KR102367835B1 - 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치 및 방법 - Google Patents

공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치 및 방법 Download PDF

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한철희
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Abstract

본 발명은 네트워크 전체가 동기화되어 네트워크를 구성하는 모든 단말이 동시에 도약하여 멀티 홉에서도 네트워크가 분리되지 않고 운용될 수 있도록 한 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 소정의 데이터를 생성 및 소비하는 어플리케이션부, 애드혹 네트워크 라우팅 프로토콜에 기초하여 라우팅 테이블을 구성하고, 상기 데이터의 다음 홉 노드를 결정하는 네트워크부, 상기 데이터를 송신하거나 수신할 수 있도록 TDMA 프레임 구조의 타임 슬롯에 동기화하는 MAC부, 상기 데이터의 변복조를 수행하는 모뎀부, 상기 변복조된 데이터의 주파수 변환 및 신호 증폭을 수행하는 RF부 및 상기 TDMA 프레임 구조 내 소정의 제1 시간 동안 네트워크 도약 및 소정의 제2 시간 동안 랑데부 도약을 반복 수행하기 위한 주파수를 생성하는 도약 주파수 생성부를 포함한다.

Description

공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치 및 방법{FREQUENCY HOPPING DEVICE AND METHOD OF AIR TO GROUND COMMUNICATIONS AD-HOC NETWORK}
본 발명은 공지통신 애드혹(Ad-hoc Network)) 네트워크를 위한 주파수 도약 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 네트워크 전체가 동기화되어 네트워크를 구성하는 모든 단말이 동시에 도약하여 멀티 홉에서도 네트워크가 분리되지 않고 운용될 수 있도록 한 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공지통신 애드혹 네트워크(Ad-hoc Network)는 지상 단말과 항공기 단말 간에 구축하는 애드혹 네트워크를 의미한다. 이러한 공지통신 애드혹 네트워크의 구성의 일 예는 도 1에 도시된 바와 같다. 즉, 도 1은 공지통신의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
공지통신 애드혹 네트워크(Ad-hoc Network)는 지상 단말과 항공기 단말 간에 구축하는 애드혹 네트워크를 말한다. 공지통신 애드혹 네트워크는 도 1과 같이 항공기 단말이 지상 단말의 통신 가능 범위를 벗어나거나 음영 지역에 있을 때, 다른 단말의 중계를 통해 통신이 가능하다는 장점이 있다.
도 2는 종래기술에 따른 FH 프레임 구조를 도시한 도면이다.
["주파수 도약 네트워크 통신 시스템의 구조설계 및 동기성능 분석", 한국군사과학기술학회지 제16권 제6호, pp817~827, 2013년 12월] 논문은 기존 점대점 주파수 도약 통신 시스템에서 사용되던 주파수 도약 프레임을 네트워크 통신환경에서 주파수 도약 방식에 적합하도록 개선하였다.
도 2와 같이 송수신기 간의 시간 지연을 최소화하도록 주파수 도약 프레임을 패킷으로 설계하였다. 즉, 동기홉에서 송신기와 수신기의 도약 시퀀스를 맞추고 정보홉에서 데이터를 송수신하는 구조이다.
상기 구조는 한 개의 패킷을 한 개의 FH(Frequency Hopping) 프레임으로 송신하기 때문에 패킷마다 동기홉이 반복되는 방식이다.
도 3은 종래 기술에 따른 블루투스 네트워크 구조를 도시한 도면이다.
블루투스 표준은 근거리 무선 기술 표준으로, ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2402~2408MHZ의 79개의 채널을 주파수 도약 방식으로 사용한다.
도 3을 참조하면, 블루투스는 통신을 위해 피코넷(Piconet)을 구성한다. 하나의 피코넷은 한 개의 마스터(Master) 노드와 최대 7개까지의 슬레이브(Slave) 노드로 구성될 수 있다.
모든 슬레이브 노드는 마스터 노드에 동기화되어 동작한다. 블루투스는 여러 개의 피코넷을 모아 규모가 큰 네트워크 구축이 가능하다. 이러한 네트워크를 Scatternet이라 한다.
상기 Scatternet는 계층적인 구조를 갖는다. 즉, 하나의 피코넷에는 한 대의 마스터 노드만 존재 가능하므로, 하나의 슬레이브 노드가 두 개의 피코넷에 가입되거나, 어느 한 피코넷의 마스터 노드가 다른 피코넷의 슬레이브로 동작하게 된다. 블루투스는 근거리의 슬레이브 노드 간에 직접 통신이 불가능하기 때문에 반드시 마스터 노드를 통해서 통신해야만 한다. 따라서, 슬레이브 노드 간 통신이 많은 경우 전송 효율이 떨어진다.
한편, 주파수 도약을 지원하는 기존 무전기는 알로하(Aloha) 방식으로 송신한다. 즉, PTT 키를 누르면 송신을 시작하는 방식이다. 따라서, 기존 무전기로 애드혹 네트워크를 구축하여 주파수 도약을 운용하는 경우, 네트워크가 분리되는 문제가 발생한다.
도 4는 종래기술에서의 네트워크 그룹이 분리되는 문제점을 도시한 도면이다.
도 4는 A 노드가 송신하는 중 C 노드가 송신하는 경우, 네트워크는 A 노드의 도약 시퀀스로 도약하는 그룹과 C 노드의 도약 시퀀스로 도약하는 두 그룹으로 분리되는 것을 보여준다. 이때, A 노드와 C 노드의 통신 가능 범위에 속하는 노드는 먼저 송신을 시작한 A 노드의 그룹에 포함됨으로써, A 노드가 송신하는 동안 C 노드가 B 노드에 데이터를 송신하는 경우, 이 데이터는 전달될 수 없다.
따라서, 종래기술로 공지통신 애드혹 네트워크를 구성하는 경우, 네트워크의 데이터 전달률이 감소하고 지연이 증가하는 문제가 발생한다.
또한, 제어 정보의 전달이 원활하지 않아 라우팅 정보 오류로 잘못된 경로를 선정하거나 토폴로지 변화에 대한 적응이 어려워진다.
한편, 블루투스의 Scatternet도 유사한 문제점을 갖는다. 즉, 슬레이브는 한 번에 하나의 피코넷에서 통신할 수 있기 때문에 두 피코넷에 가입된 슬레이브가 한 피코넷에서 통신 중인 경우 다른 피코넷과 단절된다.
또한, Scatternet을 구성하는 여러 개의 피코넷은 동기화되지 않기 때문에 피코넷 간의 간섭이 발생하여 통신 성능이 저하될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공지통신 애드혹 네트워크를 구성하여 주파수 도약 운용 시 발생하는 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여, TDMA 기반의 주파수 도약 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 목적은, 네트워크 전체가 동기화되어 네트워크를 구성하는 모든 단말이 동시에 도약할 수 있어 멀티 홉에서도 네트워크가 분리되지 않고 운용할 수 있도록 한 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치 및 방법을 제공함에 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또다른 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법은, 네트워크 도약 또는 랑데부 도약을 위한 TDMA 프레임 구조를 설정하는 단계; 및 상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는, 상기 설정된 TDMA 프레임 구조 내 소정의 제1 시간 동안 네트워크 도약을 수행하고, 소정의 제2 시간 동안 랑데부 도약을 수행할 수 있다.
상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는, 상기 TDMA 프레임 구조에서의 하나의 프레임 내 상기 제1 시간을 구성하는 타임 슬롯 동안 네트워크 도약을 수행하고, 제2 시간을 구성하는 타임 슬롯 동안 랑데부 도약을 수행할 수 있다.
상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는, 상기 TDMA 프레임 구조에서의 상기 제1 시간을 구성하는 적어도 하나의 프레임 동안 네트워크 도약을 수행하고, 제2 시간을 구성하는 적어도 하나의 프레임 동안 랑데부 도약을 수행할 수 있다.
상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는, 상기 네트워크 도약을 수행하는 경우, 도약코드 및 프레임 시퀀스 값으로 초기화하는 단계; 매 타임 슬롯마다 네트워크 시퀀스 생성기 및 이와 연결된 주파수 인덱스 생성기를 통해 주파수를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 주파수에 기반하여 네트워크 도약을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 매 타임 슬롯마다 네트워크 시퀀스 생성기 및 이와 연결된 주파수 인덱스 생성기를 통해 주파수를 선택하는 단계는, 상기 네트워크 시퀀스 생성기를 통해 매 타임 슬롯마다 임의의 비트 값을 출력하는 단계; 상기 출력된 비트 값을 상기 주파수 인덱스 생성기에 입력하여, 기존 주파수 인덱스 값을 1비트씩 이동하고 마지막 비트 값을 제거하여 주파수 인덱스를 업데이트하는 단계; 및 도약 주파수 테이블의 복수의 주파수 중 상기 업데이트된 주파수 인덱스에 상응하는 주파수를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는, 상기 랑데부 도약을 수행하는 경우, 단말이 타임 슬롯마다 랑데부 주파수 테이블의 주파수를 순회하면서 사용할 주파수를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 주파수에 기반하여 랑데부 도약을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선택된 주파수에 기반하여 랑데부 도약을 수행하는 단계는, 상기 랑데부 도약 수행시 현재 TDMA 프레임의 시퀀스 정보, 슬롯 번호 정보, 시간 정보 및 다음 주기의 네트워크 도약 주파수 인덱스 정보를 송신 패킷에 추가시킬 수 있다.
상기 랑데부 주파수 테이블은 현재 시간 정보를 기준으로 + / - 오차범위 이내의 시간 정보로 생성된 주파수로 구성될 수 있다.
상기 랑데부 주파수 테이블에 주파수를 추가하는 단계를 더 포함하되, 상기 랑데부 주파수 테이블에 주파수를 추가하는 단계는, 도약코드 및 시간 정보로 랑데부 시퀀스 생성기를 초기화하는 단계; 상기 랑데부 시퀀스 생성기에서 0과 1중 임의의 1 비트 값을 출력하는 단계; 상기 출력된 비트 값을 주파수 인덱스 생성기에 입력하여 주파수 인덱스를 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 주파수 인덱스에 상응하는 도약 주파수 테이블의 주파수를 랑데부 주파수 테이블 상에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 랑데부 주파수 테이블에 주파수를 추가하는 단계는, 상기 시간 정보가 변경될 때마다 랑데부 주파수 테이블을 업데이트하는 단계를 포함하되, 새로 추가되는 주파수 생성에 사용되는 시간 정보는 변경 후 시간 정보 + 오차범위이며, 변경 전 시간 정보 - 오차범위로 생성했던 주파수를 상기 랑데부 주파수 테이블에서 삭제할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은, 신규 노드에서의 시간 정보에 기초하여 랑데부 주파수 테이블을 생성하는 단계; 상기 신규 노드에서 기존 네트워크 노드를 탐색하는 단계; 및 상기 탐색된 네트워크와 동기화하여도약을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 신규 노드에서의 시간 정보에 기초하여 랑데부 주파수 테이블을 생성하는 단계는, 현재 시간 정보를 기준으로 주파수 인덱스를 생성하여 랑데부 주파수 테이블을 생성할 수 있다.
상기 신규 노드에서 기존 네트워크 노드를 탐색하는 단계는, 하기 식에 의해 결정되는 최소 홉 길이 이상만큼 하나의 주파수에서 패킷 수신 대기 상태로 랑데부 도약을 수행할 수 있다.
[식]
Figure 112021112547557-pat00001
상기 식에서
Figure 112021112547557-pat00002
는 네트워크 도약 시간,
Figure 112021112547557-pat00003
는 랑데부 도약 시간,
Figure 112021112547557-pat00004
은 랑데부 주파수 테이블 길이,
Figure 112021112547557-pat00005
는
Figure 112021112547557-pat00006
동안 랑데부 도약하는 time slot 개수,
Figure 112021112547557-pat00007
는 time slot 길이,
Figure 112021112547557-pat00008
는
Figure 112021112547557-pat00009
보다 작지 않은 최소 정수를 의미한다.
상기 탐색된 네트워크로 동기화하여 도약을 수행하는 단계는, 상기 신규 노드에서 기존 네트워크 노드에서 송신하는 패킷을 수신함에 따라, 상기 네트워크 노드의 현재 프레임 시퀀스 정보, 슬롯 번호 정보 및 시간 정보를 획득하고, 상기 획득한 각 정보에 기초하여 도약 주파수 생성부를 초기화한 후 탐색된 네트워크의 도약 시퀀스에 동기화하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 수행할 수 있다.
상기 신규 노드에서 일정 시간 동안 네트워크를 탐색하지 못한 경우, 신규 노드에서 네트워크를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 네트워크로 랑데부 도약을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치는, 소정의 데이터를 생성 및 소비하는 어플리케이션부, 애드혹 네트워크 라우팅 프로토콜에 기초하여 라우팅 테이블을 구성하고, 상기 데이터의 다음 홉 노드를 결정하는 네트워크부, 상기 데이터를 송수신할 수 있도록 TDMA 프레임 구조의 타임 슬롯에 동기화하는 MAC부, 상기 데이터의 변복조를 수행하는 모뎀부, 상기 변복조된 데이터의 주파수 변환 및 신호 증폭을 수행하는 RF부 및 상기 TDMA 프레임 구조 내 소정의 제1 시간 동안 네트워크 도약 및 소정의 제2 시간 동안 랑데부 도약을 반복 수행하기 위한 주파수를 생성하는 도약 주파수 생성부를 포함한다.
상기 도약 주파수 생성부는 타임 슬롯 내 물리계층의 동일 심볼 안에서주파수를 변경하는 고속 주파수 도약 또는 타임 슬롯마다 주파수를 변경하는 저속 주파수 도약에 기반하여 현재 타임 슬롯에서 사용할 주파수를 결정할 수 있다.
상기 도약 주파수 생성부는, 복수의 시퀀스 생성기와, 상기 복수의 시퀀스 생성기와 각각 연결된 주파수 인덱스 생성기와, 도약 주파수 테이블 및 랑데부 주파수 테이블을 포함하고, 상기 복수의 시퀀스 생성기는, 상기 네트워크 도약을 수행하기 위한 주파수 인덱스를 생성하는 네트워크 시퀀스 생성기와, 상기 랑데부 도약을 수행하기 위한 주파수 인덱스를 생성하는 랑데부 시퀀스 생성기와, 고속 주파수 도약을 수행하기 위한 주파수 인덱스를 생성하는 FFH 시퀀스 생성기를 포함할 수 있다.
상기 FFH 시퀀스 생성기는 상기 타임 슬롯 내에서 데이터를 송신하는 동안 필요한 상기 주파수를 하기 식에 기초하여 생성할 수 있다.
[식]
Figure 112021112547557-pat00010
상기 식에서
Figure 112021112547557-pat00011
는 데이터 길이[bit],
Figure 112021112547557-pat00012
는 심볼 당 비트 수,
Figure 112021112547557-pat00013
는 심볼 당 홉 수,
Figure 112021112547557-pat00014
는
Figure 112021112547557-pat00015
보다 작지 않은 최소 정수를 의미한다.
상기 도약 주파수 생성부는 상기 고속 주파수 도약이 수행되는 경우, 각 타임 슬롯의 첫번째 주파수를 현재 도약 상태에 따라 네트워크 도약 주파수 또는 랑데부 도약 주파수로 결정하고, 이후 주파수는 FFH 시퀀스 생성기 및 이와 연결된 주파수 인덱스 생성기에 의해 선택된 주파수로 결정할 수 있다.
상기 도약 주파수 생성부는 상기 네트워크 도약 또는 랑데부 도약을 위한 주파수 인덱스 값을 상기 FFH 시퀀스 생성기에 연결된 주파수 인덱스 생성기의 초기값으로 설정할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 상기 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 네트워크 전체가 동기화되어 네트워크를 구성하는 모든 단말이 동시에 도약할 수 있는바, 멀티 홉에서도 네트워크가 분리되지 않고 운용할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 패킷 전송률 저하나 전송 지연 증가와 같은 네트워크 분리로 인한 문제점들이 발생하지 않는다.
또한, TDMA 프로토콜을 이용하여 타임 슬롯을 통해 충돌없이 데이터를 전송할 수 있기 때문에 QoS 서비스를 제공하는데 용이하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 공지통신의 일 예시를 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래기술에 따른 FH 프레임 구조를 도시한 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 블루투스 네트워크 구조를 도시한 도면.
도 4는 종래기술에서의 네트워크 그룹이 분리되는 문제점을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치의 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도약 주파수 생성부의 블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서의 TDMA 프레임 구조를 도시한 도면.
도 8은 네트워크 도약 주파수를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 9는 신규 노드의 랑데부 과정을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법의 동작플로챠트를 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치 및 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치(100)의 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도약 주파수 생성부(160)의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 도약 장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 어플리케이션부(110), 네트워크부(120), MAC부(130), 모뎀부(140), RF부(150) 및 도약 주파수 생성부(160)를 포함한다.
어플리케이션부(110)는 소정의 데이터를 생성 및 소비한다. 일 실시예로, 소정의 데이터는 음성 데이터일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
네트워크부(120)는 애드혹 네트워크 라우팅 프로토콜에 기초하여 라우팅 테이블을 구성하고, 어플리케이션부(110)에서 생성된 데이터의 다음 홉(Next Hop) 노드를 결정한다.
MAC부(130)에서는 데이터를 TDMA 프레임 구조의 타임 슬롯에 동기화하여 송신하거나 수신할 수 있도록 준비한다.
모뎀부(140)는 데이터의 변복조를 수행하고, RF부(150)는 변복조된 데이터의 주파수 변환 및 신호 증폭을 수행한다.
도 6을 참조하면, 도약 주파수 생성부(160)는 현재 타임 슬롯에서 사용할 주파수를 결정한다. 저속 주파수 도약(Slow Frequency Hopping)시에는 타임 슬롯마다 주파수를 변경하며, 고속 주파수 도약(Fast Frequency Hopping)시에는 타임 슬롯 내 물리계층의 동일 심볼 안에서 주파수를 변경한다.
이러한 도약 주파수 생성부(160)는 TDMA 프레임 구조 내 소정의 제1 시간 동안 네트워크 도약을 수행하고, 소정의 제2 시간 동안 랑데부 도약을 수행한다. 이때, 도약 주파수 생성부(160)는 네트워크 도약 모드와 랑데부 도약 모드를 교번하여 반복 수행한다.
구체적으로, 도약 주파수 생성부(160)는 복수의 시퀀스 생성기(161~163)와, 복수의 시퀀스 생성기(161~163)와 각각 연결된 주파수 인덱스 생성기(164~166), 도약 주파수 테이블(167) 및 랑데부 주파수 테이블(168)을 포함하여 구성된다.
일 실시예로, 복수의 시퀀스 생성기(161~163)는 네트워크 시퀀스 생성기(161), 랑데부 시퀀스 생성기(162) 및 FFH 시퀀스 생성기(163)일 수 있다.
네트워크 시퀀스 생성기(161)는 네트워크 도약 모드에서 사용하는 주파수 인덱스를 생성하기 위한 시퀀스 생성기이다. 네트워크 시퀀스 생성기(161)는 도약코드와 프레임 시퀀스 값으로 초기화되며, 타임 슬롯마다 0과 1 중 임의의 값 1 비트 값을 생성한다. 이때, 네트워크 시퀀스 생성기(161)는 프레임 시퀀스 값이 변경될 때마다 초기화된다.
랑데부 시퀀스 생성기(162)는 랑데부 도약 모드에서 사용하는 랑데부 주파수 테이블을 업데이트 위한 시퀀스 생성기이다. 이때, 랑데부란 신규 노드가 기존 네트워크에 합류하는 과정을 말한다. 랑데부 시퀀스 생성기(162)는 시간 정보 값이 변경될 때마다 도약코드와 시간 정보(TOD, Time of Day) 값으로 초기화되며, 주파수 인덱스를 생성할 때마다 0과 1 중 임의의 값 1 비트 값을 생성한다.
FFH 시퀀스 생성기(163)는 고속 주파수 도약시 사용하기 위한 주파수 인덱스를 생성하기 위한 시퀀스 생성기이다. FFH 시퀀스 생성기(163)는 타임 슬롯마다 프레임 시퀀스와 슬롯 번호로 초기화되며, 주파수를 바꿀 때마다 0과 1 중 임의의 1 비트 값을 생성한다.
복수의 시퀀스 생성기(161~163) 각각에 연결된 주파수 인덱스 생성기(164~166)는 일 예로 시프트 레지스터(Shift Register)일 수 있으며, 그 값은 도약 주파수 테이블(167)의 주파수를 가리키는 인덱스로 사용된다.
도약 주파수 테이블(167)은 공지통신 애드혹 네트워크에서 도약 운용시 사용하는 주파수를 포함하며, 랑데부 도약 주파수 테이블(167)은 랑데부 도약 운용시 사용하는 주파수 테이블로, 도약 주파수 테이블(167)의 주파수 중 일부로 구성되며 시간이 지남에 따라 변경된다.
그 외, 도약코드는 단말의 운용자가 입력하는
Figure 112021112547557-pat00016
비트 길이의 코드로, 네트워크를 구성하는 모든 단말이 동일한 도약코드를 사용한다.
또한, 시간 정보(TOD, Time of Day)는 현재 시각을 저장하는 카운터(Counter)이다. 분 또는 초의 시간 단위를 가지며, 시간 단위마다 증가한다. 시간 정보 값은 기본적으로 운용자가 입력하며, 신규 노드가 기존 네트워크에 가입하면 네트워크의 시간 정보 값으로 갱신된다.
또한, 프레임 시퀀스는 시간적으로 연속되는 TDMA 프레임 순번을 의미하며, 슬롯 번호는 하나의 TDMA 프레임을 구성하는 타임 슬롯의 순번을 의미한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서의 TDMA 프레임 구조를 도시한 도면이다.
네트워크에 가입된 단말은 TDMA 프레임 구조에 기반하여 소정의 제1 시간 및 제2 시간 동안 각각 네트워크 도약과 랑데부 도약을 반복한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서의 TDMA 프레임 구조는 복수 개의 타임 슬롯이 모여 하나의 TDMA 프레임을 구성하고, TDMA 프레임이 반복되는 구조를 갖는다. TDMA 프레임 내에서 제1 시간인
Figure 112021112547557-pat00017
시간 동안 네트워크 도약을 한 후에, 제2 시간인
Figure 112021112547557-pat00018
동안 랑데부 도약을 한다.
도 7에서는 프레임 길이를 주기로 네트워크 도약과 랑데부 도약이 반복되는 것으로 도시되어 있지만 이는 일 실시예에 불과하다. 즉 본 발명의 일 실시예는 TDMA 프레임 구조에서 제1 시간을 구성하는 적어도 하나의 프레임 동안 네트워크 도약을 수행하고, 제2 시간을 구성하는 적어도 하나의 프레임 동안 랑데부 도약을 반복 수행할 수 있으며, 프레임 길이와 다른 주기로 네트워크 도약과 랑데부 도약이 반복될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 네트워크 도약을 운용시에는, 먼저 도약코드 및 프레임 시퀀스 값으로 초기화한 후, 매 타임 슬롯마다 네트워크 시퀀스 생성기(161) 및 이와 연결된 주파수 인덱스 생성기(164)를 통해 주파수를 선택한다. 그리고 선택된 주파수에 기반하여 네트워크 도약을 수행한다.
도 8은 네트워크 도약 주파수를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 네트워크 시퀀스 생성기(161)는 매 타임 슬롯마다 0과 1 중에서 임의의 1 비트 값을 출력한다. 그리고 출력된 비트 값을 주파수 인덱스 생성기(164)에 입력하여, 기존 주파수 인덱스 값을 1 비트씩 이동시키고 마지막 비트 값을 제거하여 주파수 인덱스를 업데이트한다.
이에 따라, 도약 주파수 테이블(167)의 복수의 주파수 중 업데이트된 주파수 인덱스에 상응하는 주파수를 선택하여 이번 타임 슬롯에 사용하여 네트워크 도약을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 랑데부 도약을 운용시, 단말은 타임 슬롯마다 랑데부 주파수 테이블(168)의 주파수를 순회하면서 사용할 주파수를 선택한다. 또한 랑데부 도약을 수행하면서 송신하는 패킷에는 현재 TDMA 프레임의 시퀀스 정보, 슬롯 번호 정보, 시간 정보 및 다음 주기의 네트워크 도약 주파수 인덱스 정보가 추가될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 랑데부 주파수 테이블은
Figure 112021112547557-pat00019
개의 주파수를 포함하고 있으며, 시간 정보가 변경될 때마다
Figure 112021112547557-pat00020
개만큼 업데이트 된다.
본 발명의 실시예에서, 랑데부 주파수 테이블은 현재 시간 정보를 기준으로 +/- 오차범위 이내의 시간 정보로 생성된 주파수로 구성된다. 그리고, 각 시간 정보 마다
Figure 112021112547557-pat00021
개의 주파수가 생성된다. 예를 들어 시간 정보의 단위 시간이 초이고, 현지 시간 정보가 100초이고 시간 정보의 오차범위가 +/- 2초라면 랑데부 주파수 테이블은 98초, 99초, 100초, 101초, 102초의 시간 정보로 생성한 주파수로 구성되며, 랑데부 주파수 테이블의 길이는
Figure 112021112547557-pat00022
개이다.
시간 정보로부터 랑데부 주파수 테이블에 주파수가 추가되는 과정은 다음과 같다. 랑데부 시퀀스 생성기는 도약코드 및 시간 정보로 초기화된다. 이후 랑데부 시퀀스 생성기는 0과 1 중 임의의 1 비트 값을 출력하고, 출력된 비트 값을 주파수 인덱스 생성기에 입력하여, 주파수 인덱스를 업데이트한다. 이때, 업데이트된 주파수 인덱스에 상응하는 도약 주파수 테이블의 주파수가 랑데부 주파수 테이블 상에 추가된다. 랑데부 시퀀스 생성기에서 0과 1 중 임의의 1 비트 값을 출력하는 단계부터 랑데부 주파수 테이블이 업데이트되는 과정은
Figure 112021112547557-pat00023
번 반복된다.
Figure 112021112547557-pat00024
는 시간 정보가 변경될 때마다 생성하는 주파수 개수를 나타낸다.
단말은 시간 정보가 변경될 때마다 랑데부 주파수 테이블을 업데이트 한다. 이때 새로 추가되는 주파수의 생성에 사용되는 시간 정보는 변경 후 시간 정보 + 오차범위이며, 변경 전 시간 정보 - 오차범위로 생성했던 주파수를 랑데부 주파수 테이블에서 삭제한다. 예를 들어, 현재 시간 정보가 100초이고 오차범위가 +/- 2초라면, 시간 정보가 101초가 되면, 103초로 생성한 주파수
Figure 112021112547557-pat00025
개를 추가하고, 98초로 생성했던 주파수
Figure 112021112547557-pat00026
개를 삭제한다.
랑데부 주파수 테이블의 길이가
Figure 112021112547557-pat00027
개라면, 랑데부 도약 테이블이 허용하는 최대 오차범위는 +/-
Figure 112021112547557-pat00028
가 된다.
도 9는 신규 노드의 랑데부 과정을 설명하기 위한 도면이다.
한편, 네트워크에 새로 가입하는 신규 노드는 현재 시점의 프레임 시퀀스나 슬롯 번호를 모르기 때문에 네트워크 도약을 할 수 없다. 따라서, 상기 정보를 얻기 위해서는 기존 도약 네트워크를 찾아서 합류하는 랑데부 도약 절차를 수행해야만 한다.
구체적으로, 신규 노드의 랑데부 과정은, 먼저 신규 노드가 자신의 시간 정보에 기초하여 랑데부 주파수 테이블을 생성한다. 신규 노드는 랑데부 주파수 테이블은 현재 시간 정보를 이용하여 생성된
Figure 112021112547557-pat00029
개의 주파수로만 구성된다.
다음으로, 신규 노드는 기존 네트워크 노드를 탐색하는 랑데부 도약을 수행한다. 구체적으로 신규 노드는 수신 대기 상태로 랑데부 도약을 한다. 이때, 신규 노드는 랑데부 주파수 테이블의 주파수를 순회하며, 신규 노드가 한 주파수에 머무는 최소 홉 길이
Figure 112021112547557-pat00030
는 하기 식 1과 같이 산출할 수 있다.
즉, 기존 네트워크에서 랑데부 도약을 하는 노드 단말이 송신하는 패킷을 수신하기 위해서는 하나의 도약 주파수에서 충분한 시간 동안 기다려야 하기 때문에, 신규 노드는
Figure 112021112547557-pat00031
이상의 시간을 패킷 수신 상태로 대기한다.
[식 1]
Figure 112021112547557-pat00032
이때, 식 1에서
Figure 112021112547557-pat00033
는 네트워크 도약 시간,
Figure 112021112547557-pat00034
는 랑데부 도약 시간,
Figure 112021112547557-pat00035
은 랑데부 주파수 테이블 길이,
Figure 112021112547557-pat00036
는
Figure 112021112547557-pat00037
동안 랑데부 도약하는 time slot 개수,
Figure 112021112547557-pat00038
는 time slot 길이,
Figure 112021112547557-pat00039
눈
Figure 112021112547557-pat00040
보다 작지 않은 최소 정수를 의미한다.
도 9는 신규 노드의 랑데부 과정을 나타낸 것으로, TDMA 프레임은 60개의 타임 슬롯으로 구성되며, 네트워크 도약을 위한 제1 시간
Figure 112021112547557-pat00041
는
Figure 112021112547557-pat00042
, 랑데부 도약을 위한 제2 시간
Figure 112021112547557-pat00043
은
Figure 112021112547557-pat00044
,
Figure 112021112547557-pat00045
은 15,
Figure 112021112547557-pat00046
은 5,
Figure 112021112547557-pat00047
는 3이다. 도 9에서 파란색 점은 기존 네트워크 단말의 네트워크 도약 주파수를 나타내며, 녹색 별표는 기존 네트워크 단말의 랑데부 도약 주파수를 나타낸다. 또한, 빨간색 점으로 연결된 선은 첫 번째 신규 노드가 랑데부 도약을 하는 주파수를 나타내며, 어두운 파란색 점으로 연결된 선은 두 번째 신규 노드가 랑데부 도약을 하는 주파수를 나타내며, 주황색 화살표는 신규 노드가 기존 네트워크 랑데부 주파수와 일치되는 시점을 나타낸다.
이때, 기존 네트워크의 노드가 송신하는 패킷을 신규 노드가 수신하면 신규 노드는 네트워크 노드의 현재 프레임 시퀀스 정보, 슬롯 번호 정보 및 시간 정보를 획득할 수 있으며, 각 획득한 정보에 기초하여 도약 주파수 생성부를 초기화한 후, 기존 네트워크의 도약 시퀀스에 동기화하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 수행할 수 있다.
이와 달리, 신규 노드에서 일정 시간 동안 네트워크를 탐색하지 못한 경우에는, 신규 노드에서 스스로 네트워크를 생성한다. 그리고 생성된 네트워크로 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 수행한다.
한편, 본 발명의 일 실시예는 고속 주파수 도약을 수행할 수 있다. 고속 주파수 도약은 하나의 물리계층 내 심볼을 여러 개의 주파수(홉)로 송신하는 방식이다. 이때, 타임 슬롯 내에서 데이터를 송신하는 동안 필요한 주파수
Figure 112021112547557-pat00048
는 하기 식 2에 의해 산출된다.
[식 2]
Figure 112021112547557-pat00049
이때, 식 2에서
Figure 112021112547557-pat00050
는 데이터 길이[bit],
Figure 112021112547557-pat00051
는 심볼당 비트 수,
Figure 112021112547557-pat00052
는 심볼 당 홉 수,
Figure 112021112547557-pat00053
는
Figure 112021112547557-pat00054
보다 작지 않은 최소 정수를 의미한다.
도약 주파수 생성부(160)는 고속 주파수 도약이 수행되는 경우, 각 타임 슬롯의 첫번째 주파수를 현재 도약 상태에 따라 네트워크 도약 주파수 또는 랑데부 도약 주파수로 결정한다. 이때, 네트워크 도약 또는 랑데부 도약을 위한 주파수 인덱스 값은 FFH 시퀀스 생성기(163)에 연결된 주파수 인덱스 생성기(166)의 초기값으로 설정될 수 있다.
이후, 주파수는 FFH 시퀀스 생성기(163) 및 이와 연결된 주파수 인덱스 생성기(166)에 의해 선택된 주파수로 결정된다. 즉, 이후의 주파수는 FFH 시퀀스 생성기(163)에서 출력되는 임의의 1 비트 값에 의해 업데이트된다. FFH 시퀀스 생성기(163)에서 출력된 0 또는 1 중 임의의 1 비트 값이 주파수 인덱스 생성기(166)에 입력되면, 주파수 인덱스의 값은 1 비트씩 이동되며 가장 마지막 비트 값은 제거된다. 이러한 고속 주파수 도약을 위한 주파수 인덱스 값은 매 홉마다 업데이트될 수 있다.
이하에서는 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법을 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법의 동작플로챠트를 나타낸 도면이다.
한편, 도 10에 도시된 각 단계들은 상기한 주파수 도약 장치(100)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 도약 방법은 네트워크 도약 또는 랑데부 도약을 위한 TDMA 프레임 구조를 설정하는 단계(S110)와, 상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계(S120)를 포함하여 수행된다.
이때, 상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는, TDMA 프레임 구조 내 소정의 제1 시간 동안 네트워크 도약을 수행하고, 소정의 제2 시간 동안 랑데부 도약을 수행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S120은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 5 내지 도 9의 주파수 도약 장치(100)의 내용은 도 10의 주파수 도약 방법에도 적용될 수 있다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 상기한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
상기한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 주파수 도약 장치
110: 어플리케이션부
120: 네트워크부
130: MAC부
140: 모뎀부
150: RF부
160: 도약 주파수 생성부

Claims (21)

  1. 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법에 있어서,
    네트워크 도약 또는 랑데부 도약을 위한 TDMA 프레임 구조를 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는,
    상기 설정된 TDMA 프레임 구조 내 소정의 제1 시간 동안 네트워크 도약을 수행하고, 소정의 제2 시간 동안 랑데부 도약을 수행하고,
    상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는,
    상기 네트워크 도약을 수행하는 경우, 도약코드 및 프레임 시퀀스 값으로 초기화하는 단계;
    매 타임 슬롯마다 네트워크 시퀀스 생성기 및 이와 연결된 주파수 인덱스 생성기를 통해 주파수를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 주파수에 기반하여 네트워크 도약을 수행하는 단계를 포함하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는,
    상기 TDMA 프레임 구조에서의 하나의 프레임 내 상기 제1 시간을 구성하는 타임 슬롯 동안 네트워크 도약을 수행하고, 제2 시간을 구성하는 타임 슬롯 동안 랑데부 도약을 수행하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는,
    상기 TDMA 프레임 구조에서의 상기 제1 시간을 구성하는 적어도 하나의 프레임 동안 네트워크 도약을 수행하고, 제2 시간을 구성하는 적어도 하나의 프레임 동안 랑데부 도약을 수행하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 매 타임 슬롯마다 네트워크 시퀀스 생성기 및 이와 연결된 주파수 인덱스 생성기를 통해 주파수를 선택하는 단계는,
    상기 네트워크 시퀀스 생성기를 통해 매 타임 슬롯마다 임의의 비트 값을 출력하는 단계;
    상기 출력된 비트 값을 상기 주파수 인덱스 생성기에 입력하여, 기존 주파수 인덱스 값을 1비트씩 이동하고 마지막 비트 값을 제거하여 주파수 인덱스를 업데이트하는 단계; 및
    도약 주파수 테이블의 복수의 주파수 중 상기 업데이트된 주파수 인덱스에 상응하는 주파수를 선택하는 단계를 포함하는 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 설정된 TDMA 프레임 구조에 기반하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 반복 수행하는 단계는, 상기 랑데부 도약을 수행하는 경우,
    단말이 타임 슬롯마다 랑데부 주파수 테이블의 주파수를 순회하면서 사용할 주파수를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 주파수에 기반하여 랑데부 도약을 수행하는 단계를 포함하는 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 선택된 주파수에 기반하여 랑데부 도약을 수행하는 단계는,
    상기 랑데부 도약 수행시 현재 TDMA 프레임의 시퀀스 정보, 슬롯 번호 정보, 시간 정보 및 다음 주기의 네트워크 도약 주파수 인덱스 정보를 송신 패킷에 추가시키는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 랑데부 주파수 테이블은 현재 시간 정보를 기준으로 + / - 오차범위 이내의 시간 정보로 생성된 주파수로 구성되는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 랑데부 주파수 테이블에 주파수를 추가하는 단계를 더 포함하되,
    상기 랑데부 주파수 테이블에 주파수를 추가하는 단계는,
    도약코드 및 시간 정보로 랑데부 시퀀스 생성기를 초기화하는 단계;
    상기 랑데부 시퀀스 생성기에서 0과 1중 임의의 1 비트 값을 출력하는 단계;
    상기 출력된 비트 값을 주파수 인덱스 생성기에 입력하여 주파수 인덱스를 업데이트하는 단계; 및
    상기 업데이트된 주파수 인덱스에 상응하는 도약 주파수 테이블의 주파수를 랑데부 주파수 테이블 상에 추가하는 단계를 포함하는 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 랑데부 주파수 테이블에 주파수를 추가하는 단계는,
    상기 시간 정보가 변경될 때마다 랑데부 주파수 테이블을 업데이트하는 단계를 포함하되, 새로 추가되는 주파수 생성에 사용되는 시간 정보는 변경 후 시간 정보 + 오차범위이며, 변경 전 시간 정보 - 오차범위로 생성했던 주파수를 상기 랑데부 주파수 테이블에서 삭제하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    신규 노드에서의 시간 정보에 기초하여 랑데부 주파수 테이블을 생성하는 단계;
    상기 신규 노드에서 기존 네트워크 노드를 탐색하는 단계; 및
    상기 탐색된 네트워크와 동기화하여 도약을 수행하는 단계를 더 포함하는 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    신규 노드에서의 시간 정보에 기초하여 랑데부 주파수 테이블을 생성하는 단계는,
    현재 시간 정보를 기준으로 주파수 인덱스를 생성하여 랑데부 주파수 테이블을 생성하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 신규 노드에서 기존 네트워크 노드를 탐색하는 단계는,
    하기 식에 의해 결정되는 최소 홉 길이 이상만큼 하나의 주파수에서 패킷 수신 대기 상태로 랑데부 도약을 수행하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
    [식]
    Figure 112021112547557-pat00055

    상기 식에서
    Figure 112021112547557-pat00056
    는 네트워크 도약 시간,
    Figure 112021112547557-pat00057
    는 랑데부 도약 시간,
    Figure 112021112547557-pat00058
    은 랑데부 주파수 테이블 길이,
    Figure 112021112547557-pat00059
    는
    Figure 112021112547557-pat00060
    동안 랑데부 도약하는 time slot 개수,
    Figure 112021112547557-pat00061
    는 time slot 길이,
    Figure 112021112547557-pat00062
    는
    Figure 112021112547557-pat00063
    보다 작지 않은 최소 정수를 의미한다.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 탐색된 네트워크와 동기화하여 도약을 수행하는 단계는,
    상기 신규 노드에서 기존 네트워크 노드에서 송신하는 패킷을 수신함에 따라, 상기 네트워크 노드의 현재 프레임 시퀀스 정보, 슬롯 번호 정보 및 시간 정보를 획득하고, 상기 획득한 각 정보에 기초하여 도약 주파수 생성부를 초기화한 후, 탐색된 네트워크의 도약 시퀀스에 동기화하여 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 수행하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 신규 노드에서 일정 시간 동안 네트워크를 탐색하지 못한 경우, 신규 노드에서 네트워크를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 네트워크로 네트워크 도약 및 랑데부 도약을 수행하는 단계를 더 포함하는 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 방법.
  16. 소정의 데이터를 생성 및 소비하는 어플리케이션부,
    애드혹 네트워크 라우팅 프로토콜에 기초하여 라우팅 테이블을 구성하고, 상기 데이터의 다음 홉 노드를 결정하는 네트워크부,
    상기 데이터를 송수신할 수 있도록 TDMA 프레임 구조의 타임 슬롯에 동기화하는 MAC부,
    상기 데이터의 변복조를 수행하는 모뎀부,
    상기 변복조된 데이터의 주파수 변환 및 신호 증폭을 수행하는 RF부 및
    상기 TDMA 프레임 구조 내 소정의 제1 시간 동안 네트워크 도약 및 소정의 제2 시간 동안 랑데부 도약을 반복 수행하기 위한 주파수를 생성하는 도약 주파수 생성부를 포함하고,
    상기 도약 주파수 생성부는,
    복수의 시퀀스 생성기와, 상기 복수의 시퀀스 생성기와 각각 연결된 주파수 인덱스 생성기와, 도약 주파수 테이블 및 랑데부 주파수 테이블을 포함하고,
    상기 복수의 시퀀스 생성기는,
    상기 네트워크 도약을 수행하기 위한 주파수 인덱스를 생성하는 네트워크 시퀀스 생성기와, 상기 랑데부 도약을 수행하기 위한 주파수 인덱스를 생성하는 랑데부 시퀀스 생성기와, 고속 주파수 도약을 수행하기 위한 주파수 인덱스를 생성하는 FFH 시퀀스 생성기를 포함하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 도약 주파수 생성부는 타임 슬롯 내 물리계층의 동일 심볼 안에서 주파수를 변경하는 고속 주파수 도약 또는 타임 슬롯마다 주파수를 변경하는 저속 주파수 도약에 기반하여 현재 타임 슬롯에서 사용할 주파수를 결정하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치.
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서,
    상기 FFH 시퀀스 생성기는 상기 타임 슬롯 내에서 데이터를 송신하는 동안 필요한 상기 주파수를 하기 식에 기초하여 생성하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치.
    [식]
    Figure 112021142455446-pat00064

    상기 식에서
    Figure 112021142455446-pat00065
    는 데이터 길이[bit],
    Figure 112021142455446-pat00066
    는 심볼당 비트 수,
    Figure 112021142455446-pat00067
    는 심볼 당 홉 수,
    Figure 112021142455446-pat00068
    는
    Figure 112021142455446-pat00069
    보다 작지 않은 최소 정수를 의미한다.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 도약 주파수 생성부는 상기 고속 주파수 도약이 수행되는 경우, 각 타임 슬롯의 첫번째 주파수를 현재 도약 상태에 따라 네트워크 도약 주파수 또는 랑데부 도약 주파수로 결정하고, 이후 주파수는 FFH 시퀀스 생성기 및 이와 연결된 주파수 인덱스 생성기에 의해 선택된 주파수로 결정하는 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 도약 주파수 생성부는 상기 네트워크 도약 또는 랑데부 도약을 위한 주파수 인덱스 값을 상기 FFH 시퀀스 생성기에 연결된 주파수 인덱스 생성기의 초기값으로 설정하는 것인 공지통신 애드혹 네트워크를 위한 주파수 도약 장치.
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