KR20190096140A - 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템 - Google Patents
시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템은 복수의 노드; 복수의 노드와 네트워크 연결된 복수의 BLE 노드; 및 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드와 네트워크 연결되고, 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간을 이용하여 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드로부터 데이터를 전달받으며, 휴대용 이통통신 단말기가 요청한 제어 명령을 BLE 통신하여 수행하도록 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드중 적어도 하나에 제어 명령을 전달하는 싱크 노드를 포함한다.
Description
본 발명은 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 종래 무선 통신에서 각각의 무선 장치들은 정해진 대역의 무선 채널로 통신을 하였다.
일예로, 대한민국공개특허공보 10-2015-0016458(2015.02.12)에 기재된 바와 같이, 멀티 홉(multi-hop) 릴레이 전송을 필요로 하는 선형적 또는 트리 형태로 노드들이 배치되어 있는 무선 센서 네트워크에서, 전송 지연을 최소화하기 위한 무선 센서 네트워크에서의 전송 스케줄링 방법 및 그 장치가 개시되었다.
그런데, 종래 무선 센서 네트워크에서의 전송 스케줄링 방법 및 그 장치는 Zigbee와 같이 메시네트워크를 지원하는 플랫폼의 경우, 멀티 홉 구성의 무선 환경을 구성하는 것이 가능하지만 무선 네트워크 상에 구성된 동일한 변복조 방식을 가진 다수의 무선 장치들이 단일 채널을 사용하고 서로 무선 통신이 가능한 범위 안에 있을 경우, 동일한 시간에 송신을 수행하면 무선 충돌로 인한 데이터의 손실이 발생하였다.
따라서, 최근에는 효율적인 데이터 전송을 향상시키면서, BLE를 통한 휴대용 이동통신 단말기와의 통신을 지원하기 위한 개선된 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.
본 발명의 실시 예는, 노드간의 효율적인 데이터 전송을 향상시키면서, BLE를 통한 휴대용 이동통신 단말기와의 통신을 지원할 수가 있는 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 노드; 복수의 노드와 네트워크 연결된 복수의 BLE 노드; 및 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드와 네트워크 연결되고, 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간을 이용하여 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드로부터 데이터를 전달받으며, 휴대용 이통통신 단말기가 요청한 제어 명령을 BLE 통신하여 수행하도록 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드중 적어도 하나에 제어 명령을 전달하는 싱크 노드를 포함할 수가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 싱크 노드는 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간동안 타임 슬롯들로 시분할하고, 연결시에 주고 받는 타임 슬롯에 따라 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드로부터 데이터를 전달받을 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 타임 슬롯 구간은 네트워크 구간과 데이터 구간으로 구분될 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 네트워크 구간은 싱크 노드의 슬롯 배정을 위한 싱크 구간과, 복수의 노드중 해당 노드를 연결하기 위한 연결 구간으로 구분될 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 데이터 구간은 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드에서 싱크 노드로 향하는 Up-Stream 구간과, 싱크 노드에서 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드로 향하는 Down-Stream 구간으로 구분될 수가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템은, 노드간의 효율적인 데이터 전송을 향상시키면서, BLE를 통한 휴대용 이동통신 단말기와의 통신을 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템을 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 2는 타임 슬롯 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 3은 도 2에 도시한 타임 슬롯 구간의 네트워크 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 4는 도 2에 도시한 타임 슬롯 구간의 데이터 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시한 복수의 노드와 복수의 BLE 노드 및 싱크 노드와 휴대용 이동통신 단말기 및 타임 슬롯 구간이 적용된 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템을 예를 들어 나타낸 도면.
도 2는 타임 슬롯 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 3은 도 2에 도시한 타임 슬롯 구간의 네트워크 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 4는 도 2에 도시한 타임 슬롯 구간의 데이터 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시한 복수의 노드와 복수의 BLE 노드 및 싱크 노드와 휴대용 이동통신 단말기 및 타임 슬롯 구간이 적용된 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템을 예를 들어 나타낸 도면.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템을 일예로 나타낸 블럭 구성도이고, 도 2는 타임 슬롯 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시한 타임 슬롯 구간의 네트워크 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도이고, 도 4는 도 2에 도시한 타임 슬롯 구간의 데이터 구간을 일예로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시한 복수의 노드와 복수의 BLE 노드 및 싱크 노드와 휴대용 이동통신 단말기 및 타임 슬롯 구간이 적용된 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템을 예를 들어 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 복수의 노드(102)와 복수의 BLE 노드(104) 및 싱크 노드(106)와 휴대용 이동통신 단말기(108)를 포함한다.
복수의 BLE 노드(104)는 복수의 노드(102)와 네트워크 연결된다.
싱크 노드(106)는 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)와 네트워크 연결된다.
일예로, 싱크 노드(106)는 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 네트워크 연결될 수가 있다.
이때, 제 1 노드(102a)는 제 2 노드(102b) 및 제 3 BLE 노드(104c)와 네트워크 연결될 수가 있다.
싱크 노드(106)는 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간(TSA)을 이용하여 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)로부터 데이터를 전달받는다.
일예로, 싱크 노드(106)는 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 제 2 노드(102b) 및 제 3 BLE 노드(104c)와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간(TSA)을 이용하여 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)로부터 데이터를 전달받을 수가 있다.
싱크 노드(106)는 휴대용 이통통신 단말기(108)가 요청한 제어 명령을 BLE 통신하여 수행하도록 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)중 적어도 하나에 제어 명령을 전달할 수가 있게 된다.
일예로, 싱크 노드(106)는 제 1 휴대용 이통통신 단말기(108a)가 요청한 제어 명령을 BLE 통신하여 수행하도록 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)중 적어도 하나에 제어 명령을 전달할 수가 있다.
여기서, 제 3 BLE 노드(104c)는 제 1 노드(102a)와 통신을 수행할 수가 있고, 제 1 휴대용 이통통신 단말기(108a)와 BLE 통신을 수행할 수가 있다.
이때, 휴대용 이통통신 단말기(108)는 제 1 휴대용 이통통신 단말기(108a)와 제 2 휴대용 이통통신 단말기(108b)를 포함할 수가 있고, 제 1 휴대용 이통통신 단말기(108a) 및 제 2 휴대용 이통통신 단말기(108b)는 스마트폰과 휴대폰중 적어도 하나일 수가 있다.
여기서, 싱크 노드(106)는 일정 시간으로 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)의 시간을 동기화할 수가 있다.
일예로, 싱크 노드(106)는 일정 시간으로 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)의 시간을 동기화할 수가 있다.
이때, 싱크 노드(106)는 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간(TSA)동안 타임 슬롯들로 시분할하고, 연결시에 주고 받는 타임 슬롯에 따라 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)로부터 데이터를 전달받을 수가 있다.
일예로, 싱크 노드(106)는 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 제 2 노드(102b) 및 제 3 BLE 노드(104c)와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간(TSA)동안 타임 슬롯들로 시분할하고, 연결시에 주고 받는 타임 슬롯에 따라 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)로부터 데이터를 전달받을 수가 있다.
여기서, 타임 슬롯 구간(TSA)은 네트워크 구간(NA)과 데이터 구간(DA)으로 구분될 수가 있다.
이때, 네트워크 구간(NA)은 싱크 노드(106)의 슬롯 배정을 위한 싱크 구간(SA)과, 복수의 노드(102)중 해당 노드(102, 102b)를 연결하기 위한 연결 구간(CA)으로 구분될 수가 있다.
또한, 데이터 구간(DA)은 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)에서 싱크 노드(106)로 향하는 Up-Stream 구간(USA)과, 싱크 노드(106)에서 복수의 노드(102) 및 복수의 BLE 노드(104)로 향하는 Down-Stream 구간(DSA)으로 구분될 수가 있다.
일예로, 데이터 구간(DA)은 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 제 2 노드(102b) 및 제 3 BLE 노드(104c)에서 싱크 노드(106)로 향하는 Up-Stream 구간(USA)과, 싱크 노드(106)에서 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 제 2 노드(102b) 및 제 3 BLE 노드(104c)로 향하는 Down-Stream 구간(DSA)으로 구분될 수가 있다.
이러한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 복수의 노드(102)와 복수의 BLE 노드(104) 및 싱크 노드(106)가 통신을 수행할 때에, 타임 슬롯 구간(TSA)중 싱크 구간(SA)의 Sink Slot, 1Hop 1Slot, 1Hop 2Slot, 1Hop 3Slot, 2Hop 1Slot과 연결 구간(CA)의 Con Slot 1 내지 Con Slot 3 및 Up-Stream 구간(USA)의 Up Slot 1과 Down-Stream 구간(DSA)의 Dn Slot 1, Dn Slot 15를 이용하여 1회 주기 통신을 수행할 수가 있다.
일예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 싱크 노드(106)가 통신을 수행할 때에, 타임 슬롯 구간(TSA)중 싱크 구간(SA)의 Sink Slot, 1Hop 1Slot, 1Hop 2Slot, 1Hop 3Slot, 2Hop 1Slot과 연결 구간(CA)의 Con Slot 1 내지 Con Slot 3 및 Up-Stream 구간(USA)의 Up Slot 1과 Down-Stream 구간(DSA)의 Dn Slot 1, Dn Slot 15를 이용하여 1회 주기 통신을 수행할 수가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 복수의 노드(102)와 복수의 BLE 노드(104) 및 싱크 노드(106)가 통신을 수행할 때에, 타임 슬롯 구간(TSA)중 싱크 구간(SA)의 Sink Slot, 1Hop 1Slot, 1Hop 3Slot, 2Hop 1Slot, 2Hop 3Slot 내지 2Hop 6Slot과 연결 구간(CA)의 Con Slot 1 내지 Con Slot 6 및 Up-Stream 구간(USA)의 Up Slot 1 내지 Up Slot 4와 Down-Stream 구간(DSA)의 Dn Slot 1 내지 Dn Slot 4, Dn Slot 15를 이용하여 2회 주기 통신을 수행할 수가 있다.
일예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 제 2 노드(102b) 및 제 3 BLE 노드(104c)와 싱크 노드(106)가 통신을 수행할 때에, 타임 슬롯 구간(TSA)중 싱크 구간(SA)의 Sink Slot, 1Hop 1Slot, 1Hop 3Slot, 2Hop 1Slot, 2Hop 3Slot 내지 2Hop 6Slot과 연결 구간(CA)의 Con Slot 1 내지 Con Slot 6 및 Up-Stream 구간(USA)의 Up Slot 1 내지 Up Slot 4와 Down-Stream 구간(DSA)의 Dn Slot 1 내지 Dn Slot 4, Dn Slot 15를 이용하여 2회 주기 통신을 수행할 수가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 복수의 노드(102)와 복수의 BLE 노드(104) 및 싱크 노드(106)가 통신을 수행할 때에, 타임 슬롯 구간(TSA)중 싱크 구간(SA)의 Sink Slot, 1Hop 1Slot, 1Hop 2Slot, 1Hop 3Slot, 2Hop 1Slot, 2Hop 3Slot 내지 2Hop 6Slot과 연결 구간(CA)의 Con Slot 1 내지 Con Slot 6 및 Up-Stream 구간(USA)의 Up Slot 1 내지 Up Slot 7과 Down-Stream 구간(DSA)의 Dn Slot 1 내지 Dn Slot 7, Dn Slot 15를 이용하여 3회 주기 통신을 수행할 수가 있다.
일예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 제 2 노드(102b) 및 제 3 BLE 노드(104c)와 싱크 노드(106)가 통신을 수행할 때에, 타임 슬롯 구간(TSA)중 싱크 구간(SA)의 Sink Slot, 1Hop 1Slot, 1Hop 2Slot, 1Hop 3Slot, 2Hop 1Slot, 2Hop 3Slot 내지 2Hop 6Slot과 연결 구간(CA)의 Con Slot 1 내지 Con Slot 6 및 Up-Stream 구간(USA)의 Up Slot 1 내지 Up Slot 7과 Down-Stream 구간(DSA)의 Dn Slot 1 내지 Dn Slot 7, Dn Slot 15를 이용하여 3회 주기 통신을 수행할 수가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 복수의 노드(102)와 복수의 BLE 노드(104) 및 싱크 노드(106)와 휴대용 이동통신 단말기(108)가 통신을 수행할 때에, 타임 슬롯 구간(TSA)중 싱크 구간(SA)의 Sink Slot, 2Hop 6Slot과 Up-Stream 구간(USA)의 Up Slot 3, Up Slot 4 및 Down-Stream 구간(DSA)의 Dn Slot 6, Dn Slot 7을 이용하여 휴대용 이통통신 단말기(108)가 요청한 제어 명령을 복수의 노드(102)중 해당 노드와 BLE(B) 통신하여 수행할 수가 있다.
일예로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 제 1 노드(102a)와 제 1 BLE 노드(104a) 및 제 2 BLE 노드(104b)와 제 2 노드(102b) 및 제 3 BLE 노드(104c)와 싱크 노드(106) 및 제 1 휴대용 이동통신 단말기(108a)가 통신을 수행할 때에, 타임 슬롯 구간(TSA)중 싱크 구간(SA)의 Sink Slot, 2Hop 6Slot과 Up-Stream 구간(USA)의 Up Slot 3, Up Slot 4 및 Down-Stream 구간(DSA)의 Dn Slot 6, Dn Slot 7을 이용하여 제 1 휴대용 이통통신 단말기(108a)가 요청한 제어 명령을 제 2 노드(102b)와 BLE(B) 통신하여 수행할 수가 있다.
이와 같은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 복수의 노드(102)와 복수의 BLE 노드(104) 및 싱크 노드(106)와 휴대용 이동통신 단말기(108)를 포함한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 무선 멀티홉으로 구성된 네트워크에서 무선 영향을 끼치는 영역에서 동일 시간에 동일 변복조 무선 전송을 방지할 수가 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템(100)은 복수의 노드(102)와 복수의 BLE 노드(104) 및 싱크 노드(106)간의 데이터 손실을 억제할 수가 있으므로, 노드간의 효율적인 데이터 전송을 향상시키면서 BLE를 통한 휴대용 이동통신 단말기와의 통신을 지원할 수가 있게 된다.
Claims (5)
- 복수의 노드;
상기 복수의 노드와 네트워크 연결된 복수의 BLE 노드; 및
상기 복수의 노드 및 상기 복수의 BLE 노드와 네트워크 연결되고, 상기 복수의 노드 및 상기 복수의 BLE 노드와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간을 이용하여 상기 복수의 노드 및 상기 복수의 BLE 노드로부터 데이터를 전달받으며, 휴대용 이통통신 단말기가 요청한 제어 명령을 BLE 통신하여 수행하도록 상기 복수의 노드 및 상기 복수의 BLE 노드중 적어도 하나에 제어 명령을 전달하는 싱크 노드를 포함하는 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 싱크 노드는 상기 복수의 노드 및 상기 복수의 BLE 노드와 연결시에 주고 받는 타임 슬롯 구간동안 타임 슬롯들로 시분할하고, 상기 연결시에 주고 받는 타임 슬롯에 따라 상기 복수의 노드 및 상기 복수의 BLE 노드로부터 데이터를 전달받는 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 타임 슬롯 구간은 네트워크 구간과 데이터 구간으로 구분되는 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 네트워크 구간은 싱크 노드의 슬롯 배정을 위한 싱크 구간과, 복수의 노드중 해당 노드를 연결하기 위한 연결 구간으로 구분되는 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 데이터 구간은 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드에서 싱크 노드로 향하는 Up-Stream 구간과, 싱크 노드에서 복수의 노드 및 복수의 BLE 노드로 향하는 Down-Stream 구간으로 구분되는 시간 동기화 무선 통신에서의 무선 멀티홉 네트워크 시스템.
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2018
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