이터가 센서 네트워크에서 노드를 그룹핑하는 방법을 나타낸 흐름도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 센서 네트워크의 구성을 개략적으로 예시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 센서 네트워크는 코디네이터(100) 및 복수의 노드(10 내지 30)를 포함한다. 도 1에서 점선으로 표시된 각 원은 각 노드의 통신가능 영역을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 노드(10)는 제2 노드(20) 및 제3 노드(30)의 통신가능 영역의 외부에 위치하고, 제2 노드(20) 및 제3 노드(30)는 제1 노드(10)의 통신가능 영역의 외부에 위치한다. 또한, 제2 노드(20)와 제3 노드(30)는 서로 통신가능 영역 내에 위치한다. 그래서, 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 또는 제1 노드(10)와 제3 노드(30)는 서로 통신을 수행하지 못한다. 따라서, 제1 노드(10)는 제2 노드(20) 및 제3 노드(30)의 은닉 노드가 되고, 제2 노드(20) 및 제3 노드(30)는 제1 노드(10)의 은닉 노드가 된다. 이와 같은 은닉 노드 관계로 인하여, 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 또는 제1 노드(10)와 제3 노드(30)가 동일 시점에 코디네이터(10) 또는 다른 노드로 데이터 전송을 수행하는 경우, 데이터의 전송 충돌이 발생하게 된다.
이와 같은 은닉 노드 간 충돌하는 은닉 노드 문제를 방지하기 위하여 코디네이터(100)는 각 노드가 측정하여 전송한 각 노드와의 신호세기 정보를 포함하는 신호세기 관계 테이블을 이용하여 복수의 노드(10 내지 30)를 그룹핑(grouping)한다.
우선, 코디네이터는 각 노드의 주변 노드가 데이터 전송 시 각 노드가 측정 및 기록한 주변 노드의 신호 세기를 수신하여 신호세기 관계 테이블을 생성한다.
즉, 코디네이터는 순차적으로 각 노드로 메시지를 전송하고, 코디네이터의 메시지를 수신한 노드는 이 메시지에 대한 ACK를 코디네이터로 전송한다. 이때, ACK를 전송한 노드의 주변 노드들도 ACK를 수신하여 ACK를 전송한 노드의 신호 세기를 측정 및 기록한다. ACK를 수신할 수 없는 노드는 신호 세기를 측정 및 기록할 수 없으며, 현재 ACK를 전송한 노드와 은닉 노드 관계가 된다. 이와 같은 방식으로 네트워크의 모든 노드가 주변 노드에 대하여 신호 세기를 기록하면, 각 노드는 코디네이터로 이를 보고하고, 코디네이터는 신호세기 정보를 포함하는 신호세기 관계 테이블을 생성한다.
예를 들어, 신호세기 관계 테이블은 다음 표 1과 같이 나타낼 수 있다. 신호세기 관계 테이블에서 거리 정보가 비어있다면, 해당하는 두 노드는 서로 은닉 노드 관계임을 나타낸다.
N1 N2 N3 N4 N5
N1 dist(N1, N2) dist(N1, N3) dist(N1, N4) dist(N1, N5)
N2 dist(N2, N1) dist(N2, N3) dist(N2, N4) dist(N2, N5)
N3 dist(N3, N1) dist(N3, N2) dist(N3, N4) dist(N3, N5)
N4 dist(N4, N1) dist(N4, N2) dist(N4, N3) dist(N4, N5)
N5 dist(N5, N1) dist(N5, N2) dist(N5, N3) dist(N5, N4)
여기서, N1 ~ N5는 센서 네트워크를 구성하는 노드이고, 기록되는 값은 각 노드가 측정하는 주변노드의 신호 세기가 될 수 있다. 즉, N1이 측정한 N2의 신호 세기는 dist(N1, N2)이 될 수 있다. 여기서, 신호 세기는 해당 노드와의 거리에 반비례하므로, 신호 세기 정보는 노드 간 거리 정보로 이용될 수 있다. 또는, 코디네이터는 신호세기를 이용하여 노드 간 거리 정보를 산출할 수 있다. 이하에서는 신호세기 관계 테이블에 기록된 정보를 노드 간 거리 정보로 가정하여 설명한다.
코디네이터는 상술한 표 1과 같이 생성한 신호세기 관계 테이블을 이용하여 복수의 노드(10 내지 30)에 대하여 그룹핑을 수행한다. 즉, 코디네이터는 신호세기 관계 테이블 내의 노드(10 내지 30) 중 서로 은닉 관계가 아닌 노드에 대해서 모두 그룹핑을 수행하며, 은닉 관계만 남아 더 이상 그룹핑되지 않을 때까지 계속 그룹핑을 수행할 수 있다.
예를 들어, 코디네이터는 신호세기 관계 테이블의 거리 정보가 모두 은닉노드 관계를 나타내는 정보로 재구성될 때까지 그룹핑을 수행할 수 있다. 여기서, 은닉노드 관계를 나타내는 정보는 신호세기 관계 테이블에서 음수(예를 들어, -1)로 표현될 수 있다. 이하에서는 신호세기 관계 테이블에서 은닉노드 관계를 나타내는 거리 정보를 음수로 설정하는 것으로 가정한다.
즉, 코디네이터는 임의의 노드를 선택하고, 신호세기 관계 테이블을 이용하여 선택된 노드와 가장 가까운 근접 노드를 확인하여 추출한다. 코디네이터는 추출된 근접 노드에서도 선택된 노드가 가장 가까운 노드인지를 확인한다. 코디네이터는 선택된 노드와 근접 노드가 서로 가장 가까운 노드인 경우, 두 노드는 하나의 그룹으로 그룹핑한다. 이와 같은 방식으로 코디네이터는 모든 노드에 대하여 그룹핑을 수행하고, 신호세기 관계 테이블을 재구성한다. 코디네이터는 그룹핑된 노드들은 제거하고, 그룹핑된 그룹을 추가하여 신호세기 관계 테이블을 재구성할 수 있다. 이어, 코디네이터는 신호세기 관계 테이블을 재구성하면, 다시 그룹핑을 수행한다. 이때, 코디네이터는 그룹 간 또는 그룹과 노드 간 그룹핑을 수행할 수 있다. 이와 같은 방식으로 코디네이터는 그룹핑을 반복하고, 재구성된 신호세기 관계 테이블의 모든 거리 정보가 음수가 되면, 그룹핑을 종료한다.
또한, 코디네이터는 그룹핑 종료 후, 그룹핑되지 않은 노드가 존재하면, 해당 노드는 모든 노드와 은닉 노드 관계가 되므로, 하나의 노드로 구성된 단독 그룹을 생성한다.
또한, 코디네이터는 생성된 그룹 중 그룹을 구성하는 노드의 수가 최대 허용 노드수를 초과하는 초과 그룹이 존재하면, 초과 그룹을 분할한다.
코디네이터(100)에 대해서는 이후 도 2 또는 도 3을 참조하여 상세히 후술한다.
도 2는 코디네이터의 구성을 개략적으로 예시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 코디네이터(100)는 테이블 생성부(110), 그룹 생성부(120), 테이블 재구성부(130) 및 그룹 분할부(140)를 포함한다.
테이블 생성부(110)는 센서 네트워크의 각 노드로부터 신호세기 정보를 수신하여 신호세기 관계 테이블을 생성한다. 여기서, 노드는 주변 노드로부터 발생된 신호를 수신하여 각 노드에 대한 상대적인 신호 세기를 측정할 수 있으며, 이를 기록한다. 예를 들어, 이하에서는 센서 네트워크를 구성하는 노드가 N1 ~ N5이라고 가정한다. 여기서, N1은 N2 ~ N5로부터 각각 신호를 수신하여 신호세기 정보를 기록할 수 있다. 이와 같이, N2 ~ N5도 각각 주변 노드로부터 신호를 수신하여 신호세기 정보를 기록할 수 있다. 이후, N1 ~ N5는 기록한 신호세기 정보를 코디네이터로 전송하고, 코디네이터는 상술한 표 1과 같이 신호세기 관계 테이블을 생성할 수 있다. 여기서, 코디네이터는 신호세기 정보를 노드 간 거리 정보로 이용할 수 있다. 즉, 신호세기는 거리에 반비례하는 관계가 있으므로, 코디네이터는 각 노드로부터 수신한 신호세기 정보를 그대로 거리 정보로 이용하거나, 신호세기 정보를 이용하여 거리 정보를 산출할 수도 있다. 이하에서는 신호세기 관계 테이블에 기록되는 정보를 거리 정보로 통칭하여 설명한다.
만약, 신호세기 관계 테이블에 기록되지 않은 거리 정보가 존재하면, 코디네이터는 신호세기 관계 테이블에서 해당 정보를 음수로 기록할 수 있다. 신호세기 관계 테이블에서 음수로 기록된 두 노드는 서로 은닉 노드 관계임을 나타낸다.
그룹 생성부(120)는 테이블 생성부(110)에 의하여 생성된 신호세기 관계 테이블을 이용하여 모든 노드에 대하여 그룹핑을 수행한다.
그룹 생성부(120)는 임의의 노드를 선택하고, 선택된 노드(이하, 선택 노드)와 가장 가까운 근접 노드를 찾아 추출한다. 여기서, 그룹 생성부(120)는 모든 노드에 대하여 순서를 부여하여 순차적으로 선택 노드를 선택할 수 있다. 그룹 생성부(120)는 신호세기 관계 테이블에 기록된 노드 간 거리 정보를 이용하여 선택 노드와 가장 가까운 근접 노드를 추출할 수 있고, 근접 노드에서 선택 노드가 가장 가까운 노드인지를 확인할 수 있다.
이어, 그룹 생성부(120)는 선택 노드와 근접 노드를 그룹핑하여 하나의 그룹을 생성한다. 이와 같이, 그룹 생성부(120)는 모든 노드에 대하여 서로 근접하는 노드끼리 그룹핑을 수행하여 하나 이상의 그룹을 생성할 수 있다.
이후, 그룹 생성부(120)는 그룹 생성에 따라 테이블 재구성부(130)에 의하여 신호세기 관계 테이블이 재구성되면, 재구성된 신호세기 관계 테이블을 이용하여 상술한 바와 같이 그룹핑을 반복할 수 있다. 이때, 그룹 생성부(120)는 그룹 간 또는 그룹과 노드 간 그룹핑을 수행할 수 있다.
예를 들어, 첫번째 그룹핑 시, N1과 N2, N3과 N4가 각각 하나의 그룹(각각 S1과 S2)으로 그룹핑된다고 가정하면, 두번째 그룹핑 시, 그룹 생성부(120)는 S1과 S2가 서로 가장 근접한 경우, S1과 S2를 다시 하나의 그룹으로 그룹핑할 수 있다.
그룹 생성부(120)는 재구성된 신호세기 관계 테이블의 거리 정보가 모두 음수로 재구성되면 그룹핑을 종료한다.
또한, 그룹 생성부(120)는 그룹핑 종료 후, 그룹핑되지 않은 노드가 존재하는 경우, 해당 노드를 단독 그룹으로 생성한다. 여기서, 그룹핑되지 않은 노드는 그룹 또는 다른 노드와 은닉 노드 관계가 된다.
테이블 재구성부(130)는 그룹 생성부(120)가 그룹핑을 수행하면, 생성된 그룹을 이용하여 신호세기 관계 테이블을 재구성한다.
예를 들어, 첫번째 그룹핑 시, N1과 N2, N3과 N4가 각각 하나의 그룹(각각 S1과 S2)으로 그룹핑된다고 가정하면, 테이블 재구성부(130)는 신호세기 관계 테이블에서 N1 ~ N4를 제거하고, S1과 S2를 추가시킬 수 있다. 재구성한 신호세기 관계 테이블은 다음 표 2와 같이 나타낼 수 있다.
S1 S2 N5
S1 dist(S1, S2) dist(S1, N5)
S2 dist(S2, S1) dist(S2, N5)
N5 dist(N5, S1) dist(N5, S2)
여기서, 테이블 재구성부(130)는 재구성된 신호세기 관계 테이블의 각 거리 정보를 다시 산출할 수 있다. 이때, 테이블 재구성부(130)는 표 1과 같이 최초에 생성된 신호세기 관계 테이블을 이용하여 재구성된 신호세기 관계 테이블의 각 거리 정보를 다시 산출할 수 있다. 즉, 테이블 재구성부(130)는 그룹을 구성하는 각 노드 간의 거리 정보를 이용하여 그룹 간 또는 그룹과 노드 간 거리 정보를 산출할 수 있다.
예를 들어, S1에서 산출되는 S1과 S2간의 거리 정보(dist(S1, S2))는 (N1, N2)와 (N3, N4) 간의 거리 정보의 평균으로 산출될 수 있다. 이때, 각 노드 간 거리 정보에 음수가 존재한다면, S1과 S2간의 거리 정보는 음수가 될 수 있으며, 서로 은닉 관계가 될 수 있다. 표 1을 참조하면, S1에서 산출되는 S1과 S2간의 거리 정보는 dist(S1, S2)=dist(N1, N3)+dist(N1, N4)+dist(N2, N3)+dist(N2, N4)/4로 산출될 수 있다.
그룹 분할부(140)는 그룹핑된 그룹 중 노드 수가 설정된 최대 허용 노드수를 초과하는 초과 그룹을 분할한다. 그룹 분할부(140)는 초과 그룹을 구성하는 노드들 중 서로 가장 멀리 떨어진 두 노드를 추출하고, 두 노드에 대하여 각각 가까운 노드를 추출하고 그룹핑하여 두 개의 그룹으로 분할할 수 있다. 이때, 그룹 분할부(140)는 최초에 생성된 신호세기 관계 테이블을 이용하여 초과 그룹을 분할할 수 있다.
도 3은 코디네이터가 센서 네트워크에서 노드를 그룹핑하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
S310 단계에서, 코디네이터(100)는 노드 간 거리를 나타내는 테이블을 생성한다. 여기서, 테이블은 신호세기 관계 테이블이 될 수 있다. 코디네이터(100)는 각 노드가 전송하는 각 노드에 대한 신호세기 정보를 수신하여 신호세기 관계 테이블을 생성할 수 있다. 신호세기 정보는 노드 간 거리에 따라 반비례하므로 노드 간 거리 정보로 이용될 수 있다. 신호세기 관계 테이블의 생성에 대해서는 앞서 도 1 또는 도 2에서 상술하였으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
S320 단계에서, 코디네이터(100)는 근접한 노드끼리 그룹을 생성한다. 즉, 코디네이터(100)는 신호세기 관계 테이블의 거리 정보를 이용하여 임의로 선택한 선택 노드와 가장 가까운 근접 노드를 추출하고, 근접 노드에서 선택 노드에 대한 거리 정보를 확인한다. 이어, 코디네이터(100)는 선택 노드와 근접 노드가 서로 가장 가까운 노드로 확인되면, 선택 노드와 근접 노드를 그룹핑하여 하나의 그룹을 생성한다. 여기서, 코디네이터(100)는 모든 노드에 대하여 서로 근접하는 노드끼리 그룹핑을 수행하여 하나 이상의 그룹을 생성할 수 있다. 이때, 코디네이터(100)는 모든 노드에 대하여 순서를 부여하여 순차적으로 선택 노드를 선택할 수 있다.
S330 단계에서, 코디네이터(100)는 신호세기 관계 테이블을 재구성한다. 즉, 코디네이터(100)는 신호세기 관계 테이블에서 그룹핑된 노드들을 제거하고, 생성된 그룹을 추가시켜 신호세기 관계 테이블을 재구성한다. 이때, 코디네이터(100)는 신호세기 관계 테이블의 각 거리 정보를 산출한다. 코디네이터(100)는 재구성되기 전의 신호세기 관계 테이블을 이용하여 재구성된 신호세기 관계 테이블의 각 거리 정보를 다시 산출할 수 있다. 즉, 코디네이터(100)는 그룹을 구성하는 각 노드 간의 거리 정보를 이용하여 그룹 간 또는 그룹과 노드 간 거리 정보를 산출할 수 있다.
예를 들어, 표 1 및 표 2를 참조하면, S1에서 산출되는 S1과 S2간의 거리 정보(dist(S1, S2))는 (N1, N2)와 (N3, N4) 간의 거리 정보의 평균으로 산출될 수 있다. 이때, 각 노드 간 거리 정보에 음수가 존재한다면, S1과 S2간의 거리 정보는 음수가 될 수 있으며, 서로 은닉 관계가 될 수 있다. S1에서 산출되는 S1과 S2간의 거리 정보는 dist(S1, S2)=dist(N1, N3)+dist(N1, N4)+dist(N2, N3)+dist(N2, N4)/4로 산출될 수 있다.
S340 단계에서, 코디네이터(100)는 재구성된 신호세기 관계 테이블을 이용하여 모두 은닉 노드 관계인지 여부를 판단한다. 즉, 코디네이터(100)는 재구성된 신호세기 관계 테이블의 모든 거리 정보가 음수가 되면, 모두 은닉노드 관계인 것으로 판단할 수 있다. S340 단계에서 판단 결과, 모두 은닉 노드 관계가 아니면, S320 단계로 진입한다.
즉, 코디네이터(100)는 재구성된 신호세기 관계 테이블 내에서 생성된 그룹들 또는 노드들의 서로간의 거리 정보가 모두 은닉 노드 관계를 나타내는 정보로 갱신될 때까지 그룹핑을 수행한다.
S350 단계에서, 코디네이터(100)는 모두 은닉 노드 관계가 되면, 그룹핑되지 않은 노드가 존재하는지 여부를 판단한다.
S360 단계에서, 코디네이터(100)는 그룹핑되지 않은 노드가 존재하는 경우, 그룹핑되지 않은 노드를 단독 그룹으로 생성한다. 여기서, 그룹핑되지 않은 노드는 모든 그룹 또는 다른 노드와 은닉 노드 관계가 된다.
S370 단계에서, 코디네이터(100)는 설정된 최대 허용 노드수를 초과하는 초과 그룹이 존재하는지 여부를 판단한다.
S380 단계에서, 코디네이터(100)는 초과 그룹이 존재하면, 초과 그룹을 분할한다. 코디네이터(100)는 초과 그룹에서 서로 가장 멀리 떨어진 두 노드를 추출하고, 두 노드에 대하여 각각 가까운 노드를 추출하고 그룹핑하여 두 개의 그룹으로 분할할 수 있다. 이때, 코디네이터(100)는 최초에 생성된 신호세기 관계 테이블을 이용하여 초과 그룹을 분할할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 노드 그룹핑 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체의 예에는 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) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 제1 노드
20: 제2 노드
30: 제3 노드
100: 코디네이터

Claims (17)

  1. 센서 네트워크의 각 노드로부터 신호세기 정보를 수신하여 노드 간 거리를 나타내는 신호세기 관계 테이블을 생성하는 테이블 생성부;
    상기 신호세기 관계 테이블을 이용하여 서로 가장 근접한 노드를 추출하고 그룹핑을 수행하여 그룹을 생성하는 그룹 생성부; 및
    상기 생성된 그룹을 이용하여 상기 신호세기 관계 테이블을 재구성하는 테이블 재구성부를 포함하는 코디네이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테이블 생성부는 각 노드의 주변 노드 중 특정 노드에 대한 신호세기 정보가 비존재하는 경우, 해당 노드의 상기 특정 노드에 대한 신호세기 정보를 은닉 노드 관계를 나타내는 정보로 표시하여 상기 신호세기 관계 테이블을 생성하는 것을 특징으로 하는 코디네이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 생성부는 임의로 선택한 선택 노드에서 가장 근접한 근접 노드를 추출하고, 상기 근접 노드에서 상기 선택 노드가 가장 가까운 노드인지를 확인하여 상기 선택 노드와 상기 근접 노드를 그룹핑하는 것을 특징으로 하는 코디네이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 생성부는 재구성된 신호세기 관계 테이블의 모든 신호세기 정보가 은닉 노드 관계를 나타내는 정보가 될 때까지 그룹핑을 반복하는 것을 특징으로 하는 코디네이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 테이블 재구성부는 상기 신호세기 관계 테이블에서 그룹핑된 노드를 제거하고, 그룹핑된 그룹을 추가하여 상기 신호세기 관계 테이블을 재구성하는 것을 특징으로 하는 코디네이터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 생성부는 그룹핑 종료 후, 그룹핑되지 않은 노드가 존재하면, 상기 그룹핑되지 않은 노드를 단독 그룹으로 생성하는 것을 특징으로 하는 코디네이터.
  7. 제1항에 있어서,
    그룹핑된 그룹 중 미리 설정된 최대 허용 노드수를 초과하는 초과 그룹이 존재하면, 상기 초과 그룹을 분할하는 그룹 분할부를 더 포함하는 코디네이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 그룹 분할부는 상기 초과 그룹에서 서로 가장 멀리 떨어진 두 노드를 선정하고, 두 노드에 대하여 각각 가까운 노드를 추출하고 그룹핑하여 두 개의 그룹으로 분할하는 것을 특징으로 하는 코디네이터.
  9. 센서 네트워크에서 코디네이터가 노드를 그룹핑하는 방법에 있어서,
    a) 각 노드로부터 신호 세기 정보를 수신하여 노드 간 거리를 나타내는 신호세기 관계 테이블을 생성하는 단계;
    b) 상기 신호세기 관계 테이블을 이용하여 서로 가장 근접한 노드를 추출하고 그룹핑을 수행하여 그룹을 생성하는 단계;
    c) 상기 생성된 그룹을 이용하여 상기 신호세기 관계 테이블을 재구성하는 단계; 및
    d) 상기 b) 단계 및 상기 c) 단계를 반복하는 단계를 포함하는 노드 그룹핑 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 a) 단계는
    각 노드의 주변 노드 중 특정 노드에 대한 신호세기 정보가 비존재하는 경우, 해당 노드의 상기 특정 노드에 대한 신호세기 정보를 은닉 노드 관계를 나타내는 정보로 표시하여 상기 신호세기 관계 테이블을 생성하는 것을 특징으로 하는 노드 그룹핑 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 b) 단계는
    임의로 선택한 선택 노드에서 가장 근접한 근접 노드를 추출하고, 상기 근접 노드에서 상기 선택 노드가 가장 가까운 노드인지를 확인하여 상기 선택 노드와 상기 근접 노드를 그룹핑하는 것을 특징으로 하는 노드 그룹핑 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 c) 단계는
    상기 신호세기 관계 테이블에서 그룹핑된 노드를 제거하고, 그룹핑된 그룹을 추가하여 상기 신호세기 관계 테이블을 재구성하는 것을 특징으로 하는 노드 그룹핑 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 d) 단계에서,
    재구성된 신호세기 관계 테이블의 모든 신호세기 정보가 은닉 노드 관계를 나타내는 정보가 되면, 그룹핑을 종료하는 것을 특징으로 하는 노드 그룹핑 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 그룹핑 종료 후, 그룹핑되지 않은 노드가 존재하면, 상기 그룹핑되지 않은 노드를 단독 그룹으로 생성하는 단계를 더 포함하는 노드 그룹핑 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 그룹핑 종료 후, 그룹핑된 그룹 중 미리 설정된 최대 허용 노드수를 초과하는 초과 그룹이 존재하면, 상기 초과 그룹을 분할하는 단계를 더 포함하는 노드 그룹핑 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 초과 그룹을 분할하는 단계는
    상기 초과 그룹에서 서로 가장 멀리 떨어진 두 노드를 선정하고, 두 노드에 대하여 각각 가까운 노드를 추출하고 그룹핑하여 두 개의 그룹으로 분할하는 것을 특징으로 하는 노드 그룹핑 방법.
  17. 상기 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 노드 그룹핑 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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