KR100751124B1 - 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법 및 시스템과 패킷 무선 다수-홉 네트워크에서의 통신 노드 - Google Patents

다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법 및 시스템과 패킷 무선 다수-홉 네트워크에서의 통신 노드 Download PDF

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Abstract

다수 노드(T1, T2)로부터 송신되는 다수 패킷을 동시에 디코딩하고 포워딩에 적합한 하나 이상의 패킷을 선택하도록 정확하게 디코딩된 패킷들 간에서 우선순위화하도록 하고 최종적으로 각 선택된 패킷에 대해서 해당 송신 노드에 패킷 확인(ACK)에 응답하도록 다수-홉 네트워크 내의 수신기 측에서 다수-사용자 검출(MUD)을 사용하는 것이 기본적인 개념이다. 이 방식으로, MUD의 설계 선택은 포워딩 절차에서 이용된다. 게다가, 다수의 릴레이 노드(R1, R2, R3)의 존재에 의해 인에이블되는 다이버시티를 사용하는 것이 유용하다. 데이터 패킷 신호를 다수의 릴레이 후보 노드을 송신하고 나서 적어도 2개의 릴레이 후보 노드로부터 패킷 확인을 수신하는 송신 노드는 우선순위화를 수행하여 적절한 릴레이 노드를 선택한다. 그 후, 송신 노드는 포워딩 순서(FO)를 선택된 릴레이 노드로 송신하는데, 이는 정보를 다음 노드로 포워드하는 역할을 한다.
노드, 패킷, 다수-홉 네트워크, 다수-사용자 검출, 포워딩 순서

Description

다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법 및 시스템과 패킷 무선 다수-홉 네트워크에서의 통신 노드{A METHOD AND SYSTEM FOR FORWARDING INFORMATION IN A MULTI-HOP IN A MULTI-HOP NETWORK HAVING MULTIPLE NODES AND A COMMUNICATION NODE IN A PACKET RADIO MULTI-HOP NETWORK}
본 발명은 일반적으로 통신 네트워크에 관한 것이며, 특히 다수-홉 네트워크에 관한 것이다.
다수 사용자 간에서 효율적으로 무선 매체를 공유하는 프로토콜은 일반적으로 다중 액세스 프로토콜, 채널 액세스 방법 또는 매체 액세스 방법이라 칭한다. 다중 액세스 프로토콜은 [1]에 기재된 바와 같이 2개의 주요 카테고리, 즉 무경쟁 프로토콜 및 경쟁-기반으로 한 프로토콜로 나뉘어질 수 있다.
무경쟁 프로토콜은 송신이 행해질 때마다 성공, 즉 다른 송신에 의해 간섭받지 않도록 하는 프로토콜이다. 무경쟁 송신은 채널을 정적으로 또는 동적으로 사용자에게 할당함으로써 성취될 수 있다. 이는 종종, 고정된 그리고 동적 스케쥴링이라 칭한다. 스테이션들간의 정밀한 조정은 효율을 높게하지만 때때로 대량의 제어 트래픽을 교환시켜야 함으로 복잡도를 피할 수 없게 된다.
경쟁-기반으로 한 프로토콜은 원리적으로 송신이 성공적이 되도록 보장하지 않는다는 점에서 무경쟁 프로토콜과 다르다. 그러므로, 이 프로토콜은 모든 메시지가 결과적으로 성공적으로 송신되도록 하려면 경쟁을 해결하는 절차를 규정하여야 한다.
다중 액세스 프로토콜은 또한 이들 프로토콜을 설계한 시나리오 또는 애플리케이션을 토대로 나뉘어질 수 있다. 어떤 프로토콜은 단일 스테이션, 예를 들어 셀룰러 시스템 내의 기지국을 향하여/로부터 액세스하는 데 적합한 반면에, 다른 프로토콜은 분산 환경에서 동작하도록 설계된다. 분산 경우의 중요한 특징은 프로토콜이 주로 단일 홉인 경우, 즉 도달 범위 내에서 단지 지정된 이웃과 통신에 대해서 설계되거나 특히 다수-홉 시나리오에 대해서 설계된다는 것이다.
다수-홉 시나리오에서, 정보는 단일 홉에서 직접적으로 송신되는 대신에 소스 및 착신지 간의 다수 홉을 통해서 송신될 수 있다는 것이다. 일반적으로, 다수-홉 방법은 직접 일-홉 방법과 비교하여 더욱 낮은 전력 소모, 더 많은 정보 처리와 같은 여러 이점들을 제공한다. 다수-홉 네트워크에서, 서로로부터 도달을 벗어난 노드는 소스로부터 착신지를 향하는 메시지를 포워드할 수 있는 중간에 위치된 노드로부터 이점을 얻을 수 있다. 다수-홉 네트워크를 노드가 주로 이동국이고 중앙 조정 기반구조가 존재하지 않는 소위 ad hoc 네트워크라 칭하지만, 다수-홉 네트워킹의 개념은 또한 노드가 고정될 때 적용될 수 있다.
언더라잉 최단 경로 라우팅 프로토콜(가령 벨만-포드(Bellman-Ford) 기반으로 한 라우팅)을 토대로 한 종래 기술의 라우팅 기술에서, 착신지로부터 소스까지의 널리 규정된 다수-홉 루트는 시스템을 통과한 라우팅 비용 정보를 토대로 결정된다. 간략히 하면, 각 노드 또는 스테이션은 자신의 아웃고잉 링크(outgoing link)의 비용을 알고 이 정보를 각 이웃 노드에 브로드캐스트 한다. 이와 같은 링 크-코스트 정보는 전형적으로 각 노드에서의 로컬 데이터베이스에서 유지되고 데이터베이스 내의 정보를 토대로, 라우팅 테이블은 적절한 라우팅 알고리즘을 사용하여 계산된다. 일반적으로, 최단 경로 및 유사한 라우팅 기술은 각 소스-착신지 쌍을 위한 단일 루트의 존재를 야기한다. 가장 효율적이지는 않지만, 매우 간단한 최단-경로-기반으로 한 라우팅 방법은 예를 들어 널리 공지된 ALOHA 경쟁-기반으로 한 다중 액세스 프로토콜을 사용할 수 있다.
다소 능동적인 라우팅 선택으로 포워딩 공정시 다수의 노드를 사용하는 개념을 토대로 한 기존 프로토콜(이는 언더라잉 최단 경로 프로토콜을 사용할 수 있다)이 존재한다. 예를 들어, EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)[2]은 주로, 여러 라우터들 중 한 라우터로 랜덤-기반으로 포워딩시키도록 하는 고정된 네트워크에서 사용되는 라우팅 프로토콜이다. Sylvester 및 Kleinrock에 의한 랜덤-벗-포워딩 라우팅(random-but-forward routing)[3]은 EIGRP와 유사한데, 즉 여러 패킷 라디오 네트워크 라우터들 중 하나로 패킷들을 랜덤-기반으로 포워드하는 것이지만 이는 또한 중요한 보정(amendment)을 포함하는데, 이는 패킷이 항상 일반적인 정정 방향으로 나가도록 보장한다. DARPA(Defense Advance Research Project Agency)에 의한 교호 경로 라우팅[4]은 링크를 통해서 재송신될 패킷이 여러 노드로 멀티캐스팅되는 동안 복제되도록 하는데, 이 노드로부터 상기 패킷이 또다시 최단 경로 라우팅 방법을 따르도록 한다. 1차 N/M-포워딩[5]은 노드가 기껏해야 N회 노드로 송신하도록 하고 나서 실패한 경우 다음 노드를 최대 N회까지 시도하도록 하는 개념을 토대로 한다. 이 절차는 패킷을 드롭핑하기 앞서 기껏해야 M 노드에 대해서 반복된다. 교호 경로 라우팅 및 1차 N/M-포워딩의 이점은, 예를 들어 페이딩 또는 간섭 변동들로 인한 혼잡 및 일시적으로 불량 통신을 포함한 로컬 통신 상황에 적응할 수 있도록 하는 것이다.
시간에 따른 시스템 내의 변화 또는 변동은 신호 송신이 다른 시간 및 조건에서 보다 더욱 성공적이 되도록 하는 가능성의 피크 또는 윈도우를 생성할 수 있다. 플레인 최단 경로 기술 및 이와 관련된 종래 기술 라우팅 기술은 가능성 있는 이들 윈도우를 인지하는 성능을 갖지 못하는데, 그 이유는 각 노드 또는 스테이션에 의해 저장되는 관련 정보가 존재하지 않기 때문이다. 대조적으로, 기회 라우팅(opportune routing)[6,7]은 시스템을 변화시키고 변동을 제공할 기회를 어느 정도 사용한다. 특히 무선 라우팅의 내용에서, 전체 시스템 성능은 (예를 들어, 레일레이 페이딩으로 인해)링크 품질이 시간에 걸쳐서 급격하게 변화될 때 저하된다. 그러나, 기회 라우팅은 이들 변동이 제공되는 기회의 윈도우를 사용함으로써 부분적으로 이 수행성능 저하를 완화시킨다. 기회 라우팅으로 인해, 각 소스-착신지 쌍을 위한 단일 루트는 존재하지 않게 되는데, 즉 EIGRP, 랜덤-벗-포워드와 유사하고 또한 교호 경로 라우팅 및 1차 N/M-포워딩에 어느 정도 유사하게 된다. 대신에, 데이터 패킷은 소스로부터 착신지에 여전히 이르는 동안 어느 정도 랜덤한 루트를 따른다. 결국, 최단-경로 절차가 사용될 때, 연속적인 패킷은 일반적으로 동일한 루트를 통해서 송신되는 반면에, 기회 라우팅이 사용될 때, 연속적인 패킷은 상이한 경로를 통하지만 동일한 방향으로 루팅될 것이다.
그러나, [6,7]에서 일반적인 모니터링은 저속 공정이다. 모니터링은 메시지 를 바이패스시 리슨닝(listening) 함으로써 또는 때때로 소위 탐침들을 송출함으로써 취급된다. 탐침이 송출될 때, 예를 들어 경로 손실에 대한 정보를 포함하는 응답이 다시 예측된다. 탐침 및 데이터 송신 간에 지연이 존재할 때, 포워딩 알고리즘을 위한 리턴된 입력 정보는 데이터가 송신되는 시간만큼 무효로 된다. 특히 바람직하지 않은 결과는 기존의 기회 라우팅 및 또한 플레인 최단-경로 라우팅 기술은 가능한 다이버시티 효과를 효율적으로 처리하지 않도록 한다.
선택 다이버시티 포워딩(SDF)[8]은 근사 최적 방식으로 다이버시티 효과를 효율적으로 취급하는 기술이다. 이 새로운 방법은 발신 스테이션으로부터 근처의 수신기 또는 스테이션의 그룹으로 향하는 송신을 토대로 한다. 하나 이상의 수신 스테이션이 응답할 때, 응답 스테이션들 중 한 스테이션이 선택되고 명령 메시지는 선택된 스테이션으로 송신되어, 이를 데이터 메시지를 포워딩하는 역할을 하도록 지시한다. 이 공정은 정보가 수신지에 도달될 때까지 모든 다음 역할을 하는 스테이션에 대해서 반복된다. 이 방법을 따름으로써, 분기 다이버시티 및 캡쳐 효과(capture effects) 둘 다는 데이터 포워딩 공정에서 사용될 수 있다. 특히, 분기 다이버시티는 페이딩 채널을 경쟁시키는 코딩과 함께 인터리빙된 데이터를 사용할 필요성을 감소시키는데, 이는 더 작은 지연 및 결과적으로 더 높은 처리량을 의미한다. 캡쳐 효과는 동일한 주파수 또는 그 근처에서의 2개의 신호들 중 강한 신호만이 복조되는 현상에 관한 것인 반면에, 더 약한 신호는 잡음으로서 억압되고 거부된다. 다수의 수신국과 관련하여, 캡쳐 효과는 데이터 송신이 충돌시 고도의 로버스트니스를 제공한다. SDF는 저속 언더라잉 코스트 프로토콜을 사용하지만, 그 자체로 고속 변동에 순간적으로 적응시킨다.
변동을 사용하지만 단일 홉을 지닌 정규 셀룰러 네트워크를 위한 유사한 개념들이 [9, 10 및 11]에서 발견될 수 있는데, 이는 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA), 고 데이터 레이트(HDR) 및 기회 빔포밍(OB: Opportunistic Beamforming) 각각에 관계한다. HSDPA 및 HDR은 서로 매우 유사하다. 그러나, 기회 빔포밍은 OB가 여러 방향에서 안테나 빔을 랜덤하게 가리키거나 연속적으로 스윕(sweep)하는 반면에, HSDPA 및 HDR은 빔포밍의 관념을 갖고있지 않기 때문에, 기능적인 관점에서 다르다. 특히, 기회 빔포밍[11]은 기회 개념을 사용하고 나서 셀룰러 시스템 또는 기지국에서 시스템 용량을 향상시키도록 빔포밍에 대한 기회 방식을 사용한다. 그러나, HSDPA, HDR 및 OB의 개념은 다수-호핑과 관계하지 않는다. OB는 근본적으로 CDMA 2000 HDR 및 WCDMA HSDPA 둘 다가 제안되는 고속 채널 변동을 고려한 기지국에서의 고속 스케쥴링의 확장이다.
본 발명은 종래 기술의 장치들의 이들 및 그 외 다른 결점들을 극복한다.
본 발명의 목적은 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하기 위한 효율적인 메커니즘을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 더욱 최적인 방식으로 패킷 무선 네트워크에서 수신된 에너지를 사용하는 다수-홉 라우팅 방식을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리량, 지연 특성 및/또는 전력 소모에 대한 다수-홉 네트워크의 수행성능을 개선시키는 것이다.
본 발명의 목적은 네트워크에서 서비스 품질(QoS) 지원을 개선시키는 것이다.
본 발명의 목적은 혼잡 및 버퍼 오버플로우의 위험성을 감소시키는 것이다.
본 발명의 특정 목적은 다수-홉 네트워크에서 정보의 효율적인 포워드를 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 패킷 무선 다수-홉 네트워크에서 정보의 효율적인 포워드를 지원하는 통신 노드를 제공하는 것이다.
이들 및 그외 다른 목적은 첨부 특허 청구범위에 의해 규정된 바와 같은 본 발명에 부합된다.
본 발명가는 기회 라우팅 및 선택 다이버시티 포워딩 각각이 통상적인 라우팅에 비교하면 상당한 개선을 이루지만, 이들 최신 다수-홉/라우팅 방식들 중 어느 방식도 완전 최적 방식으로 수신된 에너지를 사용하지 못한다는 것을 인지하였는데, 이는 전력 소모뿐만 아니라 처리량 및 지연 특성에 대한 개선을 위한 잠재성이 존재하는 것을 의미한다.
본 발명은 주로, MUD의 설계 선택을 효율적으로 통합하고 사용하여, 패킷 무선 다수-홉 네트워크와 같은 다수-홉 네트워크 내의 수신측에서 경쟁-기반으로 한 포워딩 및 다수-사용자 검출(MUD)의 강력한 조합을 토대로 한다.
다수의 노드로부터 초기에 송신되는 다수의 패킷을 동시에 디코드하고 정확하게 디코딩된 패킷들 간에서 포워딩하는데 적합한 하나 이상의 패킷을 선택하도록 우선순위화하고 최종적으로 각 선택된 패킷을 위한 패킷 확인에 응답하도록 수신기 측에서 MUD를 사용하는 것이 기본적인 개념이다. 이 방식으로, MUD의 설계 선택은 포워딩 절차에서 사용된다.
전형적으로, 수신기 측은 소정 우선순위 기준을 토대로 MUD 디코딩된 패킷들 간에서 우선순위화 한다. 통상적으로, 어떤 점에서 최적인 패킷을 선택하도록 하는 것이 바람직하다. 최적의 널리 규정된 방식에 대해서 언급하기 위하여, 바람직하게는 오브젝티브 함수가 도입된다. 이 함수는 임의 수의 수행성능 오브젝티브를 반영할 수 있다. 이 점에서, 정보 코스트 프로그레스는 특히 유용한 오브젝티브 함수이다. 정보 코스트 프로그레스 및 특히 정보 포워드 프로그레스를 고려하면, 자연적인 우선순위화 기준은 최고 포워드 프로그레스를 갖는 이들 패킷들을 선택하는 것이다. 전형적으로, 고 포워드 프로그레스를 갖는 패킷들은 저 수신 전력 레벨(예를 들어 먼 송신 노드로부터 나옴)을 가지면서 동시에 수신되고 정확하게 디코딩되는 이들 패킷들이다. 고 포워드 프로그레스는 종종 패킷이 네트워크에서 적은 시간을 소비하여 감소된 지연 및 증가된 처리량을 발생시키고 나서 네트워크 밖으로 사라짐으로써 다른 트래픽을 위한 무선 자원들을 제공한다는 것을 의미한다.
다수의 데이터 패킷들이 포워딩을 위하여 선택되고 다수의 패킷 확인들이 다수의 대응하는 송신 노드들로 송신되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 송신 노드들로 브로드캐스트되거나 멀티캐스트되는 단일 확인 메시지에서 다수의 패킷 확인들을 집합시키는 것이 유용할 수 있다.
개선된 로버스트니스를 위하여, 자동 포워딩 대신에, 각 송신 노드는 대안적으로 패킷 확인에 응답하여 포워딩 순서를 수신 노드로 송신하고, 선택적으로, 수신 노드는 대응하는 포워딩 순서 확인에 응답할 수 있다. 이전에 송신된 패킷과 관련된 확인을 수신하는 송신 노드는 바람직한 경우 자신의 큐로부터 패킷을 송신할 수 있다.
MUD와 통합하는데 적합한 경쟁-기반으로 한 다수-홉 프로토콜의 예는 표준 최단-경로-기반으로 한 포워딩 프로토콜뿐만 아니라 다이버시티-지향되고 기회 포워딩 프로토콜을 포함한다. 이는 i) 최단-경로-기반으로 한 포워딩 및 ii) 선택 다이버시티 포워딩 각각과 관련한 통상적인 ALOHA에 의해 전형화된다. MUD와 통합될 수 있는 다른 포워딩 방법은 기회 라우팅, 랜덤-벗-포워드, 1차 N/M 포워딩 및 교호 경로 라우팅을 포함하고 또한 나중에 도시된 바와 같이 STDMA(공간-시간 분할 다중 액세스)와 같은 심지어 다중 액세스 프로토콜을 포함한다.
다수의 인접 릴레이 스테이션들/사용자들의 존재에 의해 인에이블되는 다이버시티를 또한 사용하여, 다수-사용자 검출과 다이버시티 포워딩을 통합시키는 것이 특히 유용하다. 데이터 패킷 신호를 다수의 릴레이 후보 노드에 송신하고 나서 릴레이 후보 노드들 중 적어도 2개의 노드로부터 확인을 수신하는 송신 노드는 우선순위화 절차를 수행하여 확인 릴레이 노드의 세트로부터 적절한 릴레이 노드를 선택한다. 그 후, 송신 노드는 통상적으로 포워딩 순서를 선택된 릴레이 노드로 송신하여 후보 노드가 다음 노드로의 정보를 포워딩하는 역할을 취하도록 지시한다.
본 발명은 다음 장점들을 제공한다.
ㆍ효율적인 다수-홉 포워딩;
ㆍ증가된 네트워크 수행성능;
ㆍ패킷 무선 네트워크에서 수신된 에너지의 효율적인 이용
ㆍ개선된 처리량 및 지연 특성
ㆍ개선된 QoS 지원;
ㆍ혼잡 및 버퍼 오버플로우의 감소된 위험; 및,
ㆍ높은 코스트 및 포워드 프로그레스.
본 발명에 의해 제공된 다른 장점은 본 발명의 이하의 실시예의 설명에 의해서 인지될 것이다.
본 발명의 부가적인 목적 및 장점과 함께 본 발명은 첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예를 따른 다수의 송신 노드 및 수신 노드와 관계하는 액션들 및 시그널링을 도시한 개요적인 공정 흐름도.
도2는 수신 노드로부터 상이한 거리를 두고 위치된 2개의 송신 노드로부터 신호를 송신하는 예를 도시한 개요도.
도3은 본 발명의 제2 바람직한 실시예를 따른 다수의 송신 노드 및 수신 노드와 관계하는 액션 및 시그널링을 도시한 개요적인 공정 흐름도.
도4는 본 발명의 제3 바람직한 실시예를 따른 다수의 송신 노드 및 다수의 릴레이 후보 노드에 관한 액션 및 시그널링을 도시한 개요적인 공정 흐름도.
도5는 릴레이 후보 노드에서 수신 전력 레벨의 예를 도시한 개요도.
도6은 우선순위화 및 대응하는 포워드 순서 후 효율적인 포워드 결과를 도시 한 송신 노드 및 수신 노드의 개요도.
도7은 본 발명의 전형적인 실시예를 따른 수신기 측 상의 관련 부분들을 도시한 개요도.
도8은 본 발명의 전형적인 실시예를 따른 송신기 측 상의 관련 부분을 도시한 개요도.
전체 도면을 통해서, 동일한 참조 문자가 해당 또는 유사한 소자에 사용될 것이다.
무경쟁 다중 액세스 프로토콜에서 MUD를 통합하는 시도가 행해져 왔다. 예를 들어, 참조문헌[12, 13]은 사용자가 MUD를 사용하는 다수-홉 패킷 무선 네트워크에서 스케쥴링된 다수 액세스(공간-시간 분할 다중 액세스, STDMA)에 관한 것이다. 그러나, STDMA에서 최소-길이 스케쥴을 찾는 작업은 실제 다루기 힘들고 NP-컴플리트(런-타임은 입력 크기에 대해서 비다항식, 즉 지수함수이다)라는 것이 알려져 있고 이는 휴리스틱 솔루션(heuristic solutions)에 대해서 풀어야 한다. 그러나, 휴리스틱 솔루션은 매우 복잡한 경향이 있다. MUD를 지닌 STDMA에서, 송신 전력(및 레이트) 및 송신/수신 인스턴스의 조정은 부가된 자유도로 인해 훨씬 더 복잡하게 한다. 게다가, 무선 채널이 예측할 수 없게 변화하기 때문에, 예를 들어, 페이딩으로 인해, 정확한 수신 전력 레벨을 제어하고 유지하고 MUD-기반으로 한 스케쥴이 정확하게 동작하도록 하는 것은 어렵다. 고정된 스케쥴로 인해, 페이딩 피크들 또는 급작스럽게 나타나는 릴레이 노드는 스케쥴을 무효하게 하고 때때로 패킷들을 충돌시키고 전반적으로 수행성능을 저하시킨다. 참조문헌[12]은 스케쥴에 요점을 둔 것이며, 심지어 비가변 트래픽 패턴을 지닌 고정적인 경우에 조차도 STDMA에 대해서도 또한 마찬가지이다.
참조문헌[14]에 서술된 방법은 다수-홉 네트워크 컨텍스트에서 MAC(매체 액세스 제어) 층을 처리하는 것이 아니라, 단지 (분산된) 단일-홉 네트워크에 대해서 MUD로 CDMA(코드 분할 다중 액세스)를 처리한다.
본 발명은 종래 기술의 장치들의 이들 및 다른 결점을 극복한다.
다수-사용자 검출(MUD)이 경쟁-기반으로 한 포워딩의 프레임워크에 효율적으로 통합되도록 메시지를 교환시키는 방법과 함께 우선순위 절차를 발견하는 것이 핵심이다.
패킷 라디오 다수-홉 네트워크와 같은 다수-홉에서 각 정보-포워딩 노드는 전형적으로 수신기 및 송신기 기능 둘 다를 포함하는데, 이 기능은 필요로될 때 기동될 수 있다. 그러나, 간결성을 위하여, 송신기 기능에 초점을 둘 때, 일반적으로 송신기 측에 관해서 언급하고 노드를 송신기 노드라 칭하며, 수신기 기능에 초점을 둘 때, 일반적으로 수신기 측에 대해서 언급하고 간단히 노드를 수신 노드라 칭한다.
최단 경로 라우팅을 지닌 일반적인 경쟁-기반으로 한 다중 액세스 방식을 위한 개념적인 레벨에 대해서, 제1 바람직한 실시예를 따른 전형적인 방식이 지금부터 설명될 것이다.
착신지 또는 착신지들를 향하는 각 루트들을 따르는 다수의 데이터 패킷들이 특정 수신 노드에 시간 면에서 일치하게 할 수 있다. 통상적으로, 이와 같은 상황은 수신 노드에서 충돌로서 취급되는데, 이는 일반적으로 가장강한 수신된 신호(디코딩 가능한 경우)를 포워드한다. 그러나, 본 발명을 따르면, 다수의 일치하는 신호를 수신하는 노드는 MUD 디코딩을 수신하며, 다수의 송신 노드들로부터 정확하게 디코딩된 패킷들 간에서 우선순위화 하며, 하나 이상의 우선순위화된 패킷들을 해당 송신 노드들로 송신하고 나서 자신들의 착신지(들)를 향한 각 경로들을 따라서 우선순위화된 패킷(들)을 (노드가 착신지가 아닌한) 연속적으로 포워드하는 역할을 취한다.
도1의 개요적인 공정 흐름도를 참조하면:
t1에서, 송신 스테이션 또는 노드(T1, T2, T3)의 세트는 데이터 패킷(D1, D2, 및 D3)을 가져 하나 이상의 착신지로의 각 경로를 따라서 특정 의도된 수신 노드(R)로 송신한다.
t2에서, 임의의 스테이션 또는 노드는 무선 매체로 리슨닝되고 (잠재적으로) 다수의 송신된 중첩 신호를 수신한다. 특히, 노드(R)는 송신 노드(T1, T2, T3)로부터 중첩된 신호를 수신한다.
t3에서, 수신 노드는 MUD를 사용하여 다수의 패킷(D1, D2, 및 D3)을 성공적으로 디코딩한다.
t4에서, 다음 우선순위화는 정확하게 디코딩된 패킷들 간에서 이루어져 포워 드는 되는 것이 가장 바람직한 패킷(D1 및 D3)의 세트를 찾는다. 포워딩하기 위하여 수신될 수 있는 패킷의 수는 예를 들어 제한된 이용가능한 버퍼 공간으로 인해 가능한 제한된다.
t5에서, 비충돌 또는 거의 비충돌 피드백 확인은 포워딩하기 위하여 수용되는(즉, 수신되며, 디코딩되고 버퍼링되는) 패킷을 나타내는 수신 노드(R)로부터 대응하는 송신 노드(T1 및 T3)로 다음에 송신된다. 이 확인은 송신 노드로 멀티캐스트되거나 브로드캐스트되는 단일 확인 메시지(ACK)에서 집합된다. (그 자신을 향하는)확인을 수신하는 임의의 송신기는 자신의 전송 버퍼로부터 송신된 데이터 패킷을 선택적으로 제거할 수 있다. 또한, 수신 노드가 NACK(부정-확인)에 응답하여 송신된 패킷이 수용되지 않는다는 것을 대응하는 송신 노드에 통지한다.
이 공정은 소스 노드로부터 발생되고 송신되는 각 데이터 패킷에 대해서 실행되고 정보가 의도된 착신지에 도달할 때까지 반복된다. 새로운 패킷이 임의의 소정 최적화 기준을 이행하도록 하기 위하여 도달될 때 수신 노드로부터 전달되지 않도록 하는 디코딩된 패킷이 폐기되고 전송 버퍼는 원하는 경우 재스케쥴링된다는 점에 유의하라.
제안된 MUD-통합된 다수 액세스 프로토콜의 주안점은 수신기가 우선순위화 절차에서 다수의 동시에 디코딩된 패킷들 중에서 선택하도록 하여, 사용될 새로운 형태의 다이버시티를 제공하는 것이다. 패킷 우선순위화는 소정 오브젝티브 수행성능 기능의 최적화를 토대로 하는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 수신 노드는 다수 의 동시에 디코딩된 패킷들 중에서 선택되어 어떤 점에서 수행성능 관점으로부터 최고 수율을 제공하는 하나 이상의 패킷의 세트를 찾는다. 우선순위화 공정에서 QoS(서비스 품질) 양상을 고려할 수 있는데, 그 이유는 예를 들어 여러 패킷이 상이한 QoS 요건을 가질 수 있기 때문이다. 예로서, 그 후, 엄격한 지연 요건을 지닌 패킷이 더욱 릴랙스된 지연 요건을 지닌 패킷보다 더 높게 우선순위화될 수 있다.
도2는 수신 노드로부터 상이한 거리를 두고 위치된 2개의 송신 노드로부터 신호의 송신 예를 도시한 개요도이다. 수신 노드(R)는 2개의 송신 노드(T1 및 T2)로부터 신호를 수신한다. 송신 노드(T1)로부터의 신호 정보는 송신 노드(T2)로부터 정보보다 더 긴 거리 운반되고, 두 신호들이 잡음 플로우를 넘는 수신 전력 레벨에서 수신되기 때문에, 이들 둘 다는 일반적으로 수신 노드(R)에서 MUD를 사용함으로써 정확하게 디코딩될 수 있다. 일반적으로, 디코딩될 수 있는 패킷들인지 그리고 어느 패킷들이 디코딩될 수 있는지를 결정하는 수신 전력 및 사용된 레이트의 조합이다. 송신 노드(T1)로부터 신호 정보의 수신 전력 레벨(PRX1)이 더욱 낮게되지만, 어쨌든 포워딩하기 위한 노드(T1)로부터 신호 정보를 선택하기 위하여 수행성능 관점으로부터 더욱 유용하게 될 수 있다. 정보 포워드 프로그레스가 고려될 때, 고 정보 포워드 프로그레스를 지닌 패킷은 (통상적으로 패킷이 먼 송신 노드로부터 전송된다는 것을 나타내는)저 수신 전력 레벨을 가지면서 동시에 일반적으로 수신되어 정확하게 디코딩되는 패킷이다. 고 포워드 프로그레스는 종종 패킷이 네트워크에서 보다 적은 시간을 소모하여, 감소된 지연 및 증가된 처리량을 발생시키고 나서 네트워크 밖으로 고속으로 사라짐으로써 다른 트래픽의 무선 자원을 제공한다는 것을 의미한다.
도1의 예에서, 선택된 패킷은 자신들의 착신지를 향하는 방향으로 네트워크 상의 부가적인 수신 노드로부터 자동적으로 포워드 된다. 그러나, 개선된 로버스트니스를 위하여, 대안적으로, 각 송신 노드는 패킷 확인에 응답하여 포워딩 순서를 수신 노드로 송신하고, 선택적으로, 수신 노드는 대응하는 포워딩 순서 확인에 응답할 수 있다. 이와 같은 확장된 메시지 교환 방식의 예는 도3에 도시되어 있다.
도3은 본 발명의 제2 바람직한 실시예를 따른 다수의 송신 노드 및 수신 노드에 관계하는 작용들 및 시그널링을 도시한 개요적인 공정 흐름도이다. 시간 인스턴스(t1-t5)에서 작용 및 시그널링은 도1과 관련하여 서술된 바와 동일하다. 그러나, t6에서, 각 패킷 확인을 수신하는 송신 노드(T1 및 T3) 중 각각 한 노드는 수신 노드(R)로의 포워딩 순서(FO)에 응답한다. t7에서, 수신 노드(R)는 관련 송신 노드(T1 및 T3)에 대한 대응하는 포워드 순서 확인에 응답한다. 포워딩 순서 확인은 송신 노드로 멀티캐스트되거나 브로드캐스트되는 단일 확인 메시지에서 집합되는 것이 바람직하다. 노드 내의 송신 큐에 상주하는 패킷과 관련된 확인을 수신하는 송신 노드는 원하는 경우 큐로부터 패킷을 제거할 수 있다. 그 후, 전체 공정은 i) 새로운 데이터 패킷이 송신될 때 그리고 ii) 정보가 의도된 착신지에 도달될 때까지 반복된다.
분석 및 시뮬레이션은 다수의 인접 릴레이 스테이션/사용자의 존재에 의해 인에이블되는 다이버시티를 또한 사용하여 다수-사용자 검출로 다이버시티 포워딩을 통합하는 것이 특히 유용하다는 것을 보여준다.
요약하면, SDF와 같은 다이버시티-기반으로 한 프로토콜을 위한 전형적인 메시지 교환 방법은 다음과 같이 동작한다. 임의의 송신기는 전송하기 위한 패킷으로 후보 노드들의 세트를 결정하고 멀티캐스팅 또는 심지어 브로드캐스팅을 사용하여 펜딩 패킷을 송신한다. 후보 노드는 일반적으로 오브젝티브 코스트 메트릭 또는 단지 지리적인 위치와 관련한 목적지에 더욱 이웃한 노드이다. 코스트 정보는 다이버시티 포워딩에 더욱 맞춰지는 루트 결정화 프로토콜 또는 최단 경로 프로토콜과 같은 임의의 종래 또는 장차 언더라잉 루트 결정화 프로토콜 또는 루트 결정화 프로토콜로부터 얻어질 수 있다. 언더라잉 최단 경로 루트 결정과 함께 다이버시티 포워딩을 사용하는 것은 일반적으로, 실제 선택된 포워딩 경로가 최단 경로 프로토콜에 의해 제안된 최단 경로로부터 벗어난다는 것을 의미한다. 코스트 정보는 오히려 후보 노드 및 패킷 우선순위화의 선택을 위한 토대로서 사용된다. 레이트는 또한, 후보 릴레이 및 예측된 간섭 활동도 등에 대한 예를 들어 평균 경로 손실을 토대로 데이터 패킷을 위하여 선택될 수 있다. 일반적으로, 레이트 및 송신 전력은 MUD가 사용된다는 사실을 토대로 결정될 수 있다. 수신 모드에서 임의의 스테이션은 무선 매체를 리슨닝하고 중첩한(가능한) 다수의 송신된 신호를 수신한다. 수신기는 MUD를 사용하여 데이터를 디코딩한다. 하나 또는 다수의 패킷은 성공적으로 디코딩되고 다음 우선순위화는 정확하게 디코딩된 패킷들 간에서 행해져 포워드하기 가장 바람직한 패킷의 세트를 찾는다. 게다가, 수용될 수 있는 패킷의 수는 (예를 들어, 버퍼 공간으로 인해) 가능한 제한된다. 비충돌 또는 거의 비충돌 피드백(확인) 패킷은 다음에 수신 노드로부터 전송되어, 포워딩을 위하여 수용(즉, 수신, 디코드 및 버퍼링)되는 패킷을 표시한다. 임의의 송신기는 (그 자신을 향한) 확인을 수신하여 이 확인들 간에서 우선순위화 되고 송신된 패킷의 부가적인 릴레이 역할을 취하는 바람직한 노드를 결정한다. 다음에, 선택된 바람직한 노드는 포워딩 순서로 비충돌 또는 거의 비충돌 채널을 통해서 통지받고 나서, 바람직한 노드는 포워딩을 실행하고 포워딩 다른 확인에 선택적으로 응답할 수 있다. 이 공정은 정보가 착신지에 도달할 때까지 반복된다. 포워딩되지 않아야 하는 디코딩된 패킷 및 전송 버퍼는 새로운 패킷이 임의의 소정 최적화 기준을 이행하도록 도달할 때 기록/재스케쥴링될 수 있다.
다수의 인접 릴레이 스테이션/사용자의 존재가 다이버시티 지향된 경쟁-기반으로 한 프로토콜에서 사용될 때 특히 유용한 구현방식이 실현될 수 있다는 것이 알려져 왔다. 예로서, 스테이션 또는 노드로부터 전송될 패킷은 자신의 착신지를 향하는 단일 라우팅 경로로 제한되는 것이 아니라 오히려 통신 조건에 따라서 그리고 로컬 송신 적응화를 통해서, 양호한 품질 링크를 갖는 하나 이상의 인접 릴레이 스테이션 또는 노드는 라우팅 공정에서 사용될 수 있다. 바람직한 다이버시티 이점 및 로버스트니스를 제공할 수 있는 통신 조건은 특히 무선 채널의 고유 브로드캐스트 특성과 같은 전파 조건, 페이딩으로 인한 변동 경로 손실, 페이딩으로 인한 변동 간섭 레벨, 송신의 존재/부재를 따른 변동 간섭과 같은 전파 조건을 포함한다. 전파 조건 이외에, 다른 양상들은 일반적으로, 다수의 스테이션/노드/사용자가 다수-홉 패킷 무선 네트워크에 사용되는 다이버시티-지향된 경쟁-기반으로 한 프로토콜을 위하여 포함되는 로컬 적응화에서 고려된다.
기본적인 개념은 선택 다이버시티 포워딩(SDF)의 특정 프레임워크 내에서 도시된 도4와 관련하여 더욱 상세하게 전형화될 것이다. 본 발명이 일반적으로, 기회 라우팅, 선택 다이버시티 포워딩(SDF) 또는 임의의 다른 다이버시티-지향된 경쟁-기반으로 한 프로토콜, 및 심지어 랜덤-벗-포워드 라우팅, 1차 N/M 포워딩 및 교호 경로 라우팅뿐만 아니라 최단-경로 기반으로 한 라우팅을 지닌 ALOHA와 같은 프로토콜을 포함하는 임의의 경쟁-기반으로 한 프로토콜에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
다음 예에서, 시스템은 전형적으로, 제어 정보 패킷이 작고 데이터 패킷보다 상당히 적은 자원 및 에너지를 소모하는 방식으로 설계되는 것을 추정한다.
도4는 다수-사용자 검출뿐만 아니라 패킷 및 후보 노드 우선순위화를 포함하는 SDF-기반으로 한 메시지 교환 방법의 예를 도시하는데, 여기서 시간 인스턴스(t1)에서 2개의 노드(T1 및 T2) 각각은 전송할 패킷을 갖는다. 이 스테이지에서, 후보 노드(T1:R1, R2, R3 및 T2:R2, R3)는 의도된 착신지를 향하는 데이터 패킷을 포워드하도록 예측하는 것을 표시하는 정보를 토대로 선택된다. 언더라잉 코스트 결정화 프로토콜(예를 들어, 최단 경로 프로토콜)은 이와 같은 정보를 제공함으로써, 안정한 "코스트 프로그레스"를 보장한다.
t2에서, 패킷은 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 기술을 사용하여 송신 노드로 부터 후보 노드로 전송된다. 후보 노드의 수는 제한됨으로 멀티캐스팅은 전형적으로 정확한 "일반적인 방향"으로 정보를 송신하는데 사용된다.
t3 에서, 패킷은 다수-사용자 검출을 사용하여 디코딩된다. 이 특정 예에서, 후보 노드(R1)는 임의의 패킷을 디코딩할 수 없는 반면에, 후보 노드(R2 및 R3)는 패킷(D1 및 D2)을 동시에 디코딩한다.
t4에서, 디코딩된 패킷은 각 릴레이 후보 노드에서 우선순위화된다. 이 우선순위화의 목적은 처리량 최적화, 서비스 품질(QoS) 특성의 개선, 배터리 관리, 혼잡 제어 및 수신 버퍼(흐름 제어)의 오버플로우 회피에 관계될 수 있다. 어떤 점에서 최적화되는 패킷을 선택하는 것이 바람직하다. 널리-규정된 방식으로 최적성에 대해서 언급하기 위하여, 오브젝티브 함수는 디코딩된 패킷에 대해서 도입되고 최적화되는 것이 바람직하다. 오브젝티브 함수는 임의 수의 수행성능 오브젝티브를 반영할 수 있다. 이 우선순위화는 송신 노드로부터 수신 노드로의 코스트 프로그레스, 지연 정보, 우선순위화 파라미터 또는 패킷 우선순위화에 대한 임의의 다른 관련 정보를 토대로 할 수 있다. 코스트 공정을 토대로 한 우선순위화는 데이터 패킷과 함께 전송되거나 매 데이터 패킷에서 송신 ID을 포함함으로써 언더라잉 결정화 프로토콜로부터 도출될 통상 코스 정보중 어느 하나를 필요로 한다. 특히, 처리량 관점으로부터, 고 비용 프로그레스로 패킷을 우선순위화하는 것이 바람직하다.
유용한 오브젝티브 함수의 특정 예는 이하에 주어진 정보 코스트 프로그레스 함수이다.
Figure 112005057411760-pct00001
여기서
Figure 112007028991886-pct00002
는 착신지(D)를 향하는 패킷 헤딩을 위한 정보 코스 프로그레스이고 i는 송신 노드이고 j는 수신 노드이다. 게다가,
Figure 112007028991886-pct00003
및
Figure 112007028991886-pct00004
는 착신지(D)를 향하는 패킷 헤딩에 의해 알 수 있는 코스트이다. 그 후, 정보 코스트 프로그레스 기능은 모든 디코딩된 패킷들에 대해서 최적화되어, 최고 코스트 프로그레스를 갖는 패킷 또는 패킷들을 선택한다. 코스트 및/또는 오브젝티브 함수(f)는 임의의 팩터 크기를 반영할 수 있다. 예를 들어, 코스트 및 오브젝티브 함수는 지리적인 거리에서 포워드 프로그레스를 반영할 수 있지만, 다른 코스트 프로그레스 측정이 또한 사용될 수 있다. 거리에서 포워드 프로그레스는 예를 들어 GPS(Global Positioning System) 정보와 같은 위치 정보를 토대로 결정되거나 경로 손실 계산을 토대로 추정될 수 있다.
패킷은 통상적으로 각 흐름에 속함으로, 상기 정보 코스트 프로그레스 함수의 식을 사용하고 착신지 보다 오히려 플로우에 대해서 최적화를 수행할 수 있다. 이 방식으로, 여러 플로우에 대한 QoS 요건은 자연적인 방식으로 최적화에 포함될 수 있다.
우선순위화 공정에서, 저 우선순위의 패킷은 필요한 경우 때때로 드롭될 수 있다. 사용되지 않을 임의의 패킷은 여기서 폐기되거나 선택적으로 나중 단계에서 폐기될 수 있다. 이 예에서, 후보 노드(R2)는 패킷(D1 및 D2)을 선택하는 반면에, 후보 노드(R3) 만이 (예를 들어, 버퍼 오버플로우로 인해) 패킷(D2)을 선택한다
모든 점에서, t4에서 단계들 및 옵션들은 단일-사용자 SDF에 비해서 새롭고 상당한 이점들을 제공한다.
t5에서, 데이터 확인이 송신된다. 이 확인은 예를 들어 효율적인 스케쥴로 인해 상당히 낮은 오버헤드를 보장하면서 충돌 위험이 최소화되도록 바람직하게 송신된다. 다수 제어 패킷을 동시에 수신하기 위하여 MUD를 사용할 가능성이 있다. 단일 확인 메시지는 무선 자원을 효율적으로 사용하도록 다수의 데이터 확인을 (및 바람직하게) 포함할 수 있다.
t6에서, 하나 이상의 확인이 송신 노드에 도달한다면, 포워딩 역할을 하여야 하는 후보 노드 또는 노드들이 어느 것인지를 결정한다. 포워딩을 위한 여러 릴레이 노드를 선택하면 더 높은 정도의 로버스트니스를 제공하지만 일반적으로 처리량을 감소시킨다. 이 우선순위화는 예를 들어 코스트 프로그레스, 큐 상태 정보 및/또는 나머지 배터리를 토대로할 수 있다. 이와 같은 정보는 명시적으로 확인 메시지에 포함되며 및/또는 암시적으로 이전에 수신된 정보로부터 도출될 수 있는데, 예를 들어, 코스트 프로그레스는 언더라잉 루트 결정화 프로토콜로부터 공지된 우선순위일 수 있다. 큐 상태 및 잔여 배터리와 같은 팩터를 고려하는 것이 바람직하며, 이들 팩터는 코스트 정보에 통합되거나 기본 코스트 프로그레스 계산에 대한 컴플먼트(complement)로서 별도로 평가된다. 예를 들어, 저 배터리 레벨 또는 로딩된 큐를 갖는 릴레이 후보 노드는 달리 고 코스트 프로그레스를 가질지라도 우선순위화될 수 없다.
단일-사용자 검출(SDF)과 비교되는 차이점은 제공된 시나리오에서 송신 노드가 전형적으로 더 많은 ACKs를 수신함으로 이들 간에서 우선순위화하기 위하여 더 많은 후보 노드를 가짐으로 결국 QoS 정형화, 처리량 최대화, 코스트 프로그레스, 또는 다른 중요한 특성을 최대화하는데 더 큰 자유도가 부여된다. 이 예에서, 송신 노드(T1)는 릴레이 후보 노드(R2)로부터 패킷 확인을 수신함으로 릴레이 노드(R2)를 선택하게 한다. 송신 노드(T2)는 릴레이 후보 노드들(R2 및 R3)로부터 패킷 확인을 수신하고, 이 특정 예에서 우선순위화 공정의 결과는 릴레이 노드(R2)이다.
t7에서, 포워딩 순서는 데이터 포워딩하는 역할을 하는 선택된 노드 또는 노드들로 전송되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 수용된 패킷은 소정 최적화 기준에 따라서 선택된 릴레이 노드 또는 노드들의 전송 버퍼에 삽입되지만, 선택적으로 송신 큐의 전체 재스케쥴링이 수행될 수 있다. 예를 들어 지연 또는 우선순위 클래스를 토대로 이를 위한 각종 기준이 포함될 수 있다.
t8에서, 선택된 노드 또는 노드들은 포워딩 순서 확인에 응답한다. 게다가, t8에서, (예를 들어, 또 다른 노드가 포워딩 노드로서 선택되는 사실로 인해) 사용되지 않는 임의의 패킷은 여기서 폐기될 수 있거나 선택적으로 나중 단계에서 폐기 될 수 있다. 포워딩 순서 확인은 충돌 위험을 최소화하도록 송신되는 것이 바람직하다. 또한, 데이터 확인과 유사하게, 포워딩 순서 확인은 각 응답 노드가 단일 포워딩-순서-확인 메시지에 집합되도록 한다. 다수의 포워딩 순서 및 포워딩 순서 ACKs가 제어된 포워딩 순서 ARQ(자동 반복 재요청) 상태를 보장하도록 교환되어야 한다. 이는 통상적인 ARQ와 동일한 문제가 있고 널리 공지된 ARQ 방법이 적용될 수 있다.
최적화
대량의 제어 메시지가 전송될 때, 오버헤드 및 에너지 소모를 가능한 작게 유지하는 것이 중요하다. 이는 암시적 시그널링에 의한 패킷에서 정보량을 최소화함으로써 성취될 수 있다. 예를 들어, 후보 노드의 전체 어드레스를 사용하는 대신에, 하나는 로컬(및 특정하게) 할당된 어드레스(예를 들어, 루트 결정화 프로토콜의 제어 하에서)를 사용할 수 있다. 어드레스가 로컬이기 때문에, 짧은 어드레스가 충분하게 될 것이다. 또 다른 방법은 특정 범위 또는 간격(예를 들어, 정의 임계값을 초과) 내에서 정의 코스트 프로그레스(positive cost progress) 또는 코스트 프로그레스를 갖는 이들 후보 노드에만 송신하는 것이다. 그러므로, 어드레스 필드는 더욱 짧은 코스트 요건 필드로 대체된다. 하나는 또한 어떤 이웃하는 송신 노드의 이웃들의 세트라는 것을 표시함으로써 암시적으로 어드레스 후보 노드일 수 있다. 예를 들어, 후보 노드는 패킷에서 명시적으로 어드레스되며, 하나 이상의 다른 적절한 릴레이 후보 노드는 명시적으로 어드레스된 후보 노드의 이웃들인 패킷에서 표시함으로써 암시적으로 어드레스된다. 이는 이웃 관계들, 예를 들어 인터넷 (Hello 메시지)에서 널리 공지된 바와 같이 루트 결정화 프로토콜에서 통합된 기능을 설정하도록 실행될 프로토콜을 필요로 한다. 이는 오버헤드가 제1 가정할 수 있는 만큼 크게될 필요가 없다는 것을 의미한다.
t1보다 앞서있는 단계, 즉 송신할 노드를 트리거하는 것은 통상적으로 사용되는 어떤 채널 또는 매체 액세스 방법에 따른다는 점에 유의하여야 한다. 예를 들어, 슬롯화된 ALOHA, CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 또는 심지어 스케쥴링된 송신 경우(STDMA에서 처럼)를 갖는 방식이 사용될 수 있다. STDMA 자체가 복잡할지라도, 개개 타임 슬롯에서 제안된 발명을 전개하면 새로운(노드 스케쥴링된) STDMA 파생물(derivative)을 허용하는데, 이는 STDMA 방식을 페이딩 및 이동도에 대해서 더욱 로버스트하게 하여 더욱 느린 스케쥴 업데이트를 필요로 한다는 점을 이해하여야 한다.
데이터 패킷을 송신하는 노드는 데이터 패킷을 포워딩하여야 하는 노드가 어느것인지를 결정하는 역할을 갖는 다라고 하지만, 포워딩 순서를 결정한 다음 전송하는 역할을 하는 또 다른 노드(또는 선택적으로 노드의 리스트)를 할당할 수 있다. 그 후, 이 정보는 데이터 패킷과 함께 포함되어야 한다. 이는 또한 SDF에 대해서 설명되고 이 장점은 노드의 클러스터가 협동적으로 함께 동작하여 예를 들어 다이버시티를 통해서 통신 충실도를 개선시킨다는 것이다. 포워딩 순서 결정하는 이 로컬 처리의 부가적인 이점은 적은 에너지를 소모하고 자원들이 간섭되기 때문에 더욱 효율적으로 공간적으로 재사용된다는 것이다. 이는 제어 트래픽이 MUD-관계된 제어 시그널링으로 인해 상대적인 플레인 SDF를 증가시킬 수 있기 때문에 제안된 MUD-인에이블된 SDF와 같은 프로토콜에서 특히 유용하다. 부가적인 옵션은 제어 메시지들을 수신 및 송신함으로써 제어 기능을 실행하는 소정 스테이션을 할당하는 것이다.
큐잉 방법은 네트워크 자원을 양호하게 공유하고 수행성능 개런티를 수행성능 중요한 애플리케이션에 제공하는 키이기 때문에 중요하다. 일반적으로, 최적의 애플리케이션(즉, QoS 요건이 없는 애플리케이션)을 위하여 개발된 큐잉 방법 및 보장된-서비스 애플리케이션(즉, QoS 요건을 갖는 애플리케이션)을 위하여 개발된 방법들간의 차를 만든다. 최적의 접속을 위하여, 가장 중요한 오브젝티브는 양호한 방식으로 자원을 공유하는 것이고 이 서비스 유형을 위하여 개발된 큐잉 알고리즘의 예는 1) 가중된 라운드 로빈; 2) 결함 라운드 로빈; 및 3) 가중된 페어 큐잉인데, 이들 모두는 일반적인 프로세서 공유 알고리즘을 에뮬레이트 한다. 본래, 보장된-서비스 애플리케이션을 위하여, 가장 중요한 오브젝티브는 수행성능 개런티를 제공하는 것이고 이 작업을 이행하는 큐잉 방법의 예는 1) 가중된 페어 큐잉; 2) 가상 클럭; 및 3) 초기 듀 데이트이다.
도5는 수신 전력이 수신 노드에서 여러 사용자로부터 분포되는 방법의 예를 도시한 것이다. 이 예에서, MUD 검출기는 제4 송신 노드로부터의 다소 약한 신호가 아니라 노드(Tt, Tu 및 Tv)로부터 가장 강한 신호를 디코딩할 수 있다. 경로 이득이 송신 노드 및 다른 후보 노드 간에서 다르기 때문에, 수신 전력 레벨은 이들 노드 에서 다르게 될 것임으로 이 순서뿐만 아니라 디코딩가능한 데이터 패킷의 수가 다르게 될 것이다.
포워드(코스트) 프로그레스 기준은 우선순위화를 위하여 채용되면, 최저 수신 전력 레벨을 지닌 패킷(들)은 최고 우선순위가 되도록 된다. 그러므로, 이와 같은 패킷은 전형적으로 "점프 오버" 노드가 될 것이고, 이는 더욱 먼 후보 노드에 의해 수신되고 수용될 때까지 도중에 감소될 것이다. 이는 송신 전력 바가 데이터 패킷의 수신 전력 레벨을 표시하고 화살표는 후보 노드 및 송신 노드에서의 우선순위화로부터의 유효한 결과의 예를 도시하는 도6에 도시되어 있다.
논의
요약하면, 본 발명의 중요한 양상은 우선순위화(들) 및 MUD가 예를 들어 경쟁-기반으로 한 프로토콜의 프레임워크에 효율적으로 통합되도록 하는 메시지의 교환에 관한 것이고, 특히 SDF와 같은 다이버시티-지향된 포워딩 프로토콜에 관한 것이다.
다수의 릴레이 후보 노드의 존재가 사용되는 다이버시티-지향된 포워딩에 대해서, 다수의 데이터 패킷은 후보 노드에서 디코딩될 수 있다. 후보 노드는 각종 선택/수행성능 기준을 토대로 정확하게 디코딩되는 패킷들 간에서 우선순위화 한다. 이는 예를 들어 흐름 제어(버퍼 오버플로우 피함), 혼잡 제어(처리량을 최적화하는것이 목적) 또는 수행성능 셰이핑(예를 들어 QoS 측정을 토대로 한 우선순위화)에 관계될 수 있다.
후보 노드는 집합적인 확인 메시지 또는 개별적으로 전송되는 우선순위화된 데이터 패킷을 위한 확인에 응답할 수 있다. 집합 확인 메시지를 수신할 때, 송신 노드는 자신의 대응하는 확인을 추출한다.
다이버시티가 포함되지 않으면, 예를 들어 최단-경로 라우팅과 관련하여 ALOHA에 대해서 송신 노드가 데이터를 단지 송신하고 (멀티캐스팅된) 확인을 수신하도록 하는데 충분할 수 있다.
송신 노드는 소망 수행성능 오브젝티브를 토대로 다수의 수신된 확인들 간에서 우선순위화 되고 나서 대응하는 포워딩 순서가 전송되는 후보 노드를 선택한다.
선택된 후보 노드는 포워딩 순서가 전송 버퍼에서 수신되는 디코딩되고 수용된 패킷을 삽입하여, 소망 수행성능 오브젝티브를 최적화한다.
본 발명의 또 다른 중요한 양상은 후보 노드에서 내부적으로, 송신 노드에서 내부적으로 또는 후보 및 송신 노드 둘다에서 사용될 수 있는 가장 큰 포워드 또는 코스트 프로그레스를 토대로 전형적인 우선순위화 기준에 관한 것이다.
새로운 우선순위화 및 메시지 교환 방식에 의해 인에이블되는 MUD 및 다이버시티-지향된 포워딩의 특수한 조합은 종래 기술에 비해서 여러 이점을 발생시킨다.
다수-홉 네트워크에서 STDMA와 관련하여 사용되는 MUD와 비교하면, 본 발명은 다음의 이점을 제공한다. 첫 번째, 본 발명은 MUD에 의해 제공된 이점을 제공하면서 스케쥴링이 모두 피해지기 때문에 종래의 MUD 및 STDMA 보다 크게 낮은 복잡도를 나타낸다. 두 번째, 이동도로 인해 매우 종종 갱신될 필요가 있는 엄격한 MUD 제약을 지닌 스케쥴이 없거나 채널이 신속하게 페이딩 되면 대단히 고속으로 된다. 게다가, 트래픽 패턴이 변화될 때마다 변경될 필요가 있는 MUD 제약을 갖는 스케쥴이 존재하지 않는다. 요약하면, MUD와 결합된 STDMA와 비교하면, 본 발명은 상당히 낮은 복잡도를 지닌 MUD의 이점을 제공한다. 게다가, 본 발명은 채널이 페이딩될 때 유용하게 사용될 수 있는 반면에, STDMA와 같은 스케쥴링된 다수의 액세스 프로토콜은 저하된 수행성능에 부딪힐 것이다.
MUD-호환형 다이버시티 포워딩 메시지 교환 방법의 설계로 인해, 다이버시티 포워딩의 이점이 유지(예를 들어 페이딩 채널을 사용)될 뿐만 아니라 처리량을 크게 향상시킨다. 이에 대해선 2가지 주요 이유들이 있다.
ㆍMUD로 인해, 수신된 전력 레벨이 충분히 높게되는 경우 수신된 패킷의 사용된 링크 모드(예를 들어, 코딩 레이트)가 제공되면, 다수의 데이터 패킷은 각 노드에서 동시에 디코딩될 수 있다.
ㆍ바람직한 우선순위화 기준이 최고(정보) 포워드(코스트) 프로그레스를 갖는 패킷을 선택하여야 하기 때문에, 포워드 프로그레스는 일반적으로 더욱 높게될 것이다. 종종, 이는 저 수신 전력 레벨을 가지면서 이와 동시에 선택된 패킷이 수신되어 정확하게 디코딩되는 패킷들이라는 것을 의미한다. 예를 들어 플레인 SDF에서, 이는 불가능하게 된다. 특히, 페이딩 이득은 저 전력 레벨 패킷을 위하여 사용될 수 있다는 점에 유의하라. 고 포워드 프로그레스는 패킷이 네트워크에서 시간을덜 소비하여 감소된 지연을 발생시키고 네트워크 밖에서 고속으로 사라짐으로써 다른 트래픽을 위한 무선 자원을 제공한다는 것을 의미한다.
게다가, 교환 방식은 후보 노드 및 패킷 송신 노드가 단일-사용자 기반으로 한 SDF와 비교하여 전체 수행성능을 개선시킨다는 점에서 유연성을 증가시킨다. 후보 노드에서, 다수의 패킷들 간의 우선순위화는 (상술된 바와 같이) 포워드 프로그레스 최대화하고, QoS 셰이핑하고 데이터의 수신에서 그리고 다음 포워딩 순서가 수신될 때 다른 최적화 기준을 최적화하기 위하여 사용될 수 있다. 더 많은 ACKs가 수신될 때 송신 노드에서 부가된 유연성은 포워드 프로그레스, 혼잡 제어, QoS 셰이핑 및 다른 최적화 기준에 대해서 최적화하도록 사용될 수 있다.
구현방식 양상
도7은 본 발명의 전형적인 실시예를 따른 수신기 측 상에서 관련 부분의 개요적인 블록도이다. 특히, 도7의 구현방식은 MUD-호환형 다이버시티 포워딩 프로토콜에서 동작을 위하여 맞춰진 릴레이 후보 노드에 적합하다. 도7의 릴레이 후보 노드(100)는 기본적으로 안테나 또는 안테나 시스템에 접속되는 종래 수신기 체인(110), MUD 디코더(120), 수신 버퍼(130), 패킷 우선순위화 유닛(140), 확인 유닛(150), 종래 캡슐화 유닛(160), 코더 및 변조 유닛(170), 안테나 또는 안테나 시스템에 접속되는 종래 전송 체인(180), 전송 버퍼(190) 뿐만 아니라 다수-홉 코스트 정보를 제공하기 위한 유닛(195)을 포함한다.
릴레이 후보 노드(100)는 AD-변환과 같은 동작 및 가능한 또한 주파수 변환을 포함하는 수신기 체인(110)을 통해서 다수 송신 노드로부터 전송되는 중첩 신호를 수신한다. MUD 디코더(120)는 다수의 데이터 패킷을 동시에 디코딩하기 위하여 수신된 중첩 신호를 토대로 동작하는데, 이는 제1 라운드(1)에서, 수신 버퍼(130)에 전송된다. MUD 디코더(120)는 전형적으로 다수-사용자 디코딩과 동시에 복조를 수행한다.
패킷 우선순위화 유닛(140)은 오브젝티브 수행성능 기능을 토대로 적절한 우선순위화를 수행하고 포워딩하는데 적합한 하나 이상의 패킷을 선택한다. 우선순위화 프로세스에서, 우선순위화 유닛(140)은 통상적으로 벨만-포드 또는 유사한 프로토콜과 같은 언더라잉 코스트 결정화 프로토콜로부터 얻어진 다수-홉 코스트 정보를 사용한다. 릴레이 후보 노드(100)에서, 이와 같은 코스트 정보는 다수-홉 코스트 정보 유닛(195)에서 수집 및/또는 발생되는 것이 바람직하며, 이는 패킷 우선순위화 유닛에 접속된다. 포워딩을 위하여 수용될 수 있는 패킷들의 수는 이용가능한 버퍼 공간으로 인해 제한될 수 있음으로, 버퍼 공간 정보는 전송 버퍼(190)로부터 우선순위화 유닛(140)으로 전송되어 패킷 제한을 결정한다. 패킷 우선순위화 유닛(140)은 확인 유닛(150)과 공통-동작하거나 통합되는데, 이는 제1 라운드(1)에서 대응하는 패킷 송신 노드로 송신하기 위한 각 선택된 패킷을 위한 패킷 확인을 발부한다.
패킷 확인은 캡슐화 및 어드레싱을 위한 캡슐화 유닛(160), 코딩(172) 및 변조(174)를 위한 결합된 유닛(170) 뿐만 아니라 주파수 변환 및 D/A 변환과 같은 동작을 포함하는 전송 체인(180)을 사용함으로써 집합 확인 메시지로 또는 개별적으로 송신된다.
제2 라운드(2)에서, 릴레이 후보 노드(100)는 후보 노드를 선택하는 송신 노드로부터 하나 이상의 포워딩 노드를 수신하는 것이 바람직하다. 수신된 포워딩 순서(들)는 전형적으로 패킷 우선순위화 유닛(140)으로 포워딩 된다. 패킷 우선순위화 유닛(140)과 공통-동작하는 확인 유닛(150)은 포워딩 순서 확인을 발부하여 대 응하는 송신 노드 또는 노드들로 전송할 수 있다.
패킷 우선순위화 유닛(140)은 대응하는 포워딩 순서를 갖는 선택된 패킷을 전송 버퍼(190)로 삽입하는 것이 바람직하다. 전형적으로, 패킷은 소정 최적화 기준에 따라서 삽입된다. 그러나, 선택적으로, 전송 버퍼(190)는 예를 들어 지연 또는 우선순위 클래스를 토대로 재스케쥴링될 수 있다. QoS 지원이 바람직하지 않으면, 간단한 선입 선출(FIFO) 큐가 사용될 수 있다.
다음에, 전송 버퍼(190) 내의 패킷은 캡슐화 및 어드레싱을 위한 캡슐화 유닛(160), 코딩(172) 및 변조(174)를 위한 결합된 유닛(170) 뿐만 아니라 송신 체인(180)을 사용함으로써 다수-홉 네트워크상의 릴레이 후보 노드로 또한 송신된다.
도8은 본 발명의 전형적인 실시예를 따른 송신기 측 상의 관련 부분들의 개요적인 블록도이다. 특히, 도8의 구현방식은 MUD-호환형 다이버시티 포워딩 프로토콜에서 동작하도록 맞춰진 송신 노드에 적합하다. 도8의 송신 노드(200)는 기본적으로 전송 버퍼(210), 캡슐화 유닛(220), 코더 및 변조 유닛(230), 안테나 또는 안테나 시스템에 접속되는 종래의 송신 체인(240), 종래의 수신기 체인(250), 복조 및 디코더 유닛(260), 노드 우선순위화 유닛(270) 및 수신 버퍼(280)를 포함한다.
송신 노드(200)는 전송 버퍼(210) 내의 하나 이상의 착신지 노드를 향하여 전송하도록 준비된 데이터 패킷을 갖는다. 라운드(1)에서, 패킷들은 전송 버퍼(210)로부터 캡슐화 및 어드레스를 위한 캡슐화 유닛(220)으로 전송된다. 어드레싱 사시도로부터, 송신 노드(200)는 패킷들을 멀티 홉 네트워크 내의 다수의 릴레이 후보 노드에 송신하기 위하여 멀티캐스팅 또는 가능한 브로드캐스팅을 사용한다. 이 특정 양상에 대한 더 많은 정보를 위하여, [8]을 참조하라. 캡슐화된 패킷 정보는 코딩(232) 및 변조(234)를 위한 결합된 유닛(230) 뿐만 아니라 릴레이 후보 노드를 향하는 전송을 위한 전송 체인(240)으로 전달된다.
제2 라운드(2)에서, 송신 노드(200)는 수신기 체인(250) 및 복조(262) 및 디코딩(264)를 위한 결합된 유닛(260)을 통해서 하나 이상의 릴레이 후보 노드로부터 패킷 확인(들)을 수신한다. 패킷 확인은 노드 우선순위화 유닛(270)으로 전달되며, 이는 오브젝티브 수행성능 기능을 토대로 한 적절한 릴레이 후보 노드를 선택한다. 그 후, 우선순위화 유닛(270)은 선택된 릴레이 노드로 전송을 위한 포워딩 순서를 발부한다.
제3 라운드(3)에서, 하나 이상의 선택된 릴레이 노드로부터 수신된 포워딩 순서 확인은 전송 버퍼(210)로부터 대응 패킷을 제거하기 위하여 선택적으로 사용될 수 있다.
MUD 검출기/디코더에 대한 상세한 정보는 최신 기술 군의 선형 다수-사용자 검출기를 설명하는 문헌, 예를 들어 참조문헌[15]에서 발견될 수 있다.
수신기 측 상의 패킷 우선순위화가 하나 이상의 수신 노드를 위한 역할을 하는 관련된 제어 노드로 분포될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 동일한 방식에서, 송신기 측 상에서 적절한 릴레이 노드를 선택하기 위한 우선순위화는 또한 관련된 제어 노드로 분포될 수 있다.
상술된 실시예는 단지 예로서 제공되고, 본 발명은 이에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본원에 서술되고 청구된 기본적인 기초 원리를 유지하는 부 가적인 수정, 변경 및 개선은 본 발명의 범위 내에 있다.
[참고 문헌]
Figure 112005057411760-pct00005
Figure 112005057411760-pct00006

Claims (41)

  1. 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법으로서,
    - 하나 이상의 수신 노드(R, 100)에서 다수의 송신 노드(T)로부터 전송되는 중첩 신호를 수신하는 단계;
    - 상기 수신된 중첩 신호로부터 다수의 데이터 패킷(D)을 디코딩하는 다수-사용자 검출(MUD)을 사용하는 단계;
    - 포워딩하는데 적합한 하나 이상의 데이터 패킷을 선택하기 위하여 정확하게 디코딩된 패킷(D) 중에서 우선순위화 하는 단계; 및,
    - 각 선택된 패킷을 위한 패킷 확인(ACK)에 응답하는 단계를 포함하는, 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 우선순위화 단계는 포워딩하기 위한 다수의 데이터 패킷을 선택하는 단계를 포함하고, 다수의 패킷 확인은 다수의 대응하는 송신 노드로 전송되는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 패킷 확인은 단일 확인 메시지로 집합되는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    패킷 확인(ACK)에 응답하여 상기 하나 이상의 수신 노드(R, 100)로 포워딩 순서(FO)를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    포워딩 순서에 응답하여 대응하는 선택된 패킷의 포워딩을 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    포워딩 순서에 응답하여 대응하는 포워딩 순서 확인에 응답하는 상기 하나 이상의 수신 노드(R, 100)의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 패킷의 수를 제한하는 상기 하나 이상의 수신 노드의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 우선순위화 단계는 소정 오브젝티브 함수의 최적화를 토대로 수행되는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 소정 오브젝티브 함수는 정보 코스트 프로그레스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 우선순위화 단계는 하나 이상의 서비스 품질(QoS) 요건을 토대로 수행되는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 포워딩은 경쟁-기반으로 한 다수 액세스 프로토콜을 토대로 수행되는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 경쟁-기반으로 한 다수 액세스 프로토콜은 다이버시티 지향되는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다이버시티-지향된 프로토콜은 선택 다이버시티 포워딩(SDF) 프로토콜인 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 경쟁-기반으로 한 다수의 액세스 프로토콜은 기회 프로토콜인 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 송신 노드는 자신의 데이터 패킷을 다수의 릴레이 후보 노드에 전송하고 상기 방법은:
    - 확인이 하나 이상의 릴레이 노드를 선택하기 위하여 수신되는 릴레이 후보 노드 중에서 우선순위화 하는 단계;
    - 포워딩 순서를 상기 하나 이상의 선택된 릴레이 노드로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    릴레이 후보 노드 중에서 우선순위화하는 상기 단계는 소정 오브젝티브 함수의 최적화를 토대로 수행되는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 다수 릴레이 후보 노드들 중 적어도 한 노드는 명시적으로 어드레스되는 릴레이 후보 노드의 이웃이라는 표시를 토대로 암시적으로 어드레스되는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    사전 전송된 패킷의 확인에 응답하여 송신 노드에서 데이터 버퍼로부터 확인된 데이터 패킷 데이터를 제거하는 각 송신 노드의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수-홉 네트워크는 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 다수 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드하는 방 법.
  20. 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템으로서,
    - 하나 이상의 수신 노드(R, 100)에서 다수의 송신 노드(T)로부터 송신되는 중첩 신호를 수신하는 수단(110);
    - 상기 수신된 중첩 신호로부터 다수의 데이터 패킷을 디코딩하기 위하여 다수-사용자 검출(MUD)을 사용하는 수단(120);
    - 포워딩하는데 적합한 하나 이상의 데이터 패킷을 선택하기 위하여 정확하게 디코딩된 패킷들 중에서 우선순위화 하는 수단(140); 및,
    - 각 선택된 패킷을 위한 패킷 확인에 응답하는 수단(150, 160, 170, 180)을 포함하는, 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 패킷 우선순위화 수단(140)은 포워딩하는데 적합한 다수의 데이터 패킷을 선택하도록 동작될 수 있고, 상기 응답 수단은 다수의 대응하는 송신 노드에 다수의 패킷 확인을 송신하도록 동작될 수 있는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 응답 수단은 단일 확인 메시지로 다수의 패킷 확인을 집합시키도록 동작될 수 있는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  23. 제 20 항에 있어서, 패킷 확인에 응답하여 상기 하나 이상의 수신 노드로 포워딩 순서를 송신하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    포워딩 순서에 응답하여 대응하는 선택된 패킷을 실행하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서,
    포워딩 순서에 응답하여 대응하는 포워딩 순서 확인에 응답하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 선택된 패킷의 수를 제한하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 패킷 우선순위화 수단(140)은 소정의 오브젝티브 함수의 최적화를 토대로 패킷 우선순위화를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 소정 오브젝티브 함수는 정보 코스트 프로그레스를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  29. 제 20 항에 있어서,
    상기 패킷 우선순위화 수단(140)은 하나 이상의 서비스 품질(QoS) 요건을 토대로 패킷 우선순위화를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  30. 제 20 항에 있어서,
    하나 이상의 송신 노드는 데이터 패킷을 다수의 릴레이 후보 노드로 전송하는데, 상기 하나 이상의 송신 노드(200)는:
    - 확인이 하나 이상의 적절한 릴레이 노드를 선택하도록 수신되는 릴레이 후보 노드 중에서 우선순위화 하는 수단(270);
    - 포워딩 순서를 상기 하나 이상의 선택된 릴레이 노드로 송신하는 수단(270, 220, 230, 240)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    릴레이 후보 노드들 간을 우선순위화하는 상기 수단(270)은 소정 오브젝티브 함수의 최적화를 토대로 후보 노드 우선순위화를 수행하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 송신 노드는 명시적으로 어드레스 되는 릴레이 후보 노드의 이웃이라는 표시를 토대로 상기 다수의 릴레이 후보 노드들 중 하나 이상의 노드를 암시적으로 어드레스하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  33. 제 20 항에 있어서,
    상기 다수-홉 네트워크는 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 다수의 노드를 갖는 다수-홉 네트워크에서 정보를 포워드 하는 시스템.
  34. 패킷 무선 다수-홉 네트워크에서의 통신 노드(100)로서,
    - 다수 송신 노드로부터 전송되는 중첩 신호를 수신하는 수단(110);
    - 상기 수신된 중첩 신호로부터 다수의 데이터 패킷을 디코딩하기 위하여 다수-사용자 검출(MUD)을 사용하는 수단(120);
    - 포워딩하는데 적절한 하나 이상의 데이터 패킷을 선택하기 위하여 정확하게 디코딩되는 패킷들 중에서 우선순위화 하는 수단(140); 및,
    - 각 선택된 패킷을 위한 패킷 확인에 응답하는 수단(150, 160, 170, 180)을 포함하는, 통신 노드.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 패킷 우선순위화 수단(140)은 포워딩하는데 적합한 다수의 데이터 패킷을 선택하도록 동작될 수 있고, 상기 응답 수단은 다수의 대응하는 송신 노드에 다수의 패킷 확인을 송신하도록 동작될 수 있는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 응답 수단은 단일 확인 메시지로 다수의 패킷 확인을 집합시키도록 동작될 수 있는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 선택된 패킷들의 수를 제한하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 패킷 우선순위화 수단(140)은 소정 오브젝티브 함수의 최적화를 토대로 패킷 우선순위화를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 소정 오브젝티브 함수는 정보 코스트 프로그레스를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
  40. 제 34 항에 있어서,
    상기 패킷 우선순위화 수단(140)은 하나 이상의 서비스 품질(QoS) 요건을 토대로 패킷 우선순위화를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
  41. 패킷 무선 다수-홉 네트워크에서의 통신 노드(200)로서,
    - 데이터 패킷 신호를 다수의 릴레이 후보 노드로 송신하는 수단(210, 220, 230, 240)으로서, 상기 다수의 릴레이 후보 노드들 중 적어도 한 노드는 명시적으로 어드레스되는 릴레이 후보 노드의 이웃이라는 표시를 토대로 암시적으로 어드레스되는, 송신 수단;
    - 패킷이 포워딩하기 위하여 수용된다는 확인이 하나 이상의 적절한 릴레이 노드를 선택하도록 수신되는 릴레이 후보 노드들 간을 우선순위화 하는 수단(270); 및,
    - 포워딩 순서를 상기 하나 이상의 선택된 릴레이 노드로 송신하는 수단(270, 220, 230, 240)을 포함하는, 통신 노드.
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