KR101435190B1 - Resource allocation apparatus and method for multichannel multisession wireless network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것으로서 복수 개의 전송 세션 및 복수 개의 전송 채널 각각에 대하여 각 전송 노드의 브로드캐스트 레이트를 산출하는 단계 및 각 노드에 채널을 할당하는 단계를 포함하여 구성되며, 본 발명에 따르면, 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크 환경에서 각 전송 세션의 플로우 제어 계수와 각 링크의 링크 코스트 및 각 노드의 혼잡 가격을 계산하고 이에 기초하여 각 노드의 브로드캐스트 레이트를 결정하고 각 노드에 채널을 할당할 수 있으므로 네트워크 이용율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for allocating resources in a multi-channel multi-session wireless network, the method comprising: calculating a broadcast rate of each transport node for each of a plurality of transport sessions and a plurality of transport channels; According to the present invention, the flow control coefficient of each transmission session, the link cost of each link and the congestion price of each node are calculated in a multi-channel multi-session wireless network environment, and based on this, The rate can be determined and the channel can be assigned to each node, which can improve network utilization.
Description
본 발명은 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크 환경에서 네트워크 이용율을 향상시키도록 각 노드의 브로드캐스트 레이트를 결정하고 각 노드에 채널을 할당하는 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and a method for allocating resources in a multi-channel multi-session wireless network, and more particularly, to a method and apparatus for allocating resources in multi-channel multi-session wireless networks, Channel multi-session wireless network, and more particularly, to an apparatus and method for allocating resources in a multi-channel multi-session wireless network.
무선 네트워크는 상대적으로 저렴한 비용으로 설치하여 사용할 수 있는 반면에 전송 거리에 따른 신호 세기의 감소, 채널의 불안정성, 간섭 등으로 성능에 영향을 받을 수 있다. Wireless networks can be installed and used at a relatively low cost, while performance may be affected by reduced signal strength, channel instability, and interference due to transmission distances.
네트워크 코딩은 무선 환경 특유의 브로드캐스트 특성과 오버히어링 특성 때문에 무선 네트워크에 적용하기 적합한 네트워크 이용율(Network utility) 향상을 위한 기법이다. 네트워크 코딩 기법을 사용하는 무선 네트워크 환경에서 라우팅 과정을 최적화하기 위해서는, 전송 과정에서 손실이 발생할 경우 소스 노드로부터 인가되는 패킷의 양을 조절하여 성능의 저하를 최소화하는 혼잡 제어 기법이 사용된다.Network coding is a technique for improving the network utility that is suitable for wireless network because of the broadcast characteristic and overhearing characteristic specific to the wireless environment. In order to optimize the routing process in a wireless network environment using a network coding scheme, a congestion control scheme is used to minimize the degradation of performance by adjusting the amount of packets applied from the source node when a loss occurs in the transmission process.
종래의 혼잡 제어 기법은 네트워크 코딩 기법을 사용하는 싱글채널 무선 네트워크 환경에 적용되었다. Conventional congestion control schemes have been applied to a single channel wireless network environment using a network coding scheme.
그러나 최근에는 무선 네트워크를 구성하는 각 노드가 복수 개의 채널을 통해 동시에 복수 개의 다른 노드와 통신할 수 있는 멀티채널(Multichannel)환경이 널리 대두되고 있다. 그러나 종래의 혼잡 제어 기법은 최근에 대두되고 있는 멀티채널 환경의 무선 네트워크에는 직접 적용할 수 없다는 문제가 있다.However, in recent years, a multi-channel environment in which each node configuring a wireless network can communicate with a plurality of other nodes at the same time through a plurality of channels has been widely used. However, the conventional congestion control technique has a problem that it can not be directly applied to a wireless network of a multi-channel environment which is emerging recently.
또한 복수 개의 채널이 이용가능한 멀티채널 환경에서는 네트워크의 가용 대역폭을 최대한 활용하고 네트워크 이용율을 최적화하기 위하여 각 노드에 채널을 적절히 할당할 필요가 있으며 각 노드의 브로드캐스트 레이트를 조정할 필요가 있다. Also, in a multi-channel environment in which a plurality of channels are available, it is necessary to appropriately allocate channels to each node in order to maximize the available bandwidth of the network and optimize the network utilization rate, and it is necessary to adjust the broadcast rate of each node.
특히 분산 네트워크 이용율 최적화 알고리즘은 중앙 집중화된 알고리즘에 비해 계산의 부하가 감소되고 더 안정적으로 최적해로 수렴한다는 장점이 있다. 그러나 종래의 분산 네트워크 이용율 최적화 알고리즘은 싱글 채널 환경의 무선 네트워크에 적용된 것으로 멀티 채널 환경의 무선 네트워크에는 직접 적용할 수 없다는 문제가 있다.In particular, the distributed network utilization optimization algorithm has the advantage that the load of computation is reduced and more stable converges to the optimal solution than the centralized algorithm. However, the conventional distributed network utilization optimization algorithm is applied to a wireless network in a single channel environment and can not be directly applied to a wireless network in a multi-channel environment.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2010-0068168호 (2010.06.22 공개, 발명의 명칭 : 멀티 홉 무선망에서의 데이터 전송 방법 및 장치)가 있다.
Related Prior Art Korean Patent Publication No. 2010-0068168 (published on Jun.22, 2010, entitled " Method and apparatus for transmitting data in a multi-hop wireless network ") is available.
본 발명은 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크 환경에서 네트워크 이용율을 향상시키도록 각 링크의 플로우 레이트 및 각 전송 노드의 브로드캐스트 레이트를 결정하고 각 전송 노드에 채널을 할당하는, 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크 및 그에서의 자원 할당 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention relates to a multi-channel multi-session wireless network for determining the flow rate of each link and the broadcast rate of each of the transmission nodes and allocating channels to each of the transmission nodes to improve network utilization in a multi-channel multi- The present invention provides a resource allocation method in a mobile communication system.
본 발명의 일 측면에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법은 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크 환경에서 a) 상기 전송 세션 각각에 대한 플로우 제어 계수와 상기 각 전송 노드 간의 각 링크의 링크 코스트에 기초하여 상기 전송 세션 및 상기 전송 채널 각각에 대하여 상기 각 링크의 플로우 레이트를 산출하는 단계; b) 상기 각 전송 노드의 혼잡 가격 및 상기 각 링크의 링크 코스트에 기초하여 상기 전송 세션 및 상기 전송 채널 각각에 대한 상기 각 전송 노드의 브로드캐스트 레이트를 산출하는 단계; c) 상기 각 전송 노드의 혼잡 가격에 기초하여 상기 각 전송 노드에 대해 전송 채널을 할당하는 단계; d) 상기 전송 채널의 할당 결과에 기초하여 상기 각 링크의 상기 플로우 레이트를 갱신하는 단계; e) 상기 갱신된 각 링크의 상기 플로우 레이트와 상기 산출된 각 전송 노드의 상기 브로드캐스트 레이트에 근거하여 상기 각 링크의 상기 링크 코스트를 갱신하는 단계; 및 f) 상기 단계 a) 내지 e) 를 반복하는 단계를 포함한다.A method of allocating resources in a multi-channel multi-session wireless network in accordance with an aspect of the present invention includes the steps of: a) determining a flow control coefficient for each transmission session and a link cost of each link Calculating a flow rate of each link for each of the transmission session and the transmission channel based on the flow rate of the link; b) calculating a broadcast rate of each of the transport nodes for each of the transport session and the transport channel based on the congestion price of each transport node and the link cost of each link; c) allocating a transport channel for each of the transport nodes based on the congestion price of each transport node; d) updating the flow rate of each link based on the allocation result of the transport channel; e) updating the link cost of each link based on the updated flow rate of each link and the calculated broadcast rate of each transfer node; And f) repeating steps a) to e) above.
본 발명에서 상기 플로우 제어 계수는 상기 소스 노드에서 송신한 상기 패킷이 해당 전송 세션의 목적지 노드에서 성공적으로 수신되지 않을 경우에 증가하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the flow control coefficient is increased when the packet transmitted from the source node is not successfully received at a destination node of the transmission session.
본 발명에서 상기 링크 코스트는 상기 링크의 송신측 노드의 상기 브로드캐스트 레이트, 상기 링크의 송신측 노드의 전송 속도 및 상기 링크의 전송 성공확률에 기초하여 산출되는 전송 제약값보다 더 큰 플로우 레이트가 상기 링크에 대해 산출될 경우에 증가하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the link cost may be determined such that a flow rate larger than a transmission restriction value calculated based on the broadcast rate of the transmitting-side node of the link, the transmission rate of the transmitting-side node of the link, And is increased when it is calculated for the link.
본 발명에서 상기 혼잡 가격은 상기 전송 노드 및 상기 전송 노드의 전송 반경 안에 존재하는 노드들에 대해 산출된 상기 브로드캐스트 레이트의 합이 해당 채널의 용량보다 작은 경우 감소하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the congestion price is reduced when the sum of the broadcast rates calculated for the nodes within the transmission radius of the transmission node and the transmission node is smaller than the capacity of the corresponding channel.
본 발명에서 상기 브로드캐스트 레이트는 프록시멀 최적화 알고리즘 및 프라이멀 회복 방법을 사용하여 산출되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the broadcast rate is calculated using a proxymal optimization algorithm and a primal recovery method.
본 발명에서 상기 단계 c)는 상기 전송 세션 및 상기 전송 채널 각각에 대하여 산출한 상기 전송 노드의 혼잡 가격의 합이 높은 노드부터 채널 할당을 수행하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step c) performs channel allocation from a node having a high sum of congestion prices of the transmission nodes calculated for the transmission session and the transmission channel.
본 발명에서 소스 노드의 플로우 레이트를 상기 산출된 각 세션의 플로우 제어 계수와 상기 각 링크의 상기 링크 코스트를 기초로 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Calculating a flow rate of the source node based on the calculated flow control coefficient of each session and the link cost of each link in the present invention.
본 발명에서 상기 단계 e) 이후에 상기 갱신된 각 링크의 상기 플로우 레이트에 근거하여 상기 각 링크의 상기 플로우 제어 계수를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And updating the flow control coefficient of each link based on the flow rate of the updated link after step e) in the present invention.
본 발명에서 상기 단계 e) 이후에 상기 각 전송 노드의 상기 브로드캐스트 레이트에 근거하여 상기 각 전송 노드의 혼잡 가격을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method further comprises updating the congestion price of each of the transport nodes based on the broadcast rate of each transport node after step e) in the present invention.
본 발명에서 상기 단계 f)는 상기 각 링크의 상기 플로우 레이트, 상기 각 전송 노드의 상기 브로드캐스트 레이트, 상기 각 링크의 상기 링크 코스트, 상기 각 세션의 상기 플로우 제어 계수 및 상기 각 전송 노드의 상기 혼잡 가격의 값이 수렴할 때까지 수행되는 것을 특징으로 한다.The step f) of the present invention is characterized in that the flow rate of each link, the broadcast rate of each transport node, the link cost of each link, the flow control coefficient of each session, And is performed until the value of the price converges.
본 발명의 다른 측면에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치는 복수 개의 전송 채널을 통하여 수신 패킷을 수신하는 패킷수신부; 전송받은 상기 패킷을 저장하는 저장부; 상기 저장부에 저장된 상기 패킷을 입력받아 네트워크 코딩 방식으로 송신 패킷를 생성하는 네트워크 코딩부; 상기 복수 개의 전송 채널 중 일부인 할당받은 전송 채널을 통하여 상기 송신 패킷을 산출된 브로드캐스트 레이트로 송신하는 패킷송신부; 및 듀얼 분해법을 사용하여 혼잡 가격을 산출하고, 상기 혼잡 가격에 기초하여 상기 브로드캐스트 레이트를 산출하고, 상기 혼잡 가격에 기초하여 상기 전송 채널을 할당하며, 상기 수신 패킷의 수신 및 저장과 상기 송신 패킷의 생성 및 송신을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for allocating resources in a multi-channel multi-session wireless network, the apparatus including: a packet receiver for receiving a received packet through a plurality of transmission channels; A storage unit for storing the received packet; A network coding unit for receiving the packet stored in the storage unit and generating a transmission packet by a network coding scheme; A packet transmitter for transmitting the transmission packet at a calculated broadcast rate through an assigned transmission channel that is part of the plurality of transmission channels; And calculating a congestion price using the dual decomposition method, calculating the broadcast rate based on the congestion price, allocating the transport channel based on the congestion price, receiving and storing the received packet, And a control unit for controlling generation and transmission of the data.
본 발명에 따르면, 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크 환경에서 각 전송 세션의 플로우 제어 계수와 각 링크의 링크 코스트 및 각 노드의 혼잡 가격을 계산하고 이에 기초하여 각 노드의 브로드캐스트 레이트를 결정하고 각 노드에 채널을 할당할 수 있으므로 네트워크 이용율을 향상시킬 수 있다.
According to the present invention, the flow control coefficient of each transmission session, the link cost of each link, and the congestion price of each node are calculated in a multi-channel multi-session wireless network environment, and the broadcast rate of each node is determined based on the result, Since the channel can be allocated, the network utilization rate can be improved.
도 1은 본 발명의 일 측면의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법의 동작을 도시한 순서도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a multi-channel multi-session wireless network according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a configuration of a resource allocation apparatus in a multi-channel multi-session wireless network according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation of a resource allocation method in a multi-channel multi-session wireless network according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an apparatus and method for allocating resources in a multi-channel multi-session wireless network according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a multi-channel multi-session wireless network according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크는 복수 개의 노드(i, j)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 각각의 세션 별로 소스 노드(Sa) 및 목적지 노드(Ta)를 포함하여 이루어질 수 있다. 즉 소스 노드(Sa)는 세션 a의 소스 노드를 의미하고, 목적지 노드(Ta)는 세션 a의 목적지 노드를 의미한다. V는 무선 네트워크를 구성하는 모든 노드의 집합을 의미한다. As는 무선 네트워크를 구성하는 모든 세션의 집합을 의미한다. 무선 네트워크는 복수 개의 전송 세션을 동시에 수행할 수 있다.1, a multi-channel multi-session wireless network according to an exemplary embodiment of the present invention may include a plurality of nodes (i, j), and each source node Sa and a destination node (Ta). That is, the source node Sa means the source node of the session a, and the destination node Ta means the destination node of the session a. V denotes a set of all the nodes constituting the wireless network. A s denotes a set of all sessions constituting the wireless network. The wireless network can simultaneously perform a plurality of transmission sessions.
각각의 세션에 대하여 소스 노드(Sa)와 목적지 노드(Ta)를 제외한 나머지 노드(i, j)는 소스 노드(Sa)로부터 전송된 패킷이 목적지 노드(Ta)로 전송되는 과정에서 거치게 되는 전송 노드의 역할을 한다.For each session, the remaining nodes (i, j) except for the source node Sa and the destination node Ta are connected to the destination node Ta through which the packet transmitted from the source node Sa is transmitted to the destination node Ta. .
각 전송 노드(i)는 복수 개의 전송 채널을 통해 동시에 패킷을 전송할 수 있다. 즉, 전송 노드(i)는 복수 개의 전송 채널을 통해 복수 개의 노드로부터 동시에 패킷을 수신할 수 있다. 또한 전송 노드(i)는 복수 개의 전송 채널을 통해 복수 개의 노드로 동시에 패킷을 송신할 수도 있다. K는 무선 네트워크 상에서 사용 가능한 모든 채널의 집합을 의미한다.Each transmitting node i can simultaneously transmit a packet through a plurality of transmission channels. That is, the transmitting node i can simultaneously receive packets from a plurality of nodes through a plurality of transmission channels. Also, the transmitting node i may simultaneously transmit a packet to a plurality of nodes through a plurality of transmission channels. K denotes a set of all channels available on the wireless network.
세션 a에서 전송 노드(i)가 채널 k를 할당받아서 패킷을 송신하는 경우, 전송 노드(i)는 자신으로부터 전송 가능한 거리 내에 있는 각각의 다른 노드에 채널 k를 사용하여 패킷을 브로드캐스트 한다. N(i)는 노드(i)의 전송 거리 내에 있는 다른 노드의 집합을 의미한다. In the case where the transmitting node i transmits a packet by allocating the channel k in the session a, the transmitting node i broadcasts the packet using the channel k to each other node within a distance that the transmitting node i can transmit. N (i) denotes a set of other nodes within the transmission distance of the node (i).
만약 세션 a에서 전송 노드(i)가 채널 k를 사용하여 송신한 패킷을 전송 노드(j)가 채널 k를 사용하여 수신한다면, 이들 두 개의 노드(i, j)는 채널 k를 사용하는 세션 a의 링크((i,j))를 형성한다. 링크((i,j))의 송신 노드는 데이터를 송신하는 노드(i)를 의미하며, 링크((i,j))의 수신 노드는 데이터를 수신하는 노드(j)를 의미한다. E는 무선 네트워크상에서 형성될 수 있는 모든 링크의 집합을 의미한다.If the transmitting node (j) receives a packet transmitted by the transmitting node (i) using the channel k in the session a using the channel k, these two nodes (i, j) ((I, j)). The transmitting node of the link ((i, j)) means the node (i) transmitting the data, and the receiving node of the link ((i, j) means the node (j) receiving the data. E denotes a set of all links that can be formed on a wireless network.
이 경우, pij ka는 채널 k를 사용하는 세션 a의 링크((i,j))의 전달 확률을 의미한다. xij ka는 링크((i,j))의 플로우 레이트를 의미한다. 링크((i,j))의 플로우 레이트는 채널 k를 사용하는 세션 a의 링크((i,j))를 통해 단위 시간당 전송되는 패킷의 수를 의미한다. zi ka는 노드(i)의 브로드캐스트 레이트를 의미한다. 노드(i)의 브로드캐스트 레이트는 노드(i)로부터 단위 시간당 방송되는 패킷의 수를 의미한다.In this case, p ij ka denotes the transfer probability of the link ((i, j)) of the session a using the channel k. x ij ka denotes the flow rate of the link ((i, j)). The flow rate of the link ((i, j)) means the number of packets transmitted per unit time through the link ((i, j)) of the session a using the channel k. z i ka denotes the broadcast rate of the node (i). The broadcast rate of the node i means the number of packets broadcasted per unit time from the node i.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크는 멀티레이트(Multirate) 환경에서 데이터를 전송할 수 있다. 멀티레이트 환경에서, 각각의 전송 노드(i)는 복수 개의 전송속도 중에서 어느 하나의 전송속도를 선택하여 정보를 전송할 수 있다. Meanwhile, the multi-channel multi-session wireless network according to an embodiment of the present invention can transmit data in a multi-rate environment. In a multi-rate environment, each of the transmission nodes i can select one of a plurality of transmission rates to transmit information.
R은 전송 노드(i)가 선택할 수 있는 전송속도의 집합을 의미하고, Ri는 전송 노드(i)가 가지는 전송속도를 의미한다. 이때 Ri는 R의 원소이다.R denotes a set of transmission rates that a transmitting node (i) can select, and Ri denotes a transmission rate of the transmitting node (i). Here, Ri is an element of R.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서 각각의 전송 노드(ni)는 인트라세션 네트워크 코딩 방식으로 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, in the multi-channel multi-session wireless network according to an embodiment of the present invention, each of the transmission nodes n i transmits information in an intra-session network coding scheme.
네트워크 코딩 방식은 각각의 전송 노드(i)가 수신된 서로 다른 패킷을 조합하여 독립적인 패킷을 생성해 전송하는 방식을 의미하고, 인트라세션 네트워크 코딩 방식은 동일한 소스 노드(Sa) 및 목적지 노드(Ta)를 이용하는 하나의 세션 a에 네트워크 코딩 방식을 적용하는 것을 의미한다.The network coding scheme refers to a scheme of generating and transmitting independent packets by combining different packets received by each of the transmission nodes i, and the intra-session network coding scheme is a scheme in which the same source node Sa and the destination node Ta Quot;) to a session a using the network coding scheme.
도 2는 본 발명의 다른 측면의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치의 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a configuration of a resource allocation apparatus in a multi-channel multi-session wireless network according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치(1)는 패킷 수신부(11), 저장부(12), 제어부(13), 네트워크 코딩부(14), 패킷 송신부(15)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A
또한, 자원 할당 장치(1)는 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크를 구성하는 전송 노드를 구성할 수 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 자원 할당 장치(1)는 하나의 세션에 대하여 소스 노드 또는 목적지 노드가 될 수 있다.In addition, the
패킷 수신부(11)는, 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서 자원 할당 장치(1)를 수신 노드로 하고, 채널을 할당받은 다른 노드를 송신 노드로 하여 형성된 링크를 통해 패킷을 수신할 수 있다. 또한 패킷 수신부(11)는 서로 다른 채널을 할당받은 복수 개의 다른 노드를 각각 송신 노드로 하여 형성된 복수 개의 링크를 통해 동시에 패킷을 수신할 수도 있다.The
저장부(12)는 이렇게 패킷 수신부(11)가 수신한 패킷을 저장할 수 있다.The
네트워크 코딩부(14)는 저장부(12)에 저장한 서로 다른 패킷을 조합하여 독립적인 패킷을 생성할 수 있다.The
패킷 송신부(15)는 자원 할당 장치(1)가 할당받은 채널을 통해 네트워크 코딩부(14)가 생성한 독립적인 패킷을 송신할 수 있다. 이때, 패킷 송신부(15)는 제어부(13)가 산출한 자원 할당 장치(1)의 브로드캐스트 레이트에 해당하는 양의 패킷을 자원 할당 장치(1)를 송신 노드로 하여 링크를 형성할 수 있는 다른 노드들 각각으로 송신할 수 있다. The
제어부(13)는 패킷 수신부(11), 저장부(12), 네트워크 코딩부(14) 및 패킷 송신부(15)의 동작을 제어할 수 있다. The
또한 제어부(13)는 만일 자원 할당 장치(1)가 세션 a의 소스 노드(Sa)일 경우 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법에 따라 소스 노드(Sa)의 플로우 레이트(XSa a)를 산출할 수 있다.Also, if the
또한 제어부(13)는 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법에 따라 자원 할당 장치(1)를 송신 노드(i)로 하여 형성되는 링크((i,j))의 플로우 레이트(xij ka)를 산출할 수 있다.In addition, the
또한 제어부(13)는 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법에 따라 자워 할당 장치(1)의 브로드캐스트 레이트를 산출하고 자원 할당 장치(1)에 채널을 할당할 수 있다. In addition, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법을 도시한 순서도로, 이를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선네트워크에서의 자원 할당 방법을 설명한다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a resource allocation method in a multi-channel multi-session wireless network according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, .
본 발명의 일 측면의 일 실시예에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법은 듀얼 분해법(dual decomposition)을 사용하는 것을 특징으로 한다. 듀얼 분해법은 최적화 문제를 몇 개의 서브 문제로 분해한다. 여기서 각 서브 문제가 최적화하고자 하는 변수들 상호간에 의존적인 관계가 있을 수 있다. 듀얼 분해법은 각 서브 문제가 최적화하고자 하는 변수들에 미리 정해진 초기값을 할당한 뒤, 최적화하고자 하는 변수들의 현재의 값에 기초하여 최적화하고자 하는 변수들의 다음 단계의 값을 산출하는 과정을 반복함으로써 최적화하고자 하는 변수들이 일정한 값에 수렴하게 하여 최적화 문제를 해결한다. A method of allocating resources in a multi-channel multi-session wireless network according to an embodiment of the present invention uses a dual decomposition method. The dual decomposition decomposes the optimization problem into several subproblems. In this case, there may be a mutually dependent relationship between the variables to be optimized for each sub-problem. In the dual decomposition method, each sub-problem assigns a predetermined initial value to the variables to be optimized, and then calculates the value of the next step of the variables to be optimized based on the current value of the variables to be optimized We solve the optimization problem by converging the desired variables to a certain value.
본 발명에서 해결하고자 하는 자원 할당 문제는 네트워크 이용율을 최대화하는 각 링크의 플로우 레이트 및 각 노드의 브로드캐스트 레이트를 구하는 문제로 모델링할 수 있다. 이를 위하여 본 발명에서는 플로우 레이트를 나타내는 주 변수 x, 브로드캐스트 레이트를 나타내는 주 변수 z 및 이들의 최적해를 구하기 위한 세 개의 라그랑지 승수인 플로우 제어(flow control) 계수, 링크 코스트(link cost) 및 혼잡 가격(congestion price)을 계산한다.The resource allocation problem to be solved in the present invention can be modeled as a problem of obtaining the flow rate of each link and the broadcast rate of each node that maximizes the network utilization rate. To this end, in the present invention, a main variable x representing a flow rate, a main variable z representing a broadcast rate, and three Lagrange multipliers for obtaining an optimal solution thereof are used as a flow control coefficient, a link cost, Calculate the congestion price.
먼저, 무선 네트워크에서 사용되는 각 전송 세션의 소스 노드의 플로우 제어 계수, 각 전송 채널을 사용하는 각 전송 세션의 전체 링크에 대한 링크 코스트 및 네트워크를 구성하는 전체 노드의 혼잡 가격을 0으로 초기화한다. 또한 각 전송 세션의 소스 노드의 플로우 레이트, 각 전송 채널을 사용하는 각 전송 세션의 전체 링크의 플로우 레이트 및 전체 노드의 브로드캐스트 레이트를 작은 상수로 초기화한다(S100).First, the flow control coefficient of the source node of each transmission session used in the wireless network, the link cost for the entire link of each transmission session using each transmission channel, and the congestion price of all the nodes constituting the network are initialized to zero. In addition, the flow rate of the source node of each transmission session, the flow rate of the entire link of each transmission session using each transmission channel, and the broadcast rate of the entire node are initialized to a small constant (S100).
또한 듀얼 분해법을 실행하는 데에 있어서 현재 몇 번째 반복인가를 나타내는 인덱스 t를 1로 초기화한다.Also, in executing the dual decomposition method, the index t indicating the current number of repetitions is initialized to 1.
이후, 플로우 제어 계수(qSa)와 링크 코스트(ρij ka)에 기초하여 각각의 전송 세션에 대해 각각의 채널을 사용하는 전체 링크((i,j))의 플로우 레이트(xij ka)를 산출한다(S110). Then, the in flow rate (x ij ka) of the whole link ((i, j)) of using the individual channel for each of the transport session based on the flow control coefficient (q Sa) and link cost (ρ ij ka) (S110).
이때, 네트워크 이용율을 최대화하는 각 링크((i,j))의 플로우 레이트(xij ka)는 다음 수학식 1을 만족할 수 있다.At this time, the flow rate (x ij ka ) of each link (i, j) that maximizes the network utilization rate can satisfy the following equation (1).
위 수학식 1을 만족하는 플로우 레이트(xij ka)를 구하는 문제는 작업 스케줄링(job scheduling) 문제로 변환하여 해결할 수 있다. 작업 스케줄링 문제를 해결하는 알고리즘은 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 내용은 생략한다. The problem of obtaining the flow rate (x ij ka ) satisfying the above equation (1) can be solved by converting it into a job scheduling problem. Algorithms for solving the task scheduling problem are well known to those skilled in the art and will not be described in further detail.
이후, 각각의 전송 세션에 대하여 각각의 전송 채널을 사용하는 각각의 노드에 대해 브로드캐스트 레이트(zi ka)를 산출한다(S120).Thereafter, the broadcast rate z i ka is calculated for each node using each transmission channel for each transmission session (S120).
본 발명의 일 측면의 일 실시예에서, 브로드캐스트 레이트(zi ka)는 프록시멀 최적화 알고리즘(proximal optimization algorithm)을 사용하여 산출될 수 있다. 프록시멀 최적화 알고리즘에 의하여 네트워크 이용율을 최대화하는 혼잡 가격을 나타내는 함수를 선형함수에서 엄격하게 볼록한(strictly convex) 함수로 변형할 수 있다. In one embodiment of an aspect of the invention, the broadcast rate (ka z i) can be calculated by using the proxy far optimizer (proximal optimization algorithm). We can transform a function that represents a congestion price that maximizes network utilization by a proxy-mime optimization algorithm from a linear function to a strictly convex function.
프록시멀 최적화 알고리즘을 사용하면, 새로운 브로드캐스트 레이트(zi ka(t+1))는 현재의 브로드캐스트 레이트(zi ka(t)), 해당 노드(i)의 혼잡 가격, 및 해당 노드로부터 전송 반경 내에 있는 노드들의 혼잡 가격에 기초하여 산출될 수 있고, 해당 노드의 전송 속도(Ri), 해당 노드와 해당 노드의 전송 반경 내에 있는 각각의 노드 사이에 형성되는 각각의 링크의 링크 코스트 및 전송 확률을 반영하여 산출될 수 있다. Using the proximal optimization algorithm, the new broadcast rate (z i ka (t + 1)) is calculated from the current broadcast rate z i ka (t), the congestion price of the node i, (R i ) of the node, the link cost of each link formed between the node and each node within the transmission radius of the node, and the link cost Can be calculated by reflecting the transmission probability.
즉, 브로드캐스트 레이트(zi ka)는 아래의 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.That is, the broadcast rate z i ka can be calculated by the following equation (2).
위 수학식 2에서, φ는 작은 양수 값을 가질 수 있으며, ωi ka는 아래의 수학식 3에 의해 치환될 수 있다. In the above equation (2),? May have a small positive value, and? I ka may be replaced by the following equation (3).
즉, ωi ka는 해당 노드(i)와 해당 노드(i)의 전송 반경 내에 있는 각각의 노드들 사이에 형성되는 각각의 링크의 링크 코스트와 전송 확률을 곱한 값의 합을 의미한다.That is, ω i ka denotes a sum of values obtained by multiplying the link cost of each link formed between the node (i) and each node within the transmission radius of the node (i) by the transmission probability.
위 수학식 2에 의해 산출된 브로드캐스트 레이트는 프록시멀 최적화 알고리즘에 의해 변형된 함수에 기인하는 오차를 가질 수 있다. 이러한 오차를 보정하기 위하여 프라이멀 회복 방법(primal recovery method)을 사용할 수 있다. 프라이멀 회복 방법(primal recovery method)을 사용하면, 오차를 보정한 브로드캐스트 레이트는 아래의 수학식 4에 의해 산출될 수 있다.The broadcast rate calculated by the above equation (2) may have an error due to the function modified by the proxy optimal algorithm. To compensate for this error, a primal recovery method can be used. Using the primal recovery method, the broadcast rate corrected for the error can be calculated by the following equation (4).
이후, 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크를 구성하는 모든 노드에 대해 채널을 할당한다(S130). Thereafter, a channel is allocated to all the nodes constituting the multi-channel multi-session wireless network (S130).
본 발명의 일 측면의 일 실시예에서 노드에 대한 채널 할당은 각 노드의 혼잡 가격(βi ka)에 기초한 휴리스틱 알고리즘을 사용하여 수행될 수 있다. Channel assigned to a node in one embodiment of one aspect of the present invention can be performed using a heuristic algorithm based on the congestion value (β i ka) of each node.
즉, 먼저 각 노드는 각각의 전송 세션과 전송 채널에 대한 혼잡 가격의 합을 계산할 수 있다. 이후, 각 노드는 이웃 노드들과 혼잡 가격의 합을 비교하여 혼잡 가격의 합이 큰 순서로 우선 순위를 할당받을 수 있다. That is, each node can calculate the sum of the congestion price for each transmission session and the transmission channel. Then, each node compares the sum of the congestion prices with the neighboring nodes, and the priority can be assigned in the order of the sum of the congestion prices.
이후, 가장 높은 우선 순위를 할당받은 노드가 채널을 할당받을 수 있다. 하나의 노드가 채널을 할당받으면, 채널을 할당받은 노드에 대해 사용 가능한 채널의 수를 1씩 감소시킬 수 있다. 또한 채널을 할당받은 노드를 송신 노드로 하여 링크를 형성할 수 있는 각각의 노드에 대해서도 사용 가능한 채널의 수를 1씩 감소시킬 수 있다.Thereafter, the node assigned the highest priority can be allocated a channel. When a node is assigned a channel, the number of available channels for the node to which the channel is allocated can be decreased by one. Also, the number of usable channels can be reduced by 1 for each node that can form a link with the node assigned the channel as the transmitting node.
이 과정이 끝나면 다음으로 높은 우선 순위를 할당받은 노드가 같은 방법으로 채널을 할당받을 수 있다. 같은 과정이 채널 할당은 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크를 구성하는 모든 노드에 대해 할당받은 우선 순위의 순서로 반복될 수 있다.At the end of this process, the nodes that are assigned the next highest priority can be assigned channels in the same way. In the same process, the channel assignment can be repeated in the order of priority assigned to all the nodes constituting the multi-channel multi-session wireless network.
이후, 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크의 각각의 링크에 대하여 플로우 레이트를 갱신한다(S140). 각각의 링크((i,j))의 송신 노드(i)가 단계(S130)에서 채널 k를 할당받았다면, 링크((i,j))의 플로우 레이트(xij ka)는 갱신될 수 있다. 만일 송신 노드(i)가 단계(S170)에서 채널을 할당받지 못했다면, 링크((i,j))의 플로우 레이트는 모든 채널에 대해 0이 된다.Thereafter, the flow rate is updated for each link of the multi-channel multi-session wireless network (S140). The flow rate (x ij ka ) of the link ((i, j)) can be updated if the transmitting node i of each link (i, j) has been allocated channel k in step S130 . If the transmitting node i has not been assigned a channel in step S170, then the flow rate of the link ((i, j)) is zero for all channels.
이후, 각각의 전송 세션에 대하여 각각의 전송 채널을 사용하는 각각의 링크의 링크 코스트(ρij ka)를 갱신한다(S120).Then, the link cost (p ij ka ) of each link using each transmission channel is updated for each transmission session (S120).
이때, 새로운 링크 코스트(ρij ka(t+1))는 현재의 링크 코스트(ρij ka(t)), 해당 링크((i,j))의 플로우 레이트(xij ka) 및 해당 링크((i,j))의 송신 노드(i)의 현재 브로드캐스트 레이트(zi ka(t))에 기초하여 산출될 수 있고, 링크 코스트에 대한 스텝 크기(θ2)를 반영하여 산출될 수 있다. 스텝 크기(θ2)는 후술되는 스텝 크기(θ1)과 같은 방법으로 설정되나, A, B, C의 값은 스텝 크기(θ1)의 경우와 다른 값을 취하게 된다.At this time, the new link cost ρ ij ka (t + 1) is calculated based on the current link cost ρ ij ka (t), the flow rate (x ij ka ) of the link (z i ka (t)) of the transmitting node i of the link cost (i, j) and can be calculated reflecting the step size? 2 for the link cost . The step size θ 2 is set in the same manner as the step size θ 1 described later, but the values of A, B, and C are different from those of the step size θ 1 .
즉, 링크 코스트(ρij ka)는 아래의 수학식 5에 의해 산출될 수 있다.That is, the link cost? Ij ka can be calculated by the following equation (5).
위의 수학식 5에서 []+는 0 이상 양의 무한대 이하의 값 만을 가질 수 있음을 의미한다.In the above equation (5), [] + means that it can have a value of 0 or more and positive infinity or less.
위의 수학식 5에 의하면, 해당 링크((i,j))의 송신 노드(i)의 브로드캐스트 레이트(zi ka), 해당 링크((i,j))의 송신 노드(i)의 전송 속도(Ri) 및 해당 링크((i,j))의 전송 확률(pij k)에 의해 주어지는 제약값이 해당 링크((i,j))의 플로우 레이트(xij ka)보다 작을 경우 링크 코스트(ρij ka)가 증가한다. According to Equation (5), the broadcast rate z i ka of the transmitting node i of the corresponding link (i, j), the transmission rate of the transmitting node i of the corresponding link (i, j) When the constraint value given by the transmission probability p ij k of the speed R i and the link i is smaller than the flow rate x ij ka of the link i, j, The cost (rho ij ka ) increases.
즉, 링크 코스트(ρij ka)는 해당 전송 링크((i,j))의 혼잡도를 나타낸다.In other words, the link cost (ρ ij ka) shows the traffic intensity of the transmission link ((i, j)).
이후, 각각의 전송 세션의 소스 노드의 플로우 제어 계수(qSa)를 갱신한다(S160).Then, the flow control coefficient q Sa of the source node of each transmission session is updated (S160).
이때, 새로운 플로우 제어 계수(qSa(t+1))는 현재의 플로우 제어 계수(qSa(t)), 소스 노드(Sa)로부터 전송되는 패킷의 수, 목적지 노드(Ta)까지 전송되는 패킷의 수에 기초하여 산출될 수 있고, 플로우 제어 계수에 대한 스텝 크기(step size)(θ1)를 반영하여 산출될 수 있다. At this time, the new flow control coefficient q Sa (t + 1) is calculated based on the current flow control coefficient q Sa (t), the number of packets transmitted from the source node Sa, And can be calculated by reflecting the step size (? 1 ) for the flow control coefficient.
즉, 플로우 제어 계수(qSa)는 아래의 수학식 6에 의해 산출될 수 있다.That is, the flow control coefficient q Sa can be calculated by the following equation (6).
위의 수학식 6에 의하면, 소스 노드(Sa)에서 전송된 패킷이 목적지 노드(Ta)에서 모두 성공적으로 수신되지 않을 경우 플로우 제어 계수(qSa)의 값이 증가한다. 즉, 플로우 제어 계수(qSa)는 소스 노드(Sa)에서 전송된 패킷이 목적지 노드(Ta)에 얼마나 도착하는지를 나타내는 네트워크 종단간 피드백을 의미한다. According to Equation (6), the value of the flow control coefficient q Sa increases when all of the packets transmitted from the source node Sa are not successfully received at the destination node Ta. That is, the flow control coefficient q Sa means network end-to-end feedback indicating how much the packet transmitted from the source node Sa arrives at the destination node Ta.
또한 스텝 크기(θ1)은 θ1=A/(B+C×t) 라는 수식에 의하여 설정된다. A, B, C는 플로우 제어 계수(qSa)의 변화 속도를 설정하기 위해 미리 정해진 값이며, t는 상술한 바와 같이 현재 듀얼 분해법에서 몇 번째 반복인지를 나타내는 인덱스이다. 따라서 반복의 횟수가 증가할수록, 플로우 제어 계수(qSa)의 변화 속도가 감소하며, 그에 따라 플로우 제어 계수(qSa)가 최적값으로 수렴하게 된다.The step size (? 1 ) is set by the equation? 1 = A / (B + C 占 t). A, B, and C are predetermined values for setting the rate of change of the flow control coefficient q Sa , and t is an index indicating the number of iterations in the current dual decomposition method as described above. Therefore, the more the number of iterations increases, the decrease in the rate of change of the flow control coefficient (q Sa), and the flow control coefficient (q Sa) accordingly is converged to an optimum value.
이후, 산출한 플로우 제어 계수(qSa)와 링크 코스트(ρij ka)에 기초하여 각 전송 세션의 소스 노드(Sa)의 플로우 레이트(XSa a)를 산출한다(S170). Then, the flow rate X Sa a of the source node Sa of each transmission session is calculated based on the calculated flow control coefficient q Sa and the link cost ρ ij ka (S170).
즉, 세션 a의 소스 노드(Sa)의 플로우 레이트(XSa a)는 다음 수학식 7에 의해 산출된다.That is, the flow rate (X Sa a ) of the source node Sa of the session a is calculated by the following equation (7).
여기서 소스 노드(Sa)의 플로우 레이트(XSa a)는 모든 전송 채널에 대하여 소스 노드(Sa)를 송신 노드로 하고 소스 노드로부터 전송 거리 내에 있는 각각의 노드를 수신 노드로 하는 링크들의 플로우 레이트의 합을 의미한다. 즉, 소스 노드(Sa)의 플로우 레이트(XSa a)는 수식 
위의 수학식 7에서 Ua는 세션 a의 이용율 함수를 의미한다. 세션 a의 이용율 함수(Ua)는 세션 a의 소스 노드(Sa)의 플로우 레이트(XSa a)에 대해 단조 증가하며 엄격하게 오목한(strictly concave) 함수이며, 구현을 위하여는 이용율 함수(Ua) 대신 자연로그 함수를 사용할 수 있다. 따라서 네트워크 이용율을 최대화하는 소스 노드의 플로우 레이트(XSa a)는 이용율 함수(Ua)의 도함수의 역함수(Ua'-1)를 이용하여 산출할 수 있다.In Equation (7), U a denotes a utilization function of the session a. Session utilization function of a (U a) is a session monotonically increase for the flow rate (X Sa a) of the source node (Sa) of a and a strictly concave (strictly concave) function, the utilization function (U a for implementation ) Instead, you can use the natural logarithm function. Therefore, the flow rate (X Sa a ) of the source node that maximizes the network utilization can be calculated using the inverse function (U a ' -1 ) of the derivative of the utilization function (U a ).
이후, 각각의 전송 세션에 대하여 각각의 전송 채널을 사용하는 각각의 노드에 대해 혼잡 가격(βi ka)을 갱신한다(S180).Then, it updates the congestion value (β i ka) for each of the nodes using the respective transmission channel for each transmission session (S180).
이때, 새로운 혼잡 가격(βi ka(t+1))은 현재의 혼잡 가격(βi ka(t)), 해당 링크((i,j))의 플로우 레이트(xij ka) 및 해당 링크((i,j))의 송신 노드(i)의 현재 브로드캐스트 레이트(zi ka(t))에 기초하여 산출될 수 있고, 혼잡 가격에 대한 스텝 크기(θ3) 및 채널의 용량(Cka)을 반영하여 산출될 수 있다. 스텝 크기(θ3)는 스텝 크기(θ1)과 같은 방법으로 설정되나, A, B, C의 값은 스텝 크기(θ1) 및 스텝 크기(θ2)의 경우와 다른 값을 취하게 된다.At this time, the new congestion price (β i ka (t + 1)) is calculated based on the current congestion price β i ka (t), the flow rate (x ij ka ) (z i ka (t)) of the transmitting node (i) of the channel (i, j) and is calculated based on the step size θ 3 for the congestion price and the capacity of the channel C ka ) Can be calculated. The step size (θ 3 ) is set in the same way as the step size (θ 1 ), but the values of A, B and C take different values from those of the step size (θ 1 ) and step size (θ 2 ) .
즉, 혼잡 가격(βi ka)은 아래의 수학식 8에 의해 산출될 수 있다.That is, the congestion price (beta i ka ) can be calculated by the following equation (8).
이후, 산출한 각 전송 세션의 소스 노드의 플로우 제어 계수, 각 전송 채널을 사용하는 각 전송 세션의 전체 링크에 대한 링크 코스트, 네트워크를 구성하는 각 노드의 혼잡 가격, 각 전송 세션의 소스 노드의 플로우 레이트, 각 전송 채널을 사용하는 각 전송 세션의 각 링크의 플로우 레이트 및 각 노드의 브로드캐스트 레이트의 값이 수렴하였다는 종료 조건을 만족하는가를 판단한다(S190). Thereafter, the flow control coefficient of the source node of each transmission session calculated, the link cost for the entire link of each transmission session using each transmission channel, the congestion price of each node constituting the network, the flow of the source node of each transmission session A flow rate of each link of each transmission session using each transport channel, and a broadcast rate of each node are converged (S190).
이때, 만일 종료 조건을 만족하지 않았다면 본 발명에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법은 단계(S110)부터 반복된다. 또한 이때 현재 몇 번째 반복인가를 나타내는 인덱스 t를 1만큼 증가시킨다. At this time, if the termination condition is not satisfied, the method of allocating resources in the multi-channel multi-session wireless network according to the present invention is repeated from step S110. Also, at this time, the index t indicating the current number of repetitions is incremented by one.
만일 종료 조건을 만족한다면 본 발명에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법은 종료한다.If the termination condition is satisfied, the resource allocation method in the multi-channel multi-session wireless network according to the present invention ends.
이와 같이 본 발명에 따른 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치 및 방법에 따르면, 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크 환경에서 각 전송 세션의 플로우 제어 계수와 각 링크의 링크 코스트 및 각 노드의 혼잡 가격을 계산하고 이에 기초하여 각 링크의 플로우 레이트 및 각 노드의 브로드캐스트 레이트를 결정하고 각 노드에 채널을 할당할 수 있으므로 네트워크 이용율을 향상시킬 수 있다.According to the apparatus and method for allocating resources in a multi-channel multi-session wireless network according to the present invention, the flow control coefficient of each transmission session, the link cost of each link, and the congestion price of each node in a multi- The flow rate of each link and the broadcast rate of each node can be determined, and a channel can be allocated to each node, thereby improving the network utilization rate.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.
Sa : 세션 a의 소스 노드
Ta : 세션 a의 목적지 노드
(i,j) : 노드 i가 송신 노드이고 노드 j가 수신 노드인 링크
1 : 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치
11 : 패킷 수신부
12 : 저장부
13 : 제어부
14 : 네트워크 코딩부
15 : 패킷 송신부Sa: source node of session a
Ta: destination node of session a
(i, j): the node i is the sending node and the node j is the receiving node
1: Resource allocation device in a multi-channel multi-session wireless network
11: packet receiver
12:
13:
14: Network coding unit
15: Packet transmitter
Claims (11)
a) 전송 세션 각각에 대한 플로우 제어 계수와 각 전송 노드 간의 각 링크의 링크 코스트에 기초하여 상기 전송 세션 및 전송 채널 각각에 대하여 상기 각 링크의 플로우 레이트를 산출하는 단계;
b) 상기 각 전송 노드의 혼잡 가격 및 상기 각 링크의 링크 코스트에 기초하여 상기 전송 세션 및 상기 전송 채널 각각에 대한 상기 각 전송 노드의 브로드캐스트 레이트를 산출하는 단계;
c) 상기 각 전송 노드의 혼잡 가격에 기초하여 상기 각 전송 노드에 대해 전송 채널을 할당하는 단계;
d) 상기 전송 채널의 할당 결과에 기초하여 상기 각 링크의 상기 플로우 레이트를 갱신하는 단계;
e) 상기 갱신된 각 링크의 상기 플로우 레이트와 상기 산출된 각 전송 노드의 상기 브로드캐스트 레이트에 근거하여 상기 각 링크의 상기 링크 코스트를 갱신하는 단계; 및
f) 상기 단계 a) 내지 e) 를 반복하는 단계를 포함하는 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 방법.In a multi-channel multi-session wireless network environment,
a) calculating a flow rate of each link for each of the transmission session and the transmission channel based on a flow control coefficient for each transmission session and a link cost of each link between each transmission node;
b) calculating a broadcast rate of each of the transport nodes for each of the transport session and the transport channel based on the congestion price of each transport node and the link cost of each link;
c) allocating a transport channel for each of the transport nodes based on the congestion price of each transport node;
d) updating the flow rate of each link based on the allocation result of the transport channel;
e) updating the link cost of each link based on the updated flow rate of each link and the calculated broadcast rate of each transfer node; And
f) repeating steps a) through e) above.
전송받은 상기 패킷을 저장하는 저장부;
상기 저장부에 저장된 상기 패킷을 입력받아 네트워크 코딩 방식으로 송신 패킷를 생성하는 네트워크 코딩부;
상기 복수 개의 전송 채널 중 일부인 할당받은 전송 채널을 통하여 상기 송신 패킷을 산출된 브로드캐스트 레이트로 송신하는 패킷송신부; 및
듀얼 분해법을 사용하여 혼잡 가격을 산출하고, 상기 혼잡 가격에 기초하여 상기 브로드캐스트 레이트를 산출하고, 상기 혼잡 가격에 기초하여 상기 전송 채널을 할당하며, 상기 수신 패킷의 수신 및 저장과 상기 송신 패킷의 생성 및 송신을 제어하는 제어부를 포함하는 멀티채널 멀티세션 무선 네트워크에서의 자원 할당 장치.
A packet receiving unit for receiving a received packet through a plurality of transmission channels;
A storage unit for storing the received packet;
A network coding unit for receiving the packet stored in the storage unit and generating a transmission packet by a network coding scheme;
A packet transmitter for transmitting the transmission packet at a calculated broadcast rate through an assigned transmission channel that is part of the plurality of transmission channels; And
Calculating a congestion price by using a dual decomposition method, calculating the broadcast rate based on the congestion price, allocating the transport channel based on the congestion price, receiving and storing the received packet, Generation and transmission of the resource in the multi-channel multi-session wireless network.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130015920A KR101435190B1 (en) | 2013-02-14 | 2013-02-14 | Resource allocation apparatus and method for multichannel multisession wireless network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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