WO2015156485A1

WO2015156485A1 - 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 ｔｄｍａ 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법

Info

Publication number: WO2015156485A1
Application number: PCT/KR2015/000768
Authority: WO
Inventors: 정상화; 이화경
Original assignee: University Industry Cooperation Foundation of Pusan National University
Current assignee: University Industry Cooperation Foundation of Pusan National University
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2015-10-15
Anticipated expiration: 2016-10-07
Also published as: KR101527151B1

Abstract

본 발명은 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄을 개선하기 위하여,깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하는 타임 슬롯 정보 수집부;DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하는 충돌 관계 정의 모듈;상기 충돌 관계 정의 모듈을 통하여 정의된 충돌 정보를 수신하는 충돌 정보 수신부;상기 충돌 정보 수신부를 통하여 수신한 정보와 자신의 정보를 비교하여 충돌을 일으키지 않는 구간을 선택하는 정보 비교 및 구간 선택부;선택된 구간에 스케줄링 되기 위해 이동해야 할 스케줄 오프셋 값을 계산하는 스케줄 오프셋 값 계산부;각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보를 계산하고 주변 충돌 정보의 참조를 통하여 계산된 스케줄 오프셋 값을 더하여 충돌을 피해 슬롯을 이동할 수 있는 충돌 회피 오프셋을 제공하여 스케줄을 조정하는 스케줄 조정부;를 포함하는 것이다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 11.03.2015]　산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 ＴＤＭＡ 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법

본 발명은 산업 무선 센서 네트워크에 관한 것으로, 구체적으로 깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하고, 클러스터 헤드를 중심으로 그 구간 내에서 동일한 깊이의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당받도록 한 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.

산업 환경의 무선 센서 네트워크는 대규모 환경에서 네트워크를 관리하므로 그에 맞는 적절한 MAC, 네트워크 프로토콜 및 스케줄링 기법의 선택이 요구된다.

네트워크 프로토콜은 평면과 클러스터 토폴로지로 나눌 수 있다. 네트워크상에 존재하는 노드 수가 많아지면, 단순한 트리구조로는 효율적인 네트워크 관리를 할 수 없다.

따라서, 클러스터 토폴로지를 사용하여, 네트워크 전체를 그룹화 하여 통신함으로써 트래픽 부하를 줄일 수 있다.

MAC 프로토콜 관점에서는 수많은 센서들로부터 데이터를 수집해야 하므로 경쟁기반 프로토콜 대신 예약기반 프로토콜을 사용하는 것이 적절하다. 왜냐하면, 경쟁기반 프로토콜이 네트워크 밀집도가 높아질수록 충돌이 더 자주 발생한다는 문제점을 갖기 때문이다.

따라서, 예약기반 프로토콜인 TDMA를 사용함으로써 성능과 신뢰성을 갖추고자 하고 있다.

스케줄링 기법은 크게 중앙 집중 기법과 분산 기법이 있다.

중앙 집중 기법은 기지국에서 전체 네트워크에 대한 정보를 관리하므로 기지국을 통한 최적화된 스케줄을 제공할 수 있는 장점이 있다.

하지만, 전체 네트워크 정보를 수집하고 스케줄 정보를 다시 전달하기 위해 많은 트래픽이 유발될 수 있고, 네트워크 규모가 커지면 정보 교환에 걸리는 지연시간이 매우 길어진다.

반면 분산 기법은 네트워크상의 각 노드가 자신의 스케줄을 결정하는 방식이므로 중앙 집중식에 비해 트래픽이 적고 스케줄링에 소요되는 시간이 짧다. 따라서 산업 무선 센서 네트워크와 같이 큰 규모의 네트워크에 적용하기에 적합하다.

결과적으로는, 이러한 관점이 잘 결합 된 프로토콜을 개발함으로 해서 대규모 환경에서 적용할 수 있는 최적의 무선 센서 네트워크 관리 기술을 개발하는 것이 요구된다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 산업 무선 센서 네트워크 관리의 문제를 해결하기 위한 것으로, 깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하고, 클러스터 헤드를 중심으로 그 구간 내에서 동일한 깊이의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당받도록 한 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 네트워크상의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당받을 수 있고 동일한 깊이의 서로 다른 클러스터 간에는 병렬적으로 같은 구간에서 통신할 수 있도록 한 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 DB-TDMA가 줄이지 못한 서로 다른 깊이의 노드 간 통신을 병렬적으로 수행하도록 하고 형제 클러스터 간 충돌 문제를 제거할 수 있는 슬롯 할당을 포함하여, DB-TDMA 스케줄링을 유지할 수 있도록 한 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하고 충돌 정보를 수신할 때, 자신의 스케줄을 변경하는 구성을 포함하는 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 산업 무선 센서 네트워크 환경에서의 저전력 및 지연시간 단축을 가능하도록 하여 공장의 생산 공정 관리, 해양 플랜트, 바다 양식장 환경 정보 수집 등 수집 데이터를 응용하여 시스템을 관리하는 모든 분야에 적용될 수 있도록 한 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치는 깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄을 개선하기 위하여, 깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하는 타임 슬롯 정보 수집부;DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하는 충돌 관계 정의 모듈;상기 충돌 관계 정의 모듈을 통하여 정의된 충돌 정보를 수신하는 충돌 정보 수신부;상기 충돌 정보 수신부를 통하여 수신한 정보와 자신의 정보를 비교하여 충돌을 일으키지 않는 구간을 선택하는 정보 비교 및 구간 선택부;선택된 구간에 스케줄링 되기 위해 이동해야 할 스케줄 오프셋 값을 계산하는 스케줄 오프셋 값 계산부;각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보를 계산하고 주변 충돌 정보의 참조를 통하여 계산된 스케줄 오프셋 값을 더하여 충돌을 피해 슬롯을 이동할 수 있는 충돌 회피 오프셋을 제공하여 스케줄을 조정하는 스케줄 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 방법은 깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄을 개선하기 위하여, 깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하는 단계;DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하여 충돌 정보를 수신하는 단계;수신한 정보와 자신의 정보를 비교하여 충돌을 일으키지 않는 구간을 선택하고, 선택된 구간에 스케줄링 되기 위해 이동해야 할 스케줄 오프셋 값(Movement)을 계산하는 단계;각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보를 계산하고 주변 충돌 정보의 참조를 통하여 계산된 스케줄 오프셋 값을 더하여 충돌을 피해 슬롯을 이동할 수 있는 충돌 회피 오프셋을 제공하여 스케줄을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄을 개선하기 위하여,Send 조건이면 개선을 위한 방법을 수행하고, None이면 수행하지 않는 방식으로 진행하고,Send 조건일 때, 센서 노드 n의 타임 슬롯 스케줄 정보를 주변 클러스터 헤드가 수신할 수 있도록 브로드캐스트(Broadcast)하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보는,

으로 계산하고, 각 클러스터의 깊이 값에 따라 슬롯 할당이 시작되는 구간을 S_head(d), 클러스터 내의 노드들이 사용할 각 슬롯을 정하는 offset을 S_TDMA로 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 클러스터 헤드를 중심으로 그 구간 내에서 동일한 깊이의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당받도록 하여 효율적인 산업 무선 센서 네트워크 관리가 가능하다.

둘째, 네트워크상의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당받을 수 있고 동일한 깊이의 서로 다른 클러스터 간에는 병렬적으로 같은 구간에서 통신할 수 있도록 한다.

셋째, DB-TDMA가 줄이지 못한 서로 다른 깊이의 노드 간 통신을 병렬적으로 수행하도록 하고 형제 클러스터 간 충돌 문제를 제거할 수 있다.

넷째, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하고 충돌 정보를 수신할 때, 자신의 스케줄을 변경하는 것이 가능하다.

다섯째, 산업 무선 센서 네트워크 환경에서의 저전력 및 지연시간 단축을 가능하도록 하여 공장의 생산 공정 관리, 해양 플랜트, 바다 양식장 환경 정보 수집 등 수집 데이터를 응용하여 시스템을 관리하는 모든 분야에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 방법을 나타낸 플로우 차트

도 3은 HEED 기반 토폴로지 일 예를 나타낸 구성도

도 4와 도 5는 DB-TDMA 통신에 따른 충돌 유형을 나타낸 구성도

도 6과 도 7은 DB-TDMA 슬롯 스케줄링 결과 및 본 발명에 따른 개선된 DB-TDMA 슬롯 스케줄링 결과 그래프

이하, 본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명은 깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하고, 클러스터 헤드를 중심으로 그 구간 내에서 동일한 깊이의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당 받는 것으로, 네트워크상의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당 받을 수 있고 동일한 깊이의 서로 다른 클러스터 간에는 병렬적으로 같은 구간에서 통신할 수 있도록 하는 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링에 관한 것이다.

특히, DB-TDMA가 줄이지 못한 서로 다른 깊이의 노드 간 통신을 병렬적으로 수행하도록 하고 형제 클러스터 간 충돌 문제를 제거할 수 있는 슬롯 할당을 포함하여, DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하고 충돌 정보를 수신할 때, 자신의 스케줄을 변경하는 구성을 포함하는 것이다.

무선 센서 네트워크에서 에너지 소모를 줄이고 다양한 지연시간을 줄이는 기법을 적용한 기술이 많이 존재한다. 하지만 대부분이 주파수 분할 관점, 클러스터 형성 관점, 슬롯 길이를 조절하는 방법 관하여 초점이 되어 있으므로 슬롯 할당의 관점에서는 거의 활용되지 않았다.

본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법은 산업 무선 센서 네트워크와 같은 매우 큰 환경에서 구축된 클러스터 네트워크를 기반으로 각 센서 노드에 분산적으로 타임 슬롯을 할당하기 위한 효율적인 방법을 제시하는 것이다.

본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치는 도 1에서와 같이, 깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하는 타임 슬롯 정보 수집부(10)와, DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하는 충돌 관계 정의 모듈(20)과, 충돌 정보를 수신하는 충돌 정보 수신부(30)와, 수신한 정보와 자신의 정보를 비교하여 충돌을 일으키지 않는 구간을 선택하는 정보 비교 및 구간 선택부(40)와, 선택된 구간에 스케줄링 되기 위해 이동해야 할 스케줄 오프셋 값을 계산하는 스케줄 오프셋 값 계산부(50)와, 각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보를 계산하고 주변 충돌 정보의 참조를 통하여 계산된 스케줄 오프셋 값을 더하여 충돌을 피해 슬롯을 이동할 수 있는 충돌 회피 오프셋을 제공하여 스케줄을 조정하는 스케줄 조정부(60)를 포함한다.

이와 같은 본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치를 이용한 클러스터 네트워크 형성 및 TDMA 스케줄링 과정은 다음과 같다.

도 2에서와 같이, HEED 클러스터 셋업(S201) 및 TDMA Reservation Period Schedule Message 전파 단계(S202)를 거쳐 깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄 개선을 위한 단계를 수행한다.(S203)

깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄을 개선하기 위한 단계는,

깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하는 단계와, DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하여 충돌 정보를 수신하는 단계와, 수신한 정보와 자신의 정보를 비교하여 충돌을 일으키지 않는 구간을 선택하는 단계와, 선택된 구간에 스케줄링 되기 위해 이동해야 할 스케줄 오프셋 값을 계산하는 단계와, 각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보를 계산하고 주변 충돌 정보의 참조를 통하여 계산된 스케줄 오프셋 값을 더하여 충돌을 피해 슬롯을 이동할 수 있는 충돌 회피 오프셋을 제공하여 스케줄을 조정하는 단계를 포함한다.

이와 같은 깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄 개선을 위한 단계를 깊이=1(Depth=1)까지 진행하고(S204), 클러스터 steady Phase TDMA Data Period을 반복하는 과정을 에너지가 모두 소진될 때까지 진행한다.(S206)

이와 같은 본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법은 분산 스케줄링 기법 중 DB-TDMA기법을 개선시킨 방법이다.

DB-TDMA는 네트워크상의 각 노드가 지닌 깊이정보를 통해 깊이별로 스케줄링을 수행하여 단계적으로 데이터 수집이 가능하게 하고 있다.

도 3의 예제 토폴로지를 DB-TDMA로 스케줄링하면 도 6에서와 같은 결과를 얻을 수 있다.

그 방법은 깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하고, 클러스터 헤드를 중심으로 그 구간 내에서 동일한 깊이의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당받는 것이다.

이에 의해 네트워크상의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당 받을 수 있고 동일한 깊이의 서로 다른 클러스터 간에는 병렬적으로 같은 구간에서 통신할 수 있다.

하지만 이러한 방법은 도 4b에 명시된 형제 노드간의 충돌을 일으켜 네트워크의 신뢰성을 떨어뜨린다. 깊이의 노드 간의 신호 간섭을 고려하지 않고 병렬 스케줄링을 수행하기 때문이다.

또한, 도 4의 경우처럼 직접적 신호 간섭이 없음에도 깊이가 달라서 다른 구간에 스케줄 되어 효율적인 슬롯 할당이 이루어지지 않는 상황도 발생한다.

본 발명은 DB-TDMA가 줄이지 못한 서로 다른 깊이의 노드 간 통신을 병렬적으로 수행하도록 하고 형제 클러스터 간 충돌 문제를 제거할 수 있는 슬롯 할당 기법을 제시한다.

DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하고 충돌 정보를 수신할 때, 자신의 스케줄을 변경한다.

이때, 스케줄 개선 수행 조건을 도 4와 도 5에 의해 분류하면 다음과 같은 식에 따라 나눌 수 있다.

Send 조건이면 개선된 방법을 수행하고, None이면 수행하지 않는 방식이다.

Send 조건일 때, 센서 노드 n의 타임 슬롯 스케줄 정보를 주변 클러스터 헤드가 수신할 수 있도록 브로드캐스트(Broadcast)한다.

수학식 1

이어서 수신한 정보와 자신의 정보를 비교하여 충돌을 일으키지 않는 구간을 선택하고, 이 구간에 스케줄링 되기 위해 이동해야 할 스케줄 오프셋 값을 계산한다. 이를 Movement라고 정의한다.

Movement 값을 따로 정의하면, 지속적인 스케줄 변경 시도에 대해 스케줄 전체를 변경하지 않고 offset값 수정만으로도 스케줄 변경이 가능해진다.

수학식 2

주변 충돌 정보의 참조를 통한 Movement값 계산 후에 각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보는 수학식 2로 계산한다.

각 클러스터의 깊이 값에 따라 슬롯 할당이 시작되는 구간을 S_head(d)라 하고, 그에 더하여 클러스터 내의 노드들이 사용할 각 슬롯을 정하는 offset을 S_TDMA로 하는 것이 DB-TDMA의 할당 기법이다.

그리고 본 발명은 이 값에 Movement를 더하여 충돌을 피해 슬롯을 이동할 수 있는 충돌 회피 Offset을 제공한다.

위 식을 이용하여 모든 노드가 스케줄을 조정하고 나면 도 7에서 같이 이전의 DB-TDMA 기법인 도 6에 비해 지연시간이 줄어든 스케줄을 얻을 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법을 적용을 위해서는 HEED(Hybrid, Energy-Efficient Distributed Clustering Approach) 기반의 클러스터 네트워크를 구축할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어가 필요하다.

산업 환경에서 구축되어 있는 유선 모니터링 장비를 저가의 무선 기반 네트워크로 대체하고자 하는 움직임이 산업계에서 활발하게 일고 있다. 이와 함께 센서에 사용되는 MCU가 계속 발전되고 있기 때문에 더 많은 환경에 무선 센서 네트워크를 적용할 수 있는 기반이 마련되고 있다.

그리고 다량의 센서가 설치되어 있는 산업 환경에서 보다 오랜 시간 동안 기능을 수행할 수 있어야하므로, 에너지 효율성 관점은 계속 요구될 것이며, 에너지 소모를 줄이고 데이터 수집에 따른 지연시간을 줄이기 위해서 분산적인 스케줄링 기법이 필요하다.

따라서, 본 발명에 따른 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법에서 제시하고 있는 데이터 수집 응용에서 높은 에너지 효율성과 낮은 지연 시간을 제공하는 DB-TDMA 개선 기법은 필요성이 높다.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

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.

본 발명은 깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하고, 클러스터 헤드를 중심으로 그 구간 내에서 동일한 깊이의 모든 노드가 타임 슬롯을 할당받도록 한 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.

Claims

깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄을 개선하기 위하여,

깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하는 타임 슬롯 정보 수집부;

DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하는 충돌 관계 정의 모듈;

상기 충돌 관계 정의 모듈을 통하여 정의된 충돌 정보를 수신하는 충돌 정보 수신부;

상기 충돌 정보 수신부를 통하여 수신한 정보와 자신의 정보를 비교하여 충돌을 일으키지 않는 구간을 선택하는 정보 비교 및 구간 선택부;

선택된 구간에 스케줄링 되기 위해 이동해야 할 스케줄 오프셋 값을 계산하는 스케줄 오프셋 값 계산부;

각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보를 계산하고 주변 충돌 정보의 참조를 통하여 계산된 스케줄 오프셋 값을 더하여 충돌을 피해 슬롯을 이동할 수 있는 충돌 회피 오프셋을 제공하여 스케줄을 조정하는 스케줄 조정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 장치.
깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄을 개선하기 위하여,

깊이에 따라 전체 주기에서 사용 가능한 타임 슬롯 구간을 정하는 단계;

DB-TDMA 스케줄링을 유지하면서, 주변 2홉 노드의 타임 슬롯 정보 수집을 통해 충돌 관계를 정의하여 충돌 정보를 수신하는 단계;

수신한 정보와 자신의 정보를 비교하여 충돌을 일으키지 않는 구간을 선택하고, 선택된 구간에 스케줄링 되기 위해 이동해야 할 스케줄 오프셋 값(Movement)을 계산하는 단계;

각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보를 계산하고 주변 충돌 정보의 참조를 통하여 계산된 스케줄 오프셋 값을 더하여 충돌을 피해 슬롯을 이동할 수 있는 충돌 회피 오프셋을 제공하여 스케줄을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 방법.
제 2 항에 있어서, 깊이(Depth)별로 클러스터 스케줄을 개선하기 위하여,

Send 조건이면 개선을 위한 방법을 수행하고, None이면 수행하지 않는 방식으로 진행하고,

Send 조건일 때, 센서 노드 n의 타임 슬롯 스케줄 정보를 주변 클러스터 헤드가 수신할 수 있도록 브로드캐스트(Broadcast)하는 것을 특징으로 하는 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 각 노드에 부여되는 최종 슬롯 정보는,

으로 계산하고,

각 클러스터의 깊이 값에 따라 슬롯 할당이 시작되는 구간을 S_head(d), 클러스터 내의 노드들이 사용할 각 슬롯을 정하는 offset을 S_TDMA로 하는 것을 특징으로 하는 산업 무선 센서 네트워크의 깊이 기반 TDMA 분산 슬롯 스케줄링 방법.