KR100617717B1 - 무선망에서의 스케줄링 방법 - Google Patents

무선망에서의 스케줄링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 각 이동 단말들에 대한 스케줄링 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 복수의 이동 단말들 각각에 대한 친화도들을 계산하고, 상기 복수의 이동 단말들 각각에 대해 계산된 친화도들에 의해 각 타스크들에 대한 친화도들을 계산한다. 그리고 상기 각 타스크들에 대해 계산된 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 각 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 것을 제안하고 있다.
ad-hoc 무선 망, 친화도, 스케줄링, 타스크, 우선순위

Description

무선망에서의 스케줄링 방법{METHOD FOR SCHEDULING IN A WIRELESS NETWORK}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선망의 구성을 보이고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 무선망에서의 스케줄링을 위한 이동 단말의 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 무선망에서의 스케줄링을 위한 조정자의 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 4는 도 3에서의 패킷 스케줄링 모드에 대한 구체적인 제어 흐름의 일 예를 보이고 있는 도면.
도 5는 도 3에서의 패킷 스케줄링 모드에 대한 구체적인 제어 흐름의 다른 예를 보이고 있는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선망에서의 스케줄링을 위한 이동 단말의 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선망에서의 스케줄링을 위한 조정자의 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 8은 도 7에서의 패킷 스케줄링 모드에 대한 구체적인 제어 흐름의 일 예를 보이고 있는 도면.
도 9는 도 7에서의 패킷 스케줄링 모드에 대한 구체적인 제어 흐름의 다른 예를 보이고 있는 도면.
도 10은 무선 망 내에서 이동 단말의 수(노드 수)와 단위 데이터의 전송을 위한 전력 소모량의 관계를 보이고 있는 도면.
도 11은 무선망에서 데이터 부하에 따른 전력 소비 정도를 보이고 있는 도면.
도 12는 무선망에서 수율을 비교하는 그래프.
도 13은 본 발명의 실시 예와 기존의 전력 절약 기법을 적용하였을 때의 각 노드별 서비스 획득 정도를 보이고 있는 도면.
본 발명은 무선망에서의 스케줄링 방법에 관한 것으로, 특히 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 각 이동 단말들에 대한 스케줄링 방법에 관한 것이다.
무선 통신 산업의 발달로 인해 다양한 무선 통신 방식들이 제안되고 있다. 또한 사용자들은 무선 망 사용이 증가하면서 때와 장소에 무관하게 자료를 공유하고자 하는 욕구가 증대하게 되었다. 하지만 지금까지 주로 사용되어온 무선망은 기지국이나 접속 점(AP ; Access Point)과 같이 서비스를 제공할 수 있는 기반 시설 이 갖추어져야만 하였다. 즉, 이동 단말이 기지국이나 AP와의 접속이 가능한 위치에 존재하여야 한다는 장소에 대한 제약이 있었다.
따라서 이러한 장소적인 제약에 구애 받지 않고 사용자들의 욕구를 최대한 수용할 수 있도록 하는 무선 통신 방식이 절실히 필요하다 할 것이다. 이러한 취지에서 제안된 무선 통신 방식이 이동 단말들 간의 통신이 가능하도록 하는 것이다. 그 대표적인 예가 시분할다중접속(TDMA ; Time Division Multiple Access)을 기반으로 하는 에드 훅(ad hoc) 무선망이다. 상기 ad hoc 무선망의 예로는 직접 링크(direct link)를 지원하는 무선 망(802.11), 그물 망(mash network)을 지원하는 무선 망(802.16d) 및 무선 스트리밍(wireless streaming)을 지원하는 무선 망(802.15.3) 등이 있다. 상기 802.11 및 상기 802.15.3에서는 1 홉(hop) 거리에 위치하는 모든 이동 단말들 간의 직접 통신을 지원하는 것을 제안하고 있으며, 상기 802.16에서는 셀 경계에 위치하는 이동 단말이 셀 밖에 위치하는 이동 단말과의 직접 통신을 지원하는 것을 제안하고 있다.
상기 ad hoc 무선망을 이용하게 되면, 기지국 또는 AP 등과 같은 기반 시설이 설치되어 있지 않더라도 필요한 이동 단말들이 존재하면 자율적으로 데이터 서비스를 이용할 수 있게 된다. 따라서 상기 ad hoc 무선망을 기반으로 하는 무선 통신 방식은 대안적인 무선망의 형태이자 이동 단말 중심의 무선망이라는 점에서 관심이 집중되고 있다. 하지만 ad hoc 무선망의 경우에는 기지국 또는 AP 등과 같이 중앙에서 이동 단말들의 자원을 관리하고, 스케줄링할 수 있는 주체가 존재하지 않아 자원 사용의 효율이 저하되는 한계가 있다. 또한 기존의 중앙 집중식 무선망에 서는 이동 단말의 전력이 모두 소모되더라도 무선망에 대한 영향을 미치지는 않았으나 이동 단말이 중계기의 역할을 동시에 수행하여야 하는 ad hoc 무선망에서는 이동 단말의 성능 저하가 무선망의 성능 저하를 야기하게 된다. 따라서 ad hoc 무선망을 위해서는 이동 단말의 전력 효율을 증대시키기 위한 필요성이 더욱 크다고 할 것이다.
따라서 상기한 바와 같은 요구를 만족하기 위한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 이동 단말의 전력 절약을 위한 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 이동 단말들의 수율과 전력 효율을 증가시키기 위한 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 이동 단말들의 수율과 전력 효율을 증가시키기 위한 친화도 기반의 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 이동 단말들의 수율과 전력 효율을 증가시키기 위해 친화도와 자원의 양을 기반으로 하는 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서의 스케줄링을 위해 이동 단말들이 통신에 참여하는 정도에 따른 친화도를 측정하는 방법을 제공 함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 조정자를 통해 각 이동 단말들이 관여하는 타스크 별로의 스케줄링이 이루어지도록 하는 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 이동 단말 친화도와 타스크 친화도를 이용하여 각 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 이동 단말이 관여하는 총 타스크들이 가지는 친화도들의 합에 의해 이동 단말의 친화도를 획득하는 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 타스크 친화도는 해당 타스크에 관여하는 이동 단말들의 친화도 합에 의해 획득하는 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 타스크 친화도가 작은 순서에 의해 타스크 별로의 우선순위를 부여하는 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 친화도가 동일한 복수의 타스크들이 존재할 경우에는 가장 작은 이동 단말 친화도를 가지는 이동 단말이 관계된 타스크에 대해 우선순위를 부여하는 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 동일한 타스크 친화도와 이동 단말 친화도를 가지는 경우에는 자원 요구 양이 작은 타스크에 대해 우선순위를 부여하는 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 자원 요구 양에 의해 우선순위를 부여하고, 동일한 자원 요구 양을 가지는 타스크들에 대해서는 친화도를 기반으로 하여 우선순위를 부여하는 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 자신이 관계된 모든 타스크의 수행이 완료된 이동 단말에 대해서는 절전 모드인 휴면 상태로 천이하도록 하는 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 이동 단말들 간의 통신을 지원하는 무선망에서 불필요하게 전력을 소모하는 이동 단말의 수를 최소화하기 위한 스케줄링 방법을 제공함에 있다.
전술한 바를 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 복수의 이동 단말들 간의 통신이 가능한 무선망에서 상기 이동 단말들 간의 통신을 위해 형성되는 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서, 상기 복수의 이동 단말들 각각에 대한 친화도들을 계산하는 과정과, 상기 복수의 이동 단말들 각각에 대해 계산된 친화도들에 의해 상기 각 타스크들에 대한 친화도들을 계산하는 과정과, 상기 각 타스크들에 대해 계산된 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 각 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
전술한 바를 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 복수의 이동 단말들 간의 통신을 위해 타스크들이 형성되고, 상기 복수의 이동 단말들이 상기 타스크들에 관한 정보를 전송하는 무선망에서, 조정자가 상기 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서, 상기 복수의 이동 단말들로부터의 타스크들에 관한 정보를 수신하는 과정과, 상기 타스크들에 관한 정보에 의해 상기 복수의 이동 단말들 각각에 대한 친화도들을 계산하는 과정과, 상기 복수의 이동 단말들 각각에 대해 계산된 친화도들에 의해 상기 각 타스크들에 대한 친화도들을 계산하는 과정과, 상기 각 타스크들에 대해 계산된 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 각 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 과정과, 상기 부여된 우선순위를 상기 복수의 이동 단말들로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
전술한 바를 달성하기 위한 제3견지에 있어, 본 발명은 복수의 이동 단말들 간의 통신을 위해 타스크들이 형성되고, 상기 복수의 이동 단말들이 상기 타스크들에 관한 정보를 전송하는 무선망에서, 조정자가 상기 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서, 상기 복수의 이동 단말들로부터의 타스크들에 관한 정보를 수신하는 과정과, 상기 타스크들에 관한 정보로부터 획득한 타스크 별 요구 자원 양에 의해 상기 각 타스크들의 우선순위를 부여하는 과정과, 상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들이 존재할 시 상기 타스크에 관한 정보에 의해 상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들 각각을 형성하는 이동 단말들에 대한 친화도들을 계산하는 과정과, 상기 계산된 친화도들에 의해 상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들에 대한 친화도들을 계산하는 과정과, 상기 계산된 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 과정과, 상기 요구 자원 양과 상기 친화도에 의해 부여된 우선순위를 상기 복수의 이동 단말들로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
전술한 바를 달성하기 위한 제4견지에 있어, 본 발명은 복수의 이동 단말들과, 상기 복수의 이동 단말들 간의 통신을 조정하는 조정자를 가지는 무선망에서 상기 이동 단말들 간의 통신을 위해 형성되는 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서, 상기 복수의 이동 단말들 각각이 자신이 참여하고 있는 적어도 하나의 타스트에 대한 친화도를 계산하여 상기 조정자로 전송하는 과정과, 상기 조정자가 상기 복수의 이동 단말들로부터 수신한 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 각 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 과정과, 상기 부여된 우선순위를 상기 복수의 이동 단말들로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명의 실시 예들에서는 이동 단말들간의 통신이 가능한 무선망에서 각 이동 단말들에 의해 형성되는 타스크 별로의 우선순위를 부여하기 위한 스케줄링 방법에 대해 구체적으로 설명할 것이다. 이때 타스크 별로의 우선순위는 타스크 친화도와 요구 자원의 양을 고려하여 결정하도록 한다. 상기 타스크 친화도는 각 타 스크를 형성하는 이동 단말들의 친화도에 의해 결정한다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 이동 단말 별로 친화도(이동 단말 친화도)를 계산하고, 상기 이동 단말 친화도에 의해 타스크 별로의 친화도(타스크 친화도)를 계산하는 방안에 대해 구체적으로 설명할 것이다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말 친화도와 타스크 친화도를 계산하기 위해서는 ad hoc 무선망을 구성하는 이동 단말들 각각이 요구하는 서비스 정도에 관한 정보를 공유할 수 있어야 한다. 이는 이동 단말의 친화도를 계산하고, 상기 이동 단말 친화도를 기반으로 하여 타스크 친화도를 계산하기 위함이다. 본 발명의 실시 예에서는 ad hoc 무선망에서 정의하고 있는 ATIM 메시지(Ad-hoc Traffic Indication Map Message)를 이용하는 것을 가정하도록 한다. 이하 본 발명의 실시 예에 따른 설명에서는 서비스 정도에 관한 정보를 공유하기 위해 전송되는 메시지를 자원 요구 메시지라는 용어로써 사용하도록 한다. 하지만 이동 단말들간의 통신이 가능한 무선망에서 이동 단말들이 공유할 수 있는 기존의 메시지를 이용하거나 새로이 메시지를 정의하여 사용할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 단지 해당 메시지는 이동 단말이 사용할 적어도 하나의 타스크와 자원의 양에 관한 정보가 포함되어야 한다. 상기 타스크에 관한 정보는 해당 타스크에 대응한 수신측 이동 단말과 송신측 이동 단말을 식별하기 위한 정보이다. 상기 자원의 양에 관한 정보는 해당 타스크를 통해 송신 또는 수신하고자 하는 데이터 패킷의 크기에 관한 정보이다.
후술 될 본 발명의 실시 예는 타스크 친화도를 계산하는 주체에 의해 두 가지로 제안될 것이다. 구체적으로, 타스크 친화도가 조정자(coordinator, 이하 CN이라 칭함)에 의해 계산되는 것을 첫 번째 실시 예로 제안할 것이며, 각 이동 단말에 의해 타스크 친화도가 계산되는 것을 두 번째 실시 예로 제안할 것이다. 한편 본 발명의 실시 예로써 구체적으로 설명되지 않으나 이동 단말의 친화도는 이동 단말에 의해 계산되도록 하고, 이를 CN이 제공받아 타스크 친화도를 계산하도록 구현하는 것도 가능할 것이다.
그리고 본 발명의 실시 예에서는 각 타스크 별로의 우선순위를 결정하기 위해 CN으로부터 수행되는 스케줄링 모드를 두 가지로 구분하여 설명할 것이다. 즉 친화도에 의해 타스크 별 우선순위를 결정한 후 동일한 친화도를 가지는 타스크들에 대해 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여하는 방안과, 요구 자원 양에 의해 타스크 별 우선순위를 결정한 후 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들에 대해 친화도에 의해 우선순위를 부여하는 방안이다.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
A. 무선망의 구성
도 1은 본 발명의 실시 예들이 적용될 이동 단말들 간의 통신이 가능한 무선망의 일예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 1에서는 9개의 이동 단말들과 11개의 타스크들을 가정하고 있다. 한편 본 발명의 실시 예에서는 적어도 하나의 CN이 구 비되어야 한다. 상기 CN으로는 상기 무선 망 내에 존재하는 이동 단말들 중 하나의 이동 단말이 지정되거나 별도의 CN을 구비할 수 있다. 상기 이동 단말을 CN으로 지정하는 경우에는 임시 CN을 이동 단말들로부터 선출하여 임무를 부여할 수 있다. 후술 될 본 발명의 실시 예에서는 상기 무선 망 내에 CN이 존재하지 않는 경우, 매 수퍼 프레임(또는 비컨 간격)마다 CN을 선출하는 것을 가정한다.
한편 상기 도 1에서는 이동 단말들을 알파벳 대문자들(A, B, C, D, E, F, G, I)로 식별하고 있으며, 타스크들을 알파벳 소문자들(a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k)로 식별하고 있다. 한편 각 타스크들의 연결은 실선으로 표시하였으며, CN과 각 이동 단말들 간의 연결은 점선으로 표시하였다. 상기 실선으로 표시한 타스크들의 연결을 보면, 일측에만 화살표시가 되어 있음을 알 수 있다. 이는 하나의 타스크를 위해 연결된 송신측 이동 단말(화살표시가 없음)과 수신측 이동 단말(화살표시가 있음)을 구분하기 위함이다.
상기 도 1을 참조하면, 타스크 a는 이동 단말 A를 송신측으로 이동 단말 B를 수신측으로 하고 있으며, 타스크 b는 이동 단말 B를 송신측으로 이동 단말 A를 수신측으로 하고 있다. 타스크 c는 이동 단말 I를 송신측으로 이동 단말 C를 수신측으로 하고 있으며, 타스크 d는 이동 단말 C를 송신측으로 이동 단말 E를 수신측으로 하고 있다. 타스크 e는 이동 단말 F를 송신측으로 이동 단말 I를 수신측으로 하고 있으며, 타스크 f는 이동 단말 I를 송신측으로 이동 단말 F를 수신측으로 하고 있다. 타스크 g는 이동 단말 F를 송신측으로 이동 단말 D를 수신측으로 하고 있으며, 타스크 h는 이동 단말 D를 송신측으로 이동 단말 H를 수신측으로 하고 있다. 타스크 i는 이동 단말 F를 송신측으로 이동 단말 H를 수신측으로 하고 있으며, 타스크 j는 이동 단말 H를 송신측으로 이동 단말 F를 수신측으로 하고 있다. 마지막으로 타스크 k는 이동 단말 F를 송신측으로 이동 단말 G를 수신측으로 하고 있다.
B. 제1실시 예(CN에서 타스크 별 친화도 측정)
이하 본 발명의 제1실시 예에 따름 구체적인 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 본 발명의 제1실시 예에서는 CN이 모든 이동 단말들로부터 전송되는 자원 요구 메시지들을 수신하도록 하여, CN에서 각 타스크 별 친화도들을 계산하도록 한다.
B-1. 이동 단말의 동작
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따라 이동 단말이 수행하게 되는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 이동 단말은 210단계에서 수퍼 프레임의 시작 시점이 도래하는 지를 검사한다. 통상적으로 이동 단말들 간의 통신이 가능한 무선망에서는 상기 수퍼 프레임의 한 주기 동안 통신을 수행하며, 그 외의 구간에서는 휴면 상태로 천이하여 전력 소모를 최소화하고 있다. 따라서 상기 수퍼 프레임의 시작 시점에서는 무선 망 내의 모든 이동 단말들이 깨어나게 된다.
상기 이동 단말은 전송할 패킷 데이터가 존재한다면, 212단계에서 자원 요구 메시지를 상기 패킷 데이터를 수신할 상대측 이동 단말 및 CN으로 송신한다. 상기 자원 요구 메시지는 자신이 수행할 통신 서비스, 즉 자신이 수행하고자 하는 적어도 하나의 타스크에 관한 정보 및 각 타스크를 수행하기 위해 요구되는 자원 양에 관한 정보를 포함한다. 상기 타스크에 관한 정보에는 자신이 해당 타스크에 있어 수신측 이동 단말인지 아니면 송신측 이동 단말인지를 식별하기 위한 정보가 포함될 수 있다. 상기 요구되는 자원 양에 관한 정보는 전송하고자 하는 패킷 데이터의 길이에 관한 정보가 될 수 있다. 그리고 상기 이동 단말은 상기 212단계에서 다른 이동 단말들로부터의 자원 요구 메시지를 수신한다. 상기 이동 단말은 자신에 의해 전송된 자원 요구 메시지에 대응한 응답 메시지(ACK 메시지)를 상기 상대측 이동 단말로부터 수신하며, 자신이 수신한 자원 요구 메시지에 대응하여서는 응답 메시지(ACK 메시지를 전송한다. 만약 상기 응답 메시지를 수신하지 못하면, 상기 이동 단말은 해당 자원 요구 메시지의 재 전송을 시도하게 된다.
그 후 상기 이동 단말은 214단계에서 상기 CN으로부터 패킷 스케줄링 메시지를 수신한다. 상기 이동 단말은 상기 패킷 스케줄링 메시지를 통해 자신이 원하는 적어도 하나의 타스크를 수행할 시점을 확인하게 된다. 상기 이동 단말은 자신에게 할당된 시점이 도래하면, 216단계에서 해당 타스크에 의한 패킷 서비스를 수행한다. 상기 패킷 서비스의 수행이 완료되면, 상기 이동 단말은 218단계에서 자신이 수행할 모든 타스크에 의한 패킷 서비스가 종료되었는지를 판단한다. 즉 더 이상 수행할 타스크가 존재하지 않는지를 확인한다. 앞으로 수행해야 할 타스크가 더 존재한다면, 상기 이동 단말은 220단계에서 수퍼 프레임이 종료되었는지를 확인한다. 상기 수퍼 프레임이 종료되지 않았다면, 상기 이동 단말은 상기 216단계로 진행하 여 아직 남아있는 패킷 서비스를 수행하게 된다.
하지만 상기 이동 단말은 자신이 수행할 모든 타스크에 의한 패킷 서비스가 종료되었거나 상기 수퍼 프레임이 종료되었다면, 222단계로 진행하여 소모 전력을 최소화하기 위한 휴면 상태로 천이한다. 이렇게 함으로써, 수퍼 프레임이 종료되기 전이라도 패킷 서비스가 종료된 이동 단말이 휴면 상태로 천이될 수 있도록 하여 불필요한 소모 전력이 발생하는 것을 방지한다.
한편 전술한 동작에서는 수퍼 프레임에 의해 이동 단말이 동작하는 것을 예시하였으나 수퍼 프레임에 의해 동작하지 않는 경우에는 수퍼 프레임의 종료와 관계없이 모든 패킷 서비스를 수행한 후에 휴면 상태로 천이할 수 있다.
B-2. CN의 동작
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따라 CN이 수행하게 되는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, CN은 210단계에서 수퍼 프레임의 시작 시점이 도래하는 지를 검사한다. 상기 수퍼 프레임의 시작 시점에서 상기 CN은 다른 이동 단말들과 같이 깨어난다. 그리고 312단계에서 상기 이동 단말들로부터의 자원 요구 메시지들을 수신한다. 상기 CN은 상기 자원 요구 메시지들을 수신함으로써, 각 이동 단말들이 요구하는 타스크들과 자원 양을 확인하게 된다. 그리고 상기 CN은 상기 312단계에서 자신의 자원 요구 메시지를 전송할 수 있다. 한편 상기 CN은 앞에서 수신한 자원 요구 메시지들 중 응답 메시지(ACK 메시지)가 수신되지 않는 자원 요구 메 시지는 제거된다.
상기 CN은 상기 자원 요구 메시지와 그에 대응한 응답 메시지의 교환이 완료되면, 314단계에서 앞에서 수신한 자원 요구 메시지들에 의해 각 타스크 별로의 우선순위를 부여하기 위한 스케줄링 모드를 수행한다. 상기 스케줄링 모드의 구체적인 동작은 도 4 또는 도 5를 참조하여 자세히 설명될 것이다. 상기 CN은 316단계에서 상기 스케줄링 모드를 통해 타스크 별로 결정된 우선순위에 관한 정보를 포함하는 패킷 스케줄링 메시지를 구성하고, 이를 상기 이동 단말들에게 전송한다.
도 4는 상기 도 3에서의 스케줄링 모드의 서브루틴에 따른 제어 흐름의 일예를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, CN은 410단계에서 이동 단말 별로 친화도를 측정한다. 여기서 각 이동 단말의 친화도는 수행할 타스크의 개수에 의해 정의될 수 있다. 예컨대 도 1을 참조하면, 이동 단말 A의 친화도는 2(타스크 a, b)가 되며, 이동 단말 F의 친화도는 6(타스크 e, f, g, i, j, k)이 된다. 그 외의 이동 단말들(B, C, D, E, G, H, I)의 친화도도 전술한 룰에 의해 획득될 수 있다. 상기 이동 단말별 친화도(
Figure 112004059105727-pat00001
; N 번째 노드(이동 단말)의 친화도)를 획득하는 룰은 하기 <수학식 1>로써 정의될 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00002
상기 <수학식 1>에서 정의하고 있듯이, U(x)는 x가 참일 때 1이고, x가 거짓일 때 0임을 의미한다. 따라서 U(
Figure 112004059105727-pat00003
)는 N 번째 이동 단말이 i 번째 타스크에 있어 송신측 이동 단말로써의 친화도를 나타낸다. 그리고 U(
Figure 112004059105727-pat00004
)는 N 번째 이동 단말이 i 번째 타스크에서 수신측 이동 단말로써의 친화도를 나타낸다. 상기 송신측 이동 단말로써의 친화도와 상기 수신측 이동 단말로써의 친화도는 1 또는 0으로 결정된다. 예컨대 도 1에서 이동 단말 A의 경우, 타스크 a에 대해서는 송신측 이동 단말로써의 친화도가 1로 결정되고, 타스크 b에 대해서는 수신측 이동 단말로써의 친화도가 1로 결정된다. 나머지 타스크들에 대해서는 모든 친화도가 0으로 결정된다.
한편 상기 <수학식 1>에 의하면 친화도의 보다 정교한 수립을 위해 패킷을 전송하는 경우와 패킷을 수신하는 경우에 대해 가중치를 서로 다르게 부여하고 있다. 예컨대 패킷을 전송하는 경우에 가중치를 더 부여하고, 패킷을 수신하는 경우에는 상대적으로 낮은 가중치를 부여할 수 있다. 상기 <수학식 1>에서 α는 송신측 (S ; Source) 이동 단말에 부여되는 가중치이며, β는 수신측(D ; Destination) 이동 단말에 대해 부여되는 가중치이다. 하지만 상기 가중치를 사용하지 않을 시에는 상기 α와 β를 1로 설정한다. 그리고 M은 친화도를 획득하기 위한 전체 이동 단말들의 수 또는 타스크들의 총 수로 정의될 수 있다.
상기 <수학식 1>에 의해 상기 도 1에서의 각 이동 단말들 별로 획득된 친화도는 하기 <표 1>로 나타낼 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00005
상기 CN은 이동 단말 별로의 친화도를 획득하면, 412단계에서 상기 이동 단 말 별로 획득된 친화도들을 이용하여 타스크 친화도(
Figure 112004059105727-pat00006
; i 번째 타스크의 친화도)를 측정한다. 상기 타스크 친화도는 상기 무선 망 내에 존재하는 모든 타스크 별로 측정된다. 상기 타스크 친화도는 해당 타스크를 구성하는 송신측 이동 단말의 친화도(
Figure 112004059105727-pat00007
)와 수신측 이동 단말의 친화도(
Figure 112004059105727-pat00008
)의 합으로써 계산된다. 이는 하기 <수학식 2>로써 정의된다.
Figure 112004059105727-pat00009
상기 <수학식 2>에서는 해당 이동 단말이 타스크 별로 송신측인지 수신측인지에 따라 가중치(τ,δ)를 부여하는 것을 가정하고 있다. 상기 가중치 τ는 이동 단말이 특정 타스크에서 송신측인 경우에 있어서의 가중치이며, 상기 가중치 δ는 이동 단말이 특정 타스크에서 수신측인 경우에 있어서의 가중치이다. 이때 송신측 이동 단말에 대해 상대적으로 큰 가중치가 부여될 수 있도록 할 수 있다. 하지만 상기 가중치를 사용하지 않을 시에는 상기 τ와 δ를 1로 설정한다.
상기 <수학식 2>에 의해 상기 도 1에서의 각 타스크 별로 획득된 친화도는 하기 <표 2>로 나타낼 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00010
상기 CN은 타스크 별로의 친화도를 측정하면, 414단계에서 측정된 타스크 친화도들에 의해 각 타스크 별로의 우선순위를 부여한다. 이를 위해 상기 CN은 상기 타스크 친화도들을 크기 순에 의해 재 정렬한다. 일예로 작은 타스크 친화도에서 큰 타스크 친화도의 순서로 정렬할 수 있다. 이와 같이 타스크 친화도가 정렬된 예는 하기 <표 3>과 같다.
Figure 112004059105727-pat00011
상기 <표 3>을 참조할 때, 타스크 친화도가 낮은 순서에 의해 우선순위가 부여됨을 알 수 있다. 따라서 타스크 d에 대해 최우선순위가 부여된다. 이와 같이 타스크 친화도가 낮은 순서에 의해 우선순위를 부여함을 일반화 시키면 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00012
상기 <수학식 3>에서 i는 타스크를 지정하는 인덱스이다. 상기 타스크 친화도만을 고려할 때, 전송순서(즉 우선순위)는 "(d) → (a,b) → (c,h) → (k) → (g) → (e,f,i,j)"가 될 것이다.
한편 상기 <표 3>에 보이듯이 동일한 타스크 친화도(표 3에서 동일한 우선순위)를 가지는 타스크들(일 예로써 타스크 a와 b)이 존재한다. 이 경우 상기 CN은 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들에 대해 차별화된 우선순위를 부여할 필요가 있다. 따라서 상기 CN은 416단계에서 상기 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들에 대한 우선순위를 부여한다. 이때 상기 CN은 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들의 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여한다. 상기 요구 자원 양은 해당 타스크를 통해 전송되는 패킷의 길이 또는 패킷의 전송 시간 길이로 대변될 수 있다. 한편 상기 요구 자원 양(Ti)은 하기 <수학식 4>와 같이 패킷의 크기(Li)와 전송 속도(Ri)에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00013
상기 <수학식 4>에서는 요구 자원 양을 패킷의 전송 시간 길이로 가정하고 있다.
하지만 전송 속도가 지정되지 않은 경우에는 무선망에서 지원하는 기본 전송 속도 또는 평균 전송 속도를 전송 속도라 가정한다. 예컨대 임시 CN에 의해 스케줄링이 이루어지는 경우에는 기본 전송 속도를 사용하며, 고정 CN을 사용하는 경우에는 평균 전송 속도를 사용한다.
전술한 바에 의해 타스크 별로 얻어진 요구 자원 양(즉 전송 패킷의 크기 또는 패킷의 전송 시간 길이)은 하기 <표 4>와 같다.
Figure 112004059105727-pat00014
상기 CN은 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들에 대해 상기 <표 4>를 감안하여 서로 다른 우선순위를 부여하게 된다. 즉 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들이라 하더라도 요구 자원 양이 작은 타스크가 그렇지 않은 타스크에 비해 상대적으로 높은 우선순위를 갖도록 한다. 이와 같은 룰을 일반화 시키면 하기 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00015
상기 CN은 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들에 대해 요구 자원 양을 감안하여 최종적으로 하기 <표 5>과 같이 각 타스크 별로의 우선순위를 부여할 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00016
상기 <표 5>에서는 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들 중 요구 자원 양도 동일한 타스크들(타스크 f와 i)이 존재한다. 이 경우에는 상기 CN이 임의로 우선순위를 부여할 수 있다.
도 5는 상기 도 3에서의 스케줄링 모드의 서브루틴에 따른 제어 흐름의 다른 예를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, CN은 510단계에서 타스크들의 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여한다. 상기 요구 자원 양은 해당 타스크를 통해 전송되는 패킷의 길이 또는 패킷의 전송 시간 길이로 대변될 수 있다. 한편 상기 요구 자원 양(Ti)은 상기 <수학식 4>에 의해 패킷의 크기(Li)와 전송 속도(Ri)에 의해 계산될 수 있다. 하지만 전송 속도가 지정되지 않은 경우에는 무선망에서 지원하는 기본 전송 속도 또는 평균 전송 속도를 전송 속도라 가정한다. 예컨대 임시 CN에 의해 스케줄링이 이루어지는 경우에는 기본 전송 속도를 사용하며, 고정 CN을 사용하는 경우에는 평균 전송 속도를 사용한다. 전술한 바에 의해 타스크 별로 얻어진 요구 자원 양(즉 전송 패킷의 크기 또는 패킷의 전송 시간 길이)은 상기 <표 4>와 같다.
상기 CN은 각 타스크들에 대해 상기 <표 4>를 감안하여 우선순위를 부여한다. 즉 요구 자원 양이 작은 타스크가 그렇지 않은 타스크에 비해 상대적으로 높은 우선순위를 갖도록 한다. 이와 같은 룰을 일반화 시키면 상기 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
상기 CN은 각 타스크들의 요구 자원 양을 감안하여 하기 <표 6>과 같이 각 타스크 별로의 우선순위를 부여할 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00017
상기 CN은 512단계에서 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들이 존재하는 지를 판단한다. 상기 <표 6>에 의하면 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들이 존재함을 알 수 있다. 즉 타스크 a, d, g, j는 '5'라는 동일한 요구 자원 양을 가 지며, 타스크 b, e, h, k는 '10'이라는 동일한 요구 자원 양을 가진다. 그리고 타스크 c, f, i는 '15'라는 동일한 요구 자원 양을 가진다. 이 경우 상기 CN은 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들에 대해 차별화된 우선순위를 부여할 필요가 있다.
따라서 상기 CN은 514단계에서 이동 단말 별로 친화도를 측정한다. 상기 CN은 이동 단말 별로의 친화도를 획득하면, 516단계에서 상기 이동 단말 별 친화도들을 이용하여 타스크 친화도(
Figure 112004059105727-pat00018
; i 번째 타스크의 친화도)를 측정한다. 상기 이동 단말 별 친화도와 이를 이용한 타스크 친화도의 측정은 앞에서 상세히 설명되었음에 따라 구체적인 설명은 생략한다. 한편 상기 CN에 의해 측정된 타스크 친화도는 상기 <표 2>와 같이 나타낼 수 있다.
상기 CN은 518단계에서 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들의 우선순위를 상기 타스크 친화도들을 감안하여 부여한다. 즉 상기 CN은 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들에 대해 타스크 친화도를 감안하여 최종적으로 하기 <표 7>과 같이 각 타스크 별로의 우선순위를 부여할 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00019
상기 <표 7>에서는 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들 중 타스크 친화도도 동일한 타스크들(타스크 f와 i)이 존재한다. 이 경우에는 상기 CN이 임의로 우선순위를 부여할 수 있다.
C. 제2실시 예(이동 단말에서 타스크 친화도 측정)
이하 본 발명의 제2실시 예에 따름 구체적인 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 본 발명의 제2실시 예에서는 이동 단말이 자신이 수행할 적어도 하나의 타스크에 대한 타스크 친화도를 계산하고 이를 CN으로 보고함으로써, CN이 무선 망 내의 모든 타스크들에 대한 우선순위를 부여할 수 있도록 한다.
C-1. 이동 단말의 동작
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따라 이동 단말이 수행하게 되는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 이동 단말은 610단계에서 수퍼 프레임의 시작 시점이 도래하는 지를 검사한다. 통상적으로 이동 단말들 간의 통신이 가능한 무선망에서는 상기 수퍼 프레임의 한 주기 동안 통신을 수행하며, 그 외의 구간에서는 휴면 상태로 천이하여 전력 소모를 최소화하고 있다. 따라서 상기 수퍼 프레임의 시작 시점에서는 무선 망 내의 모든 이동 단말들이 깨어나게 된다.
상기 이동 단말은 전송할 패킷 데이터가 존재한다면, 612단계에서 자원 요구 메시지를 상기 패킷 데이터를 수신할 상대측 이동 단말로 송신한다. 상기 자원 요구 메시지는 자신이 수행할 통신 서비스, 즉 자신이 수행하고자 하는 적어도 하나의 타스크에 관한 정보를 포함한다. 상기 타스크에 관한 정보에는 자신이 해당 타스크에 있어 수신측 이동 단말인지 아니면 송신측 이동 단말인지를 식별하기 위한 정보가 포함될 수 있다. 그리고 상기 이동 단말은 상기 612단계에서 다른 이동 단말들로부터의 자원 요구 메시지를 수신한다. 상기 이동 단말은 자신에 의해 전송된 자원 요구 메시지에 대응한 응답 메시지(ACK 메시지)를 상기 상대측 이동 단말로부 터 수신하며, 자신이 수신한 자원 요구 메시지에 대응하여서는 응답 메시지(ACK 메시지를 전송한다. 만약 상기 응답 메시지를 수신하지 못하면, 상기 이동 단말은 해당 자원 요구 메시지의 재 전송을 시도하게 된다.
그 후 상기 이동 단말은 614단계에서 자신이 가지는 이동 단말 친화도를 측정한다. 여기서 상기 이동 단말 친화도는 자신이 수행할 타스크의 개수에 의해 정의될 수 있다. 예컨대 도 1을 참조하면, 이동 단말 A의 친화도는 2(타스크 a, b)가 되며, 이동 단말 F의 친화도는 6(타스크 e, f, g, i, j, k)이 된다. 그 외의 이동 단말들(B, C, D, E, G, H, I)의 친화도도 전술한 룰에 의해 획득될 수 있다. 상기 이동 단말별 친화도(
Figure 112004059105727-pat00020
; N 번째 노드(이동 단말)의 친화도)를 획득하는 룰은 상기 <수학식 1>로써 정의될 수 있다.
상기 이동 단말은 자신의 친화도를 획득한 후 616단계로 진행하여 자신이 수행할 타스크 별로의 친화도(
Figure 112004059105727-pat00021
; i 번째 타스크의 친화도)를 측정한다. 상기 타스크 친화도는 자신이 다른 이동 단말과의 통신을 위해 요구되는 타스크 별로 측정된다. 상기 타스크 친화도는 해당 타스크를 구성하는 송신측 이동 단말의 친화도(
Figure 112004059105727-pat00022
)와 수신측 이동 단말의 친화도()의 합으로써 계산된다. 이에 대해서는 상기 <수학식 2>로써 정의하고 있다.
상기 이동 단말은 618단계에서 상기 측정한 타스크 친화도와 해당 타스크를 수행하기 위해 요구되는 자원 양에 관한 정보를 CN으로 전송한다. 상기 요구되는 자원 양에 관한 정보는 전송하고자 하는 패킷 데이터의 길이에 관한 정보가 될 수 있다.
상기 이동 단말은 620단계에서 상기 CN으로부터 패킷 스케줄링 메시지를 수신한다. 상기 이동 단말은 상기 패킷 스케줄링 메시지를 통해 자신이 원하는 적어도 하나의 타스크를 수행할 시점을 확인하게 된다. 상기 이동 단말은 자신에게 할당된 시점이 도래하면, 622단계에서 해당 타스크에 의한 패킷 서비스를 수행한다. 상기 패킷 서비스의 수행이 완료되면, 상기 이동 단말은 624단계에서 자신이 수행할 모든 타스크에 의한 패킷 서비스가 종료되었는지를 판단한다. 즉 더 이상 수행할 타스크가 존재하지 않는지를 확인한다. 앞으로 수행해야 할 타스크가 더 존재한다면, 상기 이동 단말은 626단계에서 수퍼 프레임이 종료되었는지를 확인한다. 상기 수퍼 프레임이 종료되지 않았다면, 상기 이동 단말은 상기 622단계로 진행하여 아직 남아있는 패킷 서비스를 수행하게 된다.
하지만 상기 이동 단말은 자신이 수행할 모든 타스크에 의한 패킷 서비스가 종료되었거나 상기 수퍼 프레임이 종료되었다면, 628단계로 진행하여 소모 전력을 최소화하기 위한 휴면 상태로 천이한다. 이렇게 함으로써, 수퍼 프레임이 종료되기 전이라도 패킷 서비스가 종료된 이동 단말이 휴면 상태로 천이될 수 있도록 하여 불필요한 소모 전력이 발생하는 것을 방지한다.
한편 전술한 동작에서는 수퍼 프레임에 의해 이동 단말이 동작하는 것을 예시하였으나 수퍼 프레임에 의해 동작하지 않는 경우에는 수퍼 프레임의 종료와 관계없이 모든 패킷 서비스를 수행한 후에 휴면 상태로 천이할 수 있다.
C-2. CN의 동작
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따라 CN이 수행하게 되는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, CN은 710단계에서 무선 망 내에 존재하는 이동 단말들로부터 타스크 친화도 및 요구 자원 양을 수신한다. 상기 CN은 712단계에서 각 이동 단말들로부터 수신한 타스크 친화도 및 요구 자원 양에 의해 타스크 별로의 우선순위를 부여하기 위한 스케줄링 모드를 수행한다. 상기 스케줄링 모드의 구체적인 동작은 도 8 또는 9를 참조하여 자세히 설명될 것이다. 상기 CN은 상기 스케줄링 모드를 통해 타스크 별로 결정된 우선순위에 관한 정보를 포함하는 패킷 스케줄링 메시지를 구성하고, 이를 상기 이동 단말들에게 전송한다.
도 8은 상기 도 7에서의 스케줄링 모드의 서브루틴에 따른 제어 흐름의 일 예를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, CN은 810단계에서 타스크 별로 우선순위를 부여한다. 이때 상기 우선순위를 부여함에 있어 상기 CN은 이동 단말들로부터 보고 된 타스크 친화도들을 참조한다. 상기 이동 단말들로부터 보고 된 타스크 친화도는 상기 <표 2>와 같다고 가정한다. 상기 CN은 타스크 별로 우선순위를 부여하기 위해 상기 이동 단말들로부터 보고 된 타스크 친화도들을 크기 순에 의해 재 정렬한다. 상기 타스크 친화도들을 크기 순에 의해 재 정렬한 예를 상기 <표 3>에서 보이고 있다.
그 후 상기 CN은 812단계에서 동일한 타스크 친화도(표 3에서 동일한 우선순위)를 가지는 타스크들(일 예로써 타스크 a와 b)에 대해 서로 다른 우선순위를 부 여한다. 이때 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들에 대한 우선순위는 요구 자원 양에 의해 부여한다. 즉 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들이라 하더라도 요구 자원 양이 작은 타스크가 그렇지 않은 타스크에 비해 상대적으로 높은 우선순위를 갖도록 한다. 상기 타스크 별로의 요구 자원 양은 상기 <표 4>에서 정의하고 있다. 상기 요구 자원 양은 해당 타스크를 통해 전송되는 패킷의 길이 또는 패킷의 전송 시간 길이로 대변될 수 있다.
한편 상기 요구 자원 정보로써 전송 속도가 지정되지 않은 경우에는 무선망에서 지원하는 기본 전송 속도 또는 평균 전송 속도를 전송 속도라 가정한다. 예컨대 임시 CN에 의해 스케줄링이 이루어지는 경우에는 기본 전송 속도를 사용하며, 고정 CN을 사용하는 경우에는 평균 전송 속도를 사용한다.
상기 CN은 동일한 타스크 친화도를 가지는 타스크들에 대해 요구 자원 양을 감안하여 최종적으로 상기 <표 5>과 같이 각 타스크 별로의 우선순위를 부여할 수 있다.
전술한 설명에서는 동일한 친화도를 가지는 타스크들이 존재하는 경우에 한정하여 설명하였으나 동일한 친화도를 가지는 타스크들이 존재하지 않으면, 상기 CN은 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여하는 단계를 생략할 수 있다.
도 9는 상기 도 7에서의 스케줄링 모드의 서브루틴에 따른 제어 흐름의 다른 예를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, CN은 910단계에서 타스크들의 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여한다. 상기 요구 자원 양은 해당 타스크를 통해 전송되는 패킷의 길이 또는 패킷의 전송 시간 길이로 대변될 수 있다. 한편 상기 요구 자원 양(Ti)은 상기 <수학식 4>에 의해 패킷의 크기(Li)와 전송 속도(Ri)에 의해 계산될 수 있다. 하지만 전송 속도가 지정되지 않은 경우에는 무선망에서 지원하는 기본 전송 속도 또는 평균 전송 속도를 전송 속도라 가정한다. 예컨대 임시 CN에 의해 스케줄링이 이루어지는 경우에는 기본 전송 속도를 사용하며, 고정 CN을 사용하는 경우에는 평균 전송 속도를 사용한다. 전술한 바에 의해 타스크 별로 얻어진 요구 자원 양(즉 전송 패킷의 크기 또는 패킷의 전송 시간 길이)은 상기 <표 4>와 같다.
상기 CN은 각 타스크들에 대해 상기 <표 4>를 감안하여 우선순위를 부여한다. 즉 요구 자원 양이 작은 타스크가 그렇지 않은 타스크에 비해 상대적으로 높은 우선순위를 갖도록 한다. 이와 같은 룰을 일반화 시키면 상기 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다. 상기 요구 자원 양을 감안하여 각 타스크 별로의 우선순위를 부여한 예는 상기 <표 6>에서 보이고 있다.
상기 CN은 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들이 존재하면, 912단계에서 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들에 대해 우선순위를 부여한다. 이때 상기 CN은 이동 단말로부터 보고 된 타스크 친화도들을 참조한다. 상기 이동 단말들로부터 보고 된 타스크 친화도는 상기 <표 2>와 같다. 상기 CN은 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크 별로 우선순위를 부여하기 위해 해당 타스크들의 친화도들을 크기 순서에 의해 재배열한다. 그리고 상기 CN은 동일한 요구 자원 양을 가지는 타스크들 내에서 친화도의 크기 순서에 의해 우선순위를 부여한다. 이로써 최종적으로 타스크 별로 부여되는 우선순위는 상기 <표 7>과 같다.
D. 실험 결과
이하 전술한 본 발명의 실시 예를 적용하여 실험한 결과를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다. 이때 이동 단말들은 모두 상호 연결이 가능하다고 가정하였으며, 이동 단말들이 전송 및 수신하고자 하는 패킷의 길이는 랜덤하게 지정하였다. 그리고 송/수신 이동 단말을 랜덤하게 지정할 때 전체 무선망에서의 데이터 부하는 이동 단말에 고르게 분포하는 것으로 가정하였다.
하기의 <표 8>은 이동 단말의 상태(휴면모드, 전송모드, 수신모드, 감시모드)에 따른 전력 소모량을 보이고 있다.
Figure 112004059105727-pat00024
상기 <표 8>에서 알 수 있듯이 이동 단말은 송신 시에 전력 소모가 가장 크고, 휴면모드에서 전력 소모가 가장 작은 것을 알 수 있다.
도 10은 무선 망 내에서 이동 단말의 수(노드 수)와 단위 데이터의 전송을 위한 전력 소모량의 관계를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 10에서 가로축은 상호 접속이 가능한 이동 단말의 수(노드 수)이며, 세로축은 한 바이트를 전송하기 위한 전력 소모량이다.
상기 도 10을 통해 볼 때, 기존의 경쟁 방식(standard)을 사용하는 경우에 전력 소모량이 가장 많고, 그 다음으로 기존의 패킷 길이를 기반으로 하는 방식(length-only)이 전력 소모량이 많음을 알 수 있다. 본 발명의 실시 예(proposed)의 경우 기존 방식에 비해 많게는 약 58%의 전력 소비 감소를 볼 수 있으며, 이동 단말의 수가 30개인 경우에는 약 30.5% 정도의 전력 소비 감소를 볼 수 있다.
도 11은 무선망에서 데이터 부하에 따른 전력 소비 정도를 보이고 있는 도면이다. 여기서는 총 500개의 데이터 패킷들을 주어진 무선망에서 교환하는 경우에 소비되는 전력을 수율로 표현하고 있다. 이때 데이터 패킷의 크기는 랜덤하다고 가정하였고, 이를 통신에 참가하는 이동 단말들의 수로 정상화하여 데이터 부하를 구하였다. 상기 데이터 부하가 큰 경우는 하나의 이동 단말 당 전송하는 데이터 패킷의 수가 많은 경우이다.
상기 도 11을 참조할 때, 단위 전송량 당 전력 소모량은 경쟁 방식이 가장 컸으며, 본 발명의 실시 예를 적용할 시 단위 전송량 당 전력 소모량이 가장 적었다. 여기서 이동 단말당 데이터 부하가 클수록 전력 소모량이 작아지는 것은 적은 이동 단말이 있으면 무선 망 입장에서 볼 때 모니터링을 수행하는 이동 단말의 수가 현격히 줄어들기 때문이다. 따라서 무선 망 측면에서는 적은 이동 단말들에 의해 많은 데이터 패킷들이 송/수신되는 경우가 많은 이동 단말들에 의해 적은 데이터 패킷들이 송/수신되는 경우보다 전력 효율이 좋다고 볼 수 있다.
도 12는 무선망에서 수율을 비교하는 그래프로써, 경쟁 방식의 수율과 본 발 명의 실시 예에 의한 수율을 비교한 값이다. 여기서 가로축은 무선 망 내의 이동 단말들의 수이며, 세로축은 수율이다. 상기 수율은 본 발명의 실시 예에 의한 수율을 100%로 할 때의 비율을 나타낸다. 이때 ATIM 창의 크기가 8ms와 4ms라 가정하였다.
상기 도 12를 참조할 때, ATIM 창의 크기가 4ms인 경우 보다 수율이 향상된다. 하지만 이동 단말의 수(노드의 수)와 상관없이 본 발명의 실시 예의 수율보다는 낮은 수준에 머물렀다. 상기 ATIM 창의 크기가 8ms 인 경우에는 본 발명의 실시 예에 따른 수율은 최대 약 62%, 평균 약 42% 정도 향상되었다. 그리고 상기 ATIM 창의 크기가 4ms 인 경우에는 본 발명의 실시 예에 따른 수율은 최대 약 52%, 평균 약 40% 정도 향상되었다. 한편 이동 단말의 수가 약 30개 이상인 시기부터 수율이 안정된 모습을 보이는 이유는 일차의 경쟁을 거친 후 거의 일정한 수의 이동 단말만큼만이 깨어 패킷을 전송하려 하기 때문이다.
도 13은 본 발명의 실시 예와 기존의 전력 절약 기법을 적용하였을 때의 각 노드별 서비스 획득 정도를 보이고 있는 도면이다. 즉 상기 도 13은 본 발명의 실시 예와 기존의 전력 절약 기법을 적용하였을 때의 공평성에 관한 것이다. 여기서 가로축은 패킷 송/수신에 참여하는 이동 단말들의 식별 번호들이고, 세로축은 각각의 이동 단말들이 받게 되는 서비스의 정도를 나타낸다. 따라서 점이 넓게 산재하면 할수록 공평성이 떨어진다고 볼 수 있다.
상기 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의해 표시된 점들과 기존 방식에 의한 점들의 분포가 거의 유사하나, 기존 방식에 의한 점들이 좀더 넓게 분포되 어 있음을 알 수 있다. 또한 상기 공평성은 하기 <수학식 6>에 의해 계산되어 질 수 있다.
Figure 112004059105727-pat00025
상기 <수학식 6>에 의해 공평성을 계산하여 보면, 기존의 방식의 경우에 비해 본 발명의 실시 예를 적용하였을 때 약 7% 정도의 성능 향상을 보인다.
전술한 바와 같이 본 발명은 타스크 별로 주어지는 친화도에 의해 우선순위를 부여하고, 동일한 친화도를 가지는 타스크들에 대해서는 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여함으로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫 번째로, 데이터 통신의 수율을 높임으로써, 사용자들이 보다 대 용량의 서비스를 받을 수 있다.
두 번째로, 전체 무선 망 관점에서 이동 단말들의 전력 소모량을 줄임으로써, 이동 단말들 간의 통신이 가능한 무선망의 유지 운영시간을 연장시킬 수 있다.
세 번째로, 중앙 집중식 무선망에 적용함으로써, 서비스 제공자들이 대용량, 저 전력 서비스를 제공할 수 있도록 한다.

Claims (22)

  1. 복수의 이동 단말들 간의 통신이 가능한 무선망에서 상기 이동 단말들 간의 통신을 위해 형성되는 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 이동 단말들 각각에 대한 친화도들을 계산하는 과정과,
    상기 복수의 이동 단말들 각각에 대해 계산된 친화도들에 의해 상기 각 타스크들에 대한 친화도들을 계산하는 과정과,
    상기 각 타스크들에 대해 계산된 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 각 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동 단말들 각각에 대한 친화도는, 해당 이동 단말이 형성하고 있는 타스크의 수로써 계산됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각 타스크들에 대한 친화도는, 해당 타스크를 형성하는 송신측 이동 단말의 친화도와 수신측 이동 단말의 친화도의 합으로 계산됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서, 동일한 친화도를 가지는 타스크들이 존재할 시, 각 타스크들의 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 우선순위를 부여함에 있어, 낮은 친화도를 가지는 타스크에 대해 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 동일한 친화도를 가지는 타스크들 중 요구 자원 양이 작은 타스크에 대해 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 복수의 이동 단말들 간의 통신을 위해 타스크들이 형성되고, 상기 복수의 이동 단말들이 상기 타스크들에 관한 정보를 전송하는 무선망에서, 조정자가 상기 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 이동 단말들로부터의 타스크들에 관한 정보를 수신하는 과정과,
    상기 타스크들에 관한 정보에 의해 상기 복수의 이동 단말들 각각에 대한 친화도들을 계산하는 과정과,
    상기 복수의 이동 단말들 각각에 대해 계산된 친화도들에 의해 상기 각 타스 크들에 대한 친화도들을 계산하는 과정과,
    상기 각 타스크들에 대해 계산된 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 각 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 과정과,
    상기 부여된 우선순위를 상기 복수의 이동 단말들로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 이동 단말들 각각에 대한 친화도는, 해당 이동 단말이 형성하고 있는 타스크의 수로써 계산됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 각 타스크들에 대한 친화도는, 해당 타스크를 형성하는 송신측 이동 단말의 친화도와 수신측 이동 단말의 친화도의 합으로 계산됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제7항에 있어서, 동일한 친화도를 가지는 타스크들이 존재할 시, 각 타스크들의 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 우선순위를 부여함에 있어, 낮은 친화도를 가지는 타스크에 대해 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 동일한 친화도를 가지는 타스크들 중 요구 자원 양이 작은 타스크에 대해 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 복수의 이동 단말들 간의 통신을 위해 타스크들이 형성되고, 상기 복수의 이동 단말들이 상기 타스크들에 관한 정보를 전송하는 무선망에서, 조정자가 상기 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 이동 단말들로부터의 타스크들에 관한 정보를 수신하는 과정과,
    상기 타스크들에 관한 정보로부터 획득한 타스크 별 요구 자원 양에 의해 상기 각 타스크들의 우선순위를 부여하는 과정과,
    상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들이 존재할 시 상기 타스크에 관한 정보에 의해 상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들 각각을 형성하는 이동 단말들에 대한 친화도들을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 친화도들에 의해 상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들에 대한 친화도들을 계산하는 과정과,
    상기 계산된 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 과정과,
    상기 요구 자원 양과 상기 친화도에 의해 부여된 우선순위를 상기 복수의 이동 단말들로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 이동 단말들에 대한 친화도는, 해당 이동 단말이 형성하고 있는 타스크의 수로써 계산됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 타스크들에 대한 친화도는, 해당 타스크를 형성하는 송신측 이동 단말의 친화도와 수신측 이동 단말의 친화도의 합으로 계산됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 요구 자원에 의해 우선순위를 부여함에 있어, 요구 자원 양이 작은 타스크에 대해 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 요구 자원 양이 동일한 타스크들 중 낮은 친화도를 가지는 타스크에 대해 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 상기 방법.
  18. 복수의 이동 단말들과, 상기 복수의 이동 단말들 간의 통신을 조정하는 조정자를 가지는 무선망에서 상기 이동 단말들 간의 통신을 위해 형성되는 타스크들에 대한 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 이동 단말들 각각이 자신이 참여하고 있는 적어도 하나의 타스트에 대한 친화도를 계산하여 상기 조정자로 전송하는 과정과,
    상기 조정자가 상기 복수의 이동 단말들로부터 수신한 친화도들의 크기 순서에 의해 상기 각 타스크들에 대한 우선순위를 부여하는 과정과,
    상기 부여된 우선순위를 상기 복수의 이동 단말들로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 친화도는, 해당 타스크를 형성하는 송신측 이동 단말의 친화도와 수신측 이동 단말의 친화도의 합으로 계산하며, 상기 송신측 및 수신측 이동 단말의 친화도는 형성된 타스크의 수에 의해 계산됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 우선순위를 부여함에 있어, 낮은 친화도를 가지는 타스크에 대해 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 상기 방법.
  21. 제20항에 있어서, 동일한 친화도를 가지는 타스크들이 존재할 시, 각 타스크들의 요구 자원 양에 의해 우선순위를 부여하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 상기 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 동일한 친화도를 가지는 타스크들 중 요구 자원 양이 작은 타스크에 대해 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 상기 방법.
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