KR20110064151A - 애드혹 네트워크 노드 및 그것의 동작 방법 그리고 애드혹 네트워크의 데이터 전송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 애드혹 네트워크 노드의 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 애드혹 네트워크 노드의 동작 방법은 송신 데이터가 존재하는지 판별하는 단계, 송신 데이터를 중계 전송 및 직접 전송할 때의 잔여 수명(life time)을 판별하는 단계, 그리고 판별된 잔여 수명에 기반하여 중계 전송 및 직접 전송 여부를 판별하는 단계로 구성된다.

Description

애드혹 네트워크 노드 및 그것의 동작 방법 그리고 애드혹 네트워크의 데이터 전송 방법{AD HOC NETWORK NODE, OPERATING METHOD OF THE SAME AND DATA TRANSFER METHOD OF AD HOC NETWORK}

본 발명은 네트워크에 관한 것으로, 더 상세하게는 애드혹 네트워크 노드 및 그것의 동작 방법, 그리고 애드혹 네트워크의 데이터 전송 방법에 관한 것이다.

무선 네트워크는 알로하(ALOHA) 네트워크로부터 시작된다. 알로하 네트워크는 하와이를 둘러싸고 있는 섬들과 통신하기 위해 하와이 대학에 의해 구성된 네트워크이다. 무선 네트워크는 기간망이 있는(infrastructured) 네트워크 및 기간망이 없는(infrastructureless) 네트워크를 포함한다.

기간망이 있는 네트워크는 베이스 스테이션(base station) 또는 액세스 포인트(AP, access point)와 같이 고정되고 유선으로 연결된 기간 시설에 기반하여 구성되는 네트워크를 의미한다.

기간망이 없는 네트워크는 베이스 스테이션 및 액세스 포인트(AP)와 같은 기간 시설에 기반하지 않고, 무선 이동 단말들에 기반하여 구성되는 네트워크를 의미한다. 애드혹(Ad hoc) 네트워크는 기간망이 없는 네트워크 중 하나이다. 애드혹(Ad hoc) 네트워크는 무선 통신이 가능한 노드들이 상호 통신을 통해 네트워크를 구성하는 자율적 구조의 네트워크이다. 애드혹(Ad hoc) 네트워크에서, 네트워크 노드들은 상호간의 통신에 기반하여 토폴로지(topology)를 구성한다.

본 발명의 목적은 애드혹(Ad hoc) 네트워크의 수명(life time)을 최적화하는 애드혹(Ad hoc) 네트워크 노드 및 그것의 동작 방법, 그리고 애드혹 네트워크의 데이터 전송 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 애드혹(Ad hoc) 네트워크 노드의 동작 방법은, 송신 데이터가 존재하는지 판별하는 단계; 상기 송신 데이터를 중계 전송 및 직접 전송할 때의 잔여 수명(life time)을 판별하는 단계; 그리고 상기 판별된 잔여 수명에 기반하여, 중계 전송 및 직접 전송 여부를 판별하는 단계를 포함한다.

실시 예로서, 상기 중계 전송 및 직접 전송 여부를 판별하는 단계는, 상기 판별된 잔여 수명에 기반하여, 상기 송신 데이터의 중계 전송 시간을 각각 판별하는 단계를 포함한다.

실시 예로서, 상기 중계 전송 시간을 판별하는 단계는 상기 네트워크 노드 및 중계 노드의 잔여 수명이 평준화되도록 상기 중계 전송 시간을 설정하는 단계를 포함한다.

실시 예로서, 상기 중계 전송 및 직접 전송할 때의 잔여 수명을 판별하는 단계는, 잔여 에너지를 검출하는 단계; 상기 송신 데이터를 직접 전송할 때의 제 1 에너지 소비율을 검출하는 단계; 상기 송신 데이터를 이웃 노드를 통해 중계 전송할 때의 제 2 에너지 소비율을 검출하는 단계; 상기 검출된 잔여 에너지와 상기 검 출된 제 1 및 제 2 에너지 소비율들을 이웃 노드에 송신하는 단계; 상기 송신 데이터가 상기 이웃 노드를 통해 중계 전송될 때의 잔여 수명을 상기 이웃 노드로부터 수신하는 단계; 그리고 상기 수신된 잔여 수명을 상기 중계 전송 및 직접 전송할 때의 잔여 수명으로 판별하는 단계를 포함한다.

실시 예로서, 상기 제 1 및 제 2 에너지 소비율들은 적어도 두 개의 이웃 노드들에 송신되고, 상기 적어도 두 개의 이웃 노드들로부터 수신된 잔여 수명들에 기반하여, 상기 적어도 두 개의 이웃 노드들 중 하나가 중계 노드로 선택된다.

실시 예로서, 상기 송신 데이터가 존재하지 않으면, 송신 준비 메시지가 수신되는지 판별하고, 상기 송신 준비 메시지에 기반하여 상기 네트워크 노드가 중계 노드로 동작할 때의 잔여 수명을 판별하고, 그리고 상기 판별된 잔여 수명을 전송하는 단계를 더 포함한다.

실시 예로서, 상기 전송된 잔여 수명에 따른 중계 노드 선택 메시지가 수신되는지 판별하는 단계; 그리고 상기 수신된 중계 노드 선택 메시지에 기반하여, 중계 노드로 동작하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 애드혹 네트워크 노드는, 송신 데이터가 존재하는지 판별하도록 구성되는 송신 데이터 관리부; 잔여 에너지를 검출하도록 구성되는 에너지 관리부; 그리고 상기 송신 데이터를 직접 전송할 때의 제 1 에너지 소비율 및 중계 전송할 때의 제 2 에너지 소비율을 검출하도록 구성되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 검출된 잔여 에너지와 상기 검출된 제 1 및 제 2 에너지 소비율들에 기반하여 중계 전송 및 직접 전송을 수행할 때의 잔여 수명(life time) 및 중계 전송 시간을 판별하고, 그리고 상기 판별된 잔여 수명 및 중계 전송 시간에 기반하여 상기 송신 데이터의 중계 전송 및 직접 전송 여부를 판별한다.

실시 예로서, 상기 판별된 잔여 수명 및 중계 전송 시간에 기반하여 상기 제어부의 제어 하에, 상기 송신 데이터 중 일부는 중계 전송되고 나머지는 직접 전송된다.

본 발명의 실시 예에 따른 애드 혹(Ad hoc) 네트워크의 데이터 전송 방법은, 소스 노드 및 목표 노드를 판별하는 단계; 중계 노드의 후보 노드를 판별하는 단계; 상기 소스 노드 및 상기 후보 노드의 잔여 수명(life time)이 평준화되는 중계 전송 시간 및 잔여 수명을 판별하는 단계; 그리고 상기 판별된 중계 전송 시간 동안 중계 전송을 수행하고, 나머지 시간 동안 직접 전송을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 송신 데이터가 전송될 때 네트워크 노드 및 중계 노드의 잔여 수명(life time)이 평준화된다. 따라서, 애드혹 네트워크의 수명이 최적화된다.

이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호를 이용하여 인용될 것이다. 유사한 구성 요소들은 유사한 참조 번호들을 이용하여 인용될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 애드혹(Ad hoc) 네트워크(100)를 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1의 애드혹 네트워크(100)의 제 1 및 제 3 내지 제 5 네트워크 노드들(n1, n3~n5) 사이의 거리 정보를 보여주는 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 내지 제 6 네트워크 노드들(n1~n6)이 애드혹 네트워크(100)를 구성한다.

애드혹 네트워크(100)는 무선 통신이 가능한 노드들이 상호 통신을 통해 네트워크를 구성하는 자율적 구조의 네트워크이다. 즉, 제 1 내지 제 6 노드들(n1~n6)은 무선 통신이 가능한 장치들이다. 예를 들면, 제 1 내지 제 6 노드들(n1~n6) 각각은 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, UMPC (Ultra Mobile PC), 넷북(net-book), PDA (Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone) 등과 같이, 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치들 중 하나일 것이다.

예시적으로, 제 1 내지 제 6 네트워크 노드들(n1~n6) 각각은 상호간의 통신 범위 내에 위치하는 것으로 가정하자. 이때, 애드혹 네트워크(100) 내의 특정 네트워크 노드(예를 들면, 제 5 네트워크 노드(n5))는 나머지 네트워크 노드들(예를 들면, 제 1 내지 제 4 네트워크 노드들(n1~n4) 및 제 6 네트워크 노드(n6))과 통신할 수 있다. 예시적으로, 제 5 네트워크 노드(n5)는 데이터를 전송하는 소스 노드이고, 제 1 네트워크 노드(n1)는 데이터가 전송되는 목표 노드인 것으로 가정한다.

제 5 네트워크 노드(n5)는 두 가지 방법 중 하나를 이용하여 제 1 네트워크 노드(n1)와 통신할 수 있다. 첫 번째로, 제 5 네트워크 노드(n5)는 다른 네트워크 노드들(n2~n4, n6)을 경유하여 제 1 네트워크 노드(n1)와 통신할 수 있다. 즉, 제 5 네트워크 노드(n5)는 제 1 네트워크 노드(n1)와 중계 통신을 수행할 수 있다. 두 번째로, 제 5 네트워크 노드(n5)는 제 1 네트워크 노드(n1)와 직접 통신할 수 있다.

통신 거리가 길어질수록, 데이터 전송을 수행하기 위한 전력 소모는 증가한다. 따라서, 소스 노드(n5) 및 이웃 노드들(n2~n4, n6) 사이의 거리에 기반하여, 중계 노드가 선택될 것이다.

예를 들면, 소스 노드(n5) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리를 기준 거리로 가정한다. 그리고, 소스 노드(n5)로부터 목표 노드(n1)로 데이터가 직접 전송될 때의 에너지 소모량을 기준 소모량으로 가정한다. 중계 노드 및 소스 노드(n5) 사이의 거리가 기준 거리보다 길면, 소스 노드(n5)로부터 중계 노드로 데이터가 전송될 때의 에너지 소모량은 기준 소모량보다 크다. 중계 노드 및 소스 노드(n5) 사이의 거리가 기준 거리보다 짧으면, 소스 노드(n5)로부터 중계 노드로 데이터가 전송될 때의 에너지 소모량은 기준 소모량보다 작다. 따라서, 중계 전송이 수행될 때, 이웃 노드들 중 소스 노드(n5)와의 거리가 기준 거리보다 짧은 노드가 중계 노드로 선택될 것이다.

중계 노드 및 목표 노드(n5) 사이의 거리가 기준 거리보다 길면, 중계 노드로부터 목표 노드(n1)로 데이터가 전송될 때의 에너지 소모량은 기준 소모량보다 크다. 중계 노드 및 목표 노드(n5) 사이의 거리가 기준 거리보다 짧으면, 중계 노드로부터 목표 노드(n1)로 데이터가 전송될 때의 에너지 소모량은 기준 소모량보다 작다. 따라서, 중계 전송이 수행될 때, 이웃 노드들 중 목표 노드(n1)와의 거리가 기준 거리보다 짧은 노드가 중계 노드로 선택될 것이다.

소스 노드(n5) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리는 제 3 거리(d3) 이다.

제 3 네트워크 노드(n3) 및 소스 노드(n5) 사이의 거리는 제 1 거리(d1) 이며, 제 3 거리(d3) 보다 짧다. 또한, 제 3 네트워크 노드(n3) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리는 제 2 거리(d2) 이며, 제 3 거리(d3) 보다 짧다. 따라서, 제 3 네트워크 노드(n3)는 중계 노드로 선택될 수 있다.

제 4 네트워크 노드(n4) 및 소스 노드(n5) 사이의 거리는 제 4 거리(d4) 이며, 제 3 거리(d3) 보다 짧다. 또한, 제 4 네트워크 노드(n4) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리는 제 5 거리(d5) 이며, 제 3 거리(d3) 보다 짧다. 따라서, 제 4 네트워크 노드(n4)는 중계 노드로 선택될 수 있다.

즉, 소스 노드(n5)로부터 목표 노드(n1)로 데이터가 전송될 때, 제 3 및 제 4 네트워크 노드들(n3, n4) 중 하나가 중계 노드로 선택될 수 있다. 중계 노드가 선택되면, 소스 노드(n5)로부터 전송되는 데이터는 중계 노드를 통해 목표 노드(n1)로 전달될 것이다.

소스 노드(n5)는 세 가지 통신 경로들 중 하나를 선택하여, 목표 노드(n1)로 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들면, 소스 노드(n5)는 제 3 네트워크 노드(n3)를 중계 노드로 선택하는 제 1 통신 경로(P1), 직접 통신하는 제 2 통신 경로(P2), 그 리고 제 4 네트워크 노드(n4)를 중계 노드로 선택하는 제 3 통신 경로(P3) 중 하나를 선택하여, 제 1 네트워크 노드(n1)로 데이터를 전송할 수 있다.

제 5 네트워크 노드(n5)가 제 3 네트워크 노드(n3)를 통해 제 1 네트워크 노드(n1)에 데이터를 중계 전송할 때, 제 3 및 제 5 네트워크 노드들(n3, n5)의 에너지가 소모된다. 제 5 네트워크 노드(n5)가 제 3 네트워크 노드(n3)로 데이터를 전송할 때, 제 5 네트워크 노드(n5)의 에너지가 소모된다. 제 5 네트워크 노드(n5)의 데이터 전송에 따른 에너지 소모는 제 1 거리(d1)에 대응한다.

제 3 네트워크 노드(n3)가 제 5 네트워크 노드(n5)로부터 데이터를 수신할 때, 제 3 네트워크 노드(n3)의 에너지가 소모된다. 그리고, 제 3 네트워크 노드(n3)가 제 1 네트워크 노드(n1)로 데이터를 전송할 때, 제 3 네트워크 노드(n3)의 에너지가 소모된다. 제 3 네트워크 노드(n3)의 데이터 전송에 따른 에너지 소모는 제 2 거리(d2)에 대응한다.

제 3 네트워크 노드(n3)의 데이터 중계에 따른 에너지 소모는 데이터 수신에 따른 에너지 소모 및 데이터 송신에 따른 에너지 소모를 포함한다. 예시적으로, 데이터 수신에 따른 에너지 소모는 제 3 네트워크 노드(n3)의 수신기의 동작 전력에 따라 판별되며, 일정한 값을 가질 것이다. 따라서, 제 3 네트워크 노드(n3), 즉 중계 노드의 데이터 중계에 따른 에너지 소모는 제 2 거리(d2), 즉 데이터 전송 거리에 따라 결정될 것이다. 즉, 제 3 네트워크 노드(n3), 즉 중계 노드의 데이터 중계에 따른 에너지 소모는 제 2 거리(d2), 즉 데이터 전송 거리에 대응하는 것으로 이해될 수 있다.

제 5 네트워크 노드(n5)가 제 1 네트워크 노드(n1)에 데이터를 직접 전송할 때, 제 5 네트워크 노드(n5)의 에너지가 소모된다. 이때, 제 5 네트워크 노드(n5)의 데이터 전송에 따른 에너지 소모는 제 3 거리(d3)에 대응한다.

제 5 네트워크 노드(n5)가 제 4 네트워크 노드(n4)를 통해 제 1 네트워크 노드(n1)에 데이터를 중계 전송할 때, 제 4 및 제 5 네트워크 노드들(n4, n5)의 에너지가 소모된다. 제 3 및 제 5 네트워크 노드들(n3, n5)을 참조하여 설명된 바와 마찬가지로, 제 5 네트워크 노드(n5)의 데이터 전송에 따른 에너지 소모는 제 4 거리(d4)에 대응하며, 제 4 네트워크 노드(n4)의 데이터 중계에 따른 에너지 소모는 제 5 거리(d5)에 대응할 것이다.

즉, 중계 전송이 수행될 때, 에너지 소모는 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)로 분산된다. 직접 전송이 수행될 때, 에너지 소모는 소스 노드(n5)로 집중된다. 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 에너지 소모를 고려하여, 중계 전송이 선택적으로 수행될 것이다.

예시적으로, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명이 평준화되도록, 중계 전송 및 직접 전송이 수행된다. 예를 들면, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명이 평준화되도록, 송신 데이터의 일부는 중계 전송되며 나머지는 직접 전송된다.

소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명이 평준화되면, 데이터 전송으로 인한 에너지 소모량이 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 에너지량에 기반하여 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)에 분배되는 것으로 이해될 수 있다. 또는, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명이 평준화되면, 데이터 전송 시에 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 총 에너지가 모두 사용되는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 데이터 전송 시에 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명이 평준화되면, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4) 사이의 채널 유지 시간이 최대화된다.

예시적으로, 제 5 네트워크 노드(n5)가 소스 노드이고, 제 3 및 제 4 네트워크 노드들(n3, n4) 중 하나가 중계 노드로 선택되는 것으로 가정되었다. 그러나, 네트워크 노드들(n1~n6) 중 어느 네트워크 노드든 소스 노드 또는 중계 노드로 선택될 수 있다. 즉, 데이터 전송 시에, 소스 노드 및 중계 노드의 잔여 수명이 평준화되면, 애드혹 네트워크(100)의 네트워크 노드들(n1~n6)의 잔여 수명들이 평준화될 것이다. 따라서, 애드혹 네트워크(100)의 네트워크 노드들(n1~n6) 사이의 채널 유지 시간이 최대화되며, 애드혹 네트워크(100)의 수명이 최적화된다.

네트워크 노드들(n1~n6) 각각은 정보 테이블을 포함한다. 소스 노드로 동작하는 네트워크 노드(n1)는 소스 노드 정보 테이블을 생성한다. 중계 노드의 후보 노드로 선택되는 네트워크 노드들(n3, n4)은 중계 노드 정보 테이블을 생성한다. 소스 노드 정보 테이블 및 중계 노드 정보 테이블에 기반하여, 평준화된 잔여 수명 및 중계 전송 시간(또는 중계 전송량)이 판별된다. 판별된 수명 및 중계 전송 시간에 기반하여, 중계 전송이 수행된다.

도 3은 소스 노드 정보 테이블을 보여준다. 소스 노드 정보 테이블은 소스 노드(SN), 이웃 노드(NN), 목표 노드(DN), 직접 전송 소모율(DTP), 중계 전송 소모 율(RTP), 그리고 잔여 에너지(E) 항목들을 포함한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 소스 노드(n5)는 네트워크 노드들(n1~n6) 사이의 거리에 기반하여, 중계 노드의 후보 노드들로서 제 3 및 제 4 네트워크 노드들(n3, n4)을 검출한다. 즉, 이웃 노드(NN) 항목은 제 3 및 제 4 네트워크 노드들(n3, n4)을 포함한다.

소스 노드(n5)의 데이터 전송 목표 노드는 제 1 노드(n1)이다. 따라서, 목표 노드(DN) 항목은 제 1 노드(n1)를 포함한다.

직접 전송 소모율(DTP)은, 소스 노드(n5)가 목표 노드(DN)로 데이터를 직접 전송할 때, 소스 노드(n5)의 에너지 소모율을 나타낸다. 예시적으로, 직접 전송 소모율(DTP)은 소스 노드(n5) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리(d3)에 기반하여 판별된다. 소스 노드(n5) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리가 길어질수록 직접 전송 소모율(DTP)은 증가하며, 소스 노드(n5) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리가 짧아질수록 직접 전송 소모율(DTP)은 감소한다. 예시적으로, 직접 전송 소모율(DTP)은 10인 것으로 기재되어 있다. 그러나, 도 3에 기재된 직접 전송 소모율(DTP)은 간결한 설명을 위한 예시적인 수치이며, 한정되지 않는다.

중계 전송 소모율(RTP)은 소스 노드(n5)가 중계 전송을 수행할 때의 에너지 소모율을 나타낸다. 중계 전송 소모율(RTP)은 소스 노드(n5) 및 이웃 노드들(n3, n4) 사이의 거리들(d1, d4)에 기반하여 각각 판별된다. 소스 노드(n5) 및 이웃 노드들(n3, n4) 사이의 거리가 길어질수록 중계 전송 소모율(RTP)은 증가하며, 소스 노드(n5) 및 이웃 노드들(n3, n4) 사이의 거리가 짧아질수록 중계 전송 소모율(RTP)은 감소한다.

예시적으로, 소스 노드(n3)가 제 3 네트워크 노드(n3)를 통해 중계 전송을 수행할 때의 중계 전송 소모율(RTP)은 5인 것으로 기재되어 있다. 그리고, 소스 노드(n3)가 제 4 네트워크 노드(n4)를 통해 중계 전송을 수행할 때의 중계 전송 소모율(RTP)은 2인 것으로 기재되어 있다. 중계 전송 소모율(RTP)에 대응하는 수치들은 간결한 설명을 위한 예시적인 수치이며, 한정되지 않는다.

잔여 에너지(E)는 소스 노드(n5)의 잔여 에너지를 나타낸다. 예시적으로, 소스 노드(n5)의 잔여 에너지(E)는 60인 것으로 도시되어 있다. 잔여 에너지(E)에 대응하는 수치는 간결한 설명을 위한 예시적인 수치이며, 한정되지 않는다.

상술한 바와 같이, 중계 노드의 후보인 이웃 노드들(n3, n4), 소스 노드(n5) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리, 그리고 소스 노드(n5) 및 이웃 노드들(n3, n4) 사이의 거리에 기반하여, 도 3의 정보 테이블이 생성될 수 있다. 즉, 소스 노드(n5)는 목표 노드(n1) 및 이웃 노드들(n3, n4)과의 거리에 기반하여, 정보 테이블을 생성할 수 있다. 예시적으로, 거리 정보는 통신 지연, 통신 품질, 통신 에너지 소모 등과 같은 파라미터들에 기반하여 검출될 것이다. 예를 들면, 네트워크 노드들(n1~n6) 사이에서 데이터가 교환될 때, 네트워크 노드들(n1~n6) 사이의 거리가 판별될 것이다. 예를 들면, 네트워크 노드가 애드혹 네트워크(100)에 등록될 때, 제어 메시지가 교환될 것이다. 교환되는 제어 메시지에 기반하여, 새로 등록된 네트워크 노드 및 기존 네트워크 노드들 사이의 거리가 판별될 것이다.

도 3의 정보 테이블에 기반하여, 소스 노드(n5)의 잔여 수명이 계산될 수 있 다. 예를 들면, 직접 전송을 수행할 때의 소스 노드(n5)의 잔여 수명은 잔여 에너지(E)를 직접 전송 소모율(DTP)로 나눈 값에 대응한다. 중계 전송을 수행할 때의 소스 노드(n5)의 잔여 수명은 잔여 에너지(E)를 중계 전송 소모율(RTP)로 나눈 값에 대응한다.

도 4는 중계 노드 정보 테이블들을 보여준다. 중계 노드 정보 테이블들은 각각 소스 노드(SN), 목표 노드(DN), 중계시 소모율(RP), 비중계시 소모율(nRP), 그리고 잔여 에너지(En) 항목들을 포함한다.

소스 노드(SN) 및 목표 노드(DN) 항목은 도 3을 참조하여 설명된 바와 동일하다. 따라서, 상세한 설명은 생략된다.

중계시 소모율(RP)은 중계 노드의 후보 노드(n3 또는 n4)가 소스 노드(n5)로부터의 데이터를 목표 노드(n1)로 중계 전송할 때, 후보 노드(n3 또는 n4)의 에너지 소모율을 나타낸다. 예시적으로, 중계시 소모율(RP)은 후보 노드(n3 또는 n4) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리, 그리고 중계 노드의 데이터 수신에 따른 에너지 소모율, 즉 중계 노드의 수신기의 에너지 소모율에 기반하여 판별된다. 후보 노드(n3 또는 n4) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리가 길어지면 중계시 소모율(RP)은 증가하며, 후보 노드(n3 또는 n4) 및 목표 노드(n1) 사이의 거리가 짧아지면 중계시 소모율(RP)은 감소한다.

예시적으로, 제 3 네트워크 노드(n3)의 중계시 소모율(RP)은 4이며 제 4 네트워크 노드(N4)의 중계시 소모율(RP)은 3인 것으로 기재되어 있다. 그러나, 중계시 소모율(RP)에 대응하는 수치들은 간결한 설명을 위한 예시적인 수치들이며, 한 정되지 않는다.

비중계시 소모율(nRP)은 후보 노드(n3 또는 n4)가 소스 노드(n5)로부터의 데이터를 목표 노드(n1)로 중계 전송하지 않을 때, 후보 노드(n3 또는 n4)의 에너지 소모율을 나타낸다. 예를 들면, 비중계시 소모율(nRP)은 후보 노드(n3 또는 n4)의 동작 전력에 의한 에너지 소모율, 후보 노드(n3 또는 n4)를 소스 노드로 하는 데이터 전송에 의한 에너지 소모율 등을 포함할 것이다.

예시적으로, 제 3 네트워크 노드(n3)의 비중계시 소모율(nRP)은 1이며, 제 4 네트워크 노드(n4)의 비중계시 소모율(nRP)은 2인 것으로 기재되어 있다. 그러나, 비중계시 소모율(nRP)에 대응하는 수치들은 간결한 설명을 위한 예시적인 수치들이며, 한정되지 않는다.

잔여 에너지(En)는 후보 노드들(n3, n4) 각각의 잔여 에너지를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 소스 노드(n5), 후보 노드(n3 또는 n4) 및 목표 노드 사이의 거리에 기반하여, 도 4의 정보 테이블이 판별될 수 있다. 즉, 중계 노드의 후보 노드(n3 또는 n4)는 목표 노드(n1)와의 거리에 기반하여 정보 테이블을 형성할 수 있다. 형성된 정보 테이블에 기반하여, 후보 노드들(n3, n4) 각각의 잔여 수명이 계산될 수 있다.

중계 전송을 수행할 때, 후보 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명은 잔여 에너지(En)를 중계시 소모율(RP)로 나눈 값에 대응한다. 중계 전송을 수행하지 않을 때, 후보 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명은 잔여 에너지(En)를 비중계시 소모율(nRP)로 나눈 값에 대응한다.

도 5는 잔여 수명 및 중계 전송 시간을 판별하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 도 5에서, 가로 축은 시간을 나타내며, 세로 축은 소스 노드(n5) 및 후보 노드(n3 또는 n4)의 에너지를 나타낸다. 즉, 도 5는 네트워크 노드의 에너지의 시간에 따른 변화를 보여준다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 소스 노드(n5)가 직접 전송을 수행할 때의 에너지 소모율(DTP)은 중계 전송을 수행할 때의 에너지 소모율(RTP) 보다 높다. 그리고, 중계 노드(n3 또는 n4)의 중계 시의 에너지 소모율(RP)은 비중계시의 에너지 소모율(nRP) 보다 높다. 따라서, 중계 전송 및 직접 전송이 복합적으로 수행되면, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명들이 평준화될 수 있다.

도 5에서, 제 1 시간(T1)에 도달할 때까지, 중계 전송이 수행된다. 중계 전송 구간에서, 소스 노드(n5)의 에너지 소모율은 중계 전송 소모율(RTP)이며 중계 노드(n3 또는 n4)의 에너지 소모율은 중계시 소모율(RP)이다. 제 1 시간(T1) 후에, 직접 전송이 수행된다. 직접 전송 구간에서, 소스 노드(n5)의 에너지 소모율은 직접 전송 소모율(DTP)이며 중계 노드(n3 또는 n4)의 에너지 소모율은 비중계시 소모율(nRP) 이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 소스 노드(n5)의 에너지 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 에너지가 같은 시점(T2)에 소진되도록 제 1 시간(T1)이 설정될 수 있다. 제 1 시간(T1) 동안 중계 전송이 수행되고, 이후에 직접 전송이 수행되면, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 에너지는 제 2 시간(T2)에서 함께 소진된다. 즉, 제 1 시간(T1) 및 제 2 시간(T2)이 산출되는 시점에서, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명은 평준화된다.

제 1 시간을 판별하기 위하여, 소스 노드(n5)는 소스 노드 정보 테이블(도 3 참조)을 후보 노드들(n3, n4)에 전송한다. 소스 노드(n5)로부터 수신되는 소스 노드 정보 테이블 및 후보 노드들(n3, n4) 각각의 중계 노드 정보 테이블(도 4 참조)에 기반하여, 제 1 시간(T1)이 판별될 수 있다. 제 1 시간(T1)은 수학식 1에 의해 산출된다.

수학식 1에 의해 계산된 제 1 시간(T1)은 중계 전송 시간을 나타내며, 제 2 시간(T2)은 소스 노드(n5) 및 이웃 노드(n3 또는 n4)의 평준화된 잔여 수명을 나타낸다.

즉, 소스 노드(n5)가 소스 노드 정보 테이블을 후보 노드(n3 또는 n4)에 전송하면, 후보 노드(n3 또는 n4)는 제 1 시간(T1) 및 제 2 시간(T2)을 계산할 수 있다. 즉, 중계 전송 시간(T1) 및 평준화된 잔여 수명이 계산될 수 있다. 후보 노드(n3 또는 n4)가 중계 노드로 선택되면, 제 1 시간(T1) 까지 중계 전송이 수행되고, 이후에 직접 전송이 수행될 것이다. 즉, 소스 노드 정보 테이블 및 중계 노드 정보 테이블에 기반하여, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3 또는 n4)의 잔여 수명 이 평준화된다.

중계 노드의 후보 노드들이 둘 이상 존재할 때, 소스 노드(n5)는 둘 이상의 후보 노드들(n3, n4)에 소스 노드 정보 테이블을 전송한다. 후보 노드들(n3, n4)은 각각 제 1 시간(T1) 및 제 2 시간(T2)을 계산하여 소스 노드(n5)에 전송한다. 소스 노드(n5)는 후보 노드들(n3, n4) 중 가장 긴 제 2 시간(T2)을 전송한 후보 노드를 중계 노드로 선택할 것이다. 그리고, 선택된 중계 노드(n3 또는 n4)로부터 수신된 제 1 시간(T1) 동안 중계 전송을 수행하고, 이후에 직접 전송을 수행할 것이다.

도 2, 도 3, 그리고 수학식 1에 기반하면, 후보 노드들(n3, n4) 중 제 3 네트워크 노드(n3)를 통해 중계 전송이 수행될 때, 제 1 시간(T1)은 88/7 로 계산되며 제 2 시간(T2)은 86/7로 계산된다. 그리고, 후보 노드들(n3, n4) 중 제 4 네트워크 노드(n4)를 통해 중계 전송이 수행될 때, 제 1 시간(T1)은 40/13 으로 계산되며 제 2 시간(T2)은 110/13 으로 계산된다.

제 3 네트워크 노드(n3)에 대응하는 제 2 시간(T2), 즉 평준화된 잔여 수명이 제 4 네트워크 노드(n4)에 대응하는 제 2 시간(T2), 즉 평준화된 잔여 수명보다 길다. 따라서, 제 3 네트워크 노드(n3)가 중계 노드로 선택되면, 소스 노드(n5) 및 중계 노드(n3) 사이의 채널 유지 시간이 증가한다. 따라서, 애드혹 네트워크(100)의 수명이 최적화된다.

예시적으로, 소스 노드(n5)는 후보 노드들(n3, n4)의 제 2시간(T2), 즉 평준화된 잔여 수명에 기반한 확률적 방법에 따라, 중계 노드를 선택한다. 평준화된 잔여 수명에 기반한 확률적 방법에 의하면, 이동성 등과 같은 불확실성에 따른 문 제가 방지될 수 있다.

예시적으로, 후보 노드들(n3, n4)의 제 2 시간들(T2)이 내림차순으로 정렬될 것이다. 정렬된 제 2 시간들(T2)에 가중치들(W1, W2)이 가중된다. 예를 들면, 정렬된 제 2 시간들(T2)에 가중치들(W1, W2)이 각각 곱해질 것이다. 예시적으로, 가중치들(W1, W2)은 양수이며, 가중치들의 합(W1+W2)은 1이 되도록 가중치들(W1, W2)이 선택된다.

후보 노드들(n3, n4) 중 제 3 네트워크 노드(n3)가 중계 노드로 선택되는 확률(P1)은 수학식 2로 정의될 수 있다.

P1 = T2(n3) * W1 / (T2(n3) * W1 + T2(n4) * W2))

여기에서, T2(n3)는 제 3 네트워크 노드(n3)의 제 2 시간(T2)이고, T2(n4)는 제 4 네트워크 노드(n4)의 제 2 시간(T2)을 나타냄.

후보 노드들(n3, n4) 중 제 4 네트워크 노드(n4)가 중계 노드로 선택되는 확률(P2)은 수학식 3으로 정의될 수 있다.

P2 = T2(n4) * W1 / (T2(n3) * W1 + T2(n4) * W2)

여기에서, T2(n3)는 제 3 네트워크 노드(n3)의 제 2 시간(T2)이고, T2(n4)는 제 4 네트워크 노드(n4)의 제 2 시간(T2)을 나타냄.

가중치는 애드혹 네트워크(100)의 불확실성에 따라 가변될 수 있다. 예를 들면, 애드혹 네트워크(100)의 네트워크 노드들(n1~n6)이 고정된 네트워크 노드들 인 경우, 불확실성은 최소화된다. 이때, 제 1 가중치(W1)의 값이 1로 설정된다. 이때, 후보 노드들(n3, n4) 중 가장 긴 제 2 시간(T2)을 전송한 후보 노드가 중계 노드로 선택될 것이다.

애드혹 네트워크(100)의 네트워크 노드들(n1~n6)이 이동하는 네트워크 노드들인 경우, 불확실성이 존재한다. 이때, 후보 노드들(n3, n4)에 가중되는 가중치들(W1, W2)은 균일한 값들로 설정된다. 따라서, 후보 노드들(n3, n4)의 제 2 시간들(T2)의 비율에 따라, 중계 노드가 선택될 것이다.

도 5에서, 중계 전송이 수행된 후에 직접 전송이 수행되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 직접 전송이 수행된 후에 중계 전송이 수행되도록 응용될 수 있다.

이웃 노드로부터 수신되는 제 1 시간(T1)은 중계 전송이 수행되는 시간이다. 제 1 시간(T1)은 소스 노드 및 이웃 노드의 잔여 에너지량의 비율을 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 예시적으로, 제 1 시간(T1)이 기준값보다 짧을 때, 즉 소스 노드의 잔여 에너지량 및 이웃 노드의 잔여 에너지량의 비율이 기준값보다 낮을 때, 소스 노드는 이웃 노드를 중계 노드로 선택하지 않을 것이다.

상술한 바와 같이, 데이터 전송 시에, 소스 노드 및 중계 노드의 잔여 수명이 평준화되도록 중계 전송량 및 직접 전송량이 설정된다. 또한, 중계 노드의 후보 노드들 중 평준화된 잔여 수명이 긴 후보 노드가 중계 노드로 선택된다. 따라서, 애드혹 네트워크(100)의 수명이 최적화된다.

도 6은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 네트워크 노드(ni)주는 블록도이 다. 도 6을 참조하면, 네트워크 노드(예를 들면, n5)는 에너지 관리부(10), 송신 데이터 관리부(20), 송수신부(30), 그리고 제어부(40)를 포함한다.

에너지 관리부(10)는 제어부(40)의 제어에 응답하여 동작한다. 에너지 관리부(10)는 네트워크 노드(n5)의 잔여 에너지(E)를 모니터하도록 구성된다. 에너지 관리부(10)는 잔여 에너지(E)의 양을 제어부(40)에 제공한다.

송신 데이터 관리부(20)는 제어부(40)의 제어에 응답하여 동작한다. 송신 데이터 관리부(20)는 통신 큐(queue)를 포함한다. 예를 들면, 네트워크 노드(n5)가 전송할 송신 데이터는 송신 데이터 관리부(20)의 통신 큐에 저장될 것이다. 네트워크 노드(n5)가 중계 전송하는 데이터 또한 통신 큐에 저장될 것이다. 제어부(40)의 제어에 응답하여, 통신 큐에 저장된 데이터는 송수신부(43)를 통해 전송된다.

송수신부(30)는 제어부(40)의 제어에 응답하여 동작한다. 송수신부(30)는 송신 수단 및 수신 수단을 제공한다.

제어부(40)는 네트워크 노드(n5)의 제반 동작을 제어하도록 구성된다. 제어부(40)는 에너지 관리부(10), 송신 데이터 관리부(20), 그리고 송수신부(30)에 연결된다.

도 7은 도 6의 네트워크 노드(n5)의 통신 동작의 제 1 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, S110 단계에서, 큐에 데이터가 존재하는지 판별된다. 송신 데이터가 발생될 때, 송신 데이터 관리부(20)의 통신 큐에 송신 데이터가 저장된다. 즉, 큐에 데이터가 존재하면, 송신 데이터가 발생하였음을 나타낸다. 큐에 데이터가 존재하면, S115 단계가 수행된다.

예를 들면, 송신 데이터 관리부(20)의 통신 큐에서 데이터가 검출될 때, 제어부(40)는 S115 단계의 동작을 수행할 것이다. 큐에 데이터가 존재하지 않으면 S145 단계가 수행된다. 예를 들면, 송신 데이터 관리부(20)의 통신 큐에서 데이터가 검출되지 않을 때, 제어부(40)는 S145 단계의 동작을 수행할 것이다.

S115 단계에서, RTS (ready-to-send) 메시지가 이웃 노드들에 전송된다. RTS 메시지는 송신 준비 상태를 나타내는 메시지이다. 즉, RTS 메시지는 네트워크 노드(n5)가 송신 데이터를 가지고 있음을 나타낸다.

RTS 메시지는 네트워크 노드(n5)의 직접 전송 소모율(DTP), 중계 전송 소모율(RTP), 그리고 잔여 에너지(E)를 포함한다. 예를 들면, 제어부(40)는 에너지 관리부(10)로부터 잔여 에너지(E)를 수신한다. 목표 노드와의 거리 및 후보 노드들과의 거리들에 기반하여, 제어부(40)는 직접 전송 소모율(DTP) 및 중계 전송 소모율(RTP)을 산출한다. 잔여 에너지(E), 그리고 산출된 직접 전송 소모율(DTP) 및 중계 전송 소모율(RTP)이 후보 노드들에 전송되도록, 제어부(40)는 송수신부(30)를 제어한다. 이후에, S120 단계가 수행된다.

S120 단계에서, ACK 메시지가 수신된다. ACK 메시지는 RTS 메시지에 응답하여, 후보 노드들로부터 각각 수신된다. ACK 메시지는 제 1 시간(T1, 즉 중계 전송 시간) 및 제 2 시간(T2, 즉 평준화된 잔여 수명)을 포함한다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 제어부(40)는 수신된 제 2 시간들(T2) 중 가장 긴 시간에 대응하는 후보 노드를 중계 노드로 선택할 것이다. 예를 들면, 제어부(40)는 수신된 제 2 시간들(T2) 및 가중치들에 기반하여, 확률적 방법으로 중계 노드들 선택 할 것이다.

예시적으로, 중계 노드의 후보 노드가 존재하지 않는 경우, 즉 목표 노드와 가장 가까운 네트워크 노드가 소스 노드인 경우, 제어부(40)는 중계 노드를 선택하지 않을 것이다. 예시적으로, 중계 전송 시간이 기준 시간 미만인 경우, 제어부(40)는 중계 노드를 선택하지 않을 것이다. 중계 노드가 선택되면, S130 단계가 수행된다. 중계 노드가 선택되지 않으면, S140 단계가 수행된다.

S130 단계에서, 중계 전송이 수행된다. 송신 데이터 관리부(20)의 통신 큐에 저장된 데이터가 선택된 중계 노드로 전송되도록, 제어부(40)는 송수신부(40)를 제어한다. 선택된 중계 노드에 대응하는 제 1 시간(T1) 동안 중계 전송이 수행되도록, 제어부(40)는 송수신부(30)를 제어한다.

S135 단계에서, 큐에 데이터가 존재하는지 판별된다. 예시적으로, 선택된 중계 노드에 대응하는 제 1 시간(T1) 및 제 2 시간(T2)이 동일할 때, 송신 데이터는 중계 전송만을 통해서 목표 노드에 전달될 것이다. 이 경우, 제 1 시간(T1) 동안 중계 전송이 수행되면, 송신 데이터 관리부(20)의 송신 데이터는 모두 전송된다. 즉, 통신 큐에 데이터가 존재하지 않을 것이다. 큐에 데이터가 존재하지 않으면, 통신 동작이 종료된다.

선택된 중계 노드에 대응하는 제 1 시간(T1)이 제 2 시간(T2) 보다 짧을 때, 송신 데이터는 중계 전송 및 직접 전송을 통애서 목표 노드에 전달된다. 이 경우, 제 1 시간(T1) 동안 중계 전송이 수행되어도, 송신 데이터 관리부(20)의 통신 큐에 데이터가 존재한다. 큐에 데이터가 존재하면, S140 단계가 수행된다.

S140 단계에서, 직접 전송이 수행된다. 송신 데이터 관리부(20)의 통신 큐에 저장된 송신 데이터가 목표 노드로 전송되도록, 제어부(40)는 송수신부(30)를 제어한다. 직접 전송이 완료되면, 통신 동작은 종료된다.

S110 단계에서, 큐에 데이터가 존재하지 않으면, 즉 송신 데이터가 발생하지 않으면, S145 단계가 수행된다. S145 단계에서, 제어부(40)는 RTS 메시지가 수신되는지 판별된다. RTS 메시지가 수신되지 않으면, 통신 동작은 종료된다. RTS 메시지가 수신되면 S150 단계가 수행된다.

RTS 메시지는, 이웃 노드들 중 하나가 데이터 전송을 준비하고 있을 때 수신된다. 따라서, 수신되는 RTS 메시지에 기반하여, 제어부(40)는 중계 노드 동작 환경을 산출한다. RTS 메시지는 소스 노드의 직접 전송 소모율(DTP), 중계 전송 소모율(RTP), 그리고 잔여 에너지(E)를 포함한다. 제어부(40)는 에너지 관리부(10)로부터 잔여 에너지(En)를 수신한다. 제어부(40)는 목표 노드와의 거리에 기반하여, 중계시 소모율(RP) 및 비중계시 소모율(nRP)을 산출한다. 직접 전송 소모율(DTP), 간접 전송 소모율(RTP), 소스 노드의 잔여 에너지(E), 중계시 소모율(RP), 비중계시 소모율(nRP), 그리고 잔여 에너지(En)에 기반하여, S150 단계에서, 제어부(40)는 제 1 시간(T1) 및 제 2 시간(T2)을 산출한다. 즉, 제어부(40)는 중계 전송 시간(T1) 및 평준화된 잔여 수명(T2)을 산출한다.

S155 단계에서, ACK 메시지가 전송된다. 제 1 시간(T1) 및 제 2 시간(T2)을 포함하는 ACK 메시지가 RTS 메시지의 소스 노드로 전송되도록, 제어부(40)는 송수신부(30)를 제어한다.

S160 단계에서, 중계 노드로 선택되는지 판별된다. 예시적으로, RTS 메시지의 소스 노드로부터 중계 노드 선택 메시지가 수신되면, 중계 노드로 선택된 것으로 판별될 것이다. RTS 메시지의 소스 노드로부터 중계 노드 선택 메시지가 수신되지 않으면, 중계 노드로 선택되지 않은 것으로 판별될 것이다. 다른 예로서, RTS 메시지의 소스 노드로부터 중계 노드 비선택 메시지가 수신되면, 중계 노드로 선택되지 않은 것으로 판별될 것이다. 중계 노드로 선택되지 않으면, 통신 동작은 종료된다. 중계 노드로 선택되면, S165 단계에서, 데이터 중계가 수행된다. 제어부(40)는 중계 전송을 수행하도록 송수신부(30)를 제어할 것이다. 이후에, 데이터 중계가 완료되면, 통신 동작은 종료된다.

도 7을 참조하여 설명된 통신 동작은, 네트워크 노드(n5)가 애드혹 네트워크(100)에 참여하는 동안 반복적으로 수행될 것이다. 즉, 네트워크 노드(n5)가 애드혹 네트워크(100)에 참여하는 동안 송신 데이터가 발생하면, 중계 전송 및 직접 전송이 수행될 것이다(S115 단계 내지 S140 단계). 네트워크 노드(n5)가 애드혹 네트워크(100)에 참여 중이며, 송신 데이터가 발생하지 않은 때에 RTS 메시지가 수신되면, 네트워크 노드(n5)는 중계 노드의 후보 노드로 동작할 것이다(S150 및 S155 단계). 네트워크 노드(n5)가 중계 노드로 선택되면, 네트워크 노드(n5)는 중계 노드로 동작할 것이다(S165 단계).

상술한 바와 같이, 애드혹 네트워크(100)에서, 네트워크 노드들(n1~n6) 사이의 채널 유지 시간이 최대화된다. 따라서, 애드혹 네트워크(100)의 수명이 최적화된다. 또한, 네트워크 노드들(n1~n6)은 최소화된 통신(RTS 메시지 및 ACK 메시지) 을 통해 중계 전송 시간(T1) 및 평준화된 잔여 수명(T1)을 판별한다. 따라서, 애드혹 네트워크(100)의 수명 최적화를 수행하기 위한 오버헤드(overhead)가 감소된다.

도 8은 도 6의 네트워크 노드(n5)의 통신 동작의 제 2 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다. 도 6 및 도 8을 참조하면, S210 단계에서, 네트워크 노드(n5)는 중계 노드를 선택한다. 중계 노드의 선택은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명되었다. 따라서, 상세한 설명은 생략된다.

S220 단계에서, 네트워크 노드(n5)는 데이터를 전송한다. 데이터 전송은 중계 전송 및 직접 전송을 포함한다.

S230 단계에서, 기준량의 데이터가 전송되었는지 판별된다. 기준량의 데이터가 전송되지 않았으면, S250 단계가 수행된다. 기준량의 데이터가 전송되었으면, S240 단계가 수행된다.

S240 단계에서, 네트워크 노드(n5)는 중계 노드를 재선택한다. 이후에, S250 단계가 수행된다.

S250 단계에서, 데이터 전송이 완료되었는지 판별된다. 데이터 전송이 완료되었으면, 통신 동작은 종료된다. 데이터 전송이 완료되지 않았으면, S220 단계에서, 데이터 전송이 계속 수행된다.

즉, 송신 데이터를 전송할 때, 네트워크 노드(n5)는 중계 노드를 선택하고, 중계 전송 및 직접 전송을 수행한다. 기준량의 데이터가 연속적으로 전송되면, 네트워크 노드(n5)는 중계 노드를 재선택하고, 중계 전송 및 직접 전송을 수행한다. 따라서, 데이터 전송을 위한 에너지 소모가 소스 노드 및 적어도 두개의 중계 노드 들에 분산될 수 있다. 즉, 소스 노드 및 적어도 두 개의 중계 노드들 사이의 채널 유지 시간이 최적화될 수 있다.

도 9는 도 6의 네트워크 노드(n6)의 통신 방법의 제 3 실시 예를 보여주는 블록도이다. 도 9에서, 제 6 네트워크 노드(n6)가 소스 노드이고, 제 1 네트워크 노드(n1)가 목표 노드인 것으로 가정한다. 소스 노드(n6)가 목표 노드(n1)로 데이터를 전송할 때, 적어도 두 개의 중계 노드들을 통해 중계 전송을 수행할 수 있다. 예를 들면, 소스 노드(n6)는 제 5 네트워크 노드(n5) 및 제 3 네트워크 노드(n3)를 통해 목표 노드(n1)에 데이터를 전송할 수 있다. 따라서, 데이터 전송을 위한 에너지 소모가 소스 노드 및 적어도 두개의 중계 노드들에 분산될 수 있다. 즉, 소스 노드 및 적어도 두 개의 중계 노드들 사이의 채널 유지 시간이 최적화될 수 있다.

예시적으로, 소스 노드(n6)로부터 수신되는 RTS 메시지가 멀티 중계 정보를 포함할 때, RTS 메시지를 수신한 제 1 중계 노드의 후보 노드(예를 들면, 제 5 네트워크 노드(n5))는 제 2 중계 노드의 후보 노드(예를 들면, 제 3 네트워크 노드(n3))를 검출할 것이다. 소스 노드(n6), 제 1 후보 노드(n5), 제 2 후보 노드(n3) 사이에서, 정보 테이블들이 교환될 것이다. 정보 테이블들에 기반하여, 중계 전송 시간 및 직접 전송 시간이 판별될 것이다. 예를 들면, 중계 전송 시간은 제 1 및 제 2 후보 노드들(n5, n3)을 통한 중계 전송 시간, 제 1 후보 노드(n5)를 통한 중계 전송 시간, 그리고 제 2 후보 노드(n3)를 통한 중계 전송 시간을 포함할 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 애드혹 네트워크를 보여주는 블록도이다.

도 2는 도 1의 애드혹 네트워크의 제 1 및 제 3 내지 제 5 네트워크 노드들 사이의 거리 정보를 보여주는 블록도이다.

도 3은 소스 노드 정보 테이블을 보여준다.

도 4는 중계 노드 정보 테이블들을 보여준다.

도 5는 잔여 수명 및 중계 전송 시간을 판별하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.

도 6은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 네트워크 노드를 보여주는 블록도이다.

도 7은 도 6의 네트워크 노드의 통신 동작의 제 1 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.

도 8은 도 6의 네트워크 노드의 통신 동작의 제 2 실시 예를 설명하기 위한 순서도이다.

도 9는 도 6의 네트워크 노드의 통신 방법의 제 3 실시 예를 보여주는 블록도이다.

Claims (10)

1. 애드혹(Ad hoc) 네트워크 노드의 동작 방법에 있어서:

   송신 데이터가 존재하는지 판별하는 단계;

   상기 송신 데이터를 중계 전송 및 직접 전송할 때의 잔여 수명(life time)을 판별하는 단계; 그리고

   상기 판별된 잔여 수명에 기반하여, 중계 전송 및 직접 전송 여부를 판별하는 단계를 포함하는 동작 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중계 전송 및 직접 전송 여부를 판별하는 단계는

   상기 판별된 잔여 수명에 기반하여, 상기 송신 데이터의 중계 전송 시간을 각각 판별하는 단계를 포함하는 동작 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 중계 전송 시간을 판별하는 단계는

   상기 네트워크 노드 및 중계 노드의 잔여 수명이 평준화되도록 상기 중계 전송 시간을 설정하는 단계를 포함하는 동작 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 중계 전송 및 직접 전송할 때의 잔여 수명을 판별하는 단계는

   잔여 에너지를 검출하는 단계;

   상기 송신 데이터를 직접 전송할 때의 제 1 에너지 소비율을 검출하는 단계;

   상기 송신 데이터를 이웃 노드를 통해 중계 전송할 때의 제 2 에너지 소비율을 검출하는 단계;

   상기 검출된 잔여 에너지와 상기 검출된 제 1 및 제 2 에너지 소비율들을 이웃 노드에 송신하는 단계;

   상기 송신 데이터가 상기 이웃 노드를 통해 중계 전송될 때의 잔여 수명을 상기 이웃 노드로부터 수신하는 단계; 그리고

   상기 수신된 잔여 수명을 상기 중계 전송 및 직접 전송할 때의 잔여 수명으로 판별하는 단계를 포함하는 동작 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 에너지 소비율들은 적어도 두 개의 이웃 노드들에 송신되고,

   상기 적어도 두 개의 이웃 노드들로부터 수신된 잔여 수명들에 기반하여, 상기 적어도 두 개의 이웃 노드들 중 하나가 중계 노드로 선택되는 동작 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 송신 데이터가 존재하지 않으면, 송신 준비 메시지가 수신되는지 판별 하고, 상기 송신 준비 메시지에 기반하여 상기 네트워크 노드가 중계 노드로 동작할 때의 잔여 수명을 판별하고, 그리고 상기 판별된 잔여 수명을 전송하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 전송된 잔여 수명에 따른 중계 노드 선택 메시지가 수신되는지 판별하는 단계; 그리고

   상기 수신된 중계 노드 선택 메시지에 기반하여, 중계 노드로 동작하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.
8. 송신 데이터가 존재하는지 판별하도록 구성되는 송신 데이터 관리부;

   잔여 에너지를 검출하도록 구성되는 에너지 관리부; 그리고

   상기 송신 데이터를 직접 전송할 때의 제 1 에너지 소비율 및 중계 전송할 때의 제 2 에너지 소비율을 검출하도록 구성되는 제어부를 포함하고,

   상기 제어부는 상기 검출된 잔여 에너지와 상기 검출된 제 1 및 제 2 에너지 소비율들에 기반하여 중계 전송 및 직접 전송을 수행할 때의 잔여 수명(life time) 및 중계 전송 시간을 판별하고, 그리고 상기 판별된 잔여 수명 및 중계 전송 시간에 기반하여 상기 송신 데이터의 중계 전송 및 직접 전송 여부를 판별하는 애드혹(Ad hoc) 네트워크 노드.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 판별된 잔여 수명 및 중계 전송 시간에 기반하여 상기 제어부의 제어 하에, 상기 송신 데이터 중 일부는 중계 전송되고 나머지는 직접 전송되는 애드혹(Ad hoc) 네트워크 노드.
10. 애드 혹(Ad hoc) 네트워크의 데이터 전송 방법에 있어서:

    소스 노드 및 목표 노드를 판별하는 단계;

    중계 노드의 후보 노드를 판별하는 단계;

    상기 소스 노드 및 상기 후보 노드의 잔여 수명(life time)이 평준화되는 중계 전송 시간 및 잔여 수명을 판별하는 단계; 그리고

    상기 판별된 중계 전송 시간 동안 중계 전송을 수행하고, 나머지 시간 동안 직접 전송을 수행하는 단계를 포함하는 데이터 전송 방법.

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