KR20090070547A - Method and system for minimizing delay time between terminal - Google Patents

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Abstract

A system for minimizing delay time between terminals and a method thereof are provided to transmit data through multi-hop multicasting using network coding and accumulated multicast modes, thereby shortening data transfer delay between terminals. Destination nodes(130,131) receive data. A source node(110) determines the destination nodes and transmits the data by determining routing to the destination node. A plurality of mediate nodes(120~123) codes received data and transmits the coded data to the adjacent nodes to a node having a good channel state based on data transmission speed.

Description

종단 간의 시간 지연을 최소화하는 데이터 전송 시스템 및 그 방법{METHOD AND SYSTEM FOR MINIMIZING DELAY TIME BETWEEN TERMINAL}Data transfer system and method for minimizing end-to-end time delay {METHOD AND SYSTEM FOR MINIMIZING DELAY TIME BETWEEN TERMINAL}

본 발명은 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 데이터 전송 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 중간 노드의 전력을 계산하고, accumulated 멀티캐스트를 통해 데이터를 전송하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission system and method for minimizing end-to-end time delay, and more particularly, to a system and method for calculating power of an intermediate node and transmitting data through accumulated multicast.

센서 네트워크의 하향 전송 방식에 있어서 1-홉 브로드캐스팅(1-hop broadcasting)은 싱크 노드의 관할 아래 있는 모든 센서 노드에게 컨트롤 신호를 전송하는 것이다. 즉, 송신 주체가 다수의 수신 주체로 데이터를 전송하는 것으로, 송신 주체가 동일한 주파수 자원을 사용하여 다수의 수신 주체로 동시에 데이터를 전송하는 방식이다. 종래의 센서 네트워크는 수신 센서가 단일 어플리케이션 작업만을 수행하는 경우, 예를 들어, 온도 측정, 습도 측정, 광도 측정, 움직임 측정과 같이 단일한 용도로 사용되는 경우가 대부분이므로, 싱크 노드는 1- 홉 브로드캐스팅을 사용하여 수신 노드를 구별하지 않고 다수의 수신 노드에 대해 데이터를 전송한다.In the downlink transmission scheme of the sensor network, 1-hop broadcasting transmits control signals to all sensor nodes under the jurisdiction of the sink node. In other words, the transmitting entity transmits data to a plurality of receiving entities, and the transmitting entity simultaneously transmits data to multiple receiving entities using the same frequency resource. Conventional sensor networks are often used for a single application, such as temperature measurement, humidity measurement, photometric measurement, and motion measurement, where the receiving sensor performs only a single application task. Broadcasting is used to send data to multiple receiving nodes without distinguishing between receiving nodes.

그러나, 최근의 센서 네트워크는 모든 네트워크를 연동하는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 환경으로 발전하고 있다. USN 환경에서는 각각의 센서 노드가 다양한 어플리케이션을 수행하게 되므로, 싱크 노드는 특정 센서 노드를 선별하여 컨트롤 신호를 전송하고 필요한 정보를 수집한다. 따라서, USN 환경에서는 모든 센서 노드에 대해 컨트롤 신호를 전송하고 데이터를 수집하는 1-홉 브로드캐스팅 방식은 그 적합성이 떨어진다. However, the recent sensor network has been developed into a Ubiquitous Sensor Network (USN) environment that interworks with all networks. Since each sensor node performs various applications in the USN environment, the sink node selects a specific sensor node, transmits a control signal, and collects necessary information. Therefore, in the USN environment, the 1-hop broadcasting method of transmitting control signals and collecting data for all sensor nodes is inadequate.

즉, 싱크 노드가 여러 홉에 걸쳐 특정 노드에 대해서만 컨트롤 신호를 전송하는 멀티홉 멀티캐스팅(multi-hop multicasting)이 적합하다. 멀티홉 멀티캐스팅은 송신 주체가 특정 수신 주체로 데이터를 전송하는 것으로서, 중간 릴레이 노드를 통해 여러 홉에 걸쳐 데이터가 전송되는 방식이다. 멀티홉 멀티캐스팅을 이용하면 송신 주체는 수신 주체를 특정하여 해당되는 수신 주체에 대해서만 데이터를 전송하므로 1-홉 브로드캐스팅에 비해 주변 네트워크로부터의 간섭을 줄일 수 있다. That is, multi-hop multicasting is suitable where the sink node transmits a control signal only to a specific node over several hops. Multihop multicasting is a method in which a transmitting entity transmits data to a specific receiving entity, and data is transmitted over multiple hops through an intermediate relay node. Multi-hop multicasting can reduce the interference from the neighboring network as compared with 1-hop broadcasting because the transmitting entity specifies the receiving entity and transmits data only for the corresponding receiving entity.

그러나, 1-홉 브로드캐스팅에서는 송신 주체에서 데이터를 전송하는 것과 달리, 멀티홉 멀티캐스팅에서는 중간 릴레이 노드를 통해 데이터가 전송된다. 따라서, 데이터 전송의 효율을 높이기 위해 중간 릴레이 노드에서의 데이터 전송 시간, 사용 전력 등을 제어하는 방법이 요구된다. However, in 1-hop broadcasting, data is transmitted through intermediate relay nodes in multi-hop multicasting, in contrast to transmitting data in a transmitting entity. Therefore, there is a need for a method of controlling data transmission time, power consumption, and the like at an intermediate relay node in order to increase the efficiency of data transmission.

본 발명은 상기 요구에 부응하기 위해 제안된 것으로서, 네트워크 코딩을 이용한 멀티홉 멀티캐스팅에 accumulated 멀티캐스트를 적용하여 데이터를 전송하고, 종단 간 시간 지연을 최소화하는 중간 노드의 전력을 산출하는 데이터 전송 시스템 및 멀티홉 멀티캐스팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to meet the above demands. The present invention proposes a data transmission system that transmits data by applying accumulated multicast to multihop multicasting using network coding and calculates power of an intermediate node that minimizes end-to-end time delay. And a multi-hop multicasting method.

상기와 같은 요구에 부응하기 위해 제안된 본 발명은 멀티홉 멀티캐스팅을 이용하는 데이터 전송 시스템에 있어서, 데이터를 전송하고자 하는 목적 노드; 상기 목적 노드를 결정하고, 상기 목적 노드까지의 라우팅을 결정하여 상기 데이터를 전송하는 소스 노드; 및 수신된 데이터를 코딩하고, 상기 코딩된 데이터를 전송할 인접한 다수 노드 중 채널 상태가 좋은 노드로의 데이터 전송 속도를 기준으로 하여, 상기 인접한 다수 노드에 대해 상기 코딩된 데이터를 전송하는 다수의 중간 노드를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention proposed to meet the above demands comprises a data transmission system using multi-hop multicasting, comprising: an object node for transmitting data; A source node for determining the destination node, for determining routing to the destination node, and transmitting the data; And a plurality of intermediate nodes that code the received data and transmit the coded data to the plurality of adjacent nodes based on a data transmission rate to a node having a good channel state among the adjacent plurality of nodes to which the coded data is to be transmitted. Characterized in that it comprises a.

또한, 본 발명은 네트워크 코딩을 이용한 멀티홉 멀티캐스팅 방법에 있어서,In addition, the present invention is a multi-hop multicasting method using network coding,

데이터를 전송하고자 하는 목적 노드를 결정하고, 상기 목적 노드까지의 라우팅을 결정하여 상기 데이터를 전송하는 단계; 수신된 데이터를 코딩하여 인접한 다수의 노드로 전송하는 중간 노드로부터 데이터 처리 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 데이터 처리 정보를 통해 상기 중간 노드에서의 시간 지연을 최소화하는 상기 중간 노드의 전력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.Determining a destination node to which data is to be transmitted, determining routing to the destination node, and transmitting the data; Receiving data processing information from an intermediate node that codes the received data and transmits the data to adjacent nodes; And calculating power of the intermediate node that minimizes time delay at the intermediate node based on the received data processing information.

본 발명의 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 데이터 전송 시스템 및 그 방법은 네트워크 코딩, accumulated 멀티캐스트 방식을 이용한 멀티홉 멀티캐스팅을 통해 데이터를 전송함으로써, 데이터의 전송 횟수를 감축할 수 있다. 이를 통해 종단 간의 데이터 전송 시간 지연 단축 효과를 얻을 수 있다. 또한, 소스 노드는 중간 노드로부터 데이터 처리 정보를 수신하여 각 중간 노드의 데이터 전송 확률을 산출한다. 그리고, 산출된 데이터 전송 확률을 통해 종단 간의 데이터 전송 시간 지연을 최소화하는 각 중간 노드의 전력 값을 산출한다.The data transmission system and method for minimizing the end-to-end time delay of the present invention can reduce the number of data transmissions by transmitting data through multi-hop multicasting using network coding and accumulated multicast schemes. This can reduce the time delay of data transmission from end to end. In addition, the source node receives data processing information from the intermediate node to calculate a data transmission probability of each intermediate node. The power value of each intermediate node that minimizes the data transmission time delay between the ends is calculated through the calculated data transmission probability.

본 발명에 의하면 한정된 자원을 효율적으로 배분함으로써, 데이터 전송의 효율을 최대화 할 수 있다.According to the present invention, by efficiently allocating limited resources, the efficiency of data transmission can be maximized.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 데이터 전송 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 데이터 전송 시스템은 기본적으로 네트워크 코딩을 이용한 멀티홉 멀티캐스팅을 통해 데이터를 전송하므로, 소스 노드에서 전송된 데이터는 다수의 중간 노드를 통해 여러 홉을 거쳐 목적 노드로 전송된다. 소스 노드는 중간 노드 각각의 데이터 전송 확률을 통해 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 각 중간 노드의 전력을 계산한다. 중간 노드는 accumulated 멀티캐스트를 통해 종단 간의 시간 지연을 최소화한다.The present invention relates to a data transmission system and method for minimizing end-to-end time delay. Since the data transmission system of the present invention basically transmits data through multi-hop multicasting using network coding, data transmitted from the source node is transmitted to the destination node through several hops through a plurality of intermediate nodes. The source node calculates the power of each intermediate node that minimizes the end-to-end time delay through the data transmission probability of each intermediate node. The intermediate node minimizes end-to-end time delay through accumulated multicast.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 네트워크 코딩이 적용된 데이터 전송 시스템의 네트워크 구성을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 데이터 전송 시스템은 소스 노드(110), 중간 노드(120 내지 123), 목적 노드(130, 131)로 구성된다. 공간 내에는 다수의 센서 네트워크가 공존하며, 각 네트워크의 소스 노드는 수집된 데이터를 게이트웨이를 통해 인터넷으로 전송하는 USN 구조이다. 1 is a diagram illustrating a network configuration of a data transmission system to which network coding is applied according to an embodiment of the present invention. As shown, the data transmission system consists of a source node 110, intermediate nodes 120-123, and destination nodes 130, 131. Multiple sensor networks coexist in the space, and the source node of each network is a USN structure that transmits collected data to the Internet through a gateway.

소스 노드(110)는 데이터를 전송하고자 하는 목적 노드(130, 131)를 결정하고, 목적 노드(130, 131)까지의 라우팅을 결정하여 데이터를 전송한다. 본 발명의 소스 노드(110)는 멀티홉 멀티캐스팅에 의해 데이터를 전송하므로, 데이터를 전송하고자 하는 목적 노드(130, 131)를 선별하여 특정한다. 예를 들어, 소스 노 드(110)가 목적 노드인 T1(130), T2(131)로부터 데이터를 수신하고자 하는 경우, 소스 노드(110)는 목적 노드인 T1(130), T2(131)로 컨트롤 신호를 전송할 수 있다. 도 1에서는 데이터 a, b로 이루어진 컨트롤 신호를 멀티홉 멀티캐스팅에 의해 목적 노드인 T1(130), T2(131)로 전송한다.The source node 110 determines the destination nodes 130 and 131 to which data is to be transmitted, determines the routing to the destination nodes 130 and 131, and transmits the data. Since the source node 110 of the present invention transmits data by multi-hop multicasting, it selects and specifies the target nodes 130 and 131 to transmit data. For example, when the source node 110 wants to receive data from the target nodes T1 130 and T2 131, the source node 110 moves to the target nodes T1 130 and T2 131. Control signals can be sent. In FIG. 1, a control signal consisting of data a and b is transmitted to T1 130 and T2 131 which are target nodes by multi-hop multicasting.

또한, 소스 노드(110)는 중간 노드(120 내지 123)로부터 중간 노드(120 내지 123)에서 전송하는 데이터의 크기, 데이터 전송 이벤트의 존재 시간과 관련된 정보를 수집하여 중간 노드(120 내지 123)의 데이터 전송 확률을 산출하고, 중간 노드(120 내지 123)의 데이터 전송확률을 통해 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 중간 노드(120 내지 123)의 전력을 계산한다. 본 발명은 소정의 데이터가 소스 노드(110)로부터 목적 노드(130, 131)까지 전송되는 과정에서의 지연 시간을 최소화하기 위하여 분산 최적화 알고리즘을 적용한다. 분산 최적화 기법은 Wu와 Bertsekas에 의해 제안된 것으로, 실제 시스템 구현에 있어서 중앙 관리 기법에 비해 용이하게 사용된다. (C.Wu and D. Bertsekas, Distributed power control algorithms for wireless networks, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 50(2) (2001) 504-514.) In addition, the source node 110 collects information related to the size of data transmitted from the intermediate nodes 120 to 123 from the intermediate nodes 120 to 123 and the time of existence of the data transmission event to collect the information of the intermediate nodes 120 to 123. The data transmission probability is calculated, and the power of the intermediate nodes 120 to 123 is minimized through the data transmission probability of the intermediate nodes 120 to 123. The present invention applies a distributed optimization algorithm in order to minimize the delay time in the process in which predetermined data is transmitted from the source node 110 to the destination node (130, 131). The distributed optimization technique is proposed by Wu and Bertsekas, and it is used more easily than the central management technique in actual system implementation. (C.Wu and D. Bertsekas, Distributed power control algorithms for wireless networks, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 50 (2) (2001) 504-514.)

분산 알고리즘은 지역 정보를 사용하여 의사 결정을 할 뿐만 아니라, 목적 함수를 구성하는 개별 요소 각각에 대해 분산화된 의사 결정을 함으로써 전체 목적을 달성한다. 본 발명은 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 것을 목적 함수로 하고, 중간 노드 각각에서의 시간 지연을 최소화하는 문제로 분산시켜 해결한다. 각 중간 노드(120 내지 123)에서의 시간 지연이 최소화되면, 종단 간의 시간 지연이 최소화된다고 볼 수 있다. 따라서, 각 중간 노드(120 내지 123)에서의 시간 지연이 최소화될 때, 각 중간 노드(120 내지 123)의 전력 값을 산출함으로써, 종단 간의 시간 지연을 최소화한다. 전력 값 산출 과정은 도 1 내지 도 3에서 accumulated 멀티캐스팅을 통한 데이터 전송을 설명한 이후에, 수학식을 통해 상세히 설명한다.The distributed algorithm not only makes decisions using local information, but also achieves the overall goal by making distributed decisions for each of the individual elements that make up the objective function. The present invention aims to minimize the end-to-end time delay and solves the problem by distributing it to the problem of minimizing the time delay at each intermediate node. If the time delay at each intermediate node (120 to 123) is minimized, it can be seen that the time delay between ends is minimized. Accordingly, when the time delay at each intermediate node 120 to 123 is minimized, the power value of each intermediate node 120 to 123 is calculated, thereby minimizing the end-to-end time delay. The process of calculating the power value will be described in detail with reference to Equation after explaining data transmission through multicasting accumulated in FIGS. 1 to 3.

중간 노드(120 내지 123)는 수신된 데이터를 코딩하고, 코딩된 데이터를 전송할 인접한 다수 노드 중 채널 상태가 좋은 노드로의 데이터 전송 속도를 기준으로 코딩된 데이터를 전송하며, 다수개가 존재할 수 있다. 중간 노드(120 내지 123)는 인접한 다수의 노드로 동시에 데이터를 전송한다. 이때 중간 노드(120 내지 123)는 채널 상태가 좋은 노드로의 데이터 전송 속도를 기준으로 전송하므로, 채널 상태가 좋지 않은 노드는 데이터의 일부만을 수신하게 된다. 따라서, 중간 노드(120 내지 123)는 채널 상태가 좋지 않은 노드로 데이터를 전송하는 경우, accumulated multicast를 통해 데이터를 전송한다. 다시 말해, 여러 번의 이벤트에 걸쳐 데이터를 나누어 전송한다. accumulated multicast와 관련된 내용은 도 2a내지 도2c에서 상세히 설명한다. The intermediate nodes 120 to 123 code the received data, and transmit the coded data based on a data transmission rate to a node having a good channel state among adjacent nodes to transmit the coded data, and a plurality of intermediate nodes 120 to 123 may exist. The intermediate nodes 120 to 123 simultaneously transmit data to a plurality of adjacent nodes. In this case, since the intermediate nodes 120 to 123 transmit based on the data transmission rate to the node having a good channel state, the node having a poor channel state receives only a part of data. Therefore, when the intermediate nodes 120 to 123 transmit data to nodes having poor channel conditions, the intermediate nodes 120 to 123 transmit data through accumulated multicast. In other words, data is divided and transmitted over several events. The contents related to the accumulated multicast will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2C.

목적 노드(130, 131)는 소스 노드(110)가 데이터를 전송하고자하는 노드를 의미하는 것으로, 하나의 노드 또는 다수의 노드로 구성될 수 있다.The destination nodes 130 and 131 refer to nodes to which the source node 110 wishes to transmit data, and may be composed of one node or a plurality of nodes.

본 발명은 네트워크 코딩을 이용한 멀티홉 멀티캐스팅에 의해 데이터를 전송하여 종단 간의 시간 지연을 단축한다. 소스 노드(110)는 목적 노드로 T1(130), T2(131)를 선택하고, 목적 노드(130 내지 131)로 데이터를 전송하기 위한 라우팅을 결정하여 데이터 a, b를 중간 노드인 M1(120), M2(121)로 전송한다. M1은 수신된 데이터 a를 인접한 노드인 M3(122), T1(130)으로 전송한다. M2는 수신된 데이터 b를 인접한 노드인 M3(122), T2(131)로 전송한다. 중간 노드인 M3(122)는 수신된 데이터 a를 XOR 연산에 의해 코딩하고, 코딩된 데이터 a+b를 중간 노드인 M4(123)로 전송한다. M3는 데이터 a,b를 각각 전송하지 않고, 코딩하여 동시에 전송함으로써 종단 간의 전송 시간 지연을 줄일 수 있다. 또한, 중간 노드인 M4(123)은 수신한 데이터 a+b를 인접한 노드인 T1(130), T2(131)로 전송한다. The present invention shortens the end-to-end time delay by transmitting data by multi-hop multicasting using network coding. The source node 110 selects T1 130 and T2 131 as the destination node, determines the routing for transmitting data to the destination nodes 130 to 131, and selects data a and b as the intermediate node M1 (120). ), M2 (121). M1 transmits the received data a to adjacent nodes M3 122 and T1 130. M2 transmits the received data b to the adjacent nodes M3 122 and T2 131. The intermediate node M3 122 codes the received data a by an XOR operation, and transmits the coded data a + b to the intermediate node M4 123. M3 can reduce the transmission time delay between ends by coding and transmitting simultaneously without transmitting data a and b, respectively. In addition, M4 123, which is an intermediate node, transmits the received data a + b to T1 130 and T2 131, which are adjacent nodes.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 의한 accumulated 멀티캐스트를 적용한 데이터 전송 시스템의 네트워크 구성을 나타내는 도면으로서, 중간 노드인 M1(120), M2(121)에서의 데이터 전송 과정을 구체적으로 설명한다.2A to 2C are diagrams illustrating a network configuration of a data transmission system to which accumulated multicast is applied according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A to FIG. 2C specifically illustrate data transmission processes of M1 120 and M2 121, which are intermediate nodes. Explain.

무선 전송은 본질적으로 미디엄(medium)을 공유하는 특성을 가진다. 따라서, 본 발명의 중간 노드(120 내지 123)은 인접한 노드로 데이터를 전송한다. 단, 본 발명은 다수의 인접한 노드로 데이터를 전송하는 과정에서, 채널 상태가 좋은 노드로의 전송 속도를 기준으로 데이터를 전송하므로, 일부 노드는 데이터의 일부분을 전송받지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 데이터 전송 시스템은 accumulated 멀티캐스트를 적용하여, 중간 노드(120 내지 123)가 다수의 이벤트에 걸쳐 데이터를 전송할 수 있도록 한다. Wireless transmission has the property of essentially sharing medium. Thus, intermediate nodes 120-123 of the present invention transmit data to adjacent nodes. However, since the present invention transmits data based on the transmission rate to a node having a good channel state in the process of transmitting data to a plurality of adjacent nodes, some nodes may not receive a part of data. Accordingly, the data transmission system of the present invention applies accumulated multicast, so that the intermediate nodes 120 to 123 can transmit data over a plurality of events.

표 1은 네트워크 코딩을 이용한 멀티홉 멀티캐스팅 과정을 단계별로 설명한 다. Table 1 describes the multi-hop multicasting process using network coding step by step.

Figure 112007093784901-PAT00001
Figure 112007093784901-PAT00001

도 2a는 표 1의 제1단계 내지 제4단계를 네트워크상에서 표현한 것이다. 소스 노드(110)는 중간 노드인 M1(120)로 데이터 a를 전송하고, 중간 노드인 M2(121)로 데이터 b를 전송한다. Figure 2a is a representation of the first to fourth steps of Table 1 on the network. The source node 110 transmits data a to M1 120 which is an intermediate node and data b to M2 121 which is an intermediate node.

본 발명의 데이터 전송 시스템은 동일한 데이터를 다수의 인접한 노드로 전송함에 있어서, 다수의 인접한 노드 중 채널 상태가 좋은 노드로의 전송 속도를 기준으로 동일한 데이터를 동시에 전송한다. 따라서, 채널 상태가 좋지 않은 노드로의 데이터 전송이 완료되지 못할 가능성이 있다. 표 1의 제3단계에서 중간 노드인 M1(120)은 다수의 인접한 노드로 데이터인 중간 노드 M3(122), 목적 노드 T1으로 데이터 a를 동시에 전송한다. 이때 목적 노드인 T1(130)에 비해 상대적으로 거리가 가까운 중간 노드 M3(122)로의 채널 상태가 양호할 것이고, 중간 노드 M1(120)은 채널 상태가 좋은 중간 노드 M3(122)로의 전송 속도를 기준으로 하여, 데이터 a를 중간 노드 M3(122), 목적 노드 T1(130)으로 동시에 전송한다. 제3단계에서 M1으로부터의 데이터 전송은 M3로의 데이터 전송이 종료되면 모두 종료된다. 즉, 채널 상태가 좋은 노드로의 전송 속도를 기준으로 하므로, 상대적으로 채널상태가 좋지 않은 노드로의 전송은 데이터의 일부가 전송되지 못할 가능성이 있다. 표 1의 제4단계에서의 데이터 b의 전송 과정도 제3단계와 마찬가지로, 상대적으로 채널 상태가 좋지 않은 T2로의 전송은 데이터의 일부가 전송되지 못할 가능성이 있다.In the data transmission system of the present invention, in transmitting the same data to a plurality of adjacent nodes, the same data is simultaneously transmitted based on a transmission rate to a node having a good channel state among the plurality of adjacent nodes. Therefore, there is a possibility that data transmission to a node having a poor channel state may not be completed. In the third step of Table 1, the intermediate node M1 120 simultaneously transmits data a to the intermediate node M3 122 and the destination node T1 which are data to a plurality of adjacent nodes. At this time, the channel state to the intermediate node M3 122, which is relatively close to the target node T1 130, may be good, and the intermediate node M1 120 may increase the transmission rate to the intermediate node M3 122 having a good channel state. As a reference, data a is simultaneously transmitted to the intermediate node M3 122 and the destination node T1 130. In the third step, all data transmission from M1 ends when the data transmission to M3 ends. That is, since the channel state is based on the transmission rate to a node having a good channel state, a transmission to a node having a relatively poor channel state may not be able to transmit a part of data. Similarly to the third step, the transmission process of the data b in the fourth step of Table 1 may be a part of the data that is not transmitted in the transmission to T2, which has a relatively poor channel state.

도 2b는 표 1의 제 5단계를 네트워크상에서 나타낸 것으로, M1(120), M2(121)가 다수의 이벤트를 통해 데이터를 전송하는 accumulated multicast 과정을 보여준다. 우선, 서로 다른 데이터 a, b를 수신한 중간 노드 M3(122)는 XOR 연산을 통해 데이터 a, b를 코딩하고, 코딩된 데이터 a, b를 다음 중간 노드인 M4(123)로 전송한다. 이때 M1(120)은 제3단계에서 T1(130)으로 전송하지 못한 데이터 a의 일부분을 전송하고, M2(121)는 제4단계에서 T2(131)로 전송하지 못한 데이터 b의 일부분을 전송한다. 즉, M3(122)의 메인 전송이 이루어지는 동안에 M1(120), M2(121)에서는 부전송을 통해 이전 이벤트를 통해 전송이 완료되지 못한 데이터를 전송한다. FIG. 2B illustrates the fifth step of Table 1 on a network, and illustrates an accumulated multicast process in which M1 120 and M2 121 transmit data through a plurality of events. First, the intermediate node M3 122 receiving different data a and b codes the data a and b through an XOR operation and transmits the coded data a and b to the next intermediate node M4 123. At this time, the M1 120 transmits a portion of data a that has not been transmitted to the T1 130 in the third step, and the M2 121 transmits a portion of data b that has not been transmitted to the T2 131 in the fourth step. . That is, during the main transmission of the M3 122, M1 120 and M2 121 transmit data whose transmission is not completed through the previous event through sub-transmission.

도 2c는 표 1의 제6단계를 네트워크상에서 나타낸 것이다. 중간 노드 M4(123)는 코딩된 데이터 a+b를 목적 노드인 T1(130), T2(131)로 전송한다. 본 발명은 네트워크 코딩을 이용한 멀티홉 멀티캐스팅을 통해 데이터를 전송하므로, 네트워크 코딩을 사용하지 않는 다른 멀티캐스트와는 달리 목적 노드(130, 131)로부터 1-홉 전에 있는 중간 노드(123)가 코딩된 데이터를 목적 노드(130, 131)로 동시에 전송한다.2C shows the sixth step of Table 1 on a network. The intermediate node M4 123 transmits coded data a + b to T1 130 and T2 131 which are destination nodes. Since the present invention transmits data through multi-hop multicasting using network coding, unlike other multicasts that do not use network coding, the intermediate node 123, which is one-hop before the destination nodes 130 and 131, is coded. The transferred data to the destination nodes 130 and 131 at the same time.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전송 이벤트를 네트워크상에서 나타내는 도면이다. 중간 노드(120 내지 123)는 인접한 다수의 노드에 대해 데이터를 전송하며, 하나의 데이터를 다수의 이벤트에 걸쳐 전송할 수 있다. 3 is a diagram illustrating a transmission event on a network according to an embodiment of the present invention. The intermediate nodes 120 to 123 transmit data to a plurality of adjacent nodes, and may transmit one data over a plurality of events.

전송 이벤트는 크게 메인 전송과 부가 전송으로 나누어진다. 메인 전송은 실선으로, 부가 전송은 점선으로 표시되어 있다. 메인 전송 단계에서 데이터의 일부가 전송되지 못한 경우(예를 들어, 채널 상태가 좋은 노드로의 전송 속도를 기준으로, 채널 상태가 좋지 않은 노드로 데이터를 전송하여 데이터의 일부가 전송되지 못한 경우)에는 부가 전송을 통해 데이터의 나머지 부분을 전송한다. (a)는 M1이 메인 전송을 하고, M2와 M4가 부가 전송을 하는 상황을 나타낸다. 만약 M1의 메인 전송 단계에서 T1으로 데이터의 일부를 전송하지 못한 경우, M1은 (b), (c) 단계를 통해 나머지 데이터를 전송한다. 즉, M1은 세 번의 이벤트에 걸쳐 데이터 a를 T1으로 전송한다. (b)는 M2가 메인 전송을 하고, M1과 M4가 부가 전송을 하는 상황을 나타낸다. 만약 M2의 메인 전송 단계에서 T2로 데이터의 일부를 전송하지 못한 경우, M2는 (a), (c) 단계를 통해 나머지 데이터를 전송한다. 즉, M2는 세번의 이벤트에 걸쳐 데이터 b를 T2로 전송한다.Transmission events are divided into main transmissions and additional transmissions. The main transmission is indicated by a solid line and the additional transmission is indicated by a dotted line. Part of the data was not transmitted during the main transmission phase (for example, part of the data could not be transmitted due to the transmission of data to a node with poor channel conditions, based on the rate of transmission to the node with good channel conditions). In the additional transmission, the rest of the data is transmitted. (a) shows a situation in which M1 performs main transmission and M2 and M4 perform additional transmission. If a part of data cannot be transmitted to T1 in the main transmission step of M1, M1 transmits the remaining data through steps (b) and (c). That is, M1 transmits data a to T1 over three events. (b) shows a situation in which M2 performs main transmission and M1 and M4 perform additional transmission. If a part of data cannot be transmitted to T2 in the main transmission step of M2, M2 transmits the remaining data through steps (a) and (c). That is, M2 sends data b to T2 over three events.

이와 같이, 네트워크상에서는 다양한 전송 이벤트가 존재할 수 있고, 각 노드는 소정의 전송 이벤트를 통해 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 각 노드에서의 데이터 전송 이벤트를 수학적으로 표현하여 각 노드에서의 데이터 전송 확률을 정의할 수 있으며, 이를 통해 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 노드의 전력을 산출할 수 있다.As such, various transmission events may exist on the network, and each node may transmit data through a predetermined transmission event. In addition, the data transmission event in each node may be mathematically represented to define a data transmission probability in each node, thereby calculating the power of the node that minimizes the end-to-end time delay.

도 1 내지 도 3에서는 종단 간의 시간 지연을 최소화하기 위하여 네트워크 코딩을 이용한 멀티캐스팅에서 accumulated multicasting을 이용한 데이터 전송을 설명하였다. 그러나, 모든 중간 노드가 동일한 전력으로 데이터를 전송하는 경우에는 다른 전송 신호로 인한 간섭 등의 영향으로 소정의 채널에서의 데이터 전송 속도가 저하될 수 있다. 예를 들어, 표 1의 제5단계에서는 (M1, T1), (M3, M4), (M2, T2) 링크가 동시에 사용되고 있다. 이중에서 (M3, M4)링크는 네트워크상에서 중심에 위치하므로 다른 링크에 비해 상대적으로 간섭을 크게 받는다고 볼 수 있으므로, 만약 M1, M2, M3 노드가 동일한 전력을 사용한다면 (M3, M4) 링크에서의 데이터 전송 속도는 상대적으로 낮아질 것이다. 따라서, 지금부터는 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 중간 노드 각각의 전력을 계산하는 과정을 살펴본다.1 to 3 illustrate data transmission using accumulated multicasting in multicasting using network coding in order to minimize end-to-end time delay. However, when all intermediate nodes transmit data at the same power, the data transmission speed on a predetermined channel may be lowered due to interference due to other transmission signals. For example, in the fifth step of Table 1, the links (M1, T1), (M3, M4), and (M2, T2) are simultaneously used. Since the (M3, M4) link is located at the center of the network, it can be seen that the interference is relatively higher than that of other links. If the M1, M2, and M3 nodes use the same power, the (M3, M4) link is used. Will be relatively low. Therefore, we now look at the process of calculating the power of each intermediate node that minimizes the end-to-end time delay.

노드 i에서 노드 j로 데이터를 전송하고자 하는 경우, 전송 확률은 Φij(Φ≥0)이다. 전송 확률(Φij)을 시간 관점에서 해석하면, 소스 노드(110)에서 목적 노드(130,131)까지의 총 라우팅 시간 중 노드 i에서 노드 j로의 전송을 위해 할당된 시간으로 볼 수 있다. 이와 관련해서는 P. Floreen, P. Kaski, J. Kohonen, and P. Orponen, Lifetime maximization for multicasting in energy-constrained wireless networks, IEEE Journal on Selected Areas in Communications 23(1) (2005) 117-126 에 증명되어 있다. When data is to be transmitted from node i to node j, the transmission probability is Φ ij (Φ ≧ 0). When the transmission probability Φ ij is interpreted in terms of time, it can be regarded as a time allocated for transmission from node i to node j of the total routing time from the source node 110 to the destination nodes 130 and 131. In this regard, P. Floreen, P. Kaski, J. Kohonen, and P. Orponen, Lifetime maximization for multicasting in energy-constrained wireless networks, IEEE Journal on Selected Areas in Communications 23 (1) (2005) 117-126 It is.

본 발명은 단일 주파수 대역 사용을 가정하므로, 한정된 자원으로 데이터를 전송하기 위해서는 다수의 중간 노드(120 내지 123)의 다양한 송수신 상황에 따라 적절한 자원 분배가 이루어져야 한다. 이는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.Since the present invention assumes the use of a single frequency band, in order to transmit data with limited resources, appropriate resource distribution should be made according to various transmission and reception situations of a plurality of intermediate nodes 120 to 123. This may be expressed as in Equation 1.

Figure 112007093784901-PAT00002
Figure 112007093784901-PAT00002

수학식 1은 다른 전송에 의한 간섭의 효과를 반영하지 않은 경우의 자원 분배의 상황을 표현한다. 그러나, 단일 주파수 대역에서 데이터를 전송하는 경우, 다른 전송에 의한 간섭으로부터 자유로울 수 없으므로, 수학식 2는 다른 전송에 의한 간섭의 효과를 해당 링크(i,j)에서의 데이터 전송 속도로 반영한다. Equation 1 expresses the situation of resource allocation in the case where the effects of interference by other transmissions are not reflected. However, when data is transmitted in a single frequency band, since it cannot be free from interference by other transmissions, Equation 2 reflects the effect of interference by other transmissions as the data transmission speed on the link (i, j).

Figure 112007093784901-PAT00003
Figure 112007093784901-PAT00003

Φij (m)은 이벤트 m에서의 전송확률을 의미하고,

Figure 112007093784901-PAT00004
(m)은 이벤트 m에서의 전송 속도를 의미한다. SINRij (m)은 이벤트 m에서의 신호대간섭잡음비를 의미한다. SINRij (m)은 수학식 3을 통해 구할 수 있다. Φ ij (m) means transmission probability in event m,
Figure 112007093784901-PAT00004
(m) means the transmission rate in event m. SINR ij (m) means the signal-to-interference noise ratio in the event m. SINR ij (m) can be obtained through Equation 3.

Figure 112007093784901-PAT00005
Figure 112007093784901-PAT00005

수학식 3에서 Φij (m)은 m번째 이벤트에서 노드 i에서 노드 j로 데이터가 전송되는 확률을 의미한다. Pij는 링크 (i, j)에 할당된 전송 전력을 나타내며 고정된 값을 갖는다. gij는 데이터를 전송하는 노드 i와 데이터를 수신하는 노드 j 간의 이득값을 의미하며, Vj는 데이터를 수신하는 노드 j에서의 잡음의 세기를 나타낸다. 노드 i에서 노드 j로 데이터를 전송하는 경우, 그와 동시에 다른 노드에서도 데이터를 전송한다. 따라서, 노드 i와 노드 j를 제외한 나머지 노드에서 노드 i와 동시에 데이터를 전송하는 경우, 다른 노드에서의 데이터 전송에 의한 간섭을 고려해야 한다. 또한, 데이터를 수신하는 노드 j에서의 잡음을 고려해야 한다. 이러한 주변 노드의 데이터 전송에 의한 간섭과 수신 노드에서의 잡음이 수학식 3의 분모에 표 현되어 있다. In Equation 3, φ ij (m) denotes a probability that data is transmitted from node i to node j in the mth event. P ij represents the transmit power allocated to the link (i, j) and has a fixed value. g ij denotes a gain value between node i transmitting data and node j receiving data, and V j denotes the strength of noise at node j receiving data. When data is transmitted from node i to node j, data is also transmitted from other nodes at the same time. Therefore, when transmitting data simultaneously with node i in the remaining nodes except for node i and node j, interference by data transmission from other nodes should be considered. Also, consider the noise at node j receiving the data. The interference due to the data transmission of the peripheral node and the noise at the receiving node are represented in the denominator of Equation 3.

m번째 이벤트에서 노드 i에서 노드 j로 데이터를 전송하는 확률인 Φij (m)와, 노드 i와 노드 j를 연결하는 링크(i,j)에 할당된 전력 Pij를 알면, 수학식 4를 이용하여 노드 i에서의 평균 전력을 구할 수 있다. Equation 4 is obtained by knowing Φ ij (m) , which is the probability of transmitting data from node i to node j in the mth event, and the power P ij allocated to the link (i, j) connecting node i and node j. Can be used to find the average power at node i.

Figure 112007093784901-PAT00006
Figure 112007093784901-PAT00006

Pij는 링크(i,j)에서 사용되는 전력을 의미하며 고정된 값을 갖는다. Φij (m)는 전체 라우팅 시간 T 중에서 m번째 이벤트에서 노드 i에서 노드 j로 데이터를 전송하는 시간을 의미한다. 따라서, Φij (m)Pij는 전체 라우팅 시간 T 중 m번째 이벤트시에 링크(i,j)에서 사용된 평균 전력을 의미한다. 즉, Φij는 노드 i에서 노드 j로의 데이터 전송 확률임과 동시에 전력 조정 인자로서의 의미를 갖는다고 볼 수 있다. 그리고, 이를 통해 노드 i에서 사용되는 평균 전력의 크기인 Pi를 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 M1은 T1으로 데이터 a를 전송하기 위해 총 세 번의 이벤트에 걸쳐 데이터 a를 전송한다. 따라서, 세 번의 전송 확률의 합을 통해 M1에서 T1으로의 총 전송 확률을 구하고, 전송 확률을 통해 M1에서의 평균 전력 크기를 구할 수 있다.P ij means power used in the link (i, j) and has a fixed value. Φ ij (m) means a time for transmitting data from node i to node j in the mth event of the entire routing time T. Therefore, φ ij (m) P ij means the average power used in the link (i, j) at the mth event of the total routing time T. That is, φ ij can be regarded as a data transmission probability from node i to node j and has a meaning as a power adjustment factor. And, through this, it is possible to calculate P i , which is the size of average power used at node i. For example, in FIG. 3, M1 transmits data a over a total of three events to transmit data a to T1. Therefore, the total transmission probability from M1 to T1 can be obtained through the sum of three transmission probabilities, and the average power magnitude in M1 can be obtained from the transmission probabilities.

본 발명은 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 것을 목적으로 하므로, 지금부터는 각 노드에서 전송되는 데이터의 크기, 데이터 전송 이벤트의 존재 시간과 관련된 수학식 5 내지 수학식 10을 통해 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 조건을 식을 통해 살펴본다.Since the present invention aims to minimize the end-to-end time delay, from now on, it is possible to minimize the end-to-end time delay through Equations 5 to 10 related to the size of data transmitted from each node and the existence time of the data transmission event. Look at conditions using expressions.

Figure 112007093784901-PAT00007
Figure 112007093784901-PAT00007

Figure 112007093784901-PAT00008
Figure 112007093784901-PAT00008

Figure 112007093784901-PAT00009
Figure 112007093784901-PAT00009

P(s, dk )는 소스 노드(110)로부터 데이터를 전송하고자하는 목적 노드(dk)까지의 경로를 구성하는 다수의 링크의 집합을 의미한다. Iij는 노드 i와 노드 j 간에 존재하는 링크(i,j)를 통해 노드 i로부터 전송되는 데이터의 크기를 의미한다. rij는 노드 i와 노드 j간의 데이터 전송 속도를 의미하는 것으로 수학식 2를 통해 구 할 수 있다. 따라서, Iij/rij는 링크 (i,j)에서 데이터를 전송하는 시간, 다시 말해 링크 (i,j)에서의 시간 지연을 의미한다. 이러한 과정을 네트워크상에 존재하는 모든 링크에 대해 반복하는 과정이 수학식 5에 표현되어 있으며, T(s,dk)는 네트워크상의 전체 경로에서의 시간 지연을 의미한다. 따라서, 종단 간의 시간 지연을 최소화하기 위해서는 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.P (s, dk ) means a set of a plurality of links constituting a path from the source node 110 to the destination node (d k ) to which data is to be transmitted. I ij means the size of data transmitted from the node i through the link (i, j) existing between the node i and node j. r ij means the data transfer rate between the node i and node j can be obtained through equation (2). Therefore, I ij / r ij means the time for transmitting data on the link (i, j), that is, the time delay on the link (i, j). The process of repeating this process for all the links existing in the network is represented in Equation 5, where T (s, d k ) means a time delay in the entire path of the network. Therefore, in order to minimize the time delay between the end can be expressed as Equation 6.

또한, 본 발명은 네트워크 코딩을 이용하여 데이터를 전송하므로 도 2c에서 설명한 바와 같이 목적 노드로부터 1-홉 전에 있는 중간 노드가 코딩된 데이터를 목적지 노드에 동시에 전송한다. 따라서, 네트워크상의 다양한 경로에서의 시간 지연은 전부 동일하므로, 수학식 6을 수학식 7과 같이 변형할 수 있다.In addition, since the present invention transmits data using network coding, as described in FIG. 2C, an intermediate node 1-hop from the destination node simultaneously transmits coded data to a destination node. Therefore, since the time delays in the various paths on the network are all the same, Equation 6 may be modified as in Equation 7.

수학식 8 내지 수학식 10은 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 중간 노드(120 내지 123)의 전력을 구하기 위한 제약 조건을 나타낸다. Equations 8 to 10 represent constraints for obtaining the power of the intermediate nodes 120 to 123 which minimize the end-to-end time delay.

Figure 112007093784901-PAT00010
Figure 112007093784901-PAT00010

수학식 8은, 링크(i,j)의 전체 데이터 전송 확률은 전송 이벤트 각각의 확률의 합으로 구할 수 있음을 나타낸다.Equation 8 indicates that the total data transmission probability of the link (i, j) can be obtained as the sum of the probabilities of each transmission event.

Figure 112007093784901-PAT00011
Figure 112007093784901-PAT00011

수학식 9는 개별 전송 이벤트를 통해 전송되는 데이터 크기의 합이 노드 i에서 전송하고자 하는 전체 데이터의 크기와 동일함을 의미한다.Equation 9 means that the sum of the data sizes transmitted through the individual transmission events is equal to the total data size to be transmitted by the node i.

Figure 112007093784901-PAT00012
Figure 112007093784901-PAT00012

본 발명은 단일 주파수 대역의 사용을 가정하므로, 수학식 10은 노드 i에서의 데이터 전송 확률이 1을 넘을 수 없음을 의미한다. 노드 i는 인접한 다수의 노드와 연결되고, 인접한 다수의 노드와 데이터를 주고 받을 수 있다. 따라서, 노드 i로부터 노드 j로의 데이터 전송 확률과 노드 j로부터 노드 i로의 데이터 전송 확률의 합은 1을 넘을 수 없다. Since the present invention assumes the use of a single frequency band, Equation 10 means that the data transmission probability at node i cannot exceed 1. Node i is connected to a plurality of adjacent nodes and can exchange data with a plurality of adjacent nodes. Thus, the sum of the data transfer probability from node i to node j and the data transfer probability from node j to node i cannot exceed one.

수학식 1 내지 수학식 10을 통해 목적 함수인 종단 간의 시간 지연을 최소화를 달성하기 위한 조건이 정리되었고, 이를 통해 각 노드에서의 데이터 전송확률인 Φij가 종단 간의 시간 지연을 최소화하기 위한 주요 변수임이 확인되었다. 따라서, 지금부터는 주요 변수인 Φij의 관점에서 관련 식을 정리한다. 수학식 11 내지 수학식 13은 중간 노드(120 내지 123)로부터 전송된 데이터 처리 정보를 통해, 소스 노드(110)에서 I(Φij)를 계산하는 과정을 나타낸다. 여기서, 데이터 처리 정보는 각각의 중간 노드에서 전송하는 데이터의 크기, 데이터 전송 이벤트 존재 시간을 의미한다.Equations 1 to 10 summarized the conditions for achieving the end-to-end time delay, which is an objective function, so that Φ ij , the data transmission probability at each node, is a key variable for minimizing the end-to-end time delay. Was confirmed. Therefore, from now on, the relevant equations are summarized in terms of the main variable Φ ij . Equations 11 to 13 illustrate a process of calculating I (Φ ij ) at the source node 110 through data processing information transmitted from the intermediate nodes 120 to 123. Here, the data processing information means the size of data transmitted from each intermediate node and the data transmission event existence time.

Figure 112007093784901-PAT00013
Figure 112007093784901-PAT00013

노드 i에서 노드 j로의 데이터 전송은 다수의 이벤트에 걸쳐 이루어지고, 해당 이벤트에서 전송되는 데이터의 크기는 수학식 11을 통해 계산된다. I(Φij (m))는 m번째 이벤트에서 링크(i,j)를 통해 전송하는 데이터의 크기를 의미하고, Itotal은 링크 (i,j)를 통해 전송되는 전체 데이터를 의미한다. 따라서, 전체 링크 (i,j)를 통해 전송되는 전체 데이터의 크기에서, m번째 이벤트를 제외한 이벤트를 통해 전송되는 데이터의 크기의 합을 감하여 m번째 이벤트에서 전송하는 데이터의 크기인 I(Φij (m))를 산출한다.Data transmission from node i to node j is performed over a number of events, and the size of data transmitted in the event is calculated through Equation 11. I (Φ ij (m) ) refers to the size of data transmitted through the link (i, j) in the m-th event, I total means the total data transmitted through the link (i, j). Therefore, I (Φ ij) , which is the size of data transmitted in the mth event by subtracting the sum of the size of data transmitted through the event except the mth event from the size of the total data transmitted through the entire link (i, j). (m) ) is calculated.

Figure 112007093784901-PAT00014
Figure 112007093784901-PAT00014

t(Φij (m))는 m번째 이벤트의 존재 시간을 의미한다. 수학식 11을 통해 산출한 I(Φij (m))와 수학식 2를 통해 산출한

Figure 112007093784901-PAT00015
(m)를 사용하여 t(Φij(m))를 산출할 수 있다. t (Φ ij (m) ) means the existence time of the m th event. I (Φ ij (m) ) calculated through Equation 11 and calculated through Equation 2
Figure 112007093784901-PAT00015
using (m) can be calculated by the t (Φ ij (m)).

Figure 112007093784901-PAT00016
Figure 112007093784901-PAT00016

Figure 112007093784901-PAT00017
는 링크 (u,v) 간의 데이터 전송 속도를 의미한다. 네트워크상에서는 동시에 다수의 중간 노드에서 데이터를 전송한다. 따라서, 링크 (i,j)에서 m번째 이벤트로 데이터를 전송하는 경우, 이와 동시에 링크 (u,v)에서도 데이터가 전송된다. 링크 (i,j)와 링크(u,v)는 동시에 데이터를 전송하므로 데이터를 전송하는 시간은 동일하다고 볼 수 있으므로, 수학식 13을 통해 링크(u,v)에서 전송되는 데이터의 크기를 산출할 수 있다.
Figure 112007093784901-PAT00017
Is the data transfer rate between links (u, v). In a network, data is transmitted from multiple intermediate nodes at the same time. Therefore, when data is transmitted in the mth event on the link (i, j), the data is also transmitted on the link (u, v) at the same time. Since link (i, j) and link (u, v) transmit data at the same time, the data transmission time can be regarded as the same, so that the size of data transmitted on link (u, v) is calculated through Equation can do.

Figure 112007093784901-PAT00018
Figure 112007093784901-PAT00018

수학식 14는 수학식 7을 Lagrange dual function으로 표현한 것이다. M은 데이터를 전송하는 중간 노드의 개수를 의미하고, K는 데이터를 수신하는 중간 노드의 개수를 의미한다. 본 발명은 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 중간 노드(120 내지 123)의 전력을 계산하는 목적 함수를 푸는 것을 목적으로 한다. 그리고, 이와 관련된 제약 조건을 수학식 11 내지 13을 통해 표현하였다. 다수의 제약 조건을 포 함하는 목적 함수를 풀기 위하여 우선, 제약 조건을 목적 함수에 포함시키는 과정 즉, Lagrange Relaxation을 적용한다. 수학식 7에 다수의 제약 조건을 포함시키면 Lagrange dual function인 수학식 14가 만들어진다. 이때 각각의 제약 조건은 Lagrange 승수인 λ를 통해 서로 연관된다. Equation 14 expresses Equation 7 as a Lagrange dual function. M denotes the number of intermediate nodes transmitting data, and K denotes the number of intermediate nodes receiving data. The present invention aims to solve the objective function of calculating the power of intermediate nodes 120-123 that minimizes end-to-end time delay. In addition, the constraints related thereto are expressed through Equations 11 to 13. In order to solve the objective function that includes a number of constraints, first, the process of including the constraints in the objective function, that is, Lagrange Relaxation, is applied. Including a plurality of constraints in Equation 7 produces Equation 14, a Lagrange dual function. In this case, each constraint is related to each other through λ, which is a Lagrange multiplier.

Figure 112007093784901-PAT00019
Figure 112007093784901-PAT00019

수학식 15는 중간 노드(120 내지 123) 각각의 최적의 전송 확률, 다시 말해 지연 시간을 최소화하는 전송 확률을 산출한다. 여기서, Φ는 수학식 8 내지 수학식 10에서 표현된 제약 조건을 만족하는 데이터 전송 확률의 집합을 의미한다. 그러나, 수학식 15를 통해 산출되는 Φij (m)값은 본 발명에서 구하고자 하는 최적의 값과 차이(duality gap)가 있다. 이러한 duality gap을 줄이기 위한 과정이 수학식 16, 수학식 17에 표현되어 있다.Equation 15 calculates an optimal transmission probability of each of the intermediate nodes 120 to 123, that is, a transmission probability of minimizing delay time. Here, Φ means a set of data transmission probabilities satisfying the constraints expressed in Equations 8 to 10. However, Φ ij (m) value calculated through Equation 15 has a duality gap from an optimal value to be obtained in the present invention. Processes for reducing such duality gaps are represented in Equations 16 and 17.

Figure 112007093784901-PAT00020
Figure 112007093784901-PAT00020

Figure 112007093784901-PAT00021
Figure 112007093784901-PAT00021

본 발명은 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 중간 노드(120 내지 123) 각각의 전력을 산출하는 것을 목표로 한다. 그러나, 초기값으로 주어진 λ를 적용하여 산출한 Φij (m) 은 본 발명에서 구하고자 하는 최적의 값과 duality gap이 존재하므로, λ를 업데이트할 필요가 있다. 수학식 16은 duality gap을 줄이기 위한 dual 문제를 의미한다. 수학식 17은 수학식 16을 해결하기 위한 하나의 수단으로 sub-gradient method를 제시한다. 수학식 17에서 [ ]+는 [ ]내의 숫자가 0 미만인 경우 0으로 투영시킴을 의미하며. γ는 gradient step size이다. 이 과정을 통해 λ가 업데이트 되어 duality gap을 최소화할 수 있다. 수학식 17을 통해 업데이트 된 λ는 다시 수학식 15에 대입되어 Φij (m)를 산출한다. 이러한 과정을 반복적으로 수행함으로써, 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 중간 노드(120 내지 123)의 데이터 전송 확률을 산출하고, 최적의 데이터 전송 확률을 통해 중간 노드(120 내지 123)의 전력을 산출할 수 있다.The present invention aims to calculate the power of each of the intermediate nodes 120-123, which minimizes end-to-end time delay. However, φ ij (m) calculated by applying λ given as an initial value has an optimal value and a duality gap to be obtained in the present invention, and thus λ needs to be updated. Equation 16 means a dual problem to reduce the duality gap. Equation 17 suggests a sub-gradient method as one means for solving Equation 16. In Equation 17, [] + means projecting to 0 when the number in [] is less than 0. γ is the gradient step size. Through this process, λ can be updated to minimize the duality gap. Λ updated by Equation 17 is substituted into Equation 15 to yield φ ij (m) . By repeatedly performing this process, the data transmission probability of the intermediate nodes 120 to 123 which minimizes the time delay between the end points can be calculated, and the power of the intermediate nodes 120 to 123 can be calculated through the optimal data transmission probability. have.

본 발명은 분산 최적화 이론을 통해 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 중간 노드(120 내지 123) 각각의 전력을 계산하기 위한 것으로, 앞에서 설명한 과정을 간단히 요약하면 다음과 같다. The present invention is to calculate the power of each of the intermediate nodes (120 to 123) to minimize the end-to-end time delay through the distributed optimization theory, briefly summarized the process described above is as follows.

첫번째 단계로, 소스 노드(110)는 중간 노드(120 내지 123) 각각의 전력을 계산하기 위한 값인 Φij (m), λij ,u, I(Φij (m))의 값을 t=0으로 초기화한다.In a first step, the source node 110 sets the values of Φ ij (m) , λ ij , u , and I (Φ ij (m) ), which are values for calculating the power of each of the intermediate nodes 120 to 123, to t = 0. Initialize with

두번째 단계로, 소스 노드는 각각의 중간 노드(120 내지 123)로부터 전송하는 데이터의 크기, 데이터 전송 이벤트의 존재 시간과 관련된 정보를 수신하고, 수신된 정보를 통해 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 최적의 데이터 전송 확률을 산정한다. 이 과정에서 λ값은 최적의 데이터 전송 확률을 산정하기 위해 업데이트 된다. 관련식은 다음과 같다.In the second step, the source node receives information related to the size of data transmitted from each intermediate node 120 to 123, the time of existence of the data transmission event, and optimizes the end-to-end time delay through the received information. Estimate the data transmission probability. In this process, the λ value is updated to calculate the optimal data transmission probability. The relation is as follows.

If(t is not 0){If (t is not 0) {

Figure 112007093784901-PAT00022
Figure 112007093784901-PAT00022

}}

Figure 112007093784901-PAT00023
Figure 112007093784901-PAT00023

Figure 112007093784901-PAT00024
Figure 112007093784901-PAT00024

소스 노드(110)은 네트워크상에 존재하는 모든 중간 노드(120 내지 121) 각각에 대해 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 최적의 데이터 전송 확률을 구하고자 한다. 따라서, 노드 i의 데이터 전송 확률이 산출되면, 그 값을 통해 노드 i와 동시에 데이터를 전송하는 노드 u의 데이터 전송 확률을 산출한다. 관련 식은 다음과 같다.The source node 110 attempts to obtain an optimal data transmission probability for minimizing the end-to-end time delay for each intermediate node 120 to 121 existing in the network. Therefore, when the data transmission probability of node i is calculated, the data transmission probability of node u transmitting data simultaneously with node i is calculated based on the value. The related equation is as follows.

Figure 112007093784901-PAT00025
Figure 112007093784901-PAT00025

노드 i에 대해 산출된 데이터 전송 확률은 상수로서 앞의 식(*)에 대입되어 노드 u의 데이터 전송 확률을 산출하게 된다.The data transmission probability calculated for node i is substituted as a constant in the above equation (*) to calculate the data transmission probability of node u.

Figure 112007093784901-PAT00026
Figure 112007093784901-PAT00026

Figure 112007093784901-PAT00027
Figure 112007093784901-PAT00027

m번째 이벤트의 존재 시간을 통해 노드 u에서 전송되는 데이터의 크기를 산출한다.The size of data transmitted from the node u is calculated through the existence time of the m th event.

Figure 112007093784901-PAT00028
Figure 112007093784901-PAT00028

중간 노드에서의 시간 지연을 최소화하는 데이터 전송 확률을 산출하기 위해 서, subgradient method를 통해 λij ,u를 업데이트 한다. 이러한 과정은 결정 변수인 데이터 전송 확률인 Φij (m)가 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 최적의 값으로 수렴할 때까지 반복된다. To calculate the data transmission probability that minimizes the time delay at the intermediate node, update λ ij , u through the subgradient method. This process is repeated until the determinant data transmission probability φ i (m) converges to an optimal value that minimizes the end-to-end time delay.

Figure 112007093784901-PAT00029
Figure 112007093784901-PAT00029

종단 간의 시간 지연을 최소화하는 최적의 값으로 수렴된 Φij (m)를 통해 노드 i의 전력을 산출한다. 소스 노드(110)는 이러한 과정을 통해 중간 노드(120 내지 123) 각각의 전력을 계산하여, 종단 간의 시간 지연을 최소화한다.The power of node i is computed through Φ ij (m) converged to an optimal value that minimizes end-to-end time delay. The source node 110 calculates the power of each of the intermediate nodes 120 through 123 through this process, thereby minimizing the time delay between the end nodes.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 소스 노드(110)의 동작 순서를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating an operation sequence of the source node 110 according to an embodiment of the present invention.

소스 노드(110)는 네트워크 상에서 데이터를 전송하고자하는 목적 노드(130, 131)를 결정하고(S410), 해당 목적 노드(130, 131)로 데이터를 전송하기 위한 라우팅을 결정한다(S420). 라우팅이 결정되면 소스 노드(110)는 데이터를 전송한다(S430). 소스 노드(110)는 멀티홉 멀티캐스팅에 의해 목적 노드(130, 131)로 데이터를 전송하므로, 다수의 중간 노드(120 내지 123)을 거쳐 데이터를 전송하게 된다. 따라서, 소스 노드(110)는 중간 노드(120 내지 123)으로부터 데이터 처리 정보 를 수신하고(S440), 수신된 정보를 통해 종단 간의 시간 지연을 최소화하는 데이터 전송 확률을 산출하고, 산출된 최적의 데이터 전송 확률을 통해 중간 노드(120 내지 123)의 전력을 계산한다(S450). 중간 노드의 전력을 계산하는 상세한 과정은 앞에서 설명한 수학식 1 내지 수학식 17에 의한다. The source node 110 determines the destination nodes 130 and 131 to transmit data on the network (S410), and determines the routing for transmitting data to the corresponding destination nodes 130 and 131 (S420). If the routing is determined, the source node 110 transmits data (S430). Since the source node 110 transmits data to the destination nodes 130 and 131 by multi-hop multicasting, the source node 110 transmits data through a plurality of intermediate nodes 120 to 123. Accordingly, the source node 110 receives the data processing information from the intermediate nodes 120 to 123 (S440), calculates a data transmission probability of minimizing the end-to-end time delay through the received information, and calculates the optimal data. The power of the intermediate nodes 120 to 123 is calculated based on the transmission probability (S450). A detailed process of calculating the power of the intermediate node is based on Equations 1 to 17 described above.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 중간 노드의 동작 순서를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating an operation sequence of an intermediate node according to an embodiment of the present invention.

다수의 중간 노드(120 내지 123)는 송신 노드(110)로부터 수신된 데이터를 여러 홉에 걸쳐 전송하여 목적 노드(130, 131)로 전달한다. 중간 노드(120 내지 123)는 데이터를 수신하고(S510), 수신된 데이터를 코딩한다(S520). 데이터를 코딩하여 전송함으로써, 데이터 전송 횟수를 줄일 수 있으므로, 종단 간의 시간 지연을 줄일 수 있다. 중간 노드(120 내지 123)는 코딩된 데이터를 accumulated multicast를 통해 전송한다(S530). 또한, 각각의 중간 노드(120 내지 123)는 데이터 처리 정보(전송하는 데이터의 크기, 데이터 전송 이벤트의 존재 시간)를 소스 노드(110)로 전송한다(S540). The plurality of intermediate nodes 120 to 123 transmits the data received from the transmitting node 110 over several hops and transmits the data to the destination nodes 130 and 131. The intermediate nodes 120 to 123 receive data (S510) and code the received data (S520). By coding and transmitting the data, the number of data transmissions can be reduced, thereby reducing the time delay between the ends. The intermediate nodes 120 to 123 transmit the coded data through accumulated multicast (S530). In addition, each intermediate node 120 to 123 transmits data processing information (size of data to be transmitted, existence time of a data transmission event) to the source node 110 (S540).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 accumulated 멀티캐스트의 순서를 나타내는 도면으로서, 도 5의 accumulated multicast 단계를 구체적으로 설명한다.FIG. 6 is a diagram illustrating an accumulated multicast sequence according to an embodiment of the present invention, and specifically illustrates the accumulated multicast step of FIG. 5.

중간 노드(120 내지 123)는 미디엄을 공유하는 무선 전송의 특성에 의해 인접한 다수의 노드에 대해 데이터를 전송한다. 이때 인접한 다수의 노드 중 채널 상 태가 좋은(예를 들어, 간섭이 적은 채널) 노드와의 전송 속도를 기준으로 하여, 인접한 다수의 노드로 데이터를 동시에 전송한다. 중간 노드(120 내지 123)는 채널 상태가 좋은 노드로의 전송 속도를 기준으로 전송하므로, 소정의 노드에 대해서는 데이터의 일부가 전송되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 중간 노드(120 내지 123)는 데이터 전송이 미완료인 노드가 존재하는지 여부를 확인하고(S620), 전송이 미완료된 노드에 대해서는 다수의 이벤트를 통해 나머지 데이터를 전송한다(S630).Intermediate nodes 120-123 transmit data to a plurality of adjacent nodes due to the nature of radio transmissions sharing medium. In this case, data is simultaneously transmitted to a plurality of adjacent nodes based on a transmission rate with a node having a good channel state (for example, a channel having low interference) among the plurality of adjacent nodes. Since the intermediate nodes 120 to 123 transmit based on the transmission rate to the node having a good channel state, a part of data may not be transmitted to a predetermined node. Accordingly, the intermediate nodes 120 to 123 check whether there is a node whose data transmission is incomplete (S620), and transmit the remaining data through a plurality of events for the node whose transmission is incomplete (S630).

예를 들어, 도 2a에서 중간 노드 M1(120)이 인접한 노드 M3(122), T1(130)에 대해 데이터는 전송하는 경우, 채널 상태가 좋은 M3(122)로의 전송을 기준으로 하여 데이터를 전송하므로, T1(130)으로 전송하고자 하는 데이터 a 중 일부만이 전송된다. 따라서, 노드 M1은 도 2c에서 도시된 바와 같이, M3(122)가 M4(123)로 데이터를 전송하는 때에 나머지 데이터를 전송한다. 즉, M1은 2번의 이벤트를 통해 T1으로 데이터 a를 전송한다. For example, in FIG. 2A, when the intermediate node M1 120 transmits data to the adjacent nodes M3 122 and T1 130, data is transmitted based on the transmission to the M3 122 having a good channel condition. Therefore, only a part of data a to be transmitted to T1 130 is transmitted. Thus, node M1 transmits the remaining data when M3 122 transmits data to M4 123, as shown in FIG. 2C. That is, M1 transmits data a to T1 through two events.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 네트워크 코딩이 적용된 데이터 전송 시스템의 네트워크 구성도.1 is a network diagram of a data transmission system to which network coding is applied according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 의한 accumulated 멀티캐스트를 적용한 데이터 전송 시스템의 네트워크 구성도.2A to 2C are network configuration diagrams of a data transmission system applying accumulated multicast according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 데이터 전송 시스템에서의 전송 이벤트를 보여주는 네트워크 구성도.3 is a network diagram illustrating a transmission event in a data transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 소스 노드의 동작 순서도.4 is an operation flowchart of a source node according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 중간 노드의 동작 순서도.5 is an operation flowchart of an intermediate node according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 accumulated 멀티캐스트의 순서도.6 is a flowchart of accumulated multicast according to an embodiment of the present invention.

Claims (18)

멀티홉 멀티캐스팅을 이용하는 데이터 전송 시스템에 있어서,In a data transmission system using multi-hop multicasting, 데이터를 전송하고자 하는 목적 노드;A destination node to which data is to be transmitted; 상기 목적 노드를 결정하고, 상기 목적 노드까지의 라우팅을 결정하여 상기 데이터를 전송하는 소스 노드; 및A source node for determining the destination node, for determining routing to the destination node, and transmitting the data; And 수신된 데이터를 코딩하고, 상기 코딩된 데이터를 전송할 인접한 다수 노드 중 채널 상태가 좋은 노드로의 데이터 전송 속도를 기준으로 하여, 상기 인접한 다수 노드에 대해 상기 코딩된 데이터를 전송하는 다수의 중간 노드A plurality of intermediate nodes that transmit the coded data to the plurality of neighboring nodes based on a data transmission rate to the received plurality of neighboring nodes which code the received data and to which the coded data is to be transmitted. 를 포함하는 데이터 전송 시스템.Data transmission system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중간 노드는The intermediate node is 상기 인접한 다수 노드 중 채널 상태가 좋지 않은 노드로 데이터를 전송하는 경우, 상기 코딩된 데이터를 다수의 전송 이벤트를 통해 전송하는 When transmitting data to a node having a poor channel state among the plurality of adjacent nodes, transmitting the coded data through a plurality of transmission events. 데이터 전송 시스템.Data transmission system. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수의 전송 이벤트를 통해 전송되는 데이터 크기의 합은The sum of data sizes transmitted through the plurality of transmission events is 상기 중간 노드에서 전송하고자하는 전체 데이터의 크기와 동일한Equal to the size of the entire data to be transmitted in the intermediate node 데이터 전송 시스템.Data transmission system. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 소스 노드는 상기 중간 노드로부터The source node is from the intermediate node 데이터 전송 이벤트의 존재 시간, 상기 이벤트에 의해 전송되는 데이터의 크기 정보를 수집하여 상기 중간 노드의 데이터 전송 확률을 산출하고, 상기 중간 노드의 데이터 전송확률을 통해 상기 중간 노드의 전력을 계산하는The data transmission probability of the intermediate node is calculated by collecting the existence time of the data transmission event and the size information of the data transmitted by the event, and calculating the power of the intermediate node through the data transmission probability of the intermediate node. 데이터 전송 시스템.Data transmission system. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 소스 노드는 하기의 수학식에 의해 상기 중간 노드의 전력을 계산하는 The source node calculates the power of the intermediate node by the following equation 데이터 전송 시스템.Data transmission system. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00030
Figure 112007093784901-PAT00030
여기서, Pi 노드 i에서 사용되는 평균 전력의 크기, Pij는 링크(i,j)에서 사용되는 전력, Φij (m)는 m번째 이벤트에서 노드 i에서 노드 j로의 데이터 전송 확률.Where P i is The magnitude of the average power used at node i, P ij is the power used at link (i, j), and Φ ij (m) is the probability of data transfer from node i to node j in the mth event.
제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 소스 노드는 The source node is 하기의 수학식에 의해 상기 중간 노드의 데이터 전송 확률을 계산하는To calculate the data transmission probability of the intermediate node by the following equation 데이터 전송 시스템.Data transmission system. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00031
Figure 112007093784901-PAT00031
Figure 112007093784901-PAT00032
Figure 112007093784901-PAT00032
Figure 112007093784901-PAT00033
Figure 112007093784901-PAT00033
여기서, I(Φij (m))는 m번째 이벤트에서 노드 i에서 노드 j로 전송되는 데이터의 크기, Itotal은 링크 (i,j)를 통해 전송되는 전체 데이터,
Figure 112007093784901-PAT00034
(m)은 m번째 이벤트에서의 전송 속도, λ는 Lagrange 승수.
Where I (Φ ij (m) ) is the size of data transmitted from node i to node j in the mth event, I total is the total data transmitted via link (i, j),
Figure 112007093784901-PAT00034
(m) is the transmission rate in the mth event, and λ is the Lagrange multiplier.
제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 소스 노드는The source node is 하기의 수학식을 이용하여 중간 노드i의 데이터 전송 확률로부터, 상기 중간 노드 i와 동시에 데이터를 전송하는 중간 노드r의 데이터 전송 확률을 순차적으로 계산하는 By sequentially calculating the data transmission probability of the intermediate node r that transmits data simultaneously with the intermediate node i from the data transmission probability of the intermediate node i using the following equation 데이터 전송 시스템.Data transmission system. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00035
Figure 112007093784901-PAT00035
Figure 112007093784901-PAT00036
Figure 112007093784901-PAT00036
Figure 112007093784901-PAT00037
Figure 112007093784901-PAT00037
여기서, Φij (m)은 m번째 이벤트에서 노드 i의 전송확률,
Figure 112007093784901-PAT00038
(m)은 m번째 이벤트에서의 전송 속도, t(Φij (m))는 m번째 이벤트의 존재 시간, I(Φij (m))는 m번째 이벤트에서 전송하는 데이터의 크기.
Where φ ij (m) is the transmission probability of node i in the mth event,
Figure 112007093784901-PAT00038
(m) is the transmission rate in the mth event, t (Φ ij (m) ) is the existence time of the mth event, and I (Φ ij (m) ) is the size of data transmitted in the mth event.
제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 소스 노드는 The source node is Lagrange dual function을 통해 상기 중간 노드의 전송 확률을 계산하는Lagrange dual function to calculate the transmission probability of the intermediate node 데이터 전송 시스템.Data transmission system. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00039
Figure 112007093784901-PAT00039
여기서, I(Φij (m))는 m번째 이벤트에서 전송하는 데이터의 크기,
Figure 112007093784901-PAT00040
(m)은 m번째 이벤트에서의 전송 속도, λ는 Lagrange 승수.
Where I (Φ ij (m) ) is the size of data transmitted in the mth event,
Figure 112007093784901-PAT00040
(m) is the transmission rate in the mth event, and λ is the Lagrange multiplier.
제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 소스 노드는 The source node is 하기의 수학식에 의해 Lagrange 승수 λ를 업데이트하는Updating the Lagrange multiplier λ by the following equation 데이터 전송 시스템.Data transmission system. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00041
Figure 112007093784901-PAT00041
여기서, λ는 Lagrange 승수, γ는 gradient step size.Where λ is the Lagrange multiplier and γ is the gradient step size.
네트워크 코딩을 이용한 멀티홉 멀티캐스팅 방법에 있어서,In the multi-hop multicasting method using network coding, 데이터를 전송하고자 하는 목적 노드를 결정하고, 상기 목적 노드까지의 라우팅을 결정하여 상기 데이터를 전송하는 단계;Determining a destination node to which data is to be transmitted, determining routing to the destination node, and transmitting the data; 수신된 데이터를 코딩하여 인접한 다수의 노드로 전송하는 중간 노드로부터 데이터 처리 정보를 수신하는 단계; 및Receiving data processing information from an intermediate node that codes the received data and transmits the data to adjacent nodes; And 상기 수신된 데이터 처리 정보를 통해 상기 중간 노드에서의 시간 지연을 최소화하는 상기 중간 노드의 전력을 계산하는 단계Calculating power of the intermediate node that minimizes time delay at the intermediate node based on the received data processing information 를 포함하는 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multi-hop multicasting method comprising a. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 중간 노드는 The intermediate node is 상기 인접한 다수 노드 중 채널 상태가 좋은 노드로의 전송 속도를 기준으로 하여 인접한 다수의 노드로 데이터를 전송하는 Transmitting data to a plurality of adjacent nodes based on a transmission rate to a node having a good channel state among the plurality of adjacent nodes 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multihop multicasting method. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 중간 노드는The intermediate node is 상기 인접한 다수 노드 중 채널 상태가 좋지 않은 노드로 데이터를 전송하는 경우, 상기 코딩된 데이터를 다수의 전송 이벤트를 통해 전송하는 When transmitting data to a node having a poor channel state among the plurality of adjacent nodes, transmitting the coded data through a plurality of transmission events. 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multihop multicasting method. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 데이터 처리 정보는The data processing information 데이터 전송 이벤트의 존재 시간, 상기 이벤트에 의해 전송되는 데이터의 크 기 정보인The existence time of the data transmission event, the size information of the data transmitted by the event 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multihop multicasting method. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 소스 노드는 하기의 수학식에 의해 상기 중간 노드의 전력을 계산하는 The source node calculates the power of the intermediate node by the following equation 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multihop multicasting method. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00042
Figure 112007093784901-PAT00042
여기서, Pi 노드 i에서 사용되는 평균 전력의 크기, Pij는 링크(i,j)에서 사용되는 전력, Φij (m)는 m번째 이벤트에서 노드 i에서 노드 j로의 데이터 전송 확률.Where P i is The magnitude of the average power used at node i, P ij is the power used at link (i, j), and Φ ij (m) is the probability of data transfer from node i to node j in the mth event.
제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 소스 노드는 The source node is 하기의 수학식에 의해 상기 중간 노드의 데이터 전송 확률을 계산하는To calculate the data transmission probability of the intermediate node by the following equation 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multihop multicasting method. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00043
Figure 112007093784901-PAT00043
Figure 112007093784901-PAT00044
Figure 112007093784901-PAT00044
Figure 112007093784901-PAT00045
Figure 112007093784901-PAT00045
여기서, I(Φij (m))는 m번째 이벤트에서 노드 i에서 노드 j로 전송되는 데이터의 크기, Itotal은 링크 (i,j)를 통해 전송되는 전체 데이터,
Figure 112007093784901-PAT00046
(m)은 m번째 이벤트에서의 전송 속도, λ는 Lagrange 승수.
Where I (Φ ij (m) ) is the size of data transmitted from node i to node j in the mth event, I total is the total data transmitted via link (i, j),
Figure 112007093784901-PAT00046
(m) is the transmission rate in the mth event, and λ is the Lagrange multiplier.
제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 소스 노드는The source node is 하기의 수학식을 이용하여 중간 노드i의 데이터 전송 확률로부터, 상기 중간 노드 i와 동시에 데이터를 전송하는 중간 노드r의 데이터 전송 확률을 순차적으로 계산하는 By sequentially calculating the data transmission probability of the intermediate node r that transmits data simultaneously with the intermediate node i from the data transmission probability of the intermediate node i using the following equation 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multihop multicasting method. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00047
Figure 112007093784901-PAT00047
Figure 112007093784901-PAT00048
Figure 112007093784901-PAT00048
Figure 112007093784901-PAT00049
Figure 112007093784901-PAT00049
여기서, Φij (m)은 m번째 이벤트에서 노드 i의 전송확률,
Figure 112007093784901-PAT00050
(m)은 m번째 이벤트에서의 전송 속도, t(Φij (m))는 m번째 이벤트의 존재 시간, I(Φij (m))는 m번째 이벤트에서 전송하는 데이터의 크기.
Where φ ij (m) is the transmission probability of node i in the mth event,
Figure 112007093784901-PAT00050
(m) is the transmission rate in the mth event, t (Φ ij (m) ) is the existence time of the mth event, and I (Φ ij (m) ) is the size of data transmitted in the mth event.
제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 소스 노드는 The source node is Lagrange dual function을 통해 상기 중간 노드의 전송 확률을 계산하는Lagrange dual function to calculate the transmission probability of the intermediate node 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multihop multicasting method. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00051
Figure 112007093784901-PAT00051
여기서, I(Φij (m))는 m번째 이벤트에서 전송하는 데이터의 크기,
Figure 112007093784901-PAT00052
(m)은 m번째 이벤트에서의 전송 속도, λ는 Lagrange 승수.
Where I (Φ ij (m) ) is the size of data transmitted in the mth event,
Figure 112007093784901-PAT00052
(m) is the transmission rate in the mth event, and λ is the Lagrange multiplier.
제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 소스 노드는 The source node is 하기의 수학식에 의해 Lagrange 승수 λ를 업데이트하는Updating the Lagrange multiplier λ by the following equation 멀티홉 멀티캐스팅 방법.Multihop multicasting method. [수학식][Equation]
Figure 112007093784901-PAT00053
Figure 112007093784901-PAT00053
여기서, λ는 Lagrange 승수, γ는 gradient step size.Where λ is the Lagrange multiplier and γ is the gradient step size.
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