KR101272157B1 - 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법 및 장치 - Google Patents

애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 애드혹 인지 무선 네트워크에서 다중 채널을 활용하여 2차 유저 소스 노드와 2차 유저 릴레이 노드가 협력 통신 방법에 있어서, 상기 2차 유저 소스 노드들이 가용 채널 및 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 채널 확보 단계; 및 상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 2차 유저 릴레이 노드와 협력 통신 프레임 교환을 통해 직접 또는 협력 전송을 하는 전송 단계를 포함하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법을 제공한다.

Description

애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법 및 장치{COOPERATIVE COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS IN AD HOC COGNITIVE RADIO NETWORKS}
본 발명은 협력 통신 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DOFDM(Discontinous Orthogonal Frequenc Division Multiplexing) 기술을 통해 가용 채널을 확보하는 CRN(Cognitive Radio Network) 환경에서 다중 채널과 2차 유저 릴레이 노드를 활용하여 처리율 성능의 향상을 구현하는 MAC(Media Access Control) 계층에서의 협력 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
오늘날 제한된 주파수 자원에도 불구하고, 주파수 자원에 대한 사용 요구는 다양한 서비스와 기기의 등장으로 인해 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 실제 주파수 사용 환경에서는 이러한 요구에 비해 실제로 사용되지 않는 주파수 자원이 존재하고 있다. 이러한 주파수 자원 활용에 있어서의 비효율성을 개선하기 위해 사용되지 않는 주파수 자원을 활용할 수 있도록 하는 인지 무선 기술이 등장하였다. 인지 무선 기술은 주파수 자원 사용 권한을 가진 1차 유저(Primary User : PU)가 해당 자원을 사용하지 않을 때 이를 가용한 주파수 자원으로써 판단하여 2차 유저(Secondary User : SU)가 활용할 수 있도록 한다. 이러한 인지 무선 기술을 활용하는 네트워크를 인지무선 네트워크(Cognitive Radio Network: CRN)라 한다.
CRN에서 사용되지 않고 있는 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해서는, 이러한 주파수 자원을 가용한 채널로써 확보하는 방법과 2차 유저가 확보된 가용 채널을 통해 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 MAC 프로토콜이 필요하다.
CRN에서 1차 유저가 사용하지 않는 주파수 자원, 즉 가용한 주파수 자원은 1차 유저의 위치와 사용 여부에 따라 비연속적인 특성을 지닌다. CRN에서 2차 유저의 제어와 데이터 전송을 위해서는 이러한 특성에 관계없이 주파수 자원을 가용 채널로써 확보해야 할 수 있어야 한다. 그러나 종래의 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM)을 기반으로 하는 경우 이러한 주파수 자원 특성에도 불구하고 연속적인 부반송파(subcarrier)를 확보해야만 가용한 채널로서 활용할 수 있다. 또한 연속적인 부반송파로 이루어진 하나 이상의 가용 채널을 확보했다고 하더라도, 이들 가용 채널 간에 특성 역시 비연속적일 수 있는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로써, DOFDM 기술은 CRN에서 비연속적인 특성을 지닌 부반송파와 채널을 활용할 수 있도록 한다. DOFDM은 1차 유저에게 간섭을 미치는 부반송파를 제외한 나머지를 가용한 부반송파로서 선택하고, 그러한 가용 부반송파를 채널로서 활용할 수 있도록 하는 송수신기 설계가 가능하도록 한다. 따라서 DOFDM 기술을 적용한 송수신기를 2차 유저가 활용하는 경우 비연속적인 부반송파 뿐만 아니라 채널도 활용할 수 있게 되어 CRN에서 주파수 특성에 관계없이 가용한 채널을 확보할 수 있다. 또한 설계 방법에 따라 2차 유저가 DOFDM 기술을 활용한 송수신기를 이용하여 비연속적인 부반송파로 이루어진 다중 채널에서 전송되는 각각 다른 다중 데이터의 수신을 동시에 하는 것도 가능하다.
종래에 DOFDM을 기반으로 2차 유저의 효율적인 데이터 전송을 하기 위한 MAC 프로토콜은 AP(Access Point)를 활용한 방법이 제안되었다. 종래 기술에서 AP와 2차 유저는 DOFDM 기술을 활용한 송수신기를 사용하기 때문에 다중 채널에서 각각 다른 다중 데이터의 수신이 가능하다는 점을 이용한다. AP는 2차 유저 목적지 노드에게 2차 유저 릴레이 노드와 다중 채널을 할당할 수 있으며, AP에서 2차 유저 목적지 노드로의 직접 전송 방법과 2차 유저 릴레이 노드를 통한 협력 전송 방법을 통해 각각 다른 채널에서 각각 다른 데이터를 송신할 수 있다. 한편 2차 유저 목적지 노드는 AP로부터 할당 받은 2차 유저 릴레이 노드와 채널 정보를 바탕으로 데이터 수신을 할 수 있다. 그러나 종래의 AP를 활용한 MAC 프로토콜에서 2차 유저 노드들의 채널 접근을 관리하는 방법과 2차 유저 릴레이 노드를 할당하여 협력통신을 하는 방법은 애드혹 네트워크, 즉 AP가 존재하지 않는 네트워크에서는 활용하기 어려운 문제가 있다.
종래에 애드혹 네트워크에서 채널 접근을 관리하는 방법은 확보된 다중 채널을 2차 유저가 활용할 수 있어야 하기 때문에 다중 채널의 관리 방법이 중요한 기능 중 하나이며, 일반적으로 2차 유저 노드들의 채널 접근 형태에 따라 크게 두 가지로 나뉜다. 그 중 첫 번째는 하나의 송수신 2차 유저 쌍이 채널을 예약할 수 있는 형태이며, 두 번째는 하나 이상의 송수신 2차 유저 쌍이 채널을 동시에 예약할 수 있도록 하는 형태이다.
종래에 첫 번째 형태에 속하는 방법에는 전용 제어 채널을 두는 방법(Dedicated Control Channel Approach : DCC), 단계를 구분한 제어 채널을 이용하는 방법(Split Phase Control Channel Approach : SPCC), 그리고 홉핑을 이용한 제어 채널 변경 방법(Hopping Control Channel Approach : HCC)이 있다. DCC 방법에서 SU가 하나의 송수신기를 사용하는 경우 다중 채널 활용에 있어서 제어 메시지의 교환과 데이터의 교환을 위한 구간을 SPCC와 같이 분리해야 한다.
두 번째 형태에 속하는 방법에는 홉핑 패턴을 기반으로 다중 채널을 동시에 활용할 수 있는 방법이 있다. 두 번째 형태에 속하는 방법은 홉핑을 이용한다는 점에서 첫 번째 형태에서의 HCC와 유사하지만 SU들이 서로 다른 홉핑 패턴을 가지고 제어 채널을 변경할 수 있다는 점이 다르다.
첫 번째 형태에 속하는 방법의 경우 2차 유저 노드의 수가 증가할수록 병목 현상(Bottleneck problem)이 발생하는 문제가 존재한다. 그러나 첫 번째 형태에 비하여 두 번째 형태에 속하는 방법은 SU들이 다중 채널에서 동시에 채널 예약을 함으로써 데이터 전송을 위한 채널을 확보하기 때문에 병목 현상을 완화할 수 있으며 이는 네트워크 처리율을 향상시킨다. 따라서 두 번째 형태에 속하는 방법이 CRN에서의 성능 향상을 위해 필요하지만, 종래에는 홉핑 패턴을 기반으로 한 다중 제어 채널에서의 채널 접근 방법만이 가능한 단점이 있다.
종래에 2차 유저 릴레이 노드를 활용하는 협력 통신 기법은 CRN에서 뿐만 아니라 다양한 IEEE 802.11 표준을 기반으로 제안되어 왔다. 이러한 협력 통신 기법은 2차 유저 소스 노드가 2차 유저 릴레이 노드를 통하여 데이터 전송률을 높여 2차 유저 목적지 노드에게 전송할 수 있도록 함으로써 네트워크 처리율을 향상시킬 수 있다.
다만, 종래에 MAC 프로토콜에서는 2차 유저 노드들의 채널 접근을 관리하는 방법과 2차 유저 릴레이 노드를 할당하여 협력통신을 하는 방법은 DOFDM을 고려하지 않았다. DOFDM의 특성을 활용하면, 2차 유저 노드들의 채널 접근 관리 방법의 개선이 가능하며 2차 유저 릴레이 노드를 이용한 협력 통신을 통해 네트워크 처리율을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 발명은 애드혹 CRN에서 DOFDM을 기반으로 다중 채널을 활용하는 협력 MAC 프로토콜에 관한 것이며 이를 통해 종래 기술에 비하여 네트워크 처리율을 향상시킨다.
대한민국 공개 특허 10-2006-0090259 ("레가시 시스템 호환성을 가진 고속 미디어 액세스 제어, 콸콤 인코포레이티드, 2006.08.10 공개)
따라서, 본 발명의 목적은 애드혹 인지 무선 네트워크에서 종래 MAC 프로토콜이 가지고 있던 문제점을 극복하기 위한 것으로, CRN 환경에서 네트워크 전체의 성능 개선과 낮은 전송률을 가진 2차 유저 소스 노드의 전송 횟수 증가를 보장하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명 다른 목적은 2차 유저 소스 노드들이 데이터 전송을 위해 경쟁함으로써 발생하는 병목 현상을 홉핑 방법을 이용하지 않고도 다중 채널에서 동시에 채널 예약을 할 수 있도록 하여 완화할 수 있도록 하고, 2차 유저 릴레이 노드를 이용한 협력 통신을 수행함으로써 낮은 전송률을 가진 2차 유저 소스 노드들이 데이터 전송 횟수를 증가시켜 결론적으로 전체 네트워크 처리율을 향상시키는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법은 애드혹 인지 무선 네트워크에서 다중 채널을 활용하여 2차 유저 소스 노드와 2차 유저 릴레이 노드가 협력 통신 방법에 있어서, 상기 2차 유저 소스 노드들이 가용 채널 및 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 채널 확보 단계; 및 상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 2차 유저 릴레이 노드와 협력 통신 프레임 교환을 수행하여 직접 또는 협력 통신을 통해 데이터를 전송하는 전송 단계를 포함할 수 있다.
상기 채널 확보 단계는 상기 2차 유저 소스 노드들이 부반송파를 센싱하여 상기 가용 채널을 확보하는 가용 채널 확보 단계; 및 상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 가용 채널 중 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 직접 전송을 위한 채널 확보 단계를 포함할 수 있다.
상기 가용 채널 확보 단계에서, 상기 2차 유저 소스 노드는 1차 유저 노드가 사용하지 않고 상기 1차 유저 노드에 간섭을 미치지 않는 적어도 하나 이상의 부반송파를 센싱하여 인지할 수 있고, 상기 센싱을 통해 획득한 부반송파 정보를 통해 상기 가용 채널을 확보할 수 있다.
상기 가용 채널 확보 단계에서, 상기 적어도 하나 이상의 부반송파를 통해 상기 가용 채널을 확보할 때, 비연속적인 다중 채널에서 다중 데이터를 동시에 수신할 수 있도록 하는 DOFDM 송수신기를 사용할 수 있다.
상기 가용 채널 확보 단계에서, 상기 DOFDM 송수신기는 상기 가용 채널 중 하나의 채널에서 데이터를 변조하여 전송하는 송신기 및 상기 가용 채널에서 수신되는 데이터를 각각의 채널별로 구분하여 복조하는 수신기를 포함할 수 있다.
상기 직접 전송을 위한 채널 확보 단계에서, 상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 1차 유저 노드들 및 다른 2차 유저 노드들이 상기 다중 채널을 점유했는지 여부와 관련된 정보를 획득하기 위해 매 사이클마다 각 채널로부터 수신되는 RTS(Requset To Send)/CTS(Clear To Send) 프레임을 오버히어링(Overhearing)하여 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블을 업데이트할 수 있다.
상기 직접 전송을 위한 채널 확보 단계에서, 상기 가용 채널들은 각각 T만큼의 시간 슬롯을 가지고, 상기 T만큼의 시간 슬롯 각각이 상기 RTS/CTS 프레임을 교환하기 충분한 시간을 가지며, 상기 2차 유저 소스 노드들은 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보하기 위해 각각 무작위로 채널과 시간 슬롯을 선택함으로써 특정 경쟁 슬롯을 선택할 수 있다.
상기 직접 전송을 위한 채널 확보 단계에서, 상기 2차 유저 소스 노드들은 상기 선택한 경쟁 슬롯에서 상기 RTS 프레임을 2차 유저 목적지 노드에 전송하고, 상기 2차 유저 목적지 노드가 상기 RTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우, 상기 2차 유저 목적지 노드로부터 상기 CTS 프레임을 수신하여 상기 가용 채널 중 하나를 직접 전송을 위해 확보할 수 있다.
상기 전송 단계는 상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드와 상기 협력 통신 프레임을 교환하는 협력 통신 프레임 교환 단계; 및 상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드의 획득 여부에 따라 직접 통신 또는 협력 통신을 통해 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계를 포함할 수 있다.
상기 협력 통신 프레임 교환 단계에서, 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보한 상기 2차 유저 소스 노드는 상기 2차 유저 릴레이 노드를 선택할 때, 상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드로 상기 가용 채널 또는 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드들을 제외한 나머지 2차 유저 노드 중 하나를 선택할 수 있다.
상기 협력 통신 프레임 교환 단계에서, 상기 2차 유저 소스 노드는 상기 2차 유저 릴레이 노드로써 선택될 수 있는 나머지 2차 유저 노드 중 상기 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블을 참조하여 가장 효율이 좋은 노드를 상기 2차 유저 릴레이 노드로 선택할 수 있다.
상기 협력 통신 프레임 교환 단계에서, 상기 2차 유저 소스 노드는 상기 2차 유저 릴레이 노드에 협력 통신을 요청하기 위한 cRTS(cooperative communication Ready To Send) 프레임을 전송하고, 상기 2차 유저 릴레이 노드가 상기 cRTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우 상기 2차 유저 릴레이 노드로부터 상기 협력 통신을 위한 채널 점유가 완료되었음을 알리는 cCTS(cooperative communication Clear To Send) 프레임을 수신함으로써 상기 협력 통신 프레임을 교환할 수 있다.
상기 2차 유저 소스 노드는 데이터 전송 단계에 있어서, 상기 협력 통신 프레임 교환 단계에서 상기 2차 유저 릴레이 노드와 정상적으로, cRTS/cCTS 프레임을 교환하였을 경우, 협력 통신을 통해 상기 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송하고, 상기 협력 통신 프레임 교환 단계에서 상기 2차 유저 릴레이 노드와 정상적으로, cRTS/cCTS 프레임을 교환하지 못하였을 경우, 직접 통신을 통해 상기 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치는, 애드혹 인지 무선 네트워크에서 다중 채널을 활용하여 2차 유저 소스 노드와 2차 유저 릴레이 노드가 협력 통신을 하기 위한 협력 통신 장치에 있어서, 상기 2차 유저 소스 노드들이 가용 채널 및 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 채널 확보부; 및 상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 2차 유저 릴레이 노드와 협력 통신 프레임 교환을 수행하여 직접 또는 협력 통신을 통해 데이터를 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.
상기 채널 확보부는 상기 2차 유저 소스 노드들이 부반송파를 센싱하여 상기 가용 채널을 확보하는 가용 채널 확보부; 및 상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 가용 채널에서 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 직접 전송을 위한 채널 확보부를 포함할 수 있다.
상기 가용 채널 확보부는 1차 유저 노드가 사용하지 않고 상기 1차 유저 노드에 간섭을 미치지 않는 적어도 하나 이상의 부반송파를 센싱하여 인지할 수 있고, 상기 센싱을 통해 획득한 부반송파 정보를 통해 상기 가용 채널을 확보할 수 있다.
상기 가용 채널 확보부는 상기 적어도 하나 이상의 부반송파를 통해 상기 가용 채널을 확보할 때, 비연속적인 다중 채널에서 다중 데이터를 동시에 수신할 수 있도록 하는 DOFDM 송수신기를 사용할 수 있다.
상기 DOFDM 송수신기는 상기 가용 채널 중 하나의 채널에서 데이터를 변조하여 전송하는 송신기 및 상기 가용 채널에서 수신되는 데이터를 각각의 채널별로 구분하여 복조하는 수신기를 포함할 수 있다.
상기 직접 전송을 위한 채널 확보부는 상기 1차 유저 노드들 및 다른 2차 유저 노드들이 상기 다중 채널을 점유했는지 여부와 관련된 정보를 획득하기 위해 매 사이클마다 각 채널로부터 수신되는 RTS(Requset To Send)/CTS(Clear To Send) 프레임을 오버히어링(Overhearing)하여 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블을 업데이트할 수 있다.
상기 가용 채널들은 각각 T만큼의 시간 슬롯을 가지고, 상기 T만큼의 시간 슬롯 각각이 RTS/CTS 프레임을 교환하기 충분한 시간을 가지며, 상기 직접 전송을 위한 채널 확보부가 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보하기 위해 각각 무작위로 채널과 시간 슬롯을 선택함으로써 특정 경쟁 슬롯을 선택할 수 있다.
상기 직접 전송을 위한 채널 확보부는 상기 선택한 경쟁 슬롯에서 상기 RTS 프레임을 2차 유저 목적지 노드에 전송하고, 상기 2차 유저 목적지 노드가 상기 RTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우 상기 2차 유저 목적지 노드로부터 상기 CTS 프레임을 수신하여 상기 가용 채널 중 하나를 직접 통신을 위해 확보할 수 있다.
상기 전송부는 상기 2차 유저 릴레이 노드와 상기 협력 통신 프레임을 교환하는 협력 통신 프레임 교환부; 및 2차 유저 릴레이 노드의 획득 여부에 따라 직접 통신 또는 협력 통신을 통해 데이터를 전송하는 데이터 전송부를 포함할 수 있다.
상기 협력 통신 프레임 교환부는 상기 2차 유저 릴레이 노드를 선택할 때, 상기 가용 채널 또는 상기 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드들을 제외한 나머지 2차 유저 노드 중 하나를 상기 2차 유저 릴레이 노드로 선택할 수 있다.
상기 협력 통신 프레임 교환부는 상기 2차 유저 릴레이 노드로써 선택될 수 있는 나머지 2차 유저 노드 중에서 상기 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블을 참조하여 가장 효율이 좋은 노드를 상기 2차 유저 릴레이 노드로 선택할 수 있다.
상기 협력 통신 프레임 교환부는 상기 2차 유저 릴레이 노드에 협력 통신을 요청하기 위한 cRTS 프레임을 전송하고, 상기 2차 유저 릴레이 노드가 상기 cRTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우, 상기 2차 유저 릴레이 노드로부터 상기 협력 통신을 위한 채널 점유가 완료되었음을 알리는 cCTS 프레임을 수신함으로써 상기 협력 통신 프레임을 교환할 수 있다.
상기 전송부는 상기 협력 통신 프레임 교환부에서 상기 2차 유저 릴레이 노드와 정상적으로 cRTS/cCTS 프레임을 교환하였을 경우, 협력 통신을 통해 상기 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송하고, 상기 협력 통신 프레임 교환부에서 상기 2차 유저 릴레이 노드와 정상적으로, cRTS/cCTS 프레임을 교환하지 못하였을 경우, 직접 통신을 통해 상기 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송할 수 있다.
본 발명의 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법 및 장치에 따르면, 다중 채널을 제어 채널로써 이용해 제어 채널에서 발생하는 병목 현상을 완화하여 전송 채널 확보 성능을 향상시킬 수 있으며, 2차 유저 릴레이 노드를 활용한 협력 전송을 가능하게 함으로써 데이터 전송률이 낮은 2차 유저 소스 노드가 더 많은 데이터를 전송할 수 있도록 하여 네트워크의 전체 처리율을 향상시키는 효과가 있다.
더욱이, 확보된 전송 채널이 데이터 전송 단계 전까지 존재하지 않을 경우 다시 채널 확보 단계를 수행함으로써 채널이 낭비되는 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 한정된 주파수 환경에서 고속 데이터 전송률을 지원하고, 주파수 효율성을 향상시킴에 따라 인프라에 의존하지 않는 애드혹 네트워크에서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 인지 무선 네트워크에서 종래 하나의 제어 채널을 사용하는 다중 채널 MAC 프로토콜의 동작과정을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법의 동작 과정을 설명하기 위해 네트워크 토폴로지와 함께 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법을 개략적으로 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법의 동작 과정을 시간축 상의 채널 점유 상태와 교환되는 프레임을 통해 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에 있어서, DOFDM을 기반으로 센싱을 수행하였을 때 가용 부반송파를 채널로 정의하는 것을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에 있어서, 협력 통신을 수행하기 위해 2차 유저 노드와 채널 정보를 저장하는 SCIT의 구조를 도시한 도면,
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에 있어서, MAC 프로토콜의 동작을 위해 새롭게 정의된 컨트롤 프레임 중 cRTS 프레임을 도시한 도면,
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에 있어서, MAC 프로토콜의 동작을 위해 새롭게 정의된 컨트롤 프레임 중 cCTS 프레임을 도시한 도면,
도 8은 2차 유저 소스 노드의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도,
도 9는 2차 유저 소스 노드가 임의로 분포되어 있는 네트워크에서 포화상태의 트래픽 조건일 경우, Phase I 슬롯 수를 고정하고 2차 유저 노드 수를 증가했을 때 가용 채널 수(H)에 따른 처리율 성능을 도시한 도면,
도 10은 2차 유저 소스 노드가 임의로 분포되어 있는 네트워크에서 포화상태의 트래픽 조건일 경우, 가용 채널 수를 고정하고 2차 유저 노드 수를 증가했을 때 따라 시간 슬롯 수(T)에 따른 처리율 성능을 도시한 도면,
도 11은 2차 유저 소스 노드가 임의로 분포되어 있는 네트워크에서 포화상태의 트래픽 조건일 경우, 2차 유저 노드 수를 고정하고 Phase I의 시간 슬롯 수(T)를 증가했을 때 가용 채널 수에 따른 처리율 성능을 도시한 도면,
도 12는 2차 유저 소스 노드가 임의로 분포되어 있는 네트워크에서 포화상태의 트래픽 조건일 경우, 2차 유저 노드 수와 가용 채널 수를 고정하고 Phase I의 시간 슬롯 수(T)를 증가했을 때 데이터 구간 길이에 따른 처리율 성능을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 종래에 하나의 제어 채널에서 단계를 구분하여 사용하는 다중 채널 MAC 프로토콜, 즉 SPCC 방법을 이용한 MAC 프로토콜에 DOFDM을 적용하였을 때의 동작 과정을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 MAC 프로토콜은 센싱 구간에서 가용채널을 확보한 이후, 데이터를 전송할 채널 확보를 위해 경쟁을 하게 된다. 종래의 MAC 프로토콜에서는 RTS/CTS 교환 방법으로 IEEE 802.11 무선 랜에서 채널 확보 경쟁을 위해 사용하는 이진 지수 백 오프 알고리즘(Backoff Algorithm)을 사용한다. 이는 DCF의 이진 지수 백오프 동작 후 RTS/CTS 컨트롤 프레임 교환으로 이루어진다. 이진 지수 백 오프 알고리즘을 통해 백오프 윈도우 값을 각각 설정하고, 백 오프 윈도우 값이 0이 된 2차 유저 소스 노드는 RTS 컨트롤 프레임을 즉시 2차 유저 목적지 노드에게 전송하여 채널 사용을 알린다. RTS 컨트롤 프레임은 충돌 없이 전송되면 2차 유저 목적지 노드는 SIFS(Short InterFrame Space) 시간 후에 RTS 컨트롤 프레임을 전송한 2차 유저 소스 노드에게 CTS 컨트롤 프레임을 전송한다. 2차 유저 노드들은 RTS/CTS의 오버히어링을 통해 다른 2차 유저 노드에 의해 확보된 채널을 알 수 있으며 이후에 RTS/CTS 전송시 확보되지 않은 채널의 정보를 포함하여 데이터 전송 채널을 확보한다. 이후 데이터 전송 구간에서 확보한 전송 채널을 통해 데이터를 전송한다. CTS를 수신한 2차 유저 소스 노드는 점유된 채널을 통해 SIFS 후에 데이터 프레임을 2차 유저 목적지 노드에게 전송하게 되고 이를 수신한 2차 유저 목적지 노드는 송신 단말에게 전송이 성공했음을 알리는 ACK 컨트롤 프레임을 SIFS 뒤에 전송한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법의 동작 과정을 설명하기 위해 네트워크 토폴로지와 함께 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 2차 유저 목적지 노드는 여러 그룹으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 8개의 목적지 그룹을 도시하고 있다. 2차 유저 소스 노드는 목적지 그룹으로 직접 전송(회색 화살표) 또는 2차 유저 릴레이 노드를 이용한 협력 전송(검정색 화살표)을 통해 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 협력 통신 방법은 기존 IEEE 802.11 무선 랜의 RTS/CTS 동작과정을 기반으로 동작하여 2차 유저 릴레이 노드의 유무에 따라 직접 통신 또는 협력 통신을 모두 지원한다.
협력 통신 방법의 각 단말은 그룹 i에 따른 전송률 Ri를 가지며 IEEE 802.11 표준에 따라 그룹 i는 1에서부터 I까지의 범위를 갖는다. 여기서 I는 해당 표준이 변복조기술에 따라 지원할 수 있는 총 전송률의 수를 의미한다. 본 발명에서 실시예로써 사용된 IEEE 802.11a 표준에서 그룹 i는 [1, 8]의 범위를 가지며 (I=8), 그룹에 따른 전송률은 6Mbps, 9Mbps, 12Mbps, 18Mbps, 24Mbps, 36Mbps, 48Mbps, 54Mbps를 각각 지원한다. 본 발명에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에서 2차 유저 릴레이 노드는 전송 채널 확보에 성공한 2차 유저 소스 노드가 협력 통신을 통해 전송할 경우 직접 전송을 할 때에 비해 데이터 전송 횟수가 많을 경우 2차 유저 소스 노드에 의해 선택되어 협력통신을 수행한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법은 부반송파를 센싱하여 가용채널을 확보하는 단계(310), 가용 채널에서 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 단계(320), 2차 유저 릴레이 노드와 협력 통신 프레임을 교환하는 단계(330), 2차 유저 릴레이 노드의 확보 여부를 판단하는 단계(340), 및 2차 유저 릴레이 노드를 이용한 협력 통신(350) 또는 2차 유저 목적지 노드와 직접 통신(352)을 통해 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
가용 채널 확보 단계(310)에서, 2차 유저 소스 노드는 부반송파 센싱을 통해 1차 유저 노드가 사용하지 않고 1차 유저 노드에 간섭을 미치지 않는 적어도 하나 이상의 부반송파를 센싱하여 채널을 인지할 수 있다. 2차 유저 소스 노드는 센싱을 통해 획득한 부반송파 정보를 통해 가용 채널을 확보한다. 여기서, 2차 유저 소스 노드가 적어도 하나 이상의 부반송파를 통해 가용 채널을 확보할 때, 비연속적인 다중 채널에서 다중 데이터를 동시에 수신할 수 있도록 하는 DOFDM 송수신기를 사용할 수 있다. DOFDM 송수신기는 가용 채널 중 하나의 채널에서 데이터를 변조하여 전송하는 송신기를 포함할 수 있다. 또한, 가용 채널에서 수신되는 데이터를 각각의 채널별로 구분하여 복조하는 수신기를 포함할 수 있다.
직접 전송을 위한 채널 확보 단계(320)에서, 2차 유저 소스 노드는 가용 채널 확보 단계(310)에서 확보된 가용 채널 중에서 2차 유저 목적지 노드로 직접 전송할 수 있는 채널을 확보한다. 이는 위해, 2차 유저 소스 노드들은 1차 유저 노드들 및 다른 2차 유저 노드들이 다중 채널을 점유했는지 여부와 관련된 정보를 획득하기 위해 매 사이클마다 각 채널로부터 수신되는 RTS(Requset To Send)/CTS(Clear To Send) 프레임을 오버히어링(Overhearing)한다. 이를 통해 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블(SCIT)을 업데이트할 수 있다.
가용 채널들은 각각 T만큼의 시간 슬롯을 가지고, T만큼의 시간 슬롯 각각은 RTS/CTS 프레임을 교환하기 충분한 시간을 갖는다. 또한, 2차 유저 소스 노드들은 직접 전송을 위한 채널을 확보하기 위해 각각 무작위로 채널과 시간 슬롯을 선택함으로써 특정 경쟁 슬롯을 선택할 수 있다.
따라서, 2차 유저 소스 노드들은 선택한 경쟁 슬롯에서 RTS 프레임을 2차 유저 목적지 노드에 전송하고, 2차 유저 목적지 노드는 RTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우, 2차 유저 소스 노드로 CTS 프레임을 전송한다. 그러면, 2차 유저 소스 노드는 2차 유저 목적지 노드로부터 CTS 프레임을 수신하여 가용 채널 중 하나를 직접 전송을 위해 확보할 수 있다.
협력 통신 프레임 교환 단계(330)에서, 2차 유저 소스 노드는 2차 유저 릴레이 노드를 선택하기 위해 협력 프레임을 교환한다. 이때, 2차 유저 소스 노드는 가용 채널 또는 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드들을 제외한 나머지 2차 유저 노드 중 하나를 2차 유저 릴레이 노드로 선택할 수 있다. 이는 가용 채널 또는 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드는 다른 데이터 전송에 관여하고 있기 때문에 2차 유저 소스 노드와 협력할 수 있는 2차 유저 릴레이 노드가 될 수 없으므로 후보군에서 제외되는 것이다. 협력 통신 프레임 교환 단계(330)에서, 2차 유저 소스 노드는 가용 채널 또는 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드를 제외한 나머지 2차 유저 노드 중 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블(SCIT)을 참조하여 가장 효율이 좋은 노드를 2차 유저 릴레이 노드로 선택할 수 있다.
또한, 2차 유저 소스 노드는 2차 유저 릴레이 노드에 협력 통신을 요청하기 위해 cRTS 프레임을 전송한다. 2차 유저 릴레이 노드는 2차 유저 소스 노드로부터 cRTS 프레임을 수신하여 2차 유저 릴레이 노드가 cRTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우, 2차 유저 소스 노드로 협력 통신을 위한 채널 점유가 완료되었음을 알리는 cCTS 프레임을 전송한다. 2차 유저 소스 노드는 2차 유저 릴레이 노드로부터 cCTS 프레임을 수신함으로써 협력 통신 프레임 교환을 완료한다.
2차 유저 릴레이 노드 확보 판단 단계(340)는 2차 유저 소스 노드와 2차 유저 릴레이 노드 간에 협력 통신 프레임을 교환함으로써 협력 통신이 가능한지를 판단하는 단계이다.
이후, 2차 유저 릴레이 노드가 확보되었으면, 2차 유저 소스 노드는 2차 유저 릴레이 노드와 협력 통신을 통해 2차 유저 목적지 노드로 데이터를 전송한다(350). 2차 유저 릴레이 노드가 확보되지 않았으면, 2차 유저 소스 노드는 2차 유저 목적지 노드로 직접 통신을 통해 데이터를 전송한다(352).
데이터 전송에 있어서, 2차 유저 소스 노드는 데이터 전송 구간 길이를 인지할 수 있다. 따라서, 2차 유저 소스 노드는 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법의 동작 과정을 시간축 상의 채널 점유 상태와 교환되는 프레임을 통해 도시한 도면이다.
가용 채널 확보 단계(310)에 해당하는 센싱(Sensing) 구간에서 2차 유저 노드들은 가용한 채널을 획득한다. 이후 직접 전송을 위한 채널 확보 단계(320: Phase I), 협력 통신 프레임 교환 단계(330: Phase II)를 포함하는 경쟁-오버히어링(Contention-Overhearing) 구간에서 2차 유저 노드들은 데이터를 전송할 채널과 2차 유저 릴레이 노드를 획득한다. 데이터 전송 단계(350. 352)에 해당하는 데이터 전송 구간에서 2차 유저 소스 노드들은 데이터를 2차 유저 릴레이 노드 획득 여부에 따라 직접 혹은 협력 통신을 통하여 2차 유저 목적지 노드에게 전송한다.
가용 채널 확보 단계(310)에서 모든 2차 유저 노드는 센싱(Sensing)을 통해 가용한 부반송파를 채널 단위로 정의한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에 있어서, DOFDM을 기반으로 센싱을 수행하였을 때 가용 부반송파를 채널로 정의하는 것을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 채널들은 가용한 센싱을 통해 사용 가능한 부반송파와 사용 불가능한 부반송파로 나눌 수 있다. 본 발명에 따른 협력 통신 방법은 이러한 센싱을 통해 사용 가능한 부반송파를 인지하여 가용 채널을 확보할 수 있다.
다시 도 4로 돌아가서, 직접 전송을 위한 채널 확보 단계(320: Phase I)와 협력 통신 프레임 교환 단계(330: Phase II) 단계에서 모든 2차 유저 노드들은 SCIT를 통해 다른 2차 유저 노드와 채널상태의 정보를 수집 및 관리한다. 2차 유저 노드의 정보는 데이터 프레임 전송시 교환되는 컨트롤 프레임의 MAC 헤더와 PLCP 헤더 정보를 통해 수집가능하다.
SCIT에 저장된 이후 중계 단말은 측정된 수신신호 세기가 높은 단말의 순으로 SCIT를 지속적으로 갱신 및 관리한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에 있어서, 협력 통신을 수행하기 위해 2차 유저 노드와 채널 정보를 저장하는 SCIT의 구조를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, SCIT는 협력 통신을 수행하기 위해 2차 유저 노드에게 채널과 관련된 중요한 정보들을 제공한다. 여기에는, 2차 유저 노드의 어드레스(6 byte), 2차 유저 소스 노드에서 2차 유저 릴레이 노드까지의 채널 전송률(RSR: 1 byte), 2차 유저 소스 노드에서 2차 유저 목적지 노드까지의 채널 전송률(RSD: 1 byte) 및 현재 사이클에서의 채널 점유 상태(1 byte)가 포함될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 직접 전송을 위하 채널 확보 단계(320: Phase I)의 첫 번째 시간 슬롯에서 차 유저 노드 1과 2차 유저 노드 2는 2차 유저 노드 2와 2차 유저 노드 3에게 채널 3과 채널 4에서 RTS 메시지를 보낸다. 2차 유저 노드 1은, 2차 유저 노드 2가 같은 시간 슬롯에서 RTS를 전송하고 있기 때문에 충돌을 겪으며 이에 따라 전송 채널을 획득하지 못한다. 반면 2차 유저 노드 2는 2차 유저 노드 3으로부터 CTS를 수신하여 RTS를 전송한 채널을 데이터의 직접 전송을 위해 확보한다. 첫 번째 슬롯에서 2차 유저 노드 2가 채널 4와 2차 유저 목적지 노드 3을 획득하였기 때문에 이를 선택한 다른 2차 유저들은 전송을 포기하고 협력 통신 프레임 전송 단계(Phase II)에서 2차 유저 릴레이 노드로서 동작할 수 있다.
두 번째 시간 슬롯에서는 2차 유저 노드 4, 2차 유저 노드 5, 2차 유저 노드 6, 그리고 2차 유저 노드 7이 RTS를 전송한다. 2차 유저 노드 5와 2차 유저 노드 6은 동일한 채널의 동일한 슬롯, 즉 같은 경쟁 슬롯에서 RTS를 전송하였기 때문에 충돌하여 전송 채널을 확보하지 못한다. 한편 2차 유저 노드 4와 2차 유저 노드 7이 2차 유저 노드 8을 2차 유저 목적지 노드로써 동일하게 선택하였는데, 2차 유저 노드 8이 2차 유저 노드 4를 선택하였기 때문에 2차 유저 노드 7은 충돌을 겪으며 채널을 확보하지 못한다.
직접 전송을 위한 채널 확보 단계(Phase I)의 마지막 슬롯에서 2차 유저 노드 9와 2차 유저 노드 10은 각각의 2차 유저 목적지 노드로부터 CTS를 수신하여 채널을 확보한다.
결과적으로 직접 전송을 위한 채널 확보 단계(Phase I)에서는 2차 유저 노드 2, 2차 유저 노드 4, 2차 유저 노드 9, 그리고 2차 유저 노드 10이 직접 전송을 위한 채널을 확보하였다.
협력 통신 프레임 교환 단계(Phase II)에서는 직접 전송을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드들이 2차 유저 소스 노드로서 SCIT에 있는 2차 유저 노드 중 효율이 가장 좋은 2차 유저 노드를 2차 유저 릴레이 노드로 선택한다.
IEEE 802.11a을 기반으로 협력 통신을 구현하기 위해 본 발명에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법은 도 7a 및 도 7b에 도시된 추가적인 2가지의 컨트롤 프레임을 정의한다. 도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에 있어서, MAC 프로토콜의 동작을 위해 새롭게 정의된 컨트롤 프레임 중 cRTS 프레임을 도시한 도면이고, 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법에 있어서, MAC 프로토콜의 동작을 위해 새롭게 정의된 컨트롤 프레임 중 cCTS 프레임을 도시한 도면이다.
도 7a를 참조하면, cRTS 프레임은 2차 유저 소스 노드가 2차 유저 릴레이 노드에게 협력 요청을 하기 위한 프레임으로 RTS 프레임과 유사한 역할을 수행한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, cRTS 프레임은 프레임 컨트롤, 듀레이션, 2차 유저 목적지 노드 어드레스, 2차 유저 릴레이 노드 어드레스, 선택적 어드레스(2차 유저 소스 노드 어드레스), 2차 유저 소스 노드에서 2차 유저 릴레이 노드까지의 채널 전송률(RSR), 2차 유저 소스 노드에서 2차 유저 목적지 노드까지의 채널 전송률(RSD) 및 FCS를 포함할 수 있다.
도 7b를 참조하면, cCTS 프레임은 2차 유저 릴레이 노드가 협력 통신을 위한 채널점유가 완료되었음을 2차 유저 소스 노드와 2차 유저 목적지 노드에게 알리는 프레임으로 CTS 프레임과 유사한 역할을 한다. 도 7b에 도시된 바와 같이, cCTS 프레임은 프레임 컨트롤, 듀레이션, 수신기 1 어드레스(2차 유저 소스 노드 어드레스), 수신기 2 어드레스(2차 유저 목적지 노드 어드레스) 및 FCS를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 2차 유저 노드 9는 2차 유저 릴레이 노드가 없거나 혹은 협력 전송시 효율이 직접 전송에 비하여 좋지 않기 때문에 cRTS를 전송하지 않는다. 2차 유저 노드 4와 2차 유저 노드 10은 2차 유저 노드 1을 2차 유저 릴레이 노드로서 동일하게 선택하여 cRTS를 전송하였다. 그러나 2차 유저 노드 1이 2차 유저 노드 4를 선택하여 2차 유저 노드 10은 충돌을 겪으며 2차 유저 릴레이 노드를 확보하지 못한다. 2차 유저 노드 2는 정상적으로 2차 유저 노드 5로부터 cCTS를 받아 2차 유저 릴레이 노드를 획득한다.
데이터 전송 단계(350, 352)에 해당하는 데이터 전송 구간에서 2차 유저 노드 4와 2차 유저 노드 2는 2차 유저 릴레이 노드인 2차 유저 노드 1과 2차 유저 노드 5를 통해 2차 유저 노드 8과 2차 유저 노드 3으로 데이터를 협력 전송한다. 한편 2차 유저 노드 9와 2차 유저 노드 10은 2차 유저 목적지 노드인 2차 유저 노드 11과 2차 유저 노드 12로 직접 통신 방법으로 데이터를 전송한다.
데이터 전송 단계(350, 352)가 마무리되면 다시 가용 채널 확보 단계(310)로 돌아가 위의 동작을 다시 수행한다.
도 4의 실시예에 있어서, 2차 유저 노드는 항상 전송할 데이터 프레임을 보유한 포화(Saturation) 상태의 트래픽 조건을 가진다. 본 발명의 성능측정을 위한 예로 사용된 표준은 IEEE 802.11a 표준이며, 새롭게 정의한 컨트롤 프레임을 제외한 컨트롤 프레임의 크기는 IEEE 802.11a의 표준을 따른다. 표 1과 표 2에서 시뮬레이션에서 사용된 컨트롤 프레임 및 헤더의 크기와 시간 파라미터를 각각 정의한다.
Figure 112011067318832-pat00001
Figure 112011067318832-pat00002
여기서, 표 2의 단위는 μsec이다.
도 8은 2차 유저 소스 노드의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치(예컨대, 2차 유저 소스 노드)는 가용 채널 확보부(810), 직접 전송을 위한 채널 확보부(820), 협력 통신 프레임 교환부(830) 및 데이터 전송부(840)를 포함할 수 있다.
가용 채널 확보부(810)는 부반송파 센싱을 통해 1차 유저 노드가 사용하지 않고 1차 유저 노드에 간섭을 미치지 않는 적어도 하나 이상의 부반송파를 센싱하여 채널(812)을 인지할 수 있다. 가용 채널 확보부(810)는 센싱을 통해 획득한 부반송파 정보를 통해 가용 채널을 확보한다. 여기서, 가용 채널 확보부(810)가 적어도 하나 이상의 부반송파를 통해 가용 채널을 확보할 때, 비연속적인 다중 채널(812)에서 다중 데이터를 동시에 수신할 수 있도록 하는 DOFDM 송수신기를 사용할 수 있다. DOFDM 송수신기는 가용 채널 중 하나의 채널에서 데이터를 변조하여 전송하는 송신기를 포함할 수 있다. 또한, 가용 채널에서 수신되는 데이터를 각각의 채널(812)별로 구분하여 복조하는 수신기를 포함할 수 있다.
직접 전송을 위한 채널 확보부(820)는 가용 채널 확보부(810)를 통해 확보된 가용 채널 중에서 2차 유저 목적지 노드(822)로 직접 전송할 수 있는 채널을 확보한다. 이는 위해, 직접 전송을 위한 채널 확보부(820)는 1차 유저 노드들 및 다른 2차 유저 노드들이 다중 채널을 점유했는지 여부와 관련된 정보를 획득하기 위해 매 사이클마다 각 채널로부터 수신되는 RTS(Requset To Send)/CTS(Clear To Send) 프레임을 오버히어링(Overhearing)한다. 이를 통해 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블(SCIT)을 업데이트할 수 있다.
가용 채널들은 각각 T만큼의 시간 슬롯을 가지고, T만큼의 시간 슬롯 각각은 RTS/CTS 프레임을 교환하기 충분한 시간을 갖는다. 직접 전송을 위한 채널 확보부(820)는 직접 전송을 위한 채널을 확보하기 위해 각각 무작위로 채널과 시간 슬롯을 선택함으로써 특정 경쟁 슬롯을 선택할 수 있다.
따라서, 직접 전송을 위한 채널 확보부(820)는 선택한 경쟁 슬롯에서 RTS 프레임을 2차 유저 목적지 노드(822)에 전송하고, 2차 유저 목적지 노드(822)는 RTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우, 직접 전송을 위한 채널 확보부(820)로 CTS 프레임을 전송한다. 그러면, 직접 전송을 위한 채널 확보부(820)는 2차 유저 목적지 노드(822)로부터 CTS 프레임을 수신하여 가용 채널 중 하나를 직접 전송을 위해 확보할 수 있다.
협력 통신 프레임 교환부(830)는 2차 유저 릴레이 노드(832)를 선택하기 위해 협력 프레임을 교환한다. 이때, 협력 통신 프레임 교환부(830)는 가용 채널 또는 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드들을 제외한 나머지 2차 유저 노드 중 하나를 2차 유저 릴레이 노드(832)로 선택할 수 있다. 이는 가용 채널 또는 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드는 다른 데이터 전송에 관여하고 있기 때문에 2차 유저 소스 노드와 협력할 수 있는 2차 유저 릴레이 노드(832)가 될 수 없기 때문에 후보군에서 제외되는 것이다. 협력 통신 프레임 교환부(830)는 가용 채널 또는 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드를 제외한 나머지 2차 유저 노드 중 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블(SCIT)을 참조하여 가장 효율이 좋은 노드를 2차 유저 릴레이 노드(832)로 선택할 수 있다.
또한, 협력 통신 프레임 교환부(830)는 2차 유저 릴레이 노드(832)에 협력 통신을 요청하기 위해 cRTS 프레임을 전송한다. 2차 유저 릴레이 노드(832)는 협력 통신 프레임 교환부(830)로부터 cRTS 프레임을 수신하여 협력 통신을 위한 채널이 확보된 경우, 협력 통신 프레임 교환부(830)로 협력 통신을 위한 채널 점유가 완료되었음을 알리는 cCTS 프레임을 전송한다. 협력 통신 프레임 교환부(830)는 2차 유저 릴레이 노드(832)로부터 cCTS 프레임을 수신함으로써 협력 통신 프레임 교환을 완료한다.
이후, 2차 유저 릴레이 노드가 확보되었으면, 데이터 전송부(840)는 2차 유저 릴레이 노드와 협력 통신을 통해 2차 유저 목적지 노드로 데이터를 전송한다. 2차 유저 릴레이 노드가 확보되지 않았으면, 데이터 전송부(840)는 2차 유저 목적지 노드로 직접 통신을 통해 데이터를 전송한다.
데이터 전송에 있어서, 본 발명에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치는 데이터 전송 구간 길이를 인지할 수 있고, 이에 따라 2차 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송할 수 있다.
도 9, 도 10, 도 11 및 도 12에는 본 발명에 따른 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법의 성능 비교를 위해 하나의 제어 채널에서 단계를 구분하여 사용하는 SPCC 방법을 이용한 협력 통신 방법과 비교하여 나타내었다.
도 9과 도 10에서는 네트워크 내 총 단말의 개수를 0개에서 50개까지 증가시켜가며 가용 채널 수(H)와 Phase I의 시간 슬롯 수(T) 변화에 따른 처리율 성능을 측정하였다. 도 9의 Phase I 시간 슬롯 수는 8이며, 도 10의 채널 수는 6이다.
도 11과 도 12에서는 Phase I의 시간 슬롯 수(T)를 0개에서 50개까지 증가시켜가며 처리율 성능을 측정하였다. 도 11과 12에서의 2차 유저 노드 수는 30이다. 도 12에서는 데이터 전송 구간 길이를 실시예로써 IEEE 802.11a에서의 6Mbps로 전송했을 때, 하나의 데이터를 전송할 수 있는 길이를 Tr1로 하고, 이에 두 배(Tr2), 그리고 세 배(Tr3) 길이만큼 변화시켜 처리율 성능을 측정하였다. 2차 유저 노드는 임의로 전개되도록 시뮬레이션을 실시하였다. 처리율 성능은 본 발명에 따른 협력 통신 방법의 성능이상 개선 여부를 확인하기 위한 성능 분석요소이다.
도 9는 2차 유저 소스 노드가 임의로 분포되어 있는 네트워크에서 포화상태의 트래픽 조건일 경우, Phase I 슬롯 수를 고정하고 2차 유저 노드 수를 증가했을 때 가용 채널 수(H)에 따른 처리율 성능을 도시한 도면이다. 도 9에서 나타난 바와 같이, 가용한 채널의 증가는 최대로 얻을 수 있는 처리율의 증가를 의미한다. 도 9에 나타난 모든 프로토콜들의 성능은 가용 채널이 증가함에 따라 향상된다. 본 발명에 따른 협력 통신 방법은 Phase I 수가 적은 경우에 2차 유저 노드 수에 영향을 많이 받는다.
본 발명에 따른 협력 통신 방법의 처리율은 가용 채널 수가 2이고 2차 유저 노드 수가 20 이상인 경우부터 SPCC 방법보다 낮은 처리율을 보이지만, 채널이 증가함에 따라 SPCC 비하여 월등한 처리율 성능 보인다. 이는 채널이 증가함에 따라 본 발명에 따른 협력 통신 방법은 경쟁 슬롯이 증가하기 때문인데, 2차 유저 노드가 다중 채널로 분산되면서 병목 현상이 완화되는 효과가 있다.
도 10은 2차 유저 소스 노드가 임의로 분포되어 있는 네트워크에서 포화상태의 트래픽 조건일 경우, 가용 채널 수를 고정하고 2차 유저 노드 수를 증가했을 때 따라 시간 슬롯 수(T)에 따른 처리율 성능을 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 협력 통신 방법의 처리율 성능이 Phase I 슬롯 수의 증가에 따라 감소한다. 이는 이미 최대로 얻을 수 있는 처리율을 얻은 이후에 Phase I 슬롯 수가 증가했기 때문인데, 2차 유저 노드의 수 증가에 따라 가장 높은 처리율을 얻기 위해 요구되는 최적의 Phase I 슬롯 수를 초과한 것을 의미한다.
반면 SPCC 방법은 가장 높은 처리율을 아직 얻지 못했기 때문에 Phase I 슬롯 수가 증가함에 따라 성능이 증가한다. 2차 유저 노드의 수 증가에 따라 본 발명에 따른 협력 통신 방법은 경쟁 슬롯이 충분할 경우 SPCC에 비하여 덜 민감하지만, Phase I 슬롯과 채널이 고정된 개수를 가지는 경우 2차 유저 노드가 꾸준히 증가하게 되면 최대 성능을 보인 후에 감소하게 된다.
도 11은 2차 유저 소스 노드가 임의로 분포되어 있는 네트워크에서 포화상태의 트래픽 조건일 경우, 2차 유저 노드 수를 고정하고 Phase I의 시간 슬롯 수(T)를 증가했을 때 가용 채널 수에 따른 처리율 성능을 도시한 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 유저 수와 채널 수가 고정되었을 경우 최적의 Phase I 슬롯 수가 존재함을 보이고 있다. 채널 수가 증가함에 따라 본 발명에 따른 협력 통신 방법은 SPCC 방법에 비하여 더 적은 Phase I 슬롯을 요구한다. 채널 증가에 따라 경쟁 슬롯이 증가하기 때문에 최적의 Phase I 슬롯 수는 더 적어진다.
도 12는 2차 유저 소스 노드가 임의로 분포되어 있는 네트워크에서 포화상태의 트래픽 조건일 경우, 2차 유저 노드 수와 가용 채널 수를 고정하고 Phase I의 시간 슬롯 수(T)를 증가했을 때 데이터 구간 길이에 따른 처리율 성능을 도시한 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 협력 통신으로 얻는 이득이 데이터 구간이 길어짐에 따라 증가함을 볼 수 있다. 데이터 구간이 길어짐에 따라 데이터 전송 횟수도 많아지게 되는데, 협력 통신을 하여 전송하게 되면 이러한 직접 전송을 할 때에 비하여 추가로 전송되는 데이터가 많아지게 되므로 얻는 이득이 커진다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (26)

  1. 애드혹 인지 무선 네트워크에서 다중 채널을 활용하여 2차 유저 소스 노드와 2차 유저 릴레이 노드 간에 협력 통신을 하는 방법에 있어서(여기서, 2차 유저 노드들은 1차 유저 노드가 사용하지 않는 채널을 확보하여 통신하는 노드를 가리킴),
    상기 2차 유저 소스 노드들이 가용 채널 및 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 채널 확보 단계; 및
    상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 2차 유저 릴레이 노드와 협력 통신 프레임 교환을 수행하여 직접 또는 협력 통신을 통해 데이터를 전송하는 전송 단계를 포함하되, 상기 채널 확보 단계가,
    상기 2차 유저 소스 노드들이 부반송파를 센싱하여 상기 가용 채널을 확보하는 가용 채널 확보 단계; 및
    상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 가용 채널에서 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 직접 전송을 위한 채널 확보 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가용 채널 확보 단계에서,
    상기 2차 유저 소스 노드가, 상기 1차 유저 노드가 사용하지 않고 상기 1차 유저 노드에 간섭을 미치지 않는 적어도 하나 이상의 부반송파를 센싱하여 인지할 수 있고, 상기 센싱을 통해 획득한 부반송파 정보를 통해 상기 가용 채널을 확보하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가용 채널 확보 단계에서,
    상기 적어도 하나 이상의 부반송파를 통해 상기 가용 채널을 확보할 때, 비연속적인 다중 채널에서 다중 데이터를 동시에 수신할 수 있도록 하는 DOFDM 송수신기를 사용하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가용 채널 확보 단계에서,
    상기 DOFDM 송수신기가 상기 가용 채널 중 하나의 채널에서 데이터를 변조하여 전송하는 송신기 및 상기 가용 채널에서 수신되는 데이터를 각각의 채널별로 구분하여 복조하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 직접 전송을 위한 채널 확보 단계에서,
    상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 1차 유저 노드들 및 다른 2차 유저 노드들이 상기 다중 채널을 점유했는지 여부와 관련된 정보를 획득하기 위해 매 사이클마다 각 채널로부터 수신되는 RTS(Requset To Send)/CTS(Clear To Send) 프레임을 오버히어링(Overhearing)하여 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 직접 전송을 위한 채널 확보 단계에서,
    상기 가용 채널들이 각각 T만큼의 시간 슬롯을 가지고, 상기 T만큼의 시간 슬롯 각각이 RTS/CTS 프레임을 교환하기 충분한 시간을 가지며,
    상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보하기 위해 각각 무작위로 채널과 시간 슬롯을 선택함으로써 특정 경쟁 슬롯을 선택하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 직접 전송을 위한 채널 확보 단계에서,
    상기 2차 유저 소스 노드들이 상기 선택한 경쟁 슬롯에서 상기 RTS 프레임을 2차 유저 목적지 노드에 전송하고, 상기 2차 유저 목적지 노드가 상기 RTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우, 상기 2차 유저 목적지 노드로부터 상기 CTS 프레임을 수신하여 상기 가용 채널 중 하나를 직접 전송을 위해 확보하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전송 단계가,
    상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드와 상기 협력 통신 프레임을 교환하는 협력 통신 프레임 교환 단계; 및
    상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드의 획득 여부에 따라 직접 통신 또는 협력 통신을 통해 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 협력 통신 프레임 교환 단계에서,
    상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드를 선택할 때, 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보한 상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드로 상기 가용 채널 또는 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드들을 제외한 나머지 2차 유저 노드 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 협력 통신 프레임 교환 단계에서,
    상기 2차 유저 소스 노드가, 상기 2차 유저 릴레이 노드로 선택될 수 있는 상기 나머지 2차 유저 노드 중 상기 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블을 참조하여 가장 효율이 좋은 노드를 상기 2차 유저 릴레이 노드로 선택하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 협력 통신 프레임 교환 단계에서,
    상기 2차 유저 소스 노드가, 상기 2차 유저 릴레이 노드에 협력 통신을 요청하기 위한 cRTS(cooperative communication Ready To Send) 프레임을 전송하고, 상기 2차 유저 릴레이 노드가 상기 cRTS 프레임을 정상적으로 수신한 경우 상기 2차 유저 릴레이 노드로부터 상기 협력 통신을 위한 채널 점유가 완료되었음을 알리는 cCTS(cooperative communication Clear To Send) 프레임을 수신함으로써 상기 협력 통신 프레임을 교환하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 전송 단계에서,
    상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드와 정상적으로 cRTS/cCTS 프레임을 교환했을 경우, 상기 협력 통신을 통해 상기 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송하고,
    상기 2차 유저 소스 노드가 상기 2차 유저 릴레이 노드와 정상적으로 cRTS/cCTS 프레임을 교환하지 못하였을 경우, 상기 직접 통신을 통해 상기 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 방법.
  14. 애드혹 인지 무선 네트워크에서 다중 채널을 활용하여 2차 유저 소스 노드와 2차 유저 릴레이 노드 간에 협력 통신을 하기 위한 장치에 있어서(여기서, 2차 유저 노드들은 1차 유저 노드가 사용하지 않는 채널을 확보하여 통신하는 노드를 가리킴),
    가용 채널 및 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 채널 확보부; 및
    상기 2차 유저 릴레이 노드와 협력 통신 프레임 교환을 수행하여 직접 또는 협력 통신을 통해 데이터를 전송하는 전송부를 포함하되, 상기 채널 확보부가,
    부반송파를 센싱하여 상기 가용 채널을 확보하는 가용 채널 확보부; 및
    상기 가용 채널에서 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보하는 직접 전송을 위한 채널 확보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 가용 채널 확보부가,
    상기 1차 유저 노드가 사용하지 않고 상기 1차 유저 노드에 간섭을 미치지 않는 적어도 하나 이상의 부반송파를 센싱하여 인지할 수 있고, 상기 센싱을 통해 획득한 부반송파 정보를 통해 상기 가용 채널을 확보하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 가용 채널 확보부가,
    상기 적어도 하나 이상의 부반송파를 통해 상기 가용 채널을 확보할 때, 비연속적인 다중 채널에서 다중 데이터를 동시에 수신할 수 있도록 하는 DOFDM 송수신기를 사용하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 DOFDM 송수신기가 상기 가용 채널 중 하나의 채널에서 데이터를 변조하여 전송하는 송신기 및 상기 가용 채널에서 수신되는 데이터를 각각의 채널별로 구분하여 복조하는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 직접 전송을 위한 채널 확보부가,
    상기 1차 유저 노드들 및 다른 2차 유저 노드들이 상기 다중 채널을 점유했는지 여부와 관련된 정보를 획득하기 위해 매 사이클마다 각 채널로부터 수신되는 RTS(Requset To Send)/CTS(Clear To Send) 프레임을 오버히어링(Overhearing)하여 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 가용 채널들이 각각 T만큼의 시간 슬롯을 가지고, 상기 T만큼의 시간 슬롯 각각이 RTS/CTS 프레임을 교환하기 충분한 시간을 가지며,
    상기 직접 전송을 위한 채널 확보부가 상기 직접 전송을 위한 채널을 확보하기 위해 각각 무작위로 채널과 시간 슬롯을 선택함으로써 특정 경쟁 슬롯을 선택하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 직접 전송을 위한 채널 확보부가,
    상기 선택한 경쟁 슬롯에서 상기 RTS 프레임을 2차 유저 목적지 노드에 전송하고, 상기 2차 유저 목적지 노드가 상기 RTS 프레임을 정상적으로 수신하였을 경우 상기 2차 유저 목적지 노드로부터 상기 CTS 프레임을 수신하여 상기 가용 채널 중 하나를 직접 통신을 위해 확보하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  22. 제 14 항에 있어서, 상기 전송부가,
    상기 2차 유저 릴레이 노드와 상기 협력 통신 프레임을 교환하는 협력 통신 프레임 교환부; 및
    상기 2차 유저 릴레이 노드의 획득 여부에 따라 직접 통신 또는 협력 통신을 통해 데이터를 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 협력 통신 프레임 교환부가,
    상기 2차 유저 릴레이 노드를 선택할 때, 상기 가용 채널 또는 상기 직접 통신을 위한 채널을 확보한 2차 유저 노드들을 제외한 나머지 2차 유저 노드 중 하나를 상기 2차 유저 릴레이 노드로 선택하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 협력 통신 프레임 교환부가,
    상기 2차 유저 릴레이 노드로써 선택될 수 있는 상기 나머지 2차 유저 노드 중에서 상기 2차 유저 노드 및 채널 정보 테이블을 참조하여 가장 효율이 좋은 노드를 상기 2차 유저 릴레이 노드로 선택하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  25. 제 22 항에 있어서, 상기 협력 통신 프레임 교환부가,
    상기 2차 유저 릴레이 노드에 협력 통신을 요청하기 위한 cRTS 프레임을 전송하고, 상기 2차 유저 릴레이 노드가 상기 cRTS 프레임을 정상적으로 수신한 경우 상기 2차 유저 릴레이 노드로부터 상기 협력 통신을 위한 채널 점유가 완료되었음을 알리는 cCTS 프레임을 수신함으로써 상기 협력 통신 프레임을 교환하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
  26. 제 14 항에 있어서, 상기 전송부는,
    상기 2차 유저 릴레이 노드와 정상적으로 cRTS/cCTS 프레임을 교환했을 경우, 상기 협력 통신을 통해 상기 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송하고,
    상기 2차 유저 릴레이 노드와 정상적으로 cRTS/cCTS 프레임을 교환하지 못하였을 경우, 상기 직접 통신을 통해 상기 데이터를 가능한 횟수만큼 최대로 전송하는 것을 특징으로 하는 애드혹 인지 무선 네트워크에서의 협력 통신 장치.
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