사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법 및 싱크 노드 장치
IoT Packet Scheduling Control Method and Sink Node Device
특허 요약
본 발명의 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법은, 센서 노드로부터 현재 전송 대기중인 데이터 패킷의 상태를 싱크 노드로 전송하는 단계; 상기 싱크 노드에서 강화 학습을 이용하여 상기 센서 노드의 데이터 패킷의 상태를 학습하는 단계; 학습된 결과에 따라 다수 개의 센서 노드들로부터의 데이터 패킷 전달을 스케쥴링하는 단계; 및 스케쥴링에 의해 결정된 각 센서 노드가 이행할 프레임 크기와 전송할 패킷의 수를 상기 각 센서 노드에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
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제13항에 있어서,상기 강화 학습은,상태(state)로서 상기 센서 노드에서 상기 싱크 노드로 전송하는 데이터 패킷의 지연시간을 적용하고,행동(action)으로서 상기 센서 노드에서 상기 싱크 노드로 전송하는 데이터 패킷을 위한 프레임 길이 및 패킷 수를 적용하고,보상(reward)으로서 상기 센서 노드에서 상기 싱크 노드로 데이터 패킷 전달의 품질을 적용하는 큐-러닝 기법인 싱크 노드 장치.

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삭제

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싱크 노드를 중심으로 다수의 센서 노드들이 전송을 하는 무선 센서 네트워크 시스템에서 수행되는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법에 있어서,센서 노드로부터 현재 전송 대기중인 데이터 패킷의 상태를 싱크 노드로 전송하는 단계; 상기 싱크 노드에서 강화 학습을 이용하여 상기 센서 노드의 데이터 패킷의 상태를 학습하는 단계;학습된 결과에 따라 다수 개의 센서 노드들로부터의 데이터 패킷 전달을 스케쥴링하는 단계; 및스케쥴링에 의해 결정된 각 센서 노드가 이행할 프레임 크기와 전송할 패킷의 수를 상기 각 센서 노드에게 전송하는 단계를 포함하되,상기 스케쥴링하는 단계에서는,새로운 센서 노드의 연결시, 기존의 학습이 가장 활발한 센서 노드의 가치 테이블(value table)을 복사하는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 각 센서 노드로부터 전송에서 결정한 상기 프레임 크기와 전송할 패킷의 수를 적용하여 전송한 결과를 상기 강화 학습에 적용하는 단계를 더 포함하는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 센서 노드의 데이터 전송을 위한 보상 함수를 설계하는 단계를 더 포함하는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.

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제3항에 있어서,상기 보상 함수를 설계하는 단계에서는,큐-러닝 기법을 이용하여 네트워크 수명과 전송율을 극대화하기 위한 보상함수(reward function)를 설계하는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 강화 학습은,상태(state)로서 상기 센서 노드에서 상기 싱크 노드로 전송하는 데이터 패킷의 지연시간을 적용하고,행동(action)으로서 상기 센서 노드에서 상기 싱크 노드로 전송하는 데이터 패킷을 위한 프레임 길이 및 패킷 수를 적용하고,보상(reward)으로서 상기 센서 노드에서 상기 싱크 노드로 데이터 패킷 전달의 품질을 적용하는 큐-러닝 기법인 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.

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제5항에 있어서,상기 상태(state)는 하기 수학식에 따라 설정되는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.상태 = (d_1, d_2, ... , d_k)(d_k는 큐에 있는 k번째 패킷의 지연시간(delay))

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제5항에 있어서,상기 상태(state)는 하기 수학식에 따라 설정되는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.상태 = (r_1, r_2, ... , r_k) (r_k는 큐에 있는 k번째 패킷의 잔존 지연시간)

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제5항에 있어서,상기 행동(action)은 하기 수학식에 따라 설정되는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법. 행동 = (L, n_1, n_2, ... n_N)(L은 프레임의 길이, n_k는 k번째 센서노드가 이번 프레임에서 보낼 패킷의 수)

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제5항에 있어서,상기 보상(reward)은 하기 수학식에 따라 설정되는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법. 보상 = L x QoS(L은 프레임의 길이, QoS는 행동을 통해서 지시한 각 센서노드별 전송할 패킷의 수가 얼마나 효과적인지를 나타내는 지표)

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제1항에 있어서,상기 스케쥴링하는 단계는,학습된 결과에 따라 프레임 크기를 결정하는 단계; 및 학습된 결과에 따라 각 센서노드에 대하여 각 프레임에서 전송할 패킷의 수를 결정하는 단계를 포함하는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.

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제1항에 있어서,상기 스케쥴링하는 단계에서는,다수의 센서 노드들에 대한 강화 학습은 각 센서 노드별로 개별적으로 수행하되, 학습 결과 행동에 대한 불일치가 발생하는 경우, 활용(exploitation)으로부터 도출된 행동에 우선 순위를 부여하는 사물 인터넷 패킷 스케쥴링 제어 방법.

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삭제

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각 센서 노드로부터 센싱 데이터가 담긴 패킷을 수신하는 센서 노드 수신부;각 센서 노드에서의 데이터 전송을 위해 설계된 보상 함수 및 각 센서 노드의 상태 정보가 기록된 저장부;각 센서 노드에 대하여 결정된 프레임 크기 및 패킷 수를 전송하는 센서 노드 송신부;강화 학습을 이용하여 각 센서 노드 상태에 대한 프레임 크기 및 패킷 수를 학습하는 강화 학습부; 및상기 학습부의 학습된 결과에 따라 각 센서 노드에 대하여 프레임 크기 및 패킷 수를 결정하는 스케쥴러를 포함하되, 상기 강화 학습부는, 싱크 노드 장치가 담당하는 센서 노드들 각각에 대하여 강화 학습을 지속적으로 계속 수행하되, 각 센서 노드에 대하여 현재 시점까지 완료된 강화 학습 결과를 상기 저장부에 각 센서 노드를 위해 할당된 영역에 저장하는 싱크 노드 장치.