KR20100120565A - 두 개의 채널을 이용한 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치 - Google Patents

두 개의 채널을 이용한 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100120565A
KR20100120565A KR1020090039441A KR20090039441A KR20100120565A KR 20100120565 A KR20100120565 A KR 20100120565A KR 1020090039441 A KR1020090039441 A KR 1020090039441A KR 20090039441 A KR20090039441 A KR 20090039441A KR 20100120565 A KR20100120565 A KR 20100120565A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
receiver
transmitter
node
data
cts
Prior art date
Application number
KR1020090039441A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101039112B1 (ko
Inventor
최영철
윤창호
박종원
김시문
변성훈
임용곤
Original Assignee
한국해양연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양연구원 filed Critical 한국해양연구원
Priority to KR1020090039441A priority Critical patent/KR101039112B1/ko
Publication of KR20100120565A publication Critical patent/KR20100120565A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101039112B1 publication Critical patent/KR101039112B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 두개의 채널을 사용하는 에드혹 네트워크 통신 장치에 관한 것으로서, 제1주파수 대역의 제1채널을 통해 무선신호를 송/수신하는 제1송/수신기와, 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역의 제2채널을 통해 무선신호를 송/수신하는 제2 송/수신기와, 제1 및 제2 송/수신기를 통해 신호를 송신 및 수신처리하는 신호처리부를 구비하고, 제1 및 제2 송/수신기와 상기 신호처리부는 네트워크 통신을 수행하는 노드로서 역할을 수행하되, 신호처리부는 무선 통신 중계 계통 상의 이전 노드로부터 제1 송/수신기와 제2송/수신기 중 어느 하나의 송/수신기를 통해 수신된 무선 신호에 대해 수신 주소는 자신으로 되어 있고, 최종 목적지 노드가 자신이 아닌 경우 무선신호가 수신된 송/수신기와는 다른 송/수신기를 통해 다음 노드로 신호를 중계 전송하여 처리하는 매체 접속제어 프로토콜에 의해 통신을 수행한다. 이러한 에드혹 네트워크 통신 장치에 의하면, 소오스로부터 목적지까지 다중홉(multiㅡhop) 통신을 할 때 네트워크 시간지연을 크게 줄일 수 있는 장점을 제공한다. 또한 상호 다른 주파수 대역의 두 개의 채널을 모두 활용할 수 있어 다채널 히든 터미널 문제가 발생하지 않는 장점을 제공한다.
ad hoc 네트워크, 멀티채널 MAC, latency

Description

두 개의 채널을 이용한 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치{Method and Apparatus for ad hoc network medium access control protocol using two channels}
본 발명은 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 노드 상호간을 통해 상호 다른 주파수 대역의 두 개의 채널을 이용하여 통신하는 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
다수의 채널을 이용하는 다채널 매체접속제어 프로토콜은 기존의 단일 채널 프로토콜에서는 발생하지 않는 멀티 채널 히든 터미널 문제를 야기시키기 때문에, 이를 해결하면서 전체적인 네트워크 수율을 높이는 방향으로 연구되고 있다.
또한, 음파를 사용하는 수중음향 통신 네트워크의 경우에 음파의 전달 속도가 매우 느리고, 링크의 전송속도 또한 느리기 때문에 다중 홉 통신을 할 경우에 레이턴시(latency)가 매우 크고, 인공위성, 항공기, 선박 네트워크 등의 경우에는 장거리 통신으로 인하여 레이턴시(latency)가 매우 중요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 두 개의 독립된 채널을 이용하여 에드혹 네트워크에서 소오스로부터 목적지까지 데이터가 도달하기까지의 시간지연을 줄일 수 있는 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 에드혹 네트워크 통신장치는 제1주파수 대역의 제1채널을 통해 무선신호를 송/수신하는 제1송/수신기와; 상기 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역의 제2채널을 통해 무선신호를 송/수신하는 제2 송/수신기와; 상기 제1 및 제2 송/수신기를 통해 신호를 송신 및 수신처리하는 신호처리부;를 구비하고, 상기 제1 및 제2 송/수신기와 상기 신호처리부는 네트워크 통신을 수행하는 노드로서 역할을 수행하되, 상기 신호처리부는 무선 통신 중계 계통 상의 이전 노드로부터 상기 제1 송/수신기와 상기 제2송/수신기 중 어느 하나의 송/수신기를 통해 수신된 무선 신호에 대해 수신 주소는 자신으로 되어 있고, 최종 목적지 노드가 자신이 아닌 경우 상기 무선신호가 수신된 송/수신기와는 다른 송/수신기를 통해 다음 노드로 신호를 중계 전송하여 처리하는 매체 접속제어 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.
바람직하게는 상기 신호 처리부는 상기 이전노드로부터 상기 제1송/수신기를 통해 RTS 메시지를 수신하면, 상기 제2송/수신기를 통해서 다음 노드에게 RTS 메시 지를 전송하고 상기 제1송/수신기를 통해서 상기 이전 노드에게 CTS 메시지를 송신하며, 상기 이전 노드가 CTS 메시지를 성공적으로 수신하면 상기 제1송/수신기를 통해서 상기 이전 노드로부터 데이터를 수신하고 상기 제2 송/수신기를 통해서 다음 노드로부터 CTS 메시지를 수신하면 상기 이전 노드로부터 받은 데이터를 다음 노드로 전달한다.
또한, 상기 신호처리부는 상기 제1송/수신기를 통해서 이전 노드로부터 수신된 RTS 메시지의 목적지 주소가 자신의 주소와 일치하지 않으면 상기 제1송/수신기는 수신 대기 상태를 유지하고, 목적지 주소가 자신의 주소와는 일치하되 전송할 데이터의 최종 목적지가 자신이 아니면 RTS 메지시를 보낸 이전 노드와 CTS 송신 및 데이터 수신을 진행하고 이전 노드로부터 받은 데이터를 전달하기 위하여 다음 노드와 RTS 및 CTS 교환 및 데이터 송신을 진행하고, 수신 주소가 최종 목적지이면 RTS 메지시를 보낸 이전 노드와 CTS 송신 및 데이터를 수신한다.
상기 신호처리부는 RTS 메시지를 송신한 이전노드에 상기 제1송/수신기를 통해서 CTS 메시지를 송신하고, 데이터가 도착하기까지 걸리는 시간을 추정하여 데이터 수신을 위하여 기다릴 수 있는 제1최대 대기 시간(Te)을 계산하며, 현재 대기 시간(Tw1)이 상기 제1최대 대기시간(Te)를 넘지 않을 때까지는 데이터 수신이 시작되기를 기다리고, 현재 대기시간(Tw1)이 상기 제1최대 대기시간(Te)을 초과했을 때 미리 정해진 CTS 재전송 최대 횟수(Nc)를 초과하지 않았다면 이전 노드에 CTS를 재전송하고 데이터 수신까지 기다릴 수 있는 제2최대 대기 시간(Tcts)를 계산하며, 이전노드로부터 데이터 수신 대기 시간 (Tw3)이 상기 제2최대 대기시간(Tcts)을 넘 지 않을 때까지 데이터 수신이 시작되기를 기다리고, 상기 데이터 수신 대기시간(Tw3)이 상기 제2최대 대기시간(Tcts)을 초과하면 CTS 재전송 횟수(Mc)를 1 증가시키며, 상기 재전송횟수(Mc)가 상기 CTS 재전송 최대 횟수(Nc)보다 커지면 더 이상 CTS 재전송 하지 않고, 이웃 노드들에 이전 노드와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 상기 제1송/수신기를 수신 대기 상태로 유지하며, 대기 시간(Te) 이내에 데이터가 이전노드로부터 도착하거나 CTS 재전송 과정에서 제2최대 대기시간(Tcts) 이내에 데이터를 수신하기 시작하면 데이터 수신이 완료된 후에 이웃 노드들에게 이전노드와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 제1송/수신기를 수신 대기 상태로 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치에 의하면, 소오스로부터 목적지까지 다중홉(multiㅡhop) 통신을 할 때 네트워크 시간지연을 크게 줄일 수 있는 장점을 제공한다. 또한 상호 다른 주파수 대역의 두 개의 채널을 모두 활용할 수 있어 다채널 히든 터미널 문제가 발생하지 않는 장점을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 본 발명에 따른 에드혹 네트워크 통신장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 에드혹 네트워크 통신 장치를 나타내 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 에드혹 네트워크 통신 장치(10)는 제1 및 제2 송/수신기(11)(12)와 신호 처리부(20)를 구비한다.
제1 송/수신기(11)는 제1 제1주파수 대역의 제1채널(CH1)을 통해 무선신호를 송/수신한다.
제2 송/수신기(12)는 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역의 제2채널(CH2)을 통해 무선신호를 송/수신한다.
제1 및 제2송/수신기(11)(12)는 수중에서 사용되는 경우 음파를 수신하고 송신하는 음파 송/수신기가 적용된다.
신호 처리부(20)는 제1 및 제2 송/수신기(11)(12)를 통해 신호를 송신 및 수신처리한다.
신호처리부(20)는 무선 통신 중계 계통 상의 이전 노드로부터 제1 송/수신기(11)와 제2송/수신기(12) 중 어느 하나의 송/수신기(11)(12)를 통해 수신된 무선 신호에 대해 수신 주소는 자신으로 되어 있고, 최종 목적지 노드가 자신이 아닌 경우 무선신호가 수신된 송/수신기(11)(12)와는 다른 송/수신기(12)(11)를 통해 다음 노드로 신호를 중계 전송하여 처리하는 매체 접속제어 프로토콜에 의해 통신을 수행한다.
즉, 신호처리부(20)는 무선 통신 중계 계통 상의 이전 노드로부터 제1 송/수신기(11)를 통해 수신된 무선 신호에 대해 수신 주소는 자신으로 되어 있고, 최종 목적지 노드가 자신이 아닌 경우 무선신호가 수신된 제1송/수신기(11)와는 다른 제2송/수신기(12)를 통해 다음 노드로 신호를 중계 전송하여 처리한다.
또한, 신호처리부(20)는 무선 통신 중계 계통 상의 이전 노드로부터 제2 송/수신기(12)를 통해 수신된 무선 신호에 대해 수신 주소는 자신으로 되어 있고, 최 종 목적지 노드가 자신이 아닌 경우 무선신호가 수신된 제2송/수신기(12)와는 다른 제1송/수신기(11)를 통해 다음 노드로 신호를 중계 전송하여 처리한다.
여기서 제1 및 제2 송/수신기(11)(12)와 신호 처리부(20)는 하나의 통신 단위 유니트를 구성하며 이후에 설명되는 통신 네트워크에서 노드로서의 기능을 한다.
이러한 노드로서 기능하는 통신장치(10)에서 신호처리부(20)는 전달경로 상의 중계노드 들이 이전 노드로부터 제1채널(CH1) 즉, 제1송/수신기(11)를 통해서 데이터를 수신하면 제2채널(CH2) 즉, 제2송/수신기(12)를 통해서 다음 노드로 데이터를 전달하고, 중계 노드들이 이전노드로부터 제2채널(CH2) 즉, 제2송/수신기(12)를 통해서 데이터를 수신하면 제1채널(CH!) 즉, 제1송/수신기(11)를 통해서 다음 노드로 데이터를 전달한다.
이와 같이 상호 다른 주파수 대역에서 통신을 수행하는 제1 및 제2채널(CH1)(CH2)을 교대로 사용하면, 종단-종단 간의 레이턴시(latency)를 크게 줄일 수 있다.
이하에서는 이러한 통신장치(10)에 대해 노드로 명명하여 설명한다.
노드로서 기능하는 통신장치(10) 각각은 통신 네트워크 상에서 미리 설정된 라우팅 프로토콜에 따라 통신을 수행한다.
도 1에서와 같이 에드혹 네트워크를 형성하고 있는 본 노드(10)가 제1송/수신기(11)를 통해 이전 노드로부터 송신 요청 제어신호(RTS;Request to Send) 메시지를 수신하면 제2송/수신기(12)를 통해서는 그 다음 노드에게 RTS 메시지를 전송 하고 동시에 제1송/수신기(11)를 통해서는 이전 노드에게 송신허락 제어신호(CTS;clear to send)를 송신한다. 이전 노드가 CTS 메시지를 성공적으로 수신하면 제1송/수신기(11)를 통해서 링크 예약이 완료되고, 이전 노드로부터 데이터(DATA)를 수신하게 된다. 또한, 제2송/수신기(12)를 통해서 다음 노드로부터 CTS 메시지를 수신하면 다음 노드와 링크 예약이 완료되고 이전 노드로부터 받은 데이터를 다음 노드로 전달한다.
이러한 매체접속제어 프로토콜은 전달 경로 상의 모든 노드를 중심으로 미리 미리 링크 예약을 진행함으로써 데이터가 멈춤없이 전달될 수 있다. 이것은 기존의 매체접속제어 프로토콜은 기능적 측면에서 라우팅 프로토콜이 정해준 목적지(1-hop 이웃 노드)와의 데이터 전송 문제를 다루지만, 본 발명은 자신을 기준으로 전달 경로 상의 이전/다음 노드까지 3개의 노드를 동시에 고려함으로써 전송 지연을 최소화 하기 위해서 보내고자 하는 하나의 경로에 집중하는 것이다.
이하에서는 본 통신장치(10)가 이전노드와 다음노드 사이에서 통신을 수행하는 과정을 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 참고로 도 3에서 이전노드에 대해서는 ORG로 다음노드에 대해서는 NH로 명기하였다.
먼저, 제1송/수신기(11)가 제1채널(CH1)을 통해 RTS 메시지를 수신하면(단계 101), 통신 준비가 완료됐는지를 판단한 다음(단계 102), RTS 메시지의 목적지 주소가 내 자신의 주소와 일치하는지 확인을 한다(단계 103).
단계 103에서 RTS 메시지의 목적지 주소가 내 자신의 주소와 일치하지 않으면 제1송/수신기(CH1)(11)은 수신 대기 상태로 돌아가고(단계 105), 일치하면 내 주소가 데이터의 최종 목적지인지를 확인한다(단계 104).
단계 104에서 자신이 최종 목적지라면 그 다음에 데이터를 전달할 필요가 없으므로 내가 최종 목적지인지 여부에 따라서 처리 과정이 달라진다.
단계 104에서 자신이 최종 목적지가 아니라면 RTS 메지시를 보낸 이전 노드와 링크 예약 및 데이터 수신을 진행하면서 동시에 받은 데이터를 전달하기 위하여 다음 노드와 링크 예약 및 데이터 송신을 진행한다.
단계 104에서 자신이 최종 목적지라면 RTS 메지시를 보낸 이전 노드와 링크 예약 및 데이터 수신만 진행하면된다.
이를 더욱 상세하게 살펴보면,
단계 104에서 자신이 최종 목적지라면, RTS 메시지를 송신한 이전 노드(ORG)에 제1송/수신기(11)의 제1채널(CH1)을 통해서 CTS 메시지를 송신하고, 갑작스런 채널 상태의 악화 등의 이유로 인하여 이전노드(ORG)가 CTS 메시지를 제대로 수신할 수 없는 경우도 있으므로 무한정 이전노드(ORG)로부터 데이터가 도착하기까지 기다리는 것이 아니라, 도착하기까지 걸리는 시간을 추정하여 데이터 수신을 위하여 기다릴 수 있는 제1최대 대기 시간(Te)을 계산한다(단계 111).
제1최대 대기 시간(Te)을 계산한 이후에는 데이터 수신이 시작되었는지 확인한다(단계 112).
단계 112에서 데이터 수신이 되지 않았다고 판단되면 현재 대기 시간(Tw1)이 제1최대 대기시간(Te)을 초과했는지를 판단하고(단계 113), 초과하였으면, CTS 재전송 여부를 결정한다.
즉, 단계 113에서 현재 대기 시간(Tw1)이 제1최대 대기시간(Te)을 초과했다고 판단되면 미리 정해진 CTS 재전송 횟수(Nc)를 초과하였는지를 판단하고(단계 114), 초과하지 않았다면, 이전노드(ORG)에 CTS를 재전송하고, 데이터 수신까지 기다릴 수 있는 제2 최대 대기 시간(Tcts)를 계산한다(단계 115).
단계 115이후 데이터 수신이 시작됐는지를 판단하고(단계 116), 데이터 수신이 시작되지 않았으면, 수신 대기 시간(Tw3)이 제2최대 대기시간(Tcts)을 넘지 않았는지를 판단한다(단계 117).
단계 117에서 수신대기시간(Tw3)이 제2최대 대기시간(Tcts)을 초과한 것으로 판단되면 CTS 재전송 횟수(Mc)를 1 증가시키고(단계 118), 다시 CTS 재전송 여부를 결정하기 위해 단계 114로 복귀한다.
단계 114에서 Mc가 Nc보다 커지면 더 이상 CTS 재전송을 하지않고 이전노드(ORG)와의 링크가 유효하지 않은 것으로 판단하고 이웃 노드들에 이전노드(ORG)와 링크 예약 파기 메시지를 전송하여 다른 이웃 노드들로부터 메시지를 수신할 수 있도록 하고(단계 119), 제1송/수신기(11)를 수신 대기 상태로 한다.
여기에서, 제1최대 대기시간(Te)은 소오스(source) 노드로부터 자신까지 경로 전체에 대한 시간 지연을 고려하여 계산되지만, 제2최대 지연시간(Tcts)은 이전노드(ORG)와의 1-hop만을 고려하여 계산된다. 제1최대 대기 시간(Te) 이내에 데이터가 이전노드(ORG)로부터 도착하거나 CTS 재전송 과정에서 제2최대 대기시간(Tcts) 이내에 데이터를 수신하기 시작하면 데이터 수신이 완료됐는지를 판단하고(단계 120), 데이터 수신이 완료된 후에 이웃 노드들에게 이전노드(ORG)와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 제1송/수신기(11)를 수신 대기 상태로 한다.
한편, 단계 104에서 자신이 최종 목적지가 아니라면, 앞서 설명된 111단계 이후의 과정을 수행함과 아울러 라우팅 테이블(RT)을 이용하여 다음 노드(NH)를 결정하고(단계 201), 결정된 다음노드(NH)에 제2송/수신기(12)의 제2채널(CH2)를 통해 다음 노드(NH)에 RTS 메시지를 송신하고(단계 203), 다음 노드(NH)로부터 CTS 메시지를 받을 때까지 기다릴 수 있는 제3최대 대기 시간(Trts)를 계산한다(단계 203).
단계 203 이후에는 CTS 메시지가 수신됐는지를 판단하고(단계 204), 수신되지 않았다고 판단되면, CTS 메시지 수신 대기 시간(Tw2)이 제3최대 대기시간(Trts)을 초과하였는지를 판단한다(단계 205).
단계 205에서 CTS 메시지 수신 대기 시간(Tw2)이 제3최대 대기시간(Trts)을 초과했다고, 판단되면 현재까지의 재전송 횟수(Mr)가 미리 정해진 RTS 재전송 횟수(Nr) 이내 인지를 판단하고(단계 206), 이내이면 재전송하고(단계 207), 재전송횟수(Mr)를 1증가시킨다(단계 208).
이와는 다르게 단계 206에서 현재까지의 재전송 횟수(Mr)가 미리 정해진 RTS 재전송 횟수(Nr)를 초과한 것으로 판단되면, 다음 노드(NH)와의 링크가 유효하지 않은 것으로 판단하고 이웃 노드들에 다음 노드(NH)와의 링크 예약 파기 메시지를 전송하여 다른 이웃 노드들로부터 메시지를 수신할 수 있도록 하고(단계 209), 제2 송/수신기(120) 즉 제2채널(CH2)에 대해 수신 대기 상태로 한다(단계 210).
또한, 단계 204에서 다음노드(NH)로부터 CTS 메시지를 수신한 것으로 판단되 면, 제1송/수신기(11) 즉, 제1채널을 통해서 수신한 데이터 양(Drx)이 제2송/수신기(12)를 이용하여 데이터 송신을 시작하기 위하여 필요한 최소 데이터 양(Dreq)보다 큰 지 확인한다(단계 211). 단계 211에서 수신한 데이터 양(Drx)이 최소 데이터 양(Dreq)보다 작으면 Drx가 Dreq보다 커질 때까지 기다려야하는데, 이전노드(ORG)와 제1채널 즉, 제1송/수신기(11)의 링크가 유효한지 확인하여(단계 212), 유효한 경우에는 Drx가 Dreq보다 커질 때까지 기다리고, 유효하지 않으면 이웃 노드에 다음 노드(NH)와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 제2송/수신기(12)를 수신 대기 상태로 한다.
또한, 단계 211에서 Drx가 Dreq보다 커지면 다음 노드(NH)에 데이터 전송을 시작하고(단계 213), 데이터 전송이 완료됐는지를 판단하여(단계 214), 완료 되었으면 이웃 노드에 다음 노드(NH)와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 제2송/수신기(12)를 수신 대기 상태로 한다.
N-hop 통신의 경우에, 본 발명에 의한 매체접속제어 프로토콜의 시간 지연과, IEEE 802.11과 같은 일반적인 RTS/CTS 교환 방식과, N-hop을 1-hop으로 통신할 경우와의 지연 시간을 계산하여 비교해보자. 비교의 편리성을 위하여, 소오스(source)노드로부터 목적지(destination) 노드까지 등간격으로 N-hop 통신을 한다고 가정하고, 네트워크 상의 모든 노드가 통신을 하지 않고 대기 상태에 있으며 패킷 손실은 발생하지 않는다고 가정하자. 그러면 IEEE 802.11과 같이 한 개의 하프 듀플렉스(half-duplex) 모뎀을 탑재하고 있는 경우에 RTS/CTS 교환 방식은 소오스(source)로부터 목적지(destination)까지 RTS/CTS/DATA 전달이 총 N번 발생하므 로, 도달하는데 걸리는 시간은 다음과 같다.
N x (RTS+CTS+DATA) + N x LINK
여기에서 RTS, CTS, DATA는 각각 RTS, CTS, DATA가 1-hop 통신 거리를 전파하는데 소요되는 시간으로서 다음과 같이 표시된다.
Figure 112009027243135-PAT00001
RTS, CTS, DATA가 전달되는데 걸리는 시간은 모두 같지만, 각각 몇 번 발생하는지 표시하기 위해서 서로 다른 이름으로서 표시하였다. 한편 LINK는 데이터를 링크에 싣는데 걸리는 시간으로서 다음과 같이 표시된다.
Figure 112009027243135-PAT00002
1-hop 통신에 필요한 총 데이터 양은 RTS 패킷 길이, CTS 패킷 길이,전달하고자 하는 DATA 패킷 길이를 모두 합한 것이고, 전송 속도는 링크의 전송 속도이다.
만약 N-hop을 1-hop으로 통신을 한다면 링크에 데이터를 한 번만 싣는 경우가 되므로, 소오스(source)로부터 목적지(destination)까지 도달하는데 걸리는 시간은 다음과 같다.
N x (RTS+CTS+DATA) + LINK
본 발명에 따른 매체접속제어 프로토콜을 적용하면, 중계 노드가 이전 노드와 RTS/CTS 교환을 하고 데이터를 받으면서 이미 다음 노드와도 RTS/CTS 교환이 완료되어 링크 예약이 되어 있는 상태이므로 소오스(source)로부터 목적 지(destination)까지 도달하는데 걸리는 시간은 다음과 같다.
RTS + CTS + NxDATA + LINK
처음에 소오스(source) 노드와 그 다음 노드가 링크 예약을 위해서 RTS/CTS 교환을 하고 나면 나머지는 데이터 수신과 링크 예약이 동시에 진행이 되므로 이상적으로는 위와 같이 시간 지연을 겪는다. 따라서 본 발명에 따른 매체접속제어 프로토콜은 N-hop 통신을 1-hop 통신으로 하는 것보다도 작은 시간 지연이 발생하는 큰 장점을 가지고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에드혹 네트워크 통신 장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 네트워크를 구성하고 있는 노드의 수가 충분할 경우에 전달 경로에 대한 예를 나타내 보인 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 에드혹 네트워크 통신 과정을 나타내 보인 플로우도이다.

Claims (9)

  1. 제1주파수 대역의 제1채널을 통해 무선신호를 송/수신하는 제1송/수신기와;
    상기 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역의 제2채널을 통해 무선신호를 송/수신하는 제2 송/수신기와;
    상기 제1 및 제2 송/수신기를 통해 신호를 송신 및 수신처리하는 신호처리부;를 구비하고,
    상기 제1 및 제2 송/수신기와 상기 신호처리부는 네트워크 통신을 수행하는 노드로서 역할을 수행하되, 상기 신호처리부는 무선 통신 중계 계통 상의 이전 노드로부터 상기 제1 송/수신기와 상기 제2송/수신기 중 어느 하나의 송/수신기를 통해 수신된 무선 신호에 대해 수신 주소는 자신으로 되어 있고, 최종 목적지 노드가 자신이 아닌 경우 상기 무선신호가 수신된 송/수신기와는 다른 송/수신기를 통해 다음 노드로 신호를 중계 전송하여 처리하는 매체 접속제어 프로토콜에 의해 통신을 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 에드혹 네트워크 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 이전노드로부터 상기 제1송/수신기를 통해 RTS 메시지를 수신하면, 상기 제2송/수신기를 통해서 다음 노드에게 RTS 메시지를 전송하고 상기 제1송/수신기를 통해서 상기 이전 노드에게 CTS 메시지를 송신하며, 상기 이전 노드가 CTS 메시지를 성공적으로 수신하면 상기 제1송/수신기를 통해서 상기 이전 노드로부터 데이터를 수신하고 상기 제2 송/수신기를 통해서 다음 노드로부터 CTS 메시지를 수신하면 상기 이전 노드로부터 받은 데이터를 다음 노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 에드혹 네트워크 통신장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부는
    상기 제1송/수신기를 통해서 이전 노드로부터 수신된 RTS 메시지의 목적지 주소가 자신의 주소와 일치하지 않으면 상기 제1송/수신기는 수신 대기 상태를 유지하고, 목적지 주소가 자신의 주소와는 일치하되 전송할 데이터의 최종 목적지가 자신이 아니면 RTS 메지시를 보낸 이전 노드와 CTS 송신 및 데이터 수신을 진행하고 이전 노드로부터 받은 데이터를 전달하기 위하여 다음 노드와 RTS 및 CTS 교환 및 데이터 송신을 진행하고, 수신 주소가 최종 목적지이면 RTS 메지시를 보낸 이전 노드와 CTS 송신 및 데이터를 수신하는 것을 특징으로하는 에드혹 네트워크 통신장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 신호처리부는
    RTS 메시지를 송신한 이전노드에 상기 제1송/수신기를 통해서 CTS 메시지를 송신하고, 데이터가 도착하기까지 걸리는 시간을 추정하여 데이터 수신을 위하여 기다릴 수 있는 제1최대 대기 시간(Te)을 계산하며, 현재 대기 시간(Tw1)이 상기 제1최대 대기시간(Te)를 넘지 않을 때까지는 데이터 수신이 시작되기를 기다리고, 현재 대기시간(Tw1)이 상기 제1최대 대기시간(Te)을 초과했을 때 미리 정해진 CTS 재전송 최대 횟수(Nc)를 초과하지 않았다면 이전 노드에 CTS를 재전송하고 데이터 수신까지 기다릴 수 있는 제2최대 대기 시간(Tcts)를 계산하며, 이전노드로부터 데이터 수신 대기 시간 (Tw3)이 상기 제2최대 대기시간(Tcts)을 넘지 않을 때까지 데이터 수신이 시작되기를 기다리고, 상기 데이터 수신 대기시간(Tw3)이 상기 제2최대 대기시간(Tcts)을 초과하면 CTS 재전송 횟수(Mc)를 1 증가시키며, 상기 재전송횟수(Mc)가 상기 CTS 재전송 최대 횟수(Nc)보다 커지면 더 이상 CTS 재전송 하지 않고, 이웃 노드들에 이전 노드와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 상기 제1송/수신기를 수신 대기 상태로 유지하며, 대기 시간(Te) 이내에 데이터가 이전노드로부터 도착하거나 CTS 재전송 과정에서 제2최대 대기시간(Tcts) 이내에 데이터를 수신하기 시작하면 데이터 수신이 완료된 후에 이웃 노드들에게 이전노드와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 제1송/수신기를 수신 대기 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 에드혹 네트워크 통신장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 신호처리부는
    라우팅 프로토콜에 의해서 다음 노드가 정해지면 상기 제2송/수신부를 통해 다음 노드에 RTS 메시지를 송신하고 다음노드로부터 CTS 메시지를 받을 때까지 기다릴 수 있는 제3최대 대기 시간(Trts)을 계산하여 CTS 메시지 수신 대기 시간(Tw2)이 상기 제3최대 대기 시간(Trts)을 넘지 않을 때까지는 CTS 메시지 수신을 기다리고 CTS 메시지 수신 대기시간(Tw2)이 상기 제3최대 대기시간(Trts)을 초과하면 RTS 재전송 횟수(Mr)가 미리 정해진 RTS 재전송 최대 횟수(Nr)보다 작으면 RTS 메시지를 재전송하고 재전송횟수(Mr)를 1 증가시키며, 상기 RTS 최대 전송횟수(Nr) 만큼의 RTS 재전송후에도 다음노드로부터 CTS를 받지 못하면 이웃 노드들에 다음노드와의 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 상기 제2송/수신기를 수신 대기 상태로 처리하는 것을 특징으로 하는 에드혹 네트워크 통신장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신호처리부는
    상기 RTS 재전송 과정에서 상기 제3최대 대기시간(Trts) 이내에 다음노드로부터 CTS 메시지를 수신하면 상기 제1송/수신기를 통해서 이전노드로부터 수신한 데이터 양(Drx)이 상기 제2송/수신기를 이용하여 다음노드로 데이터 송신을 시작하기 위하여 필요한 최소 데이터 양(Dreq)보다 작으면 이전노드와 자신의 상기 제1송/수신기를 통한 링크가 유효한 경우에는 수신한 데이터양(Drx)이 상기 최소 데이터양(Dreq)보다 커질 때까지 기다리고, 유효하지 않으면 이웃 노드에 다음노드와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 상기 제2송/수신기를 수신 대기 상태로 유지하며, 수신한 데이터양(Drx)이 상기 최소 데이터양(Dreq)보다 커지면 다음노드에 데이터 전송을 시작하고, 데이터 전송이 완료되면 이웃 노드에 다음노드와 링크 예약 파기 메시지를 전송하고 상기 제2송/수신기를 수신 대기 상태로 처리하는 것을 특징으로하는 에드혹 네트워크 통신장치.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서,
    상기 제1 및 제2송/수신기는 음파를 송신 및 수신하는 음파 송/수신기 인 것을 특징으로 하는 에드혹 네트워크 통신장치.
  8. 제1주파수 대역의 제1채널을 통해 무선신호를 송/수신하는 제1송/수신기와, 상기 제1주파수 대역과 다른 제2주파수 대역의 제2채널을 통해 무선신호를 송/수신하는 제2 송/수신기와, 상기 제1 및 제2 송/수신기를 통해 신호를 송신 및 수신처리하는 신호처리부를 갖는 통신장치 상호간의 네트워크 통신을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 제1 및 제2 송/수신기와 상기 신호처리부는 네트워크 통신을 수행하는 노드로서 역할을 수행하되, 상기 신호처리부는 무선 통신 중계 계통 상의 이전 노드로부터 상기 제1 송/수신기와 상기 제2송/수신기 중 어느 하나의 송/수신기를 통해 수신된 무선 신호에 대해 수신 주소는 자신으로 되어 있고, 최종 목적지 노드가 자신이 아닌 경우 상기 무선신호가 수신된 송/수신기와는 다른 송/수신기를 통해 다음 노드로 신호를 중계 전송하여 처리하는 매체 접속제어 프로토콜에 의해 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 에드혹 네트워크 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서, 노드 역할을 하는 상기 통신장치는 상기 이전노드로부터 상기 제1송/수신기를 통해 RTS 메시지를 수신하면, 상기 제2송/수신기를 통해서 다음 노드에게 RTS 메시지를 전송하고 상기 제1송/수신기를 통해서 상기 이전 노드에게 CTS 메시지를 송신하며, 상기 이전 노드가 CTS 메시지를 성공적으로 수신하면 상기 제1송/수신기를 통해서 상기 이전 노드로부터 데이터를 수신하고 상기 제2 송/수신기를 통해서 다음 노드로부터 CTS 메시지를 수신하면 상기 이전 노드로부터 받은 데이터를 다음 노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 에드혹 네트워크 통신 방법.
KR1020090039441A 2009-05-06 2009-05-06 두 개의 채널을 이용한 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치 KR101039112B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090039441A KR101039112B1 (ko) 2009-05-06 2009-05-06 두 개의 채널을 이용한 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090039441A KR101039112B1 (ko) 2009-05-06 2009-05-06 두 개의 채널을 이용한 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100120565A true KR20100120565A (ko) 2010-11-16
KR101039112B1 KR101039112B1 (ko) 2011-06-03

Family

ID=43406114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090039441A KR101039112B1 (ko) 2009-05-06 2009-05-06 두 개의 채널을 이용한 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101039112B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101474727B1 (ko) * 2013-04-23 2014-12-22 중앙대학교 산학협력단 데이터 전송 시스템
CN108243446A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 中国移动通信集团浙江有限公司 一种网络通信问题判定处理方法及装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080026238A (ko) * 2006-09-20 2008-03-25 삼성전자주식회사 무선 네트워크에서의 지향성 안테나를 이용한 데이터 전송방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101474727B1 (ko) * 2013-04-23 2014-12-22 중앙대학교 산학협력단 데이터 전송 시스템
CN108243446A (zh) * 2016-12-27 2018-07-03 中国移动通信集团浙江有限公司 一种网络通信问题判定处理方法及装置
CN108243446B (zh) * 2016-12-27 2021-07-13 中国移动通信集团浙江有限公司 一种网络通信问题判定处理方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101039112B1 (ko) 2011-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guo et al. A propagation-delay-tolerant collision avoidance protocol for underwater acoustic sensor networks
Chirdchoo et al. MACA-MN: A MACA-based MAC protocol for underwater acoustic networks with packet train for multiple neighbors
US7751776B2 (en) Wireless communication device and method for communication using frame
JP5031033B2 (ja) 協調ｍａｃプロトコルにおける自動パートナー選択
US8830861B2 (en) Wireless communication method and apparatus for transmitting and receiving frame through relay
US20060268797A1 (en) Distributed medium access protocol for wireless mesh networks
JP4118699B2 (ja) 無線通信方法および無線通信システム
KR20060066617A (ko) 메시 네트워크에서 ａｃｋ 전송 시에 레이턴시를 단축하는방법 및 시스템
KR101644867B1 (ko) 데이터 송신 방법 및 데이터 포워딩 방법, 장치, 및 시스템
US9072112B2 (en) Medium access control for wireless networks
JP2009077401A (ja) マルチホップ中継ネットワークの中継局の制御方法及び装置
KR102220689B1 (ko) 소스 장치, 데스티네이션 장치 및 릴레이 장치의 통신 방법
JP2007208830A (ja) 無線中継方法
Kebkal et al. D-MAC: Hybrid media access control for underwater acoustic sensor networks
JP2919293B2 (ja) パケット通信方式
JP2009130790A (ja) 無線通信システム、無線中継方法、基地局装置および中継局装置
KR101039112B1 (ko) 두 개의 채널을 이용한 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치
JP2013026651A (ja) 無線通信システム
EP2386149B1 (en) Method and system for communication in a wireless network
JP5481345B2 (ja) 無線局
JP5617929B2 (ja) 無線局、通信システムおよび通信方法
KR101909488B1 (ko) 무선 네트워크에 대한 매체 접근 제어
JP2009165008A (ja) 無線端末装置及び無線基地局装置
JP7156147B2 (ja) 信号転送システム、信号転送装置、経路制御装置および信号転送方法
KR101039855B1 (ko) 에드혹 네트워크 통신 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140313

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160401

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170403

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190402

Year of fee payment: 9