KR101210334B1 - 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 멀티-홉 시스템에 관한 것으로서, 멀티-홉 시스템을 구성하는 복수의 노드들에서 라우팅과 RRM (Radio Resource Management)/스케줄링을 연동하여 라우팅 테이블을 운영함으로써, 라우팅 테이블에 경로 할당에 따른 자원 량을 반영하기 때문에 효과적으로 자원의 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법은 멀티-홉 시스템을 구성하는 복수의 노드들에서 라우팅 블록과 RRM/스케줄링 블록을 연동하여 라우팅 테이블을 운영하는 방법에 있어서, 상기 라우팅 블록에서 트래픽을 전송하는 각 경로마다 트래픽 분산 비율을 산출하여 상기 산출된 트래픽 분산 비율을 상기 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계; 및 상기 RRM/스케줄링 블록에서 상기 트래픽 분산 비율과 이웃 노드에서 전송된 정보를 기반으로 상기 라우팅 테이블에 포함되는 복수의 매트릭들(Metrics)을 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

멀티-홉 시스템, RRM/스케줄링, 라우팅, 라우팅 테이블, 매트릭

Description

멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ROUTING TABLE MANAGEMENT IN MULTI-HOP SYSTEM}

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템을 나타내기 위한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템의 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템을 구성하는 노드를 나타내기 위한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 복수의 파라미터들의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 복수의 매트릭들의 개념을 설명하기 위한 예시도이다.

도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 새로운 노드를 추가하는 과정을 설명하기 위한 구성도이다.

도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 하나의 노드를 제거하는 과정을 설명하 기 위한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 멀티-홉 시스템

110: 기지국

120: 멀티-홉 스테이션, 중계기

130: 휴대 단말기

300: 노드

310: 라우팅 블록

320: 라우팅 테이블

330: RRM (Radio Resource Management)/스케줄링 블록

본 발명은 무선 멀티-홉 시스템에 관한 것으로서, 특히 효과적으로 자원의 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

사용자들의 무선 통신 시스템을 이용한 데이터 전송 요구 증가에 따라 3G 이동 통신 시스템 등의 서비스가 제공되고 있으며, 데이터 전송을 더욱 효율적으로 하기 위한 여러 가지 연구가 진행되고 있다. 특히, MIMO (Multi-In Multi-Out), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 다이버시티 이득 을 얻을 수 있는 멀티-채널을 이용한 시스템과 전파 손실을 줄임으로써 자원 효율을 증대시킬 수 있는 멀티-홉 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 시스템을 위하여 무선 멀티-홉 환경에서 반드시 고려되어야 하는 라우팅 기법에 대한 연구와 기존 싱글-채널 시스템과는 달리 다수 채널의 다이버시티 이득을 극대화할 수 있는 효율적인 RRM (Radio Resource Management) 기법에 대한 연구가 필요한 시점인데, 이러한 기법들은 그 방법에 따라 전체 시스템 성능을 크게 좌우할 수 있다.

예를 들면, 3 Phase Parallel Scheduling/RRM, Cross-Layer Routing-Scheduling, DSDV-MC(Destination Sequenced Distance Vector - Multi-Channel), MDVA (Multi-path Distance Vector Algorithm), Interference-aware Routing 기법들이 있다.

하지만, 종래 기술에 따른 멀티-홉 시스템은 하나의 홉으로 구성되는 링크에서만 RRM/스케줄링을 적용할 뿐만 아니라 라우팅에 채널 할당에 따른 자원 효율의 변화를 반영하지 않기 때문에 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 멀티-홉 시스템을 구성하는 복수의 노드들에서 라우팅과 RRM (Radio Resource Management)/스케줄링을 연동하여 라우팅 테이블을 운영함으로써, 라우팅 테이블에 경로 할당에 따른 자원 량을 반영하기 때문에 효과적으로 자원 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법은 멀티-홉 시스템을 구성하는 복수의 노드들에서 라우팅 블록과 RRM/스케줄링 블록을 연동하여 라우팅 테이블을 운영하는 방법에 있어서, 상기 라우팅 블록에서 트래픽을 전송하는 각 경로마다 트래픽 분산 비율을 산출하여 상기 산출된 트래픽 분산 비율을 상기 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계; 및 상기 RRM/스케줄링 블록에서 상기 트래픽 분산 비율과 이웃 노드에서 전송된 정보를 기반으로 상기 라우팅 테이블에 포함되는 복수의 매트릭들을 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치는 구성되는 복수의 노드들에서 라우팅과 RRM/스케줄링을 연동하여 라우팅 테이블을 운영하는 멀티-홉 시스템에 있어서, 트래픽을 전송하는 각 경로마다 트래픽 분산 비율을 주기적으로 산출하여 상기 산출된 트래픽 분산 비율을 상기 라우팅 테이블에 업데이트하는 라우팅 블록; 및 상기 트래픽 분산 비율과 이웃 노드에서 전송된 정보를 기반으로 상기 라우팅 테이블에 포함되는 복수의 매트릭들을 업데이트하는 RRM/스케줄링 블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는, 첨부된 도면들 및 상기 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조 하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명에 따른 휴대 단말기는 이동 통신 단말기, PSTN (Public Switched Telephone Network) 단말기, VoIP, SIP, Megaco, PDA (Personal Digital Assistant), 셀룰러 폰, PCS (Personal Communication Service) 폰, 핸드 헬드 PC (Hand-Held PC), CDMA-2000(1X, 3X)폰, WCDMA (Wideband CDMA) 폰, 듀얼 밴드/듀얼 모드(Dual Band/Dual Mode) 폰, GSM (Global Standard for Mobile) 폰, MBS (Mobile Broadband System) 폰, 및 위성/지상파 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 폰 중에서 어느 하나로 구현될 수 있는 것으로 가정된다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템(100)을 나타내기 위한 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템(100)은 기지국(Base Station: BS)(110), 멀티-홉 스테이션들 또는 중계기들에 해당하는 복수의 노드들(120), 및 휴대 단말기(Mobile Station: MS)(130)를 포함한다. 상기 멀티-홉 시스템(100)은 멀티-홉 또는 멀티-채널을 통해 트래픽을 상기 기지국(110)에서 상기 휴대 단말기(130)로 전송할 수 있기 때문에 기존의 서비스 범위보다 상대적으로 넓은 서비스 범위를 가질 수 있다.

상기 복수의 노드들(120)은 멀티-홉 스테이션들이나 중계기들로서, 상기 기지국(110)과 상기 휴대 단말기(130) 사이를 멀티-홉으로 구성한다. 상기 구성된 복수의 멀티-홉을 통해 상기 복수의 노드들(120)은 음영 지역을 해소할 수 있을 뿐만 아니라 전송률을 향상시키고 서비스 범위를 확장시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템의 동작 원리를 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템의 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서, 예를 들면, 경로 A를 통해 트래픽을 전송할 때에는 그래프의 곡선 a를 따라 트래픽이 증가할수록 상기 트래픽 전송을 위한 자원 량이 증가하고, 경로 B를 통해 트래픽을 전송할 때에는 그래프의 곡선 b를 따라 트래픽이 증가할수록 상기 트래픽 전송을 위한 자원 량이 증가한다. 상기 경로 A를 통한 트래픽의 전송이 상기 경로 B를 통한 트래픽의 전송보다 상기 트래픽 전송을 위한 자원 량이 상대적으로 적기 때문에 상기 기지국(BS)은 상기 경로 A를 통해 트래픽을 휴대 단말기(MS)에 전송한다.

이후에, 상기 입력되는 트래픽이 급속히 증가하면 상기 경로 A를 통한 트래픽의 전송에 필요한 자원 량이 상기 경로 B를 통한 트래픽의 전송에 필요한 자원 량만큼 커진다. 상기 기지국(BS)은 라우팅과 RRM (Radio Resource Management) / 스케줄링을 연동함으로써, 상기 입력되는 트래픽을 상기 경로 A와 상기 경로 B를 통해 분산하여 휴대 단말기(MS)에 전송할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템을 구성하는 복수의 노드들을 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템을 구성하는 노드(300)를 나타내기 위한 구성도이다. 여기서, 상기 노드(300)는 기지국, 멀티-홉 스테이션(Multi-Hop Station) 또는 중계기(Relay Station), 및 휴대 단말기 중에 어느 하나일 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티-홉 시스템을 구성하는 노드는 최적의 라우팅 테이블(320)을 구성하기 위해 라우팅 블록(310), 및 RRM (Radio Resource Management)/스케줄링 블록(330)을 포함한다.

상기 라우팅 블록(310)은 주기적으로 입력된 트래픽을 전송하는 각 경로마다 트래픽 분산 비율을 산출하여 할당하고 이를 상기 라우팅 테이블(320)에 업데이트할 수 있다.

상기 RRM/스케줄링 블록(330)은 상기 산출된 트래픽 분산 비율과 이웃 노드에서 전송된 정보를 기반으로 상기 라우팅 테이블(320)에 포함되는 파라미터들을 산출하여 이를 상기 라우팅 테이블(320)에 업데이트할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법을 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법은 링크 매트릭을 산출하는 단계(S410), 산출된 링크 매트릭을 라우 팅 테이블에 업데이트하는 단계(S420), 라우트 매트릭을 산출하는 단계(S430), 산출된 라우트 매트릭을 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계(S440), 트래픽 분산 비율을 산출하는 단계(S450), 산출된 트래픽 분산 비율을 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계(S460), 멀티-라우트 매트릭을 산출하는 단계(S470), 산출된 멀티-라우트 매트릭을 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계(S480)를 포함한다. 또한, 이러한 단계들(S410 ~ 480)은 각각 노드들마다 서로 다른 순서로 수행될 뿐만 아니라 독립적으로 이루어질 수도 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 라우팅 테이블(320)은 복수의 파라미터들로 구성될 수 있고 상기 파라미터들은 목적지 노드, 멀티-라우트 매트릭, 링크 매트릭, 라우트 매트릭, 트래픽 분산 비율, 및 이웃 노드에서 전송된 정보, 예를 들어, 이웃 노드의 멀티-라우트 매트릭을 포함할 수 있는데, 이를 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 복수의 파라미터들의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 복수의 파라미터들은 목적지 노드, 멀티-라우트 매트릭, 링크 매트릭, 라우트 매트릭, 트래픽 분산 비율, 및 이웃 노드에서 전송된 정보들로서, 현재의 노드를 k, 멀티-홉 통신을 제공하는 다수 개의 중간 노드들을 j, 및 목적지 노드를 i라 각각 정의하고 링크 매트릭을 L, 라우트 매트릭을 M, 멀티-라우트 매트릭을 C, 및 트래픽 분산 비율을 T 라고 각각 정의하였다. 여기서, 상기 매트릭은 트래픽 전송을 위한 자원 량으로서, 단위 정보량에 대한 평균 자원의 양을 의미한다. 예를 들면, 상기 자원을 상기 트래픽을 전송하는 경로에 대한 채널 수라고 하면 상기 매트릭의 단위는 채널수/비트일 수 있다.

이와 같이 정의된 복수의 파라미터들을 산출하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 RRM/스케줄링 블록(330)은 상기 라우팅 테이블(320)에 저장된 트래픽 분산 비율과 이웃 노드에서 전송된 정보 즉, 상기 이웃 노드에서 산출된 멀티-라우팅 매트릭을 기반으로 상기 라우팅 테이블(320)에 포함되는 파라미터들을 업데이트할 수 있는데, 이를 각각 다음의 수학식들을 통해서 산출할 수 있다.

상기 RRM/스케줄링 블록(330)은 상기 라우팅 테이블(320)에 업데이트된 트래픽 분산 비율을 기반으로 상기 링크 매트릭을 산출하여(S410) 상기 산출된 링크 매트릭을 상기 라우팅 테이블(320)에 업데이트하는데(S420), 이는 다음의 [수학식 1]에 의해 산출될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, 상기 L_{k ,j}는 현재 노드 k에서 중간 노드 j까지의 링크 매트릭을 의미하고, 상기

는 현재 노드 k에서 중간 노드 j들을 통해서 전송되는 트래픽의 총량을 나타내는 벡터를, 상기

는 현재 노드 k에서 중간 노드 j를 연결하는 무선 채널의 상태를 나타내는 벡터를 의미한다. 일례로 채널의 상태를 SINR (Signal to Interference and Noise Ratio)로 표현한다면 단위는 dB가 될 것이다. 상기 T_{k ,j,i}는 현재 노드 k에서 중간 노드 j를 거쳐 목적지 노드 i까지의 트래픽 분산 비율 의미하고, 상기 D_{k ,j,i,}는 현재 노드 k에서 중간 노드 j를 거쳐 목적지 노드 i까지의 트래픽량을, 상기 N_k는 현재 노드 k와 연결된 중간 노드 j의 수를, 상기 NT는 목적지 노드 i가 될 수 있는 총 노드 수 즉, 멀티-홉 시스템을 구성하고 있는 총 노드 수를 의미한다. 이와 같이, 상기 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}를 변수로 하는 함수 f는 상기 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i} 뿐만 아니라 상기 각 목적지 노드까지 전달할 트래픽 총량 및 무선 채널의 상태 등을 고려할 수 있다.

예를 들면, 상기 RRM/스케줄링 블록(330)은 각 링크에 대하여 상기 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}를 가지고 실제로 RRM 및 스케줄링을 동시에 모두 수행한 결과에 따라 코스트(Cost)와 같은 자원의 량에 대한 자원 효율을 반영하여 상기 링크 매트릭을 산출할 수 있다.

상기 RRM/스케줄링 블록(330)은 상기 업데이트된 링크 매트릭 L_{k ,j}과 상기 이웃 노드에서 전송된 멀티-라우트 매트릭 C_{j ,i}을 기반으로 상기 라우트 매트릭 M_k,j,i을 산출하여(S430) 상기 산출된 라우트 매트릭 M_{k ,j,i}을 상기 라우팅 테이블(320)에 업데이트하는데(S440), 이는 다음의 [수학식 2]에 의해 산출될 수 있다.

[수학식 2]

M_{k ,j,i} = C_{j ,i} + L_{k ,j}

여기서, 상기 C_{j ,i}는 이웃 노드 j에서 전송되고 중간 노드 j에서 목적지 노드 i까지의 멀티-라우트 매트릭을 의미하며, 상기 M_{k ,j,i}는 현재 노드 k에서 중간 노드 j를 거쳐 목적지 노드 i까지의 라우트 매트릭을 의미하는데 상기 멀티-라우트 매트릭 C_{j ,i} 과 상기 링크 매트릭 L_{k , j} 의 합으로 산출할 수 있다.

이때, 상기 라우팅 블록(310)은 상기 산출된 라우트 매트릭 T_{k ,j,i}을 기반으로 주기적으로 트래픽을 전송하는 각 경로마다 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}을 산출하고(S450), 상기 산출된 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}을 상기 라우팅 테이블(320)에 업데이트한다(S460). 즉, 상기 라우팅 블록(310)은 상기 각 경로에 필요한 자원 량이 증가하면 상기 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}을 감소시키고, 상기 각 경로에 필요한 자원 량이 감소하면 상기 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}을 증가시킬 수 있다.

상기 라우팅 블록(310)은 상기 트래픽을 전송하는 복수의 경로들에 대해 상 대적으로 자원 효율이 높은 경로에 상기 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}을 증가시켜 할당할 수 있다.

상기 RRM/스케줄링 블록(330)은 상기 업데이트된 라우트 매트릭 M_{k ,j,i}과 상기 업데이트된 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}을 기반으로 상기 멀티-라우트 매트릭 C_{k ,i}을 산출하여(S470) 상기 산출된 멀티-라우트 매트릭 C_{k ,i}을 상기 라우팅 테이블(320)에 업데이트하는데(S480), 이는 다음의 [수학식 3]에 의해 산출될 수 있다.

[수학식 3]

여기서, 상기 C_{k ,i}은 현재 노드 k에서 목적지 노드 i까지의 멀티-라우트 매트릭을 의미하는데, 상기 멀티-라우트 매트릭 C_{k ,i}은 상기 라우트 매트릭 M_{k ,j,i}과 상기 트래픽 분산 비율 T_{k ,j,i}의 곱의 합으로 산출될 수 있다.

이와 같이 산출된 복수의 매트릭들은 상기 라우팅 테이블(320)에 업데이트되는데, 이와 같이 구성된 라우팅 테이블(320)은 다음의 [표 1]과 같이 구성할 수 있다.

[표 1]

상기 [표 1]에 있어서, 중간 노드 1 ~ j까지에 대해 목적지 노드별로 현재 노드 k에서 중간 노드 j를 거쳐 목적지 노드 i까지의 복수의 파라미터들 즉, C_{k ,i}, T_{k ,j,i,} M_{k ,j,i,} L_{k ,j} 및 C_j,i를 포함할 수 있는데, 상기 C_{j ,i}는 중간 노드 j로부터 전송된 정보이다. 상기 현재 노드 k는 상기 라우팅 테이블(320)에서 목적지 노드별 멀티-라우트 매트릭 C_{k ,i}을 적어도 하나의 이웃 노드에 전송한다. 이와 같이 구성되는 라우팅 테이블(320)은 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형되어 적용이 가능하다.

이와 같이 산출된 링크 매트릭 L_{k ,j}, 라우트 매트릭 M_{k ,j,i}, 및 멀티-라우트 매트릭 C_{k ,i}의 개념을 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 복수의 매트릭들의 개념을 설명하기 위한 예시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 다수 개의 매트릭들 중에 상기 링크 매트릭은 각 노드 간에 하나의 홉으로 구성된 링크에서 필요한 자원 량 이다. 예를 들면, 링크 매트릭 L_{1 , 2}은 현재 노드 1과 목적지 노드 2 사이의 매트릭을 의미하는데, 상기 [수학식 1]와 같이 상기 중간 노드 2를 통해서 전송되는 트래픽의 총량 및 상기 중간 노드 2를 연결하는 무선 채널의 상태들을 파라미터로 하는 함수 f에 의해 산출된다.

마찬가지로 상기 상기 링크 매트릭 L_{1 , 3}는 현재 노드 1과 목적지 노드 3 사이의 매트릭을 의미하는데, 상기 [수학식 1]와 같이 상기 중간 노드 3을 통해서 전송되는 트래픽의 총량 및 상기 중간 노드 3을 연결하는 무선 채널의 상태들을 파라미터로 하는 함수 f에 의해 산출된다.

상기 라우트 매트릭은 종단 간에 하나의 홉 또는 멀티 홉으로 구성되는 라우트 즉, 목적지 노드까지 특정한 하나의 이웃 노드로 구성된 라우트를 통해 트래픽을 전달할 때의 평균 자원 량이다. 예를 들면, 라우트 매트릭 M_{1 ,2,6}은 현재 노드 1, 중간 노드 2, 목적지 노드 6 사이의 매트릭을 의미하는데, 상기 [수학식 2]와 같이 링크 매트릭 L_{1 ,2}과 멀티-라우트 매트릭 C_{2 ,6}의 합에 의해 산출된다.

마찬가지로, 라우트 매트릭 M_{1 ,3,6}은 현재 노드 1, 중간 노드 3, 목적지 노드 6 사이의 매트릭을 의미하는데, 상기 [수학식 2]와 같이 링크 매트릭 L_{1 ,3}과 멀티-라우트 매트릭 C_{3 ,6}의 합에 의해 산출된다.

상기 멀티-라우트 매트릭은 종단 간에 하나의 홉 또는 멀티 홉으로 구성되 는 멀티-라우트 즉, 목적지 노드까지 다수 개의 멀티-홉으로 구성된 라우트를 통해 트래픽을 전달할 때의 평균 자원 량이다. 예를 들면, 멀티-라우트 매트릭 C_{1 ,6}은 현재 노드 1, 목적지 노드 6 사이의 매트릭들을 의미하는데, 상기 [수학식 3]과 같이 각 중간 노드 2와 3을 거쳐가는 경로별 트래픽 분산 비율 T_{1 ,2,6}과 T_{1 ,3,6}에 상기 라우트 매트릭 M_{1 ,2,6}과 M_{1 ,3,6}의 곱의 합에 의해 산출된다.

이와 같이 본 발명의 일실시 예에 따른 최적의 라우팅 테이블을 운영하는 멀티-홉 시스템 및 그 방법은 각각 다수 개의 노드들에서 자원 효율의 변화를 반영하여 라우팅과 RRM/스케줄링을 연동하기 때문에 네트워크의 혼잡이 감소하고 네트워크의 자원 효율이 증대될 뿐만 아니라 유연하고 안정적인 네트워크를 구성할 수 있다.

상기 다수 개의 노드들은 각각 목적지 노드까지의 라우팅 테이블을 업데이트하여 상기 업데이트된 라우팅 테이블을 다수 개의 이웃 노드들과 공유해야 하는데, 이를 위해 제안된 기법에서는 라우팅 테이블 전체가 아닌 목적지 노드별 멀티-라우트 매트릭만을 포함하는 라우팅 테이블을 상기 다수 개의 이웃 노드들에 전송할 수 있다. 따라서 라우팅 테이블의 크기 증가에 따른 라우팅 테이블 전달을 위한 오버헤드를 줄일 수 있다. 예를 들면, 상기 [표 1]에서 1 ~ j까지의 목적지 노드별 멀티-라우트 매트릭 C_{1 ,j}을 적어도 하나의 이웃 노드에 전송할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일실시 예에 따른 최적의 라우팅 테이블을 운영하는 멀티-홉 시스템 및 그 방법은 각각 다수 개의 노드들에서 자원 효율의 변화를 반영 하여 라우팅과 RRM/스케줄링을 연동하기 때문에 기지국에서 제공해야 하는 제어 기능들을 분산하여 처리할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 기지국의 제어 기능을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 최적의 라우팅 테이블을 운영하는 멀티-홉 시스템 및 그 방법은 네트워크의 환경에 따라 적어도 하나의 새로운 노드가 이웃 노드로 추가되거나 제거되는 경우에도 쉽게 적용될 수 있는데, 이러한 과정을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 새로운 노드를 추가하는 과정을 설명하기 위한 구성도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템은 트래픽을 하나의 경로 A인 현재 노드 1, 중간 노드 2, 목적지 노드 3을 통해 휴대 단말기에 전송할 수 있는데, 상기 RRM/스케줄링 블록(330)은 상기 경로 A에 필요한 자원 량이 증가하여 상기 복수의 파라미터들(C_{k ,i}, M_{k ,j,i,} L_{k ,j}) 중 어느 하나 이상이 일정 레벨 이상으로 증가할 때, 새로운 경로 B에 포함된 노드 4를 추가할 수 있다. 예를 들면, SNR (Signal-to-Noise Ratio)이 미리 설정된 임계 값보다 큰 노드 4가 있으면 이를 이웃 노드로 추가 할 수 있으며, 상기 노드 4가 포함된 새로운 경로 B의 자원 효율이 상기 경로 A의 자원 효율 보다 높을 경우에 상기 경로 A를 통해 전송되던 트래픽의 일부를 상기 새로운 경로 B를 통해 전달 할 수 있다.

그래서, 상기 트래픽은 상기 라우팅과 상기 RRM/스케줄링을 연동하여 두 개 의 경로들, 즉, 현재 노드 1에서 중간 노드 2를 거쳐 목적지 노드 3에 이르는 경로 A와 현재 노드 1에서 새로운 노드를 거쳐 목적지 노드 3에 이르는 경로 B을 통해 휴대 단말기에 전송될 수 있음을 알 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 하나의 노드를 제거하는 과정을 설명하기 위한 구성도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템은 트래픽을 두 개의 경로 A인 현재 노드 1, 중간 노드 2, 목적지 노드 3과 경로 B인 현재 노드 1, 중간 노드 4, 목적지 노드 3을 통해 휴대 단말기에 전송할 수 있는데, 상기 RRM/스케줄링 블록(330)은 상기 경로 B에 필요한 자원 량이 증가하여 상기 복수의 파라미터들(C_{k ,i}, M_{k ,j,i,} L_k,j) 중 어느 하나 이상이 일정 레벨 이상으로 증가할 때, 상기 경로 B를 형성하기 위한 노드 4를 제거할 수 있다. 예를 들면, 네트워크의 상황 변화로 인하여 이웃 노드 중 노드 4의 SNR (Signal-to-Noise Ratio)이 미리 설정된 임계 값보다 작아지면, 상기 노드 4가 포함된 라우트의 자원 효율이 감소하여 트래픽 분산 비율이 0이 되기 때문에 상기 노드 4가 제거될 수 있다.

그래서, 상기 트래픽은 상기 라우팅과 상기 RRM/스케줄링을 연동하여 하나의 경로인 현재 노드 1, 중간 노드 2, 목적지 노드 3을 통해 휴대 단말기에 전송될 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템은 무선 통신 시스템에서 사용할 수 있지만, 상기 무선 통신 시스템뿐만 아니라 유선 통신 시스템 및 유·무선이 결합된 통신 시스템에서도 홉 또는 노드별로 동작하는 라우팅과 RRM/스케줄링에 상관없이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 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, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치 및 방법은 멀티-홉 시스템을 구성하는 복수의 노드들에서 라우팅과 RRM (Radio Resource Management)/스케줄링을 연동하여 라우팅 테이블을 운영함으로써, 라우팅 테이블에 경로 할당에 따른 자원 량을 반영하기 때문에 효과적으로 자원 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (21)

1. 멀티-홉 시스템을 구성하는 복수의 노드들에서 라우팅 블록과 RRM (Radio Resource Management)/스케줄링 블록을 연동하여 라우팅 테이블을 관리하는 방법에 있어서,

   상기 라우팅 블록에서 트래픽을 전송하는 각 경로마다 트래픽 분산 비율을 산출하여 상기 산출된 트래픽 분산 비율을 상기 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계; 및

   상기 RRM/스케줄링 블록에서 상기 트래픽 분산 비율과 이웃 노드에서 전송된 정보를 기반으로 상기 라우팅 테이블에 포함되는 복수의 매트릭들을 업데이트하는 단계

   를 포함하고,

   상기 이웃 노드에서 전송된 정보는,

   적어도 하나의 이웃 노드에서 전송되는 목적지 노드별 멀티-라우트 매트릭인 것

   을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 매트릭들은,

   트래픽 전송을 위한 자원 량을 나타내는 목적지 노드별 멀티-라우트 매트릭, 링크 매트릭, 및 라우트 매트릭

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 트래픽 분산 비율은,

   상기 라우트 매트릭에 기초하여 상기 각 경로마다 할당되는 것

   을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 트래픽 분산 비율은,

   상기 각 경로에 필요한 자원 량이 증가하면 감소하고, 상기 각 경로에 필요한 자원 량이 감소하면 증가하는 것

   을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에 라우팅 테이블 관리를 위한 방법.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 링크 매트릭은,

   각 노드 간에 하나의 홉으로 구성되는 링크에서 필요한 자원 량이고 상기 링크에서 전송되는 트래픽의 총량 및 무선 채널의 상태에 의해 결정되는 것

   을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법.
7. 제 3항에 있어서,

   상기 라우트 매트릭은,

   종단 간에 하나의 홉 또는 멀티 홉으로 구성되는 라우트에서 필요한 자원 량이고 상기 링크 매트릭과 상기 이웃 노드에서 전송된 정보에 의해서 결정되는 것

   을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법.
8. 제 3항에 있어서,

   상기 멀티-라우트 매트릭은,

   종단 간에 하나의 홉 또는 멀티 홉으로 구성되는 멀티-라우트에서 필요한 자원 량이고 상기 라우트 매트릭과 상기 트래픽 분산 비율에 의해서 결정되는 것

   을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법.
9. 제 3항에 있어서,

   상기 복수의 매트릭들을 업데이트하는 단계는,

   상기 RRM/스케줄링 블록에서 상기 트래픽 분산 비율을 기반으로 상기 링크 매트릭을 산출하여 상기 산출된 링크 매트릭을 상기 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계;

   상기 RRM/스케줄링 블록에서 상기 산출된 링크 메트릭과 상기 이웃 노드에서 전송된 정보를 기반으로 상기 라우트 매트릭을 산출하여 상기 산출된 라우트 매트릭을 상기 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계; 및

   상기 RRM/스케줄링 블록에서 상기 산출된 라우트 매트릭과 상기 산출된 트래픽 분산 비율을 기반으로 상기 멀티-라우트 매트릭을 산출하여 상기 산출된 멀티-라우트 매트릭을 상기 라우팅 테이블에 업데이트하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 방법.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
11. 구성되는 복수의 노드들에서 라우팅과 RRM (Radio Resource Management)/스케줄링을 연동하여 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블을 관리하는 장치에 있어서,

    트래픽을 전송하는 각 경로마다 트래픽 분산 비율을 주기적으로 산출하여 상기 산출된 트래픽 분산 비율을 상기 라우팅 테이블에 업데이트하는 라우팅 블록; 및

    상기 트래픽 분산 비율과 이웃 노드에서 전송된 정보를 기반으로 상기 라우팅 테이블에 포함되는 복수의 매트릭들을 업데이트하는 RRM/스케줄링 블록

    을 포함하고,

    상기 이웃 노드에서 전송된 정보는,

    적어도 하나의 이웃 노드에서 전송되는 목적지 노드별 멀티-라우트 매트릭인 것

    을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.
12. 삭제
13. 제 11항에 있어서,

    상기 복수의 매트릭들은,

    트래픽 전송을 위한 자원 량을 나타내는 목적지 노드별 멀티-라우트 매트릭, 링크 매트릭, 및 라우트 매트릭

    을 포함하는 것을 특징으로 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를위한 장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 트래픽 분산 비율은,

    상기 라우트 매트릭에 기초하여 상기 각 경로마다 할당되는 것

    을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 트래픽 분산 비율은,

    상기 각 경로에 필요한 자원 량이 증가하면 감소하고, 상기 각 경로에 필요한 자원 량이 감소하면 증가하는 것

    을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.
16. 제 13항에 있어서,

    상기 링크 매트릭은,

    각 노드 간에 하나의 홉으로 구성되는 링크에서 필요한 자원 량이고 상기 링크에서 전송되는 트래픽의 총량 및 무선 채널의 상태에 의해 결정되는 것

    을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.
17. 제 13항에 있어서,

    상기 라우트 매트릭은,

    종단 간에 하나의 홉 또는 멀티 홉으로 구성되는 라우트에서 필요한 자원 량이고 상기 링크 매트릭과 상기 이웃 노드에서 전송된 정보에 의해서 결정되는 것

    을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.
18. 제 13항에 있어서,

    상기 멀티-라우트 매트릭은,

    종단 간에 하나의 홉 또는 멀티 홉으로 구성되는 멀티-라우트에서 필요한 자원 량이고 상기 라우트 매트릭과 상기 트래픽 분산 비율에 의해서 결정되는 것

    을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.
19. 제 11항에 있어서,

    상기 복수의 노드들은,

    기지국, 중계기 또는 멀티-홉 스테이션, 및 휴대 단말기를

    포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.
20. 제 11항에 있어서,

    상기 RRM/스케줄링 블록은,

    어느 하나의 경로에 필요한 자원 량이 증가할 때, 새로운 경로를 형성하기 위한 적어도 하나의 노드를 추가하는 것

    을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.
21. 제 11항에 있어서,

    상기 RRM/스케줄링 블록은,

    어느 하나의 경로에 필요한 자원 량이 증가할 때, 상기 자원 량이 증가된 경로에 포함된 적어도 하나의 노드를 제거하는 것

    을 특징으로 하는 멀티-홉 시스템에서 라우팅 테이블 관리를 위한 장치.

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