KR20210062368A - A scheduling device and method using logical slotframe - Google Patents

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KR20210062368A
KR20210062368A KR1020190150513A KR20190150513A KR20210062368A KR 20210062368 A KR20210062368 A KR 20210062368A KR 1020190150513 A KR1020190150513 A KR 1020190150513A KR 20190150513 A KR20190150513 A KR 20190150513A KR 20210062368 A KR20210062368 A KR 20210062368A
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정상화
하유빈
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a logical slot frame utilization method for efficient use of IEEE 802.15.4 TSCH MAC, a standard technology widely used in industrial wireless networks, and a scheduling device based thereon. In particular, the present invention relates to an apparatus and a method for using an efficient schedule for data traffic that occurs in various periods by using logical slot frames for each device on a network. The apparatus comprises a logical slot frame management part, a logical slot frame scheduling device, a logical slot frame schedule execution determining part, and a TSCH driving part.

Description

논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법{A scheduling device and method using logical slotframe}Scheduling device and method using logical slotframe {A scheduling device and method using logical slotframe}

본 발명은 산업 무선 네트워크에 관한 것으로, 구체적으로 네트워크 상의 각 장치들이 논리적 슬롯프레임을 활용하여 다양한 주기로 발생하는 데이터 트래픽에 대해 효율적인 스케줄을 사용할 수 있도록 한 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial wireless network, and specifically, to a scheduling device and method using a logical slot frame in which each device on the network can use an efficient schedule for data traffic occurring in various periods by using a logical slot frame. will be.

TSCH(Time Slotted Channel Hopping) MAC(Media Access Control) 기술은 IEEE 802.15.4e MAC 개정에 포함된 MAC 기술로서, WirelessHART 및 ISA100.11a와 같은 산업 무선 센서 네트워크를 위한 표준기술로 높은 수준의 신뢰도와 안정성을 제공한다.TSCH (Time Slotted Channel Hopping) MAC (Media Access Control) technology is a MAC technology included in the IEEE 802.15.4e MAC revision, and is a standard technology for industrial wireless sensor networks such as WirelessHART and ISA100.11a with a high level of reliability and stability. Provides.

IEEE 802.15.4e MAC 개정안은 2015년 정식 표준에 포함되었으며, IEEE 802.15.4-2015 표준은 TSCH MAC을 정식 MAC mode로 채택하고 있다.The IEEE 802.15.4e MAC amendment was included in the official standard in 2015, and the IEEE 802.15.4-2015 standard adopts TSCH MAC as the official MAC mode.

TSCH 네트워크에 참여한 장치들은 모두 시각 동기화(Time Synchronized)되며, 타임슬롯(time-slot) 단위의 시간으로 동작하고, 여러 개의 타임슬롯을 묶어 슬롯프레임(Slotframe)을 구성한다. 슬롯프레임의 길이는 이를 구성하는 타임슬롯의 개수를 의미하며, 네트워크가 운영되는 동안 지속적으로 반복된다. 매 통신에서 각 장치는 채널호핑(Channel Hopping)을 수행하며 식1을 통해 실제 통신에 사용할 주파수를 결정하게 된다.All devices participating in the TSCH network are time synchronized, operate in time units of a time-slot, and form a slot frame by grouping several timeslots. The length of the slot frame refers to the number of timeslots constituting it, and is continuously repeated while the network is operating. In each communication, each device performs channel hopping and determines the frequency to be used for actual communication through Equation 1.

ASN(Absolute Slot Number)는 네트워크가 시작된 시점을 0으로하여 세어진 타임슬롯의 순서를 의미하며, 사용가능한 채널의 수를 나머지 연산하여 채널 색인 테이블(Lookup table)을 참조하는 함수 F[]를 사용하여 대응되는 채널을 선택한다.ASN (Absolute Slot Number) refers to the sequence of timeslots counted with the time when the network was started as 0, and the function F[] that refers to the channel lookup table is used by calculating the remainder of the number of available channels. To select a corresponding channel.

Figure pat00001
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도 1의 예시는 길이가 6인 슬롯프레임이며, 4개의 채널을 사용하여 통신을 수행한다.The example of FIG. 1 is a slot frame having a length of 6, and communication is performed using 4 channels.

이처럼 TSCH MAC은 TDMA(Time Division Multiple Access)기반의 다중 채널(Multi-channel) 활용 기술이며, TSCH 네트워크의 장치들은 하나의 타임슬롯에서 슬립(sleep), 전송(transmit), 수신(receive)의 동작 중 하나를 선택하며, 전송과 수신의 동작이 지정된 경우, 어느 타임슬롯(시점)에서 어떤 채널을 통해 통신할 것인지 결정해야 한다.As such, TSCH MAC is a technology that utilizes multi-channel based on TDMA (Time Division Multiple Access), and devices in a TSCH network perform sleep, transmit, and receive operations in one time slot. If one of them is selected and the operation of transmission and reception is specified, it is necessary to determine which time slot (time) to communicate over which channel.

이러한 문제를 TSCH의 링크 스케줄링(Link Scheduling)이라 부르며, TSCH MAC에서 높은 수준의 신뢰성과 안정성을 제공하기 위해 필수적인 기술이다.This problem is called TSCH link scheduling, and is an essential technology to provide a high level of reliability and stability in TSCH MAC.

링크 스케줄링은 지속적으로 반복되는 슬롯프레임을 단위로 수행되며, 슬롯프레임 내의 상대적 시간인 슬롯-오프셋(slotOffset)과 가용 채널 리스트의 인덱스인 채널-오프셋(channelOffset)을 묶은 링크(Link)를 두 장치 사이에 할당하는 것이다.Link scheduling is performed in units of continuously repeated slot frames, and a link combining the slot-offset, which is the relative time within the slot frame, and the channel-offset, which is the index of the available channel list, is connected between two devices. Is to allocate to.

두 장치는 할당된 링크(slotOffset, channelOffset)에서 약속된 시간과 채널을 사용하여 안정적으로 통신을 수행할 수 있다.The two devices can perform stably communication using the time and channel promised in the assigned link (slotOffset, channelOffset).

단, 이러한 스케줄링은 이웃 사이의 간섭 관계, 전파 범위내의 간섭 관계, 링크 품질에 따른 손실 확률, 트래픽 양에 따른 필요 대역폭 등을 종합적으로 고려하여 수행되어야 한다. 하지만, TSCH 메커니즘을 정의한 IEEE 802.15.4e 표준은 스케줄링 방식에 대해 정의하지 않고 있다.However, such scheduling should be performed by comprehensively considering the interference relationship between neighbors, the interference relationship within the propagation range, the loss probability according to the link quality, and the required bandwidth according to the amount of traffic. However, the IEEE 802.15.4e standard, which defines the TSCH mechanism, does not define a scheduling method.

IETF 6TiSCH WG(Working Group)은 TSCH의 높은 신뢰도와 안정성이 IoT 환경에서도 적합할 것으로 기대하고 있으며, 이를 위해 TSCH MAC의 설정과 관리를 용이하게 하기 위한 6Top 서브계층(sub-layer)을 정의하였다. 6Top 계층에서는 장치 사이의 링크 할당을 위한 명령(Command)을 받아들일 수 있으며, 자신과 상대방의 가용 자원을 바탕으로 협상(negotiation)을 진행하여 상호간의 링크를 설정할 수 있다.IETF 6TiSCH WG (Working Group) expects that the high reliability and stability of TSCH will be suitable for IoT environments, and for this purpose, 6Top sub-layers have been defined to facilitate TSCH MAC configuration and management. The 6Top layer can accept a command for link allocation between devices, and can establish a mutual link by negotiating based on the available resources of itself and the other party.

도 2는 일반적인 스케줄링 장치의 구성을 나타낸다. 이웃에 대한 정보와 전송 기록 통계 등은 단일 테이블을 사용하여 관리될 수도 있으며, 별개의 구성으로 관리될 수도 있다.2 shows the configuration of a general scheduling device. Neighbor information and transmission record statistics may be managed using a single table or may be managed in a separate configuration.

네트워크 계층의 구동부에서 경로 및 이웃에 대한정보를 구성하며, TSCH MAC의 구동 결과에 따른 전송 기록 통계 등의 정보를 통해 전송 기록 통계가 구성된다. 이 외에도 스케줄링 기법의 특성에 따라 다양한 정보가 활용될 수 있다.The driver of the network layer configures information on paths and neighbors, and transmission record statistics are configured through information such as transmission record statistics according to the driving result of the TSCH MAC. In addition to this, various information can be used according to the characteristics of the scheduling technique.

스케줄링 장치는 공급받은 정보를 바탕으로 링크 스케줄링을 수행하며 TSCH 링크 스케줄을 생성하게 되며, TSCH 구동부는 TSCH 스케줄을 바탕으로 실질적인 통신을 수행한다. 이후, 스케줄링 장치는 누적된 전송 통계 및 경로 변동 등을 참고하여 해당 시점에 최적화된 링크 스케줄링을 갱신할 수 있다.The scheduling device performs link scheduling based on the supplied information and generates a TSCH link schedule, and the TSCH driver performs actual communication based on the TSCH schedule. Thereafter, the scheduling device may update the link scheduling optimized at the time point by referring to the accumulated transmission statistics and path fluctuations.

산업 영역에서도 스마트팩토리, 제조 공정의 지능화 등에 큰 관심을 가지고 있으며, 산업을 위한 IoT 기술인 IIoT(Industrial IoT)라는 기술이 새로운 트렌드로 각광받고 있다.In the industrial area, we are very interested in smart factories and intelligent manufacturing processes, and a technology called IIoT (Industrial IoT), an IoT technology for industry, is in the spotlight as a new trend.

이러한 IIoT에서는 장치의 온도, 진동을 전송하는 센서 네트워크 장치가 작업자의 움직임 또한 함께 감지하여 보고하는 등의 다양한 역할을 수행할 것으로 기대된다. 즉, 하나의 장치에서 다양한 응용 서비스를 위한 데이터를 전송하게 되며, 각 응용 서비스의 데이터는 고유의 트래픽 패턴을 가지게 된다. 일반적인 장치들은 자신의 센서 데이터를 일정주기로 전송하는 반복되는(recurrent)형태의 동작을 수행한다.In this IIoT, the sensor network device that transmits the temperature and vibration of the device is expected to play various roles, such as detecting and reporting the movement of the worker. That is, one device transmits data for various application services, and data of each application service has a unique traffic pattern. General devices perform a recurrent operation of transmitting their own sensor data at a certain period.

이때 전송주기는 장치의 특성에 따라 수초 주기의 전송이 될 수도 있으며, 수분 주기의 전송이 될 수도 있다. 일반적인 상황을 예로, 설비에 대한 제어 신호는 0.5초 미만의 짧은 주기로 지속적으로 전송되어야 하지만, 변화량이 작고 민감도가 낮은 온도와 같은 데이터는 1분을 주기로 전송되어도 무관하다.In this case, the transmission period may be a period of several seconds or may be a period of several minutes depending on the characteristics of the device. As an example of a general situation, the control signal for the facility should be continuously transmitted in a short period of less than 0.5 seconds, but data such as temperature with a small change amount and low sensitivity may be transmitted in a period of 1 minute.

또한, 작업자 움직임 감지와 같은 응용 서비스의 트래픽은 패턴을 형성하지 않는다.In addition, traffic of application services such as worker motion detection does not form a pattern.

특히, 기존의 고정적인 길이의 슬롯프레임을 사용하여 수행된 링크 스케줄링은 다수의 응용 서비스에서 발생시키는 다양한 트래픽 패턴에 대해 효율적으로 대응하기 어려우며, 특히 주기적으로 반복되는 트래픽에 대해 효율적으로 대응하기 어렵다.In particular, it is difficult to efficiently cope with various traffic patterns generated by a plurality of application services in the link scheduling performed using a conventional slot frame having a fixed length, and in particular, it is difficult to efficiently cope with the traffic repeatedly repeated periodically.

예를 들어 1초 주기로 데이터를 전송하는 응용 서비스 A와 10초 주기로 데이터를 전송하는 응용 서비스 B가 존재하는 경우를 가정하고, 응용 서비스 A에 슬롯프레임 길이를 맞출 경우, B를 위해 매 슬롯프레임에 링크를 할당해야 하며, 10초에 한번 전송되는 데이터를 위해 매 슬롯프레임에 추가적인 링크를 할당해야 하므로 지속적으로 에너지를 낭비하게 된다.For example, it is assumed that there is an application service A that transmits data in a 1-second period and an application service B that transmits data in a 10-second period. Links must be allocated, and energy is continuously wasted because an additional link must be allocated to each slot frame for data transmitted once every 10 seconds.

반면, 응용 서비스 B에 슬롯프레임 길이를 맞출 경우, A를 위해 링크 스케줄을 다수 생성해야 하므로, 메모리를 낭비하게 된다. 각 응용 서비스의 트래픽 패턴 격차가 커질수록 이러한 문제는 심화되며, 응용 서비스의 수가 많아질수록 더 큰 문제를 야기하게 된다.On the other hand, when the slot frame length is matched to the application service B, a number of link schedules must be generated for A, thereby wasting memory. As the traffic pattern gap of each application service increases, this problem intensifies, and as the number of application services increases, a bigger problem occurs.

도 3은 고정길이 슬롯프레임 구조에서 발생하는 또 다른 문제점을 나타낸다. 3 shows another problem occurring in the fixed-length slot frame structure.

일정주기로 데이터가 생성되며 데이터가 생성되는 시점이 파랑색 화살표로 표시되어 있다. 슬롯프레임은 주황색의 박스로, 데이터 전송 시점을 흰색 직선으로 나타내었다. 초기에 데이터 생성시점을 고려하여 전송 시점을 설정한다면, 데이터 생성 직후 전송이 가능한 이상적인 환경을 만들 수 있다.Data is generated at a certain period, and the point at which data is generated is indicated by a blue arrow. The slot frame is an orange box, and the data transmission point is indicated by a white straight line. If the transmission time is initially set in consideration of the data generation time, an ideal environment in which data can be transmitted immediately after data generation can be created.

하지만, 데이터 생성 주기와 슬롯프레임 주기가 완벽하게 일치하지 않을 경우, 그 차이는 지속적으로 누적될 수밖에 없다.However, if the data generation period and the slot frame period do not perfectly match, the difference inevitably accumulates continuously.

도 3의 예시에서도 5번째 데이터 이후로는 데이터가 전송 시점 이후에 생성되어 타이밍이 일그러지며, 생성된 데이터는 다음 슬롯프레임까지 전송을 기다려야한다. 더욱이 전송을 위한 대기 시간은 두 주기의 차이가 누적됨에 따라 점점 길어지게 된다. In the example of FIG. 3 as well, after the fifth data, data is generated after the transmission time point and the timing is distorted, and the generated data must wait for transmission until the next slot frame. Moreover, the waiting time for transmission becomes longer as the difference between the two periods is accumulated.

데이터 생성 주기와 슬롯프레임의 길이를 동일하게 맞춘다면 문제는 해결될 수 있으나, 슬롯프레임의 길이는 채널호핑에서 동일 채널이 반복되는 문제를 회피하기 위해 소수(Prime Number)로 설정하도록 권고된다.If the data generation period and the length of the slot frame are the same, the problem can be solved, but it is recommended that the length of the slot frame be set to a prime number to avoid the problem of repeating the same channel in channel hopping.

이 때문에 데이터 생성 주기와 완벽히 일치하는 슬롯프레임을 사용하는 것은 어렵다.For this reason, it is difficult to use a slot frame that perfectly matches the data generation period.

또한, 데이터 생성 주기와 슬롯프레임 길이를 일치시킨다 하더라도, 다수의 응용 서비스에서 다양한 주기의 트래픽 패턴을 사용한다면, 모든 트래픽에 대해 대응하는 것은 어렵다.In addition, even if the data generation period and the slot frame length are matched, it is difficult to respond to all traffic when a number of application services use traffic patterns of various periods.

대한민국 공개특허 제10-2017-0011233호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0011233 대한민국 공개특허 제10-2017-0036760호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0036760 대한민국 공개특허 제10-2019-0059021호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0059021

본 발명은 종래 기술의 산업 무선 네트워크에서의 스케줄링 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 네트워크 상의 각 장치들이 논리적 슬롯프레임을 활용하여 다양한 주기로 발생하는 데이터 트래픽에 대해 효율적인 스케줄을 사용할 수 있도록 한 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of the scheduling technology in the prior art industrial wireless network, a logical slot frame in which each device on the network can use a logical slot frame to use an efficient schedule for data traffic occurring in various periods. There is an object to provide a scheduling device and method utilizing the method.

본 발명은 산업 무선 네트워크에서 널리 사용되는 표준 기술인 IEEE 802.15.4 TSCH MAC의 효율적인 활용을 위한 논리적 슬롯프레임 활용 방법과 그에 기반한 스케줄링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a logical slot frame utilization method for efficient utilization of IEEE 802.15.4 TSCH MAC, which is a standard technology widely used in industrial wireless networks, and a scheduling apparatus based thereon.

본 발명은 논리적 슬롯프레임 방법을 사용하여, 다수의 응용 서비스에서 발생하는 다양한 트래픽 패턴에 대해 적합한 논리적 슬롯프레임을 구성하고, 이를 활용하는 스케줄링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to construct a logical slot frame suitable for various traffic patterns occurring in a plurality of application services by using a logical slot frame method, and to provide a scheduling device using the same.

본 발명은 논리적 슬롯프레임 기술을 통해 슬롯프레임 설정에 대한 영향을 고려하지 않아도 되며, 각 응용 서비스에서 요구되는 적절한 수준의 논리적 슬롯프레임을 제공하여 네트워크 성능을 향상시킬 수 있도록 한 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention does not need to consider the influence on slot frame configuration through logical slot frame technology, and utilizes a logical slot frame to improve network performance by providing an appropriate level of logical slot frame required by each application service. An object thereof is to provide a scheduling apparatus and method.

본 발명은 각 응용 서비스에서 발생하는 트래픽 패턴에 적응적으로 대응하여 링크가 필요한 시점에 스케줄을 적용할 수 있으며, 매우 낮은 수준의 지연시간으로 데이터 전송을 가능하도록 한 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In the present invention, a schedule can be applied at a time when a link is required by adaptively responding to a traffic pattern occurring in each application service, and a scheduling device using a logical slot frame that enables data transmission with a very low level of delay. And to provide a method for that purpose.

본 발명은 산업 무선 센서 네트워크 장치에 다양한 응용 서비스가 동작하는 상황에서 각 응용 서비스에서 발생하는 다양한 트래픽에 대해 적응적으로 링크 스케줄을 생성하는 TSCH 스케줄링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a TSCH scheduling method for adaptively generating a link schedule for various traffic generated in each application service in a situation in which various application services are operated in an industrial wireless sensor network device.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치는 슬롯오프셋 카운터와 슬롯프레임 카운터를 각 논리 슬롯프레임에 대해 별도로 관리하고, 다수의 응용이 수행될 때, 각 응용에서 주기적으로 발생시키는 트래픽 패턴에 일치하는 논리적 슬롯프레임을 각 응용에 할당하는 논리 슬롯프레임 관리부;이웃 정보 테이블, 전송 기록 통계 등을 바탕으로 링크 스케줄링을 수행하는 논리 슬롯프레임 스케줄링 장치;중첩되는 스케줄 사이의 우선순위를 결정하거나, 다수의 논리 슬롯프레임 스케줄 사이에서 순서를 결정하기 위한 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부;논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부에서 제공하는 스케줄을 참조하여 동작하는 TSCH 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The scheduling apparatus using the logical slot frame according to the present invention to achieve the above object manages the slot offset counter and the slot frame counter separately for each logical slot frame, and when a number of applications are performed, in each application Logical slot frame management unit that allocates logical slot frames that match the traffic patterns that are periodically generated to each application; Logical slot frame scheduling device that performs link scheduling based on neighbor information tables and transmission record statistics; Comprising: a logical slot frame schedule execution determining unit for determining a priority or determining an order among a plurality of logical slot frame schedules; a TSCH driver operating with reference to a schedule provided by the logical slot frame schedule execution determining unit. It is characterized.

여기서, 논리 슬롯프레임은 각 장치의 트래픽 생성 주기에 일치하는 길이로 생성되고, 장치의 트래픽 생성주기는 응용 계층에서 명시적으로 정보를 전달하고, 트래픽이 TSCH 장치로 유입되는 주기를 분석하여 파악하는 것을 특징으로 한다.Here, the logical slot frame is generated with a length corresponding to the traffic generation period of each device, and the traffic generation period of the device explicitly transfers information from the application layer and analyzes and identifies the period in which traffic flows into the TSCH device. It is characterized by that.

그리고 논리 슬롯프레임 관리부에서, 현재 운용되고 있는 모든 논리 슬롯프레임들을 관리하게 되며, 각 논리 슬롯프레임은 논리 슬롯프레임의 길이, 논리 슬롯프레임 내의 슬롯오프셋 카운터, 슬롯프레임 카운터 정보로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the logical slot frame management unit manages all the logical slot frames currently being operated, and each logical slot frame is characterized by consisting of the length of the logical slot frame, the slot offset counter in the logical slot frame, and the slot frame counter information. .

그리고 논리 슬롯프레임의 슬롯오프셋 카운터는 논리 슬롯프레임 길이를 최대치로 가지는 카운터이며, 오버플로우(Overflow)될 경우 다시 0으로 초기화되어 논리 슬롯프레임 내의 현재 시점을 파악하는 것을 특징으로 한다.In addition, the slot offset counter of the logical slot frame is a counter having the logical slot frame length as the maximum value, and is initialized to 0 again in case of overflow to determine the current time in the logical slot frame.

그리고 매 타임슬롯의 시작 또는 끝에서 논리 슬롯프레임 관리부는 관리하는 모든 논리 슬롯프레임에 관련된 카운터를 조정하는 것을 특징으로 한다.In addition, at the beginning or end of each timeslot, the logical slot frame management unit adjusts counters related to all managed logical slot frames.

그리고 논리 슬롯프레임 스케줄링 장치에서 생성된 스케줄은 논리 슬롯프레임 스케줄 테이블에 기록되며, 이 테이블은 각 스케줄이 적용된 논리 슬롯프레임 정보를 포함해야 하므로, 스케줄 테이블에서 논리 슬롯프레임의 길이를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the schedule generated by the logical slot frame scheduling device is recorded in the logical slot frame schedule table, and since this table must include information on the logical slot frame to which each schedule is applied, the schedule table includes the length of the logical slot frame. do.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 방법은 슬롯오프셋 카운터와 슬롯프레임 카운터를 각 논리 슬롯프레임에 대해 별도로 관리하고, 다수의 응용이 수행될 때, 각 응용에서 주기적으로 발생시키는 트래픽 패턴에 일치하는 논리적 슬롯프레임을 각 응용에 할당하는 논리 슬롯프레임 관리 단계;이웃 정보 테이블, 전송 기록 통계 등을 바탕으로 링크 스케줄링을 수행하는 논리 슬롯프레임 스케줄링 단계;중첩되는 스케줄 사이의 우선순위를 결정하거나, 다수의 논리 슬롯프레임 스케줄 사이에서 순서를 결정하기 위한 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정 단계;논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정 단계에서 제공하는 스케줄을 참조하여 동작하는 TSCH 구동 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The scheduling method using a logical slot frame according to the present invention for achieving another object manages a slot offset counter and a slot frame counter separately for each logical slot frame, and when multiple applications are performed, each application periodically Logical slot frame management step of allocating logical slot frames matching the generated traffic patterns to each application; Logical slot frame scheduling step of performing link scheduling based on neighbor information tables and transmission record statistics; Priority between overlapping schedules Including a logical slot frame schedule execution determining step for determining a priority or determining an order among a plurality of logical slot frame schedules; a TSCH driving step of operating with reference to the schedule provided in the logical slot frame schedule execution determining step; It is characterized.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The scheduling apparatus and method using a logical slot frame according to the present invention as described above has the following effects.

첫째, 네트워크 상의 각 장치들이 논리적 슬롯프레임을 활용하여 다양한 주기로 발생하는 데이터 트래픽에 대해 효율적인 스케줄을 사용할 수 있도록 한다.First, each device on the network uses logical slot frames to enable efficient schedules for data traffic occurring in various periods.

둘째, 산업 무선 네트워크에서 널리 사용되는 표준 기술인 IEEE 802.15.4 TSCH MAC의 효율적인 활용을 위한 논리적 슬롯프레임 활용 방법과 그에 기반한 스케줄링 장치를 제공한다.Second, a logical slot frame utilization method for efficient utilization of IEEE 802.15.4 TSCH MAC, a standard technology widely used in industrial wireless networks, and a scheduling device based thereon are provided.

셋째, 논리적 슬롯프레임 방법을 사용하여, 다수의 응용 서비스에서 발생하는 다양한 트래픽 패턴에 대해 적합한 논리적 슬롯프레임을 구성하고, 이를 활용하는 스케줄링 장치를 제공한다.Third, a logical slot frame method is used to construct a logical slot frame suitable for various traffic patterns occurring in a plurality of application services, and a scheduling device using the logical slot frame is provided.

넷째, 논리적 슬롯프레임 기술을 통해 슬롯프레임 설정에 대한 영향을 고려하지 않아도 되며, 각 응용 서비스에서 요구되는 적절한 수준의 논리적 슬롯프레임을 제공하여 네트워크 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.Fourth, through the logical slot frame technology, it is not necessary to consider the influence on the slot frame configuration, and the network performance can be improved by providing the logical slot frame at an appropriate level required by each application service.

다섯째, 각 응용 서비스에서 발생하는 트래픽 패턴에 적응적으로 대응하여 링크가 필요한 시점에 스케줄을 적용할 수 있으며, 매우 낮은 수준의 지연시간으로 데이터 전송을 가능하도록 한다.Fifth, it is possible to apply a schedule at a time when a link is needed by adaptively responding to traffic patterns occurring in each application service, and to enable data transmission with a very low level of delay.

여섯째, 산업 무선 센서 네트워크 장치에 다양한 응용 서비스가 동작하는 상황에서 각 응용 서비스에서 발생하는 다양한 트래픽에 대해 적응적으로 링크 스케줄을 생성할 수 있도록 한다.Sixth, it is possible to adaptively generate a link schedule for various traffic generated by each application service in a situation where various application services are operated in the industrial wireless sensor network device.

도 1은 일반적인 무선 네트워크 토폴로지와 TSCH 슬롯프레임 스케줄링의 예시도
도 2는 일반적인 스케줄링 장치 및 TSCH의 구성도
도 3은 고정 길이 슬롯프레임 구조도
도 4는 일반적인 TSCH MAC 타임슬롯 구동 절차를 나타낸 플로우 차트
도 5는 본 발명에 따른 논리 슬롯프레임 구조를 활용한 TSCH 장치 구조도
도 6은 논리 슬롯프레임 구조 동작 예시도
도 7은 본 발명에 따른 논리 슬롯프레임 기반 TSCH 구동 절차를 나타낸 플로우차트
1 is an exemplary diagram of a general wireless network topology and TSCH slot frame scheduling
2 is a configuration diagram of a general scheduling device and a TSCH
3 is a structure diagram of a fixed length slot frame
4 is a flow chart showing a general TSCH MAC timeslot driving procedure
5 is a structural diagram of a TSCH device using a logical slot frame structure according to the present invention
6 is a diagram illustrating an operation of a logical slot frame structure
7 is a flowchart showing a logical slot frame-based TSCH driving procedure according to the present invention

이하, 본 발명에 따른 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a scheduling apparatus and method using a logical slot frame according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the scheduling apparatus and method using a logical slot frame according to the present invention will become apparent through detailed description of each embodiment below.

도 5는 본 발명에 따른 논리 슬롯프레임 구조를 활용한 TSCH 장치 구조도이고, 도 6은 논리 슬롯프레임 구조 동작 예시도이다.5 is a structural diagram of a TSCH apparatus using a logical slot frame structure according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of a logical slot frame structure.

그리고 도 7은 본 발명에 따른 논리 슬롯프레임 기반 TSCH 구동 절차를 나타낸 플로우차트이다.And Figure 7 is a flow chart showing a logical slot frame-based TSCH driving procedure according to the present invention.

본 발명에서는 6Top의 링크 협상 기능을 활용하여 분산적으로 장치 간의 링크를 할당하는 방법을 설명한다.In the present invention, a method of distributingly allocating links between devices using a link negotiation function of 6Top will be described.

도 4는 일반적인 TSCH MAC의 타임슬롯 구동 절차를 나타낸 것이다.4 shows a general TSCH MAC time slot driving procedure.

TSCH는 시간이 흐름에 따라 ASN, 슬롯프레임 카운터, 슬롯오프셋 카운터를 갱신하며, 해당 시점의 값과 링크 스케줄 정보를 비교하여 스케줄이 해당 시점에 수행될 것인지 여부를 판별한다.The TSCH updates the ASN, the slot frame counter, and the slot offset counter as time passes, and determines whether the schedule is to be performed at the time by comparing the value at the time point with the link schedule information.

이후, 송신(Transmission)을 위한 스케줄이 할당된 경우, 패킷 큐를 탐색하여 송신해야 할 패킷이 존재하는지 확인하며, 패킷이 있다면 송신을 수행한다.Thereafter, when a schedule for transmission is allocated, the packet queue is searched to check whether there is a packet to be transmitted, and if there is a packet, transmission is performed.

TSCH는 새로운 타임슬롯이 시작될 때, ASN 및 카운터 조정을 위한 단계를 거치게 되며, 이후 새로운 타임슬롯에서 사용될 값으로 갱신될 수 있도록 한다.When a new timeslot starts, the TSCH undergoes a step for adjusting the ASN and the counter, and then allows it to be updated with a value to be used in the new timeslot.

도 4에서는 타임슬롯이 시작되는 시점에서 카운터를 조정하는 것으로 설명하였으나, 구현에 따라 타임슬롯이 종료될 때, sleep 모드로 변경하기 전에 ASN 및 카운터를 조정할 수 있다.In FIG. 4, it has been described that the counter is adjusted when the timeslot starts, but according to implementation, when the timeslot ends, the ASN and the counter can be adjusted before changing to the sleep mode.

일반적인 TSCH 링크 스케줄은 속성(전용 Dedicated, 공용 Shared), 동작(Tx, Rx, Sleep), 송신자, 수신자, 슬롯오프셋, 채널오프셋 정보를 포함한다.A typical TSCH link schedule includes attribute (dedicated, shared shared), operation (Tx, Rx, Sleep), sender, receiver, slot offset, and channel offset information.

해당되는 시점(슬롯오프셋)에 특정 채널(채널 오프셋)에서 수행할 동작과 대상(송신자, 수신자)을 결정해두는 것이다. 링크 스케줄 수행의 결과를 전역적인 시점에서 확인한다면, 도 1의 행렬 형태로 표현된다.The operation to be performed on a specific channel (channel offset) and target (sender, receiver) at the corresponding time point (slot offset) is determined. If the result of link schedule execution is checked from a global viewpoint, it is expressed in the form of a matrix in FIG. 1.

각 장치는 네트워크 전역의 스케줄을 모두 알고있을 필요는 없으며, 자신이 해당하는 정보만을 알고 있는 것이 일반적이다.Each device does not need to know all of the schedules across the network, and it is common for each device to know only the relevant information.

이러한 스케줄의 생성은 전역적인 시점에서 네트워크 관리 모듈에서 수행하여 각 장치로 배포하는 형태의 중앙집중식 스케줄링이 될 수도 있으며, 각 장치가 이웃 장치와 협의하여 스케줄을 생성하는 분산 스케줄링이 될 수도 있다.The generation of such a schedule may be centralized scheduling in the form of being performed by the network management module at a global point in time and distributed to each device, or distributed scheduling in which each device consults with a neighboring device to create a schedule.

본 발명에서는 분산 스케줄링을 대상으로 설명하지만, 논리 슬롯프레임 구조는 중앙집중식 스케줄링에서도 사용될 수 있다.In the present invention, a distributed scheduling is described, but the logical slot frame structure can also be used in centralized scheduling.

본 발명에 따른 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치는 크게 네트워크 계층 구동부(10), 6Top 구동부(20), TSCH 구동부(30), 논리 슬롯프레임 관리부(40), 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부(50), 논리 슬롯프레임 스케줄링 장치(60)를 포함한다.The scheduling apparatus using a logical slot frame according to the present invention is largely a network layer driver 10, a 6Top driver 20, a TSCH driver 30, a logical slot frame management unit 40, and a logical slot frame schedule execution decision unit 50. ), and a logical slot frame scheduling device 60.

도 5는 논리 슬롯프레임 구조를 활용한 TSCH 장치의 구조도를 나타낸다.5 shows a structural diagram of a TSCH device using a logical slot frame structure.

논리 슬롯프레임의 목적은 다수의 응용이 수행될 때, 각 응용에서 주기적으로 발생시키는 트래픽 패턴에 일치하는 논리적 슬롯프레임을 각 응용에 할당하여 스케줄링의 복잡도를 낮추고 네트워크 효율을 향상시키는 것이다.The purpose of the logical slot frame is to reduce the complexity of scheduling and improve network efficiency by allocating to each application a logical slot frame matching a traffic pattern periodically generated by each application when multiple applications are executed.

이를 위해, 기존 TSCH 구동부에서 관리하는 슬롯오프셋 카운터와 슬롯프레임 카운터를 논리 슬롯프레임 관리부(40)에서 각 논리 슬롯프레임에 대해 별도로 관리하게 된다.To this end, the slot offset counter and the slot frame counter managed by the existing TSCH driver are separately managed by the logical slot frame manager 40 for each logical slot frame.

이때, 논리 슬롯프레임은 각 장치의 트래픽 생성 주기에 일치하는 길이로 생성되어야 하는데, 장치의 트래픽 생성주기는 응용 계층에서 명시적으로 정보를 전달할 수도 있으며, 트래픽이 TSCH 장치로 유입되는 주기를 분석하여 파악할 수도 있다.At this time, the logical slot frame must be generated with a length that matches the traffic generation period of each device. The traffic generation period of the device can be explicitly transmitted by the application layer, and the period in which the traffic flows into the TSCH device is analyzed. You can also grasp.

트래픽 생성주기의 판별은 본 발명에서 다루지 않으며, 파악된 주기가 논리 슬롯프레임 관리부(40)에 제공됨을 가정한다.The determination of the traffic generation period is not covered by the present invention, and it is assumed that the determined period is provided to the logical slot frame management unit 40.

본 발명에서는 별도의 논리 슬롯프레임 관리부(40)를 두며, 제공된 트래픽 생성주기와 일치하는 길이의 논리 슬롯프레임을 구성한다.In the present invention, a separate logical slot frame management unit 40 is provided, and a logical slot frame having a length corresponding to the provided traffic generation period is configured.

2.4GHz 대역에서 200kbps 이상의 data rate를 사용하는 일반적인 TSCH 네트워크는 타임슬롯의 길이는 약 10ms로 설정되며, 정확한 타임슬롯의 길이를 반영하면 101 타임슬롯은 약 1초의 주기를 가지게 된다. 따라서, 10초의 주기를 가지는 트래픽에 대해서는 1,010 길이의 논리 슬롯프레임이 구성될 것이며, 논리 슬롯프레임의 길이는 TSCH 네트워크의 설정에 따른 타임슬롯의 시간을 바탕으로 계산되어 설정한다.In a typical TSCH network using a data rate of 200 kbps or more in the 2.4 GHz band, the length of the timeslot is set to about 10 ms, and when the length of the correct timeslot is reflected, the 101 timeslot has a period of about 1 second. Therefore, for traffic having a period of 10 seconds, a logical slot frame having a length of 1,010 will be configured, and the length of the logical slot frame is calculated and set based on the time slot time according to the setting of the TSCH network.

논리 슬롯프레임 관리부(40)에서는 현재 운용되고 있는 모든 논리 슬롯프레임들을 관리하게 되며, 각 논리 슬롯프레임은 논리 슬롯프레임의 길이, 논리 슬롯프레임 내의 슬롯오프셋 카운터, 슬롯프레임 카운터 정보로 구성된다.The logical slot frame management unit 40 manages all logical slot frames currently being operated, and each logical slot frame is composed of the length of the logical slot frame, the slot offset counter in the logical slot frame, and the slot frame counter information.

논리 슬롯프레임의 슬롯오프셋 카운터는 논리 슬롯프레임 길이를 최대치로 가지는 카운터이며, 오버플로우(Overflow)될 경우 다시 0으로 초기화되어 논리 슬롯프레임 내의 현재 시점을 파악할 수 있다.The slot offset counter of the logical slot frame is a counter having the logical slot frame length as the maximum value, and when overflowed, it is initialized to 0 again so that the current point in time in the logical slot frame can be identified.

매 타임슬롯의 시작 (또는 끝)에서 논리 슬롯프레임 관리부(40)는 관리하는 모든 논리 슬롯프레임에 관련된 카운터를 조정한다.At the beginning (or end) of each timeslot, the logical slot frame management unit 40 adjusts counters related to all managed logical slot frames.

논리 슬롯프레임 스케줄링 장치(60)는 이웃 정보 테이블, 전송 기록 통계 등을 바탕으로 링크 스케줄링을 수행하게 된다. 링크 스케줄링은 각 응용의 트래픽에 대한 논리 슬롯프레임 대상으로 수행할 수 있기 때문에, 기존에 개발된 링크 스케줄 장치를 사용할 수 있다.The logical slot frame scheduling apparatus 60 performs link scheduling based on a neighbor information table and transmission record statistics. Since link scheduling can be performed on a logical slot frame target for traffic of each application, a previously developed link scheduling device can be used.

생성된 스케줄은 논리 슬롯프레임 스케줄 테이블에 기록되며, 이 테이블은 각 스케줄이 적용된 논리 슬롯프레임 정보를 포함해야 하므로, 기존의 스케줄 테이블에서 논리 슬롯프레임의 길이를 포함한다.The generated schedule is recorded in the logical slot frame schedule table, and since this table must include information on the logical slot frame to which each schedule is applied, the length of the logical slot frame in the existing schedule table is included.

다양 응용 서비스에 대응되는 다수의 논리 슬롯프레임은 TSCH 프레임 구조 내에서 병렬적으로 적용된다.A plurality of logical slot frames corresponding to various application services are applied in parallel within the TSCH frame structure.

도 6은 다수의 논리 슬롯프레임이 적용된 것에 대한 예시이다. 논리 슬롯프레임 내에서 응용에서 발생되는 트래픽 패턴에 대응되는 위치의 슬롯오프셋에 스케줄을 할당하게 된다.6 is an example of applying a plurality of logical slot frames. A schedule is allocated to a slot offset at a location corresponding to a traffic pattern generated by an application within a logical slot frame.

각 논리 슬롯프레임 내의 스케줄은 논리 슬롯프레임의 길이를 주기로 반복되므로, 병렬적으로 수행되는 각 논리 슬롯프레임 내의 스케줄들은 논리 슬롯프레임 길이의 공배수에 해당하는 위치에서 충돌을 발생시킨다.Since the schedule in each logical slot frame is repeated in a periodic length of the logical slot frame, schedules in each logical slot frame performed in parallel cause a collision at a position corresponding to a common multiple of the length of the logical slot frame.

또한, 다수의 논리 슬롯프레임 스케줄 사이에서 해당 시점에서 어떠한 스케줄을 수행해야 할 것인지 결정할 수 있어야 한다.In addition, it should be possible to determine which schedule to be performed at a corresponding time point among a plurality of logical slot frame schedules.

중첩되는 스케줄 사이의 우선순위를 결정하거나, 다수의 논리 슬롯프레임 스케줄 사이에서 순서를 결정하기 위한 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부(50)가 존재하며, TSCH 구동부(30)는 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부(50)에서 제공하는 스케줄을 참조하여 동작하게 된다.There is a logical slot frame schedule execution determining unit 50 to determine the priority between overlapping schedules or to determine an order among a plurality of logical slot frame schedules, and the TSCH driver 30 determines the logical slot frame schedule execution. It operates by referring to the schedule provided by the unit 50.

도 4의 일반적인 TSCH 네트워크 구동 절차와는 달리 논리 슬롯프레임이 적용된 TSCH 구동시에는 매 타임슬롯의 시작에서 TSCH의 ASN 및 카운터 조정과 더불어 논리 슬롯프레임들의 카운터를 조정하는 절차가 추가되어야한다.Unlike the general TSCH network driving procedure of FIG. 4, when driving a TSCH to which a logical slot frame is applied, a procedure for adjusting the ASN and counter of the TSCH and the counter of the logical slot frames must be added at the beginning of each timeslot.

매 타임슬롯의 시작에서 논리 슬롯프레임 관리부에 정보가 전달되어야 하며, 카운터가 조정된 이후 절차가 진행된다.Information must be delivered to the logical slot frame management unit at the start of each timeslot, and the procedure proceeds after the counter is adjusted.

TSCH구조에 직접적으로 적용가능한 기존의 스케줄과는 달리, 논리 슬롯프레임 기반으로 적용된 스케줄은 수행 여부 및 충돌 시의 우선순위를 결정하기 위한 절차가 추가적으로 필요하며, 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부(50)의 판별을 바탕으로 진행된다.Unlike existing schedules that can be directly applied to the TSCH structure, a schedule applied based on a logical slot frame requires an additional procedure to determine whether to perform and prioritize in case of collision, and the logical slot frame schedule execution decision unit 50 It proceeds based on the discrimination of

따라서, 일반 적인 TSCH 구동 절차에 비해, 링크 스케줄 정보 참조이후, 스케줄 수행여부를 판별하는 추가적인 절차가 진행된다.Therefore, compared to the general TSCH driving procedure, an additional procedure of determining whether to perform a schedule is performed after referring to the link schedule information.

ASN은 네트워크가 시작된 이후부터 세어온 타임슬롯의 순서를 의미하며, EB(Enhanced Beacon)에 포함되어 배포된다. 모든 장치들은 네트워크에 참여하기 위해 EB를 수신해야 하며, 수신된 뒤로는 동기화되어 동작하므로, 동일한 TSCH 네트워크에 참여한 장치들은 모두 동일한 ASN을 공유하며, 이를 기반으로 동작한다.ASN refers to the sequence of timeslots counted from the start of the network, and is included in EB (Enhanced Beacon) and distributed. All devices must receive an EB in order to participate in the network, and after they are received, they operate in synchronization, so all devices participating in the same TSCH network share the same ASN and operate based on this.

논리 슬롯프레임을 유지하는 장치들은 이 ASN에 기반하여 논리 슬롯프레임을 구성하게 된다.Devices that maintain a logical slot frame configure a logical slot frame based on this ASN.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

논리 슬롯프레임 관리부(40)는 식 1과 식 2를 통해 현재 유지하고 있는 ASN에 대한 논리 슬롯프레임의 카운터와 슬롯 오프셋을 계산할 수 있으며, 구성하고 있는 논리 슬롯프레임 각각에 대해 슬롯 오프셋과 카운터를 개별적으로 유지해야 한다. The logical slot frame management unit 40 can calculate the counter and slot offset of the logical slot frame for the currently maintained ASN through Equation 1 and Equation 2, and individually calculate the slot offset and the counter for each of the configured logical slot frames. Should be maintained.

이 값들은 타임슬롯의 시작 (또는 종료) 시점에서 ASN의 갱신과 함께 조정되어야 하며, 이러한 절차는 도 7에 표현되어 있다.These values must be adjusted with the update of the ASN at the start (or end) of the timeslot, and this procedure is represented in FIG. 7.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치 및 방법은 산업 무선 센서 네트워크 장치에 다양한 응용 서비스가 동작하는 상황에서 각 응용 서비스에서 발생하는 다양한 트래픽에 대해 적응적으로 링크 스케줄을 생성하는 TSCH 스케줄링 방법에 대한 것이다. The scheduling apparatus and method using a logical slot frame according to the present invention described above is for adaptively generating a link schedule for various traffic generated by each application service in a situation where various application services are operated in an industrial wireless sensor network device It is about the TSCH scheduling method.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto are included in the present invention. It will have to be interpreted.

10. 네트워크 계층 구동부
20. 6Top 구동부
30. TSCH 구동부
40. 논리 슬롯프레임 관리부
50. 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부
60. 논리 슬롯프레임 스케줄링 장치
10. Network layer driver
20. 6Top driving part
30. TSCH driver
40. Logic slot frame management unit
50. Logical slot frame schedule execution decision unit
60. Logical slot frame scheduling device

Claims (7)

슬롯오프셋 카운터와 슬롯프레임 카운터를 각 논리 슬롯프레임에 대해 별도로 관리하고, 다수의 응용이 수행될 때, 각 응용에서 주기적으로 발생시키는 트래픽 패턴에 일치하는 논리적 슬롯프레임을 각 응용에 할당하는 논리 슬롯프레임 관리부;
이웃 정보 테이블, 전송 기록 통계 등을 바탕으로 링크 스케줄링을 수행하는 논리 슬롯프레임 스케줄링 장치;
중첩되는 스케줄 사이의 우선순위를 결정하거나, 다수의 논리 슬롯프레임 스케줄 사이에서 순서를 결정하기 위한 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부;
논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정부에서 제공하는 스케줄을 참조하여 동작하는 TSCH 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치.
Logical slot frame that manages the slot offset counter and slot frame counter separately for each logical slot frame, and allocates logical slot frames that match the traffic pattern periodically generated by each application when multiple applications are executed. Management;
A logical slot frame scheduling device that performs link scheduling based on a neighbor information table and transmission record statistics;
A logical slot frame schedule execution determining unit for determining priorities between overlapping schedules or determining an order among a plurality of logical slot frame schedules;
A scheduling apparatus using a logical slot frame, comprising: a TSCH driver that operates with reference to a schedule provided by the logical slot frame schedule execution determiner.
제 1 항에 있어서, 논리 슬롯프레임은 각 장치의 트래픽 생성 주기에 일치하는 길이로 생성되고, 장치의 트래픽 생성주기는 응용 계층에서 명시적으로 정보를 전달하고, 트래픽이 TSCH 장치로 유입되는 주기를 분석하여 파악하는 것을 특징으로 하는 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치.The method of claim 1, wherein the logical slot frame is generated with a length corresponding to the traffic generation period of each device, and the traffic generation period of the device explicitly transmits information in the application layer, and the period in which traffic flows into the TSCH device. Scheduling device using a logical slot frame, characterized in that to analyze and understand. 제 1 항에 있어서, 논리 슬롯프레임 관리부에서,
현재 운용되고 있는 모든 논리 슬롯프레임들을 관리하게 되며, 각 논리 슬롯프레임은 논리 슬롯프레임의 길이, 논리 슬롯프레임 내의 슬롯오프셋 카운터, 슬롯프레임 카운터 정보로 구성되는 것을 특징으로 하는 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치.
The method of claim 1, wherein in the logical slot frame management unit,
All logical slot frames currently in operation are managed, and each logical slot frame consists of the length of the logical slot frame, the slot offset counter in the logical slot frame, and the slot frame counter information. Device.
제 3 항에 있어서, 논리 슬롯프레임의 슬롯오프셋 카운터는 논리 슬롯프레임 길이를 최대치로 가지는 카운터이며, 오버플로우(Overflow)될 경우 다시 0으로 초기화되어 논리 슬롯프레임 내의 현재 시점을 파악하는 것을 특징으로 하는 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치.The method of claim 3, wherein the slot offset counter of the logical slot frame is a counter having a logical slot frame length as a maximum value, and when overflowed, it is initialized to 0 again to determine the current time in the logical slot frame. Scheduling device using logical slot frames. 제 4 항에 있어서, 매 타임슬롯의 시작 또는 끝에서 논리 슬롯프레임 관리부는 관리하는 모든 논리 슬롯프레임에 관련된 카운터를 조정하는 것을 특징으로 하는 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein at the beginning or end of each timeslot, the logical slot frame management unit adjusts counters related to all managed logical slot frames. 제 1 항에 있어서, 논리 슬롯프레임 스케줄링 장치에서 생성된 스케줄은 논리 슬롯프레임 스케줄 테이블에 기록되며, 이 테이블은 각 스케줄이 적용된 논리 슬롯프레임 정보를 포함해야 하므로, 스케줄 테이블에서 논리 슬롯프레임의 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 장치.The method of claim 1, wherein the schedule generated by the logical slot frame scheduling apparatus is recorded in a logical slot frame schedule table, and since the table must include information on the logical slot frame to which each schedule is applied, the length of the logical slot frame is determined in the schedule table. Scheduling device using a logical slot frame comprising a. 슬롯오프셋 카운터와 슬롯프레임 카운터를 각 논리 슬롯프레임에 대해 별도로 관리하고, 다수의 응용이 수행될 때, 각 응용에서 주기적으로 발생시키는 트래픽 패턴에 일치하는 논리적 슬롯프레임을 각 응용에 할당하는 논리 슬롯프레임 관리 단계;
이웃 정보 테이블, 전송 기록 통계 등을 바탕으로 링크 스케줄링을 수행하는 논리 슬롯프레임 스케줄링 단계;
중첩되는 스케줄 사이의 우선순위를 결정하거나, 다수의 논리 슬롯프레임 스케줄 사이에서 순서를 결정하기 위한 논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정 단계;
논리 슬롯프레임 스케줄 수행 결정 단계에서 제공하는 스케줄을 참조하여 동작하는 TSCH 구동 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 논리적 슬롯프레임을 활용한 스케줄링 방법.
Logical slot frame that manages the slot offset counter and slot frame counter separately for each logical slot frame, and allocates logical slot frames that match the traffic pattern periodically generated by each application when multiple applications are executed. Management stage;
A logical slot frame scheduling step of performing link scheduling based on a neighbor information table and transmission record statistics;
A determining step of performing a logical slot frame schedule for determining a priority between overlapping schedules or determining an order among a plurality of logical slot frame schedules;
And a TSCH driving step of operating with reference to a schedule provided in the logical slot frame schedule execution determination step.
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