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KR102537175B1 - Deterministic and synchronous multichannel extension multi-superframe slot scheduling method for allocating guaranteed time slot by utilizing information sharing between nodes - Google Patents

Deterministic and synchronous multichannel extension multi-superframe slot scheduling method for allocating guaranteed time slot by utilizing information sharing between nodes Download PDF

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KR102537175B1
KR102537175B1 KR1020210066842A KR20210066842A KR102537175B1 KR 102537175 B1 KR102537175 B1 KR 102537175B1 KR 1020210066842 A KR1020210066842 A KR 1020210066842A KR 20210066842 A KR20210066842 A KR 20210066842A KR 102537175 B1 KR102537175 B1 KR 102537175B1
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KR
South Korea
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node
extgts
cap
slot
dsme
Prior art date
Application number
KR1020210066842A
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Korean (ko)
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김의직
권정혁
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한림대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

노드 쌍 간의 요청, 응답, 및 알림을 기반으로, 적어도 하나의 CAP(Contention Access Period) 내에 extGTS(extended Guaranteed Time Slot)를 할당하는 TaCFPext 프로토콜 기반의 노드 및 시스템이 개시된다.A node and system based on the TaCFPext protocol that allocates an extended guaranteed time slot (extGTS) within at least one Contention Access Period (CAP) based on a request, response, and notification between a pair of nodes are disclosed.

Description

노드 간 정보 공유를 활용하여 GTS를 할당하는 DSME 멀티 슈퍼프레임 슬롯 스케줄링 방법 { DETERMINISTIC AND SYNCHRONOUS MULTICHANNEL EXTENSION MULTI-SUPERFRAME SLOT SCHEDULING METHOD FOR ALLOCATING GUARANTEED TIME SLOT BY UTILIZING INFORMATION SHARING BETWEEN NODES }DSME multi-superframe slot scheduling method for allocating GTS by utilizing information sharing between nodes

본 개시는, CAP(Contention Access Period) 내에 GTS(Guaranteed Time Slot)를 할당하기 위하여 노드 간에 요청, 응답, 및 알림을 주고받도록 하는 할당 절차를 포함하는 DSME 멀티 슈퍼프레임 슬롯 스케줄링 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a DSME multi-superframe slot scheduling method including an allocation procedure for exchanging requests, responses, and notifications between nodes in order to allocate a guaranteed time slot (GTS) within a contention access period (CAP).

IEEE 802.15.4-2015 표준은 DSME(Deterministic and Synchronous Multichannel Extension) 및 TSCH(Time-Slotted Channel Hopping) MAC(Medium Access Control) 체계를 제공함으로써 산업용 무선 센서 네트워크(IWSN)에서 많이 이용되고 있다.The IEEE 802.15.4-2015 standard is widely used in industrial wireless sensor networks (IWSN) by providing a Deterministic and Synchronous Multichannel Extension (DSME) and Time-Slotted Channel Hopping (TSCH) Medium Access Control (MAC) scheme.

IEEE 802.15.4-2015 표준은 다중 채널 및 예정된 경합 없는 전송을 사용하여 확정적 지연 및 높은 신뢰성 성능을 보장하는 것을 목표로 한다.The IEEE 802.15.4-2015 standard aims to ensure deterministic delay and high reliability performance using multiple channels and scheduled contention-free transmission.

DSME 네트워크에서 노드는 다중 슈퍼 프레임(multi-superframe) 구조를 기반으로 데이터 통신을 수행한다. 도 3은 DSME 다중 슈퍼 프레임 구조의 예를 보여준다. 코디네이터 노드는 네트워크 동기화를 위해 주기적으로 EB(Enhanced Beacon)를 전송하며, 동일한 코디네이터 노드가 전송하는 연속된 두 EB 사이의 시간을 BI(Beacon Interval)라고 한다. BI는 여러 개의 다중 슈퍼 프레임으로 구성되며 각 다중 슈퍼 프레임에는 복수의 슈퍼 프레임이 포함된다. 각 슈퍼 프레임은 0에서 15까지 번호가 매겨진 16 개의 슬롯으로 나뉘며 비콘 프레임, CAP, 및 CFP로 구성된다. 비콘 프레임(즉, 슬롯 0)에서 코디네이터 노드는 EB를 전송한다. 비콘 프레임을 따라 시작하여 슬롯 9 이전에 끝나는 CAP에서 노드는 CSMA/CA를 사용하여 비주기적 트래픽 및 제어 패킷을 전송한다. CFP(예: 슬롯 9-15)에서 각 슬롯은 특정 송신자-수신자 쌍에 배타적으로 할당되는 GTS로 사용된다. GTS에서 노드는 TDMA(Time Division Multiple Access)를 사용하여 주기적인 트래픽을 전송한다. DSME 다중 슈퍼 프레임 구조는 구성 가능한 3 개의 MAC 매개 변수인 macSuperframeOrder(SO), macMultisuperframeOrder(MO) 및 macBeaconOrder(BO)로 정의되며, 0≤SO≤MO≤BO≤14가 되도록 선택되고 다음을 결정한다. 관련 값:In the DSME network, nodes perform data communication based on a multi-superframe structure. 3 shows an example of a DSME multi-super frame structure. The coordinator node periodically transmits an enhanced beacon (EB) for network synchronization, and the time between two consecutive EBs transmitted by the same coordinator node is referred to as a beacon interval (BI). BI consists of several multi-superframes, and each multi-superframe includes a plurality of superframes. Each super frame is divided into 16 slots numbered 0 to 15 and consists of a beacon frame, a CAP, and a CFP. In a beacon frame (i.e., slot 0), the coordinator node transmits EB. In a CAP starting along the beacon frame and ending before slot 9, nodes transmit aperiodic traffic and control packets using CSMA/CA. In CFP (e.g. slots 9-15), each slot is used as a GTS that is exclusively assigned to a particular sender-receiver pair. In GTS, nodes transmit periodic traffic using Time Division Multiple Access (TDMA). The DSME multi-super frame structure is defined by three configurable MAC parameters, macSuperframeOrder (SO), macMultisuperframeOrder (MO) and macBeaconOrder (BO), which are selected so that 0≤SO≤MO≤BO≤14 and determine the following. Relevant values:

- Number of multi-superframes in a BI: 2( BO - MO ) -Number of multi-superframes in a BI: 2 ( BO - MO )

- Number of superframes in a multi-superframe: 2( MO - SO ) - Number of superframes in a multi-superframe: 2 ( MO - SO )

- Superframe duration (SD) : aBaseSuperframeDuration

Figure 112021059991550-pat00001
2 SO symbols- Superframe duration (SD): aBaseSuperframeDuration
Figure 112021059991550-pat00001
2 SO symbols

- Multi-superframe duration (MD) : aBaseSuperframeDuration

Figure 112021059991550-pat00002
2 MO symbols - Multi-superframe duration (MD): aBaseSuperframeDuration
Figure 112021059991550-pat00002
2 MO symbols

- Beacon interval (BI) : aBaseSuperframeDuration

Figure 112021059991550-pat00003
2 BO symbols- Beacon interval (BI): aBaseSuperframeDuration
Figure 112021059991550-pat00003
2 BO symbols

여기서 aBaseSuperframeDuration은 960 개 심볼의 상수 값이다. 또한 DSME는 CAP reduction 옵션을 사용할 수 있다. 도 4는 CAP reduction 옵션이 활성화된 DSME 다중 슈퍼 프레임 구조의 예를 보여준다. 도 4에서 볼 수 있듯이 CAP reduction 옵션이 활성화된 경우 각 멀티 슈퍼 프레임의 첫 번째 슈퍼 프레임에만 CAP가 포함되고 다른 슈퍼 프레임은 각각 15 개의 GTS를 포함하는 CFP로 사용된다.Here, aBaseSuperframeDuration is a constant value of 960 symbols. DSMEs can also use CAP reduction options. 4 shows an example of a DSME multi-super frame structure in which the CAP reduction option is activated. As shown in FIG. 4, when the CAP reduction option is activated, only the first superframe of each multi-superframe includes a CAP, and other superframes are used as CFPs including 15 GTSs.

IEEE 802.15.4 표준은 DSME 네트워크를 위한 두 가지 채널 분산 방법, 즉 채널 호핑(channel hopping) 및 채널 적응(channel adaptation)을 정의한다. 채널 호핑에서 할당된 GTS는 사전 정의된 일련의 주파수 채널(즉, 호핑 시퀀스)을 호핑하여 외부 간섭의 영향을 부드럽게 한다. 채널 적응에서 송신자 노드는 현재 링크 품질에 대한 지식을 기반으로 단일 주파수 채널 또는 다른 주파수 채널의 GTS를 수신자 노드에 할당한다. 이후 할당된 GTS의 링크 품질이 저하될 경우 기존 GTS의 할당을 해제하고 링크 품질이 더 좋은 주파수 채널에 새로운 GTS를 할당하는 것이 좋다. 본 개시에서는, 채널 호핑을 기본 채널 분산 방법으로 간주한다. 일반적으로 기본 채널 분산 방법은 외부 간섭에 대한 견고성으로 인해 채널 적응보다 높은 신뢰성을 제공할 수 있기 때문이다.The IEEE 802.15.4 standard defines two channel distribution methods for DSME networks: channel hopping and channel adaptation. In channel hopping, the assigned GTS hops through a series of predefined frequency channels (i.e., a hopping sequence) to smooth out the effects of external interference. In channel adaptation, a sender node assigns a GTS on a single frequency channel or another frequency channel to a receiver node based on its knowledge of the current link quality. After that, if the link quality of the allocated GTS deteriorates, it is recommended to release the allocation of the existing GTS and allocate a new GTS to a frequency channel having better link quality. In this disclosure, channel hopping is considered as a basic channel distribution method. This is because, in general, the basic channel distribution method can provide higher reliability than channel adaptation due to its robustness against external interference.

채널 호핑에서 호핑 시퀀스는 모든 노드에서 동일하지만 각 노드는 다른 채널 주파수에서 호핑을 시작한다. 특히, 노드가 호핑을 시작하는 채널 주파수는 노드의 채널 오프셋에 의해 결정된다. 채널 오프셋은 노드가 네트워크에 가입할 때 선택되며 인접 노드는 동일한 채널 오프셋을 가지지 않는다. 그런 다음, 두 노드가 GTS를 통해 통신하기를 원할 때 송신자 및 수신자 노드는 수신자 노드의 채널 오프셋에 의해 결정된 채널 주파수를 사용한다. 특히 GTS 동안 사용되는 채널 주파수는 다음과 같이 유도된다.In channel hopping, the hopping sequence is the same for all nodes, but each node starts hopping at a different channel frequency. In particular, the channel frequency at which a node starts hopping is determined by the node's channel offset. A channel offset is chosen when a node joins the network, and neighboring nodes do not have the same channel offset. Then, when two nodes want to communicate via GTS, the sender and receiver nodes use the channel frequency determined by the channel offset of the receiver node. In particular, the channel frequency used during GTS is derived as follows.

Figure 112021059991550-pat00004
Figure 112021059991550-pat00004

Figure 112021059991550-pat00005
Figure 112021059991550-pat00006
Figure 112021059991550-pat00005
Figure 112021059991550-pat00006

여기서 macHoppingSequenceList는 호핑 시퀀스를 나타내고, macHoppingSequenceList[m]은 macHoppingSequenceList의 m 번째 채널 주파수 번호를 나타낸다. i는 CFP의 슬롯 인덱스, j는 BI에서 슈퍼 프레임의 인덱스를 의미하는 SD 인덱스, l은 CFP의 슬롯 수, macChannelOffset은 수신자 노드의 채널 오프셋, macPanCoordinatorBsn은 PAN 코디네이터가 보낸 EB의 시퀀스 번호이며, macHoppingSequenceLength는 호핑 시퀀스의 길이이다. 도 5는 채널 호핑에서 채널 스케줄링의 예를 보여준다. 도 5에서, 호핑 시퀀스는 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]이고 두 노드는 각각 1과 3을 채널 오프셋으로 사용한다. 채널 오프셋 1을 사용하는 노드(Node 1)는 채널 주파수 1에서 호핑을 시작한다. 채널 오프셋 3을 사용하는 노드(Node 2)는 채널 주파수 3에서 호핑을 시작한다.Here, macHoppingSequenceList represents a hopping sequence, and macHoppingSequenceList[m] represents the m-th channel frequency number of macHoppingSequenceList. i is the slot index of CFP, j is the SD index meaning the index of the super frame in BI, l is the slot number of CFP, macChannelOffset is the channel offset of the receiver node, macPanCoordinatorBsn is the sequence number of EB sent by the PAN coordinator, and macHoppingSequenceLength is is the length of the hopping sequence. 5 shows an example of channel scheduling in channel hopping. In FIG. 5, the hopping sequence is [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] and two nodes use 1 and 3 as channel offsets, respectively. Node 1 using channel offset 1 starts hopping at channel frequency 1. The node using channel offset 3 (Node 2) starts hopping at channel frequency 3.

GTS를 할당하고 관리하기 위해 DSME 네트워크의 노드는 SAB(Slot Allocation Bitmap)과 ACT(Allocation Counter Table)의 두 가지 데이터 속성을 유지한다. SAB는 노드와 그 1-홉 이웃에 할당된 다중 슈퍼 프레임에 GTS의 상태를 저장하는 비트맵이다. 도 6은 채널 호핑에서 SAB 비트맵 형식을 보여준다. SAB는 다중 슈퍼 프레임의 슈퍼 프레임 수만큼 많은 SAB 서브 블록을 포함한다. 하나의 SAB 서브 블록은 CAP reduction 옵션이 비활성화된 경우 7 비트로 구성되고 활성화된 경우 15 비트로 구성된다. SAB 서브 블록에서 각 비트는 CFP의 한 슬롯이 이미 GTS로 사용되는지(즉, 1로 설정됨) 또는 사용 가능한지(즉, 0으로 설정됨) 여부를 나타낸다. 한편, ACT는 슈퍼 프레임 ID, 슬롯 ID, 채널 ID, 방향, 주소(address), 유휴 카운터(idle counter) 등 할당된 GTS를 관리하기 위한 정보를 포함하는 데이터 테이블이다. 슈퍼 프레임 ID는 멀티 슈퍼 프레임에서 GTS가 할당되는 슈퍼 프레임의 인덱스이다. 슬롯 ID는 CFP에서 GTS로 사용되는 슬롯의 색인이다. 채널 ID는 수신자 노드의 채널 오프셋이다. 방향은 노드가 송신자(즉, TX)인지 수신자(즉, RX)인지를 지정한다. 주소는 방향이 RX인 경우 보낸 사람의 주소를 지정하고 TX인 경우 받는 사람의 주소를 지정한다. 유휴 카운터는 GTS를 마지막으로 사용한 이후 유휴 다중 슈퍼 프레임 수를 계산한다.To allocate and manage GTS, nodes in the DSME network maintain two data attributes: Slot Allocation Bitmap (SAB) and Allocation Counter Table (ACT). The SAB is a bitmap that stores the state of the GTS in multiple superframes assigned to a node and its 1-hop neighbors. Figure 6 shows the SAB bitmap format in channel hopping. The SAB includes as many SAB subblocks as the number of superframes in the multi-superframe. One SAB subblock consists of 7 bits when the CAP reduction option is disabled and 15 bits when enabled. Each bit in the SAB subblock indicates whether one slot of the CFP is already used as a GTS (i.e. set to 1) or available (i.e. set to 0). Meanwhile, the ACT is a data table including information for managing the allocated GTS, such as super frame ID, slot ID, channel ID, direction, address, and idle counter. The super frame ID is an index of a super frame to which a GTS is allocated in multi super frames. Slot ID is the index of the slot used by GTS in CFP. Channel ID is the channel offset of the receiver node. The direction specifies whether the node is a sender (ie TX) or a receiver (ie RX). The address specifies the sender's address if the direction is RX and the recipient's address if the direction is TX. The idle counter counts the number of idle multi-superframes since the last use of GTS.

도 7은 Node B가 Node C에 DSME GTS 요청(Request) 명령을 전송하여 GTS 할당을 요청하는 GTS 할당 절차를 보여준다. DSME GTS 요청 명령은 명령 유형(즉, 할당), 필요한 GTS 수, 선호하는 슈퍼 프레임, 선호하는 슬롯 및 SAB 서브 블록 등을 특정한다. DSME GTS 요청 명령을 수신한 Node C는 할당 정보(즉, SAB)를 수신된 DSME GTS 요청 명령의 SAB 서브 블록과 비교한다. 그런 다음, Node C는 GTS를 예약하고 GTS 할당 승인을 위한 DSME GTS 응답(Response) 명령을 브로드 캐스트 한다. DSME GTS 응답 명령에는 명령 유형, 요청 결과(즉, 승인), 송신자 노드 주소, 수신자 노드의 채널 오프셋, 새로 할당된 GTS를 나타내는 SAB 서브 블록이 포함된다. DSME GTS 응답 명령을 수신하면 Node B는 수신된 DSME GTS 응답 명령에 포함된 SAB 서브 블록을 사용하여 SAB 및 ACT를 업데이트한 다음 DSME GTS 알림(Notify) 명령을 브로드 캐스트 한다. DSME GTS 알림 명령은 송신자 주소를 제외하고 DSME GTS 응답에과 동일한 정보를 포함한다. DSME GTS 알림의 주소는 수신자 노드의 주소를 나타낸다. DSME GTS 알림 명령을 수신하면 Node C는 SAB 및 ACT를 업데이트한다. 한편, Node B 또는 Node C의 1-홉 인접 노드인 Node A와 D는 각각 DSME GTS 응답 및 DSME GTS 알림 명령을 엿듣는다. 그런 다음 명령의 SAB 서브 블록을 ACT와 비교한다. 새로 할당된 GTS가 기존 GTS와 충돌하지 않는 경우 SAB를 업데이트한다. 그렇지 않으면 DSME Duplicated Allocation Notification 명령을 송신자 노드 또는 수신자 노드에 보내 새로 할당된 GTS가 유효하지 않으며 취소되어야 함을 알린다. 마찬가지로 GTS 할당 해제 절차는 DSME GTS 요청, DSME GTS 응답, DSME GTS 알림 명령을 교환하여 수행된다. GTS 할당 해제 절차는 할당된 GTS가 만료되면 송신자 노드와 수신자 노드 모두에 의해 시작된다. GTS의 만료는 ACT에서 유휴 카운터를 확인하여 감지된다. 송신자 노드는 GTS에서 ACK 프레임이 수신되지 않은 경우 유휴 카운터를 1씩 증가시킨다. 수신자 노드는 데이터 프레임이 GTS에 수신되지 않은 경우 유휴 카운터를 1씩 증가시킨다. 송신자 또는 수신자 노드는 유휴 카운터가 기본값인 7에 해당하는 macDsmeGtsExpirationTime보다 클 때 GTS가 만료되었음을 확인한다.7 shows a GTS allocation procedure in which Node B transmits a DSME GTS Request command to Node C to request GTS allocation. The DSME GTS request command specifies the command type (i.e. allocation), number of GTS required, preferred super frame, preferred slot and SAB subblock, etc. Upon receiving the DSME GTS request command, Node C compares allocation information (ie, SAB) with the received SAB subblock of the DSME GTS request command. Then, Node C reserves the GTS and broadcasts a DSME GTS Response command for granting the GTS allocation. The DSME GTS response command contains the command type, request result (i.e. acknowledgment), sender node address, receiver node's channel offset, and a SAB subblock indicating the newly allocated GTS. Upon receiving the DSME GTS response command, Node B updates the SAB and ACT using the SAB subblock included in the received DSME GTS response command, and then broadcasts the DSME GTS Notify command. The DSME GTS notification command contains the same information as the DSME GTS response except for the sender's address. The address of the DSME GTS notification indicates the address of the recipient node. Upon receiving the DSME GTS notification command, Node C updates SAB and ACT. Meanwhile, Nodes A and D, which are 1-hop neighbor nodes of Node B or Node C, eavesdrop on the DSME GTS response and DSME GTS notification command, respectively. The SAB subblock of the instruction is then compared to the ACT. Update the SAB if the newly assigned GTS does not conflict with the existing GTS. Otherwise, a DSME Duplicated Allocation Notification command is sent to either the sender node or the receiver node to notify that the newly allocated GTS is invalid and should be canceled. Similarly, the GTS deallocation procedure is performed by exchanging DSME GTS request, DSME GTS response, and DSME GTS notification commands. The GTS deallocation procedure is initiated by both the sender node and the receiver node when the allocated GTS expires. Expiration of the GTS is detected by checking the idle counter in the ACT. The sender node increments the idle counter by 1 when no ACK frame is received from the GTS. The receiver node increments the idle counter by one if no data frame is received in the GTS. The sender or receiver node confirms that the GTS has expired when the idle counter is greater than macDsmeGtsExpirationTime, which corresponds to the default value of 7.

DSME와 TSCH는 서로 다른 트래픽 상황에서 장점이 있다. 특히, DSME는 CAP(Contention Access Period) 구간에서 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision avoidance) 방식으로 슬롯 스케줄링을 지원하여 높은 확장성을 제공하므로 동적 트래픽 조건에서도 견고하다. 반면에, TSCH는 슬롯 스케줄링의 많은 부분이 상위 계층, 즉 IETF 6TiSCH에 남아 있기 때문에 정적 트래픽 조건에 적합하다. 따라서 DSME는 IWSN의 트래픽 적응성 요구 사항을 충족하는 유망한 MAC 솔루션이 될 수 있다.DSME and TSCH have advantages in different traffic situations. In particular, DSME provides high scalability by supporting slot scheduling in the CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) method in the CAP (Contention Access Period) section, so it is robust even under dynamic traffic conditions. On the other hand, TSCH is suitable for static traffic conditions because much of the slot scheduling remains in the upper layer, i.e. IETF 6TiSCH. Therefore, DSME can be a promising MAC solution to meet the traffic adaptability requirements of IWSN.

그러나 DSME는 IWSN의 매우 다양한 트래픽 부하 환경에서 비효율적인 문제를 겪을 수 있다. DSME는 복수의 슈퍼 프레임으로 구성된 다중 슈퍼 프레임 구조를 사용하며, 각 슈퍼 프레임은 고정된 CAP 비율과 여러 MAC 매개 변수에 의해 결정되는 CFP(Contention Free Period)로 구분된다. CAP에서 노드는 경쟁 기반 CSMA/CA를 사용하여 GTS(Guaranteed Time Slot)를 할당하기 위해 제어 패킷을 교환한다. 그런 다음 CFP에서 노드는 할당된 GTS를 사용하여 데이터 패킷을 전송한다. 트래픽 부하가 많을 때 현재 다중 슈퍼 프레임의 CFP에 새 GTS를 할당할 공간이 없는 경우 노드는 다음 다중 슈퍼 프레임으로 보낼 수 없는 데이터 패킷을 지연하거나 드롭해야 한다. 또한 나머지 CAP를 사용하지 않기 때문에 대역폭 낭비가 발생한다. DSME는 노드가 멀티 슈퍼 프레임의 첫 번째 슈퍼 프레임을 제외한 나머지 슈퍼 프레임의 CAP를 CFP로 변경하여 추가 GTS 할당을 허용하는 CAP reduction 옵션을 활성화할 수 있다. 그러나 이러한 CAP reduction 옵션은 네트워크 시작 시에 활성화되어야 하며 트래픽 부하가 다시 감소하더라도 CAP reduction 옵션은 다시 비활성화될 수 없다. 결국, CAP 부족으로 인해 새 데이터 패킷에 대한 슬롯 스케줄링이 방해받는 문제도 있다.However, DSME can suffer from inefficiency in the highly variable traffic load environment of IWSN. DSME uses a multiple superframe structure composed of multiple superframes, and each superframe is divided into a fixed CAP ratio and a CFP (Contention Free Period) determined by several MAC parameters. In CAP, nodes exchange control packets to allocate guaranteed time slots (GTS) using contention-based CSMA/CA. Then, in CFP, nodes transmit data packets using the assigned GTS. When the traffic load is high, if the CFP of the current multi-superframe does not have space to allocate a new GTS, the node must delay or drop data packets that cannot be sent to the next multi-superframe. Also, since the remaining CAPs are not used, bandwidth is wasted. The DSME may activate the CAP reduction option, which allows nodes to allocate additional GTSs by changing the CAPs of superframes other than the first of the multi-superframes to CFPs. However, these CAP reduction options must be activated at network startup and cannot be deactivated again even if the traffic load decreases again. Consequently, slot scheduling for new data packets is hampered due to lack of CAPs.

따라서, DSME 네트워크의 트래픽 부하 변화에 대한 적응성을 향상시키기 위해 많은 연구가 수행되었다. Kauer et al(2016)은 무선 멀티-홉 DSME를 위한 분산 슬롯 스케줄링 방법을 제안하였다. 노드들은 각 통신 링크에 주입될 트래픽의 양을 미리 예측하고 그에 따라 GTS를 할당 또는 할당 해제한다. Lee et al(2016)은 DSME에서 노드 이동을 위한 슬롯 스케줄링 방법을 제안했다. 여기서, 노드들은 할당된 GTS 목록, 전송할 패킷 수와 같은 슬롯 할당 정보를 코디네이터에게 주기적으로 전송한다. 코디네이터는 해당 정보를 사용하여 이동된 노드에 할당된 GTS를 다른 노드에 재 할당한다. Battaglia et al(2020)은 멀티 슈퍼 프레임의 길이보다 긴 주기를 갖는 하나 이상의 주기적 트래픽에 중복 할당될 수 있는 DSME 네트워크를 위한 공유 가능 GTS 개념을 제안하여 CFP의 유용성을 향상시켰다. 그러나 이러한 연구는 일반적으로 DSME 표준의 고정된 다중 슈퍼 프레임 구조를 사용하기 때문에 매우 다양한 트래픽 부하에 적응하기 어렵다.Therefore, many studies have been conducted to improve the adaptability of DSME networks to traffic load changes. Kauer et al (2016) proposed a distributed slot scheduling method for wireless multi-hop DSME. Nodes predict in advance the amount of traffic to be injected into each communication link and allocate or de-allocate the GTS accordingly. Lee et al (2016) proposed a slot scheduling method for node movement in DSME. Here, the nodes periodically transmit slot allocation information such as the allocated GTS list and the number of packets to be transmitted to the coordinator. The coordinator uses the information to reallocate the GTS allocated to the moved node to another node. Battaglia et al (2020) improved the usefulness of CFP by proposing a sharable GTS concept for DSME networks that can be redundantly allocated to one or more periodic traffics with periods longer than the length of multi-superframes. However, these studies generally use the fixed multi-superframe structure of the DSME standard, making it difficult to adapt to very diverse traffic loads.

이 문제를 해결하기 위해 트래픽 부하 변화에 따른 DSME 멀티 슈퍼 프레임 구조의 동적 조정을 고려한 연구들이 수행되었다. Sahoo et al(2017)은 DSME 네트워크에서 재전송 지연을 줄이기 위한 동적 GTS 할당 방법을 제안했다. 여기서, 코디네이터는 그룹 ACK(acknowledgement)를 포함하는 비콘을 통해 하나의 슈퍼 프레임의 CFP에서 GTS의 각 전송이 성공했는지 실패했는지를 인식한다. 그런 다음, 다음 슈퍼 프레임이 시작될 때 재전송을 위해 실패한 전송 수만큼 CAP의 슬롯을 사용한다. Kurunathan et al(2019)은 DSME 네트워크에서 더 나은 서비스 품질(QoS)을 제공하기 위해 동적 다중 슈퍼 프레임 튜닝 방법을 제안했다. 여기서, 코디네이터는 노드 목록 및 GTS 할당 상태와 같은 네트워크 정보를 유지한다. 코디네이터는 이 정보를 사용하여 네트워크에 필요한 GTS 수를 계산하고 이를 통해 CAP reduction 옵션을 전환하고 다중 슈퍼 프레임의 길이를 조정한다. 그러나 이러한 연구들은 노드가 동일한 양의 트래픽을 지속적으로 전송한다고 가정한 것이다. 이러한 접근 방식은 각 노드가 전송하는 트래픽의 양이 변하더라도 다중 슈퍼 프레임 구조를 변경할 수 없다는 단점이 있다.In order to solve this problem, studies considering the dynamic adjustment of the DSME multi-superframe structure according to traffic load changes have been conducted. Sahoo et al (2017) proposed a dynamic GTS allocation method to reduce retransmission delay in DSME networks. Here, the coordinator recognizes whether each transmission of the GTS has succeeded or failed in the CFP of one super frame through a beacon including a group acknowledgment (ACK). Then, at the beginning of the next superframe, slots of the CAP are used as many as the number of failed transmissions for retransmission. Kurunathan et al (2019) proposed a dynamic multi-super frame tuning method to provide better quality of service (QoS) in DSME networks. Here, the coordinator maintains network information such as node list and GTS allocation status. The coordinator uses this information to calculate the number of GTSs required for the network, switches the CAP reduction option, and adjusts the length of multiple superframes. However, these studies assume that nodes continuously transmit the same amount of traffic. This approach has a disadvantage in that the multi-superframe structure cannot be changed even if the amount of traffic transmitted by each node changes.

본 개시는, CFP에 더하여 적어도 하나의 CAP에 유동적으로 extGTS를 할당하는 노드의 정보 공유 방식을 제공하는, TaCFPext 프로토콜 기반의 노드 내지는 시스템을 제공한다.The present disclosure provides a node or system based on the TaCFPext protocol, which provides a node information sharing method for dynamically allocating extGTS to at least one CAP in addition to CFP.

본 개시는 extGTS의 할당 절차 및 할당 해제 절차를 각각 제공하여 트래픽 부하에 따라 유동적으로 extGTS를 할당 및 관리하는 노드 내지는 시스템을 제공한다.The present disclosure provides a node or system that dynamically allocates and manages extGTS according to traffic load by providing an extGTS allocation procedure and a de-allocation procedure, respectively.

본 개시의 일 실시 예에 따라 DSME(Deterministic and Synchronous Multichannel Extension) 네트워크로 구성된 시스템의 슬롯 스케줄링 방법은, 송신자 노드가, 상기 DSME 네트워크의 다중 슈퍼 프레임에 포함된 적어도 하나의 CAP(Contention Access Period)에 extGTS(extended Guaranteed Time Slot)를 할당하기 위한 요청을 수신자 노드로 전송하는 단계, 상기 수신자 노드가, 상기 요청에 따라 상기 extGTS를 할당하기 위한 상기 CAP의 적어도 하나의 슬롯을 선택하는 단계, 상기 수신자 노드가, 상기 선택된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 응답을 상기 송신자 노드로 전송하는 단계, 상기 송신자 노드가, 상기 선택된 슬롯에 할당된 extGTS에 대한 정보를 포함하는 알림을 브로드캐스팅하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, in a slot scheduling method of a system configured with a Deterministic and Synchronous Multichannel Extension (DSME) network, a sender node, in at least one Contention Access Period (CAP) included in multiple superframes of the DSME network Transmitting a request for allocating an extended guaranteed time slot (extGTS) to a recipient node, selecting, by the recipient node, at least one slot of the CAP for allocating the extGTS according to the request, the recipient node (a) transmitting a response including information on the selected slot to the sender node, and broadcasting, by the sender node, a notification including information on extGTS allocated to the selected slot.

상기 요청을 전송하는 단계는, 상기 송신자 노드가, 필요한 extGTS의 수, 슈퍼 프레임, 슬롯, 및 CAP의 taSAB(traffic-adaptive Slot Allocation Bitmap) 서브 블록에 대한 정보를 포함하는 상기 요청을 상기 수신자 노드로 전송하고, 상기 taSAB 서브 블록은, 상기 CAP가 포함된 슈퍼 프레임 내의 채널 오프셋 및 슬롯에 대한 extGTS 할당 정보를 행렬 형태로 포함할 수 있다.In the transmitting of the request, the sender node transmits the request including information on the number of extGTS required, a super frame, a slot, and a traffic-adaptive slot allocation bitmap (taSAB) subblock of the CAP to the receiver node. transmission, and the taSAB subblock may include extGTS allocation information for channel offsets and slots in a super frame including the CAP in the form of a matrix.

이 경우, 상기 슬롯을 선택하는 단계는, 상기 수신자 노드가, 상기 요청에 포함된 taSAB 서브 블록을 상기 CAP에 대한 상기 수신자 노드의 taSAB 서브블록과 비교하여, 상기 요청에 포함된 슬롯의 사용 가능성을 식별하고, 상기 요청에 포함된 슬롯이 사용 가능하지 않은 것으로 식별되면, 상기 요청에 포함된 슬롯과 다른 적어도 하나의 사용 가능한 슬롯을 선택할 수 있다.In this case, in the step of selecting the slot, the receiver node compares the taSAB subblock included in the request with the taSAB subblock of the receiver node for the CAP, and determines the usability of the slot included in the request. and, if a slot included in the request is identified as unavailable, select at least one available slot different from the slot included in the request.

상기 시스템의 슬롯 스케줄링 방법은, 상기 송신자 노드가, 상기 수신자 노드로부터 수신된 응답을 기반으로 상기 송신자 노드의 taSAB 및 taACT(traffic-adaptive Allocation Counter Table)를 업데이트하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 taACT는, 할당된 extGTS와 관련된 슈퍼 프레임 ID, 슬롯 ID, 및 채널 오프셋에 대한 정보를 포함하고, 상기 알림을 브로드캐스팅하는 단계는, 상기 업데이트된 taSAB 및 taACT와 관련된 상기 알림을 브로드캐스팅할 수 있다.The slot scheduling method of the system may further include updating, by the sender node, taSAB and a traffic-adaptive allocation counter table (taACT) of the sender node based on a response received from the receiver node. In this case, the taACT includes information on a super frame ID, a slot ID, and a channel offset related to the allocated extGTS, and the step of broadcasting the notification includes broadcasting the notification related to the updated taSAB and taACT. can be cast.

한편, 상기 extGTS의 채널 주파수(C_ext)는, 이하 공식을 통해 유도될 수 있다. Meanwhile, the channel frequency (C_ext) of the extGTS can be derived through the following formula.

Figure 112021059991550-pat00007
,
Figure 112021059991550-pat00007
,

Figure 112021059991550-pat00008
Figure 112021059991550-pat00009
Figure 112021059991550-pat00008
Figure 112021059991550-pat00009

여기서, 상기 HoppingSequenceList_ext[m]은 extGTS에 대한 수정된 호핑 시퀀스의 m 번째 채널 주파수를 나타내고, i는 extCFP의 슬롯 인덱스, j는 BI(Beacon Interval)에서 슈퍼 프레임의 인덱스를 나타내는 SD(Superframe Duration) 인덱스, l은 extCFP 내의 슬롯 수, macChannelOffset은 수신자 노드의 채널 오프셋, macPanCoordinatorBsn은 PAN(Personal Area Network) 코디네이터가 보낸 EB(Enhanced Beacon)의 시퀀스 번호이며, macHoppingSequenceLength는 기존 호핑 시퀀스의 호핑 시퀀스 길이일 수 있다.Here, the HoppingSequenceList_ext[m] represents the m-th channel frequency of the modified hopping sequence for extGTS, i is the slot index of extCFP, and j is the SD (Superframe Duration) index representing the superframe index in BI (Beacon Interval). , l is the number of slots in extCFP, macChannelOffset is the channel offset of the receiver node, macPanCoordinatorBsn is the sequence number of the Enhanced Beacon (EB) sent by the Personal Area Network (PAN) coordinator, and macHoppingSequenceLength is the hopping sequence length of the existing hopping sequence.

상기 시스템의 슬롯 스케줄링 방법은, 상기 송신자 노드에 1-홉 인접한 노드가, 상기 브로드캐스팅된 알림을 기반으로 상기 CAP를 LOP(Listen Only Period)로 지정하는 단계, 상기 1-홉 인접한 노드가, 상기 지정된 LOP를 기반으로 상기 1-홉 인접한 노드의 taSAB를 업데이트하는 단계를 더 포함할 수도 있다.The slot scheduling method of the system may include designating, by a node 1-hop adjacent to the sender node, the CAP as a Listen Only Period (LOP) based on the broadcast notification; The method may further include updating taSAB of the 1-hop neighboring node based on the designated LOP.

한편, 상기 시스템의 슬롯 스케줄링 방법은, 상기 송신자 노드가, ACK 프레임이 수신되지 않을 때마다 taACT에서 유휴 카운터(idle counter)를 일정치만큼 증가시키는 단계, 상기 유휴 카운터가 임계치 이상인 경우, 상기 송신자 노드가, 상기 extGTS의 할당을 해제하기 위한 요청을 상기 수신자 노드로 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in the slot scheduling method of the system, the sender node increases an idle counter in taACT by a predetermined value whenever an ACK frame is not received. If the idle counter is greater than or equal to a threshold value, the sender node The method may further include transmitting a request for de-allocation of the extGTS to the receiver node.

이 경우, 상기 CAP 내에 할당된 상기 extGTS의 할당 해제 조건에 해당하는 상기 유휴 카운터의 제1 임계치는, CFP(Contention Free Period) 내에 할당된 GTS(Guaranteed Time Slot)의 할당 해제 조건에 해당하는 유휴 카운터의 제2 임계치보다 작을 수 있다.In this case, the first threshold of the idle counter corresponding to the deallocation condition of the extGTS allocated in the CAP is the idle counter corresponding to the deallocation condition of the GTS (Guaranteed Time Slot) allocated in the CFP (Contention Free Period) may be smaller than the second threshold of

본 개시의 일 실시 예에 따라 DSME(Deterministic and Synchronous Multichannel Extension) 네트워크에 포함된 노드의 슬롯 스케줄링 방법은, 상기 노드가, 상기 DSME 네트워크의 다중 슈퍼 프레임에 포함된 적어도 하나의 CAP(Contention Access Period)에 extGTS(extended Guaranteed Time Slot)를 할당하기 위한 요청을 다른 노드로 전송하는 단계, 상기 수신자 노드로부터, 상기 요청에 따라 선택된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 응답을 수신하는 단계, 상기 노드가, 상기 선택된 슬롯에 할당된 extGTS에 대한 정보를 포함하는 알림을 브로드캐스팅하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, in a slot scheduling method of a node included in a Deterministic and Synchronous Multichannel Extension (DSME) network, the node includes at least one Contention Access Period (CAP) included in multiple superframes of the DSME network Transmitting a request for allocating an extended guaranteed time slot (extGTS) to another node, receiving a response including information on a slot selected according to the request from the receiver node, the node, the selected and broadcasting a notification including information about the extGTS assigned to the slot.

본 개시에 따른 노드/시스템의 슬롯 스케줄링 방법은, CAP에 extGTS를 할당하기 위한 노드 간의 구체적인 통신 방식을 제공함에 의미가 있다.The slot scheduling method of a node/system according to the present disclosure is meaningful in that it provides a specific communication method between nodes for allocating extGTS to a CAP.

본 개시에 따라 TaCFPext를 활용하는 시스템은, 일반적으로 CFP에 할당된 GTS보다 할당 해제 조건이 가벼운 extGTS를 유동적으로 활용하여 트래픽 부하를 효과적으로 관리할 수 있다.A system utilizing TaCFPext according to the present disclosure can effectively manage traffic load by flexibly utilizing extGTS, which has a lighter release condition than GTS generally allocated to CFP.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 시스템/노드의 슬롯 스케줄링 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 3 내지 도 7은 기존의 DSME 네트워크의 멀티 슈퍼프레임 구성 내지는 동작을 설명하기 위한 도면들,
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 시스템의 전체 동작을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따라 슬롯 스케줄링에 이용되는 taSAB의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따라 슬롯 스케줄링에 이용되는 CCB(Changeable CAP Bitmap)의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따라 네트워크 내에 포함된 40 개 노드들의 분포를 예시적으로 설명하기 위한 도면, 그리고
도 12 내지 도 23은 기존의 DSME 방식들과 비교했을 때 TaCFPext 프로토콜의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
1 is a diagram for explaining the configuration of a system according to an embodiment of the present disclosure;
2 is a flowchart for explaining a slot scheduling method of a system/node according to an embodiment of the present disclosure;
3 to 7 are diagrams for explaining a multi-superframe configuration or operation of an existing DSME network;
8 is a diagram for explaining the overall operation of a system according to an embodiment of the present disclosure;
9 is a diagram for explaining the configuration of taSAB used for slot scheduling according to an embodiment of the present disclosure;
10 is a diagram for explaining a configuration of a Changeable CAP Bitmap (CCB) used for slot scheduling according to an embodiment of the present disclosure;
11 is a diagram for illustratively explaining the distribution of 40 nodes included in a network according to an embodiment of the present disclosure, and
12 to 23 are diagrams for explaining the effect of the TaCFPext protocol when compared to existing DSME schemes.

본 개시에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.Prior to a detailed description of the present disclosure, the method of describing the present specification and drawings will be described.

먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당해 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.First, terms used in the present specification and claims are general terms in consideration of functions in various embodiments of the present disclosure. However, these terms may vary depending on the intention of a technician working in the art, legal or technical interpretation, and the emergence of new technologies. In addition, some terms are arbitrarily selected by the applicant. These terms may be interpreted as the meanings defined in this specification, and if there is no specific term definition, they may be interpreted based on the overall content of this specification and common technical knowledge in the art.

또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.In addition, the same reference numerals or numerals in each drawing attached to this specification indicate parts or components that perform substantially the same function. For convenience of description and understanding, the same reference numerals or symbols are used in different embodiments. That is, even if all components having the same reference numerals are shown in a plurality of drawings, the plurality of drawings do not mean one embodiment.

또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.Also, in the present specification and claims, terms including ordinal numbers such as “first” and “second” may be used to distinguish between elements. These ordinal numbers are used to distinguish the same or similar components from each other, and the meaning of the term should not be construed as being limited due to the use of these ordinal numbers. For example, the order of use or arrangement of elements associated with such ordinal numbers should not be limited by the number. If necessary, each ordinal number may be used interchangeably.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "consist of" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

본 개시의 실시 예에서 "모듈", "유닛", "부(part)" 등과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 구성요소를 지칭하기 위한 용어이며, 이러한 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈", "유닛", "부(part)" 등은 각각이 개별적인 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 경우를 제외하고는, 적어도 하나의 모듈이나 칩으로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.In the embodiments of the present disclosure, terms such as “module,” “unit,” and “part” are terms used to refer to components that perform at least one function or operation, and these components are hardware or software. It may be implemented or implemented as a combination of hardware and software. In addition, a plurality of "modules", "units", "parts", etc. are integrated into at least one module or chip, except for cases where each of them needs to be implemented with separate specific hardware, so that at least one processor can be implemented as

또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐만 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, in an embodiment of the present disclosure, when a part is said to be connected to another part, this includes not only a direct connection but also an indirect connection through another medium. In addition, the meaning that a certain part includes a certain component means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본 개시는, 지속적으로 변화하는 트래픽 부하에 따라 각 노드가 분산 방식으로 시간 및 주파수 슬롯을 적응적으로 예약할 수 있도록 하는 TaCFPext 프로토콜, 및 TaCFPext를 이용하는 노드 및 시스템에 대해 설명한다. This disclosure describes the TaCFPext protocol, and nodes and systems using TaCFPext, that enable each node to adaptively reserve time and frequency slots in a distributed manner in response to constantly changing traffic loads.

여기서, 시스템은, 서로 직/간접적으로 통신을 수행할 수 있는 복수의 노드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 시스템은 DSME 네트워크(10)를 통해 선택적으로 연결된 복수의 노드를 포함할 수 있다.Here, the system may include a plurality of nodes capable of directly/indirectly communicating with each other. For example, referring to FIG. 1 , a system may include a plurality of nodes selectively connected through a DSME network 10 .

각 노드는, 센서 장치, 제어 장치, 모니터링 장치, 중계 장치, 관리 장치, 서버 장치, 고객 장치 등에 해당할 수 있으며, 이 밖에도 산업용 무선 센서 네트워크를 구성하는 다양한 종류의 전자 장치에 해당할 수 있다. 한편, 노드는 가상의 네트워크 지점으로 정의된 가상의 개체에 해당할 수도 있다.Each node may correspond to a sensor device, a control device, a monitoring device, a relay device, a management device, a server device, a customer device, and the like, and may also correspond to various types of electronic devices constituting an industrial wireless sensor network. Meanwhile, a node may correspond to a virtual entity defined as a virtual network point.

TaCFPext에서 노드는 높은 트래픽 부하 조건으로 인해 현재 다중 슈퍼 프레임의 CFP 내에서 데이터 패킷을 교환하기 위해 더 이상 GTS를 할당할 수 없을 때 일시적으로 CAP를 extCFP로 사용한다. 그런 다음, 트래픽 부하가 다시 감소하면 extCFP가 CAP로 돌아간다. 도 8은 TaCFPext에 따른 각 노드의 전반적인 동작을 보여준다. 노드가 현재 다중 슈퍼 프레임의 CFP에 GTS를 할당할 공간이 충분하지 않다고 판단하면 TaCFPext 동작이 활성화되어 CFP를 확장한다. 도 8의 (a)에서 Node B는 DSME GTS 요청 명령을 전송하여 Node C와 통신할 GTS 할당을 시도하지만 연속 3회 실패한다. Node B는 현재 다중 슈퍼 프레임의 CFP에 GTS를 할당할 공간이 없다고 가정하고 1)변경 가능한 CAP 선택 및 2)extGTS 할당의 두 가지 절차로 구성된 TaCFPext를 실행한다. 변경 가능한 CAP 선택 절차에서 노드는 extCFP를 사용해야 하는지 확인하고, 그렇다면 다중 슈퍼 프레임에서 extCFP로 변경할 CAP를 선택한다. 새로운 extGTS를 위한 충분한 슬롯이 있는 현재 멀티 슈퍼 프레임에 이미 extCFP가 있는 경우 노드는 다음 절차로 진행하여 할당한다. 그렇지 않으면 노드는 첫 번째 슈퍼 프레임의 CAP를 제외한 CAP 중 하나를 선택하여 extCFP로 사용한다. 첫 번째 슈퍼 프레임의 CAP는 DSME 네트워크의 노드에 대한 공통 CAP를 보장하기 위해 extCFP로 사용되지 않는다. 도 8의 (b)에서 Node B는 먼저 현재 멀티 슈퍼 프레임에 새로운 extGTS를 위한 충분한 슬롯을 가진 extCFP가 있는지 확인한 다음 두 번째 슈퍼 프레임의 CAP를 변경 가능한 CAP로 선택하여 extGTS 할당 절차를 통해 extGTS를 할당할 수 있다.In TaCFPext, nodes temporarily use CAPs as extCFPs when they cannot allocate any more GTSs to exchange data packets within the CFPs of the current multi-superframe due to high traffic load conditions. Then, when the traffic load decreases again, extCFP returns to the CAP. 8 shows the overall operation of each node according to TaCFPext. If a node determines that there is not enough space to allocate a GTS in the CFP of the current multi-super frame, the TaCFPext operation is activated to extend the CFP. In (a) of FIG. 8, Node B transmits a DSME GTS request command to attempt GTS assignment to communicate with Node C, but fails three consecutive times. Node B assumes that there is no space to allocate GTS in the CFP of the current multi-super frame and executes TaCFPext consisting of two procedures: 1) selecting a changeable CAP and 2) allocating extGTS. In the mutable CAP selection procedure, the node checks if extCFP must be used, and if so, selects a CAP to change to extCFP in multiple superframes. If there are already extCFPs in the current multi-super frame with enough slots for the new extGTS, the node proceeds to the next step to allocate them. Otherwise, the node selects one of the CAPs other than the CAP of the first superframe and uses it as extCFP. The CAP of the first super frame is not used with extCFP to ensure a common CAP for nodes in the DSME network. In (b) of FIG. 8, Node B first checks whether there is an extCFP with enough slots for a new extGTS in the current multi-superframe, then selects the CAP of the second superframe as a configurable CAP and allocates the extGTS through the extGTS allocation procedure. can do.

extGTS 할당 절차에서, 노드는, CAP 및 extCFP에 할당 정보를 표현하기 위해, taSAB(traffic-adaptive SAB)의 서브 블록을 포함하는 DSME extGTS 요청(Request), DSME extGTS 응답(Response) 및 DSME extGTS 알림(Notify) 명령을 순차적으로 교환하여, 선택된 '변경 가능한 CAP'(changeable CAP)에서 extGTS를 할당 받는다. 도 8의 (c)에서 Node B는 DSME extGTS 요청 명령을 Node C로 전송하여 extGTS 할당 절차를 시작한다. DSME extGTS 요청 명령은 두 번째 슈퍼 프레임에서 CAP의 할당 정보를 표현하기 위한 taSAB 서브 블록을 포함한다. DSME extGTS 요청 명령을 수신한 Node C는 DSME extGTS 요청 명령에서 할당 정보와 taSAB 서브 블록을 비교한다. 두 노드의 두 번째 슈퍼 프레임의 CAP에 새로운 extGTS를 위한 슬롯이 충분한 지 확인한 후 Node C는 extGTS 할당을 결정하고 새로운 extGTS를 나타내는 taSAB 서브 블록이 포함된 DSME extGTS 응답 명령으로 응답한다. DSME extGTS 응답 명령을 수신하는 Node B는 새로운 extGTS를 저장하기 위해 taSAB 및 taACT(traffic-adaptive ATC)를 업데이트 한 다음 DSME extGTS 알림 명령을 Node C로 보낸다. DSME extGTS 알림 명령에는 새로운 extGTS를 나타내는 DSME extGTS 응답 명령과 동일한 taSAB 서브 블록이 포함된다. DSME extGTS 알림 명령을 수신하면 Node C는 taSAB 및 taACT를 업데이트한다. 한편, Node A와 D는 DSME extGTS 응답 및 DSME extGTS 알림 명령을 우연히 듣고 taSAB를 업데이트하여 CAP 및 extCFP의 할당 정보를 최신 상태로 유지한다. taACT 및 taSAB를 업데이트 한 후 Node A, B, C 및 D는 업데이트된 taACT 및 taSAB를 사용하여 다중 슈퍼 프레임 구조를 업데이트한다.In the extGTS allocation procedure, a node sends a DSME extGTS Request (Request), a DSME extGTS Response (DSME extGTS Response) and a DSME extGTS Notification (including a traffic-adaptive SAB (taSAB) subblock to express allocation information in CAP and extCFP). Notify) commands are sequentially exchanged, and extGTS is allocated from the selected 'changeable CAP'. In (c) of FIG. 8, Node B transmits a DSME extGTS request command to Node C to initiate an extGTS allocation procedure. The DSME extGTS request command includes a taSAB subblock for expressing CAP allocation information in the second super frame. Upon receiving the DSME extGTS request command, Node C compares the allocation information and taSAB subblock in the DSME extGTS request command. After verifying that the CAPs of the second super frame of both nodes have enough slots for the new extGTS, Node C determines the extGTS allocation and responds with a DSME extGTS response command containing a taSAB subblock indicating the new extGTS. Upon receiving the DSME extGTS response command, Node B updates taSAB and taACT (traffic-adaptive ATC) to store the new extGTS, and then sends a DSME extGTS notification command to Node C. The DSME extGTS notify command includes the same taSAB subblock as the DSME extGTS response command indicating the new extGTS. Upon receiving the DSME extGTS notify command, Node C updates taSAB and taACT. Meanwhile, Nodes A and D overhear the DSME extGTS response and DSME extGTS notify command and update taSAB to keep the allocation information of CAP and extCFP up-to-date. After updating taACT and taSAB, Nodes A, B, C and D use the updated taACT and taSAB to update the multi-super frame structure.

DSME 네트워크의 노드는 TaCFPext 동작의 결과로 다른 다중 슈퍼 프레임 구조를 가질 수 있다. 한 쌍의 노드가 특정 슈퍼 프레임의 CAP를 extCFP로 사용하는 경우 해당 1-홉 인접 노드는 extCFP 동안 CAP를 LOP(Listen Only Period)으로 지정한다. extCFP에서 할당된 extGTS는 제어 채널을 제외한 모든 다중 채널을 호핑한다. LOP에서 노드(즉, 도 8의 (d)의 Node A 및 Node D)는 단순히 제어 채널을 청취하여 이웃(즉, 도 8의 (d)의 Node B 및 Node C)의 extCFP 내 충돌-자유(contention-free) 전송을 확인한다. 그리고, 다른 노드에서 DSME extGTS 응답 또는 DSME extGTS 알림 명령을 수신하면, 해당 노드는 다중 슈퍼 프레임 내 스스로의 할당 정보를 업데이트한다.Nodes in a DSME network may have different multi-superframe structures as a result of TaCFPext operation. When a pair of nodes use the CAP of a specific super frame as extCFP, the corresponding 1-hop neighbor node designates the CAP as a LOP (Listen Only Period) during extCFP. ExtGTS allocated from extCFP hops all multi-channels except the control channel. In the LOP, nodes (i.e., Node A and Node D in FIG. 8(d)) simply listen to the control channel to collide-free (i.e., Node B and Node C in FIG. 8(d)) within the extCFP Check contention-free) transmission. And, upon receiving a DSME extGTS response or a DSME extGTS notification command from another node, the corresponding node updates its own allocation information in multiple superframes.

앞서 언급했듯이 TaCFPext는 현재 다중 슈퍼 프레임의 CFP에 추가 GTS를 할당할 공간이 없는 높은 트래픽 부하 조건에서 시작된다. 따라서 DSME 네트워크의 노드는 TaCFPext 동작이 시작되기 전에 먼저 이러한 높은 트래픽 부하 상태를 분산 방식으로 인식해야 한다.As mentioned earlier, TaCFPext currently starts up under high traffic load conditions where there is no room to allocate additional GTS to CFPs in multiple superframes. Therefore, nodes in the DSME network must first be aware of this high traffic load condition in a decentralized manner before TaCFPext operation can be initiated.

일 실시 예로, 한 쌍의 노드가 DSME GTS 요청 및 DSME GTS 응답 명령을 교환하여 GTS를 할당할 때 SAB를 비교하여 서로 간의 CFP 가용성을 확인한다.As an example, when a pair of nodes allocate a GTS by exchanging DSME GTS request and DSME GTS response commands, SABs are compared to check each other's CFP availability.

구체적으로, 송신자 노드(ex. node B)가, CFP(Contention Free Period) 내에 GTS(Guaranteed Time Slot)를 할당하기 위한 요청을 수신자 노드로 전송할 수 있다. 본 요청에는, 명령 유형(할당), 필요한 GTS 수, 선호하는 슈퍼 프레임, 선호하는 슬롯, 및 SAB 서브 블록 등에 대한 정보가 포함될 수 있다.Specifically, a sender node (ex. node B) may transmit a request for allocating a guaranteed time slot (GTS) within a contention free period (CFP) to a receiver node. This request may include information on command type (allocation), required number of GTSs, preferred super frame, preferred slot, and SAB subblock.

이 경우, 요청을 수신한 수신자 노드는, 요청에 포함된 SAB 서브 블록을 수신자 노드의 SAB 서브 블록과 비교하여, (선호하는) CFP에 대한 GTS의 할당 가능 여부를 결정할 수 있다. 만약, 수신자 노드의 SAB 서브 블록(선호하는 슈퍼 프레임) 상에 이미 할당되어 있는 다른 GTS에 대한 정보가 지정되어 있는 등 새로운 GTS를 할당할 슬롯 수가 확보되지 않은 경우, 수신자 노드는 요청에 따른 GTS의 할당이 가능하지 않은 것으로 식별할 수 있다.In this case, the recipient node receiving the request may compare the SAB subblock included in the request with the SAB subblock of the recipient node to determine whether the GTS can be assigned to the (preferred) CFP. If the number of slots to which a new GTS is to be allocated is not secured, such as information on another GTS already allocated on the SAB subblock (preferred super frame) of the receiver node, the receiver node Can be identified as non-allocable.

그리고, 수신자 노드(ex. node C)는 CFP에 대한 GTS의 할당 여부(할당 가능 여부)에 대한 응답을 송신자 노드로 전송할 수 있다.In addition, the receiver node (eg node C) may transmit a response to the sender node regarding whether or not the GTS is allocated to the CFP (allocation availability).

만약, 할당이 가능하다는 응답이 수신되는 경우, 송신자 노드는 기존의 DSME와 마찬가지로 DSME GTS 알림(Notify)를 수신자 노드로 전송함으로써 CFP 내에 GTS를 할당할 수 있다.If a response indicating that allocation is possible is received, the sender node may allocate the GTS within the CFP by transmitting a DSME GTS Notify to the receiver node, similar to the existing DSME.

반면, 할당이 불가능하다는 응답이 수신되는 경우, 송신자 노드는, 앞서 GTS 할당에 실패한 CFP와 다른 CFP에 대하여 GTS 할당을 시도(요청 전송)할 수 있다On the other hand, if a response indicating that allocation is not possible is received, the sender node may attempt (transmit a request) GTS allocation for a CFP different from the CFP in which the previous GTS allocation failed.

구체적으로, DSME GTS 요청 명령에 포함된 SAB 서브 블록의 수가 다중 슈퍼 프레임의 슈퍼 프레임 수보다 적으면 한 쌍의 노드(송신자 노드, 수신자 노드)가 명령을 여러 번 교환하여 전체 CFP를 비교해야 한다. 즉, DSME GTS 요청 명령에 포함된 SAB 서브 블록의 개수가 k 개라고 가정하면, 다중 슈퍼 프레임의 모든 CFP를 비교하기 위해, DSME GTS 요청 명령과 DSME GTS 응답 명령을 멀티 슈퍼 프레임의 슈퍼 프레임 개수를 k로 나눈 값으로 순차적으로 교환해야 한다. 따라서 노드가 연속적으로 2(MO-SO)/k 번만큼 GTS 할당에 실패하면 현재 DSME 네트워크가 트래픽 부하가 높은 상태라고 판단하고 TaCFPext 동작을 시작한다.Specifically, if the number of SAB subblocks included in the DSME GTS request command is less than the number of superframes in multiple superframes, a pair of nodes (sender node, receiver node) must exchange commands several times to compare the entire CFP. That is, assuming that the number of SAB subblocks included in the DSME GTS request command is k, in order to compare all CFPs in multiple super frames, the DSME GTS request command and the DSME GTS response command are calculated by calculating the number of super frames in the multi super frames. The value divided by k must be sequentially exchanged. Therefore, if a node fails to allocate GTS 2 (MO-SO) /k times consecutively, it determines that the current DSME network is in a high traffic load state and starts TaCFPext operation.

TaCFPext 동작이 시작되면, 적어도 하나의 CAP 내에 extGTS(extended GTS)를 할당하기 위한 일련의 과정이 진행될 수 있다.When the TaCFPext operation starts, a series of processes for allocating an extended GTS (extGTS) in at least one CAP may be performed.

먼저, 노드는 DSME 네트워크의 다중 슈퍼 프레임 내에서 적어도 하나의 CAP(Contention Access Period)를 선택할 수 있다.First, a node may select at least one CAP (Contention Access Period) within multiple superframes of the DSME network.

구체적으로, TaCFPext가 시작되면, 노드는 변경 가능한 CAP 선택 절차를 수행하여 다중 슈퍼 프레임에서 extCFP로 변경할 CAP를 결정한다. 새로운 extGTS를 위한 충분한 슬롯이 있는 extCFP가 이미 있는 경우 노드는 추가 CAP를 선택하지 않고 기존 extCFP를 사용하여 extGTS를 할당한다. 다만, 그렇지 않으면 노드는 extCFP로 변경하기 위해 다중 슈퍼 프레임에서 일부 CAP 또는 LOP를 선택해야 한다. CAP와 LOP 중 노드는 1-홉 이웃의 CAP에 대한 사용 변경을 최소화하기 위해 먼저 LOP을 선택해야 한다. 노드는 노드에 할당된 extGTS를 저장하는 비트맵과 1-홉 이웃을 참조하여 새로운 extGTS를 위한 충분한 슬롯이 있는 LOP를 선택할 수 있다. extCFP 및 LOP 내에서 사용 가능한 슬롯 수가 충분하지 않은 경우 노드는 다음 다중 슈퍼 프레임에서 extCFP로 변경되는(첫 번째 슈퍼 프레임의 CAP를 제외한) CAP를 선택한다. TaCFPext는 변경 가능한 CAP 선택 절차에서 첫 번째 슈퍼 프레임의 CAP를 제외하여 DSME 네트워크의 노드에 대한 공통 CAP를 보장한다.Specifically, when TaCFPext starts, the node determines which CAP to change to extCFP in multiple superframes by performing a changeable CAP selection procedure. If there is already an extCFP with enough slots for the new extGTS, the node does not select an additional CAP and uses the existing extCFP to allocate the extGTS. However, otherwise, the node must select some CAPs or LOPs from multiple superframes to change to extCFP. Among CAPs and LOPs, a node must first select a LOP to minimize changes in use of its 1-hop neighbors' CAPs. A node can select an LOP with enough slots for a new extGTS by referring to the bitmap storing the extGTS assigned to the node and its 1-hop neighbors. If the number of available slots within extCFP and LOP is insufficient, the node selects a CAP (except for the CAP in the first superframe) that changes to extCFP in the next multi-superframe. TaCFPext guarantees a common CAP for nodes in the DSME network by excluding the CAP of the first superframe from the mutable CAP selection procedure.

변경 가능한 CAP 선택 절차의 경우 노드는 트래픽 적응형 SAB(taSAB) 및 트래픽 적응형 ACT(taACT)의 두 가지 새로운 속성을 사용한다. 전자는 자신과 1-홉 이웃에 할당된 다중 슈퍼 프레임에 extGTS의 상태를 저장하는 2차원 비트맵이고, 후자는 할당된 extGTS를 관리하기 위한 정보를 저장하는 데이터 구조이다. 도 9는 taSAB의 비트맵 형식을 보여준다. 도 9에서 열과 행이 각각 채널 오프셋과 슬롯을 나타내는 2차원 비트맵으로 표시되는 연속적인 taSAB 서브 블록은 extCFP 내의 모든 채널 오프셋에 대한 extGTS 할당 정보를 설명한다. 이러한 taSAB의 2차원 구조는 노드가 1-홉 이웃에 할당된 모든 extGTS를 인식할 수 있게 하여 분산 방식으로 CAP를 LOP로 변환하도록 한다. 기존의 DSME의 채널 호핑에서 SAB 서브 블록은 노드가 사용하는 한 채널 오프셋에 대한 GTS 할당 정보만 포함하는 1차원 비트맵으로 표시되는 반면, taACT는 기존 DSME의 ACT와 동일한 필드 구조를 유지하므로 노드가 extCFP 내에서 extGTS를 관리할 수 있다.For the mutable CAP selection procedure, nodes use two new attributes: Traffic Adaptive SAB (taSAB) and Traffic Adaptive ACT (taACT). The former is a two-dimensional bitmap that stores the state of extGTS in multiple superframes allocated to itself and its 1-hop neighbors, and the latter is a data structure that stores information for managing the allocated extGTS. 9 shows the bitmap format of taSAB. In FIG. 9, the contiguous taSAB sub-blocks represented by a two-dimensional bitmap in which columns and rows represent channel offsets and slots, respectively, describe extGTS allocation information for all channel offsets in extCFP. This two-dimensional structure of taSAB allows nodes to be aware of all extGTS assigned to their 1-hop neighbors, converting CAPs to LOPs in a distributed manner. In the channel hopping of the existing DSME, the SAB subblock is represented as a one-dimensional bitmap containing only the GTS allocation information for one channel offset used by the node, whereas taACT maintains the same field structure as the ACT of the existing DSME, so that the node You can manage extGTS from within extCFP.

변경 가능한 CAP 선택의 자세한 동작은 알고리즘 1에 나와 있다.The detailed operation of mutable CAP selection is given in Algorithm 1.

Figure 112021059991550-pat00010
Figure 112021059991550-pat00010

Figure 112021059991550-pat00011
Figure 112021059991550-pat00011

알고리즘 1에는, 다중 슈퍼 프레임의 기존 extCFP 또는 LOP의 존재를 확인하고, 만약 존재하는 경우 사용 가능한 슬롯을 확인하기 위해, 위에서 설명한 두 가지 속성(즉, taACT, taSAB)과 세 가지 변수(즉, channelOffset, NumberOfChannels 및 numSlots)가 포함된다. taACT의 테이블 항목에는 멀티 슈퍼 프레임의 슈퍼 프레임 ID, 슈퍼 프레임의 슬롯 ID, 채널 오프셋 등 extGTS의 정보가 포함된다. 테이블 항목의 슈퍼 프레임 ID는 이하 수학식 2의 배열을 이용하여 표현된다.Algorithm 1 includes the two attributes described above (i.e. taACT, taSAB) and three variables (i.e. channelOffset , NumberOfChannels and numSlots) are included. The table item of taACT includes extGTS information such as super frame ID of multi-super frame, slot ID of super frame, and channel offset. The super frame ID of the table entry is expressed using the array of Equation 2 below.

Figure 112021059991550-pat00012
Figure 112021059991550-pat00012

sidi는 taACT에서 i 번째 테이블 항목의 슈퍼 프레임 ID이고, N은 노드에 할당된 extGTS의 수에 해당한다. taSAB는 [superframe ID][slot ID][channel offset]을 요소로 갖는 3차원 배열로 표현된다. channelOffset, NumberOfChannels 및 numSlots는 할당할 extGTS의 채널 오프셋, IEEE 802.15.4 물리(PHY) 계층에서 지원하는 물리 채널 수 및 새로운 extGTS를 할당하는 데 필요한 슬롯 수를 각각 나타낸다. 또한 알고리즘은 4 개의 추가 속성(예: extCFP, LOP, CAP, conArrayocpSC)을 사용하여 다중 슈퍼 프레임에서 CAP의 상태를 추적한다. extCFP, LOPCAP는 각각 extCFP, LOP 및 CAP가 속하는 슈퍼 프레임의 인덱스를 저장하는 데이터 구조이다. conArray는 변경 가능한 CAP를 선택하는 데 사용되는 extCFP, LOPCAP의 연결된 배열이다. ocpSC는 점유 슬롯 카운터의 벡터로, 2 (MO-SO) 요소는 extCFP 및 LOP 내에서 extGTS가 점유한 슬롯 수를 나타낸다. temp_sid 및 slotCnt는 conArray에 저장된 슈퍼 프레임 ID를 확인하고 변경 가능한 CAP에서 사용 가능한 슬롯 수를 각각 계산하기 위한 변수이다. 마지막으로 SID는 변경 가능한 CAP의 슈퍼 프레임 ID를 포함하는 반환 배열이다.sid i is the superframe ID of the ith table entry in taACT, and N corresponds to the number of extGTS allocated to the node. taSAB is expressed as a three-dimensional array having [superframe ID] [slot ID] [channel offset] as an element. channelOffset, NumberOfChannels, and numSlots represent the channel offset of the extGTS to be allocated, the number of physical channels supported by the IEEE 802.15.4 physical (PHY) layer, and the number of slots required to allocate a new extGTS, respectively. The algorithm also uses four additional attributes (eg extCFP , LOP , CAP , conArray , and ocpSC ) to track the state of the CAP across multiple superframes. extCFP , LOP , and CAP are data structures that store indexes of superframes to which extCFP, LOP, and CAP belong, respectively. conArray is a concatenated array of extCFP , LOPs and CAPs used to select mutable CAPs. ocpSC is a vector of occupied slot counters, with elements 2 (MO-SO) representing the number of slots occupied by extGTS within extCFP and LOP. temp_sid and slotCnt are variables for checking the super frame ID stored in conArray and calculating the number of slots available in the changeable CAP, respectively. Finally, SID is a return array containing the mutable CAP's super frame ID.

ocpSC, extCFP, LOP, conArray, CAP, SID, slotCnttemp_sid가 초기화된 후 노드는 taACTtaSAB를 연속적으로 조사하여 기존 extCFP, LOP 또는 CAP의 슈퍼 프레임 ID를 확인하거나 및/또는 extCFP 및 LOP 내에서 사용 가능한 슬롯을 확인한다. 먼저, 노드는 taACT(즉, taACT.sid)에 있는 테이블 항목의 슈퍼 프레임 ID를 조사하여 기존 extCFP가 속한 슈퍼 프레임을 확인하고 extCFP의 요소가 아닌 경우 extCFP에 추가한다. 마찬가지로, 노드는 3 개의 인덱스(즉, 슈퍼 프레임 ID i, 슬롯 ID j, 채널 오프셋 k)로 taSAB [i] [j] [k]로 표시되는 taSAB의 비트를 조사하여, 기존 LOP가 속하는 슈퍼 프레임, 및 extCFP과 LOP 내에서 점유된 슬롯을 확인한다. taSAB의 특정 비트가 1이면, 노드는 슈퍼 프레임 ID i가 extCFP 및 LOP의 요소인지 확인한다. 슈퍼 프레임 ID i가 extCFP의 요소가 아닌 경우 해당 슬롯은 1-홉 이웃에 할당된 extGTS라고 유추될 수 있다. 따라서 노드는 LOP의 요소가 아닌 경우 슈퍼 프레임 ID i를 LOP에 추가한다. 그러면 노드는 채널 오프셋 k가 할당될 extGTS의 채널 오프셋과 같은지 확인한다. 만약 그렇다면, 해당 슬롯은 할당될 새로운 extGTS와 충돌하는 기존 extGTS라고 유추될 수 있다. 따라서 노드는 ocpSC [i]의 값을 1씩 증가시켜 멀티 슈퍼 프레임에서 i 번째 슈퍼 프레임에 속하는 extCFP 또는 LOP 내에서 점유된 슬롯의 수를 계산한다. taACT 및 taSAB를 조사한 후, 노드는 첫 번째 슈퍼 프레임의 슈퍼 프레임 ID를 제외하고 LOP 및 extCFP에 포함되지 않은 슈퍼 프레임 ID를 CAP에 추가한다.After ocpSC , extCFP , LOP , conArray , CAP , SID , slotCnt , and temp_sid are initialized, the node interrogates taACT and taSAB successively to determine the superframe ID of an existing extCFP, LOP, or CAP, and/or within extCFP and LOP. Check available slots. First, the node checks the super frame ID of the table entry in taACT (ie taACT.sid ) to determine the super frame to which the existing extCFP belongs, and adds it to extCFP if it is not an element of extCFP . Similarly, the node examines the bits of taSAB denoted by taSAB[i][j][k] with three indices (i.e. super frame ID i, slot ID j, channel offset k), and the super frame to which the existing LOP belongs. , and check the occupied slots within extCFP and LOP. If the specific bit of taSAB is 1, the node checks whether the super frame ID i is an element of extCFP and LOP. If the super frame ID i is not an element of extCFP, the corresponding slot can be inferred to be extGTS assigned to a 1-hop neighbor. Therefore, the node adds the super frame ID i to the LOP if it is not an element of the LOP . The node then checks whether the channel offset k is equal to the channel offset of the extGTS to be allocated. If so, the corresponding slot can be inferred to be an existing extGTS that collides with the new extGTS to be allocated. Therefore, the node increases the value of ocpSC[i] by 1 to calculate the number of slots occupied in extCFP or LOP belonging to the i-th super-frame in multi-super-frames. After examining taACT and taSAB, the node adds superframe IDs not included in LOP and extCFP to CAP except for the superframe ID of the first superframe.

CAP를 업데이트한 후 세 가지 속성인 extCFP, LOPCAP가 병합되어 conArray에 저장된다. 그런 다음 노드는 각 extCFP, LOP 또는 CAP에서 점유된 슬롯 수를 고려하여 변경 가능한 CAP를 선택한다. conArray에서는 extCFP, LOP 및 CAP의 슈퍼 프레임 ID가 순차적으로 배열된다. 이 conArray를 사용하여 노드는 먼저 extCFP의 슈퍼 프레임 ID를 temp_sid에 저장하고 extCFP(즉, ocpSC [temp_sid])에서 점유된 슬롯 수를 조사한다. extCFP의 점유 슬롯 수가 8 개 미만이면 extCFP에 사용 가능한 슬롯이 있음을 의미한다. 따라서, 이 경우 노드는 extCFP의 슈퍼 프레임 ID를 SID에 추가하고 extCFP에서 사용 가능한 슬롯 수(즉, 8-ocpSC [temp_sid])를 slotCnt에 추가한다. extCFP에서 사용 가능한 슬롯 수가 필요한 슬롯 수(즉, numSlots)보다 적으면 conArray에서 다음 extCFP의 슈퍼 프레임 ID가 동일한 방식으로 SID에 추가된다. 그런 다음, 모든 extCFP에서 사용 가능한 슬롯 수가 numSlots보다 적으면 conArray에 있는 LOP의 슈퍼 프레임 ID가 SID에 추가된다. 마찬가지로, 모든 extCFP 및 LOP에서 사용 가능한 슬롯 수가 numSlots 미만이면 conArray에 있는 CAP의 슈퍼 프레임 ID가 SID에 추가된다. SID를 업데이트 한 후 slotCnt가 numSlots보다 크면 SID가 변경 가능한 CAP로 반환된다. 그렇지 않으면, 필요한 extGTS를 할당하기에 사용 가능한 슬롯이 충분하지 않기 때문에, 빈 배열이 반환된다.After updating the CAP, the three properties extCFP , LOP and CAP are merged and stored in conArray . The node then selects a mutable CAP by considering the number of occupied slots in each extCFP, LOP or CAP. In conArray , super frame IDs of extCFP, LOP, and CAP are sequentially arranged. Using this conArray , the node first stores extCFP's superframe ID in temp_sid and then checks the number of occupied slots in extCFP (i.e. ocpSC [temp_sid]). If the number of occupied slots in extCFP is less than 8, it means that extCFP has free slots. Therefore, in this case, the node adds the super frame ID of extCFP to SID and the number of slots available in extCFP (ie, 8- ocpSC [temp_sid]) to slotCnt. If the number of available slots in extCFP is less than the required number of slots (i.e. numSlots), the super frame ID of the next extCFP in conArray is added to the SID in the same way. Then, if the number of free slots in all extCFP is less than numSlots, the super frame ID of the LOP in conArray is added to the SID. Similarly, if the number of slots available for all extCFPs and LOPs is less than numSlots, the super frame ID of the CAP in conArray is added to the SID . After updating the SID , if slotCnt is greater than numSlots, the SID is returned to the mutable CAP. Otherwise, an empty array is returned since there are not enough slots available to allocate the required extGTS.

노드는 선택된 CAP를 extCFP(extended Contention Free Period)로 변경할 수 있다. 만약, 기존재하는 extCFP가 선택된 경우 본 과정은 생략될 수 있다. 또는, 만약 기존재하는 LOP가 선택된 경우, LOP가 extCFP로 변경될 수 있다.A node may change the selected CAP to an extended Contention Free Period (extCFP). If the existing extCFP is selected, this process can be omitted. Alternatively, if an existing LOP is selected, the LOP may be changed to extCFP.

이렇듯, 변경 가능한 CAP 선택 절차가 완료되면, 노드는 변경된 extCFP 내에 적어도 하나의 extGTS를 할당할 수 있다.As such, when the changeable CAP selection procedure is completed, the node may allocate at least one extGTS in the changed extCFP.

구체적으로, 한 쌍의 노드(즉, 송신자 및 수신자)가 3 개의 명령(즉, DSME extGTS 요청, DSME extGTS 응답 및 DSME extGTS 알림)의 교환을 통해 extGTS 할당 절차를 수행한다.Specifically, a pair of nodes (ie, sender and receiver) perform an extGTS allocation procedure through exchange of three commands (ie, DSME extGTS request, DSME extGTS response, and DSME extGTS notify).

관련하여, 도 2는 한 쌍의 노드가 extGTS를 할당하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.In this regard, FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of allocating an extGTS by a pair of nodes.

도 2를 참조하면, 송신자 노드(ex. node B)는 CAP에 extGTS를 할당하기 위한 요청을 수신자 노드로 전송할 수 있다(S210).Referring to FIG. 2, a sender node (eg node B) may transmit a request for allocating extGTS to a CAP to a receiver node (S210).

구체적으로, extGTS 할당을 시작하기 위해 송신자 노드는 필요한 GTS 수, 선호하는 슈퍼 프레임, 선호하는 슬롯 및 변경 가능한 CAP의 taSAB 서브 블록을 포함하는 DSME extGTS 요청을 전송한다. Specifically, to initiate the extGTS allocation, the sender node transmits a DSME extGTS request containing the required number of GTSs, preferred superframes, preferred slots, and taSAB subblocks of the configurable CAP.

그리고, 수신사 노드는, 요청에 따라 extGTS를 할당하기 위한 CAP의 적어도 하나의 슬롯을 선택할 수 있다(S220).Then, the receiver node may select at least one slot of the CAP for allocating the extGTS according to the request (S220).

구체적으로, DSME extGTS 요청을 수신하면 수신자(수신자 노드)는 수신된 DSME extGTS 요청의 taSAB 서브 블록을 해당 taSAB와 비교하고 선호하는 슬롯이 사용 가능한 경우 새로운 extGTS에 대해 선호하는 슬롯과 인접한 슬롯을 선택한다. 그렇지 않은 경우, 새로운 extGTS에 대해 사용 가능한 다른 슬롯이 선택된다. Specifically, upon receiving a DSME extGTS request, the receiver (receiver node) compares the taSAB subblock of the received DSME extGTS request with the corresponding taSAB and, if the preferred slot is available, selects a slot adjacent to the preferred slot for the new extGTS. . If not, another available slot is selected for the new extGTS.

그런 다음, 수신자 노드는, 선택된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 응답을 송신자 노드로 전송할 수 있다(S230).Then, the receiver node may transmit a response including information on the selected slot to the sender node (S230).

구체적으로, 수신자는 새로운 extGTS를 나타내는 taSAB 서브 블록을 포함하는 DSME extGTS 응답으로 응답한다. Specifically, the receiver responds with a DSME extGTS response containing a taSAB subblock indicating the new extGTS.

그리고, 송신자 노드는, 선택된 슬롯에 할당된 extGTS에 대한 정보를 포함하는 알림을 브로드캐스팅할 수 있다(S240).And, the sender node may broadcast a notification including information about the extGTS allocated to the selected slot (S240).

구체적으로, DSME extGTS 응답을 수신하면 송신자는 taSAB 및 taACT를 업데이트하고 새로운 extGTS를 나타내는 DSME extGTS 알림을 브로드 캐스트한다.Specifically, upon receiving the DSME extGTS response, the sender updates taSAB and taACT and broadcasts a DSME extGTS notification indicating the new extGTS.

DSME extGTS 알림 명령을 수신하면 수신자는 taSAB 및 taACT를 업데이트한다. 송신자와 수신자의 1-홉 이웃은 DSME extGTS 응답 또는 DSME extGTS 알림을 우연히 듣고 taSAB를 업데이트한다.Upon receiving the DSME extGTS notify command, the receiver updates taSAB and taACT. The sender's and receiver's 1-hop neighbors overhear the DSME extGTS response or DSME extGTS announcement and update taSAB.

마찬가지로 extGTS 할당 해제는 이 세 명령을 교환하여 수행된다. 수신자와 송신자는 extGTS 동안 데이터 프레임과 ACK 프레임이 수신되지 않을 때마다 taACT에서 테이블 항목의 카운터 값을 각각 1씩 증가시킨다. 이 카운터 값이 macDsmeGtsExpirationTime/2 보다 크면 extGTS가 만료된 것으로 간주되어 송신자 또는 수신자가 extGTS 할당 해제 절차를 시작한다. 기존 DSME에서는 ACT 테이블 항목의 카운터 값이 macDsmeGtsExpirationTime보다 크면 GTS가 만료되었다. 즉, 본 개시에 따른 송신자 또는 수신자는, 트래픽 부하가 감소할 때 CFP의 GTS보다 먼저 extGTS를 할당 해제할 수 있다.Similarly, extGTS deallocation is performed by exchanging these three commands. The receiver and sender increment the table entry counter value in taACT by 1 each time no data frame or ACK frame is received during extGTS. If the value of this counter is greater than macDsmeGtsExpirationTime/2, the extGTS is considered expired and the sender or receiver initiates the extGTS deallocation procedure. In the existing DSME, the GTS expired when the counter value of the ACT table entry was greater than macDsmeGtsExpirationTime. That is, the sender or receiver according to the present disclosure may deallocate the extGTS prior to the GTS of the CFP when the traffic load decreases.

extGTS 할당 또는 할당 해제가 발생하면 노드와 해당 1-홉 인접 항목은 변경 가능한 CAP를 extCFP 또는 LOP로 변환하거나 또는 그 반대로 변환한다. 분산된 방식으로 이러한 extCFP/LOP 변환을 추적하기 위해, 노드는 다중 슈퍼 프레임에 있는 모든 CAP의 변환 상태(즉, CAP, LOP 및 extCFP)를 나타내는 속성, 변경 가능한 CAP 비트맵(CCB)을 유지한다. CCB는 1차원 비트맵으로, CCB의 2 비트 서브 블록은 도 10과 같이 CAP, LOP, extCFP를 각각 00, 01, 10으로 표현한다.When an extGTS allocation or deallocation occurs, a node and its one-hop neighbors convert mutable CAPs to extCFPs or LOPs, or vice versa. To track these extCFP/LOP translations in a decentralized manner, nodes maintain an attribute, a mutable CAP bitmap (CCB), representing the translation status of all CAPs (i.e. CAP, LOP and extCFP) in multiple superframes. . CCB is a one-dimensional bitmap, and the 2-bit subblocks of CCB represent CAP, LOP, and extCFP as 00, 01, and 10, respectively, as shown in FIG.

taSAB 및 taACT를 업데이트한 후 노드는 DSME extGTS 응답 또는 DSME extGTS 알림 명령에 포함된 taSAB 하위 블록의 변경 가능한 각 CAP에 대해 CCB 업데이트를 수행한다. CCB 업데이트의 자세한 동작은 속성(예: CCB)과 3 개의 변수(예: node_extGTS_presence, node_extGTS_cnt, all_extGTS_cnt)를 포함하는 알고리즘 2에 나와 있으며, 알고리즘 1에서 사용되는 속성 및 변수 외에도 변경 가능한 CAP의 상태와 변경 가능한 CAP에 할당된 extGTS를 확인한다.After updating taSAB and taACT, the node performs a CCB update for each mutable CAP in the taSAB subblock included in the DSME extGTS response or DSME extGTS notify command. The detailed behavior of the CCB update is given in Algorithm 2, which includes an attribute (e.g. CCB ) and three variables (e.g. node_extGTS_presence, node_extGTS_cnt, all_extGTS_cnt), in addition to the attributes and variables used in Algorithm 1, the state of mutable CAPs and changes Check the extGTS assigned to the available CAPs.

Figure 112021059991550-pat00013
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Figure 112021059991550-pat00014
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CCB는 2(MO-SO) 2-비트 서브 블록을 요소로 포함하는 1차원 배열로 표시된다. node_extGTS_presence는 변경 가능한 CAP에서 노드에 할당된 extGTS가 있는지 여부를 나타내는 부울 변수이다. node_extGTS_cnt 및 all_extGTS_cnt는 각각 노드에 할당된 extGTS 수와 변경 가능한 CAP의 총 extGTS 수를 각각 나타내는 카운터 값이다. DSME extGTS 응답 또는 DSME extGTS 알림 명령을 수신하면 노드는 명령의 'Management Type'필드를 확인한다. 'extGTS 할당'(즉, management_type == 001)을 나타내는 경우 노드는 변경 가능한 CAP를 extCFP로 변환한다. 노드가 위의 명령을 엿듣게 되면 extGTS가 1-홉 이웃에 할당되었음을 의미하므로 변경 가능한 CAP의 상태가 CAP이면 변경 가능한 CAP를 LOP로 변경한다. 'extGTS 할당 해제'(즉, management_type == 000)의 경우 노드는 taACT.sid의 모든 슈퍼 프레임 인덱스(즉, sidi)를 조사하여 변경 가능한 CAP에 할당된 extGTS가 있는지 확인하고 이를 계산한다. 특정 슈퍼 프레임 인덱스, sidi, 가 changeableCAP_sid와 같으면 노드는 node_extGTS_presence를 TRUE로 설정하고 node_extGTS_cnt를 1씩 증가시킨다. 그러면 노드는 변경 가능한 CAP에 포함된 모든 extGTS의 수를 계산하기 위해 변경 가능한 CAP(즉, taSAB [changeableCAP_sid] [j] [k])에 해당하는 taSAB 서브 블록의 모든 비트를 조사한다. taSAB 서브 블록의 특정 비트가 1이면 변경 가능한 CAP에 extGTS가 있음을 나타내므로 노드는 all_extGTS_cnt를 1씩 증가시킨다. A CCB is represented as a one-dimensional array containing 2 (MO-SO) 2-bit subblocks as elements. node_extGTS_presence is a boolean variable indicating whether there is an extGTS assigned to a node in a mutable CAP. node_extGTS_cnt and all_extGTS_cnt are counter values indicating the number of extGTS allocated to the node and the total number of extGTS in the changeable CAP, respectively. Upon receiving a DSME extGTS response or DSME extGTS notify command, the node checks the 'Management Type' field of the command. If it indicates 'extGTS assignment' (i.e. management_type == 001) then the node converts the mutable CAP to extCFP. If the node overhears the above command, it means extGTS is assigned to a 1-hop neighbor, so if the state of the mutable CAP is CAP, it changes the mutable CAP to LOP. In the case of 'extGTS deallocation' (i.e. management_type == 000), the node checks all super frame indexes (i.e. sid i ) in taACT.sid to see if there is an extGTS assigned to the mutable CAP and calculates it. If the specific super frame index, sid i , is equal to changeableCAP_sid, the node sets node_extGTS_presence to TRUE and increments node_extGTS_cnt by 1. The node then examines all bits of the taSAB subblock corresponding to the changeable CAP (ie taSAB [changeableCAP_sid] [j] [k]) to count the number of all extGTSs included in the changeable CAP. If a specific bit in the taSAB subblock is 1, it indicates that the mutable CAP has extGTS, so the node increments all_extGTS_cnt by 1.

taACT.sidtaSAB 조사를 완료한 후 노드는 node_extGTS_presence, node_extGTS_cnt 및 all_extGTS_cnt를 기반으로 변경 가능한 CAP의 상태 변환을 결정한다. node_extGTS_presence가 TRUE이면 변경 가능한 CAP의 노드에 할당된 extGTS가 있음을 나타내므로 노드는 변경 가능한 CAP를 extCFP로 변환한다. 그렇지 않으면 노드는 all_extGTS_cnt가 node_extGTS_cnt보다 큰지 확인하고, 그렇다면 변경 가능한 CAP의 1-홉 이웃에 할당된 extGTS가 있음을 나타내므로 노드는 변경 가능한 CAP를 LOP로 변환한다. node_extGTS_presence가 FALSE이고 all_extGTS_cnt가 node_extGTS_cnt보다 작으면 변경 가능한 CAP는 CAP로 유지되어야 한다.After completing the taACT.sid and taSAB probes, the node determines the state transition of the mutable CAP based on node_extGTS_presence, node_extGTS_cnt, and all_extGTS_cnt. If node_extGTS_presence is TRUE, it indicates that the node in the mutable CAP has extGTS assigned to it, so the node converts the mutable CAP to extCFP. Otherwise, the node checks if all_extGTS_cnt is greater than node_extGTS_cnt, and if so, it indicates that the mutable CAP's 1-hop neighbor has an assigned extGTS, so the node converts the mutable CAP to a LOP. If node_extGTS_presence is FALSE and all_extGTS_cnt is less than node_extGTS_cnt, mutable CAPs MUST remain CAPs.

CFP의 GTS와 달리 extGTS는 기존 호핑 시퀀스에서 제어 채널이 제외되는 수정된 호핑 시퀀스(즉, HoppingSequenceList_ext)에 따라 채널을 호핑한다. extGTS(즉, C_ext) 동안 사용되는 채널 주파수는 다음과 같이 유도된다.Unlike CFP's GTS, extGTS hops channels according to a modified hopping sequence (ie, HoppingSequenceList_ext) in which the control channel is excluded from the existing hopping sequence. The channel frequency used during extGTS (i.e., C_ext) is derived as follows.

Figure 112021059991550-pat00015
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Figure 112021059991550-pat00016
Figure 112021059991550-pat00017
Figure 112021059991550-pat00016
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여기서 HoppingSequenceList_ext[m]은 extGTS에 대한 수정된 호핑 시퀀스의 m 번째 채널 주파수를 나타내고, i는 extCFP의 슬롯 인덱스, j는 BI에서 슈퍼 프레임의 인덱스를 나타내는 SD 인덱스, l은 extCFP 내의 슬롯 수(즉, 8), macChannelOffset은 수신자 노드의 채널 오프셋, macPanCoordinatorBsn은 PAN 코디네이터가 보낸 EB의 시퀀스 번호이며, macHoppingSequenceLength는 기존 호핑 시퀀스의 호핑 시퀀스 길이이다.Here, HoppingSequenceList_ext[m] represents the m-th channel frequency of the modified hopping sequence for extGTS, i is the slot index of extCFP, j is the SD index representing the index of the super frame in BI, and l is the number of slots in extCFP (i.e., 8), macChannelOffset is the channel offset of the receiver node, macPanCoordinatorBsn is the sequence number of EB sent by the PAN coordinator, and macHoppingSequenceLength is the hopping sequence length of the existing hopping sequence.

MATLAB 시뮬레이터를 사용한 실험 시뮬레이션을 통해 TaCFPext의 성능을 평가했다. 시뮬레이션 결과를 IEEE 802.15.4 표준의 기존 DSME와 비교하여 TaCFPext의 효과를 확인했다. 다음 하위 섹션에서는 시뮬레이션 설정 및 구성을 제시하고 시뮬레이션 결과에 대해 자세히 설명한다.The performance of TaCFPext was evaluated through experimental simulation using MATLAB simulator. The effect of TaCFPext was verified by comparing the simulation results with the conventional DSME of the IEEE 802.15.4 standard. The following subsections present the simulation setup and configuration and describe the simulation results in detail.

시뮬레이션에서 각각 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200 노드로 구성된 네트워크 인스턴스가 고려되었다. 각 인스턴스에서 노드는 15 X 15 m2 지역에 무작위로 배치되며 전송 범위는 10 m이다. 도 11은 40 개의 노드가 있는 네트워크 배치의 예를 보여준다. 각 노드는 단일 홉 이웃 중 하나와 함께 송신자-수신자 쌍을 형성하고, 송신자는 다중 슈퍼 프레임 당 특정 수의 데이터 패킷을 수신자에게 전송하며, 여기에 전용 GTS가 CFP에 할당된다. CAP의 높은 경합 또는 CFP의 공간 부족으로 인해 필요한 모든 GTS를 할당할 수 없는 경우 노드는 현재 다중 슈퍼 프레임에서 전송할 수 없는 데이터 패킷을 삭제한다. 다양한 트래픽에 대한 TaCFPext의 적응성을 확인하기 위해 정적 및 동적 트래픽 시나리오의 두 가지 트래픽 시나리오가 고려되었다. 정적 트래픽 시나리오에서 송신자는 모든 다중 슈퍼 프레임에서 동일한 수의 패킷(즉, 7 개 패킷)을 전송한다. 반면에 동적 트래픽 시나리오에서 네트워크의 노드는 두 그룹으로 나뉘며 각 그룹은 동일한 수의 노드로 구성된다. 동일한 그룹에 속한 노드는 8 개의 비콘 간격으로 동일한 패턴의 동적 트래픽을 생성한다. 한 그룹의 노드는 3차 및 4차 비콘 간격에서 다중 슈퍼 프레임 당 21 개의 패킷을 전송하고(즉, 높은 트래픽), 나머지 비콘 간격에서는 다중 슈퍼 프레임 당 하나의 패킷만 전송한다(즉, 낮은 트래픽). 한편 다른 그룹의 노드는 일곱 번째 및 여덟 번째 비콘 간격에서 높은 트래픽을 생성한다. 동적 트래픽 시나리오에 대한 이 구성은 다양한 트래픽 부하 환경에서 GTS 할당 및 노드 할당 해제의 동작 패턴을 추적하는 방법이다. TaCFPext의 성능은 할당된 GTS 수, 패킷 드롭 비율, GTS 할당 지연, 평균 지연, 총 처리량 및 공정성 지수 측면에서 기존 DSME의 성능과 비교되었다. 기존 DSME의 경우 CAP reduction 옵션이 활성화되거나 되지 않는 DSME 네트워크 환경을 모두 고려했다. TaCFPext와 기존 DSME에서 모든 노드는 SO, MO, BO가 각각 3, 5, 6으로 설정된 동일한 DSME 멀티 슈퍼 프레임 구조를 유지한다고 가정했다. 시뮬레이션은 100 번 반복되었다. 자세한 시뮬레이션 매개 변수는 이하 표 1에 나열되어 있다.In the simulation, network instances consisting of 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, and 200 nodes, respectively, were considered. In each instance, nodes are randomly placed in a 15 X 15 m 2 area and the transmission range is 10 m. 11 shows an example of a network deployment with 40 nodes. Each node forms a sender-receiver pair with one of its single-hop neighbors, and the sender transmits a specified number of data packets per multiple superframe to the receiver, to which a dedicated GTS is assigned to the CFP. If all required GTSs cannot be allocated due to high contention in CAPs or lack of space in CFPs, nodes drop data packets that cannot be transmitted in the current multi-superframe. Two traffic scenarios, static and dynamic traffic scenarios, were considered to check the adaptability of TaCFPext to various traffic. In a static traffic scenario, the sender sends the same number of packets (i.e. 7 packets) in every multi-super frame. On the other hand, in the dynamic traffic scenario, the nodes in the network are divided into two groups, each group consisting of the same number of nodes. Nodes belonging to the same group generate the same pattern of dynamic traffic at 8 beacon intervals. Nodes in a group transmit 21 packets per multiple superframes in the 3rd and 4th beacon intervals (i.e. high traffic), and only transmit 1 packet per multiple superframes in the remaining beacon intervals (i.e. low traffic). . Meanwhile, nodes in the other group generate high traffic in the seventh and eighth beacon intervals. This configuration for dynamic traffic scenarios is a way to track the behavioral patterns of GTS assignment and node deassignment under various traffic load environments. The performance of TaCFPext was compared with that of conventional DSMEs in terms of number of GTS allocated, packet drop rate, GTS allocation delay, average delay, total throughput and fairness index. In the case of existing DSMEs, both DSME network environments with or without the CAP reduction option were considered. In TaCFPext and conventional DSME, it is assumed that all nodes maintain the same DSME multi-superframe structure with SO, MO, and BO set to 3, 5, and 6, respectively. The simulation was repeated 100 times. Detailed simulation parameters are listed in Table 1 below.

ParametersParameters ValuesValues PHYPHY IEEE 802.15.4IEEE 802.15.4 ModulationModulation O-QPSK (4bits/symbol)O-QPSK (4bits/symbol) Bit rateBit rate 250 kbps250 kbps Number of channelsNumber of channels 1616 SO, MO, BOSO, MO, BO 3, 5, 63, 5, 6 AIFSAIFS 12 symbols12 symbols LIFSLIFS 40 symbols40 symbols aUnitBackoffPeriodaUnitBackoffPeriod 20 symbols20 symbols aBaseSlotDurationaBaseSlotDuration 60 symbols60 symbols PHY headerPHY header 6 bytes6 bytes MAC headerMAC header 10 bytes10 bytes Payload sizePayload size 127 bytes127 bytes ACK sizeACK size 11 bytes11 bytes Multi-superframe durationMulti-superframe duration 491.52 ms491.52ms Slot lengthSlot length 7.96 ms7.96ms Superframe durationSuperframe duration 112.88 ms112.88ms

도 12는 100 개의 노드(즉, 50 개의 송신자-수신자 쌍)가 있는 정적 트래픽 시나리오에서 시간에 따른 할당된 GTS 수의 변화를 보여준다. 도 12의 위쪽 및 아래쪽 그림은 총 시뮬레이션 시간(즉, 60 초) 동안과 시뮬레이션 시작부터 5 초까지 할당된 GTS 수를 각각 보여준다. 하나의 슬롯에서 하나의 패킷이 전송되기 때문에 네트워크의 각 노드는 하나의 멀티 슈퍼 프레임에서 7 개의 패킷을 전송하기 위해 7 개의 GTS를 할당해야 한다. 따라서 50 개의 노드 쌍에 대한 전체 트래픽 부하를 수용하기 위해 하나의 다중 슈퍼 프레임에 350 개의 GTS를 할당해야 한다. 일반적으로 도 12에서는 할당된 GTS 수가 증가한 다음 특정 값을 유지한다. 할당된 GTS의 수가 일정하게 유지되는 간격을 고려할 때 TaCFPext 및 CAP reduction 수행 DSME(즉, 350)에 할당된 GTS의 수는 기존 DSME(즉, 323)보다 많다. TaCFPext 및 CAP reduction 수행 DSME는 각각 extCFP 및 CAP reduction 옵션을 통해 많은 수의 GTS를 할당할 수 있는 충분한 공간을 보유할 수 있으며, 기존 DSME는 TaCFPext 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 상대적으로 제한된 CFP 길이를 유지한다. 따라서 기존 DSME에서는 일부 노드가 GTS를 할당하지 못하고 할당된 GTS 수가 350 개에 이르지 못한다. 한편 아래 그림에서는 TaCFPext 및 기존 DSME에 할당된 GTS 수가 CAP reduction 수행 DSME에 비해 급격히 증가한다. TaCFPext 및 기존의 DSME에서 노드는 다중 슈퍼 프레임의 모든 슈퍼 프레임에 CAP가 포함되어 있기 때문에 모든 슈퍼 프레임에서 GTS를 할당하려고 한다. 그러나 CAP reduction 수행 DSME에서는 멀티 슈퍼 프레임의 첫 번째 슈퍼 프레임에만 CAP가 포함되기 때문에 노드가 첫 번째 슈퍼 프레임에서만 GTS 할당을 시도할 수 있다. 따라서 CAP reduction 수행 DSME에 할당된 GTS의 수는 멀티 슈퍼 프레임의 첫 번째 슈퍼 프레임에서만 증가한다.Figure 12 shows the change in the number of assigned GTSs over time in a static traffic scenario with 100 nodes (i.e., 50 sender-receiver pairs). The upper and lower figures of FIG. 12 show the number of GTSs assigned during the total simulation time (i.e., 60 seconds) and from the start of the simulation to 5 seconds, respectively. Since one packet is transmitted in one slot, each node in the network must allocate 7 GTSs to transmit 7 packets in one multi-superframe. Therefore, 350 GTSs must be allocated in one multi-superframe to accommodate the entire traffic load for 50 node pairs. Generally, in FIG. 12, the number of assigned GTSs increases and then maintains a specific value. Considering the interval in which the number of allocated GTSs is kept constant, the number of GTSs allocated to TaCFPext and CAP reduction performing DSMEs (ie, 350) is greater than that of existing DSMEs (ie, 323). DSMEs performing TaCFPext and CAP reduction can have enough space to allocate a large number of GTSs through extCFP and CAP reduction options, respectively, and existing DSMEs maintain a relatively limited CFP length compared to DSMEs performing TaCFPext and CAP reduction do. Therefore, in the existing DSME, some nodes cannot allocate GTSs and the number of allocated GTSs does not reach 350. Meanwhile, in the figure below, the number of GTSs allocated to TaCFPext and existing DSMEs increases rapidly compared to DSMEs performing CAP reduction. In TaCFPext and traditional DSME, nodes try to allocate a GTS in every superframe because every superframe in multiple superframes contains a CAP. However, in the CAP reduction DSME, since the CAP is included only in the first superframe of multi-superframes, the node can attempt GTS allocation only in the first superframe. Therefore, the number of GTSs allocated to the CAP reduction DSME increases only in the first super frame of the multi-super frame.

도 13은 다양한 노드 수에 대한 정적 트래픽 시나리오에서 패킷 드롭 비율을 보여준다. 시뮬레이션에서 노드가 다중 슈퍼 프레임에서 필요한 GTS를 할당하지 못하면 현재 다중 슈퍼 프레임에서 전송할 수 없는 패킷을 드롭한다. 그림에서 노드 수가 증가할수록 패킷 드롭 비율이 증가한다. 이는 노드 수가 증가함에 따라 CAP의 높은 경합으로 인해 노드가 GTS 할당에 실패할 가능성이 더 높기 때문이다. 또한 일부 노드는 CFP의 공간 부족으로 인해 GTS 할당에 실패할 수 있으며 이는 또한 패킷 드롭 비율을 증가시킨다. 전반적으로 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME보다 패킷 드롭 비율이 더 작다. TaCFPext에서 다중 슈퍼 프레임의 모든 슈퍼 프레임에는 CAP가 포함되어 있어 노드가 높은 경합에서 GTS를 할당할 수 있는 더 많은 기회를 가질 수 있다. 또한 필요한 GTS 수가 증가하더라도 CAP를 extCFP로 변경하여 GTS 할당을 위한 충분한 공간을 제공한다. 그러나 기존 DSME에서는 노드 수가 60 개를 초과하면 CFP 공간 부족으로 패킷 드롭률이 급격히 증가한다. CAP reduction 수행 DSME에서 멀티 슈퍼 프레임은 멀티 슈퍼 프레임에 충분한 CFP 공간이 있음에도 불구하고 하나의 CAP만 포함한다. 따라서 CAP reduction 수행 DSME는 노드 수가 증가하면 CAP 길이가 제한된다.Figure 13 shows packet drop rates in static traffic scenarios for various node counts. In the simulation, if a node fails to allocate the required GTS in multiple superframes, it drops packets that cannot be transmitted in the current multiple superframes. In the figure, as the number of nodes increases, the packet drop rate increases. This is because as the number of nodes increases, it is more likely that a node fails to allocate a GTS due to high contention in the CAP. Additionally, some nodes may fail to allocate GTS due to lack of space in CFP, which also increases the packet drop rate. Overall, TaCFPext has a smaller packet drop rate than conventional DSMEs and DSMEs with CAP reduction. In TaCFPext, every superframe in multi-superframes contains a CAP so that nodes have more opportunities to allocate GTS in high contention. It also changes the CAP to extCFP to provide sufficient space for GTS allocation even if the number of GTS required increases. However, in conventional DSMEs, when the number of nodes exceeds 60, the packet drop rate increases rapidly due to lack of CFP space. Performing CAP reduction In DSME, multi-superframes contain only one CAP even though there is sufficient CFP space in the multi-superframes. Therefore, in DSMEs that perform CAP reduction, the CAP length is limited when the number of nodes increases.

도 14는 정적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 총 처리량을 보여준다. 도 14에서 노드 수가 증가하면 네트워크에 주입되는 트래픽 양이 증가하여 총 처리량이 증가한다. 노드 수가 60 개를 초과하면 패킷 드롭률의 차이로 인해 TaCFPext, 기존의 DSME, CAP reduction 수행 DSME의 총 처리량이 차이를 만들기 시작한다(도 13의 결과 참조). 시뮬레이션에서 노드 수가 60 개에서 200 개까지 다양 할 때 노드가 전송하는 평균 패킷 수는 TaCFPext에서 853.23에서 789.25로, 기존의 DSME에서 850.40에서 599.30으로, CAP reduction 수행 DSME에서 847.7에서 681.26으로 감소했다. 따라서 TaCFPext는 노드가 평균적으로 더 많은 수의 패킷을 전송하기 때문에 다른 경우보다 더 높은 총 처리량을 나타낸다. 양적으로, 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 각각 16.20% 및 6.03% 더 높은 총 처리량을 달성한다.Figure 14 shows the total throughput for various node numbers in static traffic scenarios. In FIG. 14, as the number of nodes increases, the amount of traffic injected into the network increases and thus the total throughput increases. When the number of nodes exceeds 60, the total throughput of TaCFPext, the existing DSME, and the DSME performing CAP reduction starts to make a difference due to the difference in packet drop rate (see the result of FIG. 13). In our simulations, when the number of nodes varied from 60 to 200, the average number of packets transmitted by the nodes decreased from 853.23 to 789.25 in TaCFPext, from 850.40 to 599.30 in conventional DSME, and from 847.7 to 681.26 in DSME performing CAP reduction. Thus, TaCFPext exhibits a higher total throughput than the other cases because the node transmits a larger number of packets on average. Quantitatively, it achieves 16.20% and 6.03% higher total throughput, respectively, compared to conventional DSMEs and DSMEs implementing CAP reduction.

도 15는 정적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 GTS 할당 지연을 보여준다. 시뮬레이션에서 GTS 할당 지연은 노드가 시뮬레이션 시작부터 필요한 GTS에 대한 할당을 완료하는 데 걸리는 평균 시간을 나타낸다. 전반적으로 GTS 할당 지연은 노드 수가 증가함에 따라 CAP의 높은 경합으로 인해 증가한다. 그림에서 TaCFPext 및 기존 DSME는 CAP reduction 수행 DSME보다 훨씬 짧은 GTS 할당 지연을 나타낸다. 이는 TaCFPext 및 기존 DSME에서 하나의 다중 슈퍼 프레임에 여러 CAP가 존재하는 반면, CAP reduction 수행 DSME에서는 하나의 다중 슈퍼 프레임에 하나의 CAP만 포함되기 때문이다. 한편, 기존 DSME에 비해 TaCFPext는 노드 수가 80 개인 지점에서 약간 더 긴 GTS 할당 지연을 보인다. 노드 수가 60 개를 초과하면 기존 DSME의 일부 노드는 공간 부족으로 GTS 할당에 실패한다. 반면, TaCFPext에서는 이 경우 멀티 슈퍼 프레임의 CAP가 extCFP로 변경되어 노드가 extGTS를 할당할 수 있다. 그림에서 extGTS의 이러한 추가 할당으로 인해 TaCFPext는 기존 DSME에 비해 약간 더 긴 GTS 할당 지연을 나타낸다.Figure 15 shows the GTS allocation delay for various node numbers in static traffic scenarios. The GTS allocation delay in the simulation represents the average time it takes for a node to complete an allocation for the required GTS from the start of the simulation. Overall, the GTS allocation delay increases due to the high contention of CAPs as the number of nodes increases. In the figure, TaCFPext and conventional DSMEs show significantly shorter GTS allocation delays than DSMEs performing CAP reduction. This is because multiple CAPs exist in one multi-super frame in TaCFPext and existing DSMEs, whereas only one CAP is included in one multi-super frame in CAP reduction DSME. On the other hand, compared to conventional DSME, TaCFPext shows slightly longer GTS allocation delay at the point where the number of nodes is 80. When the number of nodes exceeds 60, some nodes in the existing DSME fail to allocate GTS due to lack of space. On the other hand, in TaCFPext, in this case, the CAP of the multi-super frame is changed to extCFP so that the node can allocate extGTS. In the figure, due to this additional allocation of extGTS, TaCFPext exhibits a slightly longer GTS allocation delay compared to conventional DSME.

도 16은 정적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 평균 지연을 보여준다. 시뮬레이션에서 평균 지연은 노드가 패킷을 전송하는 데 걸리는 평균 시간을 나타낸다. 전반적으로 TaCFPext의 평균 지연은 CAP reduction 수행 DSME 및 기존 DSME의 지연 시간보다 짧다. CFP의 공간이, 필요한 GTS를 할당하기에 충분하지 않은 경우 TaCFPext는 노드가 CAP를 extCFP로 변경할 수 있도록 한다. 그러나 기존 DSME에서는 노드 수가 60 개를 초과하면 CFP 공간 부족으로 인해 일부 노드가 필요한 GTS를 할당하지 못하고 멀티 슈퍼 프레임 내에서 전송되는 평균 패킷 수가 감소한다. 따라서 각 노드가 하나의 패킷을 전송하는 평균 시간이 급격히 증가한다. 한편, 도 15의 결과에서 TaCFPext에서는 노드가 GTS를 할당하고 CAP reduction 수행 DSME의 노드보다 먼저 패킷을 전송한다. 정량적으로 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 평균 지연 시간이 각각 10.44% 및 3.89% 단축되었다.Figure 16 shows the average delay for various node counts in a static traffic scenario. The average delay in the simulation represents the average time it takes a node to transmit a packet. Overall, the average delay of TaCFPext is shorter than that of DSMEs with CAP reduction and existing DSMEs. TaCFPext allows the node to change the CAP to extCFP if the space in the CFP is not sufficient to allocate the required GTS. However, in the existing DSME, when the number of nodes exceeds 60, some nodes cannot allocate the required GTS due to lack of CFP space, and the average number of packets transmitted within the multi-super frame decreases. Therefore, the average time for each node to transmit one packet increases rapidly. Meanwhile, in the result of FIG. 15, in TaCFPext, a node allocates a GTS and transmits a packet before a node of a DSME performing CAP reduction. Quantitatively, TaCFPext reduced average latency by 10.44% and 3.89%, respectively, compared to conventional DSME and DSME with CAP reduction.

도 17은 정적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 공정성 지수를 보여준다. 공정성 지수 (F)는 다음과 같이 계산할 수 있다.17 shows fairness indices for various node numbers in static traffic scenarios. The fairness index (F) can be calculated as follows.

Figure 112021059991550-pat00018
Figure 112021059991550-pat00018

여기서 n은 송신자 노드 수, i는 송신자의 노드 ID, xi는 공정성 매개 변수로 각 송신자 노드가 전송하는 패킷 수를 의미한다. 시뮬레이션에서 노드는 다중 슈퍼 프레임 동안 할당하지 못한 GTS 수만큼 데이터 패킷을 드롭한다. 따라서, 수학식 4에서, 공정성 지수는 각 송신자 노드가 GTS를 성공적으로 할당했는지 여부에 따라 다르다. 그림에서 공정성 지수는 노드 수가 증가할수록 감소한다. TaCFPext와 CAP reduction 수행 DSME는 높은 수준의 공정성 지수를 유지하는데, 이는 노드 수가 100 개 이상일 때부터 점차적으로 감소한다. 반면에 노드 수가 60 개일 경우 기존 DSME의 공정성 지수는 급격히 감소한다. CFP에 공간이 부족하기 때문이다. 한편, 노드 수가 100 개 이상일 경우 TaCFPext의 공정성 지수는 CAP reduction 수행 DSME보다 약간 더 크다. TaCFPext의 다중 슈퍼 프레임에서는 CAP reduction 수행 DSME의 다중 슈퍼 프레임보다 더 많은 CAP를 사용할 수 있다. 따라서 TaCFPext에서는 하나의 멀티 슈퍼 프레임 동안 GTS 할당에 성공한 노드의 수가 CAP reduction 수행 DSME보다 많아서 노드 간 전송되는 패킷 수의 차이가 작아진다.Here, n is the number of sender nodes, i is the sender's node ID, and x i is a fairness parameter and means the number of packets transmitted by each sender node. In the simulation, the node drops data packets as many as the number of unallocated GTSs during multiple superframes. Therefore, in Equation 4, the fairness index differs depending on whether each sender node has successfully allocated a GTS. In the figure, the fairness index decreases as the number of nodes increases. Performing TaCFPext and CAP reduction DSME maintains a high level of fairness index, which gradually decreases when the number of nodes exceeds 100. On the other hand, when the number of nodes is 60, the fairness index of the existing DSME rapidly decreases. This is because CFP is running out of space. On the other hand, when the number of nodes is 100 or more, the fairness index of TaCFPext is slightly larger than DSME performing CAP reduction. TaCFPext multi-superframes can use more CAPs than DSME multi-superframes with CAP reduction. Therefore, in TaCFPext, the number of nodes that successfully allocate GTS during one multi-superframe is greater than that of DSME performing CAP reduction, so the difference in the number of packets transmitted between nodes becomes smaller.

도 18은 100 개의 노드가 있는 동적 트래픽 시나리오에서 시간에 따른 할당된 GTS의 수를 보여준다. 도 18의 상단, 중간 및 하단 수치는 각각 TaCFPext, 기존의 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에서 할당된 GTS 수의 변화를 보여준다. 동적 트래픽 시나리오에서 노드는 속한 그룹에 따라 높고 낮은 트래픽 부하를 번갈아 생성하므로 높은 트래픽 부하에서는 할당된 GTS 수가 증가하고 낮은 트래픽 부하에서는 할당된 GTS 수가 증가하고 감소한다. TaCFPext(즉, 위쪽 그림)의 경우 할당된 GTS 수가 증가하고 다시 감소하는 간격이 두 그룹 간에 거의 겹치지 않는다. 반면, 기존 DSME와 CAP reduction 수행 DSME의 경우(즉, 중간 및 하단 수치) 이러한 간격이 많이 겹친다. TaCFPext와 다른 경우의 이러한 차이는 extGTS 할당 해제 및 GTS 할당 해제의 동작상의 차이로 인해 발생한다. extGTS는 3 개의 다중 슈퍼 프레임 동안 사용되지 않으면 할당 해제되고 GTS는 7 개의 다중 슈퍼 프레임 동안 사용되지 않으면 할당 해제된다. 따라서 TaCFPext의 노드는 다른 경우의 노드보다 먼저 불필요한 GTS를 할당 해제할 수 있다. 결과적으로, TaCFPext는 불필요한 GTS를 더 일찍 할당 해제함으로써 CFP에서 더 큰 공간을 확보하며, 이는 다음 높은 트래픽 부하에 필요하다. 반면 기존 DSME에서는 한 그룹에 할당된 GTS 수가 증가한 후 높은 트래픽 부하에서 일정 수로 유지된다. 이는 CFP의 공간 부족으로 인해 노드가 더 이상 GTS를 할당하지 않기 때문입니다. 그런 다음 다른 그룹에 속한 노드가 불필요한 GTS를 할당 해제함에 따라 할당된 GTS의 수가 다시 증가한다. CAP reduction 수행 DSME에서 할당된 GTS 수는 높은 트래픽 부하에서 TaCFPext보다 적게 증가한다. CAP reduction 수행 DSME의 멀티 슈퍼 프레임에는 하나의 CAP가 포함되고 TaCFPext의 멀티 슈퍼 프레임에는 여러 개의 CAP가 포함된다. 따라서 높은 트래픽 부하에서 CAP reduction 수행 DSME의 노드는 GTS 할당에 실패할 때 TaCFPext의 노드보다 더 많은 시간을 대기한다.Figure 18 shows the number of assigned GTSs over time in a dynamic traffic scenario with 100 nodes. The top, middle, and bottom figures of FIG. 18 show changes in the number of GTSs allocated in TaCFPext, existing DSMEs, and CAP reduction DSMEs, respectively. In a dynamic traffic scenario, nodes alternately generate high and low traffic loads depending on the group they belong to, so that the number of assigned GTSs increases at high traffic loads and increases and decreases at low traffic loads. For TaCFPext (i.e., upper figure), the interval between increasing and decreasing the number of assigned GTSs barely overlaps between the two groups. On the other hand, for conventional DSMEs and DSMEs implementing CAP reduction (i.e., middle and lower figures), these gaps overlap a lot. This difference between TaCFPext and other cases is caused by a difference in behavior between extGTS deallocation and GTS deallocation. extGTS is deallocated if not used for 3 multi-superframes and GTS is deallocated if not used for 7 multi-superframes. Therefore, nodes in TaCFPext can deallocate unnecessary GTSs before nodes in other cases. As a result, TaCFPext frees up more space in the CFP by de-allocating unnecessary GTS earlier, which is needed for the next higher traffic load. On the other hand, in the existing DSME, the number of GTSs assigned to a group increases and then is maintained at a constant number under high traffic load. This is because nodes no longer allocate GTS due to lack of space in CFP. Then, as nodes belonging to other groups deallocate unnecessary GTSs, the number of allocated GTSs increases again. Performing CAP reduction The number of allocated GTSs in the DSME increases by less than TaCFPext at high traffic loads. Performing CAP reduction DSME's multi-superframes contain one CAP, and TaCFPext's multi-superframes contain several CAPs. Therefore, under high traffic load, nodes in DSME performing CAP reduction wait longer than nodes in TaCFPext when GTS allocation fails.

도 19는 동적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 패킷 드롭 비율을 보여준다. 도 19에서 노드 수가 증가할수록 패킷 드롭 비율이 증가한다. 이는 CAP의 높은 경합과 CFP의 공간 부족으로 인해 GTS 할당에 실패한 노드 수가 증가하기 때문이다. 동적 트래픽 시나리오에서 패킷 드롭 비율은 정적 트래픽보다 높다. 이는 하나의 초기 GTS 할당 절차가 필요한 정적 트래픽 시나리오와 달리 동적 트래픽 시나리오의 노드는 트래픽 부하가 변경될 때마다 반복적으로 GTS 할당 및 할당 해제 절차를 수행하기 때문이다. 즉, 동적 트래픽 시나리오에서는 GTS 할당에 실패한 노드가 반복적으로 발생한다. 전반적으로 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 패킷 드롭 비율이 낮다. TaCFPext에서 노드는 트래픽 부하가 높은 경우 CAP를 extCFP로 사용하고 다른 경우의 노드보다 먼저 불필요한 GTS를 할당 해제하여 다음 높은 트래픽 부하를 위해 CFP에서 더 많은 공간을 확보한다. 따라서 TaCFPext는 CFP의 공간 부족으로 인한 GTS 할당 실패를 최소화한다. 반면 기존 DSME에서는 노드 수가 증가할수록 CFP 공간 부족으로 인해 GTS 할당에 실패한 노드 수가 급격히 증가한다. CAP reduction 수행 DSME의 경우 다중 슈퍼 프레임에는 CAP가 하나만 포함된다. 따라서 CFP에서 상대적으로 더 큰 공간을 유지하더라도 CAP 부족으로 인해 GTS 할당에 실패한 노드 수가 TaCFPext보다 더 많다.Figure 19 shows packet drop rates for various node numbers in dynamic traffic scenarios. 19, the packet drop rate increases as the number of nodes increases. This is because the number of nodes failing to allocate GTS increases due to high contention in CAP and lack of space in CFP. In dynamic traffic scenarios, the packet drop rate is higher than in static traffic. This is because, unlike static traffic scenarios that require one initial GTS allocation procedure, nodes in dynamic traffic scenarios repeatedly perform GTS allocation and deallocation procedures whenever the traffic load changes. That is, in dynamic traffic scenarios, nodes that fail to allocate GTS repeatedly occur. Overall, TaCFPext has a lower packet drop rate compared to conventional DSMEs and DSMEs with CAP reduction. In TaCFPext, nodes use CAPs as extCFPs in case of high traffic load and deallocate unnecessary GTS before nodes in other cases to free up more space in CFP for the next high traffic load. Thus, TaCFPext minimizes GTS allocation failures due to lack of space in CFP. On the other hand, in the existing DSME, as the number of nodes increases, the number of nodes that fail to allocate GTS due to lack of CFP space rapidly increases. CAP reduction In case of DSME, multiple superframes contain only one CAP. Therefore, the number of nodes failing to allocate GTS due to lack of CAP is higher than in TaCFPext, even though CFP maintains a relatively larger space.

도 20은 동적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 총 처리량을 보여준다. 도 20에서 노드 수가 증가함에 따라 총 트래픽 부하 양이 증가하여 총 처리량이 증가한다. TaCFPext, 기존의 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME는 노드 수에 관계없이 서로 다른 총 처리량을 보여준다. 이는 동적 트래픽 시나리오에서 노드 수가 적더라도 TaCFPext, 기존의 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME 간에 손실된 패킷 수가 다르기 때문이다. 특히 노드 수가 20 개에서 120 개로 증가하면 각 노드가 전송하는 평균 패킷 수는 TaCFPext에서 388.72에서 265.77로, 기존의 DSME에서 277.42에서 130.74로, CAP reduction 수행 DSME에서 344.20에서 214.27로 감소한다. 결과적으로 TaCFPext는 다른 경우보다 더 큰 총 처리량을 나타낸다. 정량적으로 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 각각 71.03% 및 20.50% 더 높은 총 처리량을 달성한다.Figure 20 shows the total throughput for various node numbers in a dynamic traffic scenario. In FIG. 20, as the number of nodes increases, the total amount of traffic load increases and thus the total throughput increases. TaCFPext, traditional DSME and CAP reduction performed DSMEs show different aggregate throughput regardless of the number of nodes. This is because the number of lost packets is different between TaCFPext, the existing DSME, and the DSME performing CAP reduction, even if the number of nodes is small in a dynamic traffic scenario. In particular, when the number of nodes increases from 20 to 120, the average number of packets transmitted by each node decreases from 388.72 to 265.77 in TaCFPext, from 277.42 to 130.74 in conventional DSME, and from 344.20 to 214.27 in DSME with CAP reduction. As a result, TaCFPext exhibits a greater total throughput than other cases. Quantitatively, TaCFPext achieves 71.03% and 20.50% higher total throughput compared to conventional DSME and DSME with CAP reduction, respectively.

도 21은 동적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 GTS 할당 지연을 보여준다. 동적 트래픽 시나리오에서 GTS 할당 지연은 노드가 GTS 할당에 대한 요구가 발생하는 지점(즉, 시뮬레이션 시작 및 낮은 트래픽 부하에서 높은 트래픽 부하로 변경되는 지점)에서 필요한 GTS에 대한 할당을 완료하는 데 걸리는 평균 시간을 나타낸다. 도 21에서 CAP의 높은 경합으로 인해 노드 수가 증가함에 따라 GTS 할당 지연이 증가한다. 전반적으로 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME보다 GTS 할당 지연이 더 낮다. TaCFPext에서 노드는 다른 경우의 노드보다 먼저 GTS 할당을 해제하기 시작한다. 이 경우 한 그룹에 속한 노드는 다른 그룹에 속한 노드가 GTS 할당을 시작하기 전에 GTS 할당 해제를 완료한다. 그러나 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에서는 한 그룹에 속한 노드가 GTS를 할당하기 전에 다른 그룹에 속한 노드가 GTS 할당 해제를 완료하지 못할 수 있다. 이 경우 두 그룹의 노드는 GTS 할당과 할당 해제를 동시에 시도한다. 따라서 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 CAP의 경합이 적기 때문에 GTS 할당 지연이 더 짧다. 한편 기존 DSME는 다른 경우보다 GTS 할당 지연이 더 길다. 기존 DSME에서는 CFP의 공간 부족으로 인해 한 그룹에 속한 노드가 다른 그룹에 속한 노드가 GTS 할당 해제를 완료할 때까지 GTS를 할당할 수 없다. 따라서 기존 DSME에서는 노드가 GTS 할당 해제를 기다리는 시간으로 인해 GTS 할당 지연이 크게 증가한다. CAP reduction 수행 DSME는 노드가 GTS 할당이 다시 연결되기를 기다리는 시간으로 인해 TaCFPext보다 GTS 할당 지연이 더 길다. CAP reduction 수행 DSME에서 멀티 슈퍼 프레임은 하나의 CAP만 포함하므로 노드가 CAP의 충돌로 인해 GTS 할당에 실패하면(TaCFPext를 사용하는 노드에 비해) 노드가 GTS 할당을 재시도하는 데 더 오래 대기할 가능성이 높다.Figure 21 shows the GTS allocation delay for various node numbers in dynamic traffic scenarios. In dynamic traffic scenarios, the GTS allocation delay is the average time it takes for a node to complete its allocation for the required GTS from the point where the demand for GTS allocation occurs (i.e., at the start of the simulation and the change from low traffic load to high traffic load). indicates In FIG. 21, the GTS allocation delay increases as the number of nodes increases due to high CAP contention. Overall, TaCFPext has lower GTS allocation delay than conventional DSMEs and DSMEs with CAP reduction. In TaCFPext, nodes start de-allocating GTS before nodes in other cases. In this case, nodes belonging to one group complete GTS allocation before nodes belonging to the other group start to allocate GTS. However, in the existing DSME and DSME performing CAP reduction, nodes belonging to one group may not complete GTS allocation before nodes belonging to another group allocate GTS. In this case, the nodes in both groups try to allocate and deallocate the GTS simultaneously. Therefore, TaCFPext has a shorter GTS allocation delay due to less CAP contention compared to the existing DSME and DSME implementing CAP reduction. On the other hand, existing DSMEs have longer GTS allocation delays than in other cases. In the existing DSME, due to lack of CFP space, a node belonging to one group cannot allocate a GTS until a node belonging to another group completes the GTS deallocation. Therefore, in the existing DSME, the GTS allocation delay greatly increases due to the time the node waits for the GTS allocation release. CAP reduction DSMEs have longer GTS allocation delays than TaCFPext due to the amount of time nodes wait for GTS allocations to reconnect. Performing CAP reduction In DSME, multi-superframes contain only one CAP, so if a node fails a GTS allocation due to a conflicting CAP (compared to a node using TaCFPext), the node is likely to wait longer to retry the GTS allocation. is high

도 22는 동적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 평균 지연을 보여준다. 도 22에서 노드 수가 증가할수록 드롭되는 패킷 수가 증가하여 평균 지연이 증가한다. 정적 트래픽 시나리오(도 16 참조)의 결과와 달리 GTS 할당 및 할당 해제의 동작상의 차이로 인해 필요한 GTS 할당이 발생합니다. 전반적으로 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 평균 지연이 더 짧다. 도 19의 결과에서 TaCFPext를 사용하는 노드는 다른 경우의 노드보다 먼저 GTS를 할당하고 데이터 패킷을 전송한다. 또한 도 19의 결과에서 TaCFPext는 다른 경우에 비해 패킷 드롭 비율이 낮음이 확인된다. 따라서 TaCFPext는 다른 경우에 비해 각 노드가 하나의 패킷을 전송하는 데 걸리는 평균 시간을 더 짧게 유지한다. 정량적으로 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 평균 지연 시간이 각각 41.61% 및 16.85% 단축되었다.Figure 22 shows the average delay for various node numbers in dynamic traffic scenarios. In FIG. 22, as the number of nodes increases, the number of dropped packets increases, so the average delay increases. Contrary to the results of the static traffic scenario (see Figure 16), the difference in the behavior of GTS allocation and deallocation results in the required GTS allocation. Overall, TaCFPext has shorter average delays compared to conventional DSMEs and DSMEs with CAP reduction. In the result of FIG. 19, nodes using TaCFPext allocate GTS and transmit data packets before nodes in other cases. Also, from the result of FIG. 19 , it is confirmed that TaCFPext has a lower packet drop rate than other cases. Thus, TaCFPext keeps the average time each node takes to transmit one packet shorter than in other cases. Quantitatively, TaCFPext reduced average latency by 41.61% and 16.85%, respectively, compared to conventional DSME and DSME with CAP reduction.

도 23은 동적 트래픽 시나리오에서 다양한 노드 수에 대한 공정성 지수를 보여준다. 동적 트래픽 시나리오에서는 높은 트래픽 부하가 발생할 때마다 CFP의 공간 부족으로 인해 GTS를 할당하지 못하는 노드 수가 증가한다. 따라서, 노드 수에 관계없이 동적 트래픽 시나리오의 공정성 지수는 정적 트래픽 시나리오보다 작다. 그림에서 전체적으로 TaCFPext는 다른 경우보다 공정성 지수가 더 높다. 도 18과 19를 참조하면, TaCFPext는 높은 트래픽 부하에서도 할당된 GTS 수를 높은 수준으로 유지하고, 노드 수가 증가함에 따라 낮은 수준의 패킷 드롭 비율을 유지함을 알 수 있다. 즉, TaCFPext에서는 트래픽 부하가 높을 때 CFP 공간 부족으로 GTS 할당에 실패한 노드 수가 다른 경우보다 적어 결과적으로 노드 간 전송 패킷 수 차이가 다른 경우보다 작다. 그러나 기존 DSME에서는 노드 수가 증가함에 따라 트래픽 부하가 높을 때 CFP 공간 부족으로 GTS 할당에 실패한 노드 수가 증가한다. 또한 CAP reduction 수행 DSME에서는 멀티 슈퍼 프레임에 CAP가 하나만 포함되어 있기 때문에 CAP의 높은 경합으로 인해 노드가 GTS 할당에 쉽게 실패한다. 정량적으로 TaCFPext는 기존 DSME 및 CAP reduction 수행 DSME에 비해 각각 25.60% 및 8.96% 높은 공정성 지수를 달성했다.23 shows fairness indices for various node numbers in dynamic traffic scenarios. In a dynamic traffic scenario, whenever a high traffic load occurs, the number of nodes unable to allocate a GTS increases due to lack of space in the CFP. Therefore, the fairness index of the dynamic traffic scenario is smaller than that of the static traffic scenario regardless of the number of nodes. Overall in the figure, TaCFPext has a higher fairness index than the other cases. Referring to FIGS. 18 and 19 , it can be seen that TaCFPext maintains the number of assigned GTSs at a high level even under high traffic load, and maintains a low level of packet drop ratio as the number of nodes increases. That is, in TaCFPext, when the traffic load is high, the number of nodes that fail to allocate GTS due to lack of CFP space is smaller than in other cases, and as a result, the difference in the number of transmitted packets between nodes is smaller than in other cases. However, in conventional DSMEs, as the number of nodes increases, the number of nodes that fail to allocate GTS due to lack of CFP space when the traffic load is high increases. Also, in the CAP reduction DSME, since only one CAP is included in a multi-superframe, nodes easily fail in GTS allocation due to high CAP contention. Quantitatively, TaCFPext achieved 25.60% and 8.96% higher fairness indices, respectively, compared to conventional DSMEs and DSMEs implementing CAP reduction.

한편, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다.Meanwhile, various embodiments described above may be implemented in a recording medium readable by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof.

하드웨어적인 구현에 의하면, 본 개시에서 설명되는 실시 예들은 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛(unit) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. According to the hardware implementation, the embodiments described in this disclosure are application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and field programmable gate arrays (FPGAs). ), processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions.

일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상술한 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.In some cases, the embodiments described herein may be implemented by a processor itself. According to software implementation, embodiments such as procedures and functions described in this specification may be implemented as separate software modules. Each of the software modules described above may perform one or more functions and operations described herein.

한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(100)에서의 처리동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions) 또는 컴퓨터 프로그램은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어 또는 컴퓨터 프로그램은 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 노드/전자 장치에서의 처리 동작을 상술한 특정 기기가 수행하도록 한다.On the other hand, computer instructions or computer programs for performing processing operations in the electronic device 100 according to various embodiments of the present disclosure described above are provided on a non-transitory computer-readable medium can be stored in Computer instructions or computer programs stored in such a non-transitory computer readable medium, when executed by a processor of a specific device, cause the above-described specific device to perform processing operations in the node/electronic device according to various embodiments described above.

비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.A non-transitory computer readable medium is a medium that stores data semi-permanently and is readable by a device, not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, or memory. Specific examples of the non-transitory computer readable media may include CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.Although the preferred embodiments of the present disclosure have been shown and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and is common in the technical field belonging to the present disclosure without departing from the gist of the present disclosure claimed in the claims. Of course, various modifications and implementations are possible by those with knowledge of, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present disclosure.

100: 시스템 100-1, 2, 3, 4, …: 노드100: System 100-1, 2, 3, 4, ... : node

Claims (10)

DSME(Deterministic and Synchronous Multichannel Extension) 네트워크로 구성된 시스템의 슬롯 스케줄링 방법에 있어서,
송신자 노드가, 상기 DSME 네트워크의 다중 슈퍼 프레임에 포함된 적어도 하나의 CAP(Contention Access Period)에 extGTS(extended Guaranteed Time Slot)를 할당하기 위한 요청을 수신자 노드로 전송하는 단계;
상기 수신자 노드가, 상기 요청에 따라 상기 extGTS를 할당하기 위한 상기 CAP의 적어도 하나의 슬롯을 선택하는 단계;
상기 수신자 노드가, 상기 선택된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 응답을 상기 송신자 노드로 전송하는 단계;
상기 송신자 노드가, 상기 선택된 슬롯에 할당된 extGTS에 대한 정보를 포함하는 알림을 브로드캐스팅하는 단계;
상기 송신자 노드에 1-홉 인접한 노드가, 상기 브로드캐스팅된 알림을 기반으로 상기 CAP를 LOP(Listen Only Period)로 지정하는 단계; 및
상기 1-홉 인접한 노드가, 상기 지정된 LOP를 기반으로 상기 1-홉 인접한 노드의 taSAB를 업데이트하는 단계;를 포함하는, 시스템의 슬롯 스케줄링 방법.
In the slot scheduling method of a system composed of a Deterministic and Synchronous Multichannel Extension (DSME) network,
Transmitting, by the sender node, a request for allocating an extended guaranteed time slot (extGTS) to at least one contention access period (CAP) included in multiple superframes of the DSME network to a receiver node;
selecting, by the recipient node, at least one slot of the CAP for allocating the extGTS according to the request;
transmitting, by the receiver node, a response including information on the selected slot to the sender node;
broadcasting, by the sender node, a notification including information about the extGTS allocated to the selected slot;
designating, by a node one-hop adjacent to the sender node, the CAP as a Listen Only Period (LOP) based on the broadcasted announcement; and
Updating, by the 1-hop neighboring node, taSAB of the 1-hop neighboring node based on the designated LOP;
제1항에 있어서,
상기 요청을 전송하는 단계는,
상기 송신자 노드가, 필요한 extGTS의 수, 슈퍼 프레임, 슬롯, 및 CAP의 taSAB(traffic-adaptive Slot Allocation Bitmap) 서브 블록에 대한 정보를 포함하는 상기 요청을 상기 수신자 노드로 전송하고,
상기 taSAB 서브 블록은,
상기 CAP가 포함된 슈퍼 프레임 내의 채널 오프셋 및 슬롯에 대한 extGTS 할당 정보를 행렬 형태로 포함하는, 시스템의 슬롯 스케줄링 방법.
According to claim 1,
Sending the request,
The sender node transmits the request including information on the number of extGTS required, a super frame, a slot, and a traffic-adaptive slot allocation bitmap (taSAB) subblock of the CAP to the receiver node;
The taSAB subblock,
The method of scheduling slots in a system comprising extGTS allocation information for channel offsets and slots in a super frame including the CAP in the form of a matrix.
제2항에 있어서,
상기 슬롯을 선택하는 단계는,
상기 수신자 노드가, 상기 요청에 포함된 taSAB 서브 블록을 상기 CAP에 대한 상기 수신자 노드의 taSAB 서브블록과 비교하여, 상기 요청에 포함된 슬롯의 사용 가능성을 식별하고,
상기 요청에 포함된 슬롯이 사용 가능하지 않은 것으로 식별되면, 상기 요청에 포함된 슬롯과 다른 적어도 하나의 사용 가능한 슬롯을 선택하는, 시스템의 슬롯 스케줄링 방법.
According to claim 2,
The step of selecting the slot is,
the recipient node compares a taSAB subblock included in the request with a taSAB subblock of the recipient node for the CAP to identify availability of a slot included in the request;
and if the slot included in the request is identified as unavailable, selecting at least one available slot different from the slot included in the request.
제1항에 있어서,
상기 시스템의 슬롯 스케줄링 방법은,
상기 송신자 노드가, 상기 수신자 노드로부터 수신된 응답을 기반으로 상기 송신자 노드의 taSAB 및 taACT(traffic-adaptive Allocation Counter Table)를 업데이트하는 단계;를 더 포함하고,
상기 taACT는,
할당된 extGTS와 관련된 슈퍼 프레임 ID, 슬롯 ID, 및 채널 오프셋에 대한 정보를 포함하고,
상기 알림을 브로드캐스팅하는 단계는,
상기 업데이트된 taSAB 및 taACT와 관련된 상기 알림을 브로드캐스팅하는, 시스템의 슬롯 스케줄링 방법.
According to claim 1,
The slot scheduling method of the system,
Further comprising, by the sender node, updating taSAB and a traffic-adaptive allocation counter table (taACT) of the sender node based on the response received from the receiver node;
The taACT,
Contains information about super frame ID, slot ID, and channel offset related to the allocated extGTS;
Broadcasting the notification,
and broadcasting the notification related to the updated taSAB and taACT.
제1항에 있어서,
상기 extGTS의 채널 주파수(C_ext)는, 이하 공식을 통해 유도되고,
Figure 112021059991550-pat00019
,
Figure 112021059991550-pat00020
Figure 112021059991550-pat00021

상기 HoppingSequenceList_ext[m]은 extGTS에 대한 수정된 호핑 시퀀스의 m 번째 채널 주파수를 나타내고, i는 extCFP의 슬롯 인덱스, j는 BI(Beacon Interval)에서 슈퍼 프레임의 인덱스를 나타내는 SD(Superframe Duration) 인덱스, l은 extCFP 내의 슬롯 수, macChannelOffset은 수신자 노드의 채널 오프셋, macPanCoordinatorBsn은 PAN(Personal Area Network) 코디네이터가 보낸 EB(Enhanced Beacon)의 시퀀스 번호이며, macHoppingSequenceLength는 기존 호핑 시퀀스의 호핑 시퀀스 길이인, 시스템의 슬롯 스케줄링 방법.
According to claim 1,
The channel frequency (C_ext) of the extGTS is derived through the following formula,
Figure 112021059991550-pat00019
,
Figure 112021059991550-pat00020
Figure 112021059991550-pat00021

The HoppingSequenceList_ext[m] represents the m-th channel frequency of the modified hopping sequence for extGTS, i is the slot index of extCFP, j is the SD (Superframe Duration) index representing the superframe index in BI (Beacon Interval), l is the number of slots in extCFP, macChannelOffset is the channel offset of the receiver node, macPanCoordinatorBsn is the sequence number of the Enhanced Beacon (EB) sent by the Personal Area Network (PAN) coordinator, and macHoppingSequenceLength is the hopping sequence length of the existing hopping sequence. method.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 시스템의 슬롯 스케줄링 방법은,
상기 송신자 노드가, ACK 프레임이 수신되지 않을 때마다 taACT에서 유휴 카운터(idle counter)를 일정치만큼 증가시키는 단계; 및
상기 유휴 카운터가 임계치 이상인 경우, 상기 송신자 노드가, 상기 extGTS의 할당을 해제하기 위한 요청을 상기 수신자 노드로 전송하는 단계;를 더 포함하는, 시스템의 슬롯 스케줄링 방법.
According to claim 1,
The slot scheduling method of the system,
increasing, by the sender node, an idle counter in taACT by a predetermined value whenever an ACK frame is not received; and
and transmitting, by the sender node, a request to release the allocation of the extGTS to the receiver node when the idle counter is greater than or equal to a threshold value.
제7항에 있어서,
상기 CAP 내에 할당된 상기 extGTS의 할당 해제 조건에 해당하는 상기 유휴 카운터의 제1 임계치는, CFP(Contention Free Period) 내에 할당된 GTS(Guaranteed Time Slot)의 할당 해제 조건에 해당하는 유휴 카운터의 제2 임계치보다 작은, 시스템의 슬롯 스케줄링 방법.
According to claim 7,
The first threshold of the idle counter corresponding to the deallocation condition of the extGTS allocated in the CAP is the second threshold of the idle counter corresponding to the deallocation condition of the GTS (Guaranteed Time Slot) allocated in the CFP (Contention Free Period). A method of scheduling slots in a system that is less than a threshold.
삭제delete 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
전자 장치의 프로세서에 의해 실행되어, 상기 전자 장치로 하여금, 제1항의 슬롯 스케줄링 방법을 수행하도록 하는, 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
In the computer program stored on a computer readable recording medium,
A computer program stored in a computer readable recording medium, which is executed by a processor of an electronic device to cause the electronic device to perform the slot scheduling method of claim 1.
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