KR101907798B1 - Routing Apparatus and Method for 2-Dimensional Multi-Tier Relay Network System - Google Patents
Routing Apparatus and Method for 2-Dimensional Multi-Tier Relay Network System Download PDFInfo
- Publication number
- KR101907798B1 KR101907798B1 KR1020170105430A KR20170105430A KR101907798B1 KR 101907798 B1 KR101907798 B1 KR 101907798B1 KR 1020170105430 A KR1020170105430 A KR 1020170105430A KR 20170105430 A KR20170105430 A KR 20170105430A KR 101907798 B1 KR101907798 B1 KR 101907798B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- node
- path
- energy efficiency
- nodes
- tier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
- H04W40/04—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources
- H04W40/10—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources based on available power or energy
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
- H04W40/22—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Abstract
Description
본 발명은 라우팅 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a routing apparatus and method, and more particularly, to a routing apparatus and method in a two-dimensional multi-tier relay network system.
무선 통신 네트워크 시스템에서 센서 노드와 같은 소형 장비는 에너지의 공급이 제한적일 수 밖에 없으며, 따라서 통신에 소모되는 에너지를 효율적으로 사용할 것이 요구된다. 근래에는 통신에 소모되는 에너지를 최소화하기 위해 긴 거리를 각 노드로 연결되는 짧은 거리로 나누어 릴레이 방식으로 통신하는 릴레이 네트워크를 이용하는 방법이 제시되고 있다. 이러한 릴레이 네트워크는 통신 품질을 유지하면서 데이터 처리량 대비 에너지 소모를 감소시킬 수 있으므로 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.In a wireless communication network system, a small device such as a sensor node has a limited supply of energy, and therefore it is required to efficiently use energy consumed in communication. In recent years, a method of using a relay network that communicates by a relay method by dividing a long distance by a short distance connected to each node is proposed in order to minimize energy consumed in communication. Such a relay network can reduce energy consumption versus data throughput while maintaining communication quality, thus enabling efficient use of energy.
릴레이 네트워크에서 릴레이 경로를 설정하는 라우팅(Routing)과 각 노드들의 전송 속도를 결정하는 것은 에너지의 효율성에 큰 영향을 미치게 된다. 그러므로 에너지의 공급이 제한적인 릴레이 네트워크 시스템에서 라우팅(Routing) 방법은 효율적인 통신을 위해 매우 중요하다.Routing that sets the relay path in the relay network and determining the transmission speed of each node have a great influence on the energy efficiency. Therefore, in a relay network system where the supply of energy is limited, the routing method is very important for efficient communication.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 에너지의 효율성을 최대화할 수 있는 라우팅 장치 및 방법을 제공한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention provides a routing apparatus and method that can maximize energy efficiency.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 다수의 노드로 구성된 다수의 티어를 포함하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서 송신 노드로부터의 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 찾기 위한 라우팅 장치에 있어서, 이전 티어의 노드들로부터 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 전송받는 수신부; 상기 이전 티어의 노드들의 생존 경로들의 에너지 효율성 값에 기초하여 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산하는 연산부; 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값이 최대가 되도록 하는 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 결정하는 라우팅 결정부; 및 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드들 중 상기 최종 노드 경로에 포함된 노드에 전송하는 송신부를 포함하되, 상기 생존 경로는 송신 노드와 자신을 연결하는 경로 중 에너지 효율성 값이 최대가 될 수 있는 경로이고, 상기 송신 노드와 상기 라우팅 장치를 제외한 모든 티어의 노드들은 이전 티어의 노드로부터 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 전송받아 전송받은 정보를 기초로 자신의 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 연산하여 다음 티어의 노드들로 전송하며, 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 전송받은 노드는 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드 중 상기 결정된 최종 노드 경로에 포함된 노드에 전송하는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for searching a final node path and a final transmission rate from a transmitting node in a two-dimensional multi-tier relay network system including a plurality of tiers composed of a plurality of nodes A routing apparatus, comprising: a receiver for receiving energy efficiency values of survival paths and survival paths from nodes of an earlier tier; An operation unit for calculating energy efficiency values from the transmitting node to the receiving unit based on energy efficiency values of surviving paths of the nodes of the previous tier; A routing decision unit for determining a final node path and a final transmission rate such that the energy efficiency value from the transmission node to the reception unit is maximized; And a transmitter for transmitting the determined final node path and the final transmission rate to a node included in the last node path of the nodes of the previous tier, wherein the survival path includes an energy efficiency value The nodes of all the tiers excluding the transmitting node and the routing device receive the energy efficiency value of the survival path and the survival path from the node of the previous tier, The node having received the determined final node path and the final transmission rate transmits the determined final node path and the final transmission rate to the determined final node among the nodes of the previous tier, And transmitting the result to a node included in the node path. The routing device according to the relay control network system is provided.
상기 연산부는, 수신부와 상기 이전 티어의 노드들간의 에너지 효율성 값을 연산하는 제1 연산부; 및 상기 이전 티어의 노드들의 생존 경로들의 에너지 효율성 값 및 상기 수신부와 상기 이전 티어의 노드들간의 에너지 효율성 값을 취합하여 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산하는 제2 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The operation unit includes a first operation unit for calculating an energy efficiency value between the receiving unit and the nodes of the previous tier; And a second computing unit for computing an energy efficiency value of the surviving paths of the nodes of the previous tier and an energy efficiency value from the transmitting node to the receiving unit by collecting energy efficiency values between the receiving unit and the nodes of the previous tier .
상기 최종 전송 속도는 상기 최종 경로에 속한 노드 중 최대 전송 속도가 가장 낮은 노드의 전송 속도인 것을 특징으로 한다.And the final transmission rate is a transmission rate of a node having the lowest maximum transmission rate among the nodes belonging to the final path.
상기 에너지 효율성 값은 하기 수학식에 의해 연산되는 것을 특징으로 한다.And the energy efficiency value is calculated by the following equation.
위 수학식에서, 은 경로 의 에너지 효율성 값이고, 은 전송 속도이며, 은 경로 의 최대 전송 속도이고, 은 경로 의 채널 파워 이득 및 거리에 기초한 상수이며, 는 경로 에서 송신 전력 이외에 소모되는 파워이다.In the above equation, Path , ≪ / RTI > Is the transmission rate, Path , ≪ / RTI > Path Lt; / RTI > is a constant based on the channel power gain and distance < Path Is the power consumed in addition to the transmission power.
모든 노드들은 상기 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 하기 수학식의 특징 벡터로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 한다.All the nodes convert the energy efficiency values of the survival path and the survival path into a feature vector of the following equation and then transmit them.
위 수학식에서, 는 노드 의 번째 생존 경로의 특징 벡터이고, 는 노드 의 번째 생존 경로의 채널 파워 이득 및 거리에 기초한 상수이며, 는 노드 의 번째 생존 경로에서 송신 전력 이외에 소모되는 파워이고, 는 노드 의 번째 생존 경로의 최대 전송 속도이다.In the above equation, The node of The second survival path is a feature vector, The node of Gt; is a constant based on the channel power gain and distance of the first survivor path, The node of Lt; th > survivor path, The node of Is the maximum transmission rate of the second survivor path.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 다수의 노드로 구성된 다수의 티어를 포함하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서 송신 노드로부터 수신부까지의 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 찾기 위한 라우팅 방법에 있어서, (a) 이전 티어의 노드들로부터 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 전송받는 단계; (b) 상기 이전 티어의 노드들의 생존 경로들의 에너지 효율성 값에 기초하여 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산하는 단계; (c) 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값이 최대가 되도록 하는 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 결정하는 단계; 및 (d) 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드들 중 상기 최종 노드 경로에 포함된 노드에 전송하는 단계를 포함하되, 상기 생존 경로는 송신 노드와 자신을 연결하는 경로 중 에너지 효율성 값이 최대가 될 수 있는 경로이고, 상기 송신 노드와 상기 라우팅 장치를 제외한 모든 티어의 노드들은 이전 티어의 노드로부터 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 전송받아 전송받은 정보를 기초로 자신의 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 연산하여 다음 티어의 노드들로 전송하며, 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 전송받은 노드는 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드 중 상기 결정된 최종 노드 경로에 포함된 노드에 전송하는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a routing method for finding a final node path and a final transmission rate from a transmitting node to a receiving node in a two-dimensional multi-tier relay network system including a plurality of tiers composed of a plurality of nodes (a) receiving energy efficiency values of survival paths and survival paths from nodes of a previous tier; (b) computing energy efficiency values from the transmitting node to the receiving unit based on energy efficiency values of surviving paths of the nodes of the previous tier; (c) determining a final node path and a final transmission rate such that the energy efficiency value from the transmitting node to the receiving unit is maximized; And (d) transmitting the determined final node path and the final transmission rate to a node included in the last node path of the nodes of the previous tier, wherein the surviving path includes energy The nodes of all the tiers excluding the transmitting node and the routing device receive the energy efficiency value of the surviving path and the surviving path from the node of the previous tier and receive the energy efficiency value of the surviving path and the surviving path based on the received information, The nodes that have received the determined final node path and the final transmission rate determine the final node path and the final transmission rate as nodes of the previous tier, To the node included in the determined final node path, A method of routing in a tiered relay network system is provided.
본 발명은 에너지의 효율성을 최대화할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of maximizing energy efficiency.
도 1은 본 발명이 적용되는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 a, b 및 c번째 노드 경로의 에너지 효율성 값의 최대값의 그래프를 예시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.FIG. 1 is a diagram for explaining a two-dimensional multi-tier relay network system to which the present invention is applied.
2 illustrates a graph of the maximum energy efficiency values of the a, b, and c-th node paths for transmitting data from the transmitting
3 is a structural diagram of a routing apparatus in a two-dimensional multi-tier relay network system according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a routing method in a two-dimensional multi-tier relay network system according to a preferred embodiment of the present invention with time.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 자세히 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명이 적용되는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for explaining a two-dimensional multi-tier relay network system to which the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템은 개의 티어로 구성되고, 티어 1에는 송신 노드가 포함되며, 티어 에는 수신 노드 즉 본 발명의 라우팅 장치가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, a two-dimensional multi-tier relay network system to which the present invention is applied Tier < / RTI > comprises a transmitting node, A receiving node, i.e., a routing apparatus of the present invention, may be included.
티어 2 내지 티어 은 각 개의 노드를 포함할 수 있으며, 티어 의 번째 노드를 로 표시할 수 있다.Tier 2 to Tier Each angle Nodes, and the tier of Th node As shown in FIG.
본 발명이 적용되는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서는 티어 1의 송신 노드 에서 송신하는 데이터가 각 티어의 노드를 거쳐 티어 의 수신 노드 즉 본 발명의 라우팅 장치에 수신된다. 따라서 데이터가 하나의 노드에서 다른 노드까지 전송되기 위해 거쳐가는 노드의 경로 수는 다양할 수 있으며, 본 명세서에서는 이러한 경로들을 노드 경로라고 한다.In the two-dimensional multi-tier relay network system to which the present invention is applied, Lt; RTI ID = 0.0 > tier < / RTI & Receiving node That is, the routing apparatus of the present invention. Therefore, the number of paths of nodes through which data is transferred from one node to another may vary, and in the present specification, these paths are referred to as node paths.
본 발명이 적용되는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서 티어 과 티어 의 노드들은 채널 링크로 연결되며, 이를 하나의 브랜치로 정의할 수 있다. 그러므로 송신 노드에서 티어 의 번째 노드까지 가능한 모든 노드 경로의 개수는개이며, 따라서 송신 노드에서 수신 노드 즉 본 발명의 라우팅 장치까지의 가능한 모든 노드 경로의 개수는 개이다.In a two-dimensional multi-tier relay network system to which the present invention is applied, And tier Nodes are connected by a channel link, which can be defined as one branch. Therefore, of The number of possible node paths up to the ith node is And thus the number of all possible node paths from the transmitting node to the receiving node, i. E., The routing device of the present invention, Dog.
종래의 라우팅 장치는 이러한 개의 노드 경로를 모두 고려하여 가장 에너지 효율성이 뛰어난 최종 노드 경로를 찾는 중앙 처리 방식을 이용하였는데, 이러한 방법은 고려해야 하는 노드 경로의 수가 너무 많아 계산 과정이 너무 복잡하였다.Conventional routing devices use such We used a central processing method that finds the most energy efficient end node path considering all of the node paths. This method is too complicated to calculate due to too many node paths to consider.
본 발명의 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치는 각 티어의 노드에서 에너지 효율성을 연산하여 최종 노드 경로의 가능성이 있는 경로를 다음 티어의 노드들로 전달하는 분산 처리 방식을 이용하므로 계산의 복잡도를 크게 줄일 수 있다.Since the routing device in the two-dimensional multi-tier relay network system of the present invention uses the distributed processing method of calculating the energy efficiency at each node of each tier and delivering the path of the last node path to the nodes of the next tier, The complexity can be greatly reduced.
이제, 도 1을 참조하여 본 발명이 적용되는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서 에너지 효율성 값을 연산하는 과정을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a process of calculating an energy efficiency value in a two-dimensional multi-tier relay network system to which the present invention is applied will be described in more detail with reference to FIG.
도 1을 참조하면, 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 노드 경로는 개의 브랜치로 구성되며, 모두 개가 존재한다. 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 모든 노드 경로 중 번째 노드 경로는 개의 노드 를 포함하고, 개의 브랜치 를 포함할 수 있다. 여기서 노드 은 티어 에 속한 번째 노드 경로의 노드이고, 브랜치 는 티어 과 티어 을 연결하는 채널 링크를 의미한다.Referring to FIG. 1, a node path for transmitting data from a transmitting
송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 에너지 효율성 값을 연산하기 위해 브랜치 의 데이터 전송 속도를 연산하면 하기 수학식과 같다.For transmitting data from the
수학식 1에서, 은 의 데이터 전송 속도이고, 는 의 채널 파워 이득이며, 은 의 송신파워이고, 은 브랜치 의 거리이며, 는 거리 감쇄 지수이고, 는 노이즈 파워 스펙트럼 밀도이며, 이다.In Equation (1) silver Lt; / RTI > The Lt; RTI ID = 0.0 > silver Of the transmission power, The branch , ≪ / RTI & Is the distance attenuation factor, Is the noise power spectral density, to be.
수학식 1에서 브랜치 의 데이터 전송 속도는 노드 의 송신파워와 선형관계임을 알 수 있다.In Equation 1, Lt; RTI ID = 0.0 > And the transmission power of the mobile station is linear.
또한, 노드 경로는 모두 직렬로 연결되어 있기 때문에 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 데이터 전송 속도는 하기 수학식과 같다.In addition, since all the node paths are connected in series, it is possible to transmit data from the
수학식 2에서, 은 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 데이터 전송 속도이다. 또한 수학식 2는 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 m번째 노드 경로의 데이터 전송 속도가 가장 낮은 데이터 전송 속도를 갖는 브랜치에 의해 결정됨을 의미한다.In Equation (2) For transmitting data from the transmitting
이제, 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 에너지 효율성 값은 데이터 전송 속도와 모든 노드에서 소모되는 파워의 비율로 정의될 수 있으며, 하기 수학식으로 표현될 수 있다. Now, for transmission of data from the transmitting
수학식 3에서, 은 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 m번째 노드 경로의 에너지 효율성 값이고, 은 송신 전력 이외에 노드에서 소모되는 파워이며, 이다.In Equation (3) Is an energy efficiency value of the m-th node path for transmitting data from the transmitting
이제, 수학식 3의 에너지 효율성 값 을 에 대한 함수로 정의하기 위해 수학식 1을 이용할 수 있다.Now, the energy efficiency value < RTI ID = 0.0 > of (1) < / RTI >
수학식 1에서 각 브랜치의 데이터 전송 속도는 각 노드의 송신파워와 선형관계이므로, 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 데이터 전송 속도의 최대값은 하기 수학식과 같다.In Equation (1), since the data transmission rate of each branch is linearly related to the transmission power of each node, it is necessary to transmit data from the
수학식 4에서, 은 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 데이터 전송 속도의 최대값이고, 은 노드 의 최대 송신 파워이다.In Equation (4) For transmitting data from the transmitting
수학식 4는 각 노드가 최대 송신 파워로 전송하였을 때의 각 브랜치의 속도 중 가장 낮은 브랜치의 전송 속도가 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 데이터 전송 속도의 최대값임을 의미한다.Equation (4) shows that the transmission speed of the lowest branch among the speeds of the respective branches when each node transmits at the maximum transmission power is used for transmitting data from the
그러므로, 수학식 3의 에너지 효율성 값을 최대로 하기 위해서 모든 노드는 동일한 데이터 전송속도 로 데이터를 전송하게 된다.Therefore, in order to maximize the energy efficiency value of Equation (3), all nodes have the same data transmission rate As shown in FIG.
따라서 각 노드의 송신 파워는 하기 수학식으로 표현할 수 있다.Therefore, the transmission power of each node Can be expressed by the following equation.
수학식 5를 수학식 3에 대입하면, 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 에너지 효율성 값을 에 관한 함수로 표현할 수 있으며, 하기 수학식과 같다.Substituting Equation (5) into Equation (3), it is possible to transfer data from the transmitting node (111) to the receiving node (161) The energy efficiency value of the < RTI ID = 0.0 > And can be expressed by the following equation.
수학식 6에서, 은 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 에너지 효율성 값이고, 이며, 이다.In Equation (6) For transmitting data from the transmitting
한편, 각 브랜치 의 에너지 효율성 값은 하기 수학식과 같다.On the other hand, The energy efficiency value of < / RTI >
수학식 7에서, 은 브랜치 의 에너지 효율성 값이다.In Equation (7) The branch Of energy efficiency.
수학식 7을 수학식 6에 대입하면 을 하기 수학식과 같이 표현할 수 있다.Substituting Equation (7) into Equation (6) Can be expressed by the following equation.
수학식 8에서, 이고, 은 이 증가할수록 증가하므로 의 최대값은 하기 수학식과 같다. In Equation (8) ego, silver Increases, Is expressed by the following equation.
수학식 9를 이용하여 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 번째 노드 경로의 에너지 효율성 값의 최대값 을 얻을 수 있으며, 이 때 각 노드 의 전송 속도는 임을 알 수 있다.(9) to transmit data from the transmitting node (111) to the receiving node (161) The maximum value of the energy efficiency value of the ith node path In this case, each node The transmission speed of .
그러므로 본 발명이 적용되는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템은 모든 노드 경로의 에너지 효율성 값의 최대값 중 가장 큰 값을 갖는 노드 경로를 구하여 최종 노드 경로로 라우팅하고, 최종 노드 경로에 속한 모든 노드들은 의 데이터 전송 속도를 내도록 의 송신 파워로 데이터를 전송하여 최대 에너지 효율을 낼 수 있다.Therefore, the two-dimensional multi-tier relay network system to which the present invention is applied is characterized in that the maximum value And then routes all nodes belonging to the last node path to the last node path The data rate of It is possible to transmit the data with the transmission power of the maximum energy efficiency.
도 2는 송신 노드(111)에서 수신 노드(161)로 데이터를 전송하기 위한 a, b 및 c번째 노드 경로의 에너지 효율성 값의 최대값 의 그래프를 예시한 것이다.2 shows the maximum value of the energy efficiency values of the a, b, and c-th node paths for transmitting data from the transmitting
도 2를 참조하면, a, b 및 c번째 노드 경로 중 에너지 효율성 값의 최대값이 가장 큰 값을 갖는 노드 경로는 a번째 노드 경로이며, 에서 최대값을 갖는다. 그러므로 도 2와 같은 경우에는 a번째 노드 경로를 최종 노드 경로로 설정하고, 최종 노드 경로에 속한 모든 노드는 의 데이터 전송 속도로 데이터를 전송하여 최대 에너지 효율을 낼 수 있다.Referring to FIG. 2, a node path having the largest value of the energy efficiency value among a, b, and c-th node paths is the a-th node path, Lt; / RTI > Therefore, in the case of FIG. 2, the a-th node path is set as the final node path, and all nodes belonging to the last node path The data can be transmitted at a data transmission rate of a maximum energy efficiency.
이제, 도 1을 참조하여 본 발명이 적용되는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서 각 노드의 작동 과정을 설명한다.Now, the operation of each node in a two-dimensional multi-tier relay network system to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
각 노드들은 생존 경로를 선별하여 다음 티어의 노드에 전송하게 되는데, 본 명세서에서는 송신 노드(111)로부터 번째 티어(130)에 속한 번째 노드 까지의 모든 경로 를 고려했을 때, 경로 의 에너지 효율성 함수 이 다른 경로 의 에너지 효율성 함수 보다 값이 큰 이 존재하면 경로 를 생존 경로라고 한다.Each node selects a survival path and transmits it to a node of the next tier. In this specification, the node from the transmitting
또한, 노드 의 모든 생존 경로의 집합을 라 하고 의 원소 중 번째 생존 경로를 라 하면, 의 에너지 효율성 값은 수학식 6을 이용하여 하기 수학식으로 표현된다.In addition, A set of all survival paths of And Of the elements Second survival path In other words, Is expressed by the following equation using Equation (6). &Quot; (6) "
한편, 각 노드들은 수학식 10을 이용하여 번째 생존 경로에 대하여 하기 수학식으로 정의되는 특징 벡터를 생성하여 다음 티어의 노드들에 전송할 수 있다.On the other hand, each node uses Equation 10 A feature vector defined by the following equation for the first survivor path can be generated and transmitted to the nodes of the next tier.
수학식 11에서, 이고, 이며, 이다.In Equation (11) ego, Lt; to be.
또한, 각 노드 는 자신의 최대 에너지 효율성 값을 하기 수학식으로 연산할 수 있다.In addition, Can calculate its maximum energy efficiency value by the following equation.
즉, 최대 에너지 효율성 값은 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 의미한다.That is, the maximum energy efficiency value means the energy efficiency value of the survival paths.
이제, 각 티어의 노드들이 순차적으로 작동하는 과정을 설명하기로 한다.Now, the process of sequentially operating the nodes of each tier will be described.
먼저, 티어 2(120)의 각 노드 는 하기 수학식을 이용하여 최대 에너지 효율성 값을 연산한다.First, each node of the tier 2 (120) Calculates the maximum energy efficiency value using the following equation.
수학식 13에서, 는 의 최대 에너지 효율성 값이고, 는 의 에너지 효율성 함수이며, 는 노드 로부터 노드 까지의 브랜치이다. 그러므로 티어 2(120)의 각 노드의 최대 에너지 효율성 값은 수학식 7의 각 브랜치의 에너지 효율성 값을 이용하여 하기 수학식과 같다.In Equation (13) The , ≪ / RTI > The Is an energy efficiency function of < RTI ID = The node From node . Therefore, the maximum energy efficiency value of each node of the tier 2 120 is expressed by the following equation using the energy efficiency value of each branch of Equation (7).
다음으로, 티어 2(120)의 각 노드 는 하기 수학식으로 정의되는 자신의 특징 벡터를 티어 3의 각 노드에 전송한다. Next, each node of the tier 2 (120) Transmits its own feature vector defined by the following equation to each node of the tier 3.
번째 티어에 속한 모든 노드는 이전 티어의 노드들로부터 수학식 11 및 수학식 15에 의해 정의된 특징 벡터를 전달 받는다. All nodes belonging to the ith tier receive the feature vectors defined by Equations (11) and (15) from the nodes of the previous tier.
티어 (130)에서 특징 벡터를 전달받은 노드 는 이전 티어에 속한 노드로부터 받은 특징 벡터 와 수학식 10 및 수학식 11을 이용하여 을 복원할 수 있다.tear (130), the node Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > feature vector And Equation (10) and Equation (11) Can be restored.
또한 노드 는 의 에너지 효율성 함수를 하기 수학식을 이용하여 계산할 수 있다.Also, The Can be calculated using the following equation.
이제, 노드 는 와 를 이용하여 자신의 최대 에너지 효율성 값을 하기 수학식과 같이 연산한다.Now, The Wow The maximum energy efficiency value of the user is calculated according to the following equation.
노드 에서의 번째 생존 경로와 브랜치 를 연결함으로써 노드 의 특징 벡터 는 수학식 11을 이용하여 얻을 수 있다.Node In Second survival path and branch Lt; RTI ID = 0.0 & Feature vector Can be obtained by using Equation (11).
이제 노드 는 자신의 특징 벡터 를 다음 티어인 티어 (140)에 속한 노드들 로 전송한다.Now, Is a feature vector Next Tier In Tier Lt; RTI ID = 0.0 > 140 & Lt; / RTI >
모든 티어의 노드들이 순차적으로 특징 벡터를 전송하여 최종적으로 티어 의 모든 노드들이 특징 벡터의 전송을 완료하면, 티어 의 수신 노드(161) 즉 본 발명의 라우팅 장치는 자신의 최대 에너지 효율성 값 을 수학식 17을 이용하여 연산하고, 을 최대가 되게 하는 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도 를 결정한다.The nodes of all the tiers sequentially transmit the feature vectors, When all the nodes of the node have completed transmission of the feature vector, The receiving
수신 노드(161) 즉 본 발명의 라우팅 장치는 이전 티어의 노드들 중 최종 노드 경로에 포함된 노드에 연산된 최종 전송 속도 을 전송한다.The receiving
최종 노드 경로에 포함된 모든 노드들은 전송 받은 최종 전송 속도 을 이전 티어의 노드들 중 최종 노드 경로에 포함된 노드에게 전송하므로 송신 노드(111)를 포함한 최종 노드 경로에 포함된 모든 노드는 최종 전송 속도 을 전송받아 하기 수학식의 송신 파워를 결정할 수 있다.All the nodes included in the last node path are the last transmission rate Is transmitted to the node included in the last node path among the nodes of the previous tier, all nodes included in the last node path including the transmitting
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치의 구조를 설명한다.Now, a structure of a routing apparatus in a two-dimensional multi-tier relay network system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치의 구조도이다.3 is a structural diagram of a routing apparatus in a two-dimensional multi-tier relay network system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 라우팅 장치는 수신부(310), 제1 연산부(320), 제2 연산부(330), 라우팅 결정부(340) 및 송신부(350)를 포함한다.3, a routing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a receiving
수신부(310)는 도 1에 도시된 이전 티어 즉 티어 L-1의 노드들로부터 특징 벡터를 수신한다. 특징 벡터는 수학식 11에 의해 정의되며, 수학식 10을 참조하면 특징 벡터는 이전 티어의 각 노드의 생존 경로 및 생존 경로의 에너지 효율성 값을 포함할 수 있다.The receiving
특징 벡터들은 도 1에 도시된 티어 2의 노드 들부터 순차적으로 생성되어 다음티어의 노드들로 전송된다. 전술하였듯이, 번째 티어에 속한 모든 노드는 이전 티어의 노드들로부터 특징 벡터를 전달 받으며, 각 노드는 동일한 방법으로 특징 벡터를 생성하여 전송한다.The feature vectors are sequentially generated from the nodes of the tier 2 shown in FIG. 1 and transmitted to the nodes of the next tier. As described above, Every node in the tier receives the feature vector from the nodes in the previous tier, and each node generates and transmits the feature vector in the same way.
제1 연산부(320)는 수학식 16을 이용하여 수신부와 상기 이전 티어의 노드들간의 에너지 효율성 값을 연산한다.The
제2 연산부(330)는 수신부(310)에서 수신한 특징 벡터를 이용하여 이전 티어의 생존 경로의 에너지 효율성 값을 복원하며, 수학식 17을 이용하여 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산할 수 있다.The
라우팅 결정부(340)는 제2 연산부에서 연산된 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값이 최대가 되는 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 결정할 수 있다.The
송신부(350)는 라우팅 결정부(340)에서 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드들 중 결정된 최종 노드 경로에 포함되는 노드로 전송한다. 결정된 최종 노드 경로에 포함된 노드들은 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 전송받으면 이전 티어의 노드들 중 결정된 최종 노드 경로에 포함된 노드로 전송하므로 결정된 최종 노드 경로에 포함된 모든 노드들은 최종 전송 속도를 전송받게 된다. The
이와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치는 각 노드에서 최적의 경로가 될 가능성이 없는 경로를 제외하고 생존 경로만을 다음 티어로 전달하여 고려하기 때문에 계산 복잡도를 줄여 종래의 중앙처리 방식의 큰 오버헤드를 줄일 수 있게 된다.As described above, the routing apparatus in the two-dimensional multi-tier relay network system according to the preferred embodiment of the present invention considers only the survival path to be transferred to the next tier except for the path that is not likely to be the optimal path in each node The computational complexity can be reduced and the large overhead of the conventional central processing method can be reduced.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a routing method in a two-dimensional multi-tier relay network system according to a preferred embodiment of the present invention with time.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법은 특징 벡터 수신 단계(S410), 제1 연산 단계(S420), 제2 연산 단계(S430), 라우팅 결정 단계(S440) 및 송신 단계(S450)를 포함할 수 있다.4, a routing method in a two-dimensional multi-tier relay network system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a feature vector receiving step S410, a first calculating step S420, a second calculating step S430, A routing decision step S440, and a transmission step S450.
특징 벡터 수신 단계(S410)는 수신부(310)가 도 1에 도시된 이전 티어 즉 티어 의 노드들로부터 특징 벡터를 수신하는 단계이다.The characteristic vector receiving step S410 is a step in which the receiving
제1 연산 단계(S420)는 제1 연산부(320)가 수학식 16을 이용하여 수신부와 상기 이전 티어의 노드들간의 에너지 효율성 값을 연산하는 단계이다.In the first calculation step S420, the
제2 연산 단계(S430)는 제2 연산부(330)가 수신부(310)에서 수신한 특징 벡터를 이용하여 이전 티어의 생존 경로의 에너지 효율성 값을 복원하며, 수학식 17을 이용하여 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산하는 단계이다.In the second calculation step S430, the
라우팅 결정 단계(S440)는 라우팅 결정부(340)가 제2 연산부에서 연산된 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값이 최대가 되는 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 결정하는 단계이다.The routing decision step S440 is a step in which the
송신 단계(S450)는 송신부(350)가 라우팅 결정부(340)에서 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드들 중 결정된 최종 노드 경로에 포함되는 노드로 전송하는 단계이다.The transmitting step S450 is a step in which the
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 가능하다는 것을 이해할 것이다. 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- Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention. 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 .
310: 수신부
320: 제1 연산부
330: 제2 연산부
340: 라우팅 결정부
350: 송신부310:
320: first operation section
330: second arithmetic section
340:
350:
Claims (10)
이전 티어의 노드들로부터 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 전송받는 수신부;
상기 이전 티어의 노드들의 생존 경로들의 에너지 효율성 값에 기초하여 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산하는 연산부;
상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값이 최대가 되도록 하는 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 결정하는 라우팅 결정부; 및
상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드들 중 상기 최종 노드 경로에 포함된 노드에 전송하는 송신부를 포함하되,
상기 생존 경로는 송신 노드와 자신을 연결하는 경로 중 에너지 효율성 값이 최대가 되는 경로이고,
상기 송신 노드와 상기 라우팅 장치를 제외한 모든 티어의 노드들은 이전 티어의 노드로부터 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 전송받아 전송받은 정보를 기초로 자신의 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 연산하여 다음 티어의 노드들로 전송하며,
상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 전송받은 노드는 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드 중 상기 결정된 최종 노드 경로에 포함된 노드에 전송하는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치.1. A routing apparatus for searching for a final node path and a final transmission rate from a transmitting node in a two-dimensional multi-tier relay network system including a plurality of tiers composed of a plurality of nodes,
A receiving unit for receiving the energy efficiency values of the survival path and the survival paths from the nodes of the previous tier;
An operation unit for calculating energy efficiency values from the transmitting node to the receiving unit based on energy efficiency values of surviving paths of the nodes of the previous tier;
A routing decision unit for determining a final node path and a final transmission rate such that the energy efficiency value from the transmission node to the reception unit is maximized; And
And a transmitting unit for transmitting the determined final node path and the final transmission rate to nodes included in the last node path among the nodes of the previous tier,
The survival path is a path that maximizes the energy efficiency value among the paths connecting the transmission node and itself,
The nodes of all the tiers excluding the transmitting node and the routing device receive the energy efficiency value of the survival path and the survival path from the node of the previous tier and calculate the energy efficiency value of their survival path and survival path based on the received information To the next tier's nodes,
Wherein the node having received the determined final node path and the final transmission rate transmits the determined final node path and the final transmission rate to the node included in the determined final node path among the nodes of the previous tier. A routing device in a network system.
상기 연산부는,
수신부와 상기 이전 티어의 노드들간의 에너지 효율성 값을 연산하는 제1 연산부; 및
상기 이전 티어의 노드들의 생존 경로들의 에너지 효율성 값 및 상기 수신부와 상기 이전 티어의 노드들간의 에너지 효율성 값을 취합하여 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산하는 제2 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치.The method according to claim 1,
The operation unit,
A first computing unit for computing an energy efficiency value between the receiving unit and the nodes of the previous tier; And
And a second computing unit for computing an energy efficiency value of the surviving paths of the nodes of the previous tier and an energy efficiency value from the transmitting node to the receiving unit by collecting energy efficiency values between the receiving unit and the nodes of the previous tier Wherein the routing device is a two-dimensional multi-tier relay network system.
상기 최종 전송 속도는 상기 최종 노드 경로에 속한 노드 중 최대 전송 속도가 가장 낮은 노드의 전송 속도인 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치.The method according to claim 1,
Wherein the final transmission rate is a transmission rate of a node having the lowest maximum transmission rate among the nodes belonging to the last node route.
상기 에너지 효율성 값은 하기 수학식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치.
위 수학식에서, 은 경로 의 에너지 효율성 값이고, 은 전송 속도이며, 은 경로 의 최대 전송 속도이고, 은 경로 의 채널 파워 이득 및 거리에 기초한 상수이며, 는 경로 에서 송신 전력 이외에 소모되는 파워임.The method according to claim 1,
Wherein the energy efficiency value is calculated by the following equation. ≪ EMI ID = 4.0 >
In the above equation, Path , ≪ / RTI > Is the transmission rate, Path , ≪ / RTI > Path Lt; / RTI > is a constant based on the channel power gain and distance < Path Is the power consumed in addition to the transmission power.
모든 노드들은 상기 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 하기 수학식의 특징 벡터로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 장치.
위 수학식에서, 는 노드 의 번째 생존 경로의 특징 벡터이고, 는 노드 의 번째 생존 경로의 채널 파워 이득 및 거리에 기초한 상수이며, 는 노드 의 번째 생존 경로에서 송신 전력 이외에 소모되는 파워이고, 는 노드 의 번째 생존 경로의 최대 전송 속도임.The method according to claim 1,
Wherein all the nodes convert the energy efficiency values of the survival path and the survival paths into a feature vector of the following equation, and then transmit the energy vector values to the routing vectors in the two-dimensional multi-tier relay network system.
In the above equation, The node of The second survival path is a feature vector, The node of Gt; is a constant based on the channel power gain and distance of the first survivor path, The node of Lt; th > survivor path, The node of The maximum transmission rate of the first survivor path.
(a) 이전 티어의 노드들로부터 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 전송받는 단계;
(b) 상기 이전 티어의 노드들의 생존 경로들의 에너지 효율성 값에 기초하여 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산하는 단계;
(c) 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값이 최대가 되도록 하는 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 결정하는 단계; 및
(d) 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드들 중 상기 최종 노드 경로에 포함된 노드에 전송하는 단계를 포함하되,
상기 생존 경로는 송신 노드와 자신을 연결하는 경로 중 에너지 효율성 값이 최대가 되는 경로이고,
상기 송신 노드와 상기 라우팅 장치를 제외한 모든 티어의 노드들은 이전 티어의 노드로부터 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 전송받아 전송받은 정보를 기초로 자신의 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 연산하여 다음 티어의 노드들로 전송하며,
상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 전송받은 노드는 상기 결정된 최종 노드 경로 및 최종 전송 속도를 이전 티어의 노드 중 상기 결정된 최종 노드 경로에 포함된 노드에 전송하는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법.A routing method of a routing apparatus for searching for a final node path and a final transmission rate from a transmitting node to a receiving unit in a two-dimensional multi-tier relay network system including a plurality of tiers composed of a plurality of nodes,
(a) receiving energy efficiency values of survival paths and survival paths from nodes of a previous tier;
(b) computing energy efficiency values from the transmitting node to the receiving unit based on energy efficiency values of surviving paths of the nodes of the previous tier;
(c) determining a final node path and a final transmission rate such that the energy efficiency value from the transmitting node to the receiving unit is maximized; And
(d) transmitting the determined final node path and the final transmission rate to a node included in the last node path of the nodes of the previous tier,
The survival path is a path that maximizes the energy efficiency value among the paths connecting the transmission node and itself,
The nodes of all the tiers excluding the transmitting node and the routing device receive the energy efficiency value of the survival path and the survival path from the node of the previous tier and calculate the energy efficiency value of their survival path and survival path based on the received information To the next tier's nodes,
Wherein the node having received the determined final node path and the final transmission rate transmits the determined final node path and the final transmission rate to the node included in the determined final node path among the nodes of the previous tier. A routing method in a network system.
상기 (b)단계는,
(b1)수신부와 상기 이전 티어의 노드들간의 에너지 효율성 값을 연산하는 단계; 및
(b2)상기 이전 티어의 노드들의 생존 경로들의 에너지 효율성 값 및 상기 수신부와 상기 이전 티어의 노드들간의 에너지 효율성 값을 취합하여 상기 송신 노드로부터 수신부까지의 에너지 효율성 값을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법.The method according to claim 6,
The step (b)
(b1) computing energy efficiency values between the receiving unit and the nodes of the previous tier; And
(b2) calculating energy efficiency values from the transmitting node to the receiving unit by collecting the energy efficiency values of the surviving paths of the nodes of the previous tier and the energy efficiency values between the nodes of the previous tier and the receiving unit A method for routing in a two - dimensional multi - tier relay network system.
상기 최종 전송 속도는 상기 최종 노드 경로에 속한 노드 중 최대 전송 속도가 가장 낮은 노드의 전송 속도인 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법.The method according to claim 6,
Wherein the final transmission rate is a transmission rate of a node having the lowest maximum transmission rate among the nodes belonging to the last node route.
상기 에너지 효율성 값은 하기 수학식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법.
위 수학식에서, 은 경로 의 에너지 효율성 값이고, 은 전송 속도이며, 은 경로 의 최대 전송 속도이고, 은 경로 의 채널 파워 이득 및 거리에 기초한 상수이며, 는 경로 에서 송신 전력 이외에 소모되는 파워임.The method according to claim 6,
Wherein the energy efficiency value is calculated by the following equation. ≪ EMI ID = 17.0 >
In the above equation, Path , ≪ / RTI > Is the transmission rate, Path , ≪ / RTI > Path Lt; / RTI > is a constant based on the channel power gain and distance < Path Is the power consumed in addition to the transmission power.
모든 노드들은 상기 생존 경로 및 생존 경로들의 에너지 효율성 값을 하기 수학식의 특징 벡터로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 하는 2차원 멀티 티어 릴레이 네트워크 시스템에서의 라우팅 방법.
위 수학식에서, 는 노드 의 번째 생존 경로의 특징 벡터이고, 는 노드 의 번째 생존 경로의 채널 파워 이득 및 거리에 기초한 상수이며, 는 노드 의 번째 생존 경로에서 송신 전력 이외에 소모되는 파워이고, 는 노드 의 번째 생존 경로의 최대 전송 속도임.The method according to claim 6,
Wherein all the nodes convert the energy efficiency values of the survival path and the survival paths into a feature vector of the following equation and transmit the energy vectors.
In the above equation, The node of The second survival path is a feature vector, The node of Gt; is a constant based on the channel power gain and distance of the first survivor path, The node of Lt; th > survivor path, The node of The maximum transmission rate of the first survivor path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170105430A KR101907798B1 (en) | 2017-08-21 | 2017-08-21 | Routing Apparatus and Method for 2-Dimensional Multi-Tier Relay Network System |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170105430A KR101907798B1 (en) | 2017-08-21 | 2017-08-21 | Routing Apparatus and Method for 2-Dimensional Multi-Tier Relay Network System |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101907798B1 true KR101907798B1 (en) | 2018-10-12 |
Family
ID=63876700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170105430A KR101907798B1 (en) | 2017-08-21 | 2017-08-21 | Routing Apparatus and Method for 2-Dimensional Multi-Tier Relay Network System |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101907798B1 (en) |
-
2017
- 2017-08-21 KR KR1020170105430A patent/KR101907798B1/en active IP Right Grant
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7688739B2 (en) | Method and apparatus for maximizing data transmission capacity of a mesh network | |
Zimmerling et al. | Energy-efficient routing in linear wireless sensor networks | |
JP5296803B2 (en) | Exchange of processing metric information between nodes | |
JP2013219764A (en) | Wireless communication method and device | |
US7898999B2 (en) | Wireless multi-path transmission system (MIMO) with controlled repeaters in each signal path | |
CN101682571A (en) | Link band estimation device and link band estimation method | |
US7158791B2 (en) | Route updating method for micromobility network | |
CN106851769A (en) | Method, the device of generation routing iinformation and determination transmission path | |
CN101588618B (en) | Method and communication system for selecting network path | |
CN103814617B (en) | Method and apparatus for the adaptive division of link | |
KR101907798B1 (en) | Routing Apparatus and Method for 2-Dimensional Multi-Tier Relay Network System | |
CN104093182A (en) | Method for acquiring a plurality of reliable communication paths based on field intensity in multi-layer wireless network | |
EP2034336A1 (en) | Data transmission system | |
Islam et al. | Lbrp: A resilient energy harvesting noise aware routing protocol for under water sensor networks (uwsns) | |
CN102761883B (en) | Multi-hop broadband wireless communication system and wireless node device thereof | |
CN116456383A (en) | Signal mapping algorithm processing system for wireless network transmission channel | |
JPWO2022138232A5 (en) | ||
Afifi et al. | A genetic algorithm framework for solving wireless virtual network embedding | |
KR102209576B1 (en) | The method of link scheduling for data processing and the apparatus thereof | |
Hanemann et al. | Reducing Packet Transmissions in Ad Hoc Routing Protocols by Adaptive Neighbor Discovery. | |
Zhang et al. | The application of compressed sensing in wireless sensor network | |
KR102039924B1 (en) | Simultaneous wireless power and information transfer device and method for cooperative relay | |
Najeeb et al. | A new advanced energy efficient routing protocol for UWSNs | |
US20170134259A1 (en) | Method for Managing a Network, and Node for Implementing Said Method | |
CN108990128B (en) | Route design method based on mobile perception in mobile network |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |