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KR101070407B1 - 에너지 효율적인 동기 방식을 사용하는 무선 네트워크 시스템 - Google Patents

에너지 효율적인 동기 방식을 사용하는 무선 네트워크 시스템 Download PDF

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KR101070407B1
KR101070407B1 KR1020090011291A KR20090011291A KR101070407B1 KR 101070407 B1 KR101070407 B1 KR 101070407B1 KR 1020090011291 A KR1020090011291 A KR 1020090011291A KR 20090011291 A KR20090011291 A KR 20090011291A KR 101070407 B1 KR101070407 B1 KR 101070407B1
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서울대학교산학협력단
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
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Abstract

무선 네트워크 시스템은 네트워크에서 요구되는 패킷 전송 지연 시간과 네트워크의 데이터 전송량을 만족하는 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로하여 수신 노드로 동기 패킷을 전송하는 송신 노드, 및 상기 송신 노드로부터 수신된 동기 패킷을 이용하여 동기를 맞추는 수신 노드를 포함한다. 따라서, 무선 네트워크 시스템은 무선 네트워크의 전력 소모량을 크게 줄일 수 있다.

Description

에너지 효율적인 동기 방식을 사용하는 무선 네트워크 시스템{WIRELESS NETWORK SYSTEM USING A ENERGY SAVING SYNCHRONIZATION METHOD}
개시된 기술은 무선 네트워크 시스템에 관한 것으로서 특히, 무선 네트워크에서 네트워크를 형성하는 각 노드의 전력 소비량을 최소화하는 무선 네트워크 시스템에 관한 것이다.
무선 네트워크 시스템에서 무선 네트워크를 형성하는 무선 노드(node)는 서로 무선 통신을 하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 무선 네트워크 시스템에는 다양한 종류의 시스템이 있을 수 있다. 무선 네트워크 시스템의 일 예로는 센서 네트워크 시스템 등을 들 수 있다.
일반적으로, 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network: USN)는 적어도 하나 이상의 센서를 포함하고, 적어도 하나 이상의 센서에 의하여 수집된 센싱 데이터가 무선으로 전송될 수 있는 네트워크를 의미한다. 예를 들어, 센서는 온도 센서, 맥박 센서, 보안 센서, 지문 인식 센서 등을 포함할 수 있다.
센서 네트워크는 생산, 유통, 물류 등의 경제 활동 서비스나, 의료, 요양 등의 복지 서비스, 환경 감시 등의 환경 서비스 등 다양한 서비스 분야에 적용될 수 있다.
실시예들 중에서, 무선 네트워크는 네트워크에서 요구되는 패킷 전송 지연 시간과 네트워크의 데이터 전송량을 만족하는 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로하여 수신 노드로 동기 패킷을 전송하는 송신 노드, 및 상기 송신 노드로부터 수신된 동기 패킷을 이용하여 동기를 맞추는 수신 노드를 포함한다.
상기 송신 노드는 상기 동기 패킷을 전송하여 상기 수신 노드와 동기를 맞춘후, 전송할 데이터가 있으면, 상기 송신 노드는 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하고, 상기 동기 패킷을 전송하여 상기 수신 노드와 동기를 맞춘 후, 전송할 데이터가 없으면, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드는 바로 슬립 상태로 전환할 수 있다.
상기 송신 노드는 평균 패킷 전송 지연 시간이 최대 네트워크 지연 시간을 넘지 않고, 네트워크에서의 패킷 전송 속도가 최소 패킷 전송 속도보다 큰 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로 하여 동기 패킷을 전송하고 동기를 맞출 수 있다.
실시예들 중에서, 무선 네트워크의 데이터 송수신 방법은 네트워크에서 요구되는 패킷 전송 지연 시간과 네트워크의 데이터 전송량을 만족하는 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로하여 송신 노드와 수신 노드 사이에 동기 패킷을 송수신하고 동기를 맞추는 단계, 상기 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘후, 상기 송신 노드가 전송할 데이터가 있으면, 상기 송신 노드는 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계, 및 상기 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘 후, 상기 송신 노드가 전송할 데이터가 없으면, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드는 바로 슬립 상태로 전환하는 단계를 포함한다.
상기 데이터 송수신 방법은 상기 송신 노드와 수신 노드 사이에 데이터 패킷 송수신이 끝나면, 상기 송신 노드와 수신 노드는 슬립 상태로 전환하고 다음 동기 주기를 기다리는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 동기 패킷을 송수신하고 동기를 맞추는 단계는 평균 패킷 전송 지연 시간이 최대 네트워크 지연 시간을 넘지 않고, 네트워크에서의 패킷 전송 속도가 최소 패킷 전송 속도보다 큰 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로 하여 동기 패킷을 송수신하고 동기를 맞출 수 있다.
상기 평균 패킷 전송 지연 시간은 데이터 전송 시점에 따라 발생할 수 있는 지연 시간을 평균한 평균 지연 시간값과 다중 홉 릴레이에 의해 발생하는 지연 시간값을 더한 값일 수 있다.
상기 패킷 전송 속도는 상기 동기 주기의 역수값일 수 있다.
상기 동기 패킷을 송수신하는 단계는 상기 동기 주기에 비례하여 상기 동기 패킷 송수신 시간을 증가시킬 수 있다.
상기 동기 패킷을 송수신하는 단계는 상기 동기 주기와 상기 동기 주기에 대응되는 최대 클럭 드리프트율의 곱에 비례하는 시간동안 상기 동기 패킷을 송수신할 수 있다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과 하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
“및/또는”의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, “제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목”의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마 찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
무선 네트워크에 포함된 무선 노드(Node)는 무선 네트워크 내에서 서로 데이터를 송수신한다. 무선 노드가 무선 네트워크 내에서 다른 노드와 서로 통신을 하는 경우, 통신을 하는 무선 노드들 사이에 동기(Synch)가 맞아야 한다. 동기가 맞은 노드는 통신을 하여 서로 데이터를 송수신할 수 있다.
그러나, 무선 네트워크의 무선 노드에서 GPS(Global Positioning System) 등 과 같은 공통의 클럭 소스(Clock source)를 사용하지 않는 한, 각 노드의 클럭 속도는 달라질 수 있다. 클럭 속도가 달라지면 무선 노드들 사이에 동기가 어긋날 수 있다. 따라서, 무선 노드는 주기적 또는 비주기적으로 노드들 사이에 동기를 맞출 수 있다.
이하에서는, 무선 노드 사이에 전력 소비량을 최소화하면서 동기를 맞추는 방법을 설명하기로 한다. 상기 방법은 센서 네트워크 이외에 다양한 종류의 무선 네트워크에서 사용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 센서 네트워크를 예로 하여 설명한다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 센서 네트워크 시스템(100)은 센서 네트워크(110), 게이트웨이(130) 및 무선 네트워크(Wireless Access Network)(140) 또는 유선 네트워크(Wired Access Network)(150)를 포함한다.
센서 네트워크(110)는 적어도 하나 이상의 센서 노드(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, 120g, 120h)를 포함한다. 센서 노드(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, 120g, 120h)는 무선으로 데이터를 송수신하며, 무선 네트워크를 형성한다.
센서 네트워크(110)내의 센서 노드들은 가까운 싱크 노드(Sink node)(미도시)로 데이터를 전송한다. 싱크 노드는 수신된 데이터를 게이트웨이(130)로 전송하며, 게이트웨이(130)는 수신된 데이터를 다른 유선 또는 무선 네트워크(140, 150) 로 전송할 수 있다. 예를 들어, 유선, 무선 네트워크(140, 150)는 인터넷 네트워크가 될 수 있다.
센서 네트워크(110)의 센서 노드(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, 120g, 120h)가 서로 통신하여 데이터를 송수신하는 경우, 센서 노드(120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, 120g, 120h)는 주기적 또는 비주기적으로 동기(synch)를 맞춘다. 예를 들어, 제1 센서 노드(120a)와 제2 센서 노드(120b)가 통신하여 데이터를 송수신하는 경우, 제1 센서 노드(120a)와 제2 센서 노드(120b)는 서로 동기를 맞춘 후 데이터를 송수신한다.
센서 노드 사이에 동기를 맞추는 방식은, 센서 네트워크에 사용되는 MAC(Media Access Control) 프로토콜 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 센서 네트워크에 사용될 수 있는 MAC 프로토콜에는 Wise-MAC, S-MAC, B-MAC, X-MAC, MMSN, Z-MAC, T-MAC, Sift, R-MAC, SCP-MAC 등이 있을 수 있다. 일 예로, Wise-MAC은 센서 노드 사이에 비주기적으로 동기를 맞출 수 있으며, S-MAC은 주기적으로 동기를 맞출 수 있다.
센서 네트워크의 경우, 센싱 데이터의 크기나 전송 주기에 따라 센서 노드가 오랫동안 대기 상태(Idle)에 있는 경우가 많을 수 있다. 이러한 경우 센서 노드의 데이터 송수신율(data rate)이 낮으므로, 센서 노드가 계속 수신 상태(Listen)를 유지하면 센서 노드의 전력 효율이 낮아질 수 있다.
따라서, MAC 프로토콜에 따라, 센서 노드는 일정 시간 동안에만 수신 상태(Listen)에 있고, 그 외의 시간에는 슬립(Sleep) 상태에 있는 Low-duty cycle operation을 할 수 있다. 예를 들어, S-MAC과 같은 프로토콜의 경우, 센서 노드는 Low-duty cycle operation에 따라 동작하여 주기적으로 일정 시간 동안에만 수신 상태(Listen)에 있고, 그 외에는 슬립 상태에 있을 수 있다. 따라서 센서 노드의 전력 효율이 향상될 수 있다.
도 2는 무선 노드가 주기적으로 동기를 맞추는 방식을 설명하는 도면이다.
도 2을 참조하면, 송신 노드(Tx Node)와 수신 노드(Rx Node)는 Low-duty cycle operation에 따라 주기적으로 웨이크업 구간(wakeup slot)과 슬립 구간(sleep slot)을 반복한다. 웨이크업 구간은 패킷을 송수신하는 기간을 말하며, 슬립 구간은 패킷을 송수신하지 않는 기간을 말한다. 노드가 동작을 하는 웨이크업 구간과, 노드가 동작을 하지 않고 휴면하는 슬립 구간을 주기적으로 반복하여 각 노드는 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
송신 노드는 동기 패킷(Sync packet)을 주기적으로 동기 주기(Sync interval)마다 전송할 수 있다. 웨이크업 구간은 동기를 위한 동기 구간과 데이터 전송을 위한 데이터 전송 구간으로 나뉜다. 동기 구간에서는 미리 정해진 특정 노드(여기서는 송신 노드)가 먼저 동기 패킷을 전송한다. 이를 수신한 다른 수신 노드들은 수신된 동기 패킷에 따라서 자신의 동기를 조정하고 다시 동기 패킷을 송신 노드나 다른 노드로 전송한다.
송신 노드와 수신 노드 사이에 동기 조정이 완료되고 송신노드가 현재 전송할 패킷이 있는 경우, 데이터 전송 구간에서 송신 노드는 수신 노드로 패킷을 전송한다. 송신 노드가 현재 전송할 패킷이 없는 경우(도 2에서 두번째, 세번째 웨이크 업 구간)에도 송신 노드와 수신 노드는 동기 구간에서 주기적으로 동기를 위한 작업을 수행한다. 송신 노드가 전송할 패킷이 없는 경우에는, 송신 노드와 수신 노드가 바로 슬립 상태로 전환하므로 매우 짧은 웨이크업 구간을 갖는다.
다만, 단순히 고정된 짧은 주기마다 동기를 수행하는 방식의 경우, 노드가 동기를 수행하면서 소모하는 전력량이 많다. 따라서, 이러한 방식은 긴 수명을 필요로 하는 무선 네트워크를 구성하는데 어려움이 있을 수 있다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 무선 노드가 데이터를 송수신하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 송신 노드(Tx Node)와 수신 노드(Rx Node)는 동기식 MAC 프로토콜을 사용하여 노드 사이에 동기를 맞춘다. 도 3과 같이 무선 노드 사이에 동기 패킷(sync packet)을 이용하여 동기를 맞추는 동기식 MAC 프로토콜을 사용하는 경우, 무선 노드는 다른 조건 등을 만족하는 범위에서 동기 주기를 가장 길게 설정한다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 것으로, 동기 주기에 따른 클럭 오차 크기를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, x축은 동기 주기(interval)을 나타내며, y축은 최대 클럭 드리프트율(Max relative clock drift rate)을 나타낸다. 도 4는 동기 주기에 따라 무선 노드에서 발생하는 최대 클럭 드리프트율(Max relative clock drift rate)을 실외 환경에서 다수의 무선 노드들을 이용하여 측정한 결과 도면이다.
도 4에 따르면, 무선 노드의 최대 클럭 드리프트율은 동기 주기가 길어질수 록 낮아진다. 무선 노드의 클럭 오차 크기는 최대 클럭 드리프트율과 동기 주기의 곱에 비례한다. 따라서, 무선 노드의 클럭 오차 크기는 동기 주기가 길어질수록 낮아짐을 알 수 있다.
무선 노드에서 클럭 오차에 의하여 발생하는 전력 소모량은 동기 주기와 클럭 오차 크기의 곱에 비례한다. 도 4에 따르면, 동기 주기가 증가하는 비율에 비해 클럭 오차 크기가 감소하는 비율이 더 크므로, 동기 주기를 길게 설정할수록 무선 노드에서 클럭 오차에 의하여 발생하는 전력 소모량을 줄일 수 있다. 그러나, 무선 노드의 동기 주기가 조정되면, 네트워크의 지연 시간, 데이터 전송량 등이 영향을 받을 수 있으로, 상기와 같은 영향을 고려하여 동기 주기를 결정한다.
개시된 기술의 일 실시예에 따라, 무선 노드는 아래 수학식 1, 2와 같이 네트워크 지연 시간과 데이터 전송량을 고려하여 동기 주기를 결정한다. 구현 예에 따라, 더 다양한 종류의 속성을 고려하여 동기 주기를 결정할 수도 있다.
Figure 112009008620751-pat00001
Figure 112009008620751-pat00002
수학식 1에서 f는 동기 주기를 나타내며, D(f)는 무선 노드가 주어진 동기 주기(f)를 사용할 경우, 데이터를 생성한 소스 노드와 최종 목적 노드간 평균 패킷 전송 지연 시간을 나타낸다. MHOP(f)는 데이터를 생성한 소스 노드와 최종 목적 노드간 데이터 전송 과정 중 다중 홉(hop) 릴레이(relay)에 의해 발생하는 지연 시간을 나타낸다. MHOP(f)는 MAC 프로토콜의 종류에 따라 동기 주기(f)에 독립적인 값을 가질 수도 있다. DMAX는 허용가능한 최대 네트워크 지연시간을 나타낸다.
무선 노드의 데이터 전송은 동기 주기(f) 기간 동안 어느 시점에 이루어지는지 알 수 없다. 따라서, 수학식 1에서는 데이터 전송 시점에 따라 발생할 수 있는 지연 시간을 평균한 평균 지연 시간(f/2)값과 MHOP(f)를 더하여 평균 패킷 전송 지연 시간(D(f))을 산출한다. 상기 평균 패킷 전송 지연 시간(D(f))은 최대 네트워크 지연시간(DMAX)을 넘지 않아야 한다.
수학식 2에서 W(f)는 주어진 동기 주기(f)에 따른 무선 노드의 패킷 전송 속도(packet per unit time)를 나타낸다. 패킷 전송 속도(W(f))는 동기 주기(f)에 반비례한다. 수학식 2에서 패킷 전송 속도(W(f))는 동기 주기(f)의 역수 값으로 나타난다. WMIN은 네트워크에서 요구하는 최소 패킷 전송 속도를 나타낸다. 패킷 전송 속도(W(f))는 최소 패킷 전송 속도(WMIN)보다 커야 한다.
따라서, 무선 노드는 수학식 1과 수학식 2를 만족하는 가장 큰 동기 주기(f) 값을 이용하여 동기를 맞춘다. 예를 들어, 송신 노드와 수신 노드는 수학식 1과 수학식 2를 만족하는 가장 큰 동기 주기(f) 값을 이용하여 동기 패킷(synch packet)을 송수신하고 동기를 맞춘다. 동기 주기(f) 값은 초 단위의 값으로 설정할 수도 있고, 더 작은 소수점 단위의 값으로 설정할 수도 있다.
동기를 맞춘후, 송신 노드가 전송할 데이터가 있으면, 송신 노드는 수신 노드로 데이터 패킷(data packet)을 전송한다. 송신 노드와 수신 노드 사이에 데이터 패킷 송수신이 끝나면, 송신 노드와 수신 노드는 슬립 상태로 전환하고 다음 동기 주기를 기다린다. 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘 후, 송신 노드가 전송할 데이터가 없는 경우에는, 송신 노드와 수신 노드가 바로 슬립 상태로 전환한다.
동기 주기(f)가 정해지면, 무선 노드의 클럭 오차를 줄일 수 있도록 웨이크업 구간의 동기 구간 길이를 정한다. 아래 수학식 3은 웨이크업 구간의 동기 구간을 산출하는 식을 나타낸다.
Figure 112009008620751-pat00003
x는 동기 구간의 길이, C는 상수(constant), R(f)는 동기 주기(f)에 대응되는 최대 클럭 드리프트율(Max relative clock drift rate)을 나타낸다. 동기 주기(f)가 정해지면 R(f)는 도 4와 같은 측정 결과를 이용하여 알 수 있다.
따라서, 무선 노드는 수학식 1과 수학식 2를 만족하는 가장 큰 동기 주기(f) 값과 수학식 3을 만족하는 동기 구간을 이용하여 동기를 맞춘다. 예를 들어, 송신 노드와 수신 노드는 수학식 1과 수학식 2를 만족하는 가장 큰 동기 주기(f) 값을 동기 패킷(synch packet) 송수신 주기로 하고, 수학식 3을 만족하는 동기 구간 동안 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘다.
동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘후, 송신 노드가 전송할 데이터가 있으면, 송신 노드는 수신 노드로 데이터 패킷(data packet)을 전송한다. 송신 노드와 수신 노드 사이에 데이터 패킷 송수신이 끝나면, 송신 노드와 수신 노드는 슬립 상태로 전환하고 다음 동기 주기를 기다린다. 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘 후, 송신 노드가 전송할 데이터가 없는 경우에는, 송신 노드와 수신 노드가 바로 슬립 상태로 전환한다.
동기 주기(f)가 n배가 된다고해도 수학식 3과 같이 동기 구간의 크기가 n배가 되지 않고 그보다 작은 값(k배, k≤n)이 필요하므로, 무선 노드의 총 동기 전력 소모량은 감소하게 된다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템은 무선 네트워크의 전력 소모량을 크게 줄일 수 있다. 일 실시예에 따른 시스템은 동기 주기를 네트워크 요구조건을 만족하는 한도에서 가장 크게 하고, 동기 구간을 늘려 무선 노드에서 동기에 소모되는 전력량을 줄일 수 있다.
일 실시예에 따른 시스템은 무선 노드의 전력 소모량을 줄여, 네트워크의 수명을 향상시킬 수 있다. 그리고, 일 실시예에 따른 시스템은 센서 네트워크 시스템과 같이 전력 소모량을 최소화하여야 하는 네트워크에 적용할 수 있으며, 네트워크 를 효율적이고 편리하게 관리할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 센서 네트워크 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 무선 노드가 주기적으로 동기를 맞추는 방식을 설명하는 도면이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 무선 노드가 데이터를 송수신하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 것으로, 동기 주기에 따른 클럭 오차 크기를 나타낸 도면이다.

Claims (10)

  1. 무선 네트워크의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    네트워크에서 요구되는 패킷 전송 지연 시간과 네트워크의 데이터 전송량을 만족하는 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로하여 송신 노드와 수신 노드 사이에 동기 패킷을 송수신하고 동기를 맞추는 단계;
    상기 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘후, 상기 송신 노드가 전송할 데이터가 있으면, 상기 송신 노드는 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계; 및
    상기 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘 후, 상기 송신 노드가 전송할 데이터가 없으면, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드는 바로 슬립 상태로 전환하는 단계를 포함하고,
    상기 동기 패킷을 송수신하고 동기를 맞추는 단계는
    평균 패킷 전송 지연 시간이 최대 네트워크 지연 시간을 넘지 않고, 네트워크에서의 패킷 전송 속도가 최소 패킷 전송 속도보다 큰 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로 하여 동기 패킷을 송수신하고 동기를 맞추는 데이터 송수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 노드와 수신 노드 사이에 데이터 패킷 송수신이 끝나면, 상기 송신 노드와 수신 노드는 슬립 상태로 전환하고 다음 동기 주기를 기다리는 단계를 더 포함하는 데이터 송수신 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 평균 패킷 전송 지연 시간은
    데이터 전송 시점에 따라 발생할 수 있는 지연 시간을 평균한 평균 지연 시간값과 다중 홉 릴레이에 의해 발생하는 지연 시간값을 더한 값이 데이터 송수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 전송 속도는
    상기 동기 주기의 역수값인 데이터 송수신 방법.
  6. 무선 네트워크의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    네트워크에서 요구되는 패킷 전송 지연 시간과 네트워크의 데이터 전송량을 만족하는 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로하여 송신 노드와 수신 노드 사이에 동기 패킷을 송수신하고 동기를 맞추는 단계;
    상기 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘후, 상기 송신 노드가 전송할 데이터가 있으면, 상기 송신 노드는 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하는 단계; 및
    상기 동기 패킷을 송수신하여 동기를 맞춘 후, 상기 송신 노드가 전송할 데이터가 없으면, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드는 바로 슬립 상태로 전환하는 단계를 포함하고,
    상기 동기 패킷을 송수신하는 단계는
    상기 동기 주기에 비례하여 상기 동기 패킷 송수신 시간을 증가시키는 데이터 송수신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 동기 패킷을 송수신하는 단계는
    상기 동기 주기와 상기 동기 주기에 대응되는 최대 클럭 드리프트율의 곱에 비례하는 시간동안 상기 동기 패킷을 송수신하는 데이터 송수신 방법.
  8. 무선 네트워크에 있어서,
    네트워크에서 요구되는 패킷 전송 지연 시간과 네트워크의 데이터 전송량을 만족하는 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로하여 수신 노드로 동기 패킷을 전송하는 송신 노드; 및
    상기 송신 노드로부터 수신된 동기 패킷을 이용하여 동기를 맞추는 수신 노드를 포함하고,
    상기 송신 노드는
    평균 패킷 전송 지연 시간이 최대 네트워크 지연 시간을 넘지 않고, 네트워크에서의 패킷 전송 속도가 최소 패킷 전송 속도보다 큰 범위 내에서 가장 큰 동기 주기 값을 동기 주기로 하여 동기 패킷을 전송하고 동기를 맞추는 무선 네트워크.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 송신 노드는
    상기 동기 패킷을 전송하여 상기 수신 노드와 동기를 맞춘후, 전송할 데이터가 있으면, 상기 송신 노드는 상기 수신 노드로 데이터 패킷을 전송하고,
    상기 동기 패킷을 전송하여 상기 수신 노드와 동기를 맞춘 후, 전송할 데이터가 없으면, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드는 바로 슬립 상태로 전환하는 무선 네트워크.
  10. 삭제
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