KR101047815B1 - 무선 네트워크 및 그 제어 방법 - Google Patents

무선 네트워크 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

무선 네트워크 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일측에 따른 무선 네트워크는 특정 데이터를 포함하는 제1 무선 신호를 브로드캐스트하는 제1 노드; 상기 제1 무선 신호를 수신하고, 선택적으로 상기 특정 데이터를 포함하는 제2 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트하기 위한 복수의 제2 노드; 및 상기 제2 무선 신호를 상기 복수의 제2 노드 중 적어도 하나의 제2 노드로부터 수신하는 제3 노드를 포함하되, 상기 제1 노드는 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 연결 상태에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 노드를 선택하고, 상기 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보를 포함하는 상기 제1 무선 신호를 브로드캐스트하고, 상기 복수의 제2 노드는 상기 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보에 기초하여 선택적으로 상기 제2 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트한다. 본 발명에 따르면, 무선 네트워크를 구성하는 릴레이 노드의 전력을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
무선 네트워크, 무선 센서 네트워크, 릴레이 노드, 협력 통신, 링크 코스트, 응답 시간

Description

무선 네트워크 및 그 제어 방법{Wireless network and Method for controlling the same}
본 발명의 일실시예들은 무선 네트워크 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 릴레이 노드의 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 무선 네트워크 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
무선 네트워크 시스템(Wireless Sensor Network System)은 복수의 노드를 분산 배치하여 네트워크화하고, 노드에서 각종 데이터를 수집 및 처리하여 이를 관리자에게 전송하는 네트워크 시스템을 의미한다.
이 때, 복수의 노드는 특정 토폴로지에 따라서 전송 경로를 형성하여 싱크 노드로 특정 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 특정 데이터의 전송 출발점이 되는 노드는 소스 노드(Source Node)로, 특정 데이터의 도착점이 되는 싱크 노드는 목적 노드(Destination Node)로, 특정 데이터를 중계하는 노드는 릴레이 노드(Relay Node)로 명명되기도 한다.
도 1은 종래 기술에 따라서, 트리 토폴로지를 구성하는 복수의 노드 및 하나의 목적 노드를 포함하는 무선 네트워크를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 복수의 노드는 링크 코스트(Link Cost)에 기초하여 트리 토폴로지를 형성하고, 홉 바이 홉(hop by hop) 전송 방식을 통해 특정 데이터를 최종적으로 목적 노드로 전송한다. 이 때, 복수의 노드는 상황에 따라 소스 노드의 역할을 할 수도 있고, 릴레이 노드의 역할을 할 수 있으므로, 이하에서는 설명의 편의를 위해 노드를 소스/릴레이 노드로 칭하기로 한다.
일례로, 1번 노드가 목적 노드로 특정 데이터를 전송하고자 하는 경우, 1번 노드는 2번 노드, 4번 노드, 및 5번 노드를 통해 목적 노드로 특정 데이터를 전송하므로, 1번 노드는 소스 노드가 되고, 2번 노드, 4번 노드, 및 5번 노드는 릴레이 노드가 된다. 다른 일례로, 2번 노드가 목적 노드로 특정 데이터를 전송하고자 하는 경우, 2번 노드가 소스 노드가 되고, 4번 노드, 및 5번 노드가 릴레이 노드가 된다.
이 때, 일반적인 홉 바이 홉 전송 방식에 따르면, 소스 노드는 브로드캐스트 전송 방식을 통해 특정 데이터를 인접한 복수의 릴레이 노드로 전송하고, 복수의 릴레이 노드는 소스 노드가 자신의 자식 노드인 경우에 한해 수신된 특정 데이터를 자신의 부모 노드(다음 릴레이 노드 내지 목적 노드)로 전달한다. 이 경우, 자신의 자식 노드가 아닌 노드로부터 전송된 특정 데이터는 릴레이 노드에서 폐기되는바, 특정 데이터의 전송이 비효율적이라는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 복수의 릴레이 노드가 협력하여 특정 데이터를 중계하는 협력 전송 방식의 무선 네트워크가 제안되었다.
협력 전송 방식에 따르면, 브로드캐스트된 특정 데이터를 수신한 모든 릴레 이 노드가 동기를 맞추어 협력하여 목적 노드로 특정 데이터를 중계한다. 이에 따라, 협력 통신에 참여하는 릴레이 노드는 보다 적은 전송 파워를 사용하여 목적지까지 특정 데이터를 전달할 수 있게 되었다.
그러나, 종래의 협력 전송 방식은 협력 통신에 참가하는 모든 릴레이 노드가 소스 노드의 연결 상태에 상관없이 동일한 전송 파워를 사용하여 특정 데이터를 중계하므로 연결 상태가 좋지 않은 릴레이 노드에서 비효율적인 전력 소모가 발생하게 되고, 이에 따라, 협력 통신을 사용하지 않을 경우에 비해 때보다 네트워크의 수명이 더 줄어들 수 있다는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 릴레이 노드의 전력을 효율적으로 사용함과 동시에 복수의 릴레이 노드들이 협력하여 데이터 신호를 전송할 수 있는 무선 네트워크를 제안하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 무선 네트워크는 특정 데이터를 포함하는 제1 무선 신호를 브로드캐스트하는 제1 노드; 상기 제1 무선 신호를 수신하고, 선택적으로 상기 특정 데이터를 포함하는 제2 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트하기 위한 복수의 제2 노드; 및 상기 제2 무선 신호를 상기 복수의 제2 노드 중 적어도 하나의 제2 노드로부터 수신하는 제3 노드를 포함하되, 상기 제1 노드는 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 연결 상태에 기초하여 상기 적어도 하나의 제2 노드를 선택하고, 상기 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보를 포함하는 상기 제1 무선 신호를 브로드캐스트하고, 상기 복수의 제2 노드는 상기 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보에 기초하여 선택적으로 상기 제2 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트하는 무선 네트워크가 제공된다.
이 경우, 상기 연결 상태는 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 링크 코스트(Link Cost)를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 노드는 상기 복수의 제2 노드 중에서, 기 설정된 링크 코스트 보다 작은 링크 코스트를 갖는 제2 노드를 상기 적어도 하나의 제2 노드로 선택할 수 있다.
또한, 상기 제1 노드는 알림 메시지를 상기 복수의 제2 노드로 브로드캐스트하고, 상기 복수의 제2 노드는 상기 알림 메시지에 대응되는 응답 메시지를 상기 제1 노드로 전송하고, 상기 연결 상태는 상기 제1 노드가 상기 알린 메시지를 전송한 시간과 상기 제1 노드가 상기 응답 메시지를 수신한 시간의 차이 값을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 노드는 상기 복수의 제2 노드 중에서, 기 설정된 시간 이내에 수신된 상기 응답 메시지를 전송한 제2 노드를 상기 적어도 하나의 제2 노드로 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 제1 노드, 복수의 제2 노드, 및 제3 노드를 포함하는 무선 네트워크를 제어하는 방법에 있어서, 상기 제1 노드가 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 연결 상태에 기초하여 상기 복수의 제2 노드 중에서 적어도 하나의 제2 노드를 선택하는 단계; 상기 제1 노드가 상기 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보 및 특정 데이터를 포함하는 제1 무선 신호를 브로드캐스트하는 단계; 상기 복수의 제2 노드가 상기 제1 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 복수의 제2 노드가 상기 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보에 기초하여 선택적으로 상기 특정 데이터를 포함하는 제2 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트하는 단계; 및 상기 제3 노드가 상기 복수의 제2 노드 중에서 적어도 하나의 제2 노드로부터 상기 제2 무선 신호를 수신하는 단계를 포함하는 무선 센서 네트워크의 제어 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 복수의 릴레이 노드들이 협력하여 데이터 신호를 중계할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 무선 네트워크의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크는 복수의 소스/릴레이 노드 및 하나의 싱크 노드를 포함한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 특정 데이터를 전송하고자 하는 소스/릴레이 노드를 제1 노드로, 특정 데이터를 수신하고자 하는 소스/릴레이 노드 내지 목적 노드를 제3 노드로, 제1 노드에서 특정 데이터를 수신하여 제3 노드로 전달하기 위한 복수의 소스/릴레이 노드를 제2 노드로 칭하기로 한다. 이 때, 복수의 제2 노드는 제1 노드와 인접하여 위치하는 임의의 소스/릴레이 노드일 수 있고, 사전에 미리 설정된 릴레이 노드 그룹에 속하는 소스/릴레이 노드일 수도 있다.
또한, 제1 노드 및 제2 노드는 특정 데이터를 포함하는 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트 방식을 통해 이를 전송하는데, 제1 노드에서 생성되어 브로드캐스트되는 무선 신호를 제1 무선 신호로, 제2 노드에서 생성되어 브로드캐스트되는 무선 신호를 제2 무선 신호로 칭하기로 한다.
예를 들어, 노드 A가 노드 B, 노드 D, 및 노드 E를 통해 목적 노드로 특정 데이터를 전송하는 경우, 특정 데이터의 전송 과정은 노드 A - 노드 B - 노드 D를 통해 특정 데이터가 전송되는 제1 단계, 노드 B - 노드 D - 노드 E를 통해 특정 데이터가 전송되는 제2 단계, 및 노드 D - 노드 E - 목적 노드를 통해 특정 데이터가 전송되는 제3 단계로 구분될 수 있는데, 이 경우, 각 단계에서의 제1 노드, 제2 노드 및 제3 노드는 아래의 표 1과 같이 정리될 수 있다.
제1 노드 제2 노드 제3 노드
제1 단계 노드 A 노드 B 노드 D
제2 단계 노드 B 노드 D 노드 E
제3 단계 노드 D 노드 E 목적 노드
이를 기초로 하여, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크에 대해 설명하면 아래와 같다.
앞서 설명한 바와 같이, 협력 통신 방식에 따른 무선 네트워크에 있어서, 제1 무선 신호를 수신한 복수의 제2 노드 모두가 수신된 특정 데이터를 제3 노드로 중계한다면, 제1 노드와 연결 상태가 좋지 않은 제2 노드에서 불필요한 전력 소모가 발생하는 문제점이 발생하는바, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크는 제1 노드와 복수의 제2 노드 간의 연결 상태에 기초하여 복수의 제2 노드 중에서 적어도 하나의 제2 노드를 선택하고, 선택된 적어도 하나의 제2 노드를 통해 특정 데이터를 목적 노드로 중계한다.
즉, 제1 노드는 자신과 복수의 제2 노드 간의 연결 상태에 기초하여 복수의 제2 노드 중에서 적어도 하나의 제2 노드를 선택하고, 선택된 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보 및 특정 데이터를 포함하는 제1 무선 신호를 생성하여 복수의 제2 노드로 브로드캐스트한다.
제1 무선 신호를 수신한 복수의 제2 노드는 제1 무선 신호에 포함된 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보를 확인하여, 자신이 적어도 하나의 제2 노드에 포함되는 경우에 한해 선택적으로 제1 무선 신호에 포함되어 전송된 특정 데이터를 추출하고, 이를 포함하는 제2 무선 신호를 생성하여 제3 노드로 브로드캐스트한다.
이에 따라, 제1 노드와 연결 상태가 좋은 적어도 하나의 제2 노드만이 제3 노드로 제2 무선 신호를 브로드캐스트(즉, 제1 노드와 연결 상태가 좋은 적어도 하나의 제2 노드만이 협력 통신에 참여)하게 되므로, 제1 노드와 연결 상태가 좋지 않은 제2 노드에서 소모되는 불필요한 전력을 절감할 수 있게 된다.
일례로서, 노드 Q가 제1 노드이고, 노드 F, 노드 M, 노드 O, 및 노드 P가 복수의 제2 노드이고, 목적 노드가 제3 노드이며, 노드 O 및 노드 P가 노드 Q와의 연결 상태가 양호한 노드이고, 노드 F 및 노드 M이 노드 Q와의 연결 상태가 양호하지 않은 노드인 경우, 노드 F, 노드 M, 노드 O, 및 노드 P 모두는 노드 Q에서 전송된 제1 무선 신호를 수신하지만, 노드 F 및 노드 M은 노드 Q와의 연결 상태가 양호하지 못하므로, 노드 O 및 노드 P 만이 제2 무선 신호를 생성하여 목적 노드로 브로드캐스트한다. 이에 따라, 노드 F 및 노드 M에서는 불필요한 전력이 소모되지 않는다.
다른 일례로서, 노드 I가 제1 노드이고, 노드 G, 노드 H, 노드 J, 및 노드 K가 복수의 제2 노드이고, 목적 노드가 제3 노드이며, 노드 H 및 노드 J가 노드 B와의 연결 상태가 양호한 노드이고, 노드 G 및 노드 K가 노드 Q와의 연결 상태가 양호하지 않은 노드인 경우에도, 노드 H 및 노드 J 만이 제2 무선 신호를 생성하여 목적 노드로 브로드캐스트한다.
이 때, 제1 노드 및 제2 노드와 대응되는 소스/릴레이 노드는 도 3에 도시된 소스/릴레이 노드(300)의 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 무선 신호의 브로드캐스트 동작은 전송부(310)에서 수행되고, 무선 신호의 수신 동작은 수신부(320)에서 수행되고, 적어도 하나의 제2 노드의 선택 및 무선 신호의 생성 동작은 제어부(330)에서 수행될 수 있다.
일례로, 제1 노드가 소스/릴레이 노드(300)의 형태로 구현되는 경우, 제1 노드는 제어부(330)를 통해 적어도 하나의 제2 노드의 선택, 및 특정 데이터와 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보를 포함하는 제1 무선 신호의 생성 동작을 수행하고, 전송부(310)를 통해 생성된 제1 무선 신호를 복수의 제2 노드로 브로드캐스트한다.
다른 일례로, 제2 노드가 소스/릴레이 노드(300)의 형태로 구현되는 경우, 제2 노드는 수신부(320)를 통해 제1 노드에서 브로드캐스트된 제1 무선 신호를 수신하고, 제어부(330)를 통해 자신이 적어도 하나의 제2 노드에 포함되는지 여부의 판단 및 특정 데이터를 포함하는 제2 무선 신호의 생성 동작을 수행하고, 전송부(310)를 통해 생성된 제2 무선 신호를 제3 노드로 브로드캐스트한다.
이하에서는, 도 4를 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크가 협력하여 특정 데이터를 전송하는 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서, 복수의 제2 노드가 협력하여 제1 노드에서 전송된 특정 데이터를 제3 노드로 전달하는 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4에서는 설명의 편의를 위해, 제1 노드가 소스 노드(410)이고, 복수의 제2 노드가 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)이고, 제3 노드가 목적 노드(450)인 경우를 설명하기로 한다.
먼저, 단계(S401)에서 이벤트가 발생하면, 단계(S402)에서 소스 노드(410)는 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)로 이벤트의 발생을 통지하기 위한 알림(notice) 메시지를 전송(브로드캐스트)한다. 이 때, 알림 메시지는 아래에서 설명하는 바와 같이 소스 노드(410)와 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440) 간의 연결 상태를 측정하는데 이용될 수 있다.
알림 메시지를 수신한 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)는 단계(S403) 내지 단계(S405)에서, 알림 메시지에 대응하는 응답(ACK) 메시지를 소스 노드(410)로 전송한다.
이 후, 소스 노드(410)는 단계(S406)에서, 협력 통신에 참여한 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 소스 노드(410)는 소스 노드(410)와 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)간의 링크 코스트(Link Cost)에 기초하여 협력 통신에 참여할 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택할 수 있다. 즉, 소스 노드(410)와 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)간의 연결 상태의 양호 정도는 링크 코스트에 따라 결정될 수 있다.
링크 코스트는 노드간의 연결 상태를 특정하기 위한 하나의 지표로서, 노드간의 연결 상태와 반비례한다. 즉, 링크 코스트가 작을수록 노드 간의 연결 상태는 양호하다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 소스 노드(410)는 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440) 중에서, 소스 노드(410)와의 링크 코스트가 기 설정된 링크 코스트보다 작은 링크 코스트를 갖는 릴레이 노드를 협력 통신에 참여할 적어도 하나의 릴레이 노드로 선택할 수 있다.
이 경우, 링크 코스트는 소스 노드(410)에서 브로드캐스트되는 제1 무선 신호의 전송 파워, 무선 네트워크에서의 전송 파워 감쇠 상수, 및 무선 네트워크에서의 잡음 파워 중 적어도 하나에 따라서 결정될 수 있다. 본 실시예의 경우, 소스 노드(410)는 알림 메시지의 전송 파워를 제1 무선 신호의 전송 파워로써 이용하여 링크 코스트를 결정할 수 있다. 이 경우, 수신된 응답 메시지에는 링크 코스트를 결정하기 위한 정보가 포함될 수 있고, 소스 노드(410)는 응답 메시지에 포함된 정보를 이용하여 링크 코스트를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 소스 노드(410)는 알림 메시지를 전송한 시간과 응답 메시지를 수신한 시간의 차이 값에 기초하여 협력 통신에 참여할 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택할 수 있다. 즉, 소스 노드(410)와 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)간의 연결 상태의 양호 정도는 알림 메시지의 전송 시간과 응답 메시지의 수신 시간 간의 차이 값에 기초하여 결정될 수 있다.
이 경우, 소스 노드(410)는 기 설정된 시간 이내에 수신된 응답 메시지를 전송한 릴레이 노드를 협력 통신에 참여할 적어도 하나의 릴레이 노드로 선택할 수 있다.
즉, 응답 속도가 느린 릴레이 노드가 협력 통신에 참여한다면, 상기의 릴레이 노드에서 무선 신호가 전송될 때까지 협력 통신은 완료되지 못하므로 전체적인 데이터 전송의 속도가 늦어지게 되므로, 소스 노드(410)는 응답 속도가 느린 릴레이 노드를 협력 통신에서 제외시켜 협력 통신시 소모되는 시간을 단축시킨다.
또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 소스 노드(410)는 링크 코스트 및 알림 메시지를 전송한 시간과 응답 메시지를 수신한 시간의 차이 값을 모두 이용하여 협력 통신에 참여할 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택할 수도 있다.
이 경우, 소스 노드(410)는 먼저, 링크 코스트를 이용하여 1차적으로 연결 상태가 양호하지 않은 릴레이 노드를 협력 통신에서 제외시키고, 알림 메시지의 전송 시간과 응답 메시지의 수신 시간의 차이 값을 이용하여 2차 적으로 연결 상태가 양호하지 않은 릴레이 노드를 협력 통신에서 제외시켜 최종적으로 적어도 하나의 릴레이 노드를 선택할 수 있다.
이 후, 단계(S407)에서 소스 노드(410)는 선택된 적어도 하나의 릴레이 노드에 대한 정보 및 특정 데이터를 포함하는 제1 무선 신호를 생성하여 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)로 브로드캐스트한다. 본 실시예에서는 릴레이 노드 A(420), 및 릴레이 노드 B(430)가 협력 통신에 참여할 적어도 하나의 릴레이 노드로 선택된 것으로 가정한다.
제1 무선 신호를 수신한 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)는 단계(S408) 내지 단계(S410)에서, 제1 무선 신호에 포함된 적어도 하나의 릴레이 노드에 대한 정보를 확인하여 자신이 적어도 하나의 릴레이 노드에 포함되는지 여부를 판단하여, 제2 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트할 것인지 여부를 결정한다. 즉, 단계(S408) 내지 단계(S410)에서, 릴레이 노드 A(420), 릴레이 노드 B(430), 및 릴레이 노드 C(440)는 협력 통신에의 참여 여부를 결정한다. 이에 따라, 릴레이 노드 A(420), 및 릴레이 노드 B(430)는 제2 무선 신호를 생성한다.
마지막으로, 단계(S411) 및 단계(S412)에서, 릴레이 노드 A(420), 및 릴레이 노드 B(430)는 제2 무선 신호를 목적 노드(450)로 전송(브로드캐스트)한다. 이에 따라, 협력 통신이 최종적으로 완료된다.
이 경우, 본 발명의 일실시예에 따르면, 릴레이 노드 A(420), 및 릴레이 노드 B(430)는 서로 동기화하여 제2 무선 신호를 목적 노드(450)로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크의 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 도면이다. 이하, 도 5를 참고하여, 각 단계별로 수행되는 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 단계(S510)에서는 제1 노드가 제1 노드와 복수의 제2 노드 간의 연결 상태에 기초하여 복수의 제2 노드 중에서 적어도 하나의 제2 노드를 선택한다. 이 때, 적어도 하나의 제2 노드는 협력 통신에 참여할 제2 노드를 의미한다.
이 경우, 제1 노드는 자신과 복수의 제2 노드 간의 연결 상태를 측정하기 위해 알림 메시지를 전송하고, 알림 메시지에 대응하는 응답 메시지를 수신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 노드는 링크 코스트 및 알림 메시지를 전송한 시간과 응답 메시지를 수신한 시간의 차이 값 중에서 적어도 하나를 이용하여 복수의 제2 노드 중에서 협력 통신에 참여할 적어도 하나의 제2 노드를 선택할 수 있다.
단계(S520)에서는 제1 노드가 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보 및 특정 데이터를 포함하는 제1 무선 신호를 브로드캐스트하고, 단계(S530)에서는 복수의 제2 노드가 제1 무선 신호를 수신한다.
단계(S540)에서는 복수의 제2 노드가 적어도 하나의 제2 노드에 대한 정보에 기초하여 선택적으로 특정 데이터를 포함하는 제2 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트하고, 단계(S550)에서 제3 노드가 복수의 제2 노드 중에서 적어도 하나의 제2 노드로부터 제2 무선 신호를 수신한다.
이에 따라, 제1 노드와의 연결 상태가 양호한 적어도 하나의 제2 노드 만이 제3 노드로 제2 무선 신호를 브로드캐스트하게 된다.
지금까지 본 발명에 따른 무선 네트워크의 제어 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 2 내지 도 4에서 설명한 무선 네트워크에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따라서, 트리 토폴로지를 구성하는 복수의 노드 및 하나의 목적 노드를 포함하는 무선 네트워크를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소스/릴레이 노드의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서, 복수의 제2 노드가 협력하여 제1 노드에서 전송된 특정 데이터를 제3 노드로 전달하는 동작을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크의 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 도면이다.

Claims (9)

  1. 특정 데이터를 포함하는 제1 무선 신호를 브로드캐스트하는 제1 노드;
    상기 제1 무선 신호를 수신하고, 선택적으로 상기 특정 데이터를 포함하는 제2 무선 신호를 생성하여 브로드캐스트하기 위한 복수의 제2 노드; 및
    상기 제2 무선 신호를 상기 복수의 제2 노드 중 2 이상의 제2 노드로부터 수신하는 제3 노드
    를 포함하되,
    상기 제1 노드는 알림 메시지를 상기 복수의 제2 노드로 브로드캐스트하고, 상기 복수의 제2 노드는 상기 알림 메시지에 대응되는 응답 메시지를 상기 제1 노드로 전송하며,
    상기 제1 노드는 상기 응답 메시지를 이용하여 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 연결 상태를 산출하고, 상기 연결 상태에 기초하여 상기 2 이상의 제2 노드를 선택하고, 상기 2 이상의 제2 노드에 대한 정보를 포함하는 상기 제1 무선 신호를 브로드캐스트하며,
    상기 복수의 제2 노드 중에서 상기 2 이상의 제2 노드에 대한 정보와 대응되는 상기 2 이상의 제2 노드는 상기 제2 무선 신호를 생성하고, 서로 동기를 맞추어 협력하여 상기 제2 무선 신호를 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 상태는 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 링크 코스트(Link Cost)를 포함하되,
    상기 응답 메시지에는 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 링크 코스트를 결정하기 위한 정보가 포함되고, 상기 제1 노드는 상기 링크 코스트를 결정하기 위한 정보를 이용하여 상기 링크 코스트를 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 링크 코스트는 상기 제1 무선 신호의 전송 파워, 상기 무선 네트워크에서의 전송 파워 감쇠 상수, 및 상기 무선 네트워크에서의 잡음 파워 중 적어도 하나에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 노드는
    상기 복수의 제2 노드 중에서, 기 설정된 링크 코스트 보다 작은 링크 코스트를 갖는 제2 노드를 상기 2 이상의 제2 노드로 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결 상태는 상기 제1 노드가 상기 알림 메시지를 전송한 시간과 상기 제1 노드가 상기 응답 메시지를 수신한 시간의 차이 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 노드는
    상기 복수의 제2 노드 중에서, 기 설정된 시간 이내에 수신된 상기 응답 메시지를 전송한 제2 노드를 상기 2 이상의 제2 노드로 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노드는 소스 노드와 대응되고, 상기 제2 노드는 릴레이 노드와 대응되고, 상기 제3 노드는 목적 노드와 대응되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  9. 제1 노드, 복수의 제2 노드, 및 제3 노드를 포함하는 무선 네트워크를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 제1 노드가 사이 복수의 제2 노드로 알림 메시지를 브로드캐스트하는 단계;
    상기 복수의 제2 노드가 상기 알림 메시지에 대응되는 응답 메시지를 상기 제1 노드로 전송하는 단계;
    상기 제1 노드가 상기 응답 메시지에 기초하여 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 연결 상태를 산출하는 단계;
    상기 제1 노드가 상기 제1 노드와 상기 복수의 제2 노드 간의 연결 상태에 기초하여 상기 복수의 제2 노드 중에서 2 이상의 제2 노드를 선택하는 단계;
    상기 제1 노드가 상기 2 이상의 제2 노드에 대한 정보 및 특정 데이터를 포함하는 제1 무선 신호를 브로드캐스트하는 단계;
    상기 복수의 제2 노드가 상기 제1 무선 신호를 수신하는 단계;
    상기 복수의 제2 노드 중에서 상기 2 이상의 제2 노드에 대한 정보와 대응되는 상기 2 이상의 제2 노드가 상기 특정 데이터를 포함하는 제2 무선 신호를 생성하고, 서로 동기를 맞추어 협력하여 상기 제2 무선 신호를 브로드캐스트하는 단계; 및
    상기 제3 노드가 상기 복수의 제2 노드 중에서 2 이상의 제2 노드로부터 상기 제2 무선 신호를 수신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크의 제어 방법.
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