KR102140254B1 - System and Method for Decreasing Collision Overhead with Delayed Cell Relocation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산업 IoT 환경에서의 무선 통신시에 통신 충돌 판단 후 지연된 통신 셀 재배치를 통해 두 쌍의 노드 모두가 통신 셀 재배치를 하지 않도록 하여 충돌 해결 오버헤드를 감소시킬 수 있도록 한 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법에 관한 것으로, 통신 충돌이 발생하면 스케줄 충돌 관리부에 충돌 정보를 전달하고 충돌 해결을 요청하는 스케줄 충돌 감지부;대기시간 동안 지속해서 충돌이 발생한 통신 셀의 충돌 해결 여부를 탐지하고, 통신 셀 할당 시간을 대기시간 계산부에 전달하는 스케줄 충돌 관리부;네트워크 동기화를 수행하는 네트워크 동기화 관리부;대기시간을 계산하여 통신 셀 할당 시간이 길수록 대기시간을 길게 설정하여 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하는 통신 셀을 유지할 수 있도록 유도하는 대기시간 계산부;새로운 통신 셀을 할당하는 시점의 ASN을 해당 통신 셀에 지정하는 스케줄 관리부;를 포함하는 것이다.In the industrial IoT environment, the present invention allows wireless communication in an industrial IoT environment to reduce collision resolution overhead by preventing both pairs of nodes from relocating communication cells through delayed communication cell relocation after determining communication collision. Delayed cell relocation device and method for reducing communication conflict resolution overhead, and when a collision occurs, a schedule conflict detection unit transmits conflict information to a schedule conflict management unit and requests conflict resolution; a collision continuously occurs during a waiting time Schedule collision management unit that detects the communication cell conflict resolution and delivers the communication cell allocation time to the standby time calculation unit; The network synchronization management unit that performs network synchronization; The longer the communication cell allocation time is, the longer the waiting time by calculating the waiting time It includes a set by setting a long time to induce the maintenance of a communication cell operating normally, a schedule calculation unit for assigning the ASN at the time of allocating a new communication cell to the communication cell.
Description
본 발명은 산업용 IoT 네트워크에 관한 것으로, 구체적으로 통신 충돌 판단 후 지연된 통신 셀 재배치를 통해 두 쌍의 노드 모두가 통신 셀 재배치를 하지 않도록 하여 충돌 해결 오버헤드를 감소시킬 수 있도록 한 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial IoT network, and specifically, wireless communication in an industrial IoT environment to reduce collision resolution overhead by preventing both pairs of nodes from relocating communication cells through delayed communication cell relocation after communication collision determination. Delayed cell relocation apparatus and method for reducing communication conflict resolution overhead.
산업 IoT 환경에서 무선 통신을 지원하기 위한 기술 중 하나로 IEEE 802.15.4e Time Slotted Channel Hopping(이하 TSCH)가 제안되었다.IEEE 802.15.4e Time Slotted Channel Hopping (hereinafter referred to as TSCH) has been proposed as one of technologies for supporting wireless communication in an industrial IoT environment.
TSCH 기술은 시간 동기화 및 채널 호핑 기술에 기반하여 다중 경로 페이딩, 외부 간섭 등으로 인해 발생하는 문제에 대해 신뢰성 있는 연결 제공을 목표로 한다.The TSCH technology aims to provide a reliable connection to problems caused by multipath fading, external interference, etc. based on time synchronization and channel hopping technology.
이는 철골 구조물 등 외부 간섭이 많이 발생할 수 있는 산업 환경에 적합하다는 평가를 받고 있다.It has been evaluated as suitable for industrial environments where a lot of external interference such as steel structures can occur.
TSCH 네트워크는 시분할다중접속(TDMA) 기술을 활용하여 동기화된 시간을 바탕으로 타임슬롯으로 나누어 네트워크에 참여한 노드들에 할당한다.The TSCH network is divided into timeslots based on the synchronized time by using time division multiple access (TDMA) technology and allocated to nodes participating in the network.
네트워크의 각 노드는 자신이 할당받은 타임슬롯의 차례가 오면 WAKE UP 상태가 되어 통신을 진행한 후 다음 차례가 올 때까지 SLEEP 상태로 대기하며 에너지 소비를 줄인다.Each node in the network is in WAKE UP state when the time slot assigned by it comes, and after communicating, it waits in the sleep state until the next turn, reducing energy consumption.
통신 셀은 [slotOffset, channelOffset]으로 식별되며, 통신 셀의 반복된 시퀀스를 스케줄이라 한다.The communication cell is identified as [slotOffset, channelOffset], and the repeated sequence of communication cells is called a schedule.
스케줄은 슬롯프레임에 포함되며, 이 슬롯프레임을 주기적으로 반복하며 네트워크를 형성한다. Absolute Sequence Number(이하 ASN)은 네트워크의 시작부터 각 타임슬롯마다 1씩 증가하며 전체 네트워크에 동기화되어 네트워크의 모든 노드가 같은 시간을 참조할 수 있도록 유지한다.The schedule is included in the slot frame, and the slot frame is periodically repeated to form a network. Absolute Sequence Number (hereinafter referred to as ASN) increases by 1 for each timeslot from the beginning of the network and is synchronized to the entire network to keep all nodes in the network refer to the same time.
임의의 ASN에 대해서, 통신 주파수를 결정하는 수식은 다음과 같다. 모든 타임슬롯마다 ASN이 변함에 따라 통신 주파수도 같이 변하는 메커니즘을 통해 채널 호핑 기술이 구현된다.For any ASN, the formula for determining the communication frequency is as follows. The channel hopping technique is implemented through a mechanism in which the communication frequency changes as the ASN changes in every timeslot.
F는 사전 설정된 채널 호핑 목록을 포함하는 벡터이며,
IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e (이하 6TiSCH)는 IETF 6TiSCH Working Group에서 추진 중인 IEEE 802.15.4e TSCH 기술 기반 저전력 손실 네트워크 (이하 LLNs) 표준으로 산업 IoT 환경에서 IPv6 (6LoWPAN) 적용을 위한 표준 기술 개발에 초점을 두고 있다.IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e (hereinafter referred to as 6TiSCH) is an IEEE 802.15.4e TSCH technology-based low power loss network (LLNs) standard promoted by the IETF 6TiSCH Working Group, a standard for applying IPv6 (6LoWPAN) in an industrial IoT environment The focus is on technology development.
6TiSCH 프로토콜의 PHY 및 MAC 계층에 사용되는 IEEE 802.15.4e TSCH과 IPv6 (6LoWPAN)를 결합하기 위한 6TiSCH Operation sublayer (이하 6top)을 정의한다. It defines a 6TiSCH Operation sublayer (hereinafter 6top) for combining IEEE 802.15.4e TSCH and IPv6 (6LoWPAN) used for the PHY and MAC layers of the 6TiSCH protocol.
6top은 6TiSCH 네트워크의 분산된 스케줄링을 가능하게 하여 서로 다른 노드 간 TSCH 통신 셀을 추가/제거할 수 있도록 한다.6top enables distributed scheduling of a 6TiSCH network to add/remove TSCH communication cells between different nodes.
6top은 하나 이상의 Scheduling Function (이하 SF)와 6top Protocol (이하 6P)로 구성되어 있다. SF는 네트워크의 요구사항에 따라 동적으로 통신 셀을 추가/제거할 시기를 결정하고 6P Transaction을 트리거한다.6top consists of one or more Scheduling Functions (hereinafter referred to as SF) and 6top Protocol (hereinafter referred to as 6P). SF determines when to add/remove communication cells dynamically according to network requirements and triggers 6P Transaction.
통신 셀 추가/제거를 위한 노드 간 협상은 6P를 통해 수행되며 이를 위해 두 노드 간 6P 요청 및 응답을 주고받는 과정을 6P Transaction 이라 한다.Negotiations between nodes for adding/removing communication cells are performed through 6P, and for this, the process of sending and receiving 6P requests and responses between two nodes is called 6P Transaction.
통신 셀 추가를 위한 협상 과정에서, 6P Transaction을 트리거하는 노드는 아직 스케줄되지 않은 통신 셀 중 임의로 후보 통신 셀 목록을 선택하여 6P ADD command를 부모 노드에 전송하여 통신 셀 추가 협상을 시작한다.In the negotiation process for adding a communication cell, the node triggering the 6P Transaction randomly selects a candidate communication cell list among the communication cells that are not yet scheduled and transmits a 6P ADD command to the parent node to start the communication cell addition negotiation.
6P ADD command를 받은 부모 노드는 자신의 스케줄되지 않은 통신 셀들과 비교하여 추가할 수 있는 통신 셀을 선택하여 응답함으로써 통신 셀 추가 협상이 완료된다.After the 6P ADD command is received, the parent node selects and responds to a communication cell that can be added in comparison with its unscheduled communication cells to complete negotiation of communication cell addition.
현재 6top의 기본 SF으로 채택된 6TiSCH Minimal Scheduling Function (이하 MSF)는 분산된 방식으로 통신 스케줄을 조정하는 방법을 정의한다. MSF는 지속해서 통신 셀의 사용량을 모니터링 하며 전송하고자 하는 패킷의 수가 현재 보유한 통신 셀이 전송할 수 있는 패킷의 수보다 클 경우 6P Transaction을 트리거해 새로운 통신 셀을 추가한다. 비슷하게, 전송하고자 하는 패킷의 수가 적을 경우 통신 셀을 제거한다.The 6TiSCH Minimal Scheduling Function (MSF), currently adopted as the basic SF of 6top, defines a method of adjusting the communication schedule in a distributed manner. The MSF continuously monitors the usage of the communication cell, and when the number of packets to be transmitted is greater than the number of packets that the current communication cell can transmit, triggers 6P Transaction to add a new communication cell. Similarly, if the number of packets to be transmitted is small, the communication cell is removed.
그러나, MSF의 스케줄링은 전적으로 분산되어 있으므로 인접한 두 쌍의 노드가 같은 [slotOffset, channelOffset] 통신 셀을 할당하여 서로의 통신에 충돌을 발생시킬 수 있다.However, since the scheduling of the MSF is entirely distributed, two adjacent nodes can allocate the same [slotOffset, channelOffset] communication cell and cause collisions with each other.
도 1은 산업용 IoT 네트워크의 구성도이다.1 is a block diagram of an industrial IoT network.
예를 들어, 도 1에 도시된 산업용 IoT 네트워크는 게이트웨이 노드인 노드 A에 노드 B, D가 연결되어 있고 노드 B와 노드 D 각각에 노드 C 및 노드 E가 연결되어 있으며, 노드 C의 부모 노드는 노드 B가, 노드 E의 부모 노드는 노드 D가 된다. 이 네트워크에서 노드 B와 노드 D의 물리적 거리가 충분히 가까워 서로의 통신에 영향을 줄 수 있는 경우, 같은 통신 셀을 할당하게 되면 통신 충돌이 발생한다.For example, in the industrial IoT network shown in FIG. 1, nodes B and D are connected to node A, which is a gateway node, and nodes C and E are connected to nodes B and D, respectively, and the parent node of node C is Node B becomes the node D of the parent node of the node E. In this network, if the physical distance between Node B and Node D is close enough to affect each other's communication, communication collision occurs when the same communication cell is allocated.
통신 충돌은 네트워크 신뢰성 저하, 지연시간 증가 등 심각한 문제를 초래할 수 있으므로 MSF는 housekeeping 기법 기반의 통신 충돌 해결 프로세스를 정의한다.MSF defines a communication conflict resolution process based on the housekeeping technique because communication collisions can cause serious problems such as reduced network reliability and increased latency.
각 노드는 각각의 통신 셀에 대하여 송신을 시도한 횟수를 나타내는 NumTx와, 각 송신 시도에 대해서 ACK 패킷을 수신한 횟수를 나타내는 NumTxACK를 유지한다. NumTxACK / NumTx 비율을 Packet Delivery Ratio (이하 PDR)이라 한다.Each node maintains NumTx indicating the number of attempts to transmit to each communication cell and NumTxACK indicating the number of times an ACK packet is received for each transmission attempt. The NumTxACK / NumTx ratio is called the Packet Delivery Ratio (hereinafter referred to as PDR).
노드가 같은 부모 노드에 여러 통신 셀을 가질 경우, 해당 통신 셀들은 비슷한 PDR을 가진다.When a node has multiple communication cells in the same parent node, the communication cells have similar PDRs.
그러나, 특정 통신 셀에 충돌이 발생한 경우 PDR이 다른 통신 셀들에 비해 낮아지며, 이를 바탕으로 통신 충돌이 발생했음을 판단한다. 통신 충돌이 발생한 경우, MSF는 충돌이 발생한 통신 셀 정보를 포함한 6P RELOCATE command를 부모 노드에 전송하여 충돌이 발생한 통신 셀을 다른 [slotOffset, channelOffset]으로 재배치시킴으로써 충돌 해결을 시도한다.However, when a collision occurs in a specific communication cell, the PDR is lower than that of other communication cells, and it is determined based on this that a communication conflict has occurred. When a communication conflict occurs, the MSF attempts to resolve the conflict by relocating the conflicting communication cell to another [slotOffset, channelOffset] by sending a 6P RELOCATE command including the conflicted communication cell information to the parent node.
종래 기술의 6top은 분산된 방식으로 통신 스케줄을 조정하므로, 부모 노드가 아닌 네트워크의 다른 노드들의 스케줄 정보를 알 수 없다.Since the 6top of the prior art adjusts the communication schedule in a distributed manner, the schedule information of other nodes in the network other than the parent node cannot be known.
따라서, 통신 충돌이 발생할 수 있는 경우는 우연의 일치로 거의 같은 시점에 두 쌍의 노드가 같은 통신 셀을 할당하는 경우 혹은 이미 한 쌍의 노드가 통신 셀을 할당하여 통신하고 있는 도중 다른 노드 쌍이 같은 통신 셀을 할당하는 경우이다.Therefore, when a communication conflict may occur, a coincidence coincides, when two pairs of nodes allocate the same communication cell at about the same time, or while a pair of nodes are allocating communication cells and communicating, the other node pairs are the same. It is the case of allocating a communication cell.
시분할 기술을 기반으로 한 TSCH 기술의 특성상 충돌이 발생한 후 각 노드의 MSF가 충돌이 발생했음을 판단하게 되는 시점은 거의 일치하게 된다.Due to the nature of the TSCH technology based on the time-division technology, the time at which the MSF of each node determines that a collision occurs is almost identical.
따라서, 각 노드는 거의 같은 시점에 통신 셀 재배치를 위한 6P RELOCATE command를 부모 노드에 전송한다.Therefore, each node transmits a 6P RELOCATE command for relocating the communication cell to the parent node at about the same time.
이와 같이 분산 환경에서 동작하는 6TiSCH 표준을 따르는 종래 기술의 TSCH 기반 무선 센서 네트워크의 각 센서 노드들은 서로의 정보를 모른 채 독립적으로 통신 셀을 할당하므로 통신 충돌 가능성이 존재한다.As described above, since each sensor node of the conventional TSCH-based wireless sensor network that follows the 6 TiSCH standard operating in a distributed environment independently allocates a communication cell without knowing each other's information, there is a possibility of communication collision.
이러한 통신 충돌은 패킷 전달률에 영향을 끼쳐 네트워크를 불안정하게 만들기 때문에 이러한 문제를 해결하여 통신 충돌 문제를 해결하고 통신 충돌 해결을 위해 발생하는 오버헤드를 감소시킬 수 있도록 하는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.Since such a communication collision affects the packet transmission rate and makes the network unstable, there is a need to develop a new technology that solves this problem to solve the communication collision problem and reduce the overhead incurred in resolving the communication collision. .
본 발명은 종래 기술의 산업용 IoT 네트워크의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 통신 충돌 판단 후 지연된 통신 셀 재배치를 통해 두 쌍의 노드 모두가 통신 셀 재배치를 하지 않도록 하여 충돌 해결 오버헤드를 감소시킬 수 있도록 한 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the industrial IoT network of the prior art, and through the delayed communication cell rearrangement after communication collision determination, both pairs of nodes do not relocate the communication cells to reduce the collision resolution overhead. An object of the present invention is to provide a device and method for delayed cell relocation for reducing wireless communication conflict resolution overhead in an industrial IoT environment.
본 발명은 서로 독립적인 환경에서도 충돌하는 다른 노드 쌍의 셀 재배치 여부를 탐지할 수 있도록 함으로써, 다른 노드 쌍의 셀 재배치가 셀 재배치 대기시간 만료 전에 수행된 경우 통신 충돌 문제가 해결되므로 셀 재배치를 수행하지 않도록 하여 배터리 등 한정된 자원을 절약할 수 있도록 한 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention enables to detect whether or not cells of different node pairs that are colliding in an environment independent of each other can be detected. Therefore, when cell relocation of other node pairs is performed before the cell relocation wait time expires, the communication conflict problem is solved, so cell relocation is performed. An object of the present invention is to provide a device and method for delayed cell relocation for reducing wireless communication collision resolution overhead in an industrial IoT environment, so that limited resources such as a battery can be saved.
본 발명은 새로운 통신 셀로 재배치하더라도 해당 통신 셀에서 다시 충돌이 발생하는 문제를 해결하기 위하여, 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하던 통신 셀을 최대한 보존하고 새롭게 할당되어 통신 충돌을 일으킨 통신 셀만 재배치할 수 있도록 유도하여 네트워크 수렴 상태를 최대한 보존시킬 수 있도록 한 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problem in which a collision occurs again in a corresponding communication cell even if it is relocated to a new communication cell, the present invention induces a communication cell that has been allocated and operated normally for a long time to be preserved as much as possible, and only a communication cell that has been newly allocated and causes communication conflict is relocated An object of the present invention is to provide a device and method for delayed cell relocation for reducing wireless communication collision resolution overhead in an industrial IoT environment, so as to preserve the network convergence state as much as possible.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치는 통신 충돌이 발생하면 스케줄 충돌 관리부에 충돌 정보를 전달하고 충돌 해결을 요청하는 스케줄 충돌 감지부;대기시간 동안 지속해서 충돌이 발생한 통신 셀의 충돌 해결 여부를 탐지하고, 통신 셀 할당 시간을 대기시간 계산부에 전달하는 스케줄 충돌 관리부;네트워크 동기화를 수행하는 네트워크 동기화 관리부;대기시간을 계산하고 통신 셀 할당 시간이 길수록 대기시간을 길게 설정하여 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하는 통신 셀을 유지할 수 있도록 유도하는 대기시간 계산부;새로운 통신 셀을 할당하는 시점의 ASN을 해당 통신 셀에 지정하는 스케줄 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the industrial IoT environment according to the present invention for achieving the above object, the delayed cell relocation device for reducing the wireless communication collision resolution overhead transmits collision information to the schedule collision management unit and requests conflict resolution when a communication collision occurs. Collision detection unit; Schedule collision management unit that detects whether or not to resolve collisions of communication cells that have continuously collided during the waiting time and delivers the communication cell allocation time to the waiting time calculation unit; Network synchronization management unit that performs network synchronization; Wait time Waiting time calculation unit that calculates and induces to maintain a communication cell that is normally allocated and operated for a long time by setting a longer waiting time as the communication cell allocation time is longer; a schedule for assigning the ASN at the time of allocating a new communication cell to the communication cell It characterized in that it comprises a; management unit.
여기서, 대기시간 계산부는 통신 셀을 할당받은 후 지난 시간을 계산하기 위하여, 통신 셀에 지정된 ASN과 현재 네트워크의 ASN의 차이를 계산한 후 타임슬롯의 길이를 곱해 할당 시간을 계산하는 것을 특징으로 한다.Here, the wait time calculation unit is characterized in that, in order to calculate the past time after the communication cell is allocated, the difference between the ASN specified in the communication cell and the ASN of the current network is multiplied by the length of the timeslot to calculate the allocation time. .
그리고 통신 셀 할당 시간이 길수록 대기시간을 길게 설정하여 네트워크 수렴 상태를 최대한 보존시키고, 통신 셀 할당 시간이 긴 통신 셀과 짧은 통신 셀 사이의 대기시간 차이를 크게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the longer the communication cell allocation time is, the longer the waiting time is set to preserve the network convergence state as much as possible, and the difference in the waiting time between a communication cell having a long communication cell allocation time and a short communication cell is increased.
그리고 스케줄 충돌 감지부는 대기시간 동안 지속해서 충돌이 발생한 통신 셀의 충돌 해결 여부를 탐지하고, 각 노드의 스케줄 충돌 관리부는 대기시간 계산이 끝난 후 송신부에 대기시간 동안 충돌이 발생한 통신 셀에서 KA(Keep-Alive) 패킷 전송을 요청하는 것을 특징으로 한다.In addition, the schedule collision detection unit continuously detects whether or not the communication cell having a collision is resolved continuously during the waiting time, and the schedule collision management unit of each node calculates the waiting time after the waiting time is calculated, and then the KA (Keep) -Alive) characterized by requesting packet transmission.
그리고 두 노드 쌍 모두 셀 재배치를 수행하지 않은 경우 여전히 통신 충돌이 발생하므로 KA 패킷의 PDR 값은 낮고, 한 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하면서 KA 패킷 전송을 중단하면 통신 충돌이 해결되므로 남은 한 쌍의 KA 패킷에 대한 PDR 값은 증가하는 것을 특징으로 한다.And if both node pairs do not perform cell relocation, the PDR value of the KA packet is low because the communication collision still occurs, and if the KA packet transmission is stopped while a pair of nodes performs the communication cell relocation, the communication conflict is resolved. The PDR value for the pair of KA packets is characterized by increasing.
그리고 KA 패킷의 PDR 값을 지속해서 계측하여 향상되는 상태를 보일 경우 다른 노드가 이미 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the PDR value of the KA packet is continuously measured to show an improved state, it is determined that the other node has already performed the communication cell relocation and stops the delayed cell relocation and reuses the communication cell.
그리고 각 노드의 스케줄 충돌 관리부는, 대기시간 동안 스케줄의 모든 통신 충돌 셀마다 통신 충돌이 해결되었는지를 검사하는 알고리즘을 수행하여, KA 패킷 전송에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 바탕으로 충돌이 발생한 통신 셀의 PDR 값을 업데이트하는 것을 특징으로 한다.In addition, the schedule collision management unit of each node performs an algorithm that checks whether a communication collision has been resolved for all communication collision cells of the schedule during the waiting time, and determines whether the communication cell having a collision is received based on whether an ACK packet is received for KA packet transmission. It is characterized by updating the PDR value.
그리고 대기시간 동안 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하지 않아 계속해서 충돌이 발생한 경우 직접 통신 셀 재배치를 실행하고 통신 셀 재배치를 수행한 후에는 알고리즘 실행을 멈추고, 반대로 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하여 충돌이 해결된 경우에는 알고리즘 실행을 멈추고 통신 셀을 계속 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, if the other pair of nodes does not perform the communication cell relocation during the waiting time, and the collision continues, a direct communication cell relocation is executed, and after performing the communication cell relocation, the algorithm execution is stopped. When the collision is resolved by performing the relocation, the algorithm is stopped and the communication cell is continuously used.
그리고 통신 충돌 셀 PDR 업데이트를 위한 알고리즘 수행시에 각 KA 패킷에 대한 비트마스크(bitmask)를 유지하면서 메모리 사용을 최소화하고, 비트마스크를 LEFT SHIFT 하여 마지막 KA 패킷의 ACK 수신 여부 정보가 들어갈 공간을 만든 후 ACK를 수신하였다면 마지막 비트를 1로, 그렇지 못했다면 0으로 설정하는 것을 특징으로 한다.And when performing the algorithm to update the communication collision cell PDR, the memory usage is minimized while maintaining the bitmask for each KA packet, and the bitmask is LEFT SHIFT to make space for the ACK reception information of the last KA packet. Then, if an ACK is received, the last bit is set to 1, otherwise it is set to 0.
그리고 통신 충돌 셀의 PDR이 향상되는 상태를 보이는지 여부를 검사하기 위하여, 업데이트한 비트마스크를 바탕으로 마지막 4 패킷의 송수신이 모두 정상적으로 완료된 경우 PDR이 향상되었다고 판단하고, PDR이 향상되었다면 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 가정하고 통신 충돌이 해결되었다고 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to check whether the PDR of the communication collision cell shows an improved state, it is determined that the PDR is improved when all the transmission and reception of the last 4 packets are normally completed based on the updated bit mask, and if the PDR is improved, another pair of nodes It is characterized in that it is assumed that the communication cell relocation is performed, and it is determined that the communication conflict is resolved, and the delayed cell relocation is stopped and the corresponding communication cell is reused.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법은 각 노드의 스케줄 충돌 감지부가 통신 충돌이 발생하면 스케줄 충돌 관리부에 충돌 정보를 전달하고 충돌 해결을 요청하는 단계;스케줄 충돌 관리부에서 네트워크 동기화 관리부에 현재 네트워크에 동기화된 ASN을 요청하는 단계;얻어진 네트워크 ASN을 바탕으로 대기시간 계산부에서 대기시간을 계산하는 단계;계산된 대기시간 동안, 스케줄 충돌 관리부는 KA 패킷을 송신할 것을 송신부에 요청하고, 송신부가 KA 패킷을 송신한 후, 수신부는 KA 패킷에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 스케줄 충돌 관리부에 전달하는 단계;통신 충돌이 해결되었는지 여부를 판단하여 만약 충돌이 해결되었다면 해당 통신 셀을 재사용하고, 계속 충돌이 발생하는 경우 대기시간이 만료되기 전까지 스케줄 충돌 관리 및 통신 충돌이 해결되었는지 여부를 판단하고, 대기시간이 만료되더라도 통신 충돌이 해결되지 않은 경우 직접 스케줄 관리부에 통신 셀 재배치 요청을 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an industrial IoT environment according to the present invention for achieving a different purpose, a delayed cell relocation method for wireless communication collision resolution overhead reduction is performed by transmitting collision information to a schedule collision management unit when a schedule collision detection unit of each node encounters a communication collision and crashes Requesting a resolution; requesting an ASN synchronized to the current network from the schedule conflict management unit to the network synchronization management unit; calculating a waiting time in the waiting time calculation unit based on the obtained network ASN; during the calculated waiting time, schedule The collision management unit requests the transmission unit to transmit the KA packet, and after the transmission unit transmits the KA packet, the reception unit transmits whether to receive the ACK packet for the KA packet to the schedule collision management unit; determines whether the communication collision is resolved Therefore, if the conflict is resolved, the communication cell is reused, and if the collision continues, schedule conflict management and communication conflict determination are made until the waiting time expires, and even if the waiting time expires, the communication conflict is not resolved. In this case, it is characterized in that it comprises a; direct request to relocate the communication cell to the schedule management unit.
여기서, 대기시간 계산부에서 대기시간을 계산하는 단계에서 통신 셀을 할당받은 후 지난 시간을 계산하기 위하여, 통신 셀에 지정된 ASN과 현재 네트워크의 ASN의 차이를 계산한 후 타임슬롯의 길이를 곱해 할당 시간을 계산하는 것을 특징으로 한다.Here, in order to calculate the past time after the communication cell is allocated in the step of calculating the wait time in the wait time calculation unit, the difference between the ASN specified in the communication cell and the ASN of the current network is calculated and multiplied by the length of the timeslot. It is characterized by calculating the time.
그리고 통신 셀 할당 시간이 길수록 대기시간을 길게 설정하여 네트워크 수렴 상태를 최대한 보존시키고, 통신 셀 할당 시간이 긴 통신 셀과 짧은 통신 셀 사이의 대기시간 차이를 크게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the longer the communication cell allocation time is, the longer the waiting time is set to preserve the network convergence state as much as possible, and the difference in the waiting time between a communication cell having a long communication cell allocation time and a short communication cell is increased.
그리고 대기시간 동안 지속해서 스케줄 충돌 감지부에서 충돌이 발생한 통신 셀의 충돌 해결 여부를 탐지하고, 각 노드의 스케줄 충돌 관리부는 대기시간 계산이 끝난 후 송신부에 대기시간 동안 충돌이 발생한 통신 셀에서 KA(Keep-Alive) 패킷 전송을 요청하는 것을 특징으로 한다.Then, during the waiting time, the schedule collision detection unit detects whether or not the conflicting communication cell resolves the collision, and the schedule collision management unit of each node calculates the waiting time after the waiting time has been calculated, and the transmitter transmits KA() in the communication cell during the waiting time. Keep-Alive) characterized by requesting packet transmission.
그리고 두 노드 쌍 모두 셀 재배치를 수행하지 않은 경우 여전히 통신 충돌이 발생하므로 KA 패킷의 PDR 값은 낮고, 한 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하면서 KA 패킷 전송을 중단하면 통신 충돌이 해결되므로 남은 한 쌍의 KA 패킷에 대한 PDR 값은 증가하는 것을 특징으로 한다.And if both node pairs do not perform cell relocation, the PDR value of the KA packet is low because the communication collision still occurs, and if the KA packet transmission is stopped while a pair of nodes performs the communication cell relocation, the communication conflict is resolved. The PDR value for the pair of KA packets is characterized by increasing.
그리고 KA 패킷의 PDR 값을 지속해서 계측하여 향상되는 상태를 보일 경우 다른 노드가 이미 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the PDR value of the KA packet is continuously measured to show an improved state, it is determined that the other node has already performed the communication cell relocation and stops the delayed cell relocation and reuses the communication cell.
그리고 대기시간 동안 스케줄의 모든 통신 충돌 셀마다 통신 충돌이 해결되었는지를 검사하는 알고리즘을 각 노드의 스케줄 충돌 관리부에서 수행하여, KA 패킷 전송에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 바탕으로 충돌이 발생한 통신 셀의 PDR 값을 업데이트하는 것을 특징으로 한다.In addition, the PDR of the communication cell in which a collision occurs based on whether or not an ACK packet is received for KA packet transmission is performed by the schedule collision management unit of each node by performing an algorithm to check whether the communication conflict has been resolved for all communication collision cells in the schedule during the waiting time. It is characterized by updating the value.
그리고 통신 충돌 셀 PDR 업데이트를 위한 알고리즘 수행시에 각 KA 패킷에 대한 비트마스크(bitmask)를 유지하면서 메모리 사용을 최소화하고, 비트마스크를 LEFT SHIFT 하여 마지막 KA 패킷의 ACK 수신 여부 정보가 들어갈 공간을 만든 후 ACK를 수신하였다면 마지막 비트를 1로, 그렇지 못했다면 0으로 설정하는 것을 특징으로 한다.And when performing the algorithm to update the communication collision cell PDR, the memory usage is minimized while maintaining the bitmask for each KA packet, and the bitmask is LEFT SHIFT to make space for the ACK reception information of the last KA packet. Then, if an ACK is received, the last bit is set to 1, otherwise it is set to 0.
그리고 통신 충돌 셀의 PDR이 향상되는 상태를 보이는지 여부를 검사하기 위하여, 업데이트한 비트마스크를 바탕으로 마지막 4 패킷의 송수신이 모두 정상적으로 완료된 경우 PDR이 향상되었다고 판단하고, PDR이 향상되었다면 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 가정하고 통신 충돌이 해결되었다고 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to check whether the PDR of the communication collision cell shows an improved state, it is determined that the PDR is improved when all the transmission and reception of the last 4 packets are normally completed based on the updated bit mask, and if the PDR is improved, another pair of nodes It is characterized in that it is assumed that the communication cell relocation is performed, and it is determined that the communication conflict is resolved, and the delayed cell relocation is stopped and the corresponding communication cell is reused.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.In the industrial IoT environment according to the present invention as described above, the delayed cell relocation device and method for reducing the overhead of wireless communication collision resolution has the following effects.
첫째, 통신 충돌 판단 후 지연된 통신 셀 재배치를 통해 두 쌍의 노드 모두가 통신 셀 재배치를 하지 않도록 하여 충돌 해결 오버헤드를 감소시킬 수 있도록 한다.First, it is possible to reduce the collision resolution overhead by not relocating the communication cells of both pairs through delayed communication cell relocation after determining the communication conflict.
둘째, 서로 독립적인 환경에서도 충돌하는 다른 노드 쌍의 셀 재배치 여부를 탐지할 수 있도록 함으로써, 다른 노드 쌍의 셀 재배치가 셀 재배치 대기시간 만료 전에 수행된 경우 통신 충돌 문제가 해결되므로 셀 재배치를 수행하지 않도록 하여 배터리 등 한정된 자원을 절약할 수 있도록 한다.Second, it is possible to detect whether cell relocation of a pair of conflicting node pairs is detected even in an environment independent of each other, so if a cell relocation of a pair of other nodes is performed before the cell relocation wait time expires, a communication conflict problem is resolved, so cell relocation is not performed It is possible to save limited resources such as batteries.
셋째, 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하던 통신 셀을 최대한 보존하고 새롭게 할당되어 통신 충돌을 일으킨 통신 셀만 재배치할 수 있도록 유도하여 네트워크 수렴 상태를 최대한 보존시킬 수 있도록 한다.Third, it is possible to preserve the network convergence state as much as possible by preserving the communication cell that has been allocated and operating normally for a long time and relocating only the communication cell that has been newly allocated and causing communication collision.
도 1은 산업용 IoT 네트워크의 구성도
도 2는 통신 할당 시간 계산 알고리즘
도 3은 대기시간 계산 수식
도 4는 통신 충돌 해결 검사 알고리즘
도 5는 통신 셀 PDR 업데이트 알고리즘
도 6은 통신 충돌 셀 PDR 향상 여부 판단 알고리즘
도 7은 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치의 구성도
도 8은 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법을 나타낸 플로우 차트1 is a block diagram of an industrial IoT network
2 is a communication allocation time calculation algorithm
3 is a waiting time calculation formula
4 is a communication conflict resolution inspection algorithm
5 is a communication cell PDR update algorithm
6 is a communication collision cell PDR enhancement decision algorithm
7 is a block diagram of a delayed cell relocation device for reducing the overhead of wireless communication conflict resolution in an industrial IoT environment according to the present invention
8 is a flow chart showing a delayed cell relocation method for reducing overhead in wireless communication conflict resolution in an industrial IoT environment according to the present invention
이하, 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a delayed cell relocation device and method for reducing wireless communication conflict resolution overhead in an industrial IoT environment according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.In the industrial IoT environment according to the present invention, features and advantages of a delayed cell relocation device and method for reducing wireless communication conflict resolution overhead will become apparent through a detailed description of each embodiment below.
도 2는 통신 할당 시간 계산 알고리즘, 도 3은 대기시간 계산 수식, 도 4는 통신 충돌 해결 검사 알고리즘을 나타낸 것이다.2 is a communication allocation time calculation algorithm, FIG. 3 is a waiting time calculation formula, and FIG. 4 is a communication collision resolution inspection algorithm.
그리고 도 5는 통신 셀 PDR 업데이트 알고리즘, 도 6은 통신 충돌 셀 PDR 향상 여부 판단 알고리즘을 나타낸 것이다.And Figure 5 shows the communication cell PDR update algorithm, Figure 6 shows a communication collision cell PDR enhancement or not determination algorithm.
그리고 도 7은 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치의 구성도이다.And Figure 7 is a block diagram of a delayed cell relocation device for reducing the overhead of wireless communication conflict resolution in the industrial IoT environment according to the present invention.
본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법은 통신 충돌 판단 후 지연된 통신 셀 재배치를 통해 두 쌍의 노드 모두가 통신 셀 재배치를 하지 않도록 하여 충돌 해결 오버헤드를 감소시킬 수 있도록 한 것이다.In an industrial IoT environment according to the present invention, a delayed cell relocation device and method for reducing wireless communication conflict resolution overhead is resolved by preventing both pairs of nodes from relocating communication cells through delayed communication cell relocation after determining communication conflict It is possible to reduce the head.
부모 노드가 아닌 다른 노드들의 스케줄 정보를 알 수 없는 분산 스케줄링 특성상 통신 셀 재배치를 통해 새로운 통신 셀로 재배치하더라도 해당 통신 셀에서 다시 충돌이 발생할 수 있다.Due to the distributed scheduling characteristics in which the schedule information of nodes other than the parent node is unknown, even if a communication cell is relocated to a new communication cell, a collision may occur again in the communication cell.
따라서, 본 발명에서는 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하던 통신 셀을 최대한 보존하고 새롭게 할당되어 통신 충돌을 일으킨 통신 셀만 재배치할 수 있도록 유도하여 네트워크 수렴 상태를 최대한 보존시킬 수 있도록 한 것이다.Therefore, in the present invention, it is possible to preserve the network cell convergence state as much as possible by inducing that the communication cell that has been allocated and operated normally for a long time is preserved as much as possible, and that only the communication cell that has been newly allocated and causes communication collision is relocated.
본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치는 통신 충돌이 발생하면 스케줄 충돌 관리부(20)에 충돌 정보를 전달하고 충돌 해결을 요청하는 스케줄 충돌 감지부(10)와, 대기시간 동안 지속해서 충돌이 발생한 통신 셀의 충돌 해결 여부를 탐지하고, 통신 셀 할당 시간을 대기시간 계산부에 전달하는 스케줄 충돌 관리부(20)와, 네트워크 동기화를 수행하는 네트워크 동기화 관리부(30)와, 대기시간을 계산하여 통신 셀 할당 시간이 길수록 대기시간을 길게 설정하여 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하는 통신 셀을 유지할 수 있도록 유도하는 대기시간 계산부(40)와, 새로운 통신 셀을 할당하는 시점의 ASN을 해당 통신 셀에 지정하는 스케줄 관리부(50)를 포함한다. In the industrial IoT environment according to the present invention, a delayed cell relocation device for reducing wireless communication conflict resolution overhead transmits collision information to the schedule
각 노드의 스케줄 관리부(50)는 새로운 통신 셀을 할당하는 시점의 ASN을 해당 통신 셀에 지정한다.The
도 2의 알고리즘은 통신 셀을 할당받은 후 지난 시간을 계산할 수 있는 알고리즘으로, 통신 셀에 지정된 ASN과 현재 네트워크의 ASN의 차이를 계산한 후 타임슬롯의 길이를 곱해 할당 시간을 계산한다.The algorithm of FIG. 2 is an algorithm capable of calculating the past time after the communication cell is allocated. After calculating the difference between the ASN assigned to the communication cell and the ASN of the current network, the length of the timeslot is multiplied to calculate the allocation time.
각 노드의 스케줄 충돌 관리부(20)는 도 2의 알고리즘 결괏값으로 얻을 수 있는 통신 셀 할당 시간을 대기시간 계산부(40)에 전달하여 대기시간 계산부(40)가 도 3의 수식을 바탕으로 대기시간을 계산할 수 있도록 한다.The schedule
통신 셀 할당 시간이 길수록 대기시간을 길게 설정하여 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하는 통신 셀을 유지할 수 있도록 유도한다.The longer the communication cell allocation time is, the longer the waiting time is set to induce the maintenance of the communication cell that is allocated for a long time and operates normally.
이를 통해 네트워크 수렴 상태를 최대한 보존시킬 수 있다. 가파른 곡선 형태의 대기시간 계산 수식을 사용함으로써 통신 셀 할당 시간이 긴 통신 셀과 짧은 통신 셀 사이의 대기시간 차이를 극대화한다.Through this, it is possible to preserve the network convergence state as much as possible. By using a steep curve waiting time calculation formula, a difference in waiting time between a communication cell having a long communication cell allocation time and a short communication cell is maximized.
이전 기술에서는 6top은 전적으로 분산되어 있으므로 통신 충돌이 발생한 후 대기시간 동안 다른 쌍의 노드가 충돌 해결 여부를 알 수 없다.In the previous technique, 6top is completely distributed, so it is not known whether the other pair of nodes resolves the collision during the waiting time after the communication collision occurs.
즉, 다른 쌍의 노드가 이미 통신 셀을 재배치하여 충돌이 해결되었더라도 그 여부를 알 수 없어 대기시간이 끝날 때까지 대기하여야 한다. 이러한 낭비는 배터리 사용 등 제한된 자원을 가지는 산업 IoT 환경에서 치명적이다.That is, even if the collision is resolved by relocating the communication cell by another node of the pair, it is not known whether or not the wait time is over. This waste is fatal in industrial IoT environments with limited resources such as battery use.
따라서, 본 발명에서는 대기시간 동안 지속해서 충돌이 발생한 통신 셀의 충돌 해결 여부를 탐지한다.Therefore, in the present invention, it is detected whether or not the communication cell in which collision occurs continuously during the waiting time is resolved.
이를 위해 각 노드의 스케줄 충돌 관리부(20)는 대기시간 계산이 끝난 후 송신부에 대기시간 동안 충돌이 발생한 통신 셀에서 KA(Keep-Alive) 패킷 전송을 요청한다.To this end, the schedule
두 노드 쌍 모두 셀 재배치를 수행하지 않은 경우 여전히 통신 충돌이 발생하므로 KA 패킷의 PDR 값은 낮다.If both node pairs do not perform cell relocation, the communication packet still occurs, so the PDR value of the KA packet is low.
한 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하면서 KA 패킷 전송을 중단하면 통신 충돌이 해결되므로 남은 한 쌍의 KA 패킷에 대한 PDR 값은 증가하게 된다.When a pair of nodes stops transmitting KA packets while performing communication cell relocation, the communication conflict is resolved, so the PDR value for the remaining pair of KA packets increases.
이를 바탕으로 KA 패킷의 PDR 값을 지속해서 계측하여 향상되는 상태를 보일 경우 다른 노드가 이미 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용한다.Based on this, if the PDR value of the KA packet is continuously measured to show an improved state, it is determined that the other node has already performed the communication cell relocation, and the delayed cell relocation is stopped and the corresponding communication cell is reused.
도 4의 알고리즘은 통신 충돌이 해결되었는지를 검사하는 알고리즘으로 KA 패킷 전송에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 바탕으로 충돌이 발생한 통신 셀의 PDR 값을 업데이트한다.The algorithm of FIG. 4 is an algorithm for checking whether a communication collision has been resolved, and updates the PDR value of the communication cell in which a collision occurs based on whether an ACK packet is received for KA packet transmission.
각 노드의 스케줄 충돌 관리부(20)는, 대기시간 동안 스케줄의 모든 통신 충돌 셀마다 도 4의 알고리즘을 실행한다.The schedule
만약 대기시간 동안 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하지 않아 계속해서 충돌이 발생한 경우 직접 통신 셀 재배치를 실행한다.If the other pair of nodes does not perform the communication cell relocation during the waiting time and the collision continues, a direct communication cell relocation is executed.
통신 셀 재배치를 수행한 후에는 알고리즘 실행을 멈춘다. 통신 셀 재배치 과정은 6top과 같다. 반대로 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하여 충돌이 해결된 경우에는 알고리즘 실행을 멈추고 통신 셀을 계속 사용한다.After performing the communication cell relocation, the algorithm execution is stopped. The communication cell relocation process is the same as 6top. Conversely, if a collision is resolved by a node of another pair relocating the communication cell, execution of the algorithm is stopped and the communication cell is continuously used.
통신 충돌 셀 PDR 업데이트를 위한 알고리즘은 도 5의 알고리즘을 사용하여 각 KA 패킷에 대한 비트마스크(bitmask)를 유지하면서 메모리 사용을 최소화한다.The algorithm for updating the communication collision cell PDR uses the algorithm of FIG. 5 to minimize memory usage while maintaining a bitmask for each KA packet.
비트마스크를 LEFT SHIFT 하여 마지막 KA 패킷의 ACK 수신 여부 정보가 들어갈 공간을 만든 후 ACK를 수신하였다면 마지막 비트를 1로, 그렇지 못했다면 0으로 설정한다.LEFT SHIFT the bit mask to make a space for the ACK reception information of the last KA packet, and if the ACK is received, set the last bit to 1, otherwise set to 0.
도 6은 통신 충돌 셀의 PDR이 향상되는 상태를 보이는지 여부를 검사하는 알고리즘으로, 도 5의 알고리즘이 업데이트한 비트마스크를 바탕으로 마지막 4 패킷의 송수신이 모두 정상적으로 완료된 경우 PDR이 향상되었다고 판단한다.FIG. 6 is an algorithm for checking whether the PDR of the communication collision cell shows an improved state. Based on the bit mask updated by the algorithm of FIG. 5, it is determined that the PDR is improved when all transmission and reception of the last 4 packets are normally completed.
두 쌍의 노드 모두가 모든 통신 충돌 셀에서 지속적으로 KA 패킷을 전송하므로 통신 충돌이 해결되기 전까지의 PDR 값은 낮다.Since both pairs of nodes continuously transmit KA packets in all communication collision cells, the PDR value until the communication collision is resolved is low.
따라서, PDR이 향상되었다면 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 가정하고 통신 충돌이 해결되었다고 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용한다.Accordingly, if the PDR is improved, it is assumed that another pair of nodes has performed the relocation of the communication cell, and it is determined that the communication collision is resolved, and the delayed cell relocation is stopped and the corresponding communication cell is reused.
도 7은 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치의 구성 및 각 노드의 동작 흐름을 나타낸 것이다.7 shows the configuration of a delayed cell relocation device for reducing wireless communication conflict resolution overhead in an industrial IoT environment according to the present invention and an operation flow of each node.
각 노드의 스케줄 충돌 감지부(10)는 통신 충돌이 발생하면 스케줄 충돌 관리부(20)에 충돌 정보를 전달하고 충돌 해결을 요청한다.When a communication collision occurs, the schedule
스케줄 충돌 관리부(20)는 네트워크 동기화 관리부(30)에서 현재 네트워크에 동기화된 ASN을 요청한다. 이렇게 얻어진 네트워크 ASN을 바탕으로 대기시간 계산부(40)는 도 3의 수식을 바탕으로 대기시간을 계산한다.The schedule
계산된 대기시간 동안, 스케줄 충돌 관리부(20)는 KA 패킷을 송신할 것을 송신부(60)에 요청한다. 송신부(60)가 KA 패킷을 송신한 후, 수신부(70)는 KA 패킷에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 스케줄 충돌 관리부에 전달한다.During the calculated waiting time, the schedule
이 정보를 바탕으로 도 4의 알고리즘을 수행하여 통신 충돌이 해결되었는지 여부를 판단한다.Based on this information, it is determined whether the communication conflict is resolved by performing the algorithm of FIG. 4.
만약 충돌이 해결되었다면 해당 통신 셀을 재사용하여 불필요한 통신 셀 재배치를 위한 자원을 절약하도록 한다.If the conflict is resolved, the communication cell is reused to save resources for relocating unnecessary communication cells.
반대로 계속 충돌이 발생하는 경우 대기시간이 만료되기 전까지 반복한다. Conversely, if a collision occurs continuously, it is repeated until the waiting time expires.
대기시간이 만료되더라도 통신 충돌이 해결되지 않은 경우 직접 스케줄 관리부(50)에 통신 셀 재배치 요청한다.If the communication conflict is not resolved even if the waiting time expires, the communication cell relocation request is directly made to the
본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Described in detail the delayed cell relocation method for reducing the overhead of wireless communication conflict resolution in the industrial IoT environment according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법을 나타낸 플로우 차트이다.8 is a flow chart showing a delayed cell relocation method for reducing the overhead of wireless communication conflict resolution in an industrial IoT environment according to the present invention.
먼저, 통신 충돌이 발생하면 통신 충돌이 발생한 각 노드의 네트워크 동기화 관리부(30)은 네트워크 ASN을 계산한다.(S801)First, when a communication conflict occurs, the network
이어, 대기시간 계산부(40)는 계산된 ASN을 바탕으로 대기시간을 계산한다.(S802)Subsequently, the waiting
그리고 송신부(60)는 Keep Alive 패킷을 송신할 것을 요청한다.(S803)Then, the transmitting
이어, 수신부(70)는 송신부(60)가 송신한 Keep Alive 패킷의 확인(ACK)를 수신한다.(S804)Subsequently, the
여기서, 통신 충돌이 해결되지 않았다면 다른 노드 또한 Keep Alive 패킷을 송신함으로써 통신이 원활하게 이루어지지 않으므로 Keep Alive 패킷의 확인을 수신할 수 없다.Here, if the communication conflict is not resolved, the other node also transmits the Keep Alive packet, so that communication is not smoothly performed, and thus the confirmation of the Keep Alive packet cannot be received.
그리고 수신부(70)의 Keep Alive 패킷 확인 수신 여부를 바탕으로, 스케줄 충돌 관리부(20)는 비트마스크를 업데이트한다.(S805)And the schedule
Keep Alive 패킷의 확인을 수신한 경우 마지막 비트를 1로, 수신하지 못한 경우 0으로 업데이트 하며 비트마스크를 유지한다.Keep Alive Updates the last bit to 1 when receiving the confirmation of the packet and 0 if not received, and maintains the bit mask.
이어, 스케줄 충돌 관리부(20)는 비트마스크 값을 바탕으로 마지막 4 패킷의 Keep Alive 패킷 확인을 수신한 경우 통신 충돌이 해결된 것으로 판단하고(S806) 해당 셀을 재사용함으로써 통신 충돌이 해결된다.(S807)Subsequently, the schedule
반대로 Keep Alive 패킷 확인을 수신하지 못한 경우 대기시간이 만료되었다면(S808) 송신부(60)에 통신 셀 재배치를 요청하여 직접 통신 충돌을 해결한다.(S809) 수신부(70)가 통신 셀 재배치 요청 확인을 수신하였다면 통신 셀 재배치가 정상적으로 이루어졌으므로 통신 충돌이 해결된다.(S810)Conversely, if the Keep Alive packet confirmation is not received, if the waiting time has expired (S808), a direct communication conflict is resolved by requesting a communication cell relocation to the
반대로 대기시간이 만료되지 않았다면 송신부(60)에 Keep Alive 패킷 송신을 요청하며 알고리즘 실행을 반복한다.Conversely, if the waiting time has not expired, the request for the Keep Alive packet is transmitted to the
여기서, 대기시간 계산부에서 대기시간을 계산하는 단계에서 통신 셀을 할당받은 후 지난 시간을 계산하기 위하여, 통신 셀에 지정된 ASN과 현재 네트워크의 ASN의 차이를 계산한 후 타임슬롯의 길이를 곱해 할당 시간을 계산한다.Here, in order to calculate the past time after the communication cell is allocated in the step of calculating the wait time in the wait time calculation unit, the difference between the ASN specified in the communication cell and the ASN of the current network is calculated and multiplied by the length of the timeslot. Calculate time.
그리고 통신 셀 할당 시간이 길수록 대기시간을 길게 설정하여 네트워크 수렴 상태를 최대한 보존시키고, 통신 셀 할당 시간이 긴 통신 셀과 짧은 통신 셀 사이의 대기시간 차이를 크게 하는 것이 바람직하다.In addition, it is desirable that the longer the communication cell allocation time is, the longer the waiting time is set to preserve the network convergence state as much as possible, and to increase the difference in waiting time between a communication cell having a long communication cell allocation time and a short communication cell.
그리고 대기시간 동안 지속해서 스케줄 충돌 감지부에서 충돌이 발생한 통신 셀의 충돌 해결 여부를 탐지하고, 각 노드의 스케줄 충돌 관리부는 대기시간 계산이 끝난 후 송신부에 대기시간 동안 충돌이 발생한 통신 셀에서 KA(Keep-Alive) 패킷 전송을 요청한다.Then, during the waiting time, the schedule collision detection unit detects whether or not the conflicting communication cell resolves the collision, and the schedule collision management unit of each node calculates the waiting time after the waiting time has been calculated, and the transmitter transmits KA() in the communication cell during the waiting time. Keep-Alive) Requests packet transmission.
그리고 두 노드 쌍 모두 셀 재배치를 수행하지 않은 경우 여전히 통신 충돌이 발생하므로 KA 패킷의 PDR 값은 낮고, 한 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하면서 KA 패킷 전송을 중단하면 통신 충돌이 해결되므로 남은 한 쌍의 KA 패킷에 대한 PDR 값은 증가한다.And if both node pairs do not perform cell relocation, the PDR value of the KA packet is low because the communication collision still occurs, and if the KA packet transmission is stopped while a pair of nodes performs the communication cell relocation, the communication conflict is resolved. The PDR value for a pair of KA packets increases.
그리고 KA 패킷의 PDR 값을 지속해서 계측하여 향상되는 상태를 보일 경우 다른 노드가 이미 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용한다.In addition, if the PDR value of the KA packet is continuously measured to show an improved state, it is determined that the other node has already performed the communication cell relocation, and the delayed cell relocation is stopped and the corresponding communication cell is reused.
그리고 대기시간 동안 스케줄의 모든 통신 충돌 셀마다 통신 충돌이 해결되었는지를 검사하는 알고리즘을 각 노드의 스케줄 충돌 관리부에서 수행하여, KA 패킷 전송에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 바탕으로 충돌이 발생한 통신 셀의 PDR 값을 업데이트한다.In addition, the PDR of the communication cell in which a collision occurs based on whether or not an ACK packet is received for KA packet transmission is performed by the schedule collision management unit of each node by performing an algorithm to check whether the communication conflict has been resolved for all communication collision cells in the schedule during the waiting time. Update the value.
그리고 통신 충돌 셀 PDR 업데이트를 위한 알고리즘 수행시에 각 KA 패킷에 대한 비트마스크(bitmask)를 유지하면서 메모리 사용을 최소화하고, 비트마스크를 LEFT SHIFT 하여 마지막 KA 패킷의 ACK 수신 여부 정보가 들어갈 공간을 만든 후 ACK를 수신하였다면 마지막 비트를 1로, 그렇지 못했다면 0으로 설정한다.And when performing the algorithm to update the communication collision cell PDR, the memory usage is minimized while maintaining the bitmask for each KA packet, and the bitmask is LEFT SHIFT to make space for the ACK reception information of the last KA packet. Then, if the ACK is received, the last bit is set to 1, otherwise it is set to 0.
그리고 통신 충돌 셀의 PDR이 향상되는 상태를 보이는지 여부를 검사하기 위하여, 업데이트한 비트마스크를 바탕으로 마지막 4 패킷의 송수신이 모두 정상적으로 완료된 경우 PDR이 향상되었다고 판단하고, PDR이 향상되었다면 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 가정하고 통신 충돌이 해결되었다고 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용한다.In addition, in order to check whether the PDR of the communication collision cell shows an improved state, it is determined that the PDR is improved when all the transmission and reception of the last 4 packets are normally completed based on the updated bit mask, and if the PDR is improved, another pair of nodes It is assumed that the communication cell relocation is performed, and it is determined that the communication conflict is resolved, and the delayed cell relocation is stopped and the corresponding communication cell is reused.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치 및 방법은 통신 충돌 판단 후 지연된 통신 셀 재배치를 통해 두 쌍의 노드 모두가 통신 셀 재배치를 하지 않도록 하여 충돌 해결 오버헤드를 감소시킬 수 있도록 한 것이다.Delayed cell relocation device and method for reducing wireless communication conflict resolution overhead in the industrial IoT environment according to the present invention described above is to prevent both pairs of nodes from relocating communication cells through delayed communication cell relocation after determining communication conflict This is to reduce the conflict resolution overhead.
본 발명에서는 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하던 통신 셀을 최대한 보존하고 새롭게 할당되어 통신 충돌을 일으킨 통신 셀만 재배치할 수 있도록 유도하여 네트워크 수렴 상태를 최대한 보존시킬 수 있도록 한 것이다.In the present invention, it is possible to preserve the network convergence state as much as possible by inducing that the communication cell that has been allocated and operated normally for a long time is preserved as much as possible and that only the communication cell that has been newly allocated and causes communication collision is relocated.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention as described above.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered in terms of explanation rather than limitation, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent range are included in the present invention. Should be interpreted.
10. 스케줄 충돌 감지부 20. 스케줄 충돌 관리부
30. 네트워크 동기화 관리부 40. 대기시간 계산부
50. 스케줄 관리부 60. 송신부
70. 수신부10. Schedule
30. Network
50.
70. Receiver
Claims (19)
대기시간 동안 지속해서 충돌이 발생한 통신 셀의 충돌 해결 여부를 탐지하고, 통신 셀 할당 시간을 대기시간 계산부에 전달하는 스케줄 충돌 관리부;
네트워크 동기화를 수행하는 네트워크 동기화 관리부;
대기시간을 계산하고 통신 셀 할당 시간이 길수록 대기시간을 길게 설정하여 오랫동안 할당되어 정상적으로 동작하는 통신 셀을 유지할 수 있도록 유도하는 대기시간 계산부;
새로운 통신 셀을 할당하는 시점의 ASN을 해당 통신 셀에 지정하는 스케줄 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치.A schedule collision detection unit that transmits collision information to the schedule collision management unit and requests conflict resolution when a communication conflict occurs;
A schedule collision management unit that detects whether a communication cell having a collision continuously during the waiting time is resolved and delivers the communication cell allocation time to the waiting time calculation unit;
A network synchronization management unit performing network synchronization;
A waiting time calculation unit for calculating a waiting time and setting a longer waiting time for a communication cell allocation time to induce a maintenance of a communication cell that is allocated and operated for a long time;
Delayed cell relocation device for reducing wireless communication conflict resolution overhead in an industrial IoT environment comprising a; schedule management unit for assigning the ASN at the time of allocating a new communication cell to the communication cell.
통신 셀에 지정된 ASN과 현재 네트워크의 ASN의 차이를 계산한 후 타임슬롯의 길이를 곱해 할당 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치.The method of claim 1, wherein the wait time calculation unit calculates the past time after receiving the communication cell,
Delayed cell relocation device for reducing wireless communication collision resolution overhead in an industrial IoT environment, characterized by calculating the allocation time by multiplying the length of the timeslot after calculating the difference between the ASN specified in the communication cell and the ASN of the current network.
각 노드의 스케줄 충돌 관리부는 대기시간 계산이 끝난 후 송신부에 대기시간 동안 충돌이 발생한 통신 셀에서 KA(Keep-Alive) 패킷 전송을 요청하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치.The method of claim 1, wherein the schedule collision detection unit continuously detects whether or not the collision of the communication cell in which the collision occurred during the waiting time is resolved,
Reduction of wireless communication collision resolution overhead in an industrial IoT environment, characterized in that the schedule collision management unit of each node requests transmission of a keep-alive (KA) packet from a communication cell in which the collision occurred during the waiting time in the transmission unit after the waiting time is calculated. Delayed cell relocation device.
한 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하면서 KA 패킷 전송을 중단하면 통신 충돌이 해결되므로 남은 한 쌍의 KA 패킷에 대한 PDR 값은 증가하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치.The PDR value of the KA packet is low because the communication collision still occurs when cell relocation is not performed by both node pairs.
Reduction of wireless communication collision resolution overhead in an industrial IoT environment characterized by increasing the PDR value for the remaining pair of KA packets because a communication conflict is resolved when a pair of nodes stops transmitting KA packets while performing communication cell relocation. Delayed cell relocation device.
대기시간 동안 스케줄의 모든 통신 충돌 셀마다 통신 충돌이 해결되었는지를 검사하는 알고리즘을 수행하여,
KA 패킷 전송에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 바탕으로 충돌이 발생한 통신 셀의 PDR 값을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치.According to claim 1, Schedule conflict management unit of each node,
During the waiting time, by performing an algorithm that checks whether the communication conflict has been resolved for every communication collision cell in the schedule,
Delayed cell relocation device for wireless communication collision resolution overhead reduction in an industrial IoT environment, characterized by updating a PDR value of a communication cell in which collision has occurred based on whether an ACK packet is received for KA packet transmission.
반대로 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하여 충돌이 해결된 경우에는 알고리즘 실행을 멈추고 통신 셀을 계속 사용하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치.10. The method of claim 7, wherein if the other pair of nodes do not perform the communication cell relocation during the waiting time, and the collision continues, a direct communication cell relocation is executed and the algorithm execution is stopped after performing the communication cell relocation.
Conversely, when a collision is resolved by another pair of nodes performing communication cell relocation, a delayed cell relocation device for reducing wireless communication conflict resolution overhead in an industrial IoT environment characterized by stopping execution of an algorithm and continuing to use the communication cell.
비트마스크를 LEFT SHIFT 하여 마지막 KA 패킷의 ACK 수신 여부 정보가 들어갈 공간을 만든 후 ACK를 수신하였다면 마지막 비트를 1로, 그렇지 못했다면 0으로 설정하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치.The method of claim 7, wherein when performing an algorithm for updating a communication collision cell PDR, memory usage is minimized while maintaining a bitmask for each KA packet,
Overcoming wireless communication conflict resolution in an industrial IoT environment characterized by setting the last bit to 1 if the ACK is received after LEFT SHIFT of the bitmask to make a space for the ACK reception information of the last KA packet, otherwise 0 Delayed cell relocation device for head reduction.
업데이트한 비트마스크를 바탕으로 마지막 4 패킷의 송수신이 모두 정상적으로 완료된 경우 PDR이 향상되었다고 판단하고,
PDR이 향상되었다면 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 가정하고 통신 충돌이 해결되었다고 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 장치.The method according to claim 7, to check whether the PDR of the communication collision cell shows an improved state,
Based on the updated bit mask, it is determined that the PDR is improved when all the transmission and reception of the last 4 packets are completed normally.
If the PDR is improved, it is assumed that another pair of nodes has performed the relocation of the communication cell, and it is determined that the communication conflict is resolved, and the delayed cell relocation is stopped and the communication cell is reused. Delayed cell relocation device for reduction.
스케줄 충돌 관리부에서 네트워크 동기화 관리부에 현재 네트워크에 동기화된 ASN을 요청하는 단계;
얻어진 네트워크 ASN을 바탕으로 대기시간 계산부에서 대기시간을 계산하는 단계;
계산된 대기시간 동안, 스케줄 충돌 관리부는 KA 패킷을 송신할 것을 송신부에 요청하고, 송신부가 KA 패킷을 송신한 후, 수신부는 KA 패킷에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 스케줄 충돌 관리부에 전달하는 단계;
통신 충돌이 해결되었는지 여부를 판단하여 만약 충돌이 해결되었다면 해당 통신 셀을 재사용하고, 계속 충돌이 발생하는 경우 대기시간이 만료되기 전까지 스케줄 충돌 관리 및 통신 충돌이 해결되었는지 여부를 판단하고, 대기시간이 만료되더라도 통신 충돌이 해결되지 않은 경우 직접 스케줄 관리부에 통신 셀 재배치 요청을 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법.Transmitting a collision information to the schedule collision management unit and requesting a conflict resolution when a communication collision occurs in the schedule collision detection unit of each node;
Requesting, from the schedule conflict management unit, the network synchronization management unit to synchronize the current ASN to the network;
Calculating a waiting time in the waiting time calculating unit based on the obtained network ASN;
During the calculated waiting time, the schedule collision management unit requests the transmission unit to transmit the KA packet, and after the transmission unit transmits the KA packet, the reception unit transmits whether to receive the ACK packet for the KA packet to the schedule collision management unit;
Determines whether a communication conflict has been resolved. If the conflict has been resolved, the communication cell is reused. If a conflict continues, schedule conflict management and communication conflict resolution are determined before the waiting time expires. Delayed cell relocation method for reducing the overhead of wireless communication conflict resolution in an industrial IoT environment comprising; if the communication conflict is not resolved even if it expires, directly requesting a communication cell relocation to the schedule management unit.
통신 셀에 지정된 ASN과 현재 네트워크의 ASN의 차이를 계산한 후 타임슬롯의 길이를 곱해 할당 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법.12. The method of claim 11, To calculate the last time after the communication cell is allocated in the step of calculating the waiting time in the waiting time calculation unit,
Delayed cell relocation method for reducing wireless communication conflict resolution overhead in an industrial IoT environment, characterized by calculating an allocation time by multiplying the length of a timeslot after calculating the difference between the ASN specified in the communication cell and the ASN of the current network.
각 노드의 스케줄 충돌 관리부는 대기시간 계산이 끝난 후 송신부에 대기시간 동안 충돌이 발생한 통신 셀에서 KA(Keep-Alive) 패킷 전송을 요청하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법.12. The method of claim 11, Continuously waiting for a schedule collision detection unit detects whether or not the collision of the communication cell where the collision is resolved,
Reduction of wireless communication collision resolution overhead in an industrial IoT environment, characterized in that the schedule collision management unit of each node requests transmission of a keep-alive (KA) packet from a communication cell in which the collision occurred during the waiting time in the transmission unit after the waiting time is calculated. Delayed cell relocation method.
한 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행하면서 KA 패킷 전송을 중단하면 통신 충돌이 해결되므로 남은 한 쌍의 KA 패킷에 대한 PDR 값은 증가하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법.The PDR value of the KA packet is low because the communication collision still occurs when both node pairs do not perform cell relocation.
Reduction of wireless communication collision resolution overhead in an industrial IoT environment characterized by an increase in the PDR value for the remaining pair of KA packets because a communication conflict is resolved when a pair of nodes stops transmitting KA packets while performing communication cell relocation. Delayed cell relocation method.
KA 패킷 전송에 대한 ACK 패킷 수신 여부를 바탕으로 충돌이 발생한 통신 셀의 PDR 값을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법.12. The method of claim 11, During the waiting time, the algorithm for checking whether the communication collision is resolved for all communication collision cells of the schedule is performed by the schedule collision management unit of each node,
Delayed cell relocation method for reducing the overhead of wireless communication collision resolution in an industrial IoT environment, characterized by updating the PDR value of a collision communication cell based on whether an ACK packet is received for KA packet transmission.
비트마스크를 LEFT SHIFT 하여 마지막 KA 패킷의 ACK 수신 여부 정보가 들어갈 공간을 만든 후 ACK를 수신하였다면 마지막 비트를 1로, 그렇지 못했다면 0으로 설정하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법.19. The method of claim 17, wherein the memory usage is minimized while maintaining a bitmask for each KA packet when performing an algorithm for updating a communication collision cell PDR,
Overcoming wireless communication conflict resolution in an industrial IoT environment characterized by setting the last bit to 1 if the ACK is received after LEFT SHIFT of the bitmask to make a space for the ACK reception information of the last KA packet, otherwise 0 Delayed cell relocation method for head reduction.
업데이트한 비트마스크를 바탕으로 마지막 4 패킷의 송수신이 모두 정상적으로 완료된 경우 PDR이 향상되었다고 판단하고,
PDR이 향상되었다면 다른 쌍의 노드가 통신 셀 재배치를 수행한 것으로 가정하고 통신 충돌이 해결되었다고 판단하여 지연된 셀 재배치를 멈추고 해당 통신 셀을 재사용하는 것을 특징으로 하는 산업 IoT 환경에서 무선 통신 충돌 해결 오버헤드 감소를 위한 지연된 셀 재배치 방법.
18. The method of claim 17, to check whether the PDR of the communication collision cell shows an improved state,
Based on the updated bit mask, it is determined that the PDR is improved when all the transmission and reception of the last 4 packets are completed normally.
If the PDR is improved, it is assumed that another pair of nodes has performed the relocation of the communication cell, and it is determined that the communication conflict is resolved, and the delayed cell relocation is stopped and the communication cell is reused. Delayed cell relocation method for reduction.
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