KR100917515B1 - 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 무선 네트워크 환경에서 음영 지역이 발생되는 것을 간단하게 해소할 수 있는 동시 이중 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 동시 이중 전송 시스템은 하나의 상위 노드와 복수 개의 하위 노드들로 구성되고 하위 노드들 중 어느 하나 이상의 노드가 상위 노드의 통신 영역 밖에 존재하는 무선 네트워크 환경에서, 상위 노드의 통신 영역 내이면서 상기 통신 영역 밖에 존재하는 하위 노드들과 통신이 가능한 위치에 상위 노드와 동일한 통신 노드를 하나 더 구비하고, 상기 동일한 두 개의 상위 노드를 서로 동기화시켜 동시에 동일한 신호가 모든 하위 노드들로 전송 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

무선 네트워크, 이중 전송, 음영 지역

Description

무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템 및 방법{SIMULTANEOUSLY DUAL TRANSFERRING SYSTEM AND METHOD IN WIRELESS NETWORK ENVIRONMENT}

본 발명은 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 무선 네트워크 환경에서 음영 지역이 발생되는 것을 간단하게 해소할 수 있는 동시 이중 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.

무선 네트워크 기술은 다양한 환경에서 그 활용도가 높아지고 있다. 비록 무선 네트워크 환경의 특성상 통신 잡음이나 통신 음영지역이 발생하게 되는 단점이 존재하지만 케이블 연결을 필요치 않는 편리한 설치 환경과 이동성이 우수하다는 장점을 지니고 있기 때문에 센서 네트워크 및 원격검침(AMR : Automatic Meter Reading) 네트워크에서는 무선 네트워크 기술이 이용되고 있다.

종래에 군사 작전을 목적으로 사용되던 센서 네트워크는 반도체 기술의 향상으로 인하여 프로세서의 소형화, 고성능화가 진행되고, 메모리 용량의 대형화 및 저비용화가 실현되었다. 그리고 무선 통신 등의 기술 발전에 힘입어 민간 부문에서 도 응용 사례들이 제안되고 있으며 일부 응용 사례들은 실시되고 있다. 현재 제안되고 있는 센서 네트워크 기술의 응용 사례들은 무인 경비, 일정 지역의 또는 수역의 온도나 오염도 등의 상태를 감시하는 환경 감시, 원격 검침, 설비 감시 등 실로 다양하며, 홈 네트워크 시스템과 인터넷 망과 연동하여 동작되는 응용 사례들도 있다.

그리고 오늘날 전기, 가스, 수도 등은 생활에 필수적으로 요구되는 자원으로서, 과금을 위해 주기적으로 사용량을 정확하게 파악하는 검침 작업이 필요하다. 종래의 전통적인 검침 방식은 검침원이 직접 수용가를 방문하여 미터의 지침을 읽고 이를 기록한 후 전월 지침과의 차이를 환산하여 사용량을 계산하는 수동검침(MMR;Manual Meter Reading) 방식으로서, 이러한 수동검침 방식은 검침 인력의 인건비와 운영비 등이 막대하고, 검침에 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 사용자가 부재중일 경우에는 검침의 누락이나 재방문 등의 불편함을 초래하는 단점이 있다. 이에 반하여, 미터와 검침 장치 사이를 특정 통신매체를 통해 연결한 후 각 미터의 지침과 상태 등을 자동으로 수집하는 원격검침(AMR;Automatic Meter Reading) 방식은, 최근 통신 기술의 발달에 따라 적은 비용으로도 신뢰성 있는 시스템을 구축할 수 있는 방식으로서 이에 대한 관심과 수요가 높아지고 있으며, 이에 따라 전력사, 수도사업소, 가스업체 등을 중심으로 원격검침 기술과 그 시스템 규격에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다.

센서 네트워크는 데이터를 요청하는 상위 노드와 데이터를 획득하여 제공하는 하위 노드가 중앙집중형 네트워크 구조로, 그리고 원격검침 네트워크는 상위 노드와 하위 노드가 트리 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 중앙집중형 네트워크 구조와 트리 구조는 여러 하위 노드들에서 데이터가 획득되고 그 획득된 데이터가 하나의 맨 상위 노드에 전송되도록 구성된 형태로, 어느 노드 하나 통신 음영지역에 존재하게 되는 경우, 상기 두 네트워크 구조에서는 정상적인 데이터 취합이 어렵게 된다.

따라서, 센서 네트워크나 원격검침 네트워크에서는 통신 음영지역 내에 노드가 존재하지 않도록 음영지역에 존재하는 노드들을 그룹화하여 또 하나의 서브 네트워크를 형성시키는 방법이 이용되고 있다.

하지만, 전체 네트워크상에 서브 네트워크를 형성시키는 것은 네트워크 복잡도를 증가시키어 전체 네트워크의 유지 관리를 어렵게 하고, 트리 구조의 네트워크 경우에는 트리 깊이를 한층 깊어지게 하여 통신 지연 현상을 발생시키게 된다.

그러므로 본 발명에 따른 과제 해결 수단은 네트워크 복잡도를 증가시키지 않고 음영 지역이 발생되는 것을 간단하게 해소시킬 수 있는 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 과제 해결 수단을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템은 하나의 상위 노드와 복수 개의 하위 노드들로 구성되고 상기 하위 노드들 중 어느 하나 이상의 노드가 상기 상위 노드의 통신 영역 밖에 존재하는 무선 네트워크 환경에서, 상기 상위 노드의 통신 영역 내이면서 상기 통신 영역 밖에 존재하는 하위 노드들과 통신이 가능한 위치에 상기 상위 노드와 동일한 통신 노드를 하나 더 구비하고, 상기 동일한 두 개의 상위 노드를 서로 동기화시켜 동시에 동일한 신호가 상기 하위 노드들로 전송 가능하게 구성된다.

그리고 상기 동일한 두 개의 상위 노드 동기화는, 외부로부터 상기 동일한 두 개의 상위 노드로 동기 신호를 제공해 주거나 상기 두 상위 노드 중 어느 한 노드에서 상대방 노드로 동기 신호를 제공하도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 방법은 제1 통신 노드와 제2 통신 노드는 서로 동일한 통신 영역 내에 존재하고, 상기 제1 통신 노드에서 외부로 전송할 데이터를 상기 제2 통신 노드로 하는 단계; 상기 제2 통신 노드가 제1 통신 노드에서 전송되는 데이터를 수신받는 단계; 상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드가 동기화 과정을 수행하는 단계; 및 상기 제1 통신 노드에서 데이터를 전송하는 시점에 일치하여 상기 제2 통신 노드에서 상기 제1 통신 노드로부터 수신받은 데이터를 전송하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드가 동기화 과정을 수행하는 단계는, 상기 제1 통신 노드에서 상기 제2 통신 노드로 제공하는 동기신호에 의해서 이루어지거나 외부 다른 통신 노드에서 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드로 제공하는 동기신호에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 기존 네트워크에 변화를 주지 않고도 음영 지역이 발생되는 것을 간단하게 해소시킬 수 있어서, 통신이 보다 원활한 무선 네트워크 환경을 조성시켜준다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 무선 네트워크의 통신 환경을 도시한 도면이다.

무선 네트워크 통신 환경에서 각 무선 기기들의 통신거리나 통신 품질은 무선 주변 환경과 무선 기기의 RF 성능에 따라 약간의 편차는 보이지만, 일반적으로 무선 기기의 RF 성능은 제한되어 있어 일정한 크기 이상의 송신 파워 이상은 불가능하므로 도시된 바와 같이 통신 가능한 영역에 한계가 존재한다.

그래서 노드 A와 통신해야 하는 노드 B~I가 존재하지만, 노드 A의 송신 출력을 최대로 해도 노드 G와 노드 I와 같이 통신 거리 밖에 있는 노드가 존재할 수 있다.

따라서, 이러한 환경에서는 노드 A로 노드 B~I에서 획득된 데이터가 전송되도록 하기 위해서 노드 A의 통신 거리에 위치하는 노드 B,C,D,E,F,H 중 어느 한 노드를 중계기로 선택한다. 그리고 그 중계기로 선택된 노드의 상위 노드로 노드 A가, 하위 노드로 노드 G,I가 존재하도록 기존 통신 네트워크를 재구축하는 과정을 수행하게 된다.

상기와 같은 통신 네트워크의 재구축은 기존에 구축해 놓은 통신 네트워크에 대한 추가적인 변경 작업을 요구하고, 또한 상기의 통신 네트워크 재구축은 통신 네트워크에 대한 세분화로 통신 네트워크의 복잡도를 증가시킨다.

본 발명은 음영 지역 내에 통신 노드가 존재하는 통신 네트워크에 대해서 네트워크 재구축 작업을 수행하지 않고도 음영 지역 내에 통신 노드가 존재하지 않도록 해 주는 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 음영 지역 내에 통신 노드가 존재하는 통신 네트워크에 대해서 네트워크의 복잡도를 증가시키지 않고도 음영 지역 내에 통신 노드가 존재하지 않도록 해 주는 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템을 제공한다.

그러한 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템의 구성은 도 2에 도시된 바와 같다.

즉, 도 1에 도시되어 있는 무선 네트워크 환경과 같이 상위 노드인 노드 A(A1)와 통신이 가능하지 않은 영역에 존재하는 노드 G, I가 노드 A와 통신을 수행할 수 있도록, 본 발명에서는 노드 A(A2)를 동일한 통신 영역 내에 이중으로 설치한다.

다시 말해서, 기존 구축되어 있는 무선 네트워크 환경에서 노드 A(A1)와 통신을 수행하지 못하는 음영 지역이 커버될 수 있도록 노드 A(A2)를 하나 더 설치하는 것이다.

모든 설정값 정보도 동일한 두 개의 노드 A(A1,A2)는 하나의 통신 영역 내에 위치하며 서로 동기화되어 하위 노드인 노드 B~I로 동일한 신호를 동시에 전송하게 되고 서로 각각의 통신 영역 내에 존재하는 노드들(노드 B~I)로부터 전송되는 데이터를 수신받는다. 그리고 그 두 노드 A(A1,A2)는 하위 노드들로부터 전송받은 데이터를 자신의 상위 노드로 설정되어 있는 통신 노드로 전송해 주도록 구성됨에 따라, 기존 도 1에 도시된 바와 같이 음영 지역에 존재하는 노드 G,I와 상위 노드로 존재하는 노드 A 간에도 통신이 가능한 한편, 기존 통신 네트워크 구성에는 변경이 일어나지 않게 된다.

하나의 통신 영역 내에 존재하는 두 노드 A(A1,A2)의 동기화는 두 노드 A(A1,A2) 간에 동기신호를 전송하여 이루어지도록 구성될 수도 있을 뿐만 아니라, 노드 A(A1,A2)의 상위 노드로 설정되어 있는 통신 노드로부터 동기신호를 전송받아 그 전송받은 동기신호에 의해 이루어지도록 구성될 수도 있다.

그리고 노드 A가 두 개 설치되어 동시에 동일한 신호를 노드 B~I측으로 전송하도록 구성되는 이러한 이중 전송 시스템은 하나의 중계기(A2)를 추가로 설치하게 되지만, 논리적인 관점에서 네트워크의 복잡도를 증가시키지 않고도 음영지역을 해소할 수 있게 한다. 그리고 추가되는 중계기 노드 A(A2)가 통신 네트워크의 변화를 일으키지 않는다. 또한, RF 특성에 의하여 두 개의 RF 신호가 정확하게 동기화되어서 동시에 전송될 경우, 통신 면적을 넓힘은 물론, 두 RF 신호의 상호 작용을 통하여 통신 반경도 길어지게 된다. 즉, 한 개의 RF 신호의 전송될 수 있는 통신 거리가 2m라면, 두 개의 RF 신호가 상호 작용을 하여 합쳐지는 영역에서는 RF 신호가 전송될 수 있는 통신 거리가 더 길어질 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명에 따른 동시 이중 전송 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 동일한 통신 노드를 하나 더 추가시키어 동일한 신호가 동시에 이중으로 전송되도록 통신 네트워크를 구성하는 것 이외에도, 통신 네트워크 내에 기 존재하는 서로 다른 두 통신 노드가 동일한 신호를 동시에 전송하도록 구성되어 질 수 있다.

그러한 본 발명에 따른 동시 이중 전송 방법의 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

제1 통신 노드와 제2 통신 노드는 서로 통신 가능한 영역 내에 존재하고, 제1 통신 노드에서 자신이 전송할 데이터를 제2 통신 노드로 전송한다(S300). 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 전송되는 데이터를 수신받고(S302), 제1 통신 노드와 제2 통신 노드는 서로 동기화 과정을 거쳐(S304), 제1 통신 노드에서 데이터를 전송하는 시점에 동시에 제2 통신 노드에서도 제1 통신 노드로부터 수신받은 데이터 를 전송해 준다(S306).

여기서, 제1 통신 노드와 제2 통신 노드의 동기화는 제1 통신 노드에서 제2 통신 노드로 제공하는 동기신호에 의해 이루어지도록 구성될 수 있으며, 그 이외에 외부 다른 통신 노드로부터 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드로 제공하는 동기신호에 의해 이루어지도록 구성될 수도 있다.

무선 네트워크 환경에서 이와 같은 동시 이중 전송은 음영 지역 없이 무선 네트워크의 각 노드 간에 보다 원활한 통신을 가능하게 한다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 무선 네트워크의 통신 환경을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템의 구성을 도시한 도면, 및

도 3은 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 방법을 도시한 흐름도이다.

Claims (6)

1. 하나의 상위 노드와 복수 개의 하위 노드들로 구성되고 상기 하위 노드들 중 어느 하나 이상의 노드가 상기 상위 노드의 통신 영역 밖에 존재하는 무선 네트워크 환경에서,

   상기 상위 노드의 통신 영역 내이면서 상기 통신 영역 밖에 존재하는 하위 노드들과 통신이 가능한 위치에 상기 상위 노드와 동일한 통신 노드를 하나 더 구비하고,

   상기 동일한 두 개의 상위 노드를 서로 동기화시켜 동시에 동일한 신호가 상기 하위 노드들로 전송 가능하게 구성되고,

   상기 동일한 두 개의 상위 노드 동기화는,

   외부로부터 상기 동일한 두 개의 상위 노드로 동기 신호를 제공하도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,

   상기 동일한 두 개의 상위 노드 동기화는,

   상기 두 상위 노드 중 어느 한 노드에서 상대방 노드로 동기 신호를 제공하도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 시스템.
4. 제1 통신 노드와 제2 통신 노드는 서로 동일한 통신 영역 내에 존재하고, 상기 제1 통신 노드에서 외부로 전송할 데이터를 상기 제2 통신 노드로 하는 단계;

   상기 제2 통신 노드가 제1 통신 노드에서 전송되는 데이터를 수신받는 단계;

   상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드가 동기화 과정을 수행하는 단계; 및

   상기 제1 통신 노드에서 데이터를 전송하는 시점에 일치하여 상기 제2 통신 노드에서 상기 제1 통신 노드로부터 수신받은 데이터를 전송하는 단계;를 포함하고,

   상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드가 동기화 과정을 수행하는 단계는,

   외부 다른 통신 노드에서 상기 제1 통신 노드 및 상기 제2 통신 노드로 제공하는 동기신호에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 방법.
5. 삭제
6. 제4 항에 있어서,

   상기 제1 통신 노드와 상기 제2 통신 노드가 동기화 과정을 수행하는 단계는,

   상기 제1 통신 노드에서 상기 제2 통신 노드로 제공하는 동기신호에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 환경에서 동시 이중 전송 방법.

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