KR20110137616A - Method to determine priority of data transmission in wireless network - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for determining the priority of data transmission in a wireless network is provided to prevent the data transmission delay according to the hop number between nodes. CONSTITUTION: The number of hops from a source node of data to a destination node of data is determined(S320). According to the number of hops, a priority factor transmitting data is determined(S330). The determined priority is stored in a frame control domain of a MAC(Medium Access Control) layer(S340). According to the priority, the transmission scheduling is operated(S350). The number of hops and entropy are reflected to the same rate and the priority factors.

Description

무선 네트워크에서 데이터 전송의 우선순위 결정 방법{METHOD TO DETERMINE PRIORITY OF DATA TRANSMISSION IN WIRELESS NETWORK}How to Prioritize Data Transmission in a Wireless Network {METHOD TO DETERMINE PRIORITY OF DATA TRANSMISSION IN WIRELESS NETWORK}

개시된 기술은 무선 네트워크에서 데이터 전송의 우선순위를 결정하는 방법에 관한 것이다.The disclosed technique relates to a method of prioritizing data transmission in a wireless network.

무선 개인 영역 네트워크(Wireless Personal Area Network, WPAN)는 수십 미터에서 수백 미터의 거리에서 250Kbps부터 수Gbps의 전송 속도로 기기 사이의 데이터 전송 및 제어가 가능한 네트워크이다. WPAN은 블루투스, 지그비, UWB(Ultra WideBand, 초광대역 무선 통신) 등 센서 간의 연동, 센서와 게이트웨이 간의 연동을 위한 요소기술을 모두 포함한다. 수십 내지 수백 미터 떨어진 PC(Personal Computer), 휴대폰, PDA, 가전 등의 기기를 무선으로 연결하며 전송 속도나 범위에서는 요소기술 별로 차이가 있다. Wireless Personal Area Networks (WPANs) are networks that allow data transmission and control between devices at data rates from 250 Kbps to several Gbps over tens of meters to hundreds of meters. WPAN includes all the element technologies for interworking between sensors, such as Bluetooth, Zigbee, Ultra WideBand (UWB), and interworking between the sensor and the gateway. Wirelessly connects devices such as personal computers (PCs), mobile phones, PDAs, and home appliances, which are tens or hundreds of meters away.

IEEE 802.15는 WLAN(Wireless Local Area Network)의 표준화를 진행하는 IEEE802.11에서 분리된 WPAN의 근거리 무선 통신 표준화 위원회의 명칭이다. 블루투스와 마찬가지로 가정 내 이동체 통신 기기나 PC, 기타 주변기기의 무선망 구축을 목적으로 한다. 하부 조직으로는 최대 전송 속도가 1Mbps인 WPAN 연구 그룹과 최대 전송 속도 20Mbps인 WPAN 연구그룹이 있다. IEEE 802.15 is the name of WPAN's short-range wireless communication standardization committee separated from IEEE802.11, which proceeds with the standardization of wireless local area network (WLAN). Like Bluetooth, it aims to build a wireless network of mobile communication devices, PCs, and other peripheral devices in the home. The sub-organizations include the WPAN Research Group with a maximum transmission rate of 1 Mbps and the WPAN Research Group with a maximum transmission rate of 20 Mbps.

IEEE 802.15.4는 WPAN 중 최대 전송 속도가 1Mbps인 저속(Low Rate)의 전송을 위하여 만든 표준으로, 전력소비를 최소화할 필요가 있는 센서 네트워크, 스마트 태그, 원격 제어, 홈 오토메이션 등의 분야에서 적용된다. IEEE 802.15.4는 LR-WPAN(Low Rate WPAN) 중에서도 MAC(Medium Access Control)과 PHY(Physical) 계층의 기술을 정의하고 있다. IEEE 802.15.4 is a standard created for low rate transmission with the maximum transmission rate of 1 Mbps among WPANs. It is applied in fields such as sensor networks, smart tags, remote control, and home automation that need to minimize power consumption. do. IEEE 802.15.4 defines technologies of medium access control (MAC) and physical (PHY) layers among low rate WPANs (LR-WPANs).

개시된 기술이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 네트워크에서 데이터 전송의 우선순위 결정 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method for determining the priority of data transmission in a wireless network.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술은 무선 네트워크에서 노드가 데이터를 전송하는 우선순위를 결정하는 방법에 있어서, 상기 데이터의 소스 노드에서 목적지 노드까지의 홉 수를 결정하는 단계; 및 상기 홉 수에 따라 상기 데이터를 전송할 우선순위(Priority Factor)를 결정하는 단계를 포함하는 우선순위 결정 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the disclosed technique is a method of determining a priority of data transmission by a node in a wireless network, the method comprising: determining a number of hops from a source node to a destination node of the data; And determining a priority factor for transmitting the data according to the number of hops.

개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다. Embodiments of the disclosed technique may have effects that include the following advantages. It should be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, since the embodiments of the disclosed technology are not meant to include all such embodiments.

개시된 기술에 따르면, 통신할 노드 간에 큰 홉 수를 가지는 경우 발생할 수 있는 데이터 전송 지연 또는 전송 실패의 문제점을 개선할 수 있다. 환경 오염 모니터링, 원격 계측 증의 분야는 항상 일정하게 데이터를 수집할 필요가 있다. 이러한 경우 개시된 기술에 따르면 통신할 노드 간의 홉 수에 따른 데이터 전송 지연을 방지할 수 있어, 일정하게 데이터가 수집될 수 있다.According to the disclosed technology, it is possible to improve a problem of data transmission delay or transmission failure that may occur when having a large number of hops between nodes to communicate. The fields of environmental pollution monitoring and telemetry are always required to collect data on a regular basis. In this case, according to the disclosed technology, data transmission delay according to the number of hops between nodes to be communicated can be prevented, so that data can be collected constantly.

도 1은 클러스터 트리(cluster tree) 토폴로지를 가지는 무선 센서 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 개시된 기술에 따른 우선순위(Priority Factor)가 저장되는 MAC 계층 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 우선순위 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시 예에 따라 무선 센서 네트워크에서 데이터를 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a diagram for describing a wireless sensor network having a cluster tree topology.
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a MAC layer frame in which a priority factor is stored according to the disclosed technology.
3 is a flowchart illustrating a method of determining priorities according to an embodiment of the disclosed technology.
4 is a flowchart illustrating a process of transmitting data in a wireless sensor network according to an embodiment of the disclosed technology.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The description of the disclosed technique is merely an example for structural or functional explanation and the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments may be variously modified and may have various forms, and thus the scope of the disclosed technology should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.

“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms " first ", " second ", and the like are used to distinguish one element from another and should not be limited by these terms. For example, the first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" to another component, it should be understood that there may be other components in between, although it may be directly connected to the other component. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring to", should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as "include" or "have" refer to features, numbers, steps, operations, components, parts, or parts thereof described. It is to be understood that the combination is intended to be present, but not to exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may occur differently from the stated order unless the context clearly dictates the specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the disclosed technology belongs, unless otherwise defined. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted to be consistent with meaning in the context of the relevant art and can not be construed as having ideal or overly formal meaning unless expressly defined in the present application.

도 1은 클러스터 트리(cluster tree) 토폴로지를 가지는 무선 센서 네트워크를 설명하기 위한 도면이다. 무선 센서 네트워크는 분산된 센서들로 구성된 네트워크로, 센서 노드(Sensor Node)와 싱크 노드(Sink Node)를 포함한다. 센서 노드는 주변 정보를 감지(sensing), 수집하는 센서, 수집된 정보를 가공하는 프로세서 및 이를 전송하는 소형 무선 송수신 장치를 포함하는 노드이다. 싱크 노드는 센서 노드에서 수집, 전송된 정보를 외부로 내보내는 노드이다. 무선 센서 네트워크는 기존의 네트워크와 다르게 의사소통의 수단이 아니라 자동화된 원격 정보 수집을 기본 목적으로 하며 원격 감시 시스템, 원격 진료 등 과학적, 의학적, 군사적, 상업적으로 다양한 응용 개발에 폭넓게 활용된다. 무선 센서 네트워크에서 사용되는 센서에는 온도계, 습도계, 카메라, 마이크와 같은 것이 있을 수 있다. 클러스터 트리 토폴로지는 피어 투 피어 토폴로지의 한 형태로, 대부분의 노드들이 FFD(Fully Function Device)인 경우이다. FFD는 상위의 FFD로의 데이터 전송만을 수행하는 RFD(Reduced Function Device)와 달리, 상위 노드 또는 하위 노드의 다중 노드와 통신이 가능하다. FFD 중 임의의 FFD는 코디네이터(coordinator)의 역할을 수행하여 다른 노드나 다른 코디네이터와의 동기 서비스를 제공할 수 있다.1 is a diagram for describing a wireless sensor network having a cluster tree topology. The wireless sensor network is a network composed of distributed sensors, and includes a sensor node and a sink node. The sensor node is a node including a sensor for sensing and collecting surrounding information, a processor for processing the collected information, and a small wireless transceiver for transmitting the information. The sink node is a node that sends out information collected and transmitted by the sensor node to the outside. Unlike conventional networks, wireless sensor networks are based on automated remote information collection, rather than means of communication, and are widely used in scientific, medical, military, and commercial applications such as remote monitoring systems and telemedicine. Sensors used in wireless sensor networks may include thermometers, hygrometers, cameras, microphones, and the like. The cluster tree topology is a form of peer-to-peer topology where most nodes are fully function devices (FFDs). Unlike a reduced function device (RFD) that performs data transmission only to an upper FFD, an FFD can communicate with multiple nodes of an upper node or a lower node. Any FFD among the FFDs may serve as a coordinator to provide a synchronization service with another node or another coordinator.

무선 센서 네트워크는 노드(또는 통신 단말 장치) 간에 각 노드에서 수집된 데이터를 낮은 데이터 전송률 및 저전력으로 전송한다. 피어 투 피어 토폴로지를 가지는 무선 네트워크의 각 노드는 무선 전파가 미치는 범위 안에 있는 임의의 다른 노드와 통신이 가능하다. 예컨대, 도 1을 참조하여, 노드 1(소스 노드)에서 노드 5(목적지 노드)로 데이터를 전송하는 경우, 데이터는 노드 1, 노드 2, 노드 3, 노드 4, 노드 5를 거쳐 전송될 수 있다. 이 때, 노드 1에서 노드 5로 데이터를 전송하는 데이터는 노드 2에서 노드 4로 전송되는 데이터(노드 2, 노드 3, 노드 4를 거쳐 전송)에 비하여 홉 수가 많기 때문에 전송이 지연될 수 있다. 즉, 통신할 노드 간에 홉 수가 큰 경우에는 QoS(Quality of Service)가 보장되지 않을 가능성이 높아진다. The wireless sensor network transmits data collected at each node between nodes (or communication terminal devices) at low data rates and low power. Each node in a wireless network with a peer-to-peer topology can communicate with any other node within range of radio waves. For example, referring to FIG. 1, when data is transmitted from node 1 (source node) to node 5 (destination node), data may be transmitted through node 1, node 2, node 3, node 4, and node 5. . In this case, the data transmitted from the node 1 to the node 5 has a larger number of hops than the data transmitted from the node 2 to the node 4 (transmitted through the node 2, the node 3, and the node 4), and thus the transmission may be delayed. In other words, if the number of hops between nodes to communicate is large, there is a high possibility that the quality of service (QoS) is not guaranteed.

개시된 기술은, 통신할 노드 간에 홉 수가 큰 경우에도 QoS를 보장할 수 있도록 하는 방법을 제공한다. 개시된 기술에 따르면, 무선 네트워크를 구성하는 각 노드는 데이터의 홉 수에 따라 전송할 데이터의 우선순위(Priority Factor)를 결정한다. 따라서, 홉 수가 많은 경우에 발생할 수 있는 전송 지연을 방지할 수 있다. 개시된 기술에 따르면, 도 1에서, 노드 1에서 노드 5로 전송되는 데이터의 홉 수 4가 노드 2에서 노드 4로 전송되는 데이터의 홉 수 2보다 크기 때문에, 노드 1에서 노드 5로 전송되는 데이터에 보다 높은 우선순위가 부여된다. 따라서, 노드 3은 노드 1에서 노드 5로 전송되는 데이터를 노드 2에서 노드 4로 전송되는 데이터보다 우선하여 먼저 전송할 수 있게 된다.
The disclosed technique provides a way to ensure QoS even when the number of hops between nodes to communicate is large. According to the disclosed technology, each node constituting the wireless network determines a priority factor of data to be transmitted according to the number of hops of the data. Therefore, it is possible to prevent transmission delay that may occur when the number of hops is large. According to the disclosed technique, in FIG. 1, since the hop number 4 of data transmitted from node 1 to node 5 is greater than the hop number 2 of data transmitted from node 2 to node 4, the data transmitted from node 1 to node 5 Higher priority is given. Accordingly, node 3 may transmit data transmitted from node 1 to node 5 in advance of data transmitted from node 2 to node 4.

도 2는 개시된 기술에 따른 우선순위(Priority Factor)가 저장되는 MAC 계층 프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 개시된 기술의 일 실시예에 따라, 각 노드는 네트워크 계층에서, 홉 수에 따른 우선순위를 결정한다. 결정된 우선순위 정보는 MAC 계층에서 사용되는 프레임에 전달된다. 도 2에 도시된 바와 같이, MAC 프레임은 Frame Control 영역, Sequence Number 영역, Address Fields로 구성되는 MAC 헤더(MHR) 부분과 Payload 영역(MAC Payload 부분), FCS(Frame Check Sequence) 영역(MFR 부분)을 포함한다. Frame Control 영역은 전송되는 프레임의 타입, 어드레스 필드의 포맷 등을 나타내는 영역으로, Frame Type은 프레임이 Beacon 프레임, Data 프레임, ACK 프레임, MAC Command 프레임 중 어느 하나의 프레임인지를 나타내며, Security Enabled 영역은 네트워크가 보안 기능을 사용할 것인지를 나타내며, Frame Pending 영역은 현재 데이터를 전송한 후에 추가적인 데이터가 있는지를 표시하며, ACK Request 영역은 프레임 전달 뒤 ACK 메시지를 보낼 것인지에 대하여 표시하고, Intra PAN 영역은 동일한 PAN 내에서 MAC 프레임을 전송하는지 또는 다른 PAN에서 MAC 프레임을 전송하는지에 따라서 결정된다. Source, Destination Addressing Mode는 3가지 모드 중 어느 하나의 모드를 나타낸다. 이 때, 우선순위 정보는 도 2의 Frame Control 영역의 Reserved 영역인 bit 7 내지 bit 9, bit 12 내지 bit 13 (총 5bits)에 저장될 수 있다. 각 노드는 Frame Control 영역으로 제공되는 우선순위를 기초로, 전송할 데이터의 스케줄링을 수행한다.
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a MAC layer frame in which a priority factor is stored according to the disclosed technology. According to one embodiment of the disclosed technique, each node determines, at the network layer, priority according to the number of hops. The determined priority information is transmitted in the frame used in the MAC layer. As shown in FIG. 2, the MAC frame includes a MAC header (MHR) portion, a payload region (MAC Payload portion), and a frame check sequence (FCS) region (MFR portion) including a frame control region, a sequence number region, and address fields. It includes. The Frame Control area indicates the type of the transmitted frame, the format of the address field, etc. The Frame Type indicates whether the frame is one of Beacon frames, Data frames, ACK frames, and MAC Command frames. Indicates whether the network will use the security function, the Frame Pending area indicates whether there is additional data after transmitting the current data, the ACK Request area indicates whether to send an ACK message after frame delivery, and the Intra PAN area indicates the same PAN. It is determined according to whether to transmit a MAC frame or another MAC frame within the PAN. The source and destination addressing modes represent any one of three modes. At this time, the priority information may be stored in bit 7 to bit 9 and bit 12 to bit 13 (total 5 bits) which are reserved areas of the frame control area of FIG. 2. Each node performs scheduling of data to be transmitted based on the priority provided to the frame control area.

도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 우선순위 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 개시된 기술에 따라, 무선 센서 네트워크의 각 노드는 홉 수에 따른 우선순위를 결정하고, 결정된 우선순위에 따라 데이터를 전송할 순서를 결정함으로써, 홉 수 증가에 따른 전송 지연 또는 전송 실패의 문제점을 해결할 수 있다. 3 is a flowchart illustrating a method of determining priorities according to an embodiment of the disclosed technology. According to the disclosed technology, each node of the wireless sensor network determines the priority according to the number of hops, and determines the order of data transmission according to the determined priority, thereby solving the problem of transmission delay or transmission failure due to the increase in the number of hops. have.

S310 단계에서, 노드는 데이터의 소스 노드에서 목적지 노드까지의 홉 수를 결정한다. 소스 노드에서 목적지 노드까지의 홉 수는 네트워크 계층(layer)의 정보로부터 결정될 수 있다. 네트워크 계층은 OSI 기본 참조 모델의 7계층 중 제3 계층에 위치하는 계층으로, 하나 또는 복수의 통신망을 통하여 단말 장치 등의 시스템 간에 데이터 전송을 한다. 네트워크 계층은 네트워크에서 시스템들의 주소를 확인하거나 시스템간에 실질적인 데이터를 전달하는데 사용된다. 예를 들어, 지그비 표준에서 정의하고 있는 지그비 네트워크 계층의 업무는, 상위 계층에서 내려온 데이터에 상황에 맞는 네트워크 식별자를 부착하여 하부 계층으로 전달, 하부 계층으로부터 올라온 데이터의 페이로드 부분을 분리하여 상위 계층으로 전달, 멀리 떨어진 노드까지 데이터가 전달될 수 있도록 멀티 홉 라우팅 경로를 설정, 새로운 네트워크를 구성할 수 있는 능력을 지원하고 주변에 존재하는 이웃 노드들의 검색 및 관리 등이 있다. 따라서, 네트워크 계층은 피어 투 피어 간의 통신에 대한 정보를 알 수 있으며, 이러한 정보를 기초로 소스 노드에서 목적지 노드까지의 홉 수를 결정할 수 있다. In step S310, the node determines the number of hops from the source node to the destination node of the data. The number of hops from the source node to the destination node can be determined from the information of the network layer. The network layer is a layer located in the third layer among the seven layers of the OSI basic reference model, and transmits data between systems such as terminal devices through one or more communication networks. The network layer is used to identify the addresses of the systems in the network or to deliver the actual data between the systems. For example, the ZigBee network layer task defined in the ZigBee standard attaches a network identifier to the lower layer by attaching a network identifier to the lower layer, and separates the payload portion of the data from the lower layer. It can be used to establish a multi-hop routing path for data to be delivered to a distant node, to support the ability to form a new network, and to discover and manage neighboring nodes in the vicinity. Thus, the network layer can know information about peer-to-peer communication and can determine the number of hops from the source node to the destination node based on this information.

홉 수가 결정되면, 노드는 홉 수에 따라 해당 데이터를 전송할 우선순위를 결정한다(S330). 홉 수를 기초로 우선순위를 결정하는 방법에는 다양한 실시 예가 존재할 수 있다. 일 실시 예로, 노드는 결정된 홉 수와 비례하도록 우선순위를 결정할 수 있다. 예컨대, 우선순위에 n개(n은 자연수, 예를 들어 n=5)의 등급을 부여한다고 가정하면, 최대 홉 수와 최소 홉 수 간을 n개의 구간(다섯 구간)으로 나누고, S310 단계에서 결정된 홉 수에 해당하는 구간의 우선순위 등급을 해당 데이터에 부여할 수 있다. When the hop number is determined, the node determines the priority to transmit the corresponding data according to the hop number (S330). Various embodiments may exist in the method of determining the priority based on the number of hops. In one embodiment, the node may determine the priority to be proportional to the determined hop number. For example, assuming that n is assigned a priority (n is a natural number, for example, n = 5), the maximum hop number and the minimum hop number are divided into n intervals (five intervals), which are determined in step S310. Priority levels of intervals corresponding to the number of hops may be assigned to the corresponding data.

다른 일 실시 예로, 노드는 S310 단계에서 결정된 홉 수와 함께 네트워크 혼잡도를 더 반영하여, 우선순위를 결정할 수 있다. 이러한 경우, 노드가 네트워크 혼잡도를 제공 받는 S320 단계가 추가된다. 네트워크 혼잡도는 네트워크 계층의 정보로부터 결정될 수 있다. 네트워크 계층은 피어 투 피어 간의 통신을 보장하는 계층으로 피어 투 피어(peer to peer) 간의 통신에 대한 정보를 일 수 있으며, 데이터 큐(data queue)를 생성하여 각 피어 투 피어 간의 전송 데이터를 관리한다. 일례로, 네트워크 혼잡도는 특정 피어 투 피어 간의 데이터 전송 지연으로 데이터 큐에 오버플로우(overflow)가 발생 횟수에 따라 결정될 수 있다. 네트워크 혼잡도 정보가 제공되면, 노드는 S330 단계에서, 상기 홉 수 및 상기 네트워크 혼잡도에 따라 해당 데이터를 전송할 우선순위(Priority Factor)를 결정한다. 홉 수 및 혼잡도를 기초로 우선순위를 결정하는 구현 예는 다양하게 존재할 수 있으며, 일례로, 노드는 상기 홉 수와 상기 혼잡도를 실질적으로 동일한 비율로 반영하여 우선순위를 결정할 수 있다. 즉, 홉 수 50%. 혼잡도 50%를 반영하여 우선순위를 결정할 수 있다. In another embodiment, the node may further determine the priority by further reflecting the network congestion degree along with the hop number determined in operation S310. In this case, step S320 in which the node is provided with network congestion is added. Network congestion may be determined from information at the network layer. The network layer is a layer that guarantees communication between peers and peers. The network layer may be information on communication between peers and peers, and creates a data queue to manage data transmitted between peers and peers. . In one example, the network congestion may be determined according to the number of occurrences of overflow in the data queue due to a delay in data transmission between a specific peer to peer. When the network congestion information is provided, the node determines a priority factor for transmitting the corresponding data according to the hop number and the network congestion in operation S330. Various implementations of determining the priority based on the hop number and the congestion may exist. For example, the node may determine the priority by reflecting the hop number and the congestion at substantially the same ratio. That is, 50% hop count. Priority can be determined by reflecting 50% congestion.

S340 단계에서, 일 실시 예에 따라, 노드는 결정된 우선순위를 MAC(Medium Access Control) 계층의 프레임 컨트롤 영역에 저장한다. MAC 계층은 OSI 기본 참조 모델의 7계층 중 제2 계층에 위치하는 데이터 링크 계층의 부 계층(sublayer) 중 하나이다. 데이터 링크 계층은 인접하는 시스템 간의 데이터 전송 제어 및 회선상을 유통하는 전송 데이터의 오류 검출 기능을 제공하며, LLC(Logical Link Control) 계층과 MAC 계층의 두 개의 부 계층이 있다. 데이터 링크 계층은 네트워크 계층에서 받은 데이터를 프레임이라는 단위로 변환하여 최하위 계층인 물리적 계층으로 보내는 작업을 수행한다. MAC 계층은 물리적 계층과 관련이 높으며, 여러 단말 장치 사이에서 네트워크의 물리적인 접속을 공유하는데 관여하고 있다. MAC 프레임은 도 2에 도시되어 있다. 이후, S350 단계에서, 노드는 MAC 프레임에 저장된 우선순위에 따라, 전송 스케줄링을 수행한다.
In operation S340, according to an embodiment, the node stores the determined priority in the frame control region of the medium access control (MAC) layer. The MAC layer is one of sublayers of the data link layer located in the second layer of the seven layers of the OSI basic reference model. The data link layer provides data transmission control between neighboring systems and error detection of transmission data circulating on a circuit. There are two sublayers of a logical link control (LLC) layer and a MAC layer. The data link layer converts the data received from the network layer into a unit called a frame and sends the data to the lowest level physical layer. The MAC layer is highly related to the physical layer, and is involved in sharing a physical connection of a network among various terminal devices. The MAC frame is shown in FIG. Then, in step S350, the node performs transmission scheduling according to the priority stored in the MAC frame.

도 4는 개시된 기술의 일 실시 예에 따라 무선 센서 네트워크에서 데이터를 전송하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a process of transmitting data in a wireless sensor network according to an embodiment of the disclosed technology.

S410 단계에서, 센서 노드는 센싱 데이터를 수집하고, 수집된 센싱 데이터에 따라 전송할 메시지를 생성한다. 데이터 전송을 위하여, S420 단계에서, 센서 노드는 MAC 계층에서의 처리를 수행하고, S430 단계에서, 네트워크 계층에서의 처리, 예컨대 네트워크 전송의 서비스 품질 등급 설정 등을 수행한다. In operation S410, the sensor node collects sensing data and generates a message to be transmitted according to the collected sensing data. For data transmission, in step S420, the sensor node performs processing in the MAC layer, and in step S430, processing in the network layer, for example, setting a quality of service level of the network transmission.

S440 단계에서, 센서 노드는 전송 프레임을 생성하고, S450 단계에서, 생성된 전송 프레임을 인접한 릴레이 노드에 전송한다. In step S440, the sensor node generates a transmission frame, and in step S450, transmits the generated transmission frame to an adjacent relay node.

S460 내지 S490 단계에서, 릴레이 노드는 수신한 데이터를 각각의 목적지 노드를 향하여 전송하기 위해 데이터 전송을 스케줄링 한다. S460 단계에서, 릴레이 노드는 네트워크 전송의 우선순위를 판단하고, S470 단계에서, 전송될 데이터가 저장된 버퍼의 스케줄링을 수행하면서 S480 단계에서, S460 단계에서 판단된 우선순위에 따라, 우선순위가 높은 전송 프레임을 먼저 전송하도록 프레임 큐 위치를 변경한다. S490 단계에서, 릴레이 노드는 스케줄링 된 바에 따라 우선순위가 높은 프레임을 우선하여 먼저 전송한다.
In steps S460 to S490, the relay node schedules data transmission to transmit the received data toward each destination node. In step S460, the relay node determines the priority of network transmission, and in step S470, while performing scheduling of a buffer in which data to be transmitted, in step S480, according to the priority determined in step S460, the transmission having a higher priority Change the frame queue position to send the frame first. In operation S490, the relay node first transmits a frame having a high priority according to the schedule.

이러한 개시된 기술인 시스템 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.While the system and apparatus disclosed herein have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for purposes of clarity of understanding, they are illustrative only and various modifications and equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. I will understand that. Accordingly, the true scope of protection of the disclosed technology should be determined by the appended claims.

Claims (7)

무선 네트워크에서 노드가 데이터를 전송하는 우선순위를 결정하는 방법에 있어서,
상기 데이터의 소스 노드에서 목적지 노드까지의 홉 수를 결정하는 단계; 및
상기 홉 수에 따라 상기 데이터를 전송할 우선순위(Priority Factor)를 결정하는 단계를 포함하는 우선순위 결정 방법.
What is claimed is: 1. A method of determining priority of a node transmitting data in a wireless network, the method comprising:
Determining a hop number from a source node to a destination node of the data; And
Determining a priority factor for transmitting the data according to the hop number.
제1항에 있어서, 상기 우선순위를 결정하는 단계는,
상기 제공받은 홉 수와 비례하도록 상기 우선순위를 결정하는 단계를 포함하는 우선순위 결정 방법.
The method of claim 1, wherein determining the priority comprises:
Determining the priority to be proportional to the provided hop number.
제1항에 있어서,
상기 결정된 우선순위를 MAC(Medium Access Control) 계층의 프레임 컨트롤 영역에 저장하는 단계를 더 포함하는 우선순위 결정 방법.
The method of claim 1,
And storing the determined priority in a frame control area of a medium access control (MAC) layer.
제1항에 있어서,
상기 우선순위에 따라, 전송 스케줄링을 수행하는 단계를 더 포함하는 우선순위 결정 방법.
The method of claim 1,
And according to the priority, performing transmission scheduling.
제1항에 있어서, 상기 우선순위를 결정하는 단계는,
상기 제공받은 홉 수와 네트워크 혼잡도에 따라 우선순위를 결정하는 단계를 포함하는 우선순위 결정 방법.
The method of claim 1, wherein determining the priority comprises:
And determining priority according to the provided hop number and network congestion.
제5항에 있어서, 상기 우선순위를 결정하는 단계는,
상기 홉 수와 상기 혼잡도를 실질적으로 동일한 비율로 반영하여 우선순위를 결정하는 단계를 포함하는 우선순위 결정 방법.
The method of claim 5, wherein determining the priority,
Determining the priority by reflecting the hop count and the congestion at substantially the same ratio.
제5항에 있어서, 상기 혼잡도는,
피어 투 피어(peer to peer) 방식의 데이터 전송 지연으로 데이터 큐에 오버플로우(overflow)가 발생 횟수에 따라 결정되는 우선순위 결정 방법.
The method of claim 5, wherein the congestion degree,
A method of determining priority that is determined by the number of occurrences of overflow in a data queue due to a peer-to-peer data transmission delay.
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