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KR102198508B1 - LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information - Google Patents

LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information Download PDF

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KR102198508B1
KR102198508B1 KR1020190039710A KR20190039710A KR102198508B1 KR 102198508 B1 KR102198508 B1 KR 102198508B1 KR 1020190039710 A KR1020190039710 A KR 1020190039710A KR 20190039710 A KR20190039710 A KR 20190039710A KR 102198508 B1 KR102198508 B1 KR 102198508B1
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South Korea
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lora
node device
receiving node
time
preamble signal
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김동균
정용환
김민석
서준호
김수경
김희진
서세정
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

정보 갱신 요청 메시지 수신을 가능하게 하는 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 정보 갱신 요청 메시지 수신을 가능하게 하는 로라(LoRa) 통신 시스템은, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동하는 수신노드장치; 및 상기 수신노드장치들을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 상기 수신노드장치와 통신하는 송신노드장치;를 포함할 수 있다.Disclosed are a LoRa communication system and method for enabling the reception of an information update request message. The LoRa communication system that enables the reception of the information update request message of the present invention is a LoRa class D that periodically wakes up during a sleep time and waits for packet reception. A receiving node device that operates; And a transmitting node device communicating with the receiving node device through a medium access control (MAC) protocol for distributing the receiving node devices into one or more groups for communication.

Description

정보 갱신 요청 메시지 수신을 가능하게 하는 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법{LoRa Communication System and Method thereof for enabling reception of a message requesting an update of information}LoRa communication system and method for enabling reception of a message requesting an update of information

본 발명은 정보 갱신 요청 메시지 수신을 가능하게 하는 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 로라(LoRa) 클래스 D와 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 사용하는 통신 방법을 통해 데이터의 신뢰성을 높이고 에너지를 절약하는 정보 갱신 요청 메시지 수신을 가능하게 하는 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a LoRa communication system and a method for enabling the reception of an information update request message, and more particularly, using a LoRa class D and a medium access control (MAC) protocol. The present invention relates to a LoRa communication system and method that enable reception of an information update request message that increases data reliability and saves energy through a communication method.

IoT에 대한 관심이 증가되면서 이와 관련된 연구·개발에 높은 관심을 보이고 있다. IoT가 적용되는 분야에서 최근 스마트팜이 각광받고 있다. 스마트 팜은 ICT(Information Communication Technology) 기술을 접목하여 농장관리를 보다편리성을 제공할 수 있다. 스마트 팜은 사용자가 현재 농장의 정보(온도, 습도, 풍량, 조도 등) 정보를 인지하여 원격으로 농장을 제어해야 한다. 이러한 원격 시스템을 구축하기 위해 사용자의 단말, 농장의 정보를 관리하는 웹 서버, 농장의 상태 정보를 수집하기 위한 센서, 농장을 제어하기 위한 액추에이터로 구성된다.As interest in IoT increases, there is a high interest in research and development related to it. In the field where IoT is applied, smart farms are recently in the spotlight. Smart farms can provide more convenience in farm management by incorporating ICT (Information Communication Technology) technology. Smart farms require users to remotely control farms by recognizing current farm information (temperature, humidity, air volume, illumination, etc.). To build such a remote system, it consists of a user's terminal, a web server that manages farm information, a sensor to collect farm status information, and an actuator to control the farm.

센서는 현재 농장의 상태 정보를 수집하여 웹 서버에 전송한다. 웹 서버는 수집된 정보를 저장한다. 사용자는 현재 농장의 상태를 요구할 때 웹 서버에게 요청하며, 웹 서버에서는 저장된 정보를 사용자에게 전달한다. 이때 웹 서버와 센서 및 액추에이터의 통신은 넓은 통신 범위, 저 전력 통신이 요구된다.The sensor collects current farm status information and transmits it to the web server. The web server stores the collected information. When a user requests the status of the current farm, it requests the web server, and the web server delivers the stored information to the user. At this time, communication between the web server and sensors and actuators requires a wide communication range and low power communication.

스마트 팜의 요구사항을 만족시키기 위해 LoRa(LonRange) Low Power가 있다. 로라(LoRa)는 저 전력 광역 통신을 제공하는 통신기술이다. 로라(LoRa)는 기본적으로 알로하 방식으로 통신하고 있으며 A, B, C 클래스로 나누어져 있다. LoRa의 각 클래스의 동작은 다음과 같다. 클래스 A는 노드가 on-demand 방식으로 동작하며, 일정시간 Rx 윈도우 타임동안 대기한다. 만약 일정시간 동안 아무런 패킷이 수신되지 않으면 다음 기상(wake-up) 할 때 까지 수면(sleep) 한다. 클래스 B는 각 노드들이 시간 동기화로 동작한다. 컨트롤러가 스케줄을 정한다. 클래스 C는 각 노드가 항상 기상(wake-up)하는 동작을 취한다.There is LoRa (LonRange) Low Power to satisfy the requirements of smart farm. LoRa is a communication technology that provides low power wide area communication. LoRa basically communicates in the Aloha method and is divided into A, B, and C classes. The operation of each class of LoRa is as follows. In class A, the node operates in an on-demand manner and waits for a certain period of time Rx window time. If no packet is received for a certain period of time, it sleeps until the next wake-up. In class B, each node operates with time synchronization. The controller sets the schedule. In class C, each node always wakes up.

클래스 A는 일반적으로 자신의 주기에 맞춰서 웹 서버에 온도 및 습도 정보를 전달하며, 웹 서버에서는 그 정보를 저장한다. 만약 사용자가 실시간 현재 농장 상황 정보를 스마트 폰으로 얻고 싶을 경우 웹 서버는 현재 저장되어 있는 정보 중 최신의 정보를 사용자에게 전달한다. 이러할 경우 사용자는 현재 정보가 아닌 웹 서버의 최신 데이터가 주기가 오래된 데이터를 전달받을 수 있으며, 실시간성의 신뢰성 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 디바이스가 짧은 주기로 기상(wake-up)함으로써 사용자의 요청이 있을 경우 빠른 시간에 최신 데이터를 제공해줄 수 있는 클래스 D를 제안한다.Class A generally delivers temperature and humidity information to a web server according to its own cycle, and the web server stores the information. If a user wants to obtain real-time current farm situation information with a smart phone, the web server delivers the latest information from the currently stored information to the user. In this case, the user can receive the data of the web server, which is not the current information, but the latest data from the web server, and has a reliability problem of real-time. To solve this problem, we propose a class D that can provide up-to-date data in a short time when a user requests a device by waking up in a short period.

이러한 클래스 D에서는 사용자의 요청이 있을 경우 웹 서버가 네트워크 전체에 새로운 정보 요청 메시지(R)를 브로드캐스트할 수 있어야 한다. 또한 이 메시지를 수신한 센서 노드는 새로운 정보를 포함한 응답 메시지를 웹 서버에게 전송하게 된다. 하지만 이 기법은 노드의 수가 적을 때(10대 미만)는 랜덤 백-오프를 통해 충돌이 충분히회피될 수 있다. 하지만 스마트 팜 응용에서는 노드의 수가 센서 네트워크에 비해 많으므로(100대 이상) 랜덤 백-오프만으로는 패킷 충돌을 회피하기 어려운 문제가 있다. 따라서 전송자 노드를 분산시킴으로써 충돌을 감소시키는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 제안한다.In this class D, when a user requests, the web server must be able to broadcast a new information request message (R) throughout the network. In addition, the sensor node receiving this message transmits a response message including new information to the web server. However, in this technique, when the number of nodes is small (less than 10), collision can be sufficiently avoided through random back-off. However, in the smart farm application, since the number of nodes is larger than that of the sensor network (more than 100), it is difficult to avoid packet collisions with only random back-off. Therefore, we propose a Medium Access Control (MAC) protocol that reduces collisions by distributing sender nodes.

한국공개특허 10-2018-0097419Korean Patent Publication 10-2018-0097419 한국등록특허 10-1866702Korean Patent Registration 10-1866702 한국공개특허 10-2012-0045416Korean Patent Publication 10-2012-0045416

https://www.semtech.com/lorahttps://www.semtech.com/lora https://hsc.com/DesktopModules/DigArticle/Print.aspx?PortalId=0&ModuleId=1215&Article=221https://hsc.com/DesktopModules/DigArticle/Print.aspx?PortalId=0&ModuleId=1215&Article=221 http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=1817http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=1817 http://www.ktword.co.kr/m/abbr_view.php?m_temp1=3587http://www.ktword.co.kr/m/abbr_view.php?m_temp1=3587

본 발명은 로라(LoRa) 통신의 새로운 클래스 D와 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a new class D of LoRa communication and a medium access control (MAC) protocol.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템에 있어서, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동하는 수신노드장치; 및 상기 수신노드장치들을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 상기 수신노드장치와 통신하는 송신노드장치;를 포함한다.In order to solve the above-described problem, in the LoRa communication system according to an embodiment of the present invention, a LoRa that wakes up periodically during a sleep time and waits for a packet reception ( LoRa) receiving node device operating in class D; And a transmitting node device communicating with the receiving node device through a medium access control (MAC) protocol for distributing and communicating the receiving node devices into one or more groups.

로라(LoRa) 통신 시스템의 수신노드장치는, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동한다.The receiving node device of the LoRa communication system operates as a LoRa class D, which periodically wakes up during a sleep time and waits for packet reception.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정한다.At this time, the LoRa class D includes the wake-up time as a start time, an interval time, a duration, and a count of repetitions. Decide.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)한다.At this time, the LoRa class D wakes up by a time difference between the interval time and the duration time.

로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치는, 하나 이상의 수신노드장치를 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 수신노드장치와 통신한다.A transmitting node device of a LoRa communication system communicates with a receiving node device by means of a medium access control (MAC) protocol in which one or more receiving node devices are distributed into one or more groups for communication.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치에 프리앰블(Preamble) 신호를 보낸다.At this time, the Medium Access Control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간이다.In this case, the preamble signal is a length of time obtained by dividing the maximum sleep time of the receiving node device by the number of groups.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 상기 그룹 수만큼 반복된다.In this case, the preamble signal is repeated by the number of groups.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송된다.At this time, the preamble signal is transmitted at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device at the end of the repetition.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서, 로라(LoRa) 클래스 D는, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기한다.In addition, in the LoRa communication method according to an embodiment of the present invention, the LoRa class D periodically wakes up during a sleep time to wait for packet reception. .

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정된다.At this time, the LoRa class D includes the wake-up time as a start time, an interval time, a duration, and a count of repetitions. Is determined.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)한다.At this time, the LoRa class D wakes up by a time difference between the interval time and the duration time.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, (A) 상기 시작시각(Start time)에 수면(Sleep)하는 단계; (B) 상기 지속시간(Duration) 후 기상(wake-up)하는 단계; (C) 상기 기상(wake-up) 후 상기 시작시각(Start time)부터 상기 간격시간(Interval)까지 기상(wake-up) 상태를 유지하는 단계; 및 (D) 상기 반복횟수(Count) 만큼 상기 (A) 내지 (C) 단계를 반복하는 단계;를 포함한다.At this time, the LoRa class D includes the steps of: (A) sleeping at the start time; (B) waking up after the duration (Duration); (C) maintaining a wake-up state from the start time to the interval after the wake-up; And (D) repeating steps (A) to (C) by the number of repetitions (Count).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서, 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 로라(LoRa) 클래스 D가 적용된 수신노드장치들을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신한다.In addition, in the LoRa communication method according to an embodiment of the present invention, the Medium Access Control (MAC) protocol is performed by distributing receiving node devices to which LoRa class D is applied into one or more groups. do.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치에 프리앰블(Preamble) 신호를 보낸다.At this time, the Medium Access Control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간이다.In this case, the preamble signal is a length of time obtained by dividing the maximum sleep time of the receiving node device by the number of groups.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 상기 그룹 수만큼 반복된다.In this case, the preamble signal is repeated by the number of groups.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송된다.At this time, the preamble signal is transmitted at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device at the end of the repetition.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, (A) 프리앰블(Preamble) 신호를 수신노드장치에 전송하는 단계; (B) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하는 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신하는 단계; (C) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (B) 단계에서 통신을 실패한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신하는 단계; 및 (D) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (B) 단계에서 통신을 성공한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 무시하는 단계;를 포함한다.At this time, the medium access (Medium Access Control, MAC) protocol, (A) transmitting a preamble (Preamble) signal to the receiving node device; (B) when a receiving node device operating in a LoRa class D receives a preamble signal in a wake-up state, communicating with a transmitting node device that has transmitted a preamble signal; (C) When the receiving node device, which operates as a LoRa class D and has failed communication in step (B), receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is Communicating with the transmitted transmitting node device; And (D) when the receiving node device, which operates as a LoRa class D and has successfully communicated in step (B), receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal. Ignoring; includes.

본 발명의 실시 예들에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법에 따르면, 새로운 클래스 D와 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 제공한다.According to the LoRa communication system and method according to embodiments of the present invention, a new class D and medium access control (MAC) protocol are provided.

또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 그 방법에 따르면, 데이터의 신뢰성을 높이고 에너지를 절약하는 효과가 있다.Further, according to the LoRa communication system and method according to embodiments of the present invention, there is an effect of increasing the reliability of data and saving energy.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 송신노드장치와 수신노드장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
1 is a block diagram illustrating a LoRa communication system according to an embodiment of the present invention.
2A is an exemplary diagram illustrating a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.
2B is a flow chart illustrating a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a medium access control (MAC) protocol of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram for explaining the operation of a transmitting node device and a receiving node device in a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시 예에 기초하여 설명한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Hereinafter, specific contents for carrying out the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components in each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims, if appropriately described. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions over several aspects.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있는 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백히 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those skilled in the art to easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a LoRa communication system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은, 로라(LoRa) 통신 시스템에 있어서, 송신노드장치(100) 및 수신노드장치(200)를 포함한다.The present invention includes a transmitting node device 100 and a receiving node device 200 in a LoRa communication system.

이때, 상기 송신노드장치(100)는, 상기 수신노드장치들(200)을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 상기 수신노드장치(200)와 통신한다. At this time, the transmitting node device 100 communicates with the receiving node device 200 through a medium access control (MAC) protocol in which the receiving node devices 200 are distributed to one or more groups for communication.

상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은 상기 로라(LoRa) 클래스 D가 적용된 하나 이상의 상기 수신노드장치(200)들을 확률적으로 하나 이상의 그룹처럼 분산시켜 각 그룹에 속한 수신노드장치(200) 마다 별도로 전송 경쟁을 하도록 한다.The Medium Access Control (MAC) protocol distributes the one or more receiving node devices 200 to which the LoRa class D is applied like one or more groups in probability, and the receiving node device 200 belonging to each group. Each transmission is competed separately.

이때, 상기 수신노드장치(200)는, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동하다. 또한 상기 수신노드장치(200)은 하나 이상으로 구성된다.At this time, the receiving node device 200 operates as a LoRa class D, which periodically wakes up during a sleep period and waits for packet reception. In addition, the receiving node device 200 is composed of one or more.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 예시도이다.2A is an exemplary diagram illustrating a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 순서도이다.2B is a flow chart illustrating a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 로라(LoRa) 통신 시스템의 수신노드장치는, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동한다.In addition, as shown in Figs. 2A and 2B, the receiving node device of the LoRa communication system periodically wakes up during a sleep time and waits for packet reception. ) Works as class D.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정된다.At this time, the LoRa class D, as shown in FIG. 2A, starts the wake-up time as a start time, an interval time, a duration, and the number of repetitions. It is determined by the (Count) parameter.

이때, 상기 시작시각(Start time)은, 상기 수신노드장치(200)가 최초로 수면(Sleep) 하는 시간이다. 상기 간격시간(Interval)은, 상기 수신노드장치(200)가 수면(sleep) 하고 다음 수면(sleep)을 할 때까지의 주기이다. 상기 지속시간(Duration)은, 상기 수신노드장치(200)가 수면(sleep) 상태를 유지하는 시간이다. 상기 반복횟수(Count)는, 간격시간(Interval)을 몇 번 반복하는지 결정한다.In this case, the start time is a time when the receiving node device 200 first sleeps. The interval time is a period until the receiving node device 200 sleeps and then sleeps. The duration is a time during which the receiving node device 200 maintains a sleep state. The repetition count (Count) determines how many times the interval time (Interval) is repeated.

이때, 상기 파라미터(parameter)는 상기 수신노드장치(200)가 수집하는 정보의 종류 및 상기 수신노드장치(200)가 설치된 위치 등을 고려하여 다르게 설정할 수 있다. In this case, the parameter may be set differently in consideration of the type of information collected by the receiving node device 200 and the location where the receiving node device 200 is installed.

따라서 상기 시작시각(Start time)은 주기적으로 정보를 포함한 패킷(packet)의 전송 지연 시간에 비례하여 증가하도록 설정된다. 상기 간격시간(Interval)은 상기 수신노드장치(200)가 사용되는 응용의 지연 요구 사항에 반비례하게 설정된다. 상기 지속시간(Duration)과 상기 반복횟수(Count)는 에너지 요구사항에 비례하도록 설정된다.Therefore, the start time is periodically set to increase in proportion to the transmission delay time of a packet including information. The interval time (Interval) is set in inverse proportion to the delay requirement of the application in which the receiving node device 200 is used. The duration and the number of repetitions (Count) are set to be proportional to energy requirements.

이러한 파라미터(parameter)의 설정으로 인해 상기 수신노드장치(200)가 사용되는 응용의 높은 신뢰성을 제공할 수 있다.Due to the setting of these parameters, high reliability of an application in which the receiving node device 200 is used can be provided.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)한다.At this time, the LoRa class D wakes up by a time difference between the interval time and the duration time, as shown in FIG. 2A.

아울러, 상기 수신노드장치(200)들은 상이한 기상(wake-up) 스케줄로 동작한다.In addition, the receiving node devices 200 operate with different wake-up schedules.

상기 수신노드장치(200)는 자신의 기상(wake-up) 스케줄에 프리앰블(Preamble) 신호를 수신 받게 된다면 상기 프리앰블(Preamble) 신호가 끝날 때까지 기다렸다가 송신노드장치(100)의 요청 메시지(R)를 수신한다.If the receiving node apparatus 200 receives a preamble signal in its wake-up schedule, the receiving node apparatus 200 waits until the preamble signal ends, and then the request message R of the transmitting node apparatus 100 Receive.

그 후 수신노드장치(200)들은 랜덤 백-오프를 이용하여 다른 수신노드장치(200)들과 경쟁하게 되고 경쟁에 이긴 수신노드장치(200)들은 데이터 패킷을 상기 송신노드장치(100)에 전송한다.Thereafter, the receiving node devices 200 compete with other receiving node devices 200 using random back-off, and the receiving node devices 200 that have won the competition transmit data packets to the transmitting node device 100 do.

상기 데이터 패킷 전송을 실패한 수신노드장치(200)들은 다시 수면(sleep)하게 되고 자신의 다음 기상(wake-up) 스케줄에 다음 프리앰블(Preamble) 신호를 수신받게 되었을 때, 랜덤 백-오프 값을 재전송 시도 횟수로 나눈 값으로 경쟁을 하고 다시 데이터 패킷 전송을 시도한다.When the receiving node devices 200 failing to transmit the data packet go to sleep again and receive the next preamble signal in their next wake-up schedule, the random back-off value is retransmitted. It competes with the value divided by the number of attempts and tries to transmit the data packet again.

그리고 요청 메시지(R)의 내용을 알고 있기 때문에 상기 요청 메시지(R)를 기다릴 필요 없이 바로 랜덤 백-오프 동작을 한다.And since the content of the request message R is known, a random back-off operation is performed immediately without waiting for the request message R.

그러나 데이터 패킷 전송에 성공한 수신노드장치(200)들은 다음 기상(wake-up) 스케줄에 프리앰블(Preamble) 신호를 듣게 되더라도 상기 프리앰블(Preamble) 신호의 번호를 보고 이미 요청 메시지(R)에 대한 데이터 패킷을 전송하였음을 인지하고 수면(sleep)한다.However, even if the receiving node devices 200 that have successfully transmitted the data packet see the number of the preamble signal even if they hear the preamble signal in the next wake-up schedule, the data packet for the request message R It recognizes that it has transmitted and sleeps.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a medium access control (MAC) protocol of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 송신노드장치와 수신노드장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary diagram for explaining the operation of a transmitting node device and a receiving node device in a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 로라(LoRa) 통신 시스템의 송신노드장치(100)는, 하나 이상의 수신노드장치(200)를 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 수신노드장치(200)와 통신한다.In addition, as shown in FIG. 4, the transmitting node device 100 of the LoRa communication system distributes one or more receiving node devices 200 to one or more groups to communicate with medium access control (MAC). ) It communicates with the receiving node device 200 by protocol.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치(200)에 프리앰블(Preamble) 신호를 보낸다. 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜에서 상기 수신노드장치에 프리앰블(Preamble) 신호를 보내는 것은 상기 수신노드장치(200)의 기상(wake-up)상태를 유지하게 하기 위함이다.At this time, the Medium Access Control (MAC) protocol transmits a preamble signal to the receiving node device 200. In the medium access control (MAC) protocol, a preamble signal is sent to the receiving node device in order to maintain a wake-up state of the receiving node device 200.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간이다. 상기 프리앰블(Preamble) 신호의 길이는 확률적으로 한 번의 프리앰블(Preamble) 신호를 상기 수신노드장치(200)의 수를 상기 그룹으로 나눈 만큼의 수신노드장치(200)가 수신하게 되는 길이이다.In this case, the preamble signal is a length of time obtained by dividing the maximum sleep time of the receiving node device by the number of groups. The length of the preamble signal is a length at which the receiving node apparatus 200 receives one preamble signal by dividing the number of the receiving node apparatus 200 into the group.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 상기 그룹 수만큼 반복되고, 상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송된다.At this time, the preamble signal is repeated by the number of groups, and at the end of the repetition, the signal is transmitted at a period of the maximum sleep time of the receiving node device.

이는 이전에 데이터 전송에 실패했던 수신노드장치(200)들도 전송에 참여할 수 있도록 해야 모든 수신노드장치(200)의 데이터 전송을 보장할 수 있기 때문이다.This is because the data transmission of all the receiving node devices 200 can be guaranteed only when the receiving node devices 200, which have previously failed to transmit data, must also participate in the transmission.

따라서 마지막의 경우는 송신노드장치(100)가 프리앰블(Preamble) 신호를 상기 수신노드장치(200)의 최대 수면(sleep) 시간보다 길게 전송하여 모든 수신노드장치(200)가 적어도 한 번은 상기 프리앰블(Preamble) 신호를 수신할 수 있도록 한다.Therefore, in the last case, the transmitting node device 100 transmits a preamble signal longer than the maximum sleep time of the receiving node device 200 so that all the receiving node devices 200 transmit the preamble at least once ( Preamble) signal can be received.

아울러, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜에 따라 상기 송신노드장치(100)는 상기 길이의 시간동안 상기 프리앰블(Preamble) 신호를 보내고 난 뒤 요청 메시지(R)를 브로드캐스트 한다. 그 다음 상기 송신노드장치(100)는 상기 수신노드장치(200)들로부터 데이터를 받게 되거나 최대 백-오프 시간 동안 상기 수신노드장치들로부터 데이터를 받지 못한다면 다음 프리앰블(Preamble) 신호 전송을 시작한다.In addition, according to the Medium Access Control (MAC) protocol, the transmitting node device 100 broadcasts a request message R after transmitting the preamble signal for the length of time. Then, when the transmitting node apparatus 100 receives data from the receiving node apparatuses 200 or does not receive data from the receiving node apparatuses for a maximum back-off time, the transmission node apparatus 100 starts transmitting a next preamble signal.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 예시도이다.2A is an exemplary diagram illustrating a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 로라(LoRa) 클래스 D를 설명하기 위한 순서도이다.2B is a flow chart illustrating a LoRa class D of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 발명은, 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서, 로라(LoRa) 클래스 D는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 수면(sleep) 시간 동안 주기적으로 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기한다.In addition, in the present invention, in the LoRa communication method, the LoRa class D is a packet by periodically waking up during a sleep time, as shown in FIG. 2A. Wait for reception.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 기상(wake-up)하는 시간을 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정한다.At this time, the LoRa class D includes the wake-up time as a start time, an interval time, a duration, and a count of repetitions. Decide.

이때, 상기 시작시각(Start time)은, 최초로 수면(Sleep) 하는 시간이다. 상기 간격시간(Interval)은, 수면(sleep) 하고 다음 수면(sleep)을 할 때까지의 주기이다. 상기 지속시간(Duration)은, 수면(sleep) 상태를 유지하는 시간이다. 상기 반복횟수(Count)는, 간격시간(Interval)을 몇 번 반복하는지 결정한다.At this time, the start time is a time to sleep for the first time. The interval time (Interval) is a period from sleep until the next sleep (sleep). The duration is a time to maintain a sleep state. The repetition count (Count) determines how many times the interval time (Interval) is repeated.

이때, 상기 파라미터(parameter)는 수집하는 정보의 종류 및 수신노드장치의 설치된 위치 등을 고려하여 다르게 설정할 수 있다. In this case, the parameter may be set differently in consideration of the type of information to be collected and the installed location of the receiving node device.

따라서 상기 시작시각(Start time)은 주기적으로 정보를 포함한 패킷(packet)의 전송 지연 시간에 비례하여 증가하도록 설정된다. 상기 간격시간(Interval)은 수신노드장치가 사용되는 응용의 지연 요구 사항에 반비례하게 설정된다. 상기 지속시간(Duration)과 상기 반복횟수(Count)는 에너지 요구사항에 비례하도록 설정된다.Therefore, the start time is periodically set to increase in proportion to the transmission delay time of a packet including information. The interval time (Interval) is set in inverse proportion to the delay requirement of the application in which the receiving node device is used. The duration and the number of repetitions (Count) are set to be proportional to energy requirements.

이러한 파라미터(parameter)의 설정으로 인해 수신노드장치가 사용되는 응용의 높은 신뢰성을 제공할 수 있다.Due to the setting of these parameters, high reliability of applications in which the receiving node device is used can be provided.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)한다.At this time, the LoRa class D wakes up by a time difference between the interval time and the duration time.

이때, 상기 로라(LoRa) 클래스 D는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 시작시각(Start time)에 수면(Sleep)한다(S210). 그 다음, 상기 지속시간(Duration) 후 기상(wake-up)한다(S220). 그 다음, 상기 기상(wake-up) 후 상기 시작시각(Start time)부터 상기 간격시간(Interval)까지 기상(wake-up) 상태를 유지한다(S230). 그 다음, 상기 반복횟수(Count) 만큼 상기 (S210) 내지 (S230) 단계를 반복한다.At this time, the LoRa class D, as shown in FIG. 2B, first sleeps at the start time (S210). Then, after the duration (Duration), wake-up (S220). Then, after the wake-up, a wake-up state is maintained from the start time to the interval (S230). Then, the steps (S210) to (S230) are repeated by the number of repetitions (Count).

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a medium access control (MAC) protocol of a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로라(LoRa) 통신 시스템 및 방법의 송신노드장치와 수신노드장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary diagram for explaining the operation of a transmitting node device and a receiving node device in a LoRa communication system and method according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 발명은, 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서, 도 3 내지 4에 도시한 바와 같이, 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 로라(LoRa) 클래스 D가 적용된 수신노드장치들을 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신한다.In addition, the present invention, in the LoRa (LoRa) communication method, as shown in Figs. 3 to 4, medium access (Medium Access Control, MAC) protocol, LoRa (LoRa) class D is applied to one receiving node devices Distributed to the above groups to communicate.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치에 프리앰블(Preamble) 신호를 보낸다.At this time, the Medium Access Control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간이다. 상기 프리앰블(Preamble) 신호의 길이는 확률적으로 한 번의 프리앰블(Preamble) 신호를 상기 수신노드장치(200)의 수를 상기 그룹으로 나눈 만큼의 수신노드장치(200)가 수신하게 되는 길이이다.In this case, the preamble signal is a length of time obtained by dividing the maximum sleep time of the receiving node device by the number of groups. The length of the preamble signal is a length at which the receiving node apparatus 200 receives one preamble signal by dividing the number of the receiving node apparatus 200 into the group.

이때, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 상기 그룹 수만큼 반복되고, 상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송된다.At this time, the preamble signal is repeated by the number of groups, and at the end of the repetition, the signal is transmitted at a period of the maximum sleep time of the receiving node device.

이는 이전에 데이터 전송에 실패했던 수신노드장치(200)들도 전송에 참여할 수 있도록 해야 모든 수신노드장치(200)의 데이터 전송을 보장할 수 있기 때문이다.This is because the data transmission of all the receiving node devices 200 can be guaranteed only when the receiving node devices 200, which have previously failed to transmit data, must also participate in the transmission.

따라서 마지막의 경우는 송신노드장치(100)가 프리앰블(Preamble) 신호를 상기 수신노드장치(200)의 최대 수면(sleep) 시간보다 길게 전송하여 모든 수신노드장치(200)가 적어도 한 번은 상기 프리앰블(Preamble) 신호를 수신할 수 있도록 한다.Therefore, in the last case, the transmitting node device 100 transmits a preamble signal longer than the maximum sleep time of the receiving node device 200 so that all the receiving node devices 200 transmit the preamble at least once ( Preamble) signal can be received.

아울러, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜에 따라 상기 송신노드장치(100)는 상기 길이의 시간동안 상기 프리앰블(Preamble) 신호를 보내고 난 뒤 요청 메시지(R)를 브로드캐스트 한다. 그 다음 상기 송신노드장치(100)는 상기 수신노드장치(200)들로부터 데이터를 받게 되거나 최대 백-오프 시간 동안 상기 수신노드장치(200)들로부터 데이터를 받지 못한다면 다음 프리앰블(Preamble) 신호 전송을 시작한다.In addition, according to the Medium Access Control (MAC) protocol, the transmitting node device 100 broadcasts a request message R after transmitting the preamble signal for the length of time. Then, if the transmitting node device 100 receives data from the receiving node devices 200 or does not receive data from the receiving node devices 200 for a maximum back-off time, the next preamble signal is transmitted. Start.

이때, 상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 프리앰블(Preamble) 신호를 수신노드장치에 전송한다(S310).At this time, the Medium Access Control (MAC) protocol, as shown in FIG. 3, first transmits a preamble signal to the receiving node device (S310).

그 다음, 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하는 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신한다(S320).Then, when a receiving node device operating in a LoRa class D receives a preamble signal in a wake-up state, it communicates with a transmitting node device that has transmitted a preamble signal (S320). ).

그 다음, 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (S320) 단계에서 통신을 실패한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신한다(S330).Then, when the receiving node device, which operates as a LoRa class D and has failed communication in step S320, receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is transmitted. It communicates with the transmitted transmitting node device (S330).

그 다음, 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (S320) 단계에서 통신을 성공한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 무시한다(S340).Then, when the receiving node device that operates as a LoRa class D and has successfully communicated in the step (S320) receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is Ignore it (S340).

본 발명은 특정 기능들 및 그의 관계들의 성능을 나타내는 방법 단계들의 목적을 가지고 위에서 설명되었다. 이러한 기능적 구성 요소들 및 방법 단계들의 경계들 및 순서는 설명의 편의를 위해 여기에서 임의로 정의되었다. 상기 특정 기능들 및 관계들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들 및 순서들이 정의될 수 있다. 임의의 그러한 대안적인 경계들 및 순서들은 그러므로 상기 청구된 발명의 범위 및 사상 내에 있다. 추가로, 이러한 기능적 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 어떠한 중요한 기능들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들이 정의될 수 있다. 마찬가지로, 흐름도 블록들은 또한 어떠한 중요한 기능성을 나타내기 위해 여기에서 임의로 정의되었을 수 있다. 확장된 사용을 위해, 상기 흐름도 블록 경계들 및 순서는 정의되었을 수 있으며 여전히 어떠한 중요한 기능을 수행한다. 기능적 구성 요소들 및 흐름도 블록들 및 순서들 둘 다의 대안적인 정의들은 그러므로 청구된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있다.The present invention has been described above with the purpose of method steps representing the performance of specific functions and their relationships. The boundaries and order of these functional components and method steps have been arbitrarily defined herein for convenience of description. Alternative boundaries and orders may be defined as long as the specific functions and relationships are properly performed. Any such alternative boundaries and sequences are therefore within the scope and spirit of the claimed invention. In addition, the boundaries of these functional components have been arbitrarily defined for convenience of description. Alternative boundaries can be defined as long as certain important functions are performed properly. Likewise, flowchart blocks may also have been arbitrarily defined herein to indicate any significant functionality. For extended use, the flow diagram block boundaries and order may have been defined and still perform some important function. Alternative definitions of both functional elements and flowchart blocks and sequences are therefore within the scope and spirit of the claimed invention.

본 발명은 또한 하나 이상의 실시 예들의 용어로, 적어도 부분적으로 설명되었을 수 있다. 본 발명의 실시 예는 본 발명, 그 측면, 그 특징, 그 개념, 및/또는 그 예를 나타내기 위해 여기에서 사용된다. 본 발명을 구현하는 장치, 제조의 물건, 머신, 및/또는 프로세스의 물리적인 실시 예는 여기에 설명된 하나 이상의 실시 예들을 참조하여 설명된 하나 이상의 측면들, 특징들, 개념들, 예들 등을 포함할 수 있다. 더구나, 전체 도면에서, 실시 예들은 상기 동일한 또는 상이한 참조 번호들을 사용할 수 있는 상기 동일하게 또는 유사하게 명명된 기능들, 단계들, 모듈들 등을 통합할 수 있으며, 그와 같이, 상기 기능들, 단계들, 모듈들 등은 상기 동일한 또는 유사한 기능들, 단계들, 모듈들 등 또는 다른 것들일 수 있다.The present invention may also have been described, at least in part, in terms of one or more embodiments. Embodiments of the invention are used herein to represent the invention, its aspects, its features, its concepts, and/or examples thereof. A physical embodiment of an apparatus, article of manufacture, machine, and/or process embodying the present invention refers to one or more aspects, features, concepts, examples, etc. described with reference to one or more embodiments described herein. Can include. Moreover, in the entire drawing, embodiments may incorporate the same or similarly named functions, steps, modules, etc., which may use the same or different reference numerals, and as such, the functions, Steps, modules, etc. may be the same or similar functions, steps, modules, etc. or others.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but this is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments , If a person of ordinary skill in the field to which the present invention belongs, various modifications and variations are possible from this description.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, and all things that are equivalent or equivalent to the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the inventive concept.

100: 송신노드장치
200: 수신노드장치
100: transmitting node device
200: receiving node device

Claims (15)

로라(LoRa) 통신 시스템에 있어서,
시작시각(Start time)에 수면(sleep)하고, 수면(sleep) 시간 중 지속시간(Duration)이 경과하면 기상(wake-up)하여 패킷(packet) 수신을 대기하는 로라(LoRa) 클래스 D로 작동하는 수신노드장치; 및
하나 이상의 수신노드장치들을 확률적으로 하나 이상의 그룹으로 분산시켜 통신하는 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 수신노드장치와 전송 경쟁하도록 통신하는 송신노드장치;
를 포함하며,
상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 상기 그룹의 수로 나눈 시간인 프리앰블(Preamble) 신호를 상기 수신노드장치에 보내는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템.
In the LoRa communication system,
It sleeps at the start time and wakes up when the duration elapses during the sleep time, and operates as a LoRa class D, waiting for packet reception. A receiving node device; And
A transmitting node device communicating to compete for transmission with a receiving node device through a medium access control (MAC) protocol for probabilistically distributing one or more receiving node devices into one or more groups for communication;
Including,
The medium access control (MAC) protocol is characterized in that a preamble signal whose length is a time obtained by dividing the maximum sleep time of the receiving node device by the number of groups is sent to the receiving node device. LoRa communication system.
제1항에 있어서,
상기 로라(LoRa) 클래스 D는,
상기 기상(wake-up)하는 시간을 상기 시작시각(Start time), 간격시간(Interval), 상기 지속시간(Duration) 및 반복횟수(Count) 파라미터(parameter)로 결정하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템.
The method of claim 1,
The LoRa class D,
LoRa, characterized in that the wake-up time is determined by the start time, the interval time, the duration and the number of repetitions (Count) parameters. ) Communication system.
제2항에 있어서,
상기 로라(LoRa) 클래스 D는,
상기 간격시간(Interval)과 상기 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템.
The method of claim 2,
The LoRa class D,
LoRa communication system, characterized in that the wake-up (wake-up) by a time difference between the interval time (Interval) and the duration (Duration).
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 프리앰블(Preamble) 신호는,
상기 그룹 수만큼 반복되는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템.
The method of claim 1,
The preamble signal,
LoRa communication system, characterized in that repeated as many as the number of groups.
제7항에 있어서,
상기 프리앰블(Preamble) 신호는,
상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송되는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 시스템.
The method of claim 7,
The preamble signal,
A LoRa communication system, characterized in that at the end of the repetition, transmission is performed at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device.
삭제delete 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하는 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서,
상기 로라(LoRa) 클래스 D는,
(A) 시작시각(Start time)에 수면(Sleep)하는 단계;
(B) 지속시간(Duration) 후 기상(wake-up)하는 단계;
(C) 상기 기상(wake-up) 후 상기 시작시각(Start time)부터 간격시간(Interval)까지 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up) 상태를 유지하는 단계; 및
(D) 반복횟수(Count)만큼 상기 (A) 내지 (C) 단계를 반복하는 단계;
를 포함하며,
상기 기상상태를 유지하는 단계에 있어서,
상기 기상상태 동안 프리앰블(Preamble) 신호로 통신을 수행하며, 상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 길이가 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 그룹의 수로 나눈 시간인 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.
In the LoRa communication method operating in LoRa class D,
The LoRa class D,
(A) Sleeping at a start time;
(B) waking up after duration (Duration);
(C) After the wake-up, the wake-up state is maintained as much as the time difference between the interval and duration from the start time to the interval. step; And
(D) repeating steps (A) to (C) by the number of repetitions (Count);
Including,
In the step of maintaining the weather condition,
During the wake-up state, communication is performed using a preamble signal, and the preamble signal is a time obtained by dividing the maximum sleep time of the receiving node device by the number of groups. Communication method.
제10항에 있어서,
상기 로라(LoRa) 클래스 D는,
상기 간격시간(Interval)과 지속시간(Duration)의 시간 차이만큼 기상(wake-up)하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.
The method of claim 10,
The LoRa class D,
LoRa communication method, characterized in that the wake-up (wake-up) by a time difference between the interval time (Interval) and duration (Duration).
매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜로 동작하는 로라(LoRa) 통신 방법에 있어서,
상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은,
(A) 프리앰블(Preamble) 신호를 수신노드장치에 전송하는 단계;
(B) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하는 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신하는 단계;
(C) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (B) 단계에서 통신을 실패한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 전송한 송신노드장치와 통신하는 단계; 및
(D) 로라(LoRa) 클래스 D로 동작하고 상기 (B) 단계에서 통신을 성공한 상기 수신노드장치가 기상(wake-up) 상태에서 프리앰블(Preamble) 신호를 수신하는 경우, 프리앰블(Preamble) 신호를 무시하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.
In the LoRa communication method operating with a medium access control (MAC) protocol,
The medium access control (MAC) protocol,
(A) transmitting a preamble signal to a receiving node device;
(B) when a receiving node device operating in a LoRa class D receives a preamble signal in a wake-up state, communicating with a transmitting node device that has transmitted a preamble signal;
(C) When the receiving node device, which operates as a LoRa class D and has failed communication in step (B), receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is Communicating with the transmitted transmitting node device; And
(D) When the receiving node device, which operates as a LoRa class D and has successfully communicated in step (B), receives a preamble signal in a wake-up state, a preamble signal is transmitted. Ignore;
LoRa (LoRa) communication method comprising a.
제12항에 있어서,
상기 매체접근(Medium Access Control, MAC) 프로토콜은, 상기 수신노드장치에 프리앰블(Preamble) 신호를 보내고,
상기 프리앰블(Preamble) 신호는, 길이가 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간을 그룹의 수로 나눈 시간인 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.
The method of claim 12,
The medium access control (MAC) protocol sends a preamble signal to the receiving node device,
The preamble signal is a LoRa communication method, wherein the length is a time obtained by dividing a maximum sleep time of the receiving node device by the number of groups.
제13항에 있어서,
상기 프리앰블(Preamble) 신호는,
상기 그룹의 수만큼 반복되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.
The method of claim 13,
The preamble signal,
LoRa communication method, characterized in that repeated as many as the number of groups.
제14항에 있어서,
상기 프리앰블(Preamble) 신호는,
상기 반복의 마지막의 경우 상기 수신노드장치의 최대 수면(sleep) 시간만큼의 주기로 전송되는 것을 특징으로 하는 로라(LoRa) 통신 방법.
The method of claim 14,
The preamble signal,
In the case of the end of the repetition, the transmission is transmitted at a period equal to the maximum sleep time of the receiving node device.
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