KR20090060951A - 단일 무선 채널에서 복수 스트림 병렬 전송을 위한 핸드쉐이크 방법, 전송전력 결정 방법 및 그 장치 - Google Patents

단일 무선 채널에서 복수 스트림 병렬 전송을 위한 핸드쉐이크 방법, 전송전력 결정 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수 스트림 병렬 전송을 위한 전송전력 결정 방법, 핸드쉐이크 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 복수의 스트림에 대하여 상호 허용 가능한 간섭 범위 내에서 신뢰성 있는 동시 전송을 위한 적절한 전송전력을 결정하고, 이를 위해 핸드쉐이크 절차를 이용함으로써 신뢰성 있는 채널 할당과 스트림 전송을 가능케 한다.

Description

단일 무선 채널에서 복수 스트림 병렬 전송을 위한 핸드쉐이크 방법, 전송전력 결정 방법 및 그 장치{HANDSHAKING METHOD, AND TRANSMISSION POWER DETERMINING METHOD AND APPARATUS THEREOF FOR PARALLEL TRANSMISSION OF MULTIPLE STREAMS IN SINGLE RADIO CHANNEL}
본 발명은 무선 네트워크에서 복수 스트림 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단일 무선 채널에서 복수 스트림 전송을 위한 전송전력 결정 방법 및 핸드쉐이크 방법과 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제번호: 2005-S-002-03, 과제명: 스펙트럼 사용효율 개선을 위한Cognitive radio 기술 개발].
현재 이동통신 시스템에서는, 여러 가지 다중전송방식이 있는데, TDMA, FDMA, CDMA 등이 그 것이다. 이러한 다중전송 기술은 각 스트림들을 서로 직교(orthogonal)하게 분리되어 상호 간섭을 주지 않는 채널에 할당 한다. 그러나, 단일 채널에 복수의 stream들을 할당하는 문제에 대하여는 고려되어 있지 않다.
애드혹 네트워크(Ad hoc network)나 무선개인영역 네트워크(wireless personal area network)(예를 들어, Bluetooth, IEEE802.15.3) 등과 같은 무선 통신 시스템의 경우, 각 노드(node) 간의 트래픽 데이터(traffic data)는 중앙 집중형(centralized) 방식(예를 들어, 셀룰러 시스템에서 기지국(base station)을 통하여 이루어지는 경우)으로 이루어지는 것이 아니고 각 노드들 간에 직접 통신으로 이루어진다. 이러할 경우 공간적으로 충분히 떨어져 있어 상호 간섭 없이 동시에 전송할 수 있는 스트림들이 존재할 가능성이 높아진다.
본 발명은, 무선 통신 시스템에서 할당하고자 하는 복수의 스트림(stream)들이 공간적으로 충분히 떨어져 있을 때, 단일 무선 채널에 복수의 스트림 병렬 할당을 지원하고, 병렬 할당된 각 스트림들이 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에서 신뢰성 있는 전송을 할수 있도록 하기 위한 전송 전력을 결정하는 MAC 계층의 핸드쉐이크 프로토콜을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송전력 결정 방법은, 적어도 하나의 수신노드로 전력제어 프레임을 전송하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 수신노드로부터 수신한 상기 전력제어 프레임 수신시 측정한 신호세기 측정값을 기초로 상기 적어도 하나의 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력을 결정하는 단계;를 포함할 수 있 다.
본 발명의 전송노드가 적어도 하나의 수신노드와 핸드쉐이크하는 방법은, 상기 적어도 하나의 수신노드로 전력제어 프레임을 전송하는 단계; 상기 적어도 하나 의 수신노드로부터 상기 전력제어 프레임 수신시 측정한 신호세기 측정값을 포함하는 응답 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력을 결정하기 위해 상기 신호세기 측정값에 따라 상기 전력제어 프레임을 전송전력을 변경하며 재전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 단일 채널에서 복수 스트림을 병렬 전송하는 방법은, 중앙 제어기에 의해 복수의 스트림을 단일 채널에 선할당하고, 선할당 정보를 네트워크에 브로드캐스팅하는 단계; 상기 선할당 정보를 기초로 상기 복수의 스트림 각각의 전송노드와 수신노드 간의 핸드쉐이크 수행 결과를 상기 전송노드 각각으로부터 수신하는 단계; 및 상기 핸드쉐이크 수행 결과 결정된 상기 전송노드 각각의 스트림 전송전력이 상기 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력 조건을 만족하는지 여부를 기초로 상기 선할당을 확인하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송전력 결정 장치는, 적어도 하나의 수신노드로 전력제어 프레임을 전송하고, 상기 적어도 하나의 수신노드로부터 상기 전력제어 프레임 수신시 측정한 신호세기 측정결과를 포함하는 응답 프레임을 수신하는 프레임송수신부; 및 상기 신호세기 측정결과를 기초로 상기 적어도 하나의 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력을 결정하는 전송전력결정부;를 포함할 수 있다.
본 발명은 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송 전력 결정 방법, 전 송노드가 적어도 하나의 수신노드와 핸드쉐이크하는 방법, 단일 채널에서 복수 스트림을 병렬 전송하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 복수의 스트림에 대하여 상호 허용 가능한 간섭 범위 내에서 신뢰성 있는 전송을 위한 적절한 전송전력을 결정하기 위해 HHS 절차를 이용함으로써 신뢰성 있는 CCI(Co-Channel Interference)-P(Permissible) 병렬 채널 할당(parallel channel allocation)과 복수 스트림 전송을 가능케 한다. 따라서, 본 발명은 무선 채널 자원을 효과적으로 이용할 수 있게 한다.
본 발명은 WPAN(Wireless Personal Area Network)과 같이 클러스터(clustered) 형태로 노드가 분포되어 상호 간섭 범위 밖에서 존재하는 복수의 스트림들이 존재할 잠재성이 높은 네트워크에서 그 효과가 더 높을 수 있다.
본 발명은 단일 무선 채널에서 복수의 스트림에 대하여 HHS 절차를 이용하여 병렬 전송을 지원함으로써 시스템 용량(system capacity)을 증가시키고, 또한 데이터 전송에 따르는 지연을 감소시키는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 명세서에 기재된 각 기능부는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명은 단일 무선 채널에서 복수 스트림에 대한 병렬 할당과, 그 병렬 할당된 스트림들이 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에서 신뢰성 있게 전송되도록 하기 위한 전송 전력을 결정하는 것을 지원하는 MAC 계층의 프로토콜을 포함한다. 본 발명에서는 복수의 스트림에 대하여 전송 전력을 결정하는 핸드쉐이크(hand-shake) 타입의 전력제어 방식을 HHS(Hidden Hand Shake)라 정한다. 본 발명의 HHS 절차는 중앙집중형 시스템(centralized system), 분산형 시스템(distributed system) 등 시스템 유형에 관계없이 모두 동일하게 적용이 가능하다.
본 발명에서 병렬 채널 할당(또는 병렬 스트림 할당)이란 동시에 복수의 스트림을 전송할 수 있도록 복수의 스트림(stream)들을 하나의 채널에 동시 할당하는 채널 할당 방식으로 정의한다. 전송 방식에 따라 적용되는 전송 채널이 상이하며, 예를 들어, TDMA인 경우 타임 슬롯 구간, FDMA인 경우 주파수 대역, CDMA인 경우 직교코드가 복수 스트림이 할당되는 단일 전송 채널이 될 수 있을 것이다.
병렬 채널 할당에 의한 복수 스트림의 병렬 전송에 있어서 상호간 허용할 수 있는 간섭량과 신뢰할 수 있는 전송 전력을 결정하여야 한다. 현재 무선 통신 시스템에서 소비전력 감소 측면에서 전송전력을 결정하기 위하여 closed-loop power control 이 폭 넓게 이용되고 있다. 그러나 전송전력과 그 전송이 다른 전송에 끼치는 간섭을 동시에 제어하는 hand-shake 형태의 제어는 알려져 있지 않다. 따라서 병렬 할당된 stream들이 상호 허용할 수 있는 간섭 범위 내에서 신뢰성 있는 전송 전력을 결정하기 위한 MAC 계층의 절차, 즉, Hidden Hand-Shake (HHS) 가 요구 된다.
이하 본 발명을 마스터 스테이션과 멤버 스테이션에 의한 네트워크 시스템을 예로 들어 설명하겠으나, 본 발명이 아래의 시스템에만 적용 가능함을 의미하는 것은 아니다. 본 발명에서 MS(Master Station)는 네트워크 전체를 관리하는 기지국 또는 네트워크 코디네이터(Network Coordinator) 기능을 하는 디바이스이고, MB(Member)는 네트워크 내에서 MS에 의해 제어되는 각 노드 디바이스이다.
“MS(Master Station)는 네트워크 정보(network information)를 포함하는 제어프레임(control frame)을 하나의 슈퍼프레임(super-frame)의 제어채널(control channel) 기간 동안에 브로드캐스팅(broadcasting) 하거나, 명령채널(command channel) 기간 동안에 MS와 MB(Member) 간 또는 MB들 간에 명령프레임(command frame)의 교환에 의하여 자기 네트워크(network)에 랜덤(random)하게 분산되어 있는 MB들을 통제한다. MB들 간의 트래픽 데이터(traffic data)는 MS를 통하지 않고 트래픽채널(traffic channel) 동안에 직접 통신한다.”
이하에서는 설명의 편의를 위하여 본 발명을 두 개의 stream 경우에 적용한 예를 중심으로 설명하겠으며, 본 발명의 two streams model은 셋 이상의 복수 stream에 대하여도 같은 방법으로 확장 적용될 수 있음은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 충분히 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 단일 채널에서 복수 스트림을 병렬 전송하는 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
단계1 (Pre-allocation): MS가 CCI-P(Co-channel Interference Permissible) 병렬 채널 할당 알고리즘에 의하여 단일 무선 채널에 복수의 stream을 선할당(pre-allocation)하는 단계이다. 병렬 채널 할당은 채널 간섭(CCI: Co-Channel Interference) 정도에 따라 복수의 stream들이 상호 간섭을 받지 않도록 할당하는 채널 할당 방식(이하, 'CCI-P 병렬 채널 할당'으로 칭함)으로 결정한다.
단계2 (Informing Pre-allocation): MS가 선할당(pre-allocation) 관련 정보를 슈퍼프레임(superframe) 내 제어 채널(control channel) 동안에 자기 네트워크의 모든 멤버들에게 브로드캐스팅하는 단계.
단계3 (Hidden Hand-shake): 단계1에서의 선할당(pre-allocation)을 확인( confirm)하고 조절하는 핸드쉐이크(hand-shake) 절차의 단계.
단계4 (Confirming allocation): 단계3 결과에 근거한 할당(allocation)을 최종 확인(confirm)하는 단계.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 내 마스터 노드가 단일 채널에서 동시에 복수의 스트림을 전송하는 복수 스트림 병렬 전송 방법을 수행하는 과정을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
중앙 제어기 기능을 하는 마스터 노드는 병렬 전송 가능한 복수 스트림을 단일 채널에 선할당한다(S110). 채널 선할당은 복수 스트림 간에 간섭을 받지 않도록 채널을 할당하는 방식에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
마스터 노드는 선할당 정보를 네트워크에 브로드캐스팅한다(S130). 선할당 정보는 마스터 노드가 복수 스트림을 단일 채널에 병렬 할당한 정보를 포함하며, 각 스트림의 초기 전송 전력, 통신 파라미터 임계치(당해 스트림의 수신노드에서 요구되는 신호세기 임계치, 동시 전송되는 타 스트림의 수신노드에서 요구되는 간섭량 임계치 등)를 포함할 수 있다.
마스터 노드는 복수 스트림 각각의 전송노드로부터 전송노드와 수신노드 간의 핸드쉐이크 수행 결과를 수신한다(S150). 각 전송노드는 마스터 노드로부터 수신한 선할당 정보를 기초로 스트림 전송전력 및 간섭 제어를 위해 복수 스트림의 각 수신노드 모두와 핸드쉐이크 프로토콜을 수행하고, 그 결과를 마스터 노드로 전송한다.
마스터 노드는 각 전송노드로부터 수신한 핸드쉐이크 결과를 검토하고, 선할당에 의한 스트림 병렬 할당을 확인한다(S170). 마스터 노드는 핸드쉐이크 수행 결과 결정된 전송노드 각각의 스트림 전송전력이 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력 조건을 만족하는지 여부를 기초로 선할당을 확인한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 내 노드가 타 노드와 채널을 공유하며 동시에 스트림을 전송하는 복수 스트림 병렬 전송 방법을 개략적으로 설 명하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 전송할 스트림이 있는 전송노드는 마스터 노드로부터 브로드캐스팅된 채널 선할당 정보를 수신한다(S210).
당해 스트림의 전송전력을 결정하기 위해 수신한 선할당 정보를 기초로 당해 스트림 및 당해 스트림과 병렬 전송될 병렬 스트림의 각 수신노드와 핸드쉐이크 절차를 수행한다(S230). 본 발명의 핸드쉐이크 절차는 복수의 스트림을 실제 전송하기 전 간섭 및 전송전력을 제어 및 검증하기 위한 MAC 계층에서의 절차로서, 히든 핸드쉐이크(HHS) 절차로 칭함은 이미 설명한 바와 같다. 히든핸드쉐이크 절차에 의해 전송노드는 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력을 결정하게 된다.
전송노드는 핸드쉐이크 절차를 종료하고, 결과를 마스터 노드로 전송한다(S250).
각 전송노드로부터 수신한 핸드쉐이크 수행 결과를 기초로 마스터 노드로부터 스트림 선할당을 확인받는다(S270).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드쉐이크 절차 및 핸드쉐이크 절차에 의한 스트림 전송전력 결정 과정을 구체적으로 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 전송노드는 당해 스트림 및 병렬 스트림의 각 수신노드에 신호세기 및 간섭량 측정을 위한 전력제어 프레임을 전송한다(S310).
전송노드는 각 수신노드로부터 전력제어 프레임의 신호세기 측정 결과를 수신한다(S320). 신호세기 측정결과는 당해 스트림 수신노드가 전력제어 프레임을 수 신할 때 측정한 신호세기 또는 신호세기 임계치와의 비교결과와, 병렬 스트림의 각 수신노드가 전력제어 프레임을 수신할 때 측정한 간섭량 또는 간섭량 임계치와의 비교결과를 포함한다.
전송노드는 각 수신노드로부터 이러한 측정결과를 포함하는 응답 프레임을 수신한다. 전송노드는 측정결과가 기준조건을 만족하는지를 판단한다(S330).
기준조건을 만족하면 전송노드는 기준조건을 만족할 때의 전력제어 프레임의 전송전력을 기초로 당해 스트림의 전송전력을 결정한다(S340).
만일 기준조건을 만족하지 못하면 기 설정된 제한 시간 내인지를 판단한다(S350).
제한 시간 내이면 전송노드는 전력제어 프레임의 전송전력을 조정하고(S360), 단계 310부터 반복 수행한다. 제한 시간을 경과한 경우 전송노드는 핸드쉐이크 절차를 종료한다. 제한 시간은 시스템 환경에 따라 결정될 수 있을 것이다.
히든핸드쉐이크 절차에서 스트림 전송전력을 결정하기 위한 기준 조건은 시스템 상태나 운영자의 선택에 의해 다르게 설정될 수 있으며, 다음 예에 한정되지 않는다.
다음은 전송노드가 당해스트림 수신노드에서 수신신호의 신호세기가 신호세기 임계치보다 크고 병렬 스트림 수신노드에서 간섭량이 간섭량 임계치보다 작은 조건을 판단하는 예이다. 병렬 스트림 수신노드에서 신호 복구에 미치는 간섭 정도는 수신신호의 신호세기 측정에 의해 결정될 수 있다.
MS가 모든 MB들에게 REQTPC/CCI 명령프레임(command frame)을 브로드캐스팅(broadcasting)함으로써 복수 스트림의 수신단에서 수신 신호 세기와 간섭량 측정요구를 한 후, 한 스트림의 송신단이 하나의 스트림(stream1)의 수신단에서의 수신 SNR과 다른 스트림(stream2)의 수신단에서의 간섭량에 대한 상태를 결정하기 위해 다음과 같은 조건(Condition)을 포함할 수 있다:
조건1 (No signal no interference): stream2의 수신단에서 신호세기가 수신 SNR의 요구 임계치, ΓSNR, 보다 작고, stream1의 수신단에서 간섭량의 허용 임계치, Γint보다 적은 경우.
조건2 (No signal with interference): stream2의 수신단에서 신호세기가 수신 SNR의 요구 임계치, ΓSNR, 보다 작고, stream1의 수신단에서 간섭량의 허용 임계치, Γint, 보다 클 경우.
조건3 (With signal no interference): stream2의 수신단에서 신호세기가 수신 SNR의 요구 임계치, ΓSNR, 보다 크고, stream1의 수신단에서 간섭량의 허용 임계치, Γint 보다 작을 경우.
조건4 (With signal with interference): stream2의 수신단에서 신호세기가 수신SNR의 요구 임계치, ΓSNR, 보다 크고, stream1의 수신단에서 간섭량의 허용 임계치, Γint, 보다 클 경우.
두 스트림의 수신단의 응답(response)에 근거한 조건에 따라 전송전력은 스텝바이스텝(step-by-step)으로 조절 시행된다. 조건3이 만족되면 그 때의 전송 전력이 CCI-P 병렬전송을 위한 전송전력으로 결정된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 HHS를 이용한 병렬할당에 대한 두개 스트림 모델(two stream model)에서 선할당 및 보고 과정을 나타낸 도면이다. 도 4는 TDMA 전송방식에 적용된 경우로서, 다른 무선 통신 방식에도 동일하게 적용될 수 있음은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 충분히 이해할 수 있을 것이다.
일 예로 CCI-P 병렬 채널 할당 알고리즘에 의해 각 스트림(stream)에 대한 채널 선할당(Pre-allocation)이 이루어진다. MS에게 채널 할당을 요구한 두 개의 스트림 중 stream1은 MB1에서 MB2로의 스트림이고, stream2는 MB3에서 MB4로의 스트림이다.
제어 채널(Control channel)은 MS가 자기 네트워크의 모든 MB들에게 제어 프레임을 브로드캐스팅하는 구간이며, 명령 채널(command channel)은 MS와 MB 또는 MB들 간 명령 프레임을 교환하기 위한 구간이며, 트래픽 채널(traffic channel)은 MB들 간 트래픽 데이터를 전송하기 위한 구간이다. 각 채널은 수평적으로 직교(orthogonal)하며, 수직적으로 그렇지 않다.
도 4에서, stream1과 stream2가 MS에 의하여 각각 주파수 대역, channel3과 channel4, 트래픽 채널의 동일 타임슬롯 구간에 선할당(pre-allocate) 되어있다. 이때 MS는 stream1의 초기 전력전송치 Po,1, stream2의 초기 전력전송치 Po,2, stream1의 수신단(MB2)에서의 간섭량 허용 임계치, Γint, stream2의 수신단(MB 4)에서의 SNR 요구 임계치, ΓSNR를 결정한다.
하나의 슈퍼프레임의 시작점에서 MS가 제어 신호(control signal)를 브로드캐스팅하는데, 선할당(Pre-allocation)에 대한 정보가 제어 채널(control channel)을 통하여 MS로부터 네트워크의 모든 MB들에게 브로드캐스팅된다. 각 스트림 전송 MB들은 HHS 수행을 준비한다.
확인(Confirming)과 조정(adjusting) 과정은 명령 채널(command channel)에서 이루어 진다.
도 5는 도 4에 이어 본 발명의 일 실시예에 따른 HHS를 이용한 병렬할당에 대한 two stream model에서 Hidden Hand-Shake 과정을 나타낸 도면이다.
우선, stream2의 송신단(MB3)이 stream2의 수신단(MB4)에 REQTPC/CCI 명령프레임(command frame)을 초기 송신전력 Po,2로 송신하여 신호세기가 충분한지 확인 하기를 요구한다. 그와 동시에, 상기 명령프레임(command frame)은 stream1의 수신단(MB2)으로 브로드캐스팅된다. MB4는 REQTPC/CCI command frame을 MB3로부터 수신하면, 그 수신 신호 세기가 ΓSNR 보다 큰지를 확인하고 그 결과를 ACKTPC/CCI command frame에 실어 MB3에 보낸다. 동시에, MB2는 REQTPC/CCI command frame을 MB3으로부터 수신하면, 그 수신 신호 세기가 Γint 보다 작은지를 확인하고, 그 결과를 ACKTPC/CCI command frame에 실어 MB3에 보낸다.
만약 MB3가 MB2나 MB4로부터 stream1에 대한 허용 간섭 량과 stream2에 대한 요구 신호세기에 대한 만족 조건(Condition 3: With signal no interference)을 얻지 못하면, MB3는 step-by-step으로 전력을 재 설정하여 그 절차를 반복한다. 이러한 Hidden Hand-Shake 절차는 MB3가 미리 정해진 시간 동안에 두 수신단으로부터 조건3(Condition 3)을 만족할 때까지 반복 수행된다.
Stream2에 대한 Hidden Hand shake 절차가 종료되면, 동일한 절차가 stream1에 대하여 행하여 진다. 두 stream에 대한 Hidden Hand-shake 절차가 완료되면 MB1과 MB3는 각각 그 결과를 command channel 동안에 ACKHHS command frame을 통해 MS에게 전송한다.
만일, MB1과 MB3가 모두 Condition 3를 만족하게 되면, MS는 병렬 할당을 확인(confirm)하고 명령 채널(command channel) 동안에 확인명령프레임(ConfirmHHS command frame)을 이용하여 자기 네트워크의 모든 MB들에게 알린다. 만일 MS가 병렬 할당이 실패했다고 판단할 경우, MS는 현 슈퍼프레임(super-frame) 내 명령 채널(command channel) 동안에 다른 할당을 시도하여 절차를 반복하여 볼 건지, 또는 두 스트림 중 하나를 선택하여 현재의 super-frame에 하나의 스트림만을 할당할 건지를 결정하고, 그 결과를 자기 네트워크의 모든 MB들에게 알린다.
MS로부터 확인 메시지를 수신한 MB1과 MB3는 선할당된 주파수 채널과 타임 슬롯 동안 스트림을 전송한다.
도 6은 도 4 및 도 5의 two stream model 에서의 HHS를 통한 메시지 흐름도이다.
MS는 네트워크 내 노드들이 HHS 절차를 수행하도록 각 노드(MB1, MB2, MB3, MB4)로 HHS 요청 명령 프레임(REQ_HHS)(601)을 브로드캐스팅한다. MS는 명령 프레임을 별도로 전송하지 않고 CCI-P 병렬 채널 할당 알고리즘에 의해 복수 스트림을 단일 채널에 병렬 할당한 정보인 선할당 정보를 각 노드에 브로드캐스팅함으로써 각 노드가 HHS 절차를 수행하게 할 수도 있다.
단일 채널에 할당된 복수스트림, 스트림1과 스트림2는 전송노드 MB1과 MB3에 의해 각각 수신노드 MB2, MB4로 전송된다.
스트림2의 전송노드(MB3)는 전송전력과 스트림1의 수신노드(MB2)에서의 채널간섭량을 동시 제어하기 위해, MS에 의해 초기 할당된 전송 전력으로 수신신호 세기와 간섭량 측정을 요청하는 명령 프레임(REQ_TPC/CCI)(602, 603)을 MB4와 MB2에 각각 전송한다.
스트림2의 수신노드(MB4)는 명령 프레임(REQ_TPC/CCI)(602) 신호세기와 신호세기 임계치를 비교하여 그 결과를 MB3로 전송(ACK_TPC/CCI)(604)하고, 스트림1의 수신노드(MB2)는 명령 프레임(REQ_TPC/CCI)(603) 신호세기와 간섭량 임계치를 비교하여 그 결과를 MB3로 전송(ACK_TPC/CCI)(605)한다.
MB3는 MB4에서 신호세기가 신호세기 임계치보다 크고, MB2에서 신호세기가 간섭량 임계치보다 작은지를 판단하고, 조건을 만족할 때까지 기 정해진 시간 동안 명령 프레임(REQ_TPC/CCI)의 전송 전력을 조정하며 반복 전송한다.
조건이 만족되면, MB3는 명령 프레임(REQ_TPC/CCI)의 전송 전력을 기초로 스트림2의 전송 전력을 결정하고, MS로 HHS 수행 결과를 보고(ACK_HHS)(606)한다.
동일 HHS 절차가 스트림1에 대해서도 수행되고, 수행 결과가 MB1에서 MS로 전송된다.
MS는 MB1, MB3로부터의 HHS 수행 결과가 모두 조건을 만족하면 선할당을 확인(Confirm_HHS)(607)한다. MS는 HHS 수행 결과가 조건을 만족하지 않으면 스트림을 재할당하거나 하나의 스트림만을 할당하여 네트워크 내 각 노드에게 브로드캐스팅한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 스트림 병렬 전송을 위한 노드의 전송전력 결정 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 전술된 내용과 중복되는 내용의 상세한 설명은 생략하겠다.
도 7을 참조하면, 전송전력 결정 장치(700)는 프레임송수신부(701) 및 전송전력결정부(703)를 포함하고, 다시 전송전력결정부(703)는 비교부(705) 및 전송전력제어부(707)를 포함한다.
프레임송수신부(701)는 복수 스트림 각각의 수신노드 모두에 명령프레임인 전력제어 프레임을 전송하고, 각 수신노드로부터 전력제어 프레임 수신시 측정한 신호세기 측정결과를 포함하는 응답 프레임을 수신한다.
전송전력결정부(703)는 신호세기 측정결과를 기초로 복수 스트림이 전송되어 수신노드 각각이 해당 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력을 결정한다. 전송전력결정부(703)는 당해 스트림의 수신노드가 측정한 전력제어 프레임의 신호세기와 병렬 전송되는 타 스트림의 수신노드가 측정한 전력제어 프레임의 간섭량을 기초로 당해 스트림의 전송전력을 결정한다. 비교부(705)는 신호세기와 간섭량이 기준조건을 만족하는지를 판단한다. 비교부(705)는 예를 들어, 전력제어 프레임의 신호세기가 제1임계치(신호세기 임계치)보다 크고, 전력제어 프레임의 간섭량이 제2임계치(간섭량 임계치)보다 작은 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다. 전송전력제어부(707)는 신호세기와 간섭량이 기준조건을 만족할 때까지 소정 시간 내에 전송전력을 변경하며 전력제어 프레임을 재전송하도록 제어한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 스트림 병렬 전송을 위한 마스터 노드 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 전술된 내용과 중복되는 내용의 상세한 설명은 생략하겠다.
도 8을 참조하면, 마스터 노드 장치(800)는 스트림할당부(801), 할당정보생성부(803), 송수신부(805)를 포함한다.
스트림할당부(801)는 소정 채널 할당 알고리즘을 이용하여 병렬 전송 가능한 복수 스트림을 채널에 선할당한다. 선할당 정보는 각 스트림의 초기 전송 전력, 신호대잡음비 임계치 및 간섭량 임계치를 포함할 수 있다. 스트림할당부(801)는 복수 스트림의 각 전송노드가 선할당 정보를 기초로 스트림 전송 전력 및 간섭 제어를 위해 복수 스트림의 각 수신노드와 수행한 핸드 쉐이크 결과를 수신하여 스트림 병렬 할당을 조정한다. 스트림할당부(801)는 복수 스트림의 선할당을 유지할 것인 지 복수 스트림을 재할당할 것인지, 단일 스트림만을 할당할 것인지를 핸드 쉐이크 결과에 따라 조정할 수 있다.
할당정보생성부(803)는 메모리와 같은 저장 장치에 저장된 선할당 정보 및 스트림 병렬 할당 조정 결과를 네트워크에 브로드캐스팅한다.
송수신부(805)는 정보를 각 네트워크 내 노드로 전송하고 노드들로부터 핸드 쉐이크 결과를 비롯한 각종 정보를 수신한다.
본 발명의 각 노드 또는 스테이션은 본 발명의 용도에 적합할 수 있는 다른 공지된 계산 시스템, 환경 및/또는 구성들은 퍼스널 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 헨드 핼드나 랩탑 장치, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 시스템, 프로그램 가능 소비자 전자기기, 네트워크 PC, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 이상의 시스템이나 장치들 중 어느 하나를 포함하는 분산 계산 환경 등을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 실시예에서, 본 발명은 본 발명을 실시하기 위한 컴퓨터 소프트웨어 명령으로 프로그램된 프로세서/컨트롤러 대신 또는 그 결합에 의한 하드웨어가 사용될 수 있다. 따라서 본 발명은 하드웨어 및 소프트웨어의 특정 결합에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 내 마스터 노드가 단일 채널에 동시에 스트림을 전송하는 복수 스트림 병렬 전송 방법을 수행하는 과정을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 내 노드가 타 노드와 채널을 공유하며 동시에 스트림을 전송하는 복수 스트림 병렬 전송 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 2의 핸드쉐이크 절차(S430)를 구체적으로 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 HHS를 이용한 병렬할당에 대한 two stream model에서 선할당 및 보고 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 이어 본 발명의 일 실시예에 따른 HHS를 이용한 병렬할당에 대한 two stream model에서 Hidden Hand-Shake 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4 및 도 5의 HHS를 이용한 스트림 병렬 할당에 대한 two stream model의 메시지 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 스트림 병렬 전송을 위한 노드의 전송전력 결정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 스트림 병렬 전송을 위한 마스터 노드 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 수신노드로 전력제어 프레임을 전송하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 수신노드로부터 수신한 상기 전력제어 프레임 수신시 측정한 신호세기 측정 결과를 기초로 상기 적어도 하나의 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송 전력 결정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스트림 전송전력 결정 단계는,
    당해 스트림의 수신노드에서 측정한 상기 전력제어 프레임의 신호세기와 상기 당해 스트림과 병렬 전송되는 스트림의 수신노드에서 측정한 상기 전력제어 프레임의 간섭량을 기초로 상기 당해 스트림의 전송전력을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송 전력 결정 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스트림 전송전력 결정 단계는,
    상기 신호세기와 간섭량이 기준조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및
    상기 기준조건을 만족할 때의 상기 전력제어 프레임의 전송전력을 기초로 상기 당해 스트림의 전송전력을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송 전력 결정 방법.
  4. 전송노드가 적어도 하나의 수신노드와 핸드쉐이크하는 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수신노드로 전력제어 프레임을 전송하는 단계;
    상기 적어도 하나의 수신노드로부터 상기 전력제어 프레임 수신시 측정한 신호세기 측정 결과를 포함하는 응답 프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력을 결정하기 위해 상기 신호세기 측정 결과에 따라 상기 전력제어 프레임을 전송전력을 변경하며 재전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드쉐이크 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 응답 프레임 수신 단계는,
    당해 스트림의 수신노드로부터 상기 전력제어 프레임의 신호세기 측정 결과를 포함하는 응답 프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 당해 스트림과 병렬 전송되는 스트림의 수신노드로부터 상기 전력제어 프레임의 간섭량 측정 결과를 포함하는 응답 프레임을 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드쉐이크하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 재전송 단계는,
    상기 신호세기와 간섭량이 기준조건을 만족하는지를 판단하는 단계; 및
    소정 기간 내에 상기 기준조건을 만족할 때까지 전송전력을 변경하며 상기 전력제어 프레임을 재전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드쉐이크하는 방법.
  7. 중앙 제어기에 의해 복수의 스트림을 단일 채널에 선할당하고, 선할당 정보를 네트워크에 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 선할당 정보를 기초로 상기 복수의 스트림 각각의 전송노드와 수신노드 간의 핸드쉐이크 수행 결과를 상기 전송노드 각각으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 핸드쉐이크 수행 결과 결정된 상기 전송노드 각각의 스트림 전송전력이 상기 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력 조건을 만족하는지 여부를 기초로 상기 선할당을 확인하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 채널에서 복수 스트림을 병렬 전송하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 핸드 쉐이크는,
    각 전송노드가 모든 수신노드로 전력제어 프레임을 전송하는 단계;
    대응 수신노드로부터 상기 전력제어 프레임의 신호세기 측정결과를 수신하고, 나머지 수신노드로부터 상기 전력제어 프레임의 간섭량 측정결과를 수신하는 단계;
    상기 신호세기 및 간섭량 측정결과에 따라 상기 전력제어 프레임의 전송 전 력을 변경하며 재전송하는 단계; 및
    상기 전력제어 프레임의 전송 전력을 기초로 스트림 전송 전력을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 채널에서 복수 스트림을 병렬 전송하는 방법.
  9. 적어도 하나의 수신노드로 전력제어 프레임을 전송하고, 상기 적어도 하나의 수신노드로부터 상기 전력제어 프레임 수신시 측정한 신호세기 측정결과를 포함하는 응답 프레임을 수신하는 프레임송수신부; 및
    상기 신호세기 측정결과를 기초로 상기 적어도 하나의 수신노드 각각이 스트림 수신시 상호 허용될 수 있는 간섭 범위 내에 있도록 하는 스트림 전송전력을 결정하는 전송전력결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송 전력 결정 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전송전력결정부는,
    당해 스트림의 수신노드가 측정한 상기 전력제어 프레임의 신호세기와 당해 스트림과 병렬 전송되는 스트림의 수신노드가 측정한 상기 전력제어 프레임의 간섭량을 기초로 상기 당해 스트림의 전송전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송 전력 결정 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전송전력결정부는,
    상기 신호세기와 간섭량이 기준조건을 만족하는지를 판단하는 비교부; 및
    상기 기준조건을 만족할 때까지 전송전력을 변경하며 상기 전력제어 프레임의 재전송을 제어하는 전송전력제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송 전력 결정 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비교부는,
    상기 전력제어 프레임의 신호세기가 제1임계치보다 크고, 상기 전력제어 프레임의 간섭량이 제2임계치보다 작은 조건을 만족하는지를 판단하는 것을 특징으로 단일 채널에서 스트림 병렬 전송을 위한 전송 전력 결정 장치.
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