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KR102065981B1 - 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법 - Google Patents

어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법 Download PDF

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KR102065981B1
KR102065981B1 KR1020190036338A KR20190036338A KR102065981B1 KR 102065981 B1 KR102065981 B1 KR 102065981B1 KR 1020190036338 A KR1020190036338 A KR 1020190036338A KR 20190036338 A KR20190036338 A KR 20190036338A KR 102065981 B1 KR102065981 B1 KR 102065981B1
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한화시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 초기 마스터 노드와, 복수의 슬레이브 노드를 포함하고, 복수의 슬레이브 노드 각각이 복수의 슬레이브 노드 간 이격 거리를 계산하며, 계산 결과에 따라 적어도 하나의 슬레이브 노드를 마스터 노드로 재설정하는 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법을 제시한다.

Description

어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치 및 그 네트워크 운용 방법{Advanced Dynamic Time Division Multiple Access system and method of operating a network}
본 발명은 시간분할다중접속(Time Division Multiple Access; 이하 'TDMA'라 함)으로부터 발전된 동적 TDMA(Dynamic Time Division Multiple Access; 이하 'DTDMA'라 함)가 진화된 어드밴스드(Advanced) DTDMA 장치 및 그 네트워크 운용 방법에 관한 것이다.
TDMA 방식은 다수의 단말들이 동일한 주파수 대역을 시간으로 분할하여 신호가 중복되지 않도록 통신한다. TDMA 방식은 지상국을 중심으로 복수의 슬레이브 노드가 가입되어 TDMA 네트워크를 구성하며, 이때 슬롯이 고정되어 변경이 불가능하다. 이러한 TDMA 방식은 고속으로 이동하는 단말과의 통신에 효과적이고, 할당된 시간만큼 도플러에 강한 타임 슬롯을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 그런데, TDMA 방식은 사전에 정의된 송수신 슬롯(시분할)에 의해 통신이 이루어지며, 그에 따라 무선 채널 환경 및 네트워크 참여 노드 수에 제약이 발생하는 문제가 있다. 또한, 슬레이브 노드가 지상국과 멀어지면서 통신이 두절되면 슬레이브가 네트워크에서 탈퇴되거나 신호 손실이 발생되는 문제가 있다.
TDMA 방식을 개선하기 위해 마스터 단말과 슬레이브 단말을 포함하여 네트워크를 구성하는 DTDMA 방식이 제안되었다. 기존의 DTDMA 기반 통신 방식은 지상 마스터 노드를 기준으로 복수의 슬레이브 노드들이 네트워크를 구성하여 운용된다. 여기서, 마스터 단말은 동기 신호를 송신하는 단말이고, 슬레이브 단말은 마스터 단말에서 송신되는 동기 신호를 통해 동기를 획득하고 마스터 단말과 통신하는 단말이다. 즉, DTDMA 통신 장치에서 슬레이브 단말은 마스터 단말로부터 송신되는 신호에 포함된 동기 패턴을 검출하여 네트워크에 진입하고 마스터 단말과 통신할 수 있게 된다. 이때, 슬레이브 단말은 마스터 단말로부터 획득한 시간 정보에 근거하여 동기화하고, 마스터 단말에서 설정된 타임 슬롯을 통해 데이터 송수신을 한다. 따라서, DTDMA 방식은 마스터 노드에 요청하여 슬롯을 재설정하고 슬레이브 노드가 네트워크에서 가입 및 탈퇴가 자동으로 이루어진다. 상기한 바와 같이 DTDMA는 타임 슬롯이 사전에 설정되지 않으며 지상 마스터 노드의 설정에 따라 다양하게 동적으로 슬롯을 설정하여 DTDMA 프로토콜 네트워크를 구축할 수 있다. 즉, DTDMA 방식은 타임 슬롯의 할당을 동적으로 설정함으로서 송신 데이터의 크기 변화에 따라 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 DTDMA 기반의 통신 방식은 초기 정해진 슬롯 정보 입력이 불필요한 만큼 초기 네트워크 구축 시간을 빠르게 할 수 있어 현재 군전용 데이터링크 통신 장치에 적용되어 운용되고 있다.
한편, DTDMA 기반 통신 방식은 슬레이브 노드의 이벤트 발생 시 마스터 노드에 요청하여 네트워크를 재구성하게 된다. 즉, 복수의 슬레이브 노드 중 가입, 탈퇴, 공유 정보의 크기 등의 이벤트가 발생되면 마스터 노드에게 슬롯 할당 조정을 요청하고, 지상 마스터 노드는 현재 네트워크 노드 상태를 식별하여 슬롯 할당을 조정하고 할당하여 네트워크를 재구성한다. 이때, 슬롯 재설정 정보는 마스터 노드에서 수동 입력한다.
그런데, DTDMA 통신 방식은 가입 노드 및 무선통신 채널 환경 등에 따른 네트워크 재설정 시간 등 불필요한 요소가 많다. 즉, 가입 노드의 재설정을 위해 컨텐션 슬롯(contention slot) 정보를 송신하고, 응답에 따른 마스터 노드 설정, 마스터 노드의 슬레이브 노드 릴레이, 컨텐션(contension) 노드 및 마스터 노드 재설정, 최종 재슬롯 설정 등 여러번의 노드간 정보 교환을 거쳐 네트워크 재설정이 진행된다. 또한, 이러한 무선채널환경, 가입자 수 등에 대해 즉각적으로 반응하기 어렵다는 단점도 가지게 된다.
한국등록특허 제10-0926232호 한국등록특허 제10-0966693호
본 발명은 노드의 재설정을 빠르고 효과적으로 수행할 수 있는 어드밴스드 DTDMA 장치 및 그 네트워크 운용 방법을 제공한다.
본 발명은 네트워크 변경 시 복수의 슬레이브 노드 중에서 마스터 노드를 지정하여 노드의 재설정을 빠르게 할 수 있는 어드밴스드 DTDMA 장치 및 그 네트워크 운용 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치는 적어도 하나의 초기 마스터 노드와, 복수의 슬레이브 노드를 포함하고, 복수의 슬레이브 노드 각각이 복수의 슬레이브 노드 간 수신 감도에 따른 이격 거리를 계산하며, 계산 결과에 따라 적어도 하나의 슬레이브 노드를 마스터 노드로 재설정한다.
상기 슬레이브 노드 간 이격 거리는 수학식 1에 의해 계산한다.
[수학식 1]
Figure 112019032182268-pat00001
여기서, d는 이격 거리(㎞)이고, Tx는 타 노드의 송신 파워이며, RSSI는 수신 신호 세기이고, f는 운용 주파수.
상기 슬레이브 노드 간 이격 거리가 설정 거리 이하이고, 측정된 슬레이브 노드에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 해당 슬레이브 노드를 마스터 노드로 재설정한다.
상기 초기 마스터 노드는, 초기 마스터 노드를 설정하기 위한 슬롯 정보를 입력하는 마스터 슬롯 입력부와, 슬롯 정보를 관리하며 복수의 슬레이브 노드로 슬롯 정보를 송신하도록 하는 제 1 마스터 설정부와, 초기 마스터 노드의 어드밴스드 데이터를 생성하여 복수의 슬레이브 노드로 송신하도록 하는 제 1 어드밴스드 데이터 생성부와, 슬롯이 변경되는 시점을 모니터링하여 송수신 관련 기능을 제어하는 제 1 DTDMA 제어부와, 초기 마스터 노드와 복수의 슬레이브 노드 사이의 데이터를 송수신하는 제 1 통신부를 포함한다.
초기 마스터 노드의 어드밴스드 데이터는 초기 마스터 노드의 플랫폼 정보, 위치 정보(PPLI), 슬롯 정보의 양, 변복조율, 데이터 사이즈, 노드 번호, 통신 타임 슬롯 및 네트워크 번호를 포함한다.
복수의 슬레이브 노드 각각은, 초기 마스터 노드로부터 수신되는 기준 신호를 수신하여 동기를 획득하는 동기 획득부와, 복수의 슬레이브 노드 간의 수신 감도에 따른 이격 거리를 계산하여 슬레이브 노드를 마스터 노드로 재설정하기 위한 제 2 마스터 설정부와, 초기 마스터 노드의 어드밴스드 데이터를 생성하여 복수의 슬레이브 노드로 송신하도록 하는 제 2 어드밴스드 데이터 생성부와, 슬롯이 변경되는 시점을 모니터링하여 송수신 관련 기능을 제어하는 제 2 DTDMA 제어부와, 초기 마스터 노드와 복수의 슬레이브 노드 사이의 데이터를 송수신하는 제 2 통신부를 포함한다.
상기 제 2 마스터 설정부는 [수학식 1]에 따라 복수의 슬레이브 노드의 수신 감도에 따른 이격 거리를 계산하고, 설정 거리 이하의 거리에서 측정된 슬레이브 노드에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 해당 슬레이브 노드를 새로운 마스터 노드로 설정한다.
초기 마스터 노드의 어드밴스드 데이터는 초기 마스터 노드의 플랫폼 정보, 위치 정보(PPLI), 슬롯 정보의 양, 변복조율, 데이터 사이즈, 노드 번호, 통신 타임 슬롯 및 네트워크 번호를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 ADTMA 장치의 네트워크 운용 방법은 초기 마스터 노드가 기준 신호 및 슬롯 정보를 복수의 슬레이브 노드로 전송하는 과정과, 복수의 슬레이브 노드가 초기 마스터 노드로부터 기준 신호 및 슬롯 정보를 입력하여 무선 통신 동기를 획득하는 과정과, 초기 마스터 노드와 복수의 슬레이브 노드 사이에 어드밴스드 데이터를 송수신하는 과정과, 복수의 슬레이브 노드 각각이 복수의 슬레이브 노드 간의 수신 감도에 따른 이격 거리를 계산하여 마스터 노드로 가능함을 식별하는 과정과, 이벤트 발생 시 마스터 노드로 설정 가능한 슬레이브 노드가 마스터 노드로 설정 가능함을 복수의 슬레이브 노드 사이에 공유하는 과정과, 마스터 노드로 설정 가능한 슬레이브 노드를 마스터 노드로 재설정하고 네트워크를 재구성하는 과정을 포함한다.
상기 슬레이브 노드 간 이격 거리는 수학식 1에 의해 계산한다.
[수학식 1]
Figure 112019032182268-pat00002
여기서, d는 이격 거리(㎞)이고, Tx는 타 노드의 송신 파워이며, RSSI는 수신 신호 세기이고, f는 운용 주파수.
상기 슬레이브 노드가 마스터 노드로 설정 가능함을 식별하는 과정은, 슬레이브 노드 간 이격 거리가 설정 거리 이하이고, 측정된 슬레이브 노드에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 해당 슬레이브 노드를 마스터 노드로 식별한다.
재설정된 마스터 노드는 복수의 슬레이브 노드 각각으로부터 수집된 어드밴스드 데이터를 기반으로 슬롯 정보를 재설정한다.
본 발명에 따른 ADTDMA 장치는 지상 마스터 노드를 기준으로 복수의 슬레이브 노드들이 네트워크를 운용하며, 슬레이브 노드들간 정보 공유와 별개로 어드밴스드 데이터를 공유하고, 네트워크에 가입된 각각의 슬레이브 노드가 슬레이브 노드들 간의 수신 감도에 따른 이격 거리를 지속적으로 측정한다. 측정 결과에 따라 설정 거리 이하의 거리에서 측정된 슬레이브 노드에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 해당 슬레이브 노드를 새로운 마스터 노드로 결정한다.
본 발명에 의하면, 복수의 슬레이브 노드가 전송 정보량, 무선 채널 환경, 노드 수 등을 고려한 네트워크 변경 시 자동적으로 마스터 노드를 지정함으로써 기존 DTDMA 방식보다 빠르게 마스터 노드의 재설정이 가능하다. 또한, DTDMA 방식보다 네트워크의 가입, 탈퇴 시간이 빠르고 어드밴스드 데이터를 기반으로 효과적인 슬롯 재설정이 가능하다. 따라서, 기존의 DTMA 방식 및 DTDMA 방식보다 안정된 네트워크 운용이 가능하다. 그리고, 실시간 네트워크 관리로 인해 보다 효율적인 멀티넷 운용이 가능하다.
한편, 본 발명을 이용하여 공중 플랫폼에 적용되어 운용되고 있는 전술 데이터링크 장치 통신 방식이 개선될 수 있고, 다수의 노드 간 실시간 네트워크 구축 및 해제가 필요한 웨폰 데이터 링크(Weapon data link) 통신 장치에도 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어드밴스드 DTDMA 장치을 이용한 전술데이터링크 통신 네트워크의 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치의 초기 마스터 노드와 슬레이브 노드의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치을 이용한 네트워크 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치과 종래의 TDMA 장치 및 DTDMA 장치의 타임 슬롯 설정 소요 시간을 비교한 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 어드밴스드 DTDMA 장치를 이용한 전술데이터링크 통신 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 전술데이터링크 통신 장치은 적어도 하나의 초기 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(21, 22, 23,…, 2n; 20)을 포함하며, 초기 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(20)가 DTDMA 네트워크(30)를 통해 전술데이터링크 체계를 이루게 된다. 여기서, 초기 마스터 노드(10)는 지상 통제 센터, 기지국을 포함하여 지상에 마련될 수 있고, 복수의 슬레이브 노드(20)는 항공기를 포함하여 공중에 마련될 수 있다. 그러나, 슬레이브 노드(20)는 장갑차 등을 포함하여 지상에도 마련될 수 있고, 선박 등을 포함하여 해상에도 마련될 수 있다. 즉, 본 발명은 복수의 슬레이브 노드(20)가 공중, 지상 및 해상 중 적어도 하나에 마련될 수 있으며, 실시 예는 공중의 슬레이브 노드(20)를 설명한다. 한편, 초기 마스터 노드(10) 및 복수의 슬레이브 노드(20)는 DTDMA 방식의 통신을 위해 각각 단말을 포함할 수 있다. 즉, 초기 마스터 노드(10)는 초기 마스터 단말을 구비하고, 복수의 슬레이브 노드(20)는 슬레이브 단말을 구비할 수 있다. 마스터 단말은 슬레이브 단말에 통신 서비스를 제공하는 단말로서, 마스터 단말의 시간 정보를 포함한 동기 패턴을 포함한 신호를 전송한다. 슬레이브 단말은 마스터 단말의 신호를 수신하고, 수신 신호에 포함된 동기 패턴을 검출하여 마스터 단말과 동기를 획득할 수 있다. 슬레이브 단말은 마스터 단말과의 동기 획득 상태에서 데이터를 송수신할 수 있다. 한편, 추후 설명에서 마스터 단말, 슬레이브 단말의 용어가 사용되지 않고 마스터 노드, 슬레이브 노드의 용어가 사용되더라도 마스터 노드와 슬레이브 노드는 DTDMA 통신을 위한 단말을 각각 구비하는 것으로 이해될 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시 예는 지상의 마스터 노드(10)는 초기에 설정되며, 전술데이터링크 통신 중 복수의 슬레이브 노드(20) 중 적어도 하나가 마스터 노드(10)로부터 설정 거리 이상으로 떨어졌을 때 복수의 슬레이브 노드(20) 중 적어도 하나가 마스터 노드로 재설정될 수 있다. 즉, 본 발명은 초기에 지상 마스터 노드가 설정되고, 전술데이터링크 통신 중 복수의 슬레이브 노드 중 적어도 하나가 마스터 노드로 재설정될 수 있다. 이때, 복수의 슬레이브 노드(20) 중 마스터 노드(10)가 재설정되기 위한 초기 마스터 노드(10)와의 이격 거리는 예를 들어 300㎞로 설정될 수 있다. 즉, 적어도 하나의 슬레이브 노드(20)가 초기 마스터 노드(10)로부터 300㎞ 이상 멀어질 때 복수의 슬레이브 노드(20) 중 적어도 하나가 마스터 노드(10)로 재설정될 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 DTDMA 통신 방식을 어드밴스드 DTDMA(이하, 'ADTDMA'라 함)라 칭하겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치의 구성도로서, 초기 마스터 노드와 슬레이브 노드의 구성도이다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 네트워크 구성을 위해 지상에 마련되는 초기 마스터 노드 및 슬레이브 노드에 통신 단말이 각각 마련되는데, 도 2에 초기 마스터 노드 및 슬레이브 노드의 통신 단말의 구성을 각각 도시하였다. 이때, 슬레이브 노드는 동일 구성을 갖는 복수로 구성되는데, 도 2에는 두개의 슬레이브 단말을 도시하였다.
도 2을 참조하면, 초기 마스터 노드(10)는 마스터 슬롯 입력부(110), 마스터 설정부(120), 어드밴스드 데이터 생성부(130), DTDMA 제어부(140) 및 통신부(150)를 포함할 수 있다.
마스터 슬롯 입력부(110)는 초기 마스터 노드(10)를 설정하기 위한 슬롯 스케줄링 정보를 입력하기 위해 마련될 수 있다. TDMA 네트워크를 구축하기 위해서는 복수의 노드 중 적어도 하나가 마스터 노드가 되어야 하며, 마스터 노드(10)에 슬롯 스케쥴링 정보를 입력해야 하는데, 이를 위해 마스터 슬롯 입력부(110)가 마련될 수 있다. 즉, 마스터 슬롯 입력부(110)는 지정된 초기 마스터 노드(10)에 슬롯 스케줄링 정보를 입력한다. 본 발명의 실시 예는 지상에 적어도 하나의 노드가 마련되고, 하나의 지상 노드에 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 슬롯 스케줄링 정보를 입력함으로써 지상의 노드가 마스터 노드(10)가 될 수 있다. 한편, 슬롯 스케줄링 정보 등 마스터 노드(10)를 설정하기 위한 정보는 예를 들어 이더넷 등 인터페이스를 통해 마스터 노드의 CPU에 다운로드됨으로써 입력될 수 있다. 따라서, 마스터 슬롯 입력부(110)는 마스터 노드(10)의 CPU에 슬롯 스케줄링 정보 등을 입력하는 인터페이스를 포함할 수 있다. 한편, 마스터 슬롯 입력부(110)는 노드의 수 및 무선통신 운용 반경 등을 고려하여 슬롯 스케줄링 정보를 입력할 수 있다. 즉, 노드의 수가 많을수록, 무선통신 운영 반경이 넓을수록 더 많은 양의 슬롯 정보를 입력할 수 있다.
마스터 설정부(120)는 마스터 노드(10)를 설정하기 위해 마련될 수 있다. 즉, 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 슬롯 스케줄링 정보가 입력되면 마스터 설정부(120)에 의해 마스터 노드(10)로 설정될 수 있다. 즉, 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 슬롯 스케줄링 정보 등이 입력되면 마스터 설정부(120)는 이에 대응하여 해당 노드를 마스터 노드(10)로 설정할 수 있다. 마스터 노드(10)로 설정되면 마스터 설정부(120)에서 TDMA 전체의 할당 슬롯 정보를 관리하며, 슬레이브 노드(20)에 슬롯 정보를 송신할 수 있다. 즉, 마스터 노드(10)의 마스터 설정부(120)에 의해 슬롯 정보가 관리되며 슬레이브 노드(20)로 슬롯 정보를 송신할 수 있다.
어드밴스드 데이터 생성부(130)는 초기 마스터 노드(10)의 정보를 생성한다. 예를 들어, 어드밴스드 데이터 생성부(130)는 초기 마스터 노드(10)의 플랫폼 정보(공중, 지상, 해상 등), 위치 정보(Precise Participant Location and Identification; PPLI), 정보의 양, 변복조율(Rate), 데이터 사이즈, 노드 번호, 통신 타임 슬롯, 네트워크 번호(network number)등의 데이터를 생성한다. 즉, 기존의 DTDMA 방식에서는 생성하지 않은 플랫폼 정보, 위치 정보 등의 어드밴스드 데이터를 어드밴스드 데이터 생성부(130)가 본 발명의 ADTDMA 네트워크를 위해 생성할 수 있다. 여기서, 플랫폼 정보는 공중, 지상, 해상 등에 있는 마스터 노드(10)에 설치된 플랫폼의 정보를 포함할 수 있다. PPLI 데이터는 GPS 또는 상대 항법 처리 결과로 수신되며, 초기 마스터 노드(10)에 대한 정보, 상세 위치, 식별 정보, 시간 품질(Time Quality), 피아 식별 정보 등을 포함할 수 있다. 한편, 정보의 양 및 변복조율은 초기 마스터 노드(10)에 장착된 모뎀으로부터 입력되며, 자신의 노드 번호는 DTDMA 네트워크에서 부여될 수 있다. 여기서, 노드 번호는 운용 네트워크 초기 계획 시 예를 들어 공중 10대, 지상 5대, 해상 3대로 식별이 되었다면, 각 플랫폼에 1번부터 18번까지 노드 번호를 부여할 수 있다. 예를 들어, 마스터 노드(10)가 1번 노드 번호를 부여받고 복수의 슬레이브 노드(20)가 2번부터 18번까지 노드 번호를 부여받을 수 있다. 즉, 어드밴스드 데이터 생성부(130)는 초기 마스터 노드(10)의 플랫폼 정보, 위치 정보, 정보의 양, 변복조율, 노드 번호 등의 어드밴스드 데이터를 생성하고, 복수의 슬레이브 노드(20)에 전송할 수 있다. 한편, 어드밴스드 데이터 생성부(130)는 마스터 노드 미 설정 시 플랫폼 종류, PPLI, 전송률, 데이터 사이즈, 노드 번호 등의 데이터를 생성하고, 마스터 노드 설정 시에는 노드 번호, 통신 타임 슬롯 및 네트워크 번호를 생성한다. 여기서, 통신 타임 슬롯 및 네트워크 번호 데이터는 각 노드의 플랫폼 종류, PPLI, 전송률 및 데이터 사이즈를 반영하여 설정할 수 있다. 예를 들어, 영상 데이터를 처리하는 운용 플랫폼으로 식별되고 데이터 사이즈가 크면 통신 타임 슬롯 데이터를 크게 설정하고, 저용량 전술 데이터 처리만 요구되는 노드는 통신 타임 슬롯 데이터를 작게 설정할 수 있다.
DTDMA 제어부(140)는 슬롯이 변경되는 시점을 모니터링하여 송수신에 관련된 모든 기능을 제어한다. 즉, 슬롯이 고정되는 TDMA와 다르게 DTDMA는 수신되는 슬롯 정보가 재설정 가능해야 하며, 이를 위해 DTDMA 제어부(140)는 슬롯이 변경되는 시점을 모니터링하여 슬롯 정보를 재설정한다. DTDMA 제어부(140)는 예를 들어 슬롯 재설정 필요 시 마스터 노드 및 슬레이브 노드의 상태 모니터링, RF 송신 중단, 재설정 상태 메시지 생성 등의 기능을 수행할 수 있다.
통신부(150)는 마스터 설정부(120)로부터의 슬롯 정보를 기준 시간 등과 함께 복수의 슬레이브 노드(20)로 송신한다. 또한, 통신부(150)는 마스터 노드(10)의 어드밴스드 데이터 생성부(130)로부터 생성된 어드밴스드 데이터를 복수의 슬레이브 노드(20)로 전송하고, 복수의 슬레이브 노드(20)로부터 어드밴스드 데이터 및 이벤트 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 통신부(150)는 DTDMA 제어부(140)로 입력되는 슬롯 정보를 설정하고 송수신에 대한 타임 인터벌을 제어할 수 있다. 즉, 통신붙(150)는 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(20) 사이의 데이터를 송수신한다.
상기한 바와 같이 구성되는 초기 마스터 노드(10)의 구동을 설명하면 다음과 같다. 초기 마스터 노드(10)가 지정되고 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 초기 마스터 노드(10)에 슬롯 스케줄링 정보가 입력된다. 예를 들어, 지상에 마련된 기지국에 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 슬롯 스케줄링 정보가 입력될 수 있다. 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 슬롯 스케줄링 정보가 입력된 후 마스터 설정부(120)에 의해 초기 마스터 노드(10)가 설정된다. 즉, 슬롯 스케줄링 정보가 입력된 지상의 기지국이 초기 마스터 노드(10)로 설정될 수 있다. 초기 마스터 노드(10)의 마스터 설정부(120)는 TDMA 전체 할당 슬롯 정보를 관리하며, 복수의 초기 슬레이브 노드(20)에 슬롯 정보를 송신한다. 초기 마스터 노드(10)와 복수의 초기 슬레이브 노드(20) 사이에 슬롯 정보 등이 송수신될 때 어드밴스드 데이터 생성부(130)에 의해 생성된 어드밴스드 데이터 또한 송신될 수 있다. 즉, 어드밴스드 데이터 생성부(130)는 초기 마스터 노드(10)의 플랫폼 정보, 위치 정보, 정보의 양 및 변복조 레이트, 노드 번호 등의 어드밴스드 데이터를 생성하고, 복수의 슬레이브 노드(20)에 전송할 수 있다. 한편, 어드밴스드 데이터 생성부(130)는 마스터 노드 미 설정 시 플랫폼 종류, PPLI, 전송률, 데이터 사이즈, 노드 번호 등의 데이터를 생성하고, 마스터 노드 설정 시에는 노드 번호, 통신 타임 슬롯 및 네트워크 번호를 생성한다. 초기 마스터 노드(10)와 초기 슬레이브 노드(20) 사이에 슬롯 정보와 어드밴스드 데이터가 송수신되는 동안 DTDMA 제어부(140)은 슬롯이 변경되는 시점을 모니터링할 수 있다. 또한, DTDMA 제어부(140)는 슬롯 정보를 재설정하고 송수신에 관련된 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, DTDMA 제어부(140)는 슬롯 재설정 필요 시 마스터 노드 및 슬레이브 노드의 상태 모니터링, RF 송신 중단, 재설정 상태 메시지 생성 등의 기능을 수행할 수 있다. 한편, 이러한 마스터 노드(10)의 슬레이브 노드(20)로의 데이터 송신 및 수신은 통신부(150)를 통해 이루어질 수 있다.
이어서, 도 2를 계속 이용하여 슬레이브 노드(20)의 구성을 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바와 같이, 슬레이브 노드(20)는 동기 획득부(210), 마스터 설정부(220), 어드밴스드 데이터 생성부(230), DTDMA 제어부(240) 및 통신부(250)를 포함할 수 있다.
동기 획득부(210)는 초기 마스터 노드(10)로부터 수신되는 기준 신호(Preamble)를 수신하여 동기를 획득하고, 슬레이브 슬롯 설정 정보를 이용하여 송신 타임을 제어한다. 여기서, 기준 신호는 보통 전체 슬롯의 첫번째 슬롯 정보이고, 주파수 및 타임 등 일반적인 무선 통신 동기를 획득할 수 있다.
마스터 설정부(220)는 슬레이브 노드(20)를 마스터 노드로 설정하기 위해 마련될 수 있다. 마스터 설정부(220)는 마스터 설정 거리 및 노드 수에 따라 노드별 이격 거리를 계산하고, 그 결과에 따라 새로운 마스터를 결정할 수 있다. 즉, 마스터 설정부(120)는 복수의 슬레이브 노드(20)의 이격 거리를 계산하고, 설정 거리 이하의 거리에서 측정된 슬레이브 노드(20)에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 해당 슬레이브 노드(20)를 새로운 마스터 노드로 결정할 수 있다. 이러한 마스터 설정부(220)에 의한 마스터 노드의 결정은 다음의 수학식 1 및 2에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 마스터 설정부(120)는 수학식 1에 의해 노드별 이격 거리(d)를 계산하고, 수학식 2에 의해 이격 거리(d)와 마스터 설정 거리(Td), 그리고 최대 슬레이브 노드의 수(Nmax)에 따른 마스터 노드를 결정할 수 있다.
Figure 112019032182268-pat00003
여기서, d는 이격 거리(㎞)이고, Tx는 타 노드의 송신 파워이며, RSSI는 수신 신호 세기이고, f는 운용 주파수이다. 즉, 이격 거리는 송신 파워에서 수신 신호 세기를 뺀 값에 상수(3×108)를 곱하고, 이를 운용 주파수로 나눈 값으로 계산될 수 있다.
Figure 112019032182268-pat00004
여기서, d는 수학식 1에 의해 계산된 이격 거리이고, Td는 장치 운용 설계 시 설정된 이격 거리이며, Nmax는 장치 운용 설계 시 설정된 최대 슬레이브 노드의 수이다. 즉, 노드별 이격 거리(d)가 설정된 거리(Td) 미만에서 이벤트의 수가 최대 슬레이브 노드의 수(Nmax)보다 클 때 마스터 노드를 결정한다.
예를 들어, 마스터 설정 거리를 300㎞로 설정하고 300㎞ 이내의 거리에서 측정된 복수의 슬레이브 노드에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 새로운 마스터 노드를 설정할 수 있다. 여기서, 슬레이브 노드의 이벤트는 마스터 노드와 복수의 슬레이브 노드에 의한 ADTDMA 네트워크 가입, 탈퇴 및 공유 정보의 크기 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이벤트는 하나의 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(20)로 ADTDMA 네트워크를 이루는 경우 해당 ADTDMA 네트워크에 포함되지 않았던 적어도 하나의 슬레이브 노드(20)의 해당 ADTDMA 네트워크로의 가입, 적어도 하나의 슬레이브 노드(20)의 마스터 설정 거리 이외로 이탈하여 해당 네트워크로부터의 탈퇴 등을 포함할 수 있다. 한편, 마스터 노드(10)로 설정되면 마스터 설정부(220)에서 TDMA 전체의 할당 슬롯 정보를 관리하며, 슬레이브 노드(20)에 슬롯 정보를 송신할 수 있다. 즉, 마스터 노드(10)의 마스터 설정부(220)에 의해 슬롯 정보가 관리되며 슬레이브 노드(20)로 슬롯 정보를 송신할 수 있다.
어드밴스드 데이터 생성부(230)는 슬레이브 노드(20)의 정보를 생성한다. 예를 들어, 어드밴스드 데이터 생성부(230)는 슬레이브 노드(20)의 플랫폼 정보(공중, 지상, 해상 등), 위치 정보(Precise Participant Location and Identification; PPLI), 정보의 양, 변복조율(Rate), 데이터 사이즈, 노드 번호, 통신 타임 슬롯, 네트워크 번호(network number)등의 데이터를 생성한다. 즉, 기존의 DTDMA 방식에서는 생성하지 않은 플랫폼 정보, 위치 정보 등의 어드밴스드 데이터를 어드밴스드 데이터 생성부(230)가 본 발명의 ADTDMA 네트워크를 위해 생성할 수 있다. 여기서, 플랫폼 정보는 공중, 지상, 해상 등에 있는 슬레이브 노드(20)에 설치된 플랫폼의 정보를 포함할 수 있다. PPLI 데이터는 GPS 또는 상대 항법 처리 결과로 수신되며, 슬레이브 노드(20)에 대한 정보, 상세 위치, 식별 정보, 시간 품질(Time Quality), 피아 식별 정보 등을 포함할 수 있다. 한편, 정보의 양 및 변복조율은 초기 슬레이브 노드(20)에 장착된 모뎀으로부터 입력되며, 자신의 노드 번호는 DTDMA 네트워크에서 부여될 수 있다. 즉, 어드밴스드 데이터 생성부(230)는 초기 슬레이브 노드(20)의 플랫폼 정보, 위치 정보, 정보의 양, 변복조율, 노드 번호 등의 어드밴스드 데이터를 생성하고, 초기 마스터 노드(10) 및 복수의 슬레이브 노드(20)에 전송할 수 있다. 한편, 어드밴스드 데이터 생성부(230)는 마스터 노드 미 설정 시 플랫폼 종류, PPLI, 전송률, 데이터 사이즈, 노드 번호 등의 데이터를 생성하고, 마스터 노드 설정 시에는 노드 번호, 통신 타임 슬롯 및 네트워크 번호를 생성한다. 여기서, 통신 타임 슬롯 및 네트워크 번호 데이터는 각 노드의 플랫폼 종류, PPLI, 전송률 및 데이터 사이즈를 반영하여 설정할 수 있다. 예를 들어, 영상 데이터를 처리하는 운용 플랫폼으로 식별되고 데이터 사이즈가 크면 통신 타임 슬롯 데이터를 크게 설정하고, 저용량 전술 데이터 처리만 요구되는 노드는 통신 타임 슬롯 데이터를 작게 설정할 수 있다.
DTDMA 제어부(240)는 슬롯이 변경되는 시점을 모니터링하여 송수신에 관련된 모든 기능을 제어한다. 즉, 슬롯이 고정되는 TDMA와 다르게 DTDMA는 수신되는 슬롯 정보가 재설정 가능해야 하며, 이를 위해 DTDMA 제어부(240)는 슬롯이 변경되는 시점을 모니터링하여 슬롯 정보를 재설정한다. DTDMA 제어부(240)는 예를 들어 슬롯 재설정 필요 시 마스터 노드 및 슬레이브 노드의 상태 모니터링, RF 송신 중단, 재설정 상태 메시지 생성 등의 기능을 수행할 수 있다.
통신부(250)는 초기 마스터 노드(10)로부터 송신된 슬롯 정보를 기준 시간 등과 함께 수신한다. 또한, 통신부(250)는 슬레이브 노드(20)의 어드밴스드 데이터 생성부(230)로부터 생성된 어드밴스드 데이터를 마스터 노드(10) 및 복수의 슬레이브 노드(20)로 전송하고, 복수의 슬레이브 노드(20)로부터 어드밴스드 데이터 및 이벤트 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 통신부(250)는 DTDMA 제어부(240)로 입력되는 슬롯 정보를 설정하고 송수신에 대한 타임 인터벌을 제어할 수 있다. 즉, 통신붙(250)는 슬레이브 노드(20)와 마스터 노드(10) 및 복수의 슬레이브 노드(20) 사이의 데이터를 송수신한다.
상기한 바와 같이 구성되는 슬레이브 노드(20)의 구동을 설명하면 다음과 같다. 초기 마스터 노드(10)로부터 기준 신호 및 슬롯 정보를 입력한 후 무선 통신 동기를 획득할 수 있다. 즉, 초기 슬레이브 노드(20)는 통신부(250)를 통해 초기 마스터 노드(10)로부터 기준 신호 및 슬롯 정보를 입력하고, 동기 획득부(210)는 기준 신호(Preamble)를 수신하여 동기를 획득할 수 있다. 이때, 기준 신호에 근거하여 DTDMA 네트워크의 1차 동기화 과정인 코스(Coarse) 동기를 수행할 수 있다. 또한, 코스(Coarse) 동기의 수행에 따라 DTDMA 네트워크를 구성하는 노드들 중 마스터 노드에 대응되는 마스터 슬롯을 검출할 수 있다. 그리고, 마스터 슬롯을 이용하여 DTDMA 네트워크의 2차 동기화 과정인 파인 Fine 동기를 수행할 수 있다. 한편, 초기 슬레이브 노드(20)는 초기 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에 정보를 송수신할 수 있으며, 이때 어드밴스드 데이터 생성부(230)에 의해 생성된 어드밴스드 데이터 또한 송신될 수 있다. 즉, 어드밴스드 데이터 생성부(230)는 초기 슬레이브 노드(10)의 플랫폼 정보, 위치 정보, 정보의 양 및 변복조 레이트, 노드 번호 등의 어드밴스드 데이터를 생성하고, 마스터 노드(10) 및 복수의 슬레이브 노드(20)에 전송할 수 있다. 다시 말하면, 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에도 어드밴스드 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 마스터 설정부(220)는 네트워크에 가입된 복수의 슬레이브 노드(20) 간의 수신 감도에 따른 이격 거리를 지속적으로 측정한다. 설정된 이격 거리 이내로 식별되는 동시에 설정된 노드 수보다 큰 수로 식별되면 자신이 마스터 노드로 가능함을 식별한다. 예를 들어, 마스터 설정 거리를 300㎞로 설정하고 300㎞ 이내의 거리에서 측정된 복수의 슬레이브 노드에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 새로운 마스터 노드를 설정할 수 있다. 그리고, DTDMA 제어부(240)은 복수의 슬레이브 노드(20) 중 네트워크 가입, 탈퇴, 공유 정보의 크기 등의 이벤트 발생 시 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에 정보를 공유한다. 또한, 이벤트 발생 시 마스터 노드로 설정 가능한 슬레이브 노드(20)가 마스터 노드(10)로 설정 가능함을 복수의 슬레이브 노드(20) 간 공유한다. 각 슬레이브 노드(20)는 가장 먼저 수신되는 마스터 노드로 가능한 슬레이브 노드에 마스터 노드로의 설정 수행을 요청하고, 연결되어 있는 슬레이브 노드(20)들의 설정 요청을 모두 수신 시 마스터 설정 가능한 슬레이브 노드가 마스터 노드로 설정되고, 슬롯 재설정 등의 정보를 즉시 공유하여 네트워크를 재구성한다. 즉, 슬레이브 노드가 마스터 노드로 설정된 후 마스터 설정부(220)는 TDMA 전체 할당 슬롯 정보를 관리하며, 복수의 초기 슬레이브 노드(20)에 슬롯 정보를 송신한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치은 지상 마스터 노드를 기준으로 복수의 슬레이브 노드들이 네트워크를 운용한다. 그런데, 기존과 다르게 슬레이브 노드들간 정보 공유와 별개로 어드밴스드 데이터를 공유한다. 또한, 네트워크에 가입된 각각의 슬레이브 노드는 가입된 슬레이브 노드들 간의 수신 감도에 따른 이격 거리를 지속적으로 측정한다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치을 이용한 네트워크 운용 방법을 도 3을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치을 이용한 네트워크 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 초기 마스터 노드(10)에 슬롯 스케줄링 정보가 입력되어 초기 마스터 노드(10)가 설정되는 과정(S110)과, 초기 마스터 노드(10)가 기준 신호 및 슬롯 정보를 복수의 슬레이브 노드(20)로 전송하는 과정(S120)과, 복수의 슬레이브 노드(20)가 초기 마스터 노드(10)로부터 기준 신호 및 슬롯 정보를 입력하여 무선 통신 동기를 획득하는 과정(S130)과, 초기 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에 어드밴스드 데이터를 송수신하는 과정(S140)과, 복수의 슬레이브 노드(20) 간의 수신 감도에 따른 이격 거리를 지속적으로 측정하여 마스터 노드로 가능함을 식별하는 과정(S150)과, 이벤트 발생 시 마스터 노드로 설정 가능한 슬레이브 노드(20)가 마스터 노드로 설정 가능함을 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에 공유하는 과정(S160)과, 마스터 노드(10)를 재설정하고 네트워크를 재구성하는 과정(S170)을 포함할 수 있다. 즉, 과정 S110 내지 S130을 통해 적어도 하나의 초기 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드가 네트워크를 구성한 후 과정 S140을 통해 초기 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에 어드밴스드 데이터를 송수신하고, 과정 S150 내지 S170을 통해 이격 거리 및 식별 노드 수에 따라 마스터 노드를 재설정하는 과정을 포함할 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA 장치을 이용한 네트워크 운용 방법을 각 과정별로 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
S110 : 초기 마스터 노드(10)가 지정되고 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 초기 마스터 노드(10)에 슬롯 스케줄링 정보가 입력된다. 예를 들어, 지상에 마련된 기지국에 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 슬롯 스케줄링 정보가 입력될 수 있다. 마스터 슬롯 입력부(110)를 통해 슬롯 스케줄링 정보가 입력된 후 마스터 설정부(120)에 의해 초기 마스터 노드(10)가 설정된다. 즉, 슬롯 스케줄링 정보가 입력된 지상의 기지국이 초기 마스터 노드(10)로 설정될 수 있다.
S120 : 초기 마스터 노드(10)의 마스터 설정부(120)는 TDMA 전체 할당 슬롯 정보를 관리하며, 복수의 초기 슬레이브 노드(20)에 슬롯 정보를 송신한다.
S130 : 초기 마스터 노드(10)로부터 기준 신호 및 슬롯 정보를 입력한 후 무선 통신 동기를 획득할 수 있다. 즉, 초기 슬레이브 노드(20)는 통신부(250)를 통해 초기 마스터 노드(10)로부터 기준 신호 및 슬롯 정보를 입력하고, 동기 획득부(210)는 기준 신호(Preamble)를 수신하여 동기를 획득할 수 있다. 이때, 기준 신호에 근거하여 DTDMA 네트워크의 1차 동기화 과정인 코스(Coarse) 동기를 수행할 수 있다. 또한, 코스(Coarse) 동기의 수행에 따라 DTDMA 네트워크를 구성하는 노드들 중 마스터 노드에 대응되는 마스터 슬롯을 검출할 수 있다. 그리고, 마스터 슬롯을 이용하여 DTDMA 네트워크의 2차 동기화 과정인 파인 Fine 동기를 수행할 수 있다.
S140 : 초기 슬레이브 노드(20)는 초기 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에 정보를 송수신할 수 있으며, 이때 초기 마스터 노드(10) 및 복수이 슬레이브 노드(20) 각각의 어드밴스드 데이터 생성부(130, 230)에 의해 생성된 어드밴스드 데이터 또한 송신될 수 있다. 즉, 초기 마스터 노드의 어드밴스드 데이터 생성부(130) 및 슬레이브 노드(20)의 어드밴스드 데이터 생성부(230)는 초기 마스터 노드(10) 및 슬레이브 노드(20) 각각의 플랫폼 정보, 위치 정보, 정보의 양 및 변복조 레이트, 노드 번호 등의 어드밴스드 데이터를 생성하고, 마스터 노드(10) 및 복수의 슬레이브 노드(20)에 전송할 수 있다. 다시 말하면, 마스터 노드(10)와 복수의 슬레이브 노드(20) 사이, 그리고 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에 어드밴스드 데이터를 송수신할 수 있다. 한편, 어드밴스드 데이터 생성부(130, 230)는 마스터 노드 미 설정 시 플랫폼 종류, PPLI, 전송률, 데이터 사이즈, 노드 번호 등의 데이터를 생성하고, 마스터 노드 설정 시에는 노드 번호, 통신 타임 슬롯 및 네트워크 번호를 생성한다.
S150 : 슬레이브 노드(20)의 마스터 설정부(220)는 네트워크에 가입된 복수의 슬레이브 노드(20) 간의 수신 감도에 따른 이격 거리를 지속적으로 측정한다. 설정된 이격 거리 이내로 식별되는 동시에 설정된 노드 수보다 큰 수로 식별되면 자신이 마스터 노드로 가능함을 식별한다. 예를 들어, 마스터 설정 거리를 300㎞로 설정하고 300㎞ 이내의 거리에서 측정된 복수의 슬레이브 노드에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 새로운 마스터 노드를 설정할 수 있다.
S160 : 슬레이브 노드(20)의 DTDMA 제어부(240)은 복수의 슬레이브 노드(20) 중 네트워크 가입, 탈퇴, 공유 정보의 크기 등의 이벤트 발생 시 복수의 슬레이브 노드(20) 사이에 정보를 공유한다. 또한, 이벤트 발생 시 마스터 노드로 설정 가능한 슬레이브 노드(20)가 마스터 노드(10)로 설정 가능함을 복수의 슬레이브 노드(20) 간 공유한다.
S170 : 각 슬레이브 노드(20)는 가장 먼저 수신되는 마스터 노드로 가능한 슬레이브 노드에 마스터 노드로의 설정 수행을 요청하고, 연결되어 있는 슬레이브 노드(20)들의 설정 요청을 모두 수신 시 마스터 설정 가능한 슬레이브 노드가 마스터 노드로 설정되고, 슬롯 재설정 등의 정보를 즉시 공유하여 네트워크를 재구성한다. 즉, 슬레이브 노드가 마스터 노드로 설정된 후 마스터 설정부(220)는 TDMA 전체 할당 슬롯 정보를 관리하며, 복수의 초기 슬레이브 노드(20)에 슬롯 정보를 송신한다. 여기서, 슬롯 재설정 정보는 각 슬레이브 노드(20)들에서 계속적으로 수집된 어드밴스드 데이터를 기반으로 생성한다. 예를 들어, 새로운 노드 가입이 필요할 때는 기존 네트워크 가입 노드 중 공유 정보의 량, 플랫폼의 종류에 따라 슬롯 할당을 재분배한다. 또한, 기존 노드 탈퇴 시에는 탈퇴 노드의 정보양을 기존 슬레이브 노드 중 데이터양이 큰것으로 식별되는 노드에 슬롯을 추가 할당한다. 그리고, 공유 정보 크기 증가로 재설정 요청 시에는 기존 여유있는 슬롯 할당 노드의 슬롯을 재설정 요청한 노드에 추가 슬롯을 설정한다.
[표 1] 및 도 4에는 기존의 TDMA 및 DTDMA과 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDMA의 네트워크 구축을 위한 타임 슬롯 설정 소요 시간을 비교하였다.
status TDMA(ms) DTDMA(ms) ADTDMA(ms) status 설명
power ON 400 400 400 전원 인가
Time Slot 다운로드 300 0 300 타임슬롯 정보 인가
Coarse Sync 12000 12000 12000 개략 동기 획득
PPLI & Node S/N & Request(PNSR) 0 0 3000 위치 정보, 노드 번호 요청
Fine Sync 6000 6000 6000 정밀 동기 획득
Connection Slot 0 3000 0 타임 슬롯 설정 정보 공유
Master Slot(MS) 0 6000 0 마스터 노드 설정
MS Relay 0 6000 0 마스터 노드를 통한 슬레이브 노드로 정보 전달
Re-Connection 0 3000 0 네트워크 재설정을 위한 타임 슬롯 설정 정보 공유
Re-Master Slot(RMS) 0 6000 0 네트워크 재설정을 위한 마스터 노드 설정
RMS Relay 0 6000 0 재설정된 마스터 노드를 통한 슬레이브 노드로 정보 전달
PNSR & Re Slot 0 0 6000 위치 정보, 노드 번호 등 재설정
Slot set Maximum Time 18700 33400 21700 네트워크 가입 노드 슬롯 설정 최대 소요 시간
Re-Slot set Maximum Time 0 15000 6000 네트워크 재설정 가입 노드 슬롯 설정 최대 소요 시간
[표 1] 및 도 4에 제시된 바와 같이 바와 같이 종래의 TDMA는 18.7초의 네트워크 설정 시간이 소요되며, 재설정은 불가하고, 종래의 DTDMA는 33.4초의 네트워크 설정 시간이 소요되며, 재설정 시 15초의 추가 시간이 필요하다. 그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 ADTDAM는 21.7초의 네트워크 설정 시간이 소요되며, 재설정 시 6초의 추가 시간이 필요하다. 따라서, 본 발명은 종래에 비해 네트워크 가입 및 재설정 노드의 슬롯 설정 최대 소요 시간을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 초기 마스터 노드 20 : 슬레이브 노드
110 : 마스터 슬롯 주입부 120 : 마스터 설정부
130 : 어드밴스드 데이터 생성부
140 : DTDMA 제어부 150 : 통신부
210 : 마스터 슬롯 주입부 220 : 마스터 설정부
230 : 어드밴스드 데이터 생성부
240 : DTDMA 제어부 250 : 통신부

Claims (3)

  1. 적어도 하나의 초기 마스터 노드와, 복수의 슬레이브 노드를 포함하고,
    복수의 슬레이브 노드 각각이 복수의 슬레이브 노드 간 이격 거리를 계산하고,
    계산 결과에 따라 적어도 하나의 슬레이브 노드를 마스터 노드로 재설정하고,
    상기 슬레이브 노드 간 이격 거리는 수학식 1에 의해 계산하며,
    상기 초기 마스터 노드는,
    초기 마스터 노드를 설정하기 위한 슬롯 정보를 입력하는 마스터 슬롯 입력부와,
    슬롯 정보를 관리하며 복수의 슬레이브 노드로 슬롯 정보를 송신하도록 하는 제 1 마스터 설정부와,
    초기 마스터 노드의 어드밴스드 데이터를 생성하여 복수의 슬레이브 노드로 송신하도록 하는 제 1 어드밴스드 데이터 생성부와,
    슬롯이 변경되는 시점을 모니터링하여 송수신 관련 기능을 제어하는 제 1 DTDMA 제어부와,
    초기 마스터 노드와 복수의 슬레이브 노드 사이의 데이터를 송수신하는 제 1 통신부를 포함하고,
    복수의 슬레이브 노드 각각은,
    초기 마스터 노드로부터 수신되는 기준 신호를 수신하여 동기를 획득하는 동기 획득부와,
    복수의 슬레이브 노드 간의 수신 감도에 따른 이격 거리를 계산하여 슬레이브 노드를 마스터 노드로 재설정하기 위한 제 2 마스터 설정부와,
    초기 마스터 노드의 어드밴스드 데이터를 생성하여 복수의 슬레이브 노드로 송신하도록 하는 제 2 어드밴스드 데이터 생성부와,
    슬롯이 변경되는 시점을 모니터링하여 송수신 관련 기능을 제어하는 제 2 DTDMA 제어부와,
    초기 마스터 노드와 복수의 슬레이브 노드 사이의 데이터를 송수신하는 제 2 통신부를 포함하고,
    상기 제 2 마스터 설정부는 [수학식 1]에 따라 복수의 슬레이브 노드의 수신 감도에 따른 이격 거리를 계산하고, 설정 거리 이하의 거리에서 측정된 슬레이브 노드에 의한 이벤트의 수가 슬레이브 노드의 수보다 많으면 해당 슬레이브 노드를 새로운 마스터 노드로 설정하는 어드밴스드 동적 시간분할다중접속 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112019112928287-pat00005

    여기서, d는 이격 거리(㎞)이고, Tx는 타 노드의 송신 파워이며, RSSI는 수신 신호 세기이고, f는 운용 주파수.
  2. 삭제
  3. 삭제
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