KR102174377B1 - Apparatus and method for controlling time-synch of node - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 노드 시간동기 제어 장치는, 동기 정보가 포함된 메시지를 네크워크에서의 이웃 노드들에 전파하여 동기 정보를 공유하는 동기 정보 송수신부와, 다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하여 네트워크 시간 기준(NTR; Network Time Reference)을 선정하는 NTR 선정부와, 선택된 상기 기준 노드의 NTR에 의거하여, 상기 본인 노드의 시간동기 보정을 수행하는 제 1 시간동기 보정부와, 상기 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보에 의거하여, 상기 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행하는 제 2 시간동기 보정부를 포함할 수 있다.The node time synchronization control apparatus according to the present invention includes a synchronization information transmitting/receiving unit for sharing synchronization information by propagating a message including synchronization information to neighboring nodes in a network, and one of a plurality of neighboring nodes or an own node. An NTR selection unit that selects as a node and selects a network time reference (NTR); a first time synchronization correction unit that performs time synchronization correction of the own node based on the NTR of the selected reference node; It may include a second time synchronization correction unit for performing distributed time synchronization correction of the own node based on synchronization information received from the plurality of neighboring nodes.

Description

노드 시간동기 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TIME-SYNCH OF NODE}Node time synchronization control device and method thereof {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TIME-SYNCH OF NODE}

본 발명은 네트워크에서 노드의 시간동기를 제어하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기준 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜과 분산 시간 동기화 프로토콜을 결합한 하이브리드(Hybrid) 시간 동기화를 기반으로 노드들 사이의 시간동기를 제어할 수 있는 노드 시간동기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for controlling time synchronization of nodes in a network, and more particularly, time synchronization between nodes based on hybrid time synchronization that combines a time synchronization protocol based on a reference node and a distributed time synchronization protocol. It relates to a node time synchronization control apparatus and method capable of controlling the.

알려진 바와 같이, 다양한 형태의 네트워크, 예컨대 모바일 애드훅(Mobile ad-hoc) 네트워크, 센서 네트워크 및 군 전술 네트워크 등에서는 정확한 정보 획득을 위하여 통신 노드들 사이의 시간동기를 맞추는 것이 반드시 필요하다.As is known, in various types of networks, such as a mobile ad-hoc network, a sensor network, and a military tactical network, it is necessary to synchronize time between communication nodes in order to obtain accurate information.

또한, 시분할 다중 접속 방식(TDMA: Time Division Multiple Access) 등과 같은 통신의 프로토콜을 지원하기 위해서도 통신 노드들 사이의 시간 동기화는 필수적이다.In addition, time synchronization between communication nodes is essential in order to support communication protocols such as Time Division Multiple Access (TDMA).

일반적으로, 기지국 기반의 셀룰러 망의 경우에는 통신 노드들 사이의 시간 동기화를 위해 기지국이 주기적으로 프리앰블(preamble)을 전송하여 이를 기준으로 각 노드들의 시간을 동기화시키는 방식을 취하고 있다.In general, in the case of a base station-based cellular network, a base station periodically transmits a preamble for time synchronization between communication nodes and synchronizes the time of each node based on this.

반면에, 기지국이 존재하지 않는 애드훅(ad-hoc) 네트워크의 경우에는 전송하고자 하는 노드에서 프리앰블을 포함하여 패킷을 전송하고 수신 노드에서 이를 기준으로 시간동기를 맞추는 방식을 취하고 있다.On the other hand, in the case of an ad-hoc network without a base station, a node to be transmitted transmits a packet including a preamble, and a receiving node performs a time synchronization based on this.

그러나, 애드훅 네트워크에서는, 기지국과는 달리 각 노드의 자체 시간 정확도가 떨어지며, 또한 여러 홉수를 다단계로 거치면서 오차가 누적되기 때문에, 프리앰블을 사용하여 전송할 노드가 자신의 전송 시점을 1개의 슬롯 바운더리(slot boundary) 안에서 정확하게 결정하기가 어렵다는 문제가 있다.However, in an ad-hook network, unlike a base station, each node's own time accuracy is degraded, and errors are accumulated by passing through multiple hop counts in multiple stages, so that a node to transmit using a preamble determines its transmission time by one slot boundary. There is a problem that it is difficult to accurately determine within the (slot boundary).

또한, 애드훅 네트워크에서는 노드가 데이터를 획득하는 경우에도 정확한 획득 시점을 알아내기도 어렵다는 문제가 있다.In addition, in the ad-hook network, even when a node acquires data, it is difficult to find out the exact acquisition time.

따라서, 상술한 바와 같은 이유로 인해 애드훅 및 센서 네트워크 등에서는 프리앰블이 사용되어도 추가적으로 노드들 사이의 글로벌(global) 시간 동기화가 필요하며, 이러한 글로벌 시간 동기화는 주로 노드들 사이에 자신의 타임스탬프(timestamp)를 주고받는 방식으로 이루어진다.Therefore, for the above-described reasons, even if preambles are used in adhooks and sensor networks, global time synchronization between nodes is additionally required, and such global time synchronization is mainly performed by their own timestamp between nodes. ) Is exchanged.

여기에서, 타임스탬프를 기반으로 네트워크의 시간 동기화를 달성하는 방식은 크게 2가지 방식으로 나누어질 수 있다. 예컨대, 즉, 기준(reference) 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜과 컨센서스(consensus) 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜이 있다.Here, a method of achieving time synchronization of a network based on a time stamp can be roughly divided into two methods. For example, there are a time synchronization protocol based on a reference node and a distributed time synchronization protocol based on a consensus.

먼저, 기준 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜은 네트워크 안에서 기준 노드(루트 노드)를 선정하고, 해당 기준 노드의 타임스탬프를 기준으로 나머지 노드들의 시간을 동기화시키는 방식이다.First, the reference node-based time synchronization protocol is a method of selecting a reference node (root node) in the network and synchronizing the time of the remaining nodes based on the time stamp of the reference node.

그리고, 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜은 각 노드들이 분산 방식으로 타임스탬프를 포함한 시간 동기 메시지(Beacon; 비콘)를 주기적으로 교환한 후 자신을 포함한 이웃 노드들의 타임스탬프 정보를 평균화하여 시간동기를 보정하는 방식이다. 즉, 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화에서는 각 노드가 이웃하는 노드들 사이에 시간동기 정보의 평균값이 네트워크 전체로 퍼져나감으로써 시간동기를 달성할 수 있다. 이러한 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화 모델은 기준이 되는 기준 노드(루트 노드)가 필요 없는 만큼 유동적인 네트워크에서 활용도가 높고 이웃하는 노드끼리의 시간동기 정확성이 상대적으로 높은 것이 특징이다.In addition, the consensus-based distributed time synchronization protocol corrects time synchronization by averaging the time stamp information of neighboring nodes including themselves after each node periodically exchanges a time synchronization message (beacon) including a time stamp in a distributed manner. This is the way to do it. That is, in the consensus-based distributed time synchronization, time synchronization can be achieved by spreading the average value of time synchronization information between neighboring nodes of each node throughout the network. This consensus-based distributed time synchronization model is characterized by high utilization in a flexible network and relatively high accuracy of time synchronization between neighboring nodes as it does not require a reference node (root node) as a reference.

여기에서, 기준 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜로는, 예컨대 FTSP(Flooding Time Sychronization Protocol), PulseSync, Glossy 등이 대표적이며, 컨센서스 기반의 분산 시간 동기화 프로토콜로는, 예컨대 GTSP(Gradient Time Synchronization Protocol), MTS, ATS 등이 대표적이다.Here, as a reference node-based time synchronization protocol, for example, FTSP (Flooding Time Synchronization Protocol), PulseSync, Glossy, etc. are representative, and as a consensus-based distributed time synchronization protocol, for example, GTSP (Gradient Time Synchronization Protocol), MTS , ATS, etc. are representative.

먼저, 컨센서스 기반의 시간 동기화 프로토콜에서는, 하나의 노드를 기준으로 전체 노드의 시간동기를 맞추는 기준 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜과는 달리, 기준으로 삼을 노드가 없이 이웃 노드, 나아가 네트워크 내 전체 노드들의 시간동기를 맞추어야 하기 때문에 동기화 완료 시간이 상대적으로 길어지게 되는 문제가 있다.First, in the consensus-based time synchronization protocol, unlike a reference node-based time synchronization protocol that synchronizes the time synchronization of all nodes based on one node, there is no node to use as a reference, and There is a problem that the synchronization completion time is relatively long because time synchronization must be adjusted.

또한, 컨센서스 기반의 시간 동기화 프로토콜은 시간동기 주기가 정적으로 고정이 되어 있어서, 시간동기 에러가 없는 안정적인 상황에서도 불필요한 시간동기 메시지를 주기적으로 전송해야 하기 때문에 그로 인해 에너지 소모가 과도하게 되는 문제가 있다.In addition, the time synchronization protocol based on the consensus has a static time synchronization period, so there is a problem that energy consumption is excessive because unnecessary time synchronization messages must be periodically transmitted even in a stable situation without time synchronization errors. .

즉, 컨센서스 기반의 시간 동기화 프로토콜에서는 1홉 내 이웃 노드들로부터 시간동기 메시지를 받은 후에 평균화하기 때문에, 시간동기 주기가 짧을수록 동기화 완료 시간이 짧아지는 반면에 그만큼 많은 수의 시간동기 메시지를 전송해야 하기 때문에 에너지 소모가 늘어난다.In other words, in the consensus-based time synchronization protocol, time synchronization messages are received from neighboring nodes within one hop and then averaged, so the shorter the time synchronization period, the shorter the synchronization completion time, while the larger number of time synchronization messages must be transmitted. Because of this, energy consumption increases.

반대로, 컨센서스 기반의 시간 동기화 프로토콜은 시간동기 주기가 길어지면 에너지 소모가 줄어드는 반면에 네트워크 전체의 시간동기 달성에 걸리는 동기화 완료시간이 길어지게 되는 문제가 있다.Conversely, the consensus-based time synchronization protocol has a problem in that energy consumption decreases when the time synchronization period is lengthened, while the synchronization completion time required to achieve the time synchronization of the entire network becomes longer.

한국등록특허 제10-1788196호(공고일: 2017. 10. 19.)Korean Patent Registration No. 10-1788196 (Announcement date: October 19, 2017)

본 발명은, 기준 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜과 분산 시간 동기화 프로토콜을 결합한 하이브리드(Hybrid) 시간 동기화를 기반으로 노드들 사이의 시간동기를 제어할 수 있는 네트워크에서의 노드 시간동기 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a node time synchronization control apparatus and method in a network capable of controlling time synchronization between nodes based on a hybrid time synchronization that combines a reference node-based time synchronization protocol and a distributed time synchronization protocol. I want to provide.

본 발명은 기준 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜과 분산 시간 동기화 프로토콜을 결합한 하이브리드 시간 동기화를 기반으로 노드의 시간동기를 제어할 수 있는 네트워크에서의 노드 시간동기 제어 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하고자 한다.The present invention stores a computer program that allows the processor to perform a node time synchronization control method in a network capable of controlling time synchronization of nodes based on hybrid time synchronization that combines a reference node-based time synchronization protocol and a distributed time synchronization protocol. It is intended to provide a computer-readable recording medium.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the ones mentioned above, and another problem to be solved that is not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following descriptions. will be.

본 발명은, 일 관점에 따라, 동기 정보가 포함된 메시지를 네트워크에서의 이웃 노드들에 전파하여 동기 정보를 공유하는 동기 정보 송수신부와, 다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하여 네트워크 시간 기준(NTR; Network Time Reference)을 선정하는 NTR 선정부와, 선택된 상기 기준 노드의 NTR에 의거하여, 상기 본인 노드의 시간동기 보정을 수행하는 제 1 시간동기 보정부와, 상기 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보에 의거하여, 상기 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행하는 제 2 시간동기 보정부를 포함하는 노드 시간동기 제어 장치를 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a synchronization information transmission/reception unit for sharing synchronization information by propagating a message including synchronization information to neighboring nodes in a network, and one of a plurality of neighboring nodes or a user node as a reference node. An NTR selection unit that selects and selects a Network Time Reference (NTR); a first time synchronization correction unit that performs time synchronization correction of the own node based on the NTR of the selected reference node; and the plurality of It is possible to provide a node time synchronization control apparatus including a second time synchronization correction unit that performs distributed time synchronization correction of the own node based on synchronization information received from neighboring nodes of.

본 발명의 상기 동기 정보 송수신부는, 자신의 동기 정보를 포함하는 상기 메시지를 1홉의 이웃 노드들에게 전파할 수 있다.The synchronization information transmission/reception unit of the present invention may propagate the message including its own synchronization information to neighboring nodes of one hop.

본 발명의 상기 NTR 선정부는, 상기 본인 노드 및 상기 다수의 이웃 노드들 중 최소 ID를 갖는 노드를 상기 기준 노드로 선정할 수 있다.The NTR selection unit of the present invention may select a node having a minimum ID among the own node and the plurality of neighboring nodes as the reference node.

본 발명의 상기 NTR 선정부는, 상기 NTR을 기준으로 기 운용 중인 특정 노드가 있으면, 상기 특정 노드의 상대 ID와 상기 본인 노드의 본인 ID를 비교하여, 상기 상대 ID가 상기 본인 ID보다 빠르면 상기 특정 노드를 상기 기준 노드로 선택하고, 상기 본인 ID가 상기 상대 ID보다 빠르면 상기 본인 노드를 상기 기준 노드로 선택할 수 있다.The NTR selection unit of the present invention, if there is a specific node already operating based on the NTR, compares the relative ID of the specific node with the ID of the user, and if the relative ID is faster than the ID, the specific node Is selected as the reference node, and if the user ID is faster than the relative ID, the user node may be selected as the reference node.

본 발명은, 상기 NTR이 선정된 이후에 상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하여 이탈이 검출되면, NTR 이탈 정보를 생성하여 상기 다수의 이웃 노드들에게 전파하고, 상기 본인 노드의 상태를 초기화시킨 후 상기 동기 정보의 공유를 재실행하는 노드 관리부를 더 포함할 수 있다.In the present invention, after the NTR is selected, when the departure of the NTR is monitored and the departure is detected, NTR departure information is generated and propagated to the plurality of neighboring nodes, and after initializing the state of the own node, the It may further include a node management unit to re-execute the sharing of synchronization information.

본 발명의 상기 제 2 시간동기 보정부는, 상기 다수의 이웃 노드들로부터 수집한 동기 정보의 평균값을 이용하여 상기 본인 노드의 동기 정보를 보정할 수 있다.The second time synchronization corrector of the present invention may correct the synchronization information of the own node by using an average value of synchronization information collected from the plurality of neighboring nodes.

본 발명의 상기 네트워크는, MANET(Mobile Ad-hoc Network) 또는 센서 네트워크일 수 있다.The network of the present invention may be a mobile ad-hoc network (MANET) or a sensor network.

본 발명은, 다른 관점에 따라, 동기 정보가 포함된 메시지를 네트워크에서의 이웃 노드들에 전파하여 동기 정보를 공유하는 단계와, 다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하여 네트워크 시간 기준(NTR; network time reference)을 선정하는 단계와, 선택된 상기 기준 노드의 NTR에 의거하여, 상기 본인 노드의 시간동기 보정을 수행하는 단계와, 상기 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보에 의거하여, 상기 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행하는 단계를 포함하는 노드 시간동기 제어 방법을 제공할 수 있다.According to another aspect, the present invention provides a step of sharing synchronization information by spreading a message including synchronization information to neighboring nodes in a network, and selecting one of a plurality of neighboring nodes as a reference node, or a network Selecting a network time reference (NTR), performing time synchronization correction of the own node based on the NTR of the selected reference node, and synchronization information received from the plurality of neighboring nodes Based on this, it is possible to provide a node time synchronization control method including the step of performing distributed time synchronization correction of the own node.

본 발명의 상기 공유하는 단계는, 자신의 동기 정보를 포함하는 상기 메시지를 1홉의 이웃 노드들에게 전파할 수 있다.In the sharing step of the present invention, the message including its own synchronization information may be propagated to neighboring nodes of one hop.

본 발명의 상기 선정하는 단계는, 상기 본인 노드 및 상기 다수의 이웃 노드들 중 최소 ID를 갖는 노드를 상기 기준 노드로 선정할 수 있다.In the selecting step of the present invention, a node having a minimum ID among the own node and the plurality of neighboring nodes may be selected as the reference node.

본 발명의 상기 선정하는 단계는, 상기 NTR을 기준으로 기 운용 중인 특정 노드가 있으면, 상기 특정 노드의 상대 ID와 상기 본인 노드의 본인 ID를 비교하는 단계와, 비교 결과, 상기 상대 ID가 상기 본인 ID보다 빠르면, 상기 특정 노드를 상기 기준 노드로 선택하는 단계와, 비교 결과, 상기 본인 ID가 상기 상대 ID보다 빠르면, 상기 본인 노드를 상기 기준 노드로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.The selecting step of the present invention includes comparing the relative ID of the specific node with the user ID of the user, if there is a specific node already operating based on the NTR, and the comparison result, the relative ID is the user If it is faster than the ID, selecting the specific node as the reference node, and when the comparison result shows that the user ID is faster than the relative ID, selecting the own node as the reference node.

본 발명은, 상기 NTR이 선정된 이후에 상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하는 단계와, 상기 이탈이 검출되면, NTR 이탈 정보를 생성하여 상기 다수의 이웃 노드들에게 전파한 후, 상기 본인 노드의 상태를 초기화시키고, 상기 공유하는 단계부터의 과정을 재실행하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the present invention, after the NTR is selected, monitoring whether or not the NTR is deviated, and when the departure is detected, NTR departure information is generated and propagated to the plurality of neighboring nodes, and the state of the own node Initializing and re-executing the process from the sharing step may be further included.

본 발명의 상기 분산 시간동기의 보정을 수행하는 단계는, 상기 다수의 이웃 노드들로부터 수집한 동기 정보의 평균값을 이용하여 상기 본인 노드의 동기 정보를 보정할 수 있다.In performing the correction of the distributed time synchronization of the present invention, the synchronization information of the own node may be corrected by using an average value of synchronization information collected from the plurality of neighboring nodes.

본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 노드 시간동기 제어 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 노드 시간동기 제어 방법은, 동기 정보가 포함된 메시지를 네트워크에서의 이웃 노드들에 전파하여 동기 정보를 공유하는 단계와, 다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하여 네트워크 시간 기준(NTR; network time reference)을 선정하는 단계와, 선택된 상기 기준 노드의 NTR에 의거하여, 상기 본인 노드의 시간동기 보정을 수행하는 단계와, 상기 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보에 의거하여, 상기 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.According to another aspect, the present invention is a computer-readable recording medium in which a computer program for causing a processor to perform a node time synchronization control method is stored, wherein the node time synchronization control method includes a message including synchronization information in a network. Sharing synchronization information by propagating to neighboring nodes; selecting one of a plurality of neighboring nodes or a user node as a reference node to select a network time reference (NTR); and the selected reference node Comprising the step of performing time synchronization correction of the own node based on the NTR of, and performing distributed time synchronization correction of the own node based on synchronization information received from the plurality of neighboring nodes A readable recording medium can be provided.

본 발명의 실시예에 따르면, 기준 노드 기반의 시간 동기화 프로토콜과 분산 시간 동기화 프로토콜을 결합한 하이브리드(Hybrid) 시간 동기화를 기반으로 노드들 사이의 시간동기를 제어(보정)함으로써, 노드의 시간 동기화의 수렴시간을 줄임과 동시에 1홉(hop)의 시간 정확도를 증진시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, time synchronization of nodes is converged by controlling (correcting) time synchronization between nodes based on hybrid time synchronization combining a reference node-based time synchronization protocol and a distributed time synchronization protocol. At the same time, it is possible to reduce the time and improve the time accuracy of one hop.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크에서의 노드 시간동기 제어 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 기준 노드 기반의 시간 동기화와 분산 시간 동기화가 결합된 하이브리드 시간 동기화를 기반으로 시간동기를 수행하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 기준 노드를 기반으로 동기 정보가 포함된 메시지를 이웃 노드들에게 전파하는 원리를 설명하기 위한 예시적인 개념도이다.
도 4는 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보들을 이용하여 분산 시간동기 보정을 수행하는 원리를 설명하기 위한 예시적인 배치도이다.
도 5는 시간 동기화 기법을 검증하기 위한 토폴로지의 예시도이다.
도 6은 시간 동기화 기법을 시뮬레이션하기 위한 환경 예시도이다.
도 7은 토폴로지 변경에 따른 적용 시나리오의 예시도이다.
도 8은 전파 시간에 따라 최대 오차와 평균 오차가 변화하는 것을 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.
도 9는 구간별 평균 오차와 최대 오차를 보여주는 예시도이다.1 is a block diagram of an apparatus for controlling node time synchronization in a network according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a main process of performing time synchronization based on hybrid time synchronization in which time synchronization based on a reference node and distributed time synchronization are combined according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary conceptual diagram illustrating a principle of propagating a message including synchronization information to neighboring nodes based on a reference node according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary layout diagram for explaining a principle of performing distributed time synchronization correction using synchronization information received from a plurality of neighboring nodes.
5 is an exemplary diagram of a topology for verifying a time synchronization scheme.
6 is an exemplary environment diagram for simulating a time synchronization technique.
7 is an exemplary diagram of an application scenario according to a topology change.
8 is a timing diagram exemplarily showing that the maximum error and the average error change according to the propagation time.
9 is an exemplary diagram showing an average error and a maximum error for each section.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the scope of the invention is only defined by the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of known functions or configurations will be omitted except when actually necessary in describing the embodiments of the present invention. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크에서의 노드 시간동기 제어 장치에 대한 블록 구성도로서, 정보 송수신부(102), NTR(Network Time Reference) 선정부(104), 제 1 시간동기 보정부(106), 제 2 시간동기 보정부(108) 및 노드 관리부(110) 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 노드 시간동기 제어 장치는 각 노드에 포함될 수 있다.1 is a block diagram of a node time synchronization control apparatus in a network according to an embodiment of the present invention, an information transmission/reception unit 102, a network time reference (NTR) selection unit 104, a first time synchronization correction unit (106), a second time synchronization correction unit 108 and a node management unit 110 may be included. Here, the node time synchronization control device may be included in each node.

도 1을 참조하면, 정보 송수신부(102)는 자신의 동기 정보가 포함된 메시지(예컨대, 노드의 시간동기 보정을 위한 타임스탬프 메시지)를 기 설정된 일정 주기로 생성하여 네트워크를 통해 인접하는 이웃 노드들에게 전파(방송)하고, 인접하는 이웃 노드들로부터 전파(방송)되어 수신되는 각 이웃 노드들의 메시지를 수신하여 (도시 생략된) 메모리에 저장하는 등의 기능(즉, 동기 정보의 공유 기능)을 제공할 수 있다. 여기에서, 네트워크는, 예컨대 MANET(Mobile Ad-hoc Network) 또는 센서 네트워크일 수 있다.Referring to FIG. 1, the information transmission/reception unit 102 generates a message including its own synchronization information (e.g., a timestamp message for correcting time synchronization of a node) at a predetermined period to neighbor nodes adjacent through the network. (I.e., synchronization information sharing function), such as receiving messages from neighboring nodes (not shown) and storing messages from neighboring nodes (not shown). Can provide. Here, the network may be, for example, a mobile ad-hoc network (MANET) or a sensor network.

그리고, 동기 정보를 포함하는 메시지의 전파는, 일례로서 도 3에 도시된 바와 같이, 1홉의 이웃 노드들에게 방송되는 방식으로 수행될 수 있다.In addition, propagation of a message including synchronization information may be performed in a manner that is broadcast to neighboring nodes of one hop, as shown in FIG. 3 as an example.

또한, NTR 선정부(104)는 다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하고, 선택된 기준 노드의 네트워크 시간 기준(NT)을 선정하는 등의 기능을 제공할 수 있다.In addition, the NTR selection unit 104 may provide a function of selecting one of a plurality of neighboring nodes or a user node as a reference node, and selecting a network time reference (NT) of the selected reference node.

여기에서, NTR 선정부(104)는, 예컨대 본인 노드(자신 노드) 및 다수의 이웃 노드들 중 최소 ID를 갖는 노드를 기준 노드로 선정할 수 있다.Here, the NTR selection unit 104 may select, for example, a user node (own node) and a node having a minimum ID among a plurality of neighboring nodes as a reference node.

또한, NTR 선정부(104)는 NTR을 기준으로 기 운용 중인 특정 노드가 있으면, 특정 노드의 상대 ID와 본인 노드의 본인 ID를 비교하여, 상대 ID가 본인 ID보다 빠르면 특정 노드를 기준 노드로 선택하고, 본인 ID가 상대 ID보다 빠르면 본인 노드를 기준 노드로 선택하는 등의 기능을 제공할 수 있다.In addition, if there is a specific node already operating based on NTR, the NTR selection unit 104 compares the relative ID of the specific node with the ID of the user, and selects a specific node as the reference node if the relative ID is faster than the ID. And, if the user ID is faster than the other ID, a function such as selecting the user node as a reference node can be provided.

그리고, NTR 선정부(104)는 기 운용 중인 특정 노드가 없으면, 본인 노드를 NTR로 선정할 수 있는데, 이러한 NTR은 네트워크 구성, 네트워크 병합, 네트워크 이탈 시에 네트워크의 시간동기를 수행하기 위한 기준 노드로 정의될 수 있다.In addition, if there is no specific node already in operation, the NTR selection unit 104 may select its own node as an NTR. This NTR is a reference node for performing time synchronization of the network when network configuration, network merge, and network departure. Can be defined as

다음에, 제 1 시간동기 보정부(106)는 NTR 선정부(104)를 통해 선택된 기준 노드의 NTR에 의거하여, 본인 노드의 시간동기 보정(자신의 시간동기 갱신)을 수행, 즉 기준 노드를 기반으로 시간동기를 보정하는 등의 기능을 제공할 수 있다.Next, the first time synchronization correction unit 106 performs time synchronization correction (its time synchronization update) of the own node based on the NTR of the reference node selected through the NTR selection unit 104, that is, the reference node It can provide functions such as correcting time synchronization based on the basis.

그리고, 제 2 시간동기 보정부(108)는 정보 송수신부(102)를 통해 인접하는 다수의 이웃 노드들로부터 수신(수집)한 동기 정보에 의거하여, 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행, 예컨대 다수의 이웃 노드들로부터 수집한 동기 정보의 평균값(슬롯 시작점의 평균값)을 이용하여 본인 노드의 동기 정보를 보정하는 등의 기능을 제공할 수 있다.In addition, the second time synchronization correction unit 108 performs distributed time synchronization correction of the own node based on synchronization information received (collected) from a plurality of neighboring nodes through the information transmission/reception unit 102, for example It is possible to provide a function of correcting the synchronization information of the own node by using the average value (average value of the slot start point) of synchronization information collected from a plurality of neighboring nodes.

여기에서, 제 1 시간동기 보정부(106)에 의한 기준 노드 기반의 시간동기 보정과 제 2 시간동기 보정부(108)에 의한 분산 시간동기 보정은 동시에 수행될 수도 있다.Here, the reference node-based time synchronization correction by the first time synchronization correction unit 106 and the distributed time synchronization correction by the second time synchronization correction unit 108 may be performed simultaneously.

도 4는 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보들을 이용하여 분산 시간동기 보정을 수행하는 원리를 설명하기 위한 예시적인 배치도이다.4 is an exemplary layout diagram for explaining a principle of performing distributed time synchronization correction using synchronization information received from a plurality of neighboring nodes.

도 4를 참조하면, 기본적으로 NTR과 1홉에 있는 노드들의 경우에는 NTR을 기준으로 시간동기를 보정한 후, 자신의 동기 정보를 이웃 노드들에게 전파한다.Referring to FIG. 4, basically, in the case of nodes in NTR and one hop, time synchronization is corrected based on NTR, and then their synchronization information is propagated to neighboring nodes.

그리고, NTR에 2홉 이상인 노드들은 자신보다 NTR에 가까운 노드들의 평균값을 기준으로 보정을 수행할 수 있다.And, nodes with two or more hops to the NTR may perform correction based on the average value of nodes closer to the NTR than themselves.

즉, NTR에 시간동기를 맞추는 경우일 때, NTR과 1홉의 노드들은 NTR을 기준으로 시간동기를 보정하고, 보정된 자신의 동기 정보를 이웃 노드들에게 전파할 수 있다.That is, when time synchronization is set to NTR, nodes of NTR and 1-hop may correct time synchronization based on NTR and propagate their own synchronization information to neighboring nodes.

또한, NTR에 가까운 노드에 시간동기를 맞추는 경우일 때, NTR에 n(n>1)홉 이상의 노드들은 자신보다 NTR에 가까운 노드들의 평균값을 기준으로 시간동기를 보정하고, NTR과 n(n>1)홉의 노드들은 보정된 자신의 동기 정보를 이웃 노드들에게 전파할 수 있다.In addition, in the case of time synchronization with a node close to NTR, nodes with more than n(n>1) hops in NTR correct time synchronization based on the average value of nodes closer to NTR than themselves, and NTR and n(n>) 1) The nodes of the hop can propagate their corrected synchronization information to neighboring nodes.

다음에, 노드 관리부(110)는 NTR 선정부(104)에 의해 NTR이 선정된 이후에 NTR의 이탈 여부를 모니터링하는데, 여기에서의 모니터링 결과 노드(NTR)의 이탈이 검출되면, NTR 이탈 정보를 생성하여 다수의 이웃 노드들에게 전파하고, 본인 노드의 상태를 초기화시킨 후 동기 정보의 공유를 재실행하여 시간동기 보정(하이브리드 시간동기 보정)이 다시 수행되도록 정보 송수신부(102) 등을 제어 및 관리하는 등의 기능을 제공할 수 있다.Next, the node management unit 110 monitors the departure of the NTR after the NTR is selected by the NTR selection unit 104, and when the departure of the node (NTR) is detected as a result of monitoring here, the NTR departure information is Control and manage the information transmission/reception unit 102 so that time synchronization correction (hybrid time synchronization correction) is performed again by generating and propagating to multiple neighboring nodes, initializing the state of the own node, and re-executing synchronization information sharing It can provide functions such as doing.

여기에서, NTR의 이탈은, 예컨대 노드들 간에 주고받는 프레임들 중 6프레임 이상이 손실된 경우를 네트워크 이탈로 판단할 수 있다.Here, the departure of the NTR may be determined as a network departure when more than 6 frames among frames exchanged between nodes are lost.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예의 노드 시간동기 제어 장치를 이용하여 기준 노드 기반의 시간 동기화와 분산 시간 동기화가 결합된 하이브리드 시간 동기화를 기반으로 시간동기를 수행하는 일련의 과정들에 대하여 상세하게 설명한다.Next, a series of processes of performing time synchronization based on hybrid time synchronization in which reference node-based time synchronization and distributed time synchronization are combined using the node time synchronization control apparatus of the present embodiment having the configuration as described above. It will be described in detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 기준 노드 기반의 시간 동기화와 분산 시간 동기화가 결합된 하이브리드 시간 동기화를 기반으로 시간동기를 수행하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a main process of performing time synchronization based on hybrid time synchronization in which time synchronization based on a reference node and distributed time synchronization are combined according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 정보 송수신부(102)는 자신의 동기 정보가 포함된 메시지, 예컨대 노드의 시간동기 보정을 위한 타임스탬프 메시지를 기 설정된 일정 주기로 생성하여 인접하는 이웃 노드들에게 전파하고, 인접하는 이웃 노드들로부터 전파되어 수신되는 각 이웃 노드들의 메시지를 수신하여 (도시 생략된) 메모리에 저장하는 동기 정보의 공유 절차가 수행될 수 있다(단계 202).Referring to FIG. 2, the information transmission/reception unit 102 generates a message including its own synchronization information, for example, a timestamp message for correcting time synchronization of a node at a predetermined period and propagates it to neighboring nodes. A procedure for sharing synchronization information of receiving messages of neighboring nodes propagated and received from neighboring nodes and storing them in a memory (not shown) may be performed (step 202).

다음에, NTR 선정부(104)는 다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하고, 선택된 기준 노드의 네트워크 시간 기준(NTR; Network Time Reference)을 선정할 수 있는데, 예컨대 본인 노드(자신 노드) 및 다수의 이웃 노드들 중 최소 ID를 갖는 노드를 기준 노드로 선정할 수 있다(단계 204).Next, the NTR selection unit 104 may select one of a plurality of neighboring nodes or a user node as a reference node, and select a network time reference (NTR) of the selected reference node. For example, the user node A node having a minimum ID among (own node) and a plurality of neighboring nodes may be selected as the reference node (step 204).

이때, NTR 선정부(104)는 NTR을 기준으로 기 운용 중인 특정 노드가 있으면, 특정 노드의 상대 ID와 본인 노드의 본인 ID를 비교하여, 상대 ID가 본인 ID보다 빠르면 특정 노드를 기준 노드로 선택하고, 본인 ID가 상대 ID보다 빠르면 본인 노드를 기준 노드로 선택할 수 있다.At this time, the NTR selection unit 104, if there is a specific node already operating based on the NTR, compares the relative ID of the specific node with the ID of the user, and selects a specific node as the reference node if the relative ID is faster than the ID. And, if your ID is faster than the other ID, you can select your own node as the reference node.

또한, NTR 선정부(104)는 기 운용 중인 특정 노드가 없으면, 본인 노드를 NTR로 선정할 수 있는데, 여기에서 NTR은 네트워크 구성, 네트워크 병합, 네트워크 이탈 시에 네트워크의 시간동기를 수행하기 위한 기준 노드로 정의될 수 있다.In addition, if there is no specific node already in operation, the NTR selection unit 104 may select the own node as NTR, where NTR is a criterion for performing time synchronization of the network upon network configuration, network merge, and network departure. It can be defined as a node.

다음으로, 노드 관리부(110)는 NTR 선정부(104)에 의해 NTR이 선정된 이후에 NTR의 이탈 여부를 모니터링하는데(단계 206), 여기에서의 모니터링 결과 NTR의 이탈이 검출되면, NTR 이탈 정보를 생성하여 다수의 이웃 노드들에게 전파하고, 본인 노드의 상태를 초기화시킨 후 동기 정보의 공유를 재실행하여 시간동기 보정(하이브리드 시간동기 보정)이 다시 수행되도록 정보 송수신부(102) 등을 제어 및 관리한다(단계 208).Next, the node management unit 110 monitors whether or not the NTR is deviated after the NTR is selected by the NTR selection unit 104 (step 206). If the deviation of the NTR is detected as a result of monitoring here, the NTR departure information To generate and propagate to a plurality of neighboring nodes, initialize the state of the own node, and re-execute the sharing of synchronization information to control the information transmission/reception unit 102 so that time synchronization correction (hybrid time synchronization correction) is performed again. Manage (step 208).

여기에서, NTR의 이탈은, 예컨대 노드들 간에 주고받는 프레임들 중 6프레임 이상이 손실된 경우를 네트워크 이탈로 판단할 수 있다.Here, the departure of the NTR may be determined as a network departure when more than 6 frames among frames exchanged between nodes are lost.

상기 단계(206)에서의 모니터링 결과, NTR의 이탈이 없으면, 제 1 시간동기 보정부(106)에서는 NTR 선정부(104)를 통해 선택된 기준 노드의 NTR에 의거하여, 본인 노드의 시간동기 보정(자신의 시간동기 갱신)을 수행, 즉 기준 노드를 기반으로 시간동기를 보정한다(단계 210).As a result of the monitoring in step 206, if there is no deviation of the NTR, the first time synchronization correction unit 106 corrects the time synchronization of the own node based on the NTR of the reference node selected through the NTR selection unit 104 ( Self-time synchronization update) is performed, that is, time synchronization is corrected based on the reference node (step 210).

또한, 제 2 시간동기 보정부(108)에서는 정보 송수신부(102)를 통해 인접하는 다수의 이웃 노드들로부터 수신(수집)한 동기 정보에 의거하여, 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행, 예컨대 다수의 이웃 노드들로부터 수집한 동기 정보의 평균값을 이용하여 본인 노드의 동기 정보를 보정한다(단계 212).In addition, the second time synchronization correction unit 108 performs distributed time synchronization correction of the own node based on synchronization information received (collected) from a plurality of neighboring nodes through the information transmission/reception unit 102, for example. The synchronization information of the own node is corrected by using the average value of synchronization information collected from a plurality of neighboring nodes (step 212).

여기에서, 제 1 시간동기 보정부(106)에 의한 기준 노드 기반의 시간동기 보정과 제 2 시간동기 보정부(108)에 의한 분산 시간동기 보정은 동시에 수행될 수도 있다.Here, the reference node-based time synchronization correction by the first time synchronization correction unit 106 and the distributed time synchronization correction by the second time synchronization correction unit 108 may be performed simultaneously.

본 발명의 발명자들은 본 발명에 따른 노드 시간동기 제어 장치, 즉 시간 동기화 알고리즘이 토폴로지가 변화하는 MANET(Mobile Ad-hoc NET) 환경에서 시간 동기화가 가능한지 확인하기 위하여 도 5 및 도 6과 같은 환경에서 도 7과 같은 시나리오로 시뮬레이션(M&S)을 수행하였다.The inventors of the present invention in an environment as shown in FIGS. 5 and 6 in order to check whether the node time synchronization control apparatus according to the present invention, that is, the time synchronization algorithm, is capable of time synchronization in a mobile ad-hoc NET (MANET) environment where the topology changes. Simulation (M&S) was performed in the same scenario as in FIG. 7.

도 5는 시간 동기화 기법을 검증하기 위한 토폴로지의 예시도이고, 도 6은 시간 동기화 기법을 시뮬레이션하기 위한 환경 예시도이며, 도 7은 토폴로지 변경에 따른 적용 시나리오의 예시도이다.5 is an exemplary diagram of a topology for verifying a time synchronization technique, FIG. 6 is an example environment for simulating a time synchronization technique, and FIG. 7 is an exemplary diagram of an application scenario according to a topology change.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 일례로서 노드 ID가 가장 낮은 1번 노드를 기준 노드로 선정하고, 60개의 노드 중 가장 가운데에 위치하여 네트워크 전체로 시간동기가 이루어지는 것을 구간 1에서 확인한 후에, 시나리오 1 내지 시나리오 4를 적용하였다.Referring to FIGS. 5 to 7, as an example, after selecting node 1 with the lowest node ID as the reference node, and confirming in section 1 that time synchronization is made throughout the network by being located at the center of the 60 nodes, scenario Scenarios 1 to 4 were applied.

도 8은 전파 시간에 따라 최대 오차와 평균 오차가 변화하는 것을 예시적으로 보여주는 타이밍도이고, 도 9는 구간별 평균 오차와 최대 오차를 보여주는 예시도이다.FIG. 8 is a timing diagram illustrating a change in a maximum error and an average error according to a propagation time, and FIG. 9 is an exemplary diagram showing an average error and a maximum error for each section.

도 8 및 도 9를 참조하면, 시나리오 1에서는 기준 노드를 이탈시키기 위해 기준 노드인 1번 노드를 오프(Off) 시켰을 때의 최대 오차와 평균 오차를 확인할 수 있었다.Referring to FIGS. 8 and 9, in scenario 1, the maximum error and the average error when the reference node, node 1, was turned off in order to leave the reference node.

즉, 도 8 및 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 구간 2에서 기준 노드가 오프되면서 새로운 기준 노드인 노드 2번의 동기 정보가 전파되기까지 최대 오차와 평균 오차가 증가하다가 다시 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.That is, as can be seen from FIGS. 8 and 9, it was confirmed that the maximum error and the average error increased and then decreased again until the synchronization information of node 2, which is a new reference node, is propagated as the reference node is turned off in section 2.

또한, 시나리오 2에서는 5초 주기로 노드 ID가 5배수인 노드를 하나씩 리셋(Reset) 시키면서 주변 노드를 이탈시켜 발생하는 토폴로지 변경을 주었다. 도 8에 도시된 바와 같이, 3번 구간에서 최대 오차는 증가하지만 일정 범위 안에서 동작함을 확인할 수 있었다.In addition, in Scenario 2, the nodes with the node ID multiple of 5 are reset one by one every 5 seconds, and the topology is changed by leaving neighboring nodes. As shown in FIG. 8, it was confirmed that the maximum error increased in section 3, but operated within a certain range.

그리고, 시나리오 3 및 4에서는 노드 ID가 홀수인 모든 노드들을 오프/온(Off/ON)하여 하나의 네트워크가 분리 및 병합되는 환경에서의 동작을 확인 하였으며, 이 역시 구간 4 및 구간 5에서 일정 범위 내로 정상 동작함을 확인할 수 있었다.And, in scenarios 3 and 4, all nodes with odd node IDs were turned off/on to confirm the operation in an environment in which one network was separated and merged. It was confirmed that it works normally.

즉, 본 실시예의 노드 시간동기 제어 기법에 따르면, MANET 환경에서 일정 범위 안으로 오차를 유지시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.That is, according to the node time synchronization control method of the present embodiment, it was confirmed that the error can be maintained within a certain range in the MANET environment.

한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.Meanwhile, combinations of each block of the attached block diagram and each step of the flowchart may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions can be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are shown in each block or flow chart of the block diagram. Each step creates a means to perform the functions described.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.These computer program instructions can also be stored in a computer-usable or computer-readable memory, etc., which can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a specific manner, so that the computer-usable or computer-readable memory It is also possible to produce an article of manufacture in which the instructions stored in the block diagram contain instruction means for performing the functions described in each block or flow chart.

그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.In addition, since computer program instructions can be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, a series of operation steps are performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by a computer, It is also possible for the instructions to perform possible data processing equipment to provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block or each step may represent a module, segment, or part of code including at least one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). In addition, it should be noted that in some alternative embodiments, functions mentioned in blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially simultaneously, or the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order depending on the corresponding function.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, various substitutions, modifications, and changes, etc., within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. It will be easy to see that this is possible. That is, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims to be described later, and all technical thoughts within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

102 : 정보 송수신부
104 : NTR 선정부
106 : 제 1 시간동기 보정부
108 : 제 2 시간동기 보정부
110 : 노드 관리부102: information transmitting and receiving unit
104: NTR selection unit
106: first time synchronization correction unit
108: second time synchronization correction unit
110: node management unit

Claims (14)

동기 정보가 포함된 메시지를 네트워크에서의 이웃 노드들에 전파하여 동기 정보를 공유하는 동기 정보 송수신부와,
다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하여 네트워크 시간 기준(NTR; Network Time Reference)을 선정하는 NTR 선정부와,
선택된 상기 기준 노드의 NTR에 의거하여, 상기 본인 노드의 시간동기 보정을 수행하는 제 1 시간동기 보정부와,
상기 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보에 의거하여, 상기 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행하는 제 2 시간동기 보정부와,
상기 NTR이 선정된 이후에 상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하여 이탈이 검출되면, NTR 이탈 정보를 생성하여 상기 다수의 이웃 노드들에게 전파하고, 상기 본인 노드의 상태를 초기화시킨 후 상기 동기 정보의 공유를 재실행하는 노드 관리부를 포함하고,
상기 노드 관리부는,
노드들 간에 주고 받는 프레임들 중 소정의 프레임 이상이 손실된 경우에 상기 NTR의 이탈로 판단하고,
상기 제 1 시간동기 보정부 및 상기 제 2 시간동기 보정부는,
상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하여 상기 NTR의 이탈이 검출되지 않으면, 상기 본인 노드의 상기 시간동기 보정과 상기 분산 시간동기 보정이 동시에 수행되는
노드 시간동기 제어 장치.A synchronization information transmitting and receiving unit for sharing synchronization information by propagating a message including synchronization information to neighboring nodes in the network,
An NTR selection unit that selects one of a plurality of neighboring nodes or a user node as a reference node to select a network time reference (NTR);
A first time synchronization correction unit for performing time synchronization correction of the own node based on the NTR of the selected reference node,
A second time synchronization correction unit that performs distributed time synchronization correction of the own node based on synchronization information received from the plurality of neighboring nodes;
After the NTR is selected, when the departure is detected by monitoring whether the NTR is deviated, NTR departure information is generated and propagated to the plurality of neighboring nodes, and the synchronization information is shared after initializing the state of the own node. Including a node management unit to rerun the,
The node management unit,
If more than a predetermined frame among frames exchanged between nodes is lost, it is determined as the departure of the NTR,
The first time synchronization correction unit and the second time synchronization correction unit,
If the deviation of the NTR is not detected by monitoring the deviation of the NTR, the time synchronization correction and the distributed time synchronization correction of the own node are simultaneously performed.
Node time synchronization control device. 제 1 항에 있어서,
상기 동기 정보 송수신부는,
자신의 동기 정보를 포함하는 상기 메시지를 1홉의 이웃 노드들에게 전파하는
노드 시간동기 제어 장치.The method of claim 1,
The synchronization information transmitting and receiving unit,
Propagating the message including its own synchronization information to neighboring nodes of one hop
Node time synchronization control device. 제 1 항에 있어서,
상기 NTR 선정부는,
상기 본인 노드 및 상기 다수의 이웃 노드들 중 최소 ID를 갖는 노드를 상기 기준 노드로 선정하는
노드 시간동기 제어 장치.The method of claim 1,
The NTR selection unit,
Selecting a node having a minimum ID among the own node and the plurality of neighboring nodes as the reference node
Node time synchronization control device. 제 3 항에 있어서,
상기 NTR 선정부는,
상기 NTR을 기준으로 기 운용 중인 특정 노드가 있으면, 상기 특정 노드의 상대 ID와 상기 본인 노드의 본인 ID를 비교하여, 상기 상대 ID가 상기 본인 ID보다 빠르면 상기 특정 노드를 상기 기준 노드로 선택하고, 상기 본인 ID가 상기 상대 ID보다 빠르면 상기 본인 노드를 상기 기준 노드로 선택하는
노드 시간동기 제어 장치.The method of claim 3,
The NTR selection unit,
If there is a specific node already operating based on the NTR, the relative ID of the specific node is compared with the ID of the own node, and if the relative ID is faster than the ID, the specific node is selected as the reference node, If the ID is faster than the relative ID, the user node is selected as the reference node.
Node time synchronization control device. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 시간동기 보정부는,
상기 다수의 이웃 노드들로부터 수집한 동기 정보의 평균값을 이용하여 상기 본인 노드의 동기 정보를 보정하는
노드 시간동기 제어 장치.The method of claim 1,
The second time synchronization correction unit,
Correcting the synchronization information of the own node using the average value of synchronization information collected from the plurality of neighboring nodes
Node time synchronization control device. 제 1 항에 있어서,
상기 네트워크는,
MANET(Mobile Ad-hoc Network) 또는 센서 네트워크인
노드 시간동기 제어 장치.The method of claim 1,
The network,
MANET (Mobile Ad-hoc Network) or sensor network
Node time synchronization control device. 동기 정보가 포함된 메시지를 네트워크에서의 이웃 노드들에 전파하여 동기 정보를 공유하는 단계와,
다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하여 네트워크 시간 기준(NTR; network time reference)을 선정하는 단계와,
선택된 상기 기준 노드의 NTR에 의거하여, 상기 본인 노드의 시간동기 보정을 수행하는 단계와,
상기 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보에 의거하여, 상기 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행하는 단계와,
상기 NTR이 선정된 이후에 상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하는 단계와,
상기 이탈이 검출되면, NTR 이탈 정보를 생성하여 상기 다수의 이웃 노드들에게 전파한 후, 상기 본인 노드의 상태를 초기화시키고, 상기 공유하는 단계부터의 과정을 재실행하는 단계와,
상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하여 상기 NTR의 이탈이 검출되지 않으면, 상기 본인 노드의 상기 시간동기 보정과 상기 분산 시간동기 보정이 동시에 수행되는 단계를 포함하고.
상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하는 단계는,
노드들 간에 주고 받는 프레임들 중 소정의 프레임 이상이 손실된 경우에 상기 NTR의 이탈로 판단하는
노드 시간동기 제어 방법.Sharing the synchronization information by distributing a message including synchronization information to neighboring nodes in the network; and
Selecting one of a plurality of neighboring nodes or a user node as a reference node to select a network time reference (NTR); and
Performing time synchronization correction of the own node based on the NTR of the selected reference node, and
Performing distributed time synchronization correction of the own node based on synchronization information received from the plurality of neighboring nodes; and
Monitoring whether the NTR is deviated after the NTR is selected,
When the departure is detected, generating NTR departure information and propagating it to the plurality of neighboring nodes, initializing the state of the own node, and re-executing the process from the sharing step; and
And if the deviation of the NTR is not detected by monitoring the deviation of the NTR, performing the time synchronization correction and the distributed time synchronization correction of the own node at the same time.
The step of monitoring whether the NTR is deviated,
If more than a predetermined frame among frames exchanged between nodes is lost, it is determined as the departure of the NTR
Node time synchronization control method. 제 8 항에 있어서,
상기 공유하는 단계는,
자신의 동기 정보를 포함하는 상기 메시지를 1홉의 이웃 노드들에게 전파하는
노드 시간동기 제어 방법.The method of claim 8,
The sharing step,
Propagating the message including its own synchronization information to neighboring nodes of one hop
Node time synchronization control method. 제 8 항에 있어서,
상기 선정하는 단계는,
상기 본인 노드 및 상기 다수의 이웃 노드들 중 최소 ID를 갖는 노드를 상기 기준 노드로 선정하는
노드 시간동기 제어 방법.The method of claim 8,
The selecting step,
Selecting a node having a minimum ID among the own node and the plurality of neighboring nodes as the reference node
Node time synchronization control method. 제 10 항에 있어서,
상기 선정하는 단계는,
상기 NTR을 기준으로 기 운용 중인 특정 노드가 있으면, 상기 특정 노드의 상대 ID와 상기 본인 노드의 본인 ID를 비교하는 단계와,
비교 결과, 상기 상대 ID가 상기 본인 ID보다 빠르면, 상기 특정 노드를 상기 기준 노드로 선택하는 단계와,
비교 결과, 상기 본인 ID가 상기 상대 ID보다 빠르면, 상기 본인 노드를 상기 기준 노드로 선택하는 단계를 포함하는
노드 시간동기 제어 방법.The method of claim 10,
The selecting step,
If there is a specific node already operating based on the NTR, comparing the relative ID of the specific node with the ID of the own node,
As a result of the comparison, if the relative ID is faster than the user ID, selecting the specific node as the reference node,
As a result of the comparison, if the user ID is faster than the relative ID, selecting the user node as the reference node
Node time synchronization control method. 삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 분산 시간동기의 보정을 수행하는 단계는,
상기 다수의 이웃 노드들로부터 수집한 동기 정보의 평균값을 이용하여 상기 본인 노드의 동기 정보를 보정하는
노드 시간동기 제어 방법.The method of claim 8,
The step of performing the correction of the dispersion time synchronization,
Correcting the synchronization information of the own node using the average value of synchronization information collected from the plurality of neighboring nodes
Node time synchronization control method. 노드 시간동기 제어 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서,
상기 노드 시간동기 제어 방법은,
동기 정보가 포함된 메시지를 네트워크에서의 이웃 노드들에 전파하여 동기 정보를 공유하는 단계와,
다수의 이웃 노드들 중 하나 또는 본인 노드를 기준 노드로 선택하여 네트워크 시간 기준(NTR; network time reference)을 선정하는 단계와,
선택된 상기 기준 노드의 NTR에 의거하여, 상기 본인 노드의 시간동기 보정을 수행하는 단계와,
상기 다수의 이웃 노드들로부터 수신한 동기 정보에 의거하여, 상기 본인 노드의 분산 시간동기 보정을 수행하는 단계와,
상기 NTR이 선정된 이후에 상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하는 단계와,
상기 이탈이 검출되면, NTR 이탈 정보를 생성하여 상기 다수의 이웃 노드들에게 전파한 후, 상기 본인 노드의 상태를 초기화시키고, 상기 공유하는 단계부터의 과정을 재실행하는 단계와,
상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하여 상기 NTR의 이탈이 검출되지 않으면, 상기 본인 노드의 상기 시간동기 보정과 상기 분산 시간동기 보정이 동시에 수행되는 단계를 포함하고,
상기 NTR의 이탈 여부를 모니터링하는 단계는,
노드들 간에 주고 받는 프레임들 중 소정의 프레임 이상이 손실된 경우에 상기 NTR의 이탈로 판단하는
컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium storing a computer program that allows a processor to perform a node time synchronization control method,
The node time synchronization control method,
Sharing the synchronization information by distributing a message including synchronization information to neighboring nodes in the network; and
Selecting one of a plurality of neighboring nodes or a user node as a reference node to select a network time reference (NTR); and
Performing time synchronization correction of the own node based on the NTR of the selected reference node, and
Performing distributed time synchronization correction of the own node based on synchronization information received from the plurality of neighboring nodes; and
Monitoring whether the NTR is deviated after the NTR is selected,
When the departure is detected, generating NTR departure information and propagating it to the plurality of neighboring nodes, initializing the state of the own node, and re-executing the process from the sharing step; and
If the deviation of the NTR is not detected by monitoring the deviation of the NTR, the time synchronization correction and the distributed time synchronization correction of the own node are simultaneously performed, and
The step of monitoring whether the NTR is deviated,
Determined as the departure of the NTR when more than a predetermined frame among frames exchanged between nodes is lost
Computer-readable recording medium.
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