KR101586285B1 - 전송 공정성을 고려한 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크 및 그 패킷 전송 방법 - Google Patents

전송 공정성을 고려한 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크 및 그 패킷 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 센서 네트워크에 적용되는 매체 접근 제어에 관한 것으로, 특히 전송 대기를 시작하는 전송 노드로부터 전송되는 SW 비컨 신호 수를 근거로, 오래 대기한 전송 노드가 충돌없이 먼저 패킷을 전송할 수 있도록 해 주는 전송 공정성을 고려한 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전송 공정성을 고려한 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크 및 그 방법은 소정 패킷을 무선 송출하는 다수의 전송 노드와, 이 전송 노드로부터 무선 송출되는 패킷을 수신하는 수신 노드를 포함하여 구성되는 무선 네트워크에 있어서, 상기 전송 노드에서 전송 패킷 발생시 슬립모드에서 웨이크 업 모드로 설정함과 더불어 자신의 웨이크 업 모드 전환 알림을 위한 SW 비컨신호를 무선 송출하고, 상기 수신 노드로부터 웨이크 업 신호를 수신할 때까지 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 카운트하여 이를 근거로 전송 대기시간을 설정하며, 설정된 전송 대기시간동안 지연 후 해당 전송 패킷을 수신 노드로 무선 송출하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전송 공정성을 고려한 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크 및 그 패킷 전송 방법{Wireless network having a function of collision avoidance considering fairness and method for packet transmission}
본 발명은 무선 네트워크에 적용되는 패킷 전송 처리에 관한 것으로, 특히 전송 대기를 시작하는 전송 노드로부터 전송되는 SW 비컨 신호 수를 근거로, 오래 대기한 전송 노드가 충돌없이 먼저 패킷을 전송할 수 있도록 해 주는 전송 공정성을 고려한 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크 및 그 패킷 전송 방법에 관한 것이다.
무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks)는 센서 노드가 수집한 정보들을 무선 멀티 홉 통신을 통해 싱크 노드에게 전달하여 적절한 대처를 수행하도록 하는 기술이다. 이러한 무선 센서 네트워크에서는 화재 정보 수집 등의 응용에서 널리 사용되고 있는데, 이러한 응용이 정상적으로 서비스되기 위해서는 센서 노드가 수집한 정보를 일정 시간 안에 수신 노드에게 전달해 주어야 한다.
도1은 상기한 무선 센서 네트워크를 포함하는 무선 네트워크에 적용되는 대표적인 MAC 프로토콜인 RI-MAC (receiver initiated-MAC) 프로토콜에서의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도1에서 각 송수신 노드(Sender, Receive)들은 패킷 전송을 하지 않은 채 통신 장비에 공급되는 에너지를 차단하는 슬립(sleep) 모드와 패킷 송수신이 가능한 웨이크 업(wake-up) 모드를 반복한다. 즉, 송수신 노드들은 슬립 모드에서 에너지를 보존하다가 주기적으로 웨이크 업모드로 전환하여 이웃 노드와 패킷을 교환하고 다시 슬립 모드로 전환하는 동작을 반복한다. 이러한 슬립 모드와 웨이크 업 모드를 반복하는 것을 듀티-사이클 이라 하며, 이러한 듀티-사이클이 정상적으로 동작하기 위해서는 전송 노드(Sender) 측이 수신 노드(Receiver)가 현재 웨이크 업 모드인지, 슬립모드인지를 파악하고, 웨이크 업 모드일 때만 패킷을 전송해야 한다. RI-MAC 프로토콜에서는 이를 위하여 다음과 같이 동작한다.
즉, RI-MAC 프로토콜에서 각 전송 노드들은 주기적으로 웨이크 업 하고, 자신이 웨이크 업을 시작할 때 자신이 웨이크 업 상태임을 알리는 비컨(beacon) 신호를 브로드캐스트 한다. 또한, 전송할 패킷을 생성한 전송 노드는 더 이상 슬립 하지 않고 웨이크 업 상태를 유지한다. 시간이 지난 후 전송 노드는 수신 노드가 웨이크 업 모드로 전환될 때 브로드캐스트되는 비컨 신호를 수신하게 되고, 이 비컨 신호를 통해 수신 노드가 웨이크 업 상태임을 파악할 수 있으므로, 이 때 자신의 패킷을 전송한다.
그러나, 상기한 RI-MAC 프로토콜은 위에서 언급한 패킷 간 충돌 문제와 전송 공정성 문제를 가진다. 즉, 전송 노드가 밀집한 환경에서는 특정 수신 노드에게 패킷을 전송하고자 하는 전송 노드가 두 개 이상일 수 있다. 이 경우, 수신 노드가 웨이크 업 할 때 브로드캐스트되는 비컨을 여러 전송 노드가 동시에 수신하게 되고, 이후 각 전송 노드가 즉시 자신의 패킷을 전송하게 되므로 수신 노드에서 패킷 간 충돌이 발생하게 된다. 이로 인해 전송 노드에서는 성공적으로 전송되지 못한 패킷을 수신 노드로 재전송하게 되므로 불필요한 전송 지연이 발생하여 응용 서비스를 지원하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 패킷 간 충돌은 전송할 데이터의 양이 많고, 노드의 배치 밀도가 증가할수록 심해진다.
또한, 상기한 RI-MAC 프로토콜은 전송 공정성에도 문제가 있다. 앞서 설명한 패킷 간 충돌로 인해 패킷 손실이 발생하여 재전송되어야 하는 패킷을 보유한 전송 노드는 이후 수신 노드로부터 비컨 신호가 수신되면 즉시 패킷을 전송하지 않고 랜덤한 시간 동안 기다렸다 패킷을 전송하는 백오프(backoff)를 수행한다. 두 전송 노드가 서로 다른 랜덤한 시간을 기다릴 경우에는 충돌없이 패킷을 전송할 수 있게 되나, 만약 이 두 노드 외에 제3의 노드가 존재할 경우에는 백오프 중인 두 노드가 대기하는 동안 자신의 패킷을 전송하게 된다. 즉, 나중에 생성된 패킷이 먼저 생성된 패킷보다 먼저 전송되는 전송 공정성의 문제가 발생하게 된다.
[선행문헌]
1. 한국공개특허 제2010-0007675호 (인지 무선 기반의 무선통신 시스템에서 공존 비컨 프로토콜 패킷 송신 장치 및 방법)
2. 한국공개특허 제2014-0011500호 (WBAN MAC 프로토콜에서 복잡도 감소를 위한 우선순위 기반 경쟁구간 채널 접근 제어 시스템 및 그 방법)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 무선 네트워크에서 각 전송 노드는 웨이크 업 할 때 자신의 SW 비컨신호를 송출하고 수신 노드가 웨이크 업되기 전까지 타 전송 노드로부터 송출되는 타 SW 비컨신호를 수신하여 이를 카운트하여, 수신 노드가 웨이크 업되면 타 SW 비컨신호 카운트값이 클수록 전송 대기시간이 짧게 되도록 전송 대기시간을 설정함으로써, 오래 대기한 전송노드가 충돌없이 먼저 신호를 전송할 수 있도록 해 주는 전송 공정성을 고려한 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크 및 그 패킷 전송방법을 제공함에 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 소정 패킷을 무선 송출하는 다수의 전송 노드와, 이 전송 노드로부터 무선 송출되는 패킷을 수신하는 수신 노드를 포함하여 구성되는 무선 네트워크에 있어서, 상기 전송 노드는 전송 패킷 발생시 슬립모드에서 웨이크 업 모드로 설정함과 더불어 자신의 웨이크 업 모드 전환 알림을 위한 SW 비컨신호를 무선 송출하고, 상기 수신 노드로부터 웨이크 업 신호를 수신할 때까지 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 카운트하여 이를 근거로 전송 대기시간을 설정하며, 설정된 전송 대기시간동안 지연 후 해당 전송 패킷을 수신 노드로 무선 송출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크가 제공된다.
또한, 상기 전송 노드는 상기 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 짧은 전송 대기 시간을 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크가 제공된다.
또한, 상기 전송 노드는 이웃하는 전송 노드 수와 타 SW 비컨신호 카운트값의 차이가 작을수록 전송 대기시간을 짧게 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크가 제공된다.
또한, 상기 전송 노드는 "(이웃 전송 노드 수 - 타 SW 비컨신호 카운트값)×α" 연산을 통해 산출된 값을 전송 대기시간으로 설정하고, 상기 "α"는 기 설정된 기준 지연값인 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크가 제공된다.
또한, 상기 기준 지연값은 DIFS 인 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피기능을 갖는 무선 네트워크가 제공된다.
또한, 상기 전송 노드는 기 설정된 자신의 우선순위정보와 타 SW 비컨신호 카운트값을 근거로 전송 대기시간을 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크가 제공된다.
또한, 상기 전송노드는 상기 수신 노드와 무선 통신을 수행하는 무선처리부와, 상기 무선처리부로부터 제공되는 타 전송 노드의 SW 비컨신호를 카운트하는 카운터, 상기 카운터로부터 제공되는 타 전송 노드의 SW 비컨신호 카운트값을 근거로 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 짧은 전송 대기 시간을 설정하는 전송 대기시간 설정부 및, 전송 패킷이 발생되면, 상기 무선처리부를 통해 자신의 SW 비컨신호를 무선 송출한 후 수신 노드로부터 웨이크 업 신호가 수신되는 때까지 상기 카운터를 통해 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 수신하여 카운트하도록 제어하고, 상기 수신 노드로부터 웨이크 업 신호가 수신되면 상기 카운터의 카운트값을 전송 대기시간 설정부로 제공하도록 하여 전송 대기시간을 설정하도록 제어함과 더불어, 상기 전송 대기시간 지연 후 해당 전송 패킷을 상기 무선처리부를 통해 수신 노드로 무선 송출하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크가 제공된다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일측면에 의하면, 소정 패킷을 무선 송출하는 다수의 전송 노드와, 이 전송 노드로부터 무선 송출되는 패킷을 수신하는 수신 노드를 포함하여 구성되는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법에 있어서, 상기 전송 노드에서 전송 패킷 발생시 슬립모드에서 웨이크 업 모드로 설정하는 제1 단계와, 상기 전송 노드에서 자신의 웨이크 업 모드 전환 알림을 위한 SW 비컨신호를 무선 송출하는 제2 단계, 상기 전송 노드에서 자신의 SW 비컨신호를 무선 송출한 후 수신 노드로부터 웨이크 업 신호가 수신될 때 까지 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 수신하여 카운트하는 제3 단계, 상기 전송 노드에서 상기 수신 노드로부터 웨이크 업 신호가 수신되면 상기 제 3단계에서 생성된 타 SW 비컨 카운트값을 근거로 패킷 전송 대기시간을 설정하는 제4 단계 및, 상기 전송 노드에서 상기 제4 단계에서 설정된 전송 대기시간 동안 지연한 후 해당 전송 패킷을 수신 노드로 무선 송출하는 제5 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법이 제공된다.
또한, 상기 제4 단계에서 상기 전송 노드는 상기 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 짧은 전송 대기 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법이 제공된다.
또한, 상기 제4 단계에서 상기 전송 노드는 기 설정된 이웃 전송 노드 수와 타 SW 비컨신호 카운트값의 차이가 작을 수록 전송 대기시간을 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법이 제공된다.
또한, 상기 전송 노드는 "(이웃 전송 노드 수 - 타 SW 비컨신호 카운트값)×α" 연산을 통해 산출된 값을 전송 대기시간으로 설정하고, 상기 "α"는 기 설정된 기준 지연값인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법이 제공된다.
또한, 상기 기준 지연값은 DIFS 인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법이 제공된다.
또한, 상기 전송 노드에 대해 우선순위를 설정하는 단계가 추가로 구성되고, 상기 제4 단계에서 상기 전송 노드는 자신의 우선순위값과, 타 SW 비컨신호 카운트값을 근거로 전송 대기시간을 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 전송 대기를 시작하는 전송 노드로부터 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 카운트하고, 이를 근거로 전송 대기시간을 설정하여 패킷전송을 수행하도록 함으로써, 오래 대기한 전송 노드부터 충돌없이 순차로 패킷을 전송할 수 있게 된다.
도1은 무선 센서 네트워크를 포함하는 무선 네트워크에 적용되는 대표적인 MAC 프로토콜인 RI-MAC (receiver initiated-MAC) 프로토콜에서의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도2는 본 발명에 따른 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크의 요부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도3은 도2에 도시된 전송 노드(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도4는 도2에 도시된 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도5는 도4에 도시된 방법을 통한 전송 노드(100)에서 수신 노드(200)로의 패킷 전송 방법을 예시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 무선 네트워크는 다수의 전송 노드와 적어도 하나 이상의 수신 노드간 패킷 전송을 수행하는 각종 무선 시스템으로, 바람직하게는 다수의 전송 노드와 적어도 하나 이상의 싱크 노드를 포함하여 구성되는 무선 센서 네트워크에 적용되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명이 적용되는 무선 네트워크는 수신 노드 주변에 위치되는 전송 노드의 밀집도가 높은 경우에 보다 높은 효과를 얻을 수 있는 것으로, 예컨대, 비닐하우스 등에 구현되는 무선 센서 네트워크에 보다 효율적으로 활용될 수 있다.
도2는 본 발명에 따른 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크의 요부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크는 소정 패킷을 무선 송출하는 다수의 전송 노드(100)와, 이 전송 노드(100)로부터 무선 송출되는 패킷을 수신하는 수신 노드(200)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 수신 노드(200)는 기본적으로 패킷 수신처리를 수행하는 웨이크 업 모드와 패킷 수신처리를 수행하지 않는 슬립모드로 동작된다. 이때, 상기 웨이크 업 모드와 슬립모드는 일정 주기로 교번 설정될 수 있다. 상기 수신 노드(200)의 웨이크 업 모드 유지시간과 슬립 모드 유지시간은 동일하거나 또는 서로 다르게 설정될 수 있다. 또한, 상기 웨이크 업 모드 유지시간과 슬립 모드 유지시간은 패킷 수신 수 또는 해당 무선 네트워크에서의 데이터 처리 속도에 대응되도록 적절하게 변경 설정하는 것이 가능함은 물론이다.
또한, 상기 전송 노드(100)는 기본적으로 패킷 전송처리를 수행하는 웨이크 업 모드와 패킷 전송처리를 수행하지 않는 슬립모드로 동작된다. 이때, 상기 웨이크 업 모드는 상기 수신 노드(200)로 전송할 패킷이 발생되는 때에 설정되고, 상기 수신 노드(200)가 웨이크 업 모드인 때에 해당 패킷을 무선 송출하도록 구성된다.
또한, 상기 전송 노드(100)는 상기 수신 노드(200)로 패킷을 전송함에 있어서, 전송 순서에 공정성을 제공하면서 패킷간 충돌을 회피할 수 있도록 전송 대기시간을 설정하여, 설정된 전송 대기시간 후 해당 전송 패킷을 수신 노드(200)로 무선 송출한다. 이때, 전송 대기시간은 해당 전송 노드(100)에서 SW(Sender wakeup) 비컨신호를 무선 송출한 후, 수신 노드(200)로부터 웨이크 업 신호가 수신되는 때까지 타 전송 노드(100)로부터 무선 송출되는 웨이크 업 모드 전환 알림을 위한 SW 비컨신호의 수신 카운트값을 근거로 설정되는데, 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 짧은 전송 대기 시간을 설정하도록 구성된다.
도3은 도2에 도시된 전송 노드(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.
도3에 도시된 바와 같이, 전송 노드(100)는 무선처리부(110)와, 카운터(120), 전송 대기시간 설정부(130), 데이터 메모리(140), 제어부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 무선처리부(110)는 상기 수신 노드(200)와 무선 통신을 수행한다. 이때, 상기 무선 통신은 블루투스 통신을 포함하는 근거리 통신이 될 수 있다.
상기 카운터(120)는 상기 무선처리부(110)로부터 제공되는 타 전송 노드의 SW 비컨신호를 카운트한다.
상기 전송 대기시간 설정부(130)는 상기 카운터(120)로부터 제공되는 타 전송 노드의 SW(Sender wakeup) 비컨신호 카운트값을 근거로 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 짧은 전송 대기 시간을 설정하도록 구성된다. 상기 전송 대기시간 설정부(130)는 이웃하는 전송 노드 수와 타 SW 비컨신호 카운트값의 차이가 작을 수록 전송 대기시간을 짧게 설정하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 이웃하는 전송 노드 수는 수신 노드(200)와 무선통신을 수행하는 모든 전송 노드 수에서 자신 즉, "1"을 뺀 수로 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 전송 대기시간 설정부(130)는 수학식 1을 통해 전송 대기시간을 설정할 수 있다.
Figure 112015004383413-pat00001
여기서, 상기 TD 는 전송 대기시간이고, CA 는 이웃하는 전송 노드 수, CC 는 타 SW 비컨신호 카운트값, α는 기준 지연값이다. 이때, 상기 α는 충돌 회피를 위해 설정되는 프레임 간 여유 간격인 DIFS(Data InterFrame Space)로 설정될 수 있다. 또한, 상기 α는 전송 노드의 총 수와 웨이크 업모드 시간을 고려하여, 최대 전송 대기시간이 수신 노드(200)의 웨이크업 모드 시간을 초과하지 않도록 적절하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 전송 대기시간 설정부(130)는 전송 대기시간을 설정함에 있어서, 각 전송 노드에 설정된 우선순위정보를 추가로 적용하여 전송 대기시간을 설정할 수 있다. 예컨대, 상기 전송 대기시간 설정부(130)는 수학식 2를 통해 전송 대기시간을 설정할 수 있다.
Figure 112015004383413-pat00002
여기서, 상기 X는 전송 노드에 설정된 우선순위번호이다. 이는 둘 이상의 전송 노드에서 동시에 SW 비컨신호를 송출하여 타 SW 비컨신호 카운트값이 동일한 경우 발생될 수 있는 패킷 충돌발생을 회피하기 위함이다. 이때, 상기 우선순위번호 대신 해당 전송 노드(100)에 대해 설정된 식별번호를 포함하는 각종 번호정보를 적용하여 실시하는 것도 가능하다.
한편, 도3에서 상기 데이터메모리(140)는 패킷 전송관련 각종 정보 및 상기 제어부(150)에서 처리되는 각종 정보를 저장한다. 상기 데이터메모리(140)는 SW 비컨정보, 우선순위, 식별코드 등을 저장한다.
또한, 상기 제어부(150)는 전송 패킷 발생시 슬립모드에서 웨이크 업 모드로 전환 함과 더불어 수신 노드(200)로부터 웨이크 업 신호가 수신되면 상기 전송 대기시간설정부(130)에 의해 설정된 전송 대기시간 지연 후 무선처리부(110)를 통해 해당 패킷을 수신 노드(200)로 무선 송출한다.
이때, 상기 제어부(150)는 상기 전송 패킷이 발생되면, 자신의 SW 비컨신호를 무선 송출한 후 수신 노드(200)로부터 웨이크 업 신호가 수신되는 때까지 상기 카운터(120)를 통해 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 수신하여 카운트하도록 제어하고, 상기 수신 노드(200)로부터 웨이크 업 신호가 수신되면 상기 카운트(120)의 카운터값을 전송 대기시간 설정부(130)로 제공하도록 하여 전송 대기시간을 설정하도록 제어함과 더불어, 상기 전송 대기시간 지연 후 해당 전송 패킷을 상기 무선처리부(110)를 통해 수신 노드(200)로 무선 송출하도록 제어한다.
이어, 도2에 도시된 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크의 동작을 도4를 참조하여 설명한다.
먼저, 전송 노드(100)에는 이웃하는 전송 노드 정보, 즉, 총 전송 노드수에서 자신을 뺀 나머지 전송 노드 수가 등록된다.
또한, 수신 노드(200)는 전송 노드(100)로부터 전송되는 패킷을 수신할 수 있는 슬립모드와 패킷을 수신할 수 있는 웨이크 업 모드전환시 해당 모드전환에 대응되는 슬립 신호 또는 웨이크 업 신호를 브로드 캐스팅(broad casting) 방식으로 무선 송출한다.
상기한 상태에서, 전송 노드(100)에서 전송할 패킷 발생이 발생되면(ST10), 자신의 현재 모드를 슬립모드에서 웨이크 업 모드로 설정한다(ST20).
이때, 상기 전송 노드(100)는 자신의 웨이크 업 모드 전환 알림을 위한 SW 비컨신호를 무선 송출한다(ST30).
또한, 상기 전송 노드(100)는 자신의 SW 비컨신호를 무선 송출한 후, 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 수신하여 카운트한다(ST40). 즉, 전송 노드(100)에서 상기 제어부(150)는 상기 카운터(120)로 카운트 시작신호를 제공하고, 카운터(120)는 제어부(150)로부터 제공되는 카운트 시작신호를 근거로 상기 무선처리부(110)로부터 제공되는 타 전송 노드 SW 비컨신호를 카운트한다.
이후, 상기 전송 노드(100)는 수신 노드(200)로부터 웨이크 업 신호가 수신되는지를 감시하는 바, 수신 노드(200)로부터 웨이크 업 신호가 수신되면(ST50), 상기 전송 노드(100)는 현재 까지 타운트 된 타 SW 비컨신호 카운트정보를 근거로 패킷 전송 대기시간을 산출한다(ST60). 즉, 상기 전송 노드(100)에서 제어부(150)는 상기 무선처리부(110)를 통해 수신 노드(200) 웨이크 업신호가 수신되면, 이를 근거로 상기 카운터(120)로 카운트 종료신호를 제공한다. 상기 카운터(120)는 제어부(150)로부터 제공되는 카운트 종료신호를 근거로 현재까지 카운트 된 타 전송 노드 SW 비컨신호 카운트값을 전송 대기시간 설정부(130)로 제공함과 더불어 카운트값을 클리어시킨다. 그리고, 상기 전송 대기시간 설정부(130)는 상기 카운터(120)로부터 타 전송 노드 SW 비컨신호 카운트값이 수신되면, 이를 근거로 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 전송 대기 시간이 짧게 되도록 설정하여 상기 제어부(150)로 제공한다. 이때, 상기 전송 대기시간 설정부(130)는 상술한 수학식 1 또는 수학식2를 통해 타 SW 비컨신호 카운트값을 고려한 전송 대기시간을 설정할 수 있다.
이후, 상기 전송 노드(100)는 상기 전송 대기시간 이후 해당 전송 패킷을 수신 노드(200)로 무선 송출한다(ST70). 즉, 전송 노드(100)에서 제어부(150)는 상기 전송 대기시간 설정부(130)로부터 타 SW 비컨신호 카운트값을 고려하여 설정된 전송 대기시간 동안 지연한 후, 전송 패킷을 수신 노드(200)로 전송한다. 이때, 수신 노드(200)는 전송 노드의 패킷 전송 요구 순서대로 패킷을 수신하게 됨은 물론, 가 전송 노드에서의 서로 다른 전송 대기시간을 통해 패킷의 충돌을 회피할 수 있게 된다.
도5는 도4에서 전송 노드(100)에서 수신 노드(200)로의 패킷 전송 방법을 예시한 도면이다.
도5 (A)는 임의 수신 노드(R)에 대해 4개의 전송 노드(N1,N2,N3,N4)가 설정되고, 수신 노드(R)가 슬립모드에서 웨이크 업 모드로 전환시 제1 전송 노드(N1)의 카운트값은 "3", 제2 전송 노드(N2)의 카운트값은 "2", 제3 전송 노드(N3)의 카운트값은 "1", 제4 전송 노드(N4)의 카운트값은 "0"인 경우를 도시한 것이다.
이때, 각 전송 노드(N1,N2,N3,N4)는 패킷 전송순서는 도5 (B)와 같다. 즉, 전송 대기시간은 수학식 1과 같이 "(이웃하는 전송 노드 수- 타 SW 비컨신호 카운트값)×α" 으로 설정되는 바, 제1 전송 노드(N1)의 전송 대기시간은 "(4-3)×α"이고, 제2 전송 노드(N2)의 전송 대기시간은 "(4-2)×α", 제3 전송 노드(N3)의 전송 대기시간은 "(4-1)×α", 제4 전송 노드(N4)의 전송 대기시간은 "(4-0)×α"로 설정된다. 따라서, 가장 먼저 전송 패킷이 발생하여 타 SW 비컨신호 카운트값이 가장 큰 제1 전송 노드(N1)부터 순차로 패킷을 수신모드(200)로 전송하게 된다.
즉, 상기 실시예에 의하면 각 전송 노드는 웨이크 업 할 때 자신의 SW 비컨신호를 송출하고 수신 노드가 웨이크 업되기 전까지 타 전송 노드로부터 송출되는 타 SW 비컨신호를 카운트하여, 수신 노드가 웨이크 업되면 타 SW 비컨신호 카운트값이 클수록 전송 대기시간이 짧게 되도록 전송 대기시간을 설정하여 패킷을 전송하도록 함으로써, 오래 대기한 전송 노드부터 타 전송 노드와 충돌없이 순차적으로 패킷을 전송할 수 있게 된다.
비록, 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100 : 전송 노드, 200 : 수신 노드,
110 : 무선처리부, 120 : 카운터,
130 : 전송 대기시간 설정부, 140 : 데이터메모리,
150 : 제어부.

Claims (11)

  1. 소정 패킷을 무선 송출하는 다수의 전송 노드와, 이 전송 노드로부터 무선 송출되는 패킷을 수신하는 수신 노드를 포함하여 구성되는 무선 네트워크에 있어서,
    상기 전송 노드는 전송 패킷 발생시 슬립모드에서 웨이크 업 모드로 설정함과 더불어 자신의 웨이크 업 모드 전환 알림을 위한 SW 비컨신호를 무선 송출하고, 상기 수신 노드로부터 웨이크 업 신호를 수신할 때까지 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 카운트하여 이를 근거로 전송 대기시간을 설정하며, 설정된 전송 대기시간동안 지연 후 해당 전송 패킷을 수신 노드로 무선 송출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전송 노드는 상기 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 짧은 전송 대기 시간을 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전송 노드는 "(이웃 전송 노드 수 - 타 SW 비컨신호 카운트값)×α" 연산을 통해 산출된 값을 전송 대기시간으로 설정하고, 상기 "α"는 기 설정된 기준 지연값인 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기준 지연값은 DIFS 인 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피기능을 갖는 무선 네트워크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전송 노드는 기 설정된 자신의 우선순위정보와 타 SW 비컨신호 카운트값을 근거로 전송 대기시간을 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전송노드는 상기 수신 노드와 무선 통신을 수행하는 무선처리부와,
    상기 무선처리부로부터 제공되는 타 전송 노드의 SW 비컨신호를 카운트하는 카운터,
    상기 카운터로부터 제공되는 타 전송 노드의 SW 비컨신호 카운트값을 근거로 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 짧은 전송 대기 시간을 설정하는 전송 대기시간 설정부 및,
    전송 패킷이 발생되면, 상기 무선처리부를 통해 자신의 SW 비컨신호를 무선 송출한 후 수신 노드로부터 웨이크 업 신호가 수신되는 때까지 상기 카운터를 통해 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 수신하여 카운트하도록 제어하고, 상기 수신 노드로부터 웨이크 업 신호가 수신되면 상기 카운터의 카운트값을 전송 대기시간 설정부로 제공하도록 하여 전송 대기시간을 설정하도록 제어함과 더불어, 상기 전송 대기시간 지연 후 해당 전송 패킷을 상기 무선처리부를 통해 수신 노드로 무선 송출하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전송 공정성 및 충돌 회피 기능을 갖는 무선 네트워크.
  7. 소정 패킷을 무선 송출하는 다수의 전송 노드와, 이 전송 노드로부터 무선 송출되는 패킷을 수신하는 수신 노드를 포함하여 구성되는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법에 있어서,
    상기 전송 노드에서 전송 패킷 발생시 슬립모드에서 웨이크 업 모드로 설정하는 제1 단계와,
    상기 전송 노드에서 자신의 웨이크 업 모드 전환 알림을 위한 SW 비컨신호를 무선 송출하는 제2 단계,
    상기 전송 노드에서 자신의 SW 비컨신호를 무선 송출한 후 수신 노드로부터 웨이크 업 신호가 수신될 때 까지 타 전송 노드에서 무선 송출되는 타 SW 비컨신호를 수신하여 카운트하는 제3 단계,
    상기 전송 노드에서 상기 수신 노드로부터 웨이크 업 신호가 수신되면 상기 제 3단계에서 생성된 타 SW 비컨신호 카운트값을 근거로 패킷 전송 대기시간을 설정하는 제4 단계 및,
    상기 전송 노드에서 상기 제4 단계에서 설정된 전송 대기시간 동안 지연한 후 해당 전송 패킷을 수신 노드로 무선 송출하는 제5 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제4 단계에서 상기 전송 노드는 상기 타 SW 비컨신호 카운트값이 클 수록 짧은 전송 대기 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제4 단계에서 상기 전송 노드는 "(이웃 전송 노드 수 - 타 SW 비컨신호 카운트값)×α" 연산을 통해 산출된 값을 전송 대기시간으로 설정하고, 상기 "α"는 기 설정된 기준 지연값인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기준 지연값은 DIFS 인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전송 노드에 대해 우선순위를 설정하는 단계가 추가로 구성되고,
    상기 제4 단계에서 상기 전송 노드는 자신의 우선순위값과, 타 SW 비컨신호 카운트값을 근거로 전송 대기시간을 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 전송 공정성 및 충돌 회피를 위한 패킷 전송 방법.
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