KR20190062921A - Underwater communication apparatus using seamless DTN (Delay Tolerant Network) protocol and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수중통신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 심리스(seamless) DTN(Delay Tolerant Network) 프로토콜을 사용하여 수중의 다이버들 간에 끊어짐이 없는(seamless) 수중통신이 가능하도록 하는 심리스 DTN 프로토콜을 이용한 수중통신 장치 및 그 수중통신방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 다이버(diver)들은 열악한 수중환경에서 작업 및 활동을 하므로 잠수복 못지 않게 서로 간의 수중통신이 매우 중요하다. 다이버 네트워크에서는 수심, 조류, 부유물 등에 의한 안전문제가 수시로 발생할 수 있으므로 다이버 간의 실시간 및 신뢰성 있는 통신이 반드시 필요하다.Generally, diver is working and activities in poor underwater environment, so underwater communication between each other is as important as wet suit. In the diver network, real-time and reliable communication between the diver is indispensable since safety problems due to water depths, algae, floats, etc. can occur from time to time.
기존에는 다이버들이 수중에서 활동하는 경우 수중 탁도에 의해 시계 확보가 어렵고 조류에 따라 위험한 지역으로 이동될 수 있으므로 상황에 따라서는 동료 다이버들의 상태나 위급 상황을 적시에 인지하지 못하여 안전사고를 야기하는 문제점이 있다.In the past, when divers are active in the water, it is difficult to obtain a watch due to underwater turbidity, and it is possible to move to a dangerous area according to the tide. Therefore, it may cause a safety accident because it does not recognize the state or emergency situation of a fellow diver in a timely manner. .
또한, 다이버들 간의 통신이 손으로 이루어지는 경우가 많아 수중에서 다이버 간 대화가 제한적이라는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that communication between divers is often hand-held, and conversation among divers is limited.
이에, 해당 기술분야에서는 수중에서 다이버들의 안전한 수중활동을 위해 다이버 네트워크를 형성하여 실시간 및 신뢰성 있는 수중통신을 가능하게 하는 기술의 개발이 요구되어 오고 있다.Accordingly, there is a need in the art to develop a technique that enables real-time and reliable underwater communication by forming a diver network for safe underwater activities of divers in the water.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점과 기술개발의 요구에 대응하여 수중환경에서 심리스(seamless) DTN 프로토콜을 통해 다이버 네트워크에서 다이버들의 이동성을 지원하면서 실시간 및 신뢰성 있는 통신을 지원할 수 있는 수중통신장치 및 그 통신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides an underwater communication device capable of supporting real-time and reliable communication while supporting diver mobility in a diver network through a seamless DTN protocol in an underwater environment in response to the problems of the related art and the demand for technology development, And a communication method therefor.
또한, 본 발명은 다이버들의 이동성을 보장하기 위하여 수중환경에 적합한 P2P 기반 핸드오버(handover)를 제공하여 끊어짐 없는(seamless) 통신이 가능하도록 하는 심리스(seamless) DTN 프로토콜을 사용한 수중통신장치 및 그 통신방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides an underwater communication device using a seamless DTN protocol that enables seamless communication by providing a P2P-based handover suitable for an underwater environment in order to ensure diversity of mobility, There is another purpose in providing a method.
또한, 본 발명은 기존의 수중통신 프로토콜의 헤더에 심리스 DTN 프로토콜을 위한 경량 확장헤더 및 주소체계를 적용한 압축체계(compression scheme)를 통해 오버헤드 및 통신 트래픽을 최소화하도록 하는 수중통신장치 및 그 통신방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. The present invention also provides an underwater communication apparatus and method for minimizing overhead and communication traffic through a compression scheme applying a lightweight extension header and an address scheme for a seamless DTN protocol to a header of an existing underwater communication protocol, There is another purpose.
본 발명의 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 장치는, 다수의 다이버들에 각각 탑재되고 다이버 네트워크(DN)를 구성하는 수중통신장치에 있어서, 하위의 데이터링크계층과 연결되어 외부장치와의 인터페이스를 제공하는 데이터링크추상계층; 및 수중통신을 위한 DTN 기능을 수행하기 위해 전송된 데이터를 버퍼에 저장한 후 수신확인까지 보관 및 재전송하는 DTN 기능부, 수중 MANET 기반의 DN 토폴로지를 형성하고 관리하는 기능을 수행하는 네트워크토폴로지 형성 및 관리부, 다중통신매체에 대한 오버히어링(Overhearing)을 통해 수신된 패킷을 주기적으로 분석한 주변상황정보를 수집 및 관리하는 주변상황정보 수집 및 관리부, 상기 수집 및 관리되는 주변상황정보를 저장하는 주변상황정보저장부, 상기 주변상황정보 수집 및 관리부 및 주변상황정보저장부에서 수집 및 저장되는 주변상황정보를 기반으로 기설정된 기계학습을 통해 다중 데이터링크계층을 선정하고 운용정책을 수립하는 데이터링크계층 선정 및 운용부를 포함하는 S-DTN계층; 을 포함한다.The underwater communication device using the seamless DTN protocol according to the embodiment of the present invention is a submersible communication device that is installed in each of a plurality of divers and constitutes a diver network DN, A data link abstraction layer providing an interface of the data link; DTN function to store transmitted data in a buffer to perform DTN function for underwater communication and to store and retransmit until receiving acknowledgment; formation of a network topology that forms and manages DN topology based on underwater MANET; A management unit, a surrounding information collecting and managing unit for collecting and managing peripheral information that periodically analyzes the received packets through overhearing of multiple communication media, a surrounding information collecting and managing unit for collecting and managing the surrounding information, A data link layer for selecting a plurality of data link layers and establishing an operation policy through predetermined machine learning based on peripheral information collected and stored in the information storage unit, the surrounding information collection and management unit, and the peripheral situation information storage unit And an S-DTN layer including an operation part; .
본 발명에서, 상기 데이터링크추상계층은 상기 다이버 네트워크(DN)에서 운용되는 통신프로토콜이 다중통신매체에 대한 다중 인터페이스를 접근하기 위한 단일화된 공통 표준인터페이스를 제공하는 데이터링크계층 공통인터페이스; 상기 다중통신매체를 위한 상기 데이터링크계층의 프로토콜의 중복된 기능을 공통기능으로 제공하는 데이터링크계층 공통기능부; 및 상기 데이터링크계층을 통한 다중통신매체로의 접근을 지원하는 데이터링크계층 어댑터;를 포함한다.In the present invention, the data link abstraction layer is a data link layer common interface in which a communication protocol operated in the diver network (DN) provides a unified common standard interface for accessing multiple interfaces for multiple communication media; A data link layer common function unit for providing redundant functions of the protocol of the data link layer for the multiple communication media as a common function; And a data link layer adapter for supporting access to multiple communication media through the data link layer.
본 발명에서, 상기 S-DTN계층은 기설정된 외부장치로부터 데이터의 전송요청을 받으면 상기 데이터링크계층 선택 및 운용부에서 상기 주변상황정보를 기반으로 상기 데이터의 전송에 대한 실시간 제약을 만족할 수 있는 다중통신매체를 선정한 후 상기 선정된 다중통신매체를 통해 상기 데이터의 전송요청을 상기 데이터링크추상계층으로 전달한다.In the present invention, when the S-DTN layer receives a data transmission request from a predetermined external device, the data link layer selection and operation unit may select a multi- Selects a communication medium, and transmits the data transmission request to the data link abstraction layer through the selected multiple communication medium.
본 발명에서, 상기 데이터링크추상계층은 상기 데이터의 전송요청이 수신되면 상기 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하여 상기 패킷을 외부장치로 전송한다.In the present invention, when the data link abstraction layer receives the data transmission request, the data link abstraction layer generates a packet suited to the selected multiple communication medium and transmits the packet to the external device.
본 발명에서, 상기 S-DTN계층은 상기 선정된 다중통신매체의 최대전송크기(MTU)보다 상기 데이터의 크기가 더 큰 경우 단편화(fragmentation)를 수행한 후 상기 단편화된 데이터의 전송요청을 상기 데이터링크추상계층으로 전달하고, 상기 데이터링크추상계층은 상기 단편화된 데이터에 따라 상기 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하여 상기 패킷을 외부장치로 전송한다.In the present invention, the S-DTN layer performs fragmentation when the size of the data is larger than a maximum transmission size (MTU) of the selected multiple communication medium, and then transmits the fragmented data transmission request to the data Link abstraction layer, and the data link abstraction layer generates a packet suited to the selected multiple communication medium according to the fragmented data and transmits the packet to the external device.
본 발명에서, 상기 S-DTN계층은 외부로부터 상기 패킷을 수신하면 상기 패킷에 포함된 단편화된 데이터를 재조립하여 원래의 데이터로 복원한다.In the present invention, when the S-DTN layer receives the packet from the outside, the fragmented data included in the packet is reassembled to restore the original data.
본 발명에서, 상기 주변상황정보 수집 및 관리부는 상기 다중통신매체의 시간대별로 수신된 패킷수, 패킷의 오류정보, 동일 통신매체의 경우 다양한 주파수 대역별 수신율 및 오류율 정보, 수신패킷에 피기백된 주변상황정보 확장헤더를 통해 다이버 네트워크(DN)의 정보를 수집하여 상기 주변상황정보저장부에 저장 및 갱신한다.In the present invention, the peripheral situation information collecting and managing unit may collect the number of received packets, error information of packets, reception rate and error rate information of various frequency bands for the same communication medium, Information of the diver network (DN) is collected through the context information extension header, and is stored and updated in the context information storage unit.
본 발명에서, 상기 S-DTN계층은 상기 다이버 네트워크(DN) 토폴로지 형성시 복수의 클러스터 내 클러스터 헤드를 선정하는 클러스터헤드 선정부 또는 다이버 네트워크(DN)에 적합한 경량 주소체계의 압축 및 복원 기능을 수행하는 경량주소체계 압축 및 복원부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the S-DTN layer performs a compressing and restoring function of a lightweight address system suitable for a cluster head selecting unit or a diver network (DN) for selecting cluster heads in a plurality of clusters when forming the DN topology. And a lightweight address system compression and decompression unit.
본 발명에서, 상기 경량주소체계 압축 및 복원부는 수중 IoT(IoUT)와 지상 IoT 간의 연동을 위해 수중 및 지상 IoT 간의 상호호환이 가능한 주소체계를 제공한다.In the present invention, the lightweight address system compression / decompression unit provides an inter-compatible address system between underwater and terrestrial IoTs for interworking between the underwater IoT (IoUT) and the ground IoT.
본 발명에서, 상기 S-STN계층은 상기 다이버 네트워크(DN)에서 제1 클러스터 내의 다이버가 제2 클러스터로 이동시 끊김 없는(seamless) 수중통신이 가능하도록 핸드오버 기능을 수행하는 경량 P2P기반 핸드오버 기능부를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the S-STN layer has a lightweight P2P-based handover function in which a handover function is performed such that seamless communication between the diver in the first cluster and the second cluster is possible in the diver network (DN) And the like.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법은, S-DTN계층에서 게이트웨이 및 클러스터 내 복수의 다이버를 포함하는 다이버 네트워크(DN)를 구성하는 단계; 데이터링크추상계층을 통해 복수의 주변상황정보를 수집하여 저장하는 단계; 상기 S-DTN계층에서 외부장치로부터 위험감지에 따른 긴급메시지의 전송요청을 수신하면 상기 저장된 주변상황정보를 기반으로 상기 긴급메시지의 전송에 따른 실시간 제약을 만족할 수 있는 다중통신매체를 선정하는 단계; 상기 S-DTN계층에서 상기 긴급메시지의 전송요청을 상기 데이터링크추상계층으로 전달하는 단계; 및 상기 데이터링크추상계층에서 상기 긴급메시지에 대응하여 상기 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하고 상기 생성된 패킷을 상기 다중통신매체를 통해 외부로 전송하는 단계; 를 포함한다.In addition, an underwater communication method using a seamless DTN protocol according to an embodiment of the present invention includes: configuring a diver network (DN) including a gateway and a plurality of divers in a cluster at an S-DTN layer; Collecting and storing a plurality of peripheral situation information through the data link abstraction layer; Selecting a multiple communication medium capable of satisfying a real time restriction on transmission of the emergency message based on the stored surrounding information when receiving a request for transmission of an emergency message according to the risk detection from an external device in the S-DTN layer; Forwarding a request for transmission of the emergency message to the data link abstraction layer at the S-DTN layer; And generating a packet corresponding to the selected multiple communication medium in response to the emergency message in the data link abstraction layer and transmitting the generated packet to the outside through the multiple communication medium; .
본 발명에서, 상기 주변상황정보를 수집하여 저장하는 단계는, 상기 다중통신매체의 시간대별로 수신된 패킷수, 패킷의 오류정보, 동일 통신매체의 경우 다양한 주파수 대역별 수신율 및 오류율 정보, 수신패킷에 피기백된 주변상황정보 확장헤더를 통해 다이버 네트워크(DN)의 정보를 수집하여 주변상황정보저장부에 저장 및 갱신한다.In the present invention, the step of collecting and storing the circumstance information may include: receiving a packet number, a packet error information, a reception rate and an error rate information for various frequency bands in the case of the same communication medium, Information of the diver network (DN) is collected through the piggybacked peripheral situation information extension header, and is stored and updated in the peripheral situation information storage unit.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법은, S-DTN계층에서 게이트웨이 및 클러스터 내 복수의 다이버를 포함하는 다이버 네트워크(DN)를 구성하는 단계; 데이터링크추상계층을 통해 복수의 주변상황정보를 수집하여 저장하는 단계; 상기 S-DTN계층에서 외부장치로부터 사진/영상의 전송요청을 수신하면 상기 저장된 주변상황정보를 기반으로 상기 사진/영상의 전송에 따른 신뢰성 있는 전송이 가능한 다중통신매체를 선정하는 단계; 상기 S-DTN계층에서 상기 선정된 다중통신매체의 최대전송크기(MTU)와 상기 사진/영상의 크기를 비교하여 상기 사진/영상의 단편화(fragmentation)를 수행하는 단계; 상기 S-DTN계층에서 상기 단편화된 사진/영상의 전송요청을 상기 데이터링크추상계층으로 전달하는 단계; 및 상기 데이터링크추상계층에서 상기 단편화된 사진/영상에 대응하여 상기 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하고 상기 생성된 패킷을 상기 다중통신매체를 통해 외부장치로 전송하는 단계;를 포함한다.Further, an underwater communication method using a seamless DTN protocol according to another embodiment of the present invention includes: configuring a diver network (DN) including a gateway and a plurality of divers in a cluster at an S-DTN layer; Collecting and storing a plurality of peripheral situation information through the data link abstraction layer; Selecting a multiple communication medium capable of reliable transmission according to transmission of the photo / image based on the stored surrounding information when receiving a request to transmit a photo / image from an external device at the S-DTN layer; Performing fragmentation of the photo / image by comparing the maximum transmission size (MTU) of the selected multiple communication medium with the size of the photo / image at the S-DTN layer; Transferring the fragmented picture / video transmission request to the data link abstraction layer at the S-DTN layer; And generating a packet corresponding to the selected multiple communication medium corresponding to the fragmented photo / image in the data link abstraction layer and transmitting the generated packet to an external device via the multiple communication medium.
본 발명에서, 상기 단편화는 상기 선정된 다중통신매체의 MTU보다 상기 사진/영상의 크기가 큰 경우 수행된다.In the present invention, the fragmentation is performed when the size of the photo / image is larger than the MTU of the selected multiple communication medium.
본 발명에서, 상기 패킷을 외부장치로 전송하는 단계 이후에, 상기 외부장치에서 상기 패킷을 수신하면 상기 외부장치의 S-DTN계층에서 상기 패킷에 포함된 단편화된 사진/영상을 재조립하여 원래 사진/영상으로 복원하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the present invention, when the packet is received from the external device after the step of transmitting the packet to the external device, the fragmented photo / image included in the packet is reassembled at the S-DTN layer of the external device, / ≪ / RTI > image.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법은, S-DTN계층에서 게이트웨이 및 클러스터 내 복수의 다이버를 포함하는 다이버 네트워크(DN)를 구성하는 단계; 데이터링크추상계층을 통해 복수의 주변상황정보를 수집하여 저장하는 단계; 제1 다이버에 탑재된 수중통신장치의 데이터링크추상계층에서 제1 클러스터 내의 다른 다이버들과의 통신을 수행하는 단계; 상기 통신을 수행하는 도중에 상기 제1 다이버가 제1 클러스터에서 제2 클러스터로 이동함에 따라 상기 데이터링크추상계층에서 상기 제1 클러스터의 제1 클러스터 헤드와의 통신단절 및 상기 제2 클러스터의 제2 클러스터 헤드와의 통신시작을 통해 제1,2 클러스터 간의 이동을 감지하는 단계; 상기 데이터링크추상계층에서 상기 S-DTN계층으로 상기 제1,2 클러스터 간 이동감지 및 통신시작을 통한 수신정보를 통보하는 단계; 상기 S-DTN계층에서 상기 통보된 수신정보를 저장하고, 주변상황정보저장부에 저장된 주변상황정보를 기반으로 상기 제1 다이버가 현재 이동한 제2 클러스터의 정보를 인지하는 단계; 상기 S-DTN계층에서 상기 제2 클러스터 헤드로 상기 제2 클러스터에 대한 조인요청을 전송하는 단계; 상기 제2 클러스터 헤드가 자신에 대응되는 DN 게이트웨이로 클러스터 정보 갱신을 통보하고 상기 S-DTN계층으로 상기 제2 클러스터의 조인승인을 전송하는 단계; 및 상기 제1 다이버는 상기 제2 클러스터 내의 다른 다이버들과 통신을 수행하는 단계를 포함한다.Further, an underwater communication method using a seamless DTN protocol according to another embodiment of the present invention includes: configuring a diver network (DN) including a gateway and a plurality of divers in a cluster at an S-DTN layer; Collecting and storing a plurality of peripheral situation information through the data link abstraction layer; Performing communication with other divers in a first cluster at a data link abstraction layer of an underwater communication device mounted on a first diver; As the first diver moves from the first cluster to the second cluster during the communication, communication disconnection between the first cluster head of the first cluster and the second cluster of the second cluster in the data link abstraction layer Detecting movement between the first and second clusters through communication start with the head; Notifying reception information through the first and second cluster movement detection and communication initiation from the data link abstraction layer to the S-DTN layer; Storing the reported reception information in the S-DTN layer, and recognizing information of a second cluster in which the first diver is currently moving based on the neighboring situation information stored in the neighboring situation information storage unit; Transmitting a join request for the second cluster from the S-DTN layer to the second cluster head; Notifying the second cluster head of a cluster information update to a DN gateway corresponding to the second cluster head and transmitting a join approval of the second cluster to the S-DTN layer; And the first diver comprises performing communication with the other diver in the second cluster.
본 발명에 의하면 수중에서 활동하는 다이버들 간의 네트워크에서 실시간 및 신뢰성 있는 수중통신을 가능하게 하여 다이버들의 안전을 보장한다.The present invention enables real-time and reliable underwater communication in a network between underwater active divers to ensure divers safety.
또한, 본 발명에 의하면 다이버들 간의 신뢰성 있는 수중통신을 가능하게 하여 관련 시장의 활성화에 크게 기여할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to reliably perform underwater communication between divers, thereby greatly contributing to activation of a related market.
또한, 본 발명에 의하면 심리스 DTN 프로토콜의 실시간 신뢰성 제공 및 이동성 기능을 통하여 기존에 다이버가 수중에서 겪을 수 있는 위험과 활동의 제약 등을 완화 및 극복할 수 있도록 한다.In addition, according to the present invention, it is possible to mitigate and overcome the risks and the constraints of activities that the diver can experience in the water through the provision of the real-time reliability of the seamless DTN protocol and the mobility function.
나아가, 본 발명에 의하면 심리스 DTN 프로토콜을 수중 IoT 환경에 적용함으로써 다양한 응용 도메인의 활성화를 가능하게 한다.Furthermore, according to the present invention, the seamless DTN protocol is applied to the underwater IoT environment, thereby enabling activation of various application domains.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 심리스 DTN 기반 다이버 네트워크 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 장치의 구성 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법을 보인 흐름도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법을 보인 흐름도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법을 보인 흐름도.1 is a block diagram of a seamless DTN-based diver network according to an embodiment of the present invention,
2 is a block diagram of an underwater communication device using a seamless DTN protocol according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a flowchart illustrating an underwater communication method using a seamless DTN protocol according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a flowchart illustrating an underwater communication method using a seamless DTN protocol according to another embodiment of the present invention;
5 is a flow chart illustrating a method of underwater communication using a seamless DTN protocol according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결 합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, May be "connected," "coupled, " or" connected. &Quot;
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 심리스 DTN 기반 다이버 네트워크의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 심리스 DTN 기반의 다이버 네트워크(DN, Diver Network)는 복수의 다이버(10), 복수의 게이트웨이(20), 통신망(30), DN 서비스 관리서버(40)를 포함하여 구성된다. 이때, 다이버(10)는 수중에서 이동하면서 활동 및 작업을 하는 주체로서 실질적으로 AUV(Autonomous Underwater Vehicle) 또는 ROV(Remotely Operated Vehicle) 등과 같은 수중로봇이 될 수 있다. 또한, 실질적으로 잠수사, 다이버 등이 부착 또는 착용하면서 각종 기능을 수행하는 장치를 의미한다. 본 실시 예에서는 설명의 편의상 이들을 다이버로 통칭한다.1 is a block diagram of a seamless DTN-based diver network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a seamless DTN-based diver network (DN) includes a plurality of
본 발명에 따른 DN 네트워크는 도면의 예시와 같이 클러스터 기반의 구조화된 다이버 네트워크 토폴로지로 형성됨이 바람직하다. 도면에는 일례로 DN 토폴로지는 일부 클러스터가 도시되어 있으나 그 개수는 변경가능하다.The DN network according to the present invention is preferably formed as a cluster-based structured diver network topology as illustrated in the figure. In the drawing, for example, some clusters are shown in the DN topology, but the number thereof is changeable.
서로 간에 수중통신을 하는 일부 복수의 다이버들(10)은 DN 클러스터(11)를 형성한다. 각각의 클러스터(11)에는 각각 클러스터 헤드(10a)가 존재한다. 클러스터 헤드(10a)는 해당 클러스터(11)에 포함된 다수의 다이버들(10) 중 하나로 설정된다. 이러한 클러스터 헤드(10a)는 자신도 수중에서 활동 및 작업을 하면서 다른 다이버들(10)과 통신을 수행하여 데이터를 수신한 후 상위의 DN 게이트웨이(20)로 수중통신을 통해 전송한다.Some of the
각 게이트웨이(20)는 적어도 하나의 클러스터(11)에 대응된다. 즉, 최소 하나의 클러스터 헤드(10a)로부터 데이터를 수신하여 통신망(30)을 통해 지상의 DN 서비스 관리서버(40)로 전송한다. DN 서비스 관리서버(40)는 지상에서 수중의 각 다이버들(40)로부터 수신된 데이터를 가공 및 관리한다.Each
각각의 다이버들(10)은 이동성이 보장된다. 따라서, 도면에 '이동'으로 표시된 바와 같이 원래 자신의 속한 DN 클러스터(11)에서 다른 DN 클러스터(11)로 이동할 수도 있다. 도면에는 일례로 다이버(#1.1.4)가 DN 클러스터(#1.1)에서 DN 클러스터(#1.2)로 이동하였다가 다시 DN 클러스터(#2.1)로 이동한 예를 도시하고 있다.Each of the
여기서, 다이버들(40)은 수중통신을 통해 각각 데이터 송수신을 위한 수중통신 장치를 구비한다. 이러한 수중통신 장치는 심리스(seamless) DTN 프로토콜을 이용하여 서로 간 및 DN 게이트웨이(20) 간에 데이터를 송수신한다. 이때, 본 발명에 따른 수중통신 장치는 데이터 송신시 끊어짐이 없는(seamless) 실시간 및 신뢰성 있는 수중통신이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다. 본 실시 예에 적용되는 수중통신은 다양한 다중통신매체를 이용한다. 예컨대, 음파, 가시광, 자기장, 저주파 등의 통신매체를 적용한다. Here, the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 장치의 구성 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 장치(100)(이하, 편의상 수중통신장치라 한다)는 데이터링크추상계층(110), 네트워크계층(120), 전송계층(130), S-DTN계층(140) 및 교차계층 인터페이스(150)를 포함하여 구성된다.2 is a block diagram of an underwater communication device using a seamless DTN protocol according to an embodiment of the present invention. 2, an underwater communication device 100 using a seamless DTN protocol according to the present invention includes a data link abstraction layer 110, a network layer 120, a transport layer 130, ), An S-DTN layer 140, and an
이러한 수중통신장치(100)는 하위의 데이터링크계층(210)과 연결되고 데이터링크계층(210)은 지상/수중 통신모델(220)과의 통신을 담당하도록 한다. 이러한 통신모뎀은 음파, 가시광, 저주파, 자기장 모뎀 등을 포함할 수 있다. 또한, 수중통신장치(100)는 상위의 다이버 네트워크(DN) 응용계층(230)과 연결된다. The underwater communication device 100 is connected to the lower data link layer 210 and the data link layer 210 is responsible for communication with the ground / underwater communication model 220. Such communication modems may include sonic waves, visible light, low frequency, magnetic field modems, and the like. In addition, the underwater communication device 100 is connected to an upper application layer 230 of a diver network (DN).
데이터링크추상계층(110)은 하부의 데이터링크계층(210)과의 인터페이스를 제공하는 계층(layer)로서, 데이터링크계층 공통인터페이스(111), 데이터링크계층 공통기능부(112) 및 데이터링크계층 어댑터(113)를 포함한다. 데이터링크계층 공통인터페이스(111)는 다이버 네트워크(DN)에서 운용되는 통신프로토콜이 다중통신매체(예:음파, 가시광, 자기장, 저주파 등)에 대한 다양한 다중 인터페이스를 접근하기 위한 단일화된 공통 표준인터페이스(standard interface)를 제공한다. 데이터링크계층 공통기능부(112)는 상기와 같이 다양한 다중통신매체를 위한 데이터링크계층(210)의 프로토콜의 중복된 기능을 공통기능으로 제공하여 자원 낭비를 최소화한다. 데이터링크계층 어댑터(113)는 데이터링크계층(210)를 통한 다양한 매체로의 접근을 지원한다.The data link abstraction layer 110 includes a data link layer common interface 111, a data link layer common function module 112, and a data link layer 110. The data link layer common interface 111 is a layer that provides an interface with the lower data link layer 210, And an adapter 113. The data link layer common interface 111 is a common interface for a communication protocol operated in the diver network DN to access various multiple interfaces for multiple communication media (e.g., sound waves, visible light, magnetic field, low frequency, etc.) standard interface. The data link layer common function unit 112 minimizes resource waste by providing redundant functions of protocols of the data link layer 210 for the various communication media as common functions. The data link layer adapter 113 supports access to various media through the data link layer 210.
네트워크계층(120)은 수중 다이버 네트워크(DN)에 적합한 경량 네트워크 계층으로 선택적으로 적용될 수 있으며, 최소한의 기본 기능만 포함되거나 S-DTN 계층(140)으로 기능을 위임하는 것이 가능하다.The network layer 120 may be selectively applied to a lightweight network layer suitable for an underwater diver network (DN) and may include only minimal basic functionality or delegate functionality to the S-DTN layer 140.
전송계층(130)도 역시 DN에 적합한 경량 네트워크 계층으로 선택적으로 적용될 수 있으며, 최소한의 기본 기능만 포함되거나 S-DTN 계층(140)으로 기능을 위임하는 것이 가능하다.The transport layer 130 may also be selectively applied to a lightweight network layer suitable for the DN and may include only minimal basic functionality or delegate functionality to the S-DTN layer 140.
S-DTN계층(140)은 DTN 기능부(141), 네트워크토폴로지 형성 및 관리부(142), 클러스터헤드 선정부(143), 경량주소체계 압축 및 복원부(144), 주변상황정보 수집 및 관리부(145), 주변상황정보 저장부(146), 데이터링크계층 선정 및 운용부(147), 경량 P2P기반 핸드오버 기능부(148)를 포함한다.The S-DTN layer 140 includes a DTN
DTN 기능부(141)는 수중 환경에서의 통신을 보장하기 위한 경량 DTN 기능을 수행하는 구성으로서 Store and Forward 메커니즘 등을 이용하여 송신단에서 전송된 메시지를 버퍼에 저장한 후 수신확인까지 보관 및 재전송 기능을 수행한다.The
네트워크토폴로지 형성 및 관리부(142)는 데이터링크계층(210), 네트워크계층(120), 전송계층(130) 등에서 수중 MANET(Underwater Mobile Ad-hoc Network)를 위한 개별적 토폴로지를 채택 및 운용하는 과부하 및 자원낭비를 최소화하기 위해 S-DTN 계층(140)에서 수중 MANET 기반의 DN 토폴로지를 형성하고 관리하는 기능을 수행한다.The network topology formation and
클러스터헤드 선정부(143)는 클러스터 기반의 DN 토폴로지 형성시 각 클러스터에서의 클러스터 헤드를 선정하는 기능을 수행한다.The cluster
경량주소체계 압축 및 복원부(144)는 다이버 네트워크(DN)에 적합한 경량 주소체계의 압축 및 복원 기능을 수행하는 구성으로서, 수중 IoT(IoUT, Internet of Underwater Things)와 지상 IoT 간의 연동을 위해 수중 및 지상 IoT 간의 상호호환이 가능한 주소체계를 지원하도록 한다. 지상 IoT에서 사용하는 IPv6 체계의 경우 주소체계를 수중환경에 적용하는 것은 불가능하다. 물론 지상에서도 6LoWPAN과 같은 제약환경에서의 운용을 고려하여 IPv6의 주소체계에 대한 압축기법(Compression Scheme)를 적용하고 있으나, 이 또한 수중환경에 바로 적용하기에는 제한이 있다.The lightweight address system compression and
이를 극복하기 위해서 6LoWPAN의 압축기법을 기반으로 다이버 네트워크(DN)에 적합한 환경요소(예: 클러스터 내 다이버의 수, 식별자 길이, 토폴로지 구조 등)를 반영하여 불필요한 부분을 생략하고 필드의 비트수를 줄이는 등 압축 효율을 더욱 개선하도록 한다.In order to overcome this problem, it is necessary to omit unnecessary parts and reduce the number of bits of the field by reflecting environment factors (eg, number of divers in the cluster, identifier length, topology structure, etc.) suitable for the diver network (DN) based on the compression technique of 6LoWPAN So as to further improve the compression efficiency.
주변상황정보 수집 및 관리부(145)는 수중에서의 다중통신매체에 대한 오버히어링(Overhearing)을 통해 수신되는 패킷을 주기적으로 분석한 주변상황정보를 수집하여 관리 및 저장하는 기능을 수행한다. 다중통신매체의 시간대별로 수신된 패킷수, 패킷의 오류정보, 동일매체의 경우에도 다양한 주파수 대역별 수신율 및 오류율 등의 LQI(Link Quality Indicator) 정보를 수집하고 이를 주변상황정보저장부(146)에 저장 및 갱신하도록 한다. 또한 수신패킷에 피기백된 주변상황정보 확장헤더를 통해 다이버 네트워크(DN) 관련 정보(예: 클러스터, 클러스터 헤드, 다이버 등)를 수집하여 역시 주변상황정보저장부(146)에 저장 및 갱신하도록 한다.The surrounding situation information collection and
데이터링크계층 선정 및 운용부(147)는 주변상황정보 수집 및 관리부(145) 및 주변상황정보저장부(146)에서 수집, 저장 및 갱신되는 주변상황정보를 기반으로 기계학습을 통하여 실시간 및 신뢰성 있는 수중통신을 위해 적절한 다중 데이터링크계층을 선정하고 운용정책을 수립하는 기능을 수행한다. 상기 기계학습은 예컨대 딥러닝 알고리즘을 적용할 수 있다. The data link layer selection and
또한, 데이터링크계층 선정 및 운용부(147)는 실시간 긴급 통신의 경우 최신 주변상황정보를 분석하여 실시간 제약조건을 만족할 수 있는 다중 데이터링크계층 및 다중 주파수대역을 선정하여 통신을 수행할 수 있도록 한다. In addition, the data link layer selection and
또한, 데이터링크계층 선정 및 운용부(147)는 신뢰성있는 통신의 경우, 최신 주변상황정보를 분석하여 신뢰성있는 데이터 전송이 가능한 다중 데이터링크계층 및 다중 주파수대역을 선정하여 통신을 수행할 수 있도록 한다. In addition, in the case of reliable communication, the data link layer selection and
나아가, 데이터링크계층 선정 및 운용부(147)는 데이터의 분할이 필요한 경우 송신측에서는 다중 데이터링크계층의 최대전송크기(MTU: Maximum Transmission Unit) 크기를 고려한 데이터의 단편화(fragmentation)를 수행하여 다중통신매체로 전송이 이루어질 수 있도록 한다. 이에 수신측에선 일부 패킷 손실이 발생하여도 다른 매체에서 수신된 패킷을 활용하여 재조립하여 신뢰성있는 통신이 가능하게 된다.In addition, the data link layer selection and
경량 P2P기반 핸드오버 기능부(148)는 다이버 네트워크(DN)에 적합한 경량 P2P기반의 핸드오버 기능을 수행한다. 이는 DN에서 특정 클러스터에 소속된 다이버가 다른 클러스터로 이동하더라도 끊김 없는(seamless) 수중통신이 가능하도록 핸드오버 기능을 수행하는 것이다.The lightweight P2P based
또한, 경량 P2P기반 핸드오버 기능부(148)는 네트워크토폴로지 형성 및 관리부(142)에서 경량 P2P기반의 오버레이 네트워크, 즉 다이버 네트워크(DN)가 형성되고 다이버의 이동시 경량 P2P 기반의 핸드오버를 수행하도록 한다.In addition, the lightweight P2P-based
또한, 특정 클러스터에서 다른 클러스터로 이동한 다이버의 경우 주변상황정보 수집 및 관리부(145)를 통해서 다중통신매체로 수신되는 다수의 수신패킷의 피기백된 확장헤더의 주변상황정보를 활용하여 현재 이동한 클러스터를 인지하고 핸드오버를 수행하도록 한다.In the case of a diver moving from a specific cluster to another cluster, the neighboring situation information collection and
한편, S-DTN계층(140)는 예컨대 다양한 센서, 카메라, 스마트기기 등과 같은 외부장치로부터 메시지 또는 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 메시지 또는 데이터는 바람직하게는 다이버의 위험을 알리는 긴급메시지 또는 긴급데이터가 될 수 있다. 즉, 본 실시 예에서는 긴급상황, 위급상황을 감지하기 위해 각종 센서를 통해 위험을 감지하도록 하고 카메라를 통해 위급상황으로 영상으로 촬영하여 전송하도록 할 수도 있다.Meanwhile, the S-DTN layer 140 can receive messages or data from external devices such as various sensors, cameras, smart devices, and the like. Such a message or data may be an urgent message or urgent data, preferably informing the diver's risk. That is, in this embodiment, the danger may be detected through various sensors to detect an emergency situation or an emergency, and the emergency scene may be photographed and transmitted through a camera.
이러한 구성을 갖는 수중통신장치(100)의 통신과정을 설명하면, 다이버에 장착된 수중통신장치(100)가 다이버 네트워크(DN)에 추가되어 특정 클러스터로 진입하게 되면 네트워크 토폴로지 형성 및 관리부(142)에서 다이버 네트워크 형성과정을 수행한다. 주변상황정보 수집 및 관리부(145)에서 데이터링크 추상계층(110)을 통해 수집되는 다양한 주변상황정보를 지속적으로 수집하여 분석 및 갱신한다.When the underwater communication device 100 mounted on the diver is added to the diver network DN to enter a specific cluster, the network topology formation and
이때, 특정 다이버에 장착된 기설정된 외부장치에서 위험이 감지되거나 사진/영상이 촬영되면 S-DTN 계층(140)으로 위험감지 긴급메시지 또는 사진/영상 전송을 요청한다. 그러면 데이터링크계층 선정 및 운영부(142)에서는 이러한 전송요청에 따라 주변상황정보를 기반으로 긴급메시지 또는 사진/영상 전송에 대해 실시간 제약을 만족할 수 있는 다중통신매체를 선정한다. 그리고 선정된 다중통신매체를 통해 데이터링크추상계층(110)으로 긴급메시지 또는 사진/영상 전송을 요청한다. At this time, when a danger is detected in a predetermined external device installed in a specific diver or a photo / image is photographed, the S-DTN layer 140 is requested to transmit a danger detection emergency message or a photo / image transmission. In response to the transmission request, the data link layer selection and
여기서, 전송할 대상이 사진/영상인 경우 필요시 S-DTN계층(140)에서 상기와 같이 선정된 다중통신매체의 MTU를 고려하여 사진/영상의 단편화(Fragmentation)를 수행할 수도 있다. 그러면 상기 사진/영상의 전송요청은 단편화된 사진/영상 데이터의 전송요청이 된다.Here, if the object to be transmitted is a picture / video, the S-DTN layer 140 may perform fragmentation of a picture / image considering the MTU of the selected multiple communication medium as described above. Then, the transfer request of the photo / image is a request to transfer the fragmented photo / image data.
데이터링크추상계층(110)은 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하여 선정된 다중통신매체를 통해 클러스터헤드 또는 다른 다이버의 수중통신장치(100)로 전송한다. 이러한 전송은 브로드캐스팅으로 실시될 수 있다. 다른 다이버의 수중통신장치(100)에서는 데이터링크추상계층(110)을 통해 패킷을 수신하도록 한다.The data link abstraction layer 110 generates a packet suited to the selected multiple communication medium and transmits the packet to the cluster head or other divers underwater communication apparatus 100 through the selected multiple communication medium. This transmission can be carried out by broadcasting. The underwater communication device 100 of another diver is adapted to receive the packet through the data link abstraction layer 110.
이에, 데이터링크추상계층(110)은 수신된 패킷을 수신하자마자 다이버에 장착된 외부장치 등을 통해 경보를 출력함으로써 다이버가 긴급상황 발생을 알도록 하고 지원요청을 알리도록 한다. 클러스터헤드는 패킷을 수신하자마자 주변상황정보를 활용하여 전파할 인접 다이버, 클러스터헤드 및/또는 DN 게이트웨이를 선정하고 선정된 대상으로 패킷을 전송하도록 한다.Accordingly, the data link abstraction layer 110 outputs an alert through an external device or the like mounted on the diver as soon as the received packet is received, thereby informing the diver of the occurrence of the emergency situation and informing of the support request. As soon as the cluster head receives the packet, the cluster head selects the neighboring diver, cluster head, and / or DN gateway to be propagated using the surrounding information, and transmits the packet to the selected destination.
만약, 단편화된 사진/영상 데이터를 포함한 패킷을 수신하는 경우에는 S-DTN계층(140)에서 단편화된 사진/영상 데이터를 원래 사진/영상으로 재조립하여 복원한 후외부장치로 그 복원된 사진/영상을 전송하도록 함으로써 다이버에게 지원요청을 알리도록 한다.In the case of receiving a packet including the fragmented photo / image data, the fragmented photo / image data is reassembled into the original photo / image and restored in the S-DTN layer 140, By sending a video, the diver is informed of the support request.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법을 보인 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법에서는 특정 다이버에 위험이 감지되는 경우 이웃한 다이버 간에 이를 알리기 위해 실시간 및 신뢰성 있는 패킷전송과정을 제공한다.3 is a flowchart illustrating an underwater communication method using a seamless DTN protocol according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, in an underwater communication method using a seamless DTN protocol according to an exemplary embodiment of the present invention, a real-time and reliable packet transmission process is provided to notify a neighboring diver when a danger is detected in a specific diver.
먼저 DN 게이트웨이(20) 및 클러스터 내의 복수의 다이버(10) 간에 다이버 네트워크(DN)의 형성과정을 수행한다(S101). 이러한 DN 형성과정은 다이버의 수중통신장치(100) 중 네트워크토폴로지 형성 및 관리부(142)에서 진행한다. DN 형성과정에서는 예컨대 클러스터에 소속된 복수의 다이버 결정, 복수의 다이버 중 클러스터 헤드 결정, 클러스터와 대응되는 DN 게이트웨이 결정 등이 이루어진다.First, a process of forming a diver network DN is performed between the
이어, 수중환경정보 수집 및 관리부(145)에서 데이터링크추상계층(110)을 통해 수집되는 다양한 주변상황정보를 지속적으로 수집하여 분석 및 갱신한다(S103). 이러한 분석 및 갱신결과는 주변상황정보 저장부(146)에 저장하도록 한다.Subsequently, various underwater environment information collected through the data link abstraction layer 110 in the underwater environment information collection and
이후에, 다이버에 장착된 외부장치(예:위험감지센서)로부터 다이버의 위험이 감지되면(S105), 외부장치는 위험감지 긴급메시지의 전송요청을 수중통신장치(100)의 S-DTN계층(140)으로 전달한다(S107). 이에 S-DTN계층(140)는 주변상황정보를 기반으로 긴급메시지의 전송에 대한 실시간 제약을 만족할 수 있는 적절한 다중통신매체를 선정한다(S109). 그리고 선정된 다중통신매체를 통해 긴급메시지 전송요청을 데이터링크추상계층(110)으로 전달한다(S111).Thereafter, when a danger of a diver from an external device (for example, a danger detection sensor) mounted on the diver is sensed (S105), the external device transmits a transmission request of the danger detection emergency message to the S-DTN layer 140 (S107). The S-DTN layer 140 selects a suitable multiple communication medium that can satisfy the real-time restriction on the transmission of the emergency message based on the surrounding information (S109). Then, the emergency message transmission request is transmitted to the data link abstraction layer 110 through the selected multiple communication media (S111).
그러면, 데이터링크추상계층(110)은 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하여(S113), 해당 패킷을 다른 다이버의 수중통신장치(100) 및 클러스터 헤드로 전송한다(S115). 이러한 전송은 브로드캐스트로 이루어질 수 있으며, 이러한 패킷은 수중통신장치(100)의 데이터링크추상계층(110)을 통해 S-DTN계층(140)으로 전달된다(S117). 그리고 S-DTN계층(140)은 이를 다시 외부장치로 전달한다(S119). 이에 외부장치는 수신된 패킷에 대응하여 경보를 출력한다(S121). 이러한 경보를 통해 다이버가 이웃 다이버가 위험상황임을 감지하고 지원을 할 수 있도록 한다.Then, the data link abstraction layer 110 generates a packet matching the selected multiple communication medium (S113), and transmits the packet to the underwater communication device 100 and the cluster head of the other divers (S115). This transmission may be broadcast, and the packet is transmitted to the S-DTN layer 140 via the data link abstraction layer 110 of the underwater communication device 100 (S117). Then, the S-DTN layer 140 transmits it again to the external device (S119). The external device outputs an alarm in response to the received packet (S121). These alerts enable the diver to detect and provide support for neighboring divers.
뿐만 아니라 클러스터 헤드는 상기와 같이 패킷을 수신하면 상기와 같이 주변상황정보를 기반으로 패킷을 전송할 인접 다이버, 클러스터 헤드 또는 DN 게이트웨이 등을 선정하고(S123), 선정된 대상으로 해당 패킷을 전송한다(S125). In addition, when the cluster head receives the packet as described above, the cluster head selects a neighboring diver, a cluster head, or a DN gateway to which the packet is to be transmitted based on the surrounding information (S123), and transmits the packet to the selected object S125).
이러한 과정을 통해 다이버에 위험상황이 발생하면 다른 다이버, 클러스터 헤드, DN 게이트웨이로 위험상황을 알리는 패킷을 실시간으로 끊김 없이 전송할 수 있게 되는 것이다.In this way, if a diver is in a dangerous situation, it is possible to seamlessly transmit packets notifying dangerous situations to other divers, cluster heads, and DN gateways in real time.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법을 보인 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법에서는 특정 다이버에 위험에 따른 사진 또는 영상이 촬영되는 경우 이웃한 다이버 간에 이를 알리기 위한 실시간 및 신뢰성 있는 패킷전송과정을 제공한다.4 is a flowchart illustrating an underwater communication method using a seamless DTN protocol according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, in the underwater communication method using the seamless DTN protocol according to another embodiment of the present invention, when a dangerous photograph or image is photographed in a specific diver, a real-time and reliable packet transmission process .
먼저 도 3과 동일하게 DN 게이트웨이(20) 및 클러스터 내 복수의 다이버(10) 간에 다이버 네트워크(DN)의 형성과정을 수행한다(S201). 이어, 수중환경정보 수집 및 관리부(145)에서 데이터링크추상계층(110)을 통해 수집되는 다양한 주변상황정보를 지속적으로 수집하여 분석 및 갱신한다(S203). 이러한 분석 및 갱신결과는 주변상황정보 저장부(146)에 저장하도록 한다.3, a process of forming a diver network DN is performed between the
이후에, 다이버에 장착된 외부장치(예:카메라)에서 사진 또는 영상(사진/영상)이 촬영되면(S205), 외부장치는 촬영된 사진/영상의 전송요청을 해당 다이버의 수중통신장치(100)의 S-DTN계층(140)으로 전달한다(S207). 이에 S-DTN계층(140)는 주변상황정보를 기반으로 사진/영상의 전송에 대한 신뢰성 있는 전송이 가능한 다중통신매체를 선정한다(S209). 그리고 선정된 다중통신매체를 통해 사진/영상의 전송요청을 데이터링크추상계층(110)으로 전달한다(S213).Thereafter, when a photograph or an image (photograph / image) is photographed from an external device (for example, a camera) mounted on the diver (S205), the external device transmits a request for transmission of the photographed photograph / image to the underwater communication device 100 To the S-DTN layer 140 in step S207. The S-DTN layer 140 selects multiple communication media that can reliably transmit pictures / images based on the surrounding information (S209). Then, in step S213, a request for transmission of a photo / image is transmitted to the data link abstraction layer 110 through the selected multiple communication media.
이때, S209 단계 이후에 사진/영상의 전송요청에 앞서 필요한 경우 선택적으로 사진/영상 데이터의 단편화 작업을 수행할 수도 있다(S211). 이는 S209 단계에서 전성된 다중통신매체의 최대전송크기(MTU)와 사진/영상 데이터의 크기를 비교하여 사진/영상 데이터의 크기가 더 큰 경우에 이루어진다. 왜냐하면 다중통신매체의 MTU보다 사진/영상 크기가 더 큰 경우 한번에 다 보낼 수 없기 때문이다. 이는 위급한 상황에서 사진/영상의 일부만 전송되거나 데이터가 깨지는 경우 위급상황을 제대로 알려주지 못하는 경우가 발생하기 때문이다. 따라서, 또 다른 실시 예에서는 S211 단계와 같이 단편화 작업이 이루어지는 경우 S213 단계에서는 단편화된 사진/영상의 전송요청이 데이터링크추상계층(110)으로 전달되는 것이다. At this time, if necessary, the image / image data fragmentation operation may be optionally performed prior to the transmission of the photo / image after step S209 (S211). This is done when the size of the photo / image data is larger by comparing the maximum transmission size (MTU) of the multiple communication medium and the size of the photo / image data in step S209. This is because if the picture / image size is larger than the MTU of multiple communication media, it can not be sent all at once. This is because, in an emergency situation, when only a part of a photograph / image is transmitted or data is broken, the emergency situation may not be notified properly. Accordingly, in another embodiment, if the fragmentation operation is performed as in step S211, the fragmented photo / image transmission request is transmitted to the data link abstraction layer 110 in step S213.
이후, 데이터링크추상계층(110)은 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하여(S215), 해당 패킷을 다른 다이버의 수중통신장치(100)로 전송한다(S217). 이러한 전송은 브로드캐스트로 이루어질 수 있다. 계속해서 다른 다이버의 수중통신장치(100)의 데이터링크추상계층(110)을 통해 S-DTN계층(140)으로 사진/영상이 전달된다(S219). S-DTN계층(140)은 이를 다시 외부장치로 전달한다(S223). 이에 외부장치는 수신된 패킷에 대응하여 사진/영상을 출력할 수 있고 물론 경보도 함께 출력할 수도 있다. 이러한 사진/영상을 다른 다이버가 확인함으로써 이웃한 다른 다이버가 위험상황임을 감지하고 지원을 할 수 있도록 한다.Thereafter, the data link abstraction layer 110 generates a packet matching the selected multiple communication medium (S215), and transmits the packet to the underwater communication device 100 of another diver (S217). Such transmissions may be broadcast. Subsequently, the photo / image is transmitted to the S-DTN layer 140 through the data link abstraction layer 110 of the other divers's underwater communication device 100 (S219). The S-DTN layer 140 transmits this to the external device again (S223). Accordingly, the external device can output the photo / video corresponding to the received packet, and can also output the alarm together with the alarm. The other diver identifies these pictures / videos so that the neighboring diver can detect and support the danger.
이때, 상기 다른 실시 예에서와 같이 단편화된 사진/영상을 포함하는 패킷을 S-DTN계층(140)에서 수신하는 경우에는 S223 단계에서는 외부장치로 패킷을 전달하기에 앞서 S-DTN계층(140)에서 단편화된 사진/영상을 재조립하여 원래의 영상으로 조립한 후(S221), 이를 외부장치로 전달한다(S223).At this time, if the S-DTN layer 140 receives a packet including a fragmented picture / image as in the other embodiments, the S-DTN layer 140 transmits a packet to the external device in step S223, (S221), and transfers the assembled original image to an external device (S223).
뿐만 아니라 클러스터 헤드는 상기와 같이 패킷을 수신하면 상기와 같이 주변상황정보를 기반으로 패킷을 전송할 인접 다이버, 클러스터 헤드 또는 DN 게이트웨이 등을 선정하고, 그 선정된 대상으로 해당 패킷을 전송할 수도 있다. In addition, when the cluster head receives a packet as described above, the cluster head may select a neighboring diver, a cluster head, or a DN gateway to which the packet is to be transmitted based on the surrounding information, as described above, and transmit the packet to the selected target.
이러한 과정을 통해 다이버에 위험상황이 발생하면 다른 다이버, 클러스터 헤드, DN 게이트웨이로 위험상황을 알리는 패킷을 실시간으로 끊김 없이 전송할 수 있게 되는 것이다.In this way, if a diver is in danger, other divers, cluster heads, and DN gateways will be able to seamlessly transmit packets informing of a dangerous situation in real time.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법을 보인 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법에서는 도 1의 예시와 같이 제1 다이버가 제1 클러스터에서 다른 제2 클러스터로 이동하는 경우 제1 다이버의 핸드오버를 위한 수중통신장치 간의 통신과정을 나타낸다.5 is a flowchart illustrating a method of underwater communication using a seamless DTN protocol according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, in the underwater communication method using the seamless DTN protocol according to another embodiment of the present invention, when the first diver moves from the first cluster to another second cluster as illustrated in FIG. 1, And shows the communication process between the underwater communication devices for handover.
먼저 도 3 및 도 4와 동일하게 DN 게이트웨이(20) 및 클러스터 내 복수의 다이버(10) 간에 다이버 네트워크(DN)의 형성과정을 수행한다(S301). 이어, 수중환경정보 수집 및 관리부(145)에서 데이터링크추상계층(110)을 통해 수집되는 다양한 주변상황정보를 지속적으로 수집하여 분석 및 갱신한다(S303). 이러한 분석 및 갱신결과는 주변상황정보 저장부(146)에 저장하도록 한다.3 and 4, a process of forming a diver network DN is performed between the
제1 다이버에 탑재된 수중통신장치(100)의 데이터링크추상계층(110)에서 제1 클러스터 내의 다른 다이버들과의 통신을 수행하는 중(S305), 제1 다이버가 제1 클러스터에서 제2 클러스터로 이동함에 따라 데이터링크추상계층(110)에서 제1 클러스터 헤드와의 통신단절 및 제2 클러스터 헤드와 정보수신으로 클러스터의 이동을 감지한다(S307).While performing communication with other divers in the first cluster in the data link abstraction layer 110 of the underwater communication device 100 mounted on the first diver (S305), the first diver is in the first cluster, The data link abstraction layer 110 detects the movement of the cluster by the disconnection of the first cluster head and the reception of the information of the second cluster head (S307).
이에, 데이터링크추상계층(110)은 S-DTN계층(140)으로 클러스터 간 이동감지 및 통신시작을 통한 수신정보를 통보한다(S309). 그러면 S-DTN계층(140)의 주변상황정보 수집 및 관리부(145)가 상기 통보된 수신정보를 주변상황정보저장부(146)에 저장하고(S311), 경량 P2P기반 핸드오버 기능부(148)에서 주변상황정보저장부(146)에 저장된 주변상황정보를 기반으로 제1 다이버가 현재 이동한 제2 클러스터의 정보를 인지한다(S313).The data link abstraction layer 110 notifies the S-DTN layer 140 of the reception information through the detection of the inter-cluster movement and the start of communication (S309). The surrounding situation information collection and
이후에 제1 다이버의 수중통신장치(100)의 S-DTN계층(140)은 제2 클러스터의 제2 클러스터 헤드로 클러스터 조인요청을 전송한다(S315). 그러면 제2 클러스터 헤드는 자신에 대응되는 DN 게이트웨이로 클러스터 정보갱신을 통보하고(S317), S-DTN계층(140)으로 클러스터 조인승인을 전송한다(S319). 이로써 제1 다이버는 제2 클러스터 내의 다른 다이버들과 통신을 수행하게 된다.Then, the S-DTN layer 140 of the first diver's underwater communication device 100 transmits a cluster join request to the second cluster head of the second cluster (S315). Then, the second cluster head notifies cluster information update to the DN gateway corresponding to itself (S317), and transmits the cluster join acknowledgment to the S-DTN layer 140 (S319). This causes the first diver to communicate with the other diver in the second cluster.
이어, 제1 클러스터 헤드는 제2 다이버의 S-DTN계층(140)으로 해당 클러스터 정보갱신을 통지하고(S321), 제2 클러스터로 이동한 제1 다이버는 제2 클러스터 내의 다른 다이버와 통신을 수행하게 된다(S323).Then, the first cluster head notifies the corresponding cluster information update to the S-DTN layer 140 of the second diver (S321), and the first diver moving to the second cluster communicates with the other diver in the second cluster (S323).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 수중에서 다이버들 간의 안전한 수중활동을 위해 다이버 네트워크(DN)를 형성하여 실시간 및 신뢰성 있는 통신을 가능하도록 하는 수중통신 프로토콜을 제공하고 이러한 프로토콜을 기반으로 수중통신을 수행하는 수중통신장치 및 그 통신방법을 제공하고 있다. 특히, 본 발명에서는 실시간 긴급메시지 전송방법, 실시간 신뢰성 있는 메시지 전송방법, 그리고 다이버의 핸드오버를 위한 통신방법을 제공함으로써 수중에서 다이버들 간의 끊어짐이 없는(seamless) 수중통신이 가능함으로 보여주고 있다.As described above, the present invention provides an underwater communication protocol that enables real-time and reliable communication by forming a diver network (DN) for safe underwater activities among divers in the water, and performs underwater communication based on the protocol And a communication method therefor. In particular, according to the present invention, a seamless real-time message transmission method, a real-time reliable message transmission method, and a communication method for handing over a diver are provided, thereby enabling seamless underwater communication between divers in the water.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
10 : 다이버
10a : 클러스터 헤드
11 : 클러스터
20 : DN 게이트웨이
30 : 통신망
40 : DN 서비스 관리서버
110 : 데이터링크추상계층
111 : 데이터링크계층 공통 인터페이스
112 : 데이터링크계층 공통기능부
113 : 데이터링크 계층 어댑터
120 : 네트워크 계층
130 : 전송계층
140 : S-DTN계층
141 : DTN기능부
142 : 네트워크토폴로지 형성 및 관리부
143 : 클러스터헤드 선정부
144 : 경량주소체계 압축 및 복원부
145 : 주변상황정보 수집 및 관리부
146 : 주변상황정보저장부
150 : 교차계층 인터페이스
210 : 데이터링크계층
220 : 지상/수중 통신모뎀
230 : 다이버 네트워크 응용계층10: Diver
10a: cluster head
11: Cluster
20: DN gateway
30: Network
40: DN Service Management Server
110: Data Link Abstract Layer
111: Data link layer common interface
112: Data Link Layer Common Function
113: Data Link Layer Adapters
120: Network layer
130: Transport layer
140: S-DTN layer
141: DTN function section
142: Network topology formation and management section
143: Cluster head selection section
144: Lightweight address system compression and decompression unit
145: Surrounding situation information collection and management unit
146: Ambient situation information storage unit
150: Cross-layer interface
210: Data link layer
220: ground / underwater communication modem
230: Diver Network Application Layer
Claims (16)
하위의 데이터링크계층과 연결되어 외부장치와의 인터페이스를 제공하는 데이터링크추상계층; 및
수중통신을 위한 DTN 기능을 수행하기 위해 전송된 데이터를 버퍼에 저장한 후 수신확인까지 보관 및 재전송하는 DTN 기능부, 수중 MANET 기반의 DN 토폴로지를 형성하고 관리하는 기능을 수행하는 네트워크토폴로지 형성 및 관리부, 다중통신매체에 대한 오버히어링(Overhearing)을 통해 수신된 패킷을 주기적으로 분석한 주변상황정보를 수집 및 관리하는 주변상황정보 수집 및 관리부, 상기 수집 및 관리되는 주변상황정보를 저장하는 주변상황정보저장부, 상기 주변상황정보 수집 및 관리부 및 주변상황정보저장부에서 수집 및 저장되는 주변상황정보를 기반으로 기설정된 기계학습을 통해 다중 데이터링크계층을 선정하고 운용정책을 수립하는 데이터링크계층 선정 및 운용부를 포함하는 S-DTN계층; 을 포함하는 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 장치.1. An underwater communication device mounted on a plurality of divers and constituting a diver network (DN)
A data link abstraction layer connected to a lower data link layer to provide an interface with an external device; And
A DTN function section for storing the transmitted data in the buffer to perform the DTN function for underwater communication and then storing and retransmitting the data until receipt confirmation, and a network topology forming and managing section for forming and managing the DN topology based on the underwater MANET A peripheral status information collection and management unit for collecting and managing peripheral status information that periodically analyzes packets received through overhearing of multiple communication media, a peripheral status information collection and management unit for storing the peripheral status information collected and managed, A data link layer selecting unit for selecting a plurality of data link layers through predetermined machine learning based on peripheral information collected and stored in the storage unit, the surrounding information collection and management unit, and the surrounding information storage unit, An S-DTN layer including an operation part; Wherein the at least one of the at least two DTN protocols is a DTN protocol.
상기 다이버 네트워크(DN)에서 운용되는 통신프로토콜이 다중통신매체에 대한 다중 인터페이스를 접근하기 위한 단일화된 공통 표준인터페이스를 제공하는 데이터링크계층 공통인터페이스;
상기 다중통신매체를 위한 상기 데이터링크계층의 프로토콜의 중복된 기능을 공통기능으로 제공하는 데이터링크계층 공통기능부; 및
상기 데이터링크계층을 통한 다중통신매체로의 접근을 지원하는 데이터링크계층 어댑터;를 포함하는 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 장치.2. The method of claim 1, wherein the data link abstraction layer comprises:
A data link layer common interface for providing a unified common standard interface for accessing multiple interfaces for multiple communication media by a communication protocol operated in the diver network (DN);
A data link layer common function unit for providing redundant functions of the protocol of the data link layer for the multiple communication media as a common function; And
And a data link layer adapter for supporting access to multiple communication media through the data link layer.
데이터링크추상계층을 통해 복수의 주변상황정보를 수집하여 저장하는 단계;
상기 S-DTN계층에서 외부장치로부터 위험감지에 따른 긴급메시지의 전송요청을 수신하면 상기 저장된 주변상황정보를 기반으로 상기 긴급메시지의 전송에 따른 실시간 제약을 만족할 수 있는 다중통신매체를 선정하는 단계;
상기 S-DTN계층에서 상기 긴급메시지의 전송요청을 상기 데이터링크추상계층으로 전달하는 단계; 및
상기 데이터링크추상계층에서 상기 긴급메시지에 대응하여 상기 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하고 상기 생성된 패킷을 상기 다중통신매체를 통해 외부로 전송하는 단계; 를 포함하는 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법.Configuring a diver network (DN) comprising a gateway and a plurality of divers in the cluster at the S-DTN layer;
Collecting and storing a plurality of peripheral situation information through the data link abstraction layer;
Selecting a multiple communication medium capable of satisfying a real time restriction on transmission of the emergency message based on the stored surrounding information when receiving a request for transmission of an emergency message according to the risk detection from an external device in the S-DTN layer;
Forwarding a request for transmission of the emergency message to the data link abstraction layer at the S-DTN layer; And
Generating a packet corresponding to the selected multiple communication medium in response to the emergency message in the data link abstraction layer and transmitting the generated packet to the outside through the multiple communication medium; The method comprising the steps < RTI ID = 0.0 > of: < / RTI >
상기 다중통신매체의 시간대별로 수신된 패킷수, 패킷의 오류정보, 동일 통신매체의 경우 다양한 주파수 대역별 수신율 및 오류율 정보, 수신패킷에 피기백된 주변상황정보 확장헤더를 통해 다이버 네트워크(DN)의 정보를 수집하여 주변상황정보저장부에 저장 및 갱신하는 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법.12. The method of claim 11, wherein the collecting and storing of the surrounding information comprises:
The number of received packets, the error information of packets, the reception ratio and error rate information of various frequency bands in the case of the same communication medium, and the surrounding information information extension header piggybacked on the received packet, A method of underwater communication using a seamless DTN protocol for collecting and storing information in an environment information storage unit.
데이터링크추상계층을 통해 복수의 주변상황정보를 수집하여 저장하는 단계;
상기 S-DTN계층에서 외부장치로부터 사진/영상의 전송요청을 수신하면 상기 저장된 주변상황정보를 기반으로 상기 사진/영상의 전송에 따른 신뢰성 있는 전송이 가능한 다중통신매체를 선정하는 단계;
상기 S-DTN계층에서 상기 선정된 다중통신매체의 최대전송크기(MTU)와 상기 사진/영상의 크기를 비교하여 상기 사진/영상의 단편화(fragmentation)를 수행하는 단계;
상기 S-DTN계층에서 상기 단편화된 사진/영상의 전송요청을 상기 데이터링크추상계층으로 전달하는 단계; 및
상기 데이터링크추상계층에서 상기 단편화된 사진/영상에 대응하여 상기 선정된 다중통신매체에 맞는 패킷을 생성하고 상기 생성된 패킷을 상기 다중통신매체를 통해 외부장치로 전송하는 단계; 를 포함하는 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법.Configuring a diver network (DN) comprising a gateway and a plurality of divers in the cluster at the S-DTN layer;
Collecting and storing a plurality of peripheral situation information through the data link abstraction layer;
Selecting a multiple communication medium capable of reliable transmission according to transmission of the photo / image based on the stored surrounding information when receiving a request to transmit a photo / image from an external device at the S-DTN layer;
Performing fragmentation of the photo / image by comparing the maximum transmission size (MTU) of the selected multiple communication medium with the size of the photo / image at the S-DTN layer;
Transferring the fragmented picture / video transmission request to the data link abstraction layer at the S-DTN layer; And
Generating a packet corresponding to the selected multiple communication medium corresponding to the fragmented photo / image in the data link abstraction layer and transmitting the generated packet to an external device via the multiple communication medium; The method comprising the steps < RTI ID = 0.0 > of: < / RTI >
상기 외부장치에서 상기 패킷을 수신하면 상기 외부장치의 S-DTN계층에서 상기 패킷에 포함된 단편화된 사진/영상을 재조립하여 원래 사진/영상으로 복원하는 단계를 더 포함하는 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법.14. The method of claim 13, further comprising: after transmitting the packet to an external device,
Receiving the packet from the external device, reconstructing the fragmented photo / image included in the packet at the S-DTN layer of the external device, and restoring the original photo / image to the original, using the seamless DTN protocol Communication method.
데이터링크추상계층을 통해 복수의 주변상황정보를 수집하여 저장하는 단계;
제1 다이버에 탑재된 수중통신장치의 데이터링크추상계층에서 제1 클러스터 내의 다른 다이버들과의 통신을 수행하는 단계;
상기 통신을 수행하는 도중에 상기 제1 다이버가 제1 클러스터에서 제2 클러스터로 이동함에 따라 상기 데이터링크추상계층에서 상기 제1 클러스터의 제1 클러스터 헤드와의 통신단절 및 상기 제2 클러스터의 제2 클러스터 헤드와의 통신시작을 통해 제1,2 클러스터 간의 이동을 감지하는 단계;
상기 데이터링크추상계층에서 상기 S-DTN계층으로 상기 제1,2 클러스터 간 이동감지 및 통신시작을 통한 수신정보를 통보하는 단계;
상기 S-DTN계층에서 상기 통보된 수신정보를 저장하고, 주변상황정보저장부에 저장된 주변상황정보를 기반으로 상기 제1 다이버가 현재 이동한 제2 클러스터의 정보를 인지하는 단계;
상기 S-DTN계층에서 상기 제2 클러스터 헤드로 상기 제2 클러스터에 대한 조인요청을 전송하는 단계;
상기 제2 클러스터 헤드가 자신에 대응되는 DN 게이트웨이로 클러스터 정보 갱신을 통보하고 상기 S-DTN계층으로 상기 제2 클러스터의 조인승인을 전송하는 단계; 및
상기 제1 다이버는 상기 제2 클러스터 내의 다른 다이버들과 통신을 수행하는 단계를 포함하는 심리스 DTN 프로토콜을 사용한 수중통신 방법.Configuring a diver network (DN) comprising a gateway and a plurality of divers in the cluster at the S-DTN layer;
Collecting and storing a plurality of peripheral situation information through the data link abstraction layer;
Performing communication with other divers in a first cluster at a data link abstraction layer of an underwater communication device mounted on a first diver;
As the first diver moves from the first cluster to the second cluster during the communication, communication disconnection between the first cluster head of the first cluster and the second cluster of the second cluster in the data link abstraction layer Detecting movement between the first and second clusters through communication start with the head;
Notifying reception information through the first and second cluster movement detection and communication initiation from the data link abstraction layer to the S-DTN layer;
Storing the reported reception information in the S-DTN layer, and recognizing information of a second cluster in which the first diver is currently moving based on the neighboring situation information stored in the neighboring situation information storage unit;
Transmitting a join request for the second cluster from the S-DTN layer to the second cluster head;
Notifying the second cluster head of a cluster information update to a DN gateway corresponding to the second cluster head and transmitting a join approval of the second cluster to the S-DTN layer; And
Wherein the first diver comprises communicating with other divers in the second cluster.
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