KR100968245B1 - 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 네트워크를 통해 연결된 데이터 전송 주체들이 데이터를 외부로 전송함에 있어서 에너지 효율적으로 전송할 수 있도록 하는 제어 시스템 및 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 센서 네트워크에서 각 노드에 의한 데이터 전송이 에너지 효율적으로 이루어지도록 할 수 있는 제어 시스템에 관한 것이다.
본 명세서에서 개시하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템은 무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드(전송 노드)의 상기 데이터의 양(Q)에 대한 상한 임계치와 하한 임계치를 설정하는 임계치 설정부; 및 상기 전송 노드의 백-오프 결정 인자의 값(BE)을 상기 Q와 상기 두 임계치를 기반으로 결정하는 BE 결정부를 포함하여, 상기 전송 노드의 백-오프가 상기 Q에 따라 적응적으로 이루어지게 하여 본 발명의 과제를 해결한다.

Description

무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템 및 그 방법{System for controlling data transfer in wireless network and Method thereof}
본 발명은 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 무선 네트워크를 통해 연결된 데이터 전송 주체들이 데이터를 외부로 전송함에 있어서 에너지 효율적(energy-effective)으로 전송할 수 있도록 하는 제어 시스템 및 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 센서 네트워크에서 각 노드(node)에 의한 데이터 전송이 에너지 효율적으로 이루어지도록 할 수 있는 데이터 전송 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
네트워크, 특히 무선 (센서) 네트워크는 특정 노드로부터 데이터를 수집하는 것을 그 목적으로 한다. 따라서 이런 목적을 위해 성형 토폴로지(star topology)가 많이 사용되는데, 센서 네트워크의 경우 대부분의 노드들이 배터리에 의해 동작되는 특성으로 인하여 데이터 처리량이나 지연 등과 같은 전송 품질 측면에서의 성능보다 전력 소모(power consumption)를 최대한으로 줄이는 것이 더욱 중요하게 다뤄지고 있다.
무선 센서 네트워크에서 전력 소모를 감소시키기 위해 가장 일반적인 스 킴(scheme)으로 이용되는 것은 각 노드를 활성화(active) 구간과 비활성화(sleep) 구간에 따라 번갈아 교대로 동작시키는 것이다. 각 노드간의 통신이 이뤄지기 위해서는 각 노드의 활성화 구간이 상호 동기화가 이루어져야 한다. 동기화는 클러스터 헤드나 코디네이터와 같이 상위 노드(이하 클러스터 헤드나 코디네이터와 같은 상위 노드 개념을 코디네이터로 통일하여 기술한다)가 각 노드에 비컨 프레임(beacon frame)을 전송하여 이루어진다.
그런데, 활성화 구간의 동기화가 이루어진 각 노드는 코디네이터로 데이터를 전송하기 위해 다른 노드들과의 경쟁을 수반하는데, 경쟁의 과정에서 각 노드로부터 전송되는 데이터 사이에 충돌(collision)의 문제가 발생할 수 있으며 아울러 에너지(전력)가 많이 소모될 수 있다.
따라서 충돌을 회피(avoidance)하고 에너지 소모를 줄이기 위해 충돌 방지 메커니즘 즉, CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)가 사용되고 있으며 그 예로 IEEE 802.15.4규격에서도 CSMA/CA를 적용하여 사용하고 있다. 충돌의 회피는 CSMA/CA에 의한 백-오프(Back-off) 과정에 의해 수행된다. IEEE 802.15.4 규격에 의하면 백-오프의 수행은 백-오프 결정 인자(Back-off Exponent: BE)에 의해 결정되는데, BE는 CCA(Channel Clear Access)를 수행하기 전에 기다려야 하는 random delay value의 결정에 사용되는 파라미터이다. BE는 전송 노드의 슬롯 형태(slotted or unslotted)에 관계없이 IEEE 802.15.4 규격에 정의된 macMinBE 값으로 초기화된다.
이렇게 결정된 random delay value에 해당하는 만큼의 백-오프가 이루어진 후, CCA가 수행되고 채널의 유휴(idle) 여부를 판단한다. 만일 채널이 유휴가 아니라면, BE를 증가시켜 random delay value를 재설정하여 백-오프를 반복적으로 수행하여 채널의 유휴 여부를 재판단하고 유휴가 되면 코디네이터로의 데이터 전송이 개시된다.
문제는 트래픽이 많은 경우 즉, 여러 노드가 데이터를 갖고 있는 경우와 특정 노드가 데이터를 많이 갖고 있는 경우인데, 전자의 경우에는 여러 노드가 동시에 전송을 시도하기 때문에 백-오프를 반복적으로 수행하게 되어 충돌의 확률도 높아지며, 후자의 경우에는 특정 노드가 자신의 데이터를 모두 전송할 때까지 지속적으로 채널을 접근하기 때문에 특정 노드의 전송 해당 시간내에 만일 다른 노드가 데이터를 전송하려는 경우, 채널 접근성이 낮아져서 서로 충돌의 위험이 높아지게 되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기한 CSMA/CA 방식의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무선 네트워크상의 각 노드에 의한 데이터 전송 처리가 충돌의 우려가 없고 에너지 효율적으로 이루어질 수 있도록 데이터 전송을 제어하는 데이터 전송 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템은
무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드(전송 노드)의 상기 데이터의 양(Q)에 대한 상한 임계치와 하한 임계치를 설정하는 임계치 설정부; 및 상기 전송 노드의 백-오프 결정 인자의 값(BE)을 상기 Q와 상기 두 임계치를 기반으로 결정하는 BE 결정부를 포함하여, 상기 전송 노드의 백-오프가 상기 Q에 따라 적응적으로 이루어지게 하여 본 발명의 과제를 해결한다.
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상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 또 다른 데이터 전송 제어 시스템은
무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드 중 상기 상위 노드에 전송한 데이터에 대해 상기 상위 노드로부터 수신 확인 프레임을 수신한 노드(특정 노드)가 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 상기 상위 노드에 일괄적으로 전송하는데 소요되는 시간을 계산하는 일괄 전송 시간 계산부; 및 상기 시간의 경과 여부를 판단하여 상기 시간이 경과하지 아니한 경우에는 상기 특정 노드 이외의 다른 전송 노드는 비활성화시켜, 상기 다른 전송 노드의 상기 데이터 전송 채널에의 접근을 차단시키는 동작 모드 제어부를 포함하여, 상기 특정 노드가 상기 시간내에서는 상기 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하게 하여 상기 자신의 데이터를 일괄 전송할 수 있게 하여 본 발명의 과제를 해결한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 또 다른 데이터 전송 제어 시스템은
무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드(전송 노드)의 상기 데이터의 양(Q)에 대한 상한 임계치와 하한 임계치를 설정하는 임계치 설정부; 및 상기 전송 노드의 백-오프 결정 인자의 값(BE)을 상기 Q와 상기 두 임계치를 기반으로 결정하는 BE 결정부; 상기 결정된 BE에 따라 상기 전송 노드의 백-오프를 수행하는 백-오프 수행부; 상기 백-오프가 완료된 뒤 데이터 전송 채널의 유휴 여부를 판단하는 채널 상태 검사부; 상기 데이터 전송 채널이 유휴인 경우, 상기 전송 노드 중 상기 상위 노드로 전송한 데이터에 대해 상기 상위 노드로부터 수신 확인 프레임을 수신한 노드(특정 노드)가 상기 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 상기 상위 노드로 일괄 전송하는데 소요되는 시간을 계산하는 일괄 전송 시간 계산부; 및 상기 시간의 경과 여부를 판단하여 상기 시간이 경과하지 아니한 경우에는 상기 특정 노드 이외의 다른 전송 노드는 비활성화시켜, 상기 다른 전송 노드의 상기 데이터 전송 채널에의 접근을 차단시키는 동작 모드 제어부를 포함하여 본 발명의 과제를 해결한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 방법은
무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드(전송 노드)의 상기 데이터의 양(Q)에 대한 상한 임계치와 하한 임계치가 설정되고, 상기 전송 노드의 백-오프 결정 인자의 값(BE)이 상기 Q와 상기 두 임계치를 기반으로 결정되어, 상기 전송 노드의 백-오프가 상기 Q에 따라 적응적으로 이루어지게 하여 본 발명의 과제를 해결한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 또 다른 데이터 전송 제어 방법은
(a)무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드(전송 노드) 중 상기 상위 노드로 전송한 데이터에 대해 상기 상위 노드로부터 수신 확인 프레임을 수신한 노드(특정 노드)가 상기 데이터의 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 상기 상위 노드로 일괄 전송하는데 소요되는 시간이 계산되는 단계; 및 (b)상기 시간이 경과하지 아니한 경우, 상기 특정 노드 이외의 다른 전송 노드는 비활성화되고 상기 데이터의 전송 채널에의 접근이 차단되는 단계를 포함하여, 상기 특정 노드가 상기 시간내에서는 상기 데이터의 전송 채널을 배타적으로 점유하게 하여 상기 자신의 데이터를 일괄 전송할 수 있게 하여 본 발명의 과제를 해결한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 명세서에서 개시하는 또 다른 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 방법은
(a)무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드(전송 노드)의 상기 데이터의 양(Q)에 대한 상한 임계치와 하한 임계치가 설정되고, 상기 전송 노드의 백-오프 결정 인자의 값(BE)이 상기 Q와 상기 두 임계치를 기반으로 결정되는 단계; (b)상기 결정된 BE에 따라 상기 전송 노드의 백-오프가 수행된 후, 데이터 전송 채널의 유휴 여부가 판단되는 단계; (c)상기 전송 채널이 유휴인 경우, 상기 전송 노드 중 상기 상위 노드로 전송한 데이터에 대해 상기 상위 노드로부터 수신 확인 프레임을 수신한 노드(특정 노드)가 상기 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 상기 상위 노드로 일괄 전송하는데 소요되는 시간이 계산되는 단계; 및 (d)상기 시간이 경과하지 아니한 경우, 상기 특정 노드 이외의 다른 전송 노드는 비활성화되고 상기 데이터 전송 채널에의 접근이 차단되는 단계를 포함하여 본 발명의 과제를 해결한다.
차등적 백-오프로 인하여 트래픽이 많은 노드가 우선적으로 채널을 접근하고, 그렇지 않은 노드는 시간이 지난 후에 채널에 접근하기 때문에 채널 접근 확률이 향상된다. 아울러 트래픽이 많은 노드는 우선적으로 채널에 접근하여 일괄 전송으로 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있으므로, 기존처럼 큐에 쌓인 데이터를 다 처리할 때까지 지속적으로 채널 접근 시도를 할 필요가 없기 때문에 전력 소모를 현저히 줄일 수 있다.
배타적 채널 사용으로 히든 노드(hidden node)에 의한 충돌 발생을 억제할 수 있으며, 배타적으로 채널을 사용하는 특정 노드는 백-오프와 채널 상태 검사를 수행함이 없이 바로 데이터를 전송할 수 있기 때문에 짧은 시간에 많은 데이터를 안전하게 전송할 수 있다. 아울러 배타적 채널 사용 시간(일괄 전송 시간)동안 다른 노드들은 비활성화 모드로 동작시킴으로써 불필요한 idle listening과 over hearing으로 인한 전력 손실을 막을 수 있다.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요를 우선 제시한다.
본 발명은 기존의 CSMA/CA 방식에 의한 백-오프와 데이터 전송 제어 방안을 개선하여 전송 처리량은 높이면서 전력 소모를 줄이는 즉, 에너지 효율적 전송 처리를 그 요체로 한다. 이를 위해 본 발명은 무선 네트워크에서 코디네이터로 데이 터를 전송하고자 하는 각 노드(전송 노드)의 큐에 쌓인 데이터의 양을 백-오프의 수행에 반영시켜 그 양에 따라 적응적(차등적)으로(adaptively) 백-오프를 실시하게 하거나, 전송 노드 중 특정 노드가 채널을 배타적으로 사용하게 하여 특정 노드가 데이터를 짧은 시간에 일괄 전송할 수 있도록 하는 것이 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요이다.
이하, 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1a는 본 시스템 발명의 일실시예의 구성을 제시한 도면이고, 도 1b는 본 방법 발명의 일실시예의 흐름을 제시한 도면이다.
본 발명은 상기한 바와 같이 IEEE 802.15.4에 의한 CSMA/CA에서의 기존의 백-오프 기법을 변형시켜 백-오프를 수행하도록 한다.
즉, 기존 방식에서처럼 백-오프 결정 인자(BE)를 작은 값(구체적으로는 macMinBE)으로 초기화시키고 이에 따라 백-오프를 수행한 후, 채널이 유휴가 아닌 경우에는 BE값을 증가시켜 반복적으로 백-오프를 수행하는 것이 아니라, 각 전송 노드의 큐에 쌓인 데이터의 양에 따라 BE를 달리 결정하여 사용한다. 다시 말하면 BE를 기존처럼 일률적으로 설정하는 것이 아니라 큐에 쌓인 데이터의 양에 따라 ' 적응적(adaptive)'으로 BE를 결정하여 백-오프의 효율적 수행을 꾀하는 것이다.
이를 위해 본 발명은 각 전송 노드의 큐의 길이(큐에 쌓인 데이터의 양, Q)에 대한 임계치를 설정하는 것으로 시작한다. 여기서 Q는 노드 '하나'의 큐의 길이에 해당하는 것이다.
임계치 설정부(11)는 Q에 대한 상한 임계치(Qhigh)와 하한 임계치(Qlow)를 설정한다(S11). 상한 및 하한 임계치 설정의 기준은 일률적인 것이 아니며, 사용자 요구 사항 내지는 무선 네트워크의 설치 환경 등에 따라 네트워크 설계자의 재량에 의해 정해질 수 있는 것이다.
BE 결정부(12)는 Q와 상기한 두 임계치를 비교하여 각 전송 노드의 BE값을 Q에 따라 적응적으로 결정한다(S12). 이렇게 결정된 BE를 이용하여 random delay value(=2BE-1)가 결정되고 이 범위 내에서 각 전송 노드의 백-오프가 수행된다. 이때 BE는 다음의 기준에 의해 적응적으로 결정할 수 있는 것을 그 한 예로 들 수 있다.
예를 들어, Q가 Qlow 이하이면 BE를 소정의 값으로 설정된 최대치(MaxBE)로, Q가 Qhigh 이상이면 BE를 소정의 값으로 설정된 최소치(MinBE)로, Q가 Qlow과 Qhigh의 사이인 경우에는 Q의 크기에 비례하여 BE를 MaxBE와 MinBE의 사이의 값으로 결정할 수 있다. 이 사실은 결국 Q가 클수록 백-오프를 짧게 설정하고, 작을수록 백-오프를 길게 설정한다는 의미인데, 상기한 배경기술에서 언급한 바와 같이 Q가 클수록 데이터 유실의 우려가 증가하기 때문이다.
Figure 112008030085547-pat00001
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여기서 MinBE와 MaxBE는 원래 802.15.4 규격에서는 각각 3과 5로 정해진 값이다. 그러나 본 발명은 Q에 따라 적응적으로 BE를 결정하므로, MinBE와 MaxBE를 각각 3과 5로 고정시켜서 BE를 구현하는 것은 본 발명의 의의를 퇴색시킬 수 있는바 적절치 아니하며, 사용자 요구 사항 내지는 무선 네트워크의 설치 환경 등 여러 요소를 고려하여 네트워크 설계자의 재량에 의해 정하는 것이 바람직하다.
각 전송 노드는 이렇게 결정된 BE를 근거로 자신이 현재 가지고 있는 데이터의 양(Q)에 따른 적응적 백-오프를 할 수 있게 된다. 백-오프의 자세한 구현 과정은 BE의 결정을 제외하고는 기존의 802.15.4 CSMA/CA와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2a는 본 시스템 발명의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2b는 본 방법 발명의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 도면이다.
상기 언급한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예는 무선 네트워크에서 데이터 전송 채널을 공유하는 여러 전송 노드(200, 300 내지 302) 중 특정 노드(200)가 데이터 전송 채널을 배타적(우선적)으로 사용하게 하여 자신의 데이터를 일괄 전송하게 하는 것이다. 상기한 백-오프의 적응적 구현이 데이터 전송 단계 이전의 조치라면, 또 다른 실시예는 데이터 전송 채널의 상태가 유휴로 되어 데이터를 전송하기 시작한 이후에서의 조치이다.
후자의 조치는 특정 노드(200)가 채널을 배타적으로 사용하게 하므로 다른 노드(300 내지 302)와 경쟁할 필요를 없게 한다. 따라서 특정 노드(200)는 데이터 전송을 개시한 이후에는 백-오프 내지는 데이터 전송 채널의 상태를 검사할 필요가 없게 된다. 따라서 데이터 전송이 에너지 효율적으로 이루어지게 할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면 각 전송 노드(200, 300 내지 302)는 데이터 전송을 시도할 때 현재 자신의 큐에 쌓인 데이터 개수 및 크기 정보를 같이 송신하고, 코디네이터(400)는 데이터를 수신하고 수신 확인 프레임을 각 전송 노드(200, 300 내지 302)에 전송할 때 상기 데이터 개수 및 크기 정보를 다시 상기 확인 프레임에 실어서 보낸다. 즉, 확인 프레임에는 특정 노드(200)의 큐에 쌓인 데이터 개수 및 크기 정보가 포함되어 있다.
특정 노드(200)를 제외한 나머지 노드들(300 내지 302)의 일괄 전송 시간 계산부(21)는 확인 프레임에 포함된 큐에 대한 메타 정보(특정 노드(200)의 큐에 쌓인 데이터 개수 및 크기 정보)를 기반으로, 특정 노드(200)가 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 코디네이터(400)로 일괄 전송하는데 소요되는 시간(일괄 전송 소요 시간)을 계산한다.
특정 노드(200)를 제외한 나머지 노드들(300 내지 302)의 동작 모드 제어부(22)는 확인 프레임 수신을 통해 계산한 일괄 전송 소요 시간만큼 나머지 노드들(300 내지 302)을 비활성화시킨다. 즉, 특정 노드(200)는 일괄 전송 소요 시간 동안에는 데이터 전송 채널을 배타적으로 사용할 수 있게 된다. 이를 위해 동작 모드 제어부(22)는 일괄 전송 소요 시간의 경과 여부를 판단하기 위한 타이머(timer)를 구비해야 할 것이다. 타이머는 도면에 별도로 도시하지는 않았다.
따라서 특정 노드(200)는 확인 프레임을 수신하면 배타적으로 데이터 전송 채널에 접근할 수 있으므로 다른 노드(300 내지 302)와 경쟁을 할 필요가 없기 때문에 백-오프와 채널의 상태에 대해 검사를 수행할 필요가 없이 데이터를 일괄적으로 그리고 연속적으로 코디네이터(400)에 전송할 수 있다.
한편 일괄 전송 시간 계산부(21)는 구체적으로 큐에 쌓인 데이터의 개수와 단위 데이터의 전송에 필요한 시간(Tf)을 이용하여 일괄 전송 소요 시간을 계산한다. Tf는 Ttx, Trx, Twait의 합으로 이루어진다. 여기서 Ttx는 특정 노드(200)의 큐에 쌓인 데이터 개수 및 크기 정보를 코디네이터(400)로 송신하는데 소요되는 시간이고, Trx는 확인 프레임의 수신에 소요되는 시간이며, Twait는 코디네이터(400)가 상기 정보를 받은 시간과 특정 노드(200)에 확인 프레임을 전송하기 시작하는 시간의 차이다.
Tf = Ttx + Trx + Twait.
일괄 전송 소요 시간 = 큐에 쌓인 데이터 갯수 * Tf.
일괄 전송 소요 시간 동안에는 다른 노드들의 동작 모드 제어부(22)는 각 다른 노드를 비활성화시킴으로써 over hearing에 의한 전력 소모를 막을 수 있다. 즉, 다른 노드(300 내지 302)는 특정 노드(200)와 활성화 구간이 상호 동기화되어 있더라도 일괄 전송 소요 시간 동안에는 비활성화되어 idle listening과 over hearing으로 인한 불필요한 전력 소모를 막을 수 있는 것이다.
다른 노드(300 내지 302)들의 동작 모드 제어부(22)는 일괄 전송 소요 시간이 경과한 후에 비활성화 시간만큼을 다른 노드(300 내지 302)들의 백-오프에 반영시킨 후 다른 노드를 활성화시켜 데이터를 전송할 수 있게 한다. 다른 노드(300 내지 302)의 데이터 전송도 특정 노드(200)의 데이터 전송과 마찬가지 메커니즘에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 다른 노드(300 내지 302) 고유의 일괄 전송 소요 시간을 계산하고 그 일괄 전송 소요 시간에 따른 채널 접근 제어를 상기한 바에 의하여 구현할 수 있다.
특정 노드(200)는 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하고 있으므로 일단 데이터의 전송을 개시하고 난 이후에는 백-오프 내지는 데이터 전송 채널의 상태를 검사할 필요가 없게 되어 역시 불필요한 전력 소모를 막을 수 있는 있다.
한편, 본 발명은 상기한 적응적 백-오프와 특정 노드(200)가 데이터 전송 채널을 배타적으로 사용하는 것을 결합하여 두 가지 조치를 동시에 취하여서도 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결할 수도 있다. 즉, Q에 따라 차등적(적응적)으로 백-오프를 실시하여 데이터 전송 채널의 유휴 상태를 확인하고, 유휴로 되면 데이터를 전송함에 있어서 상기한 배타적 채널 사용 방안을 활용할 수 있다.
따라서 본 발명은 무선 네트워크 환경의 구축에 여러 고려해야 할 요소(비용, 사용자수 등)에 따라 상기 두 조치 중 하나만을 행하거나 두 조치를 동시에 행하는 것을 선택적으로 할 수 있는 장점도 제공한다. 도 3a와 도 3b에 두 조치가 동시에 구현된 시스템 및 방법의 구성이 제시되어 있으며, 도 3a에 제시된 각 구성 요소의 기능과 도 3b에 제시된 각 단계의 기능은 상기한바 내지는 IEEE 802.15.4 규격에 제시된 바와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 방법발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 유무선 네트워크를 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 무선 네트워크에서의 활용이 주가 될 것이나, 유선 네트워크에서도 그 활용이 가능함은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1a는 본 시스템 발명의 일실시예의 구성을 제시한 도면이다.
도 1b는 본 방법 발명의 일실시예의 흐름을 제시한 도면이다.
도 2a는 본 시스템 발명의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2b는 본 방법 발명의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 시스템 발명의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3b는 본 방법 발명의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 도면이다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드 중 상기 상위 노드에 전송한 데이터에 대해 상기 상위 노드로부터 수신 확인 프레임을 수신한 노드(특정 노드)가 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 상기 상위 노드에 일괄적으로 전송하는데 소요되는 시간(일괄 전송 소요 시간)을 계산하는 일괄 전송 시간 계산부; 및
    상기 시간의 경과 여부를 판단하여 상기 시간이 경과하지 아니한 경우에는 상기 특정 노드 이외의 다른 전송 노드는 비활성화시켜, 상기 다른 전송 노드의 상기 데이터 전송 채널에의 접근을 차단시키는 동작 모드 제어부를 포함하여,
    상기 특정 노드가 상기 시간내에서는 상기 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하게 하여 상기 자신의 데이터를 일괄 전송할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템.
  3. 무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드가 가진 데이터의 양(Q)에 대한 상한 임계치와 하한 임계치를 설정하는 임계치 설정부;
    상기 전송을 시도하는 노드의 백-오프 결정 인자의 값(BE)을 상기 Q와 상기 두 임계치를 기반으로 결정하는 BE 결정부;
    상기 결정된 BE에 따라 상기 전송을 시도하는 노드의 백-오프를 수행하는 백-오프 수행부;
    상기 백-오프가 완료된 뒤 데이터 전송 채널의 유휴 여부를 판단하는 채널 상태 검사부;
    상기 데이터 전송 채널이 유휴인 경우, 상기 전송을 시도하는 노드 중 상기 상위 노드로 전송한 데이터에 대해 상기 상위 노드로부터 수신 확인 프레임을 수신한 노드(특정 노드)가 상기 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 상기 상위 노드로 일괄 전송하는데 소요되는 시간(일괄 전송 소요 시간)을 계산하는 일괄 전송 시간 계산부; 및
    상기 시간의 경과 여부를 판단하여 상기 시간이 경과하지 아니한 경우에는 상기 특정 노드 이외의 다른 전송 노드는 비활성화시켜, 상기 다른 전송 노드의 상기 데이터 전송 채널에의 접근을 차단시키는 동작 모드 제어부를 포함하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 BE 결정부는
    상기 Q가 상기 하한 임계치 이하이면 상기 BE를 소정의 값으로 설정된 최대치(MaxBE)로, 상기 Q가 상한 임계치 이상이면 상기 BE를 소정의 값으로 설정된 최소치(MinBE)로, 상기 Q가 상기 두 임계치 사이인 경우에는 상기 BE를 상기 최대치와 최소치의 사이의 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 일괄 전송 시간 계산부는
    상기 수신 확인 프레임에 포함된 상기 특정 노드의 데이터 개수 및 크기 정보로부터 상기 일괄 전송 소요 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 시스템.
  6. (a)무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드(전송 노드) 중 상기 상위 노드로 전송한 데이터에 대해 상기 상위 노드로부터 수신 확인 프레임을 수신한 노드(특정 노드)가 상기 데이터의 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 상기 상위 노드로 일괄 전송하는데 소요되는 시간(일괄 전송 소요 시간)이 계산되는 단계; 및
    (b)상기 시간이 경과하지 아니한 경우, 상기 특정 노드 이외의 다른 전송 노드는 비활성화되고 상기 전송 채널에의 접근이 차단되는 단계를 포함하여,
    상기 특정 노드가 상기 시간내에서는 상기 데이터의 전송 채널을 배타적으로 점유하게 하여 상기 자신의 데이터를 일괄 전송할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 방법.
  7. (a)무선 네트워크에서 상위 노드에 데이터 전송을 시도하는 노드(전송 노드)의 상기 데이터의 양(Q)에 대한 상한 임계치와 하한 임계치가 설정되고, 상기 전송 노드의 백-오프 결정 인자의 값(BE)이 상기 Q와 상기 두 임계치를 기반으로 결정되는 단계;
    (b)상기 결정된 BE에 따라 상기 전송 노드의 백-오프가 수행된 후, 데이터 전송 채널의 유휴 여부가 판단되는 단계;
    (c)상기 전송 채널이 유휴인 경우, 상기 전송 노드 중 상기 상위 노드로 전송한 데이터에 대해 상기 상위 노드로부터 수신 확인 프레임을 수신한 노드(특정 노드)가 상기 데이터 전송 채널을 배타적으로 점유하여 자신의 데이터를 상기 상위 노드로 일괄 전송하는데 소요되는 시간(일괄 전송 소요 시간)이 계산되는 단계; 및
    (d)상기 시간이 경과하지 아니한 경우, 상기 특정 노드 이외의 다른 전송 노드는 비활성화되고 상기 데이터 전송 채널에의 접근이 차단되는 단계를 포함하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 BE는
    상기 Q가 상기 하한 임계치 이하이면 소정의 값으로 설정된 최대치(MaxBE)로, 상기 Q가 상한 임계치 이상이면 소정의 값으로 설정된 최소치(MinBE)로, 상기 Q가 상기 두 임계치 사이인 경우에는 상기 최대치와 최소치의 사이의 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 일괄 전송 소요 시간은
    상기 수신 확인 프레임에 포함된 상기 특정 노드의 데이터 개수 및 크기 정보로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 일괄 전송 소요 시간은
    상기 수신 확인 프레임에 포함된 상기 특정 노드의 데이터 개수 및 크기 정보로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 데이터 전송 제어 방법.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101333649B1 (ko) * 2012-03-13 2013-11-27 재단법인대구경북과학기술원 무선 센서 네트워크에서 통신 경로에 기반하여 패킷을 전송하는 방법 및 장치
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010053296A (ko) * 1998-06-30 2001-06-25 비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨 통신 네트워크에서 초기 범위 지정을 위한 시스템,디바이스, 및 방법
KR20050037298A (ko) * 2003-10-18 2005-04-21 삼성전자주식회사 모바일 애드 혹 네트워크 환경에서 최적의 전송율을 찾기위한 조절 방법
KR20070011795A (ko) * 2005-07-21 2007-01-25 한국전자통신연구원 무선 에드 혹 망에서의 자원 사용량 제어 방법 및 이를이용하는 통신 장치
KR20070061572A (ko) * 2004-11-02 2007-06-13 마쓰시다 일렉트릭 인더스트리얼 컴패니 리미티드 통신 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010053296A (ko) * 1998-06-30 2001-06-25 비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨 통신 네트워크에서 초기 범위 지정을 위한 시스템,디바이스, 및 방법
KR20050037298A (ko) * 2003-10-18 2005-04-21 삼성전자주식회사 모바일 애드 혹 네트워크 환경에서 최적의 전송율을 찾기위한 조절 방법
KR20070061572A (ko) * 2004-11-02 2007-06-13 마쓰시다 일렉트릭 인더스트리얼 컴패니 리미티드 통신 장치
KR20070011795A (ko) * 2005-07-21 2007-01-25 한국전자통신연구원 무선 에드 혹 망에서의 자원 사용량 제어 방법 및 이를이용하는 통신 장치

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