KR20170000556A - Uav allocating method for wireless communication in region of interest and network reconstructing method using uav - Google Patents

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KR20170000556A
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Abstract

The present invention relates to a method for recovering a network by an using unmanned aerial vehicle, the method comprising the steps of: allowing at least one unmanned aerial vehicle to collect packet reception rates while moving in a region of interest, at which at least one communication node or AP has been disposed, wherein the region of interest is divided by a grid, the unmanned aerial vehicle moves between a plurality of vertices at which any two of rectilinear lines, constituting the grid, intersect, and the unmanned aerial vehicle collects the packet reception rates for the respective vertices; allowing the unmanned aerial vehicle to determine an average packet reception rate for all vertices included in each region having a predetermined size and a shape which can be generated by using the vertices of the grid; allowing the unmanned aerial vehicle to select a target region, at which the unmanned aerial vehicle is to be disposed, among the regions based on the average packet reception rates; allowing the unmanned aerial vehicle to move to the target region; and allowing the unmanned aerial vehicle to function as the communication node or AP within the target region.

Description

무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법 및 무인 비행체를 이용한 네트워크 복구 방법{UAV ALLOCATING METHOD FOR WIRELESS COMMUNICATION IN REGION OF INTEREST AND NETWORK RECONSTRUCTING METHOD USING UAV}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for disposing an unmanned aerial vehicle in a region of interest for wireless network communication and a network restoration method using an unmanned aerial vehicle

이하 설명하는 기술은 무인 비행체를 이용하여 네트워크를 복구하는 기법에 관한 것이다.The technique described below relates to a technique for restoring a network using an unmanned aerial vehicle.

무선 네트워크를 구성하는 노드 또는 AP에 장애가 발생한 경우 이를 복구하기 위한 다양한 기법이 연구되고 있다. 이동 가능한 통신 장치를 이용하여 통신 노드 또는 중계기 역할을 수행하는 기술이 존재한다.Various techniques for recovering a failure of a node or an AP constituting a wireless network have been studied. There is a technique for performing a communication node or relay function using a movable communication device.

한국등록특허 제10-1083056호Korean Patent No. 10-1083056

이하 설명하는 기술은 무선 네트워크에서 통신이 원활하지 못한 영역을 찾고, 해당 영역에 배치되는 무인 비행체를 네트워크 중계기로 이용하는 기술을 제공하고자 한다.The technique described below is to find a region where communication is not smooth in a wireless network, and to provide a technique of using an unmanned aerial vehicle disposed in the area as a network repeater.

무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법은 적어도 하나의 무인 비행체가 관심 지역에서 복수의 지점을 이동하면서 통신 노드 또는 AP의 패킷 수신율을 수집하는 단계, 관심 지역에서 일정한 크기 및 모양을 갖는 영역 단위로 무인 비행체가 영역에 포함된 지점의 평균 패킷 수신율을 결정하는 단계, 무인 비행체가 평균 패킷 수신율을 기준으로 영역 중 무인 비행체가 배치될 타겟 영역을 결정하는 단계 및 무인 비행체가 타겟 영역으로 이동하는 단계를 포함한다.A method for deploying an unmanned aerial vehicle in a region of interest for wireless network communication includes collecting packet reception rates of a communication node or AP while moving at least one unmanned aerial vehicle at a plurality of points in an area of interest, Determining an average packet reception ratio at a point where the unmanned aerial vehicle is included in the area, determining a target area where the unmanned aerial vehicle will be deployed based on the average packet reception ratio of the unmanned aerial vehicle, .

무인 비행체를 이용한 네트워크 복구 방법은 적어도 하나의 무인 비행체가 적어도 하나의 통신 노드 또는 AP가 배치된 관심 지역 이동하면서 패킷 수신율을 수집하되, 관심 지역은 격자 형태로 구분되고 무인 비행체는 격자를 구성하는 직선들이 서로 만나는 복수의 정점을 이동하면서 복수의 정점마다 패킷 수신율을 수집하는 단계, 무인 비행체가 복수의 정점으로 생성가능한 일정한 크기 및 모양을 갖는 영역 단위로 모든 영역에 대해 각각 영역에 포함된 모든 정점의 평균 패킷 수신율을 결정하는 단계, 무인 비행체가 평균 패킷 수신율을 기준으로 영역 중 무인 비행체가 배치될 타겟 영역을 결정하는 단계, 무인 비행체가 타겟 영역으로 이동하는 단계 및 무인 비행체가 타겟 영역에서 통신 노드 또는 AP로서의 기능을 수행하는 단계를 포함한다.In the network recovery method using the unmanned aerial vehicle, the at least one unmanned aerial vehicle collects the packet reception ratio while moving at least one communication node or the AP where the AP is disposed. The interested area is classified into a lattice shape, Collecting a packet reception rate for each of a plurality of vertices while moving a plurality of vertices of the vertices of the vertexes of the plurality of vertices, Determining an average packet reception ratio, determining a target area where an unmanned aerial vehicle will be deployed in an area based on an average packet reception ratio of the unmanned aerial vehicle, moving the unmanned aerial vehicle to a target area, And performing a function as an AP.

이하 설명하는 기술은 자유롭게 이동가능한 무인 비행체를 이용하여 무선 네트워크 장비가 설치된 영역 중 통신이 원활하지 못한 지점을 쉽게 파악하고, 곧바로 통신 기능있는 무인 비행체를 배치하여 네트워크를 빠르게 복구할 수 있다.The technique described below can easily identify the point where the communication is not smooth among the areas where the wireless network equipment is installed using the freely movable unmanned aerial vehicle, and can quickly recover the network by arranging the unmanned aerial vehicle with the communication function.

도 1은 관심 지역과 관심 지역을 비행하는 무인 비행체를 도시한 예이다.
도 2는 무인 비행체가 관심 지역을 비행하는 경로를 설명하는 예이다.
도 3은 두 개의 무인 비행체가 관심 지역을 탐색하는 과정에 대한 예를 도시한다.
도 4는 두 개의 무인 비행체가 관심 지역을 탐색하는 과정에 대한 다른 예를 도시한다.
도 5는 관심 지역에서 정점 집합을 도시한 예이다.
도 6은 무인 비행체를 이용하여 네트워크를 복구하는 방법에 대한 순서도의 예이다.
FIG. 1 shows an example of an unmanned aerial vehicle flying in a region of interest and a region of interest.
FIG. 2 is an example of a route in which an unmanned aerial vehicle is flying in an area of interest.
FIG. 3 shows an example of a process in which two unmanned aerial vehicles search for an area of interest.
FIG. 4 shows another example of a process in which two unmanned aerial vehicles search for an area of interest.
Figure 5 is an example of vertex sets in the region of interest.
6 is an example of a flowchart of a method for restoring a network using an unmanned aerial vehicle.

이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The following description is intended to illustrate and describe specific embodiments in the drawings, since various changes may be made and the embodiments may have various embodiments. However, it should be understood that the following description does not limit the specific embodiments, but includes all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the following description.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, but may be used to distinguish one component from another . For example, without departing from the scope of the following description, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular " include "should be understood to include a plurality of representations unless the context clearly dictates otherwise, and the terms" comprises & , Parts or combinations thereof, and does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, components, or combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.Before describing the drawings in detail, it is to be clarified that the division of constituent parts in this specification is merely a division by main functions of each constituent part. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more functions according to functions that are more subdivided. In addition, each of the constituent units described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main functions of the constituent units themselves, and that some of the main functions, And may be carried out in a dedicated manner.

또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Also, in performing a method or an operation method, each of the processes constituting the method may take place differently from the stated order unless clearly specified in the context. That is, each process may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in the opposite order.

무선 네트워크는 무선으로 통신을 수행하는 네트워크를 말한다. 무선 네트워크는 다양하게 분류될 수 있다. 현재 시장에서는 사용하는 통신 방식 또는 표준에 따라 다양한 기술이 사용되고 있다. 예컨대, 3G/LTE와 같은 통신 방식을 사용하는 이동통신 네트워크, IEEE 802.11에 따른 근거리 무선 통신(Wi-Fi), IEEE 802.15.4에 따른 근거리 무선 통신(Zigbee) 등과 같은 다양한 기술이 존재한다. A wireless network is a network that performs wireless communication. Wireless networks can be classified into various categories. In the present market, various technologies are used according to the communication method or standard to be used. For example, various technologies exist such as a mobile communication network using a communication method such as 3G / LTE, a short-range wireless communication according to IEEE 802.11 (Wi-Fi), and a short-range wireless communication according to IEEE 802.15.4 (Zigbee).

무선 네트워크에서 사용자 단말은 AP(Access Point)를 통해 코어 네트워크에 접속한다. 사용자 단말은 이동통신 네트워크의 기지국, 기타 근거리 무선 통신을 위한 AP 장치 등을 통해 데이터를 주고받는다. 통신 사업자는 서비스 지역에 지형적 특징을 고려하여 AP를 배치한다. 따라서 AP에 장애가 발생하면 해당 AP 주변 지역은 통신 서비스가 제공되지 못한다. 나아가 지형적 특성에 따라 AP를 설치하기 어려운 지역은 음역 지역이 될 수 있다.In a wireless network, a user terminal accesses a core network through an Access Point (AP). The user terminal transmits and receives data through a base station of a mobile communication network and an AP device for other short-range wireless communication. The service provider places the AP in the service area considering the geographical features. Therefore, if the AP fails, the communication service is not provided in the vicinity of the AP. Furthermore, areas where it is difficult to install APs due to geographical characteristics can be a transliteration area.

애드혹 네트워크(Ad-Hoc network) 경우에는 사용자 단말이 애드혹 네트워크를 구성하는 노드들을 통해 데이터를 전달한다. 애드혹 네트워크를 구성하는 노드 중 일부에 장애가 발생하면 원활한 통신 서비스가 제공될 수 없다.In an ad hoc network, a user terminal transmits data through nodes constituting an ad hoc network. If some of the nodes constituting the ad hoc network fail, a smooth communication service can not be provided.

이하 설명하는 기술은 무인 비행체(Unmanned Aerial Vehicles, UAV)를 이용하여 무선 네트워크를 복구하는 기술이다. 또는 무인 비행체를 이용하여 무선 네트워크의 신호가 제대로 전달되지 못하는 음영 지역(radio shadow area)을 해소하기 위한 기술이다. 이하 무인 비행체는 드론(drone)과 같이 자체적으로 비행할 수 있는 추진체가 있는 비행체를 의미한다. The technique described below is a technique for restoring a wireless network using unmanned aerial vehicles (UAV). Or a radio shadow area in which a signal of a wireless network is not properly transmitted using an unmanned aerial vehicle. Hereinafter, the unmanned aerial vehicle means a vehicle having a propellant that can fly on its own, such as a drone.

이하 설명하는 기술은 두 가지 단계로 구성된다. 첫 째는 무인 비행체가 일정한 지역을 비행하면서 해당 지역에서 통신이 원활하지 못한 지점 내지 지역을 탐색하는 단계이다. 둘째는 무인 비행체가 통신이 원활하지 못한 지점에 배치되어 AP 또는 통신 노드로도 동작하는 단계이다. 무인 비행체는 통신 방식에 따라 AP 또는 애드혹 네트워크를 구성하는 통신 노드로서 기능을 수행한다. 따라서 무인 비행체는 통신 기능을 수행하기 위한 통신 모듈을 갖고 있어야 한다.The technique described below consists of two steps. First, the unmanned aerial vehicle is flying through a certain area and searching for a point or area where communication is not smooth in the area. Second, the unmanned aerial vehicle is located at a point where communication is not smooth and operates as an AP or a communication node. The unmanned aerial vehicle functions as a communication node constituting an AP or an ad-hoc network according to a communication method. Therefore, the unmanned aerial vehicle must have a communication module for performing the communication function.

무인 비행체를 이용하여 통신이 원활한지 여부를 점검하는 지역을 관심 지역(Region of Interest, ROI)라고 한다. 관심 지역은 일반적으로 AP 또는 통신 노드가 배치된 실외일 것이다. 다만 건물 내부에서 사용하는 무선 통신인 경우 관심 지역이 실내가 될 수도 있다.A region that checks whether communication is smooth using an unmanned aerial vehicle is called a region of interest (ROI). The area of interest will typically be the outdoor area where the AP or communication node is located. However, if the wireless communication is used inside the building, the area of interest may be indoor.

이하 설명의 편의를 위해 애드혹 네트워크를 기준으로 설명하고자 한다. 사용자는 무인 비행체를 사용하여 애드혹 네트워크 전체 또는 애드혹 네트워크 중 점검을 원하는 지역을 관심지역으로 설정한다. 무인 비행체는 사전에 관심 지역에 대한 위치 정보를 알고 있는 상태이다. 무인 비행체는 GPS 등과 같은 장치를 이용하여 좌표로 정의되는 관심 지역을 탐색할 수 있다. 또는 무인 비행체는 특정 지점을 기준으로 이동하는 위치 및 거리를 파악할 수 있는 센서 장치(지자기 센서, 가속도 센서 등)를 이용하여 비행을 시작하는 지점을 기준으로 정의되는 관심 지역을 탐색할 수도 있다. 이밖에 무인 비행체는 다양한 위치 측위 기법을 이용하여 관심 지역을 탐색할 수도 있다.For convenience of explanation, the description will be made on the basis of an ad hoc network. The user uses the unmanned aerial vehicle to set an area of interest to the entire ad-hoc network or the ad hoc network as an area of interest. The unmanned aerial vehicle knows the location information of the area of interest in advance. The unmanned aerial vehicle can search the area of interest defined by coordinates using a device such as GPS. Alternatively, the unmanned aerial vehicle may use a sensor device (geomagnetism sensor, acceleration sensor, or the like) capable of detecting a position and a distance moving based on a specific point to search for an area of interest defined based on a point at which the flight starts. In addition, the unmanned aerial vehicle can search the area of interest using various positioning techniques.

관심 지역 탐색 과정Interest Area Discovery Process

먼저 무인 비행체가 관심 지역을 비행하면서 통신이 원활하지 못한 지점 내지 지역이 있는지 탐색하는 과정을 설명한다. 설명의 편의를 위해 관심 지역은 사각형 형태를 갖고, 관심 지역은 사각형 격자 단위로 구분된다고 가정한다. 또한 관심 지역에는 비행에 지장을 주는 장애물은 없다고 가정한다. First, a process of searching for a point or an area where communication is not smooth while the unmanned aerial vehicle is flying the area of interest will be described. For convenience of explanation, it is assumed that the area of interest has a rectangular shape, and the area of interest is divided into rectangular grid units. It is also assumed that there are no obstacles to the flight in the area of interest.

무인 비행체가 스스로 경로를 설정하고 이동하여 관심 지역을 탐색한다. 즉, 무인 비행체와 별도로 존재하는 제어 장치가 관여하지 않는다. 물론, 네트워크에 연결된 제어 장치가 무인 비행체의 이동 경로를 결정하고, 무인 비행체가 수집한 정보를 취합할 수도 있을 것이다. 이 경우 제어 장치는 네트워크에 연결된 서버와 같은 장치 또는 무인 비행체와 직접 통신을 수행하는 통신 장치일 수 있다.The unmanned aerial vehicle sets itself a route and moves to explore the area of interest. That is, there is no control device separate from the unmanned aerial vehicle. Of course, the control device connected to the network may determine the route of the unmanned aerial vehicle, and collect information collected by the unmanned aerial vehicle. In this case, the control device may be a device such as a server connected to a network, or a communication device that performs direct communication with an unmanned aerial vehicle.

도 1은 관심 지역(ROI)과 관심 지역을 비행하는 무인 비행체를 도시한 예이다. 도 1을 살펴보면 관심 지역은 사각형 형태이고, 사각형 격자 단위로 분할된 것을 알 수 있다. 무인 비행체는 도 1에서 도시한 바와 같이 격자(grid)를 구성하는 직선을 따라 이동한다. 도 1의 하단에는 통신 노드의 배치 상태를 도시하고 있다. 통신 노드 중 검은색으로 표시한 노드는 정상적으로 동작하는 노드이고, 하얀색으로 표시한 노드가 장애가 발생한 노드이다. 특정 노드에 장애가 발생하면, 특정 지역 또는 전체 지역에 통신 장애가 발생할 수 있다. 장애가 발생한 노드는 주변 노드와 통신을 할 수 없다. 도 1에서는 장애가 발생한 경로를 점선 실선으로 표시하였다. Figure 1 is an example of an unmanned aerial vehicle flying a region of interest (ROI) and a region of interest. Referring to FIG. 1, it can be seen that the region of interest is rectangular and divided into rectangular grid units. The unmanned aerial vehicle moves along a straight line constituting the grid as shown in FIG. 1 shows the arrangement of communication nodes. Among the communication nodes, a node indicated by a black color is a normally operating node, and a node indicated by a white color is a node where a failure occurs. If a specific node fails, communication failure may occur in a specific area or in the entire area. The failed node can not communicate with the neighboring node. In FIG. 1, the broken path is indicated by a dotted solid line.

도 1은 무인 비행체 (50A 및 50B)를 도시하였다. 도 1에서 굵은 실선으로 무인 비행체(50B)의 이동 경로를 표시하였다. 무인 비행체(50A 및 50B)는 관심 지역에서 현재 통신이 원활하지 못한 지점을 탐색한다. 이후 무인 비행체(50B)는 장애가 발생한 노드로 인하여 패킷이 원활하게 전달되지 못하는 영역에 배치된 상태이다. 무인 비행체(50B)는 애드혹 네트워크의 통신 노드와 같이 패킷을 중계하는 역할을 수행한다. 인접 노드로부터 패킷을 수신하는 경로를 화살표 점선으로 도시하였다. 무인 비행체(50B)는 수신한 패킷을 경로에 따라 다른 인접 노드로 전달한다. 무인 비행체(50B)를 이용하여 장애가 발생한 네트워크를 복구한 예이다.Figure 1 shows the unmanned aerial vehicles 50A and 50B. In FIG. 1, the path of movement of the unmanned aerial vehicle 50B is indicated by a bold solid line. The unmanned aerial vehicles 50A and 50B search for points where the current communication is not smooth in the area of interest. Thereafter, the unmanned air vehicle 50B is disposed in an area where packets can not be smoothly transmitted due to a failed node. The unmanned air vehicle 50B plays a role of relaying a packet like a communication node of an ad hoc network. A path for receiving a packet from an adjacent node is indicated by an arrowed dotted line. The unmanned aerial vehicle 50B transmits the received packet to another adjacent node according to the route. This is an example of restoring a faulty network using the unmanned air vehicle 50B.

도 2는 무인 비행체가 관심 지역을 비행하는 경로를 설명하는 예이다. 관심 지역은 사각형 격자로 구성되고, m × m 개의 정점(vertex)을 갖는다. 설명의 편의를 위해 특정 지점을 기준으로 관심 지역의 위쪽 방향을 N(North), 아래 방향을 S(South), 우측 방향을 E(East), 좌측 방향을 W(West)라고 명명한다.FIG. 2 is an example of a route in which an unmanned aerial vehicle is flying in an area of interest. The area of interest is composed of a square grid and has m x m vertices. For convenience of explanation, N (North), S (South), E (East) and W (West)

무인 비행체는 관심 지역의 정점을 모두 방문하면서 네트워크 정보를 수집한다. 무인 비행체가 관심 지역의 정점을 방문하는 방법 내지 알고리즘은 다양한 기법이 사용될 수 있다. 어떤 알고리즘을 사용하던지 무인 비행체가 관심 지역의 정점을 모두 방문하면된다. The unmanned aerial vehicle collects network information while visiting all the peaks of the area of interest. Various techniques can be used for the method or algorithm for the unmanned aerial vehicle to visit the apex of the area of interest. Whatever algorithm is used, the unmanned aerial vehicle can visit all the peaks of the area of interest.

한편 관심 지역을 점검하는 과정에서 두 개 이상의 무인 비행체가 사용될 수도 있다. 두 개 이상의 무인 비행체가 이동하는 경우, 각 무인 비행체는 방문하는 정점이 중복되지 않도록 정보를 교환할 수 있다. 전술한 바와 같이 무인 비행체는 애드혹 네트워크의 통신 노드와 같이 일정한 데이터 통신이 가능하다. 따라서 무인 비행체가 비행하는 도중에 근접한 다른 무인 비행체를 인식하는 경우 서로 방문한 정점에 대한 정보 또는 방문한 정점에서 수집한 정보를 교환할 수 있다. 이 경우 각 무인 비행체는 아직 탐색되지 못한 정점을 결정하고, 탐색되지 못한 정점을 마저 탐색하게된다. On the other hand, two or more unmanned aerial vehicles may be used in the process of checking the area of interest. When two or more unmanned aerial vehicles are moving, each unmanned aerial vehicle can exchange information so that the visiting vertices do not overlap. As described above, the unmanned aerial vehicle can perform constant data communication with the communication node of the ad hoc network. Therefore, if the unmanned aerial vehicle recognizes other unmanned aerial vehicles in the middle of the flight, information about the vertices visited or information gathered from the visited vertices can be exchanged. In this case, each unmanned aerial vehicle determines a vertex that has not been searched yet, and searches for an unexplained vertex.

도 2는 무인 비행체가 하나의 방향으로 지그 재그(zigzag) 형태의 동선으로 이동하는 예를 도시한다. 도 2에서 무인 비행체가 한 방향으로 이동하면서 지그재그 방향으로 지나는 길이를 L로 표시하였다. 도 2에서는 두 개의 사각형 그리드를 지그재그 단위로 갖는 형태(L=2)를 예로 도시하였다. Fig. 2 shows an example in which the unmanned aerial vehicle moves in a zigzag-like copper line in one direction. In FIG. 2, the length of the unmanned aerial vehicle traveling in one direction and passing in the zigzag direction is represented by L. In FIG. 2, a form (L = 2) having two rectangular grids in zigzag units is shown as an example.

무인 비행체는 출발점을 기준으로 8개의 경로로 이동할 수 있다. 무인 비행체(50D)를 기준으로 설명하면 이동 가능한 8개의 경로는 NE, NW, SE, SW, EN, ES, WN, WS이다. E 방향으로 이동하는 경로는 NE와 SE이다. 같은 방향인 경우에도 최초 선택하는 정점에 따라 두 가지 경로(NE 및 SE)가 있다. 무인 비행체는 최초 방문하는 정점(시작 정점)을 선택하여 두 가지 경로 중 하나를 선택할 수 있다. 무인 비행체는 사전에 설정된 방향의 시작 정점을 선택하거나, 랜덤하게 시작 정점을 선택할 수도 있다.The unmanned aerial vehicle can move to eight routes based on the starting point. The eight routes that can be traveled are NE, NW, SE, SW, EN, ES, WN, and WS. The paths that travel in the E direction are NE and SE. Even in the same direction, there are two paths (NE and SE) according to the vertex to be initially selected. The unmanned aerial vehicle can select one of the two routes by selecting the first visit vertex (start vertex). The unmanned aerial vehicle may select a starting vertex in a predetermined direction, or may randomly select a starting vertex.

무인 비행체는 출발점을 기준으로 8개의 경로 중 하나의 경로로 이동하게 된다. 무인 비행체가 이동하는 알고리즘에 대해 설명한다. 물론 이하 설명하는 알고리즘은 무인 비행체가 관심 지역을 탐색할 수 있는 하나의 예이다. 무인 비행체는 이동하기 전에 현재 위치(시작점)에서 하나의 방향으로 이동하는 경우 방문하게 되는 경로를 생성한다. 이 경로를 예상 경로라고 명명한다. 도 2(a)에 따르면 무인 비행체는 최대 8개의 예상 경로를 사전에 생성할 수 있다. 무인 비행체가 비행을 시작하는 시작점의 위치에 생성할 수 있는 예상 경로의 개수는 달라진다. 무인 비행체는 복수의 예상 경로 중 관심 지역의 경계(boundary)로의 거리가 가장 긴 경로를 선택할 수 있다. The unmanned aerial vehicle moves to one of the eight routes based on the starting point. The algorithm for moving the unmanned aerial vehicle will be described. Of course, the algorithm described below is an example in which an unmanned aerial vehicle can search an area of interest. The unmanned aerial vehicle creates a route to visit when moving from the current position (starting point) to one direction before moving. This path is called the expected path. According to FIG. 2 (a), the unmanned aerial vehicle can generate up to eight estimated paths in advance. The number of anticipated routes that can be created at the starting point of the unmanned aerial vehicle begins to vary. The unmanned aerial vehicle can select the route having the longest distance to the boundary of the interested area among the plurality of expected routes.

도 2에서 무인 비행체(50C)는 가능한 예상 경로는 모두 8개이다. 도 2에서는 예시적으로 무인 비행체(50C)가 이동 가능한 경로 중 E 방향인 SE와 N 방향인 WN를 굵은 실선으로 도시하였다. 현재 무인 비행체(50C)는 관심 지역의 경계까지 이동하는 경로 중 가장 긴 경로는 E 방향과 S 방향의 경로이다. 현재 무인 비행체(50C)는 E 방향 경계까지의 직선 길이가 6개의 그리드이고, S 방향 경계까지의 직선 길이가 6개의 그리드이다. 따라서 NE, SE, WS, ES가 모두 동일한 길이를 갖는 상황이다. 이 경우 무인 비행체(50C)는 가장 긴 경로 중 하나를 임의로 선택하여 이동을 시작할 수 있다.In FIG. 2, the possible paths for the unmanned aerial vehicle 50C are eight. In FIG. 2, an SE and an N-direction WN of the unmanned air vehicle 50C are shown by bold solid lines. At present, the unmanned aerial vehicle (50C) is the route that travels to the boundary of the area of interest at the longest route in the E direction and the S direction. Currently, the unmanned aerial vehicle (50C) has 6 straight lines up to the E direction boundary and 6 straight lines up to the S direction boundary. Therefore, NE, SE, WS, and ES all have the same length. In this case, the unmanned aerial vehicle 50C can arbitrarily select one of the longest paths and start moving.

무인 비행체가 이동하면서 특정 정점을 방문하면 방문한 정점을 저장하고 관리한다. 무인 비행체가 방문한 정점을 기록하는 객체를 방문 리스트라고 명명한다. 무인 비행체는 방문 리스트를 이용하여 관심 지역에서 자신이 방문한 정점을 알 수 있다. 무인 비행체는 관심 지역의 정점들의 위치 및 식별자(ID)를 알고 있고, 무인 비행체가 특정 정점을 방문하면 해당 정점의 식별자를 방문 정점 리스트에 추가할 수 있다. When the unmanned aerial vehicle moves to a specific vertex while traveling, it stores and manages the vertex visited. An object that records a vertex visited by an unmanned aerial vehicle is called a visit list. The unmanned aerial vehicle can use the visit list to find out the peak that the user visited in the area of interest. The unmanned aerial vehicle knows the location and identifiers (IDs) of the vertices of interest and adds the identifiers of the vertices to the visited vertex list when the unmanned aerial vehicle visits a specific vertex.

도 3은 두 개의 무인 비행체가 관심 지역을 탐색하는 과정에 대한 예를 도시한다. 도 3에서 실선으로 도시한 부분은 제1 무인 비행체(50E)가 탐색했던 경로를 나타내고, 점선으로 도시한 부분은 제1 무인 비행체(50E)가 현재 지점에서 이후 탐색해야 하는 경로를 나타낸다. 도 3에서 원으로 표시한 정점은 제2 무인 비행체(50F)가 이미 방문했던 정점을 의미한다.FIG. 3 shows an example of a process in which two unmanned aerial vehicles search for an area of interest. In FIG. 3, a portion indicated by a solid line indicates a path that the first unmanned aerial vehicle 50E has searched for, and a portion indicated by a dotted line indicates a path that the first unmanned aerial vehicle 50E should search for at a current point. In FIG. 3, a circle denoted by a circle means a peak point that the second unmanned aerial vehicle 50F has already visited.

복수의 무인 비행체가 관심 지역을 탐색한다면, 서로 인접한 지점에서 각자가 탐색한 정보를 교환한다. 하나의 무인 비행체는 다른 무인 비행체로부터 전달받은 방문 리스트와 자신이 보유한 방문 리스트를 병합한다. 이를 위해서는 모든 무인 비행체가 사전에 관심 지역에 대한 정보, 정점 정보 등을 공유하고 있어야 한다.If a plurality of unmanned aerial vehicles search for an area of interest, they exchange information that each person searches at points adjacent to each other. One unmanned aerial vehicle merges the visit list received from other unmanned aerial vehicles with the visit list it holds. In order to do this, all unmanned aerial vehicles must share information about the area of interest, vertex information, etc. in advance.

도 3에서는 정점의 위치를 표시하기 위해 관심 지역의 그리드를 구성하는 행과 열에 번호를 표시하였다. 예컨대, 도 3(a)에서 제1 무인 비행체(50E)는 v3,4위치에 있고, 제2 무인 비행체(50F)는 v1,4위치에 있다. 도 3에서 정점의 위치를 표시한 것은 하나의 예이다. In FIG. 3, the rows and columns constituting the grid of the area of interest are numbered to indicate the position of the vertices. For example, in FIG. 3 (a), the first unmanned aerial vehicle 50E is located at the v 3,4 position, and the second unmanned air vehicle 50F is located at the v 1,4 position. In FIG. 3, the position of the vertex is shown as an example.

도 3(a)를 살펴보면, 제1 무인 비행체(50E)와 제2 무인 비행체(50F)가 인접한 거리에 위치하고 있다. 인접한 거리에서 제1 무인 비행체(50E)와 제2 무인 비행체(50F)는 서로 통신할 수 있다고 가정한다. 제1 무인 비행체(50E)는 자신이 보유한 제1 방문 리스트를 제2 무인 비행체(50F)에 전달하고, 제2 무인 비행체(50F)는 자신이 보유한 제2 방문 리스트를 제1 무인 비행체(50E)에 전달한다. 제1 무인 비행체(50E) 및 제2 무인 비행체(50F)는 상대 무인 비행체로부터 전달받은 방문 리스트를 자신의 리스트에 병합한다.Referring to FIG. 3 (a), the first unmanned aerial vehicle 50E and the second unmanned aerial vehicle 50F are located at an adjacent distance. It is assumed that the first unmanned aerial vehicle 50E and the second unmanned aerial vehicle 50F can communicate with each other at an adjacent distance. The first unmanned air vehicle 50E delivers the first visited list held by the first unmanned air vehicle 50E to the second unmanned air vehicle 50F and the second unmanned air vehicle 50F transmits the second visited list held by the first unmanned air vehicle 50E to the first unmanned air vehicle 50E, . The first unmanned aerial vehicle (50E) and the second unmanned aerial vehicle (50F) merge the visited list received from the relative unmanned aerial vehicle into its own list.

제1 무인 비행체(50E)가 예상 경로를 따라 관심 지역을 탐색하다보면 다음에 방문할 정점이 이미 방문 리스트에 있을 수 있다. 이 경우 다음에 방문할 정점은 다른 무인 비행체가 방문한 정점일 수도 있고, 자신이 이미 자신이 이미 방문한 정점일 수도 있다.When the first unmanned aerial vehicle (50E) searches for an area of interest along a predicted path, a vertex to be visited next may already be on the visited list. In this case, the vertex to visit next may be the vertex visited by another unmanned aerial vehicle, or it may be the vertex that the user has already visited.

방문 리스트를 교환한 후 제1 무인 비행체(50E)는 자신의 예상 경로에 따라 다음 정점으로 이동해야한다. 그런데 제1 무인 비행체(50E)가 방문해야하는 다음 정점(v2,4)은 이미 제2 무인 비행체가 방문한 정점이다. 알고리즘에 따라서 중복된 정점의 방문을 허용할 수도 있겠지만, 일단 무인 비행체는 다른 무인 비행체가 방문했던 정점을 방문하지 않는 것을 원칙으로 한다. 따라서 제1 무인 비행체(50E)는 다음 정점(v2,4)을 방문하지 않고, 새로운 경로를 찾아 이동해야 한다.After exchanging the visited list, the first unmanned aerial vehicle 50E must move to the next vertex according to its expected route. But then the first vertex (v 2,4) should visit the unmanned air vehicle (50E) has already visited vertex is the second unmanned aircraft. Algorithms may allow the visit of overlapping vertices, but in principle the unmanned aerial vehicle does not visit the vertices visited by other unmanned aerial vehicles. Therefore, the first unmanned aerial vehicle 50E must go to a new route without visiting the next vertex (v 2,4 ).

도 3(a)를 살펴보면, 제1 무인 비행체(50E)는 현재 위치(v3,4)에서 방문하지 않은 이웃 정점을 찾는다. 제1 무인 비행체(50E)가 대각선으로 이동하는 경로까지 생각하면 이웃 정점은 모두 8개가 될 수도 있다. 일단 제1 무인 비행체(50E)는 N,S,E 및 W 방향 중 하나의 이웃 정점을 찾는다고 가정한다. 4개의 이웃 정점 중 아직 방문하지 않은 정점은 E 방향에 있는 정점(v3,5)이다. Referring to FIG. 3 (a), the first unmanned aerial vehicle 50E finds neighboring vertices that have not visited at the current position (v 3,4 ). Considering the path that the first unmanned aerial vehicle 50E moves diagonally, all the neighboring vertices may be eight. It is assumed that the first unmanned aerial vehicle 50E finds one of the N, S, E, and W neighbors. A vertex that has not yet visited among the four neighbor vertices is the vertex (v 3,5 ) in the E direction.

도 3(b)를 살펴보면 제1 무인 비행체(50E)는 방문하지 않은 이웃 정점(v3,5)으로 이동하고, 이후 새로운 위치에서 다시 예상 경로를 결정한다. 제1 무인 비행체(50E)는 새로운 위치에서 이동 가능한 경로를 예상하고, 이 중에서 관심 지역의 경계까지의 거리가 가장 먼 경로를 예상 경로로 결정한다. 제1 무인 비행체(50E)는 현재 위치에서 이동 가능한 방향의 모든 경로를 예상한다. 이때 제1 무인 비행체(50E)는 이미 방문한 정점이 포함된 방향은 배제하고, 다른 방향의 경로를 예상하는 것이 바람직하다. 도 3(b)를 살펴보면, 제1 무인 비행체(50E)의 위치(v3,5)에서 이미 방문한 이웃 정점은 v3,4와 v2,5이다. 도 3(b)에서 제1 무인 비행체(50E)가 방문했던 정점은 쇄선으로 표시하였고, 제2 무인 비행체(50F)가 방문했던 정점은 검은색으로 표시하였다. 제1 무인 비행체(50E)가 이미 방문한 정점을 거치지 않고 이동 가능한 경로는 SE와 ES이다. 제1 무인 비행체(50E) 이동 가능한 경로 중에서 관심 지역의 경계까지 길이가 가장 긴 ES 경로를 예상 경로로 선택한다. 도 3(b)에서 새로운 예상 경로를 점선으로 표시하였다.Referring to FIG. 3 (b), the first unmanned aerial vehicle 50E moves to an unvisited neighboring vertex (v 3,5 ), and then determines a predicted path again at a new position. The first unmanned aerial vehicle 50E estimates a route that can be moved at a new location, and determines a route that is the longest distance from the boundary of the area of interest as a predicted route. The first unmanned aerial vehicle 50E anticipates all the paths in the movable direction at the current position. At this time, it is preferable that the first unmanned aerial vehicle 50E excludes directions in which apexes that have already visited are included, and anticipates paths in other directions. Referring to FIG. 3 (b), neighboring vertices that have already visited at the position (v 3,5 ) of the first unmanned aerial vehicle 50E are v 3,4 and v 2,5 . In FIG. 3 (b), the vertex visited by the first UAV 50E is indicated by a dashed line, and the vertex visited by the second UAV 50F is indicated by a black color. The paths that can be traveled without passing through the vertices already visited by the first unmanned aerial vehicle 50E are SE and ES. The ES path having the longest length from the first unmanned aerial vehicle (50E) movable path to the boundary of the interested area is selected as the expected path. In Fig. 3 (b), the new predicted path is indicated by a dotted line.

도 4는 두 개의 무인 비행체가 관심 지역을 탐색하는 과정에 대한 다른 예를 도시한다. 제1 무인 비행체(50E)와 제2 무인 비행체(50F)가 서로 방문 리스트를 교환한 상태라고 가정한다. 도 4에서 실선으로 도시한 부분은 제1 무인 비행체(50E)가 탐색했던 경로를 나타내고, 점선으로 도시한 부분은 제1 무인 비행체(50E)가 현재 지점에서 이후 탐색해야 하는 경로를 나타낸다. FIG. 4 shows another example of a process in which two unmanned aerial vehicles search for an area of interest. It is assumed that the first unmanned aerial vehicle 50E and the second unmanned aerial vehicle 50F exchanged visit lists with each other. In FIG. 4, a solid line indicates a path that the first unmanned aerial vehicle 50E has searched for, and a dotted line indicates a path that the first unmanned aerial vehicle 50E should search for at the current point.

도4(a)를 살펴보면, 제1 무인 비행체(50E)가 예상 경로를 따라 다음에 이동해야 할 정점(v2,4)은 이미 방문한 정점이다. 따라서 제1 무인 비행체(50E)는 현재 위치에서 이동 가능한 이웃 정점을 먼저 찾아본다. 그러나 제1 무인 비행체(50E)의 현재 위치(v3,4)에서 이웃한 정점은 모두 이미 방문한 정점이다. Referring to Figure 4 (a), the first vertex (v 2,4) are unmanned air vehicles (50E) to be moved to the next along the predicted path is already visited vertex. Therefore, the first unmanned aerial vehicle 50E first searches for neighboring vertices that can be moved at the current position. However, at the current position (v 3,4 ) of the first unmanned aerial vehicle 50E, neighboring vertices are all visited vertices.

이 경우 제1 무인 비행체(50E)는 방문 리스트를 이용하여 전체 관심 지역의 정점 중 방문하지 않은 가장 인접한 정점으로 곧바로 이동한다. 가장 인접한 정점이 두 개 이상인 경우 제1 무인 비행체(50E)는 가장 인접한 정점 중 하나를 선택하여 이동한다. 도 4(b)를 살펴보면 제1 무인 비행체(50E)가 가장 인접한 정점(v5,4)으로 이동하였다. 이제 새로운 위치에서 제1 무인 비행체(50E)가 새로운 예상 경로를 결정한다. 제1 무인 비행체(50E)는 새로운 위치(v5,4)에서 이동 가능한 경로 중 관심 지역의 경계까지의 거리가 가장 먼 경로를 선택한다. (v5,4)에서 제1 무인 비행체(50E)가 이동 가능한 경로는 SE, SW, ES 및 WS이다. 이중 관심 지역의 경계까지가 가장 긴 경로는 SE이다. 따라서 제1 무인 비행체(50E)는 SE 경로를 예상 경로로 결정한다.In this case, the first unmanned aerial vehicle 50E moves directly to the closest vertex that has not been visited among the vertices of the entire area of interest using the visiting list. When the closest vertex is more than two, the first unmanned aerial vehicle 50E selects one of the closest vertices and moves. Referring to FIG. 4B, the first unmanned aerial vehicle 50E has moved to the closest vertex v 5,4 . Now, at the new location, the first unmanned aerial vehicle 50E determines a new expected route. The first unmanned air vehicle 50E selects the route that is the farthest from the movable position at the new position (v 5,4 ) to the boundary of the area of interest. (v 5,4 ), SE, SW, ES and WS are the paths through which the first unmanned aerial vehicle 50E can move. The longest path up to the boundary of the region of interest is the SE. Therefore, the first unmanned aerial vehicle 50E determines the SE path as a predicted path.

최종적으로 무인 비행체가 더는 이동할 수 있는 정점이 없는 경우(즉, 모든 정점을 방문한 경우) 관심 지역의 탐색은 종료된다.Finally, if the unmanned aerial vehicle has no more vertices to move (ie, if all vertices are visited), the search for the area of interest ends.

한편 무인 비행체는 다양한 패턴으로 관심 지역을 비행할 수 있다. 도 2 내지 도 4에서는 지그재그 패턴만을 예로 도시하였으나, 무인 비행체는 일정한 규칙을 가진 다양한 패턴의 이동 경로로 이동할 수 있다. 나아가 무인 비행체는 일정한 규칙 없이 방문하지 않은 정점을 랜덤하게 방문할 수도 있다.On the other hand, unmanned aerial vehicles can fly around the area of interest with various patterns. 2 to 4, only the zigzag pattern is shown as an example. However, the unmanned aerial vehicle can move in various patterns of movement paths having certain rules. Furthermore, unmanned aerial vehicles may visit random peaks that have not been visited without certain rules.

무인 비행체는 예상 경로를 따라 이동하면서 새로운 정점에 도달하면 해당 정점에서 통신이 원활한지 여부를 확인하다. 무인 비행체가 일정한 테스트 패킷을 전송하고, 주변에 있는 애드혹 네트워크의 통신 노드로부터 테스트 패킷에 대한 응답으로 피드백 패킷을 수신한다. 테스트 패킷 및 피드백 패킷은 사전에 약속된 것으로, 통신 노드는 테스트 패킷을 수신하면 일정한 데이터를 포함한 피드백 패킷을 송신한다. 이때 무인 비행체 주변에 복수의 통신 노드가 존재할 수 있다. 이 경우 복수의 통신 노드가 피드백 패킷을 송신한다. The unmanned aerial vehicle moves along the expected route and confirms whether the communication is smooth at the vertices when the new vertex is reached. The unmanned aerial vehicle transmits a certain test packet and receives the feedback packet in response to the test packet from the communication node of the ad hoc network in the vicinity. The test packet and the feedback packet are predetermined, and upon receiving the test packet, the communication node transmits a feedback packet including certain data. At this time, a plurality of communication nodes may exist around the unmanned aerial vehicle. In this case, a plurality of communication nodes transmit feedback packets.

무인 비행체는 방문한 정점에서 피드백 패킷을 수신한 패킷 수신율(Packet Reception Rate, PRR)을 기록한다. 무인 비행체는 현재 방문한 정점에 대한 식별자, 피드백 패킷을 송신한 통신 노드의 식별자 및 해당 통신 노드가 송신한 피드백 패킷의 수신율을 저장한다. 무인 비행체는 이동하면서 관심 지역에 포함된 모든 정점에 대해 동일한 과정을 수행한다. 정점을 방문하면서 PRR을 기록한 테이블을 수신율 테이블이라고 명명한다. 수신율 테이블은 각 정점, 정점에서 피드백 패킷을 송신한 통신 노드, 각 통신 노드가 송신한 피드백 패킷을 수신한 수신율을 저장한다. 무인 비행체는 동일한 정점에서 테스트 패킷을 여러 차례 송신하고, 테스트 패킷에 대한 응답으로 도착하는 피드백 패킷의 평균 수신율을 수신율 테이블에 저장할 수도 있다.The unmanned aerial vehicle records the packet reception rate (PRR) of the feedback packet received at the visited vertex. The unmanned aerial vehicle stores the identifier of the currently visited peak, the identifier of the communication node that transmitted the feedback packet, and the reception rate of the feedback packet transmitted by the corresponding communication node. The unmanned aerial vehicle performs the same process for all vertices included in the area of interest while moving. A table in which a PRR is recorded while visiting a vertex is called a reception ratio table. The reception ratio table stores the reception rate at which each of the vertices, the communication node that transmitted the feedback packet at the vertex, and the feedback packet transmitted from each communication node. The unmanned aerial vehicle may transmit the test packet at the same vertex several times and store the average reception rate of the feedback packet arriving in response to the test packet in the reception rate table.

한편 복수의 무인 비행체가 관심 지역을 이동하면서 각자 수신율 테이블을 작성한 경우, 복수의 무인 비행체가 인접 정점에서 만나게되면 각자가 작성했던 수신율 테이블도 교환할 수 있다. 결국 복수의 무인 비행체를 사용하면 보다 빠르게 관심 지역에 대한 탐색이 가능할 것이다.Meanwhile, when a plurality of unmanned aerial vehicles create their own reception ratio tables while moving around the area of interest, when the plurality of unmanned aerial vehicles meet at the adjacent vertices, the reception ratio tables created by the plurality of unmanned aerial vehicles can be exchanged. Ultimately, if you use multiple unmanned aerial vehicles, you will be able to search the area of interest more quickly.

다음은 무인 비행체가 관심 지역을 이동하는 알고리즘에 대한 수도 코드이다.The following is the numeric code for the algorithm that the unmanned aerial vehicle moves through the area of interest.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

다음은 무인 비행체가 관심 지역을 이동하면서 수신 테이블을 작성하는 과정에 대한 알고리즘이다.The following is an algorithm for the process of creating the reception table while the unmanned aerial vehicle moves around the area of interest.

Figure pat00005
Figure pat00005

무인 비행체의 배치Arrangement of unmanned aerial vehicles

무인 비행체는 관심 지역에 대한 모든 정점을 탐색하고, 수신 테이블을 완성한 후에 현재 관심 지역 중 통신이 원활하지 못한 지역 내지 지점을 결정한다. 무인 비행체는 자신 또는 통신 노드 기능을 하는 다른 무인 비행체를 특정한 지점에 배치하고, 이후 애드혹 네트워크의 통신 노드로서 기능을 수행한다. 무인 비행체를 이용하여 네트워크의 라우팅 기능을 저해하는 네트워크 구멍(network hole)을 찾고, 또한 무인 비행체를 이용하여 해당 네트워크 구멍을 매우는 것이다. 네트워크 구멍은 통신이 원활하지 못한 지점 내지 지역을 의미한다. 네트워크 구멍은 특정 통신 노드의 장애로 인해 발생할 수도 있고, 최초 통신 노드의 배치가 잘못되어 발생할 수도 있다. 나아가 이동통신 네트워크 등과 같은 경우 무인 비행체가 AP로서 기능을 수행할 수 있다. 이하 무인 비행체를 배치하는 과정에 대해 설명하기로 한다.The unmanned aerial vehicle searches all the vertices of the area of interest, and after completing the reception table, determines the area or point where communication is not smooth in the current area of interest. The unmanned aerial vehicle places itself or other unmanned aerial vehicles functioning as a communication node at a specific point, and then functions as a communication node of the ad hoc network. It uses a unmanned aerial vehicle to find a network hole that hinders the routing function of the network, and also uses the unmanned aerial vehicle to drill the network hole. The network hole means a point or an area where communication is not smooth. The network hole may be caused by a failure of a specific communication node, or may occur due to a wrong placement of the initial communication node. Further, in the case of a mobile communication network or the like, the unmanned aerial vehicle can function as an AP. Hereinafter, the process of disposing the unmanned aerial vehicle will be described.

무인 비행체와 네트워크로 연결된 별도의 제어 장치가 무인 비행체의 배치를 제어할 수도 있지만, 무인 비행체가 스스로 주어진 정보를 바탕으로 자신이 배치될 위치를 결정할 수도 있다.A separate control device connected to the unmanned aerial vehicle and the network may control the placement of the unmanned aerial vehicle, but the unmanned aerial vehicle may determine the position where the unmanned aerial vehicle is to be placed based on the information given to it.

무인 비행체가 관심 지역을 모두 탐색하면, 관심 지역에 포함된 모든 정점에 대한 수신율 테이블이 마련된다. 수신율 테이블은 정점의 ID(j)에서 통신 노드의 ID(k)로부터 수신한 패킷 수신율(PRR)을 포함한다. 관심 지역에 배치된 통신 노드의 개수는 모두 N개이고, 정점은 M개(= m2)이라고 하면, 수집한 패킷 수신율은 [PRR]j,k와 같이 표현할 수 있다. 이때 1≤ k ≤N이고, 1 ≤ j ≤ M이다.When the unmanned aerial vehicle searches for all the areas of interest, a reception ratio table is prepared for all the vertices included in the area of interest. The reception ratio table includes the packet reception ratio (PRR) received from the ID (k) of the communication node in the ID (j) of the vertex. If the number of communication nodes arranged in the area of interest is N and the number of vertices is M (= m 2 ), the collected packet reception rate can be expressed as [PRR] j, k. Where 1? K? N and 1? J? M.

통신 노드로 기능을 수행하는 무인 비행체는 제한된 개수일 것이다. 또한 무인 비행체를 운영하는 것 자체가 일종의 비용이기 때문에 최대한 효율적으로 무인 비행체를 배치하는 것이 바람직하다. 무인 비행체가 배치되는 위치는 통신 노드의 위치와는 관계없이 결정된다. 예컨대, 현재 장애가 발생한 통신 노드의 위치에 무인 비행체가 배치되는 것은 아니다. 이하 무인 비행체를 배치하기 위한 기준을 설명하도록 한다.There will be a limited number of unmanned aerial vehicles that function as communication nodes. Also, since the operation of the unmanned aerial vehicle itself is a kind of cost, it is desirable to arrange the unmanned aerial vehicle as efficiently as possible. The position of the unmanned aerial vehicle is determined regardless of the position of the communication node. For example, the unmanned aerial vehicle is not disposed at the position of the communication node where the current failure occurs. Hereinafter, the criteria for deploying unmanned aerial vehicles should be explained.

무인 비행체를 배치할 기준으로 하나의 정점을 사용하지 않고, 복수의 정점을 포함하는 정점 집합을 사용한다. 물론 하나의 정점을 기준으로 평균 패킷 수신율이 가장 낮은 정점에 무인 비행체를 배치할 수도 있을 것이다. 정점 집합을 사용하는 이유는 배치되는 무인 비행체의 커버리지가 서로 중복되지 않도록 하기 위함 이다. Instead of using one vertex as the basis for deploying the unmanned aerial vehicle, we use a set of vertices that contain multiple vertices. Of course, it would be possible to deploy an unmanned aerial vehicle at the peak of the average packet reception rate based on one vertex. The reason for using the vertex set is that the coverage of the deployed unmanned aerial vehicle does not overlap with each other.

도 5는 관심 지역에서 정점 집합을 도시한 예이다. 도 5는 가로 세로 각각 9개의 사각형 격자를 갖는 관심 지역을 도시하였다. 정점 집합은 n×n의 크기를 갖는 정사각형 모양이라고 가정한다. 도 5에서는 4×4의 크기를 갖는 정점 집합을 도시하였다. 도 5에서 생성 가능한 정점 집합은 모두 64개이다. S1과 S2는 공통된 정점 {v0,1, v0,2, v0,3, v1,1, v1,2, v1,3, v2,1, v2,2, v0,3, v3,1, v3,2, v3,3}을 갖고, S1과 S9는 공통된 정점 {v1,0, v1,1, v1,2, v1,3, v2,0, v2,1, v2,2, v2,3, v3,0, v3,1, v3,2, v3,3}을 갖는다. 도 5에서는 관심 지역에서 생성가능한 정점 집합 중 S1, S2, S8, S9, S57 및 S64를 예시적으로 표시하였다.Figure 5 is an example of vertex sets in the region of interest. FIG. 5 shows a region of interest having nine rectangles each having a width and a length. It is assumed that the vertex set has a square shape with a size of n × n. In FIG. 5, a vertex set having a size of 4 × 4 is shown. In Fig. 5, there are 64 vertex sets that can be generated. S 1 and S 2 have a common vertex {v 0,1 , v 0,2 , v 0,3 , v 1,1 , v 1,2 , v 1,3 , v 2,1 , v 2,2 , v 0 , 3 , v 3,1 , v 3,2 , v 3,3 }, S 1 and S 9 have a common vertex {v 1,0 , v 1,1 , v 1,2 , v 1,3 , v 2,0 , v 2,1 , v 2,2 , v 2,3 , v 3,0 , v 3,1 , v 3,2 , v 3,3 }. In FIG. 5, S 1 , S 2 , S 8 , S 9 , S 57 and S 64 among the vertex sets that can be generated in the region of interest are illustratively shown.

복수의 정점으로 구성되는 정점 집합은 일정한 모양의 영역을 형성한다. 도 5에서는 정사각형 형태의 정점 집합을 도시하였다. 다만 다른 모양의 정점 집합도 가능할 수 있다. 정점 집합이 형성하는 영역의 크기는 무인 비행체의 통신 커버리지와 연관이 있다. 가용한 무인 비행체의 개수 및 무인 비행체의 통신 커버리지에 따라 무인 비행체의 배치 알고리즘이 달라질 수 있다. 무인 비행체를 효율적으로 사용하기 위하여 관심 지역에 배치되는 무인 비행체의 커버리지가 서로 중복되지 않도록 할 수 있다. 이 경우 정점 집합이 구성하는 영역의 크기는 하나의 무인 비행체의 통신 커버리지와 같거나 조금 큰 것이 바람직할 것이다. 결국 무인 비행체의 통신 커버리지에 따라 정점 집합을 구성하는 정점의 개수가 달라질 수 있다.A set of vertices constituted by a plurality of vertices forms an area having a constant shape. FIG. 5 shows a vertex set of a square shape. However, vertex sets of other shapes may be possible. The size of the area formed by the vertex set is related to the communication coverage of the unmanned aerial vehicle. According to the number of available unmanned aerial vehicles and the communication coverage of unmanned aerial vehicles, the arrangement algorithm of unmanned aerial vehicles can be changed. In order to use the unmanned aerial vehicle efficiently, the coverage of the unmanned aerial vehicle disposed in the interested area can be prevented from being overlapped with each other. In this case, it is desirable that the size of the area constituted by the vertex set is equal to or slightly larger than the communication coverage of one unmanned aerial vehicle. As a result, the number of vertices constituting the vertex set can be changed according to the communication coverage of the unmanned aerial vehicle.

무인 비행체를 배치하기 위한 기본적인 조건은 (i) 무인 비행체의 커버리지가 서로 중첩되지 않게 배치하고, (ii) 정점 집합 중 평균 PRR이 가장 약한 정점 집합을 우선적으로 찾는 것이다. 이때 PRR이 0(zero)인 정점 집합은 배제한다. PRR이 0(zero)인 정점 집합은 해당 정점 집합에 속한 모든 정점에서 패킷 수신율이 0이라는 의미이다. 정점 집합이 구성하는 영역의 크기가 무인 비행체의 커버리지보다 크기 때문에 PRR이 0인 정점 집합의 위치에 무인 비행체를 배치하여도 통신 장애를 모두 극복할 수 없을 수 있다.The basic conditions for deploying the unmanned aerial vehicle are (i) arranging the coverage of unmanned aerial vehicles so that they do not overlap each other, and (ii) preferentially finding the vertex set with the weakest average PRR among the vertex sets. At this time, we exclude the vertex set whose PRR is 0 (zero). A set of vertices with a PRR of 0 means that the packet reception rate is 0 at all vertices belonging to the set of vertices. Since the size of the area constituting the vertex set is larger than the coverage of the unmanned aerial vehicle, even if the unmanned aerial vehicle is placed at the position of the vertex set of PRR 0, it is impossible to overcome all of the communication obstacles.

정점 집합은

Figure pat00006
으로 표현된다.
Figure pat00007
Figure pat00008
에 속한 정점이고,
Figure pat00009
Figure pat00010
에 속한 정점의 개수이다. 관심 지역은 정점 집합으로 구분되기 때문에 모든 정점 집합에 속한 정점은 관심 지역 전체의 정점에 해당한다. 즉,
Figure pat00011
이다. The vertex set is
Figure pat00006
.
Figure pat00007
The
Figure pat00008
Is a vertex belonging to < RTI ID =
Figure pat00009
silver
Figure pat00010
Is the number of vertices belonging to. Since the region of interest is divided into a set of vertices, the vertices belonging to all vertex sets correspond to the vertices of the entire region of interest. In other words,
Figure pat00011
to be.

단순하게 설명하면 무인 비행체가 배치되는 영역은 정점 집합 중에 평균 패킷 수신율이 가장 작은 정점 집합이다. 정점 집합의 평균 패킷 수신율은 소속된 정점에서 측정한 패킷 수신율의 평균값이다. 무인 비행체는 선택한 정점 집합의 중앙 지점에 배치될 수 있다. 복수의 무인 비행체를 배치한다면 정점 집합의 평균 패킷 수신율이 작은 순서에 따라 정점 집합을 선택하여 무인 비행체를 배치할 수 있다.In simple terms, the area where the unmanned aerial vehicle is deployed is the set of vertexes with the smallest average packet reception rate among vertex sets. The average packet reception rate of the vertex set is an average value of the packet reception rate measured at the vertices belonging to the vertex set. An unmanned aerial vehicle can be placed at the midpoint of a selected set of vertices. If a plurality of unmanned aerial vehicles are arranged, an unmanned aerial vehicle can be arranged by selecting a vertex set in descending order of the average packet reception rate of vertex sets.

나아가 무인 비행체가 배치되는 복수의 정점 집합은 서로 정점을 공통되게 갖지 않는 집합을 선택할 수 있다. 즉 Si와 Sj가 무인 비행체가 배치될 영역으로 선택된다면, Si ∩ Sj = Ø이다. 도 5에서 S1 및 S2가 가장 평균 패킷 수신율이 작은 두 개의 정점 집합이라고 해도, S1 및 S2가 동시에 선택될 수 없다. 이는 개수의 제한이 있는 무인 비행체를 보다 효율적으로 배치하기 위한 것이다.Furthermore, a plurality of vertex sets in which an unmanned aerial vehicle is disposed can select a set that does not have apexes in common with each other. In other words, if S i and S j are chosen as the area in which the unmanned aerial vehicle will be deployed, S i ∩ S j = Ø. In Fig. 5, S 1 and S 2 can not be selected at the same time, even if S 1 and S 2 are two vertex sets with the smallest average packet reception ratio. This is for more efficient deployment of unmanned aerial vehicles with limited numbers.

이하 무인 비행체의 배치를 결정하는 알고리즘을 이진 정수법(binary integer problem)을 사용하여 설명하고자 한다. 먼저 이하 수식에서 사용하는 변수 및 지시함수(indicator function)을 설명한다. P는 관심 영역에 배치할 수 있는 무인 비행체의 개수이다. 지시 함수 Ji는 무인 비행체가 배치될 영역으로 정점 집합 Si가 선택되어야 하는 것을 나타낸다. 지시 함수 Ii,j는 무인 비행체가 배치될 영역으로 정점 집합 Si 및 에 소속된 정점 vj가 선택되어야하는 것을 나타낸다.Hereinafter, an algorithm for determining the placement of unmanned aerial vehicles will be described using a binary integer problem. First, the variables and indicator functions used in the following equations are described. P is the number of unmanned aerial vehicles that can be placed in the area of interest. The indicator function J i indicates that the vertex set S i should be selected as the area where the unmanned aerial vehicle is to be placed. The indicator function I i, j indicates that the vertex v i belonging to the vertex set S i and the vertex v j belonging to the area where the unmanned aerial vehicle is to be placed should be selected.

아래의 수학식을 이용하여 관심 지역에 포함된 정점으로 구성될 수 있는 다양한 정점 집합 중에 무인 비행체가 배치될 정점 집합을 선택하게 된다. 기본적으로 관심 지역에서 생성 가능한 정점 집합 중 아래의 수학식 1을 만족하는 정점 집합을 선택한다. The vertex set in which the unmanned aerial vehicle is to be placed is selected among various vertex sets that can be composed of the vertices included in the interested area by using the following equation. Basically, among vertex sets that can be generated in the area of interest, a vertex set satisfying the following equation (1) is selected.

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 수학식 1에서

Figure pat00013
은 정점 vj에서 주변에 있는 통신 노드의 평균 패킷 수신율을 의미한다. 수학식 1은 결국 정점 집합 중에 평균 패킷 수신율이 가장 낮은 정점 집합을 선택한다는 의미이다. 정점 중에 패킷 수신율이 0인 곳을 포함하는 정점 집합은 가능하면 배제하는 것이 바람직하다. 따라서
Figure pat00014
가 0인 정점은 0이 아닌 1의 값을 갖도록 한다.In Equation (1)
Figure pat00013
Denotes the average packet reception rate of neighboring communication nodes at the vertex v j . Equation (1) means that a vertex set having the lowest average packet reception rate among vertex sets is selected. It is preferable to exclude the vertex set including the place where the packet reception ratio is 0 among the vertices as much as possible. therefore
Figure pat00014
The value of a vertex of 0 is a value of 1 rather than 0.

나아가 상기 수학식 1에 아래의 수학식 2 내지 4와 같은 조건을 부가하여 정점 집합을 선택할 수 있다.Furthermore, the vertex set can be selected by adding the following equations (2) to (4) to the equation (1).

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 수학식 2는 정점 집합을 선택할때 선택된 정점 집합에는 공통된 정점이 포함되지 않도록 한다. Equation (2) does not include a common vertex in a selected vertex set when selecting a vertex set.

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 수학식 3은 하나의 정점 집합 Si가 선택되면 Si에 속한 정점들 vj은 모두 선택되게 한다.In Equation (3), when one vertex set S i is selected, all the vertices v j belonging to S i are selected.

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 수학식 4는 선택되는 정점의 집합이 최대 무인 비행체의 개수에 해당하도록 제한한다.Equation (4) limits the set of vertices selected to correspond to the maximum number of unmanned aerial vehicles.

전술한 바와 같이 무인 비행체는 애드혹 네트워크의 통신 노드로서 기능을 할 수 있다. 또한 애드혹 네트워크가 아닌 다른 무선 네트워크의 중계기 또는 AP로서 역할을 할 수도 있다. 예컨대, 무인 비행체가 이동통신 네트워크의 기지국(또는 AP)이 배치된 관심 지역을 비행하면서 관심 지역에서의 패킷 수신율을 수집하고, 관심 지역에서 통신이 원활하지 못한 지역 내지 지점을 찾아 해당 지점으로 이동할 수 있다. 이후 무인 비행체는 AP 역할을 수행할 수 있다.As described above, the unmanned aerial vehicle can function as a communication node of an ad hoc network. It may also serve as a repeater or AP for other wireless networks than an ad hoc network. For example, the unmanned aerial vehicle collects the packet reception rate in the area of interest while flying the area of interest in which the base station (or the AP) of the mobile communication network is disposed, finds an area or point where communication is not smooth in the area of interest, have. The unmanned aerial vehicle can then perform the AP role.

도 6은 무인 비행체를 이용하여 네트워크를 복구하는 방법(200)에 대한 순서도의 예이다.6 is an example of a flowchart of a method 200 for restoring a network using an unmanned aerial vehicle.

적어도 하나의 무인 비행체가 하나의 통신 노드 또는 AP가 배치된 관심 지역을 이동하면서 패킷 수신율을 수집한다(210). 이때 관심 지역은 도 2 등에 도시된 바와 같이 격자 형태로 구분될 수 있고, 무인 비행체는 격자를 구성하는 직선들이 서로 만나는 복수의 정점을 이동하면서 패킷 수신율을 수집한다.At least one unmanned aerial vehicle collects a packet reception ratio (210) while moving through a region of interest where one communication node or AP is located. At this time, the interested area can be classified into a grid shape as shown in FIG. 2 and the like, and the unmanned aerial vehicle collects the packet reception ratio while moving a plurality of vertices where the straight lines forming the grid meet each other.

무인 비행체는 관심 지역의 복수의 정점에 대한 방문이 완료되었는지 확인한다(220). 모든 지점에 대한 방문이 완료되지 않았다면 무인 비행체는 아직 방문하지 않은 정점으로 이동한다(230). The unmanned aerial vehicle confirms whether the visit to the plurality of vertices of the interested area is completed (220). If the visit to all the points is not completed, the unmanned aerial vehicle moves to a vertex that has not yet visited (230).

무인 비행체가 관심 지역에 포함된 모든 정점을 방문하고, 각 지점에 대한 패킷 수신율을 수집하였다면 무인 비행체는 도 5에 도시한 바와 같이 관심 지역을 구성하는 정점의 집합 단위로 각 집합에 대한 평균 패킷 수신율을 결정한다(240). When the unmanned aerial vehicle visits all the vertices included in the area of interest and collects the packet reception ratio for each point, as shown in FIG. 5, the unmanned aerial vehicle calculates the average packet reception ratio (240).

집합은 관심 지역을 구분하는 복수의 정점을 포함한다. 집합은 일정한 크기 및 모양을 갖는 영역에 해당한다. 영역의 모양은 도 5에서 도시한 바와 같이 정사각형일 수 있다. 무인 비행체는 관심 지역 내의 복수의 정점을 이용하여 생성 가능한 모든 집합에 대해 각 집합에 포함된 복수의 정점의 패킷 수신율을 평균한 값을 연산한다. The set includes a plurality of vertices that identify the region of interest. The set corresponds to an area having a constant size and shape. The shape of the region may be square as shown in Fig. The unmanned aerial vehicle calculates a value obtained by averaging the packet reception rates of a plurality of vertices contained in each set for all sets that can be generated using a plurality of vertices in an area of interest.

무인 비행체는 집합에 대한 평균 패킷 수신율을 기준으로 복수의 집합 중 무인 비행체가 배치될 타겟 집합을 결정한다(250). 무인 비행체는 관심 지역에 대해 설정가능한 모든 집합 중 평균 패킷 수신율이 가장 낮은 집합을 타겟 집합으로 결정한다. 통신 노드 또는 AP로 동작하는 무인 비행체가 복수인 경우, 무인 비행체는 관심 지역에 대해 설정가능한 모든 집합 단위 중 공통된 정점을 갖지 않으면서 평균 패킷 수신율이 가장 낮은 순서에 따라 무인 비행체의 개수만큼의 타겟 집합을 결정한다.The unmanned aerial vehicle determines a target set in which a plurality of sets of unmanned aerial vehicles will be deployed based on the average packet reception ratio for the set (250). The unmanned aerial vehicle determines the target set as the set having the lowest average packet reception rate among all possible sets for the area of interest. When there are a plurality of unmanned aerial vehicles that operate as a communication node or an AP, the unmanned aerial vehicle has a common target vertex among all the settable units for the interested area, and a target set of the number of unmanned aerial vehicles .

이후 무인 비행체는 결정한 타겟 집합에 해당하는 영역(타겟 영역)으로 이동하고(260), 무인 비행체는 타겟 영역에서 통신 노드 또는 AP로서 기능을 수행한다(270), 무인 비행체는 타겟 영역의 중심 지점으로 이동하고, 해당 위치에서 주변 노드와 통신을 수행하거나, 사용자 단말과 통신을 수행한다.The unmanned aerial vehicle then moves to an area (target area) corresponding to the determined target set (260), and the unmanned aerial vehicle functions as a communication node or an AP in the target area (270) Performs communication with the peripheral node at the corresponding position, or performs communication with the user terminal.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.It should be noted that the present embodiment and the drawings attached hereto are only a part of the technical idea included in the above-described technology, and those skilled in the art will readily understand the technical ideas included in the above- It is to be understood that both variations and specific embodiments which can be deduced are included in the scope of the above-mentioned technical scope.

50A, 50B, 50C, 50D, 50E, 50F : 무인 비행체50A, 50B, 50C, 50D, 50E, 50F: unmanned vehicle

Claims (12)

적어도 하나의 무인 비행체가 관심 지역에서 복수의 지점을 이동하면서 통신 노드 또는 AP의 패킷 수신율을 수집하는 단계;
상기 관심 지역에서 일정한 크기 및 모양을 갖는 영역 단위로 상기 무인 비행체가 상기 영역에 포함된 지점의 평균 패킷 수신율을 결정하는 단계;
상기 무인 비행체가 상기 평균 패킷 수신율을 기준으로 상기 영역 중 상기 무인 비행체가 배치될 타겟 영역을 결정하는 단계; 및
상기 무인 비행체가 상기 타겟 영역으로 이동하는 단계를 포함하되, 상기 무인 비행체는 통신 노드 또는 AP로서의 기능을 수행하는 무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법.
Collecting a packet reception ratio of a communication node or an AP while moving at least one unmanned aerial vehicle at a plurality of points in a region of interest;
Determining an average packet reception rate at a point where the unmanned aerial vehicle is included in the area in a unit area having a predetermined size and shape in the area of interest;
Determining a target area of the unmanned aerial vehicle to which the unmanned aerial vehicle is to be placed based on the average packet reception rate; And
And moving the unmanned aerial vehicle to the target area, wherein the unmanned aerial vehicle is a communication node or an AP.
제1항에 있어서,
상기 수집하는 단계에서
상기 관심 지역은 격자 형태로 구분되고, 상기 관심 지역은 상기 격자를 구성하는 직선들이 서로 만나는 복수의 정점을 포함하고, 상기 무인 비행체는 상기 복수의 정점을 이동하면서 상기 복수의 정점에서의 상기 패킷 수신율을 수집하는 무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법.
The method according to claim 1,
In the collecting step
Wherein the ROI is divided into a grid shape and the ROI includes a plurality of vertices in which straight lines making up the grid meet with each other while the ROV is moving along the plurality of vertices, A method for deploying an unmanned aerial vehicle in a region of interest for wireless network communication.
제1항에 있어서,
상기 수집하는 단계에서
두 개 이상의 무인 비행체가 상기 패킷 수신율을 수집하는 경우, 서로 다른 무인 비행체가 서로 통신 가능한 지점에 위치하면 각자 방문한 지점 및 상기 방문한 지점에서 수집한 패킷 수신율을 교환하는 무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법.
The method according to claim 1,
In the collecting step
When two or more unmanned aerial vehicles collect the packet reception rate, if the unmanned aerial vehicles are located at points where the mutual non-flying objects can communicate with each other, How to place a flight.
제1항에 있어서,
상기 수집하는 단계에서
상기 무인 비행체는 상기 복수의 지점을 이동하는 경우 자신 이미 방문한 지점 또는 다른 무인 비행체가 이미 방문한 지점으로 이동하지 않고, 상기 무인 비행체가 더 이상 이동할 지점이 없는 경우 상기 수집하는 단계가 종료되는 무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법.
The method according to claim 1,
In the collecting step
Wherein the unmanned aerial vehicle does not move to the point where the unmanned air vehicle has already visited or the point where the unmanned air vehicle has already visited when moving the plurality of points, How to place an unmanned aerial vehicle in your area of interest.
제1항에 있어서,
상기 수집하는 단계는
상기 무인 비행체가 상기 복수의 지점 중 하나의 지점에서 적어도 한번 테스트 패킷을 송신하는 단계; 및
상기 무인 비행체가 상기 테스트 패킷에 대한 응답으로 상기 통신 노드 또는 상기 AP가 송신하는 피드백 패킷이 수신되는지 여부에 따라 상기 하나의 지점에서의 상기 패킷 수신율을 저장하는 단계를 포함하는 무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법.
The method according to claim 1,
The collecting step
Wherein the unmanned aerial vehicle transmits test packets at least once at one of the plurality of points; And
Storing the packet reception rate at the one point according to whether the unmanned aerial vehicle is receiving a feedback packet transmitted by the communication node or the AP in response to the test packet; How to deploy unmanned aerial vehicles in the area.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계에서
상기 무인 비행체는 상기 관심 지역에 대해 설정가능한 모든 영역 단위 중 상기 평균 패킷 수신율이 가장 낮은 영역을 상기 타겟 영역으로 결정하는 무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법.
The method according to claim 1,
In the determining step
Wherein the unmanned aerial vehicle determines an area having the lowest average packet reception rate among all the area units that can be set for the area of interest as the target area.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계에서
통신 노드 또는 AP로 동작하는 상기 무인 비행체가 복수인 경우,
상기 무인 비행체는 상기 관심 지역에 대해 설정가능한 모든 영역 단위 중 공통된 지점을 갖지 않으면서 상기 평균 패킷 수신율이 가장 낮은 순서에 따라 상기 무인 비행체의 개수만큼의 상기 타겟 영역을 결정하는 무선 네트워크 통신을 위한 관심 지역에 무인 비행체를 배치하는 방법.
The method according to claim 1,
In the determining step
When there are a plurality of said unmanned aerial vehicles operating as communication nodes or APs,
Wherein the unmanned aerial vehicle has a common interest point for wireless network communication that determines the target area by the number of the unmanned aerial vehicles according to the order of lowest average packet reception rate, How to deploy unmanned aerial vehicles in the area.
적어도 하나의 무인 비행체가 적어도 하나의 통신 노드 또는 AP가 배치된 관심 지역 이동하면서 패킷 수신율을 수집하되, 상기 관심 지역은 격자 형태로 구분되고 상기 무인 비행체는 상기 격자를 구성하는 직선들이 서로 만나는 복수의 정점을 이동하면서 상기 복수의 정점마다 패킷 수신율을 수집하는 단계;
상기 무인 비행체가 상기 복수의 정점으로 생성가능한 일정한 크기 및 모양을 갖는 영역 단위로 모든 영역에 대해 각각 상기 영역에 포함된 모든 정점의 평균 패킷 수신율을 결정하는 단계;
상기 무인 비행체가 상기 평균 패킷 수신율을 기준으로 상기 영역 중 상기 무인 비행체가 배치될 타겟 영역을 결정하는 단계;
상기 무인 비행체가 상기 타겟 영역으로 이동하는 단계; 및
상기 무인 비행체가 상기 타겟 영역에서 통신 노드 또는 AP로서의 기능을 수행하는 단계를 포함하는 무인 비행체를 이용한 네트워크 복구 방법.
Wherein at least one unmanned aerial vehicle collects packet reception ratios while moving at least one communication node or an area of interest in which an AP is disposed, wherein the area of interest is classified into a grid shape, and the unmanned air vehicle has a plurality of Collecting a packet reception ratio for each of the plurality of vertices while moving a vertex;
Determining an average packet reception rate of all the vertices included in the area for all the areas in the area unit having the constant size and shape that the unmanned aerial vehicle can generate at the plurality of vertexes;
Determining a target area of the unmanned aerial vehicle to which the unmanned aerial vehicle is to be placed based on the average packet reception rate;
Moving the unmanned air vehicle to the target area; And
Wherein the unmanned aerial vehicle performs a function as a communication node or an AP in the target area.
제8항에 있어서,
상기 수집하는 단계에서
두 개 이상의 무인 비행체가 상기 패킷 수신율을 수집하는 경우, 서로 다른 무인 비행체가 서로 통신 가능한 지점에 위치하면 각자 방문한 지점 및 상기 방문한 지점에서 수집한 패킷 수신율을 교환하는 무인 비행체를 이용한 네트워크 복구 방법.
9. The method of claim 8,
In the collecting step
A method for recovering a network using an unmanned air vehicle in which two or more unmanned aerial vehicles collect the packet reception rate and exchange packet reception rates collected at visited points and visited points when different unmanned aerial vehicles are located at communication points with each other.
제8항에 있어서,
상기 결정하는 단계에서
상기 무인 비행체는 상기 관심 지역에 대해 설정가능한 모든 영역 단위 중 상기 평균 패킷 수신율이 가장 낮은 영역을 상기 타겟 영역으로 결정하는 무인 비행체를 이용한 네트워크 복구 방법.
9. The method of claim 8,
In the determining step
Wherein the unmanned aerial vehicle determines an area having the lowest average packet reception rate as the target area among all the area units configurable for the area of interest.
제8항에 있어서,
상기 결정하는 단계에서
통신 노드 또는 AP로 동작하는 상기 무인 비행체가 복수인 경우,
상기 무인 비행체는 상기 관심 지역에 대해 설정가능한 모든 영역 단위 중 공통된 지점을 갖지 않으면서 상기 평균 패킷 수신율이 가장 낮은 순서에 따라 상기 무인 비행체의 개수만큼의 상기 타겟 영역을 결정하는 무인 비행체를 이용한 네트워크 복구 방법.
9. The method of claim 8,
In the determining step
When there are a plurality of said unmanned aerial vehicles operating as communication nodes or APs,
The unmanned aerial vehicle system according to claim 1, wherein the unmanned aerial vehicle has a common point among all area units that can be set for the area of interest, and determines the target area by the number of the unmanned aerial vehicles Way.
제8항에 있어서,
상기 이동하는 단계에서
상기 무인 비행체는 상기 타겟 영역의 중심 지점으로 이동하는 무인 비행체를 이용한 네트워크 복구 방법.
9. The method of claim 8,
In the moving step
Wherein the unmanned aerial vehicle moves to a center point of the target area.
KR1020150089568A 2015-06-24 2015-06-24 Uav allocating method for wireless communication in region of interest and network reconstructing method using uav KR101722318B1 (en)

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