KR20140123121A - 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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KR20140123121A
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Abstract

멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법은 멀티-홉 네트워크의 정보를 수신하는 단계, 소스 노드에서 싱크 노드까지의 데이터 전송에 대한 소정의 요구 전송 신뢰도를 수신하는 단계, 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 소스 노드에서 싱크 노드까지의 각 노드의 단일-홉 패킷 전송율을 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정하는 단계 및 상기 각 노드의 단일-홉 패킷 전송율을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드에 통지하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 방법 및 장치는, 멀티-홉 네트워크에서 요구하는 요구 전송 신뢰도를 만족하면서, 총 전송 패킷수를 최소화하여 에너지 소모량을 저감하는 효과를 제공한다.

Description

멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법 및 이를 위한 장치{Method for data transmission in multi-hop network and apparatus therefor}
본 발명은 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요구 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 충족하면서도 전체 에너지 소모량을 저감시킬 수 있는, 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
무선 센서 네트워크(WSN: Wireless Sensor Network)는 처음에는 군용 감시 응용에서 시작되었으나, 최근에는, 건강, 가정, 교통 등의 다양한 영역으로 활용 범위가 넓어져 가고 있다.
무선 센서 네트워크에서 데이터 전송은 다른 네트워크에 비해 무선링크에서의 높은 전송 손실을 가지는 멀티-홉 통신을 기반으로 하고 있다. 이러한 전송 손실을 극복하기 위하여서 엔드 투 엔드(end-to-end) 전송의 신뢰도를 보장하는 손실 복구(loss-recovery) 알고리즘들이 제안되었다.
대표적으로, 요구 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 달성하기 위한 능동 캐시(AC: Active Caching) 기법 등이 있다.
하지만 이러한 알고리즘은 모든 손실 패킷에 대해 재전송을 요구하기 때문에, 자원 제약적인 무선 센서 네트워크에서 배터리의 소모를 높이는 또 다른 문제점을 발생시킨다.
따라서, 무선 센서 네트워크에서는 에너지의 소모를 최소화하며 신뢰도를 높이는 데이터 전송방법이 요구된다. 즉, 무선 센서 네트워크에서 신뢰도를 만족하며, 동시에 센서 노드의 에너지 소모량을 결정짓는 직접적인 원인인 엔드 투 엔드 통신을 통한 총 전송 패킷수를 최소화 하는 방법이 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 멀티-홉 네트워크의 에너지 소모량을 줄이면서, 요구되는 전송 신뢰도(DCR)를 충족할 수 있도록 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 멀티-홉 네트워크의 에너지 소모량을 줄이면서, 요구되는 전송 신뢰도(DCR)를 충족할 수 있도록 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 멀티-홉(multi-hop) 네트워크를 구성하는 소스 노드(source node)에서 싱크 노드(sink node)까지의 멀티-홉 데이터 전송에 있어서, 상기 멀티-홉 네트워크의 정보를 수신하는 단계; 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 데이터 전송에 대한 소정의 요구 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 수신하는 단계; 상기 소정의 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)을 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정하는 단계; 및 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드(i)에 통지하는 단계를 포함한 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 각 노드의 단일-홉 패킷 전송율을 결정하는 단계는, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하면서, 상기 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 결정하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 멀티-홉 네트워크의 정보는 상기 소스 노드에서의 전체 데이터 패킷의 수(Tp), 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 홉 수(H) 및 상기 각 노드의 패킷 전달율(Pi; packet delivery rate)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)는
Figure pat00001
(
Figure pat00002
,
Figure pat00003
)와 같이 정의될 수 있다.
이때, 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)는 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하는, 기하 프로그래밍(Geometric Programming)에 기초한, 최적화 알고리즘에 의하여 결정될 수 있다.
여기에서, 상기 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법은 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)에 기초하여 상기 멀티-홉 데이터 전송을 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면은, 멀티-홉(multi-hop) 네트워크를 구성하는 소스 노드(source node)에서 싱크 노드(sink node)까지의 멀티-홉 데이터에서, 노드(i)의 동작 방법으로서, 상기 노드(i)의 노드(i+1)로의 패킷 전달율(Pi; packet delivery rate) 정보를 수퍼 노드(super node)에 전달하는 단계; 상기 수퍼 노드로부터 상기 노드(i)에서 상기 노드(i+1)로의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)을 수신하는 단계; 및 상기 단일-홉 패킷 전송율(Ri)에 기초하여 상기 노드(i+1)에 대한 데이터 전송을 수행하는 단계를 포함한 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법을 제공한다.
여기에서, 상기 수퍼 노드는 상기 멀티-홉 네트워크에 포함된 상기 소스 노드 또는 상기 싱크 노드일 수 있다.
여기에서, 상기 단일-홉 패킷 전송율(Ri)은, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하면서, 상기 요구 전송 신뢰도를 만족하기 위해서, 상기 수퍼 노드가 상기 노드(i)의 패킷 전달율(Pi)을 포함한 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정한 값일 수 있다.
이때, 상기 멀티-홉 네트워크의 정보는 상기 소스 노드에서의 전체 데이터 패킷의 수(Tp), 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 홉 수(H) 및 상기 각 노드의 패킷 전달율(Pi; packet delivery rate)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)는
Figure pat00004
(
Figure pat00005
,
Figure pat00006
)와 같이 정의될 수 있다.
이때, 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)는 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하는, 기하 프로그래밍(Geometric Programming)에 기초한, 최적화 알고리즘에 의하여 결정될 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 멀티-홉(multi-hop) 네트워크를 구성하는 소스 노드(source node)에서 싱크 노드(sink node)까지의 멀티-홉 데이터 전송을 수행하는 장치에 있어서, 상기 멀티-홉 네트워크의 정보를 수신하는 멀티-홉 네트워크 정보 수신부; 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 데이터 전송에 대한 소정의 요구 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 수신하는 요구 전송 신뢰도 수신부; 상기 소정의 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)을 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정하는 단일-홉 패킷 전송율 결정부; 및 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드(i)에 통지하는 단일-홉 패킷 전송율 통지부를 포함한 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치를 제공한다.
여기에서, 상기 단일-홉 패킷 전송율 결정부는, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하면서, 상기 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 결정하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 멀티-홉 네트워크의 정보는 상기 소스 노드에서의 전체 데이터 패킷의 수(Tp), 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 홉 수(H) 및 상기 각 노드의 패킷 전달율(Pi; packet delivery rate)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)는
Figure pat00007
(
Figure pat00008
,
Figure pat00009
)와 같이 정의될 수 있다.
이때, 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)는 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하는, 기하 프로그래밍(Geometric Programming)에 기초한, 최적화 알고리즘에 의하여 결정될 수 있다.
여기에서, 상기 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치는 상기 멀티-홉(multi-hop) 네트워크의 상기 소스 노드 또는 상기 싱크 노드에 포함될 수 있다.
본 발명은 무선 센서 네트워크에서 요구하는 요구 전송 신뢰도를 만족하면서, 총 전송 패킷수를 최소화하여 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 방법을 제공한다. 또한, 부수적으로 본 발명에 따른 데이터 전송 방법을 이용할 경우는 데이터 전송을 제어하기 위한 제어 패킷(control packet)에 의한 오버헤드(overhead)를 줄일 수 있다는 추가적인 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 멀티-홉 데이터 전송 방법을 이용할 경우, 노드의 에너지 소모량 경감과 함께, 동작을 위해서 필요한 노드의 메모리 용량을 줄일 수 있다.
이 발명으로 주어지는 높은 에너지 효율성과 가용성은 무선 센서 네트워크의 활용성을 제고할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 멀티-홉 네트워크에서 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법의 다른 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
액티브 캐싱(AC: Active Caching) 기법
도 1은 멀티-홉 네트워크에서 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
즉, 도 1은 액티브 캐싱(active caching) 기법을 이용하여 희망 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 달성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 소스(source) 노드(n1)에서 싱크(sink) 노드(n7)까지 멀티-홉(multi-hop)으로 이루어진 무선 센서 네트워크에서, i번째 노드는 다음 노드인 (i+1) 번째 노드까지 누적 패킷 전송율(Ptxi)을 가진다. 예컨대, 노드(n1)에서 노드(n2)까지의 누적 패킷 전송율(Ptx1)은 0.95이며, 노드(n2)에서 노드(n3)까지의 누적 패킷 전송율(Ptx2)은 0.903이며, 노드(n3)에서 노드(n4)까지의 누적 패킷 전송율(Ptx3)은 0.857 이다. 일반적으로 패킷 전송율은 무선링크의 패킷 손실률에 가장 많은 영향을 받으며, 각각의 노드에서는 독립적인 특성을 가진다.
기존의 방법인 액티브 캐싱(active caching) 방법에서는, 각 노드는 실제 전송된 패킷 전송율인 Ptxi를 관찰하다가 요구되는 신뢰도를 만족하지 못하는 노드에서는 싱크까지의 전송신뢰도를 유지하기 위해, 소스로부터 전송 실패된 데이터를 다시 요구하여, 소스가 가지는 모든 패킷들을 다시 유지한다.
예컨대, 도 1을 참조하면, 5번째 노드(n5)에서 6번째 노드(n6)까지의 패킷 전송율(Ptx5)은 AC 기법을 적용하지 않을 경우, Ptx4(=0.814)*0.95=0.7733을 가지게 된다. 따라서, 노드(n5)에서는 요구되는 신뢰도(DCR=0.8)를 만족시키지 못하게 되므로, 소스로부터 전송 실패된 데이터를 다시 요구하여, 소스가 가지는 모든 패킷 정보를 다시 유지시키게 된다. 따라서, AC가 적용될 경우 노드(n5)에서 노드(n6)으로의 패킷 전송율은 다시 0.95로 최초의 노드(n1)에서 노드(n2)로의 패킷 전송율과 동일하게 설정된다.
이때, 다섯 번째 노드(n5)와 같이 소스 노드가 가지는 모든 패킷 정보를 다시 유지시키는 노드를 캐시 노드(cache node)라고 하며, 이후의 모든 전송이나, 재전송은 캐시 노드와 싱크 노드 사이에서 이루어지면서, 요구되는 전송신뢰도를 만족하는 구조로 되어있다.
기존 방법은 캐시 노드 기능을 통해 소스 노드에서 싱크 노드까지 요구되는 전송 신뢰도를 만족시킬 수 있지만, 소스 노드에서 캐시 노드까지 멀티-홉을 통한 재전송이 요구되어, 유실된 패킷을 재전송하는데 많은 자원의 낭비가 초래된다.
특히, 소스 노드에서 싱크 노드까지 전송된 총 패킷수는 무선 센서 네트워크의 에너지 소비의 가장 직접적인 원인이 되므로, 총 전송패킷수를 줄이는 노력은 제한적인 에너지를 가지는 센서 망에서는 중요한 일이다.
본 발명에 따른 전송 신뢰도 보장 방법
따라서, 본 발명에서는 무선센서네트워크에서 전송신뢰도는 보장하면서, 재전송하는 패킷을 감소하여, 총 전송 패킷수를 최소화하는 알고리즘을 제안한다.
본 발명에 따른 전송 신뢰도 보장 방법의 특징은 모든 유실된 패킷을 소스 노드에서 캐시 노드로 멀티-홉으로 전송하는 기존의 방법과는 달리, 소스 노드에서 싱크 노드까지의 End-end 신뢰도를 만족하기 위한, 각 노드의 최적화된 단일-홉(one-hop) 전송 신뢰도(패킷 전송율)인 Ri를 산출하는 방법을 통하여 요구 전송 신뢰도를 만족하며, 총 전송패킷수를 최소화 한다. 즉, 본 발명에서는 개별 노드들의 최적화된 동작에 의해서 전체 데이터 전송의 요구 전송 신뢰도(DCR)가 충족된다는 점에 특징이 있다.
제안하는 알고리즘을 설명하기 위해 아래와 같이 기호를 먼저 정의한다.
Pi: 노드 i로부터 노드(i+1) 까지의 패킷 전달율(packet delivery rate from node i to node i+1)
즉, 패킷 전달율은 무선 링크의 패킷 손실율에 따른 값으로, 각 노드에 대해서 독립적인 값이다. 즉, 노드 i에서 노드 (i+1)로 100개의 패킷이 전송되었을 때, 손실 없이 전달되는 패킷의 숫자를 의미하는 것으로 이해될 수 있다(재전송을 감안하지 않은 링크의 특성값).
Ri: 노드 i로부터 노드(i+1)까지의 링크에 대해서 요구되는 단일-홉 패킷 전송율(one-hop packet transmission rate from node i to node i+1)
즉, 단일-홉 패킷 전송율은 노드 i로부터 노드 (i+1)의 링크에 대해서 실제로 충족되어야 하는 패킷 전송율을 의미한다. 즉, 노드 i에서 노드 (i+1)로 100개의 패킷이 전송되었을 때, 실제로 노드(i+1)에 전달되어야 하는 패킷의 숫자를 의미하는 것으로 이해될 수 있다(필요시 재전송을 이용하여 달성되어야 하는 목표치).
ni: 단일-홉 패킷 전송율을 만족하기 위한 노드 i로부터 노드(i+1)로의 재전송 횟수(the number of retransmissions from node i to node i+1 while satisfying the one-hop packet transmission rate).
DCR: 요구 전송 신뢰도(the desired CR for data packets generated from a source node)
즉, 요구 전송 신뢰도는 멀티-홉 네트워크를 구성하는 소스 노드로부터 싱크 노드로 100개의 패킷을 전송하였을 때, 싱크 노드에 도달되어야 하는 패킷의 숫자를 의미하는 것으로 이해될 수 있다(필요시 재전송을 이용해서라도 달성되어야 하는 목표치).
Ni: 노드 i에서 최초 전송되는 패킷의 수(the number of transmitted packets in the first transmission at the node i).
Tp: 소스 노드에서의 전체 데이터 패킷의 수(the number of the whole data packets at a source). 즉, Tp=N1 이다.
H: 소스 노드에서 싱크 노드까지의 총 홉 수(the hop counts from a source to a sink).
본 발명은 요구 전송 신뢰도를 만족하며, 소스 노드에서 싱크 노드로 전달하는 총 전송 패킷의 수를 최소화하기 위한, 각 노드 별 최적화된 단일-홉 패킷 전송율을 설정하는 방법이라 할 수 있다.
총 전송 패킷수를 측정하기 위해 ni 의 재전송 동안, 노드 i 에서 노드 i+1 로 전송해야 하는 패킷수인 Ωi는 하기 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00010
ni 의 재전송 동안, 노드 i+1에서 노드 i로부터 수신한 패킷수인 Ψi+1 는 하기 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure pat00011
Figure pat00012
이고,
Figure pat00013
이면,
Figure pat00014
이므로 상기 수학식 1은 하기 수학식 3과 같이 다시 표현될 수 있다.
Figure pat00015
ΩNTTP 을 소스 노드에서 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(the number of totally transmitted packets from the source node to the sink node)로 정의하면, 하기 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure pat00016
따라서, 요구되는 전송신뢰도인 DCR을 만족하는 ΩNTTP 를 최소화하는 전송 방법은, 하기 수학식 5와 같은 최적화(optimization) 알고리즘으로 찾을 수 있다. 상기 수학식 4에서 Tp, H, 그리고, Pi 는 주어지는 값이므로, ΩNTTP 를 최소화하기 위해서는 각 노드의 Ri 값을 찾아내면 된다.
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019

상기 최적화 문제는 기하 프로그래밍(Geometric Programming)으로 알려져 있으며, 이는 T.Cormen, C.Leiserson, R.Rivest 및 C.Stein의 "Introduction to Algorithms", The MIT press, 2001 등의 문헌을 참조하여, 최적화 알고리즘에 의해서 해결될 수 있다.
이하에서는, 상술된 알고리즘에 기반하여 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 개념도로서, 이하에서 본 발명에 따른 전체 멀티-홉 네트워크를 관장하는 수퍼 노드의 동작 방법과 멀티-홉 네트워크를 구성하는 개별 노드의 동작 방법에 대한 설명에서 도 3 내지 도 5와 함께 병행 참조된다.
먼저, 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법으로서, 전체 멀티-홉 네트워크를 관장하는 수퍼 노드의 동작 방법과 멀티-홉 네트워크를 구성하는 개별 노드의 동작 방법을 설명한다. 이후에, 상술된 수퍼 노드로 동작하는 장치의 구성예로서, 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 관리 장치의 구성을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 통하여 상술된 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법은 멀티-홉 네트워크를 관장하는 수퍼 노드(super node)에 의해서 각 노드 별 단일-홉 데이터 전송율을 결정하는 방법에 해당된다. 이때, 수퍼 노드는 노드의 역할을 표현하기 위한 명칭이다. 통상적으로 수퍼 노드의 역할은 멀티-홉 네트워크를 구성하는 싱크 노드가 수행할 수 있으나, 소스 노드도 수퍼 노드의 역할을 수행할 수 있다. 또는, 소스 노드에서 싱크 노드까지의 노드들이 모두 결정되면, 그 중의 하나의 노드가 수퍼 노드의 역할을 수행하도록 구성될 수도 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법은, 멀티-홉 네트워크의 정보를 수신하는 단계(S310), 소정의 요구 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 수신하는 단계(S320), 상기 소정의 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)을 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정하는 단계(S330) 및 결정된 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 소스 노드에서 싱크 노드까지의 각 노드(i)에 통지하는 단계(S340)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 단계(S310)은 수퍼 노드가 상술된 Tp, H 및 Pi 를 포함한 멀티-홉 네트워크의 구성 정보를 수신하는 단계이다. 수퍼 노드의 경우, Tp와 H 정보는 멀티-홉 네트워크의 구성과 함께 이미 인지하고 있을 수도 있으며, Pi 정보는 구성된 멀티-홉 네트워크의 구성 노드들로부터 개별적으로 수신한다.
예컨대, 도 2에서 예시된 실시예를 참조하면, Tp=N1=100이라 할 수 있으며, H=6이라 할 수 있고, Pi(i=1,...,6) 정보는 P1=0.95, P2=0.95, P3=0.95, P4=0.95, P5=0.95, P6=0.95로 구성된다.
다음으로, 단계(S320)는 수행하려는 데이터 전송의 요구 전송 신뢰도(DCR) 값을 수퍼 노드가 수신하는 단계이다. 통상적으로, 데이터 전송의 요구 전송 신뢰도는 데이터 전송의 initiator가 결정하는 것(예컨대, 소스 노드)이 일반적일 것이다. 상기 데이터 전송의 요구 전송 신뢰도는 전송되는 데이터의 특성에 의존적인 값일 수도 있다. 예컨대, 높은 신뢰도를 요구하는 데이터 전송과 비교적 낮은 신뢰도를 요구하는 데이터 전송이 상존할 수 있으며, 상기 단계(S320)는 이러한 데이터 전송이 요구하는 요구 전송 신뢰도를 수퍼 노드가 인지하는 단계이다.
예컨대, 도 2에서 예시된 실시예를 참조하면, DCR=0.8이라 할 수 있다.
다음으로, 단계(S330)는 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)를 결정하는 단계이다.
단계(S330)는 앞서 상술된 수학식 1 내지 수학식 4를 통하여 유도된 소스 노드에서 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하기 위한, 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율을 결정하기 위한 단계로서, 최적화 알고리즘에 의해서 수행될 수 있다. 상기 최적화 문제는 기하 프로그래밍(Geometric Programming)으로서 다양한 최적화 알고리즘에 의해서 해결될 수 있다.
마지막으로, 단계(S340)는 결정된 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드(i)에 통지하는 단계이다.
즉, 수퍼 노드는 결정된 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드들에게 통지한다. 싱크 노드에 대해서는 단일-홉 패킷 전송율이 필요하지 않으므로 싱크 노드에 대해서는 단일-홉 패킷 전송율을 통지할 필요가 없을 것이다. 또한, 수퍼 노드는 자신의 단일-홉 패킷 전송율을 단계(S330)를 통하여 이미 인지하고 있으므로, 별도의 통지 과정이 필요 없을 것이다.
상술된 단계(S340)에 의해서 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 통지 받은 각 노드들은 통지 받은 단일-홉 패킷 전송율에 기초하여 데이터 전송을 수행한다. 즉, 각 노드(i)는 필요시 노드(i+1)에 대한 재전송을 수행하면서 자신에게 통지된 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 유지하게 된다. 본 발명은 이와 같은 개별적인 노드들의 최적화된 동작에 의해서 전체 데이터 전송의 요구 전송 신뢰도(DCR)가 충족된다는 점에 특징이 있다.
이하에서는, 상술된 본 발명에 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법을 실현하기 위해 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드들의 단위 동작을 설명하기로 한다. 이하의 설명은 도 3을 통하여 설명된 수퍼 노드를 제외한 멀티-홉 네트워크를 구성하는 일반 노드들의 동작에 관한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크 데이터 전송 방법의 다른 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크 데이터 전송에 참여하는 각 노드의 데이터 전송 방법은, 멀티-홉(multi-hop) 네트워크를 구성하는 소스 노드(source node)에서 싱크 노드(sink node)까지의 멀티-홉 데이터에서, 노드(i)의 동작 방법으로서, 상기 노드(i)의 노드(i+1)로의 패킷 전달율(Pi) 정보를 수퍼 노드에 전달하는 단계(S410), 수퍼 노드로부터 상기 노드(i)에서 상기 노드(i+1)로의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri)을 수신하는 단계(S420) 및 상기 단일-홉 패킷 전송율(Ri)에 기초하여 상기 노드(i+1)에 대한 데이터 전송을 수행하는 단계(S430)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 단계(S410)는 도 3을 통하여 상술된 단계(S310)에 상응하는 절차로서, 각 노드가 자신의 패킷 전달율(Pi) 정보를 수퍼 노드에게 제공하는 단계이다. 수퍼 노드는 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드들의 패킷 전달율(Pi) 정보를 각 노드들로부터 수신하고, 멀티-홉 네트워크의 구성 정보인 Tp, H 정보는 스스로 인지하거나 소스 노드 등으로부터 수신하게 된다.
다음으로, 단계(S420)는 상술된 단계(S330)에 의해서 수퍼 노드에서 결정된 노드 별 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri)를 수신하는 단계이다. 이는 앞서 설명된 수퍼 노드의 동작 방법 중 단계(S340)에 대응되는 단계이다.
단일-홉 패킷 전송율의 결정 과정은 이미 설명되었으므로, 중복된 설명은 생략한다.
마지막으로, 단계(S430)는 단계(S420)에서 수신된 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri)에 기초하여, 노드(i+1)에 대한 데이터 전송을 수행하는 단계이다. 즉, 각 노드(i)는 필요시 노드(i+1)에 대한 재전송을 수행하면서 자신에게 통지된 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 유지하게 된다. 앞서 언급된 바와 같이, 본 발명은 이와 같은 개별적인 노드들의 최적화된 동작에 의해서 전체 데이터 전송의 요구 전송 신뢰도(DCR)가 충족된다는 점에 특징이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5에서 설명되는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송을 관리하는 장치에 해당된다. 즉, 도 5에서 설명되는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치는 멀티-홉 네트워크의 수퍼 노드(예컨대, 싱크 노드 또는 소스 노드)에 포함되는 구성이라 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치(500)는, 멀티-홉 네트워크의 정보를 수신하는 멀티-홉 네트워크 정보 수신부(510), 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 데이터 전송에 대한 소정의 요구 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 수신하는 요구 전송 신뢰도 수신부(520), 상기 소정의 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)을 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정하는 단일-홉 패킷 전송율 결정부(530) 및 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드(i)에 통지하는 단일-홉 패킷 전송율 통지부(540)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 멀티-홉 네트워크 정보 수신부(510)는 상술된 Tp, H 및 Pi 를 포함한 멀티-홉 네트워크의 구성 정보를 수신하는 구성요소이다. 수퍼 노드의 경우, Tp와 H 정보는 멀티-홉 네트워크의 구성과 함께 이미 인지하고 있을 수도 있으며, Pi 정보는 구성된 멀티-홉 네트워크의 구성 노드들로부터 개별적으로 수신한다.
예컨대, 도 2에서 예시된 실시예를 참조하면, Tp=N1=100이라 할 수 있으며, H=6이라 할 수 있고, Pi(i=1,...,6) 정보는 P1=0.95, P2=0.95, P3=0.95, P4=0.95, P5=0.95, P6=0.95로 구성된다.
다음으로, 요구 전송 신뢰도 수신부(520)는 수행하려는 데이터 전송의 요구 전송 신뢰도(DCR) 값을 수신하는 구성요소이다. 상기 데이터 전송의 요구 전송 신뢰도는 전송되는 데이터의 특성에 의존적인 값일 수도 있다. 예컨대, 높은 신뢰도를 요구하는 데이터 전송과 비교적 낮은 신뢰도를 요구하는 데이터 전송이 상존할 수 있다.
다음으로, 단일-홉 패킷 전송율 결정부(530)는 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)를 결정하는 구성요소이다.
단일-홉 패킷 전송율 결정부(530)는 앞서 상술된 수학식 1 내지 수학식 4를 통하여 유도된 소스 노드에서 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하기 위한, 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율을 최적화 알고리즘에 의해서 결정할 수 있다.
마지막으로, 단일-홉 패킷 전송율 통지부(540)는 결정된 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드(i)에 통지하는 구성요소이다. 즉, 단일-홉 패킷 전송율 통지부(540)는 단일-홉 패킷 전송율 결정부(530)에서 결정한 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드들에게 통지한다.
성능 분석( performance analysis )
이하에서는, 도 1을 통하여 설명된 AC 기법을 이용한 요구 전송 신뢰도 보장 방법과 도 2를 통하여 설명된 본 발명에 따른 요구 전송 신뢰도 보장 방법을 비교하여 본다.
양 경우에 모두 요구 전송 신뢰도(DCR)는 0.8로 설정되었으며, 각 노드는 95% 패킷 전달율(packet delivery rate)를 가지는 것으로 가정된다. 또한 소스 노드로부터 싱크 노드까지의 홉 수는 6인 것으로 가정된다.
1) 전체 전송 패킷수 저감 효과
AC 기법의 경우와 본 발명에 따른 요구 전송 신뢰도 보장 방법의 경우를 전체 전송 패킷수(the number of totally transmitted packets)의 관점에서 비교한다.
도 1을 참조하면, AC 기법의 경우에 노드(n5)에서 DCR 80%를 만족하지 못하므로, 노드(n5)가 캐시 노드가 되며, 소스 노드에게 모든 손실 패킷들에 대한 재전송을 요구하게 된다. 따라서, 노드(n1)에서 노드(n2)로 전송된 패킷의 수를 100으로 가정할 때, 노드(n1)으로부터 노드(n5)까지 전송된 패킷의 총수(T1 ~4)는 455.4753이 되며, 노드(n5)에서 노드(n6)로의 패킷 총수(T5)는 100이 되며, 노드(n6)에서 노드(n7)로의 패킷 총수(T6)는 95가 된다. 따라서, 전체 전송 패킷수(Total T)는 650.4753이 된다.
반면, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 방법에 의하면, 각 노드(ni)의 단일-홉 패킷 전송율은 R1=0.95, R2=0.95, R3=0.95, R4=0.95, R6=0.982, R7=1.0으로 설정된다. 이때, 노드(n1)으로부터 노드(n2)로 전송된 패킷수를 100으로 가정하면, 전체 전송 패킷수(Total T)는 539.4086이 된다.
따라서, 상술된 실시예에서, 결과적으로 본 발명에 따른 방법의 경우, AC 기법을 적용한 경우에 비하여 650.4753에서 539.3086으로의 전체 패킷 수 경감을 가져옴을 알 수 있다. 이는, 전체적인 멀티-홉 네트워크가 데이터 전송을 사용하는 에너지 소모 또한 경감될 수 있음을 의미한다.
2) 제어 패킷(control packet) 오버헤드 경감 효과
AC 기법의 경우에는 캐시 노드에서 이전의 개시 노드 또는 소스 노드에게 재전송을 요청할 때 마다 제어 패킷을 생성하여 발송하게 된다. 예컨대, 도 1에서 살펴본 실시예의 경우에 캐시 노드(n5)에서는 소스 노드로 11 차례 재전송을 요청하게 되며, 이러한 재전송 요청 제어 패킷은 캐시 노드(n5)로부터 소스 노드(n1)으로 멀티-홉 연결을 통하여 전송된다. 즉, 제어 패킷이 노드(n5)로부터 소스 노드(n1)로 44차례 전송된다.
반면, 본 발명에 따른 데이터 전송에서는 수퍼 노드(예컨대, sink node)가 각 노드들로부터 각 노드의 Pi 정보를 수신하고, 수퍼 노드가 계산한 각 노드의 Ri 정보를 각 노드로 전달하기 위한 12개의 제어 패킷만이 필요하다. 또한, 재전송 요청은 노드(n5)와 노드(n6), 노드(n6)와 노드(n7) 간에만 이루어지면 되므로, 각각 7개와 6개의 제어 패킷만이 필요하다.
따라서, 상술된 실시예에서, AC 기법의 경우는 44개의 제어 패킷 전송이 필요하지만, 본 발명에 따른 방법의 경우는 12+7+6=25개의 제어 패킷 전송만이 필요함을 알 수 있다.
3) 요구 메모리 용량의 경감 효과
앞서 언급된 바와 같이, AC 기법에서 캐시 노드는 요구 전송 신뢰도를 충족하기 위해서 소스 노드에 대해서 모든 데이터 패킷을 요청하여 저장하고 있게 된다.
이는, 각각의 캐시 노드가 소스 노드의 모든 데이터 패킷을 저장할 수 있는 충분한 메모리 용량을 가져야만 함을 의미한다. 패킷 전달율이 달라짐에 따라서 캐시 노드와 캐시 노드의 숫자는 변경될 수 있으므로, 결국 AC 기법이 적용될 경우 멀티-홉 네트워크를 구성하는 모든 노드들은 캐시 노드가 될 가능성을 가지고 있게 되며, 모든 노드들이 충분한 메모리 용량을 구비하여 구현되어야 함을 의미한다.
그러나, 본 발명에 따른 방법을 이용할 경우, 멀티-홉 네트워크에서 캐시 노드가 필요하지 않으므로, 각각의 노드는 이후의 노드에 대한 재전송을 수행하기 위한 데이터 패킷을 저장할 수 있을 정도의 메모리 용량만을 구비하면 된다는 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
500: 멀티-홉 네트워크 데이터 전송 장치
510: 멀티-홉 네트워크 정보 수신부
520: 요구 전송 신뢰도 수신부
530: 단일-홉 패킷 전송율 결정부
540: 단일-홉 패킷 전송율 통지부

Claims (18)

  1. 멀티-홉(multi-hop) 네트워크를 구성하는 소스 노드(source node)에서 싱크 노드(sink node)까지의 멀티-홉 데이터 전송에 있어서,
    상기 멀티-홉 네트워크의 정보를 수신하는 단계;
    상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 데이터 전송에 대한 소정의 요구 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 수신하는 단계;
    상기 소정의 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)을 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정하는 단계; 및
    상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드(i)에 통지하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 노드의 단일-홉 패킷 전송율을 결정하는 단계는,
    상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하면서, 상기 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 결정하는 것을 특징으로 하는 포함한 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 멀티-홉 네트워크의 정보는
    상기 소스 노드에서의 전체 데이터 패킷의 수(Tp), 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 홉 수(H) 및 상기 각 노드의 패킷 전달율(Pi; packet delivery rate)을 포함한 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)는
    Figure pat00020

    (
    Figure pat00021
    ,
    Figure pat00022
    )와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)는 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하는, 기하 프로그래밍(Geometric Programming)에 기초한, 최적화 알고리즘에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)에 기초하여 상기 멀티-홉 데이터 전송을 수행하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  7. 멀티-홉(multi-hop) 네트워크를 구성하는 소스 노드(source node)에서 싱크 노드(sink node)까지의 멀티-홉 데이터에서, 노드(i)의 동작 방법으로서,
    상기 노드(i)의 노드(i+1)로의 패킷 전달율(Pi; packet delivery rate) 정보를 수퍼 노드(super node)에 전달하는 단계;
    상기 수퍼 노드로부터 상기 노드(i)에서 상기 노드(i+1)로의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)을 수신하는 단계; 및
    상기 단일-홉 패킷 전송율(Ri)에 기초하여 상기 노드(i+1)에 대한 데이터 전송을 수행하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 수퍼 노드는 상기 멀티-홉 네트워크에 포함된 상기 소스 노드 또는 상기 싱크 노드인 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 단일-홉 패킷 전송율(Ri)은,
    상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하면서, 상기 요구 전송 신뢰도를 만족하기 위해서, 상기 수퍼 노드가 상기 노드(i)의 패킷 전달율(Pi)을 포함한 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정한 값인 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 멀티-홉 네트워크의 정보는
    상기 소스 노드에서의 전체 데이터 패킷의 수(Tp), 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 홉 수(H) 및 상기 각 노드의 패킷 전달율(Pi; packet delivery rate)을 포함한 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)는
    Figure pat00023

    (
    Figure pat00024
    ,
    Figure pat00025
    )와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)는 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(WNTTP)를 최소화하는, 기하 프로그래밍(Geometric Programming)에 기초한, 최적화 알고리즘에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 방법.
  13. 멀티-홉(multi-hop) 네트워크를 구성하는 소스 노드(source node)에서 싱크 노드(sink node)까지의 멀티-홉 데이터 전송을 수행하는 장치에 있어서,
    상기 멀티-홉 네트워크의 정보를 수신하는 멀티-홉 네트워크 정보 수신부;
    상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 데이터 전송에 대한 소정의 요구 전송 신뢰도(DCR: Desired Communication Reliability)를 수신하는 요구 전송 신뢰도 수신부;
    상기 소정의 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 각 노드(i)의 단일-홉(single-hop) 패킷 전송율(Ri; single-hop packet transmission rate)을 상기 멀티-홉 네트워크의 정보에 기초하여 결정하는 단일-홉 패킷 전송율 결정부; 및
    상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 상기 멀티-홉 네트워크를 구성하는 각 노드(i)에 통지하는 단일-홉 패킷 전송율 통지부를 포함한 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 단일-홉 패킷 전송율 결정부는,
    상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하면서, 상기 요구 전송 신뢰도를 만족하는, 상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)을 결정하는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 멀티-홉 네트워크의 정보는
    상기 소스 노드에서의 전체 데이터 패킷의 수(Tp), 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 홉 수(H) 및 상기 각 노드의 패킷 전달율(Pi; packet delivery rate)을 포함한 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)는
    Figure pat00026

    (
    Figure pat00027
    ,
    Figure pat00028
    )와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 각 노드(i)의 단일-홉 패킷 전송율(Ri)는 상기 소스 노드에서 상기 싱크 노드까지의 총 전송 패킷수(ΩNTTP)를 최소화하는, 기하 프로그래밍(Geometric Programming)에 기초한, 최적화 알고리즘에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치는 상기 멀티-홉(multi-hop) 네트워크의 상기 소스 노드 또는 상기 싱크 노드에 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티-홉 네트워크의 데이터 전송 장치.
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