KR101546198B1 - Method and Device for Controlling Power in Wireless Network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 네트워크에서 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공간 재사용 효율을 높일 수 있는 전력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control method and apparatus in a wireless network, and more particularly, to a power control method and apparatus capable of improving space reuse efficiency.
기존의 IEEE 802.11 및 IEEE 802.15 계열의 표준에 기반한 무선 네트워크의 MAC(Medium Access Control) 계층 동작은 CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access with Collision Avoidance) 방식을 이용한다. CSMA는 WLAN의 IEEE 802.11 및 WPAN (Wireless Personal Area Network)의 IEEE 802.15.4 표준에 이용되는 반송파 감지 다중 접속 기술이며, CSMA는 별도의 중앙 제어 디바이스가 없는 상태, 즉 분산화(Distributed) 된 환경에서 노드들 간의 경쟁에 기반한 매체 접근 제어 방식이라 할 수 있다. The MAC (Medium Access Control) layer operation of a wireless network based on the existing IEEE 802.11 and IEEE 802.15 series standards uses a CSMA / CA (Carrier Sensing Multiple Access with Collision Avoidance) scheme. CSMA is a carrier sense multiple access technique used in the IEEE 802.15.4 standard of WLAN and IEEE 802.15.4 standard of Wireless Personal Area Network (WPAN), CSMA is a state in which there is no separate central control device, Based on the competition between the media access control method.
노드들은 채널의 상태를 관찰하며, 채널이 특정 시간(DIFS, AIFS, 등)만큼 사용하지 않는 빈(idle) 상태가 지속되고 있음을 감지하면, 해당 노드는 임의의 백오프(backoff) 시간을 기다린 후에 데이터 전송을 시도한다. 만약 전송 충돌이 발생한 경우, 해당 노드는 바로 전에 선택한 백오프 시간보다 더 긴 구간에서 임의의 숫자를 선택하고, 그 수만큼의 슬롯을 기다린 후에 재전송을 시도한다. 이러한 과정을 통해 중앙 제어 장치 없이 분산적으로 각 노드들이 자체적으로 충돌이 나는 것을 회피할 수 있다. The nodes observe the state of the channel, and when the channel detects that the idle state is not in use for a certain time (DIFS, AIFS, etc.), the node waits for an optional backoff time Later, data transmission is attempted. If a transmission collision occurs, the node selects an arbitrary number in the interval longer than the immediately preceding backoff time, and retries transmission after waiting for the number of slots. Through this process, it is possible to prevent each node from colliding with itself in a distributed manner without a central control device.
또한 히든 노드(hidden node) 문제 등을 해결하기 위하여, 노드들이 데이터 프레임을 전송하기 전에, 보다 작은 크기의 RTS(Ready-to-Send) 및 CTS(Clear-to-Send)프레임을 교환하여 채널을 미리 점유하는, CA(Collision Avoidance) 방식이 사용된다. 또한 기존의 WLAN IEEE 802.11 및 WPAN IEEE 802.15.4에 기반한 맥(MAC) 프로토콜은 간섭으로 인한 전송 실패를 방지하기 위하여 CS(Carrier Sensing) 범위 내에서의 동시 전송(Concurrent Transmission)을 허용하지 않는다.
In order to solve the hidden node problem, nodes exchange small-sized Ready-to-Send (RTS) and Clear-to-Send (CTS) frames before transmitting data frames, A pre-occupancy CA (Collision Avoidance) scheme is used. In addition, the MAC protocol based on the existing WLAN IEEE 802.11 and WPAN IEEE 802.15.4 does not allow concurrent transmission within the Carrier Sensing (CS) range to prevent transmission failure due to interference.
도 1은 전술된 맥 프로토콜에 따른 데이터 송수신을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining data transmission / reception according to the above-described MAC protocol.
도 1에 도시된 바와 같이 무선 네트워크 상에 4개의 노드(A, B, C, D)가 존재한다. 캐리어 센싱 범위(CS range)에 포함된 노드들은 백오프 과정을 중단하며, 데이터 전송 범위(transmission range)는 패킷을 성공적으로 수신하여 디코딩할 수 있는 범위를 나타낸다.There are four nodes A, B, C, and D on the wireless network, as shown in FIG. Nodes included in the carrier sense range (CS range) stop the backoff process, and the data transmission range indicates a range where packets can be successfully received and decoded.
노드 A와 B, 그리고 노드 C와 D는 서로 간섭없이 데이터를 송수신(flow1, flow2, flow3, flow4)할 수 있는 거리에 위치하고 있지만, 노드 C는 노드 B의 캐리어 센싱(CS) 범위에 포함되어 있다. Although nodes A and B and nodes C and D are located at a distance capable of transmitting and receiving data (flow1, flow2, flow3, flow4) without interfering with each other, node C is included in the carrier sensing (CS) .
따라서 노드 간 간섭이 없는 상황에서도 노드 C는 노드 B와 데이터를 송수신하지 못하는 문제가 있으며, 공간 재사용 효율을 높일 수 있는 연구가 필요하다.
Therefore, even in the absence of inter-node interference, there is a problem that node C can not transmit / receive data to / from node B, and research for increasing space reuse efficiency is needed.
본 발명은 무선 네트워크에서 전력 제어 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a method and apparatus for power control in a wireless network.
특히, 본 발명은 공간 재사용 효율을 높일 수 있는 전력 제어 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
In particular, the present invention is to provide a power control method and apparatus capable of increasing the space reuse efficiency.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 상기 제1전송 파워로 전송하는 단계; 상기 RTS 메시지를 수신한 수신 단말로부터, 제2전송 파워 정보를 포함하는 CTS 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제2전송 파워 정보를 이용하여 데이터를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 수신 단말은 상기 제1전송 파워 정보, 간섭 정보 및 상기 RTS 메시지 수신 파워를 이용하여, 상기 송신 단말과의 거리를 판단하고, 상기 거리에 기반하여 상기 제2전송 파워 정보를 생성하는 무선 네트워크에서 송신 단말의 전력 제어 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of transmitting a RTS message including first transmission power information, the method comprising: transmitting, by the first transmission power, an RTS message including first transmission power information; Receiving a CTS message including second transmission power information from a receiving terminal that has received the RTS message; And transmitting data using the second transmission power information, wherein the receiving terminal determines a distance to the transmitting terminal by using the first transmission power information, the interference information, and the RTS message receiving power And generating the second transmission power information based on the distance.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 송신 단말로부터 제1전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 수신하는 단계; 상기 제1전송 파워 정보, 잡음 정보 및 상기 RTS 메시지 수신 파워를 이용하여, 상기 송신 단말과의 거리를 판단하는 단계; 상기 판단된 거리에 따라 제2전송 파워 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제2전송 파워에 따라, 상기 제2전송 파워 정보를 포함하는 CTS 메시지를 상기 송신 단말로 전송하는 단계를 포함하는 무선 네트워크에서 수신 단말의 전력 제어 방법을 제공한다.According to another exemplary embodiment of the present invention, there is provided a method of transmitting an RTS message, the method comprising: receiving an RTS message including first transmission power information from a transmitting terminal; Determining a distance to the transmitting terminal using the first transmission power information, the noise information, and the RTS message reception power; Generating second transmission power information according to the determined distance; And transmitting a CTS message including the second transmission power information to the transmitting terminal according to the second transmission power. The present invention also provides a method of controlling power of a receiving terminal in a wireless network.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무선 단말로부터 제1전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 수신하는 수신부; 상기 제1전송 파워 정보, 잡음 정보 및 상기 RTS 메시지 수신 파워를 이용하여, 상기 무선 단말과의 거리를 판단하는 거리 판단부; 상기 판단된 거리에 따라 제2전송 파워 정보를 생성하는 정보 생성부; 및 상기 제2전송 파워에 따라, 상기 제2전송 파워 정보를 포함하는 CTS 메시지를 상기 무선 단말로 전송하는 전송부를 포함하는 무선 네트워크의 전력 제어 장치를 제공한다.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a mobile station comprising: a receiver for receiving an RTS message including first transmission power information from a wireless terminal; A distance determination unit for determining a distance to the wireless terminal using the first transmission power information, the noise information, and the RTS message reception power; An information generating unit generating second transmission power information according to the determined distance; And a transmitter for transmitting a CTS message including the second transmission power information to the wireless terminal according to the second transmission power.
본 발명에 따르면, 무선 네트워크에서 노드간 거리에 따라 적응적으로 전송 파워를 조절하고, 조절된 전송 파워로 데이터를 송수신함으로써, 노드에서 소모되는 파워가 감소될 수 있다.According to the present invention, the transmission power can be adaptively adjusted according to the distance between nodes in the wireless network, and the power consumed by the node can be reduced by transmitting / receiving data with the adjusted transmission power.
또한 본 발명에 따르면, 캐리어 센싱 범위가 감소되어 데이터 송수신이 가능한 노드의 개수가 증가하며 전체적인 데이터 쓰루풋이 증가하며, 공간 재사용 효율이 높아질 수 있다.
Also, according to the present invention, the number of nodes capable of data transmission / reception can be increased by reducing the carrier sensing range, the overall data throughput is increased, and the space reuse efficiency can be increased.
도 1은 맥 프로토콜에 따른 데이터 송수신을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 송신 단말의 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수신 단말의 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전력 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining data transmission / reception according to a MAC protocol.
2 is a diagram for explaining a wireless network system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a power control method of a transmitting terminal according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a power control method of a receiving terminal according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views for explaining the effect of the power control method according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining a power control method according to a specific embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a power control apparatus according to a specific embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
본 발명은 무선 네트워크에서 노드간 거리에 따라 적응적으로 전송 파워를 조절함으로써, 공간 재사용 효율을 높일 수 있다. 즉, 도 1에서 설명된 바와 같이, 노드 C는 노드 B의 캐리어 센싱 범위에 포함되어 데이터를 송수신할 수 없는데, 본 발명에 따르면 노드 A와 노드 B의 거리에 따라 노드 B의 캐리어 센싱 범위가 감소될 수 있으며, 따라서 노드 C가 데이터를 송수신할 수 있으며 결국 공간 재사용 효율이 높아질 수 있다. 또한 공간 재사용(spatial reuse) 효율이 높아짐으로써, 무선 네트워크 입장에서는 데이터 전송이 가능한 노드가 증가하므로 전체적인 쓰루풋(throughput)이 향상될 수 있다.The present invention improves space reuse efficiency by adaptively adjusting transmission power according to a distance between nodes in a wireless network. 1, the node C is included in the carrier sensing range of the node B and can not transmit or receive data. According to the present invention, the carrier sensing range of the node B is reduced according to the distance between the node A and the node B. Therefore, the node C can transmit and receive data, and as a result, the space reuse efficiency can be increased. Also, as the efficiency of spatial reuse increases, the number of nodes capable of data transmission increases in the wireless network, so that the overall throughput can be improved.
이하에서 언급되는 송신 단말 및 수신 단말은 무선 네트워크의 노드로서, 예를 들어 액세스 포인트(AP), 사용자 단말일 수 있으며, 본 발명에 따른 전력 제어를 수행한다는 측면에서 전력 제어 장치로 언급될 수 있다. 또한 본 발명에서 언급되는 하드웨어 관점의 설명은 프로세스적인 관점에서 해석될 수 있다.The transmitting terminal and the receiving terminal, which will be described below, may be referred to as a power control device in terms of performing the power control according to the present invention, for example, an access point (AP), a user terminal, . Further, the hardware-oriented description referred to in the present invention can be interpreted in terms of a process.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a wireless network system according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 네트워크 시스템은 송신 단말(200) 및 수신 단말(210)을 포함한다. 송신 단말(200)은 제1전송부(201) 및 제1수신부(203)를 포함하며, 실시예에 따라 제1정보 생성부(205)를 더 포함할 수 있다. 수신 단말(210)은 제2전송부(211), 제2수신부(213), 거리 판단부(215) 및 제2정보 생성부(217)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the wireless network system according to the present invention includes a
제1전송부(201)는 제1전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 제1전송 파워로 전송한다. 제1전송 파워 정보는 송신 단말(200)의 전송 파워를 나타내는 정보로서, 제1정보 생성부(205)에서 생성될 수 있다. 송신 단말(200)의 전송 파워는 기 설정된 최대 파워이거나 또는 최대 파워로부터 수정된 파워일 수 있다. The
제2수신부(213)는 송신 단말(200)로부터 전송된 RTS 메시지를 수신하며, 거리 판단부(215)는 제1전송 파워 정보, 잡음 정보 및 RTS 메시지의 수신 파워를 이용하여 송신 단말(200)과 수신 단말(210)의 거리를 판단한다. The
제2정보 생성부(217)는 거리 판단부(215)에 의해 판단된 거리에 따라 제2전송 파워 정보를 생성하며, 제2전송 파워에 따라 CTS 메시지를 송신 단말(200)로 전송한다. CTS 메시지에는 제2전송 파워 정보가 포함된다.The second
제1수신부(203)를 통해 CTS 메시를 수신한 송신 단말(200)은 제2전송 파워 정보를 이용하여 제2전송 파워로 데이터를 전송한다. 따라서 송신 단말(200)과 수신 단말(210)의 전송 파워는 송신 단말(200)과 수신 단말(210)의 거리가 가까울수록 작아질 수 있다.The transmitting
즉, 본 발명은 무선 네트워크에서 노드간 거리에 따라 적응적으로 전송 파워를 조절하고, 조절된 전송 파워로 데이터를 송수신할 수 있다. 조절된 전송 파워에 따라 데이터를 송수신함으로써, 송신 단말(200) 및 수신 단말(210)에서 소모되는 파워가 감소될 수 있으며, 캐리어 센싱 범위가 감소되어 데이터 송수신이 가능한 노드의 개수가 증가하며 전체적인 데이터 쓰루풋이 증가할 수 있다. That is, the present invention can adjust transmission power adaptively according to the distance between nodes in a wireless network, and transmit / receive data with adjusted transmission power. By transmitting / receiving data according to the adjusted transmission power, power consumed by the transmitting
한편, 거리 판단부(215)는 잡음 정보를 이용하여 송신 단말(200)간의 거리를 판단하는데, 잡음 정보는 무선 네트워크의 노드 사이의 간섭 정보일 수 있다. 노드 사이의 간섭에 의해 수신 단말(210)에서 측정되는 RTS 메시지의 수신 파워가 증가할 수 있으며, 본 발명은 송신 단말(200)과 수신 단말(210) 사이의 정확한 거리 측정을 위해 RTS 메시지의 수신 파워로부터 간섭에 의한 파워를 제거하여 거리를 측정할 수 있다.
Meanwhile, the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 송신 단말의 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서는 전술된 송신 단말(200)의 전력 제어 방법이 일실시예로서 설명된다.3 is a diagram for explaining a power control method of a transmitting terminal according to an embodiment of the present invention. In Fig. 3, the above-described power control method of the transmitting
송신 단말(200)은 제1전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 제1전송 파워로 전송(S301)한다. 그리고 송신 단말(100)은 RTS 메시지를 수신한 수신 단말(210)로부터 제2전송 파워 정보를 포함하는 CTS 메시지를 수신(S303)하며, 제2전송 파워 정보를 이용하여 데이터를 전송(S305)한다.The transmitting
본 발명에 따른 전력 제어 방법은 캐리어 센싱을 위한 제1최소 임계 파워 및 데이터 디코딩을 위한 제2최소 임계 파워를 이용하여 제1전송 파워 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1최소 임계 파워는 개리어 센싱 범위의 경계가 되는 파워이며, 제2최소 임계 파워는 데이터 전송 범위의 경계가 되는 파워이다.The power control method according to the present invention may further include generating first transmission power information using a first minimum threshold power for carrier sensing and a second minimum threshold power for data decoding. The first minimum threshold power is the power that is the boundary of the real sensing range, and the second minimum threshold power is the power that is the boundary of the data transmission range.
전술된 바와 같이, 송신 단말(200)은 기 설정된 최대 파워로 데이터를 전송하거나 최대 파워로부터 수정된 파워로부터 데이터를 전송할 수 있는데, 송신 단말(200)은 전술된 최소 임계 파워에 따라, RTS 메시지를 전송할 수 있다.As described above, the transmitting
송신 단말(200)은 하기 [수학식 1]과 같이 제1전송 파워()를 결정할 수 있다. 즉, 제1전송 파워는 제1최소 임계 파워에 비례하며, 제2최소 임계 파워에 반비례할 수 있다.The transmitting
여기서, 는 제1최소 임계 파워를 나타내며, 는 제2최소 임계 파워를 나타내며, 송신 단말(200)에 정의되어 있거나 실험적으로 결정될 수 있다. 그리고 는 기 설정된 최대 송신 파워를 나타내며, 는 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 나타낸다.here, Lt; / RTI > represents the first minimum-threshold power, Represents the second minimum threshold power, and may be defined in the transmitting
도 1에 도시된 바와 같이, 캐리어 센싱 범위는 데이터 전송 범위보다 넓으며, 따라서 가 보다 크다. 따라서, 송신 단말(200)은 최초 RTS 메시지를 전송하면서 보다 적은 전송 파워로 데이터를 전송할 수 있다.As shown in Figure 1, the carrier sensing range is wider than the data transmission range, end Lt; / RTI > Accordingly, the transmitting
송신 단말(200)은 [수학식 1]에 따른 전송 파워로 RTS 메시지를 송신하고 다른 노드로부터 CTS 메시지를 수신하지 못할 경우, 기 설정된 최대 전송 파워로 RTS 메시지를 재전송할 수 있다.
The transmitting
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수신 단말의 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서는 전술된 수신 단말(210)의 전력 제어 방법이 일실시예로서 설명된다.4 is a diagram for explaining a power control method of a receiving terminal according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the power control method of the above-described receiving terminal 210 is described as an embodiment.
수신 단말(210)은 송신 단말(200)로부터 제1전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 수신(S401)한다. 그리고 제1전송 파워 정보, 잡음 정보 및 RTS 메시지 수신 파워를 이용하여 송신 단말(200) 및 수신 단말(210) 사이의 거리를 판단(S403)한다. 여기서, 잡음 정보는 무선 네트워크의 노드 사이의 간섭 정보를 포함하며, 일실시예로서 간섭 정보는 무선 네트워크의 노드 사이의 최대 간섭 세기 값일 수 있다.The receiving
수신 단말(210)은 하기 [수학식 2]와 같이 송신 단말(200)간의 거리( 또는 )를 판단할 수 있다.The receiving
여기서, 은 RTS 메시지 수신 파워, 즉 수신 단말(110)에서 측정된 RTS 메시지에 대한 RSS(Received signal strength) 값이며, 는 제1전송 파워와 간섭 정보가 포함된 값이다. 그리고 은 송신(수신) 안테나의 이득을 의미하고, 은 송신(수신) 안테나의 height를 의미한다. 는 wavelength, 은 system loss, 그리고 를 의미한다. 각각의 파라미터는 송신 단말(200)에서 제공되거나 수신 단말(210)에서 기 정의된 값, 또는 측정된 값일 수 있다.here, (Received Signal Strength) value of the RTS message reception power, i.e., the RTS message measured at the receiving terminal 110, Is a value including first transmission power and interference information. And (Gain) of the transmitting (receiving) antenna, Is the height of the transmitting (receiving) antenna. Is a wavelength, System loss, and . Each parameter may be provided at the transmitting
수신 단말(210)은 판단된 거리에 따라 제2전송 파워 정보를 생성(S405)한다. 수신 단말(210)은 판단된 거리에 반비례하도록 제2전송 파워를 결정할 수 있다. 구체적으로 수신 단말(210)은 하기 [수학식 3]과 같이 제2전송 파워()를 결정할 수 있다.The receiving
여기서, 는 최대 간섭 세기 값이며, 및 각각은 하기 [수학식 4] 및 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.here, Is the maximum interference intensity value, And Can be expressed by the following equations (4) and (5), respectively.
수신 단말(210)은 제2전송 파워에 따라, 제2전송 파워 정보를 포함하는 CTS 메시지를 송신 단말(200)로 전송(S407)한다. 송신 단말(200)은 제2전송 파워 정보를 이용하여, 제2전송 파워로 데이터를 전송하며, 수신 단말(210)은 송신 단말(200)로부터 제2전송 파워에 따라 전송되는 데이터를 수신한다. 수신 단말(210)은 송신 단말(200)의 데이터를 수신한 후, ACK 메시지를 송신 단말(200)로 전송할 수 있다.
The receiving
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 제어 방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are views for explaining the effect of the power control method according to an embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6은, 랜덤하게 위치하는 N개의 노드를 포함하며, 송수신 노드 쌍이 일정한 전송률(constant bit rate)로 데이터를 전송하는 무선 네트워크에서 전체 평균 쓰루풋과, 송신 노드의 전송 에너지 효율을 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6은 [표 1]의 파라미터가 사용된 실험 결과이며, 도 5 및 도 6의 그래프에서 가로 축은 데이터를 송수신하는 노드 쌍의 개수를 나타낸다.5 and 6 are diagrams showing total average throughput and transmission energy efficiency of a transmitting node in a wireless network including N nodes located at random and transmitting / receiving node pairs at a constant bit rate to be. 5 and 6 are experimental results using parameters in Table 1. In the graphs of FIGS. 5 and 6, the horizontal axis represents the number of node pairs transmitting and receiving data.
도 5 및 도 6에서 본 발명에 따른 전력 제어 방법은 DTPC(Distributed Power Control)로 표시되며, IEEE 802.11 MAC에서 제안하는 DCF(Distributed Coordination Function)와, MTP(Minimum Transmission Power), OTP(Optimal Transmission Power) 및 MCA (Minimum Ceases Area) 프로토콜과의 비교 결과가 도시된다. MTP 프로토콜은 RTS 메시지 및 CTS 메시지를 최대 파워로 전송하고, 데이터 및 ACK 메시지를 데이터 디코딩이 가능한 최소 파워로 전송하는 프로토콜이다. OTP 프로토콜은 RTS 메시지와 CTS 메시지를 최대 파워로 전송하고, 데이터 및 ACK 메시지를 간섭이 발생하는 최소 파워로 전송하는 프로토콜이다. MCA 프로토콜은 RTS 메시지를 최대 파워로 전송하고, RTS 메시지, 데이터 및 ACK 메시지를 간섭이 발생하는 최소 파워로 전송하는 프로토콜이다.5 and 6, a power control method according to the present invention is represented by DTPC (Distributed Power Control). The power control method includes DCF (Distributed Coordination Function), MTP (Minimum Transmission Power), OTP ) And the MCA (Minimum Cease Area) protocol. The MTP protocol is a protocol for transmitting an RTS message and a CTS message at maximum power and transmitting data and ACK messages at a minimum power capable of data decoding. The OTP protocol is a protocol that transmits RTS and CTS messages with maximum power, and transmits data and ACK messages with minimum power where interference occurs. The MCA protocol is a protocol that transmits RTS messages at maximum power and transmits RTS messages, data, and ACK messages with the minimum power at which interference occurs.
도 5에 도시된 바와 같이, 다른 프로토콜과 비교하여 본 발명에 따른 전력 제어 방법의 전체 평균 쓰루풋이 더 높은 것을 알 수 있다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전력 제어 방법의 경우 다른 프로토콜과 비교하여 동일한 전력으로 보다 많은 데이터를 전송할 수 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, it can be seen that the overall average throughput of the power control method according to the present invention is higher than other protocols. Also, as shown in FIG. 6, in the power control method according to the present invention, it can be seen that more data can be transmitted with the same power as compared with other protocols.
도 7은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전력 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining a power control method according to a specific embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 송신 단말은 CSMA/CA 프로토콜에 따라 채널을 점유하는데 성공하면, 제1전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 제1전송 파워로 전송한다. 여기서 제1전송 파워()는 캐리어 센싱을 위한 최소 임계 파워 및 데이터 디코딩을 위한 최소 임계 파워를 이용하여 결정된 전송 파워이다.Referring to FIG. 7, if the transmitting terminal succeeds in occupying the channel according to the CSMA / CA protocol, it transmits the RTS message including the first transmission power information with the first transmission power. Here, the first transmission power ( Is the transmit power determined using the minimum threshold power for carrier sensing and the minimum threshold power for data decoding.
송신 단말이 수신 단말로부터 CTS 메시지 수신을 실패하고 RTS 메시지 재전송이 허용되면 기 설정된 최대 전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 최대 전송 파워()로 재전송한다.If the transmitting terminal fails to receive the CTS message from the receiving terminal and the retransmission of the RTS message is allowed, the RTS message including the predetermined maximum transmission power information is transmitted at the maximum transmission power ).
송신 단말이 수신 단말로부터 CTS 메시지 수신에 성공하면, 송신 단말은 CTS 메시지에 포함된 제2전송 파워 정보를 이용하여 데이터를 전송할 수 있다.If the transmitting terminal succeeds in receiving the CTS message from the receiving terminal, the transmitting terminal can transmit the data using the second transmission power information included in the CTS message.
수신 단말은 RTS 메시지를 수신하고 송신 단말과의 거리()를 계산하고, 계산된 거리를 이용하여 제2전송 파워()를 계산한다. 그리고 수신 단말은 제2전송 파워 정보를 포함하는 CTS 메시지를 송신 단말로 전송하며, 송신 단말로부터 데이터가 수신될 경우 ACK 메시지를 송신 단말로 전송한다. ACK 메시지에도 제2전송 파워 정보가 포함될 수 있다.
The receiving terminal receives the RTS message and determines the distance from the transmitting terminal ), And calculates the second transmission power ( ). The receiving terminal transmits a CTS message including the second transmission power information to the transmitting terminal, and transmits an ACK message to the transmitting terminal when data is received from the transmitting terminal. The second transmission power information may also be included in the ACK message.
도 8은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전력 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a power control apparatus according to a specific embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전력 제어 장치는 입력 인터페이스(810), 수신 메시지 종류 판단부(820), 설정부(830), 제어부(840) 및 출력 인터페이스(850)를 포함한다. 설정부(830)는 거리 계산 설정부(831), 파워 계산 설정부(833), 간섭 계산 설정부(835), 메시지 종류 설정부(837)를 포함한다.8, the power control apparatus according to the present invention includes an
입력 인터페이스(801)는 노드로부터 메시지를 수신하며, 수신 메시지 종류 판단부(803)는 수신된 메시지의 메시지 타입 필드를 이용하여 수신 메시지의 종류를 판단한다. 거리 계산 설정부(831)는 수신 메시지에 포함된 정보 및 간섭 계산 설정부(835)에서 계산된 노드 사이의 간섭 정보를 이용하여 노드와의 거리를 계산한다. 파워 계산 설정부(833)는 계산된 거리를 이용하여 전송 파워를 계산한다. 메시지 종류 설정부(837)는 수신된 메시지에 따라 송신할 메시지의 종류를 결정한다.The input interface 801 receives a message from the node, and the received message type determination unit 803 determines the type of the received message using the message type field of the received message. The distance
제어부(840)는 전력 제어 장치의 구성 요소를 제어하며, 설정부(830)에서 생성된 정보 및 메시지가 출력 인터페이스(850)를 통해 전송될 수 있도록 한다.
The
앞서 설명한 기술적 내용들은 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 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
The above-described technical features may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (10)
캐리어 센싱(carrier sensing)을 위한 제1최소 임계 파워 및 데이터 디코딩을 위한 제2최소 임계 파워를 이용하여, 제1전송 파워 정보를 생성하는 단계;
상기 제1전송 파워 정보를 포함하는 RTS 메시지를 상기 제1전송 파워로 전송하는 단계;
상기 RTS 메시지를 수신한 수신 단말로부터, 제2전송 파워 정보를 포함하는 CTS 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 제2전송 파워 정보를 이용하여 데이터를 전송하는 단계
를 포함하는 전력 제어 방법.
A method of controlling power of a transmitting terminal in a wireless network,
Generating first transmission power information using a first minimum-threshold power for carrier sensing and a second minimum-threshold power for data decoding;
Transmitting an RTS message including the first transmission power information at the first transmission power;
Receiving a CTS message including second transmission power information from a receiving terminal that has received the RTS message; And
Transmitting data using the second transmission power information
≪ / RTI >
상기 제1전송 파워는
상기 제1최소 임계 파워에 비례하며, 상기 제2최소 임계 파워에 반비례하는
전력 제어 방법.
The method according to claim 1,
The first transmission power
The second minimum-threshold power being proportional to the first minimum-threshold power,
Power control method.
상기 CTS 메시지의 전송 파워는
상기 제2전송 파워 정보에 따라 결정되는
전력 제어 방법.
The method according to claim 1,
The transmission power of the CTS message is
And is determined according to the second transmission power information
Power control method.
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---|---|---|---|
KR1020140174099A KR101546198B1 (en) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | Method and Device for Controlling Power in Wireless Network |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
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- 2014-12-05 KR KR1020140174099A patent/KR101546198B1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
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