KR100924753B1 - Channel Allocation Method using Power Controlled CTS in Multi-hop Networks - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RTS(Request-to-send) 신호 및 CTS(Clear-to-send) 신호의 교환으로 이루어지는 무선 통신 방식에 있어서, 송신 노드의 RTS 전송 전력은 고정되어 있고, 수신 노드의 CTS 전송 전력은 상기 수신 노드의 목표 SINR을 만족시킬 수 있도록 설정된 간섭 영역 이내에 위치하는 노드들에게만 수신될 수 있도록 정해지는 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 데이터 전송 전력은 고정시키고, CTS 프레임 전송 전력을 조절하여 전송단과 수신단이 차지하는 통신영역을 줄임으로써 통신공간 재 사용률을 높이는 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법을 제공할 수 있다.The present invention relates to a method for allocating a CTS power control channel for a multi-hop network, and more particularly, to a wireless communication method comprising exchange of a request-to-send (RTS) signal and a clear-to-send (CTS) signal. The RTS transmit power of the transmitting node is fixed, and the CTS transmit power of the receiving node is determined to be received only by nodes located within an interference region set to satisfy the target SINR of the receiving node. CTS power control channel allocation method. According to the present invention, it is possible to provide a method for allocating a CTS power control channel for a multi-hop network by fixing a data transmission power and adjusting a CTS frame transmission power to reduce a communication area occupied by a transmitter and a receiver, thereby increasing communication space reuse. have.

RTS, CTS, 간섭영역, CTS 전력 제어, 데이터 전송 전력 RTS, CTS, Interference Zone, CTS Power Control, Data Transmission Power

Description

멀티 홉 네트워크를 위한 씨.티.에스 전력제어 채널 할당 방법{Channel Allocation Method using Power Controlled CTS in Multi-hop Networks}Channel Allocation Method using Power Controlled CTS in Multi-hop Networks

본 발명은 CTS 프레임 전송 전력을 조절하여 전송단과 수신단이 차지하는 통신영역을 줄임으로써 통신공간 재 사용률을 높이는 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for allocating a CTS power control channel for a multi-hop network that increases the communication space reuse rate by adjusting the CTS frame transmit power to reduce the communication area occupied by the transmitter and the receiver.

무선 통신 네트워크 기술이 발전함에 따라 전체 시스템 처리율 (throughput)을 높이기 위한 통신 공간 재사용 (spatial reuse)의 중요성이 높아지게 되었다. IEEE 802.11 표준안의 media access control (MAC) 방식 역시 통신공간 재사용을 통해 보다 높은 처리율 성능을 얻고자 많은 연구가 수행되었다. As wireless communication network technology advances, the importance of spatial reuse to increase overall system throughput has increased. The media access control (MAC) scheme in the IEEE 802.11 standard has also been studied to achieve higher throughput through reuse of communication space.

무선 네트워크 기술의 급격한 발달로 인해 각 사용자의 서비스 요구사항이 다양해지고 있으며 이로 인해 시스템 처리율 향상을 위한 무선 자원 관리방안의 중요성이 부각되고 있다. 네트워크 접속 프로토콜로 IEEE 802.11표준안은 무선 데이터 통신에 폭넓게 사용되고 있으며 특히 고속 데이터율 통신을 위한 802.11n 표준에서는 다중안테나(MIMO) 과 OFDMA 기술이 물리계층(PHY layer)의 주요 기술로 제안되고 있다. 그러나 SAP (service access point)에서의 처리율성능은 물리계층뿐 아니라 MAC 계층에 의해서도 좌우되기 때문에 효율적인 MAC 계층 설계 역시 매우 중요하다. 멀티 홉 무선 네트워크 환경에서는 다른 이웃한 통신사용자의 간섭이 채널 환경에 주요한 영향을 미치기 때문에 통신공간 재사용은 그만큼 중요하다.Due to the rapid development of the wireless network technology, the service requirements of each user are diversified, and as a result, the importance of the radio resource management method for improving the system throughput is highlighted. As a network access protocol, the IEEE 802.11 standard is widely used for wireless data communication. In particular, in the 802.11n standard for high-speed data rate communication, multiple antenna (MIMO) and OFDMA technologies are proposed as main technologies of the physical layer (PHY layer). However, the efficient MAC layer design is also very important because throughput performance in SAP (service access point) depends not only on the physical layer but also on the MAC layer. In multi-hop wireless network environment, reuse of communication space is just as important because interference of other neighboring communication users has a major influence on channel environment.

따라서 통신 공간 재사용을 위한 다양한 MAC방식과 간섭영역에 관한 연구가 IEEE 802.11표준에 접목되기 위해 제안되어 왔다. 그러나 기존의 연구에서는 주로 데이터 전송 파워를 조절하는 방법을 사용하였다. Therefore, studies on various MAC schemes and interference areas for communication space reuse have been proposed to be incorporated into the IEEE 802.11 standard. However, the existing research mainly used the method of adjusting the data transmission power.

하기 참조문헌 [5]에서 저자는 전송 영역, 반송파 센싱 (carrier sensing) 영역 및 간섭 영역을 정의하고 RTS-CTS 교환 방식에 대한 효율성을 분석하였다. 그러나 RTS-CTS 전송을 수신하지 못하는 영역에서 hidden terminal문제가 여전히 발생하게 된다. 전송단과 수신단의 거리가 경계값 이상이면 수신단의 간섭영역은 CTS 전송영역보다 커지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 conservative CTS 방식이 제안되었다. 이 방식에서는 RTS 수신 신호가 경계 값 이상일 경우에만 CTS를 전송한다. 이 방식이 네트워크의 연결성을 낮춤에도 불구하고 무선 링크의 신뢰성을 더욱 높여줄 수 있다. In Ref. [5], the author defined the transmission domain, carrier sensing domain, and interference domain, and analyzed the efficiency of the RTS-CTS exchange scheme. However, the hidden terminal problem still occurs in the region that does not receive the RTS-CTS transmission. If the distance between the transmitter and the receiver is greater than or equal to the boundary value, the interference region of the receiver is larger than the CTS transmission region. To solve this problem, a conservative CTS scheme has been proposed. In this scheme, the CTS is transmitted only when the RTS received signal is greater than or equal to the threshold. This approach can increase the reliability of the wireless link even though it reduces network connectivity.

하기 참조문헌 [1]-[4]에서 전력제어 방식이 연구되었다. 참조문헌 [1], [3], [4]에서는 hidden terminal 문제를 완화하고 spatial reuse를 향상시키기 위한 연구가 제안되었다. 참조문헌 [1]의 power controlled multiple access (PCMA)는 이웃 노드들의 채널 사용을 알려주는 busy tone을 이용하며 데이터 전송 전력을 결정하기 위해 Request-Power-to-Send (RPTS) 와 Acceptable-Power-To-Send (APTS) 메시지를 주고 받는다.In the following references [1]-[4] the power control scheme was studied. In references [1], [3], and [4], studies have been proposed to alleviate hidden terminal problems and to improve spatial reuse. Power controlled multiple access (PCMA) in Ref. [1] uses a busy tone to inform channel usage of neighboring nodes and uses Request-Power-to-Send (RPTS) and Acceptable-Power-To to determine data transmission power. Send and receive (APTS) messages.

본 발명에서는 전력제어 CTS를 사용한 향상된 MAC 기술을 제안하고자 한다. 본 발명에 따른 방법에서는 기존의 연구와는 달리 CTS 전송 전력을 수신단을 기준으로 조절하고, 반면에 데이터 전송 전력은 고정한다. 이는 데이터 전송 전력을 조절할 경우 간섭 영역이 전송 전력에 따라 바뀌게 되어 간섭영역 탐지 및 네트워크 제어에 어려움이 있기 때문이다. 낮은 전송 전력은 전력제어를 하지 않은 경우보다 더 큰 간섭영역을 만들어낸다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 수신단에서 간섭영역의 제어를 용이하게 하기 위해 데이터 전송전력은 변화시키지 않는다. The present invention proposes an improved MAC technology using a power control CTS. Unlike the existing research, the method according to the present invention adjusts the CTS transmission power based on the receiver, while fixing the data transmission power. This is because when the data transmission power is adjusted, the interference area is changed according to the transmission power, which makes it difficult to detect the interference area and control the network. Low transmit power creates a larger interference area than without power control. Therefore, the method according to the present invention does not change the data transmission power to facilitate the control of the interference region at the receiving end.

참조문헌Reference

[1] J. P. Monks, V. Bharghavan, and W. W. Hwu, "Power Contolled Multiple Access Protocol for Wireless Packet Networks", in Proc . IEEE INFOCOM, 2001.[1] JP Monks, V. Bharghavan, and WW Hwu, "Power Contolled Multiple Access Protocol for Wireless Packet Networks", in Proc . IEEE INFOCOM , 2001.

[2] D. Qiao, S. Choi, A. Jain, and K. G. Shin, "MiSer: An Optimal Low-Energy Transmission Strategy for IEEE 802.11a/h", in Proc . ACM MobiCom, 2003.[2] D. Qiao, S. Choi, A. Jain, and KG Shin, "MiSer: An Optimal Low-Energy Transmission Strategy for IEEE 802.11a / h", in Proc . ACM MobiCom , 2003.

[3] Y. Zhou and S. M. Nettles, "Balancing the Hidden and Exposed Node Problems With Power Control In CSMA/CA-Based Wireless Networks", in Proc . IEEE WCNC, 2005.[3] Y. Zhou and SM Nettles, "Balancing the Hidden and Exposed Node Problems With Power Control In CSMA / CA-Based Wireless Networks", in Proc . IEEE WCNC , 2005.

[4] T.-S. Kim, H. Lim, and J. C. How, "Improving Spatial Reuse through Tuning Transmit Power, Carrier Sense Threshold, and Data Rate in Multihop Wireless Networks", in Proc . ACM MobiCom, 2006.[4] T.-S. Kim, H. Lim, and JC How, "Improving Spatial Reuse through Tuning Transmit Power, Carrier Sense Threshold, and Data Rate in Multihop Wireless Networks", in Proc . ACM MobiCom , 2006.

[5] K. Xu, M. Gerla, and S. Bae, "How Effective is the IEEE 802.11 RTS/CTS Handshake in Ad Hoc Networks?", in Proc . IEEE GLOBECOM, 2002.[5] K. Xu, M. Gerla, and S. Bae, "How Effective is the IEEE 802.11 RTS / CTS Handshake in Ad Hoc Networks?", In Proc . IEEE GLOBECOM , 2002.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 데이터 전송 전력은 고정시키고, CTS 프레임 전송 전력을 조절하여 전송단과 수신단이 차지하는 통신영역을 줄임으로써 통신공간 재 사용률을 높이는 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above-described problems, CTS power for a multi-hop network to increase the communication space reuse rate by fixing the data transmission power, adjusting the CTS frame transmission power to reduce the communication area occupied by the transmitter and the receiver It is to provide a control channel allocation method.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법은, RTS(Request-to-send) 신호 및 CTS(Clear-to-send) 신호의 교환으로 이루어지는 무선 통신 방식에 있어서, 송신 노드의 RTS 전송 전력은 고정되어 있고, 수신 노드의 CTS 전송 전력은 상기 수신 노드의 목표 SINR을 만족시킬 수 있도록 설정된 간섭 영역 이내에 위치하는 노드들에게만 CTS 신호가 수신될 수 있도록 정해지는 것을 특징으로 한다.CTS power control channel allocation method for a multi-hop network according to the present invention for achieving the above object, a wireless communication scheme consisting of exchange of request-to-send (RTS) signal and clear-to-send (CTS) signal RTS transmit power of the transmitting node is fixed, and the CTS transmit power of the receiving node is determined such that the CTS signal can be received only by nodes located within an interference region set to satisfy the target SINR of the receiving node. It is characterized by.

또한, 본 발명에 따른 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법은, 송신 노드에서의 RTS 전송 전력을 P0, 수신 노드에서의 RTS 수신 전력을 PR , 수신 노드에서의 잡음 전력을 N0 , 수신 노드에서의 SINR threshold를 S0 라고 할 때, 상기 수신 노드의 CTS 전송 전력 p는,

Figure 112007075698556-pat00001
에 의해 정해지는 것을 특징으로 한다.In addition, in the CTS power control channel allocation method for a multi-hop network according to the present invention, P 0 is the RTS transmit power at the transmitting node and P R is the RTS receiving power at the receiving node. When the noise power at the receiving node is N 0 and the SINR threshold at the receiving node is S 0 , the CTS transmit power p of the receiving node is
Figure 112007075698556-pat00001
It is characterized by.

또한, 본 발명에 따른 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법은, TXOP 프레임 구조로 이루어지는 IEEE 802.11e 네트워크 통신 방식에서는, 상기 송신 노드는 상기 수신 노드와 RTS 및 CTS 신호를 교환하여 TXOP를 할당받는 제1 단계; 및 상기 송신 노드의 RTS 신호는 수신받았지만 상기 수신 노드로부터 CTS 신호를 수신하지 못한 제3 노드가 상기 송신 노드 및 수신 노드의 TXOP 기간을 피하여 BlockAckReq 와 BlockAck 을 위한 시간을 예약하는 제2 단계; 및 상기 제3 노드는 제4 노드와 RTS 및 CTS 신호를 교환하여 통신을 진행하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method of allocating a CTS power control channel for a multi-hop network according to the present invention, in the IEEE 802.11e network communication scheme having a TXOP frame structure, the transmitting node allocates TXOP by exchanging RTS and CTS signals with the receiving node. Receiving first step; And a second step in which a third node that has received the RTS signal of the transmitting node but has not received the CTS signal from the receiving node reserves time for BlockAckReq and BlockAck by avoiding TXOP periods of the transmitting node and the receiving node; And a third step of performing communication by exchanging RTS and CTS signals with the fourth node.

본 발명에 따르면, 데이터 전송 전력은 고정시키고, CTS 프레임 전송 전력을 조절하여 전송단과 수신단이 차지하는 통신영역을 줄임으로써 통신공간 재 사용률을 높이는 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method for allocating a CTS power control channel for a multi-hop network by fixing a data transmission power and adjusting a CTS frame transmission power to reduce a communication area occupied by a transmitter and a receiver, thereby increasing communication space reuse. have.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 1장에서 전력제어 CTS와 간섭영역을 소개하고, 2장에서 제안된 기법을 IEEE 802.11e 시스템에 적용하는 방안을 제시한다. 3장에서는 분석을 통해 제안된 방식의 처리율 성능을 보이고 4장에서 마무리 짓고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In Chapter 1, we introduce the power control CTS and interference domain, and in Chapter 2, we propose a method to apply the proposed scheme to IEEE 802.11e system. In Chapter 3, the analysis shows the throughput performance of the proposed method.

1. 간섭영역을 고려한 CTS 전송전력제어1. CTS transmission power control considering interference area

채널 할당을 위해서 수신단의 통신공간 재활용(spatial reuse)에 직접적인 영향을 미치는 수신단의 간섭영역을 사용하였다. 간섭영역이란 수신단 주변의 영역으로, 그 영역안에서 다른 전송이 발생할 경우 간섭이 일어나 해당 수신단의 SINR이 특정 경계값 (certain threshold value) 이하가 되는 영역을 의미한다. 간섭영역은 송신단과 수신단의 거리 및 SINR 경계값과 전송 전력에 의해 변화하게 된다.For channel allocation, the interference area of the receiver that directly affects the spatial reuse of the receiver is used. The interference area is an area around the receiver, and when another transmission occurs in the area, an interference occurs and the SINR of the receiver is less than a certain threshold value. The interference region is changed by the distance between the transmitting end and the receiving end, the SINR boundary value, and the transmission power.

SINR이란, signal-to-interference plus noise-ratio의 약자로서, 통신신호 전력(signal power)에 대해, 배경으로 깔리는 열잡음(AWGN)의 전력과 주변에서 동시에 전송 진행되고 있는 다른 전송 쌍(pair)의 신호 전력- 즉, 원하지 않는 신호인 간섭신호 전력-과의 합의 비율을 의미한다.SINR stands for signal-to-interference plus noise-ratio, which is the power of thermal noise (AWGN) in the background with respect to the signal power, and that of other transmission pairs that are simultaneously being transmitted in the vicinity. The ratio of the sum of the signal power, that is, the interference signal power, which is an unwanted signal.

만약 수신단 주위의 다른 송신기가 전송을 시작하면 목표한 수신기는 SINR이 낮아지게 된다. 채널 환경이 거리 감쇄 (path loss)로 결정되는 간단한 채널 모델을 가정할 때 간섭영역의 반지름은 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.If another transmitter around the receiver starts transmitting, the target receiver will have a lower SINR. Assuming a simple channel model in which the channel environment is determined by path loss, the radius of the interference region may be expressed by Equation 1 below.

Figure 112007075698556-pat00002
Figure 112007075698556-pat00002

여기서, R은 송수신단의 거리이며,

Figure 112007075698556-pat00003
는 SINR threshold이다. 또한, α는 거리 감쇄의 지수를 의미한다.Here, R is the distance of the transmitting and receiving end,
Figure 112007075698556-pat00003
Is the SINR threshold. In addition, α means the index of distance attenuation.

도 1은 전송영역과 간섭영역의 예를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a transmission area and an interference area.

도 1은 노드 STA 1의 전송영역과 STA 2의 간섭영역의 예를 보여준다. 이 예에서는

Figure 112007075698556-pat00004
가 2R이라고 가정한다. 만약 2개 이상의 전송 노드가 서로 간섭을 준다면 전송 충돌이 발생한다.1 shows an example of a transmission area of node STA 1 and an interference area of STA 2. In this example
Figure 112007075698556-pat00004
Assume is 2R. If two or more transmitting nodes interfere with each other, a transmission collision occurs.

이러한 충돌을 피하기 위해 각각의 송신기는 여타의 액티브(active) 수신기가 전송 영역 안에 존재하는 지를 확인해야 한다. 각 수신기는 역시 전송 전에 간섭영역 안에 액티브 송신기가 존재하는지 확인해야 한다.To avoid this collision, each transmitter must verify that other active receivers are in the transmission range. Each receiver must also verify that there is an active transmitter in the interference region before transmission.

간섭영역의 개념은 RTS-CTS를 사용하는 IEEE 802.11 MAC 에서 가상 반송파 센싱(virtual carrier sensing) 모델에서도 적용될 수 있다. 만약 노드가 송신단의 전송 영역 안에 있다면 다른 노드로 송신하는 RTS를 수신하게 되면 전송을 중지하게 된다. 이것은 새로 시작하게 될 전송이 이전 전송의 CTS나 ACK 수신에 영향을 끼치기 때문이다. 같은 원리로 목표수신기의 간섭영역 안에 존재하는 노드는 다른 노드를 향하는 CTS를 듣게 된 경우 전송을 시작할 수 없다. 목표 수신기의 데이터 수신을 실패하게 만들 수 있기 때문이다. The concept of the interference region may also be applied to the virtual carrier sensing model in the IEEE 802.11 MAC using RTS-CTS. If the node is in the transmitting area of the transmitter, it stops the transmission when it receives the RTS transmitted to another node. This is because the newly started transmission affects the CTS or ACK reception of the previous transmission. In the same principle, a node existing in the interference region of the target receiver cannot start transmission when it hears a CTS destined for another node. This may cause the reception of data at the target receiver to fail.

1.1 전력 제어 CTS 방식의 원리1.1 Power Control CTS Principle

본 발명의 일실시예에 따른 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법에서, CTS 프레임의 송신전력은 RTS 프레임의 수신전력을 바탕으로 결정된다. In the CTS power control channel allocation method for a multi-hop network according to an embodiment of the present invention, the transmission power of the CTS frame is determined based on the reception power of the RTS frame.

CTS 프레임의 전송은 목표 수신기 주변의 간섭영역 이내에 위치하는 노드들에게 수신될 필요가 있다. 왜냐하면, 간섭노드는 수신노드 입장에서 전송에 방해가 되는 것이므로 이러한 간섭노드들의 동시전송을 막기 위해서 CTS 프레임을 전송하는 것이기 때문이다.Transmission of the CTS frame needs to be received by nodes located within the interference region around the target receiver. This is because the interference node interferes with the transmission from the receiving node's point of view, so that the CTS frame is transmitted to prevent simultaneous transmission of such interference nodes.

CTS 전송전력 제어의 기본원리를 설명하기 위해 송신 노드, 수신 노드, 그리고 간섭을 주는 간섭 노드를 고려한다. To explain the basic principle of CTS transmit power control, we consider the transmitting node, receiving node and interfering interfering node.

송신 노드에서 RTS를 고정 전력 P0로 전송하면 수신되는 전력은 송수신단간의 거리감쇄 gTR 를 고려하여 PR = P0gTR 가 된다. When the transmitting node transmits the RTS with the fixed power P 0 , the received power becomes P R = P 0 g TR in consideration of the distance reduction g TR between the transmitting and receiving ends.

수신 노드는 p로 전력 제어된 CTS로 응답하고 이때 CTS를 중복 수신(overhear)할 수 있는 영역의 경계선 상에 있는 간섭노드들은 다음 조건인 수학식 2를 만족한다.The receiving node responds with a power-controlled CTS at p, where the interfering nodes on the boundary of the region capable of overhearing the CTS satisfy the following condition (2).

Figure 112007075698556-pat00005
Figure 112007075698556-pat00005

여기서 gRI 는 수신노드와 간섭노드간의 채널 이득이며, N0는 수신노드에서의 잡음 전력, S0 는 수신노드에서의 SINR threshold이다. 간섭노드에서의 잡음 전력도 수신 노드의 잡음 전력과 거의 비슷하기 때문에, N0는 간섭노드에서의 잡음 전력도 된다.Where g RI is the channel gain between the receiving node and the interfering node, N 0 is the noise power at the receiving node, and S 0 is the SINR threshold at the receiving node. Since the noise power at the interfering node is also about the same as the noise power at the receiving node, N 0 is also the noise power at the interfering node.

즉, 상기 수학식 2는 수신노드의 전력제어된 CTS 신호를 간섭영역의 경계선 상에 있는 간섭노드가 성공적으로 수신하여 동시 전송을 막아야 하기 때문에, 간섭노드의 수신 SINR을, CTS 신호를 성공적으로 수신할 수 있는 임계치인 S0 로 설정한 것이다. 간섭영역의 경계선에 있는 간섭노드의 SINR이 S0가 되면, 간섭영역 내의 간섭노드의 SINR은 S0보다 크게 되므로, 결국 수학식 2의 요건을 만족하면 수신노드의 전력제어된 CTS 신호는 간섭영역 내의 노드들에게 성공적으로 수신되는 것이다.That is, Equation 2 successfully receives the received SINR of the interfering node and receives the CTS signal because the interfering node on the boundary line of the interfering region should successfully receive the power controlled CTS signal of the receiving node to prevent simultaneous transmission. It is set to S 0 which is a possible threshold. When the SINR of the interfering node at the boundary of the interfering region becomes S 0 , the SINR of the interfering node in the interfering region becomes larger than S 0. Therefore, if the requirements of Equation 2 are satisfied, the power-controlled CTS signal of the receiving node becomes the interfering region. It is successfully received by the nodes within it.

만약 송신노드가 데이터를 전송하고 있을 때 간섭노드가 다른 RTS 전송을 시작한다면 수신노드에서 SINR은 다음 수학식 3과 같다.If the interfering node starts another RTS transmission while the transmitting node is transmitting data, the SINR at the receiving node is expressed by Equation 3 below.

Figure 112007075698556-pat00006
Figure 112007075698556-pat00006

여기서, N0는 P0gRI 보다 현저히 작기 때문에 수학식 3이 성립된다. 물론, 간섭노드는 고정전력 P0 로 RTS 신호를 전송한다.Where N 0 is P 0 g RI Equation 3 holds because it is significantly smaller. Of course, the interfering node transmits the RTS signal at a fixed power P 0 .

상기 수학식 3은 수신노드의 목표로 하는 SINR이 임의의 다른 간섭신호가 있어도 임계치인 S0 를 만족해야 한다는 조건이다. 즉, 간섭영역 이내의 노드들은 CTS 신호를 수신했으므로 RTS 전송을 할 수 없고, 간섭영역 밖의 간섭노드들이 RTS 전 송을 할 수 있는데, 수신노드의 간섭노드로부터의 RTS신호 수신전력인 P0gRI가 가장 크게 되는 경우는, 간섭영역 경계선 상에 있는 간섭노드가 RTS 신호를 송신한 경우이므로 수학식 3이 성립되는 것이다.Equation 3 is a condition that the target SINR of the receiving node must satisfy the threshold S 0 even if any other interference signal exists. That is, since nodes within the interference region have received the CTS signal, the RTS transmission cannot be performed, and the interference nodes outside the interference region can transmit the RTS. P 0 g RI , which is the reception power of the RTS signal from the interference node of the receiving node Is the largest when the interference node on the interference boundary line transmits the RTS signal, and Equation 3 is established.

수학식 2 및 3을 통해, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법에서의 CTS 전송 전력은 다음 수학식 4와 같이 결정된다.Through Equations 2 and 3, the CTS transmit power in the CTS power control channel allocation method for a multi-hop network according to an embodiment of the present invention is determined as in Equation 4 below.

Figure 112007075698556-pat00007
Figure 112007075698556-pat00007

이러한 전력제어 CTS 방식에서 수신기는 수신된 RTS 전력에 반비례해서 CTS 의 전송전력을 결정한다. In this power control CTS scheme, the receiver determines the transmit power of the CTS in inverse proportion to the received RTS power.

수신 노드 주변의 간섭 영역 내의 노드들은 CTS 프레임을 수신받게 되고 따라서 간섭 영역 내의 노드들은 동시 전송이 불가능해지는 반면, 현재 수신 노드의 간섭 영역 밖의 노드들은 동시 전송이 가능하므로, 이는 통신공간 재활용(spatial reuse) 효율을 높여준다.Nodes in the interference zone around the receiving node receive the CTS frame, so that nodes in the interference zone cannot be transmitted simultaneously, whereas nodes outside the interference zone of the current receiving node can transmit simultaneously, thus allowing for spatial reuse. Increases efficiency

2. 제안된 전력제어 CTS 기법의 IEEE 802.11e 네트워크의 적용2. Application of IEEE 802.11e Network to the Power Control CTS Scheme

무선 LAN (WLAN) 네트워크 환경에서, 주어진 공간 내에 같은 채널을 사용하 는 액세스 포인트(Access Points; APs)의 수가 점점 늘어나고 있다. 만약 공간 안에 많지 않은 몇 개의 액세스 포인트가 존재한다면 간섭문제는 이웃하는 액세스 포인트간의 다른 채널을 할당함으로써 해결될 수 있다. 그러나 도심 무선 네트워크 기반시설로 많은 서비스 제공업자가 출현하고 메쉬(mesh) 네트워크가 출현하면서 같은 채널을 사용하는 이웃 액세스 포인트들이 존재할 가능성이 증가하고 있다.In a wireless LAN (WLAN) network environment, the number of Access Points (APs) using the same channel in a given space is increasing. If there are not many access points in space, the interference problem can be solved by allocating different channels between neighboring access points. However, with the emergence of many service providers and the emergence of mesh networks as urban wireless network infrastructures, there is an increasing possibility that there will be neighboring access points using the same channel.

IEEE 802.11 표준은 근본적으로 1hop 거리간의 물리계층과 MAC계층을 정의하며 액세스 포인트간의 간섭은 다루고 있지 않다. 이 경우 RTS-CTS 방식은 hidden terminal 문제를 해결하는 방법으로 사용될 수 있으나 통신공간 재활용(spatial reuse) 측면에서 비효율적이다. 결국 주어진 영역 안에 다수개의 액세스 포인트 설치는 전체 시스템 처리율 향상에 기여하지 못하게 된다. The IEEE 802.11 standard essentially defines the physical and MAC layers between one hop distance and does not address the interference between access points. In this case, the RTS-CTS method can be used as a way to solve the hidden terminal problem, but it is inefficient in terms of spatial reuse. As a result, installing multiple access points within a given area will not contribute to an improvement in overall system throughput.

도 2 및 도 3은 각각 기존의 IEEE 802.11e 시스템에서의 RTS-CTS 범위(range)와 그 TXOP의 구조도이다.2 and 3 are structural diagrams of an RTS-CTS range and its TXOP in an existing IEEE 802.11e system, respectively.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기존의 IEEE 802.11e 시스템에서 전송은 transmission opportunity (TXOP 프레임 구조)로 이루어진다. TXOP 는 통신 단말기(STA)가 전송 권리를 보장받는 시간 간격 (time interval)로 정의된다. 이러한 TXOP는 통신 단말기(STA) 스스로 경쟁기반을 통해 획득될 수 있고 액세스 포인트가 가지고 있는 기능인 HC(hybrid coordinator)를 통해 역시 할당될 수 있다. 경쟁기반 IEEE 802.11e는 EDCA(enhanced distributed channel access) 방식을 사용하는데, 이때 경쟁기반 TXOP를 EDCA TXOP라고 한다. 또한 HC에 의해 할당되는 TXOP를 Polled TXOP라 한다. 각각의 TXOP 는 다수개의 프레임을 전송하고 이후에 한꺼번에 BlockAck(block acknowledgment)으로 전송결과를 확인한다.2 and 3, in the existing IEEE 802.11e system, transmission is made with a transmission opportunity (TXOP frame structure). TXOP is defined as a time interval in which a communication terminal (STA) is guaranteed transmission rights. Such TXOP may be obtained through a competition base itself, and may also be allocated through a hybrid coordinator (HC) which is a function of an access point. The contention-based IEEE 802.11e uses an enhanced distributed channel access (EDCA) scheme, wherein the contention-based TXOP is called EDCA TXOP. In addition, TXOP allocated by HC is called Polled TXOP. Each TXOP transmits a plurality of frames and then checks the transmission result with BlockAck (block acknowledgment) at a time.

본 발명에 따른 멀티 홉 네트워크를 위한 CTS 전력제어 채널 할당 방법은 위에 설명한 기존방식을 변형하여 적용하고자 한다. The CTS power control channel allocation method for a multi-hop network according to the present invention is intended to be modified and applied.

첫째로 전송 전력을 조절하는 CTS를 사용한다. 둘째로 CTS를 중복 수신(overhear)하는 노드는 전송을 시작할 수 없지만 RTS를 중복 수신(overhear)하는 경우 새로운 전송을 시작할 수 있다. 이러한 변형은 exposed terminal problem을 해결할 수 있다. 셋째로 다른 노드로 전송된 RTS를 무시함으로써 발생할 수 있는 ACK 전송 실패는 ACK수신을 위한 예약을 통해 해결될 수 있다. First, use the CTS to adjust the transmission power. Secondly, a node that overhears a CTS cannot start transmission, but if a node overhears an RTS, it can start a new transmission. This modification can solve the exposed terminal problem. Third, an ACK transmission failure that may occur by ignoring the RTS transmitted to another node may be resolved through a reservation for ACK reception.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 CTS 전력제어 채널 할당 방법에 따른 RTS-CTS 범위와 그 TXOP 구조도이다. 즉, 도 4 및 도 5는 제안된 CTS 전력제어를 적용하여 변경된 기법을 나타낸다. 4 and 5 are RTS-CTS ranges and TXOP structure diagrams according to the CTS power control channel allocation method of the present invention, respectively. That is, FIGS. 4 and 5 show a modified technique by applying the proposed CTS power control.

도 4 및 도 5를 참조하면, 기존의 TXOP 기법과 같이, STA 1 는 STA 2와 RTS-CTS를 교환하여 TXOP를 할당 받는다. 이 경우, STA 2는 전력 제어된 CTS를 전송하고, STA 3는 STA2로부터 간섭을 받지만 CTS를 수신할 수 없다. STA 3은 STA 1로부터 RTS를 수신받기 때문에, TXOP 기간을 알 수 있고 따라서 BlockAckReq 과 BlockAck을 위한 시간을 예약할 수 있다. 4 and 5, as in the conventional TXOP scheme, STA 1 is allocated a TXOP by exchanging RTS-CTS with STA 2. In this case, STA 2 transmits a power controlled CTS, and STA 3 receives interference from STA2 but cannot receive CTS. Since the STA 3 receives the RTS from the STA 1, the STA 3 can know the TXOP period and thus can reserve time for BlockAckReq and BlockAck.

본 발명의 방법에서는 통신공간을 재활용하여 STA3는 스스로의 RTS를 전송가능하며 STA4는 CTS로 STA3에게 응답할 수 있다. In the method of the present invention, the STA3 may transmit its own RTS by recycling the communication space, and the STA4 may respond to the STA3 through the CTS.

따라서 본 발명에 따른 방법은 기존 방식보다 주어진 영역에서 더 많은 전송 송수신단을 생성시킬 수 있다. Therefore, the method according to the present invention can generate more transmission / reception stages in a given area than the conventional scheme.

본 발명은 TXOP 내부구조만을 변경했기 때문에 EDCA TXOP 및 Polled TXOP 모두에 적용할 수 있다. EDCA TXOP의 경우 RTS 전송 전에 백오프(backoff)를 통한 경쟁구간이 존재하며 TXOP 구간은 RTS 프레임의 TXOP 제한값으로 결정된다. Polled TXOP의 경우 TXOP 할당은 polling 메시지를 통해 AP가 결정한다.The present invention can be applied to both EDCA TXOP and Polled TXOP because only the TXOP internal structure has been changed. In the case of EDCA TXOP, there is a competition section through backoff before the RTS transmission, and the TXOP section is determined as the TXOP limit value of the RTS frame. In the case of polled TXOP, the TXOP allocation is determined by the AP through a polling message.

3. 성능 분석3. Performance Analysis

본 장에서는 기존의 RTS-CTS 기법과 본 발명의 일실시예에 따른 CTS 전력제어 채널 할당 방법의 통신공간 재사용(spatial reuse) 성능 비교를 위해서 먼저 통신 점유영역(occupied area)을 계산하였다. In this chapter, the communication occupied area is first calculated to compare the spatial reuse performance of the existing RTS-CTS scheme and the CTS power control channel allocation method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 CTS 전력제어를 통한 간섭영역 제어 기법의 성능 분석을 위해서 송수신 노드간의 거리는 전송영역의 절반보다 짧고 간섭영역은 송수신 노드간 거리의 2배라고 가정하였다.For the performance analysis of the interference area control method through the CTS power control of the present invention, it is assumed that the distance between the transmission and reception nodes is shorter than half of the transmission area and the interference area is twice the distance between the transmission and reception nodes.

송수신 노드간 거리를 x라고 두면 기존의 RTS-CTS 기법의 통신 점유영역 A(x) 는 다음 수학식 5와 같다.If the distance between the transmitting and receiving nodes is set to x, the communication occupied area A (x) of the conventional RTS-CTS scheme is expressed by Equation 5 below.

Figure 112007075698556-pat00008
Figure 112007075698556-pat00008

여기서, R은 전송 영역의 반지름이다.Where R is the radius of the transmission region.

반면에, 본 발명의 CTS 전력제어 채널 할당 방법의 통신 점유영역 B(x)는 아래 수학식 6과 같다.On the other hand, the communication occupied area B (x) of the CTS power control channel allocation method of the present invention is shown in Equation 6 below.

Figure 112007075698556-pat00009
Figure 112007075698556-pat00009

거리 x에 따라 평균 점유영역(occupied area)을 다음 수학식 7과 같이 유도할 수 있다.According to the distance x, the occupied area can be derived as shown in Equation 7 below.

Figure 112007075698556-pat00010
Figure 112007075698556-pat00010

비슷한 방식으로, 기존의 데이터 전력제어 방식의 평균 점유영역

Figure 112007075698556-pat00011
를 계산하였다. 그 결과, 기존의 데이터 전력제어 방식(Simple 전력제어 CTS)의 경우 기존 방식보다 9.62% 좁은 점유영역을 차지한다. 이러한 Simple 전력제어 CTS는 RTS 수신 주변 노드들이 동시 전송을 할 수 없기 때문에 통신공간 재활용(spatial reuse) 측면에서 한계가 있다.Similarly, the average occupied area of the conventional data power control method
Figure 112007075698556-pat00011
Was calculated. As a result, the existing data power control method (Simple Power Control CTS) occupies 9.62% narrower than the conventional method. Such a simple power control CTS has a limitation in terms of spatial reuse since the neighboring nodes of the RTS receiver cannot transmit simultaneously.

통신공간 재활용 효율성을 더 높이기 위해, RTS 수신 노드들의 동시 전송을 허용하는 방식이 본 발명에 따른 CTS 전력제어 채널 할당 방법이다. RTS만 수신하고 CTS를 수신하지 못한 노드들이 존재하는 영역을 RTS-only range라 정의하자.In order to further increase communication space recycling efficiency, a method of allowing simultaneous transmission of RTS receiving nodes is a CTS power control channel allocation method according to the present invention. Let's define the area where RTS-only range exists where only nodes receive RTS and not receive CTS.

도 6에서 본 발명에 따른 전력 제어된 CTS 영역은 STA 1과 STA 2의 전송 쌍(pair)에 의한 점유영역이다. STA 3은 STA 2의 CTS 영역에 속해있지 않으므로 STA 4에게 새로운 RTS를 전송할 수 있다.In FIG. 6, the power controlled CTS region according to the present invention is an occupied region by a transmission pair of STA 1 and STA 2. Since STA 3 does not belong to the CTS region of STA 2, it may transmit a new RTS to STA 4.

전송영역과 수신영역은 STA 3와 STA 4간의 링크가 생성되는 확률을 보여줄 수 있다. 통신 단말기(STA) 들이 균일하게 분포한다면, 새로운 전송 쌍(pair)이 생성될 확률은 전송영역 대 수신영역의 비로 나타낼 수 있다. 이 확률은 STA 3와 STA 4의 위치와 STA 1과 STA 2의 거리에 따라 변화한다.The transmission area and the reception area may show the probability that a link between STA 3 and STA 4 is generated. If the communication terminals STA are uniformly distributed, the probability of generating a new transmission pair may be represented by the ratio of the transmission area to the reception area. This probability varies depending on the positions of STA 3 and STA 4 and the distance between STA 1 and STA 2.

RTS-only 영역 이내에 있는 전송노드 STA3의 위치를 y1이라고 두고, 이 수신기 STA4의 위치를 y2이라고 두자. 역시 전송링크 생성 indicator function을 I(x; y1; y2) 라 정의하면 전송이 발생할 때는 1, 다른 경우는 0을 의미한다. Let the position of the transmitting node STA3 within the RTS-only area be y 1 and the position of this receiver STA4 be y 2 . In addition, when the transmission link generation indicator function is defined as I (x; y 1 ; y 2 ), it means 1 when transmission occurs and 0 in other cases.

여기서 y 1 에 따른 전송 쌍 발생확률은 다음 수학식 8과 같다.here The probability of generating a transmission pair according to y 1 is given by Equation 8 below.

Figure 112007075698556-pat00012
Figure 112007075698556-pat00012

본 발명의 통신 점유영역 C (x) 는 다음 수학식 9와 같다.The communication occupied area C ( x ) of the present invention is represented by the following equation (9).

Figure 112007075698556-pat00013
Figure 112007075698556-pat00013

여기서 R(x)는 CTS 영역의 면적이다. Where R ( x ) is the area of the CTS region.

이를 연산하여 평균 점유영역을 다음 수학식 10에 의해 구할 수 있다.By calculating this, the average occupation area can be obtained by the following equation (10).

Figure 112007075698556-pat00014
Figure 112007075698556-pat00014

성능 분석을 통해 우리는 제안된 방식이 기존의 RTS-CTS 방식대비 46.7% 적은 점유면적을 차지함을 알 수 있다. 수신단의 간섭영역을 CS 영역이 포함하는 DATA 전력제어 방식[3]은 기존 방식 영역의 81.8% 를 차지한다. Through performance analysis, we can see that the proposed method occupies 46.7% less area than the existing RTS-CTS method. The DATA power control scheme [3], which includes the interference region of the receiver, occupies 81.8% of the existing scheme region.

표 1은 기존 IEEE 802.11 방식의 점유영역에 normalized 된 점유영역을 비교한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 가장 좁은 점유영역을 보이며 결과적으로 높은 통신공간 재사용(spatial reuse) 성능을 보여준다.Table 1 compares the occupied areas normalized to the occupied areas of the existing IEEE 802.11 system. The method according to the invention shows the narrowest occupied area and consequently shows high spatial reuse performance.

Figure 112007075698556-pat00015
Figure 112007075698556-pat00015

제안된 방식의 처리율 성능향상을 살펴보자. 수신단(STA 2)에서의 SINR은 다음 수학식 11과 같다.Let's look at the performance improvement of the proposed method. SINR at the receiving end STA 2 is expressed by Equation 11 below.

Figure 112007075698556-pat00016
Figure 112007075698556-pat00016

수신기 STA 4에서의 SINR 역시 다음 수학식 12와 같다.SINR at the receiver STA 4 is also represented by Equation 12 below.

Figure 112007075698556-pat00017
Figure 112007075698556-pat00017

여기서 gij(x) 는 STA(i) 과 STA(j) 사이의 거리 감쇄 계수를 의미한다. Here g ij (x) means a distance attenuation coefficient between STA (i) and STA (j).

위의 SINR을 이용하여 Shannon's capacity formula 를 통해 data rate 을 다음 수학식 13에 의해 연산한다.Using the SINR above, the data rate is calculated by the following equation (13) using Shannon's capacity formula.

Figure 112007075698556-pat00018
Figure 112007075698556-pat00018

송수신단 거리 x에 따른 네트워크 처리율 성능은 다음 수학식 14와 같다.The network throughput performance according to the transmit / receive end distance x is given by Equation 14.

Figure 112007075698556-pat00019
Figure 112007075698556-pat00019

AR -O 는 RTS-only 영역의 면적을 의미한다. 최종적으로 평균 처리율 성능은 다음 수학식 15와 같이 유도된다.A R -O means the area of the RTS-only area. Finally, average throughput performance is derived as in Equation 15 below.

Figure 112007075698556-pat00020
Figure 112007075698556-pat00020

도 7 및 도 8은 잡음전력 N0에 따른 시스템 처리율 성능을 비교한 것이다. 전송 거리 R은 100m로 전송 전력 P0 는 1 W로 가정하였다. 성능분석에서 전송전력과 잡음의 절대적인 값은 성능에 큰 영향을 끼치지 않는다. 데이터 전력제어 기법의 경우 전송 전력은 수신기의 간섭영역을 포함할 수 있도록 조절하였다. 시스템 용량 계산을 위해서 C1 과 C2는 1로 설정하였으며 거리 감쇄 지수는 -4로 설정하였다. 본 발명에 따른 방법(도 7 및 도 8에서 "Proposed"라고 표시된 것)이 가장 높은 시스템 처리율 성능을 보였으며, 기존방식과의 성능차이는 잡음 전력이 커질수록 증가함을 확인할 수 있다. 잡음 전력이 1.0- 9 W 일 때 데이터 전력제어 기법(도 7 및 도 8에서 "DATA power control"라고 표시된 것)에 비해 12.8% , 또한 잡음 전력 1.0- 8 W에서는 28.4%의 처리율 성능향상을 보여준다. 성능 유도를 통해 제안하는 방식이 가장 높은 처리율성능을 보이며 이는 높은 통신공간 재사용(spatial reuse)의 영향임을 확인할 수 있다.7 and 8 compare the system throughput performance according to the noise power N 0 . It is assumed that the transmission distance R is 100m and the transmission power P 0 is 1W. In performance analysis, the absolute values of transmission power and noise do not have a significant effect on performance. In the data power control scheme, the transmit power is adjusted to include the interference region of the receiver. To calculate the system capacity, C 1 and C 2 were set to 1 and the distance attenuation index was set to -4. The method according to the present invention (indicated as "Proposed" in Figs. 7 and 8) showed the highest system throughput performance, and the performance difference with the conventional scheme increases as the noise power increases. The noise power 1.0 (marked as "DATA power control" in Figs. 7 and 8) 9 W days when the data power control scheme of 12.8% compared to, and the noise power 1.0 in 8 W shows the improvement of the 28.4% throughput performance . Through the performance derivation, the proposed method shows the highest throughput performance and it can be confirmed that this is the effect of high spatial reuse.

4. 결론4. Conclusion

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 시스템 처리율 성능을 향상시키는 방안으로 전력제어 CTS 기법을 제안하였다. 본 발명의 방법은 RTS 및 데이터 전송은 고정 전력으로 하는 반면에 CTS 프레임만 잠재적인 간섭을 고려하여 전력제어를 수행한다. 고정적 전력으로 데이터를 전송하기 때문에 수신단의 위치가 고정되어있을 경우 그 간섭영역은 일정하게 된다. 기존의 RTS-CTS방식 및 데이터 전력제어 방식과 본 발명의 방법을 이론적인 분석으로 평균전송 점유영역 및 시스템 처리율의 기준으로 비교하였다. 결과적으로 제안하는 방식이 높은 통신공간 재사용으로 말미암아 의미 있는 처리율 성능 향상을 보였다. 더욱이 제안하는 방식은 데이터 전력 제어시에 필요한 타 전송 노드들의 간섭영역에 관한 정보를 교환하는 오버헤드를 줄여 낮은 구현 복잡도를 강점으로 가진다.As described above, in one embodiment of the present invention, a power control CTS scheme is proposed as a method for improving system throughput performance. In the method of the present invention, the RTS and data transmission are fixed power while the CTS frame only performs power control in consideration of potential interference. Since data is transmitted with a fixed power, the interference area becomes constant when the position of the receiver is fixed. The conventional RTS-CTS method and the data power control method are compared with the method of the present invention in terms of average transmission occupancy area and system throughput. As a result, the proposed scheme showed significant throughput improvement due to the high reuse of communication space. In addition, the proposed scheme has a low implementation complexity by reducing the overhead of exchanging information on interference areas of other transmission nodes required for data power control.

본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 용이하게 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이와 같은 변경은 청구항의 청구범위 기재범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described preferred embodiments and can be easily modified by anyone of ordinary skill in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims, Such changes are intended to fall within the scope of the claims.

도 1은 전송영역과 간섭영역의 예를 도시한 도면1 illustrates an example of a transmission area and an interference area;

도 2 및 도 3은 각각 기존의 IEEE 802.11e 시스템에서의 RTS-CTS 범위(range)와 그 TXOP의 구조도2 and 3 are structural diagrams of an RTS-CTS range and its TXOP in the conventional IEEE 802.11e system, respectively.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 CTS 전력제어 채널 할당 방법에 따른 RTS-CTS 범위와 그 TXOP 구조도4 and 5 are RTS-CTS range and its TXOP structure diagram according to the CTS power control channel allocation method of the present invention, respectively.

도 6은 본 발명에 따른 전력 제어된 CTS 영역은 STA 1과 STA 2의 전송 쌍(pair)에 의한 점유영역임을 보여주는 도면6 is a view showing that the power controlled CTS region according to the present invention is an occupied region by a transmission pair of STA 1 and STA 2.

도 7 및 도 8은 잡음전력 N0에 따른 시스템 처리율 성능을 비교한 도면이다.7 and 8 are diagrams comparing system throughput performance according to noise power N 0 .

Claims (3)

삭제delete RTS(Request-to-send) 신호 및 CTS(Clear-to-send) 신호의 교환으로 이루어지는 무선 통신 방식에 있어서,In a wireless communication system consisting of exchange of request-to-send (RTS) signals and clear-to-send (CTS) signals, 송신 노드의 RTS 전송 전력은 고정되어 있고, 수신 노드의 CTS 전송 전력은 상기 수신 노드의 목표 SINR을 만족시킬 수 있도록 설정된 간섭 영역 이내에 위치하는 노드들에게만 CTS 신호가 수신될 수 있도록 정해지고, The RTS transmit power of the transmitting node is fixed, and the CTS transmit power of the receiving node is determined such that the CTS signal can be received only by nodes located within an interference region set to satisfy the target SINR of the receiving node, 송신 노드에서의 RTS 전송 전력을 P0, 수신 노드에서의 RTS 수신 전력을 PR , 수신 노드에서의 잡음 전력을 N0 , 수신 노드에서의 SINR threshold를 S0 라고 할 때, When the RTS transmit power at the transmitting node is P 0 , the RTS receiving power at the receiving node is P R , the noise power at the receiving node is N 0 , and the SINR threshold at the receiving node is S 0 , 상기 수신 노드의 CTS 전송 전력 p는,
Figure 112009032033857-pat00021
에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 멀티 홉 네트워크를 위한 씨.티.에스 전력제어 채널 할당 방법.
CTS transmit power p of the receiving node,
Figure 112009032033857-pat00021
C.S power control channel allocation method for a multi-hop network, characterized in that determined by.
제2항에 있어서, The method of claim 2, TXOP 프레임 구조로 이루어지는 IEEE 802.11e 네트워크 통신 방식에서,In the IEEE 802.11e network communication scheme having a TXOP frame structure, 상기 송신 노드는 상기 수신 노드와 RTS 및 CTS 신호를 교환하여 TXOP를 할당받는 제1 단계; 및The first step in which the transmitting node is allocated TXOP by exchanging RTS and CTS signals with the receiving node; And 상기 송신 노드의 RTS 신호는 수신받았지만 상기 수신 노드로부터 CTS 신호를 수신하지 못한 제3 노드가 상기 송신 노드 및 수신 노드의 TXOP 기간을 피하여 BlockAckReq 와 BlockAck 을 위한 시간을 예약하는 제2 단계; 및A second step of receiving a RTS signal of the transmitting node but not receiving the CTS signal from the receiving node to reserve time for BlockAckReq and BlockAck by avoiding TXOP periods of the transmitting node and the receiving node; And 상기 제3 노드는 제4 노드와 RTS 및 CTS 신호를 교환하여 통신을 진행하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 홉 네트워크를 위한 씨.티.에스 전력제어 채널 할당 방법.And a third step of performing communication by exchanging RTS and CTS signals with a fourth node. 3.
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