KR102467945B1 - 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법은 송신 노드가 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 할당된 제1 자원 상에서 제1 데이터를 송신하는 단계, 송신 노드가 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있되, 주기적 프로비저닝은 주기적인 송신 노드 및 수신 노드 간의 제1 송신 자원 및 제1 수신 자원의 할당일 수 있다.

Description

무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for TDMA(time division multiple access) resource scheduling in wireless network}
본 발명은 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 주기적인 무선 자원 분배 및 요청에 따른 무선 자원 분배를 기반으로 한 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
IEEE 802.15.4 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network) 무선 근거리 통신 규격은 2.4GHz 비면허 대역의 주파수를 사용하며 저전력, 저비용으로 통신이 가능한 장점이 있다. 그러나 송신 지연과 신뢰성 확보의 한계, Peer-to-peer간 통신의 제한, 다양한 서비스 품질에 적합한 저전력 운용 방법의 부재 등으로 많은 문제점을 나타내고 있다.
IEEE 802.15.4e는 기존의 IEEE 802.15.4-2006을 보완하여 무선 환경의 시의성과 송신 신뢰성을 확보하기 위해 제안된 새로운 송신 규격으로 2012년 표준화가 완료되었다. IEEE 802.15.4e는 서비스의 종류에 따라 DSME(Distributed Synchronous Multi-channel Extension), TSCH(Time Slotted Channel Hopping), LL(Low Latency), RFID Blink 모드 등 다양한 MAC(medium access control) 모드를 지원한다.
기존의 TSCH는 두 가지 방법으로 LLN(Low power and lossy network)에 기여한다. 기존 비동기 MAC (Medium access control) 프로토콜에서 발생하던 중복 송신이나 유휴 청취(idle listening)로 인한 에너지 낭비를 피하기 위해 전체 멀티홉 LLN을 시간 동기화한다. 또한, 주파수 호핑 (frequency hopping) 기능이 저전력 무선 링크를 간섭 및 다중 경로 페이딩에 대해 더욱 강인하게 만든다.
하지만, 현재 IEEE 802.15.4e에서 여전히 채널 컨텐션(channel contention), 아이들 리스닝(idle listening)으로 인해 여전히 자원의 낭비가 발생하고 있고, 이러한 문제를 해결하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 전송 노드 및 수신 노드로 무선 자원을 할당하여 채널 경쟁 및 전송 충돌을 해결하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 온 디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning)을 기반으로 특정 전송 노드에 자원이 할당이 추가적으로 필요한 경우, 가용한 무선 자원을 활용하여 효과적인 전송을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법은 송신 노드가 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 할당된 제1 자원 상에서 제1 데이터를 송신하는 단계와 상기 송신 노드가 상기 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 주기적 프로비저닝은 주기적인 상기 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제1 송신 자원 및 제1 수신 자원의 할당일 수 있다.
한편, 상기 제1 자원은 상기 송신 노드의 슬롯 프레임 사이즈 결정을 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 제1 자원은 상기 수신 노드의 타임 오프셋의 결정을 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 송신 노드가 온-디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning)을 기반으로 할당된 제2 자원 상에서 제2 데이터를 송신하는 단계, 상기 송신 노드가 상기 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 온-디맨드 프로비저닝은 상기 송신 노드의 요청에 의한 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제2 송신 자원 및 제2 수신 자원의 할당일 수 있다.
또한, 상기 제2 송신 자원 및 상기 제2 수신 자원은 상기 송신 노드의 송신 STS 정보 및 수신 노드의 수신 STS 정보를 기반으로 결정되고, 상기 송신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함하고, 상기 수신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 수행하는 송신 노드는 수신 노드로 데이터를 전송하는 통신부와 상기 통신부와 동작 가능하게(operatively) 연결된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 할당된 제1 자원 상에서 제1 데이터를 송신하고, 상기 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하도록 구현되되, 상기 주기적 프로비저닝은 주기적인 상기 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제1 송신 자원 및 제1 수신 자원의 할당일 수 있다.
한편, 상기 제1 자원은 상기 송신 노드의 슬롯 프레임 사이즈 결정을 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 제1 자원은 상기 수신 노드의 타임 오프셋의 결정을 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 온-디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning)을 기반으로 할당된 제2 자원 상에서 제2 데이터를 송신하고, 상기 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하도록 구현되되, 상기 온-디맨드 프로비저닝은 상기 송신 노드의 요청에 의한 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제2 송신 자원 및 제2 수신 자원의 할당일 수 있다.
또한, 상기 제2 송신 자원 및 상기 제2 수신 자원은 상기 송신 노드의 송신 STS 정보 및 수신 노드의 수신 STS 정보를 기반으로 결정되고, 상기 송신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함하고, 상기 수신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 전송 노드 및 수신 노드로 무선 자원을 할당하여 채널 경쟁 및 전송 충돌으로 인한 문제가 해결될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 온 디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning)을 기반으로 특정 전송 노드에 자원이 할당이 추가적으로 필요한 경우, 가용한 무선 자원을 활용하여 효과적인 전송이 가능할 수 있다.
도 1은 기존의 TSCH(Time-slotted channel hopping)의 슬롯 프레임(slotframe) 스케줄링을 나타낸 개념도이다.
도 2는 기존의 TSCH 기반의 자원 스케줄링 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주기적 프로비저닝(periodic provisioning) 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 프레임 사이즈의 결정 이후 타임 오프셋을 결정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수신 노드의 타임 오프셋 설정을 위한 방법이 개시된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수신 노드의 타임 오프셋 설정을 위한 방법이 개시된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 온-디맨드 프로비저닝 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여 지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 기존의 TSCH(Time-slotted channel hopping)의 슬롯 프레임(slotframe) 스케줄링을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, TSCH에서 슬롯 프레임은 타임 슬롯(또는 슬롯)으로 분할되고, 각각의 타임 슬롯은 데이터 프레임의 교환 및 ACK의 수신이 가능한 길이를 가지고 있다.
두 개의 노드(노드1, 노드2)가 존재한다고 가정하는 경우, y축은 노드ID, x축은 시간을 나타낸다.
ASN(absolute sequence number)은 TSCH 네트워크의 시작 이후 얼마나 많은 타임 슬롯이 지나갔는지를 나타낸다. 노드2가 노드 1으로 송신을 하고자 하는 경우, 노드2에 송신 타임 슬롯이 할당되고, 노드1에 수신 타임 슬롯이 할당될 수 있다.
TSCH 스케줄링을 위해 두 개의 메인 파라메터가 정의될 수 있다. 하나는 슬롯 프레임 사이즈이다. 슬롯 프레임 사이즈는 하나의 슬롯 프레임에 포함된 타임 슬롯의 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 슬롯 프레임의 사이즈는 5일 수 있다.
다른 하나의 파라메터는 타임 오프셋이다. 타임 오프셋은 슬롯 프레임 상에서 타임 슬롯의 위치를 지시하기 위한 정보이다.
도 2는 기존의 TSCH 기반의 자원 스케줄링 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2에서는 Orchestra로서 기존 IEEE 802.15.4에서 데이터의 송신 또는 수신을 위한 자원 스케줄링 방법이 개시된다.
도 2의 (a)는 기존의 수신 기반 Orchestra이다.
7개의 노드가 개시된 라우팅 토폴로지를 가지고 있다고 가정할 수 있다.
Y축은 노드 ID이고, X축은 ASN(absolute slot number) 또는 시간이다.
슬롯 프레임의 사이즈는 고정되고, 고정된 슬롯 프레임의 사이즈는 모든 네트워크 노드에서 공유될 수 있다. 여기서, 슬롯 프레임의 사이즈는 5이다.
수신 기반 Orchestra에서 Rx 슬롯의 타임 오프셋은 노드 ID를 기반으로 정의될 수 있다. 그래서 노드1은 타임 오프셋1을 가지는 Rx 슬롯에 할당될 수 있고, 노드2는 타임 오프셋2를 가지는 Rx 슬롯에 할당될 수 있다. 슬롯 프레임의 사이즈가 5이기 때문에 노드6은 타임 오프셋1을 가지는 Rx 슬롯에 다시 할당될 수 있다.
만약, 노드1이 노드3으로 송신할 데이터를 가지고 있는 경우, Tx 슬롯이 노드3의 식별 정보를 기반으로 ASN=3에 할당될 수 있다.
기존의 수신 기반 Orchestra에서는 채널 콘텐션(channel contention)이 발생할 수 있다. 예를 들어, 노드 3의 Rx 슬롯이 라우팅 토폴로지를 기반으로 노드 1, 노드6 및 노드7에 의해 공유되는 경우, Tx 슬롯은 중첩되고, 송신은 충돌할 수 있다.
도 2의 (b)는 기존의 송신 기반 Orchestra이다.
마찬가지로 7개의 노드가 개시된 라우팅 토폴로지를 가지고 있다고 가정할 수 있다.
Y축은 노드 ID이고, X축은 ASN 또는 시간이다.
슬롯 프레임의 사이즈는 고정되고, 고정된 슬롯 프레임의 사이즈는 모든 네트워크 노드에서 공유될 수 있다. 여기서, 슬롯 프레임의 사이즈는 5이다.
송신 기반 Orchestra에서 Tx 슬롯의 타임 오프셋은 노드 ID를 기반으로 정의될 수 있다. 그래서 노드1은 타임 오프셋1을 가지는 Tx 슬롯에 할당될 수 있고, 노드2는 타임 오프셋2를 가지는 Tx 슬롯에 할당될 수 있다. 슬롯 프레임의 사이즈가 5이기 때문에 노드6은 타임 오프셋1을 가지는 Tx 슬롯에 다시 할당될 수 있다.
기존의 송신 기반 Orchestra는 아이들 리스닝(idle listening)의 문제를 가질 수 있다. 예를 들어, 라우팅 토폴로지에 의해 노드1이 노드 3으로 송신할 데이터가 없는 경우에도 노드3은 노드1의 모든 Tx 슬롯에 대해 Rx 슬롯을 할당해야 한다. 이러한 불필요한 아이들 리스닝은 IEEE 802.15.4에서 저전력으로 운용되어야 하는 장비에서 불필요한 에너지 낭비일 수 있다.
본 발명에서는 기존의 IEEE 802.15.4에서 가진 채널 콘텐션 및 아이들 리스닝으로 인한 문제를 해결하기 위한 방법이 개시된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주기적 프로비저닝(periodic provisioning) 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3에서는 주기적으로 슬롯 프레임의 사이즈를 적응적으로 변화시켜서 자원을 효율적으로 활용하기 위한 방법이 개시된다.
도 3을 참조하면, 슬롯 프레임의 사이즈는 2의 지수승으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 슬롯 프레임 사이즈는 2N일 수 있다.
이때 N의 값은 IPI(average inter-packet interval)[타임 슬롯]을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, IPI가 22보다 크거나 같고 23보다 작은 경우, N은 2로 결정될 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서 N은 슬롯 프레임 사이즈 결정 지수라는 용어로 표현될 수 있다.
이러한 경우, 슬롯 프레임의 사이즈는 4(=22)가 될 수 있다.
즉, 송신 노드와 수신 노드 간의 트래픽 노드를 기반으로 슬롯 프레임 사이즈를 적응적으로 조절하여 자원의 낭비가 방지될 수 있다.
송신 노드는 수신 노드에게 평균 송신하는 트래픽의 로드를 측정하여 IPI 및 IPI를 기반으로 한 N을 결정하고, 수신 노드와 송신 노드 간의 슬롯 프레임 사이즈를 결정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 프레임 사이즈의 결정 이후 타임 오프셋을 결정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4에서는 슬롯 프레임 사이즈 결정 이후, 타임 오프셋을 결정하는 방법이 개시된다.
도 4를 참조하면, 송신 노드는 슬롯 프레임 사이즈에 대한 정보(예를 들어, N)을 수신 노드로 송신할 수 있다. 수신 노드는 결정된 슬롯 프레임 사이즈에 대응되는 타임 오프셋에 대한 정보를 송신 노드로 송신할 수 있다.
수신 노드가 타임 오프셋이 잘못 결정되는 경우, 송신시 충돌이 발생할 수 있다.
도 4의 (a)는 수신 노드에 의해 타임 오프셋이 잘못된 경우가 개시된다.
예를 들어, 송신 노드1은 N=2를 설정하여 수신 노드로 송신하고, 송신 노드2는 N=3를 설정하여 수신 노드로 송신하고, 송신 노드3은 N=3을 설정하여 수신 노드로 송신할 수 있다.
이러한 경우, 송신 노드1과 수신 노드 사이의 슬롯 프레임의 사이즈는 4이고, 송신 노드2와 수신 노드 사이의 슬롯 프레임의 사이즈는 8이고, 송신 노드3과 수신 노드 사이의 슬롯 프레임의 사이즈는 8일 수 있다.
만약, 수신 노드가 타임 오프셋을 송신 노드1에 대하여 1로 설정하고, 송신 노드2에 대하여 2로 설정하고, 송신 노드3에 대하여 5로 설정한 경우, 송신 노드 1과 송신 노드3의 송신시 데이터의 충돌이 발생될 수 있다. 따라서, 송신 노드는 타임 오프셋을 결정시 토폴로지 상에서 송신 노드의 송신이 서로 충돌되지 않는 타임 오프셋 값을 설정해야 한다.
도 4의 (b)는 수신 노드에 의해 타임 오프셋이 충돌이 없도록 설정된 경우가 개시된다.
송신 노드는 슬롯 프레임의 사이즈를 동일하게 설정할 수 있고, 수신 노드가 타임 오프셋을 송신 노드1에 대하여 1로 설정하고, 송신 노드2에 대하여 2로 설정하고, 송신 노드3에 대하여 3으로 설정한 경우, 송신 노드1, 송신 노드2, 송신 노드3에서 충돌이 발생되지 않을 수 있다. 즉, 수신 노드는 타임 오프셋을 결정시 토폴로지 상에서 송신 노드의 송신이 서로 충돌되지 않는 타임 오프셋 값을 설정해야 한다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 수신 노드의 타임 오프셋 설정 방법이 개시된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수신 노드의 타임 오프셋 설정을 위한 방법이 개시된다.
도 5에서는 타임 오프셋을 결정하기 위한 바이너리 리소스 트리(binary resource tree)가 개시된다.
도 5를 참조하면, 타임 오프셋 선택을 위해서 각 수신 노드는 바이너리 리소스 트리를 유지할 수 있다.
바이너리 리소스 트리 상에서 N은 전술한 슬롯 프레임 사이즈 결정 지수일 수 있다. 타임 오프셋은 슬롯 프레임 사이즈 상에서 할당되는 자원의 위치를 결정하기 위한 값일 수 있다.
예를 들어, N이 0인 경우, 슬롯 프레임 사이즈는 20으로 1일 수 있다.
(N, toffset)가 (0,1)(500)인 경우, 모든 자원이 사용되는 경우일 수 있다.
N=1인 경우, 슬롯 프레임의 사이즈는 2일 수 있고, 타임 오프셋은 0 또는 1일 수 있다. (N, toffset)가 (1,1)(510)인 경우, 모든 자원이 사용되는 경우일 수 있다. N=1인 경우, 슬롯 프레임의 사이즈는 2일 수 있고, 타임 오프셋은 0 또는 1일 수 있다. (N, toffset)가 (1,1)(510)에 대하여 (2,1)(520), (2,3)(530)으로 나뉠 수 있다.
바이너리 리소스 N의 증가에 따라 마찬가지 방식의 자원 분할이 이루어질 수 있다.
이러한 바이너리 리소스 트리를 기반으로 한 타임 오프셋 선택이 수신 노드에 의해 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수신 노드의 타임 오프셋 설정을 위한 방법이 개시된다.
도 6에서는 바이너리 리소스 트리를 기반으로 송신 노드 간의 송신 충돌이 없도록 하기 위한 자원 분배 방법이 개시된다.
도 6을 참조하면, 슬롯 프레임 사이즈는 송신 노드에 의해 선택되게 되는데 송신 노드1에 의해 N=2가 선택되고, 송신 노드2에 의해 N=3가 선택되고, 송신 노드3에 의해 N=3이 선택된 경우가 가정된다.
이러한 경우, 수신 노드는 송신 노드1에 대한 타임 오프셋을 결정하기 위해서 N=2인 바이너리 리소스 트리에서 선택이 이루어질 수 있다.
만약, (2,1)(500)에 해당하는 슬롯 프레임 리소스가 송신 노드1에 대해 선택된 경우, 수신 노드는 타임 오프셋 값으로 1을 송신할 수 있다.
송신 노드1에 대해 (2,1)(500)에 해당하는 슬롯 프레임 리소스가 선택된 경우, 바이너리 리소스 트리에서 (2,1)(500) 하위 계층에 위치한 (3,1)(510), (3,5)(550)이 선택될 경우, 송신 노드 간의 충돌이 일어날 수 있어 사용될 수 없다.
따라서, 송신 노드2 및 송신 노드3에 대하여 N=3인 경우 나머지 (3,3), (3,7), (3,2), (3,6), (3,4), (3,8)에서 선택될 수 있다.
이때 타임 오프셋을 연속적으로 하여 불필요한 수신 노드의 ON/OFF가 발생하지 않고, 연속적이 수신이 가능하고 ON/OFF 주기를 최대한 줄이기 위해 타임 오프셋의 값은 연속적인 값으로 선택될 수 있다. 따라서, 수신 노드2에 대해서는 (3,2)가 선택되고, 수신 노드3에 대해서는 (3,3)이 선택될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 온-디맨드 프로비저닝 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7에서는 송신할 데이터가 존재하는 경우, 자원을 요청하여 사용하는 온-디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning) 방법이 개시된다.
도 7을 참조하면, 주기적 트래픽이 존재하지 않거나, 특정 송신 노드와 수신 노드 간에 송신 및 수신이 필요한 데이터가 편중된 경우, 사용될 수 있는 온-디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning) 방법이 개시된다. 온-디맨드 프로비저닝은 전술한 주기적 프로비저닝 방법과 동시에 또는 선택적으로 사용될 수 있다.
주기적 프로비저닝을 기반으로 자원 할당 이후 남는 자원이 존재하는지 여부를 확인하여 온-디맨드 프로비저닝을 통해 송신 노드와 수신 노드 사이에서 데이터의 송신 및 수신이 이루어질 수 있다.
구체적으로 송신 노드가 주기적 프로비저닝을 기반으로 할당된 자원 상에서 데이터를 송신한 이후, 여전히 송신할 데이터가 남은 경우(송신 노드의 큐에 수신 노드로 송신할 데이터가 남아 있는 경우)가 가정될 수 있다.
송신 노드는 송신 STS(subsequent timeslot schedule) 정보(700)를 송신할 수 있다. 송신 STS 정보(700)는 송신 노드가 이후 송신을 수행할 자원(타임 슬롯)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 송신 STS 정보(700)는 스케줄링된 송신 자원(타임 슬롯)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 송신 STS 정보(700)는 송신 노드에 의해 송신되는 데이터 상에 포함되어 송신될 수 있다.
예를 들어, 송신 노드2는 '0000001'을 송신 STS 정보(700)로서 송신할 수 있고, '0'은 해당 자원을 이용한 송신 계획이 없음을 지시하고 '1'은 해당 자원을 이용한 송신 계획이 있음을 지시할 수 있다. 다른 표현으로 '0'은 해당 자원이 송신 자원으로서 활용 가능함을 지시하고, '1'은 해당 자원이 송신 자원으로서 이미 스케줄링됨을 지시할 수 있다.
수신 노드가 송신 STS 정보(700)를 수신한 경우, 수신 STS 정보(720)와 비교를 할 수 있다. 수신 STS 정보(720)는 수신 노드가 이후 수신하기 위한 자원(타임 슬롯)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 수신 STS 정보(720)는 스케줄링된 송신 자원(타임 슬롯)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 7의 상황에서 수신 STS 정보(720)는 '10100011'일 수 있다. '0'은 해당 자원을 이용한 수신 계획이 없음을 지시하고 '1'은 해당 자원을 이용한 수신 계획이 있음을 지시할 수 있다. 다른 표현으로 '0'은 해당 자원이 수신 자원으로서 활용 가능함을 지시하고, '1'은 해당 자원이 수신 자원으로서 이미 스케줄링됨을 지시할 수 있다.
수신 노드는 수신 STS 정보(700)와 송신 STS 정보(720)를 비교하여 송신 및 수신에 활용 가능한 매칭 슬롯(725)을 결정할 수 있다. 매칭 슬롯(750)은 송신 노드와 수신 노드가 가장 먼저 활용 가능한 타임 슬롯일 수 있다. 매칭 슬롯을 결정하는 방법은 다양할 수 있고, 매칭 슬롯은 하나의 매칭 슬롯이 아닌 복수개의 매칭 슬롯이 결정될 수도 있다.
수신 노드는 매칭 슬롯에 대한 정보를 송신 노드로 데이터에 대한 ACK과 함께 송신할 수 있다. 매칭 슬롯은 송신 노드와 수신 노드 사이에 온-디맨드 프로비저닝에 의해 일시적으로 할당된 자원일 수 있다.
송신 노드는 매칭 슬롯에 대한 정보를 수신하고, 매칭 슬롯 상에서 데이터를 송신하고, 수신 노드는 매칭 슬롯 상에서 데이터를 수신할 수 있다.
추가적으로 송신이 필요한 데이터가 존재하는 경우, 송신 노드는 데이터 상에 다시 송신 STS 정보(700)를 포함하여 송신할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법은 송신 노드가 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 할당된 제1 자원 상에서 제1 데이터를 송신하는 단계와 송신 노드가 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
주기적 프로비저닝은 주기적인 송신 노드 및 수신 노드 간의 제1 송신 자원 및 제1 수신 자원의 할당일 수 있다. 제1 자원은 송신 노드의 슬롯 프레임 사이즈 결정 및 수신 노드의 타임 오프셋의 결정을 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법은 송신 노드가 온-디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning)을 기반으로 할당된 제2 자원 상에서 제2 데이터를 송신하는 단계와 송신 노드가 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있되, 온-디맨드 프로비저닝은 송신 노드의 요청에 의한 송신 노드 및 수신 노드 간의 제2 송신 자원 및 제2 수신 자원의 할당일 수 있다. 제2 송신 자원 및 제2 수신 자원은 송신 노드의 송신 STS 정보(700) 및 수신 노드의 수신 STS 정보(720)를 기반으로 결정되고, 송신 STS 정보(700)는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함하고, 수신 STS 정보(720)는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 무선 장치는 상술한 실시예를 구현할 수 있는 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법을 수행하는 송신 노드 및 수신 노드일 수 있다.
송신 노드(800)는 프로세서(810), 메모리(820) 및 RF부(radio frequency unit, 830)를 포함한다.
RF부(830)는 프로세서(810)와 동작 가능하게(operatively) 연결되어 무선신호를 송신/수신할 수 있다.
프로세서(810)는 본 발명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(810)는 전술한 송신 노드의 동작을 수행하기 위해 구현될 수 있다.
프로세서(810)는 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 할당된 제1 자원 상에서 제1 데이터를 송신하고, 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하도록 구현되되, 주기적 프로비저닝은 주기적인 상기 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제1 송신 자원 및 제1 수신 자원의 할당일 수 있다.
제1 자원은 송신 노드의 슬롯 프레임 사이즈 결정을 기반으로 결정될 수 있다. 또한, 제1 자원은 수신 노드의 타임 오프셋의 결정을 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 프로세서(810)는 온-디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning)을 기반으로 할당된 제2 자원 상에서 제2 데이터를 송신하고, 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하도록 구현될 수 있다.
온-디맨드 프로비저닝은 송신 노드의 요청에 의한 송신 노드 및 수신 노드 간의 제2 송신 자원 및 제2 수신 자원의 할당일 수 있다. 제2 송신 자원 및 제2 수신 자원은 송신 노드의 송신 STS 및 수신 노드의 수신 STS 정보를 기반으로 결정되고, 송신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함하고, 수신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함할 수 있다.
수신 노드(850)는 프로세서(860), 메모리(870) 및 RF부(radio frequency unit, 880)를 포함한다.
RF부(880)는 프로세서(860)와 동작 가능하게(operatively)연결되어 무선신호를 송신/수신할 수 있다.
프로세서(860)는 본 발명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(860)는 전술한 수신 노드의 동작을 수행하기 위해 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이 프로세서(860)는 주기적 프로비저닝을 위해 타임슬롯을 바이너리 리소스 트리를 기반으로 결정할 수 있다. 또한, 전송 STS 와 수신 STS를 기반으로 매칭 슬롯을 결정하고 매칭 슬롯에 대한 정보를 전송 노드로 전송할 수 있다.
프로세서(810, 860)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(820, 870)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 880)는 무선 신호를 송신 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 870)에 저장되고, 프로세서(810, 860)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 870)는 프로세서(810, 860) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 860)와 연결될 수 있다.

Claims (10)

  1. 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 위한 방법은,
    송신 노드가 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 할당된 제1 자원 상에서 제1 데이터를 송신하는 단계; 및
    상기 송신 노드가 상기 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 주기적 프로비저닝은 주기적인 상기 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제1 송신 자원 및 제1 수신 자원의 할당인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자원은 상기 송신 노드의 슬롯 프레임 사이즈 결정을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 자원은 상기 수신 노드의 타임 오프셋의 결정을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 송신 노드가 온-디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning)을 기반으로 할당된 제2 자원 상에서 제2 데이터를 송신하는 단계; 및
    상기 송신 노드가 상기 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 온-디맨드 프로비저닝은 상기 송신 노드의 요청에 의한 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제2 송신 자원 및 제2 수신 자원의 할당인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 송신 자원 및 상기 제2 수신 자원은 상기 송신 노드의 송신 STS 정보 및 수신 노드의 수신 STS 정보를 기반으로 결정되고,
    상기 송신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함하고,
    상기 수신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 무선 네트워크에서 시분할 다중 접속 자원 스케줄링을 수행하는 송신 노드는,
    수신 노드로 데이터를 전송하는 통신부; 및
    상기 통신부와 동작 가능하게(operatively) 연결된 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 주기적 프로비저닝(periodic provisioning)을 기반으로 할당된 제1 자원 상에서 제1 데이터를 송신하고,
    상기 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하도록 구현되되,
    상기 주기적 프로비저닝은 주기적인 상기 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제1 송신 자원 및 제1 수신 자원의 할당인 것을 특징으로 하는 송신 노드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 자원은 상기 송신 노드의 슬롯 프레임 사이즈 결정을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 송신 노드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 자원은 상기 수신 노드의 타임 오프셋의 결정을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 송신 노드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는 온-디맨드 프로비저닝(on-demand provisioning)을 기반으로 할당된 제2 자원 상에서 제2 데이터를 송신하고,
    상기 제1 데이터에 대한 ACK을 수신 노드로부터 수신하도록 구현되되,
    상기 온-디맨드 프로비저닝은 상기 송신 노드의 요청에 의한 송신 노드 및 상기 수신 노드 간의 제2 송신 자원 및 제2 수신 자원의 할당인 것을 특징으로 하는 송신 노드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 송신 자원 및 상기 제2 수신 자원은 상기 송신 노드의 송신 STS 정보 및 수신 노드의 수신 STS 정보를 기반으로 결정되고,
    상기 송신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함하고,
    상기 수신 STS 정보는 송신 노드의 송신 가능한 타임 슬롯에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 노드.
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Jeong,Seungbeom et.al, OST: On-Demand TSCH Scheduling with Traffic-Awareness, Computer Communications, IEEE INFOCOM 2020 - IEEE Conference on, IEEE, Jul. 2020, Vol.2020, no.7, pp.69-78*

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