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KR101631800B1 - Method and Apparatus for Multi-hop Clock Synchronization Based on Robust Reference Node Selection for SANET - Google Patents

Method and Apparatus for Multi-hop Clock Synchronization Based on Robust Reference Node Selection for SANET Download PDF

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KR101631800B1
KR101631800B1 KR1020150090754A KR20150090754A KR101631800B1 KR 101631800 B1 KR101631800 B1 KR 101631800B1 KR 1020150090754 A KR1020150090754 A KR 1020150090754A KR 20150090754 A KR20150090754 A KR 20150090754A KR 101631800 B1 KR101631800 B1 KR 101631800B1
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KR
South Korea
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hop
hbss
gps
utc
vessels located
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Korean (ko)
Inventor
장경희
소신
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인하대학교 산학협력단
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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Abstract

SANET 을 위한 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법 및 장치가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법은 홉 식별자를 초기화하고, 제1 홉에 위치한 하나의 선박을 임의로 선택하는 단계, 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 단계, 상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택하여 식별자를 표시하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트하는 단계, 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 단계, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계를 포함한다.A robust base node selection based multi-hop clock synchronization method and apparatus for SANET is presented. The robust base node selection based multi-hop clock synchronization method according to the present invention comprises the steps of initializing a hop identifier and arbitrarily selecting one of the vessels located in the first hop, Determining whether GPS is available and synchronizing the ship with a ship having the earliest clock among the vessels located in the first hop, displaying the identifier by selecting HBSs to be synchronized to the second hop in the sequence following the first hop, Determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the second hop, detecting and decoding a beacon of the HBS having the smallest hop identifier, determining whether the first hop Determines if a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop, and if the plurality of HBSs are detected, And synchronizing the ships having detected the HBSs to the HBS having the closest communication distance.

Description

SANET을 위한 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법 및 장치{Method and Apparatus for Multi-hop Clock Synchronization Based on Robust Reference Node Selection for SANET}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a multi-hop clock synchronization method and apparatus based on robust base node selection for SANET,

본 발명은 SANET(Ship Ad-hoc NETwork) 을 위한 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a robust reference node selection based multi-hop clock synchronization method and apparatus for SANET (Ship Ad-hoc NETwork).

종래 기술에 따른 클락 동기화 알고리즘들은 단말들 사이에서 클락 드리프트를 감소시키는 비콘 충돌 확률을 줄이기 위해서만 제안되었다. 하지만, SANET(Ship Ad-hoc NETwork)는 지리적 범위의 관점에서 라지- 스케일 네트워크, 다시 말해, 100km 범위이다. 동기화 성능에 영향을 미치는 주요 요소는 신호 전달 지연(signal propagation delay)이고, 이것은 종래기술의 알고리즘에서는 중요하게 고려되지 않는다. The prior art clock synchronization algorithms have been proposed only to reduce the probability of beacon collision between the terminals to reduce clock drift. However, SANET (Ship Ad-hoc NETwork) is a large-scale network, in other words, 100 km in terms of geographical coverage. A key factor affecting synchronization performance is signal propagation delay, which is not considered significant in prior art algorithms.

그러므로, 이것은 해양 환경에서 수백 개의 선박 사이에 통신을 지원하기 위한 강력한 다중 홉 동기화 알고리즘을 필요로 한다. 제안된 기법은 몇몇 과제를 직면하고, 극복해야 한다. 다시 말해, 실제 클락(physical clock)(예를 들어, UTC/GPS)은 SANET에서 심한 기상, 네트워크 링크 안정성, 및 큰 전달 지연 때문에 사용할 수 없다. Therefore, this requires a robust multi-hop synchronization algorithm to support communication between hundreds of ships in the marine environment. The proposed technique faces several challenges and must be overcome. In other words, the physical clock (for example, UTC / GPS) can not be used in SANET due to severe weather, network link stability, and large propagation delays.

SANET는 다양한 멀티미디어 서비스들을 갖는 선박을 제공할 수 있다. 지상 차량 애드-혹 네트워크 및 해양통신 환경의 설문조사에 기반하여, 많은 과제와 문제를 갖고 있는 해상 통신을 위한 지상파 차량 애드-혹 네트워크의 RTT의 단순한 구현을 실현한다. 예를 들어, SANET은 100km가 넘는 종종 거대한 통신 커버리지를 갖고, 이것은 링크 신뢰성을 유지하기 위해 다중-홉 기능성을 필요로 한다. SANET can provide a ship with various multimedia services. Based on the surveys of terrestrial vehicle ad-hoc network and marine communication environment, realization of RTT of terrestrial vehicle ad-hoc network for maritime communication with many problems and problems is realized. For example, SANET often has huge communication coverage over 100 km, which requires multi-hop functionality to maintain link reliability.

해양 환경에서, 실제 시간 서비스의 실현을 위해, SANET에 접속한 수백 개의 선박들 사이의 통신을 지원하기 위한 강력한 다중-홉 동기화 알고리즘을 필요로 한다. 효율적인 클락 동기화는 통신 동안 선박이 프레임의 경계들, 서브-프레임들, 및 타임 슬롯들을 정확하게 지정하는 것을 돕기 위해 필요하다. 일반적으로, 분산 시스템에서 모든 단말들은 동일한 시간에 동작하도록 요구되고, 이러한 시간은 실시간으로 정확하게 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 10:02의 실제 시간에서 동작하더라고 모든 단말이 논리적 클락 10:00에 동작하는 것으로 간주한다. In a marine environment, for realization of real-time services, a robust multi-hop synchronization algorithm is needed to support communication between hundreds of ships connected to SANET. Efficient clock synchronization is needed to help the ship accurately specify the boundaries of the frame, sub-frames, and timeslots during communication. In general, in a distributed system all terminals are required to operate at the same time, and this time need not be exactly the same in real time. For example, even though it operates at the actual time of 10:02, it is assumed that all terminals operate at 10:00 on the logical clock.

설문조사에 따르면, 논리 클락 동기화의 성능을 개선하기 위해 기존의 알고리즘들은 비콘 충돌 확률을 감소시키기 위해서만 제안되었다. 하지만, 전달 지연은 지리적 범위의 관점에서 라지-스케일 네트워크에서 동기화 성능에 영향을 미치는 중요한 요소이고, 이것은 기존의 알고리즘에서 신중하게 고려되지 않는다. 따라서, SANET에 대한 다중-홉 기능을 갖는 논리적 클락 동기화 알고리즘을 필요로 한다.According to the survey, existing algorithms have been proposed only to reduce the probability of beacon collision to improve the performance of logical clock synchronization. However, propagation delay is an important factor affecting synchronization performance in a large-scale network in terms of geographical coverage, and this is not considered carefully in existing algorithms. Therefore, a logical clock synchronization algorithm with a multi-hop function for SANET is required.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비콘 충돌 가능성을 감소시킬 뿐만 아니라, 동기화 성능을 개선하기 위한 전달 지연을 해결할 수 있는 MCSS라고 하는 SANET(Ship Ad-hoc NETwork)를 위한 다중 홉 기능을 갖는 논리 클락 동기화 방법 및 장치를 제공하는데 있다. UTC/GPS가 없을 경우, 제안된 MCSS 애드-혹 방법으로 동작하고, 예를 들어, 100Km 범위 이상의 라지-스케일 SANET를 위한 다중-홉 기능은 링크 신뢰성을 보장하는 방법 및 장치를 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a multi-hop logical clock synchronization (MCSS) for SANET (Ship Ad-hoc NETwork) capable of solving a propagation delay for improving synchronization performance, Method and apparatus. In the absence of UTC / GPS, the proposed MCSS ad-hoc method operates and, for example, a multi-hop capability for a large-scale SANET over a 100 Km range provides a method and apparatus for ensuring link reliability.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법은 홉 식별자를 초기화하고, 제1 홉에 위치한 하나의 선박을 임의로 선택하는 단계, 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 단계, 상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택하여 식별자를 표시하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트하는 단계, 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 단계, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계를 포함한다. In one aspect, the robust base node selection based multi-hop clock synchronization method proposed by the present invention includes the steps of initializing a hop identifier and randomly selecting one ship located in a first hop, To the ship having the earliest clock among the vessels located in the first hop, selecting the HBSs to be synchronized to the second hop in the sequence next to the first hop Determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the second hop, and detecting and decoding a beacon of the HBS with the smallest hop identifier , Determining in the first hop that a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop, , Synchronizing the ships having detected the plurality of HBSs to the HBS having the closest communication distance.

상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 단계는 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 이용이 가능하지 않은 상기 제1 홉에 위치한 선박들을 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화한다. Wherein the step of determining whether UTC or GPS is available for all the vessels located in the first hop and synchronizing to the vessel having the earliest clock among the vessels located in the first hop, And at least one of the vessels located in the first hop that is not available is synchronized to the ship having the earliest clock among the vessels located in the first hop when the UTC or GPS is not available.

상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 단계는 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드한다. Determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the second hop, and detecting and decoding a beacon of the HBS having the smallest hop identifier comprises detecting at least one of all vessels located in the second hop If the UTC or GPS is not available, the beacon of the HBS having the smallest hop identifier is detected and decoded.

상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화하고, 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화한다. If all the vessels located in the first hop are available for UTC or GPS, synchronize all the vessels to the UTC or GPS, and if all vessels located in the second hop are available for UTC or GPS, And synchronizes the vessels to the UTC or GPS.

상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계는 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하는 단계, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖는지 판단하는 단계, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖지 않는 경우, 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계를 포함한다. Determining that a plurality of HBSs in the first hop are detected by vessels located in the second hop and, when detecting the plurality of HBSs, detecting the plurality of HBSs in an HBS having a closest communication distance Wherein synchronizing comprises: determining if a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop at the first hop, and if the plurality of HBSs are detected, detecting the detected plurality of HBSs and the plurality of HBSs Determining whether the detected vessel has a similar distance, and synchronizing the detected plurality of HBSs to the HBS having the closest communication distance if the vessel detecting the plurality of HBSs does not have a similar distance.

상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖지 않는 경우, 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계는 상기 가장 가까운 거리의 HBS의 디코드된 타임 스탬프로 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박의 타이머를 조정한다. If the detected plurality of HBSs and the vessel detecting the plurality of HBSs do not have a similar distance, synchronizing to the HBS having the closest communication distance may be performed by using the decoded timestamp of the nearest distance HBS, Adjust the ship's timer to detect HBSs.

또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치는 홉 식별자를 초기화하는 초기화부, 제1 홉에 위치한 하나의 선박을 임의로 선택하는 선택부, 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하는 판단부, 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하고, 상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택하여 식별자를 표시하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트하고, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 동기화부, 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 검출 및 디코드부, 상기 가장 가까운 거리의 HBS의 디코드된 타임 스탬프로 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박의 타이머를 조정하는 조정부를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a robust base node selection based multi-hop clock synchronization apparatus, comprising: an initialization unit for initializing a hop identifier; a selection unit for arbitrarily selecting one ship located in a first hop; Determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the first hop, determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the second hop, determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the second hop, The HBSs are synchronized with the ship having the fastest clock among the vessels located in the first hop, and the HBSs to be synchronized with the second hop in the sequence following the first hop are selected, Updates the selected HBSs and identifiers, and if a plurality of HBSs at the first hop are detected by the vessels located at the second hop, A synchronization unit for synchronizing the ships having detected the plurality of HBSs to the HBS having the closest communication distance, and a UBS or GPS having the smallest hop identifier for all the vessels located in the second hop, And a controller for adjusting the timer of the ship which detects the plurality of HBSs with the decoded timestamp of the HBS of the closest distance.

상기 동기화부는 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 이용이 가능하지 않은 상기 제1 홉에 위치한 선박들을 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화한다. Wherein the synchronization unit is configured to synchronize the vessels located in the first hop that are not available with at least one of the vessels located in the first hop to the vessels located in the first hop, Synchronize to the ship with the fastest clock.

상기 검출 및 디코드부는 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드한다. The detecting and decoding unit detects and decodes the beacon of the HBS having the smallest hop identifier when at least one of all the vessels located in the second hop is not available to UTC or GPS.

상기 동기화부는 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화하고, 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화한다. The synchronization unit synchronizes all the vessels to the UTC or GPS when all the vessels located in the first hop are available for the UTC or GPS and if all the vessels located in the second hop are available for the UTC or GPS , And synchronizes all of the vessels to the UTC or GPS.

상기 판단부는 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖는지 판단한다. Wherein the determination unit determines whether a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop in the first hop and detects the detected plurality of HBSs and the plurality of HBSs when the plurality of HBSs are detected It is judged that the ship has a similar distance.

상기 동기화부는 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖지 않는 경우, 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화한다.The synchronization unit synchronizes the detected plurality of HBSs with the HBS having the closest communication distance when the ship having detected the plurality of HBSs does not have a similar distance.

본 발명의 실시예들에 따르면 제안된 두 가지 기준에 대하여, 제1 기준 '이전 홉 경계 선박들의 선택' 및 제2 기준 '전달 지연 감소' 에 의해 전달 지연을 피할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, for the two proposed criteria, propagation delay can be avoided by the first criterion 'selection of previous hop boundary vessels' and the second criterion 'transmission delay reduction'.

제1 기준은 선박들이 홉-1 영역에 위치한 경우를 제외하고 네트워크 루트 선박에 가까운 HBSs의 그룹에 동기화를 보장할 수 있고, 이것들 중 가장 빠른 오실레이터를 갖는 하나는 홉-1 영역에 위치한다. 도 1을 참조하면, 홉-2 영역에서 선박은 HBS-3 및 HBS-4로부터 동시에 비콘들을 검출할 수 있고, 여기에서 HBS-3은 상기 네트워크 루트 선박에 바로 동기화 되고, HBS-4는 그것의 STRN을 통해 간접적으로 동기화된다. 그러므로, HBS-4와 비교하면, HBS-3은 제2 홉 영역 선박들에 대한 STRN으로 선택되기 위한 더 높은 우선 순위를 갖는다. The first criterion can guarantee synchronization to a group of HBSs close to the network route ship, except where the vessels are located in the hop-1 region, and one of them with the fastest oscillator is located in the hop-1 region. Referring to Figure 1, in the hop-2 region, a ship can simultaneously detect beacons from HBS-3 and HBS-4, where HBS-3 is directly synchronized to the network route ship and HBS- It is indirectly synchronized via STRN. Therefore, compared to HBS-4, HBS-3 has a higher priority to be selected as STRN for second hop area vessels.

제2 기준은 제일 가까운 거리를 갖는 HBS를 위한 선박 동기화를 보장하고, 이것은 또한 전달 지연에 의해 발생되는 클락 드리프트(clock drift)를 감소시키는데 도움이 된다. 게다가, ATSP-기반 MCSS는 비콘 전송(beacon submissions)의 충돌 가능성을 더 감소시킬 수 있기 때문에 TSF-기반 MCSS 보다 뛰어나다.The second criterion ensures vessel synchronization for the HBS with the closest distance, which also helps to reduce the clock drift caused by the propagation delay. In addition, ATSP-based MCSS is superior to TSF-based MCSS because it can further reduce the possibility of beacon submissions crashing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SANET에 대한 제안된 비콘 경쟁 윈도우(BCW)를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합된 비콘 경쟁 윈도우(BCW)를 갖는 제안된 SANET 프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중-홉 SANET 전개 모델을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SANET 을 위한 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중홉 클락 동기화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SANET 을 위한 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 범위에 따른 추정된 ACD의 변화를 나타내는 그래프이다.
1 is a diagram illustrating a proposed beacon contention window (BCW) for SANET according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a proposed SANET frame structure having an integrated beacon contention window (BCW) according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a multi-hop SANET deployment model in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a robust reference node selection based multi-hop clock synchronization method for a SANET according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a robust reference node selection based multi-hop clock synchronization apparatus for SANET according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing changes in estimated ACD according to a network range according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SANET(Ship Ad-hoc NETwork)에 대한 제안된 비콘 경쟁 윈도우(BCW)를 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a proposed beacon contention window (BCW) for Ship Ad-hoc NETwork (SANET) according to an embodiment of the present invention.

비콘 및 BCW 시작은 SANET을 위해 매우 중요하고, 중요한 인덱스는 해상 통신 환경에 적응해야 한다. 도 1은 데이터 슬롯의 동일한 길이를 갖는 제안된 BCW를 나타낸다. 도 1를 참조하면, BCW는 24 개의 비콘들을 갖고, 상기 비콘들의 각각은 16 개의 심볼들로 구성된다. 비콘은 선박 식별자를 포함하는 정보를 복원하고, 홉 표시(HI: hop indicator)는 현재 위치한 선박의 홉 인덱스를 반영하고, 선박의 클락 값을 나타내는 us 단위로 타임-스탬프(time-stamp) 값은 증가한다. 심볼에 할당된 69.4us 기간은 이웃 비콘들 사이의 가드 타임(guard time)으로 할당된다.
Beacons and BCW start are very important for SANET, and important indexes must adapt to the maritime communication environment. Figure 1 shows a proposed BCW with the same length of data slots. Referring to FIG. 1, the BCW has 24 beacons, each of which consists of 16 symbols. The beacon restores the information including the ship identifier, the hop indicator (HI) reflects the hop index of the ship currently located, and the time-stamp value in US units representing the ship's clock value . The 69.4 us period assigned to the symbol is assigned as the guard time between neighboring beacons.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합된 비콘 경쟁 윈도우(BCW)를 갖는 제안된 SANET 프레임 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a proposed SANET frame structure having an integrated beacon contention window (BCW) according to an embodiment of the present invention.

도 2는 BCWs를 포함함으로써 제안된 SANET 프레임 구조를 나타낸다. 예를 들어, 상기 네트워크 셋업 기간 (setup duration)은 64 BCWs로 할당된다. 상기 프레임 길이는 2250 개의 동일한 길이의 데이터 슬롯들로 구성된 1분으로 설정된다. 2 shows the proposed SANET frame structure by including BCWs. For example, the network setup duration is allocated to 64 BCWs. The frame length is set to one minute consisting of 2250 data slots of the same length.

하나의 프레임에 할당된 4개의 서브 프레임이 있고, 제1 서브 프레임은 제1 홉에 위치한 선박에 제공하고, 나머지 세 개의 서브 프레임들도 다음 홉들에 제공한다. 서브 프레임들의 길이는 각 홉에서 다양한 선박 밀도 때문에 다르다. 제1 서브 프레임은 프레임에서 슬롯들의 전체 수의 반을 차지하는 1125 개의 데이터 슬롯들을 갖는다; 제2 서브 프레임은 16.667 초의 길이를 갖는 625 개의 슬롯들을 포함한다; 제3 서브 프레임은 10초의 길이를 갖는 375 개의 데이터 슬롯들을 갖고, 제4 서브 프레임은 125 개의 데이터 슬롯들로 할당된다. 내부 슬롯 간섭(inter-slot interference)을 피하기 위해, 각 슬롯에 할당된 가드 타임을 필요로 한다. 가드 타임의 길이는 싱글 홉에서 최소 30 km 전달 지연을 보장하도록 계산되고, 따라서 0.417ms로 설정된다.
There are four subframes assigned to one frame, the first subframe is provided to the ship located in the first hop, and the remaining three subframes are provided to the next hops. The length of the subframes is different due to various ship densities at each hop. The first sub-frame has 1125 data slots occupying half the total number of slots in the frame; The second subframe includes 625 slots having a length of 16.667 seconds; The third subframe has 375 data slots with a length of 10 seconds, and the fourth subframe is allocated with 125 data slots. To avoid inter-slot interference, a guard time assigned to each slot is required. The length of the guard time is calculated to guarantee a propagation delay of at least 30 km in the single hop and is thus set to 0.417 ms.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중-홉 SANET 전개 모델을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a multi-hop SANET deployment model in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명은 SANET에 대한 다중-홉 기능을 갖는 논리적 클락 동기화 알고리즘을 제안하고, MCSS라고 한다. 이것은 UTC/GPS를 사용할 수 없는 경우의 애드-혹 방법에서 동작하고, 다중-홉 기능은 네트워크의 링크 안정성을 확실히 한다. The present invention proposes a logical clock synchronization algorithm having a multi-hop function for SANET, and is called MCSS. This operates in an add-on method where UTC / GPS is not available, and the multi-hop function ensures link stability of the network.

제안된 MCSS에 대하여, 동기화 시간 기준 노드들(STRNs: synchronization time reference nodes)은 전달 지연을 고려함으로써 효율적으로 선택되고, 비콘 충돌은 제안된 STRN 선택 절차를 갖는 적응 시간 동기화 절차(ATSP: adaptive timing synchronization procedure)의 조합에 의해 감소될 수 있다. For the proposed MCSS, the synchronization time reference nodes (STRNs) are efficiently selected by considering propagation delay, and the beacon collision is selected by adaptive timing synchronization (ATSP) procedure. < / RTI >

도 3에 나타낸 것과 같이 분포된 많은 수의 선박이 있는 해안 지역에서 SANET 를 고려한다. 해변 근처에 위치한 선박의 수는 보통 해변으로부터 멀리 떨어진 곳보다 많다. 도 3에서 흰색 원은 일반적인 선박들을 나타내고, 검은색 원은 홉 경계 선박들(HBSs: hop boundary ships)을 나타내고, 세모는 새로운 접속 선박(NAS: new access ship)내고, 이것은 SANET에 접속하는 대신 새로 접속하는 선박으로서 동작한다. 이때, 다음 사항을 가정한다. Consider SANET in a coastal area with a large number of ships distributed as shown in FIG. The number of ships located near the beach is usually more than far from the beach. In Fig. 3, the white circles represent general vessels, the black circles represent hop boundary ships (HBSs), the triangle represents a new access ship (NAS) And operates as a connecting ship. At this time, the following points are assumed.

- 실제 클락 기준(physical clock reference), 다시 말해, 국제 표준시(UTC: coordinated universal time) 또는 GPS는 심한 날씨 때문에 사용할 수 없다. - The physical clock reference, or coordinated universal time (UTC), or GPS is not available due to severe weather conditions.

- 많을 수의 선박은 네트워크에 배치될 수 있다. - A large number of ships can be deployed in the network.

- 각각의 홉(hop) 커버들은 대략 30km 이다. - Each hop cover is approximately 30 km.

- 모든 선박은 동일한 전송 전력(equal transmission power.)으로 통신할 수 있다.
- All ships can communicate with equal transmission power.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SANET 을 위한 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. FIG. 4 is a flowchart illustrating a robust reference node selection based multi-hop clock synchronization method for a SANET according to an embodiment of the present invention.

제안하는 SANET를 위한 제안된 다중-홉 클락 동기화 기법은 동기화 시간 기준 노드의 선택(STRNs: selection of synchronization time reference nodes)은 아래의 절차에 의한 '이전 홉 경계 선박의 선택(HBSs: selection of the previous hop boundary ships) ' 및 '전달 지연 감소(propagation delay reduction) ' 기준에 의해 최적화될 수 있다.The proposed multi-hop clock synchronization scheme for SANET is based on the selection of synchronization time reference nodes (STRNs) by selecting the previous HBSs hop boundary ships' and 'propagation delay reduction' criteria.

로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법은 홉 식별자를 초기화하고, 제1 홉에 위치한 하나의 선박을 임의로 선택하는 단계(410), 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단(420)하고, 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 단계(421), 상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택(430)하여 식별자를 표시(440)하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트하는 단계(450), 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단(460)하고, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 단계(461), 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단(470)하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계(481)를 포함한다. The robust base node selection based multi-hop clock synchronization method includes the steps of initializing a hop identifier and randomly selecting one vessel located in a first hop (step 410), determining whether all vessels located in the first hop are UTC or GPS (420), synchronizing (421) with the ship having the earliest clock among the vessels located in the first hop, selecting (430) HBSs for synchronizing to the second hop of the next hop, (460) the selected HBSs and identifiers (450), determining (460) whether UTC or GPS is available for all vessels located in the second hop (460), displaying the smallest hop identifier (470) a step (461) of detecting and decoding a beacon of an HBS having a plurality of HBSs having a plurality of HBSs in the first hop, determining whether a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop in the first hop , And synchronizing (481) the vessels that have detected the plurality of HBSs to the HBS having the closest communication distance.

단계(410)에서, 홉 식별자를 초기화하고, 제1 홉에 위치한 하나의 선박을 임의로 선택한다. 예를 들어, HI(h)(홉 식별자(hop indicator))를 1로 초기화 하고, 웨이크 업 신호(wake up signal)로서 비콘을 보내기 위해 제1 홉에 위치한 선박을 임의로 선택한다. In step 410, the hop identifier is initialized, and one vessel at the first hop is arbitrarily selected. For example, the HI (h) (hop indicator) is initialized to 1 and the vessel located in the first hop is arbitrarily selected to send a beacon as a wake up signal.

단계(420)에서, 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단한다. In step 420, it is determined whether UTC or GPS is available for all vessels located in the first hop.

그리고, 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화(422)한다.If all the vessels located in the first hop are available UTC or GPS, all the vessels are synchronized to UTC or GPS (step 422).

반면에, 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 이용이 가능하지 않은 상기 제1 홉에 위치한 선박들을 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화(421)한다. 상기 제1 홉에 위치한 선박들은 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 TSF 또는 ATSP를 수행할 수 있다. ATSP는 비콘 전송(beacon submissions)의 충돌 확률을 감소시킴으로써 TSF 보다 성능이 뛰어나다.On the other hand, when at least one of all the vessels located in the first hop is not usable by the UTC or GPS, the vessels located in the first hop that are not available are selected among the vessels located in the first hop Synchronize to the ship with the fastest clock (421). Ships located in the first hop can perform TSF or ATSP to synchronize to the ship with the fastest clock. ATSP performs better than TSF by reducing the probability of collision of beacon submissions.

상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택(430)하여 식별자를 표시(440)하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트(450)한다. 모든 선박이 동일한 전송 전력으로 통신한다는 가정하에, 상기 HBSs 선택은 상기 전송 전력 감쇄 측면 및 경로-손실에 기반한다.(430) the HBSs to synchronize to the second hop in the order of the first hop to display the identifier (440), and updates the selected HBSs and identifier (450). Under the assumption that all vessels communicate with the same transmit power, the HBS selection is based on the transmit power attenuation aspect and path-loss.

예를 들어, 도 1에서 검은색 원으로 나타낸 상기 HBSs은 보통 제1 홉에서 이전 홉 HBSs로부터 가장 낮은 전력을 수신하거나 웨이크 업 신호를 전송한다. 그러면, 상기 선택된 HBSs는 홉 식별자를 지정하기 위해 h로 표시된다. 그리고, 이러한 정보는 다음 홉의 동기화를 위해 HBSs의 비콘들에서 업데이트된다. 그리고, h를 다음 홉을 위한 동기화 절차를 나타내는 (h + 1)로 업데이트 한다.For example, the HBSs shown in Figure 1 as black circles usually receive the lowest power from the previous hop HBSs in the first hop or transmit the wake up signal. The selected HBSs are then indicated as h to specify the hop identifier. This information is then updated in the beacons of the HBSs for synchronization of the next hop. Then, h is updated to (h + 1) indicating the synchronization procedure for the next hop.

상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단(460)하고, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드(461)한다. (460) whether UTC or GPS is available for all the vessels located in the second hop, and detects and decodes (461) the beacon of the HBS having the smallest hop identifier.

상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화(422)한다. If all the vessels located in the second hop are available UTC or GPS, all the vessels are synchronized to the UTC or GPS (422).

반면에, 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드(461)한다. On the other hand, if at least one of all the vessels located in the second hop is not UTC or GPS capable, it detects and decodes (461) the beacon of the HBS having the smallest hop identifier.

다시 말해, UTC/GPS 가 다음 홉에서 이용 가능할 경우, (h + 1)번째 홉 영역에 위치한 모든 선박들은 UTC/GPS에 동기화한다. 그렇지 않으면, HBSs는 비콘들을 전송하고, 다음 홉에서의 선박들에 의해 검출될 수 있는 HI = h를 갖는 적어도 하나의 HBS를 가정한다. 그러면, 다음 홉 선박들(다시 말해, HI = h+1을 갖는)은 이전 홉으로부터 HBSs에 동기화한다. 이러한 기준은 상기 선박들이 전달 지연의 증가를 피하기 위한 네트워크 루트 선박에 가까운 HBSs에 동기화하는 것을 보장한다. 상기 네트워크 루트 선박은 홉-1 영역에 위치한 가장 빠른 오실레이터를 갖는 것이다.In other words, when UTC / GPS is available in the next hop, all vessels located in the (h + 1) th hop area are synchronized to UTC / GPS. Otherwise, the HBSs transmit beacons and assume at least one HBS with HI = h that can be detected by the vessels at the next hop. Then the next hop vessels (i.e., with HI = h + 1) will synchronize to the HBSs from the previous hop. This criterion ensures that the vessels synchronize to HBSs near the network route vessel to avoid an increase in propagation delay. The network root ship has the fastest oscillator located in the hop-1 region.

다음으로, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계는, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하는 단계(470), 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖는지 판단하는 단계(480), 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖지 않는 경우, 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화(481)하는 단계를 포함한다. 이때, 가장 가까운 거리의 HBS의 디코드된 타임 스탬프로 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박의 타이머를 조정한다. 상기 STRN의타임 스탬프(timestamp)를 검출함으로써 j번째 선박 타이머를 조정한다. Next, it is determined whether a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop at the first hop, and when the plurality of HBSs are detected, (470) determining if a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop at the first hop, if the plurality of HBSs are detected, (480) if the detected HBSs and the vessel detecting the plurality of HBSs have similar distances (480); and if the vessel detecting the detected plurality of HBSs and the plurality of HBSs does not have a similar distance, (481) to the HBS having the HBS. At this time, the timer of the ship that detects the plurality of HBSs is adjusted with the decoded time stamp of the HBS of the closest distance. The jth ship timer is adjusted by detecting the timestamp of the STRN.

반면에, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖는 경우, HBSs로부터 수신된 타임 스탬프 중 하나로 디코드(481)한다. On the other hand, if the detected plurality of HBSs and the vessel detecting the plurality of HBSs have similar distances, they are decoded 481 into one of the timestamps received from the HBSs.

이전 홉에서 복수개의 HBSs가 (h + 1)번째 영역 홉 선박들에 의해 검출될 경우, 이러한 선박들은 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화한다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 것과 같이 j번째 선박이 HBS-1 및 HBS-2로부터 비콘을 검출할 경우, j번째 선박은 HBS-2 의 경우와 비교했을 때, 전송 거리가 더 짧기 때문에 HBS-1에 동기화한다. HBS-1의 선택은 또한 전송 전력 감쇄 측면 및 경로-손실의 비교에 기반한다. 상기 검출된 HBSs가 j번째 선박과 유사한 전송 거리를 가질 경우, 그러면, 상기 선박은 동기화를 위해 그 중 하나를 선택할 수 있다. 마지막으로 선택된 HBS는 j번째 선박들을 위한 STRN 으로 알려졌다.When a plurality of HBSs at the previous hop are detected by (h + 1) th regional hop ships, these vessels synchronize to the HBS with the closest communication distance. For example, when the j-th ship detects beacons from HBS-1 and HBS-2 as shown in FIG. 1, the j-th ship is shorter in transmission distance than the HBS- 1. The choice of HBS-1 is also based on a comparison of the transmission power attenuation aspect and path-loss. If the detected HBSs have a transmission distance similar to that of the j-th ship, then the ship may select one of them for synchronization. The last selected HBS was known as the STRN for the jth ship.

마지막으로 h > H 인지 판단(490)한다. h > H일 경우, 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법을 종료하고, 그렇지 않은 경우 단계(430)부터 반복한다. 여기에서 H는 홉들의 최대 수를 나타낸다.
Finally, it is determined whether h> H (490). If h > H, the robust base node selection based multi-hop clock synchronization method ends; otherwise, it is repeated from step 430. Where H denotes the maximum number of hops.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SANET 을 위한 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 5 is a block diagram of a robust reference node selection based multi-hop clock synchronization apparatus for SANET according to an embodiment of the present invention.

SANET 을 위한 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치(500)는 초기화부(510), 선택부(520), 판단부(530), 동기화부(540), 검출 및 디코드부(550), 조정부(560)를 포함한다. The robust reference node selection based multi-hop clock synchronization apparatus 500 for SANET includes an initialization unit 510, a selection unit 520, a determination unit 530, a synchronization unit 540, a detection and decoding unit 550, And an adjustment unit 560.

초기화부(510)는 홉 식별자를 초기화한다. 선택부(520)는 제1 홉에 위치한 하나의 선박을 임의로 선택한다. 예를 들어, HI(h)(홉 식별자(hop indicator))를 1로 초기화 하고, 웨이크 업 신호(wake up signal)로서 비콘을 보내기 위해 제1 홉에 위치한 선박을 임의로 선택한다.The initialization unit 510 initializes the hop identifier. The selection unit 520 arbitrarily selects one ship located in the first hop. For example, the HI (h) (hop indicator) is initialized to 1 and the vessel located in the first hop is arbitrarily selected to send a beacon as a wake up signal.

판단부(530)는 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단한다. 그리고, 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단한다. 그리고, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단한다. The determination unit 530 determines whether UTC or GPS is available for all the vessels located in the first hop. Then, it is determined whether UTC or GPS is available for all the vessels located in the second hop. In the first hop, it is determined whether a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop.

동기화부(540)는 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화한다. 그리고, 상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택하여 식별자를 표시하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트한다. The synchronization unit 540 synchronizes with the ship having the earliest clock among the ships positioned in the first hop. Then, HBSs for synchronizing to the second hop of the first hop next order are selected to display an identifier, and the selected HBSs and identifiers are updated.

반면에, 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 이용이 가능하지 않은 상기 제1 홉에 위치한 선박들을 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화한다. 상기 제1 홉에 위치한 선박들은 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 TSF 또는 ATSP를 수행할 수 있다. ATSP는 비콘 전송(beacon submissions)의 충돌 확률을 감소시킴으로써 TSF 보다 성능이 뛰어나다.On the other hand, when at least one of all the vessels located in the first hop is not usable by the UTC or GPS, the vessels located in the first hop that are not available are selected among the vessels located in the first hop Synchronize to the ship with the fastest clock. Ships located in the first hop can perform TSF or ATSP to synchronize to the ship with the fastest clock. ATSP performs better than TSF by reducing the probability of collision of beacon submissions.

상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택하여 식별자를 표시하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트한다. 모든 선박이 동일한 전송 전력으로 통신한다는 가정하에, 상기 HBSs 선택은 상기 전송 전력 감쇄 측면 및 경로-손실에 기반한다.Selects the HBSs to be synchronized to the second hop of the first hop next order, displays the identifier, and updates the selected HBSs and identifier. Under the assumption that all vessels communicate with the same transmit power, the HBS selection is based on the transmit power attenuation aspect and path-loss.

예를 들어, 도 1에서 검은색 원으로 나타낸 상기 HBSs은 보통 제1 홉에서 이전 홉 HBSs로부터 가장 낮은 전력을 수신하거나 웨이크 업 신호를 전송한다. 그러면, 상기 선택된 HBSs는 홉 식별자를 지정하기 위해 h로 표시된다. 그리고, 이러한 정보는 다음 홉의 동기화를 위해 HBSs의 비콘들에서 업데이트된다. 그리고, h를 다음 홉을 위한 동기화 절차를 나타내는 (h + 1)로 업데이트 한다For example, the HBSs shown in Figure 1 as black circles usually receive the lowest power from the previous hop HBSs in the first hop or transmit the wake up signal. The selected HBSs are then indicated as h to specify the hop identifier. This information is then updated in the beacons of the HBSs for synchronization of the next hop. Then, h is updated to (h + 1) indicating a synchronization procedure for the next hop

또한, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화한다. Further, when a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop at the first hop, the vessels that detect the plurality of HBSs are synchronized with the HBS having the closest communication distance.

동기화부(540)는 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 이용이 가능하지 않은 상기 제1 홉에 위치한 선박들을 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화한다. If at least one of all the vessels located in the first hop is not available to UTC or GPS, the synchronization unit 540 may transmit the vessels located in the first hop that are not available to the first hop Synchronize to the ship with the fastest clock among the ships.

동기화부(540)는 상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화한다. 그리고, 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화한다.The synchronization unit 540 synchronizes all the vessels to the UTC or GPS when all the vessels located in the first hop are available for the UTC or GPS. If all the vessels located in the second hop are available UTC or GPS, all the vessels are synchronized with the UTC or GPS.

검출 및 디코드부(550)는 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드한다. The detection and decoding unit 550 detects and decodes the beacon of the HBS having the smallest hop identifier when UTC or GPS is not available for all the vessels located in the second hop.

검출 및 디코드부(550)는 상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드한다. 반면에, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖는 경우, HBSs로부터 수신된 타임 스탬프 중 하나로 디코드한다. The detection and decoding unit 550 detects and decodes the beacon of the HBS having the smallest hop ID if at least one of all the vessels located in the second hop is not available to UTC or GPS. On the other hand, if the detected plurality of HBSs and the vessel detecting the plurality of HBSs have similar distances, they decode to one of the timestamps received from the HBSs.

다시 말해, UTC/GPS 가 다음 홉에서 이용 가능할 경우, (h + 1)번째 홉 영역에 위치한 모든 선박들은 UTC/GPS에 동기화한다. 그렇지 않으면, HBSs는 비콘들을 전송하고, 다음 홉에서의 선박들에 의해 검출될 수 있는 HI = h를 갖는 적어도 하나의 HBS를 가정한다. 그러면, 다음 홉 선박들(다시 말해, HI = h+1을 갖는)은 이전 홉으로부터 HBSs에 동기화한다. 이러한 기준은 상기 선박들이 전달 지연의 증가를 피하기 위한 네트워크 루트 선박에 가까운 HBSs에 동기화하는 것을 보장한다. 상기 네트워크 루트 선박은 홉-1 영역에 위치한 가장 빠른 오실레이터를 갖는 것이다.In other words, when UTC / GPS is available in the next hop, all vessels located in the (h + 1) th hop area are synchronized to UTC / GPS. Otherwise, the HBSs transmit beacons and assume at least one HBS with HI = h that can be detected by the vessels at the next hop. Then the next hop vessels (i.e., with HI = h + 1) will synchronize to the HBSs from the previous hop. This criterion ensures that the vessels synchronize to HBSs near the network route vessel to avoid an increase in propagation delay. The network root ship has the fastest oscillator located in the hop-1 region.

판단부(530)는 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖는지 판단한다. The determination unit 530 determines whether a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop in the first hop and determines whether the detected plurality of HBSs and the plurality of HBSs To determine whether the ship having detected a similar distance.

동기화부(540)는 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖지 않는 경우, 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화한다. The synchronization unit 540 synchronizes the detected plurality of HBSs with the HBS having the closest communication distance when the ship detecting the plurality of HBSs does not have a similar distance.

조정부(560)는 상기 가장 가까운 거리의 HBS의 디코드된 타임 스탬프로 상기복수개의 HBSs를 검출한 선박의 타이머를 조정한다. The adjustment unit 560 adjusts the timer of the ship that detected the plurality of HBSs with the decoded time stamp of the HBS of the closest distance.

이전 홉에서 복수개의 HBSs가 (h + 1)번째 영역 홉 선박들에 의해 검출될 경우, 이러한 선박들은 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화한다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 것과 같이 j번째 선박이 HBS-1 및 HBS-2로부터 비콘을 검출할 경우, j번째 선박은 HBS-2 의 경우와 비교했을 때, 전송 거리가 더 짧기 때문에 HBS-1에 동기화한다. HBS-1의 선택은 또한 전송 전력 감쇄 측면 및 경로-손실의 비교에 기반한다. 상기 검출된 HBSs가 j번째 선박과 유사한 전송 거리를 가질 경우, 그러면, 상기 선박은 동기화를 위해 그 중 하나를 선택할 수 있다. 마지막으로 선택된 HBS는 j번째 선박들을 위한 STRN 으로 알려졌다.When a plurality of HBSs at the previous hop are detected by (h + 1) th regional hop ships, these vessels synchronize to the HBS with the closest communication distance. For example, when the j-th ship detects beacons from HBS-1 and HBS-2 as shown in FIG. 1, the j-th ship is shorter in transmission distance than the HBS- 1. The choice of HBS-1 is also based on a comparison of the transmission power attenuation aspect and path-loss. If the detected HBSs have a transmission distance similar to that of the j-th ship, then the ship may select one of them for synchronization. The last selected HBS was known as the STRN for the jth ship.

마지막으로 판단부(530)는 h > H 인지 판단한다. h > H일 경우, 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법을 종료하고, 상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택하는 과정부터 반복한다. 여기에서 H는 홉들의 최대 수를 나타낸다.
Finally, the determination unit 530 determines whether h > H. If H> H, the robust base node selection based multi-hop clock synchronization method is terminated, and the process of selecting HBSs for synchronizing to the second hop of the next hop sequence is repeated. Where H denotes the maximum number of hops.

표 1은 누적된 클락 드리프트(ACD: accumulated clock drift) 분석을 위해 사용된 파라미터들을 상세하게 나타낸다. Table 1 details the parameters used for the accumulated clock drift (ACD) analysis.

<표 1><Table 1>

Figure 112015061833764-pat00001

Figure 112015061833764-pat00001

FTSP에 대하여, 네트워크 루트 선박으로부터 가장 먼 선박 i에 대하여 상기 추정된 ACD는 수학식1과 같이 주어질 수 있다. For FTSP, the estimated ACD for ship i, which is the furthest from the network route ship, can be given as Equation (1).

Figure 112015061833764-pat00002
수학식1
Figure 112015061833764-pat00002
Equation 1

여기에서 E{.}는 기대 값을 나타낸다. 그리고, Term-1은 비콘 충돌에 의한 ACD, Term-2는 제1 홉에서 지연에 의해 발생된 ACD, Term-3은 나머지 홉들에서의 ACD을 나타낸다. Where E {.} Represents the expected value. Term-1 indicates ACD due to beacon collision, Term-2 indicates ACD generated by delay at the first hop, and Term-3 indicates ACD at the remaining hops.

제안된 기법에서, 선박 i에 대하여 추정된 ACD는 수학식2와 같이 주어질 수 있다. In the proposed technique, the estimated ACD for vessel i can be given as: &lt; EMI ID = 2.0 &gt;

Figure 112015061833764-pat00003
수학식2
Figure 112015061833764-pat00003
Equation 2

여기에서 Term-1은 비콘 충돌에 의한 ACD, Term-2는 (H-1)번째 홉에 대한 제1 홉으로부터의 지연에 의해 발생된 ACD, Term-3은 나머지 홉에서의 ACD을 나타낸다.
Here, Term-1 indicates ACD due to beacon collision, Term-2 indicates ACD generated by delay from the first hop to (H-1) th hop, and Term-3 indicates ACD in the remaining hop.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 범위에 따른 추정된 ACD의 변화를 나타내는 그래프이다. 6 is a graph showing changes in estimated ACD according to a network range according to an embodiment of the present invention.

도 6은 FTSP 및 MCSS에 대한 ACD의 수치 결과를 나타내고, 여기에서 ACD는 네트워크 범위의 증가와 함께 선형적으로 증가한다. 추정된 ACD에서 FTSP의 기울기는 제안된 MCSS는 작은 ACD를 유지하기 위한 전달 지연의 증가를 효율적으로 피할 수 있기 때문에 제안된 MCSS보다 더 크다. Figure 6 shows the numerical results of ACD for FTSP and MCSS, where ACD linearly increases with increasing network coverage. The slope of the FTSP in the estimated ACD is larger than the proposed MCSS because the proposed MCSS can effectively avoid the propagation delay increase to maintain a small ACD.

제안된 두 가지 기준에 대하여, 제1 기준 '이전 홉 경계 선박들의 선택' 및 제2 기준 '전달 지연 감소' 에 의해 전달 지연을 피할 수 있다. For the two proposed criteria, propagation delay can be avoided by the first criterion 'selection of previous hop boundary vessels' and the second criterion 'transmission delay reduction'.

제1 기준은 선박들이 홉-1 영역에 위치한 경우를 제외하고 네트워크 루트 선박에 가까운 HBSs의 그룹에 동기화를 보장할 수 있고, 이것들 중 가장 빠른 오실레이터를 갖는 하나는 홉-1 영역에 위치한다. 도 1을 참조하면, 홉-2 영역에서 선박은 HBS-3 및 HBS-4로부터 동시에 비콘들을 검출할 수 있고, 여기에서 HBS-3은 상기 네트워크 루트 선박에 바로 동기화 되고, HBS-4는 그것의 STRN을 통해 간접적으로 동기화된다. 그러므로, HBS-4와 비교하면, HBS-3은 제2 홉 영역 선박들에 대한 STRN으로 선택되기 위한 더 높은 우선 순위를 갖는다. The first criterion can guarantee synchronization to a group of HBSs close to the network route ship, except where the vessels are located in the hop-1 region, and one of them with the fastest oscillator is located in the hop-1 region. Referring to Figure 1, in the hop-2 region, a ship can simultaneously detect beacons from HBS-3 and HBS-4, where HBS-3 is directly synchronized to the network route ship and HBS- It is indirectly synchronized via STRN. Therefore, compared to HBS-4, HBS-3 has a higher priority to be selected as STRN for second hop area vessels.

제2 기준은 제일 가까운 거리를 갖는 HBS를 위한 선박 동기화를 보장하고, 이것은 또한 전달 지연에 의해 발생되는 클락 드리프트(clock drift)를 감소시키는데 도움이 된다. 게다가, ATSP-기반 MCSS는 비콘 전송(beacon submissions)의 충돌 가능성을 더 감소시킬 수 있기 때문에 TSF-기반 MCSS 보다 뛰어나다.
The second criterion ensures vessel synchronization for the HBS with the closest distance, which also helps to reduce the clock drift caused by the propagation delay. In addition, ATSP-based MCSS is superior to TSF-based MCSS because it can further reduce the possibility of beacon submissions crashing.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI &gt; or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (12)

로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법에 있어서,
홉 식별자를 초기화하고, 제1 홉에 위치한 하나의 선박을 임의로 선택하는 단계;
상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 단계;
상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택하여 식별자를 표시하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트하는 단계;
상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 단계; 및
상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계
를 포함하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법.
A robust base node selection based multi-hop clock synchronization method,
Initializing the hop identifier, and optionally selecting one ship located in the first hop;
Determining whether UTC or GPS is available for all the vessels located in the first hop and synchronizing to the ship having the earliest clock among the vessels located in the first hop;
Selecting the HBSs to synchronize to the second hop of the first hop next order, displaying the identifier, and updating the selected HBSs and identifier;
Determining whether UTC or GPS is available for all the vessels located in the second hop, detecting and decoding beacons of the HBS having the smallest hop identifier; And
Determining that a plurality of HBSs in the first hop are detected by vessels located in the second hop and, when detecting the plurality of HBSs, detecting the plurality of HBSs in an HBS having a closest communication distance Steps to synchronize
Based multi-hop clock synchronization method.
제1항에 있어서,
상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 단계는,
상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 이용이 가능하지 않은 상기 제1 홉에 위치한 선박들을 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of determining whether UTC or GPS is available for all the vessels located in the first hop and synchronizing to the ship having the earliest clock among the vessels located in the first hop,
When at least one of all the vessels located in the first hop is not available to use the UTC or GPS, the vessels located in the first hop that are not available are selected from among the vessels located in the first hop To a ship having
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization method.
제1항에 있어서,
상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 단계는,
상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법.
The method according to claim 1,
Determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the second hop, and detecting and decoding the beacon of the HBS having the smallest hop identifier,
If at least one of all vessels located in the second hop is not UTC or GPS available, detecting and decoding beacon of the HBS having the smallest hop identifier
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization method.
제1항에 있어서,
상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화하고,
상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법.
The method according to claim 1,
Synchronizing all the vessels to the UTC or GPS when all the vessels located in the first hop are available with UTC or GPS,
Synchronizing all the vessels to the UTC or GPS when all vessels located in the second hop are available UTC or GPS;
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization method.
제1항에 있어서,
상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계는,
상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하는 단계;
상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖는지 판단하는 단계; 및
상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖지 않는 경우, 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계
를 포함하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법.
The method according to claim 1,
Determining that a plurality of HBSs in the first hop are detected by vessels located in the second hop and, when detecting the plurality of HBSs, detecting the plurality of HBSs in an HBS having a closest communication distance The step of synchronizing comprises:
Determining at the first hop that a plurality of HBSs are detected by the vessels located in the second hop;
Determining, when the plurality of HBSs are detected, whether the detected plurality of HBSs and the ship having detected the plurality of HBSs have similar distances; And
If the detected plurality of HBSs and the vessel detecting the plurality of HBSs do not have a similar distance, synchronizing to the HBS having the closest communication distance
Based multi-hop clock synchronization method.
제5항에 있어서,
상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖지 않는 경우, 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 단계는,
상기 가장 가까운 통신 거리의 HBS의 디코드된 타임 스탬프로 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박의 타이머를 조정하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 방법.
6. The method of claim 5,
The step of synchronizing to the HBS having the closest communication distance if the detected plurality of HBSs and the vessel detecting the plurality of HBSs do not have a similar distance,
Adjusting the timer of the ship which detected the plurality of HBSs with the decoded time stamp of the HBS of the closest communication distance
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization method.
로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치에 있어서,
홉 식별자를 초기화하는 초기화부;
제1 홉에 위치한 하나의 선박을 임의로 선택하는 선택부;
상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능한지 판단하고, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하는 판단부;
상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하고, 상기 제1 홉 다음 순서의 제2 홉에 동기화하기 위한 HBSs를 선택하여 식별자를 표시하고, 상기 선택된 HBSs 및 식별자를 업데이트하고, 상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출될 경우, 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박들을 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 동기화부;
상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들에 대하여 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 검출 및 디코드부; 및
상기 가장 가까운 통신 거리의 HBS의 디코드된 타임 스탬프로 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박의 타이머를 조정하는 조정부
를 포함하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치.
A robust base node selection based multi-hop clock synchronization apparatus,
An initialization unit for initializing a hop identifier;
A selection unit for arbitrarily selecting one ship positioned in the first hop;
Determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the first hop, determining whether UTC or GPS is available for all vessels located in the second hop, and determining whether a plurality of HBSs in the first hop A judging unit for judging whether or not it is detected by ships located in two hops;
Selects the HBSs to be synchronized to the second hop of the next hop in the order of the first hop to display the identifier, updates the selected HBSs and the identifier A synchronization unit for synchronizing the ships having detected the plurality of HBSs to the HBS having the closest communication distance when a plurality of HBSs at the first hop are detected by the vessels located at the second hop;
A detection and decoding unit for detecting and decoding a beacon of the HBS having the smallest hop identifier when UTC or GPS is not available for all the vessels located in the second hop; And
An adjustment unit for adjusting a timer of the ship which detected the plurality of HBSs with a decoded time stamp of the HBS of the closest communication distance,
Based multi-hop clock synchronization apparatus.
제7항에 있어서,
상기 동기화부는,
상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 이용이 가능하지 않은 상기 제1 홉에 위치한 선박들을 상기 제1 홉에 위치한 선박들 중 가장 빠른 클락을 갖는 선박에 동기화하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the synchronization unit comprises:
When at least one of all the vessels located in the first hop is not available to use the UTC or GPS, the vessels located in the first hop that are not available are selected from among the vessels located in the first hop To a ship having
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization device.
제7항에 있어서,
상기 검출 및 디코드부는,
상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들 중 적어도 어느 하나가 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능하지 않은 경우, 가장 작은 홉 식별자를 갖는 HBS의 비콘을 검출 및 디코드 하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the detecting and decoding unit comprises:
If at least one of all vessels located in the second hop is not UTC or GPS available, detecting and decoding beacon of the HBS having the smallest hop identifier
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization device.
제7항에 있어서,
상기 동기화부는,
상기 제1 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화하고,
상기 제2 홉에 위치한 모든 선박들이 상기 UTC 또는 GPS 이용이 가능한 경우, 상기 모든 선박들을 상기 UTC 또는 GPS에 동기화하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the synchronization unit comprises:
Synchronizing all the vessels to the UTC or GPS when all the vessels located in the first hop are available with UTC or GPS,
Synchronizing all the vessels to the UTC or GPS when all vessels located in the second hop are available UTC or GPS;
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization device.
제7항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 제1 홉에서 복수개의 HBSs가 상기 제2 홉에 위치한 선박들에 의해 검출되는지 판단하고, 상기 복수개의 HBSs가 검출될 경우, 상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖는지 판단하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein,
The method comprising: determining whether a plurality of HBSs in the first hop are detected by vessels located in the second hop; and, when the plurality of HBSs are detected, detecting the detected plurality of HBSs and the plurality of HBSs are similar Determining if you have distance
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization device.
제11항에 있어서,
상기 동기화부는,
상기 검출된 복수개의 HBSs와 상기 복수개의 HBSs를 검출한 선박이 유사한 거리를 갖지 않는 경우, 가장 가까운 통신 거리를 갖는 HBS에 동기화하는 것
을 특징으로 하는 로버스트 기준 노드 선택 기반 다중 홉 클락 동기화 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the synchronization unit comprises:
If the detected plurality of HBSs and the vessel detecting the plurality of HBSs do not have a similar distance, then synchronizing to the HBS having the closest communication distance
And a robust base node selection based multi-hop clock synchronization device.
KR1020150090754A 2015-06-25 2015-06-25 Method and Apparatus for Multi-hop Clock Synchronization Based on Robust Reference Node Selection for SANET Active KR101631800B1 (en)

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