KR20150005356A - 중계노드 선정 방법 및 이를 적용한 무선 신체 영역 통신 시스템 - Google Patents

중계노드 선정 방법 및 이를 적용한 무선 신체 영역 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중계노드 선정 방법 및 이를 적용한 무선 신체 영역 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 네트워크 내부의 이동성으로 인한 링크 단절이나 전송실패가 일어나는 경우 즉각적으로 노드의 잔존 에너지량, 신호대잡음비(SNR), 트래픽 로드(traffic load)를 고려하여 중계노드를 선정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 노드가 코디네이터와의 접속이 끊어졌다고 판단하는 경우, '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 이웃 노드들에게 전송하는 단계, 상기 이웃 노드들로부터 이웃 노드 자신과 코디네이터와의 SNR값, 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load) 및 잔존 에너지량이 포함된 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송받는 단계, 노드가 상기 이웃 노드들로부터 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송 받을 당시의 SNR값을 측정하여 이웃 노드 별로 코디네이터와 이웃 노드 및 이웃 노드와 해당 노드 간의 평균 SNR 값을 산출하는 단계, 상기 산출된 평균 SNR 값과, 상기 이웃 노드의 트래픽 로드 및 잔존 에너지량을 고려하여 이웃 노드 별로 효용값을 산출하는 단계, 상기 산출된 결과에 따라 가장 높은 효용값을 가지는 이웃 노드를 중계 노드로 선정하는 단계 및 상기 선정된 중계 노드에게 '중계 요청 메시지'를 전송하는 단계를 포함하여 구성되는 중계 노드 선정 방법을 제공한다.

Description

중계노드 선정 방법 및 이를 적용한 무선 신체 영역 통신 시스템{Method for optimal relay node selection and wireless body area network system the method applied thereto}
본 발명은 중계노드 선정 방법 및 이를 적용한 무선 신체 영역 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 네트워크 내부의 이동성으로 인한 링크 단절이나 전송실패가 일어나는 경우 즉각적으로 노드의 잔존 에너지량, 신호대잡음비(SNR), 트래픽 로드(traffic load)를 고려하여 중계노드를 선정하는 것을 특징으로 하는 중계노드 선정 방법 및 이를 적용한 무선 신체 영역 통신 시스템에 관한 것이다.
무선 신체 영역 통신(Wireless Body Area Network; WBAN)은 인체 내부, 표면, 외부에 장착된 장치들간의 통신을 정의한다. 인체에 장착된다는 특징 때문에 네트워크 내부의 이동성이 증가하며, 상이한 물질로 구성된 인체로 인한 무선 통신 링크의 단절과 데이터 전송 실패가 빈번하게 일어날 수 있다. 의료용 응용을 주로 제공하는 무선 신체 영역 통신 환경에서 이러한 링크 단절이나 데이터 전송 실패가 일어나게 된다면 사용자의 생명에 치명적인 영향을 줄 수 있다.
이러한 링크 단절로 인한 데이터 전송 실패의 문제를 해결하기 위해 투-홉 스타 토폴로지 확장(2-hop star-topology extension) 기술이 정의되었다. 하지만 표준에서 정의하고 있는 투-홉 스타 토폴로지 확장 기술에서는 최적의 중계 노드의 선정이 이미 이루어져 있다는 가정하에 코디네이터와 노드간의 통신방법만을 정의하고 있다.
일반적인 근거리 무선 개인 통신(Wireless Personal Area Network; WPAN) 기술을 사용하는 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Netowrk; WSN)는, 멀티-홉(multi-hop) 전송을 위해 사용되는 라우팅 프로토콜(routing protocol)을 지역적으로 넓은 범위의 무선 센서 네트워크로 고려하기 때문에 투-홉(2-hop) 이상의 전송을 가정하고 있으며, 클러스터 기반의 토폴로지로 구성한다.
또한, 무선 센서 네트워크에서는 노드의 배치를 무작위로 선정하며, 배치된 노드의 이동성이 없거나, 이동성을 가지는 싱크노드를 사용하므로 3-5미터의 반경에 최대 256개의 노드가 최대 투-홉 스타 토폴로지를 구성하며, 단일 네트워크 내부의 이동성을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신과는 상이한 모습을 보인다.
이동통신은 중계노드를 사용하여 통신을 하는 대표적인 통신 기술이다. 이동통신도 무선 센서 네트워크와 같이 넓은 범위의 통신을 가정하고 있으며, 고정된 베이스 스테이션을 사용한다. 또한, 모든 단말들이 이동성을 가지며 각 단말들의 이동성은 이미 구축되어 있는 베이스 스테이션과 중계노드에 의존적으로 처리된다.
반면, 무선 신체 영역 통신에서는 모든 단말이 베터리 기반으로 동작하며, 코디네이터를 포함한 네트워크를 구성하는 모든 노드가 네트워크 내부에서의 이동성을 가지고 있으므로, 이동통신과는 다른 요구사항을 가짐에 따라 이동통신에서 사용하는 중계노드 선정 방법을 그대로 적용할 수 없는 문제점이 발생하였으며, 이에 따라 무선 신체 영역 통신에 적합한 중계노드 선정 방식 제안의 요구가 시급하였다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 네트워크 내부의 이동성으로 인한 링크 단절이나 전송실패가 일어나는 경우 즉각적으로 노드의 잔존 에너지량, 신호대잡음비(SNR), 트래픽 로드(traffic load)를 고려하여 중계노드를 선정하는 것을 특징으로 하는 중계노드 선정 방법 및 이를 적용한 무선 신체 영역 통신 시스템을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은, 노드가 코디네이터와의 접속이 끊어졌다고 판단하는 경우, '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 이웃 노드들에게 전송하는 단계, 상기 이웃 노드들로부터 이웃 노드 자신과 코디네이터와의 SNR값, 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load) 및 잔존 에너지량이 포함된 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송받는 단계, 노드가 상기 이웃 노드들로부터 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송 받을 당시의 SNR값을 측정하여 이웃 노드 별로 코디네이터와 이웃 노드 및 이웃 노드와 해당 노드 간의 평균 SNR 값을 산출하는 단계, 상기 산출된 평균 SNR 값과, 상기 이웃 노드의 트래픽 로드 및 잔존 에너지량을 고려하여 이웃 노드 별로 효용값을 산출하는 단계, 상기 산출된 결과에 따라 가장 높은 효용값을 가지는 이웃 노드를 중계 노드로 선정하는 단계 및 상기 선정된 중계 노드에게 '중계 요청 메시지'를 전송하는 단계를 포함하여 구성되는 중계 노드 선정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 코디네이터로부터의 접속이 끊어지는 것을 판정하는 절체 판단부; 코디네이터 및 타 노드와의 무선 통신을 수행하는 인터페이스부; 및 상기 절체 판단부를 통해 코디네이터로부터 접속이 끊어진 것으로 판정되면, '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 상기 인터페이스부를 통해 코디네이터와 링크를 유지하고 있는 이웃 노드들에게 전송하고, 상기 이웃 노드들로부터 전송받은 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 분석하여 중계 노드를 선정하는 제어부;를 포함하여 구성되되, 상기 '중계 정보 요청 응답 메시지'에는, 해당 이웃 노드와 코디네이터와의 SNR값, 해당 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load) 및 잔존 에너지량이 포함되어 있으며, 상기 제어부는, 해당 이웃 노드의 평균 SNR 값, 트래픽 로드 및 잔존 에너지량을 고려하여 이웃 노드 별로 효용값을 산출하고, 산출된 결과에 따라 가장 높은 효용값을 가지는 이웃 노드를 중계 노드로 선정하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템을 제공한다.
본 발명은 네트워크 내부의 이동성으로 인한 링크 단절이나 전송실패가 일어나는 경우에 즉각적으로 노드의 잔존 에너지량, 신호대잡음비(SNR), 트래픽 로드(traffic load)를 고려하여 중계노드를 선정한다. 또한, 특정 노드의 급격한 에너지 소모를 방지하기 위해 주기적으로 중계 노드의 재선정을 수행하며, 중계노드를 사용하지 않고 코디네이터와 노드간의 직접 통신이 가능한 경우에는 링크를 복구 시킬 수 있다. 이를 통해 무선 신체 영역 통신 네트워크의 수명을 연장시킴과 동시에 낮은 전송지연을 보장할 수 있으며, 신뢰성있는 데이터 전송을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드 선정 방법을 순차적으로 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드 선정 방법이 적용된 무선 신체 영역 통신 시스템의 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드 선정 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 노드는 링크 단절이나 전송실패가 발생되었는지 통신 상태를 확인한다(S110). 이러한 통신상태는 정상적으로 통신을 하고 있는 노드가 코디네이터로부터 정해진 시기에 받아야 하는 비콘 메시지(Beacon message)나 응답 메시지(ACK message)를 받지 못했다면 코디네이터와의 연결이 불안정하거나 끊겼다고 판단한다.
이어서, 노드는 코디네이터와의 링크 단절이나 전송실패가 발생되었다고 판단된 경우(S120), 이웃 노드들에게 '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 전송한다(S130). 이때, 중계를 해줄 수 있는 노드는 인체 내부에 장착되어 있는 인바디(in-body) 노드를 제외한 모든 노드로 정의하며, 그 이유는 인바디 노드의 배터리 교체를 위해서는 수술이 필요하므로 필요이상의 전력 소모량을 낮추기 위해서이다.
다음으로, 노드는 '중계 정보 요청 메시지'를 받은 각 이웃 노드들 중 코디네이터와 링크를 유지하고 있는 이웃 노드들로부터, 이웃 노드와 코디네이터와의 신호대잡음비(signal to noise ratio; 이하 SNR)값, 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load) 및 잔존 에너지량이 포함된 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송받는다(S140).
이때, 트래픽 로드(traffic load)는 이웃 노드 자신의 트래픽과 이미 중계를 제공해 주고 있는 다른 노드의 트래픽을 모두 합한 값 대비 이웃 노드 자신이 가질 수 있는 전체 대역폭(Bandwidth)을 의미하며, 그 수식은 하기의 [수학식 1]과 같다.
Figure pat00001
또한, 노드는 이웃 노드로부터 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송받을 당시의 SNR값을 측정하고, '중계 정보 요청 응답 메시지'에 포함된 이웃 노드와 코디네이터와의 SNR값을 이용하여, 코디네이터-이웃 노드 및 이웃 노드-노드간의 평균 SNR 값을 하기의 [수학식 2]와 같이 산출한다(S150).
Figure pat00002
이어서, 노드는 상기 [수학식 2]를 통해 얻어진 이웃 노드의 평균 SNR값(
Figure pat00003
)과, '중계 정보 요청 응답 메시지'에 포함되어 있는 트래픽 로드(
Figure pat00004
) 및 잔존 에너지량(
Figure pat00005
)을 사용하여 이웃 노드 별(
Figure pat00006
)로 효용(Utility)값을 산출한다(S160). 이러한, 효용값은 하기의 [수학식 3]인 효용함수(Utility function)를 통해 계산된다.
Figure pat00007
이어서, 노드는 각 이웃 노드들 중 가장 높은 효용값을 가지는 이웃 노드를 중계 노드로 선정하여(S170) '중계 요청 메시지'를 선정된 중계 노드에게 전송하며(S180), 이를 받은 중계 노드는 자신의 중계 지원 리스트에 중계 요청을 한 상기 노드를 등록하고, 상기 노드로부터 전송되는 데이터를 코디네이터로 전송한다.
이때, 노드는 장시간 단일 중계 노드 사용으로 인한 중계 노드의 전력소모를 줄이기 위하여, 선정된 중계노드를 연속적으로 사용할 수 있는 최대시간을 가지며, 최대시간을 초과할 시에 기존에 선택된 중계노드를 제외한 다른 중계노드를 재선택 할 수도 있다. 즉, 중계 노드를 선정함과 동시에 최대 중계노드 타이머를 설정하고, 설정된 타이머가 만료되면 현재 이용중인 중계노드를 제외한 나머지 이웃 노드들을 대상으로 다시 중계 노드를 재선정한다.
또한, 중계 노드 사용 중에 노드가 중계 노드로 전송하는 데이터를 코디네이터가 오버히어링(overhearing) 하거나, 또는 노드가 코디네이터의 비콘 메시지나 ACK 메시지를 오버히어링(overhearing)하였다면, 노드는 코디네이터와의 직접통신을 수행할 수 있도록 코디네이터와 노드 간의 링크 복구를 수행한다. 이때, 노드는 해당 중계 노드에게 '링크 복구 요청 메시지'를 전송하고, '링크 복구 요청 메시지'를 전송받은 중계 노드는 자신의 중계 지원 리스트에서 해당 노드를 삭제하고, 코디네이터와 해당 노드에게 '링크 복구 응답 메시지'를 전송하여 이후부터는 코디네이터와 노드가 직접 통신을 수행할 수 있게 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드 선정 방법이 적용된 무선 신체 영역 통신 시스템의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무선 신체 영역 통신 시스템은 하나의 코디네이터(100)와 적어도 두개 이상의 노드(200)를 포함한다. 또한, 노드(200a)는 코디네이터(100)로부터 접속이 끊어지는 것을 판정하는 절체 판단부(210)와, 코디네이터(100) 및 이웃 노드(200b)와의 무선 통신을 수행하는 인터페이스부(220) 및 상기 절체 판단부(210)를 통해 코디네이터(100)로부터 접속이 끊어진 것으로 판정되면, '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 상기 인터페이스부(220)를 통해 코디네이터(100)와 링크를 유지하고 있는 이웃 노드(200b)들에게 전송하고, 상기 이웃 노드(200b)들로부터 전송받은 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 분석하여 중계노드를 선정하는 제어부(230)를 포함하여 구성된다.
절체 판단부(210)는 해당 노드가 코디네이터(100)와의 접속이 끊어지는 것을 판정하는 구성요소로서, 정상적으로 통신을 하고 있는 노드가 코디네이터(100)로부터 정해진 시기에 받아야하는 비콘 메시지(Beacon message)나 응답 메시지(ACK message)를 받지 못했다면, 코디네이터(100)와의 연결이 불안정하거나 끊겼다고 판단한다.
제어부(230)는, 상기 절체 판단부(210)를 통해 해당 노드가 코디네이터(100)와 접속이 끊어졌다고 판정될 경우, 이웃 노드들에게 '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 전송한다. 이때, 중계를 해줄 수 있는 노드는 인체 내부에 장착되는 인-바디(in-body) 노드를 제외한 모든 노드로 정의하며, 그 이유는 인-바디 노드의 배터리 교체를 위해서는 수술이 필요하므로 필요이상의 전력 소모량을 낮추기 위해서이다.
또한, 제어부(230)는 인터페이스부(220)를 통해 '중계 정보 요청 메시지'를 받은 각 이웃 노드들 중 코디네이터(100)와 링크를 유지하고 있는 이웃 노드들로부터, 이웃 노드와 코디네이터와의 SNR값, 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load) 및 잔존 에너지량이 포함된 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송받는다.
이때, 트래픽 로드(traffic load)는 이웃 노드 자신의 트래픽과 이미 중계를 제공해 주고 있는 다른 노드의 트래픽을 모두 합한 값 대비 이웃 노드 자신이 가질 수 있는 전체 대역폭(Bandwidth)을 의미하며, 그 수식은 하기의 [수학식 4]와 같다.
Figure pat00008
또한, 제어부(230)는 이웃 노드로부터 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송받을 당시의 SNR값을 측정하고, '중계 정보 요청 응답 메시지'에 포함된 이웃 노드와 코디네이터와의 SNR값을 이용하여, 코디네이터-이웃 노드 및 이웃 노드-노드간의 평균 SNR 값을 하기의 [수학식 5]와 같이 산출한다.
Figure pat00009
이어서, 제어부(230)는 상기 [수학식 5]를 통해 얻어진 이웃 노드의 평균 SNR값(
Figure pat00010
)과, '중계 정보 요청 응답 메시지'에 포함되어 있는 트래픽 로드(
Figure pat00011
) 및 잔존 에너지량(
Figure pat00012
)을 사용하여 이웃 노드 별(
Figure pat00013
)로 효용(Utility)값을 산출한다. 이러한, 효용값은 하기의 [수학식 6]인 효용함수(Utility function)를 통해 계산된다.
Figure pat00014
이어서, 제어부(230)는 각 이웃 노드들 중 가장 높은 효용값을 가지는 이웃 노드를 중계노드로 선정하여 '중계 요청 메시지'를 인터페이스부(220)를 통해 선정된 중계 노드에게 전송하며, 이를 받은 중계 노드는 자신의 중계 지원 리스트에 중계 요청을 한 상기 노드를 등록하고, 상기 노드로부터 전송되는 데이터를 코디네이터로 전송한다.
이때, 제어부(230)는 장시간 단일 중계 노드 사용으로 인한 중계 노드의 전력소모를 줄이기 위하여, 선정된 중계노드를 연속적으로 사용할 수 있는 최대시간을 가지며, 최대시간을 초과할 시에 기존에 선택된 중계노드를 제외한 다른 중계노드를 재선택 할 수도 있다. 즉, 중계 노드를 선정함과 동시에 최대 중계노드 타이머를 설정하고, 설정된 타이머가 만료되면 현재 이용중인 중계노드를 제외한 나머지 이웃 노드들을 대상으로 다시 중계 노드를 재선정한다.
또한, 제어부(230)는 절체판단부(210)를 통해 노드가 중계 노드로 전송하는 데이터를 코디네이터(100)가 오버히어링(overhearing) 하거나, 또는 노드가 코디네이터(100)의 비콘 메시지나 ACK 메시지를 오버히어링(overhearing)하였다고 판단될 경우, 인터페이스부(220)가 코디네이터(100)와의 직접통신을 수행할 수 있도록 코디네이터(100)와의 링크 복구를 수행한다. 이때, 노드는 해당 중계 노드에게 '링크 복구 요청 메시지'를 전송하고, '링크 복구 요청 메시지'를 전송받은 중계 노드는 자신의 중계 지원 리스트에서 해당 노드를 삭제하고, 코디네이터와 해당 노드에게 '링크 복구 응답 메시지'를 전송하여 이후부터는 코디네이터와 해당 노드가 직접 통신을 수행할 수 있게 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 네트워크 내부의 이동성으로 인한 링크 단절이나 전송실패가 일어나는 경우에 즉각적으로 이웃 노드의 잔존 에너지량, SNR 및 트래픽 로드를 고려하여 중계노드로 선정한다. 또한, 특정 노드의 급격한 에너지 소모를 방지하기 위해 주기적으로 중계 노드의 재선정을 수행하며, 중계노드를 사용하지 않고 코디네이터와 노드간의 직접 통신이 가능한 경우에는 링크를 복구시킬 수도 있다. 이를 통해, 무선 신체 영역 통신 시스템의 수명을 연장시킴과 동시에 낮은 전송지연을 보장할 수 있으며, 신뢰성 있는 데이터 전송을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
100 : 코디네이터 200 : WBAN 노드
210 : 절체 판단부 220 : 인터페이스부
230 : 제어부

Claims (24)

  1. 무선 신체 영역 통신의 중계 노드 선정 방법에 있어서,
    노드가 코디네이터와의 접속이 끊어졌다고 판단하는 경우, '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 이웃 노드들에게 전송하는 단계;
    상기 이웃 노드들로부터 이웃 노드 자신과 코디네이터와의 SNR값, 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load) 및 잔존 에너지량이 포함된 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송받는 단계;
    노드가 상기 이웃 노드들로부터 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송 받을 당시의 SNR값을 측정하여 이웃 노드 별로 코디네이터와 이웃 노드 및 이웃 노드와 해당 노드 간의 평균 SNR 값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 평균 SNR 값과, 상기 이웃 노드의 트래픽 로드 및 잔존 에너지량을 고려하여 이웃 노드 별로 효용값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 결과에 따라 가장 높은 효용값을 가지는 이웃 노드를 중계 노드로 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 중계 노드에게 '중계 요청 메시지'를 전송하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 중계 노드 선정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노드는,
    코디네이터로부터 정해진 시기에 받아야 하는 메시지를 받지 못한 경우 코디네이터와의 접속이 끊어졌다고 판단하는 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 메시지는,
    비콘 메시지(Beacon message) 또는 응답 메시지(ACK message)인 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 이웃 노드들에게 전송하는 단계에서는,
    인체 내부에 장착되는 인-바디(in-body) 노드를 제외한 모든 이웃 노드에게 상기 '중계 정보 요청 메시지'를 전송하는 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load)는,
    상기 이웃 노드 자신의 트래픽과 이미 중계를 제공해 주고 있는 다른 노드의 트래픽을 모두 합한 값 대비 이웃 노드 자신이 가질 수 있는 전체 대역폭(bandwidth)인 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load)는,
    하기의 [수학식 1]인 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
    [수학식 1]
    Figure pat00015

  7. 제 1항에 있어서,
    상기 평균 SNR 값은,
    하기의 [수학식 2]를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
    [수학식 2]
    Figure pat00016

  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이웃 노드 별로 효용값은,
    하기의 [수학식 3]을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
    [수학식 3]
    Figure pat00017

    여기서,
    Figure pat00018
    : 해당 이웃 노드의 평균 SNR 값,
    Figure pat00019
    : 해당 이웃 노드의 트래픽 로드,
    Figure pat00020
    : 해당 이웃 노드의 잔존 에너지량,
    Figure pat00021
    : 이웃 노드 수.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 가장 높은 효용값을 가지는 이웃 노드를 중계 노드로 선정하는 단계에서는,
    최대 중계노드 타이머를 설정하여, 상기 설정된 타이머가 만료되면 현재 이용중인 중계 노드를 제외한 나머지 이웃 노드들을 대상으로 중계 노드를 재선정 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 '중계 요청 메시지'를 전송 받은 중계 노드는,
    자신의 중계 지원 리스트에 중계 요청을 한 상기 노드를 등록하고, 상기 노드로부터 전송되는 데이터를 코디네이터로 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 중계 노드가 자신의 중계 지원 리스트에 중계 요청을 한 상기 노드를 등록한 단계 이후에,
    상기 노드가 상기 중계 노드로 전송하는 데이터를 상기 코디네이터가 오버히어링(overhearing)하거나, 또는 상기 노드가 상기 코디네이터로부터 메시지를 오버히어링(overhearing)할 경우,
    상기 코디네이터와 상기 노드가 직접 통신을 수행할 수 있도록, 상기 노드가 상기 중계 노드에게 '링크 복구 요청 메시지'를 전송하며, 상기 중계 노드는 자신의 중계 지원 리스트에서 해당 노드를 삭제하고, 상기 코디네이터와 상기 노드에게 '링크 복구 응답 메시지'를 전송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 노드 선정 방법.
  12. 코디네이터로부터의 접속이 끊어지는 것을 판정하는 절체 판단부;
    코디네이터 및 타 노드와의 무선 통신을 수행하는 인터페이스부; 및
    상기 절체 판단부를 통해 코디네이터로부터 접속이 끊어진 것으로 판정되면, '중계 정보 요청 메시지'를 생성하여 상기 인터페이스부를 통해 코디네이터와 링크를 유지하고 있는 이웃 노드들에게 전송하고, 상기 이웃 노드들로부터 전송받은 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 분석하여 중계 노드를 선정하는 제어부;
    를 포함하여 구성되되,
    상기 '중계 정보 요청 응답 메시지'에는,
    해당 이웃 노드와 코디네이터와의 SNR값, 해당 이웃 노드의 트래픽 로드(traffic load) 및 잔존 에너지량이 포함되어 있으며,
    상기 제어부는,
    해당 이웃 노드의 평균 SNR 값, 트래픽 로드 및 잔존 에너지량을 고려하여 이웃 노드 별로 효용값을 산출하고, 산출된 결과에 따라 가장 높은 효용값을 가지는 이웃 노드를 중계 노드로 선정하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 절체 판단부는,
    코디네이터로부터 정해진 시기에 받아야 하는 메시지를 받지 못한 경우 코디네이터와의 접속이 끊어졌다고 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 메시지는,
    비콘 메시지(Beacon message) 또는 ACK 메시지(ACK message)인 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    인체 내부에 장착되는 인-바디(in-body) 노드를 제외한 모든 이웃 노드에게 상기 '중계 정보 요청 메시지'를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 평균 SNR 값은,
    상기 제어부가 상기 이웃 노드들로부터 '중계 정보 요청 응답 메시지'를 전송 받을 당시의 SNR값을 측정하여, 코디네이터와 이웃 노드 및 이웃 노드와 해당 노드 간의 평균 SNR 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 평균 SNR값은,
    하기의 [수학식 4]를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
    [수학식 4]
    Figure pat00022

  18. 제 12항에 있어서,
    상기 트래픽 로드(traffic load)는,
    상기 이웃 노드 자신의 트래픽과 이미 중계를 제공해 주고 있는 다른 노드의 트래픽을 모두 합한 값 대비 이웃 노드 자신이 가질 수 있는 전체 대역폭(bandwidth)인 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 트래픽 로드(traffic load)는,
    하기의 [수학식 5]인 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
    [수학식 5]
    Figure pat00023

  20. 제 12항에 있어서,
    상기 이웃 노드 별 효용값은,
    하기의 [수학식 6]을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
    [수학식 6]
    Figure pat00024

    여기서,
    Figure pat00025
    : 해당 이웃 노드의 평균 SNR 값,
    Figure pat00026
    : 해당 이웃 노드의 트래픽 로드,
    Figure pat00027
    : 해당 이웃 노드의 잔존 에너지량,
    Figure pat00028
    : 이웃 노드 수.
  21. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선정된 중계 노드에게 '중계 요청 메시지'를 전송하고,
    상기 중계 노드는,
    자신의 중계 지원 리스트에 중계 요청을 한 상기 노드를 등록하고, 상기 노드로부터 전송되는 데이터를 코디네이터로 전달하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  22. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 절체 판단부를 통해 상기 중계 노드로 전송하는 데이터를 상기 코디네이터가 오버히어링(overhearing)하거나, 또는 상기 코디네이터로부터 메시지를 오버히어링(overhearing)하였다고 판단할 경우,
    상기 인터페이스부가 상기 코디네이터와의 직접 통신을 수행하도록 링크를 복구하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 인터페이스부를 통해 상기 중계 노드에게 '링크 복구 요청 메시지'를 전송하며,
    상기 중계 노드는,
    자신의 중계 지원 리스트에서 해당 노드를 삭제하고, 상기 코디네이터와 상기 해당 노드에게 '링크 복구 응답 메시지'를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
  24. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    최대 중계노드 타이머를 설정하여, 상기 설정된 타이머가 만료되면 현재 이용중인 중계 노드를 제외한 나머지 이웃노드들을 대상으로 중계 노드를 재선정하는 것을 특징으로 하는 무선 신체 영역 통신 시스템.
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