KR20190141414A - Heterogeneous network gateway and method for mitigating interference between wireless IoT networks using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a heterogeneous network gateway and a method for mitigating interference between short-range wireless networks using the same. According to the present invention, a method for mitigating interference between wireless networks using a heterogenous network gateway communicating with a plurality of different kind of networks comprises the steps of: analyzing a communication state of a plurality of networks to collect quality of service (QoS) information about the networks; checking a transmission ratio and a channel capacity of the network based on the QoS information and comparing the same with a threshold transmission ratio and a threshold capacity preset for each network; operating a meditation mode when the network with at least one from the transmission ratio and the channel capacity less than a threshold is two kinds or more; and planning a communication allowance section allocated to each network when operating the meditation mode, and generating and broadcasting a transmission plan packet including information about the planned communication allowance section. Accordingly, when interference is generated between short-range wireless networks operated by communication technologies different from each other, the heterogeneous network gateway executes the meditation mode to schedule and broadcast a transmission plan for each network, thereby providing advantages of mitigating an interference problem between heterogeneous networks and increasing a transmission ratio of the entire network.

Description

이종 네트워크 게이트웨이 및 그것을 이용한 근거리 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법{Heterogeneous network gateway and method for mitigating interference between wireless IoT networks using the same}Heterogeneous network gateway and method for mitigating interference between wireless IoT networks using the same}

본 발명은 이종 네트워크 게이트웨이 및 그것을 이용한 근거리 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이종의 복수의 무선 네트워크들 간 간섭을 중재할 수 있는 이종 네트워크 게이트웨이 및 그것을 이용한 근거리 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heterogeneous network gateway and a method for mitigating interference between short-range wireless networks using the same, and more particularly, to a heterogeneous network gateway capable of mediating interference between a plurality of heterogeneous wireless networks, and to mitigating interference between short-range wireless networks using the same. It is about a method.

IoT(Internet of Things; 사물 인터넷)는 네트워크를 통해 많은 사물들이 연결되고, 데이터를 주고받으며 사용자들에게 유용한 서비스를 제공하는 기술을 말한다. IoT 시스템의 구현을 위해 사물 간 통신 및 네트워크 기술은 필수적이며, 모든 사물이 연결된다는 IoT의 개념처럼 IoT 시스템에 연결되는 사물의 수는 유선 통신으로 구현하기 어려울 정도로 늘어날 것이다. 그러므로 사물 간 통신과 네트워크는 무선 통신 기술을 이용하여 구현하는 것이 현실적이며, IoT가 시장에서 많은 관심을 받는 만큼 IoT에 적합한 무선 통신 기술에 대해 많은 연구가 수행되고 있다.The Internet of Things (IoT) refers to a technology that allows many things to be connected, exchange data, and provide useful services to users through a network. The communication and network technology between things is essential for the implementation of the IoT system, and the number of things connected to the IoT system will increase to be difficult to implement by wire communication, as the IoT concept that all things are connected. Therefore, it is realistic to implement a communication between a communication and a network by using a wireless communication technology, and much research is being conducted on a wireless communication technology suitable for the IoT as the IoT receives much attention in the market.

IoT를 위한 근거리 무선 통신 기술들의 특징은 소모 전력이 낮고 통신 거리가 짧다는 것이다. IoT 시스템에 연결되는 사물들은 대부분 배터리 용량이 충분하지 않으며, 무선 통신을 하기 위해 많은 전력 소모를 하게 될 경우 잦은 배터리 교체가 필요하기 때문에 현실적인 시스템 구현이 불가능하다. 또한, 무선 통신이 낮은 전력을 이용하여 수행될 경우 통신이 가능한 거리는 짧아진다. IoT를 위한 무선 통신 기술들은 짧은 통신 거리 문제를 해결하기 위해 여러 통신 기기들이 네트워크를 형성하여 데이터 전송을 중계하는 방법을 사용한다.Short-range wireless communication technologies for the IoT are characterized by low power consumption and short communication distances. Most of the things connected to the IoT system do not have sufficient battery capacity, and if a lot of power is consumed for wireless communication, frequent battery replacement is required, which makes it impossible to implement a realistic system. In addition, when the wireless communication is performed using low power, the distance at which communication is possible is shortened. Wireless communication technologies for the IoT use a method in which several communication devices form a network to relay data transmission to solve a short communication distance problem.

IoT를 위한 무선 통신 기술들의 또 다른 특징은 비면허 주파수 대역을 사용한다는 것이다. 주파수 대역은 무선 통신을 위해 필수적인 자원이며, 정부에서 경매를 통해 주파수 대역을 사용하기 위한 권리를 특정 기간 동안 대여해주고 있다. 이렇게 사용권을 얻어 통신이 수행되는 주파수 대역을 면허 주파수 대역이라고 하며, 대표적인 면허 주파수 대역을 이용하는 무선 통신 시스템으로 이동 통신 시스템이 있다. Another feature of wireless communication technologies for the IoT is the use of unlicensed frequency bands. Frequency bands are an essential resource for wireless communications, and governments lend their rights to use them through auctions over a period of time. The frequency band in which the communication is carried out by obtaining a license is called a licensed frequency band, and a mobile communication system is a wireless communication system using a representative licensed frequency band.

비면허 주파수 대역은 면허 주파수 대역과는 달리 전파 규정만 지킨다면, 주파수 대역을 사용하기 위한 비용을 지불하지 않아도 누구나 사용할 수 있도록 허용된 대역을 말한다. 대표적인 비면허 주파수 대역으로는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 대역이 있으며, ISM 대역을 이용하는 무선 통신 기술들로는 Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee 등이 있다.Unlicensed frequency bands, unlike licensed frequency bands, are bands that anyone is allowed to use without paying for the frequency bands, provided that they comply with radio regulations. Typical unlicensed frequency bands include the Industrial Scientific and Medical (ISM) band, and wireless communication technologies using the ISM band include Wi-Fi, Bluetooth, and ZigBee.

비면허 주파수 대역은 사용료를 지불하지 않기 때문에 근거리 무선 통신을 이용하는 수많은 제품들이 함께 사용하는 주파수 대역이며, 사물 인터넷이 현실로 다가오면서, 비면허 주파수 대역을 사용하는 무선 통신 기술 간 간섭 문제도 필수적으로 해결해야할 문제이다. The unlicensed frequency band is a frequency band that is used by many products using short-range wireless communication because it does not pay a fee, and as the Internet of Things approaches reality, interference problems between wireless communication technologies that use the unlicensed frequency band must be solved. It is a problem.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제2017-0083193호(2017.07.18 공개)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 2017-0083193 (published Jul. 18, 2017).

본 발명은, 비면허 주파수 대역을 사용하는 서로 다른 네트워크들 간에 발생하는 간섭을 이종 네트워크 게이트웨이에서 중재 기능을 통해 개선할 수 있는 이종 네트워크 게이트웨이 및 그것을 이용한 근거리 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heterogeneous network gateway and a method for mitigating interference between short-range wireless networks using the arbitration function in a heterogeneous network gateway to improve interference occurring between different networks using an unlicensed frequency band. .

본 발명은, 종류가 상이한 복수의 네트워크와 통신하는 이종 네트워크 게이트웨이를 이용한 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법에 있어서, 상기 복수의 네트워크의 통신 상태를 분석하여 상기 복수의 네트워크에 대한 QoS(Quality of Service) 정보를 수집하는 단계와, 상기 QoS 정보를 기반으로 상기 네트워크의 전송률 및 채널 용량을 확인하고, 상기 전송률 및 채널 용량을 상기 네트워크 별 기 설정된 문턱 전송률 및 문턱 용량과 비교하는 단계와, 상기 전송률 및 채널 용량 중 적어도 하나가 문턱 미만인 네트워크가 적어도 2 종류 존재하는 것으로 판단되면, 네트워크 간 중재를 위한 중재 모드를 구동시키는 단계, 및 상기 중재 모드의 구동 시 각 네트워크에 할당되는 통신 허용 구간을 각각 계획하며, 계획된 통신 허용 구간의 정보가 포함된 전송 계획 패킷을 생성하여 브로드캐스트하는 단계를 포함하는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for mitigating interference between wireless networks using heterogeneous network gateways that communicate with a plurality of networks of different types, wherein the communication state of the plurality of networks is analyzed to determine quality of service (QoS) information for the plurality of networks. Acquiring a data rate, verifying a transmission rate and a channel capacity of the network based on the QoS information, and comparing the transmission rate and the channel capacity with a predetermined threshold transmission rate and a threshold capacity for each network; If it is determined that there are at least two types of networks having at least one lower than a threshold, driving the arbitration mode for inter-network arbitration, and planning a communication allowance interval allocated to each network when the arbitration mode is driven, respectively, The transmission plan packet containing the information Provided is a method for mitigating interference between wireless networks, including generating and broadcasting.

또한, 상기 브로드캐스트하는 단계는, 상기 네트워크 별 생성된 상기 전송 계획 패킷을 각각의 네트워크에게 순차적으로 브로드캐스트할 수 있다.The broadcasting may include sequentially transmitting the transmission plan packet generated for each network to each network.

또한, 상기 브로드캐스트하는 단계는, 상기 중재 모드의 구동 시, 상기 복수의 네트워크 중 상기 판단된 적어도 2 종류의 네트워크 만을 대상으로 상기 통신 허용 구간을 계획하여 상기 전송 계획 패킷을 브로드캐스트할 수 있다.In the broadcasting, when the arbitration mode is driven, the transmission plan packet may be broadcast by planning the communication permission interval for only the determined at least two types of networks among the plurality of networks.

또한, 상기 브로드캐스트하는 단계는, 상기 중재 모드의 구동 시, 모든 네트워크를 대상으로 상기 통신 허용 구간을 계획하여 상기 전송 계획 패킷을 브로드캐스트할 수 있다.In the broadcasting, when the arbitration mode is driven, the transmission plan packet may be broadcast by planning the communication permission interval for all networks.

또한, 상기 전송 계획 패킷은, 해당 네트워크에 대한 헤더 정보, 기 설정된 패턴으로 인코딩되어 중재 모드의 구동을 알리는 헤더 정보, 그리고 상기 통신 허용 구간에 대응하는 페이로드 정보의 순서로 구성되어 있을 수 있다.In addition, the transmission plan packet may be configured in the order of header information for the corresponding network, header information encoded in a predetermined pattern to inform the driving of the arbitration mode, and payload information corresponding to the communication permission interval.

또한, 상기 통신 허용 구간의 정보는, 상기 통신 허용 구간의 시간적 길이를 나타내는 윈도우 길이와, 상기 통신 허용 구간이 다시 도래하기까지의 휴지 시간을 나타내는 전송 간격을 포함할 수 있다.The information on the communication permission interval may include a window length indicating the temporal length of the communication permission interval and a transmission interval indicating the idle time until the communication permission interval comes again.

또한, 상기 문턱 전송률은 상기 네트워크 별로 상이하며, 상기 문턱 전송률이 높은 네트워크일수록 상기 통신 허용 구간이 더욱 긴 시간으로 할당될 수 있다.In addition, the threshold transmission rate is different for each network, and the higher the threshold transmission rate is, the longer the communication permission interval may be allocated to the network.

또한, 상기 복수의 네트워크는, Wi-Fi, Bluetoooth 및 Zigbee 네트워크를 포함하며, 상기 문턱 전송률은, Wi-Fi, Bluetoooth 및 Zigbee 네트워크의 순으로 높은 값을 가질 수 있다.The plurality of networks may include Wi-Fi, Bluetoooth, and Zigbee networks, and the threshold transmission rate may have a high value in order of Wi-Fi, Bluetoooth, and Zigbee networks.

또한, 상기 네트워크의 QoS 정보는, 상기 네트워크 내의 통신 노드로부터 수신한 수신 전력, 상기 통신 노드의 개수, 상기 통신 노드에게 성공적으로 수신된 패킷의 비율, 상기 네트워크 상의 간섭 전력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the QoS information of the network may include at least one of received power received from a communication node in the network, the number of communication nodes, a ratio of packets successfully received to the communication node, and interference power on the network. have.

그리고, 본 발명은, 종류가 상이한 복수의 네트워크와 통신하는 이종 네트워크 게이트웨이에 있어서, 상기 복수의 네트워크의 통신 상태를 분석하여 상기 복수의 네트워크에 대한 QoS(Quality of Service) 정보를 수집하는 데이터 수집부와, 상기 QoS 정보를 기반으로 상기 네트워크의 전송률 및 채널 용량을 확인하고, 상기 전송률 및 채널 용량을 상기 네트워크 별 기 설정된 문턱 전송률 및 문턱 용량과 비교하는 비교부와, 상기 전송률 및 채널 용량 중 적어도 하나가 문턱 미만인 네트워크가 적어도 2 종류 존재하는 것으로 판단되면, 네트워크 간 중재를 위한 중재 모드를 구동시키는 판별부, 및 상기 중재 모드의 구동 시 각 네트워크에 할당되는 통신 허용 구간을 각각 계획하며, 계획된 통신 허용 구간의 정보가 포함된 전송 계획 패킷을 생성하여 브로드캐스트하는 전송 계획부를 포함하는 이종 네트워크 게이트웨이를 제공한다.In addition, the present invention is a heterogeneous network gateway that communicates with a plurality of networks of different types, the data collection unit for analyzing the communication state of the plurality of networks to collect QoS (Quality of Service) information for the plurality of networks A comparator for checking a transmission rate and a channel capacity of the network based on the QoS information, and comparing the transmission rate and the channel capacity with a predetermined threshold transmission rate and a threshold capacity for each network; and at least one of the transmission rate and the channel capacity. If it is determined that there are at least two types of networks having a threshold lower than each other, the determination unit for driving the arbitration mode for inter-network arbitration, and the communication permission interval allocated to each network when the arbitration mode is driven are respectively planned, and the planned communication permission is allowed. Create a transmission plan packet containing the information of the interval Provides a heterogeneous network gateway including a transmission schedule that bit.

본 발명에 따르면, 서로 다른 통신 기술로 운영되는 근거리 무선 네트워크들 간의 간섭 발생 시에 이종 네트워크 게이트웨이에서 중재 모드를 실행시켜 각 네트워크의 전송 계획을 스케줄링하고 브로드캐스트 함으로써, 이종 네트워크 간의 간섭 문제를 완화시킴은 물론, 전체 네트워크의 전송률을 개선시킬 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, in case of interference between short-range wireless networks operated by different communication technologies, the intermediary mode is executed at the heterogeneous network gateway to schedule and broadcast a transmission plan of each network, thereby alleviating the interference problem between the heterogeneous networks. Of course, there is an advantage that can improve the transmission rate of the entire network.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이종 네트워크 게이트웨이의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 이종 네트워크 게이트웨이가 각 네트워크의 정보를 기반으로 중재 기능의 사용 여부를 결정하는 개념을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 이종 네트워크 게이트웨이가 각 네트워크로 전송 계획 패킷을 브로드캐스트하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 이종 네트워크 게이트웨이가 각 네트워크에 전송 윈도우를 할당한 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 이종 네트워크 게이트웨이를 이용한 근거리 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법을 설명하는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a configuration of a heterogeneous network gateway according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a concept of determining whether to use an arbitration function by the heterogeneous network gateway illustrated in FIG. 1 based on information of each network.
FIG. 3 is a diagram illustrating how the heterogeneous network gateway shown in FIG. 1 broadcasts a transmission plan packet to each network.
4 is a diagram illustrating an example in which a heterogeneous network gateway illustrated in FIG. 1 allocates a transmission window to each network.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for mitigating interference between short-range wireless networks using the heterogeneous network gateway shown in FIG. 1.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present disclosure.

본 발명은 이종 네트워크 게이트웨이를 이용한 근거리 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법에 관한 것으로, 비면허 주파수 대역을 사용하는 복합 네트워크와 통신하는 이종 네트워크 게이트웨이에서 각 네트워크들 간의 간섭 문제를 중재할 수 있는 기법을 제시한다.The present invention relates to a method for mitigating interference between short-range wireless networks using heterogeneous network gateways, and proposes a method for mediating interference problems between heterogeneous network gateways in a heterogeneous network gateway communicating with a composite network using an unlicensed frequency band.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이종 네트워크 게이트웨이의 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of a heterogeneous network gateway according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이종 네트워크 게이트웨이(100)는 이종의 복합 네트워크들과 통신 가능한 게이트웨이 장치로, 비면허 주파수 대역을 이용하는 적어도 2 종류 이상의 복수의 근거리 네트워크들(Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee 네트워크 등)과 각각 통신 가능하도록 구성된다. As shown in FIG. 1, the heterogeneous network gateway 100 according to an exemplary embodiment of the present invention is a gateway device capable of communicating with heterogeneous hybrid networks, and includes at least two or more types of local area networks (Wi−) using an unlicensed frequency band. Fi, Bluetooth, ZigBee network, etc.) can be configured to communicate.

도 1은 3가지 근거리 통신 방식인 Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee 통신을 모두 지원하는 이종 네트워크 게이트웨이의 구성을 대표적으로 예시한 것으로, 이를 위해 이종 네트워크 게이트웨이(100)는 각 네트워크와 통신을 위한 블루투스 통신부(160), 와이파이 통신부(170), 지그비 통신부(180)를 모두 포함한다.1 representatively illustrates a configuration of a heterogeneous network gateway supporting all three short-range communication methods, Wi-Fi, Bluetooth, and ZigBee communication. For this purpose, the heterogeneous network gateway 100 is a Bluetooth communication unit for communication with each network. 160, the Wi-Fi communication unit 170, and the Zigbee communication unit 180 are all included.

물론, 본 발명의 실시예에 따른 이종 네트워크 게이트웨이(100)는 더욱 다양한 통신 방식을 지원하도록 구성될 수 있다. 따라서, 이종 네트워크 게이트웨이(100)에서 커버 가능한 커버 가능한 근거리 네트워크의 종류 및 근거리 통신 방식은 반드시 상술한 것으로 한정되지 않는다.Of course, the heterogeneous network gateway 100 according to an embodiment of the present invention may be configured to support more various communication methods. Accordingly, the types of the coverable local area networks and the short-range communication schemes that can be covered by the heterogeneous network gateway 100 are not necessarily limited to those described above.

이종 네트워크 게이트웨이(100)는 복수의 통신 기술과의 통신을 위해 각 통신 기술을 지원하기 위한 통신 장치를 내장한다. 앞서 상술한 3가지 통신 기술들은 모두 비면허 주파수 대역인 ISM 밴드를 공유하므로, 각 네트워크들의 신호는 서로에게 간섭 신호가 된다.The heterogeneous network gateway 100 includes a communication device for supporting each communication technology for communication with a plurality of communication technologies. Since the three communication technologies described above all share the ISM band, which is an unlicensed frequency band, the signals of the respective networks become interference signals to each other.

이종 네트워크 게이트웨이(100)는 각 네트워크의 상태를 분석하여 네트워크 간의 간섭 여부를 판별하고 간섭 발생 시 중재 모드를 직접 가동함으로써 간섭을 완화하는 동시에 전체 네트워크의 전송률을 개선한다.The heterogeneous network gateway 100 analyzes the state of each network to determine whether there is interference between networks, and directly operates an arbitration mode when interference occurs to mitigate the interference and improve the transmission rate of the entire network.

도 1을 참조하면, 이종 네트워크 게이트웨이(100)는 데이터 수집부(110), 간섭 측정부(120), 비교부(130), 판별부(140), 블루투스 통신부(160), 와이파이 통신부(170), 지그비 통신부(180)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the heterogeneous network gateway 100 includes a data collecting unit 110, an interference measuring unit 120, a comparing unit 130, a determining unit 140, a Bluetooth communication unit 160, and a Wi-Fi communication unit 170. And a Zigbee communication unit 180.

데이터 수집부(110)는 복수의 네트워크의 통신 상태를 분석하여 복수의 네트워크에 대한 QoS(Quality of Service) 정보를 수집한다. The data collector 110 analyzes communication states of the plurality of networks and collects quality of service (QoS) information for the plurality of networks.

데이터 수집부(110)는 각각의 통신부(160,170,180)를 통해 각각의 네트워크와 통신하면서 각 네트워크의 통신 상태를 분석하고 네트워크 별로 QoS 정보를 수집한다.The data collecting unit 110 analyzes the communication state of each network and collects QoS information for each network while communicating with each network through each communication unit 160, 170, 180.

그리고 데이터 수집부(110)는 각 네트워크별 수집한 QoS 정보를 데이터베이스에 저장할 수 있다. 데이터베이스에 저장하는 QoS 정보들은 전송 상태와 간섭 수준을 나타낼 수 있는 정보라면 어떤 것이든 가능하다.The data collector 110 may store the collected QoS information for each network in a database. QoS information stored in the database can be any information that can indicate the transmission status and the interference level.

이때, 네트워크의 QoS 정보란, 네트워크 내의 적어도 하나의 통신 노드로부터 수신한 수신 전력(QoS 정보 1), 네트워크에 존재하는 통신 노드의 개수(QoS 정보 2), 통신 노드에게 성공적으로 수신된 패킷의 비율(QoS 정보 3), 해당 네트워크 상에서 검출된 간섭 전력(QoS 정보 4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In this case, the QoS information of the network is the received power (QoS information 1) received from at least one communication node in the network, the number of communication nodes (QoS information 2) existing in the network, and the ratio of packets successfully received to the communication node. (QoS information 3) and at least one of interference power (QoS information 4) detected on the corresponding network.

여기서, 통신 노드는 해당 네트워크에 연결되어 해당 통신 방식으로 통신하는 노드로서, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 무선 스피커, 스마트 패드, 가전 기기, 센서 노드 등 다양할 수 있다. Here, the communication node is a node connected to the corresponding network to communicate in a corresponding communication method, and may be various, such as a smartphone, a notebook, a tablet PC, a wireless speaker, a smart pad, a home appliance, a sensor node, and the like.

데이터 수집부(110)는 QoS 정보 중에서 간섭 전력(QoS 정보 4)의 경우 간섭 측정부(120)에서 측정한 정보로부터 수집할 수 있다. 간섭 측정부(120)는 각 통신부(160,170,180)에서 수신한 신호의 수신 전력 및 스펙트럼 비교 등을 통해 각 네트워크 상에 존재하는 간섭 신호의 전력을 측정할 수 있다. 물론 간섭 측정 기술은 기존에 다양하게 공지되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The data collection unit 110 may collect from the information measured by the interference measuring unit 120 in the case of interference power (QoS information 4) among the QoS information. The interference measuring unit 120 may measure the power of the interference signal existing in each network by comparing the received power and the spectrum of the signals received by the communication units 160, 170, and 180. Of course, since the interference measurement technology is variously known, a detailed description thereof will be omitted.

비교부(130)는 QoS 정보를 기반으로 네트워크의 전송률 및 채널 용량을 확인하고, 전송률 및 채널 용량을 네트워크 별 기 설정된 문턱 전송률 및 문턱 용량과 비교한다.The comparator 130 checks the transmission rate and the channel capacity of the network based on the QoS information, and compares the transmission rate and the channel capacity with the threshold transmission rate and the threshold capacity set for each network.

여기서, 각 네트워크 별로 문턱 전송률 및 문턱 용량이 상이하게 설정되어 있다. 즉, 네트워크의 종류에 따라 전송률에 대한 문턱치, 채널 용량에 대한 문턱치 값은 각각 상이하다. Here, threshold transmission rates and threshold capacities are set differently for each network. That is, the threshold value for the transmission rate and the threshold value for the channel capacity are different according to the type of the network.

Wi-Fi 네트워크는 다른 네트워크보다 높은 문턱 전송률(고성능)이 요구되며, 본 실시예에서 문턱 전송률은 Wi-Fi, Bluetoooth 및 Zigbee 네트워크의 순으로 높은 값을 가진다. 이는 Wi-Fi 네트워크의 경우 주로 동영상 등의 대용량 데이터, 고속 통신, 원거리 통신에 관여하고, Bluetoooth 네트워크는 키보드, 마우스 등의 통신에 관여하고, 지그비 네트워크는 센서 네트워크의 통신에 관여하는 것과 밀접하게 관련된다. The Wi-Fi network requires a higher threshold transmission rate (high performance) than other networks, and in this embodiment, the threshold transmission rate has a higher value in the order of Wi-Fi, Bluetoooth, and Zigbee networks. In the case of Wi-Fi network, it is mainly related to large data such as video, high speed communication, and long distance communication, Bluetoooth network is involved in communication such as keyboard and mouse, and Zigbee network is closely related to communication in sensor network. do.

물론, 후술하겠지만 문턱 전송률이 높은 네트워크일수록, 중재 모드의 구동 시에 타 네트워크보다 더욱 긴 시간의 통신 허용 구간(실질적으로, 윈도우 구간)이 할당될 수 있다.Of course, as will be described later, a network having a higher threshold transmission rate may be allocated a communication allowable interval (actually, a window interval) that is longer than other networks when the arbitration mode is driven.

판별부(140)는 전송률 및 채널 용량 중 적어도 하나가 문턱 미만인 네트워크가 적어도 2 종류 존재하는 것으로 판단되면, 네트워크 간 중재를 위한 중재 모드를 구동시킨다. If it is determined that there are at least two types of networks having at least one of a transmission rate and a channel capacity below a threshold, the determination unit 140 drives an arbitration mode for inter-network arbitration.

즉, 판별부(140)는 데이터베이스에 저장된 데이터들을 기반으로 복수 네트워크들의 채널 상태들을 확인하고 각 네트워크들에서 보장하는 충분한 전송률 또는 채널 용량을 만족하는지를 판단하여, 판단 결과에 따라 중재 모드의 구동 여부를 결정한다.That is, the determination unit 140 checks the channel states of the plurality of networks based on the data stored in the database and determines whether to satisfy the sufficient transmission rate or channel capacity guaranteed by each network, and determines whether to operate the arbitration mode according to the determination result. Decide

도 2는 도 1에 도시된 이종 네트워크 게이트웨이가 각 네트워크의 정보를 기반으로 중재 기능의 사용 여부를 결정하는 개념을 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a concept of determining whether to use an arbitration function by the heterogeneous network gateway illustrated in FIG. 1 based on information of each network.

도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에서 이종 네트워크 게이트웨이(100)는 각 네트워크(Wi-Fi, Bluetoooth, Zigbee)의 QoS 정보로부터 전송률 및 채널 용량을 각각 분석한 다음, 전송률 및 채널 용량을 기 설정된 문턱 전송률 및 문턱 용량과 각각 비교한 결과를 기초로, 전송 계획의 필요 여부를 결정한다.As shown in FIG. 2, in the embodiment of the present invention, the heterogeneous network gateway 100 analyzes the transmission rate and the channel capacity from the QoS information of each network (Wi-Fi, Bluetoooth, Zigbee), and then the transmission rate and the channel capacity. Based on the result of comparing the threshold rate and the threshold capacity with respect to the preset threshold rate, respectively, it is determined whether a transmission plan is required.

예를 들어, 전송률이 문턱 전송률 미만인 네트워크가 2 종류(ex, Wi-Fi, Bluetoooth) 존재하면, 이들 2 종류의 네트워크 간에 간섭이 발생한 것으로 판단하여, 중재 모드를 구동하고, 전송 계획을 수행한다. 더욱 다양한 예시는 아래의 표 1을 참조한다.For example, if there are two types of networks (eg, Wi-Fi, Bluetoooth) whose transmission rate is less than the threshold transmission rate, it is determined that interference has occurred between these two types of networks, the arbitration mode is driven, and the transmission plan is performed. See Table 1 below for more various examples.

표 1의 'Case 4' 내지 'Case 7'과 같이, 전송률 및 채널 용량 중 적어도 하나가 문턱 미만인 네트워크의 종류가 2 종류 이상 존재하는 것으로 판단되면, 판단된 2 종류 이상의 네트워크들 간에 상호 간섭이 발생한 것으로 판단하여, 중재 모드를 구동하여 전송 계획을 수행한다.As shown in Table 4 and Case 7 of Table 1, when it is determined that there are two or more types of networks having at least one of a transmission rate and a channel capacity below the threshold, mutual interference occurs between two or more determined networks. If it is determined that the transmission mode is executed, the transmission mode is executed.

하지만, 표 2에서 'Case 2' 및 'Case 3'과 같이, 전송률 및 채널 용량 중 적어도 하나가 문턱 미만인 네트워크가 1 종류만 존재하는 경우에는, 여러 네트워크들 간의 간섭 문제가 아닌, 해당 네트워크 자체의 문제(네트워크 일시 에러, 노드 고장 등)로 판단하여, 중재 모드를 구동하지 않는다.However, in Table 2, when only one type of network having at least one of a transmission rate and a channel capacity below the threshold, such as 'Case 2' and 'Case 3', exists in the network itself, not an interference problem between several networks. It is judged as a problem (network temporary error, node failure, etc.) and does not run the arbitration mode.

복수의 네트워크 중
전송률≤문턱 전송률인 네트워크
Out of multiple networks
Network with transfer rate ≤ threshold transfer rate
복수의 네트워크 중
채널 용량≤문턱 용량인 네트워크
Out of multiple networks
Network with channel capacity ≤ threshold capacity
이상 발생
네트워크
종류
Abnormal
network
Kinds
전송계획
필요 여부
Transmission plan
Need
Case 1Case 1 -- -- 00 ×× Case 2Case 2 -- Wi-FiWi-Fi 1One ×× Case 3Case 3 BluetoothBluetooth BluetoothBluetooth 1One ×× Case 4Case 4 BluetoothBluetooth Wi-FiWi-Fi 22 Case 5Case 5 Bluetooth,Wi-FiBluetooth, Wi-Fi -- 22 Case 6Case 6 Bluetooth,Wi-FiBluetooth, Wi-Fi ZigbeeZigbee 33 Case 7Case 7 -- Bluetooth,Wi-Fi,ZigbeeBluetooth, Wi-Fi, Zigbee 33

물론, 'Case 1'과 같이, 이상 발생 네트워크의 종류가 0개인 경우에는 모든 종류의 네트워크가 정상 동작 중이고 네트워크 간 간섭이 전혀 발생하지 않은 상황으로, 전송 계획을 수립할 필요가 없으며 기존의 통신 환경을 유지한다.Of course, if there are 0 types of faulty networks, such as 'Case 1', all kinds of networks are in normal operation and no interference between networks occurs.Therefore, there is no need to establish a transmission plan. Keep it.

전송 계획부(150)는 판별부(140)의 판단 결과 중재 기능이 필요하다고 판단한 경우에 작동하게 된다. 즉, 전송 계획부(150)는 중재 모드의 구동이 명령되면, 각 네트워크에 할당되는 통신 허용 구간을 각각 계획(스케줄링)하게 되며, 계획된 통신 허용 구간의 정보가 포함된 전송 계획 패킷을 생성하여 브로드캐스트한다.The transmission planning unit 150 operates when the determination result of the determination unit 140 determines that the mediation function is necessary. That is, when driving of the arbitration mode is commanded, the transmission planning unit 150 plans (scheduling) the communication permission intervals allocated to each network, and generates a transmission plan packet including information on the planned communication permission intervals and broadcasts them. Cast

전송 계획부(150)는 중재 모드의 구동 시, 복수의 네트워크 중 판별부(140)에서 판단된 적어도 2 종류의 네트워크 만을 대상으로 통신 허용 구간을 계획하거나, 모든 전체 네트워크를 대상으로 통신 허용 구간을 계획하여, 전송 계획 패킷을 브로드캐스트할 수 있다.When the arbitration mode is driven, the transmission planning unit 150 plans a communication permission section for only at least two types of networks determined by the determination unit 140 of the plurality of networks, or designates a communication permission section for all the entire networks. By planning, the transmission plan packet can be broadcast.

표 1의 'Case 4'를 예를 들면, 전송 계획부(150)는 전체 3가지 네트워크 중에서, Zigbee 네트워크를 제외한 Bluetooth 네트워크 및 Wi-Fi 네트워크에 대한 통신 허용 구간 만을 새롭게 계획하고, 두 네트워크에 대해 각각 생성한 전송 계획 패킷을 Bluetooth 네트워크 및 Wi-Fi 네트워크로 개별적으로 브로드캐스팅할 수 있다.  For example, 'Case 4' of Table 1, the transmission planning unit 150 newly plans only the communication allowance interval for the Bluetooth network and the Wi-Fi network except for the Zigbee network, among the three networks. Each generated transmission plan packet can be broadcast separately to a Bluetooth network and a Wi-Fi network.

이외에도, 전송 계획부(150)는 전체 3가지 네트워크 모두를 대상으로 통신 허용 구간을 새롭게 계획한 다음 각각의 네트워크로 순차로 브로드캐스팅할 수 있다. 이와 같이, 전송 계획부(150)는 문제가 발생한 네트워크만을 대상으로 전송 계획을 세울수도 있고, 모든 네트워크를 대상으로 전송 계획을 세울 수 있다.In addition, the transmission planning unit 150 may newly plan a communication allowance interval for all three networks and then broadcast them sequentially to each network. As such, the transmission planning unit 150 may set a transmission plan for only the network in which the problem occurs, or set a transmission plan for all networks.

물론, 전송 계획부(150)는 통신 허용 구간을 스케줄링할 때, 각 네트워크의 통신 노드 수, 네트워크의 일반적인 수요 전송률 등을 고려할 수 있으며, 전송 계획 패킷을 각 네트워크로 전송하기 위해 각각의 통신부(160,170,180)를 제어할 수 있다. Of course, the transmission planning unit 150 may consider the number of communication nodes of each network, the general demand transmission rate of the network, etc. when scheduling the communication allowance interval, and each communication unit 160, 170, 180 to transmit the transmission plan packet to each network. ) Can be controlled.

또한, 전송 계획부(150)는 네트워크 별 생성된 전송 계획 패킷을 각각의 네트워크에게 순차적으로 브로드캐스트할 수 있다. 즉, 브로드캐스팅 동작은 이종 네트워크 게이트웨이(100)에서 이종의 통신 간 간섭을 피하기 위해 임의의 순서 또는 기 설정된 순서로 이루어질 수 있다. 예를 들면, Wi-Fi 네트워크, Bluetooth 네트워크, Zigbee 네트워크 순으로 전송 계획 패킷을 브로드캐스트할 수 있다.In addition, the transmission planner 150 may sequentially broadcast the transmission plan packet generated for each network to each network. That is, the broadcasting operation may be performed in any order or in a predetermined order in order to avoid interference between heterogeneous communications in the heterogeneous network gateway 100. For example, a transmission plan packet may be broadcast in the order of a Wi-Fi network, a Bluetooth network, and a Zigbee network.

물론, 전송 계획 패킷은 네트워크 간 계속적인 중재를 위해 주기적으로 브로드캐스팅되어 복수 네트워크의 노드들에 전달될 수 있다. 또한, 각 네트워크 내 각각의 수신 장치(통신 노드)들은 브로드캐스트된 전송 계획 패킷을 수신하고 따를 수 있으며, 전송 계획을 따르는 동작은 개발자의 자유에 따라 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. Of course, the transmission plan packet may be broadcast periodically and delivered to nodes in multiple networks for continued inter-network arbitration. In addition, each receiving device (communication node) in each network may receive and follow the broadcasted transmission plan packet, and an operation following the transmission plan may be implemented in hardware or software according to a developer's freedom.

도 3은 도 1에 도시된 이종 네트워크 게이트웨이가 각 네트워크로 전송 계획 패킷을 브로드캐스트하는 모습을 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating how the heterogeneous network gateway shown in FIG. 1 broadcasts a transmission plan packet to each network.

도 3에 나타낸 것과 같이, 전송 계획부(150)는 각 통신부(160,170,180)를 제어하여 전송 계획 패킷을 해당 네트워크로 브로드캐스팅할 수 있다.As shown in FIG. 3, the transmission planner 150 may control each communication unit 160, 170, 180 to broadcast a transmission plan packet to a corresponding network.

이때, 앞서 설명한 것과 같이, 각 통신부(160,170,180)에서 보내는 신호(전송 계획 패킷)들이 서로 간섭이 되는 것을 피하기 위해 임의 순서대로 순차로 각 네트워크에 대한 브로드캐스팅이 수행될 수 있다.In this case, as described above, the broadcasting for each network may be sequentially performed in an arbitrary order in order to avoid interference between signals (transmission plan packets) transmitted from each communication unit 160, 170, 180.

전송 계획 패킷은 해당 네트워크의 일반 헤더 정보, 중재 모드의 구동을 알리는 헤더 정보(이하, 중재 알림 헤더), 통신 허용 구간에 대응하는 페이로드 정보의 순서로 구성된 것을 알 수 있다. 즉, 전송 계획부(150)가 만든 전송 계획 패킷은 일반적인 데이터 패킷 구조와는 달리, 헤더 구간 및 페이로드 구간의 사이에, 중재 알림 헤더 구간이 추가로 삽입된 구조를 가진다. The transmission plan packet may be configured in the order of general header information of the corresponding network, header information (hereinafter, arbitration notification header) indicating the operation of the arbitration mode, and payload information corresponding to the communication permission interval. That is, unlike the general data packet structure, the transmission plan packet generated by the transmission planner 150 has a structure in which an arbitration notification header section is additionally inserted between the header section and the payload section.

중재 알림 헤더는 페이로드 부분의 맨 앞에 부착되어 전송 계획 패킷임을 알리기 위한 헤더이며, 기 설정된 패턴 즉, 미리 약속된 패턴(예를 들면 1과 0이 반복되는 패턴; "1010101010...")으로 인코딩될 수 있다. The Arbitration Notification Header is a header attached to the beginning of the payload portion to indicate that the transmission plan packet is a predetermined pattern, that is, a predetermined pattern (for example, a pattern in which 1 and 0 are repeated; "1010101010 ..."). Can be encoded.

이와 같이, 중재 알림 헤더는 특정 패턴으로 인코딩됨으로써 전송 계획 패킷이 일반 패킷과 구분될 수 있게 한다. 이에 따라, 각 네트워크 내 노드들은 패킷 내 삽입된 중재 헤더 정보를 기초로 중재 모드의 구동을 인지함은 물론, 중재 헤더 뒤에 붙은 페이로드 구간 내에 전송 계획 정보가 포함되어 있음을 인지하고, 이후부터는 해당 전송 계획 정보를 기초로 통신을 수행하게 된다.As such, the arbitration notification header is encoded in a specific pattern so that the transmission plan packet can be distinguished from the normal packet. Accordingly, each node in the network recognizes the operation of the arbitration mode based on the arbitration header information inserted in the packet, and also recognizes that the transmission plan information is included in the payload section following the arbitration header. Communication is performed based on the transmission plan information.

페이로드 구간에 포함된 통신 허용 구간의 정보는, 도 3에 나타낸 것과 같이, 전송 간격 및 윈도우 길이에 관한 정보를 포함한다. 여기서, 윈도우 길이는 통신 허용 구간의 시간적 길이를 나타낸다. 즉, 윈도우 길이는 각 네트워크에서 전송이 허용되는 시간 정보이며, 윈도우 길이 동안 각 네트워크의 다중 접속 기법을 이용하여 네트워크의 노드들이 통신을 수행할 수 있다.The information of the communication permission section included in the payload section includes information regarding the transmission interval and the window length, as shown in FIG. 3. Here, the window length represents the temporal length of the communication permission interval. That is, the window length is time information that is allowed to be transmitted in each network, and nodes of the network may communicate using multiple access techniques of each network during the window length.

전송 간격은 각 네트워크에서 통신 허용 구간이 다시 도래하기까지의 휴지 시간을 나타낸다. 반대로 말하면, 전송 간격은 각 네트워크에서 다음 전송이 허용되는 윈도우의 시작을 알리기 위한 정보를 나타낼 수 있다. 게이트웨이는 네트워크로부터의 수신 패킷의 도착 시간 등을 측정하고 동기화가 필요한 경우 전송 간격 정보를 이용할 수 있다.The transmission interval represents the idle time until the communication allowance interval comes again in each network. In other words, the transmission interval may indicate information for notifying the start of a window in which each transmission is allowed in the next network. The gateway may measure the arrival time of a received packet from the network and use transmission interval information when synchronization is required.

전송 계획부(150)는 판별부(140)에 의해 중재 기능의 사용이 결정되면, 데이터베이스 내 정보들을 기반으로 각 네트워크에 할당하기 위한 시간을 결정하고 이에 따라 각 네트워크에 전송하기 위한 윈도우 길이를 결정한다. 윈도우 길이를 효율적으로 할당하기 위해, 각 네트워크에서 어떤 서비스를 이용하고 있는지, 몇 개의 노드가 서비스를 이용하고 있는지 등과 같은 데이터베이스 내 저장 정보들을 활용할 수 있다.When the use of the arbitration function is determined by the determination unit 140, the transmission planner 150 determines a time for allocating to each network based on the information in the database, and accordingly determines a window length for transmission to each network. do. To efficiently allocate window lengths, you can take advantage of stored information in the database, such as what services are being used in each network, how many nodes are using them, and so on.

도 4는 도 1에 도시된 이종 네트워크 게이트웨이가 각 네트워크에 전송 윈도우를 할당한 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example in which a heterogeneous network gateway illustrated in FIG. 1 allocates a transmission window to each network.

각 네트워크의 통신 노드들은 해당 윈도우 시간 동안 각 네트워크의 다중 접속 기법을 이용하여 전송을 수행하고, 윈도우 시간이 끝나면, 다음 전송 계획 패킷의 브로드캐스팅을 대기하여 기다린다. The communication nodes of each network perform transmission using the multiple access scheme of each network during the corresponding window time, and wait for the broadcasting of the next transmission plan packet when the window time ends.

도 4의 경우 Wi-Fi, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth 통신에 대한 각각의 윈도우 시간은 4초, 2초, 3초로 할당된 것을 간단히 예시한다. 즉, 문턱 전송률이 높은 네트워크일수록 통신 허용 구간인 윈도우 시간이 더욱 긴 시간으로 할당되어 있다. In the case of FIG. 4, each window time for Wi-Fi, Zigbee, Wi-Fi, and Bluetooth communication is simply illustrated as being allocated to 4 seconds, 2 seconds, and 3 seconds. In other words, the higher the threshold transmission rate, the longer the window time, which is a communication allowance interval, is allocated.

또한 도 4의 경우 Wi-Fi, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth 통신 순으로 통신 가능 구간이 할당되어 있으며, 전체 13초 동안에 Wi-Fi 통신 구간은 두 번 존재하는 것을 예시한다. In addition, in the case of FIG. 4, the communication enable intervals are allocated in the order of Wi-Fi, Zigbee, Wi-Fi, and Bluetooth communication, and the Wi-Fi communication intervals exist twice in a total of 13 seconds.

Wi-Fi의 경우 4초의 윈도우 구간을 가지고 Zigbee 통신 구간과 Bluetooth 통신 구간 각각에 대응하여 2초 및 3초의 두가지 전송 간격 정보를 가진다. 따라서 Wi-Fi 통신의 경우 4초 동안 데이터 전송 후 Zigbee 통신을 위해 2초 쉬었다가 다시 4초 동안 데이터 전송 후 Bluetooth 통신을 위해 3초 쉬는 것을 반복하게 된다.Wi-Fi has a window interval of 4 seconds and has two transmission interval information of 2 seconds and 3 seconds corresponding to each of the Zigbee communication section and the Bluetooth communication section. Therefore, in the case of Wi-Fi communication, it takes 2 seconds for Zigbee communication after 4 seconds of data transmission, and then 3 seconds for Bluetooth communication after 4 seconds of data transmission.

Zigbee의 경우 2초 동안 데이터를 전송 후 Wi-Fi, Bluetooth, Wi-Fi 통신을 위해 11초 동안 대기하는 동작을 반복한다. Bluetooth의 경우 3초 동안 데이터를 전송 후 Wi-Fi, Zigbee, Wi-Fi 통신을 위해 10초 동안 대기하는 것을 반복한다. 물론, 이와 같이 각 네트워크의 데이터 전송 가능 구간 즉, 윈도우 구간은 각각 겹치지 않도록 스케줄링되며 전송 간격에 따라 반복 도래하는 것을 알 수 있다.In case of Zigbee, it sends data for 2 seconds and waits 11 seconds for Wi-Fi, Bluetooth, and Wi-Fi communication. In case of Bluetooth, it transmits data for 3 seconds and waits 10 seconds for Wi-Fi, Zigbee, and Wi-Fi communication. Of course, the data transmission intervals, that is, the window intervals of each network, are scheduled so as not to overlap each other, and it can be seen that they repeatedly arrive according to the transmission interval.

이상과 같은 본 발명의 실시예는 서로 다른 통신 기술로 운영되는 네트워크 간의 간섭을 이종 네트워크 게이트웨이가 중재하는 것을 통해, 전체 네트워크의 전송률을 개선한다. 특히, IoT 시스템이 현실이 될 경우 네트워크 간 간섭 문제는 중요한 이슈가 될 것이므로 본 실시예에 따른 기법은 간섭 이슈를 대처하는데 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.As described above, the embodiment of the present invention improves the transmission rate of the entire network through the heterogeneous network gateway mediating interference between networks operated by different communication technologies. In particular, when the IoT system becomes a reality, the interference problem between networks will be an important issue, and thus the technique according to the present embodiment is expected to play an important role in coping with the interference issue.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, IoT 시스템에서 비면허 주파수 대역을 사용하는 서로 다른 통신 기술의 네트워크 간에 발생하는 간섭 문제를 이종 네트워크 게이트웨이에서 중재 기능을 통해 개선할 수 있으며, IoT 서비스 시스템에서 무선 네트워크 인프라의 성능을 개선하기 위해 사용될 수 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, an interference problem occurring between networks of different communication technologies using an unlicensed frequency band in an IoT system may be improved through an arbitration function in a heterogeneous network gateway, and wireless in an IoT service system. Can be used to improve the performance of the network infrastructure.

도 5는 도 1에 도시된 이종 네트워크 게이트웨이를 이용한 근거리 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법을 설명하는 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a method for mitigating interference between short-range wireless networks using the heterogeneous network gateway shown in FIG. 1.

먼저, 데이터 수집부(110)는 복수의 네트워크의 통신 상태를 분석하여, 복수의 네트워크에 대한 QoS(Quality of Service) 정보를 수집한다(S510).First, the data collector 110 analyzes communication states of a plurality of networks and collects Quality of Service (QoS) information for the plurality of networks (S510).

그리고, 비교부(130)는 QoS 정보를 기반으로 상기 네트워크의 전송률 및 채널 용량을 확인하고, 상기 전송률 및 채널 용량을 네트워크 별 기 설정된 문턱 전송률 및 문턱 용량과 각각 비교한다(S520).The comparison unit 130 checks the transmission rate and the channel capacity of the network based on the QoS information, and compares the transmission rate and the channel capacity with the threshold transmission rate and the threshold capacity set for each network (S520).

여기서, 판별부(140)는 전송률 및 채널 용량 중 적어도 하나가 문턱 미만인 네트워크가 2 종류 이상 존재하는지 여부를 확인한다(S530). 만일, 2 종류 이상 존재하는 경우, 판별부(140)는 전송 계획이 필요한 것으로 판단하여, 네트워크 간 중재를 위한 중재 모드를 구동시킨다(S540).Here, the determination unit 140 checks whether there are two or more types of networks in which at least one of a transmission rate and a channel capacity is less than a threshold (S530). If there are two or more types, the determination unit 140 determines that a transmission plan is necessary and drives the arbitration mode for inter-network arbitration (S540).

판별부(140)에 의해 중재 모드 구동 시, 전송 계획부(150)는 각 네트워크에 할당되는 통신 허용 구간을 각각 계획(스케줄링)한다(S550). 그리고 전송 계획부(150)는 계획된 통신 허용 구간의 정보가 포함된 전송 계획 패킷을 생성하여 도 3과 같이 각 네트워크로 브로드캐스트한다(S560). When the arbitration mode is driven by the determination unit 140, the transmission planning unit 150 plans (schedules) a communication permission interval allocated to each network (S550). In addition, the transmission planning unit 150 generates a transmission plan packet including information on the planned communication permission interval and broadcasts it to each network as shown in FIG. 3 (S560).

이상과 같은 본 발명에 따르면, 서로 다른 통신 기술로 운영되는 근거리 무선 네트워크들 간의 간섭 발생 시에 이종 네트워크 게이트웨이에서 중재 모드를 실행시켜 각 네트워크의 전송 계획을 스케줄링하고 브로드캐스트함으로써, 이종 네트워크 간의 간섭 문제를 완화시킴은 물론, 전체 네트워크의 전송률을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.According to the present invention as described above, when interference occurs between short-range wireless networks operated by different communication technologies, a heterogeneous network gateway executes an arbitration mode to schedule and broadcast a transmission plan of each network, thereby preventing interference between heterogeneous networks. As well as mitigation, there is an advantage that can improve the transmission rate of the entire network.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100: 이종 네트워크 게이트웨이 110: 데이터 수집부
120: 간섭 측정부 130: 비교부
140: 판별부 150: 전송 계획부
160: 블루투스 통신부 170: 와이파이 통신부
180: 지그비 통신부
100: heterogeneous network gateway 110: data collection unit
120: interference measurement unit 130: comparison unit
140: determination unit 150: transmission planning unit
160: Bluetooth communication unit 170: Wi-Fi communication unit
180: Zigbee Communication

Claims (18)

종류가 상이한 복수의 네트워크와 통신하는 이종 네트워크 게이트웨이를 이용한 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법에 있어서,
상기 복수의 네트워크의 통신 상태를 분석하여 상기 복수의 네트워크에 대한 QoS(Quality of Service) 정보를 수집하는 단계;
상기 QoS 정보를 기반으로 상기 네트워크의 전송률 및 채널 용량을 확인하고, 상기 전송률 및 채널 용량을 상기 네트워크 별 기 설정된 문턱 전송률 및 문턱 용량과 비교하는 단계;
상기 전송률 및 채널 용량 중 적어도 하나가 문턱 미만인 네트워크가 적어도 2 종류 존재하는 것으로 판단되면, 네트워크 간 중재를 위한 중재 모드를 구동시키는 단계; 및
상기 중재 모드의 구동 시 각 네트워크에 할당되는 통신 허용 구간을 각각 계획하며, 계획된 통신 허용 구간의 정보가 포함된 전송 계획 패킷을 생성하여 브로드캐스트하는 단계를 포함하는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
In the interference mitigation method between wireless networks using a heterogeneous network gateway that communicates with a plurality of different types of networks,
Analyzing the communication status of the plurality of networks to collect Quality of Service (QoS) information for the plurality of networks;
Checking a transmission rate and a channel capacity of the network based on the QoS information, and comparing the transmission rate and the channel capacity with a predetermined threshold transmission rate and a threshold capacity for each network;
If it is determined that there are at least two types of networks in which at least one of the transmission rate and the channel capacity is less than a threshold, driving an arbitration mode for inter-network arbitration; And
And planning a communication allowance interval allocated to each network when the arbitration mode is driven, and generating and broadcasting a transmission plan packet including information on the planned communication allowance interval.
청구항 1에 있어서,
상기 브로드캐스트하는 단계는,
상기 네트워크 별 생성된 상기 전송 계획 패킷을 각각의 네트워크에게 순차적으로 브로드캐스트하는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
The method according to claim 1,
The broadcasting step,
And transmitting the transmission plan packet generated for each network sequentially to each network.
청구항 1에 있어서,
상기 브로드캐스트하는 단계는,
상기 중재 모드의 구동 시, 상기 복수의 네트워크 중 상기 판단된 적어도 2 종류의 네트워크 만을 대상으로 상기 통신 허용 구간을 계획하여 상기 전송 계획 패킷을 브로드캐스트하는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
The method according to claim 1,
The broadcasting step,
When the arbitration mode is running, the interference allowance method between the radio network to broadcast the transmission plan packet by planning the communication permission interval targeting only the determined at least two types of networks of the plurality of networks.
청구항 1에 있어서,
상기 브로드캐스트하는 단계는,
상기 중재 모드의 구동 시, 모든 네트워크를 대상으로 상기 통신 허용 구간을 계획하여 상기 전송 계획 패킷을 브로드캐스트하는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
The method according to claim 1,
The broadcasting step,
When the arbitration mode is in operation, the interference mitigation method between the wireless network to broadcast the transmission plan packet by planning the communication permission interval for all networks.
청구항 1에 있어서,
상기 전송 계획 패킷은,
해당 네트워크에 대한 헤더 정보, 기 설정된 패턴으로 인코딩되어 중재 모드의 구동을 알리는 헤더 정보, 그리고 상기 통신 허용 구간에 대응하는 페이로드 정보의 순서로 구성되어 있는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
The method according to claim 1,
The transmission plan packet,
A method for mitigating interference between wireless networks, comprising header information for a corresponding network, header information encoded in a predetermined pattern to inform the operation of the arbitration mode, and payload information corresponding to the communication permission interval.
청구항 1에 있어서,
상기 통신 허용 구간의 정보는,
상기 통신 허용 구간의 시간적 길이를 나타내는 윈도우 길이와, 상기 통신 허용 구간이 다시 도래하기까지의 휴지 시간을 나타내는 전송 간격을 포함하는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
The method according to claim 1,
The information of the communication allowed section,
And a window length indicating a temporal length of the communication permission interval and a transmission interval indicating a pause time until the communication permission interval comes again.
청구항 1에 있어서,
상기 문턱 전송률은 상기 네트워크 별로 상이하며,
상기 문턱 전송률이 높은 네트워크일수록 상기 통신 허용 구간이 더욱 긴 시간으로 할당되는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
The method according to claim 1,
The threshold transmission rate is different for each network,
The network with higher threshold transmission rate is the interference mitigation method between the radio network is assigned a longer time interval.
청구항 7에 있어서,
상기 복수의 네트워크는,
Wi-Fi, Bluetoooth 및 Zigbee 네트워크를 포함하며,
상기 문턱 전송률은,
Wi-Fi, Bluetoooth 및 Zigbee 네트워크의 순으로 높은 값을 가지는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
The method according to claim 7,
The plurality of networks,
Includes Wi-Fi, Bluetoooth and Zigbee networks,
The threshold transmission rate is,
Method of mitigating interference between wireless networks with the highest values in order of Wi-Fi, Bluetoooth and Zigbee networks.
청구항 1에 있어서,
상기 네트워크의 QoS 정보는,
상기 네트워크 내의 통신 노드로부터 수신한 수신 전력, 상기 통신 노드의 개수, 상기 통신 노드에게 성공적으로 수신된 패킷의 비율, 상기 네트워크 상의 간섭 전력 중 적어도 하나를 포함하는 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법.
The method according to claim 1,
QoS information of the network,
And at least one of a received power received from a communication node in the network, the number of communication nodes, a percentage of packets successfully received by the communication node, and interference power on the network.
종류가 상이한 복수의 네트워크와 통신하는 이종 네트워크 게이트웨이에 있어서,
상기 복수의 네트워크의 통신 상태를 분석하여 상기 복수의 네트워크에 대한 QoS(Quality of Service) 정보를 수집하는 데이터 수집부;
상기 QoS 정보를 기반으로 상기 네트워크의 전송률 및 채널 용량을 확인하고, 상기 전송률 및 채널 용량을 상기 네트워크 별 기 설정된 문턱 전송률 및 문턱 용량과 비교하는 비교부;
상기 전송률 및 채널 용량 중 적어도 하나가 문턱 미만인 네트워크가 적어도 2 종류 존재하는 것으로 판단되면, 네트워크 간 중재를 위한 중재 모드를 구동시키는 판별부; 및
상기 중재 모드의 구동 시 각 네트워크에 할당되는 통신 허용 구간을 각각 계획하며, 계획된 통신 허용 구간의 정보가 포함된 전송 계획 패킷을 생성하여 브로드캐스트하는 전송 계획부를 포함하는 이종 네트워크 게이트웨이.
In a heterogeneous network gateway that communicates with a plurality of networks of different types,
A data collector configured to analyze communication states of the plurality of networks and collect Quality of Service (QoS) information for the plurality of networks;
A comparison unit for checking a transmission rate and a channel capacity of the network based on the QoS information, and comparing the transmission rate and the channel capacity with a predetermined threshold transmission rate and a threshold capacity for each network;
A determination unit for driving an arbitration mode for inter-network arbitration when it is determined that at least two kinds of networks having at least one of the data rate and the channel capacity are less than a threshold are present; And
And a transmission plan unit configured to plan a communication allowance interval allocated to each network when the arbitration mode is driven, and to generate and broadcast a transmission plan packet including information on the planned communication allowance interval.
청구항 10에 있어서,
상기 전송 계획부는,
각 네트워크를 담당하는 통신부를 각각 제어하여, 상기 네트워크 별 생성된 상기 전송 계획 패킷을 각각의 네트워크로 순차적으로 브로드캐스트하는 이종 네트워크 게이트웨이.
The method according to claim 10,
The transmission planning unit,
A heterogeneous network gateway which controls each communication unit in charge of each network and sequentially broadcasts the transmission plan packet generated for each network to each network.
청구항 10에 있어서,
상기 전송 계획부는,
상기 중재 모드의 구동 시, 상기 복수의 네트워크 중 상기 판단된 적어도 2 종류의 네트워크 만을 대상으로 상기 통신 허용 구간을 계획하여 상기 전송 계획 패킷을 브로드캐스트하는 이종 네트워크 게이트웨이.
The method according to claim 10,
The transmission planning unit,
The heterogeneous network gateway is configured to broadcast the transmission plan packet by planning the communication permission interval for only the determined at least two types of networks of the plurality of networks when the arbitration mode is driven.
청구항 10에 있어서,
상기 전송 계획부는,
상기 중재 모드의 구동 시, 모든 네트워크를 대상으로 상기 통신 허용 구간을 계획하여 상기 전송 계획 패킷을 브로드캐스트하는 이종 네트워크 게이트웨이.
The method according to claim 10,
The transmission planning unit,
The heterogeneous network gateway, when the arbitration mode is driven, broadcasts the transmission plan packet by planning the communication permission interval for all networks.
청구항 10에 있어서,
상기 전송 계획 패킷은,
해당 네트워크에 대한 헤더 정보, 기 설정된 패턴으로 인코딩되어 중재 모드의 구동을 알리는 헤더 정보, 그리고 상기 통신 허용 구간에 대응하는 페이로드 정보의 순서로 구성되어 있는 이종 네트워크 게이트웨이.
The method according to claim 10,
The transmission plan packet,
The heterogeneous network gateway is configured in the order of the header information for the network, the header information encoded in a predetermined pattern to inform the operation of the arbitration mode, and the payload information corresponding to the communication permission interval.
청구항 10에 있어서,
상기 통신 허용 구간의 정보는,
상기 통신 허용 구간의 시간적 길이를 나타내는 윈도우 길이와, 상기 통신 허용 구간이 다시 도래하기까지의 휴지 시간을 나타내는 전송 간격을 포함하는 이종 네트워크 게이트웨이.
The method according to claim 10,
The information of the communication allowed section,
And a window length indicating a temporal length of the communication permission interval and a transmission interval indicating a pause time until the communication permission interval comes again.
청구항 10에 있어서,
상기 문턱 전송률은 상기 네트워크 별로 상이하며,
상기 문턱 전송률이 높은 네트워크일수록 상기 통신 허용 구간이 더욱 긴 시간으로 할당되는 이종 네트워크 게이트웨이.
The method according to claim 10,
The threshold transmission rate is different for each network,
The heterogeneous network gateway in which the higher the threshold transmission rate is allocated, the longer the communication permission interval is.
청구항 16에 있어서,
상기 복수의 네트워크는,
Wi-Fi, Bluetoooth 및 Zigbee 네트워크를 포함하며,
상기 문턱 전송률은,
Wi-Fi, Bluetoooth 및 Zigbee 네트워크의 순으로 높은 값을 가지는 이종 네트워크 게이트웨이.
The method according to claim 16,
The plurality of networks,
Includes Wi-Fi, Bluetoooth and Zigbee networks,
The threshold transmission rate is,
Heterogeneous network gateway with the highest values in the order of Wi-Fi, Bluetoooth and Zigbee networks.
청구항 1에 있어서,
상기 네트워크의 QoS 정보는,
상기 네트워크 내의 통신 노드로부터 수신한 수신 전력, 상기 통신 노드의 개수, 상기 통신 노드에게 성공적으로 수신된 패킷의 비율, 상기 네트워크 상의 간섭 전력 중 적어도 하나를 포함하는 이종 네트워크 게이트웨이.
The method according to claim 1,
QoS information of the network,
And at least one of a received power received from a communication node in the network, a number of the communication nodes, a percentage of packets successfully received by the communication node, and interference power on the network.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101618856B1 (en) * 2015-07-02 2016-05-09 가온미디어 주식회사 IoT gateway device linking multiple IoT device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101150896B1 (en) * 2010-07-13 2012-06-01 아주대학교산학협력단 M2M sensor network system and communication method
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