KR20200081178A - LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information - Google Patents

LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information Download PDF

Info

Publication number
KR20200081178A
KR20200081178A KR1020190039710A KR20190039710A KR20200081178A KR 20200081178 A KR20200081178 A KR 20200081178A KR 1020190039710 A KR1020190039710 A KR 1020190039710A KR 20190039710 A KR20190039710 A KR 20190039710A KR 20200081178 A KR20200081178 A KR 20200081178A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lora
receiving node
node device
time
communication system
Prior art date
Application number
KR1020190039710A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102198508B1 (en
Inventor
김동균
정용환
김민석
서준호
김수경
김희진
서세정
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Publication of KR20200081178A publication Critical patent/KR20200081178A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102198508B1 publication Critical patent/KR102198508B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
    • H04W74/0816—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision avoidance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/02—Data link layer protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Disclosed are a long range (LoRa) communication system for enabling a reception of an information update request message and a method thereof. According to the present invention, the LoRa communication system for enabling the reception of the information update request message may comprise: a receiving node device operating as a LoRa class D which periodically wakes-up during a sleep period and waits for packet reception; and a transmitting node device communicating with the receiving node device through a medium access control (MAC) protocol for distributing the receiving node devices into one or more groups for communication.

Description

정보 갱신 요청 메시지 수신을 가능하게 하는 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법{LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information}LoRa Communication System and Method for enabling reception of a message requesting an update of information

본 발명은 정보 갱신 요청 메시지 수신을 가능하게 하는 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 로라(LoRa) 클래스 D와 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 사용하는 통신 방법을 통해 데이터의 신뢰성을 높이고 에너지를 절약하는 정보 갱신 요청 메시지 수신을 가능하게 하는 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a LoRa communication system and method for enabling information update request message reception, and more particularly, using a LoRa Class D and Medium Access Control (MAC) protocol. The present invention relates to a LoRa communication system and a method for enabling a data update request message to increase data reliability and save energy through a communication method.

IoT에 대한 관심이 증가되면서 이와 관련된 연구·개발에 높은 관심을 보이고 있다. IoT가 적용되는 분야에서 최근 스마트팜이 각광받고 있다. 스마트 팜은 ICT(Information Communication Technology) 기술을 접목하여 농장관리를 보다편리성을 제공할 수 있다. 스마트 팜은 사용자가 현재 농장의 정보(온도, 습도, 풍량, 조도 등) 정보를 인지하여 원격으로 농장을 제어해야 한다. 이러한 원격 시스템을 구축하기 위해 사용자의 단말, 농장의 정보를 관리하는 웹 서버, 농장의 상태 정보를 수집하기 위한 센서, 농장을 제어하기 위한 액추에이터로 구성된다.As interest in IoT increases, it is showing high interest in research and development related to this. In the field of IoT, smart farms have recently been spotlighted. Smart farms can provide more convenience to farm management by integrating ICT (Information Communication Technology) technology. Smart farms require the user to remotely control the farm by recognizing the current farm information (temperature, humidity, air volume, illuminance, etc.). To build such a remote system, it consists of a user's terminal, a web server that manages farm information, a sensor for collecting farm status information, and an actuator for controlling the farm.

센서는 현재 농장의 상태 정보를 수집하여 웹 서버에 전송한다. 웹 서버는 수집된 정보를 저장한다. 사용자는 현재 농장의 상태를 요구할 때 웹 서버에게 요청하며, 웹 서버에서는 저장된 정보를 사용자에게 전달한다. 이때 웹 서버와 센서 및 액추에이터의 통신은 넓은 통신 범위, 저 전력 통신이 요구된다.The sensor collects current farm status information and sends it to the web server. The web server stores the collected information. The user requests the web server when requesting the current state of the farm, and the web server delivers the stored information to the user. At this time, communication between the web server and the sensor and the actuator requires a wide communication range and low power communication.

스마트 팜의 요구사항을 만족시키기 위해 LoRa(LonRange) Low Power가 있다. 로라(LoRa)는 저 전력 광역 통신을 제공하는 통신기술이다. 로라(LoRa)는 기본적으로 알로하 방식으로 통신하고 있으며 A, B, C 클래스로 나누어져 있다. LoRa의 각 클래스의 동작은 다음과 같다. 클래스 A는 노드가 on-demand 방식으로 동작하며, 일정시간 Rx 윈도우 타임동안 대기한다. 만약 일정시간 동안 아무런 패킷이 수신되지 않으면 다음 기상(wake-up) 할 때 까지 수면(sleep) 한다. 클래스 B는 각 노드들이 시간 동기화로 동작한다. 컨트롤러가 스케줄을 정한다. 클래스 C는 각 노드가 항상 기상(wake-up)하는 동작을 취한다.To meet the needs of the smart farm, there is LoRa (LonRange) Low Power. LoRa is a communication technology that provides low power wide area communication. LoRa basically communicates in the Aloha way and is divided into A, B, and C classes. The operation of each class of LoRa is as follows. In class A, the node operates on-demand and waits for a certain amount of Rx window time. If no packet is received for a certain period of time, it sleeps until the next wake-up. In class B, each node operates in time synchronization. The controller sets the schedule. Class C always wakes up each node.

클래스 A는 일반적으로 자신의 주기에 맞춰서 웹 서버에 온도 및 습도 정보를 전달하며, 웹 서버에서는 그 정보를 저장한다. 만약 사용자가 실시간 현재 농장 상황 정보를 스마트 폰으로 얻고 싶을 경우 웹 서버는 현재 저장되어 있는 정보 중 최신의 정보를 사용자에게 전달한다. 이러할 경우 사용자는 현재 정보가 아닌 웹 서버의 최신 데이터가 주기가 오래된 데이터를 전달받을 수 있으며, 실시간성의 신뢰성 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 디바이스가 짧은 주기로 기상(wake-up)함으로써 사용자의 요청이 있을 경우 빠른 시간에 최신 데이터를 제공해줄 수 있는 클래스 D를 제안한다.Class A generally transmits temperature and humidity information to a web server according to its cycle, and the web server stores the information. If the user wants to obtain real-time current farm situation information through a smart phone, the web server delivers the latest information among the currently stored information to the user. In this case, the user can receive data of which the latest data of the web server is not the current information and the cycle is old, and has a reliability problem of real time. To solve this problem, we propose a class D that allows the device to wake-up in a short period of time, providing the latest data in a short time if requested by the user.

이러한 클래스 D에서는 사용자의 요청이 있을 경우 웹 서버가 네트워크 전체에 새로운 정보 요청 메시지(R)를 브로드캐스트할 수 있어야 한다. 또한 이 메시지를 수신한 센서 노드는 새로운 정보를 포함한 응답 메시지를 웹 서버에게 전송하게 된다. 하지만 이 기법은 노드의 수가 적을 때(10대 미만)는 랜덤 백-오프를 통해 충돌이 충분히회피될 수 있다. 하지만 스마트 팜 응용에서는 노드의 수가 센서 네트워크에 비해 많으므로(100대 이상) 랜덤 백-오프만으로는 패킷 충돌을 회피하기 어려운 문제가 있다. 따라서 전송자 노드를 분산시킴으로써 충돌을 감소시키는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 제안한다.In this class D, when a user requests, the web server must be able to broadcast a new information request message (R) across the network. In addition, the sensor node receiving this message transmits a response message including new information to the web server. However, in this technique, when the number of nodes is small (less than 10), collision can be sufficiently avoided through random back-off. However, in the smart farm application, the number of nodes is larger than the sensor network (more than 100), so there is a problem that it is difficult to avoid packet collisions only by random back-off. Therefore, we propose a medium access control (MAC) protocol that reduces collision by dispersing the sender nodes.

한국공개특허 10-2018-0097419Korea Patent Publication 10-2018-0097419 한국등록특허 10-1866702Korean Registered Patent 10-1866702 한국공개특허 10-2012-0045416Korea Patent Publication 10-2012-0045416

https://www.semtech.com/lorahttps://www.semtech.com/lora https://hsc.com/DesktopModules/DigArticle/Print.aspx?PortalId=0&ModuleId=1215&Article=221https://hsc.com/DesktopModules/DigArticle/Print.aspx?PortalId=0&ModuleId=1215&Article=221 http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=1817http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=1817 http://www.ktword.co.kr/m/abbr_view.php?m_temp1=3587http://www.ktword.co.kr/m/abbr_view.php?m_temp1=3587

본 발명은 로라(LoRa) 통신의 새로운 클래스 D와 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 제공하는 것이다.The present invention provides a new Class D of LoRa communication and Medium Access Control (MAC) protocol.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템에 있어서, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동하는 수신노드장치; 및 상기 수신노드장치들을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 상기 수신노드장치와 통신하는 송신노드장치;를 포함한다.In order to solve the above-described problem, in the LoRa communication system according to an embodiment of the present invention, a roller waiting to receive a packet by waking up periodically during a sleep time ( LoRa) A receiving node device operating in class D; And a transmitting node device communicating with the receiving node device through a medium access control (MAC) protocol for distributing and receiving the receiving node devices into one or more groups.

로라(LoRa) 통신 시스템의 수신노드장치는, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동한다.The receiving node apparatus of the LoRa communication system operates as a LoRa class D that periodically wakes up during sleep to wait for packet reception.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정한다.At this time, the LoRa class D is the start-up time (Start time), the interval time (Interval), the duration (Duration), and the number of repetitions (Count) parameters. Decide.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)한다.At this time, the LoRa class D wakes up as much as the time difference between the interval and duration.

로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치는, 하나 이상의 수신노드장치를 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 수신노드장치와 통신한다.The transmitting node device of the LoRa communication system communicates with the receiving node device through a medium access control (MAC) protocol that distributes and distributes one or more receiving node devices into one or more groups.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치에 프리앰블(Premable) 신호를 보낸다.In this case, the medium access control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간이다.In this case, the preamble signal is a length divided by the maximum sleep time of the receiving node device divided by the number of groups.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 상기 그룹 수만큼 반복된다.At this time, the preamble signal is repeated by the number of groups.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송된다.At this time, the preamble signal is transmitted at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device in the case of the end of the repetition.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서, 로라(LoRa) 클래스 D는, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기한다.In addition, in the LoRa communication method according to an embodiment of the present invention, the LoRa class D periodically wakes up during a sleep time to wait for packet reception. .

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정된다.At this time, the LoRa class D is the start-up time (Start time), the interval time (Interval), the duration (Duration), and the number of repetitions (Count) parameters. Is decided.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)한다.At this time, the LoRa class D wakes up as much as the time difference between the interval and duration.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, (A) 상기 시작시각(Start time)에 수면(Sleep)하는 단계; (B) 상기 지속시간(Duration) 후 기상(wake-up)하는 단계; (C) 상기 기상(wake-up) 후 상기 시작시각(Start time)부터 상기 간격시간(Interval)까지 기상(wake-up) 상태를 유지하는 단계; 및 (D) 상기 반복횟수(Count) 만큼 상기 (A) 내지 (C) 단계를 반복하는 단계;를 포함한다.At this time, the LoRa class D includes: (A) sleeping at the start time; (B) waking up after the duration; (C) maintaining a wake-up state from the start time to the interval time after the wake-up; And (D) repeating steps (A) to (C) by the number of repetitions (Count).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서, 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 로라(LoRa) 클래스 D가 적용된 수신노드장치들을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신한다.In addition, in the LoRa communication method according to an embodiment of the present invention, a medium access control (MAC) protocol distributes and receives receiving node devices to which LoRa class D is applied to one or more groups. do.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치에 프리앰블(Premable) 신호를 보낸다.In this case, the medium access control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간이다.In this case, the preamble signal is a length divided by the maximum sleep time of the receiving node device divided by the number of groups.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 상기 그룹 수만큼 반복된다.At this time, the preamble signal is repeated by the number of groups.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송된다.At this time, the preamble signal is transmitted at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device in the case of the end of the repetition.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, (A) 프리앰블(Premable) 신호를 수신노드장치에 전송하는 단계; (B) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하는 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신하는 단계; (C) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (B) 단계에서 통신을 실패한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신하는 단계; 및 (D) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (B) 단계에서 통신을 성공한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 무시하는 단계;를 포함한다.At this time, the medium access (Medium Access Control, MAC) protocol, (A) transmitting a preamble (Premable) signal to the receiving node device; (B) when the receiving node device operating in LoRa class D receives a premable signal in a wake-up state, communicating with the transmitting node device that transmitted the preamble signal; (C) When the receiving node device operating in LoRa class D and failing communication in step (B) receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is transmitted. Communicating with the transmitted transmitting node device; And (D) a preamble signal when the receiving node device operating in LoRa class D and successfully communicating in step (B) receives a preamble signal in a wake-up state. Ignoring; includes.

본 발명의 실시 예들에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법에 따르면, 새로운 클래스 D와 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 제공한다.According to a LoRa communication system and a method according to embodiments of the present invention, a new class D and medium access control (MAC) protocol are provided.

또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법에 따르면, 데이터의 신뢰성을 높이고 에너지를 절약하는 효과가 있다.In addition, according to the LoRa (LoRa) communication system and method according to embodiments of the present invention, there is an effect of increasing the reliability of the data and saving energy.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 송신노드장치와 수신노드장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram illustrating a LoRa communication system according to an embodiment of the present invention.
2A is an exemplary diagram for describing a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.
2B is a flowchart for explaining LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a medium access control (MAC) protocol of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining the operation of a transmitting node device and a receiving node device of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시 예에 기초하여 설명한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Hereinafter, specific contents for carrying out the present invention with reference to the drawings will be described based on examples. These embodiments are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description to be described later is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed by the claims, if appropriately described. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있는 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백히 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used as meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless specifically defined.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those skilled in the art to easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a LoRa communication system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은, 로라(LoRa) 통신 시스템에 있어서, 송신노드장치(100) 및 수신노드장치(200)를 포함한다.The present invention includes a transmitting node device 100 and a receiving node device 200 in a LoRa communication system.

이때, 상기 송신노드장치(100)는, 상기 수신노드장치들(200)을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 상기 수신노드장치(200)와 통신한다. In this case, the transmitting node device 100 communicates with the receiving node device 200 through a medium access control (MAC) protocol that distributes and receives the receiving node devices 200 into one or more groups.

상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은 상기 로라(LoRa) 클래스 D가 적용된 하나 이상의 상기 수신노드장치(200)들을 확률적으로 하나 이상의 그룹처럼 분산시켜 각 그룹에 속한 수신노드장치(200) 마다 별도로 전송 경쟁을 하도록 한다.The medium access control (MAC) protocol stochastically distributes one or more of the receiving node devices 200 to which the LoRa class D is applied as one or more groups, and receives node devices 200 belonging to each group. Each contention should be transmitted separately.

이때, 상기 수신노드장치(200)는, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동하다. 또한 상기 수신노드장치(200)은 하나 이상으로 구성된다.At this time, the receiving node device 200 operates as a LoRa class D that periodically wakes up during sleep to wait for packet reception. In addition, the receiving node device 200 is composed of one or more.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 예시도이다.2A is an exemplary diagram for describing a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 순서도이다.2B is a flowchart for explaining LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 로라(LoRa) 통신 시스템의 수신노드장치는, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동한다.2A and 2B, the receiving node apparatus of the LoRa communication system periodically wakes up during a sleep time to wait for a packet reception (LoRa) ) Works with class D.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정된다.At this time, the LoRa class D, as shown in FIG. 2A, starts a time to wake-up, a Start time, an Interval, a Duration, and a number of repetitions. It is determined by the (Count) parameter.

이때, 상기 시작시각(Start time)은, 상기 수신노드장치(200)가 최초로 수면(Sleep) 하는 시간이다. 상기 간격시간(Interval)은, 상기 수신노드장치(200)가 수면(sleep) 하고 다음 수면(sleep)을 할 때까지의 주기이다. 상기 지속시간(Duration)은, 상기 수신노드장치(200)가 수면(sleep) 상태를 유지하는 시간이다. 상기 반복횟수(Count)는, 간격시간(Interval)을 몇 번 반복하는지 결정한다.In this case, the start time is a time when the receiving node apparatus 200 sleeps for the first time. The interval time (Interval) is a period until the receiving node apparatus 200 sleeps (sleep) and the next sleep (sleep). The duration (Duration) is a time during which the receiving node apparatus 200 maintains a sleep state. The number of repetitions (Count) determines how many times the interval time is repeated.

이때, 상기 파라미터(parameter)는 상기 수신노드장치(200)가 수집하는 정보의 종류 및 상기 수신노드장치(200)가 설치된 위치 등을 고려하여 다르게 설정할 수 있다. In this case, the parameter may be set differently in consideration of the type of information collected by the receiving node device 200 and the location where the receiving node device 200 is installed.

따라서 상기 시작시각(Start time)은 주기적으로 정보를 포함한 패킷(packet)의 전송 지연 시간에 비례하여 증가하도록 설정된다. 상기 간격시간(Interval)은 상기 수신노드장치(200)가 사용되는 응용의 지연 요구 사항에 반비례하게 설정된다. 상기 지속시간(Duration)과 상기 반복횟수(Count)는 에너지 요구사항에 비례하도록 설정된다.Therefore, the start time is set to increase in proportion to the transmission delay time of a packet including information periodically. The interval time (Interval) is set inversely with the delay requirement of the application in which the receiving node device 200 is used. The duration (Duration) and the number of repetitions (Count) are set to be proportional to the energy requirements.

이러한 파라미터(parameter)의 설정으로 인해 상기 수신노드장치(200)가 사용되는 응용의 높은 신뢰성을 제공할 수 있다.Due to the setting of these parameters, it is possible to provide high reliability of an application in which the receiving node device 200 is used.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)한다.At this time, the LoRa class D wakes up by a time difference between the interval and duration, as shown in FIG. 2A.

아울러, 상기 수신노드장치(200)들은 상이한 기상(wake-up) 스케줄로 동작한다.In addition, the receiving node devices 200 operate with different wake-up schedules.

상기 수신노드장치(200)는 자신의 기상(wake-up) 스케줄에 프리앰블(Premable) 신호를 수신 받게 된다면 상기 프리앰블(Premable) 신호가 끝날 때까지 기다렸다가 송신노드장치(100)의 요청 메시지(R)를 수신한다.If the receiving node apparatus 200 receives a preamble signal at its wake-up schedule, it waits until the preamble signal ends and then requests the request message R of the transmitting node apparatus 100 To receive.

그 후 수신노드장치(200)들은 랜덤 백-오프를 이용하여 다른 수신노드장치(200)들과 경쟁하게 되고 경쟁에 이긴 수신노드장치(200)들은 데이터 패킷을 상기 송신노드장치(100)에 전송한다.Thereafter, the receiving node devices 200 compete with other receiving node devices 200 by using a random back-off, and the receiving node devices 200 winning the competition transmit a data packet to the transmitting node device 100 do.

상기 데이터 패킷 전송을 실패한 수신노드장치(200)들은 다시 수면(sleep)하게 되고 자신의 다음 기상(wake-up) 스케줄에 다음 프리앰블(Premable) 신호를 수신받게 되었을 때, 랜덤 백-오프 값을 재전송 시도 횟수로 나눈 값으로 경쟁을 하고 다시 데이터 패킷 전송을 시도한다.When the receiving node apparatuses 200 that fail to transmit the data packet sleep again and receive the next preamble signal at their next wake-up schedule, the random back-off value is retransmitted. It competes with the value divided by the number of attempts and tries to transmit the data packet again.

그리고 요청 메시지(R)의 내용을 알고 있기 때문에 상기 요청 메시지(R)를 기다릴 필요 없이 바로 랜덤 백-오프 동작을 한다.In addition, since the content of the request message R is known, a random back-off operation is performed immediately without waiting for the request message R.

그러나 데이터 패킷 전송에 성공한 수신노드장치(200)들은 다음 기상(wake-up) 스케줄에 프리앰블(Premable) 신호를 듣게 되더라도 상기 프리앰블(Premable) 신호의 번호를 보고 이미 요청 메시지(R)에 대한 데이터 패킷을 전송하였음을 인지하고 수면(sleep)한다.However, even if the receiving node devices 200 that successfully transmit the data packet hear the preamble signal at the next wake-up schedule, they see the number of the preamble signal and have already received the data packet for the request message R Recognize that you have sent and sleep.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a medium access control (MAC) protocol of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 송신노드장치와 수신노드장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary view for explaining the operation of a transmitting node device and a receiving node device of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치(100)는, 하나 이상의 수신노드장치(200)를 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 수신노드장치(200)와 통신한다.In addition, as illustrated in FIG. 4, the transmission node device 100 of the LoRa communication system distributes one or more receiving node devices 200 into one or more groups and communicates with a medium access control (MAC). ) It communicates with the receiving node device 200 through a protocol.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치(200)에 프리앰블(Premable) 신호를 보낸다. 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜에서 상기 수신노드장치에 프리앰블(Premable) 신호를 보내는 것은 상기 수신노드장치(200)의 기상(wake-up)상태를 유지하게 하기 위함이다.In this case, the medium access control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device 200. In the medium access control (MAC) protocol, sending a preamble signal to the receiving node device is to maintain the wake-up state of the receiving node device 200.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간이다. 상기 프리앰블(Premable) 신호의 길이는 확률적으로 한 번의 프리앰블(Premable) 신호를 상기 수신노드장치(200)의 수를 상기 그룹으로 나눈 만큼의 수신노드장치(200)가 수신하게 되는 길이이다.In this case, the preamble signal is a length divided by the maximum sleep time of the receiving node device divided by the number of groups. The length of the preamble signal is a length that the receiving node apparatus 200 receives as many as the number of the receiving node apparatuses 200 divided by the number of the receiving node apparatuses 200 by probability.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 상기 그룹 수만큼 반복되고, 상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송된다.At this time, the preamble signal is repeated by the number of groups, and in the case of the end of the repetition, the preamble signal is transmitted at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device.

이는 이전에 데이터 전송에 실패했던 수신노드장치(200)들도 전송에 참여할 수 있도록 해야 모든 수신노드장치(200)의 데이터 전송을 보장할 수 있기 때문이다.This is because data transmission of all receiving node devices 200 can be ensured by allowing the receiving node devices 200 that have previously failed to transmit data to participate in the transmission.

따라서 마지막의 경우는 송신노드장치(100)가 프리앰블(Premable) 신호를 상기 수신노드장치(200)의 최대 수면(sleep) 시간보다 길게 전송하여 모든 수신노드장치(200)가 적어도 한 번은 상기 프리앰블(Premable) 신호를 수신할 수 있도록 한다.Therefore, in the last case, the transmitting node device 100 transmits a preamble signal longer than the maximum sleep time of the receiving node device 200, so that all receiving node devices 200 receive the preamble at least once. Premable) signal can be received.

아울러, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜에 따라 상기 송신노드장치(100)는 상기 길이의 시간동안 상기 프리앰블(Premable) 신호를 보내고 난 뒤 요청 메시지(R)를 브로드캐스트 한다. 그 다음 상기 송신노드장치(100)는 상기 수신노드장치(200)들로부터 데이터를 받게 되거나 최대 백-오프 시간 동안 상기 수신노드장치들로부터 데이터를 받지 못한다면 다음 프리앰블(Premable) 신호 전송을 시작한다.In addition, according to the medium access (Medium Access Control, MAC) protocol, the transmitting node device 100 broadcasts the request message R after sending the preamble signal for the length of time. Then, the transmitting node device 100 starts to transmit the next preamble signal if it receives data from the receiving node devices 200 or does not receive data from the receiving node devices for a maximum back-off time.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 예시도이다.2A is an exemplary diagram for describing a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 순서도이다.2B is a flowchart for explaining LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 발명은, 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서, 로라(LoRa) 클래스 D는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기한다.In addition, in the present invention, in the LoRa communication method, the LoRa class D periodically wakes up during a sleep time, as shown in FIG. 2A, and then packets. Wait for reception.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정한다.At this time, the LoRa class D is the start-up time (Start time), the interval time (Interval), the duration (Duration), and the number of repetitions (Count) parameters. Decide.

이때, 상기 시작시각(Start time)은, 최초로 수면(Sleep) 하는 시간이다. 상기 간격시간(Interval)은, 수면(sleep) 하고 다음 수면(sleep)을 할 때까지의 주기이다. 상기 지속시간(Duration)은, 수면(sleep) 상태를 유지하는 시간이다. 상기 반복횟수(Count)는, 간격시간(Interval)을 몇 번 반복하는지 결정한다.At this time, the start time is the time to first sleep. The interval time (Interval) is a cycle from sleep to the next sleep. The duration (Duration) is a time to maintain a sleep state. The number of repetitions (Count) determines how many times the interval time is repeated.

이때, 상기 파라미터(parameter)는 수집하는 정보의 종류 및 수신노드장치의 설치된 위치 등을 고려하여 다르게 설정할 수 있다. In this case, the parameters may be set differently in consideration of the type of information to be collected and the installed location of the receiving node device.

따라서 상기 시작시각(Start time)은 주기적으로 정보를 포함한 패킷(packet)의 전송 지연 시간에 비례하여 증가하도록 설정된다. 상기 간격시간(Interval)은 수신노드장치가 사용되는 응용의 지연 요구 사항에 반비례하게 설정된다. 상기 지속시간(Duration)과 상기 반복횟수(Count)는 에너지 요구사항에 비례하도록 설정된다.Therefore, the start time is set to increase in proportion to the transmission delay time of a packet including information periodically. The interval time (Interval) is set inversely to the delay requirement of the application in which the receiving node device is used. The duration (Duration) and the number of repetitions (Count) are set to be proportional to the energy requirements.

이러한 파라미터(parameter)의 설정으로 인해 수신노드장치가 사용되는 응용의 높은 신뢰성을 제공할 수 있다.Due to the setting of these parameters, it is possible to provide high reliability of the application in which the receiving node device is used.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)한다.At this time, the LoRa class D wakes up as much as the time difference between the interval and duration.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 시작시각(Start time)에 수면(Sleep)한다(S210). 그 다음, 상기 지속시간(Duration) 후 기상(wake-up)한다(S220). 그 다음, 상기 기상(wake-up) 후 상기 시작시각(Start time)부터 상기 간격시간(Interval)까지 기상(wake-up) 상태를 유지한다(S230). 그 다음, 상기 반복횟수(Count) 만큼 상기 (S210) 내지 (S230) 단계를 반복한다.At this time, the LoRa class D, as shown in FIG. 2B, first sleeps at the start time (S210). Then, after the duration (Duration) wake-up (wake-up) (S220). Then, after the wake-up, a wake-up state is maintained from the start time to the interval (S230). Then, the steps (S210) to (S230) are repeated by the number of repetitions (Count).

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a medium access control (MAC) protocol of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 송신노드장치와 수신노드장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary view for explaining the operation of a transmitting node device and a receiving node device of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 발명은, 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서, 도 3 내지 4에 도시한 바와 같이, 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 로라(LoRa) 클래스 D가 적용된 수신노드장치들을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신한다.In addition, the present invention, in the LoRa (LoRa) communication method, as shown in Figures 3 to 4, Medium Access (Medium Access Control, MAC) protocol, LoRa (LoRa) Class D is applied to receive node devices Disperse and communicate in the above groups.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치에 프리앰블(Premable) 신호를 보낸다.In this case, the medium access control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간이다. 상기 프리앰블(Premable) 신호의 길이는 확률적으로 한 번의 프리앰블(Premable) 신호를 상기 수신노드장치(200)의 수를 상기 그룹으로 나눈 만큼의 수신노드장치(200)가 수신하게 되는 길이이다.In this case, the preamble signal is a length divided by the maximum sleep time of the receiving node device divided by the number of groups. The length of the preamble signal is a length that the receiving node apparatus 200 receives as many as the number of the receiving node apparatuses 200 divided by the number of the receiving node apparatuses 200 by probability.

이때, 상기 프리앰블(Premable) 신호는, 상기 그룹 수만큼 반복되고, 상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송된다.At this time, the preamble signal is repeated by the number of groups, and in the case of the end of the repetition, the preamble signal is transmitted at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device.

이는 이전에 데이터 전송에 실패했던 수신노드장치(200)들도 전송에 참여할 수 있도록 해야 모든 수신노드장치(200)의 데이터 전송을 보장할 수 있기 때문이다.This is because data transmission of all receiving node devices 200 can be ensured by allowing the receiving node devices 200 that have previously failed to transmit data to participate in the transmission.

따라서 마지막의 경우는 송신노드장치(100)가 프리앰블(Premable) 신호를 상기 수신노드장치(200)의 최대 수면(sleep) 시간보다 길게 전송하여 모든 수신노드장치(200)가 적어도 한 번은 상기 프리앰블(Premable) 신호를 수신할 수 있도록 한다.Therefore, in the last case, the transmitting node device 100 transmits a preamble signal longer than the maximum sleep time of the receiving node device 200, so that all receiving node devices 200 receive the preamble at least once. Premable) signal can be received.

아울러, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜에 따라 상기 송신노드장치(100)는 상기 길이의 시간동안 상기 프리앰블(Premable) 신호를 보내고 난 뒤 요청 메시지(R)를 브로드캐스트 한다. 그 다음 상기 송신노드장치(100)는 상기 수신노드장치(200)들로부터 데이터를 받게 되거나 최대 백-오프 시간 동안 상기 수신노드장치(200)들로부터 데이터를 받지 못한다면 다음 프리앰블(Premable) 신호 전송을 시작한다.In addition, according to the medium access (Medium Access Control, MAC) protocol, the transmitting node device 100 broadcasts the request message R after sending the preamble signal for the length of time. Then, the transmitting node device 100 receives the data from the receiving node devices 200 or, if it does not receive data from the receiving node devices 200 for a maximum back-off time, transmits the next preamble signal. Start.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 프리앰블(Premable) 신호를 수신노드장치에 전송한다(S310).At this time, the medium access (Medium Access Control, MAC) protocol, as shown in Figure 3, first transmits a preamble (Premable) signal to the receiving node device (S310).

그 다음, 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하는 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신한다(S320).Next, when the receiving node device operating in the LoRa class D receives a premable signal in a wake-up state, it communicates with the transmitting node device that transmitted the preamble signal (S320). ).

그 다음, 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (S320) 단계에서 통신을 실패한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신한다(S330).Then, when the receiving node device operating in LoRa class D and failing to communicate in step (S320) receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is received. It communicates with the transmitted transmitting node device (S330).

그 다음, 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (S320) 단계에서 통신을 성공한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 무시한다(S340).Then, when the receiving node device operating in LoRa class D and communicating successfully in step (S320) receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is received. Ignore it (S340).

본 발명은 특정 기능들 및 그의 관계들의 성능을 나타내는 방법 단계들의 목적을 가지고 위에서 설명되었다. 이러한 기능적 구성 요소들 및 방법 단계들의 경계들 및 순서는 설명의 편의를 위해 여기에서 임의로 정의되었다. 상기 특정 기능들 및 관계들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들 및 순서들이 정의될 수 있다. 임의의 그러한 대안적인 경계들 및 순서들은 그러므로 상기 청구된 발명의 범위 및 사상 내에 있다. 추가로, 이러한 기능적 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 어떠한 중요한 기능들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들이 정의될 수 있다. 마찬가지로, 흐름도 블록들은 또한 어떠한 중요한 기능성을 나타내기 위해 여기에서 임의로 정의되었을 수 있다. 확장된 사용을 위해, 상기 흐름도 블록 경계들 및 순서는 정의되었을 수 있으며 여전히 어떠한 중요한 기능을 수행한다. 기능적 구성 요소들 및 흐름도 블록들 및 순서들 둘 다의 대안적인 정의들은 그러므로 청구된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있다.The invention has been described above with the aim of method steps indicative of the performance of certain functions and their relationships. The boundaries and order of these functional components and method steps have been arbitrarily defined herein for convenience of explanation. Alternative boundaries and sequences can be defined as long as the specific functions and relationships are properly performed. Any such alternative boundaries and sequences are therefore within the scope and spirit of the claimed invention. Additionally, the boundaries of these functional components are arbitrarily defined for convenience of explanation. Alternative boundaries can be defined as long as certain important functions are properly performed. Likewise, flow chart blocks may also have been arbitrarily defined herein to indicate any important functionality. For extended use, the flow chart block boundaries and order may have been defined and still perform some important function. Alternative definitions of both functional components and flowchart blocks and sequences are therefore within the scope and spirit of the claimed invention.

본 발명은 또한 하나 이상의 실시 예들의 용어로, 적어도 부분적으로 설명되었을 수 있다. 본 발명의 실시 예는 본 발명, 그 측면, 그 특징, 그 개념, 및/또는 그 예를 나타내기 위해 여기에서 사용된다. 본 발명을 구현하는 장치, 제조의 물건, 머신, 및/또는 프로세스의 물리적인 실시 예는 여기에 설명된 하나 이상의 실시 예들을 참조하여 설명된 하나 이상의 측면들, 특징들, 개념들, 예들 등을 포함할 수 있다. 더구나, 전체 도면에서, 실시 예들은 상기 동일한 또는 상이한 참조 번호들을 사용할 수 있는 상기 동일하게 또는 유사하게 명명된 기능들, 단계들, 모듈들 등을 통합할 수 있으며, 그와 같이, 상기 기능들, 단계들, 모듈들 등은 상기 동일한 또는 유사한 기능들, 단계들, 모듈들 등 또는 다른 것들일 수 있다.The invention may also be described at least in part in terms of one or more embodiments. The embodiments of the present invention are used herein to represent the present invention, its aspects, its features, its concepts, and/or its examples. A physical embodiment of an apparatus, article of manufacture, machine, and/or process embodying the present invention includes one or more aspects, features, concepts, examples, etc., described with reference to one or more embodiments described herein. It can contain. Moreover, in the overall drawing, embodiments may incorporate the same or similarly named functions, steps, modules, etc. that may use the same or different reference numbers, and as such, the functions, The steps, modules, etc. may be the same or similar functions, steps, modules, etc., or others.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like have been described by limited embodiments and drawings, but these are provided only to help a more comprehensive understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments , Anyone having ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is not limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent or equivalent to the scope of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the spirit of the present invention.

100: 송신노드장치
200: 수신노드장치100: transmitting node device
200: receiving node device

Claims (15)

로라(LoRa) 통신 시스템의 수신노드장치는,
수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템의 수신노드장치.The receiving node device of the LoRa communication system,
A receiving node apparatus of a LoRa communication system, characterized in that it operates as a LoRa class D waiting to receive a packet by periodically waking up during a sleep period. 제1항에 있어서,
상기 로라(LoRa) 클래스 D는,
상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템의 수신노드장치.According to claim 1,
The LoRa class D,
LoRa communication characterized in that the wake-up time is determined by a Start time, an Interval, a Duration, and a Count parameter. The receiving node device of the system. 제2항에 있어서,
상기 로라(LoRa) 클래스 D는,
상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템의 수신노드장치.According to claim 2,
The LoRa class D,
A receiving node apparatus of a LoRa communication system, characterized in that wake-up is performed as much as a time difference between the interval time and duration. 로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치는,
하나 이상의 수신노드장치를 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 수신노드장치와 통신하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치.The transmission node device of the LoRa communication system,
A transmitting node device of a LoRa communication system, characterized in that it communicates with a receiving node device through a medium access control (MAC) protocol that distributes and communicates one or more receiving node devices into one or more groups. 제4항에 있어서,
상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은,
상기 수신노드장치에 프리앰블(Premable) 신호를 보내는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치.According to claim 4,
The medium access control (MAC) protocol,
A transmitting node apparatus of a LoRa communication system, characterized in that a preamble signal is transmitted to the receiving node apparatus. 제5항에 있어서,
상기 프리앰블(Premable) 신호는,
길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간인 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치.The method of claim 5,
The preamble (Premable) signal,
The transmission node apparatus of the LoRa communication system, characterized in that the length is a time obtained by dividing the maximum sleep time of the receiving node apparatus by the number of the groups. 제5항에 있어서,
상기 프리앰블(Premable) 신호는,
상기 그룹 수만큼 반복되는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치.The method of claim 5,
The preamble (Premable) signal,
A transmission node apparatus of a LoRa communication system, characterized in that it is repeated by the number of groups. 제7항에 있어서,
상기 프리앰블(Premable) 신호는,
상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송되는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치.The method of claim 7,
The preamble (Premable) signal,
In the case of the end of the repetition, the transmission node apparatus of the LoRa communication system, characterized in that the transmission is performed at a period equal to the maximum sleep time of the reception node apparatus. 로라(LoRa) 통신 시스템에 있어서,
제1항의 수신노드장치; 및
제2항의 송신노드장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 LoRa 통신 시스템.In the LoRa (LoRa) communication system,
The receiving node apparatus of claim 1; And
The transmission node apparatus of claim 2;
LoRa communication system comprising a. 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하는 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서,
상기 로라(LoRa) 클래스 D는,
(A) 시작시각(Start time)에 수면(Sleep)하는 단계;
(B) 지속시간(Duration) 후 기상(wake-up)하는 단계;
(C) 상기 기상(wake-up) 후 상기 시작시각(Start time)부터 간격시간(Interval)까지 기상(wake-up) 상태를 유지하는 단계; 및
(D) 반복횟수(Count) 만큼 상기 (A) 내지 (C) 단계를 반복하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.In the LoRa (LoRa) communication method operating in LoRa class D,
The LoRa class D,
(A) sleeping at the start time (Sleep);
(B) waking-up after duration;
(C) maintaining the wake-up state from the start time to the interval time after the wake-up; And
(D) repeating steps (A) to (C) by the number of repetitions (Count);
LoRa (LoRa) communication method comprising a. 제10항에 있어서,
상기 로라(LoRa) 클래스 D는,
상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.The method of claim 10,
The LoRa class D,
LoRa communication method characterized in that the wake-up by the time difference between the interval (Interval) and the duration (Duration). 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 동작하는 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서,
상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은,
(A) 프리앰블(Premable) 신호를 수신노드장치에 전송하는 단계;
(B) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하는 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신하는 단계;
(C) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (B) 단계에서 통신을 실패한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신하는 단계; 및
(D) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (B) 단계에서 통신을 성공한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Premable) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Premable) 신호를 무시하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.In a LoRa communication method operating with a medium access control (MAC) protocol,
The medium access control (MAC) protocol,
(A) transmitting a preamble (Premable) signal to the receiving node device;
(B) when a receiving node device operating in LoRa class D receives a preamble signal in a wake-up state, communicating with a transmitting node device transmitting a preamble signal;
(C) When the receiving node device operating in LoRa class D and failing communication in step (B) receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is received. Communicating with the transmitted transmitting node device; And
(D) When the receiving node device operating in LoRa class D and successfully communicating in step (B) receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is received. Ignoring;
LoRa (LoRa) communication method comprising a. 제11항에 있어서,
상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치에 프리앰블(Premable) 신호를 보내고,
상기 프리앰블(Premable) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간인 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.The method of claim 11,
The medium access control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device,
The preamble (Premable) signal, LoRa (LoRa) communication method characterized in that the length of the receiving node is the maximum sleep time (sleep) divided by the number of the group. 제13항에 있어서,
상기 프리앰블(Premable) 신호는,
상기 그룹 수만큼 반복되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.The method of claim 13,
The preamble (Premable) signal,
LoRa communication method characterized in that it is repeated by the number of groups. 제14항에 있어서,
상기 프리앰블(Premable) 신호는,
상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송되는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.The method of claim 14,
The preamble (Premable) signal,
In the case of the end of the repetition, the LoRa communication method, characterized in that it is transmitted at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device.
KR1020190039710A 2018-12-27 2019-04-04 LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information KR102198508B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180170935 2018-12-27
KR1020180170935 2018-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200081178A true KR20200081178A (en) 2020-07-07
KR102198508B1 KR102198508B1 (en) 2021-01-06

Family

ID=71603437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190039710A KR102198508B1 (en) 2018-12-27 2019-04-04 LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102198508B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090106033A (en) * 2008-04-04 2009-10-08 엘에스산전 주식회사 Transmitting device, receiving device and transmitter-receiver system in wireless sensor network
KR20120045416A (en) 2010-10-29 2012-05-09 삼성에스디에스 주식회사 Method for handling time duplication in low power listening
KR20120070443A (en) * 2010-12-21 2012-06-29 한국전자통신연구원 Data transfer method of machine type communication device and cellular commmunication systems using the method
KR20140079524A (en) * 2012-12-14 2014-06-27 한국전자통신연구원 Method for time synchronization of sensor network
KR101866702B1 (en) 2017-10-27 2018-07-04 (주)이지팜 Smart Farm Network Modul Changable IOT Controller Using Cloud Computing and It's Control Methods
KR20180097419A (en) 2017-02-23 2018-08-31 (주)인프라칩 Method and system for managing smart farm based on network

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090106033A (en) * 2008-04-04 2009-10-08 엘에스산전 주식회사 Transmitting device, receiving device and transmitter-receiver system in wireless sensor network
KR20120045416A (en) 2010-10-29 2012-05-09 삼성에스디에스 주식회사 Method for handling time duplication in low power listening
KR20120070443A (en) * 2010-12-21 2012-06-29 한국전자통신연구원 Data transfer method of machine type communication device and cellular commmunication systems using the method
KR20140079524A (en) * 2012-12-14 2014-06-27 한국전자통신연구원 Method for time synchronization of sensor network
KR20180097419A (en) 2017-02-23 2018-08-31 (주)인프라칩 Method and system for managing smart farm based on network
KR101866702B1 (en) 2017-10-27 2018-07-04 (주)이지팜 Smart Farm Network Modul Changable IOT Controller Using Cloud Computing and It's Control Methods

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=1817
http://www.ktword.co.kr/m/abbr_view.php?m_temp1=3587
https://hsc.com/DesktopModules/DigArticle/Print.aspx?PortalId=0&ModuleId=1215&Article=221
https://www.semtech.com/lora

Also Published As

Publication number Publication date
KR102198508B1 (en) 2021-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190327675A1 (en) Wireless system, wireless device, non-transitory computer-readable storage medium having stored therein communication program, and communication method
US20160014693A1 (en) Traffic advertisement and scheduling in a neighbor aware network data link
US7412265B2 (en) Method and system for power-saving in a wireless local area network
US20160014694A1 (en) Traffic advertisement and scheduling in a neighbor aware network data link
JP7512531B2 (en) Wireless communication method and system for node equipment in the Internet of Things for power transmission and transformation equipment
US10397868B2 (en) Wireless system, wireless device, non-transitory computer-readable storage medium having stored therein communication program, and communication method
WO2016007782A1 (en) Traffic advertisement and scheduling in a neighbor aware network data link
CN109547578B (en) Networking method for electronic price tag system
EP3167636A1 (en) Traffic advertisement and scheduling in a neighbor aware network data link
CN102946631A (en) Medium access control (MAC) layer node scheduling method based on beacon frame synchronization and communication asynchronization
US20040128387A1 (en) Broadcasting information in ad-hoc network clusters between pseudo-random time intervals
CN105407463A (en) Wireless sensor network system
WO2016178623A1 (en) Delayed response to requesting device
JP2010057072A (en) Communication timing control device and method
Li et al. Enhanced beacon-enabled mode for improved IEEE 802.15. 4 low data rate performance
KR102339796B1 (en) Node synchronization in a frequency hopping wireless network
Sakib et al. Energy-efficient synchronous MAC protocol based on QoS and multi-priority for wireless sensor networks
WO2009008681A2 (en) Time synchronization and routing method in wireless sensor network, and apparatus for enabling the method
KR20140081321A (en) Data comunication method in non-beacon wireless network and non-beacon wireless network comunication system
KR102198508B1 (en) LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information
KR101019419B1 (en) Operation method of dynamic MAC protocol based on buffer occupancy ratio in USN
Shu et al. Optimizing the IEEE 802.15. 4 MAC
CN114615724B (en) Bluetooth mesh network system with wake-up management mechanism and online method thereof
Chang et al. An energy conservation MAC protocol in wireless sensor networks
Mohiuddin et al. EEDF-MAC: An energy efficient MAC protocol for wireless sensor networks

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant