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KR20240097637A - 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이 및 이의 통신 제어 방법 - Google Patents

이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이 및 이의 통신 제어 방법 Download PDF

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KR20240097637A
KR20240097637A KR1020220179928A KR20220179928A KR20240097637A KR 20240097637 A KR20240097637 A KR 20240097637A KR 1020220179928 A KR1020220179928 A KR 1020220179928A KR 20220179928 A KR20220179928 A KR 20220179928A KR 20240097637 A KR20240097637 A KR 20240097637A
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KR
South Korea
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data
service period
node
iot gateway
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Pending
Application number
KR1020220179928A
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English (en)
Inventor
임민자
최상대
최순진
Original Assignee
(주)성일이노텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)성일이노텍 filed Critical (주)성일이노텍
Priority to KR1020220179928A priority Critical patent/KR20240097637A/ko
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Abstract

이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이 및 이의 통신 제어 방법이 개시된다. 이에 의한 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이는, 복수개의 노드와 폴링(polling)을 수행하여, 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청하는 통신부; 와, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드를 판단하는 판단부; 및 상기 특정 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(Service Period)을 설정하고, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 특정 노드를 제외한 다른 노드들과의 연결을 해제시킨 후 상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행하고, 상기 서비스 기간이 종료된 후 상기 다른 노드들과의 재연결을 수행하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

Description

이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이 및 이의 통신 제어 방법{E-IOT GATEWAY SUPPORTING DIFFERENT WIRELESS COMMUNICATION PROTOCOL AND METHOD OF CONTROLLING COMMUNICATION OF THE SAME}
본 발명은 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이 및 이의 통신 제어 방법 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이가 노드들의 간섭을 최소화하면서도 최대한 지연 없이 서비스를 제공할 수 있는 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이 및 이의 통신 제어 방법에 관한 것이다.
주파수 대역은 무선통신을 위한 필수적인 자원으로, 정부에서 경매를 통해 주파수 대역을 사용하기 위한 권리를 특정 기간 동안 대여해주고 있다. 이와 같이 사용권을 얻어 통신이 수행되는 주파수 대역을 면허 주파수 대역이라 하며, 대표적인 면허 주파수 대역을 이용하는 무선 통신 시스템으로는 이동통신 시스템이 있다.
비면허 주파수 대역은 면허 주파수 대역과는 달리, 전파 규정만 지킨다면 주파수 대역을 사용하기 위한 비용을 지불하지 않아도 누구나 사용할 수 있도록 허용된 대역이다. 대표적인 비면허 주파수 대역으로는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 대역이 있으며, ISM 대역을 이용하는 무선통신 기술들로는 Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee 등이 있다. 또한, e-IoT를 위한 무선통신 기술들은 비면허 주파수 대역을 사용한다.
일반적으로, 비면허 주파수 대역은 사용료를 지불하지 않기 때문에, 근거리 무선통신을 이용하는 수많은 기기들이 함께 사용한다. 또한, 사물 인터넷 시대가 도래하면서 더욱더 많은 기기들이 비면허 주파수 대역에 접속할 수 있게 되므로, 비면허 주파수 대역을 사용하는 무선 통신 기술 간의 간섭 문제는 필수적으로 해결해야 할 문제이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국등록특허공보 제10-2087626호에서는 이종 네트워크 게이트웨이 및 그것을 이용한 근거리 무선 네트워크 간 간섭 완화 방법을 제안하고 있다.
도 1은 기존의 이종 근거리 무선통신을 수행하는 노드들의 통신 방법을 도시한 도면이다.
다수의 기기들이 각각 Wi-Fi 네트워크, ZigBee 네트워크, Bluetooth 네트워크와 통신을 수행하는 경우 통신 간의 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 간섭을 방지하기 위하여, Wi-Fi 통신(10), ZigBee 통신(20), Wi-Fi 통신(12), Bluetooth 통신(30) 순으로 순차적으로 통신을 수행하도록 설정하여, 통신 순서를 분산시킨다. 또한, 각 Wi-Fi 통신(10, 12)에는 윈도우 길이를 4초로 할당하고, ZigBee 통신(20)에는 윈도우 길이를 2초로 할당하고, Bluetooth 통신(30)에는 윈도우 길이를 3초로 할당하여, 통신 부하를 분산시킨다.
이에 의하면, 이종 근거리 무선 통신의 간섭을 최소화하기 위해서, 일정 시간을 정해서 각 노드들의 통신을 분산시키는 방법을 제시한다. 그러나, 실제 WIFI와 Bluetooth 네트워크 등의 경우에는 간섭이 적으므로, 이와 같은 통신 분산 방법을 일괄적으로 적용하게 되면, 각 노드들의 서비스 지연시간이 증가한다는 문제점이 존재한다.
한국등록특허공보 제10-2087626호(2020.03.05.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이가 각 노드들의 간섭을 최소화하면서도 최대한 지연 없이 서비스를 제공할 수 있는 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이 및 이의 통신 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다른 노드들의 서비스 지연시간을 최소화하면서 이종 통신 간섭으로 인해 발생되는 문제를 해결할 수 있는 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이 및 이의 통신 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이는, 복수개의 노드와 폴링(polling)을 수행하여, 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청하는 통신부; 와, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드를 판단하는 판단부; 및, 상기 특정 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(Service Period)을 설정하고, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 특정 노드를 제외한 다른 노드들과의 연결은 해제시킨 후 상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행하고, 상기 서비스 기간이 종료된 후 상기 다른 노드들과의 재연결을 수행하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이에 있어서, 상기 판단부는, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 3번 이상 실패하는 노드를 상기 특정 노드로 설정할 수 있다.
상기 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이에 있어서, 상기 제어부는, 다중 처리에서 태스크의 실행 순서를 주기적으로 실행하는 스케줄링 방법인 라운드 로빈(round robin) 방식에 기초하여 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 상기 데이터의 송신을 요청하고, 상기 라운드 로빈의 마지막 노드에 상기 데이터의 송신을 요청한 이후에 상기 서비스 기간을 설정할 수 있다.
상기 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이에 있어서, 상기 제어부는, 상기 서비스 기간의 길이를, 상기 다른 노드들 각각에 상기 데이터의 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값으로 설정할 수 있다.
상기 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이에 있어서, 상기 제어부는, 상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행한 후에도 상기 특정 노드로부터의 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하게 되면, 상기 서비스 기간을 반복하여 재설정하고 상기 특정 노드와 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법은, 복수개의 노드와 폴링(polling)을 수행하여, 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청하는 단계; 와, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드를 판단하는 단계; 와, 상기 특정 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(Service Period)을 설정하는 단계; 와, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 특정 노드를 제외한 다른 노드들과의 연결은 해제시킨 후 상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행하는 단계; 및, 상기 서비스 기간이 종료된 후 상기 다른 노드들과의 재연결을 수행하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법에 있어서, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 3번 이상 실패하는 노드를 상기 특정 노드로 설정할 수 있다.
상기 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법에 있어서, 다중 처리에서 태스크의 실행 순서를 주기적으로 실행하는 스케줄링 방법인 라운드 로빈(round robin) 방식에 기초하여 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 상기 데이터의 송신을 요청하고, 상기 라운드 로빈의 마지막 노드에 상기 데이터의 송신을 요청한 이후에 상기 서비스 기간을 설정할 수 있다.
상기 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법에 있어서, 상기 서비스 기간의 길이는, 상기 다른 노드들 각각에 상기 데이터의 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값으로 설정할 수 있다.
상기 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법에 있어서, 상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행한 후에도 상기 특정 노드로부터의 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하게 되면, 상기 서비스 기간을 반복하여 재설정하고 상기 특정 노드와 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이가 각 노드들의 간섭을 최소화하면서도 최대한 지연 없이 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 다른 노드들의 서비스 지연시간을 최소화하면서 이종 통신 간섭으로 인해 발생되는 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 기존의 이종 근거리 무선통신을 수행하는 노드들의 통신 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이가 지원하는 이종 무선통신 프로토콜들을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 과정을 도시한 도면이다.
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이가 서비스 기간의 길이를 설정하는 일 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.
또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.
또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이(200)는 통신부(210), 판단부(220) 및 제어부(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는, 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이(200)를 e-IoT 게이트웨이 또는 게이트웨이라고도 지칭할 수 있다.
통신부(210)는 복수개의 노드와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 복수개의 노드는 WiFi, ZigBee, Bluetooth, LoRa, LTE 등의 네트워크에 속할 수 있다.
구체적으로, 통신부(210)는 복수개의 노드와 폴링(polling)을 수행하여, 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청할 수 있다. 여기서, 폴링(polling)은 데이터 통신에 있어서 특정의 단말(국)을 지정하고, 그 국이 데이터 송신을 행하도록 권유하는 과정을 가리킨다. 이와 같이 기지국 측에서 주도권이 있는 방식을 폴링 방식이라 하며, 이는 단말 측에 주도권이 있는 회선 경쟁 방식(contention mode)과 대비된다.
판단부(220)는 복수개의 노드 중에서 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드를 판단할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 판단부(220)는 복수개의 노드 중에서 데이터의 송신이 연속하여 3번 이상 실패하는 노드를 특정 노드로 설정할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 판단부(220)는 네트워크 종류, 네트워크 수, 네트워크 상태, QoS, 데이터 부하 등에 기초하여 N번을 실시예에 따라 상이하게 설정할 수 있다.
본 발명에서는 각 노드들의 통신 지연시간을 최소화하면서 이와 동시에 이종 통신 간의 간섭을 최소화하기 위하여, 간섭이 발생되는 노드만의 특별 통신 구간을 할당할 수 있도록 제어할 수 있다.
이를 위해, 제어부(230)는 특정 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(Service Period)을 설정할 수 있다.
제어부(230)는 복수개의 노드 중에서 특정 노드를 제외한 다른 노드들과의 연결을 해제시킨 후 서비스 기간 동안 특정 노드와 통신을 수행하고, 서비스 기간이 종료된 후 다른 노드들과의 재연결을 수행할 수 있다.
제어부(230)는 서비스 기간의 설정 시점을 결정할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제어부(230)는 서비스 기간을 라운드 로빈(round robin)의 마지막 노드에 데이터의 송신을 요청한 이후로 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(230)는 다중 처리에서 태스크의 실행 순서를 주기적으로 실행하는 스케줄링 방법인 라운드 로빈 방식에 기초하여 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청하고, 라운드 로빈의 마지막 노드에 데이터의 송신을 요청한 이후에 서비스 기간을 설정할 수 있다.
여기서, 라운드 로빈(round robin)은 스케줄링의 한 방식으로, 다중 처리에서 태스크(task)의 실행 순서를 주기적(cyclic)으로 실행하는 방법 등에 사용된다. 예를 들어, A, B, C의 3개의 태스크가 있을 경우, A→B→C→A→B→C→A→ ... 와 같이 전환된다. 만일, 태스크에 우선도가 주어졌을 경우에는 태스크를 우선도에 의해서 그룹으로 분할하고, 각 그룹 내에서 라운드 로빈이 실행된다. 이에 의해, 그룹 내의 각 태스크는 평등하게 CPU 시간이 할당된다.
제어부(230)는 서비스 기간의 길이를 결정할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제어부(230)는 서비스 기간의 길이를, 다른 노드들 각각에 데이터의 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값으로 설정할 수 있다.
제어부(230)는 서비스 기간 동안 특정 노드와 통신을 수행한 후에도 특정 노드로부터의 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하게 되면, 서비스 기간을 반복하여 재설정하고 특정 노드와 통신을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이가 지원하는 이종 무선통신 프로토콜들을 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이(200)는 이종 무선통신 프로토콜을 지원할 수 있고, 이를 위해 이종의 근거리 무선통신 모듈들을 모두 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, e-IoT 게이트웨이(200)는 Wi-Fi 프로토콜(310), ZigBee 프로토콜(320), Bluetooth 프로토콜(330), LoRa 프로토콜(340), LTE 프로토콜(350) 등을 지원하며, 이를 위해 이러한 무선통신 모듈들을 포함하고 있다.
이와 같은 e-IoT 게이트웨이(200)는 다른 통신을 사용하고 있는 노드들, 특히 ISM(Industrial Scientific and Medical) 대역(band)의 2.4GHz 주파수를 사용하는 노드들이나 LTE와 같이 고출력 통신을 하는 노드들은 주변의 무선통신 노드들에게 영향을 줄 수 있다. 또한, 소출력 근거리 통신을 수행하는 노드들에게는 통신장애가 발생할 수 있다.
일반적으로, 여러 노드들을 관리하는 e-IoT 게이트웨이(200)는 다수의 노드들과 통신하기 위하여 폴링 스킴(Polling Scheme)을 이용하여 노드 하나씩 데이터를 받고 라운드 로빈 방식으로 다음 노드와 통신하여 데이터를 받는다.
도 4는 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이(200)는 폴링 방식에 의해 각 노드들에게 데이터를 요청할 수 있다. 폴링은 데이터 링크를 설정하는 방법의 하나로, 기지국 측에서 하나의 통신 회선을 공유하고 있는(분기 회선) 복수의 단말 장치에 대하여 주기적으로, 그리고 순번으로, 송신 요구가 존재하는지 여부를 문의하는 것이다. 송신해야 하는 데이터가 존재하면, 송신을 요청한다.
도 4를 참조하면, e-IoT 게이트웨이(200)는 복수의 노드에게 순차적 및 주기적으로 데이터 요청 명령을 송신한다(Data Request Command). 예를 들어, A 노드, B 노드, C 노드 순으로 순차적으로 데이터 요청 명령을 송신하고, 이를 주기적으로 반복한다. 따라서, A 노드로의 제1 데이터 요청 명령(410_1), B 노드로의 제1 데이터 요청 명령(420_1), C 노드로의 제1 데이터 요청 명령(430_1), A 노드로의 제2 데이터 요청 명령(410_2), B 노드로의 제2 데이터 요청 명령(420_2), C 노드로의 제2 데이터 요청 명령(430_2), A 노드로의 제3 데이터 요청 명령(410_3), B 노드로의 제3 데이터 요청 명령(420_3), C 노드로의 제3 데이터 요청 명령(430_3)을 순차적으로 전송한다.
노드는 데이터 요청 명령을 수신하고, 송신 데이터가 있는 경우 e-IoT 게이트웨이(200)에 송신 데이터를 전송한다(Data). e-IoT 게이트웨이(200)는 송신 데이터를 수신하는 경우 노드에 ACK를 전송한다(ACK). 노드에 송신 데이터가 없으면, 부정 응답(NAK)이 반송되어 온다.
만일, 노드에 송신 데이터가 존재하지만, 간섭 등의 이유로 통신 시도가 실패하게 되면, e-IoT 게이트웨이(200)에 전송되는 데이터는 없다(No Data).
e-IoT 게이트웨이(200)는 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드가 존재하는지 판단한다. 만일, 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드가 존재하면 노드 간의 간섭이 발생한다고 판단하고, 특정 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(Service Period)을 설정한다. 도 4의 경우, B 노드로의 제1 데이터 요청 명령(420_1), B 노드로의 제2 데이터 요청 명령(420_2), B 노드로의 제3 데이터 요청 명령(420_3)에 대한 응답이 모두 없으므로, B 노드로부터의 통신 시도가 3번 이상 실패한 것으로 간주된다. 따라서, e-IoT 게이트웨이(200)는 B 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(450)을 설정한다.
e-IoT 게이트웨이(200)는 설정된 서비스 기간(450)에서는 B 노드와의 통신만을 수행할 수 있다. 따라서, 서비스 기간(450)의 이전 구간(440)에서 노드 A 및 노드 C와의 연결을 해제시키고(440), 서비스 기간(450)에서 노드 B와 통신을 수행한 후, 서비스 기간(450)의 이후 구간(460)에서 노드 A 및 노드 C와의 연결을 다시 수행한다.
이후, 다시 폴링 방식에 기초하여, A 노드, B 노드, C 노드 순으로 순차적으로 데이터 요청 명령을 송신한다. 즉, A 노드로의 제4 데이터 요청 명령(410_4), B 노드로의 제4 데이터 요청 명령(420_4), C 노드로의 제4 데이터 요청 명령(430_4)을 순차적으로 전송한다.
한편, 서비스 기간(450) 이후에도 계속 노드 B와 통신 시도가 3번 이상 연속적으로 실패하면, 이후에 서비스 기간을 반복하여 설정하고 노드 B와의 통신을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 과정을 도시한 도면이다.
복수개의 노드와 폴링을 수행하여, 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청한다(S501).
구체적으로, e-IoT 게이트웨이(200)의 통신부(210)는 복수개의 노드와 폴링(polling)을 수행하여, 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청할 수 있다. 여기서, 폴링은 노드에 순차적으로 송신할 데이터가 존재하는지 여부를 문의하고, 송신할 데이터가 존재하면 데이터의 송신을 요청하는 동작이다.
복수개의 노드 중에서 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드를 판단한다(S502).
e-IoT 게이트웨이(200)의 판단부(220)는 복수개의 노드 중에서 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드를 판단할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 판단부(220)는 복수개의 노드 중에서 데이터의 송신이 연속하여 3번 이상 실패하는 노드를 특정 노드로 설정할 수 있다.
특정 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(Service Period)을 설정한다(S503).
e-IoT 게이트웨이(200)의 제어부(230)는 서비스 기간의 설정 시점을 결정할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제어부(230)는 서비스 기간을 라운드 로빈(round robin)의 마지막 노드에 데이터의 송신을 요청한 이후로 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(230)는 다중 처리에서 태스크의 실행 순서를 주기적으로 실행하는 스케줄링 방법인 라운드 로빈 방식에 기초하여 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청하고, 라운드 로빈의 마지막 노드에 데이터의 송신을 요청한 이후에 서비스 기간을 설정할 수 있다.
e-IoT 게이트웨이(200)의 제어부(230)는 서비스 기간의 길이를 결정할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 제어부(230)는 서비스 기간의 길이를, 다른 노드들 각각에 데이터의 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값으로 설정할 수 있다.
복수개의 노드 중에서 특정 노드를 제외한 다른 노드들과의 연결을 해제시킨 후, 서비스 기간 동안 특정 노드와 통신을 수행한다(S504).
즉, e-IoT 게이트웨이(200)의 제어부(230)는 간섭이 발생되는 특정 노드만의 특별 통신 구간을 할당하고, 특별 통신 구간에서는 다른 노드들과는 통신을 수행하지 않고 오직 특정 노드와의 통신만을 수행한다. 이에 의해, 각 노드들의 통신 지연시간을 최소화하면서 이와 동시에 이종 통신 간의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 복수개의 노드 각각의 통신을 분산시키는 방법 대신, 통신 시도가 소정 횟수 실패하는 특정 노드를 판단하고 특정 노드에 대해서만 특별 통신 구간을 설정함으로써, 최대한 지연 없이 서비스를 제공할 수 있다.
서비스 기간이 종료된 후 다른 노드들과의 재연결을 수행한다(S505).
한편, 서비스 기간 동안 특정 노드와 통신을 수행한 후에도 특정 노드로부터의 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하게 되면, e-IoT 게이트웨이(200)의 제어부(230)는 서비스 기간을 반복하여 재설정하고 특정 노드와 통신을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 과정을 도시한 도면이다.
게이트웨이가 모든 노드들과 폴링하여 통신한다(S601).
이 경우, e-IoT 게이트웨이(200)는 복수의 노드들에 순차적 및 주기적으로 데이터 요청 명령을 전송한다.
특정 노드가 게이트웨이와의 통신 시도를 연속하여 3번(N번)이상 실패한다(S602).
일 실시예에 의하면, e-IoT 게이트웨이(200)는 통신 시도가 연속적으로 3번이상 실패하는 노드를 특정 노드로 설정한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 네트워크 종류, 네트워크 수, 네트워크 상태, QoS, 데이터 부하 등에 기초하여 N번을 상이하게 설정할 수 있다.
서비스 기간(Service Period)인 임의 통신구간을 설정한다(S603).
여기서, 서비스 기간은 특정 노드를 위한 임의 통신구간으로, 서비스 기간에서는 특정 노드와의 통신만이 수행되고, 다른 노드들과의 통신은 수행되지 않는다.
다른 노드들과 disconnection 시킨다(S604).
다른 노드들과의 통신을 수행하지 않기 위하여, e-IoT 게이트웨이(200)는 서비스 기간이 시작되기 전에 다른 노드들과의 연결을 해제시킨다.
서비스 기간(Service Period)에서 특정 노드와 통신한다(S605).
이 경우, 다른 노드들과의 연결을 해제되었으므로, 다른 노드들과는 통신을 수행할 수 없고, 오직 특정 노드와의 통신만이 수행될 수 있다. 이에 의해, 특정 노드는 다른 노드들과의 간섭 없이 통신을 수행할 수 있다.
다른 노드들과 Connection 시킨다(S606).
다른 노드들과의 통신을 다시 수행하기 위하여, e-IoT 게이트웨이(200)는 서비스 기간이 종료된 후에 다른 노드들과 재연결한다.
게이트웨이가 모든 노드들과 폴링하여 통신한다(S607).
다시 e-IoT 게이트웨이(200)는 복수의 노드들에 폴링 방식으로 통신을 수행하여, 순차적 및 주기적으로 데이터 요청 명령을 전송한다.
도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이가 서비스 기간의 길이를 설정하는 일 예를 설명하는 도면이다.
e-IoT 게이트웨이(200)는 서비스 기간의 길이를 설정할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 다른 노드들 각각에 데이터의 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값을 서비스 기간의 길이로 설정할 수 있다. 여기서, 노드들 각각에 데이터의 송신을 요청하는 구간들의 길이는, 네트워크 종류, 네트워크 수, 네트워크 상태, QoS, 데이터 부하 등에 기초하여 상이하게 설정될 수 있다.
도 7a에서, A 노드, B 노드 및 C 노드에 데이터 송신을 요청하는 구간의 길이는 각각 2초, 2초, 2초이다. 따라서, B 노드를 위한 서비스 기간(710)의 길이는, A 노드 및 C 노드 각각에 데이터 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값인 2초로 설정된다.
도 7b에서, A 노드, B 노드 및 C 노드에 데이터 송신을 요청하는 구간의 길이는 각각 3초, 2초, 3초이다. 따라서, B 노드를 위한 서비스 기간(720)의 길이는, A 노드 및 C 노드 각각에 데이터 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값인 3초로 설정된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다.
도 8의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이(200)일 수 있다.
도 8의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 지금까지 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 상술한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10, 12: Wi-Fi 통신 20: ZigBee 통신
30: Bluetooth 통신 200: e-IoT 게이트웨이
210: 통신부 220: 판단부
230: 제어부

Claims (10)

  1. 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이에 있어서,
    복수개의 노드와 폴링(polling)을 수행하여, 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청하는 통신부;
    상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드를 판단하는 판단부; 및
    상기 특정 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(Service Period)을 설정하고, 상기 복수개의 노드 중에서 상기 특정 노드를 제외한 다른 노드들과의 연결을 해제시킨 후 상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행하고, 상기 서비스 기간이 종료된 후 상기 다른 노드들과의 재연결을 수행하는 제어부; 를 포함하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 3번 이상 실패하는 노드를 상기 특정 노드로 설정하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다중 처리에서 태스크의 실행 순서를 주기적으로 실행하는 스케줄링 방법인 라운드 로빈(round robin) 방식에 기초하여 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 상기 데이터의 송신을 요청하고,
    상기 라운드 로빈의 마지막 노드에 상기 데이터의 송신을 요청한 이후에 상기 서비스 기간을 설정하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 서비스 기간의 길이는, 상기 다른 노드들 각각에 상기 데이터의 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값으로 설정하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행한 후에도 상기 특정 노드로부터의 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하게 되면, 상기 서비스 기간을 반복하여 재설정하고 상기 특정 노드와 통신을 수행하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이.
  6. 이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법에 있어서,
    복수개의 노드와 폴링(polling)을 수행하여, 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 데이터의 송신을 요청하는 단계;
    상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하는 특정 노드를 판단하는 단계;
    상기 특정 노드와의 통신을 위한 임의의 통신구간인 서비스 기간(Service Period)을 설정하는 단계;
    상기 복수개의 노드 중에서 상기 특정 노드를 제외한 다른 노드들과의 연결을 해제시킨 후 상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행하는 단계; 및
    상기 서비스 기간이 종료된 후 상기 다른 노드들과의 재연결을 수행하는 단계; 를 포함하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수개의 노드 중에서 상기 데이터의 송신이 연속하여 3번 이상 실패하는 노드를 상기 특정 노드로 설정하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    다중 처리에서 태스크의 실행 순서를 주기적으로 실행하는 스케줄링 방법인 라운드 로빈(round robin) 방식에 기초하여 상기 복수개의 노드 각각에 순차적으로 상기 데이터의 송신을 요청하고,
    상기 라운드 로빈의 마지막 노드에 상기 데이터의 송신을 요청한 이후에 상기 서비스 기간을 설정하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 서비스 기간의 길이는, 상기 다른 노드들 각각에 상기 데이터의 송신을 요청하는 구간들의 길이의 평균값으로 설정하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 서비스 기간 동안 상기 특정 노드와 통신을 수행한 후에도 상기 특정 노드로부터의 상기 데이터의 송신이 연속하여 N번 이상 실패하게 되면, 상기 서비스 기간을 반복하여 재설정하고 상기 특정 노드와 통신을 수행하는,
    이종 무선통신 프로토콜을 지원하는 e-IoT 게이트웨이의 통신 제어 방법.
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