KR101981164B1 - 통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내에서 데이터 송수신 방법 - Google Patents

통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내에서 데이터 송수신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 단말 및 기지국을 포함하는 통신 네트워크 시스템 내 기지국의 데이터 송수신 방법에 있어서, 제1 단말로부터 데이터를 수신하는 동안, 기지국이 데이터를 전송할 통신 네트워크 시스템 내 전송 대상 단말을 결정하는 단계 및 제1 단말로부터 데이터를 수신하고, 결정된 전송 대상 단말로 데이터를 전송하는 단계를 포함하고, 전송 대상 단말을 결정하는 단계는 통신 네트워크 시스템 내 각 단말의 SIR (Signal to Interference Radio) 정보를 이용하여, 제1 단말에 대한 SIR 값이 임계 값 이상인 적어도 하나의 단말을 포함하는 단말 그룹을 생성하고, 통신 네트워크 시스템 내 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 값이 임계 값 이상인 빈도를 확인하며, 생성된 단말 그룹 내 단말 중에서, 확인된 빈도를 이용하여 전송 대상 단말을 결정하는 단계를 포함하는 데이터 송수신 방법을 제공한다.

Description

통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내에서 데이터 송수신 방법 {A COMMUNICATION NETWORK SYSTEM AND A METHOD OF TRANSMITTING AND RECEIVING A MESSAGE IN THEREOF}
본 발명은 통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내에서 데이터 송수신 방법에 관한 것이다.
통신 네트워크 시스템에서 제한된 자원을 효율적으로 사용하는 방법에 대한 고민과 이에 대한 연구는 시스템이 개발되어 적용된 시점부터 시작되어 왔다.
이를 위한 대표적인 예가 전이중 (Full Duplex) 통신을 이용하는 통신 네트워크 시스템으로, 동일 대역의 자원을 통하여 통신 기기가 데이터를 전송하고 수신하는 것을 동시에 할 수 있는 기술이다.
이와 같은, 전이중 통신을 이용하여 동시에 데이터를 송신하고 수신하는 경우에도 망 내 전이중 통신을 수행할 단말을 어떻게 결정할 것인가에 따라서 망 전체의 자원 활용의 효율성이 좌우될 수 있다.
통신 네트워크 시스템 이용자의 급증에 따른 자원의 효율적 사용의 필요성이 크게 증가한 현 시점에서 망 내 자원 낭비를 최소화하고 자원 활용의 효율성을 증가시키는 통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내 데이터 송수신 방법에 대한 제안 및 연구가 요구되는 시점이다.
본 발명에서는 통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내에서 데이터 송수신 방법, 구체적으로는 전이중 통신을 이용하는 통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내에서 데이터 송수신 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 제1 단말 및 기지국을 포함하는 통신 네트워크 시스템 내 기지국의 데이터 송수신 방법에 있어서, 제1 단말로부터 데이터를 수신하는 동안, 기지국이 데이터를 전송할 통신 네트워크 시스템 내 전송 대상 단말을 결정하는 단계 및 제1 단말로부터 데이터를 수신하고, 결정된 전송 대상 단말로 데이터를 전송하는 단계를 포함하고, 전송 대상 단말을 결정하는 단계는 통신 네트워크 시스템 내 각 단말의 SIR (Signal to Interference Radio) 정보를 이용하여, 제1 단말에 대한 SIR 값이 임계 값 이상인 적어도 하나의 단말을 포함하는 단말 그룹을 생성하고, 통신 네트워크 시스템 내 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 값이 임계 값 이상인 빈도를 확인하며, 생성된 단말 그룹 내 단말 중에서, 확인된 빈도를 이용하여 전송 대상 단말을 결정하는 단계를 포함하는 데이터 송수신 방법을 제공한다.
또한, 확인된 빈도를 이용하여 전송 대상 단말을 결정하는 단계는 단말 그룹 내 단말 중 확인된 빈도를 기초로 계산된 선택 확률에 따라서 전송 대상 단말을 결정하는 데이터 송수신 방법을 제공한다.
또한, 제1 단말로부터 RTS (Request to Send) 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고, RTS 메시지 내에는 통신 네트워크 시스템 내 적어도 하나의 단말에 대한 SIR 정보를 포함하는 데이터 송수신 방법을 제공한다.
또한, 통신 네트워크 시스템 내 각 단말로부터 수신된 RTS 메시지 내 SIR 정보를 이용하여, 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 맵 테이블을 생성하는 단계를 포함하는 데이터 송수신 방법을 제공한다.
또한, SIR 맵 테이블을 이용하여, 각 단말에 대하여 임계 값보다 큰 SIR 값을 가지는 단말을 매칭하고, 이를 단말 관계 테이블로 생성하는 단계를 포함하는 데이터 송수신 방법을 제공한다.
또한, 통신 네트워크 시스템은 전이중 통신이 가능한 데이터 송수신 방법을 제공한다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에서는 제1 단말 및 기지국을 포함하는 통신 네트워크 시스템에 있어서, 기지국은 제1 단말로부터 데이터를 수신하는 동안, 기지국이 데이터를 전송할 통신 네트워크 시스템 내 전송 대상 단말을 결정하고, 제1 단말로부터 데이터를 수신하고, 결정된 전송 대상 단말로 데이터를 전송하며, 기지국은 전송 대상 단말을 결정할 때, 통신 네트워크 시스템 내 각 단말의 SIR 정보를 이용하여, 제1 단말에 대한 SIR 값이 임계 값 이상인 적어도 하나의 단말을 포함하는 단말 그룹을 생성하고, 통신 네트워크 시스템 내 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 값이 임계 값 이상인 빈도를 확인하며, 생성된 단말 그룹 내 단말 중에서, 확인된 빈도를 이용하여 전송 대상 단말을 결정하는 통신 네트워크 시스템을 제공한다.
또한, 기지국은 확인된 빈도를 이용하여 전송 대상 단말을 결정할 때, 단말 그룹 내 단말 중 확인된 빈도를 기초로 계산된 선택 확률에 따라서 전송 대상 단말을 결정하는 통신 네트워크 시스템을 제공한다.
또한, 제1 단말은 기지국으로 RTS 메시지를 전송하고, RTS 메시지 내에는 통신 네트워크 시스템 내 적어도 하나의 단말에 대한 SIR 정보를 포함하는 통신 네트워크 시스템을 제공한다.
또한, 기지국은 통신 네트워크 시스템 내 각 단말로부터 수신된 RTS 메시지 내 SIR 정보를 이용하여, 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 맵 테이블을 생성하는 통신 네트워크 시스템을 제공한다.
또한, 기지국은 SIR 맵 테이블을 이용하여, 각 단말에 대하여 임계 값보다 큰 SIR 값을 가지는 단말을 매칭하고, 이를 단말 관계 테이블로 생성하는 통신 네트워크 시스템을 제공한다.
또한, 기지국은 전이중 통신이 가능한 통신 네트워크 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 통신 네트워크 시스템 및 통신 네트워크 시스템 내에서 데이터 송수신 방법에 의하면, 전이중 통신을 이용하는 통신 기기에 있어서 망 내 전이중 통신을 수행할 대상 기기를 자원 활용을 고려하여 효율적으로 선택함으로써 통신 자원의 낭비를 줄일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 망(네트워크) 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국이 망 내 단말에 대한 SIR (Signal to Interference Ratio) 정보를 획득하는 방법을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전이중 통신이 가능한 단말 관계 테이블의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 망 내 데이터의 송수신 절차를 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
본 발명의 일 실시예에서, '또는', '적어도 하나' 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 'A 또는 B', 'A 및 B 중 적어도 하나'는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수도 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결'되어 있다거나 '접속'되어 있다고 언급된 경우, 구성 요소들은 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수 있지만, 구성 요소들 사이에 적어도 하나의 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 통신 네트워크 시스템은 IEEE 802.11 무선 랜 표준을 기준으로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 통신 네트워크 시스템에 동일한 기술적 사상이 적용될 수 있음은 자명하다.
이하의 설명에 있어서, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동형 또는 고정형의 사용자 단의 임의의 노드를 통칭하는 것으로 가정하고, 기지국은 Node B 또는 AP 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것으로 가정한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 망(네트워크) 구조를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 망 구조는 반이중 통신이 가능한 적어도 하나의 단말, 전이중 통신이 가능한 적어도 하나의 단말 및 전이중 통신이 가능한 기지국을 포함할 수 있다.
이때, 망은 단말과 단말 간의 통신은 제한되고, 모든 단말은 기지국과 통신을 수행하며, 전이중 통신을 수행하는 단말 및 기지국의 경우, 자기 간섭 제거는 완벽하게 이루어짐을 전제한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국이 망 내 단말에 대한 SIR (Signal to Interference Ratio) 정보를 획득하는 방법을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 제1 단말, 제2 단말 및 기지국의 관계에 있어서 제1 단말이 기지국으로 RTS (Request To Send) 메시지를 전송할 때, 기지국 외 제2 단말이 제1 단말이 전송한 RTS 메시지를 수신할 수 있다.
이 경우, 제1 단말로부터 수신된 RTS 메시지는 제2 단말의 입장에서는 간섭 신호에 해당하고, 해당 간섭 신호의 세기 측정을 통하여 제2 단말은 제1 단말이 제2 단말에 대한 간섭 파워 정보를 획득할 수 있다.
RTS 메시지에 응답하여 기지국은 제1 단말로 CTS (Clear to Send) 메시지를 전송할 수 있으며, 제1 단말 외 제2 단말 또한 기지국으로부터 전송되는 CTS 메시지를 수신할 수 있다.
이 경우에, CTS 메시지는 제2 단말의 입장에서는 기지국으로부터 수신되는 정상 신호에 해당하며, 해당 정상 신호의 세기 측정을 통하여 제2 단말은 기지국의 정상 신호 파워 정보를 획득할 수 있다.
이후, 제2 단말은 측정된 간섭 파워 정보와 정상 신호 파워 정보를 이용하여, 제1 단말이 제2 단말에 대한 SIR 정보를 획득할 수 있으며, 이를 기지국으로 전송할 수 있다.
구체적으로, 제2 단말은 RTS 메시지 내 SIR 정보를 포함하여 기지국으로 전송할 수 있다.
즉, 앞선 실시예에 따른 SIR 정보는 제1 단말이 기지국에 데이터를 전송할 때, 기지국이 제2 단말로 데이터를 전송하는 경우, 제1 단말의 데이터 전송에 따른 제2 단말의 영향을 나타낼 수 있다.
동일한 방법으로 망(네트워크) 내 각 단말들은 각 단말과의 전송 관계에 따른 SIR 정보를 각각 기지국으로 전송할 수 있으며, 기지국은 수신된 SIR 정보를 각 단말 별로 도식화하여 SIR 맵 테이블을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전이중 통신이 가능한 단말 관계 테이블의 구성을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 전이중 통신이 가능한 제1 단말, 반이중 통신이 가능한 제2 단말, 전이중 통신이 가능한 제3 단말, 반이중 통신이 가능한 제4 단말, 반이중 통신이 가능한 제5 단말 및 전이중 통신이 가능한 기지국으로 구성되는 망(네트워크)을 중심으로 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 동일한 기술적 사상을 전이중 통신 또는 반이중 통신이 가능한 다수의 단말 및 기지국에 동일하게 적용할 수 있음은 자명하다.
제1 단말이 기지국으로 데이터를 전송하는 동안, 제1 단말의 데이터 전송에 따라 기지국이 각 단말로 데이터를 전송할 때 간섭 영향이 적은 단말을 단말 관계 테이블로 도식화할 수 있다.
즉, 기 확보된 SIR 맵을 이용하여, 제1 단말의 전송에 따라 SIR 값이 임계 값 이상인 단말을 간섭 영향이 적은 단말로 인지할 수 있다.
구체적으로, SIR 값이 임계 값 이상인 경우에는 간섭 신호 대비 정상 신호의 비율이 높은 경우에 해당하므로, 이는 제1 단말의 전송에 따른 간섭이 영향이 적은 단말로 확인할 수 있다.
도 3의 단말 관계 테이블을 참고하면, 제1 단말의 데이터 전송에 대하여 SIR 값이 임계 값 이상에 해당하는 제1 단말, 제3 단말, 제5 단말이, 기지국이 제1 단말로부터 데이터를 수신하는 동안, 데이터를 전송할 수 있는, 전이중 통신이 가능한 단말에 해당할 수 있다.
같은 방식으로, 제2 단말에 대하여 SIR 값이 임계 값 이상에 해당하는 제3 단말이 기지국이 제2 단말로부터 데이터를 수신하는 동안, 데이터를 전송할 수 있는 전이중 통신이 가능한 단말에 해당할 수 있다.
또한, 제3 단말은 제3 단말 및 제4 단말이, 제4 단말은 제1 단말 및 제2 단말이, 제5 단말은 제2 단말, 제3 단말 및 제4 단말이 전이중 통신이 가능한 단말에 해당할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 망 내 데이터의 송수신 절차를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 제1 단말, 제2 단말, 제3 단말, 제4 단말, 제5 단말 및 기지국으로 구성된 망(네트워크)을 일 예로서, 제1 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유하기 위한 경쟁에서 승리한 경우를 가정한다.
또한, 제1 단말, 제3 단말은 반이중 통신이 가능한 통신 기기이고, 제2 단말, 제4 단말, 제5 단말, 기지국은 전이중 통신이 가능한 통신 기기이고, 망(네트워크)은 단말과 단말 간의 통신은 제한된다.
기지국은 도 3에서 설명된 단말 관계 테이블을 기 확보하고 있으며, 그 정보의 내용은 도 3의 예시된 내용과 동일함을 전제로 한다.
채널을 점유하기 위한 경쟁에서 승리한 제1 단말은 기지국에 RTS (Request To Send) 메시지를 전송하고, 기지국은 RTS 메시지를 수신할 수 있다(S110).
RTS 메시지 내에는 각 단말들에 대한 제1 단말의 SIR 정보를 포함할 수 있다.
기지국은 제1 단말로부터 RTS 메시지를 수신하고, 제1 단말로부터 데이터를 수신하는 동안 데이터를 전송할 단말을 결정할 수 있다.
기지국은 제1 단말로부터 데이터의 수신에 따른 영향을 미치지 않는 망 내 단말, 즉 전이중 통신이 가능한 단말을 단말 관계 테이블을 이용하여 확인할 수 있으며, 이를 단말 그룹으로 생성 또는 그룹화할 수 있다(S120).
도 3을 참조하면, 제1 단말에 대한 전이중 통신이 가능한 단말 그룹은 제1 단말, 제3 단말 및 제5 단말에 해당할 수 있다.
확인된 제1 단말, 제3 단말, 제5 단말에 대하여, 단말 관계 테이블 내에서 망 내 전이중 통신이 가능한 단말로 선정된 빈도 수 또는 횟수를 계산 및 확인할 수 있다(S130).
도 3을 참조하면, 망 내 제1 단말은 각 단말에 대하여 전이중 통신이 가능한 단말로 2번 선정된 바 있으며(제1 단말 또는 제4 단말이 기지국으로 데이터를 전송할 때), 제3 단말은 전이중 통신이 가능한 단말로 4번 선정(제1 단말, 제2 단말, 제3 단말, 제5 단말이 기지국으로 데이터를 전송할 때), 제5 단말은 전이중 통신이 가능한 단말로 1번 선정(제1 단말이 기지국으로 데이터를 전송할 때)된 바 있다.
즉, 제1 단말의 빈도 수 또는 횟수는 2, 제3 단말은 4, 제5 단말은 1에 해당함을 확인할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 단말 그룹 내 단말에 대해서 빈도 수 또는 횟수를 계산 및 확인하는 구성을 도시하였으나, 망 내 전체 단말에 대하여 동일한 형태로 계산 및 확인할 수 있음은 자명하다.
기지국은 전이중 통신이 가능한 단말로 선정된 빈도 수 또는 횟수를 이용하여, 선택 확률을 계산하고, 선택 확률에 따라서 전송 대상 단말을 결정할 수 있다(S140).
구체적으로 기지국은 빈도 수 또는 횟수를 역수로 하는 선택 가중치를 확인할 수 있으며, 이는 각각 제1 단말이
Figure 112017109984801-pat00001
, 제3 단말이
Figure 112017109984801-pat00002
, 제5 단말이 1에 해당함을 알 수 있다.
이후, 기지국은 선택 가중치의 합에 대한 각 선택 가중치 값을 계산하여, 각각의 선택 확률을 계산할 수 있다.
예를 들어, 제1 단말은
Figure 112017109984801-pat00003
의 선택 확률 값을 가지게 된다.
같은 방식으로, 제3 단말은
Figure 112017109984801-pat00004
의 선택 확률 값을 가지며, 제5 단말은
Figure 112017109984801-pat00005
의 선택 확률 값을 가지게 된다.
기지국은 선택 확률 값에 따라서 전송 대상 단말을 결정할 수 있다.
일 예로서, 기지국은 선택 확률 값에 따라 제5 단말을 전송 대상 단말로 결정할 수 있다.
이 경우, 제1 단말이 기지국에 대한 채널 경쟁에서 승리하여 앞으로 기지국에 6번 추가 접속(총 7번 접속을 가정)하는 경우를 가정할 때, 확률적으로 기지국이 제1 단말을 2번, 제3 단말을 1번 및 제5 단말을 3번 앞으로 선택하게 됨을 의미한다.
이후, 기지국은 제1 단말로 CTS 메시지를 전송하고(S150), 제1 단말로부터 데이터를 수신하는 동안, 결정된 전송 대상 단말인 제5 단말에 데이터를 전송할 수 있다(S160).
기지국과 제5 단말은 각각 제1 단말과 기지국으로부터 데이터 수신이 완료되면, ACK (Acknowledge) 신호를 제1 단말과 기지국에 각각 전송하여 데이터 전송이 완료되었음을 통지할 수 있다(S170).
한편, 본 실시예에서는 전송 그룹을 선정하고, 전송 그룹 내 전송 대상 단말을 결정하는 구성을 기재하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전송 그룹을 선정하는 과정과 망 내 각 단말에 대한 빈도 수 또는 횟수를 통한 선택 확률에 따라 단말을 선정하는 과정을 분리하여 계산한 후 양자의 교집합을 통하여 도출할 수 있음은 자명하다.
이하, 본 발명의 망 내 데이터 송수신 절차에 따른 자원 활용의 효율 증대 효과를, 수치를 통하여 확인한다.
설명의 편의를 위하여, 앞서 설명한 도 3의 단말 관계 테이블의 환경을 기준으로 설명한다.
구체적으로, 전이중 통신이 가능한 제1 단말, 반이중 통신이 가능한 제2 단말, 전이중 통신이 가능한 제3 단말, 반이중 통신이 가능한 제4 단말, 반이중 통신이 가능한 제5 단말 및 전이중 통신이 가능한 기지국으로 구성되는 망(네트워크)을 가정한다.
또한, 제1 단말에 대한 전이중 통신이 가능한 단말 그룹은 제1 단말, 제3 단말 및 제5 단말에 해당하고, 제2 단말에 대한 전이중 통신이 가능한 단말 그룹은 제3 단말에 해당하고, 제3 단말에 대한 전이중 통신이 가능한 단말 그룹은 제3 단말 및 제4 단말에 해당하고, 제4 단말에 대한 전이중 통신이 가능한 단말 그룹은 제1 단말 및 제2 단말에 해당하며, 제5 단말에 대한 전이중 통신이 가능한 단말 그룹은 제2 단말, 제3 단말 및 제4 단말에 해당함을 가정한다.
우선, 종래 기지국이 전송 단말 선정을 랜덤(Random)하게 정하는 경우를 계산하면, 망 내 제1 단말 내지 제5 단말 각각이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률은
Figure 112017109984801-pat00006
로 동일하다.
각 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 때, 각 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말(전이중 통신이 가능해야 함)로 선정될 확률을 각각 계산하면 다음과 같다.
즉, 제1 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 수 있는 경우는 제1 단말과 제4 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유하는 경우이므로, 이를 계산하면, 1) 제1 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률
Figure 112017109984801-pat00007
과 동시에 전이중 통신이 가능한 단말 중 제1 단말이 선정될 확률
Figure 112017109984801-pat00008
의 곱인
Figure 112017109984801-pat00009
에 해당하고, 2) 제4 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률
Figure 112017109984801-pat00010
과 동시에 전이중 통신이 가능한 단말 중 제1 단말이 선정될 확률
Figure 112017109984801-pat00011
의 곱인
Figure 112017109984801-pat00012
에 해당하며, 양자의 합인
Figure 112017109984801-pat00013
이 제1 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률에 해당한다.
또한, 제2 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 수 있는 경우는 제4 단말과 제5 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유하는 경우이므로, 이를 계산하면, 3) 제4 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률
Figure 112017109984801-pat00014
과 동시에 전이중 통신이 가능한 단말 중 제2 단말이 선정될 확률
Figure 112017109984801-pat00015
의 곱인
Figure 112017109984801-pat00016
에 해당하고, 4) 제5 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률
Figure 112017109984801-pat00017
과 동시에 전이중 통신이 가능한 단말 중 제2 단말이 선정될 확률
Figure 112017109984801-pat00018
의 곱인
Figure 112017109984801-pat00019
에 해당하며, 양자의 합인
Figure 112017109984801-pat00020
이 제2 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률에 해당한다.
같은 방식으로, 제3 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00021
이고, 제4 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00022
이며, 제5 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00023
에 해당한다.
각 단말의 전송 대상 단말의 선정 확률에 대한 표준편차를 계산하면 0.122927에 해당한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국이 전송 단말을 선정하는 경우를 계산하면, 도 3 내지 도 4를 통하여 설명한 바와 같이, 제1 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 때, 제1 단말이 전송 대상 단말로 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00024
에 해당하고, 제3 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00025
에 해당하며, 제5 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00026
에 해당한다.
제2 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 때, 기지국에 의한 전이중 통신이 가능한 단말은 제3 단말에 해당하며, 제3 단말이 선정될 확률은 1이 된다.
제3 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 때, 기지국에 의해 전이중 통신이 가능한 단말은 제3 단말 및 제4 단말에 해당하며, 각각 제3 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00027
에 해당하며, 제4 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00028
에 해당한다.
제4 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 때, 기지국에 의해 전이중 통신이 가능한 단말은 제1 단말 및 제2 단말에 해당하며, 각각 제1 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00029
에 해당하며, 제2 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00030
에 해당한다.
마지막으로, 제5 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 때, 기지국에 의해 전이중 통신이 가능한 단말은 제2 단말, 제3 단말 및 제5 단말에 해당하며, 각각 제2 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00031
에 해당하고, 제3 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00032
에 해당하며, 제4 단말이 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00033
해당한다.
이를 이용하여, 제1 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 수 있는 경우는 제1 단말과 제4 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유하는 경우이므로, 이를 계산하면, 1) 제1 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률
Figure 112017109984801-pat00034
과 동시에 전이중 통신이 가능한 단말 중 제1 단말이 선정될 확률
Figure 112017109984801-pat00035
의 곱인
Figure 112017109984801-pat00036
에 해당하고, 2) 제4 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률
Figure 112017109984801-pat00037
과 동시에 전이중 통신이 가능한 단말 중 제1 단말이 선정될 확률
Figure 112017109984801-pat00038
의 곱인
Figure 112017109984801-pat00039
에 해당하며, 양자의 합인
Figure 112017109984801-pat00040
이 제1 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률에 해당한다.
또한, 제2 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 수 있는 경우는 제4 단말과 제5 단말이 기지국으로 데이터 전송을 위한 채널을 점유하는 경우이므로, 이를 계산하면, 3) 제4 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률
Figure 112017109984801-pat00041
과 동시에 전이중 통신이 가능한 단말 중 제2 단말이 선정될 확률
Figure 112017109984801-pat00042
의 곱인
Figure 112017109984801-pat00043
에 해당하고, 4) 제5 단말이 데이터 전송을 위한 채널을 점유할 확률
Figure 112017109984801-pat00044
과 동시에 전이중 통신이 가능한 단말 중 제2 단말이 선정될 확률
Figure 112017109984801-pat00045
의 곱인
Figure 112017109984801-pat00046
에 해당하며, 양자의 합인
Figure 112017109984801-pat00047
가 제2 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률에 해당한다.
같은 방식으로, 제3 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00048
이고, 제4 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00049
이며, 제5 단말이 기지국에 의한 전송 대상 단말로 선정될 확률은
Figure 112017109984801-pat00050
에 해당한다.
각 단말의 전송 대상 단말의 선정 확률에 대한 표준편차를 계산하면 0.0749에 해당한다.
즉, 종래 기지국이 전송 단말 선정을 랜덤하게 정하는 경우와 비교할 때, 본 발명의 전송 단말 선정 기준에 의하면 망 내 각 단말들의 선정 확률이 고르게 분포될 수 있음을 수치(표준편차 값이 낮음)로서 확인할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 제1 단말 및 기지국을 포함하는 통신 네트워크 시스템 내 상기 기지국의 데이터 송수신 방법에 있어서,
    상기 제1 단말로부터 데이터를 수신하는 동안, 상기 기지국이 데이터를 전송할 상기 통신 네트워크 시스템 내 전송 대상 단말을 결정하는 단계; 및
    상기 제1 단말로부터 데이터를 수신하고, 상기 결정된 전송 대상 단말로 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 전송 대상 단말을 결정하는 단계는
    상기 통신 네트워크 시스템 내 각 단말의 SIR (Signal to Interference Radio) 정보를 이용하여 상기 제1 단말에 대하여 각 단말의 SIR 맵 테이블을 생성하고, 상기 SIR 맵 테이블을 이용하여 상기 제1 단말에 대하여 임계 값보다 큰 SIR 값을 가지는 단말을 매칭한 단말 관계 테이블로 생성하고, 상기 단말 관계 테이블을 이용하여 상기 제1 단말에 대한 SIR 값이 임계 값 이상인 적어도 하나의 단말을 포함하는 단말 그룹을 생성하고, 상기 통신 네트워크 시스템 내 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 값이 상기 임계 값 이상인 빈도를 확인하며, 상기 생성된 단말 그룹 내 단말 중에서, 상기 확인된 빈도를 이용하여 상기 전송 대상 단말을 결정하는 단계를 포함하는 데이터 송수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확인된 빈도를 이용하여 상기 전송 대상 단말을 결정하는 단계는 상기 단말 그룹 내 단말 중 상기 확인된 빈도를 기초로 계산된 선택 확률에 따라서 상기 전송 대상 단말을 결정하는 데이터 송수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단말로부터 RTS (Request to Send) 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 RTS 메시지 내에는 상기 통신 네트워크 시스템 내 적어도 하나의 단말에 대한 SIR 정보를 포함하는 데이터 송수신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통신 네트워크 시스템 내 각 단말로부터 수신된 RTS 메시지 내 SIR 정보를 이용하여, 상기 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 맵 테이블을 생성하는 단계를 포함하는 데이터 송수신 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 통신 네트워크 시스템은 전이중 통신이 가능한 데이터 송수신 방법.
  7. 제1 단말 및 기지국을 포함하는 통신 네트워크 시스템에 있어서,
    상기 기지국은 상기 제1 단말로부터 데이터를 수신하는 동안, 상기 기지국이 데이터를 전송할 상기 통신 네트워크 시스템 내 전송 대상 단말을 결정하고, 상기 제1 단말로부터 데이터를 수신하고, 상기 결정된 전송 대상 단말로 데이터를 전송하며,
    상기 기지국은 상기 전송 대상 단말을 결정할 때, 상기 통신 네트워크 시스템 내 각 단말의 SIR (Signal to Interference Radio) 정보를 이용하여 상기 제1 단말에 대하여 각 단말의 SIR 맵 테이블을 생성하고, 상기 SIR 맵 테이블을 이용하여 상기 제1 단말에 대하여 임계 값보다 큰 SIR 값을 가지는 단말을 매칭한 단말 관계 테이블로 생성하고, 상기 단말 관계 테이블을 이용하여 상기 제1 단말에 대한 SIR 값이 임계 값 이상인 적어도 하나의 단말을 포함하는 단말 그룹을 생성하고, 상기 통신 네트워크 시스템 내 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 값이 상기 임계 값 이상인 빈도를 확인하며, 상기 생성된 단말 그룹 내 단말 중에서, 상기 확인된 빈도를 이용하여 상기 전송 대상 단말을 결정하는 통신 네트워크 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 확인된 빈도를 이용하여 상기 전송 대상 단말을 결정할 때, 상기 단말 그룹 내 단말 중 상기 확인된 빈도를 기초로 계산된 선택 확률에 따라서 상기 전송 대상 단말을 결정하는 통신 네트워크 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 단말은 상기 기지국으로 RTS (Request to Send) 메시지를 전송하고, 상기 RTS 메시지 내에는 상기 통신 네트워크 시스템 내 적어도 하나의 단말에 대한 SIR 정보를 포함하는 통신 네트워크 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 통신 네트워크 시스템 내 각 단말로부터 수신된 RTS 메시지 내 SIR 정보를 이용하여, 상기 각 단말에 대하여 각 단말의 SIR 맵 테이블을 생성하는 통신 네트워크 시스템.
  11. 삭제
  12. 제7항에 있어서,
    상기 기지국은 전이중 통신이 가능한 통신 네트워크 시스템.
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