KR20170035092A - Method of data transmission in wireless sensor networks - Google Patents

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KR20170035092A
KR20170035092A KR1020150133732A KR20150133732A KR20170035092A KR 20170035092 A KR20170035092 A KR 20170035092A KR 1020150133732 A KR1020150133732 A KR 1020150133732A KR 20150133732 A KR20150133732 A KR 20150133732A KR 20170035092 A KR20170035092 A KR 20170035092A
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이성로
김진우
정민아
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목포대학교산학협력단
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Abstract

Disclosed is a method of sending data over a wireless sensor network. According to the present invention, provided is the method of sending data over the wireless sensor network, the wireless sensor network comprising: a source node which sends a packet; a destination node which receives a packet; and one or more PAN coordinators which are located between the source node and the destination node. The method comprises the steps of: broadcasting, by the PAN coordinator, a beacon frame comprising information about a superframe structure; receiving, by the PAN coordinator, a device to device (D2D) request frame from one or more source nodes as a response to the broadcasted beacon frame; allocating a D2D slot in an inactive period to a source node that has sent the D2D request frame in response to the D2D request frame; and broadcasting, by the PAN coordinator, a beacon frame including information about the allocated D2D slot. The source node receives the beacon frame including the information about the D2D slot broadcast by the PAN coordinator, and sends data in a D2D interval. The source node to which the D2D slot has been allocated sends data to a destination node without the intervention of the PAN coordinator.

Description

무선 센서 네트워크에서의 데이터 전송 방법{METHOD OF DATA TRANSMISSION IN WIRELESS SENSOR NETWORKS}METHOD OF DATA TRANSMISSION IN WIRELESS SENSOR NETWORKS [0002]

본 발명은 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전송 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박용 무선 센서 네트워크 환경에서 실시간 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 데이터 전송 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission method in a wireless sensor network, and more particularly, to a data transmission method for efficiently transmitting real-time data in a wireless sensor network environment.

무선 센서 네트워크는 수많은 센서 노드들이 네트워크를 구성하므로 센서 노드들의 구조를 단순하게 설계하는 것이 중요하다. In wireless sensor networks, it is important to design the structure of sensor nodes simply because many sensor nodes constitute network.

이러한 센서 노드들은 사람이 접근하기 어려운 지역에 배치될 수 있으므로 초기의 배터리로 수개월 또는 수년까지 동작할 수 있도록 적은 전력을 소모하도록 설계되어야 한다.These sensor nodes may be deployed in areas that are difficult for human access, so they should be designed to consume less power so that they can operate for months or years with the initial battery.

한편, IEEE 802.15.4 표준은 무선 센서 네트워크를 위한 물리 계층과 MAC 계층을 정의한 표준이다. IEEE 802.15.4는 실시간 데이터 전송의 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위하여 GTS(Guaranteed Time Slot) 기법을 제공하고 있다. Meanwhile, the IEEE 802.15.4 standard defines a physical layer and a MAC layer for a wireless sensor network. IEEE 802.15.4 provides a guaranteed time slot (GTS) scheme to guarantee quality of service (QoS) of real-time data transmission.

그러나 GTS 기법은 한 슈퍼 프레임 주기 동안 데이터를 전송할 수 없다는 문제가 있다. 특히, IEEE 802.15.4는 저전력 통신을 위해 낮은 듀티 사이클(Duty Cycle)을 유지하기 때문에, GTS 기법을 이용할 경우, 소스 노드에서 목적지 노드까지 높은 전달 지연이 발생하게 된다. However, there is a problem that the GTS technique can not transmit data during one superframe period. In particular, since IEEE 802.15.4 maintains a low duty cycle for low power communication, a high propagation delay occurs from the source node to the destination node when using the GTS technique.

또한, 데이터 전송을 위해 항상 코디네이터를 경유하여 통신하기 때문에, 코디네이터와 센서 노드 사이의 거리가 멀어질 경우 에너지 손실이 커지게 된다는 문제가 있다.In addition, since data is always communicated via a coordinator for data transmission, there is a problem that energy loss becomes large when the distance between the coordinator and the sensor node becomes long.

도 1은 종래 기술에 따른 IEEE 802.15.4에서의 슈퍼 프레임 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a superframe structure in IEEE 802.15.4 according to the prior art.

도 1을 참조하면, 센서 네트워크의 표준 규격 중 하나인 IEEE 802.15.4 규격을 살펴보면, 비콘이 사용되는 경우 매 16개의 슬롯마다 새로운 비콘이 전송되도록 되어 있다. 비콘이 주기로 구분되는 기간을 슈퍼 프레임이라고 하는데, 이는 다시 액티브(active) 구간과 인액티브(inactive) 구간으로 나누어진다. Referring to FIG. 1, when a beacon is used, a new beacon is transmitted every 16 slots according to IEEE 802.15.4 standard, which is one of standard standards of sensor networks. A period in which a beacon is divided into cycles is called a superframe, which is again divided into an active interval and an inactive interval.

액티브 구간은 액티브구간은 CAP(contention access period) 구간과 CFP(contention free period) 구간으로 나뉜다. 액티브 구간에서는 데이터 통신이 이루어지나, 인액티브 구간에서는 데이터 통신이 이루어지지 않는다. 이 인액티브 구간 동안 센서 노드들은 잠시 쉬었다가 다시 액티브 구간에서 데이터 통신을 한다. The active period is divided into a contention access period (CAP) period and a contention free period (CFP) period. Data communication is performed in the active section, but data communication is not performed in the inactive section. During this inactive period, the sensor nodes take a break and then communicate data again in the active interval.

전체 슈퍼 프레임 구간 자체가 30ms 내외의 아주 작은 시간이기 때문에 이렇게 인액티브 구간 동안 잠시 쉬었다가 깨어나는 것은 배터리 절약에 크게 기여하지 못한다. Since the whole superframe interval itself is a very small time of about 30ms, resting and waking up during this inactive section does not contribute much to battery saving.

한편, 실시간 데이터 전송을 위한 GTS 기법은 PAN 코디네이터가 CFP 구간에 GTS 슬롯을 할당하여, 경쟁없이 데이터를 PAN 코디네이터에게 전송하는 기법이다. Meanwhile, the GTS technique for real-time data transmission is a technique in which the PAN coordinator allocates GTS slots in the CFP interval and transmits data to the PAN coordinator without competition.

그러나 팬 코디네이터가 소스 노드로부터 수신한 데이터를 다시 목적지 노드로 전송하기 위해서는 다음 슈퍼 프레임의 CAP 구간에서 경쟁을 통해 데이터를 전송해야 한다.However, in order to transmit the data received from the source node to the destination node again, the PAN coordinator must transmit data through the contention in the CAP interval of the next superframe.

이에 따라, 네트워크 내 노드 수가 많아지면 경쟁이 심해지게 되고, 지연이 증가하며 수율이 하락하게 되는 문제가 있다.Accordingly, if the number of nodes in the network increases, the competition becomes worse, the delay increases, and the yield decreases.

이와 관련하여, 한국공개특허공보 제2010-0034324호(발명의 명칭: 무선 센서 네트워크의 노드의 패킷 전송 장치 및 방법)는 노드 내의 우선순위 큐들을 이용하여 실시간을 요하는 패킷의 지연을 최소화하고, 이웃 노드의 큐 정보를 이용하여 신뢰성 있는 라우팅을 구현하는 무선 센서 네트워크의 노드의 패킷 전송 장치 및 방법을 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0034324 (entitled " Packet transmission apparatus and method for node of wireless sensor network ") minimizes the delay of packets requiring real- Discloses a packet transmission apparatus and method of a node of a wireless sensor network that implements reliable routing using queue information of a neighboring node.

본 발명의 실시예는 소스 노드로부터 D2D 슬롯 할당 요청을 수신한 팬 코디네이터가 인액티브 구간에 D2D 슬롯을 할당함에 따라, 소스 노드는 팬 코디네이터를 경유하지 않고 목적지 노드로 데이터를 전송할 수 있는 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전송 방법을 제공하고자 한다.In the embodiment of the present invention, a fan coordinator that receives a D2D slot allocation request from a source node allocates a D2D slot in an inactive period, so that a source node can transmit data to a destination node without passing through a fan coordinator. To provide a method for transmitting data in a network.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 패킷을 전송하는 소스 노드, 패킷을 수신하는 목적지 노드 및 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이에 위치한 하나 이상의 팬 코디네이터를 포함하는 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전송 방법은 상기 팬 코디네이터가 슈퍼 프레임 구조의 정보가 포함된 비콘 프레임을 브로드캐스팅하는 단계; 상기 브로드캐스팅된 비콘 프레임에 대응하여 상기 팬 코디네이터가 하나 이상의 소스 노드부터 D2D(Device to Device) 요청 프레임을 수신하는 단계; 상기 D2D 요청 프레임에 대응하여 상기 D2D 요청 프레임을 전송한 소스 노드에게 인액티브 구간의 D2D 슬롯을 할당하는 단계 및 상기 팬 코디네이터가 상기 할당된 D2D 슬롯의 정보를 포함하는 비콘 프레임을 브로드캐스팅하는 단계를 포함하되, 상기 소스 노드는 상기 팬 코디네이터에 의해 브로드캐스팅된 상기 D2D 슬롯의 정보를 포함하는 비콘 프레임을 수신하고, 상기 D2D 구간에서 데이터를 전송하며, 상기 D2D 슬롯을 할당받은 소스 노드는 상기 팬 코디네이터를 경유하지 않고 목적지 노드로 데이터를 전송한다.As a technical means for achieving the above technical object, there is provided a communication system including a source node transmitting a packet according to the first aspect of the present invention, a destination node receiving a packet, and at least one fan coordinator located between the source node and the destination node A method of transmitting data in a wireless sensor network includes broadcasting the beacon frame including information of a superframe structure by the fan coordinator; Receiving a D2D (Device to Device) request frame from one or more source nodes in response to the broadcasted beacon frame; Allocating a D2D slot of an inactive section to a source node that has transmitted the D2D request frame corresponding to the D2D request frame, and broadcasting the beacon frame including the information of the allocated D2D slot by the pan coordinator Wherein the source node receives a beacon frame including information of the D2D slot broadcast by the fan coordinator and transmits data in the D2D interval, and the source node allocated the D2D slot transmits the beacon frame including information of the D2D slot broadcast by the fan coordinator, And transmits the data to the destination node without passing through the destination node.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, D2D 슬롯에서 소스 노드는 목적지 노드로 실시간 데이터를 경쟁없이 직접 전송함으로써, 지연 시간을 최소화하고, 네트워크 내의 노드 수에 관계없이 실시간 데이터에 대한 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있다.According to any one of the above-described methods of the present invention, the source node in the D2D slot directly transmits the real-time data to the destination node without competition, thereby minimizing the delay time, (Quality of Service) can be guaranteed.

도 1은 종래 기술에 따른 IEEE 802.15.4에서의 슈퍼 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서의 무선 센서 네트워크의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 요청 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 필드의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 디스크립터(Descriptor)의 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 일 예시를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a superframe structure in IEEE 802.15.4 according to the prior art.
2 is a diagram illustrating a structure of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a superframe structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a structure of a D2D request frame according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a structure of a beacon frame according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a structure of a D2D field according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a structure of a D2D descriptor according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating an example of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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 생략하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. 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 explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise.

도 2는 본 발명의 일 실시예에서의 무선 센서 네트워크(1)의 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a structure of a wireless sensor network 1 in an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에서의 무선 센서 네트워크(1)는 하나 이상의 소스 노드(source node, 10), 목적지 노드(destination node, 30) 및 팬 코디네이터(PAN coordinator, 20)를 포함하고 있다.The wireless sensor network 1 according to an embodiment of the present invention includes at least one source node 10, a destination node 30 and a PAN coordinator 20.

먼저, 소스 노드(10)는 패킷을 전송하는 역할을 수행한다. 다음으로, 목적지 노드(30)는 패킷을 수신하는 역할을 수행한다. 또한, 팬 코디네이터(20)는 소스 노드(10)와 목적지 노드(30) 사이에 위치하여 패킷의 전송 경로를 제공하는 역할을 수행한다.First, the source node 10 plays a role of transmitting a packet. Next, the destination node 30 performs a role of receiving a packet. In addition, the PAN coordinator 20 is located between the source node 10 and the destination node 30 and serves to provide a transmission path of a packet.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크(1)는 도 2에서 팬 코디네이터(20)와 목적지 노드(30)는 각각 하나만 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 팬 코디네이터(20) 및 복수의 목적지 노드(30)로 구성될 수 있다.2 shows only one of the PAN coordinator 20 and the destination node 30 in the wireless sensor network 1 according to the embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of the PAN coordinators 20 And a plurality of destination nodes 30, as shown in Fig.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 프레임 구조를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a superframe structure according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 적용된 슈퍼 프레임 구조는 기존의 IEEE 802.15.4 표준과 동일한 구조를 가진다.The superframe structure applied to the embodiment of the present invention has the same structure as the existing IEEE 802.15.4 standard.

팬 코디네이터(20)는 슈퍼 프레임의 시작 지점에서 비콘 프레임을 브로드캐스팅한다. 이때, 비콘 프레임에는 슈퍼 프레임의 구조에 대한 정보가 포함된다.The fan coordinator 20 broadcasts the beacon frame at the start point of the superframe. At this time, the beacon frame includes information on the structure of the super frame.

본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 프레임에서는 인액티브 구간에 실시간 데이터를 전송하기 위한 D2D 슬롯이 추가적으로 포함된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 인액티브 구간을 활용하며, 액티브 구간의 경우 기존 IEEE 802.15.4 MAC 표준과 동일한 구조를 가지므로, 기존의 IEEE 802.15.4 표준과의 호환이 가능하다는 장점이 있다.The superframe according to an embodiment of the present invention additionally includes a D2D slot for transmitting real-time data in an inactive section. That is, an active period is used in one embodiment of the present invention, and since the active period has the same structure as the existing IEEE 802.15.4 MAC standard, it is compatible with the existing IEEE 802.15.4 standard .

한편, 팬 코디네이터(20)에게 D2D 슬롯을 할당받지 못한 소스 노드(10)는 인액티브 구간에서 슬립 모드(Sleep mode)로 전환한다.Meanwhile, the source node 10 which has not been assigned the D2D slot to the fan coordinator 20 switches from the inactive period to the sleep mode.

이와 달리, 팬 코디네이터(20)에게 D2D 슬롯을 할당받은 소스 노드(10)들은 팬 코디네이터(20)를 경유하지 않고 직접 데이터를 목적지 노드(30)로 전송할 수 있다.Alternatively, the source nodes 10 having the D2D slot assigned to the fan coordinator 20 can directly transmit data to the destination node 30 without passing through the fan coordinator 20. [

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법은 D2D 슬롯을 할당받은 소스 노드(10)가 목적지 노드(30)로 직접 통신이 가능하며, D2D 슬롯을 할당받지 않은 소스 노드(10)들은 슬립 모드로 전환되기 때문에, 다른 장치들과 경쟁없이 데이터를 직접 전송하는 것이 가능하다.As described above, in the data transmission method according to the embodiment of the present invention, the source node 10 to which the D2D slot is allocated can directly communicate with the destination node 30, and the source nodes 10 that are not allocated the D2D slot Since it is switched to the sleep mode, it is possible to transmit data directly without competition from other devices.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에서 팬 코디네이터(20)의 동작을 나타내는 순서도로서, 먼저 팬 코디네이터(20)는 슈퍼 프레임 구조의 정보가 포함된 비콘 프레임을 브로드캐스팅한다(S310).FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of the fan coordinator 20 in an embodiment of the present invention. First, the fan coordinator 20 broadcasts a beacon frame including information of a superframe structure (S310).

다음으로, 브로드 캐스팅된 비콘 프레임에 대응하여 팬 코디네이터(20)가 하나 이상의 소스 노드(10)로부터 D2D 요청 프레임을 수신한다(S320).Next, in response to the broadcast beacon frame, the fan coordinator 20 receives a D2D request frame from one or more source nodes 10 (S320).

팬 코디네이터(20)가 소스 노드(10)로부터 D2D 요청 프레임을 수신하면, D2D 요청 프레임에 대응하여 D2D 요청 프레임을 전송한 소스 노드(10)에게 인액티브 구간의 D2D 슬롯을 할당한다(S330).When the pan coordinator 20 receives the D2D request frame from the source node 10, the D2D request frame is allocated to the source node 10 transmitting the D2D request frame in step S330.

그리고 팬 코디네이터(20)는 할당된 D2D 슬롯의 정보를 포함하는 비콘 프레임을 브로드캐스팅한다(S340).Then, the fan coordinator 20 broadcasts a beacon frame including information of the allocated D2D slot (S340).

이와 같은 과정을 통해 소스 노드(10)는 팬 코디네이터(20)에 의해 브로드캐스팅된 D2D 슬롯의 정보를 포함하는 비콘 프레임을 수신하고, D2D 구간에서 데이터를 전송한다.Through this process, the source node 10 receives the beacon frame including information of the D2D slot broadcasted by the pan coordinator 20, and transmits data in the D2D interval.

이때, D2D 슬롯을 할당받은 소스 노드(10)는 팬 코디네이터(20)를 경유하지 않고 직접 목적지 노드(30)로 데이터를 전송한다.At this time, the source node 10 to which the D2D slot is allocated transfers data directly to the destination node 30 without passing through the fan coordinator 20.

한편, D2D 요청 프레임을 전송하지 않은 하나 이상의 소스 노드(10)는 인액티브 구간에서 슬립 모드로 전환된다. On the other hand, one or more source nodes 10 that have not transmitted the D2D request frame are switched from the inactive period to the sleep mode.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예는 슬립 모드로 동작하는 소스 노드(10)들과 경쟁없이 인액티브 구간에서 데이터를 전송할 수 있어 전송 수율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, an embodiment of the present invention is advantageous in that data can be transmitted in an inactive section without competing with the source nodes 10 operating in the sleep mode, thereby improving the transmission yield.

상술한 설명에서, 단계 S310 내지 S340는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. In the above description, steps S310 to S340 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present invention. Also, some of the steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 요청 프레임의 구조를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a structure of a D2D request frame according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 어드레싱 필드(Addressing fields)는 소스 노드(10)의 주소와 팬 ID, 목적지 노드(30)의 주소 및 팬 ID를 포함한다. D2D 길이 필드(D2D Length field)는 실시간 데이터 전송을 위해 필요한 타임 슬롯의 길이를 포함한다. Characteristic 타입 필드는 D2D 할당일 경우 1로 설정되며, D2D 슬롯 해제의 경우 0으로 설정된다.Referring to FIG. 5, the addressing fields include the address of the source node 10 and the fan ID, the address of the destination node 30, and the fan ID. The D2D Length field contains the length of the time slot required for real-time data transmission. The Characteristic type field is set to 1 for D2D allocation and to 0 for D2D slot release.

한편, D2D 요청 프레임을 수신한 팬 코디네이터(20)는 남아있는 인액티브 구간을 고려하여 요청한 소스 노드(10)에게 D2D 슬롯을 할당한다. Meanwhile, the PAN coordinator 20 receiving the D2D request frame allocates the D2D slot to the requested source node 10 considering the remaining inactive periods.

팬 코디네이터(20)가 할당할 D2D 슬롯을 결정하면, D2D 슬롯의 정보를 포함하는 비콘 프레임을 생성한다.When the pan coordinator 20 determines a D2D slot to be allocated, it generates a beacon frame including information of the D2D slot.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 필드의 구조를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a structure of a beacon frame according to an embodiment of the present invention. 7 is a diagram illustrating a structure of a D2D field according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, D2D 필드는 D2D 슬롯에 대한 정보를 포함한다. 이때, D2D 필드는 도 7에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 6, the D2D field includes information on a D2D slot. At this time, the D2D field may have a structure as shown in FIG.

도 7을 참조하면, D2D 디스크립터 카운트 필드(D2D Descriptor Count field)는 D2D 리스트에 포함되는 D2D 디스크립터들의 수로 설정된다. 이 필드의 값이 0일 경우, 슈퍼 프레임에 할당된 D2D 슬롯은 존재하지 않는 것을 의미한다.Referring to FIG. 7, the D2D Descriptor Count field is set to the number of D2D descriptors included in the D2D list. If the value of this field is 0, it means that the D2D slot allocated to the superframe does not exist.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 D2D 디스크립터(Descriptor)의 구조를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a structure of a D2D descriptor according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, Source DevAddr 필드와 Destination DevAddr 필드는 할당된 D2D 슬롯에서 통신하는 각 노드들의 주소를 포함한다. Referring to FIG. 8, the Source DevAddr field and the Destination DevAddr field include addresses of respective nodes communicating in the allocated D2D slot.

그리고 D2D Starting Slot 필드는 할당된 D2D 슬롯이 시작되는 슈퍼 프레임 슬롯으로 설정된다. The D2D Starting Slot field is set to the super frame slot where the assigned D2D slot starts.

또한, D2D Length 필드는 할당된 D2D 길이에 대응하는 슈퍼 프레임의 슬롯의 수를 의미한다. Also, the D2D Length field indicates the number of slots of the superframe corresponding to the allocated D2D length.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법의 일 예시를 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating an example of a data transmission method according to an embodiment of the present invention.

D2D 필드가 포함된 비콘 프레임을 수신한 소스 노드(10)들은 할당된 D2D 슬롯에 대한 정보를 확인하여, 해당 소스 노드(10)들은 할당받은 D2D 슬롯에서 통신을 수행한다.The source nodes 10 receiving the beacon frame including the D2D field confirm the information on the allocated D2D slot, and the corresponding source nodes 10 perform communication in the allocated D2D slot.

즉, 소스 노드(10)들은 실시간으로 데이터를 전송하기 위하여 인액티브 구간에서 별도의 D2D 슬롯을 할당받는다. 이후, 할당받은 D2D 슬롯에서 소스 노드(10)는 목적지 노드(30)에게 실시간 데이터를 경쟁없이 직접 전송할 수 있다.That is, the source nodes 10 are allocated a separate D2D slot in the inactive section in order to transmit data in real time. Then, in the allocated D2D slot, the source node 10 can directly transmit the real-time data to the destination node 30 without competition.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예는 D2D 슬롯에서 소스 노드(10)는 목적지 노드(30)로 실시간 데이터를 경쟁없이 직접 전송함으로써, 지연 시간을 최소화하고, 네트워크 내의 노드 수에 관계없이 실시간 데이터에 대한 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, in the D2D slot, the source node 10 directly transmits the real-time data to the destination node 30 without competition, thereby minimizing the delay time, Quality of service (QoS) can be guaranteed.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 센서 네트워크(1)에서의 데이터 전송 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. The method of data transmission in the wireless sensor network 1 according to an embodiment of the present invention can also be implemented in the form of a recording medium including a computer program stored in a medium executed by the computer or instructions executable by the computer . Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.

본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.While the methods and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of those elements or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

1: 무선 센서 네트워크
10: 소스 노드
20: 팬 코디네이터
30: 목적지 노드1: Wireless sensor network
10: source node
20: Fan coordinator
30: destination node

Claims (2)

패킷을 전송하는 소스 노드, 패킷을 수신하는 목적지 노드 및 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이에 위치한 하나 이상의 팬 코디네이터를 포함하는 무선 센서 네트워크에서의 데이터 전송 방법에 있어서,
상기 팬 코디네이터가 슈퍼 프레임 구조의 정보가 포함된 비콘 프레임을 브로드캐스팅하는 단계;
상기 브로드캐스팅된 비콘 프레임에 대응하여 상기 팬 코디네이터가 하나 이상의 소스 노드부터 D2D(Device to Device) 요청 프레임을 수신하는 단계;
상기 D2D 요청 프레임에 대응하여 상기 D2D 요청 프레임을 전송한 소스 노드에게 인액티브 구간의 D2D 슬롯을 할당하는 단계 및
상기 팬 코디네이터가 상기 할당된 D2D 슬롯의 정보를 포함하는 비콘 프레임을 브로드캐스팅하는 단계를 포함하되,
상기 소스 노드는 상기 팬 코디네이터에 의해 브로드캐스팅된 상기 D2D 슬롯의 정보를 포함하는 비콘 프레임을 수신하고, 상기 D2D 구간에서 데이터를 전송하며,
상기 D2D 슬롯을 할당받은 소스 노드는 상기 팬 코디네이터를 경유하지 않고 목적지 노드로 데이터를 전송하는 것인 데이터 전송 방법.A method for transmitting data in a wireless sensor network, the method comprising: a source node for transmitting a packet; a destination node for receiving a packet; and at least one fan coordinator located between the source node and the destination node,
Broadcasting the beacon frame including information of a superframe structure by the pan coordinator;
Receiving a D2D (Device to Device) request frame from one or more source nodes in response to the broadcasted beacon frame;
Allocating a D2D slot of an inactive section to a source node that has transmitted the D2D request frame corresponding to the D2D request frame;
And broadcasting the beacon frame including information of the allocated D2D slot by the pan coordinator,
The source node receives a beacon frame including information of the D2D slot broadcast by the pan coordinator, transmits data in the D2D interval,
Wherein the source node having allocated the D2D slot transmits data to the destination node without passing through the fan coordinator. 제 1 항에 있어서,
상기 D2D 요청 프레임을 전송하지 않은 하나 이상의 소스 노드는 상기 인액티브 구간에서 슬립 모드로 동작하는 것인 데이터 전송 방법.The method according to claim 1,
Wherein one or more source nodes that have not transmitted the D2D request frame operate in a sleep mode in the inactive interval.
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