KR101402909B1 - Apparatus and method for distributed resource scheduling in mobile ad-hoc network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 애드 혹(Ad-hoc) 네트워크에서 분산 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것으로서, 전송할 데이터가 존재하는 경우, 미리 설정된 데이터 전송 예약 구간에서 상기 단말의 스케줄링 정보를 전송하는 과정과, 전송할 데이터가 존재하지 않는 비전송 그룹에 포함된 단말로부터 상기 미리 설정된 데이터 전송 예약 구간에서 상기 단말과 수신 단말 사이의 링크에 대한 가능 전송률 및 전송 예약 단말의 정보 중 적어도 하나를 수신하는 과정과, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 단말의 데이터 전송을 위한 자원을 결정하는 과정을 포함하여, 자원 사용 효율을 높일 수 있는 이점이 있다. The present invention relates to an apparatus and method for allocating distributed resources in an Ad-hoc network, and more particularly, to a method and apparatus for allocating distributed resources in an Ad-hoc network, comprising the steps of transmitting scheduling information of the UE in a preset data transmission reservation interval, Receiving at least one of a possible data rate and a transmission reservation terminal information for a link between the terminal and a reception terminal in the predetermined data transmission reservation interval from a terminal included in a non-existent transmission group; And determining a resource for data transmission of the terminal by using the resource utilization efficiency of the terminal.
애드 혹(Ad-hoc), 전송 예약 구간, 데이터 전송 구간, 스케줄링 Ad-hoc, transmission reservation interval, data transmission interval, scheduling
Description
본 발명은 이동통신 시스템의 애드혹(Ad-hoc) 통신에 관한 것으로서, 특히, 셀룰러 네트워크와 애드 혹 네트워크가 공존하는 환경에서 각 단말들이 애드 혹 네트워크의 자원을 자체적으로 분산 할당하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to ad-hoc communication in a mobile communication system, and more particularly, to an apparatus and method for distributing resources of an ad hoc network by itself in an environment in which a cellular network and an ad hoc network coexist .
현재 이동통신 시스템에서 단말은 특정 기지국에 속해 있으면서 필요에 따라서 상기 기지국을 통하지 않고 단말 간 직접 통신을 수행하는 애드 혹(ad-hoc) 통신기술에 대해 연구를 진행하고 있다. In the current mobile communication system, a mobile station is studying an ad-hoc communication technology that belongs to a specific base station and performs direct communication between the terminals without going through the base station as needed.
도 1은 이동 통신 시스템에서 기지국의 영역 내에서 애드 혹 통신을 활용하는 시나리오를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a scenario in which ad hoc communication is utilized in a region of a base station in a mobile communication system.
상기 도 1을 참조하면, 기지국(101)의 영역(100) 안에 여러 개의 애드 혹 네트워크(120)가 존재할 수 있다. 여기서, 상기 애드 혹 네트워크(120)는 다수의 단말(102-1, 102-2)을 포함하는 애드 혹 그룹으로 구성되며, 해당 그룹 내에 포함되 는 단말(102-1, 102-2)들은 상기 기지국(101)을 통하지 않고 서로 간에 직접 통신을 수행할 수 있다. 상기 기지국(101)은 각 애드 혹 네트워크(120)에 들어오는 단말(102-1, 102-2)들의 목록을 관리하며, 각 애드 혹 네트워크(120)는 기지국(101)의 통제하에 하나의 전용 채널을 할당받을 수 있다. Referring to FIG. 1, a plurality of ad
여기서, 상기 애드 혹 네트워크(120)에 포함은 되어 있지만 애드 혹 통신을 수행하고 있지 않은 단말 A(102-1)가 동일 애드 혹 네트워크(120) 내 단말 B(102-2)와 BE(Best Effort) 트래픽을 교환하고자 하는 경우, 먼저 상기 단말 A(102-1)는 단말 B(102-2)와의 통신을 기지국(101)으로 요청한다. 이때, 상기 기지국(101)은 상기 단말 B(102-2)가 속한 애드 혹 네트워크(120)의 채널과 단말 B(102-2)의 고유번호를 상기 단말 A(102-1)에게 알려준다. 그러면, 상기 단말 A(102-1)는 상기 애드 혹 네트워크(120)의 채널과 단말 B(102-2)의 고유번호를 이용하여, 상기 단말 B(102-2)가 속한 애드 혹 네트워크(120)의 신호를 듣고 있다가, 상기 단말 B(102-2)의 신호를 들을 수 있으면 해당 애드 혹 네트워크(120)에 편입, 즉 애드 혹 통신을 수행하게 된다. 이와 같이, 각 단말들은 필요에 따라서 애드 혹 네트워크를 형성하여 기지국의 자원을 사용하지 않고 단말들 간에 직접 통신함으로써 기지국의 로드를 줄일 수 있다.Here, if the terminal A (102-1) included in the ad
상기 애드 혹 네트워크에서 자원을 나누어 쓰기 위한 기술로는 IEEE 802.11 WLAN(Wireless LAN)의 애드 혹 모드 전송 방식이 있다. 상기 방식에서 전송할 데이터를 가진 단말은 전송할 데이터가 있다는 표시로 수신측의 주소를 포함하는 RTS(Ready To Send) 메시지를 무작위로 전송한다. 이때, 다른 단말들은 채널을 계 속 살피고 있다가 자신에게 오는 RTS 메시지가 있으면 CTS(Clear To Send) 메시지로 이에 응답한다. 이와 같이 RTS, CTS 교환이 완료되면, 송신 단말은 데이터 전송을 시작하고, 이후 전송이 완료되면, 수신 단말은 송신 단말로 ACK(Acknowledge)를 전송하여 데이터 전송이 완료되었음을 알린다. 상기 방식은 단말의 채널 상황과 관계없이 자원을 사용하게 되기 때문에 자원 사용 효율이 떨어지는 단점이 있다. 상기 애드 혹 네트워크의 특성상 자원을 할당해주는 장치가 따로 없으며, 따라서, 각각의 단말들이 자신의 채널 상황에 따라 효율적으로 채널을 나누어 쓸 수 있는 방법이 필요하다. A technology for dividing resources in the ad hoc network is an ad hoc mode transmission method of IEEE 802.11 WLAN (Wireless LAN). A terminal having data to be transmitted in the above scheme randomly transmits a Ready To Send (RTS) message including an address of a receiver as an indication that there is data to be transmitted. At this time, other terminals are continuously monitoring the channel, and if there is an RTS message coming to the terminal, the terminal responds with a CTS (Clear To Send) message. When the exchange of RTS and CTS is completed, the transmitting terminal starts data transmission, and after the transmission is completed, the receiving terminal transmits ACK (acknowledge) to the transmitting terminal to notify that the data transmission is completed. This scheme is disadvantageous in that resource utilization efficiency is lowered because resources are used irrespective of the channel status of the UE. There is no apparatus for allocating resources according to the characteristics of the ad hoc network. Therefore, a method is needed in which each terminal can efficiently divide and write a channel according to its channel condition.
따라서, 본 발명의 목적은 애드 혹 네트워크에서 분산 자원 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for allocating distributed resources in an ad hoc network.
본 발명의 다른 목적은 셀룰러 네트워크와 애드 혹 네트워크가 공존하는 환경에서 자원 할당을 위한 별도의 장치를 두지 않고, 각 단말들이 애드 혹 네트워크의 자원을 자체적으로 분산 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for allocating resources of an ad hoc network to each terminal without allocating resources for resource allocation in an environment where a cellular network and an ad hoc network coexist .
본 발명의 다른 목적은 애드 혹 네트워크에서 전송 그룹의 단말들이 전송 예약 구간에 스케줄링을 위한 정보를 교환하고, 이를 이용하여 자체적으로 데이터 전송 구간을 스케줄링하며, 해당 데이터 전송 구간에 데이터를 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for scheduling data transmission intervals in an ad hoc network by exchanging information for scheduling in a transmission reservation interval, And a method.
본 발명의 다른 목적은 셀룰러 네트워크와 애드 혹 네트워크가 공존하는 환경에서 애드 혹 네트워크의 효율적인 사용을 위한 동작 방법에 있어서, 전송예약 구간과 데이터 전송구간으로 나누어진 프레임 구조, 전송예약 구간에서 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식으로 신호를 전송하여 전송을 예약하는 절차, 스케줄링 정보를 포함한 메시지의 구조, 전송예약 구간에서 주고 받은 스케줄링 정보를 기반으로 애드 혹 네트워크가 채널을 효율적으로 상용하도록 프레임을 나누어 쓰는 방안을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an operation method for an efficient use of an ad hoc network in an environment where a cellular network and an ad hoc network coexist, comprising: a frame structure divided into a transmission reservation interval and a data transmission interval; A scheme for scheduling transmission by transmitting a signal by a Division Multiple Access scheme, a structure of a message including scheduling information, a scheme for dividing frames so that an ad hoc network efficiently uses channels based on scheduling information transmitted / .
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 애드 혹(Ad-hoc) 네트워크에서 전송 그룹의 단말이 데이터를 전송하기 위한 방법은, 전송할 데이터가 존재하는 경우, 미리 설정된 데이터 전송 예약 구간에서 상기 단말의 스케줄링 정보를 전송하는 과정과, 전송할 데이터가 존재하지 않는 비전송 그룹에 포함된 단말로부터 상기 미리 설정된 데이터 전송 예약 구간에서 상기 단말과 수신 단말 사이의 링크에 대한 가능 전송률 및 전송 예약 단말의 정보 중 적어도 하나를 수신하는 과정과, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 단말의 데이터 전송을 위한 자원을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for transmitting data in a group of a transmission group in an Ad-hoc network, comprising the steps of: And transmitting the scheduling information of the UE to the UE in a non-transmission group in which there is no data to be transmitted, in the predetermined data transmission reservation interval, The method comprising the steps of: receiving at least one of the information and the information; and determining a resource for data transmission of the terminal using the received information.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 애드 혹(Ad-hoc) 네트워크에서 전송 그룹의 단말이 데이터를 전송하기 위한 장치는, 전송할 데이터가 존재하는 경우, 미리 설정된 데이터 전송 예약 구간에서 상기 단말의 스케줄링 정보를 전송하는 수단과, 전송할 데이터가 존재하지 않는 비전송 그룹에 포함된 단말로부터 상기 미리 설정된 데이터 전송 예약 구간에서 상기 단말과 수신 단말 사이의 링크에 대한 가능 전송률 및 전송 예약 단말의 정보 중 적어도 하나를 수신하는 수단과, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 단말의 데이터 전송을 위한 자원을 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for transmitting data of a terminal of a transmission group in an Ad-hoc network, A transmission rate of a link between the terminal and a reception terminal in a predetermined data transmission reservation interval from a terminal included in a non-transmission group in which data to be transmitted does not exist, And means for determining a resource for data transmission of the terminal using the received information.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 애드 혹(Ad-hoc) 네트워크의 프레임을 구성하는 방법에 있어서, 상기 프레임이 전송 예약 구간과 데이터 전송 구간을 포함하도록 구성하며, 상기 전송 예약 구간에서, 전송할 데이터가 존재하는 전송 그룹 내 단말들 각각이 자신의 스케줄링 정보를 전송하는 과정과, 상기 전송 예약 구간에서, 전송할 데이터가 존재하지 않는 비전송 그룹 내 단말 각각이 상기 전송 그룹 내 단말과 수신 단말 사이의 링크에 대한 전송 가능률 및 전송 예약 단말의 정보 중 적어도 하나를 전송하는 과정과, 상기 데이터 전송 구간에서, 상기 전송 예약 구간을 통해 전송된 정보들을 이용하여 상기 전송 그룹 내 단말들 각각이 상기 전송 그룹 내 단말들 각각의 데이터 전송을 위한 자원을 결정하고, 전송 그룹 내 단말 자신의 전송 순서에, 상기 결정된 자원을 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of configuring a frame of an Ad-hoc network, the frame including a transmission reservation interval and a data transmission interval, Wherein each of the terminals in the non-transmission group in which data to be transmitted does not exist in the transmission reservation interval is transmitted to each of the terminals in the transmission group, The method comprising the steps of: transmitting at least one of a transmittable rate for a link between a receiving terminal and a transmission reservation terminal; and transmitting, in the data transmission interval, Determines resources for data transmission of each of the terminals in the transmission group, The transmission order of, characterized in that it comprises the step of transmitting data using the determined resources.
본 발명은 애드 혹 네트워크에 대한 새로운 프레임 구조를 제안하고, 전송예약 구간을 통해서 스케줄링에 필요한 정보를 전송 그룹의 단말들이 공유할 수 있도 록 하며, 상기 공유된 정보를 바탕으로 적절한 스케줄링을 기법을 사용하여 각 단말들이 애드 혹 네트워크의 자원을 자체적으로 분산 할당함으로써, 자원 사용 효율을 높일 수 있는 이점이 있다. 또한, 셀룰러 서비스와 결합하여 사용할 경우, 단말 간 직접 통신을 통해서 기지국의 로드를 줄이는데 도움을 줄 수 있는 이점이 있다. The present invention proposes a new frame structure for an ad hoc network, allows the terminals of a transmission group to share information necessary for scheduling through a transmission reservation interval, and uses appropriate scheduling techniques based on the shared information So that each terminal can allocate resources of the ad hoc network by itself to increase resource utilization efficiency. In addition, when used in combination with a cellular service, there is an advantage that it can help reduce the load of the base station through direct communication between the terminals.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하 본 발명은 셀룰러 네트워크와 애드 혹 네트워크가 공존하는 환경에서 애드 혹 네트워크의 효율적인 사용을 위한 동작 방법에 있어서, 전송예약 구간과 데이터 전송구간으로 나누어진 프레임 구조, 전송예약 구간에서 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식으로 신호를 전송하여 전송을 예약하는 절차, 스케줄링 정보를 포함한 메시지의 구조, 전송예약 구간에서 주고 받은 스케줄링 정보를 기반으로 애드 혹 네트워크가 채널을 효율적으로 상용하도록 프레임을 나누어 쓰는 방안에 대해 설명한다. The present invention provides an operation method for efficient use of an ad hoc network in an environment where a cellular network and an ad hoc network coexist, comprising: a frame structure divided into a transmission reservation interval and a data transmission interval; Access scheme for scheduling transmission, structure of a message including scheduling information, scheduling information transmitted and received in a transmission reservation interval, and method for dividing frames so that an ad hoc network efficiently uses channels Explain.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 애드 혹 네트워크에서 전송 그룹의 단말들 이 전송예약 구간에서 스케줄링을 위한 정보를 교환하고 이를 이용하여 자체적으로 데이터 전송 구간을 스케줄링하기 위한 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a procedure of a method for scheduling data transmission intervals by exchanging information for scheduling in a transmission reservation interval in a group of a transmission group in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention to be.
상기 도 2를 참조하면, 단말은 201단계에서 이번 프레임의 데이터 전송구간에 전송할 데이터가 존재하는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 프레임은 도 4와 같이, 전송 그룹의 단말들이 서로의 스케줄링 정보를 공유하기 위한 전송예약 구간(401)과, 상기 공유된 정보를 이용하여 전송 그룹의 각 단말이 자신의 데이터 전송 시간을 결정하고 상기 결정된 데이터 전송 시간 동안 데이터를 전송하기 위한 데이터 전송 구간(402)을 포함하여 구성된다. 이하 설명에서, 전송 그룹은 전송할 데이터가 존재하는 단말들을 포함하는 그룹을 나타내고, 비전송 그룹은 전송할 데이터가 존재하지 않는 단말들을 포함하는 그룹을 나타낸다. 이하 본 발명의 실시 예에서 애드 혹 네트워크의 최대 단말 수는 10개로 가정하고, 각 단말은 자신의 CDMA 코드를 가지고 있으며, 애드 혹 네트워크에 편입할 시 기지국으로부터 상기 CDMA 코드와 고유번호(0001~1010)를 할당받는다고 가정한다. Referring to FIG. 2, in
상기 전송예약 구간(401)에서는 크게 4가지 메시지가 송수신되며, 각 메시지들은 CDMA 신호 전송 방식으로 전송된다. 즉, 상기 전송예약 구간(401)은 전송예약 메시지(Transmission Reservation Message : 이하 'TRM' 이라 칭함) 전송을 위한 구간(403), 수정된 전송예약 메시지(Modified TRM : 이하 'MTRM' 이라 칭함) 전송을 위한 구간(404), 전송예약 확인 메시지(Transmission Reservation Check Message : 이하 'TRCM' 이라 칭함) 전송을 위한 구간(405), 전송예약 오류 정정 메시지(Transmission Reservation Error Correction Message : 이하 'TRECM' 이라 칭 함) 전송을 위한 구간(406)을 포함하여 구성된다. 상기 데이터 전송 구간(402)은 데이터 1 내지 데이터 m에 대한 각 전송 구간(407-1 내지 407-m)과 각 전송 구간(407-1 내지 407-m)에 전송된 데이터에 대한 ACK 신호를 송수신하기 위한 ACK 전송 구간(408-1 내지 408-m)을 포함하여 구성된다. In the transmission reservation interval 401, four types of messages are transmitted and received, and each message is transmitted in a CDMA signal transmission scheme. That is, the transmission reservation interval 401 includes an
상기 201단계에서 이번 프레임의 데이터 전송구간에 전송할 데이터가 존재할 시, 상기 단말은 이번 프레임에 대한 전송 그룹에 속하게 되며, 상기 전송 그룹의 모든 단말은 각각 203단계에서 자신의 스케줄링 정보, 예를 들어 평균 데이터 전송률을 계산한 후, 상기 자신의 스케줄링 정보를 포함하는 TRM을 비전송 그룹의 단말들에게 전송한다. 여기서, 상기 TRM은 상기 도 4와 같이, 송신단말 주소, 수신단말 주소, 스케줄링 정보(예 : 평균 데이터 전송률)를 포함하여 구성된다. 상기 송신단말 주소는 자신의 고유번호이고, 상기 수신단말 주소는 수신단말의 고유번호이며, 상기 스케줄링 정보는 전송단말이 스케줄링을 위해 다른 단말들과 공유해야하는 파라미터이다. 여기서, 상기 스케줄링 정보는 특정 바이트 단위(예, 20Kbyte 단위)로 비트화하여 특정 비트(예 : 4비트)의 정보로서 표현할 수 있다. If there is data to be transmitted in the data transmission interval of the current frame in
이후, 상기 전송 그룹의 단말은 205단계에서 상기 비전송 그룹의 단말들로부터 MTRM이 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 비전송 그룹의 단말들 중 수신단말로부터 수신되는 MTRM은 상기 도 4와 같이, 송신단말 주소, 수신단말 주소, 스케줄링 정보(예 : 가능 전송률, 평균 데이터 전송률)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 MTRM은 상기 TRM을 통해 획득한 정보를 그대로 다시 포함하며, 다만 해당 송신단말로부터의 프리앰블 신호를 이용하여 계산한 링크간 가능 전송률(achievable rate)을 스케줄링 정보로서 더 포함한다는 점에서 상기 TRM과 차이점이 있다. 여기서, 상기 가능 전송률은, 상기 수신단말이 송신단말로부터 TRM을 수신할 시 프리앰블 신호를 이용하여 파악한 채널 상태 정보를 나타내며, 상기 가능 전송률 역시 특정 바이트 단위로 비트화하여 특정 비트의 정보로서 표현할 수 있다. 한편, 상기 비전송 그룹의 단말들 중 비수신단말로부터 수신되는 MTRM은 상기 도 4와 같이, 자신이 수신단말이 아님을 나타내는 표시비트(예 : 처음 4비트열 1111), 상기 TRM의 수신을 통해 자신이 파악한 송신단말(즉, 전송 예약 단말)을 나타내는 표시비트를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 상기 도 4에서 10비트의 송신단말 표시비트는 순서대로 10개의 단말을 상징하며, 자신이 파악한 송신단말에 1의 표시를 할 수 있다. In
상기 비전송 그룹의 단말들로부터 MTRM이 수신될 시, 상기 전송 그룹의 단말은 207단계에서 상기 MTRM을 통해 전송 그룹의 단말들에 대한 스케줄링 정보(예 : 가능 전송률, 평균 데이터 전송률) 및 비전송 그룹의 단말들이 파악한 전송 예약 단말들에 대한 정보를 파악하고, 209단계로 진행하여 상기 파악된 전송 예약 단말들에 대한 정보를 포함하는 TRCM을 비전송 그룹의 단말들에게 전송한다. 즉, 상기 TRCM은 상기 도 4와 같이, 상기 MTRM의 송신단말 표시비트를 그대로 포함하여 구성된다. When the MTRM is received from the terminals of the non-transmission group, the terminal of the transmission group transmits scheduling information (e.g., an available data rate, an average data rate) and a non-transmission group And proceeds to
이후, 상기 전송 그룹의 단말은 211단계에서 상기 비전송 그룹의 단말들로부터 TRECM이 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 TRECM은 비전송 그룹의 단말들이 전송 그룹의 단말들로부터 수신한 TRCM을 통해 전송 그룹의 단말들 중 전송그룹을 잘못 파악하고 있는 단말이 존재하는지 여부를 파악하고, 전송 그룹을 잘못 파악하고 있는 전송그룹의 단말에 대해 전송 예약을 취소하기 위한 메시지이다. 전송 그룹을 잘못 파악하고 있는 단말들은 특정 단말을 누락하여 스케줄링에 필요한 정보를 제대로 파악하지 못한 단말이므로, 이러한 단말의 전송예약은 취소해야 하며, 상기 비전송 그룹의 단말은 자신이 파악한 오류가 있는 전송 단말에 대해 상기 TRECM을 이용하여 전송 예약을 취소할 수 있다. 여기서, 상기 TRECM은 전송 예약 취소 단말을 나타내는 표시비트를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 상기 도 4에서 10비트의 전송 예약 취소 단말 표시비트는 순서대로 10개의 단말을 상징하며, 자신이 파악한 오류가 있는 전송 단말에 1의 표시를 할 수 있다. In
상기 비전송 그룹의 단말들로부터 TRECM이 수신될 시, 상기 전송 그룹의 단말은 213단계에서 상기 TRECM에 자신이 전송 예약 취소 단말로서 포함되어 있는지 여부를 검사한다. 상기 TRECM에 자신이 전송 예약 취소 단말로서 포함되어 있지 않을 시, 상기 전송 그룹의 단말은 219단계에서 데이터 전송을 수행하지 않고, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.When TRECM is received from the terminals of the non-transmission group, the terminal of the transmission group checks whether the TRECM is included in the TRECM as a transmission reservation canceling terminal in
반면, 상기 TRECM에 자신이 전송 예약 취소 단말로서 포함되어 있을 시, 상기 전송 그룹의 단말은 215단계에서 상기 전송예약 구간에서 상기 4개의 메시지를 송수신하여 파악한 전송 그룹의 단말들에 대한 스케줄링 정보(예 : 가능 전송률, 평균 데이터 전송률)를 이용하여, 데이터 전송 구간에서 데이터 전송을 위해 사용할 최적의 프레임 사용 시간을 결정한다. On the other hand, if the TRECM is included in the TRECM as a transmission reservation canceling terminal, the terminal of the transmission group transmits scheduling information (e.g., : Available data rate, average data rate) to determine the optimal frame usage time to use for data transmission in the data transmission interval.
예를 들어, 상기 최적의 프레임 사용 시간은 PF(Proportional Fair) 스케줄링을 적용하여 결정할 수 있다. 여기서, 하기 <수학식 1>은 상기 PF 스케줄링을 위 한 목적식이며, 상기 전송 그룹의 단말은 상기 목적식이 최대화되도록 전송 그룹 내 모든 단말에 대한 최적의 프레임 사용 시간을 결정할 수 있다. For example, the optimum frame usage time can be determined by applying PF (Proportional Fair) scheduling. Here, Equation (1) is an objective formula for the PF scheduling, and the terminal of the transmission group can determine an optimal frame use time for all terminals in the transmission group so that the objective expression is maximized.
여기서, 상기 m은 전송 그룹에 포함된 단말의 수를 의미하고, 상기 Ti는 상기 전송 그룹에 포함된 i번째 단말에 대한 프레임 사용 시간을 의미한다. 상기 은 전송 그룹 내 i번째 단말의 현재까지의 평균 데이터 전송률(예 : 현재 슬롯을 포함한 이전 100 슬롯까지의 평균 데이터 전송률)을 의미하고, 상기 Ta는 전체 프레임 사용 시간(예 : 100 슬롯)을 의미한다. 또한, 상기 는 전송 그룹 내 i번째 단말의 이전까지의 평균 데이터 전송률(예 : 현재 슬롯을 제외한 이전 100 슬롯까지의 평균 데이터 전송률)을 의미하고, 상기 는 전송 그룹 내 i번째 단말의 가능 전송률(예 : 현재 1 슬롯에서의 가능 전송률)을 의미한다. 여기서, 상기 <수학식 1>과 같이 각 단말의 평균 데이터 전송률의 로그 합이 최대화되도록 전송 그룹 내 모든 단말에 대한 최적의 프레임 사용 시간을 결정함으로써 BE 트래픽에 대 한 만족도를 최대화할 수 있다 Here, m denotes the number of terminals included in the transmission group, and T i denotes a frame usage time of the i-th terminal included in the transmission group. remind Means an average data transmission rate (for example, an average data transmission rate up to the previous 100 slots including the current slot) of the i-th UE in the transmission group, and T a denotes a total frame usage time do. In addition, Denotes an average data rate (e.g., an average data rate up to the previous 100 slots excluding the current slot) of the i < th > terminal in the transmission group, Denotes a possible transmission rate of the i < th > terminal in the transmission group (e.g., a possible transmission rate in the current 1 slot). The satisfaction of the BE traffic can be maximized by determining the optimal frame usage time for all terminals in the transmission group so that the log sum of the average data transmission rate of each terminal is maximized as in Equation (1)
이후, 상기 전송 그룹의 단말은 217단계에서 데이터 전송 구간에서 자신의 순서에 상기 결정된 최적의 프레임 사용 시간을 동안 데이터를 전송한다. 이때, 상기 전송 그룹의 단말은 수신단말로부터 상기 전송한 데이터에 대한 ACK를 수신할 수 있다. In
이후, 상기 전송 그룹의 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다. Then, the terminal of the transmission group ends the algorithm according to the present invention.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 애드 혹 네트워크에서 비전송 그룹의 단말들이 전송예약 구간에서 스케줄링을 위한 정보를 전달하고, 상기 비전송 그룹의 단말들 중 수신단말이 데이터 전송 구간에서 데이터를 수신하기 위한 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an ad hoc network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, in an ad hoc network, terminals of a non-transmission group transmit information for scheduling in a transmission reservation interval, Fig. 2 is a flow chart showing a procedure of a method for the present invention.
상기 도 3을 참조하면, 비전송 그룹의 단말은 301단계에서 전송 그룹의 단말들로부터 스케줄링 정보, 예를 들어 평균 데이터 전송률을 포함하는 TRM이 수신되는지 여부를 검사한다. Referring to FIG. 3, in
상기 TRM이 수신될 시, 상기 비전송 그룹의 단말은 303단계에서 상기 전송 그룹의 단말들로부터의 TRM을 이용하여 자신이 이번 프레임에 전송되는 데이터에 대한 수신단말인지 여부를 검사한다. 자신이 수신단말임이 판단될 시, 상기 비전송 그룹의 단말은 305단계에서 해당 송신단말의 프리앰블 신호를 이용하여 링크간 가능 전송률(achievable rate)을 계산하고, 해당 송신단말의 스케줄링 정보로서 상기 계산된 링크 간 가능 전송률과 상기 평균 데이터 전송률을 포함하는 MTRM을 전송 그룹의 단말들에게 전송한다. 반면, 자신이 비수신단말임이 판단될 시, 상기 비전송 그룹의 단말은 307단계에서 상기 전송 그룹의 단말들로부터 수신한 TRM을 이용하여 이번 프레임에서의 전송 예약 단말들을 파악하고, 상기 파악된 전송 예약 단말들에 대한 정보를 포함하는 MTRM을 전송 그룹의 단말들에게 전송한다. When the TRM is received, the terminal of the non-transmission group uses the TRM from the terminals of the transmission group in
이후, 상기 비전송 그룹의 단말은 309단계에서 상기 전송 그룹의 단말들로부터 각 단말들이 상기 MTRM의 수신을 통해 파악한 전송 예약 단말들에 대한 정보를 포함하는 TRCM이 수신되는지 여부를 검사한다. 상기 TRCM이 수신될 시, 상기 비전송 그룹의 단말은 311단계에서 상기 수신된 TRCM을 통해 전송 그룹의 단말들 중 전송그룹을 잘못 파악하고 있는 단말이 존재하는지 여부를 파악하고, 전송 그룹을 잘못 파악하고 있는 전송그룹의 단말에 대한 정보를 포함하는 TRECM을 전송 그룹의 단말들에게 전송한다. 이후, 상기 비전송 그룹의 단말은 313단계에서 자신이 수신단말인 경우, 이번 프레임의 데이터 전송 구간에서 해당 송신단말로부터 데이터를 수신하고, 상기 데이터 수신이 성공적으로 완료하였을 시, 이에 대한 ACK 신호를 해당 송신단말로 전송한다. In
이후, 상기 비전송 그룹의 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다. Then, the terminal of the non-transmission group ends the algorithm according to the present invention.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 애드 혹 네트워크에서 전송 그룹의 단말들이 전송 예약 구간에 스케줄링을 위한 정보를 교환하고, 이를 이용하여 자체적으로 데이터 전송 구간을 스케줄링하며, 해당 데이터 전송 구간에 데이터를 전송하기 위한 방법을 도시한 예시도이다.FIG. 5 is a flow chart illustrating a method for scheduling a data transmission interval in an ad hoc network according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, in an ad hoc network, terminals of a transmission group exchange information for scheduling in a transmission reservation interval, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a method for transmitting data.
상기 도 5를 참조하면, 하나의 애드 혹 네트워크(500)에 10개의 단말(501 내지 510)이 존재하며, 단말 1(501)이 단말 2(502)로, 단말 3(503)이 단말 4(504)로, 단말 5(505)가 단말 6(506)으로 데이터를 전송하려고 하는 경우, 전송 그룹은 단말 1, 3, 5(501, 503, 505)가 되며 비전송 그룹은 단말 2, 4, 6, 7 내지 10(502, 504, 506, 507 내지 510)이 된다. 여기서, 각 단말은 하기 <표 1>과 같이 고유번호를 할당받는다고 가정한다. 5, there are ten
이때, 상기 전송 그룹의 단말들(501, 503, 505)은, 하기 <표 2>와 같이, 전송 예약 구간의 TRM 전송 구간에 비전송 그룹의 단말들(502, 504, 506, 507 내지 510)에게 TRM을 전송하고, 상기 TRM을 수신한 비전송 그룹의 단말들(502, 504, 506, 507 내지 510)은 MTRM 전송 구간에 자신이 수신단말인지 여부에 따라 다른 MTRM을 상기 전송 그룹의 단말들(501, 503, 505)에게 전송한다. 이후, 상기 MTRM을 수신한 전송 그룹의 단말들(501, 503, 505)은 TRCM 전송 구간에 비전송 그룹의 단말들(502, 504, 506, 507 내지 510)에게 TRCM을 전송하고, 상기 TRCM을 수신한 비전송 그룹의 단말들(502, 504, 506, 507 내지 510)은 TRECM 전송 구간에 상기 전송 그룹의 단말들(501, 503, 505)에게 TRECM을 전송한다. In this case, the
만약, 단말 3(503)이 단말 6(506)의 MTRM을 잘 수신하지 못하여 단말 5(505)의 정보를 모른다고 가정할 경우, 상기 TRCM 전송 구간에서 단말 3(503)은 단말 1, 3(501, 503)에 대한 정보만 알고 있다는 TRCM을 전송하게 되고, 반면, 단말 1, 3(501, 503)은 단말 1, 3, 5(501, 503, 505)의 정보를 모두 알고 있으므로 단말 1, 3, 5(501, 503, 505)에 대해 모두 알고 있다는 TRCM을 전송하게 된다. If it is assumed that the terminal 3 503 does not receive the MTRM of the terminal 6 506 and does not know the information of the terminal 5 505 in the TRCM transmission interval, The
이와 같이, 단말 1, 3, 5(501, 503, 505)가 각각 TRCM을 전송하게 되면, 비전송 그룹의 단말(502, 504, 506, 507 내지 510)은 상기 단말 1, 3, 5(501, 503, 505)의 TRCM을 모두 수신한 후, 전송그룹을 잘못 파악하고 있는 단말 3에 대한 전송 예약 취소를 알리는 TRECM을 상기 전송 그룹의 단말들(501, 503, 505)에게 전송하게 된다. 이때, 상기 단말 3(503)이 전송그룹을 잘못 파악하고 있다는 사실을 비전송 그룹의 일부인 단말 6, 7, 8, 9(506, 507, 508, 509)만 파악한 경우, 해당 단말 6, 7, 8, 9(506, 507, 508, 509)만이 단말 3(503)에 대한 전송 예약 취소를 알리는 TRECM을 전송하게 되고, 단말 2, 4, 10(502, 504, 510)은 문제가 없다는 TRECM을 전송하게 된다. 여기서, 상기 전송그룹의 단말들(501, 503, 505)은 비전송 그룹 단말들(502, 504, 506, 507 내지 510)이 전송한 TRECM을 일부만 듣게 되더라도 단말 6, 7, 8, 9(506, 507, 508, 509)의 TRECM을 하나라도 들을 수 있다면 단말 3(503)의 전송 예약이 취소되었음을 파악할 수 있다. When the
Terminal
이와 같이, 상기 전송예약 구간을 통해서 전송단말은 단말 1, 5(501, 505)로 결정되고, 상기 결정된 전송단말들(501, 505)은 공유된 스케줄링 정보를 이용하여 미리 정해진 스케줄링 기법에 따라 데이터 전송구간에서 자신이 데이터를 전송할 시간을 결정한다. 그리고, 단말 1, 5(501, 505)는 고유번호가 낮은 단말부터 순서대로 하기 <표 3>과 같이 데이터를 전송하게 된다. In this manner, the transmitting terminal is determined to be the
Terminal
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
도 1은 이동 통신 시스템에서 기지국의 영역 내에서 애드 혹 통신을 활용하는 시나리오를 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a scenario in which ad hoc communication is utilized in a region of a base station in a mobile communication system,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 애드 혹 네트워크에서 전송 그룹의 단말들이 전송예약 구간에서 스케줄링을 위한 정보를 교환하고 이를 이용하여 자체적으로 데이터 전송 구간을 스케줄링하기 위한 방법의 절차를 도시한 흐름도,FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of a method for scheduling a data transmission interval by exchanging information for scheduling in a transmission reservation interval of UEs in a transmission group in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 애드 혹 네트워크에서 비전송 그룹의 단말들이 전송예약 구간에서 스케줄링을 위한 정보를 전달하고, 상기 비전송 그룹의 단말들 중 수신단말이 데이터 전송 구간에서 데이터를 수신하기 위한 방법의 절차를 도시한 흐름도,FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an ad hoc network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, in an ad hoc network, terminals of a non-transmission group transmit information for scheduling in a transmission reservation interval, Gt; flowchart < / RTI >
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 애드 혹 네트워크에서의 프레임 구조를 도시한 도면, 및4 is a diagram illustrating a frame structure in an ad hoc network according to an embodiment of the present invention, and Fig.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 애드 혹 네트워크에서 전송 그룹의 단말들이 전송 예약 구간에 스케줄링을 위한 정보를 교환하고, 이를 이용하여 자체적으로 데이터 전송 구간을 스케줄링하며, 해당 데이터 전송 구간에 데이터를 전송하기 위한 방법을 도시한 예시도.FIG. 5 is a flow chart illustrating a method for scheduling a data transmission interval in an ad hoc network according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, in an ad hoc network, terminals of a transmission group exchange information for scheduling in a transmission reservation interval, And Fig.
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