KR100597252B1 - 노드들로 구성된 이동통신 시스템에서 리더 노드 결정장치 및 방법 - Google Patents

노드들로 구성된 이동통신 시스템에서 리더 노드 결정장치 및 방법 Download PDF

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KR100597252B1 KR1020040000728A KR20040000728A KR100597252B1 KR 100597252 B1 KR100597252 B1 KR 100597252B1 KR 1020040000728 A KR1020040000728 A KR 1020040000728A KR 20040000728 A KR20040000728 A KR 20040000728A KR 100597252 B1 KR100597252 B1 KR 100597252B1
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Abstract

본 발명은 베이스 노드와 베이스 노드가 요청한 데이터를 인접한 노드들을 이용하여 순차적으로 리더 노드로 전달하는 적어도 2 개의 노드들과, 노드들로부터 전달받은 데이터를 베이스 노드로 전달하는 리더 노드로 구성된 통신 시스템에서, 노드들 중에서 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위한 리더 노드를 선택함에 있어서, 각 노드들은 자신의 잔류전력과 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위해 필요한 전력을 이용하여 가중치를 생성한다. 복수개의 노드로부터 생성된 가중치들 중 가장 높은 값을 갖는 노드를 리더 노드로 재선택한다.
최소 스패닝 트리, 전력 소모, 클러스터

Description

노드들로 구성된 이동통신 시스템에서 리더 노드 결정 장치 및 방법{DETERMINATED APPARATUS AND METHOD OF READER NODE FOR DATA TRANSMISSION IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM WHICH CONSIST OF NODES}
도 1은 애드 홉/센스 네트워크의 일반적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 종래 효율적인 데이터 전송을 위한 클러스터를 구성하고 있는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 고리 형태의 패스를 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 도시한 도면,
도 4는 초기전송을 위해 클러스터에 포함된 노드들을 고리 형태를 연결하는 과정을 도시한 도면,
도 5는 초기전송을 위해 클러스터에 포함된 노드들을 고리 형태로 연결하는 과정을 도시한 다른 도면,
도 6은 설정한 고리를 이용하여 베이스 노드로 데이터를 전송하는 과정을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 데이터 전송을 위한 프레임 구조를 도시한 도면,
도 8은 데이터 전송 프레임의 구조를 도시한 도면, 및
도 9는 본 발명에 따른 리드노드 재선택 과정을 도시한 도면.
본 발명은 베이스 노드와 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하는 노드들로 구성된 통신 시스템에서 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하는 노드를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템은 이동단말(mobile element) 과 기지국(base station)간의 데이터를 송수신한다. 즉. 상기 이동단말과 기지국은 다른 노드(node)들을 경유하지 않고 직접 데이터를 송수신한다. 하지만, 애드 혹(Ad-hoc) 네트워크/센서 네트워크는 특정 노드의 데이터를 베이스 노드(base node)로 전달하고자 할 다른 노드들을 이용한다. 이하 하기 도 1을 이용하여 상기 애드 혹 네트워크/센스 네트워크의 구조에 대해 알아본다. 상기 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상기 애드 혹 네트워크/센스 네트워크는 운영자, 베이스 노드, 그리고 복수 개의 노드들로 구성된다.
상기 운영자(100)는 베이스 노드(102)로 필요한 데이터를 수집하도록 요청한다. 상기 운영자가 요청하는 데이터에는 센서 필드(104)의 온도나 주위 환경에 대한 정보 등이다. 상기 베이스 노드(104)는 상기 운영자가 요청한 데이터를 상기 센서 필드(104)에 위치하고 있는 노드들에 대해 요청하고, 상기 요청에 의해 전달받은 데이터들을 상기 운영자(100)로 전달한다. 상기 복수 개의 노드들은 상기 베이스 노드(102)가 요청한 데이터를 수집하고, 상기 수집된 데이터를 상기 베이스 노드(102)로 전달한다. 상기 베이스 노드(102)로부터 일정 거리 이내에 위치하고 있 는 노드들은 상기 수집된 데이터를 베이스 노드(102)로 전달한다. 하지만 상기 일정 거리를 이내에 위치하고 있지 않은 노드들은 상기 수집된 데이터를 베이스 노드(102)로 직접 전달하는 대신 상기 베이스 노드(102)에 인접한 노드들을 이용하여 전달한다. 상기와 같이 일정 거리 이내에 위치하고 있지 않은 노드들이 수집한 데이터를 인접한 노드들을 이용하여 전달하는 이유는 데이터 전송에 따른 전력 소모를 최소화하기 위해서이다. 즉, 상기 베이스 노드(102)와 노드간의 거리는 상기 노드가 특정 데이터를 전송하는데 소모되는 전력과 비례한다. 따라서, 상기 베이스 노드(102)로부터 일정 거리 이내에 위치하고 있지 않은 노드들은 복수 개의 노드들을 이용하여 상기 수집된 데이터를 전송함으로서 상기 데이터 전송에 따른 전력소모를 최소화할 수 있게 된다. 이하 다른 노드의 데이터를 중계하는 역할을 수행하는 노드를 중계노드(relay node)라 한다. 물론 상기 중계노드 역시 자신이 수집한 데이터를 다른 중계노드를 통해 또는 직접 상기 베이스 노드로 전달한다. 이하 종래 수집한 데이터를 베이스 노드로 전송하는 방안에 대해 상세하게 알아본다.
도 2는 복수 개의 클러스터(cluster)로 구성된 센스 필드를 도시하고 있다. 상기 센스피드에 포함된 모든 노드들이 베이스 노드로 수집한 데이터를 전송할 경우 상기 노드들의 전력소모는 급격히 증가된다. 상기와 같은 단점을 극복하기 위해 상기 센스필드를 복수개의 그룹으로 분할하고, 상기 노드들 각각을 분할된 그룹들 중 하나의 그룹에 포함시킨다. 상기 센스필드를 구성하고 있는 그룹들 각각을 클러스터라 한다. 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 노드만이 상기 베이스 노드로 데이터를 전송한다. 상기 선택된 노드를 리더 노드라 한다. 상기 선택된 노드를 이용하여 베이스 노드로 데이터를 전송하는 방안을 리치(LEACH)라 한다. 즉, 상기 리치 방안에 있어 상기 클러스터에 포함되어 있는 노드들은 리더 노드로 수집한 데이터를 전달한다. 상기 리더 노드는 전달받은 데이터들과 자신이 수집한 데이터들을 상기 베이스 노드로 전달한다.
상기 도 2에 의하면 상기 센서 필드는 3개의 클러스터로 구성되어 있으며, 상기 각 클러스터들은 5 또는 6개의 노드들로 구성되어 있다. 상기 5 또는 6개의 노드들 중 선택된 하나의 노드가 리더 노드가 된다. 상기 리치 방안과 유사한 방안으로 리치-시(LEACH-C) 방안이 있다. 상기 리치-시 방안은 상기 베이스 노드가 상기 센스필드에 포함되는 모든 노드들에 관한 정보를 파악하고 있다. 상기 베이스 노드는 상기 파악된 정보를 바탕으로 클러스터와 상기 클러스터에 포함될 노드들을 설정한다. 즉, 상기 베이스 노드가 클러스터와 상기 클러스터에 포함되는 노드를 설정한다. 하지만 상기 리치/리치-시 방안은 하나의 노드만을 이용하여 상기 베이스 노드로 수집된 데이터를 전송함으로서 상기 노드의 전력이 다른 노드들에 비해 급격히 감소한다는 단점을 가지고 있다.
틴(TEEN)/에이피틴(APTEEN)은 상기 리더 노드가 전송할 데이터 양이 설정치 이상인 경우에만 상기 베이스 노드로 상기 데이터를 전송한다. 즉, 상기 리더 노드가 전송할 데이터 양이 상기 설정치보다 작은 경우에는 데이터를 전송하지 않게 된다. 상기와 같이 함으로서 상기 리더 노드의 데이터 전송 회수를 감소시킴으로서 상기 리더 노드의 전력 소모를 감소시킬 수 있게 된다. 하지만 상기 리더 노드는 상기 전송할 데이터 양이 설정치 이상인 경우에만 상기 데이터를 전송함으로서 문 제점이 발생한다. 즉, 상기 노드에서 상기 리더 노드로 전송한 데이터가 실시간 전송이 요구되는 데이터인 경우 상기 베이스 노드는 상기 데이터를 신속히 전달받아야 한다. 하지만, 상기 리더노드는 상기 전달할 데이터가 설정치 이상인 경우에만 전송하므로 상기 실시간 전송이 요구되는 데이터라 할지라도 상기 데이터를 전송하지 않게 된다. 또한, 리치/리치-시와 동일하게 상기 하나의 노드만이 리더 노드의 기능을 수행하므로 상기 리더 노드의 전력소모가 급격히 증가된다는 단점이 있다.
상기와 같은 단점을 극복하기 위해 페가시스(PEGASIS) 방안이 개발되었다. 상기 페가시스 방안은 상기 클러스터에 포함되어 있는 각 노드들을 순차적으로 리더 노드 기능을 수행하도록 설정한다. 이와 같이 함으로서 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들에서 소모되는 전력의 양이 유사할 수 있게 된다. 하지만, 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들은 상기 베이스 노드와의 거리가 서로 다름으로 인해 소모되는 전력의 차이를 가져오게 된다. 상기 베이스 노드로부터 멀리 있는 노드가 베이스 노드로 데이터를 전송하는데 소모되는 전력이 베이스 노드로부터 가까이 있는 노드가 베이스 노드로 전송하는데 소모되는 전력에 비해 크다. 따라서 상기 베이스 노드로부터 멀리 있는 노드의 전력이 먼저 소모된다는 단점을 가지고 있다. 상술한 바와 같이 상기 클러스터를 구성하는 노드에서 소모되는 전력은 동일/유사하여야 함으로서 불구하고 종래 방안들을 사용할 경우 노드들간의 전력소모에 있어 불균형을 가져오게 된다. 따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 방안이 논의된다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 클러스터를 구성하고 있는 노드들에서 소모되는 전력을 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 클러스터를 구성하고 있는 노드들에서 소모되는 전력의 차이를 최소화하는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전송하고자 하는 데이터의 중요도에 따라 데이터 전송 횟수를 달리 지정하는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
본원 발명은 베이스 노드로 데이터를 전송하는 리더 노드를 결정함에 있어 노드의 잔류전력과 상기 노드에서 베이스 노드로 데이터를 전송하는데 필요한 전력을 이용하는 방안을 제안한다.
따라서 본 발명의 목적들을 이루기 위해 베이스 노드와 상기 베이스 노드가 요청한 데이터를 인접한 노드들을 이용하여 순차적으로 리더 노드로 전달하는 적어도 2 개의 노드들과, 상기 노드들로부터 전달받은 데이터를 상기 베이스 노드로 전달하는 리더 노드로 구성된 통신 시스템에서, 상기 노드들 중 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위한 리더 노드를 선택하는 방법에 있어서, 각 노드의 잔류전력과 상기 노드에서 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위해 필요한 전력을 이용하여 가중치를 생성하는 단계; 및 상기 각 노드에서 생성한 가중치들 중 가장 높은 값을 갖는 노드를 선택하고, 상기 선택된 노드를 리더 노드로 선택하는 단계;로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 목적들을 이루기 위해 베이스 노드와 상기 베이스 노드가 요청한 데이터를 인접한 노드들을 이용하여 순차적으로 리더 노드로 전달하는 적어도 2 개의 노드들과, 상기 노드들로부터 전달받은 데이터를 상기 베이스 노드로 전달하는 리더 노드로 구성된 통신 시스템에서, 상기 노드들 중 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위한 리더 노드를 선택하는 장치에 있어서, 자신의 잔류전력과 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위해 필요한 전력을 이용하여 가중치를 생성하는 적어도 2개의 노드들; 및 상기 각 노드에서 생성한 가중치들 중 가장 높은 값을 갖는 노드를 선택하고, 상기 선택된 노드를 리더 노드로 재선택하는 상기 리더 노드;로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 도면을 이용하여 본 발명의 기술적 사상에 대해 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 클러스터와 베이스 노드로 구성된 시스템을 도시하고 있다. 상기 클러스터는 복수 개의 노드들로 구성되어 있으며, 상기 복수 개의 노드들 중 하나를 선택하여 리더 노드(302)로 할당한다. 또한 상기 도 3은 하나의 리더 노드(302)를 중심으로 복수 개의 노드들이 고리 형태를 이루고 있다. 상기 리더 노드(302)는 다른 노드들이 전달한 데이터들과 자신이 수집한 데이터를 상기 베이스 노드(300)로 전달한다. 이하 도 4 내지 도 5를 이용하여 데이터 전송을 위해 초기에 설정되는 고리에 대해 알아보기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 데이터 전송을 위해 초기에 구성되는 고리(체인: chain)를 설정하는 과정에 대해 도시하고 있다. S400단계에서 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들은 자신의 정보를 다른 노드들에 통보한다. 또한, 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들은 다른 노드들이 전송한 정보를 수신한다. 이와 같이 함으로서 상기 클러스터를 구성하고 있는 각 노드들은 다른 노드들에 정보를 획득하게 된다. S402단계에서 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들은 S400단계에서 획득한 정보를 이용하여 최소 스패닝 트리(minimum spanning tree)를 구성한다. 상기 최소 스패닝 트리는 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들을 최소의 패스로 연결한 트리이다. 상기 최소 스패닝 트리는 깊이 우선 스패닝 트리와 넓이 우선 스패닝 트리로 구분된다. 상기 최소 스패닝 트리에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 5의 상단 그림은 상기 최소 스패닝 트리를 도시하고 있다. 상기 도 5의 상단 그림에 도시되어 있는 바와 같이 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들 각각은 다른 노드들과 연결되어 있다.
S404단계에서 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들 중 상기 베이스 노드와 가장 가까운 노드를 리더 노드로 설정한다. 상기 설정된 리더 노드를 중심으로 상기 클러스터에 포함된 노드들이 모두 포함되도록 하나의 순환 경로를 설정한다. 도 5의 가운데 그림을 살펴보면 점선으로 도시되어 있는 부분이 상기 순환 경로를 의미한다. 상기 도 5의 가운데 그림의 점선은 모든 노드들이 포함되도록 순환 경로를 설정하고 있음을 보이고 있다.
S406단계에서 상기 노드들은 상기 S404단계에서 설정한 순환 경로를 이용하여 상기 노드들을 새로이 연결한다. 도 5의 하단 그림을 살펴보면 상기 노드들의 연결이 다른 두 개의 그림과 달리 되어있음을 알 수 있다. 또한, S406단계에서 상기 노드들을 연결한 패스들 중에서 데이터를 전송함에 있어 전력 소모가 가장 많은 패스를 탐색한다. 상기 탐색된 패스를 제거한다. 상기 도 5의 하단 그림을 살펴보 면 다른 두 개의 그림들과 노드간 패스가 달리 되어 있음을 알 수 있다. S408단계에서 상기 노들은 상기 S406단계에서 설정한 고리에 대한 정보를 갱신한다.
도 6은 본 발명에 따른 상기 도 4 내지 도 5에서 설정한 고리를 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 도시하고 있다. S600단계에서 클러스터를 구성하고 있는 노드들은 고리를 구성한다. 상기 고리를 구성하는 과정에 대해서는 상기 도 4 내지 도 5에서 설명한 바와 동일하다. S602단계에서 베이스 노드는 상기 노드들로 원하는 정보를 전송하도록 요청한다. 또한 S602단계에서 상기 베이스 노드는 상기 베이스 노드와 각 노드들간의 동기 획득을 위한 정보도 함께 전달한다. S604단계에서 상기 베이스 노드는 상기 노드들이 수집한 데이터를 전송하는 시점에 관한 정보도 동시에 전송한다. 상기 노드들은 상기 베이스 노드가 전송한 데이터 전송시점에 관한 정보에 의해 데이터를 전달할 시점을 인지하게 된다. 상기 각 노드에서 데이터를 전송할 시점에 관한 상세한 내용은 하기 도 7 내지 도 8을 이용하여 설명하기로 한다. S606단계에서 상기 노드들은 자신에게 할당된 슬롯에서 수집한 또는 다른 노드들이 전달한 데이터를 전달한다. S606단계에서 상기 리더노드는 자신에게 할당된 슬롯에서 수집한 또는 다른 노드들이 전달한 데이터를 베이스 노드로 전달한다.
S608단계에서 상기 노드들은 리더 노드를 재선택할 시점인지 여부에 대해 판단한다. 상기 리더 노드를 재선택할 시점에 대해서는 하기 도 7과 도 9를 이용하여 알아보기로 한다. 상기 판단 결과 상기 리더 노드를 재선택할 시점이면 S610단계로 이동하여 리더 노드를 재선택한다. 상기 판단 결과 리더 노드를 재선택할 시점이 아니면 S606단계로 이동한다.
도 7은 본 발명에 따른 데이터 전송을 위한 프레임 구조를 도시하고 있다. 상기도 7에서 보이고 있는 바와 같이 상기 데이터 전송을 위한 프레임 구조는 데이터 전송 프레임, 데이터 휴지 프레임, 리더 노드 재선택 프레임으로 구성되어 있다. 상기 데이터 전송 프레임은 데이터를 전송하는 프레임을 의미하며, 상기 데이터 휴지 프레임은 데이터를 전송하지 않는 프레임을 의미한다. 사용자는 상기 데이터 전송 프레임과 데이터 휴지 프레임의 개수를 조절함으로서 데이터 전송 회수를 조절할 수 있다. 상기 도 7에서는 데이터 전송 프레임과 데이터 휴지 프레임이 교대로 구성되어 있음을 보이고 있다.
상기 클러스터에 포함된 노드들 중 하나의 노드만을 리더 노드로 선택하고, 상기 선택된 노드만을 이용하여 상기 베이스 노드로 데이터를 전송할 경우 상기 리더 노드로 선택된 노드의 전력은 급격히 소모된다. 따라서 상기한 문제점을 해결하기 위해 상기 클러스터에 포함된 노드들을 일정한 규칙에 따라 리더 노드로 선택한다. 상기 리더 노드를 선택하는 프레임이 상기 리더 노드 재선택 프레임이다. 상기 리더 노드를 선택하는 주기를 동작구간이라 한다. 따라서 상기 동작구간은 하나의 리더 노드 재선택 프레임과 적어도 하나의 데이터 전송프레임과 데이터 휴지 프레임으로 구성된다.
이하, 상기 도 8을 이용하여 상기 데이터 전송 프레임의 구조에 대해 알아본다. 상기 데이터 전송 프레임은 복수 개의 타임 슬롯으로 구성되어 있다. 상기 복수 개의 타임슬롯 중에서 첫 번째 타임슬롯(800)은 베이스 노드가 상기 노드들에게 동기 획득을 위한 동기 정보를 포함하고 있다. 또한 상기 첫 번째 타임슬롯(800)은 상기 베이스 노드가 상기 노드들에게 필요한 데이터를 요청하는 정보를 포함하고 있다. 상기 복수 개의 타임슬롯 중에서 마지막 타임슬롯(810)은 리더 노드가 베이스 노드가 요청한 데이터를 전송하는 구간이다. 즉, 상기 리더 노드는 마지막 타임슬롯(810)에서 다른 노드들이 전달한 데이터 또는 수집한 데이터를 상기 베이스 노드로 전송한다. 상기 첫 번째 타임슬롯(800)과 마지막 타임슬롯(810)에서 상기 각 노드들은 자신에게 할당된 타임슬롯에서 전달받은 데이터 또는 수집한 데이터를 전달한다. 상기 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 리더 노드로부터 멀리 있는 노드에게 빠른 타임슬롯을 할당한다. 이와 같이 함으로서 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들은 순차적으로 전달받은 또는 수집한 데이터를 리더 노드까지 전달할 수 있게 된다.
이하 도 9를 이용하여 리더 노드 재선택하는 과정에 대해 알아본다. 상가 리더 노드 재선택하는 과정에 대해 알아보기에 앞서 상기 리더 노드 재선택 프레임의 구조에 대해 상기 도 8을 이용하여 설명한다. 상기 리더 노드 재선택 프레임은 상기 데이터 전송 프레임과 동일한 구조를 이루고 있다. 상기 리더 노드 재선택 프레임은 복수 개의 타임 슬롯으로 구성되어 있다. 상기 복수 개의 타임슬롯 중에서 첫 번째 타임슬롯(800)은 베이스 노드가 상기 노드들에게 동기 획득을 위한 동기 정보를 포함하고 있다. 상기 복수 개의 타임슬롯 중에서 타임슬롯(809)은 리더 노드가 베이스 노드가 재선택한 노드에 관한 정보를 전송하는 구간이다. 상기 복수개의 타임슬롯 중에서 마지막 타임슬롯(810)은 상기 베이스 노드가 상기 리더 노드로부터 전달받은 재선택된 리더 노드에 관한 정보를 전송하는 구간이다. 상기 첫 번째 타 임슬롯(800)과 타임슬롯(809)에서 상기 각 노드들은 자신에게 할당된 타임슬롯에서 해당 동작을 수행한다. 상기 해당동작에 대해서는 도 9에서 설명한다. 상기 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 리더 노드로부터 멀리 있는 노드에게 빠른 타임슬롯을 할당한다. 이와 같이 함으로서 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들은 순차적으로 해당 동작에 대한 결과를 리더 노드까지 전달할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 리더 노드 재선택 과정에 대해 도시하고 있다. S900단계에서 상기 노드는 가중치를 계산한다. 상기 가중치는 노드 자신의 잔류전력과 상기 노드에서 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위해 필요한 전력의 비이다. 하기 〈수학식 1〉은 상기 가중치에 구하는 수식을 나타내고 있다.
가중치=P_curr /P_con
상기 P_curr은 노드의 잔류전력을 의미하며, 상기 P_con은 노드에서 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위해 필요한 전력을 의미한다.
S902단계에서 상기 노드는 전달받은 가중치와 상기 S900단계에서 구한 가중치를 비교한다. 상기 전달받은 가중치는 도 3에서 도시되어 있는 바와 같이 베이스 노드와 반대방향에 있는 노드가 전달한 가중치를 의미한다. 즉, 이전 타임슬롯에서 상기 베이스 노드와 반대방향에 있는 노드가 전달한 가중치이다. 상기 전달받은 가중치에는 상기 가중치에 대응되는 노드의 식별자를 포함하고 있다. 상기 비교 결과 값이 큰 가중치와 상기 가중치에 대응하는 노드의 식별자를 파악한다. 상기와 가중치가 높은 노드에 관한 정보만을 전송함으로서 데이터량을 줄일 수 있게 된다.
S904단계에서 상기 S902단계와 같은 동작을 리더 노드까지 순차적으로 수행한다. 상기와 같은 동작을 수행함으로서 상기 리더 노드는 가중치가 가장 높은 노드에 대한 정보를 얻게 된다. S906단계에서 상기 리더 노드는 가중치가 가장 높은 노드를 새로운 리더 노드로 선택하고, 상기 선택된 리더 노드에 관한 정보를 베이스 노드로 전송한다. S908단계에서 상기 베이스 노드는 전달받은 새로운 리더 노드에 관한 정보를 클러스터를 구성하고 있는 모든 노드들에게 전달한다. S910단계에서 상기 클러스터를 구성하고 있는 모든 노드들은 리더 노드에 관한 정보를 갱신한다. 또한, 재선택된 리더 노드에 대응하게 데이터를 전송하기 위한 타임슬롯을 재조정한다. 상기 도 9와 같이 잔류전력과 데이터 전송에 필요한 전력의 비를 이용하여 리더 노드를 선택함으로서 상기 클러스터를 구성하고 있는 노드들은 특정 시간동안 데이터를 전송함에 있어 동일한 전력을 이용하여 데이터를 전송할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본원 발명은 클러스터를 구성하고 있는 노드들 중 리더 노드를 선택함에 있어 각 노드의 잔류전력과 데이터 전송에 대한 비를 비교한다. 이와 같이 함으로서 각 노드에서 소비되는 전력의 차이를 일정한 범위 이내로 유지 할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 인접한 노드들을 이용하여 베이스 노드가 요청한 데이터를 리더 노드로 순차적으로 전달하는 적어도 2 개의 노드들과, 상기 노드들로부터 전달받은 데이터를 상기 베이스 노드로 전달하는 리더 노드로 구성된 통신 시스템에서, 상기 노드들을 적어도 하나의 그룹으로 분할하고, 상기 그룹에 포함된 노드들을 하나의 전달 경로에 의해 상기 리더 노드에 순차적으로 연결하며, 상기 노드들 중 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위한 리더 노드 선택 방법에 있어서,
    각 노드의 잔류전력과, 각 노드에서 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위해 필요한 전력을 이용하여 가중치를 생성하는 단계; 및
    상기 각 노드에서 상기 전송 경로의 역방향에 있는 노드로부터 전달받은 가중치와, 상기 각 노드 자신이 측정한 가중치를 비교하고, 상기 비교 결과 높은 가중치를 갖는 노드를 리더 노드로 선택하는 단계;로 구성됨을 특징으로 하는 리더 노드 선택 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 리더 노드는 상기 각 노드들로부터 전달받은 가중치들과 자신의 가중치를 비교하고, 상기 비교 결과 높은 가중치를 갖는 노드를 새로운 리더 노드로 선택되었음을 상기 베이스 노드로 전달함을 특징으로 하는 리더 노드 선택 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스 노드는 재선택 리더 노드에 관한 정보를 상기 노드들로 전달하고, 상기 노드들은 전달받은 정보를 이용하여 리더 노드에 관한 정보를 갱신함을 특징으로 하는 리더 노드 선택 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 리더 노드 재선택 과정은 선택된 리더 노드를 통해 적어도 한번의 데이터 전송을 수행한 후 이루어짐을 특징으로 하는 리더 노드 선택 방법.
  7. 인접한 노드들을 이용하여 베이스 노드가 요청한 데이터를 리더 노드로 순차적으로 전달하는 적어도 2 개의 노드들과, 상기 노드들로부터 전달받은 데이터를 상기 베이스 노드로 전달하는 리더 노드로 구성된 통신 시스템에서, 상기 노드들을 적어도 하나의 그룹으로 분할하고, 상기 그룹에 포함된 노드들을 하나의 전달 경로에 의해 상기 리더 노드에 순차적으로 연결하며, 상기 노드들 중 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위한 리더 노드 선택 장치에 있어서,
    자신의 잔류전력과 상기 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위해 필요한 전력을 이용하여 가중치를 생성하며, 상기 전송 경로의 역방향에 있는 노드로부터 전달받은 가중치와, 상기 노드 자신이 측정한 가중치를 비교하고, 상기 비교 결과 높은 가중치를 갖는 노드를 리더 노드로 선택하는 적어도 2개의 노드들; 및
    상기 노드들로부터 전달받은 가중치들과 자신의 가중치를 비교하고, 상기 비교 결과 높은 가중치를 갖는 노드를 새로운 리더 노드로 선택하였음을 상기 베이스 노드로 전달하는 리더 노드;로 구성됨을 특징으로 하는 리더 노드 선택 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스 노드는, 재선택 리더 노드에 관한 정보를 상기 노드들로 전달하고, 상기 노드들은 전달받은 정보를 이용하여 상기 리더 노드에 관한 정보를 갱신함을 특징으로 하는 리더 노드 선택 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 노드들은 상기 잔류 전력에 대한 베이스 노드로 데이터를 전송하기 위한 비를 이용하여 상기 가중치를 구하는 것을 특징으로 하는 리더 노드 선택 장치.
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