KR20100067995A - Method for avoiding continuous hidden node collisions for low rate wireless personal area network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저속 무선 사설망에서 연속된 히든 노드 충돌 회피 방법에 관한 것으로 특히, 저속 무선 사설망(LR-WPAN)에서 연속된 히든 노드 충돌로 인해 데이터 전송 성공률이 기준 미만이 되었을 때 그룹 Polling 알고리즘을 사용하여 그룹 내 노드들만 경쟁 하도록 함으로써, 연속된 히든 노드 충돌로 인한 네트워크의 손상을 효율적으로 막는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of avoiding continuous hidden node collision in a low speed wireless private network. In particular, the present invention relates to a group polling algorithm when a success rate of data transmission is lower than a reference level due to continuous hidden node collision in a low speed wireless private network (LR-WPAN). By only competing nodes in a group, the present invention relates to a method of effectively preventing a network from being damaged due to a continuous hidden node collision.
저속 무선 사설망(LR-WPAN)은 저속, 저가, 저전력 무선통신 기술이다. 따라서 일반적으로 저속 무선 사설망(LR-WPAN)은 히든 노드 문제를 해결하기 위해 WLAN에서 사용하는 RTS/CTS 메시지와 같은 알고리즘을 포함하지 않는다.Low Speed Wireless Private Network (LR-WPAN) is a low speed, low cost, low power wireless communication technology. Therefore, in general, a slow wireless private network (LR-WPAN) does not include an algorithm such as an RTS / CTS message used in a WLAN to solve a hidden node problem.
상기 문제를 해결하기 위해 발명된 종래의 메커니즘이 그루핑(Grouping) 메커니즘과 PACK를 이용하는 메커니즘이다. 중앙 제어 디바이스는 그룹핑 메커니즘을 이용하여 노드들을 미리 5개 그룹으로 나누고, 히든 노드 충돌이 일어났을 경우 특별한 데이터 패킷을 전송함으로써 근거리 개인 통신(PAN) 안에 있는 각각의 노드 들을 폴링(polling)할 수 있다. 하지만, 근거리 개인 통신(PAN) 안에 있는 모든 노드를 폴링(polling)하는 것과 PACK를 통해 히든노드 충돌이 일어난 노드들만 폴링하는 것은 연속된 충돌이 잦은 상황에서 대역폭(Bandwith)의 낭비가 될 수 있다.Conventional mechanisms invented to solve the above problems are a grouping mechanism and a mechanism using PACK. The central control device can use the grouping mechanism to divide the nodes into five groups in advance, and poll each of the nodes in the short-range personal communication (PAN) by sending a special data packet when a hidden node collision occurs. . However, polling all nodes in a short-range personal communication (PAN) and polling only nodes that have hidden node collisions through PACK can be a waste of bandwidth in frequent collisions.
따라서, 저속 무선 사설망에서 연속적인 히든 노드의 충돌을 효율적으로 회피하기 위한 방법이 절실히 요구된다.Therefore, there is an urgent need for a method for efficiently avoiding collision of consecutive hidden nodes in a low speed wireless private network.
본 발명은 데이터 전송 성공률이 기준 미만이 되었을 때 그룹 폴링 알고리즘을 사용하여 그룹 내 노드들만 경쟁 하도록 함으로써, 연속된 히든 노드 충돌로 인한 네트워크 손상을 효과적으로 막는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for effectively preventing network damage due to consecutive hidden node collisions by allowing only nodes in a group to compete using a group polling algorithm when the data transmission success rate is less than the reference.
본 발명은 데이터 전송 성공률이 기준 미만이 되었을 때 그룹 폴링 알고리즘을 사용하여 그룹 내 노드들만 경쟁 하도록 함으로써, 대역폭의 낭비를 방지하고 에너지를 절약하는 히든 노드 충돌 회피 방법을 제공한다.The present invention provides a hidden node collision avoidance method that prevents waste of bandwidth and saves energy by competing only nodes in a group using a group polling algorithm when a data transmission success rate is less than a reference.
본 발명의 일실시예에 따른 히든 노드 충돌 회피 방법은, 데이터 전송 성공률(Successful Data Transmission Ratio)이 기설정된 성공률 미만인지를 판단하는 단계, 상기 데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률 미만인 경우, 노드 그룹의 우선순위를 설정하는 단계 및 상기 설정된 우선순위에 기초한 그룹별로 노드 그룹 내의 노드간 경쟁을 통해 데이터를 전송하는 단계를 포함한다In the hidden node collision avoidance method according to an embodiment of the present invention, determining whether a successful data transmission ratio is less than a predetermined success rate, and when the data transmission success rate is less than a predetermined success rate, the node group has priority. Establishing a rank and transmitting data through competition between nodes in the node group for each group based on the set priority.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 데이터 전송 성공률은, 각 노드가 데이터 전송을 시도하는 횟수 및 충돌이 일어나는 횟수를 기초로 산출할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the data transmission success rate may be calculated based on the number of times each node attempts data transmission and the number of collisions.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 우선순위를 결정하는 단계는, 그룹 폴링 테이블(group polling table)에 기초하여 상기 각 노드 그룹을 폴링하는 단계, 상기 각 노드 그룹의 데이터량에 기초하여 우선순위를 정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the determining of the priority may include: polling each of the node groups based on a group polling table, and determining the priority based on the data amount of each node group. Determining may include.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 데이터 성공률이 기설정된 성공률 미만인 경우, 비콘(beacon)에 그룹 시퀀스 번호를 포함하여 전송하는 단계, 각 노드의 펄스신호를 이용하여 그룹 폴링 테이블을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 노드 그룹의 우선순위를 설정하는 단계는, 상기 그룹 폴링 테이블에 기초하여 우선순위를 설정할 수 있다.According to an aspect of the present invention, if the data success rate is less than a predetermined success rate, transmitting a group sequence number including a beacon (beacon), including generating a group polling table using a pulse signal of each node The setting of the priority of the node group may set the priority based on the group polling table.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 데이터 성공률이 기설정된 성공률 미만인 경우, CAP(Contention Access Period)구간을 그룹 내 노드들이 경쟁을 통해 데이터를 전송하는 제1 구간 및 그룹에 상관없이 데이터를 전송하는 제2 구간으로 분리한 슈퍼프레임을 설정하고, 상기 제1 구간에서 상기 우선순위를 설정하는 단계 내지 상기 노드 그룹 내의 노드간 경쟁을 통해 데이터를 전송하는 단계를 수행할 수 있다.According to an aspect of the present invention, when the data success rate is less than a predetermined success rate, the first data transmitting data regardless of the first period and the group in which the nodes in the group transmit data through contention access period (CAP) period through competition; Setting a superframe divided into two sections, and setting the priority in the first section to transmitting data through contention between nodes in the node group.
본 발명의 일실시예에 따르면, 데이터 전송 성공률이 기준 미만이 되었을 때 그룹 폴링 알고리즘을 사용하여 그룹 내 노드들만 경쟁 하도록 함으로써, 연속된 히든 노드 충돌로 인한 네트워크 손상을 효과적으로 막는 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, when the data transmission success rate is less than the reference, by using a group polling algorithm to compete only the nodes in the group, there is provided a method for effectively preventing network damage due to a continuous hidden node collision.
본 발명의 일실시예에 따르면, 데이터 전송 성공률이 기준 미만이 되었을 때 그룹 폴링 알고리즘을 사용하여 그룹 내 노드들만 경쟁 하도록 함으로써, 대역폭의 낭비를 방지하고 에너지를 절약하는 히든 노드 충돌 회피 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a hidden node collision avoidance method is provided which prevents waste of bandwidth and saves energy by competing only nodes in a group using a group polling algorithm when a data transmission success rate is lower than a reference. .
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, with reference to the contents described in the accompanying drawings will be described in detail an embodiment according to the present invention. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
이하에서 사용되는 용어의 정의는 아래와 같다.Definitions of terms used below are as follows.
히든 노드 충돌(Hidden Node Collision): 송수신 범위가 초과된 위치에 있는 두 노드가 데이터를 전송하기 전에 채널센싱을 통해 정확한 정보를 얻지 못하고 채널이 사용됨에도 데이터를 전송함으로 충돌이 일어남.Hidden Node Collision: A collision occurs because two nodes in an out-of-transceiver range do not obtain accurate information through channel sensing before sending data, but send data even if the channel is used.
CSMA(Carrier Sense Multiple Access): 패킷을 보낼 때 반송파를 감지하여 회선 사용 가능 여부를 판단하여, 접속을 개시하거나 대기하는 다중 접속 방식.Carrier Sense Multiple Access (CSMA): A multiple access scheme that detects a carrier when sending a packet, determines whether a line is available, and initiates or waits for a connection.
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance): 802.11 무선랜(Wi-Fi)에서 일반적으로 사용하는 MAC 알고리즘으로써 데이터 흐름을 감지하여 네트워크가 사용 중이 아니면 바로 패킷을 보내지 않고, 예비 신호를 먼저 보내 데이터 전송 중 패킷 충돌을 피하는 방법.Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance (CSMA / CA): A MAC algorithm commonly used in 802.11 wireless LANs (Wi-Fi) that detects data flow and sends a spare signal first without sending a packet if the network is not in use. How to avoid packet collisions during data transfer.
중앙 제어 디바이스(Coordinator): 저속 무선 사설망에서 중앙 통제를 하는 장치.Coordinator: A device for central control in a low speed wireless private network.
슈퍼프레임(Superframe): TDMA 방식으로 모든 디바이스의 데이터 송수신을 위해 중앙 제어 디바이스가 디자인하여 사용함.Superframe: Designed and used by the central control device for data transmission and reception of all devices by TDMA method.
ACK(Acknowledgement): CSMA/CA에서 사용되는 기술로서, 노드가 중앙 제어 디바이스에게 데이터를 전송했을 때 상기 중앙 제어 디바이스가 성공적으로 데이터를 받았다는 것을 알리는 확인 응답 메시지.Acknowledgment (ACK): A technique used in CSMA / CA, in which an acknowledgment message indicating that the central control device has successfully received data when a node transmits data to the central control device.
macAckWaitDuration: 노드가 확인 응답 메시지(ACK)를 기다리는 시간.macAckWaitDuration: The time the node waits for an acknowledgment message (ACK).
RTS(Request to Send): 노드가 데이터를 전송하기 전에 데이터 전송을 요청하는 메시지.Request to Send (RTS): A message requesting a data transfer before the node sends it.
CTS(Clear to Send): 노드에게 데이터 전송을 허락하는 메시지.Clear to Send (CTS): A message that allows a node to send data.
G-CAP(Group-Contention Access Period): 폴링된 그룹 내 노드들이 경쟁을 통해 데이터를 전송하는 구간. Group-Contention Access Period (G-CAP): A period in which nodes in a polled group transmit data through contention.
F-CAP(Free-Contention Access Period): 그룹에 상관없이 WPAN의 모든 노드들이 IEEE 802.15.4표준의 CAP 구간과 같이 데이터를 전송하는 구간. Free-Content Access Access Period (F-CAP): A period in which all nodes of a WPAN transmit data, such as a CAP period of the IEEE 802.15.4 standard, regardless of a group.
GI-ACK(Group Indication- Acknowledgement): 기존의 응답 확인 메시지(ACK)에 그룹 시퀀스 번호가 포함되어 그룹을 폴링 또는 알고리즘을 종료하는 ACK.Group Indication-Acknowledgement (GI-ACK): An ACK that includes a group sequence number in an existing acknowledgment message (ACK) to poll a group or terminate an algorithm.
SDTR(Successful Data Transmission Ratio): 데이터 전송 성공률.Successful Data Transmission Ratio (SDTR): Data transmission success rate.
Ts: '데이터 전송 성공률'로 본 발명의 시작과 종료의 경계(threshold) 값. Ts: Threshold value of the beginning and end of the present invention as the 'data transfer success rate'.
시작라운드(Initial Round): 알고리즘이 처음 시작되어 그룹폴링 테이블에 데이터가 없을 때 그룹1을 먼저 폴링하는 라운드.Initial Round: The round that
온디맨드라운드(On-demand Round): 그룹폴링 테이블을 기초로 데이터가 많은 그룹을 우선 폴링하는 라운드.On-demand Round: A round that first polls a large group of data based on a group poll table.
그룹폴링테이블(Group Polling Table): 각 그룹의 노드들이 보낸 펄스 신호를 저장한 테이블.Group Polling Table: A table that stores pulse signals sent by nodes in each group.
그룹재지정구간(Group Reset Period): 그룹 폴링의 형평성을 위해 그룹1부터 그룹5까지 순서대로 그룹의 순서를 재지정하는 구간Group Reset Period: Period to reorder the groups in order from
을 각각 의미한다.Means each.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 연속적인 히든 노드 충돌 회피 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a continuous hidden node collision avoidance method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 단계(S110)에서는 데이터 전송 성공률(SDTR: Successful Data Transmission Ratio)이 기설정된 성공률 미만인지를 판단할 수 있다. 여기서, 데이터 전송 성공률은, 각 노드가 데이터 전송을 시도하는 횟수 및 충돌이 일어나는 횟수를 기초로 산출할 수 있다.Referring to FIG. 1, in step S110, it may be determined whether a successful data transmission ratio (SDTR) is less than a predetermined success rate. In this case, the data transmission success rate may be calculated based on the number of times that each node attempts data transmission and the number of collisions.
단계(S120)에서는 상기 데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률 미만인 경우, 노드 그룹의 우선순위를 설정할 수 있다. 여기서, 노드 그룹은 일례로 하기 도 3에 도시된 그룹으로 그룹핑된 노드 그룹일 수 있다.In step S120, when the data transmission success rate is less than a predetermined success rate, the priority of the node group may be set. Here, the node group may be, for example, a node group grouped into a group shown in FIG. 3.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 그루핑 방법으로 그루핑 된 토폴로지를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a grouped topology by a grouping method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 그루핑 메커니즘을 이용해 중앙 제어 디바이스(300)를 중심으로, 5개의 그룹으로 나누고, 각 그룹(310,320,330,340,350)은 히든 노드 충돌이 전혀 없다는 것을 전제할 수 있다.Referring to FIG. 3, the grouping mechanism may be divided into five groups around the
또한, 저속 무선 사설망(LR-WPAN)은 중앙 제어 디바이스가 PAN 안에 있는 모든 노드들의 데이터 송수신을 위해 슈퍼프레임을 디자인하고 관리하는데 본 발명의 일실시예에서는 데이터 송수신을 위해 새로운 슈퍼프레임을 디자인하여 사용할 수 있다. 새로운 슈퍼프레임의 구조는 도 2를 참고하여 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.In addition, a low-speed wireless private network (LR-WPAN) is a central control device to design and manage a superframe for data transmission and reception of all nodes in the PAN. In an embodiment of the present invention, a new superframe is designed and used for data transmission and reception. Can be. The structure of the new superframe will be described in more detail below with reference to FIG. 2.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 변경된 슈퍼프레임의 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a structure of a modified superframe according to one embodiment of the present invention.
저속 무선 사설망의 표준의 슈퍼프레임 구조의 CAP(200) 구간을 G-CAP(210), F-CAP(220) 구간으로 나눌 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 일실시예에서는 데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률 미만인 경우에는 상기 변경된 슈퍼프레임의 구조를 사용하고, 데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률 이상인 경우에는 IEEE 802.15.4표준에 정의된 슈퍼프레임을 사용할 수 있다.A
다시 도 1을 참고하면, 단계(S130)에서는 상기 설정된 우선순위에 기초한 그룹별로 노드 그룹 내의 노드간 경쟁을 통해 데이터를 전송할 수 있다.Referring back to FIG. 1, in step S130, data may be transmitted through contention between nodes in a node group for each group based on the set priority.
상기와 같이, 히든 노드 충돌 회피를 위해, 데이터 전송 성공률이 기준 미만이 되었을 때 그룹 폴링 알고리즘을 사용하여 그룹 내 노드들만 경쟁 하도록 함으로써, 대역폭의 낭비를 방지하고 에너지를 절약할 수 있다.As described above, in order to avoid the hidden node collision, when the data transmission success rate is less than the reference, by using the group polling algorithm to compete only the nodes in the group, it is possible to prevent waste of bandwidth and save energy.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 변경된 슈퍼프레임 구조를 이용하여 G-CAP 구간에서 동작하는 과정을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for describing a process of operating in a G-CAP section using a modified superframe structure according to an embodiment of the present invention in more detail.
데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률(Ts) 이상인 경우에는 중앙 제어 디바이스가 IEEE 802.15.4 표준에 있는 비콘(410)과 슈퍼프레임구조(420)를 그대로 사용할 수 있다.If the data transmission success rate is greater than or equal to the predetermined success rate Ts, the central control device may use the
그 다음, 데이터 전송 성공률이 기설정된 Ts 미만인 경우(400) 중앙 제어 디바이스가 그룹 시퀀스 번호를 포함한 비콘(411)을 보내므로 변경된 슈퍼프레임구조(430)를 사용할 수 있다. Then, when the data transmission success rate is less than the predetermined Ts (400), the central control device sends a beacon 411 including the group sequence number, so that the modified
여기서, 상기 그룹 시퀀스 번호(group sequence number)의 일례로 아래 [표 1]과 같이 사용될 수 있다.Here, as an example of the group sequence number may be used as shown in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
또한, 데이터 전송 성공률이 기설정된 Ts 미만인 경우, G-CAP(440)의 시작라운드(441)는 그룹폴링 테이블이 없으므로 중앙 제어 디바이스가 그룹 1부터 순차적으로 순서를 정해줄 수 있다.In addition, when the data transmission success rate is less than the predetermined Ts, since the
그 다음, 온디맨드라운드는 시작라운드(441)에서 데이터가 있는 그룹의 노드들이 보내는 펄스 신호로 그룹폴링 테이블이 만들어 지므로 중앙 제어 디바이스가 그룹폴링 테이블을 기초로 그룹의 순서를 정해줄 수 있다.Then, the on demand round is a group polling table generated by a pulse signal sent by the nodes of the group having data in the
그 다음, 온디맨드라운드가 계속 되다가 F-CAP(450)구간의 440심볼 이상을 보장하며 종료되고 F-CAP 구간이 시작될 수 있다. Then, the on-demand round continues, ending with guaranteed 440 symbols or more of the F-
그 다음, 상기 동작들이 그룹 시퀀스 번호를 포함한 각 비콘 구간 마다 반복되고, 데이터 전송 성공률이 Ts 이상이 되면 다시 IEEE 802.15.4 표준에 있는 비콘(410)과 슈퍼프레임구조(420)를 사용하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다.Then, the operations are repeated for each beacon period including the group sequence number, and if the data transmission success rate is Ts or more, data transmission and reception using the
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 그룹재지정 구간의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for describing an operation of a group reassignment section according to one embodiment of the present invention.
그룹폴링 테이블에 데이터가 없거나 한 노드만 데이터를 가졌다면 그 그룹은 다음 라운드부터 그룹 지정에서 제외된다. 상기 제외된 그룹의 노드는 데이터 가 발생하더라도 전송할 수 없는 문제가 생길 수 있다. 따라서 이러한 형평성의 문제를 해결하기 위해 그룹재지정 구간을 두어 그룹의 순서를 1부터 5까지 차례로 다시 지정해 줄 수 있다. If there is no data in the group polling table, or if only one node has data, the group is exempt from group assignment from the next round. The node of the excluded group may have a problem that data cannot be transmitted even if data is generated. Therefore, in order to solve the problem of equity, group reordering intervals can be arranged to reorder the groups in order from 1 to 5.
도 5를 참고하면, 그룹재지정 구간(500,501)은 그룹재지정 상수 G에 비콘의 개수를 곱하는 것으로 정의할 수 있다. 일례로 도 5에서는 G에 3을 대입하였고, 이 경우, 세 번의 비콘 후에 그룹재지정 구간이 올 수 있다.Referring to FIG. 5, the
여기서, 그룹재지정 구간이 시작되는 시점에는 시작라운드(511)가 나올 수 있다. 또한, 어떤 시점에서 데이터 전송 성공률이 Ts 이상(520)이 되면 중앙 제어 디바이스는 GI-ACK에 그룹 시퀀스 번호(0xff)를 보내어 본 발명의 일실시예에 따른 그룹 폴링 알고리즘의 종료를 알리고 그 다음 비콘부터 IEEE 802.15.4표준의 비콘(530)을 전송할 수 있다.In this case, a
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 그룹폴링 테이블을 업데이트 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for describing a process of updating a group polling table according to an embodiment of the present invention.
데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률 미만이 되는 경우, 최초에는 그룹폴링 테이블(600,601)이 없기 때문에 중앙 제어 디바이스는 그룹의 순서를 그룹 1부터 그룹 5까지 순서대로 정할 수 있다. 다음으로, 지정받은 그룹의 노드들이 펄스 신호를 통해 데이터 유무를 알려주고 이를 바탕으로 중앙 제어 디바이스가 0(612), 1(610), M(611)으로 표시된 그룹폴링 테이블(600,601)을 만들 수 있다. 이때, 펄스 신호를 받지 못하면 '0'(612), 하나만 받으면 '1'(610), 둘 이상 받으면 'M'(611)으로 표기할 수 있다. 즉, 하나이상의 펄스 신호를 받는 경우 신호의 왜 곡이 일어나므로 'M'을 사용하여 이를 구분할 수 있다.When the data transmission success rate is less than the predetermined success rate, since there is no group polling table (600,601) initially, the central control device can determine the order of groups in order from
다음으로, 중앙 제어 디바이스는 상기 그룹폴링 테이블(600)을 이용하여 'M'인 그룹만 다음에 오는 온디맨드라운드(621)에서 랜덤으로 폴링 할 수 있다. 그룹 폴링 테이블의 생성 및 상기 그룹 폴링 테이블에 기초한 폴링 과정을 반복하다 그룹재지정 구간이 나오면 그룹폴링 테이블(800,801)을 리셋할 수 있다.Next, the central control device may use the group polling table 600 to randomly poll only the group that is 'M' in the on-
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, IEEE 802.15.4 표준의 CSMA/CA를 변경한 방법을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of changing a CSMA / CA of the IEEE 802.15.4 standard according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 단계(S720)에서는 데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률(Ts)미만인지를 판단할 수 있다. 이때, 데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률 미만이면 중앙 제어 디바이스가 그룹시퀀스 번호가 포함된 비콘을 전송함으로 처음 그룹을 지정해 줄 수 있다. 데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률보다 크면, IEEE 802.15.4 표준의 방식대로 동작할 수 있다. Referring to FIG. 7, in operation S720, it may be determined whether a data transmission success rate is less than a predetermined success rate Ts. In this case, when the data transmission success rate is less than the predetermined success rate, the central control device may designate the first group by transmitting a beacon including the group sequence number. If the data transmission success rate is greater than the preset success rate, the data transmission success rate may operate in the manner of the IEEE 802.15.4 standard.
단계(S730)에서는, 각 노드들은 자신이 속한 그룹의 시퀀스 번호인지 아닌지 판단할 수 있다.In step S730, each node may determine whether or not it is a sequence number of a group to which it belongs.
자신의 그룹 시퀀스 번호인 경우, 단계(S750)에서는, 자신의 그룹 시퀀스 번호가 맞으면 중앙 제어 디바이스에 펄스 신호를 보내고 IEEE 802.15.4표준의 방식대로 동작할 수 있다.If it is its own group sequence number, in step S750, if its own group sequence number is correct, it can send a pulse signal to the central control device and operate according to the IEEE 802.15.4 standard.
자신의 그룹 시퀀스 번호가 아닌 경우, 단계(S740)에서는, 그룹 시퀀스 번호가 틀리면 0x00인지 0xff인지를 판단할 수 있고, 만약 그룹시퀀스 번호가 0x00또는 0xff이 아니면 단계(S760)에서 GO(group order)를 1증가 시킬 수 있다. 여기 서, GO는 중앙 제어 디바이스가 5개 그룹을 모두 지정하였지만, 네트워크의 오류로 인해 자신의 그룹 시퀀스 번호를 못 받고 계속 기다리는 노드를 방지하기 위해 정한 상수의 일례이다.If it is not its own group sequence number, in step S740, if the group sequence number is wrong, it may be determined whether it is 0x00 or 0xff. If the group sequence number is not 0x00 or 0xff, in step S760, GO (group order) Can be increased by 1. Here, GO is an example of a constant defined to prevent the node that the central control device has assigned all five groups but fails to receive its group sequence number due to an error in the network and keeps waiting.
단계(S770)에서는 GO가 4보다 크지 않으면 단계(S730)으로 돌아가서 자신의 그룹 시퀀스 번호를 기다리고, GO가 4보다 크면 단계(S710)으로 돌아가도록 할 수 있다.In step S770, if GO is not greater than 4, the process returns to step S730 to wait for its own group sequence number, and if GO is greater than 4, the process returns to step S710.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 중앙 제어 디바이스와 일반 디바이스의 동작을 IEEE 802.15.4표준의 동작과 본 발명에 따른 동작을 구분하여 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating operations of a central control device and a general device by dividing operations of the IEEE 802.15.4 standard and operations according to the present invention.
도 8을 참고하면, SDTR 계산과 Ts 비교 모듈(800)이 MAC 제어기(810)에 비교된 입력 값을 보내면 MAC제어기(810)가 다시 상기 정보를 중앙 제어 디바이스 제어기(820)에 보낸다.Referring to FIG. 8, when the SDTR calculation and
그 다음, 중앙 제어 디바이스는 상기 정보를 바탕으로 일반 비콘 발생기(830)와 그룹 시퀀스 번호가 포함된 비콘 발생기(850)를 선택하여 보낸다.Then, the central control device selects and sends the
그 다음, 일반 비콘 발생기(830)는 일반 디바이스 제어기(840)를 통해 곧바로 데이터 프레임 전송기(880)에 데이터 프레임 전송을 요청하고, 그룹 폴링 디바이스 제어기(860)는 펄스신호 전송기(870)를 이용해서 펄스 신호를 보낸 다음 데이터 프레임 전송기(880)에 프레임 전송을 요청할 수 있다.The
상기와 같이, 그룹핑 메커니즘을 통해 그룹을 미리 나누고, 데이터 전송 성공률이 기설정된 성공률 미만인 경우에만 그룹 폴링 테이블을 기초로 각 그룹을 폴 링하여 그룹 내 노드들만 경쟁하게 함으로써, 연속된 충돌이 발생했을 때 대역폭의 낭비를 줄이면서 네트워크를 빠르게 복구하여 효율을 증가시킬 수 있는 히든 노드 충돌 회피 방법이 제공될 수 있다.As described above, by dividing the group through the grouping mechanism and polling each group based on the group polling table only if the data transmission success rate is less than the predetermined success rate, so that only nodes in the group compete. A hidden node collision avoidance method can be provided that can increase the efficiency by quickly recovering the network while reducing bandwidth waste.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 연속적인 히든 노드 충돌 회피 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a continuous hidden node collision avoidance method according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 변경된 슈퍼프레임의 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a structure of a modified superframe according to one embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 그루핑 방법으로 그루핑 된 토폴로지를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a grouped topology by a grouping method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 변경된 슈퍼프레임 구조를 이용하여 G-CAP 구간에서 동작하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for describing a process of operating in a G-CAP section using a modified superframe structure according to one embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 그룹재지정 구간의 동작을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing an operation of a group reassignment section according to one embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 그룹폴링 테이블을 업데이트 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for describing a process of updating a group polling table according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, IEEE 802.15.4 표준의 CSMA/CA를 변경한 방법을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of changing a CSMA / CA of the IEEE 802.15.4 standard according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 중앙 제어 디바이스와 일반 디바이스의 동작을 IEEE 802.15.4표준의 동작과 본 발명에 따른 동작을 구분하여 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating operations of a central control device and a general device by dividing operations of the IEEE 802.15.4 standard and operations according to the present invention.
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