KR20130128255A

KR20130128255A - Root terminal for changing channel dynamically

Info

Publication number: KR20130128255A
Application number: KR1020120052166A
Authority: KR
Inventors: 송유승; 박상준; 고영배; 임근우; 정우성
Original assignee: 한국전자통신연구원; 아주대학교산학협력단
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-11-26

Abstract

The root terminal according to the present invention is a root terminal forming a multi-hop wireless network along with multiple wireless terminals, and includes the following parts: a first transmission/reception device measuring the condition of the current channel; a second transmission/reception device measuring the channel quality of one or more candidate channels excluding the current channel; and a control part which dynamically changes the channel of the multiple wireless terminals based on the condition of the current channel and the channel quality of the one or more candidate channels. [Reference numerals] (200) Route terminal;(AA) Internet;(BB,CC,EE,FF,GG,HH,II) Wireless terminal;(DD) Communication disrupting element

Description

ROOT TERMINAL FOR CHANGING CHANNEL DYNAMICALLY}

본 발명은 동적으로 채널을 변경하는 루트 단말에 관한 것으로서, 상세하게는 데이터 전송을 위해 사용 중인 채널의 상태가 악화되었을때, 사용 가능한 채널을 파악하여 채널을 신속하게 변경하는 무선 네트워크에서 효율적인 채널 선택을 위한 동적 채널 적응 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a root terminal that dynamically changes a channel. Specifically, when a state of a channel being used for data transmission is deteriorated, an efficient channel selection is made in a wireless network which grasps an available channel and changes a channel quickly. The present invention relates to a dynamic channel adaptation technique.

이동성이 적은 고정형 무선 네트워크는 다중 홉 경로를 구축하는 무선 단말들과 무선 단말을 관리하고 외부 네트워크 망과의 연결을 구축하는 루트 단말로 구성된다. 무선 단말들은 에너지 문제 및 장치의 성능 제한으로 인해 단일 송수신 장치를 사용하여 데이터를 전송하도록 구성되어 있으며, 루트 단말은 두 개 이상의 송수신 장치를 활용할 수 있다.The fixed mobile network with less mobility is composed of wireless terminals establishing a multi-hop path and a root terminal managing a wireless terminal and establishing a connection with an external network. Wireless terminals are configured to transmit data using a single transceiver due to energy problems and performance limitations of the device, and the root terminal may utilize two or more transceivers.

이때, 무선 통신 망은 물리계층의 표준으로서 ISM(Industrial Scientific and Medical equipment) 밴드를 활용하는 무선 표준들을 활용할 수 있다. 이러한 표준들은 ISM 밴드에 포함되어 있는 2.4GHz 및 5.0GHz 대역의 주파수를 활용한다.In this case, the wireless communication network may use wireless standards utilizing an Industrial Scientific and Medical Equipment (ISM) band as a standard of the physical layer. These standards utilize frequencies in the 2.4 GHz and 5.0 GHz bands included in the ISM band.

그런데, 이러한 ISM 밴드들은 상용망 이외에 여러 용도로 인하여 무료로 사용될 수 있는 특징이 있다. 따라서, 해당 주파수들의 전체 사용량이 비교적 큰 문제가 있다. However, these ISM bands have a feature that can be used free of charge due to various uses other than the commercial network. Therefore, there is a problem that the total usage of the corresponding frequencies is relatively large.

여러 장치에 의한 전파 방해는 해당 무선 네트워크의 전송 효율을 저하시킬 수 있는 요소가 된다. 이로 인하여 해당 무선 네트워크를 활용하는 서비스가 요구하는 서비스 품질 및 안정성을 네트워크 단에서 제공하지 못하는 문제가 발생한다.Jamming by various devices is a factor that can reduce the transmission efficiency of the wireless network. As a result, there is a problem that the network side cannot provide the service quality and stability required by the service utilizing the corresponding wireless network.

특히, 광범위한 네트워크를 포함할 수 있는 다중 홉 무선 네트워크에서는 전파 방해로 인한 전파 음영 지역이 발생하는 문제 또한 발생할 수 있다.In particular, multi-hop wireless networks, which may include a wide range of networks, may also cause a problem of radio shadow areas due to jamming.

2.4GHz 와 5.0GHz의 주파 대역은 각각 3개와 12개의 직교 채널을 제공하여 ISM 밴드를 활용하는 다른 장치들의 전파 방해를 회피할 수 있는 요소를 가지고 있다. 해당 주파 대역을 활용하는 각 무선 단말은 네트워크 초기시 가장 전파 방해가 낮은 채널을 선택하고 고정하여, 이 채널을 통하여 전파 방해를 회피할 수 있는 특징을 가지고 있다. The frequency bands of 2.4 GHz and 5.0 GHz provide three and twelve orthogonal channels, respectively, to avoid interference from other devices utilizing the ISM band. Each wireless terminal utilizing the corresponding frequency band has a feature of selecting and fixing a channel having the lowest interference at the initial stage of the network, thereby avoiding the interference.

반면, 네트워크 초기시 채널을 고정하는 방법은 네트워크의 상황이 변화함에 따라 해당 채널의 상황이 악화되어도, 해당 채널을 그대로 사용해야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제가 있음에도 불구하고 2.4GHz 와 5.0GHz의 대역을 활용하는 IEEE 802.11a/b/g/n 표준은 채널의 상황에 맞추어 현재 네트워크가 활용하고 있는 채널을 적응적으로 변경해주는 알고리즘을 제공하고 있지 않다.On the other hand, the method of fixing a channel at the beginning of the network has a problem that the corresponding channel should be used as it is even if the situation of the corresponding channel deteriorates as the network condition changes. Despite these problems, the IEEE 802.11a / b / g / n standard, which utilizes the 2.4 GHz and 5.0 GHz bands, does not provide an algorithm that adaptively changes the channel currently used by the network in accordance with the channel situation. not.

상기 문제를 해결하기 위하여 네트워크의 채널 상태를 수시로 감지하고, 채널 상태에 맞춰 적응적으로 효율이 높은 채널을 사용하는 알고리즘이 필요한 실정이다.In order to solve the above problem, there is a need for an algorithm that frequently detects a channel state of a network and adaptively uses a channel with high efficiency according to the channel state.

채널의 상황을 효율적으로 판단하기 위하여 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 패킷 전송 오류율(Packet Error Ratio, PER), 수신 신호 강도 (Received Signal Strength, RSS) 등의 물리 계층 파라미터들을 활용할 수 있다. SNR 및 PER, RSS 값은 무선 단말이 자신에게 수신 된 패킷을 성공적으로 해독한 후 얻을 수 있는 값들이다. Physical layer parameters such as Signal to Noise Ratio (SNR), Packet Error Ratio (PER), and Received Signal Strength (RSS) can be used to effectively determine the channel status. . The SNR, PER, and RSS values are the values that can be obtained after the wireless terminal successfully decrypts the packet received by the wireless terminal.

반면, 단일 송수신 장치만을 사용하고 있는 일반 무선 단말들이 설치된 경우, 해당 무선 단말들은 다른 채널의 상황을 인지하기 위하여 사용 중인 송수신 장치의 채널을 변경해야 하기 때문에 채널을 변경하는 순간 다른 무선 단말과의 데이터 전송이 끊기게 된다. 따라서, 다른 채널의 상황을 판단하기 위해서는 다른 무선 단말 간의 통신을 통해 측정할 수 있는 SNR, PER 및 RSS를 활용할 수 없다. On the other hand, when general wireless terminals using only a single transceiver are installed, the wireless terminals need to change the channel of the transceiver in use in order to recognize the situation of the other channel. The transmission will be lost. Therefore, in order to determine the situation of other channels, it is not possible to utilize SNR, PER, and RSS that can be measured through communication between different wireless terminals.

본 발명이 해결하려는 과제는 무선 단말이 사용중인 채널의 상태가 악화되었을 때 사용 가능한 채널로 변경하는 루트 단말을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a root terminal for changing to a usable channel when the state of the channel being used by the wireless terminal deteriorates.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 물리 계층에서 계산 가능한 신호대잡음비와 채널 통신 여부 평가(CCA, Clear Channel Assessment) 값을 사용하여 사용 가능한 후보 채널 중 상태가 기존 채널보다 좋은 채널을 선택하여 동적으로 채널을 변경하는 루트 단말을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to select a channel having a better state than the existing channel using a channel-to-noise ratio (CCA) value that can be calculated in the physical layer and a channel communication clear (CCA) value to dynamically select a channel. It is to provide a root terminal to change.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 사용 가능한 채널이 다수 개가 있을 경우, 주변 무선 단말들의 채널 상황 정보를 수집하여 가장 효율적인 채널을 선택하는 루트 단말을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a root terminal for selecting the most efficient channel by collecting channel state information of neighboring wireless terminals when there are a plurality of available channels.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 선택된 채널 정보를 모든 무선 단말에게 전달하여 네트워크 전체의 채널을 실시간적으로 변경하는 루트 단말을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a root terminal for changing the channel of the entire network in real time by delivering the selected channel information to all wireless terminals.

본 발명에 따른 루트 단말은 복수의 무선 단말과 무선 다중 홉 네트워크를 구성하는 루트 단말로서, 현재 채널의 상태를 측정하는 제1 송수신 장치, 상기 현재 채널을 제외한 하나 이상의 후보 채널들의 채널 품질을 측정하는 제2 송수신 장치, 그리고 상기 현재 채널의 상태 및 상기 하나 이상의 후보 채널들의 채널 품질을 토대로 상기 복수의 무선 단말의 채널을 동적으로 변경하는 제어부를 포함한다. The root terminal according to the present invention is a root terminal constituting a wireless multi-hop network with a plurality of wireless terminals, the first transmitting and receiving device for measuring the state of the current channel, measuring the channel quality of one or more candidate channels except the current channel And a second transmitting and receiving device, and a controller for dynamically changing channels of the plurality of wireless terminals based on the state of the current channel and the channel quality of the one or more candidate channels.

본 발명에 따르면 상술한 바와 같이, 통신을 사용하고 있는 현재 채널의 상태를 신속하고 정확하게 파악할 수 있다. According to the present invention, as described above, it is possible to quickly and accurately grasp the state of the current channel using the communication.

또한, 데이터를 받을 수 없어 신호대잡음비 값을 계산할 수 없는 후보 채널들의 정확한 상황 파악을 위하여 CCA 를 사용하여 측정하므로 효율적으로 모든 채널의 상태를 파악할 수 있다. In addition, the CCA is used to determine the exact situation of candidate channels that cannot receive data and cannot calculate the signal-to-noise ratio value.

또한, 채널 변경 알고리즘을 통하여 사용 중인 채널을 효율이 더 높은 채널로 변경하게 되므로 전송률, 전송량 및 안정성 면에서 성능을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since the channel being used is changed to a channel having higher efficiency through a channel change algorithm, there is an effect of improving performance in terms of transmission rate, transmission amount, and stability.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 환경의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 채널 요청을 하기 위한 무선 단말을 선택하는 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 요청을 하기 위한 무선 단말을 선택하는 방법을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말이 후보 채널들의 CCA 감지를 위하여 채널을 변경할 경우 네트워크 상황을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 패킷을 송수신 했을 때의 무선 단말의 동작을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 루트 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 루트 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 단말의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 단말의 동작을 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram of a wireless network environment according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates a method of selecting a wireless terminal for making a channel request according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a method of selecting a wireless terminal for making a channel request according to another embodiment of the present invention.
4 illustrates a network situation when a wireless terminal changes a channel for CCA detection of candidate channels according to an embodiment of the present invention.
5 shows an operation of a wireless terminal when transmitting and receiving a control packet according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing the configuration of a root terminal according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating the operation of a root terminal according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless terminal according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating the operation of a wireless terminal according to another embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 이동국(mobile station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(mobile terminal, MT), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장치(user equipment, UE), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile sation, HR-MS) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Throughout the specification, a mobile station (MS) is referred to as a terminal, a mobile terminal (MT), a subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS) terminal, an AT, a user equipment (UE), a high reliability mobile station (HR-MS), etc., May include the functions of

또한, 기지국(base station, BS)은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 고신뢰성 기지국(high reliability base sation, HR-BS) 등을 지칭할 수도 있고, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In addition, a base station (BS) includes a node B, an evolved node B, an eNodeB, an access point (AP), a radio access station (RAS) an eNodeB, an AP, a RAS, a BTS, an MMR-BS, a high-reliability base station (BTS), a base transceiver station (BTS) BS, and the like.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 환경의 구성도이다.1 is a block diagram of a wireless network environment according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선 네트워크 환경은 송수신 장치(100)가 두 개 이상 장착된 루트 단말(200)과 송수신 장치(100)를 한 개 장착한 복수개의 무선 단말(300) 간의 무선 다중 홉 네트워크로 구현된다. Referring to FIG. 1, a wireless network environment includes a wireless multi-hop network between a root terminal 200 having two or more transceivers 100 and a plurality of wireless terminals 300 having one transceiver 100. Is implemented.

이때, 네트워크는 타 네트워크 기기 및 재밍 기기로 인하여 통신 방해를 받을 수 있고, 이로 인하여 현재 사용 중인 채널의 상태가 악화될 수 있다고 가정한다.In this case, it is assumed that the network may be interrupted by other network devices and jamming devices, and thus, the state of a channel currently being used may be deteriorated.

루트 단말(200)은 두 개 이상의 송수신 장치(100)를 장착하여 무선 단말(300)과 다중 홉 토폴로지를 구축하여 네트워크를 형성한다. 그리고 각 무선 단말(300)은 하나의 송수신 장치(100)를 장착하여 데이터를 송수신한다. The root terminal 200 is equipped with two or more transceivers 100 to form a multi-hop topology with the wireless terminal 300 to form a network. And each wireless terminal 300 is equipped with one transceiver 100 to transmit and receive data.

루트 단말(200)은 두 개 이상의 송수신 장치(100) 중 하나의 송수신 장치(100)를 다른 무선 단말(300)과 데이터 통신을 위하여 사용하며, 데이터 통신을 위하여 무선 단말(300)과의 채널을 통일한다. The root terminal 200 uses one transceiver of the two or more transceivers 100 for data communication with another radio terminal 300 and uses a channel with the radio terminal 300 for data communication. To unify.

루트 단말(200)은 데이터 통신을 위하여 사용하는 송수신 장치(100)를 제외한 나머지 송수신 장치(100)를 이용하여 실시간으로 채널을 변경하면서 각 채널의 채널 통신 여부 평가(Clear Channel Assessmnet, 이하, CCA로 통칭함) 값을 감지한다. 여기서, CCA 값은 순수 대기 중 에너지 사용량 만을 측정하여 해당 채널의 품질을 감지할 수 있다.The root terminal 200 evaluates the channel communication status of each channel while changing channels in real time using the remaining transceiver 100 except for the transceiver 100 used for data communication (Clear Channel Assessmnet, hereinafter referred to as CCA). Collective value) Here, the CCA value can measure the quality of the corresponding channel by measuring only the energy consumption of pure air.

무선 단말(300)은 송수신 장치(100)를 루트 단말(200)이 사용하고 있는 채널과 통일하여 데이터를 전송한다. 무선 단말(300)은 송수신 장치(100)가 하나밖에 없기 때문에 주기적인 각 채널에 대한 CCA를 감지하지 않는다. The wireless terminal 300 transmits data by unifying the transceiver 100 with the channel used by the root terminal 200. The wireless terminal 300 does not detect the CCA for each periodic channel because there is only one transceiver 100.

무선 단말(300)은 채널 변경을 위해 루트 단말(200)이 요청할 경우에만 후보 채널들의 CCA를 감지하여 루트 단말(200)에게 전송한다. The wireless terminal 300 detects the CCA of candidate channels only when the root terminal 200 requests for channel change and transmits the CCA to the root terminal 200.

이때, 무선 단말(300)이 각 채널에 대한 CCA를 감지하지 않는 이유는 CCA를 감지하기 위하여 사용 중인 채널을 변경하게 되면, 다른 무선 단말(300) 및 루트 단말(200)과의 연결이 끊어지기 때문이다. 또한, 채널이 변경된 상태에서 데이터를 송신 및 수신 할 수 없어 네트워크의 데이터 처리량이 감소되는 것을 방지하기 위함이다.In this case, the reason why the wireless terminal 300 does not detect the CCA for each channel is that if the channel being used to detect the CCA is changed, the connection with the other wireless terminal 300 and the root terminal 200 is lost. Because. In addition, it is to prevent the data throughput of the network is reduced because the data can not be transmitted and received in the changed channel state.

루트 단말(200)은 무선 네트워크에서 사용 중인 채널의 상태가 데이터 전송에 영향을 미칠 정도로 악화되었을 때, 이것을 감지하고 사용 가능한 채널을 인지하여 채널을 신속하게 변경할 수 있다. When the state of the channel being used in the wireless network is deteriorated to the extent that affects the data transmission, the root terminal 200 may detect the available channel and recognize the available channel to quickly change the channel.

루트 단말(200)은 무선 단말(300)과의 데이터 통신을 통하여 수신 받고 있는 패킷의 신호 대 잡음비를 계산할 수 있다. 루트 단말(200)은 수신한 패킷들의 신호 대 잡음비의 이동 평균을 구하여 현재 사용되고 있는 채널의 상황을 감지한다.The root terminal 200 may calculate a signal-to-noise ratio of a packet being received through data communication with the wireless terminal 300. The root terminal 200 obtains a moving average of signal-to-noise ratios of the received packets and detects a situation of a channel currently being used.

루트 단말(200)은 사용 가능한 모든 채널의 상황을 파악하기 위하여 하나의 송수신 장치(100)의 채널을 주기적으로 변경한다. The root terminal 200 periodically changes a channel of one transceiver 100 in order to grasp the situation of all available channels.

이때, 송수신 장치(100)는 채널을 변경할 때마다 각 채널의 CCA 값을 측정하고, 각 채널 CCA 값의 이동 평균을 구하여 기록한다.At this time, the transceiver 100 measures the CCA value of each channel every time the channel is changed, obtains and records a moving average of each channel CCA value.

여기서, 이동 평균은 주기적으로 감지하는 CCA 값 중에서 가장 최근에 값들만 반영하여 평균을 구하는 방식이다. 즉 모든 CCA 값 들 중에 최근 X개의 CCA 값만 반영하여 평균을 계산하며, CCA 값들이 계속 변하기 때문에 이동 평균이라고 정의된다.Here, the moving average is a method of obtaining the average by reflecting only the most recent values among the CCA values periodically detected. That is, the average is calculated by reflecting only the latest X CCA values among all CCA values, and since the CCA values are continuously changing, it is defined as a moving average.

그리고 주기적으로 변경하는 채널의 순서는 순환 순서 방식을 통하여 각 채널의 CCA를 공평하게 감지한다. 각 채널의 CCA 감지를 위한 순환 순서 방식은 현재 데이터를 전송하고 있는 송수신 장치(100)가 사용하고 있는 채널의 CCA 감지를 포함한다. In addition, the order of periodically changing channels detects the CCA of each channel evenly through a cyclic order method. The cyclic order method for detecting the CCA of each channel includes the CCA detection of the channel being used by the transceiver 100 that is currently transmitting data.

여기서, 모든 채널의 상황을 계산하기 위하여 CCA 값을 계산하는 이유는 CCA 값은 해당 채널에서 데이터가 송-수신 되지 않아도 계산할 수 있는 값이기 때문이다. 현재 사용 중인 채널은 수시로 데이터를 송-수신 하고 있기 때문에 대신 신호 대 잡음비를 통하여 악화 상황을 감지할 수 있다.Here, the reason for calculating the CCA value in order to calculate the status of all channels is that the CCA value can be calculated even if the data is not transmitted or received in the channel. Since the current channel is transmitting and receiving data from time to time, the deterioration can be detected through the signal-to-noise ratio instead.

루트 단말(200)은 가장 최근에 수신한 패킷의 신호 대 잡음비가 이동 평균 신호 대 잡음비에 비해 임계값(SNR_Threshold) 이상으로 낮을 경우, 현재 사용 채널의 이상 발생을 판단한다. 여기서, 루트 단말(200)에서 사용하는 임계값(SNR_Threshold)은 환경 및 네트워크의 상황에 따라 가변적일 수 있는 값이다. If the signal-to-noise ratio of the most recently received packet is lower than the threshold value SNR_Threshold compared to the moving average signal-to-noise ratio, the root terminal 200 determines that an abnormality of the currently used channel occurs. Here, the threshold value SNR_Threshold used by the root terminal 200 is a value that may vary according to circumstances of the environment and the network.

이때, 임계값(SNR_Threshold)이 높을 경우, 이상 발생 판단 정도가 높아져 환경에 대한 반응성이 높아진다. 또한, 임계값(SNR_Threshold)이 낮을 경우, 이상 발생 판단 정도가 낮아져 심각한 환경 문제가 발생하지 않은 이상 네트워크가 반응하지 않게 된다. At this time, when the threshold value SNR_Threshold is high, the degree of abnormality determination is increased and the responsiveness to the environment is increased. In addition, when the threshold value SNR_Threshold is low, the degree of abnormality determination is lowered so that the network does not react unless a serious environmental problem occurs.

루트 단말(200)은 임계값(SNR_Threshold)을 통해 현재 사용 채널의 이상 발생을 판단할 경우, 사용 가능한 모든 후보 채널의 CCA 값을 현재 사용 중이던 채널의 CCA 값과 비교한다. 여기서, 사용 가능한 모든 후보 채널의 CCA 값과 현재 사용 중이던 채널의 CCA 값을 비교할 경우, 현재 사용 중인 채널의 CCA 값은 현재 전송 중인 데이터 트래픽의 영향도 포함한다. The root terminal 200 compares the CCA values of all available candidate channels with the CCA values of the channels currently being used when determining that an abnormal occurrence of the current using channel is determined through the threshold value SNR_Threshold. Here, when comparing the CCA values of all available candidate channels with the CCA values of the channels currently in use, the CCA values of the channels currently in use include the influence of data traffic currently being transmitted.

만약, 후보 채널이 선정될 경우, 이 데이터 트래픽의 영향이 후보 채널에게 전가되기 때문에 현재 사용 중인 채널의 CCA 값에서 데이터 트래픽의 영향을 제외하여야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 다음 수학식들을 사용한다. If the candidate channel is selected, since the influence of the data traffic is transferred to the candidate channel, the influence of the data traffic should be excluded from the CCA value of the channel currently being used. To achieve this goal, the following equations are used.

수학식 1 및 2에서 TP는 신호 대 잡음비 계산에서 이상 발생이 판단되었을 당시의 데이터 처리량 값을 의미한다.In Equations 1 and 2, TP denotes a data throughput value when an abnormality is determined in the signal-to-noise ratio calculation.

또한, TP_Max 와 TP_Min는 현재 사용 중인 채널 k을 사용할 당시의 최대 및 최소 데이터 처리량 값을 의미한다.In addition, TP _Max and TP _Min refer to the maximum and minimum data throughput values when using the current channel k.

또한, CCA(ch_k)은 루트 단말(200)에서 측정한 현재 CCA 값,

은 채널 k를 사용 중에 TP_Max 가 기록되었을 때의 CCA 값을 의미한다.In addition, CCA (ch _k ) is the current CCA value measured by the root terminal 200,

TP _Max while using channel k Means the CCA value when is recorded.

또한,

은 채널 k를 사용 중에 TP_Min 가 기록되었을 때의 CCA 값을 의미한다. Also,

TP _Min while using channel k Means the CCA value when is recorded.

수학식 1을 통하여 루트 단말(200)은 데이터 처리량이 최대일 경우와 최소일 경우의 CCA 값을 구하여 데이터 전송이 CCA에 미치는 영향을 계산할 수 있다. 그리고 계산된 CCA 값은 수학식 2와 같이 루트 단말(200)이 측정한 현재 CCA 값에서 데이터 전송이 주는 영향을 제외하여 보다 정확한 CCA 값 비교를 할 수 있다.Through Equation 1, the root terminal 200 may calculate the influence of the data transmission on the CCA by obtaining a CCA value when the data throughput is maximum and minimum. The calculated CCA value may be compared with the CCA value more accurately by excluding the influence of data transmission from the current CCA value measured by the root terminal 200 as shown in Equation 2.

이처럼, 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 사용 중이던 채널의 CCA 값 보다 좋은 CCA 값을 가지고 있는 후보 채널이 없을 경우, 루트 단말(200)은 현재 사용 중인 채널을 변경하지 않고 사용한다.As such, when there is no candidate channel having a better CCA value than the CCA value of the channel being used, Equation 1 and Equation 2, the root terminal 200 is used without changing the current channel.

반면, 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 사용 중이던 채널의 CCA 값 보다 좋은 CCA 값을 가지고 있는 후보 채널이 하나 있을 경우, 루트 단말(200)은 데이터 전송을 위하여 사용하고 있는 송수신 장치의 채널을 해당 채널로 변경한다. 그리고 무선 단말(300)의 채널을 변경하기 위한 제어 패킷에 해당 채널의 정보를 포함하여 모든 무선 단말(300)에게 전송한다.On the other hand, if there is one candidate channel having a better CCA value than the CCA value of the channel being used using Equations 1 and 2, the root terminal 200 uses the channel of the transceiver used for data transmission. Change to the channel. The control packet for changing the channel of the wireless terminal 300 is transmitted to all the wireless terminals 300 including the information of the corresponding channel.

또한, 수학식 1 및 수학식 2를 이용하여 사용 중이던 채널의 CCA 값 보다 좋은 CCA 값을 가지고 있는 후보 채널이 다수 개 존재할 경우, 루트 단말(200)은 무선 단말(300)의 채널 상황을 파악하기 위하여 채널 요청 메시지를 전송한다. 이러한 채널 요청 메시지는 좋은 CCA 값을 가지고 있는 모든 후보 채널에 대한 정보를 포함한다. In addition, when there are a plurality of candidate channels having a better CCA value than the CCA value of the channel being used using Equation 1 and Equation 2, the root terminal 200 determines the channel status of the wireless terminal 300. Send a channel request message. This channel request message contains information about all candidate channels that have good CCA values.

이처럼, 루트 단말(200)은 각 무선 단말(300)이 단일 채널을 통해 데이터를 전송하는 무선 네트워크 통신 망에서 현재 사용 중인 채널에 문제가 발생하였을 때, 이 문제를 신속하게 감지하여 네트워크의 문제를 인지한다. 그리고 자신이 감지한 현재 채널의 상태 및 다른 후보 채널들의 상태를 비교하여 가장 효율이 높은 채널을 선택한다. 그리고 새로운 채널 선택 후 각 무선 단말(300)에게 이 정보를 브로드캐스트 하여 네트워크 전체를 해당 채널로 변경시킨다. 이렇게 하면, 무선 단말(300)들의 사용 중인 채널이 악화될 경우 이를 신속하게 변경하여 각 무선 단말(300)의 데이터 전송 효율 및 안정성을 유지할 수 있다.As such, when a problem occurs in a channel currently being used in a wireless network communication network in which each wireless terminal 300 transmits data through a single channel, the root terminal 200 quickly detects the problem to detect a network problem. Be aware. Then, the channel having the highest efficiency is selected by comparing the state of the current channel detected by the self and the state of other candidate channels. And after selecting a new channel broadcasts this information to each wireless terminal 300 to change the entire network to the corresponding channel. In this way, when the busy channel of the wireless terminals 300 is deteriorated, it may be quickly changed to maintain data transmission efficiency and stability of each wireless terminal 300.

한편, 채널 요청을 하기 위한 무선 단말(300)들을 선택하기 위하여 다음과 같은 두 가지 방법을 사용할 수 있다.Meanwhile, the following two methods may be used to select the wireless terminals 300 for the channel request.

먼저, 한 가지 방법은 도 2와 같다. 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 채널 요청을 하기 위한 무선 단말을 선택하는 방법을 나타낸다.First, one method is the same as FIG. 2 illustrates a method of selecting a wireless terminal for making a channel request according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 데이터를 전송하던 무선 단말의 채널 상황을 우선적으로 고려하는 경우, 채널 요청 메시지의 전송을 나타낸다. 즉 루트 단말(200)이 채널을 변경하기 위하여 무선 단말(300)의 정보를 수신할 때, 정보를 수신하는 무선 단말(300)을 현재 데이터를 전송하고 있는 무선 단말(303)로 제한하였을 때의 결과를 반영한다. Referring to FIG. 2, when the channel condition of the wireless terminal that has been transmitting data is considered first, the transmission of a channel request message is illustrated. That is, when the root terminal 200 receives the information of the wireless terminal 300 to change the channel, when the root terminal 200 limits the wireless terminal 300 that receives the information to the wireless terminal 303 that is currently transmitting data. Reflect the results.

이때, 임의의 무선 단말(301)은 데이터를 전송하는 하나 이상의 무선 단말(303)에게 다중 홉으로 채널 요청 메시지를 전송하고, 데이터를 전송하고 있는 단말(303)은 자신의 채널 상황을 감지하여 다중 홉으로 루트 단말(200)에게 채널 요청 메시지를 전송한다. 즉 채널 요청 메시지를 수신한 무선 단말(303)은 메시지 안에 포함된 후보 채널의 정보를 기록한 후, 각 채널의 CCA를 채널 응답 메시지에 기록하여 루트 단말(200)에게 전송한다. In this case, any wireless terminal 301 transmits a channel request message to the one or more wireless terminals 303 transmitting data in multiple hops, and the terminal 303 transmitting data detects its own channel condition. The hop transmits a channel request message to the root terminal 200. That is, after receiving the channel request message, the wireless terminal 303 records the information of the candidate channel included in the message, and then records the CCA of each channel in the channel response message and transmits it to the root terminal 200.

또한, 다른 방법은 도 3과 같다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 채널 요청을 하기 위한 무선 단말을 선택하는 방법을 나타낸다.In addition, another method is the same as FIG. 3 illustrates a method of selecting a wireless terminal for making a channel request according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 루트 단말(200)과 단일 홉 거리에 존재하는 무선 단말(305)의 채널 상황을 우선적으로 고려하는 경우의 채널 요청 메시지 전송을 나타낸다. 즉 루트 단말(200)이 채널을 변경하기 위하여 무선 단말(305)의 정보를 수신할 때, 정보를 수신하는 무선 단말(305)을 루트 단말(200)에 단일 홉 거리에 존재하는 무선 단말(305)로 제한하였을 때의 결과를 반영한다. Referring to FIG. 3, a channel request message is transmitted when the channel situation of the wireless terminal 305 existing at a single hop distance from the root terminal 200 is considered first. That is, when the root terminal 200 receives the information of the radio terminal 305 to change the channel, the radio terminal 305 receiving the information is present in the root terminal 200 at a single hop distance from the radio terminal 305. Reflect the results when limited to).

루트 단말(200)에 근접한 무선 단말(305)의 채널 상황을 우선적으로 고려할 경우, 루트 단말(200)과 단일 홉 거리에 존재하는 무선 단말(305)들에게 단일 홉으로 채널 요청 메시지를 전송한다. 그러면, 루트 단말(200)과 단일 홉 거리에 존재하는 무선 단말(305)들은 자신의 채널 상황을 감지하여 단일 홉으로 루트 단말(200)에게 전송한다. When the channel situation of the wireless terminal 305 near the root terminal 200 is considered first, the channel request message is transmitted in a single hop to the wireless terminals 305 which exist at a single hop distance from the root terminal 200. Then, the wireless terminals 305 present at a single hop distance from the root terminal 200 detect their own channel conditions and transmit them to the root terminal 200 as a single hop.

이때, 채널 요청 메시지를 수신한 무선 단말(305)은 채널 요청 메시지 안에 포함된 후보 채널의 정보를 기록한 후, 각 채널의 CCA를 채널 응답 메시지에 기록하여 루트 단말(200)에게 전송한다. 여기서, 각 무선 단말(305)은 채널 요청 메시지를 수신하면, 사용하고 있는 송수신 장치(100)를 채널 요청 메시지 안에 포함된 후보 채널로 변경한 후 CCA 값을 기록한다.In this case, the wireless terminal 305 receiving the channel request message records the information of the candidate channel included in the channel request message, and then records the CCA of each channel in the channel response message and transmits the information to the root terminal 200. In this case, when the wireless terminal 305 receives the channel request message, the wireless terminal 305 changes the transmitting and receiving device 100 to a candidate channel included in the channel request message and then records the CCA value.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 단말이 후보 채널들의 CCA 감지를 위하여 채널을 변경할 경우 네트워크 상황을 나타낸다.4 illustrates a network situation when a wireless terminal changes a channel for CCA detection of candidate channels according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 루트 단말(200)이 채널을 변경하기 위하여 무선 단말(307)의 정보를 수신할 때, 무선 단말(307)이 후보 채널들의 CCA를 감지하는 과정에서 채널을 변경함에 따라 이웃 무선 단말(300) 간 연결성이 끊어지는 현상을 보여주고 있다. CCA 감지시 채널을 변경하기 때문에 CCA를 감지하는 무선 단말(307)은 다른 무선 단말(300)에게 데이터를 전송할 수 없다.Referring to FIG. 4, when the root terminal 200 receives the information of the wireless terminal 307 to change the channel, the wireless terminal 307 changes the channel in the process of detecting the CCA of the candidate channels. The connection between the wireless terminals 300 is broken. Since the channel is changed when the CCA is detected, the wireless terminal 307 detecting the CCA cannot transmit data to the other wireless terminal 300.

다수 개의 후보 채널을 선택하여 채널 요청 메시지를 전송하고 채널 응답 메시지를 수신한 루트 단말(200)은 선택한 후보 채널 중 가장 효율이 높은 채널을 선택한다. 각 채널의 효율은 루트 단말(200)이 계산한 CCA 이동 평균 값과, 해당 무선 단말(307)이 계산한 CCA 값을 포함하여 가장 계산합이 높은 채널을 선택한다.The root terminal 200 selecting a plurality of candidate channels to transmit a channel request message and receiving a channel response message selects a channel having the highest efficiency among the selected candidate channels. The efficiency of each channel includes the CCA moving average value calculated by the root terminal 200 and the CCA value calculated by the wireless terminal 307, and selects the channel having the highest sum of calculations.

현재 사용하고 있는 채널을 대체할 후보 채널 중 가장 효율적인 채널을 선택한 루트 단말(200)은 데이터 전송을 위하여 사용하고 있는 송수신 장치(100)의 채널을 해당 채널로 변경하고, 무선 단말(307)의 채널을 변경하기 위한 제어 패킷에 해당 채널의 정보를 포함하여 모든 무선 단말(300)에게 전송한다.The root terminal 200 which has selected the most efficient channel among the candidate channels to replace the currently used channel changes the channel of the transceiver 100 used for data transmission to the corresponding channel, and the channel of the wireless terminal 307. It transmits to all the wireless terminal 300 including the information of the channel in the control packet for changing the.

무선 단말(307)의 채널을 변경하기 위하여 채널의 정보가 포함된 제어 패킷을 수신한 무선 단말(307)은 패킷 안에 포함된 채널 정보를 기록하고 해당 제어 패킷을 재 브로드캐스트 한다. 이때, 패킷이 브로드캐스트 된 이후 무선 단말(307)은 자신의 채널을 변경하여 루트 단말(200)과의 무선 통신을 재개한다.In order to change the channel of the wireless terminal 307, the wireless terminal 307 that receives the control packet including the channel information records the channel information included in the packet and re-broadcasts the corresponding control packet. At this time, after the packet is broadcast, the wireless terminal 307 changes its channel to resume wireless communication with the root terminal 200.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 패킷을 송수신 했을 때의 무선 단말의 동작을 나타낸다. 5 shows an operation of a wireless terminal when transmitting and receiving a control packet according to an embodiment of the present invention.

이때, 루트 단말(200)에서 무선 단말(300)의 채널을 변경하기 위하여 전송하는 제어 패킷의 전송 상태를 나타낸다. At this time, the root terminal 200 shows the transmission state of the control packet transmitted to change the channel of the wireless terminal 300.

도 5를 참조하면, 처음 루트 단말(200)은 변경 채널의 정보가 포함된 제어 패킷을 브로드캐스트한다. 브로드캐스트 패킷을 수신한 무선 단말(300)은 패킷 안에 포함된 채널 정보를 기록하고 해당 제어 패킷을 재 브로드캐스트 한다. 패킷이 브로드캐스트 된 이후 무선 단말(300)은 자신의 채널을 변경하여 루트 단말(200)과의 무선 통신을 재개한다.Referring to FIG. 5, the first root terminal 200 broadcasts a control packet including information on a change channel. Upon receiving the broadcast packet, the wireless terminal 300 records channel information included in the packet and re-broadcasts the corresponding control packet. After the packet is broadcast, the wireless terminal 300 changes its channel to resume wireless communication with the root terminal 200.

이때, 도 5의 ①은 루트 단말(200)의 제어 패킷 전송 상태를 나타낸다. 도 5의 ②는 무선 단말(300)의 제어 패킷 수신 후, 재전송 상태를 나타낸다. 도 5의 ③은 무선 단말(300)이 제어 패킷을 전송한 후, 자신의 채널을 변경하는 상태를 나타낸다. In this case, ① in FIG. 5 indicates a control packet transmission state of the root terminal 200. ② in FIG. 5 shows a retransmission state after the control packet is received by the wireless terminal 300. 5 shows a state in which the wireless terminal 300 changes its own channel after transmitting the control packet.

무선 단말(300)은 채널이 변경된 후, 데이터 전송을 재개할 수 있다. 루트 단말(200)은 채널 변경 후 하나의 송수신 장치(100)를 무선 단말(300)과 통신하는데 사용한다. 루트 단말(200)은 나머지 송수신 장치(100)를 순환 순서 방식을 통하여 각 채널의 CCA 값을 계산하는데 사용한다.The wireless terminal 300 may resume data transmission after the channel is changed. The root terminal 200 uses one transceiver device 100 to communicate with the wireless terminal 300 after a channel change. The root terminal 200 uses the remaining transceiver 100 to calculate the CCA value of each channel through a cyclic order method.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 루트 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram showing the configuration of a root terminal according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 루트 단말(200)은 송수신 장치(100) 및 제어부(210)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the root terminal 200 includes a transceiver 100 and a controller 210.

여기서, 송수신 장치(100)는 제1 송수신장치(101) 및 제2 송수신장치(103)를 포함한다. 즉 루트 단말(200)은 둘 이상의 송수신 장치(101, 103)를 포함한다.Here, the transceiver 100 includes a first transceiver 101 and a second transceiver 103. That is, the root terminal 200 includes two or more transmitting and receiving devices 101 and 103.

따라서, 루트 단말(200)은 다중 인터페이스 즉 둘 이상의 송수신장치(101, 103)를 사용하여 신호대잡음비(SNR) 및 CCA 값을 활용하여 현재 채널 및 다른 후보 채널들의 채널 상황을 감지한다. Accordingly, the root terminal 200 detects the channel status of the current channel and other candidate channels by using the signal-to-noise ratio (SNR) and the CCA value using multiple interfaces, that is, two or more transceivers 101 and 103.

이때, 제1 송수신장치(101)는 현재 채널의 신호대잡음비를 측정하여 현재 채널의 상태를 측정한다.At this time, the first transceiver 101 measures the signal-to-noise ratio of the current channel to measure the current channel state.

제2 송수신장치(103)는 하나 이상의 후보 채널들의 채널 상황을 감지한다.The second transceiver 103 detects a channel condition of one or more candidate channels.

제어부(210)는 무선 네트워크에서 신호대잡음비 및 CCA 값을 활용하여 현재 채널 및 다른 후보 채널들의 채널 상황을 감지한다. The controller 210 detects the channel status of the current channel and other candidate channels by using the signal-to-noise ratio and the CCA value in the wireless network.

이때, 제어부(210)는 현재 채널 사용의 문제 감지시 CCA 값을 비교하여 사용 가능한 후보 채널을 선택한다. 그리고 일반 무선 단말이 사용하는 채널의 CCA 값을 감지하기 위하여 채널 요청 메시지를 전송한다. 그리고 무선 단말(300) 및 루트 단말(200)의 CCA 값을 합산하여 가장 효율적인 채널을 선택한다. 그리고 선택한 채널을 무선 단말(300)에게 브로드캐스팅한다.At this time, the controller 210 selects an available candidate channel by comparing the CCA value when detecting a problem of the current channel use. The channel request message is transmitted to detect the CCA value of the channel used by the general wireless terminal. The CCA values of the wireless terminal 300 and the root terminal 200 are summed to select the most efficient channel. The selected channel is broadcasted to the wireless terminal 300.

또한, 제어부(210)는 제1 송수신장치(101)가 측정한 현재 채널의 신호대잡음비의 이동 평균을 계산하여 기록한다.In addition, the controller 210 calculates and records a moving average of the signal-to-noise ratio of the current channel measured by the first transceiver 101.

또한, 제어부(210)는 제1 송수신장치(101)가 측정한 현재 채널의 CCA 값 및 제2 송수신장치(103)가 측정한 하나 이상의 후보 채널들의 CCA 값을 측정하여 이동 평균을 계산하여 기록한다.In addition, the controller 210 calculates and records a moving average by measuring the CCA value of the current channel measured by the first transceiver 101 and the CCA value of one or more candidate channels measured by the second transceiver 103. .

또한, 제어부(210)는 제1 송수신장치(101)가 측정한 신호대잡음비를 통한 현재 채널 사용 문제가 감지되면, 계산된 CCA 값들의 이동 평균을 비교하여 현재 채널 보다 효율이 높은 채널을 후보 채널로 선정한다. 이때, 현재 채널의 CCA 값을 계산할 때, 데이터 전송이 CCA 값에 미치는 영향을 고려하여 해당 값을 제외하여 비교한다.In addition, when a current channel usage problem is detected through the signal-to-noise ratio measured by the first transceiver 101, the controller 210 compares the calculated moving averages of the CCA values to candidate channels having higher efficiency than the current channel. Select. At this time, when calculating the CCA value of the current channel, in consideration of the effect of the data transmission on the CCA value, the comparison except the corresponding value.

여기서, 제어부(210)는 CCA 값의 이동 평균을 사용하여 현재 채널 보다 효율이 높은 채널이 후보 채널로 없을 경우, 현재 채널을 유지한다. 그리고 CCA 값의 이동 평균을 사용하여 현재 채널 보다 효율이 높은 채널이 후보 채널로 하나 존재할 경우, 해당 채널로 강제 변경한다. 이때, 제어 패킷을 전송하여 모든 무선 단말(300)의 채널을 변경한다.In this case, the controller 210 maintains the current channel when there is no channel having a higher efficiency than the current channel using the moving average of the CCA value. In addition, if one channel having a higher efficiency than the current channel exists as a candidate channel using the moving average of the CCA value, the channel is forcibly changed to the corresponding channel. At this time, the control packet is transmitted to change the channels of all the wireless terminals 300.

또한, 제어부(210)는 CCA 값들의 이동 평균을 사용하여 현재 채널보다 효율이 높은 채널이 후보 채널로 다수개 존재할 경우, 채널 요청 메시지를 송수신한다. 그리고 무선 단말(300)이 채널 요청 메시지를 수신하여 다수의 후보 채널 정보를 획득할 경우, 무선 단말(300)이 사용하고 있는 장치의 채널을 변경하여 각각 후보 채널의 CCA 값을 감지한다.In addition, the controller 210 transmits / receives a channel request message when a plurality of channels having higher efficiency than the current channel exist as candidate channels using a moving average of CCA values. When the wireless terminal 300 receives the channel request message to obtain a plurality of candidate channel information, the wireless terminal 300 detects the CCA value of each candidate channel by changing the channel of the device used by the wireless terminal 300.

또한, 제어부(210)는 채널 요청 메시지를 송신 할 때, 데이터를 전송하고 있는 다중 홉 경로에 존재하는 무선 단말(300)에게 채널 요청 메시지를 선택적으로 전송한다.In addition, when transmitting the channel request message, the controller 210 selectively transmits the channel request message to the wireless terminal 300 existing in the multi-hop path transmitting data.

또한, 제어부(210)는 루트 단말(300)이 송신한 제어 패킷을 수신하지 못한 무선 단말(300)이 채널 요청 메시지를 수신하여 획득한 후보 채널 정보를 검사하여 주변 무선 단말(300)이 사용하는 채널로 변경한다.In addition, the controller 210 inspects the candidate channel information obtained by receiving the channel request message from the wireless terminal 300 that has not received the control packet transmitted by the root terminal 300 and uses the neighboring wireless terminal 300. Change to the channel.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 루트 단말의 동작을 나타낸 순서도이며, 도 6의 제어부(210)의 동작을 나타낸다.7 is a flowchart illustrating an operation of a root terminal according to an exemplary embodiment of the present invention, and illustrates an operation of the controller 210 of FIG. 6.

도 7을 참조하면, 루트 단말(200)은 두 개의 인터페이스(인터페이스1, 인터페이스2)를 사용하여 모든 채널의 상태를 실시간으로 감지한다.Referring to FIG. 7, the root terminal 200 detects the state of all channels in real time using two interfaces (interface 1 and interface 2).

이때, 루트 단말(200)은 인터페이스 1(Interface 1)을 사용하여 현재 채널의 상태를 판단하고, 인터페이스 2(Interface2)를 사용하여 채널을 변경한다.At this time, the root terminal 200 determines the state of the current channel using Interface 1 and changes the channel using Interface 2.

여기서, 인터페이스 1은 루트 단말(200)의 제1 송수신 장치(101)를 의미하고, 인터페이스 2는 루트 단말(200)의 제2 송수신 장치(103)를 의미한다.Here, interface 1 refers to the first transceiver 101 of the root terminal 200, and interface 2 refers to the second transceiver 103 of the root terminal 200.

먼저, 루트 단말(200)은 초기 상태(Initial State)(S101)에서 제2 송수신 장치(103)를 사용하여 순차적인 방식에 따라 채널을 변경한다(S103). 즉 라운드 로빈(Round-Robin) 방식을 이용하여 다음 채널을 선택한다. First, the root terminal 200 changes the channel in a sequential manner by using the second transceiver 103 in the initial state S101 (S103). That is, the next channel is selected using a round-robin method.

다음, 루트 단말(200)은 S103 단계에서 채널을 변경한 후, 해당 채널의 CCA 값을 감지하여 감지된 값을 저장한다(S105). 그리고 다음 차례의 채널로 변경하여 해당 프로세스를 반복한다(S103, 105).Next, after changing the channel in step S103, the root terminal 200 detects the CCA value of the corresponding channel and stores the detected value (S105). Then, the process is repeated by changing to the next channel (S103, 105).

또한, 루트 단말(200)은 초기 상태(Initial State)(S101)에서 제1 송수신 장치(101)를 사용하여 현재 채널의 상태를 판단하기 위해 사용 중인 현재 채널의 신호대잡음비(SNR)를 주기적으로 감지한다(S107).In addition, the root terminal 200 periodically detects the signal-to-noise ratio (SNR) of the current channel being used to determine the state of the current channel using the first transceiver 101 in the initial state (S101). (S107).

다음, 루트 단말(200)은 S107 단계에서 감지된 신호대잡음비(SNR)가 임의로 설정될 수 있는 임계값(SNR_Threshold)보다 작은지 판단한다(S109).Next, the root terminal 200 determines whether the signal-to-noise ratio SNR detected in step S107 is smaller than a threshold value SNR_Threshold which can be arbitrarily set (S109).

이때, 작다면, 사용 중인 현재 채널에 문제가 없음을 판단하고 특정 시간 지연(S111)후 신호대잡음비(SNR)를 재감지한다. At this time, if it is small, it is determined that there is no problem in the current channel being used, and the signal-to-noise ratio (SNR) is redetected after a specific time delay (S111).

반면, 작지 않다면, 즉 신호대잡음비(SNR)가 임계값(SNR_Threshold)보다 클 경우, 현재 사용 중인 채널에 문제가 발생함을 감지한다. 따라서, 루트 단말(200)은 사용 가능한 모든 채널 중에서 수학식 1과 2를 통해 현재 사용중인 채널보다 품질이 높은 채널을 후보 채널로 선택한다(S113). 이때, 채널을 변경하기 위하여 제2 송수신 장치(103)를 통해 획득한 CCA 값을 참조한다.On the other hand, if it is not small, that is, if the signal-to-noise ratio (SNR) is greater than the threshold value (SNR_Threshold), it is detected that a problem occurs in the channel currently in use. Therefore, the root terminal 200 selects a channel having a higher quality than the channel currently being used as a candidate channel through Equations 1 and 2 among all available channels (S113). In this case, the CCA value obtained through the second transceiver 103 is referred to to change the channel.

S111 단계에서 선택된 채널의 수를 판단한다(S115). The number of channels selected in step S111 is determined (S115).

이때, 선택된 채널이 없을 경우, 채널을 변경하지 않는다. 일정 시간 지연(S111) 후, S107 단계를 수행한다.At this time, if no channel is selected, the channel is not changed. After a predetermined time delay (S111), step S107 is performed.

또한, 선택된 채널이 하나일 경우, 해당 후보 채널을 선정하여 모든 무선 단말(300)의 채널을 변경한다(S117). In addition, when there is only one selected channel, the corresponding candidate channel is selected to change the channels of all the wireless terminals 300 (S117).

또한, 선택된 채널이 하나 이상일 경우, 루트 단말(200)은 후보 채널들을 모든 무선 단말(300)에게 브로드캐스트한다(S119). In addition, when more than one channel is selected, the root terminal 200 broadcasts candidate channels to all the wireless terminals 300 (S119).

다음, 루트 단말(200)은 무선 단말(300)들에게서 정보를 획득하여 무선 단말(300)의 채널 상황을 고려하여 가장 좋은 채널을 선택하여 모든 무선 단말(300)의 채널로 결정한다(S121).Next, the root terminal 200 obtains information from the wireless terminals 300 and selects the best channel in consideration of the channel situation of the wireless terminal 300 to determine the channels of all the wireless terminals 300 (S121). .

다음, 루트 단말(200)은 S121 단계에서 결정한 가장 좋은 채널로 변경할 것을 요청하는 채널 변경 메시지를 모든 무선 단말(300)에게 브로드캐스트한다(S119).Next, the root terminal 200 broadcasts a channel change message requesting to change to the best channel determined in step S121 to all wireless terminals 300 (S119).

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 단말의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless terminal according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 무선 단말(300)은 루트 단말(200)로부터 수신한 제어 패킷의 종류에 따라 행동 순서가 결정된다. Referring to FIG. 8, the wireless terminal 300 determines an order of action according to the type of control packet received from the root terminal 200.

무선 단말(300)이 표준 상태(Normal State)(S201)에서 수신(S203)한 채널 적응 제어 패킷(Channel Adaptation Control Packet)이 채널 요청(Channel Request) 메시지인지 또는 채널 변경(Channel Switch) 메시지인지를 판단한다(S205).Whether the channel adaptation control packet received by the wireless terminal 300 in the normal state S201 (S203) is a channel request message or a channel switch message. It is determined (S205).

이때, 무선 단말(300)이 채널 요청 메시지를 수신한 경우, 무선 단말(300)은 루트 단말(200)로부터 수신한 후보 채널들의 CCA 값을 감지한다(S207). In this case, when the wireless terminal 300 receives the channel request message, the wireless terminal 300 detects CCA values of candidate channels received from the root terminal 200 (S207).

다음, 무선 단말(300)은 S207 단계에서 감지한 CCA 값을 삽입한 응답 제어 패킷을 루트 단말(200)로 전송한다(S209).Next, the wireless terminal 300 transmits a response control packet in which the CCA value detected in step S207 is inserted to the root terminal 200 (S209).

다음, 수신한 채널 요청 메시지는 이웃 노드 즉 이웃 무선 단말(300)에게 재브로드캐스팅한다(S211). 그리고, 무선 단말(300)은 제어 패킷을 수신하기 위한 준비 상태로 진입한다(S217). Next, the received channel request message is rebroadcasted to the neighbor node, that is, the neighbor wireless terminal 300 (S211). Then, the wireless terminal 300 enters the ready state for receiving the control packet (S217).

한편, 무선 단말(300)이 채널 변경 메시지를 수신한 경우, 수신한 채널 변경 메시지를 이웃 무선 단말(300)에게 재브로드캐스팅한다(S213). 그리고 채널 변경 메시지에 기록된 채널로 자신의 채널을 변경(S215)한 후, 표준 상태(S201)로 돌입한다. Meanwhile, when the wireless terminal 300 receives the channel change message, the wireless terminal 300 rebroadcasts the received channel change message to the neighboring wireless terminal 300 (S213). After changing its channel to the channel recorded in the channel change message (S215), it enters the standard state (S201).

이처럼, 무선 단말(300)은 선택적으로 제한된 수의 채널 CCA 값만을 계산한다. 이렇게 하면, 단일 인터페이스만을 장착하고 있는 무선 단말(300)의 오버헤드를 줄일 수 있고, CCA 계산으로 인해 발생할 수 있는 통신 두절 및 채널 변경 지연 시간을 감소시키기 때문에 효율적이다.As such, the wireless terminal 300 optionally calculates only a limited number of channel CCA values. This reduces the overhead of the wireless terminal 300 equipped with only a single interface, and is efficient because it reduces communication disruption and channel change delay time that may occur due to CCA calculation.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 단말의 동작을 나타낸 순서도이다. 만약 무선 단말이 준비 상태로 진입한 상황에서 채널 요청 메시지를 일정 기간 동안 수신하지 못하거나, 연결성이 끊어져 일정 량 이상의 패킷을 수신하지 못할 경우를 보여주고 있다.9 is a flowchart illustrating the operation of a wireless terminal according to another embodiment of the present invention. If the wireless terminal enters the ready state, the channel request message is not received for a certain period of time, or the connection is broken, it shows that the packet is not received a certain amount or more.

도 9를 참조하면, 무선 단말(300)이 준비 상태(Ready State)로 진입(S301)한 상황에서 채널 요청 메시지를 일정 기간 동안 수신하지 못하였을 경우를 나타낸다.9, when the wireless terminal 300 enters into a ready state (S301), it does not receive a channel request message for a certain period of time.

이때, 무선 단말(300)이 채널 변경 메시지를 수신(S303)하는 경우, 이웃 무선 단말(300)에게 재브로드캐스팅한다(S305). In this case, when the wireless terminal 300 receives the channel change message (S303), it rebroadcasts the neighboring wireless terminal 300 (S305).

다음, S303 단계에서 수신한 채널 변경 메시지에 포함된 채널 정보를 참조하여 채널을 변경(S307)한다. Next, the channel is changed with reference to the channel information included in the channel change message received in step S303 (S307).

다음, 데이터를 전송하기 위한 표준 상태로 진입한다(S309).Next, a standard state for transmitting data is entered (S309).

한편, 무선 단말(300)이 일정 시간 어떠한 제어 메시지도 수신하지 못하여 타이머가 만료(Timeout)(S311)하면, 도 7에서 채널 요청 메시지 및 채널 변경 메시지를 수신할 때 기록한 후보 채널을 각각 스캐닝(S313)하여 루트 단말(200) 및 이웃 무선 단말(300)이 사용하고 있는 채널을 검색한다.Meanwhile, when the timer expires (S311) because the wireless terminal 300 does not receive any control message for a predetermined time, the candidate channel recorded when the channel request message and the channel change message are received in FIG. 7 is scanned (S313). Search for a channel used by the root terminal 200 and the neighboring wireless terminal 300.

다음, 무선 단말(300)은 루트 단말(200) 및 이웃 무선 단말(300)이 사용하고 있는 채널이 발견되는지 판단한다(S315).Next, the wireless terminal 300 determines whether a channel used by the root terminal 200 and the neighboring wireless terminal 300 is found (S315).

이때, 발견되지 않으면, S313 단계를 반복한다. 즉, 루트 단말(200) 및 이웃 무선 단말(300)이 사용하고 있는 채널을 발견하지 못할 경우, 무선 단말(300)은 사용 중인 채널을 찾을 때까지 모든 채널을 검색한다.At this time, if not found, the step S313 is repeated. That is, when the root terminal 200 and the neighboring wireless terminal 300 do not find a channel that is being used, the wireless terminal 300 searches all channels until it finds a channel in use.

반면, 발견되면, 무선 단말(300)은 발견된 채널로 변경한다(S317).On the other hand, if found, the wireless terminal 300 changes to the found channel (S317).

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims

A root terminal constituting a wireless multi-hop network with a plurality of wireless terminals,
A first transmitting and receiving device for measuring a state of a current channel,
A second transceiver for measuring channel quality of one or more candidate channels except for the current channel; and
A controller for dynamically changing channels of the plurality of wireless terminals based on the state of the current channel and the channel quality of the one or more candidate channels
Root terminal comprising a.