KR101760084B1 - Apparatus and method of molecular communications, and recording medium thereof - Google Patents

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박준상
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홍익대학교 산학협력단
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Abstract

분자통신 방법, 분자통신 장치 및 기록 매체가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 분자통신 방법은, 거리가 변화하는 노드들 간에 분자통신에 의해 데이터를 전송하는 분자통신 방법에 있어서, 노드들 간의 거리에 따라 노드들 간에 심볼이 전송되는 심볼 간격을 조절하는 단계;를 포함한다. 본 발명의 실시예에 의하면, 노드들 간의 거리 기반으로 분자 채널(molecular communication channel)의 데이터 전송량을 극대화할 수 있다.A molecular communication method, a molecular communication apparatus, and a recording medium. A method for molecular communication according to an embodiment of the present invention is a molecular communication method for transmitting data between nodes whose distance is changed by molecular communication, the method comprising: controlling a symbol interval in which symbols are transmitted between nodes according to distances between nodes; ; ≪ / RTI > According to the embodiment of the present invention, the data transmission amount of the molecular communication channel can be maximized based on the distance between the nodes.

Description

분자통신 방법, 분자통신 장치 및 기록 매체{Apparatus and method of molecular communications, and recording medium thereof}[0001] Molecular communication methods, molecular communication devices, and recording media [0002]

본 발명은 분자통신 방법, 분자통신 장치 및 기록 매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노드들 간의 거리 기반으로 심볼 간격이 가변적인 분자통신 방법, 분자통신 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molecular communication method, a molecular communication apparatus, and a recording medium. More particularly, the present invention relates to a molecular communication method, a molecular communication apparatus and a recording medium in which a symbol interval is variable based on a distance between nodes.

최근 분자통신(molecular communications)에 대한 관심이 증가하고 있다. 일반적으로 송신자에서의 분자의 방출을 통한 정보의 송출, 매체(medium)를 통한 분자의 확산(diffusion), 그리고 수신자에서의 수용체(receptor) 등을 이용한 분자의 검출/흡수를 통한 정보의 수신과 같은 단계별 과정을 거치는 통신 기법을 분자통신이라 지칭한다. 분자통신은 기존의 유무선 통신 기술의 적용이 어려운 환경이나 십~수백 나노미터 크기의 기기 또는 체내에 이식되어 운용될 수 있는 생체기계(biological/biomechanic device) 간의 통신을 위해 제안된 통신 방식이다. 최근 생명과학과 나노과학의 발달로 체내에서 동작하는 매우 작은 크기의 또는 나노미터 크기의 다양한 목적의 기기들의 개발 시도 및 활용이 활발해 졌다. 다양한 신체 모니터링, 표적 약물 전달 시스템, 생잡종(bio-hybrid) 대체 장기(organ) 등이 이러한 나노기기의 대표적인 응용 분야라 할 수 있는데, 그러한 활용 목적을 달성하기 위해서는 나노기기 간의 또는 나노기기와 외부기기 간의 통신이 필수적이다. 그러나 체내의 나노기기들은 그 크기의 제약 및 활용 가능한 에너지원의 제약으로 기존의 무선 통신 기술의 적용이 어려워 그 대안으로 분자의 방출과 검출을 통한 분자통신이 현재 가장 많은 관심을 받고 있다.Recently, interest in molecular communications is increasing. In general, the transmission of information through the emission of molecules at the transmitter, the diffusion of molecules through the medium, and the reception of information through the detection / absorption of molecules using receptors at the receiver The communication method through the step-by-step process is called molecular communication. Molecular communication is a proposed communication method for communication between biological / biomechanical devices, which can be applied in the environment where the existing wired / wireless communication technology is difficult to apply, or between a device of a few hundreds of nanometers or a body. Recent developments in bioscience and nanoscience have led to the development and use of very small-sized or nanometer-sized devices for various purposes that operate in the body. A variety of body monitoring, target drug delivery systems, and bio-hybrid replacement organs are typical applications of these nanotechnologies. To achieve these goals, Communication between devices is essential. However, the nanometer devices in the body are difficult to apply the existing wireless communication technology due to the restriction of the size and the limitation of the available energy source, and molecular communication through emission and detection of molecules is the most attention now.

분자통신을 위한 변조(modulation) 방식은 현재 몇 가지가 제안되었다. 먼저 송신자 측에서 특정 시점에 방출할 분자의 개수로 정보를 부호화(encoding)하는 CSK(Concentration Shift Keying) 방식이 있다. CSK를 사용할 때 수신자 측에서는 제한된 시간 내에 검출/수신된 특정 분자의 개수를 바탕으로 전송된 정보를 판별 및 복호화(decoding)한다. 그리고 각기 다른 정보를 각기 다른 분자로 표현하는 MoSK(Molecule Shift Keying), 분자 방출 시점으로 정보를 부호화하는 PPM(Pulse Position Modulation) 기법 등이 있다. 기존의 통신방법에서는 어떤 전송 단위(패킷)을 전송하는 동안에는 송수신 신호/심볼(symbol) 간격이 정해져 있다.Several modulation schemes for molecular communications have been proposed. First, there is a CSK (Concentration Shift Keying) method in which information is encoded by the number of molecules to be emitted at a specific time on the sender side. When the CSK is used, the receiver side determines and decodes information transmitted based on the number of specific molecules detected / received within a limited time. MoSK (Molecule Shift Keying), which expresses different information in different molecules, and PPM (Pulse Position Modulation), which encodes information at the time of molecular emission. In the existing communication method, a transmission / reception signal / symbol interval is determined during transmission of a transmission unit (packet).

본 발명은 노드들 간의 거리 기반으로 심볼 간격이 가변적인 분자통신 방법, 분자통신 장치 및 기록 매체를 제공한다.The present invention provides a molecular communication method, a molecular communication apparatus, and a recording medium in which a symbol interval is variable based on a distance between nodes.

또한, 본 발명은 노드들 간의 거리 기반으로 분자 채널(molecular communication channel)의 데이터 전송량을 극대화할 수 있는 분자통신 방법, 분자통신 장치 및 기록 매체를 제공한다.The present invention also provides a molecular communication method, a molecular communication apparatus, and a recording medium capable of maximizing a data transmission amount of a molecular communication channel based on a distance between nodes.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 측면에 따른 분자통신 방법은 거리가 변화하는 노드들 간에 분자통신에 의해 데이터를 전송하는 분자통신 방법에 있어서, 상기 노드들 간의 거리에 따라 상기 노드들 간에 심볼이 전송되는 심볼 간격을 조절하는 단계;를 포함한다.A molecular communication method according to an aspect of the present invention is a molecular communication method for transmitting data by molecular communication between nodes whose distance is changed, characterized in that a symbol interval in which symbols are transmitted between the nodes according to a distance between the nodes ;

상기 심볼 간격을 조절하는 단계는: 상기 노드들 간의 거리가 감소하면 상기 심볼 간격을 줄이는 단계; 및 상기 노드들 간의 거리가 증가하면 상기 심볼 간격을 높이는 단계;를 포함할 수 있다.Wherein adjusting the symbol interval comprises: reducing the symbol interval if the distance between the nodes decreases; And increasing the symbol interval if the distance between the nodes increases.

상기 심볼 간격을 조절하는 단계는: 상기 노드들 중의 제1 노드가 데이터 전송을 요청하는 메시지 역할을 하는 분자 신호를 방출하는 단계; 상기 노드들 중의 제2 노드가 소정의 시간 동안 상기 분자 신호를 검출하는 단계; 상기 제2 노드에서 상기 소정의 시간 동안 검출된 분자 개수의 국부 최댓값을 기반으로, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 예측하는 단계; 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 기반으로, 상기 제2 노드에서 상기 제1 노드로 데이터 전송시 사용할 상기 심볼 간격을 설정하는 단계; 및 상기 심볼 간격에 따라 상기 제2 노드로부터 상기 제1 노드로 데이터를 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.Wherein adjusting the symbol interval comprises: emitting a molecular signal serving as a message for a first node of the nodes requesting data transmission; The second node of the nodes detecting the molecular signal for a predetermined time; Estimating a distance between the first node and the second node based on a local maximum value of the number of molecules detected during the predetermined time at the second node; Setting the symbol interval to be used for data transmission from the second node to the first node based on the distance between the first node and the second node; And transmitting data from the second node to the first node according to the symbol interval.

상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 예측하는 단계는 하기의 수식 1에 따라 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 예측할 수 있다.The step of predicting the distance between the first node and the second node may predict a distance between the first node and the second node according to Equation (1).

[수식 1][Equation 1]

r(k) =

Figure 112017020759049-pat00001
r (k) =
Figure 112017020759049-pat00001

상기 수식 1에서, 상기 r(k)는 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 나타내고, 상기 max(k)는 상기 분자 개수의 국부 최댓값을 나타내고, 상기 Q는 상기 제1 노드가 방출한 분자 신호의 개수를 나타내고, 상기 a는 미리 설정되는 상수이다.(K) represents a local maximum value of the number of molecules, and Q represents a local maximum value of the number of molecules emitted by the first node, and k represents a distance between the first node and the second node. Represents the number of molecular signals, and a is a predetermined constant.

상기 심볼 간격을 설정하는 단계는 하기의 수식 2에 따라 상기 심볼 간격을 설정할 수 있다.The step of setting the symbol interval may set the symbol interval according to Equation (2).

[수식 2][Equation 2]

tx(n) = b*r(x)2 + c*r(x) + dtx (n) = b * r (x) 2 + c * r (x) + d

상기 수식 2에서, 상기 tx(n)은 상기 심볼 간격을 나타내고, 상기 r(x)는 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 나타내고, 상기, b, c, d는 각각 미리 설정되는 상수이다.Where b, c, and d are constants that are set in advance, respectively, and tx (n) represents the symbol interval, r (x) represents a distance between the first node and the second node, to be.

상기 제1 노드로 데이터를 전송하는 단계는 상기 tx(n) 간격으로 CSK(Concentration Shift Keying) 분자통신을 이용하여 상기 제1 노드로 데이터를 전송할 수 있다.The step of transmitting data to the first node may transmit data to the first node using CSK (Concentration Shift Keying) molecular communication at intervals of tx (n).

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 분자통신 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium on which a program for executing the molecular communication method is recorded.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 거리가 변화하는 노드들 간에 분자통신에 의해 데이터를 전송하는 분자통신 장치에 있어서, 상기 노드들 간의 거리에 따라 상기 노드들 간에 심볼이 전송되는 심볼 간격을 조절하는 심볼간격 조절부; 및 상기 심볼 간격에 따라 상기 노드들 중의 제1 노드로 데이터를 전송하는 전송부;를 포함하는 분자통신 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention there is provided a molecular communication apparatus for transmitting data by way of molecular communication between nodes whose distance is changing, comprising: means for adjusting a symbol interval at which a symbol is transmitted between the nodes according to a distance between the nodes A symbol interval adjusting unit; And a transmitter for transmitting data to a first one of the nodes according to the symbol interval.

상기 분자통신 장치는 상기 제1 노드로부터 방출된 데이터 전송을 요청하는 메시지 역할을 하는 분자 신호를 검출하는 검출부; 및 소정의 시간 동안 검출된 분자 개수의 국부 최댓값을 기반으로, 상기 제1 노드와의 거리를 예측하는 거리 예측부;를 더 포함할 수 있다.The molecular communication apparatus comprising: a detector for detecting a molecular signal serving as a message requesting data transmission from the first node; And a distance predicting unit for predicting a distance from the first node based on a local maximum value of the number of molecules detected for a predetermined time.

상기 심볼간격 조절부는, 상기 노드들 간의 거리가 감소하면 상기 심볼 간격을 줄이고, 상기 노드들 간의 거리가 증가하면 상기 심볼 간격을 높일 수 있다.The symbol interval adjuster may decrease the symbol interval when the distance between the nodes decreases, and increase the symbol interval when the distance between the nodes increases.

상기 거리 예측부는 상기 수식 1에 따라 상기 제1 노드와의 거리를 예측할 수 있다.The distance predicting unit may predict the distance to the first node according to Equation (1).

상기 심볼간격 조절부는 상기 수식 2에 따라 상기 심볼 간격을 설정할 수 있다.The symbol interval adjuster may set the symbol interval according to Equation (2).

상기 전송부는 상기 tx(n) 간격으로 CSK(Concentration Shift Keying) 분자통신을 이용하여 상기 제1 노드로 데이터를 전송할 수 있다.The transmitting unit may transmit data to the first node using CSK (Concentration Shift Keying) molecular communication at intervals of tx (n).

본 발명의 실시예에 의하면, 노드들 간의 거리 기반으로 심볼 간격이 가변적인 분자통신 방법, 분자통신 장치 및 기록 매체가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a molecular communication method, a molecular communication apparatus, and a recording medium in which a symbol interval is variable based on a distance between nodes.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 노드들 간의 거리 기반으로 분자 채널(molecular communication channel)의 데이터 전송량을 극대화할 수 있는 분자통신 방법, 분자통신 장치 및 기록 매체가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a molecular communication method, a molecular communication device, and a recording medium capable of maximizing data transfer amount of a molecular communication channel based on a distance between nodes.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분자통신 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분자통신 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분자통신 방법의 흐름도이다.
1 is a block diagram of a molecular communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a molecular communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a molecular communication method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.Other advantages and features of the present invention and methods for accomplishing the same will be apparent from the following detailed description of embodiments thereof taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Although not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. A general description of known configurations may be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used as many as possible for the same or corresponding configurations. To facilitate understanding of the present invention, some configurations in the figures may be shown somewhat exaggerated or reduced.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", or "having" are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, Steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, whether or not explicitly described or implied by the accompanying claims.

본 명세서 전체에서 사용되는 '~부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부'가 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.Used throughout this specification may refer to a hardware component such as, for example, software, FPGA or ASIC, as a unit for processing at least one function or operation. However, "to" is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors.

일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소와 '~부'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소 및 '~부'들에 의해 분리되어 수행될 수도 있고, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수도 있다.As an example, the term '~' includes components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, attributes, procedures, Routines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided by the components and components may be performed separately by a plurality of components and components, or may be integrated with other additional components.

본 발명의 실시예에 따른 분자통신 방법은 거리가 변화하는 노드들 간에 분자통신에 의해 데이터를 전송하는 분자통신 방법에 있어서, 노드들 간에 심볼이 전송되는 심볼 간격(신호간격)이 노드들 간의 거리에 따라 가변적인 것을 특징으로 한다.A molecular communication method according to an embodiment of the present invention is a molecular communication method for transmitting data by molecular communication between nodes whose distance is changing, wherein a symbol interval (signal interval) at which symbols are transmitted between nodes is a distance As shown in FIG.

기존의 통신 방법에서는 어떤 전송단위(패킷)를 전송하는 동안에는 송수신 신호/심볼(symbol) 간격이 정해져 있다. 분자 채널에서는 통신하는 두 노드 사이의 거리에 따른 최대 전송량의 변화가 매우 크므로, 송수신하는 두 노드 사이의 거리가 통신 중 변화가 있을 경우, 매 심볼마다 송수신하는 두 노드 간의 거리에 따라 심볼 간격을 조정하여 분자 채널의 전송량을 높일 수 있다.In the conventional communication method, a transmission / reception signal / symbol interval is determined during transmission of a certain transmission unit (packet). In the molecular channel, when the distance between two nodes that transmit and receive is changed during communication, the symbol interval is changed according to the distance between two nodes transmitting and receiving every symbol. The amount of the molecular channel can be increased.

일 실시예로, 움직이는 두 노드가 CSK(Concentration Shift Keying) 변조 방식의 분자 통신을 하는 경우, 패킷 전송 중에 가변적 신호간격을 사용하여, 분자 채널(molecular communication channel)의 전송량을 증대할 수 있다.In one embodiment, when two moving nodes perform molecular communication using a CSK (Concentration Shift Keying) modulation scheme, the amount of transmission of a molecular communication channel can be increased by using a variable signal interval during packet transmission.

예를 들어, 통신하는 두 노드 사이의 거리가 줄어들면 채널 전송량의 증대를 위해 패킷 전송 중에 신호간격을 줄이고, 두 노드 사이의 간격이 늘어날 경우 신호들 간의 충돌 방지를 위해 매 신호마다 신호간격을 증가시킬 수 있다.For example, if the distance between two communicating nodes is reduced, the signal interval is decreased during packet transmission to increase the channel throughput, and the signal interval is increased for each signal to prevent collision between signals when the interval between two nodes increases. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분자통신 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 분자통신 시스템은 다수의 노드들(10,20)로 구성된다. 일 실시예로, 노드들 중 제1 노드(10)는 데이터 전송을 요청하는 노드이고, 제2 노드(20)는 제1 노드(10)로 데이터를 전송하는 노드일 수 있다.1 is a block diagram of a molecular communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a molecular communication system is composed of a plurality of nodes 10, 20. In one embodiment, a first node 10 of the nodes is a node requesting data transmission and a second node 20 may be a node transmitting data to the first node 10.

제1 노드(10)와 제2 노드(20)는 각각 움직이는 노드이거나, 혹은 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 중의 어느 하나는 움직이는 노드이고 다른 하나는 고정된 노드일 수 있다.The first node 10 and the second node 20 may each be a moving node or one of the first node 10 and the second node 20 may be a moving node and the other may be a fixed node.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분자통신 장치의 구성도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 분자통신 장치(100)는 데이터를 전송하는 제2 노드(20)에 제공될 수 있다. 분자통신 장치(100)는 거리가 변화하는 노드들(10,20) 간에 분자 통신에 의해 데이터를 전송한다.2 is a configuration diagram of a molecular communication apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to Figures 1 and 2, a molecular communication device 100 may be provided at a second node 20 for transmitting data. The molecular communication apparatus 100 transmits data by molecular communication between the nodes 10 and 20 whose distance is changed.

일 실시예에서, 분자통신 장치(100)는 검출부(120), 거리 예측부(140), 심볼간격 조절부(160), 및 전송부(180)를 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the molecular communication apparatus 100 may include a detection unit 120, a distance prediction unit 140, a symbol interval adjustment unit 160, and a transmission unit 180.

제1 노드(10)는 데이터 전송을 요청하는 메시지 역할을 하는 분자 신호를 방출할 수 있다. 제2 노드(20)의 수신부(도시생략)에 의해 제1 노드(10)로부터 방출된 분자 신호가 수신되면, 검출부(120)는 제1 노드(10)로부터 방출된 분자 신호를 검출한다.The first node 10 may emit a molecular signal serving as a message requesting data transmission. When the molecular signal emitted from the first node 10 is received by the receiving unit (not shown) of the second node 20, the detecting unit 120 detects the molecular signal emitted from the first node 10.

거리 예측부(140)는 검출부(120)에 의해 소정의 시간 동안 검출된 분자 개수의 국부 최댓값(local maxima)을 기반으로, 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 간의 거리를 예측한다.The distance predicting unit 140 predicts the distance between the first node 10 and the second node 20 based on the local maxima of the number of molecules detected for a predetermined time by the detecting unit 120 .

심볼간격 조절부(160)는 거리 예측부(140)에 의해 예측된 노드들(10,20) 간의 거리에 따라, 노드들(10,20) 간에 심볼(Symbol)이 전송되는 심볼 간격을 조절한다.The symbol interval adjusting unit 160 adjusts a symbol interval at which a symbol is transmitted between the nodes 10 and 20 according to the distance between the nodes 10 and 20 predicted by the distance predicting unit 140 .

일 실시예에서, 심볼간격 조절부(160)는 노드들(10,20) 간의 거리가 감소할수록 심볼 간격을 줄이고, 노드들(10,20) 간의 거리가 증가할수록 심볼 간격을 높일 수 있다.In one embodiment, the symbol interval adjuster 160 may reduce the symbol interval as the distance between the nodes 10 and 20 decreases, and increase the symbol interval as the distance between the nodes 10 and 20 increases.

전송부(180)는 심볼간격 조절부(160)에 의해 결정된 심볼 간격에 따라 제1 노드(10)로 데이터를 전송한다. 전송부(180)는 심볼 간격으로 CSK(Concentration Shift Keying) 분자 통신을 이용하여 제1 노드(10)로 데이터를 전송할 수 있다.The transmitting unit 180 transmits data to the first node 10 according to the symbol interval determined by the symbol interval adjusting unit 160. Transmitter 180 may transmit data to first node 10 using CSK (Concentration Shift Keying) molecular communication at symbol intervals.

확산기반 분자 통신에서는 송신자에서 방출된 일련의 분자들은 각기 브라운운동에 따른 움직임이 가정되고 브라운운동은 확률과정(stochastic process)으로 모형화된다. 따라서 특정 시점에 특정 지점에 위치한 송신자가 방출한 개별 분자들이 특정 시점에 특정 지점에 위치한 수신자에게 도달할 가능성은 확률적이다. 이러한 분자채널에서 송신자가 Q개의 분자를 T=0 시점에 방출했을 때 r 거리만큼 떨어진 위치에서의 T=t 시점에서의 분자 개수 또는 농도의 기대값 c(r,t)는 Fick의 확산 법칙에 따라 다음과 같이 모델링이 가능하다.In diffusion-based molecular communication, a series of molecules emitted from the transmitter are assumed to behave according to Brownian motion, and Brownian motion is modeled as a stochastic process. It is therefore probable that the individual molecules emitted by a sender at a particular point at a particular time point will reach a receiver located at a particular point in time. In this molecular channel, the expected number of molecules or concentration c ( r , t ) at time t = t at a distance r distance when the transmitter emits Q molecules at T = 0 is given by Fick's diffusion law The following modeling is possible.

< 수식 1 >&Lt; Formula 1 >

Figure 112017020759049-pat00002
Figure 112017020759049-pat00002

수식 1에서, D는 매체(medium)에 따라 변하는 상수, 즉, 매체의 확산계수(diffusion coefficient)이다. 두 노드 사이의 거리가 변화하는 경우에 있어서, 본 발명에서 제안하는 통신 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In Equation (1), D is a constant that varies depending on the medium, that is, the diffusion coefficient of the medium. In the case where the distance between two nodes changes, the communication method proposed in the present invention will be described in more detail as follows.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분자통신 방법의 흐름도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 제1 노드(10)가 데이터 전송을 요청하는 메시지 역할을 하는 분자 신호를 방출한다(S12).3 is a flowchart of a molecular communication method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 3, the first node 10 emits a molecular signal serving as a message requesting data transmission (S12).

제1 노드(10)는 통신하고자 하는 상대인 제2 노드(20)에게 데이터 전송 요청 메시지 역할을 하는 특정 분자 A를 방출한다. 이때, 제1 노드(10)는 Q개의 A 분자를 t1초 간격으로 x번 연속적으로 방출할 수 있으며, t1*x의 방출주기 후 t2의 휴지기를 갖고 이를 반복할 수 있다.The first node 10 emits a specific molecule A serving as a data transmission request message to the second node 20, which is a communication partner. At this time, the first node 10 can continuously emit Q molecules of A molecules at intervals of t1 seconds successively at x times, and can repeat it with a rest period of t2 after the emission period of t1 * x.

제1 노드(10)가 제2 노드(20)에게 데이터 전송 요청 신호를 먼저 보내면, 제2 노드(20)는 이 신호에 대한 응답으로 데이터를 전송하게 된다. 이를 위해, 제2 노드(20)는 먼저 소정의 시간 동안 제1 노드(10)가 방출한 분자 신호를 검출한다(S14).When the first node 10 first sends a data transmission request signal to the second node 20, the second node 20 transmits data in response to this signal. To this end, the second node 20 first detects a molecular signal emitted by the first node 10 for a predetermined time (S14).

제2 노드(20)는 소정의 시간 동안 검출된 분자 개수의 국부 최댓값을 기반으로, 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 간의 거리를 예측한다(S16). 제2 노드(20)가 분자 A를 t3초 동안 m개 이상 검출할 경우, t4초 단위로 검출된 분자 개수를 con(n)(n=1,2,3,...)에 저장한다.The second node 20 predicts the distance between the first node 10 and the second node 20 based on the local maximum value of the number of molecules detected for a predetermined time (S16). When the second node 20 detects m or more molecules A for t3 seconds, the number of molecules detected in t4 seconds is stored in con (n) (n = 1,2,3, ...).

con(n)에서 최댓값을 찾고, con(n) 값들에서 국부 최댓값(local maxima)들을 max(k)(k=1,2,...,x)에 저장하고, k번째 국부 최댓값의 인덱스 n을 I(k)에 저장한다. 이때, 국부 최댓값은 con(n-a) < con(n) > con(n+a)를 만족하는 con(n)을 지칭하고, I(n+1) - I(n) > b 이 되도록 한다. (a는 0이 아닌 정수, b는 상수)We find the maxima in con (n), store the local maxima in the con (n) values in max (k) (k = 1,2, ..., x) Is stored in I (k). In this case, the local maximum value is con (n) which satisfies con (n-a) <con (n)> con (n + a) and I (n + 1) -I (n)> b. (a is a nonzero integer, b is a constant)

일 실시예에서, 제2 노드(20)는 하기의 식 1에 따라 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 간의 거리를 예측할 수 있다.In one embodiment, the second node 20 may estimate the distance between the first node 10 and the second node 20 according to Equation 1 below.

[식 1][Formula 1]

r(k) =

Figure 112017020759049-pat00003
(k=1,2,3,...)r (k) =
Figure 112017020759049-pat00003
(k = 1, 2, 3, ...)

상기 식 1에서, r(k)는 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 간의 거리, max(k)는 제2 노드(20)에서 검출한 분자 개수의 국부 최댓값, Q는 제1 노드(10)가 방출한 분자 신호의 개수, a는 미리 설정되는 상수이다. 각 국부 최댓값들로부터 상기 식 1을 이용하여 제1 노드와 제2 노드 사이의 거리 및 이동 속도를 예측할 수 있다.(K) is a local maximum value of the number of molecules detected by the second node 20, Q is a first local maximum value of the number of molecules detected by the second node 20, r (k) is a distance between the first node 10 and the second node 20, The number of molecular signals emitted by the node 10, a, is a predetermined constant. From the local maximum values, the distance between the first node and the second node and the moving speed can be predicted using Equation (1).

제2 노드(20)는 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 간의 거리를 기반으로, 제2 노드(20)에서 제1 노드(10)로 데이터 전송시 사용할 심볼 간격을 설정한다(S18). 일 실시예에서, 제2 노드(20)는 하기의 식 2에 따라 심볼 간격을 설정할 수 있다.The second node 20 sets a symbol interval to be used for data transmission from the second node 20 to the first node 10 based on the distance between the first node 10 and the second node 20 S18). In one embodiment, the second node 20 may set the symbol interval according to Equation 2 below.

[식 2][Formula 2]

tx(n) = b*r(x)2 + c*r(x) + dtx (n) = b * r (x) 2 + c * r (x) + d

(n=1,2,3,...)(n = 1, 2, 3, ...)

상기 식 2에서, tx(n)은 심볼 간격, r(x)는 제1 노드(10)와 제2 노드(20) 간의 거리, b, c, d는 각각 미리 설정되는 상수이다. b, c 중 적어도 하나는 0 보다 큰 값을 갖는다.In Equation 2, tx (n) is a symbol interval, r (x) is a distance between the first node 10 and the second node 20, and b, c, and d are preset constants. b, and c have a value greater than zero.

상기 식 2에서와 같이, 제2 노드(20)는 제1 노드(10)와의 거리 r(x)에 비례하거나 또는 거리의 제곱에 비례하도록 심볼 간격 tx(n)(n=1,2,3,...)을 설정할 수 있다.As in Equation 2 above, the second node 20 is proportional to the distance r (x) to the first node 10 or to the symbol interval tx (n) (n = 1, 2, 3 , ...) can be set.

제1 노드(10)와 제2 노드(20) 간의 거리에 따라 심볼 간격이 설정되면, 제2 노드(20)는 설정된 심볼 간격에 따른 변조 방식에 의해 제1 노드(10)로 데이터를 전송한다(S20).When a symbol interval is set according to the distance between the first node 10 and the second node 20, the second node 20 transmits data to the first node 10 by a modulation scheme according to the set symbol interval (S20).

일 실시예에서, 제2 노드(20)는 tx(n) 간격으로 CSK(Concentration Shift Keying) 분자통신을 이용하여 제1 노드로 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들면, 제2 노드(20)는 첫 번째 심볼 전송 후 tx(1)후에 두 번째 심볼을 전송하며, n번째 심볼의 전송 시간은 첫 번째 심볼 전송 후

Figure 112017020759049-pat00004
초이다.In one embodiment, the second node 20 may transmit data to the first node using CSK (Concentration Shift Keying) molecular communications at tx (n) intervals. For example, the second node 20 transmits a second symbol after tx (1) after the first symbol transmission, and the transmission time of the nth symbol is transmitted after the first symbol transmission
Figure 112017020759049-pat00004
Seconds.

CSK 기법의 사용을 위해서는 여러 파라미터의 적절한 설정이 필요하다. 가장 단순한 CSK는 t 시간 동안 (또는 t 시간 간격으로) Q 개의 분자를 방출하면 전송하려는 비트가 1인 것으로, 0 개의 분자를 방출하면 전송하려는 비트가 0인 것으로 하는 방식으로 부호화(encoding)할 수 있다. 이는 어디까지나 예시적인 것이며, 본 발명의 분자 채널 통신의 변조 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.In order to use CSK technique, proper setting of various parameters is needed. The simplest CSK can be encoded in such a way that the bits to be transmitted are 1 when the Q molecules are emitted for t time (or t time intervals), and the bits to be transmitted are 0 when 0 molecules are emitted have. This is for illustrative purposes only, and the modulation scheme of the molecular channel communication of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 다른 실시예에서, 노드들(10,20) 간의 거리를 단계별로 설정하여, 해당 단계의 변화시에 심볼 간격을 조절하는 것도 가능하다. 이 경우, 노드들(10,20) 간의 거리가 연속적으로 변화하더라도, 단계 변경시에만 심볼 간격을 조절하게 된다.In another embodiment of the present invention, it is also possible to set the distance between the nodes 10 and 20 step by step, and adjust the symbol interval at the time of the corresponding step change. In this case, even if the distance between the nodes 10 and 20 changes continuously, the symbol interval is adjusted only at the time of step change.

수신자인 제1 노드(10)에서는 제2 노드(20)로부터 데이터를 수신하고, 예컨대, s 시간 동안 총 P 개 이상의 분자가 검출되면 1 로 인식하고 그 이하가 검출되면 0 으로 인식하는 형태로 데이터를 복호화(decoding)할 수 있다. 만약, 방출 분자 개수를 2N (N은 1 이상의 정수) 단계로 변화시킨다면 N bit를 하나의 단위 신호에 실어 전송할 수 있다.At the first node 10, which is the receiver, data is received from the second node 20 and, for example, total P If more than one molecule is detected, the data is recognized as 1. If less than the number of molecules is detected, the data can be decoded to be recognized as 0. If the number of emitted molecules is changed to 2 N (N is an integer of 1 or more), N bits can be transmitted on one unit signal.

일 실시예에서, 제2 노드(20)에서 제1 노드(10)로 데이터 전송시, 제2 노드(20)에서 설정한 심볼 간격 정보를 제1 노드(10)에 전송할 수 있다. 제1 노드(10)에서는 제2 노드(20)에서 보낸 심볼 간격 정보를 통해, 분자 채널 통신의 심볼 간격을 실시간으로 확인하여 심볼 간격에 따라 복호화를 수행할 수 있다.In one embodiment, upon data transfer from the second node 20 to the first node 10, it may transmit the symbol interval information set by the second node 20 to the first node 10. The first node 10 can check the symbol interval of the MLC communication in real time through the symbol interval information sent from the second node 20 and perform decoding according to the symbol interval.

예를 들어, 제1 노드(10)는 심볼 간격이 감소할수록, 복호화를 위한 기준 시간 간격(s)을 감소시키고, 심볼 간격에 따라 변화된 기준 시간 간격(s)에 따라 해당 기준 시간 간격 내에서 심볼을 판별 기준이 되는 검출 신호의 개수(P)를 조절하여, 데이터를 복호화할 수 있다.For example, as the symbol interval decreases, the first node 10 decreases the reference time interval s for decryption and changes the symbol interval within the reference time interval s according to the reference time interval s, It is possible to decode the data by adjusting the number (P) of detection signals as the discrimination reference.

본 발명의 실시예에 의하면, 노드들(10,20) 간의 거리가 감소하면 심볼 간격을 줄이고, 노드들(10,20) 간의 거리가 증가하면 심볼 간격을 높일 수 있다. 이와 같이, 가변적 신호간격을 사용하여, 분자 채널(molecular communication channel)의 전송량을 증대할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, when the distance between the nodes 10 and 20 decreases, the symbol interval decreases, and when the distance between the nodes 10 and 20 increases, the symbol interval increases. In this manner, the transmission amount of the molecular communication channel can be increased by using the variable signal interval.

즉, 본 발명에 의하면, 노드들(10,20) 간의 거리가 감소할수록 심볼 간격을 줄임으로써 분자 채널의 전송량을 증대시킬 수 있다. 또한, 노드들(10,20) 간의 거리가 증가하면 신호들 간에 충돌 문제가 발생할 수 있으므로, 노드들(10,20) 간의 거리가 증가할수록 심볼 간격을 높임으로써 신호 충돌 문제를 방지할 수 있다.That is, according to the present invention, as the distance between the nodes 10 and 20 decreases, the amount of transmission of the molecular channel can be increased by reducing the symbol interval. Also, since the collision problem may occur between the signals when the distance between the nodes 10 and 20 increases, the signal collision problem can be prevented by increasing the symbol interval as the distance between the nodes 10 and 20 increases.

본 발명의 실시 예에 따른 방법은 예를 들어 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 SRAM(Static RAM), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리 장치, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferroelectric RAM)과 같은 불휘발성 메모리, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 광학적 판독 매체 예를 들어 시디롬, 디브이디 등과 같은 형태의 저장매체일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The method according to an embodiment of the present invention can be realized in a general-purpose digital computer that can be created as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium. The computer readable recording medium may be a volatile memory such as SRAM (Static RAM), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically Programmable ROM) Non-volatile memory such as EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), flash memory device, Phase-change RAM (PRAM), Magnetic RAM (MRAM), Resistive RAM (RRAM), Ferroelectric RAM But are not limited to, optical storage media such as CD ROMs, DVDs, and the like.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications are possible within the scope of the present invention. It is to be understood that the technical scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims and the technical scope of protection of the present invention is not limited to the literary description of the claims, To the invention of the invention.

10: 제1 노드(데이터 수신 노드)
20: 제2 노드(데이터 송신 노드)
100: 분자통신 장치
120: 검출부
140: 거리 예측부
160: 심볼간격 조절부
180: 전송부
10: First node (data receiving node)
20: second node (data transmitting node)
100: Molecular communication device
120:
140: Distance estimation unit
160: Symbol interval adjustment unit
180:

Claims (13)

거리가 변화하는 노드들 간에 분자통신에 의해 데이터를 전송하는 분자통신 방법에 있어서,
상기 노드들 간의 거리에 따라 상기 노드들 간에 심볼이 전송되는 심볼 간격을 조절하는 단계;를 포함하며,
상기 심볼 간격을 조절하는 단계는:
상기 노드들 중의 제1 노드가 데이터 전송을 요청하는 메시지 역할을 하는 분자 신호를 방출하는 단계;
상기 노드들 중의 제2 노드가 소정의 시간 동안 상기 분자 신호를 검출하는 단계;
상기 제2 노드에서 상기 소정의 시간 동안 검출된 분자 개수의 국부 최댓값을 기반으로, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 예측하는 단계;
상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 기반으로, 상기 제2 노드에서 상기 제1 노드로 데이터 전송시 사용할 상기 심볼 간격을 설정하는 단계; 및
상기 심볼 간격에 따라 상기 제2 노드로부터 상기 제1 노드로 데이터를 전송하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 예측하는 단계는 하기의 수식 1에 따라 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 예측하며,
[수식 1]
r(k) =
Figure 112017044282103-pat00010

상기 r(k)는 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 나타내고,
상기 max(k)는 상기 분자 개수의 국부 최댓값을 나타내고,
상기 Q는 상기 제1 노드가 방출한 분자 신호의 개수를 나타내고,
상기 a는 미리 설정되는 상수인 분자통신 방법.
1. A molecular communication method for transmitting data by molecular communication between nodes whose distance changes,
And adjusting a symbol interval at which a symbol is transmitted between the nodes according to a distance between the nodes,
Wherein adjusting the symbol interval comprises:
Releasing a molecular signal that serves as a message for a first one of the nodes requesting data transmission;
The second node of the nodes detecting the molecular signal for a predetermined time;
Estimating a distance between the first node and the second node based on a local maximum value of the number of molecules detected during the predetermined time at the second node;
Setting the symbol interval to be used for data transmission from the second node to the first node based on the distance between the first node and the second node; And
And transmitting data from the second node to the first node according to the symbol interval,
Wherein the step of predicting the distance between the first node and the second node predicts a distance between the first node and the second node according to Equation 1,
[Equation 1]
r (k) =
Figure 112017044282103-pat00010

Wherein r (k) represents a distance between the first node and the second node,
Max (k) represents a local maximum value of the number of molecules,
Wherein Q represents the number of molecular signals emitted by the first node,
Wherein a is a predetermined constant.
제1 항에 있어서,
상기 심볼 간격을 조절하는 단계는:
상기 노드들 간의 거리가 감소하면 상기 심볼 간격을 줄이는 단계; 및
상기 노드들 간의 거리가 증가하면 상기 심볼 간격을 높이는 단계;를 포함하는 분자통신 방법.
The method according to claim 1,
Wherein adjusting the symbol interval comprises:
Reducing the symbol interval if the distance between the nodes decreases; And
And increasing the symbol interval as the distance between the nodes increases.
삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 심볼 간격을 설정하는 단계는 하기의 수식 2에 따라 상기 심볼 간격을 설정하고,
[수식 2]
tx(n) = b*r(x)2 + c*r(x) + d
상기 tx(n)은 상기 심볼 간격을 나타내고,
상기 r(x)는 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 간의 거리를 나타내고,
상기 b, c, d는 각각 미리 설정되는 상수인 분자통신 방법.
The method according to claim 1,
The step of setting the symbol interval sets the symbol interval according to Equation (2) below,
[Equation 2]
tx (n) = b * r (x) 2 + c * r (x) + d
Tx (n) represents the symbol interval,
Wherein r (x) represents a distance between the first node and the second node,
And b, c, and d are predetermined constants, respectively.
제5 항에 있어서,
상기 제1 노드로 데이터를 전송하는 단계는 상기 tx(n) 간격으로 CSK(Concentration Shift Keying) 분자통신을 이용하여 상기 제1 노드로 데이터를 전송하는 분자통신 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the step of transmitting data to the first node transmits data to the first node using CSK (Concentration Shift Keying) molecular communication at intervals of tx (n).
제1 항, 제2 항, 제5 항 내지 제6 항 중 어느 한 항의 분자통신 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium on which a program for executing the molecular communication method according to any one of claims 1, 2, and 6 is recorded. 거리가 변화하는 노드들 간에 분자통신에 의해 데이터를 전송하는 분자통신 장치에 있어서,
상기 노드들 간의 거리에 따라 상기 노드들 간에 심볼이 전송되는 심볼 간격을 조절하는 심볼간격 조절부;
상기 심볼 간격에 따라 상기 노드들 중의 제1 노드로 데이터를 전송하는 전송부;
상기 제1 노드로부터 방출된 데이터 전송을 요청하는 메시지 역할을 하는 분자 신호를 검출하는 검출부; 및
소정의 시간 동안 검출된 분자 개수의 국부 최댓값을 기반으로, 상기 제1 노드와의 거리를 예측하는 거리 예측부;를 포함하며,
상기 거리 예측부는 하기의 수식 1에 따라 상기 제1 노드와의 거리를 예측하며,
[수식 1]
r(k) =
Figure 112017044282103-pat00011

상기 r(k)는 상기 제1 노드와의 거리를 나타내고,
상기 max(k)는 상기 분자 개수의 국부 최댓값을 나타내고,
상기 Q는 상기 제1 노드가 방출한 분자 신호의 개수를 나타내고,
상기 a는 미리 설정되는 상수인 분자통신 장치.
1. A molecular communication apparatus for transmitting data by molecular communication between nodes whose distance changes,
A symbol interval controller for adjusting a symbol interval at which symbols are transmitted between the nodes according to a distance between the nodes;
A transmitter for transmitting data to a first one of the nodes according to the symbol interval;
A detector for detecting a molecular signal serving as a message requesting data transmission from the first node; And
And a distance predicting unit for predicting a distance from the first node based on a local maximum value of the number of molecules detected for a predetermined time,
The distance predicting unit predicts a distance to the first node according to Equation (1) below,
[Equation 1]
r (k) =
Figure 112017044282103-pat00011

Wherein r (k) represents a distance from the first node,
Max (k) represents a local maximum value of the number of molecules,
Wherein Q represents the number of molecular signals emitted by the first node,
Wherein a is a predetermined constant.
삭제delete 제8 항에 있어서,
상기 심볼간격 조절부는,
상기 노드들 간의 거리가 감소하면 상기 심볼 간격을 줄이고, 상기 노드들 간의 거리가 증가하면 상기 심볼 간격을 높이는 분자통신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the symbol interval adjusting unit comprises:
And decreases the symbol interval as the distance between the nodes decreases and increases the symbol interval as the distance between the nodes increases.
삭제delete 제8 항에 있어서,
상기 심볼간격 조절부는 하기의 수식 2에 따라 상기 심볼 간격을 설정하고,
[수식 2]
tx(n) = b*r(x)2 + c*r(x) + d
상기 tx(n)은 상기 심볼 간격을 나타내고,
상기 r(x)는 상기 제1 노드와의 거리를 나타내고,
상기 b, c, d는 각각 미리 설정되는 상수인 분자통신 장치.
9. The method of claim 8,
The symbol interval adjusting unit sets the symbol interval according to Equation (2) below,
[Equation 2]
tx (n) = b * r (x) 2 + c * r (x) + d
Tx (n) represents the symbol interval,
Wherein r (x) represents a distance from the first node,
And b, c, and d are constants set in advance, respectively.
제12 항에 있어서,
상기 전송부는 상기 tx(n) 간격으로 CSK(Concentration Shift Keying) 분자통신을 이용하여 상기 제1 노드로 데이터를 전송하는 분자통신 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the transmitting unit transmits data to the first node using CSK (Concentration Shift Keying) molecular communication at intervals of tx (n).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200126062A (en) * 2019-04-29 2020-11-06 경희대학교 산학협력단 Method of acquiring connectivity information in molecular communication
KR20210026287A (en) * 2019-08-29 2021-03-10 홍익대학교 산학협력단 Apparatus and method for multiple access in molecular communications

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5935818B2 (en) * 2014-01-17 2016-06-15 株式会社デンソー Vehicle radio and communication system
KR101652634B1 (en) * 2015-04-10 2016-08-30 인하대학교 산학협력단 Method and Apparatus for Inhibitor-based Modulation for Molecular Communication in Nanonetworks
JP6084581B2 (en) * 2014-02-20 2017-02-22 日本電信電話株式会社 Packet transmission system and packet transmission method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5935818B2 (en) * 2014-01-17 2016-06-15 株式会社デンソー Vehicle radio and communication system
JP6084581B2 (en) * 2014-02-20 2017-02-22 日本電信電話株式会社 Packet transmission system and packet transmission method
KR101652634B1 (en) * 2015-04-10 2016-08-30 인하대학교 산학협력단 Method and Apparatus for Inhibitor-based Modulation for Molecular Communication in Nanonetworks

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200126062A (en) * 2019-04-29 2020-11-06 경희대학교 산학협력단 Method of acquiring connectivity information in molecular communication
KR102201264B1 (en) 2019-04-29 2021-01-11 경희대학교 산학협력단 Method of acquiring connectivity information in molecular communication
KR20210026287A (en) * 2019-08-29 2021-03-10 홍익대학교 산학협력단 Apparatus and method for multiple access in molecular communications
KR102301124B1 (en) * 2019-08-29 2021-09-10 홍익대학교 산학협력단 Apparatus and method for multiple access in molecular communications

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