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영어

Communication over long distance using low power are the basic requirements for wireless IoT network. Current IoT network routing protocols only handles uplink transmissions. However, to control these IoT devices, downlink data transmissions are required. For the control message transmissions, it should have 100% reliability unlike other data transmission. Moreover, since traffic will be increased by bi-directional transmission, stable data transmission will not be possible with a contention-based MAC layer alone. Therefore, this paper proposes IoT network design using centralized scheduling-based routing protocol. The proposed method sets the path, and sends packets based on the central scheduling to prevent packet collision in advance. Bi-directional reliable links are established by considering parameters such as PER, RSSI and LQI using 424MHz band which is strong against interference and available for long distance communication. Experimental results show that the proposed method transmits data with high reliability.

한국어

무선 IoT 네트워크는 낮은 전력을 사용하여 장거리에서도 통신이 가능하도록 설계되어야 한다. 이를 위한 기존의 라우팅 프로토콜은 상향 링크로의 데이터 전송만을 고려하였다. 그러나 IoT 기기들을 제어해야 하는 경우에는 하향 링크로의 전송 또한 필요하며 제어 메시지 전송은 일반 데이터 전송과 달리 100% 신뢰성을 보장해야 하는데 양방 향 전송으로 인해 트래픽이 많아질 경우 경쟁기반의 MAC 프로토콜로는 안정적인 데이터 전송이 불가능하다. 따라 서 본 논문에서는 중앙 통제하의 스케줄링 기반 라우팅 프로토콜을 사용한 IoT 네트워크 설계 방법을 제안한다. 제 안한 방법은 중앙의 스케줄링 기반으로 경로 설정과 패킷 전송을 제어하여 패킷 충돌을 사전에 방지한다. 또 경로 설정 시 양방향 모두 PER, RSSI, LQI 등의 파라미터를 고려하고, 간섭에 강하고 장거리 통신이 가능한 424MHz 대역을 사용하여 안정적인 링크를 설정한다. 시뮬레이션이 아닌 필드실험을 위하여 PCB 제작된 통신모듈로 실험 을 하였으며, 실험 결과 제안한 방법이 매우 안정적으로 데이터를 전송함을 확인할 수 있었다.