KR101290826B1 - 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치 - Google Patents

지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101290826B1
KR101290826B1 KR1020120057882A KR20120057882A KR101290826B1 KR 101290826 B1 KR101290826 B1 KR 101290826B1 KR 1020120057882 A KR1020120057882 A KR 1020120057882A KR 20120057882 A KR20120057882 A KR 20120057882A KR 101290826 B1 KR101290826 B1 KR 101290826B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
information
node
sector
ack
antenna
Prior art date
Application number
KR1020120057882A
Other languages
English (en)
Inventor
조성래
박래혁
유정석
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020120057882A priority Critical patent/KR101290826B1/ko
Priority to PCT/KR2012/008966 priority patent/WO2013141460A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101290826B1 publication Critical patent/KR101290826B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0623—Auxiliary parameters, e.g. power control [PCB] or not acknowledged commands [NACK], used as feedback information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치를 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 무선 통신 시스템에서 소스 노드의 통신 방법은, 소스 노드가 통신 커버리지 내의 데스티네이션 노드(destination node)들 각각의 빔 방향 정보를 포함하는 빔 테이블을 생성하는 단계; 상기 빔 테이블에 기초하여 안테나 빔의 제1 섹터에 대한 ACK 취합 순서를 스케줄링하는 단계; 상기 제1 섹터에서 i개(i는 정수)의 데이타 프레임을 브로드캐스팅하는 단계; 상기 안테나 빔을 제2 섹터로 스위칭하고, 상기 제2 섹터에서 브로드캐스팅을 수행하는 단계; 및 상기 제2 섹터의 브로드캐스팅 완료 후 안테나 빔을 상기 제1 섹터로 스위칭하고, 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들의 취합된 ACK 정보를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나는 상기 빔 테이블에 기초하여 생성된 ACK 취합1 스케줄링 정보를 포함한다.

Description

지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RELIABLE COMMUNICATION USING BEAM TABLE IN DIRECTIONAL WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 여기서, 지향성 무선 통신 시스템은 IEEE 802.11ad와 같은 1Gbps이상의 고속 데이터 서비스가 가능한 무선 로컬 네트워크(Wireless Local Area Network, WLAN)일 수 있다.
최근, 1Gbps 이상의 고속 데이터 서비스가 가능한 무선 로컬 네트워크에 관한 연구가 활발하다. 고속 데이터 서비스는 고 지향성 안테나(directional antenna)를 이용하여 60GHz 대역의 주파수를 사용하여 높은 성능(throughput)을 보장한다.
IEEE 802.11ad 기반의 WLAN을 이용한 서비스는 신뢰성 있는 브로드캐스팅(reliable broadcasting) 서비스를 포함할 수 있다.
브로드캐스팅 서비스는 VoD 스트리밍, 무선 디스플레이, 대용량 파일 전송, 그룹 통신등의 수 많은 어플리케이션에서 매우 중요할 수 있다.
현재까지, 지향성 안테나를 위한 신뢰성 있는 브로드캐스팅 프로토콜과 관련된 연구는 많지 않으며, 단지 무선 네트워크와 관련된 브로드캐스팅 연구는 수 많은 연구가 진행되어 왔다.
브로드캐스팅과 관련된 종래기술에서, 송신단(sender)은 모든 수신단(receiver, 리시버)들로 프레임을 브로드캐스트하고, 모든 리시버들 각각의 ACK는 ACK 폭발(implosion) 문제를 방지하기 위해 스케줄링된다. 이때, 송신단은 ACK가 수신되지 않은 리시버를 기록한 비트맵 테이블을 유지할 수 있다.
송신단은 비트맵 정보를 포함하는 원래의 브로드캐스트 프레임을 재전송하고, 프레임을 수신하지 못한 리시버는 에러를 정정할 수 있다.
이와 같이, 종래기술에서 모든 리시버들은 ACK를 전송하여야 하기 때문에, 필연적으로 딜레이가 발생할 수 있고, 통신 시스템 전체의 성능(throughput)은 저하될 수 있다. 리시버들의 숫자가 많을수록 통신 시스템 전체의 성능(throughput)은 더 저하될 것이다.
한편, NAK 기반의 브로드캐스팅 방법은, 모든 전송 프레임들이 전송 실패된 경우 적절한 제어가 이루어지지 않을 수 있다.
ACK 및 NAK 모두를 이용하는 hybrid 시스템의 경우, 리더로 선택된 리시버와 송신단은 ACK 기반의 브로드캐스팅을 수행하고, 나머지 리시버들은 NAK 기반의 브로드캐스팅을 수행할 수 있다. 이때, hybrid 시스템 역시 리더로 선택된 리시버 이외의 리시버들의 경우, NAK 기반의 브로드캐스팅 방법과 동일한 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 지향성 무선 통신 시스템에서 ACK의 지연 및 충돌을 피할 수 있는 통신 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 무선 통신 시스템에서 소스 노드의 통신 방법은, 소스 노드가 통신 커버리지 내의 데스티네이션 노드(destination node)들 각각의 빔 방향 정보를 포함하는 빔 테이블을 생성하는 단계; 상기 빔 테이블에 기초하여 안테나 빔의 제1 섹터에 대한 ACK 취합 순서를 스케줄링하는 단계; 상기 제1 섹터에서 i개(i는 정수)의 데이타 프레임을 브로드캐스팅하는 단계; 상기 안테나 빔을 제2 섹터로 스위칭하고, 상기 제2 섹터에서 브로드캐스팅을 수행하는 단계; 및 상기 제2 섹터의 브로드캐스팅 완료 후 안테나 빔을 상기 제1 섹터로 스위칭하고, 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들의 취합된 ACK 정보를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나는 상기 빔 테이블에 기초하여 생성된 ACK 취합1 스케줄링 정보를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치는, 테나 빔을 사용하여 데이타 프레임을 브로드캐스팅하는 안테나부; 상기 안테나 빔을 스위칭하는 안테나 스위칭부; 및 통신 커버리지 내의 데스티네이션 노드(destination node)들 각각의 빔 방향 정보를 포함하는 빔 테이블을 생성하고, 상기 빔 테이블에 기초하여 ACK 취합 순서를 스케줄링하는 제어부를 포함하고, 상기 안테나부는 제1 구간(duration)에서 제1 섹터로 i개(i는 정수)의 데이타 프레임을 브로드캐스팅하며 제2 구간에서 제2 섹터로 브로드캐스팅을 수행하고, 상기 안테나 스위칭부는 상기 제1 구간 및 리포팅 구간 이후 상기 안테나 빔을 상기 제2 섹터로 스위칭하고, 상기 제2 구간 이후 상기 안테나 빔을 상기 제1 섹터로 스위칭하고, 상기 안테나부는 상기 제2 구간 이후 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들의 취합된 ACK 정보를 수신한다.
본 발명에 따르면, 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법이 가능하고, 또한, 지향성 무선 통신 시스템에서 ACK의 지연 및 충돌을 피할 수 있다.
본 발명에 따른 지향성 무선 통신 시스템은 ACK의 지연 및 충돌을 피할 수 있다.
도 1은 N=4이고 M=13인 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 네트워크 토폴로지를 나타낸다.
도 2는 frame error rate(FER)을 기준으로 신뢰도를 비교한 예를 나타낸다.
도 3은 frame loss rate(FLR) 을 기준으로 신뢰도를 비교한 예를 나타낸다.
도 4는 frame error rate(FER)을 기준으로 전송 지연을 비교한 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치(소스 노드)의 구성 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지향성 안테나의 빔을 통해 데이터를 송수신하는 지향성 무선 통신 시스템에서, 소스 노드(source node)의 통신 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치(데스티네이션)의 구성 예를 나타낸다.
도 8은 도 1의 시나리오에서 통신 타이밍의 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 적용되는 BTBR(Beam Table-based Reliable Broadcast)의 원리에 대해 살펴 본다. 이후, BTBR을 이용한 통신 방법 및 통신 장치에 대해 설명하기로 한다.
본 명세서에서 제안되는 실시예들은, 지향성 무선 통신시스템에서 ACK 기반의 신뢰성 있는 브로드캐스트 프로토콜에 관한 것이다. 이때, 지향성 무선 통신 시스템은 60GHz 기술과 같은 지향성 안테나를 이용한 무선 통신 시스템을 의미한다.
ACK 기반의 기술(scheme)은 ACK 폭발(implosion) 및 전송 지연의 문제를 가질 수 있다. 이때, 전송 지연은 ACK의 수신에 소요되는 지연 시간에 의해 발생할 수 있다.
< BTBR(Beam Table-based Reliable Broadcast) 기법>
본 명세서에서 지향성 무선 통신 시스템은, K개(K는 정수)의 빔 패턴들(beam patterns)이 오버래핑되지 않는(non-overlapping) 안테나 빔 스위칭 시스템이라 가정한다. 여기서, 안테나 빔 스위칭 시스템은 예를 들어 IEEE 802.11 MAC 규격을 따르는 시스템일 수 있다. 또한, 예를 들어 60GHz 무선 통신 시스템은 안테나 빔을 스위칭할 수 있고, 복수의 빔들이 오버래핑되지 않도록 구현될 수 도 있다. 여기서, 안테나 빔의 스위칭이란, 안테나를 통해 방사되는 빔을 공간적으로 이동시키는 것일 수 있다.
지향성 통신에서, 하나의 빔이 전송되거나 수신되는 경우, 나머지 빔들은 차단된다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 N개(N은 정수)의 빔들이 동시에 브로드캐스팅되는 경우를 고려하지 않는다. 즉, 안테나 빔은 0부터 N-1번째까지 순차적으로 브로드캐스팅될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 지향성 무선 통신 시스템은 단일 홉(hop) 환경이고, 소스(이하, 'S'라 표시함)는 M개(M은 정수)의 데스티네이션(destination)(di,
Figure 112012043521507-pat00001
)에 대한 브로드캐스트 센더(sender)로 동작한다. 이때, S는 360ㅀ를 커버하는 N개의 개별 빔(disjoint beam)들을 사용할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 D n은 S의 n번째 빔(
Figure 112012043521507-pat00002
)을 수신하는 영역에 위치한 데스티네이션들의 그룹을 의미한다. 예를 들어, 도 1에서 D 0={d2, d4, d5, d12}이다. Bi, j는 노드 i에서 노드 j로 향한 빔 넘버(beam number)를 의미한다. 노드 i가 노드 j로 빔 전송을 할 수 없는 경우, 즉 노드 i와 노드 j의 통신 링크가 없거나 노드 i가 노드 j에 대한 정보를 갖고 있지 않은 경우, Bi, j는 -1로 설정된다. 즉, [표 1]에서 "-1"은 노드 i와 노드 j의 통신 링크가 없거나 노드 i가 노드 j에 대한 정보를 갖고 있지 않은 경우를 나타낸다.
이때, 도 1은 N=4이고 M=13인 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 네트워크 토폴로지를 나타낸다.
지향성 무선 통신 시스템이 구성되는 초기에, 임의의 노드는 다른 노드들의 빔 정보를 알지 못한다. 즉, 네트워크가 구성되는 초기에는 노드 i는 통신 커버리지 내에 노드 j가 존재하는 경우에도 Bi, j에 대한 정보를 알지 못할 수 있다.
그러나, 네트워크가 충분히 설정된(established) 경우, 각각의 노드들은 데이터 프레임의 교환이나 hello 메시지 등의 수신을 통해, 다른 노드들의 빔 정보를 알 수 있다. 이때, 빔 정보는 다른 노드의 빔 포밍 스케줄이나, 빔 방향 등 빔 포밍과 관련된 모든 정보를 의미한다. 즉, 빔 정보는 지향성 안테나를 통해 통신을 수행하기 위한 각종 정보를 포함할 수 있으며, 60GHz 기술 관련 통신 규격에 정의된 정보일 수 도 있다.
예를 들어, 네트워크의 설정 초기에 센더 S(즉, 노드 i가 센더 S인 경우)가 전송하는 데이터 프레임은 "(1) Bi, j의 목록", "(2) Bj, i의 목록"을 포함할 수 있다. 이때, Bi, j의 목록은 예를 들어 [표 1]에 기재된 각각의 열(row)이고, Bj, i의 목록은 예를 들어 [표 1]에 기재된 각각의 행(column)일 수 있다. 이때, 노드 i와 노드 j는 서로 통신 가능한 거리에 위치한다. 네트워크 설정 초기에 교환되거나 수신되는 빔 정보에 기초하여 네트워크 내의 노드는 [표 1]과 같은 빔 테이블을 생성하고, 빔 테이블을 저장할 수 있다. 이와 같이 빔 테이블을 생성하는 일련의 과정을 "빔 테이블 캐싱(beam table caching)"라 칭하기로 한다.
[표 1] 도 1에서 소스의 빔 테이블 예시
Figure 112012043521507-pat00003
S를 센더 세트(set)이라 칭하고, R(또는 D)을 리시버 세트라 칭하기로 한다. 이때, 빔 테이블은 매트릭스
Figure 112012043521507-pat00004
와 같이 표현될 수 있다.
< ACK Combination >
BTRB 기법에서, 센더 S는 D n 부터 D (n+1)%N (%는 modulo 연산을 의미함)까지의 회전 방식(circular fashion)으로 데이타 프레임을 멀티캐스팅할 수 있다. 즉, 도 1에서 소스 노드 S는 D 0에 대해 데이타 프레임을 브로드캐스팅(제1 브로드캐스팅)을 완료한 후, 빔을 1로 스위칭하고 D 1에 데이타 프레임을 브로드캐스팅(제2 브로드캐스팅)할 수 있다.
리시버들의 입장에서 보면, 센더 S가 브로드케스팅을 수행하는 동안 ACK를 전송하는 것이, 브로드캐스팅을 수행하는 센더 S에 간섭을 일으키지 않는 한, 전체 통신 지연을 줄이는데 더 효율적일 수 있다.
즉, 센더 S가 D 1에 프레임을 브로드캐스팅 하는 동안 D 0에 속한 노드들은 제1 브로드캐스팅에 대한 ACK들을 결합(combination)하는 것이 통신 지연을 줄이는데 더 효율적이다.
이때, "ACK들의 결합(combination)" 이란, ACK를 취합(merging)하고, 취합된 ACK를 간섭 없이 소스 노드 S로 전송하는 일련의 과정을 의미할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 "ACK 결합"은 "ACK 취합"과 동일한 의미로 사용한다. 물론, " ACK들의 결합(combination)"이란 용어는 경우에 따라 ACK를 취합(merging)하는 것 자체를 의미할 수 도 있다.
BTRB 기법에서, "ACK들을 결합(combination)"은 D n 내의 리시버들 각각의 비트맵의 비트 단위로 수행되는 논리적 AND 연산에 의해 수행될 수 있다. 이때, 리시버들 각각은 브로드캐스트 프레임에 대한 비트맵(bitmap)을 유지한다. 이때, 비트맵은 i번째 프레임이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 비트맵에서 "1"은 해당 프레임이 성공적으로 수신되었음을 나타낸다. 비트맵들을 논리적 AND 연산함으로써, 최종 리시버는 모든 리시버들 각각에 대해 어떤 프렘임이 성공적으로 수신되었는지를 인지할 수 있다. 이때, 최종 리시버는 ACK를 취합하여 소스 노드 S로 보고하는 리시버일 수 있다.
만일 비트맵의 k번째 비트가 1로 설정된 경우 k번째 프레임이 성공적으로 수신된 것을 의미하고, 0으로 설정된 경우 k번째 프레임이 성공적으로 수신되지 않은 것을 나타낼 수 있다.
비트맵들을 공유하기 위해, 리시버들(즉, 데스티네이션들)은 비트맵 헤더 H를 포함하는 비트맵 프레임을 송수신한다. H는 비트맵의 첫 번째 시퀀스 넘버(SN, sequence number) 및 ACK의 대상이 되는 프레임의 프레임 넘버를 포함할 수 있다. 비트맵의 i번째 비트는 i번째 프레임이 성공적으로 수신 되었는지 여부를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 도 1의 d4가 생성한 비트맵이 다음 예시도 1과 같은 경우, d4는 제1 브로드캐스팅에서 첫 번째(SN (1)), 두번째(SN (2)), 두번째(SN (3)) 및 네번째(SN (4)) 데이타 프레임을 모두 성공적으로 수신한 것을 의미한다.
[예시도 1]
Figure 112012043521507-pat00005
만일, 도 1의 d12가 생성한 비트맵이 다음 예시도 2와 같은 경우, d12는 제1 브로드캐스팅에서 첫 번째(SN (1)) 데이타 프레임을 성공적으로 수신하지 못했음을 나타낸다. 이때, ACK 결합은 d4, d12의 순서로 수행되는 것으로 가정한다.
[예시도 2]
Figure 112012043521507-pat00006
d12는 예시도 3과 같이 자신의 비트맵(화살표 좌측의 좌측 비트맵)과 d4로부터 수신된 비트맵(화살표 좌측의 우측 비트맵)를 논리적 AND 연산하여 화살표 우측과 같은 결합된 비트맵을 생성한다. 결합된 비트맵은 다음 리시버(예를 들어, 도 1의 d2)로 송신된다.
[예시도 3]
Figure 112012043521507-pat00007
BTRB 기법에서, D i의 ACK 결합은 센더의 D (i +1)%N에 대한 브로드캐스팅에 간섭을 주지 않아야 한다. 도 1에서, 센더가 D 1에 브로드캐스팅을 하는 동안, d2가 자신의 비트맵을 d4로 전송하면 d2의 전송은 센더 및 D 1에 간섭을 일으킨다. 따라서, 이러한 ACK 결합에 의한 간섭은 [표 1]의 빔 테이블에 기초하여 방지될 수 있다. 즉, ACK 결합의 순서는 간섭을 피하기 위해 신중하게 결정되어야 한다.
도 1에서, ACK 결합의 순서는 다음과 같이 스케줄링 될 수 있다.
ACK 결합 순서: d4 to d12, d12 to d2, d2 to d5,
이때, d5는 최종 리시버(또는 데스티네이션)로서, 결합된 ACK를 센더 S에게 보고한다.
이와 같은, ACK 결합 순서에 따르면, D 2의 ACK 결합에 의한 센더 및 D 1에 대한 간섭은 발생하지 않는다. 이때, d5의 센더 S로의 보고는 D 1에 대한 브로드캐스팅(제2 브로드캐스팅)이 종료될 때까지 딜레이(delay) 된다. 즉, 센더 S는 제2 브로드캐스팅이 완료 되면, 다시 빔을 스위칭하여 d5로부터 "결합된 비트맵"을 수신한다.
도 1의 예에서, d2로부터 d5로 전송된 "결합된 비트맵"이 예시도 4와 같고, d5에 의해 생성된 비트맵이 예시도 5와 같은 경우, d5는 비트 단위의 AND 연산(프레임 시퀀스 순서대로 연산)을 통해 예시도 6의 화살표 우측에 도시된 "결합된 비트맵"을 생성한다.
[예시도 4]
Figure 112012043521507-pat00008
[예시도 5]
Figure 112012043521507-pat00009
[예시도 6]
Figure 112012043521507-pat00010
d5는 "결합된 비트맵"을 센더 S로 보고하고, 센더 S는 d5로부터 수신된 "결합된 비트맵"을 통해 첫 번째(SN (1)), 세번째(SN (3)) 및 네번째(SN (4)) 데이타 프레임들이 유실(missing) 되었다는 것을 알 수 있다.
BTRB 기법에서, ACK 결합 순서의 스케줄링은 소스 노드에 의해 결정된다. 즉, 소스 노드(센더 S)는 ACK 결합 순서를 스케줄링 한다.
센더 S는 D n에 대한 ACK 결합 순서를 스케줄링 하기 위해 다음 4가지 step을 수행한다.
step 1 : 소스 노드는 빔 테이블로부터
Figure 112012043521507-pat00011
및
Figure 112012043521507-pat00012
를 추출한다. 이때,
Figure 112012043521507-pat00013
은 D n 내 노드들의 통신을 위한 빔 정보이고,
Figure 112012043521507-pat00014
는 센더 S의 브로드캐스팅에 간섭을 일으키기 때문에 ACK 결합을 위해 사용되면 안되는 빔 정보이다. [표 2]의 (a) 및 (b)는 각각 [표 1]의 시나리오를 위한
Figure 112012043521507-pat00015
및
Figure 112012043521507-pat00016
를 나타낸다.
[표 2]
Figure 112012043521507-pat00017
step 2: 소스 노드는 후보 링크 매트릭스(candidate link matrix)(
Figure 112012043521507-pat00018
)를 계산한다. 이때,
Figure 112012043521507-pat00019
는 소스 노드 S가 D (i +1)%N에 대한 브로드캐스팅을 수행하는 시간 구간에서 ACK의 결합에 사용될 수 있는 D n의 빔 정보를 의미한다. 즉,
Figure 112012043521507-pat00020
는 [수학식 1]과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112012043521507-pat00021
수학식 1의 연산자는 각각의 센더가
Figure 112012043521507-pat00022
에서
Figure 112012043521507-pat00023
에 매칭되는 빔 넘버를 제거하는 프로세스를 의미한다. 여기서, 빔 넘버의 제거 결과는 "-1"로 마킹될 수 있다. [표 1] 및 [표 2]에서, 0, 1, 2, 3은 각각의 노드에서 빔 넘버를 나타낸다. 예를 들어, [표 2]의 (a)에서 sender d2의 빔 정보는 {-1, 2, 3, 1}이고 (b)에서 sender d2의 빔 정보는 {2, 1, -1, 2, 2}이기 때문에, {-1, 2, 3, 1}는 (c)와 같이 {-1, -1, 3, -1}로 변경된다. 즉, d2는 해당 시간 구간에서 센더 S 또는 D 1에 간섭을 일으키는 빔 넘버 1, 2를 사용할 수 없고, receiver d5에 대해서만 빔 3을 통해 프레임을 전송할 수 있다.
[표 2]의 (c)
Figure 112012043521507-pat00024
를 통해, 도 1에 도시된 화살표와 같이 d2로부터 d5, d4로부터 d2, d5, d12의 방향으로의 빔 포밍(즉, 프레임 전송)은 간섭 없이 수행 가능함을 알 수 있다.
step 3: 소스 노드는 step 2가 완료되면, ACK 결합 순서를 결정한다. 이때,
Figure 112012043521507-pat00025
을 D n에 속한 하나의 데스티네이션에서 D n에 속한 다른 데스티네이션으로의 경로 연결(path connecting)이라 정의한다. 여기서,
Figure 112012043521507-pat00026
이고 L은
Figure 112012043521507-pat00027
으로부터 획득되는 경로들의 개수를 의미한다. 소스 노드는 수학식 2와 같이 정의될 수 있는 ACK 결합 순서 세트(
Figure 112012043521507-pat00028
)을 선택할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112012043521507-pat00029
수학식 2에서
Figure 112012043521507-pat00030
는 어레이 f의 길이를 의미한다. 예를 들어, [표 1]의 시나리오에서 C 0={d4, d2, d5}일 수 있다. 물론, C 0={d4, d12, d2, d5}일 수 있다. C 0={d4, d2, d5}인 경우, d12는 후술하는 유니캐스트 대상 노드일 수 있다.
step 4: 네트워크의 통신 컨디션에 따라, 일부 데스티네이션의 "Hello message"는 상당한 시간 구간 동안 유실될 수 있다. 이러한 경우, 빔 테이블 정보는 유용하지 않을 수 있다. 통신 환경이 좋지 않은 데스티네이션의 경우 ACK 결합을 수행할 수 없고, ACK를 소스 노드로 유니캐스트하여야 한다. D n에서 ACK를 유니캐스트하는 데스티네이션의 집합을 U n라 가정하면, 소스 노드는 U n = D n - C n으로 계산할 수 있다. 이때, U n에 속한 데스티네이션으로부터의 유니캐스트 순서는 노드 ID(identify, 식별자)의 순서(order) 증가에 따라서 스케줄링 될 수 있다.
<BTRB Protocol>
SNn는 빔 n에서 ACK의 대상이 되는 프레임의 마지막 시퀀스 넘버이고, Q n은 빔 n을 위한 전송 큐(queue)를 의미한다. 이때, 전송 큐는 노드에 구비되며 프레임을 저장하는 일종의 버퍼를 의미한다. 소스 노드는 ACK 결합 순서를 결정한 후, 데이타 프레임을 전송할 준비를 한다.
이때, 소스 노드는 ACK 결합을 시작하는 시간 및 종료하는 시간에 대한 정보를 D n 내의 데스티네이션들로 알려 주어야 한다.
Figure 112012043521507-pat00031
을 C n내의 첫 번째 데스티네이션에 의한 ACK 결합의 시작 시간(start time)이라 정의하고,
Figure 112012043521507-pat00032
을 C n내의 마지막 데스티네이션이 소스로 비트맵 프레임(즉, 결합된 비트맵)을 보고하는 보고 시간이라 정의한다. 그리고,
Figure 112012043521507-pat00033
을 소스 노드가 D n에 데이타 프레임을 브로드캐스팅하기 전의 현재 시스템 시간(current system time)이라 정의하고,
Figure 112012043521507-pat00034
을 프레임 전송 시간이라 정의하고,
Figure 112012043521507-pat00035
을 ACK 전송 시간이라 정의한다.
소스 노드가 D n에 데이타 프레임을 브로드캐스팅 한 후, 소스 노드는
Figure 112012043521507-pat00036
구간 동안
Figure 112012043521507-pat00037
으로부터의 ACK를 기다린다. D n에서의 ACK 결합은 소스 노드가 빔
Figure 112012043521507-pat00038
에서 브로드캐스팅하는 동안 진행되어야 하기 때문에,
Figure 112012043521507-pat00039
는 소스 노드가
Figure 112012043521507-pat00040
에 브로드캐스팅을 시작하는 순간일 수 있다.
따라서,
Figure 112012043521507-pat00041
는 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112012043521507-pat00042
마찬가지로,
Figure 112012043521507-pat00043
은 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112012043521507-pat00044
BTRB 기법에서, D n에 브로드캐스팅 되는 데이타 프레임은 SNn,
Figure 112012043521507-pat00045
,
Figure 112012043521507-pat00046
, C n 및 U n을 포함할 수 있고, 따라서 D n에 속한 데스티네이션들은 ACK 결합을 진행할 수 있다.
< Source and Destination Behavior >
소스 노드는 빔 넘버 n=0부터 브로드캐스팅을 시작한다. 소스 노드는 미확인 프레임(unacknowledged frame)(
Figure 112012043521507-pat00047
)이 존재하면, 이들 미확인 프레임들을 브로드캐스팅할 수 있다.
소스 노드가 D n에 대한 브로드캐스팅을 완료한 경우, 소스 노드에 의해 이전에 브로드캐스팅된 프레임들에 대한
Figure 112012043521507-pat00048
에서의 ACK 결합은 완료된 상태이므로, 소스 노드는 자신의 빔을 (n-1)%N로 스위칭한다. 이후, 소스 노드는
Figure 112012043521507-pat00049
구간에서 C(n-1)%N내의 마지막 데스티네이션으로부터 비트맵 프레임을 수신한다.
다음에, 소스 노드는
Figure 112012043521507-pat00050
구간 동안 유니캐스트 ACK를 기다린다. 비트맵 프레임 및 유니캐스트 ACK가 브로드캐스팅된 프레임들이 성공적으로 수신되었음을 나타내면, 소스 노드는 Q n-1로부터 해당 프레임들을 제거할 수 있다.
이후, 소스 노드는 빔을 (n+1)%N로 스위칭한다.
데스티네이션 노드는 브로드캐스팅된 데이타 프레임을 성공적으로 수신하면, 비트맵의 해당 비트에 이를 마킹(예를 들어 "1"로)한다. 각각의 데스티네이션들은 소스 노드로부터 브로드캐스팅된 데이타 프레임을 통해, 자신의 ACK 결합 순서 또는 유니캐스트 순서를 알 수 있다.
유니캐스트 그룹(즉, 소스 노드에 의해 유니캐스트 ACK를 수행하도록 지정된 데스티네이션들)에서 x 번째 데스티네이션 노드는 시간
Figure 112012043521507-pat00051
에서 소스 노드로 ACK를 유니캐스트할 수 있다.
ACK 결합 그룹(즉, 소스 노드에 의해 ACK 결합을 수행하도록 지정된 데스티네이션들)에서 첫 번째 데스티네이션은, 자신의 비트맵을 생성하고, 생성된 비트맵을
Figure 112012043521507-pat00052
에서 ACK 결합 그룹 내의 다음 데스티네이션으로 릴레이(relay) 한다.
ACK 결합 그룹 내의 마지막 데스티네이션은, 자신의 비트맵을 수신된 비트맵과 결합(즉, 비트 단위의 AND 연산)하고,
Figure 112012043521507-pat00053
에서 결합된 비트맵을 소스 노드로 전송한다.
ACK 결합 그룹 내의 첫 번째 및 마지막 데스티네이션이 아닌 데스티네이션은 릴레이를 통해 수신된 비트맵과 자신의 비트맵을 결합하고, 결합된 비트맵을 다음 데스티네이션으로 릴레이 할 수 있다.
<PERFORMANCE EVALUATION 예시>
도 2는 frame error rate(FER)을 기준으로 신뢰도를 비교한 예를 나타낸다.
도 3은 frame loss rate(FLR) 을 기준으로 신뢰도를 비교한 예를 나타낸다.
도 4는 frame error rate(FER)을 기준으로 전송 지연을 비교한 예를 나타낸다.
도 2 내지 도 4의 측정 예는 데이타 레이트(data rate)가 10Mbps이고, 데이타 프레임의 길이가 1024바이트이고, ACK 프레임의 길이가 2바이트인 경우이다. 이때, 데스티네이션의 개수는 60이고,
Figure 112012043521507-pat00054
는 실제 통신 환경을 가정하여 빔 테이블이 유실된 비율(percent)을 나타낸다.
이때, 신뢰도는 전송 성공 프레임의 개수를 재전송 프레임을 포함한 전송 프레임의 개수로 나눈 값이고, 전송 지연은 데이터 프레임의 전송으로부터 ACK 수신까지의 평균 딜레이를 측정한 값이다.
퍼포먼스 측정 예를 통해서도, 본 발명의 실시예에 따른 BTRB 기술은 종래 기술에 비해 ACK 폭발(implosion) 및 전송 지연의 문제를 경감하고 있음을 알 수 있다.
이하, BTBR의 원리에 기초하여 "BTBR을 이용한 통신 방법 및 통신 장치"의 구체적인 실시예들을 설명한다. 도 1 내지 도 4는 후술하는 통신 방법 및 통신 장치의 설명에 모두 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치(소스 노드)의 구성 예를 나타낸다.
도 5에 도시된 구조는 도 1의 센더 S 즉, 소스 노드의 구조일 수 있다.
도 5를 참조하면, 소스 노드는 안테나부(510), 안테나 스위칭부(520) 및 제어부(530)을 포함한다.
안테나부(510)는 안테나 빔을 사용하여 데이타 프레임을 브로드캐스팅한다.
안테나부(510)는 제1 구간(duration)(예를 들어, 도 8의 T0) 에서 제1 섹터(예를 들어, 도 1의 D 0)로 i개(i는 정수)의 데이타 프레임을 브로드캐스팅하며 제2 구간(예를 들어, 도 8의 T1)에서 제2 섹터(도 1의 D 1)로 브로드캐스팅을 수행한다.
안테나부(510)는 제2 구간 이후 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들의 취합된 ACK 정보를 수신한다. 예를 들어, 안테나부(510)는 도 8의 Tr2의 TE(0)에서 d5로부터 취합된 ACK 정보를 수신할 수 있다. 이때, 취합된 ACK 정보는 예시도 6에 도시된 "결합된 비트맵"을 의미한다.
안테나 스위칭부(520)는 안테나 빔을 스위칭한다. 즉, 안테나 스위칭부(520)는 안테나 빔을 D 0(S의 빔 0), D 1(S의 빔 1), D 2(S의 빔 2), D 3(S의 빔 3)의 순서로 스위칭할 수 있다.
안테나 스위칭부(520)는 상기 제1 구간 및 리포팅구간(도 8의 Tr1) 이후 상기 안테나 빔을 상기 제2 섹터로 스위칭하고, 상기 제2 구간 이후 상기 안테나 빔을 상기 제1 섹터로 스위칭한다.
제어부(530)는 통신 커버리지 내의 데스티네이션 노드(destination node)들 각각의 빔 방향 정보를 포함하는 빔 테이블(예를 들어 도 1)을 생성하고, 상기 빔 테이블에 기초하여 ACK 취합 순서를 스케줄링한다. 즉, 제어부(530)는 "< BTBR(Beam Table-based Reliable Broadcast) 기법>", "<ACK Combination >", "<BTRB Protocol>" 및 "<Source and Destination Behavior >"에서 설명한 모든 동작을 수행하고, 소스 노드의 동작을 제어할 수 있다. 물론, 제어부(530)는 소스 노드의 전반적인 동작을 제어하도록 설계된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
이때, 통신 커버리지는 도 1에 도시된 예에서 D 0, D 1, D 2, D 3이다.
제어부(530)는 "< BTBR(Beam Table-based Reliable Broadcast) 기법>"에서 설명된 바와 같이, 네트워크 설정 과정에서 "노드 i에서 노드 j로 향한 빔 넘버에 대한 정보" 및 "노드 i와 노드 j의 통신 링크가 없거나 노드 i가 노드 j에 대한 정보를 갖고 있지 않은 경우에 대한 정보"를 획득할 수 있다.
또한, 제어부(530)는 상기 "노드 i에서 노드 j로 향한 빔 넘버에 대한 정보" 및 "노드 i와 노드 j의 통신 링크가 없거나 노드 i가 노드 j에 대한 정보를 갖고 있지 않은 경우에 대한 정보"를 이용하여 상기 빔 테이블을 생성할 수 있다.
간단한 예로서, 60GHz 통신 기술 규격에 따르면 각각의 노드들은 안테나 트레이닝을 통해 서로 통신이 가능한 빔 넘버를 알 수 도 있다.
[표 1]에 기재된 예에서, d0는 S와 3번 빔을 이용하여 통신할 수 있고, 0번 빔을 이용하여 d1에 데이타 프레임을 전송할 수 있다. 또한, [표 1]에 기재된 예에서, d0는 d5 및 d8의 빔 정보를 갖고 있지 않거나 통신 링크의 설정이 필요 없고, 빔 정보는 "-1"로 표시되어 있다.
제어부(530)는 상기 제1 섹터 내의 노드들의 통신을 위한 빔 정보(제1 빔 정보) 및 상기 제2 섹터의 브로드캐스팅에 간섭을 일으키는 빔 정보(제2 빔 정보)를 이용하여 상기 제1 섹터에 대한 ACK 취합 순서를 결정할 수 있다.
즉, 제어부(530)는 "<ACK Combination >"에서 설명된 step 1 내지 step 3을 수행할 수 있다.
제어부(530)는 통신 환경에 따라 유니캐스트를 통해 ACK 보고를 수행하는 데스티네이션을 결정하고, 상기 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나에 상기 유니캐스트를 통해 ACK 보고를 수행하는 데스티네이션에 대한 정보를 삽입할 수 있다.
즉, 제어부(530)는 "<ACK Combination >"에서 설명된 step 4를 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지향성 안테나의 빔을 통해 데이터를 송수신하는 지향성 무선 통신 시스템에서, 소스 노드(source node)의 통신 방법을 나타낸다.
도 6에 도시된 방법은, 도 5의 통신 장치 즉, 소스 노드에 의해 수행될 수 있다.
610단계에서 소스 노드는 통신 커버리지 내의 데스티네이션 노드(destination node)들 각각의 빔 방향 정보를 포함하는 빔 테이블을 생성한다. 즉, 소스 노드는 네트워크 설정과정에서 [표 1]과 같은 빔 테이블을 생성할 수 있다.
이때, 상기 빔 테이블은, "노드 i에서 노드 j로 향한 빔 넘버에 대한 정보" 및 "노드 i와 노드 j의 통신 링크가 없거나 노드 i가 노드 j에 대한 정보를 갖고 있지 않은 경우에 대한 정보"를 포함하고, 상기 노드 i와 상기 노드 j는 상기 통신 커버리지 내의 모든 노드들이다.
620단계에서 소스 노드는 상기 빔 테이블에 기초하여 안테나 빔의 제1 섹터에 대한 ACK 취합 순서를 스케줄링한다.
즉, 소스 노드는 "<ACK Combination >"의 step 1 내지 step 3과 같이, 상기 빔 테이블로부터 상기 제1 섹터 내의 노드들의 통신을 위한 빔 정보(제1 빔 정보,
Figure 112012043521507-pat00055
)를 추출한다. 또한, 소스 노드는 상기 빔 테이블로부터 상기 제2 섹터의 브로드캐스팅에 간섭을 일으키는 빔 정보(제2 빔 정보,
Figure 112012043521507-pat00056
)를 추출하고, 상기 제1 빔 정보 및 상기 제2 빔 정보를 이용하여 상기 ACK 취합에 사용되는 빔 정보(제3 빔 정보,
Figure 112012043521507-pat00057
)를 계산한다. 소스 노드는 제3 빔 정보에 기초하여 상기 제1 섹터에 대한 ACK 취합 순서를 결정할 수 있다.
도 1의 예에서, 센더 S가 D 1에 브로드캐스팅을 하는 동안, d2가 자신의 비트맵을 d4로 전송하면 d2의 전송은 센더 및 D 1에 간섭을 일으킨다. 따라서, 소스 노드는 빔 테이블을 이용하여 간섭을 일으키지 않는 ACK 취합 순서를 결정할 수 있다.
이때, 620단계는 통신 환경에 따라 유니캐스트를 통해 ACK 보고를 수행하는 데스티네이션을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나는 상기 유니캐스트를 통해 ACK 보고를 수행하는 데스티네이션에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
630단계에서 소스 노드는 상기 제1 섹터에서 i개(i는 정수)의 데이타 프레임을 브로드캐스팅한다.
이때, 상기 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나는 상기 빔 테이블에 기초하여 생성된 ACK 취합 스케줄링 정보를 포함한다.
이때, 상기 ACK 취합 스케줄링 정보는, 상기 소스 노드의 섹터별 멀티캐스팅 시간, 취합된 ACK 정보의 보고 시간 및 ACK 정보의 취합 순서에 대한 정보를 포함한다.
640단계에서 소스 노드는 상기 안테나 빔을 제2 섹터로 스위칭하고, 상기 제2 섹터에서 브로드캐스팅을 수행한다.
650단계에서 소스 노드는 상기 제2 섹터의 브로드캐스팅 완료 후 안테나 빔을 상기 제1 섹터로 스위칭하고, 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들의 취합된 ACK 정보를 수신한다.
이때, 상기 취합된 ACK 정보는 i개의 데이타 프레임 각각에 대한 수신 성공여부를 명시하는 비트맵을 포함하고, 상기 비트맵에 포함된 i개의 비트들 각각은 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들 각각의 i번째 데이타 프레임의 수신 성공 여부를 AND 연산한 결과이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치(데스티네이션, 또는 데스티네이션 노드)의 구성 예를 나타낸다.
도 7에 도시된 구조는 도 1의 데스티네이션들 각각의 구조일 수 있다.
도 7을 참조하면, 데는 수신부(710), 제어부(720) 및 ACK 정보 취합부(730)를 포함한다.
수신부(710)는 소스 노드 안테나 빔의 제1 섹터에서 멀티캐스팅된 i개(i는 정수)의 데이타 프레임을 수신한다. 수신부(710)는 기 설정된 섹터별로 스위칭 가능한 지향성 안테나(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
제어부(720)는 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나에 포함된 ACK 취합 스케줄링 정보를 확인한다. 제어부(720)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 프로세서는 리시버의 전반적인 동작을 제어하도록 설계된(configured) 것일 수 있다.
ACK 정보 취합부(730)는 ACK 취합(combine or aggregate) 스케줄링 정보에 기초하여 상기 i개의 데이타 프레임에 대한 ACK 정보를 취합한다.
ACK 정보 취합부(730)는 상기 ACK 취합 스케줄링 정보에 포함된 순서에 따라 상기 제1 섹터에 속한 이전 리시버의 ACK 정보를 수신하거나, 상기 순서에 따라 다음 리시버로 ACK 정보를 전송할 수 있다.
ACK 정보 취합부(730)는 비트맵 생성부(731), AND 연산부(733) 및 전송부(735)를 포함할 수 있다.
비트맵 생성부(731)는 i개의 데이타 프레임 각각에 대한 수신여부를 명시하는 "자기(own) 비트맵"을 생성한다.
AND 연산부(733)는 이전 리시버의 비트맵을 수신하고, 상기 이전 리시버의 비트맵과 상기 자기 비트맵을 AND 연산한다. 물론, AND 연산부(733)는 이전 리시버로부터 취합된 비트맵(321)을 수신할 수 도 있다. 여기서, 이전 리시버의 비트맵(311) 또는 이전 리시버로부터 취합된 비트맵(321)은 수신부(710)의 안테나를 통해 수신된다.
전송부(735)는 AND 연산된 결과를 반영한 "취합된(Aggregated) 비트맵"을 상기 소스 노드로 전송한다. 물론, 전송부(735)는 AND 연산된 결과를 반영한 "취합된(Aggregated) 비트맵"을 다음 리시버로 전송할 수 도 있다.
도 8은 도 1의 시나리오에서 통신 타이밍의 예를 나타내는 도면이다.
도 8에서, T0 및 T1은 각각 빔 0 및 빔 1의 브로드캐스팅 주기(period)를 나타내고, Tr1 및 Tr2 은 취합된 ACK들의 리포팅 구간(duration)을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 소스 노드 S는 T0 구간에서 D 0 로 데이타 프레임을 브로드캐스팅한다. 소스 노드 S는 D 0 에 대한 브로드캐스팅 완료 후, 빔을 1로 스위칭하고, T1 구간에서 데이타 프레임을 D 1 로 브로드캐스팅한다. T1 구간에서 D 0 에 속한 리시버들의 ACK는 취합된다.
Ts(0)는 도 1의 시나리오에서 d4가 자신의 비트맵을 d2로 전송하는 시간, 즉 ACK 결합의 시작 시간을 나타낸다.
ACK가 확인되지 않은 다수의 프레임들이 존재할 수 있기 때문에, 소스 노드 S는 프레임들 각각에 대한 ACK의 수신 여부를 추적하고 유지할 수 도 있다.
리시버들 각각은 멀티캐스트 프레임에 대한 비트맵(bitmap)을 유지한다. 이때, 비트맵은 i번째 프레임이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 비트맵에서 "1"은 해당 프레임이 성공적으로 수신되었음을 나타낸다. 비트맵들을 논리적 AND 연산함으로써, 최종 리시버는 모든 리시버들 각각에 대해 어떤 프렘임이 성공적으로 수신되었는지를 인지할 수 있다. 이때, 최종 리시버는 ACK를 취합하여 소스 노드 S로 보고하는 리시버일 수 있다. 논리적 AND 연산은 비트맵의 비트 단위로 수행될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 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.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 지향성 안테나의 빔을 통해 데이터를 송수신하는 지향성 무선 통신 시스템에서, 소스 노드(source node)의 통신 방법에 있어서,
    소스 노드가 통신 커버리지 내의 데스티네이션 노드(destination node)들 각각의 빔 방향 정보를 포함하는 빔 테이블을 생성하는 단계;
    상기 빔 테이블에 기초하여 안테나 빔의 제1 섹터에 대한 ACK 취합 순서를 스케줄링하는 단계;
    상기 제1 섹터에서 i개(i는 정수)의 데이타 프레임을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 안테나 빔을 제2 섹터로 스위칭하고, 상기 제2 섹터에서 브로드캐스팅을 수행하는 단계; 및
    상기 제2 섹터의 브로드캐스팅 완료 후 안테나 빔을 상기 제1 섹터로 스위칭하고, 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들의 취합된 ACK 정보를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나는 상기 빔 테이블에 기초하여 생성된 ACK 취합 스케줄링 정보를 포함하는,
    지향성 무선 통신 시스템에서 소스 노드의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔 테이블은,
    "노드 i에서 노드 j로 향한 빔 넘버에 대한 정보" 및 "노드 i와 노드 j의 통신 링크가 없거나 노드 i가 노드 j에 대한 정보를 갖고 있지 않은 경우에 대한 정보"를 포함하고,
    상기 노드 i와 상기 노드 j는 상기 통신 커버리지 내의 모든 노드들인,
    지향성 무선 통신 시스템에서 소스 노드의 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 ACK 취합 순서를 스케줄링하는 단계는,
    상기 빔 테이블로부터 상기 제1 섹터 내의 노드들의 통신을 위한 빔 정보(제1 빔 정보)를 추출하는 단계;
    상기 빔 테이블로부터 상기 제2 섹터의 브로드캐스팅에 간섭을 일으키는 빔 정보(제2 빔 정보)를 추출하는 단계;
    상기 제1 빔 정보 및 상기 제2 빔 정보를 이용하여 상기 ACK 취합에 사용되는 빔 정보(제3 빔 정보)를 계산하는 단계; 및
    상기 제3 빔 정보에 기초하여 상기 제1 섹터에 대한 ACK 취합 순서를 결정하는 단계를 포함하는,
    지향성 무선 통신 시스템에서 소스 노드의 통신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 ACK 취합 순서를 스케줄링하는 단계는,
    통신 환경에 따라 유니캐스트를 통해 ACK 보고를 수행하는 데스티네이션을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나는 상기 유니캐스트를 통해 ACK 보고를 수행하는 데스티네이션에 대한 정보를 더 포함하는,
    지향성 무선 통신 시스템에서 소스 노드의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 취합된 ACK 정보는 i개의 데이타 프레임 각각에 대한 수신 성공여부를 명시하는 비트맵을 포함하고,
    상기 비트맵에 포함된 i개의 비트들 각각은 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들 각각의 i번째 데이타 프레임의 수신 성공 여부를 AND 연산한 결과인,
    지향성 무선 통신 시스템에서 소스 노드의 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 ACK 취합 스케줄링 정보는,
    상기 소스 노드의 섹터별 멀티캐스팅 시간, 취합된 ACK 정보의 보고 시간 및 ACK 정보의 취합 순서에 대한 정보를 포함하는,
    지향성 무선 통신 시스템에서 소스 노드의 통신 방법.
  7. 지향성 안테나의 빔을 통해 데이터를 송수신하는 지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치에 있어서,
    안테나 빔을 사용하여 데이타 프레임을 브로드캐스팅하는 안테나부;
    상기 안테나 빔을 스위칭하는 안테나 스위칭부; 및
    통신 커버리지 내의 데스티네이션 노드(destination node)들 각각의 빔 방향 정보를 포함하는 빔 테이블을 생성하고, 상기 빔 테이블에 기초하여 ACK 취합 순서를 스케줄링하는 제어부를 포함하고,
    상기 안테나부는 제1 구간(duration)에서 제1 섹터로 i개(i는 정수)의 데이타 프레임을 브로드캐스팅하며 제2 구간에서 제2 섹터로 브로드캐스팅을 수행하고,
    상기 안테나 스위칭부는 상기 제1 구간 및 리포팅 구간 이후 상기 안테나 빔을 상기 제2 섹터로 스위칭하고, 상기 제2 구간 이후 상기 안테나 빔을 상기 제1 섹터로 스위칭하고,
    상기 안테나부는 상기 제2 구간 이후 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들의 취합된 ACK 정보를 수신하는,
    지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    네트워크 설정 과정에서 "노드 i에서 노드 j로 향한 빔 넘버에 대한 정보" 및 "노드 i와 노드 j의 통신 링크가 없거나 노드 i가 노드 j에 대한 정보를 갖고 있지 않은 경우에 대한 정보"를 획득하고,
    상기 "노드 i에서 노드 j로 향한 빔 넘버에 대한 정보" 및 "노드 i와 노드 j의 통신 링크가 없거나 노드 i가 노드 j에 대한 정보를 갖고 있지 않은 경우에 대한 정보"를 이용하여 상기 빔 테이블을 생성하는,
    지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 섹터 내의 노드들의 통신을 위한 빔 정보(제1 빔 정보) 및 상기 제2 섹터의 브로드캐스팅에 간섭을 일으키는 빔 정보(제2 빔 정보)를 이용하여 상기 제1 섹터에 대한 ACK 취합 순서를 결정하는,
    지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    통신 환경에 따라 유니캐스트를 통해 ACK 보고를 수행하는 데스티네이션을 결정하고, 상기 i개의 데이타 프레임 중 적어도 하나에 상기 유니캐스트를 통해 ACK 보고를 수행하는 데스티네이션에 대한 정보를 삽입하는,
    지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 취합된 ACK 정보는 i개의 데이타 프레임 각각에 대한 수신 성공여부를 명시하는 비트맵을 포함하고,
    상기 비트맵에 포함된 i개의 비트들 각각은 상기 제1 섹터에 속한 데스티네이션 노드들 각각의 i번째 데이타 프레임의 수신 성공 여부를 AND 연산한 결과인,
    지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 i개의 데이터 프레임들 중 적어도 하나의 프레임은 상기 취합된 ACK 정보의 보고 시간 및 상기 취합된 ACK 정보의 취합 순서에 대한 정보를 포함하는,
    지향성 무선 통신 시스템의 통신 장치.
KR1020120057882A 2012-03-23 2012-05-31 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치 KR101290826B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120057882A KR101290826B1 (ko) 2012-05-31 2012-05-31 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치
PCT/KR2012/008966 WO2013141460A1 (ko) 2012-03-23 2012-10-30 지향성 무선 통신시스템에서 에크 취합을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120057882A KR101290826B1 (ko) 2012-05-31 2012-05-31 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101290826B1 true KR101290826B1 (ko) 2013-07-29

Family

ID=48998240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120057882A KR101290826B1 (ko) 2012-03-23 2012-05-31 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101290826B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116208922A (zh) * 2023-01-19 2023-06-02 中国电子科技集团公司第十研究所 无线通信网络广播方法、装置、设备及介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090048353A (ko) * 2007-11-08 2009-05-13 삼성전자주식회사 중계 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 응답 채널 전송 장치 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090048353A (ko) * 2007-11-08 2009-05-13 삼성전자주식회사 중계 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 응답 채널 전송 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116208922A (zh) * 2023-01-19 2023-06-02 中国电子科技集团公司第十研究所 无线通信网络广播方法、装置、设备及介质
CN116208922B (zh) * 2023-01-19 2024-04-02 中国电子科技集团公司第十研究所 无线通信网络广播方法、装置、设备及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11758612B2 (en) Communication method and related product
DE60212761T2 (de) Gerät zur drahtlosen Kommunikation
US7457260B2 (en) Transmission control method in a radio access network implementing an automatic repetition request (ARQ) protocol at the base station
KR100997924B1 (ko) 멀티-홉 중계 표준을 기반으로 업링크 하이브리드 자동 반복 요청 패킷들을 전송하는 방법, 무선 통신 시스템, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 및 통신 장치
JP5328793B2 (ja) 中継ネットワークのマルチキャスト／ブロードキャストサービスにおけるアイドル期間を利用したａｒｑ対応型事前送信のための方法
EP1411688B1 (en) Method and apparatus for multicast data retransmission
JP2023153400A (ja) 無線通信方法並びにコンピュータプログラム
JP4774758B2 (ja) 移動通信システム、無線基地局及びそれに用いる再送制御方法
US20080320188A1 (en) Method And Apparatus For Backing Up TCP Connection
US11356206B2 (en) Data transmission and measurement techniques
CN107612662A (zh) 用于数据包中继的系统和方法
CN108141787A (zh) 无线通信装置以及无线通信方法
CN113068166B (zh) 一种基于中继的多设备数据传输系统及方法
KR101290826B1 (ko) 지향성 무선 통신시스템에서 빔 테이블을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치
Lianghai et al. Feasibility study of enabling V2X communications by LTE-Uu radio interface
CN111163481B (zh) 一种数据传输方法及系统
CN106255171A (zh) 多跳无线自组织网络中的跨层协作传输协议及其应用
CN111865480B (zh) 一种直通链路传输方法和终端
KR101336735B1 (ko) 지향성 무선 통신시스템에서 에크 취합을 통한 신뢰적 통신 방법 및 그 장치
Tanigawa et al. Selective retransmission with network coding based on restricted block ACK information in wireless LAN multicast
Kim et al. Efficient multicast scheme based on hybrid ARQ and busy tone for multimedia traffic in wireless LANs
KR101675496B1 (ko) 무선 네트워크에서 수신 확인 정보를 수신하는 장치 및 방법
Yu et al. Broadcasting algorithm based on successful broadcasting ratio and energy balance of nodes in mobile ad hoc networks
Alonso Zárate et al. Cooperative arq: A medium access control (mac) layer perspective
JP2023534212A (ja) 端末装置、通信装置、端末装置の方法、通信装置の方法、及びプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160629

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180625

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190807

Year of fee payment: 7