KR101349960B1 - Hybrid virtual mimo routing method and apparatus for wireless an hoc networks - Google Patents

Abstract

본 발명은 근원지 노드로부터 목적지 노드까지 전송 경로가 하나 이상의 구간으로 구분되는 무선 애드혹 네트워크에서 관리 노드에 의한 혼합 가상 다중화 전송 방법으로, 근원지 노드로부터 목적지 노드로의 전송 요청 메시지를 수신함에 따라, 하나 이상의 노드들에게 정보 요청 메시지를 전송하여, 하나 이상의 노드 정보를 획득하는 단계와, 상기 획득된 노드 정보를 기반으로 근원지 노드에서 목적지 노드로 최단 경로를 설정하는 단계와, 상기 최단 경로 상에 존재하는 노드들 각각의 전송 방식을 결정하는 단계와, 상기 결정된 각각의 전송 방식을 해당 노드에 전송하여 전송 준비 요청하는 단계와, 노드들로부터의 전송 대기 응답에 따라, 근원지 노드에 전송 개시 메시지를 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
The present invention is a hybrid virtual multiplexed transmission method by a management node in a wireless ad hoc network in which a transmission path from a source node to a destination node is divided into one or more sections, and as a result of receiving a transmission request message from a source node to a destination node, Sending information request messages to the nodes, obtaining one or more node information, establishing a shortest path from a source node to a destination node based on the obtained node information, and a node existing on the shortest path Determining each transmission method, transmitting the determined transmission method to a corresponding node to prepare for transmission, and transmitting a transmission start message to a source node according to a transmission waiting response from the nodes. Characterized by including.

Description

무선 애드 혹 네트워크 시스템에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법{Hybrid virtual mimo routing method and apparatus for wireless an hoc networks}Hybrid virtual mimo routing method and apparatus for wireless an hoc networks

본 발명은 통신 시스템에서의 다중화 전송 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 무선 애드 혹 네트워크를 위한 혼합 가상 다중화 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multiplexed transmission method and apparatus in a communication system, and more particularly, to a mixed virtual multiplexed transmission method and apparatus for a wireless ad hoc network.

본 연구는 지식경제부 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제명 : QoS 및 확장성지원(S-MoRE)센서네트워크 고도화 기술개발(표준화연계)]This study is derived from a study conducted as part of the Ministry of Knowledge Economy. [Subject name: QoS and S-MoRE sensor network advancement technology development (standardized connection)]

다중입출력 전송방식이 갖는 높은 대역폭 효율로 인해 다양한 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output : MIMO) 전송 기술이 개발되고 있다. 그러나, MIMO 전송을 위해서는 전송기 및 수신기의 회로 구성이 복잡해지고, 회로의 소모 에너지가 많아지므로 무선 애드 혹(ad hoc) 네트워크에서 활용하기에 어려움이 있다. Due to the high bandwidth efficiency of the multiple input / output transmission scheme, various multiple input multiple output (MIMO) transmission technologies have been developed. However, since the circuit configuration of the transmitter and the receiver is complicated and the energy consumption of the circuit is increased for MIMO transmission, it is difficult to utilize in a wireless ad hoc network.

더욱이 작은 센서에 다수의 안테나를 설치하는 것 또한 구현에 걸림돌이 된다. 이러한 문제로 인해 가상 안테나 열(Virtual Antenna Array)을 이용한 V-MIMO 전송기술이 애드 혹(ad hoc) 네트워크에 MIMO 기술을 적용하기 위한 해결책으로 제시되었다. Moreover, installing multiple antennas on small sensors is also an obstacle to implementation. Due to this problem, V-MIMO transmission technology using a virtual antenna array has been proposed as a solution for applying MIMO technology to an ad hoc network.

V-MIMO을 적용한 무선 애드 혹(ad hoc) 네트워크는 MIMO가 갖는 다중화 이득을 갖는 장점이 있는 반면, 전송에 참여하는 센서 간의 협동을 위해 추가적인 에너지 및 전송 지연이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 데이터 전송 거리가 짧은 경우 에너지 및 지연시간 측면에서 효율적이지 못한 단점이 있다.While wireless ad hoc networks employing V-MIMO have the advantage of multiplexing gains of MIMO, additional energy and transmission delays occur for cooperation between sensors participating in transmission. Therefore, when the data transmission distance is short, there is a disadvantage in that it is not efficient in terms of energy and delay time.

따라서, 본 발명은 제한된 에너지를 가진 무선 애드 혹(ad hoc) 네트워크 다중 홉 전송 환경에서 에너지 효율을 최대화할 수 있는 다중화 전송 장치 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a multiplexed transmission apparatus and method capable of maximizing energy efficiency in a wireless ad hoc network multi-hop transmission environment with limited energy.

또한, 본 발명은 종단간 전송 지연시간을 줄이기 위해, 에너지 효율을 고려하면서 서비스 품질(Quality of Service)을 만족하는 다중화 전송 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a multiplexing transmission apparatus and method that satisfies a Quality of Service while considering energy efficiency in order to reduce end-to-end transmission delay time.

또한, 본 발명은 데이터 전달 구간의 거리를 가변적으로 조정함으로써 네트워크의 구성 상황 및 트래픽의 서비스 품질 요구에 최적화된 라우팅 경로를 설정하는 다중화 전송 장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a multiplexing transmission apparatus and method for setting a routing path optimized for the configuration of the network and the quality of service requirements of traffic by varying the distance of the data transmission interval.

본 발명의 바람직한 일 실시 예는 근원지 노드로부터 목적지 노드까지 전송 경로가 하나 이상의 구간으로 구분되는 무선 애드혹 네트워크에서 관리 노드에 의한 혼합 가상 다중화 전송 방법에 있어서, 근원지 노드로부터 목적지 노드로의 전송 요청 메시지를 수신함에 따라, 하나 이상의 노드들에게 정보 요청 메시지를 전송하여, 하나 이상의 노드 정보를 획득하는 단계와, 상기 획득된 노드 정보를 기반으로 근원지 노드에서 목적지 노드로 최단 경로를 설정하는 단계와, 상기 최단 경로 상에 존재하는 노드들 각각의 전송 방식을 결정하는 단계와, 상기 결정된 각각의 전송 방식을 해당 노드에 전송하여 전송 준비 요청하는 단계와, 노드들로부터의 전송 대기 응답에 따라, 근원지 노드에 전송 개시 메시지를 전송하는 단계와 구성된다.In a preferred embodiment of the present invention, in a hybrid virtual multiplex transmission method by a management node in a wireless ad hoc network in which a transmission path from a source node to a destination node is divided into one or more sections, a transmission request message from a source node to a destination node may be transmitted. Upon receiving, transmitting an information request message to one or more nodes, obtaining one or more node information, setting a shortest path from a source node to a destination node based on the obtained node information, and setting the shortest path; Determining the transmission method of each of the nodes existing in the path, transmitting the determined transmission method to the corresponding node to prepare for transmission, and transmitting to the source node according to the transmission waiting response from the nodes. And sending the initiation message.

본 발명의 바람직한 다른 실시 예는 근원지 노드에서 목적지 노드까지의 전송 경로가 하나 이상의 구간으로 구분되는 무선 애드혹 네트워크에서 혼합 가상 다중화 전송 방법에 있어서, 근원지 노드와 목적지 노드의 최단 경로 설정 메시지 송수신을 통해 최단 경로를 설정하는 단계와, 상기 근원지 노드, 목적지 노드, 최단 경로 노드가 주변 일정 구역 내에 존재하는 노드 정보를 획득하여, 획득된 정보를 근거로 노드들 각각의 전송 방식을 결정하는 단계와, 상기 근원지 노드, 목적지 노드, 최단 경로 노드가 상기 결정된 각각의 전송 방식을 해당 노드에 전송하여 전송 준비 요청하는 단계와, 노드들로부터의 전송 대기 응답에 따라, 근원지 노드가 전송을 개시하는 과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In another preferred embodiment of the present invention, in a hybrid virtual multiplex transmission method in a wireless ad hoc network in which a transmission path from a source node to a destination node is divided into one or more sections, the shortest path is achieved by transmitting and receiving the shortest path setting message between the source node and the destination node. Setting a path, acquiring node information of the source node, the destination node, and the shortest path node in a predetermined predetermined area, and determining a transmission method of each node based on the obtained information; The node, the destination node, and the shortest path node transmit each of the determined transmission methods to the corresponding node to request transmission preparation, and the source node initiates the transmission according to the transmission waiting response from the nodes. It is characterized by.

본 발명은 규모가 큰 무선 애드 혹(ad hoc) 네트워크에서 데이터 전달 경로를 하나 또는 여러 구간으로 나누어 각 구간별로 에너지 및 지연시간에 최적화된 전달 방식을 혼합 사용함으로써, 데이터 전송의 에너지 효율성을 높이고 에너지 및 지연시간에 대한 서비스 품질을 만족하는 효과가 있다. The present invention divides a data transmission path into one or several sections in a large wireless ad hoc network and uses a transmission scheme optimized for energy and delay time for each section, thereby improving energy efficiency and energy efficiency of data transmission. And there is an effect of satisfying the quality of service for the delay time.

종래 V-MIMO 프로토콜은 데이터 전송 거리가 짧을 경우 에너지 및 지연시간 측면에서 단일 입력 단일 출력(Single Input Single Output : SISO)에 비해 비효율적인 단점이 있다. 본 발명에서는 데이터 전송 경로를 서비스 품질을 만족시키는 최적 구간 길이로 나누어 각 구간별로 서비스 품질을 만족하는 최적의 데이터 전송 방식을 선택적으로 이용하므로 에너지 소모를 최소화하여 서비스 품질을 만족하는 효과가 있다.The conventional V-MIMO protocol has an inefficient drawback compared to a single input single output (SISO) in terms of energy and delay time when the data transmission distance is short. In the present invention, since the data transmission path is divided into an optimal section length that satisfies the service quality, an optimal data transmission scheme that satisfies the service quality is selectively used for each section, thereby minimizing energy consumption, thereby satisfying the service quality.

도 1 내지 3은 전송 구간이 세 구간으로 나뉘어진 경우에 각 전송 기법의 동작원리를 나타내는 예시도,
도 4 내지 6는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무선 애드 혹 네트워크를 위한 혼합 가상 다중화 전송 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 중앙집중형 혼합 라우팅을 사용할 경우에 노드 간에 이루어지는 메시지 흐름도,
도 8는 도 7에 도시한 각 메시지들을 구성하는 메시지 필드를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 분산형 혼합 라우팅을 사용할 경우에 노드 간에 이루어지는 메시지 흐름도,
도 10은 도 9에 도시한 각 메시지들을 구성하는 메시지 필드를 도시한 도면,
도 11는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 애드 혹 (ad hoc) 네트워크의 각 노드 간의 통신을 위한 채널 할당 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 전송을 원하는 노드가 채널에 접근하는 경우의 흐름도,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 동작하는 관리 노드(Management Node : MN) 장치의 내부 구성 블록도,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 중앙집중형 혼합 라우팅 환경에서 동작하는 전달 노드(Relay Node : RN) 장치의 내부 구성 블록도,
도 15은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 중앙집중형 혼합 라우팅 환경에서 동작하는 혼합 노드(Combined Node : CN) 장치의 내부 구성 블록도,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 분산형 혼합 라우팅 환경에서 동작하는 전달 노드(Relay Node : RN) 장치의 내부 구성 블록도,
도 17는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 분산형 혼합 라우팅 환경에서 동작하는 혼합 노드(Combined Node : CN) 장치의 내부 구성 블록도,
도 18 내지 도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 라우팅 경로의 변화를 도시한 예시도.
1 to 3 are exemplary diagrams showing the operation principle of each transmission scheme when the transmission section is divided into three sections;
4 to 6 are flowcharts illustrating a hybrid virtual multiplexing transmission method for a wireless ad hoc network according to an embodiment of the present invention;
7 is a message flow diagram between nodes when using centralized mixed routing according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a diagram illustrating a message field constituting respective messages shown in FIG. 7;
9 is a message flow diagram between nodes when using distributed mixed routing according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a diagram illustrating a message field configuring each message shown in FIG. 9;
11 is a view for explaining a channel allocation method for communication between each node of an ad hoc network according to an embodiment of the present invention;
12 is a flowchart when a node wishing to transmit accesses a channel;
13 is a block diagram illustrating an internal configuration of a management node (MN) device operating according to a preferred embodiment of the present invention;
14 is a block diagram illustrating an internal configuration of a relay node (RN) device operating in a centralized mixed routing environment according to an embodiment of the present invention.
15 is a block diagram illustrating an internal configuration of a mixed node (CN) device operating in a centralized mixed routing environment according to an embodiment of the present invention.
16 is a block diagram illustrating an internal configuration of a relay node (RN) device operating in a distributed mixed routing environment according to an embodiment of the present invention.
17 is a block diagram illustrating an internal configuration of a mixed node (CN) device operating in a distributed mixed routing environment according to an embodiment of the present invention.
18 to 22 are diagrams illustrating a change in a routing path according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명을 설명하기에 앞서, 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들을 정의한다. 이 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Prior to describing the present invention, terms used throughout the specification are defined. These terms are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and are terms that can be sufficiently modified according to the intention, convention, etc. of the user or operator, and the definition of the terms is based on the contents throughout the specification of the present invention. Will have to be lowered.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무선 애드 혹(ad hoc) 네트워크는 각각 하나의 전방향성 안테나를 포함한 센서 노드로 구성되며, 센서 노드는 그 기능에 따라 전달 노드(Relay Node : RN), 결합 노드(Combining Node : CN) 및 관리 노드(Management Node : MN)로 분류된다.A wireless ad hoc network according to a preferred embodiment of the present invention consists of a sensor node each including one omni-directional antenna, the sensor node according to the function of the relay node (RN), coupling node ( Combining Node (CN) and Management Node (MN).

MN은 네트워크 안의 모든 노드들의 특성 및 위치 정보를 수집하여 라우팅 경로(Routing Path)를 구성한다.The MN collects the characteristics and location information of all nodes in the network to form a routing path.

CN은 수신한 다수의 신호를 동시에 공간 다중 복호화(Combined Space Diversity Decoding)한다. 또한, CN은 그 기능에 따라, 한 구간 내에서 전송받은 데이터를 복호화한 후 다시 부호화하여 다음 구간으로 전송하는 구간 결합 노드(Section Combining Node : SCN)와, 가상 다중화 전송에서 복호화한 정보를 단순히 SCN에 전달하는데 사용되는 전달 결합 노드(Relay Combining Node : RCN)로 분류될 수 있다. The CN simultaneously performs spatial multiplexing on multiple received signals. In addition, according to the function, the CN simply decodes the data received in one section, recodes it, and transmits the section combining node (SCN) to the next section, and simply decodes the information decoded in the virtual multiplex transmission. It can be classified as a Relay Combining Node (RCN) used to deliver to.

본 발명은 근원지 노드(Source : S)에서 목적지 노드(Destination : D)까지의 전송 경로를 하나 이상의 구간으로 구분하고, 각 구간별 특성에 맞는 최적의 전송 기법으로 데이터가 전송되도록 하는 방법을 제시한다. The present invention proposes a method for classifying a transmission path from a source node (Source S) to a destination node (D) into one or more sections, and to transmit data in an optimal transmission scheme for each section. .

우선, 근원지 노드(S)에서 목적지 노드(D)까지의 전송 기법에 따른 전송 경로의 구성 방법을 설명하기로 한다.First, a method of configuring a transmission path according to a transmission scheme from a source node S to a destination node D will be described.

도 1 내지 도 3는 본 발명의 실시 예에 따라 전송 구간이 세 구간으로 구분된 경우에 각 전송 기법에 따른 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 1 to 3 are diagrams for explaining an operation principle according to each transmission scheme when a transmission section is divided into three sections according to an embodiment of the present invention.

도 1는 가상 다중 입력 단일 출력(Virtual Single Input Multiple Output : V-MISO) 전송 기법의 동작 원리를 설명하기 위한 도면으로, SCN에 해당하는 D, n7, n14과, RN에 해당하는 n1, n2, n3, n8, n9, n10, n15, n16, n17이 도시되어 있다. 1 is a view for explaining the operation principle of a virtual single input multiple output (V-MISO) transmission scheme, D, n7, n14 corresponding to SCN, n1, n2, corresponding to RN n3, n8, n9, n10, n15, n16, n17 are shown.

SCN은 Stage A1에서 데이터를 다음 RN에게 각각 분배하고, RN은 수신한 데이터를 Stage A2에서 다음 구간의 SCN에 전달한다. 이를 수신한 SCN은 데이터를 복호화하고 다시 다음 구간의 RN에게 데이터를 분배한다. Stage A3, A5는 Stage A1과 같으며, Stage A4, A6은 Stage A2와 같다. 데이터 전송은 Stage A1~2, Stage A3~4, Stage A5~6의 세 구간에서 이루어진다.The SCN distributes data to the next RN in Stage A1, and the RN delivers the received data to the SCN of the next section in Stage A2. Upon receiving this, the SCN decodes the data and distributes the data to the RN of the next section. Stage A3 and A5 are the same as Stage A1, and Stage A4 and A6 are the same as Stage A2. Data transmission takes place in three sections: Stage A1 ~ 2, Stage A3 ~ 4, Stage A5 ~ 6.

도 2는 가상 다중 입력 다중 출력(Virtual Multiple Input Multiple Output :V-MIMO) 전송 기법의 동작 원리를 설명하기 위한 도면으로, SCN에 해당하는 n7, n14, D와, RN에 해당하는 n1, n2, n3, n8, n9, n10, n15, n16, n17과, RCN에 해당하는 n4, n5, n6, n11, n12, n13, n18, n19, n20이 도시되어 있다. 2 is a view for explaining the operation principle of a virtual multiple input multiple output (V-MIMO) transmission scheme, n7, n14, D corresponding to SCN, n1, n2, corresponding to RN n3, n8, n9, n10, n15, n16, n17 and n4, n5, n6, n11, n12, n13, n18, n19, n20 corresponding to RCN are shown.

SCN은 Stage B1에서 데이터를 다음 구간의 RN에게 분배한다. RN은 Stage B2에서 다음 구간의 RCN들에게 데이터를 동시에 전송하며, RCN은 Stage B3에서 동시에 수신한 데이터를 복호화하여 다음 구간의 SCN에게 전달한다. Stage B4, B7은 Stage B1과 같고, Stage B5, B8은 Stage B2와 같으며, Stage B6, B9는 Stage B3과 같다. 데이터 전송은 Stage B1~3, Stage B4~6, Stage B7~9의 세 구간으로 이루어 진다.The SCN distributes data to the RN of the next section in Stage B1. The RN simultaneously transmits data to the RCNs in the next section in Stage B2, and the RCN decodes the data simultaneously received in Stage B3 and delivers the data to the SCNs in the next section. Stage B4 and B7 are the same as Stage B1, Stage B5 and B8 are the same as Stage B2, and Stage B6 and B9 are the same as Stage B3. Data transmission is composed of three sections: Stage B1 ~ 3, Stage B4 ~ 6, Stage B7 ~ 9.

도 3는 가상 단일 입력 다중 출력(Virtual Single Input Multiple Output :V-SIMO) 전송 기법의 동작 원리를 설명하기 위한 도면으로 SCN에 해당하는 n7, n14, D와, RN에 해당하는 n4, n5, n6, n11, n12, n13 ,n18, n19, n20을 도시한다.3 is a view for explaining the operation principle of a virtual single input multiple output (V-SIMO) transmission scheme, n7, n14, D corresponding to SCN and n4, n5, n6 corresponding to RN. , n11, n12, n13, n18, n19, n20 are shown.

SCN은 Stage C1에서 데이터를 다음 구간의 RN에게 전송한다. RN은 Stage C2에서 다음 구간의 SCN에게 데이터를 동시에 전송하며, SCN은 동시에 수신한 데이터를 복호화하여 다음 구간의 RN에게 전달한다. Stage C3, C5 는 Stage C1과 같고, Stage C4, C6 은 Stage C2와 같다. 데이터 전송은 Stage C1~2, Stage C3~4, Stage C5~6 의 세 구간으로 이루어진다.The SCN transmits data to the RN of the next section in Stage C1. The RN simultaneously transmits data to the SCN of the next section in Stage C2, and the SCN decodes the received data simultaneously and delivers the data to the RN of the next section. Stage C3 and C5 are the same as Stage C1, and Stage C4 and C6 are the same as Stage C2. Data transmission consists of three sections, Stage C1 ~ 2, Stage C3 ~ 4, and Stage C5 ~ 6.

그러면, 도 4 내지 도 6를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 혼합 가상 다중화 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 to 6, a diagram for describing a hybrid virtual multiplexing transmission method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무선 애드혹 네트워크를 위한 혼합 가상 다중화 전송 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a hybrid virtual multiplexing transmission method for a wireless ad hoc network according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명은 크게 근원지 노드와 목적지 노드 간의 SISO 기반 최단 경로 형성하는 단계(210)와, 경로 내의 노드들이 주변 노드들의 정보를 수집 및 교환하는 로컬 구성 설정 단계(220)와, 교환된 정보로 최적의 전송 기법을 선택하는 단계(230)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the present invention provides a method for forming a shortest path based on SISO 210 between a source node and a destination node, a local configuration setting step 220 in which nodes in a path collect and exchange information of neighboring nodes; Selecting 230 the optimal transmission scheme with the exchanged information.

SISO 기반 최단 경로 형성 단계(210)는 라우팅 방식 또는 전송 방식에 따라 다양한 실시 예가 가능하다.The SISO-based shortest path forming step 210 may be various embodiments according to a routing method or a transmission method.

라우팅 방식은 중앙 집중형 또는 분산형이 있을 수 있는데, 중앙 집중형 라우팅의 경우, MN이 위치 기반 라우팅(Location Aided Routing : LAR) 또는 GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)과 같은 지리정보를 이용한 라우팅 프로토콜을 이용하여 근원지 노드로부터 목적지 노드까지의 최단 경로를 설정한다. The routing method may be centralized or distributed. In the case of centralized routing, the MN may use a routing protocol using geographic information such as location-based routing (LAR) or greeny perimeter stateless routing (GPSR). Use this to set the shortest path from the source node to the destination node.

상기 거리 및 위치 정보는 GPS가 지원되는 경우에는 GPS의 위도, 경도 등의 정보일 수 있고, GPS가 지원 불가능한 경우 수신 신호의 세기(Received Signal Strength Indicator)로 거리를 추정한다.The distance and location information may be information such as latitude and longitude of the GPS when the GPS is supported, and estimates the distance by the received signal strength indicator when the GPS is not supported.

분산형 라우팅의 경우, 애드혹 주문형 거리 벡터(Ad hoc On-Demand Distance Vector : AODV) 또는 동적 소스 라우팅(Dynamic Source Routing : DSR)과 같은 플랫 라우팅 프로토콜(flat routing protocol)을 이용하여 근원지 노드로부터 목적지 노드까지의 최단 경로를 설정한다.In the case of distributed routing, the destination node from the source node can be accessed using a flat routing protocol such as an ad hoc on-demand distance vector (AODV) or dynamic source routing (DSR). Set the shortest path to.

한편, 전송 방식은 비동기식과 동기식이 있을 수 있는데, 비동기식 전송의 경우, 근원지 노드에서 목적지 노드까지 구간의 수를 최소화하는 방향으로 경로를 설정한다. 즉, 각 구간 길이를 가능한 길게 하여 적은 수의 노드를 경유하여 데이터가 목적지에 도착하도록 하는 것인데 이는 경유 구간의 수가 적을수록 에너지 소모가 적어지기 때문이다. On the other hand, the transmission method may be asynchronous and synchronous, in the case of asynchronous transmission, the path is set to minimize the number of intervals from the source node to the destination node. In other words, the length of each section is made as long as possible so that the data arrives at the destination via fewer nodes, because the fewer the number of passes, the less energy is consumed.

동기식 전송의 경우, 주기적 패킷 전송 지연시간의 한계를 만족시키는 한도에서 경유 구간의 수가 가장 적은 경로를 택한다. 다중 접속을 고려할 때 구간의 길이를 X라 하면 한 노드가 데이터를 전송하는 경우 그 주변 π(2X)² m² 이내의 노드들은 동시에 전송할 수 없다. 따라서, 구간의 길이가 길수록 각 노드가 전송을 위한 대기 시간이 증가함에 따른 전송 지연이 발생한다. 그러므로, 구간 길이는 주기적 전송 지연이 트래픽의 지연 시간의 한계를 넘지 않도록 설정해야 한다.In the case of synchronous transmission, the path having the smallest number of passthrough sections is selected to the extent that the limit of the periodic packet transmission delay time is satisfied. Considering the multiple accesses, if the length of the interval is X, when a node transmits data, nodes within the periphery of π (2 X ) ² m ² cannot transmit at the same time. Therefore, as the length of the interval increases, transmission delay occurs as each node increases the waiting time for transmission. Therefore, the interval length should be set so that the periodic transmission delay does not exceed the limit of the delay time of the traffic.

로컬 구성 설정 단계(220)는 중앙집중형 라우팅의 경우 MN이, 분산형 라우팅의 경우 SISO 기반 최단 경로 내의 노드들(Shortest Path Nodes)이 경로 주변 노드들의 정보를 취합하여 상호 교환한다. 수집 정보로는 각 구간의 거리, 노드들의 위치 정보, 노드의 공간 다중 부호화 및 복호화 능력이 포함된다. 네트워크는 각 구간의 전송단과 수신단의 CN, RN 정보를 확인함으로 구간마다 V-SIMO, V-MISO, 또는 V-MIMO 전송 가능 여부를 판단할 수 있다.Local configuration setting step 220, the MN in the case of centralized routing, Shortest Path Nodes in the SISO-based shortest path in the case of distributed routing gathers and exchanges information of the nodes around the path. The collected information includes the distance of each section, location information of nodes, and spatial multiplexing and decoding capability of the node. The network may determine whether V-SIMO, V-MISO, or V-MIMO transmission is possible for each section by checking CN and RN information of the transmitter and the receiver of each section.

전송 기법을 선택하는 단계(230)는 다음의 전송 거리 대비 에너지 효율 순위를 참고한다. SISO, V-SIMO, V-MISO, 및 V-MIMO의 에너지 효율은 데이터 전송 거리에 따라 그 순위가 다르다. In step 230 of selecting a transmission scheme, the energy efficiency ranking versus the transmission distance may be referred to. The energy efficiency of SISO, V-SIMO, V-MISO, and V-MIMO varies according to the data transmission distance.

구간의 길이가 짧을 경우에는 SISO, V-MISO, V-SIMO, V-MIMO 순으로 에너지 효율이 좋다. 그러나, 구간 거리가 멀어지면 각 전송 방법에 따른 에너지 효율 순위가 바뀌며 순위가 바뀌는 경계가 되는 지점을

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로 표기한다. When the length of the section is short, energy efficiency is good in the order of SISO, V-MISO, V-SIMO, and V-MIMO. However, when the interval distance increases, the energy efficiency ranking of each transmission method is changed, and a point that becomes a boundary at which the ranking is changed is changed.

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은 기존 순위에서 V-MISO, V-SIMO, SISO, V-MIMO순으로 에너지 효율 순위가 바뀌는 경계거리이다.

는 기존 순위에서 V-MISO, V-SIMO, V-MIMO, SISO 순으로 에너지 효율 순위가 바뀌는 경계 거리이다.

은 V-MIMO, V-MISO, V-SIMO, SISO 순으로 에너지 효율 순위가 바뀌는 경계 거리이다.

Is the boundary distance at which the energy efficiency rank changes in the order of V-MISO, V-SIMO, SISO, and V-MIMO.

Is the boundary distance at which the energy efficiency rank changes in the order of V-MISO, V-SIMO, V-MIMO, and SISO.

Is the boundary distance at which the energy efficiency rank changes in the order of V-MIMO, V-MISO, V-SIMO, and SISO.

따라서, 본 발명의 방법에서는 구간 거리에 따라 최적의 에너지 효율을 갖는 전송 기법을 선택으로 사용하는 혼합 가상 다중화 전송으로 높은 에너지 효율을 보장한다.Accordingly, the method of the present invention ensures high energy efficiency with mixed virtual multiplexed transmission using a transmission scheme having an optimal energy efficiency according to the interval distance.

그러면, 도 4에 도시된 210 단계의 상세 단계의 실시 예를 설명하기로 한다.Next, an embodiment of the detailed step of step 210 illustrated in FIG. 4 will be described.

211 단계에서 근원지로부터 목적지 노드까지 SISO 기반 최단 경로(Shortes Path : SP)가 설정된다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 전술한 바와 같이 중앙집중형 혼합 라우팅의 경우 Location Aided Routing(LAR) 또는 Greedy Perimeter Stateless Routing(GPSR)과 같은 지리정보를 이용한 라우팅 방식을 사용하고, 분산형 혼합 라우팅의 경우 Ad hoc On-Demand Distance Vector(AODV) 또는 Dynamic Source Routing(DSR)과 같은 플랫 라우팅(Flat Routing) 방식을 사용한다. In step 211, a SISO-based shortest path (Shortes Path: SP) is set from a source to a destination node. Although not shown in the drawing, as described above, in the case of centralized mixed routing, a routing method using geographic information such as Location Aided Routing (LAR) or Greedy Perimeter Stateless Routing (GPSR) is used, and in the case of distributed mixed routing, Use flat routing, such as Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) or Dynamic Source Routing (DSR).

전술한 바와 같이 본 발명의 방법에서는 212 단계에서 비동기 패킷 전송인지의 여부에 따라, 213 단계 또는 214 단계의 다른 실시 예를 수행한다.As described above, the method of the present invention performs another embodiment of step 213 or 214 according to whether or not asynchronous packet transmission in step 212.

비동기식 전송 방식의 경우, 213 단계의 실시 예에서 구간 수를 최소화하기 위해 노드의 신호증폭 능력을 고려하여 구간의 길이를 최대로 설정한다. In the case of the asynchronous transmission method, the length of the interval is set to the maximum in consideration of the signal amplification capability of the node in order to minimize the number of intervals in the embodiment of step 213.

동기식 전송 방식의 경우, 214 단계에서 동기식 패킷의 전송 준비를 위해 우선 신호 정보를 프레임, 시간 슬롯으로 분할하여 동기화시키고, 215 단계에서 비동기식과 마찬가지로 구간 길이를 최대로 설정한다. 그 다음 216 단계에서 SP가 주어진 패킷 전송 지연 한계를 만족하는지 확인한다. 상기 216 단계의 확인 결과 만족하지 않을 경우, 217 단계에서 구간 길이를 줄여가며 전송 지연 한계를 만족하는 지점을 찾아 새로운 경로를 설정한다.In the case of the synchronous transmission scheme, in step 214, signal information is first divided into frames and time slots in order to prepare for transmission of the synchronous packet, and in step 215, the interval length is set to the maximum as in asynchronous. Next, in step 216, it is checked whether the SP satisfies the given packet transmission delay limit. If the check result of step 216 is not satisfied, in step 217, the section length is reduced and a new path is found by finding a point satisfying the transmission delay limit.

다음으로, 도 4에 도시된 220 단계의 상세 단계의 실시 예를 설명하기로 한다.Next, an embodiment of a detailed step of step 220 shown in FIG. 4 will be described.

221 단계에서 MN 존재 여부에 따라, MN이 존재하는 중앙 집중형일 경우 222 단계로 진행하고, MN이 존재하지 않는 분산형일 경우 223 단계로 진행한다. In step 221, if there is an MN, the process proceeds to step 222 in the case of the centralized type in which the MN exists.

중앙집중형 혼합 라우팅의 경우 MN은 222 단계에서 모든 노드의 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보를 수집하여 통합 관리하며, 수집한 정보를 바탕으로 각 구간에서 V-SIMO, V-MISO, V-MIMO의 전송 가능 여부를 파악한다.In the case of centralized mixed routing, the MN collects and manages the location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability of all nodes in step 222, and based on the collected information, V-SIMO, Determines whether V-MISO and V-MIMO can be transmitted.

분산형 혼합 라우팅의 경우, 최단 경로상에 존재하는 노드(Shortest Path Node : SPN)은 223 단계에서 최적 구간 선택 동작을 수행한다. 도면에는 도시되어 있지 않지만 네트워크의 모든 CN이 각각 주위 1홉 내에 있는 모든 노드에 대한 정보를 수집한다. 수집하는 정보는 상기한 바와 같이 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보이다. CN이 구간 내 노드 정보를 모두 수집하면 수집한 정보를 SPN에 전달한다. 그러면, SPN은 224 단계에서 CN과 같은 로컬 노드로부터 전달되는 정보를 수집한다. 그리고, 225 단계에서 SPN은 전달받은 정보를 다른 SPN과 서로 교환하여 각 구간에서 V-SIMO, V-MISO, V-MIMO 전송이 가능한지 여부를 파악한다. SPN 간의 지역 노드 정보 교환의 범위는 설정값에 의해 변경할 수 있으며 일반적으로는 2홉으로 한다.In the case of distributed mixed routing, a node on the shortest path (Shortest Path Node: SPN) performs an optimal section selection operation in step 223. Although not shown in the figure, every CN in the network collects information about every node within each hop of each. The information collected is information on location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability as described above. When the CN collects all the node information in the section, it transfers the collected information to the SPN. Then, the SPN collects information transmitted from the local node such as the CN in step 224. In step 225, the SPN exchanges the received information with other SPNs to determine whether V-SIMO, V-MISO, and V-MIMO transmission is possible in each section. The range of local node information exchange between SPNs can be changed by the setting value, and generally 2 hops.

수집하는 노드 정보 중 노드 가용성은 노드의 에너지 잔량과 현재 지원하고 있는 트래픽의 양을 고려하여 정해지는 수치로 노드 스스로 결정하여 전달하며, 에너지 잔량이 많을수록 현재 지원하고 있는 트래픽의 양이 적을수록 더 높은 우선순위를 갖게 된다.The node availability is determined by considering the remaining energy of the node and the amount of traffic currently supported.The higher the remaining energy, the higher the amount of traffic currently supported. It has priority.

마지막으로, 도 4에 도시된 230 단계의 상세 단계의 실시 예를 설명하기로 한다.Finally, an embodiment of the detailed step of step 230 shown in FIG. 4 will be described.

230 단계에서 최적의 전송 방법 선택은 트래픽의 서비스 품질 요구에 따라, 두 가지로 실시 예가 가능하다.In step 230, an optimal transmission method may be selected in two ways depending on the quality of service requirements of the traffic.

즉, 231 단계의 판단 결과 트래픽의 서비스 품질이 에너지 소모 최소화와 더불어 지연시간 최소화를 요구하는 경우, 232 단계에서 해당하는 지연시간 및 에너지 소모 최소화 단계를 수행한다. 반면, 서비스 요구사항에 지연시간 한계에 대한 조건이 없는 경우, 233 단계에서 해당하는 에너지 소모 최소화 알고리즘을 수행한다.That is, if the service quality of the traffic requires minimizing the delay time as well as minimizing the energy consumption, the corresponding delay time and energy consumption minimization step are performed in step 232. On the other hand, if there is no condition for the delay limit in the service requirement, the corresponding energy consumption minimization algorithm is performed in step 233.

상기 232단계의 상세 단계는 도 5에 도시되어 있다.The detailed steps of step 232 are shown in FIG. 5.

도 5를 참조하면, 241 단계에서 계산된 구간 길이가

보다 작으면, 단일 입출력 연결이 최대의 에너지 효율을 가지므로 243 단계에서 현재 전송방식(SISO)을 유지한다. 242 단계를 판단 결과, 만약 구간 길이가

이하가 아니면, 244 단계에서 RN 및 CN을 식별하고, 245 단계에서 구간 거리가

보다 작은지를 판단한다. 245 단계의 판단 결과 구간 길이가

보다 작으면, 즉,

보다 길고

보다 작을 경우, 246 단계에서 수집한 지역 노드 정보를 바탕으로 V-SIMO 전송이 가능한지를 판단한다. 5, the interval length calculated in step 241

If smaller, the single input / output connection has the maximum energy efficiency and thus maintains the current transmission scheme (SISO) in step 243. Judging step 242, if the section length

If not, identify the RN and CN in step 244, and the interval distance in step 245

Determine if less than As a result of the determination in step 245,

Is less than, i.e.

Longer than

If smaller, it is determined whether V-SIMO transmission is possible based on the local node information collected in step 246.

246 단계의 판단 결과 V-SIMO 전송이 가능할 경우, 247 단계에서 V-SIMO 전송으로 SISO 연결을 대체한다. 그러나, 246 단계의 판단 결과 V-SIMO 연결을 지원할 수 없는 경우, 248 단계에서 V-MISO 전송이 가능할 경우, 249 단계에서 V-MISO 구간으로 연결을 대체한다. If it is determined in step 246 that the V-SIMO transmission is possible, in step 247, the SISO connection is replaced with the V-SIMO transmission. However, if it is determined in step 246 that the V-SIMO connection cannot be supported, if V-MISO transmission is possible in step 248, the connection is replaced with the V-MISO section in step 249.

그러나, 248 단계의 판단 결과, V-SIMO 및 V-MISO 전송이 모두 불가능할 경우 243 단계로 진행하여 SISO 연결을 유지한다. However, if it is determined in step 248 that both V-SIMO and V-MISO transmissions are impossible, the process proceeds to step 243 to maintain the SISO connection.

한편, 245 단계의 판단 결과, 구간 길이가

보다 길면, 250 단계에서 수집한 지역 노드 정보를 바탕으로 해당 구간이 V-MIMO 전송을 지원할 수 있는지 검사하고, V-MIMO 전송이 가능한 경우 251 단계에서 SISO 연결을 V-MIMO로 대체한다. 그러나, 251 단계에서 V-MIMO 전송이 가능하지 않은 경우, 전술한 246 단계로 진행한다.On the other hand, the determination result of step 245, the section length is

If it is longer, it checks whether the corresponding section can support V-MIMO transmission based on the local node information collected in step 250, and replaces the SISO connection with V-MIMO in step 251 if V-MIMO transmission is possible. However, if V-MIMO transmission is not possible in step 251, the flow proceeds to step 246.

도 6는 도 4의 233 단계의 상세 단계를 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart for describing detailed steps of step 233 of FIG. 4.

도 6를 참조하면, 261 단계에서 계산된 구간 길이가

보다 작으면, 단일 입출력 연결이 최대의 에너지 효율을 가지므로 263 단계에서 현재 전송방식(SISO)을 유지한다. 262 단계를 판단 결과, 만약 구간 길이가

이하가 아니면, 264 단계에서 RN 및 CN을 식별하고, 265 단계에서 구간 거리가

보다 작은지를 판단한다. 265 단계의 판단 결과 구간 길이가

보다 작으면, 즉,

보다 길고

보다 작을 경우, 266 단계에서 수집한 지역 노드 정보를 바탕으로 V-MISO 전송이 가능한지를 판단한다. Referring to FIG. 6, the interval length calculated in step 261 is

If smaller, the single input / output connection has the maximum energy efficiency and thus maintains the current transmission scheme (SISO) in step 263. As a result of determining step 262, if the section length is

If not, the RN and CN are identified in step 264, and the interval distance is determined in step 265.

Determine if less than In step 265, the section length is

Is less than, i.e.

Longer than

If smaller, it is determined whether V-MISO transmission is possible based on local node information collected in step 266.

266 단계의 판단 결과 V-MISO 전송이 가능할 경우, 267 단계에서 V-MISO 전송으로 SISO 연결을 대체한다. 그러나, 266 단계의 판단 결과 V-MISO 연결을 지원할 수 없는 경우, 268 단계에서 V-SIMO 전송이 가능할 경우, 269 단계에서 V-SIMO 구간으로 연결을 대체한다. If it is determined in step 266 that V-MISO transmission is possible, in step 267, the SISO connection is replaced with V-MISO transmission. However, if it is determined in step 266 that the V-MISO connection cannot be supported, if V-SIMO transmission is possible in step 268, the connection is replaced with a V-SIMO section in step 269.

그러나, 268 단계의 판단 결과, V-SIMO 및 V-MISO 전송이 모두 불가능할 경우 263 단계로 진행하여 SISO 연결을 유지한다. However, if it is determined in step 268 that both V-SIMO and V-MISO transmission are impossible, the process proceeds to step 263 to maintain the SISO connection.

한편, 265 단계의 판단 결과, 구간 길이가

보다 길면, 270 단계에서 수집한 지역 노드 정보를 바탕으로 해당 구간이 V-MIMO 전송을 지원할 수 있는지 검사하고, V-MIMO 전송이 가능한 경우 271 단계에서 SISO 연결을 V-MIMO로 대체한다. 그러나, 271 단계에서 V-MIMO 전송이 가능하지 않은 경우, 전술한 266 단계로 진행한다.On the other hand, the determination result of step 265, the section length is

If it is longer, it checks whether the corresponding section can support V-MIMO transmission based on the local node information collected in step 270, and replaces the SISO connection with V-MIMO in step 271 when V-MIMO transmission is possible. However, if V-MIMO transmission is not possible in step 271, the flow proceeds to step 266 described above.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 중앙집중형 혼합 라우팅을 사용할 경우의 다중화 방법을 설명하기 위한 노드 간 메시지 흐름도이다. 7 is a message flow diagram between nodes for explaining a multiplexing method when using centralized mixed routing according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8는 도 7의 각 단계별 교환되는 메시지들의 필드 포맷 일 예를 나타낸다. FIG. 8 shows an example of a field format of messages exchanged in each step of FIG. 7.

301 단계에서 애드 혹 (ad hoc) 네트워크 내에서 전송을 원하는 노드가 발생하면, 그 노드는 MN에게 메시지를 보내 전송을 요청한다.If a node that wants to transmit in the ad hoc network occurs in step 301, the node sends a message to the MN to request transmission.

이때 전송되는 전송 요청(Transmission Request) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (1)에 도시되어 있다.An example of a transmission request message format transmitted at this time is shown in (1) of FIG. 8.

소스 시퀀스 넘버(Source Seq. Number)는 메시지 식별을 위해 사용하는 필드로 1 바이트로 구성될 수 있다. 모든 메시지에 사용되며, 매 메시지 생성시에 자동으로 값이 매겨진다. 일반적으로는 초기값(00000001)에서부터 최대값 (11111111)까지 값이 증가하며 매겨지며, 최대값 (11111111)에 도달한 경우에 다시 초기값에서부터 순환된다. 이 필드값을 통해 메시지 중복 여부를 확인할 수 있고, 특정 메시지에 대한 확인 신호(ACK)를 피드백할때 목적지 시퀀스 넘버(Destination Seq. Number)에 기록하여 보냄으로써 그 메시지에 대한 확인 신호임을 나타낼 수 있다.The source sequence number (Source Seq. Number) is a field used for message identification and may consist of 1 byte. It is used for all messages and is automatically assigned at every message creation. In general, the value increases from the initial value (00000001) to the maximum value (11111111), and is cycled from the initial value again when the maximum value (11111111) is reached. This field value can be used to confirm whether a message is duplicated, and when sending an acknowledgment signal (ACK) for a specific message, it can indicate that the message is an acknowledgment signal by writing it to a destination sequence number. .

소스 시퀀스 넘버는 이후 전송되는 모든 메시지 포맷에 포함되는 필드로써, 이후 설명되는 메시지 포맷 설명에서는 생략하기로 한다.The source sequence number is a field included in all message formats transmitted later, and will be omitted in the message format description described later.

목적지 시퀀스 넘버(Destination Seq. Number)는 메시지 식별을 위한 필드로 모든 메시지에 적용되며, 메시지 송수신시 수신한 소스 시퀀스 넘버(Source Seq. Number)를 기록하여 보내 특정 메시지에 대한 응답임을 나타낸다. 특정 노드로 처음 전송하는 메시지의 경우에는 기본값(00000000)으로 설정한다.The destination seq. Number is a field for message identification and is applied to all messages. The destination seq. Number indicates a response to a specific message by recording and sending a source seq. Number received during message transmission and reception. For the first message sent to a specific node, set the default value (00000000).

목적지 시퀀스 넘버 또한 이후 전송되는 모든 메시지 포맷에 포함되는 필드로써, 이후 설명되는 메시지 포맷 설명에서는 생략하기로 한다.The destination sequence number is also a field included in all message formats transmitted later, and will be omitted in the following message format description.

소스 식별자(Source ID)는 메시지 발신 노드 식별을 위해 사용하는 필드로 1 바이트로 구성될 수 있고, 이 메시지에서는 전송을 원하는 노드의 ID가 기록된다.Source ID is a field used for identifying the originating node of the message. The source ID may be composed of 1 byte. In this message, the ID of the node to be transmitted is recorded.

목적지 식별자(Destination ID)는 메시지의 수신 노드 식별을 위해 사용하는 필드로 1 바이트로 구성될 수 있고, 이 메시지에서는 MN의 ID가 기록된다.Destination ID is a field used for identifying a receiving node of a message, and may be composed of 1 byte. In this message, an ID of an MN is recorded.

송신 요청 플래그(Tx Request Flag)는 메시지가 송신 요청(Tx Request)인지 여부를 나타내는 필드로 1 비트로 구성될 수 있고, 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The Tx Request Flag is a field indicating whether or not the message is a Tx Request. The Tx Request Flag may be configured with 1 bit, and has a value of 1 in this message.

서비스 품질 파라미터(QoS Parameter)는 전송을 원하는 노드가 트래픽의 서비스 품질 요구사항을 MN에게 알리기 위하여 사용하는 필드로 5 비트로 구성될 수 있고, 이 메시지에서 서비스 품질 요구사항은 에너지 소모 한계값과 지연시간 한계값에 따라 기존에 정의된 클래스로 분류하여 기록한다.The QoS parameter is a field used by nodes wishing to transmit to inform the MN of the quality of service requirements of traffic, and may be composed of 5 bits. In this message, the quality of service requirements include an energy consumption threshold and a delay time. Classify and record the previously defined class according to the limit value.

송신 요청(Tx Request) 메시지를 수신한 MN은 후술될 304 단계에서 수행될 근원지로부터 목적지까지 SISO 기반의 최단 거리 라우팅을 위한 필요 정보를 얻기 위해 302 단계에서 모든 노드들에게 정보를 요청하는 메시지를 보낸다. 이 메시지는 모든 노드를 수신 대상으로 하고 있으므로 특정 대상 지정없이 동일한 메시지를 브로드캐스트한다.Upon receiving the Tx Request message, the MN sends a message requesting information to all nodes in step 302 to obtain necessary information for SISO-based shortest distance routing from a source to a destination to be performed in step 304 to be described later. . Since this message is intended for all nodes, it broadcasts the same message without specifying a specific destination.

이때 전송되는 노드 정보 요청(Node Info. Request) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (2)에 도시되어 있다.An example of a format of a Node Info. Request message transmitted at this time is shown in FIG. 8 (2).

소스 식별자(Source ID)는 메시지 발신 노드 식별을 위해 사용하는 필드로 1 바이트로 구성될 수 있으며, 이 메시지에서는 MN의 ID가 기록된다. The source ID is a field used for identifying the originating node of the message. The source ID may be composed of 1 byte. In this message, the ID of the MN is recorded.

목적지 식별자(Destination ID)는 메시지의 수신 노드 식별을 위해 사용하는 필드로 1 바이트로 구성될 수 있으며, 이 메시지는 모든 노드를 대상으로 하고 있으므로 기본값 (00000000)이 기록될 수 있다.The destination ID is a field used to identify a receiving node of a message and may be configured as 1 byte. Since the message is targeted to all nodes, a default value (00000000) may be recorded.

노드 정보 요청 플래그(Node Information Request Flag)는 메시지가 노드 정보 요청(Node Information Request)인지 여부를 나타내는 필드로, 1 비트로 구성될 수 있다. 이 메시지에서는 1의 값이 될 수 있다.The Node Information Request Flag is a field indicating whether the message is a Node Information Request and may be configured with 1 bit. This message can be a value of 1.

노드 정보 요청 메시지를 수신한 모든 노드는 303 단계에서 자신의 정보를 MN에게 보내게 된다. 이때 전달하는 정보는 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보이다. 이 메시지는 모든 노드가 MN을 대상으로 전송되며 각 메시지는 노드의 개별 정보를 담고 있으므로 모두 다른 메시지이다. 메시지 간의 충돌을 막기 위해 전송시에 각 노드는 CSMA 방식을 사용한다.All nodes that receive the node information request message transmit their information to the MN in step 303. The information transmitted at this time is information on location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability. This message is sent by all nodes to the MN, and each message contains the node's individual information, so they are all different messages. In order to prevent collisions between messages, each node uses the CSMA method during transmission.

이때 전송되는 노드 정보 응답(Node Information Response) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (3)에 도시되어 있다.An example of a format of a Node Information Response message transmitted at this time is shown in FIG. 8 (3).

소스 식별자(Source ID)는 메시지 발신 노드 식별을 위해 사용하는 필드로 1 바이트로 구성될 수 있고, 이 메시지에서는 메시지를 전송하는 각 노드의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) is a field used for identifying the originating node of the message, and may be composed of 1 byte. In this message, the ID of each node transmitting the message is recorded.

목적지 식별자(Destination ID)는 메시지의 수신 노드 식별을 위해 사용하는 필드로 1 바이트로 구성될 수 있고, 이 메시지에서는 MN의 ID가 기록된다. Destination ID is a field used for identifying a receiving node of a message, and may be composed of 1 byte. In this message, an ID of an MN is recorded.

노드 정보 응답 플래그(Node Information Response Flag)는 메시지가 노드 정보 응답 메시지인지 여부를 나타내는 필드로, 1 비트로 구성될 수 있다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The node information response flag is a field indicating whether the message is a node information response message and may be configured with 1 bit. This message has a value of 1.

노드 가용성(Node Availability)은 각 노드가 에너지 잔량과 현재 지원하고 있는 트래픽의 양을 기반으로 노드 가용성을 판단한 결과를 나타내는 필드로, 3 비트로 구성될 수 있다. 판단 기준은 에너지 잔량이 많을수록 현재 지원하고 있는 트래픽의 양이 적을수록 더 높은 우선순위를 갖게 된다. 가장 높은 우선 순위는 최소값 (000)이고, 가장 낮은 우선순위 (111)을 기록한 노드는 선택되지 않는다.Node availability is a field indicating a result of determining node availability based on the energy remaining and the amount of traffic currently supported by each node, and may be configured as 3 bits. The criterion is that the more energy remaining, the lower the amount of traffic currently supported, and the higher the priority. The highest priority is the minimum value (000), and the node that recorded the lowest priority 111 is not selected.

CN 부호화 가용성(CN Encoding Capability)은 노드가 신호를 부호화하여 전송할 수 있는 능력을 나타내는 필드로 3 비트로 구성될 수 있고, 동시에 부호화할 수 있는 신호의 수를 기록한다. 해당 노드가 부호화 능력이 없는 경우에는 최소값 (000)을 가진다.CN Encoding Capability (CN Encoding Capability) is a field indicating the ability of a node to encode and transmit a signal, which may be composed of 3 bits, and records the number of signals that can be encoded at the same time. If the node does not have encoding capability, it has a minimum value (000).

CN 복호화 가용성(CN Decoding Capability)은 노드가 신호를 동시에 복호화할 수 있는 능력을 나타내는 필드로 3 비트로 구성될 수 있고, 동시에 복호화할 수 있는 신호의 수를 기록한다. 해당 노드가 복호화 능력이 없는 경우에는 최소값 (000)을 가진다.CN Decoding Capability (CN Decoding Capability) is a field indicating the ability of a node to decode a signal at the same time, which may consist of 3 bits, and records the number of signals that can be decoded at the same time. If the node has no decoding capability, it has a minimum value (000).

그리고, 메시지 필드는 위치 정보 필드를 포함하는데, 4바이트로 구성될 수있는 경도(Longitude) 필드, 4바이트로 구성될 수 있는 위도(Latitude)필드, 2바이트로 구성될 수 있는 고도(Altitude) 필드가 이에 포함된다.The message field includes a location information field, a longitude field of 4 bytes, a latitude field of 4 bytes, and an altitude field of 2 bytes. This includes.

MN은 모든 노드로부터 수신한 정보를 기반으로 304 단계에서 근원지로부터 목적지까지 SISO 기반의 최단 거리 라우팅을 수행한다. The MN performs SISO based shortest distance routing from the source to the destination in step 304 based on the information received from all nodes.

중앙집중형 혼합 라우팅의 경우에는 전술한 바와 같이 Location Aided Routing (LAR) 또는 Greedy Perimeter Stateless Routing (GPSR)과 같은 지리정보를 이용한 라우팅 방식을 사용한다.In the case of the centralized mixed routing, as described above, a routing method using geographic information such as Location Aided Routing (LAR) or Greedy Perimeter Stateless Routing (GPSR) is used.

그런 후, MN은 305 단계에서 지연/에너지 최적화 스킴(Select Delay / Energy Optimized Scheme)을 수행한다.Thereafter, in step 305, the MN performs a delay delay / energy optimization scheme (Select Delay / Energy Optimized Scheme).

305 단계는 근원지 노드에서 요청한 서비스 품질 요구사항에 따라 트래픽의 서비스 품질이 에너지 소모 최소화와 더불어 지연시간 최소화를 요구하는 경우, 도 5에 해당하는 지연시간 및 에너지 소모 최소화 단계를 수행한다. In step 305, when the service quality of the traffic requires minimizing the delay time as well as minimizing the energy consumption according to the service quality requirement requested by the source node, the delay time and the energy consumption minimization corresponding to FIG. 5 are performed.

반면, 서비스 요구사항에 지연시간 한계에 대한 조건이 없는 경우, 도 6에 해당하는 에너지 소모 최소화 단계를 수행한다.On the other hand, if there is no condition for the delay time limit in the service requirements, the energy consumption minimization step corresponding to FIG. 6 is performed.

그리고, 지연시간 및 에너지 소모 최소화 알고리즘을 수행하여 근원지 노드로부터 SPN들을 거쳐 목적지 노드에 이르기까지 각 구간에서 사용할 전송 방법을 정한 MN은 이 결과를 전송에 참여하는 모든 노드에게 알려 전송을 준비한다. In addition, the MN that performs the delay and energy consumption minimization algorithms and decides the transmission method to be used in each section from the source node through the SPNs to the destination node informs all nodes participating in the transmission to prepare for transmission.

가장 먼저 MN은 306 단계에서 근원지 노드, 목적지 노드 및 SPN들에게 메시지를 보내 전송을 준비한다. 이 메시지는 MN이 근원지 노드, 목적지 노드 및 모든 SPN들에게 전달하며, 메시지 내용은 노드에 따라 모두 다르다.First, in step 306, the MN prepares a transmission by sending a message to the source node, the destination node and the SPNs. This message is delivered by the MN to the source node, destination node, and all SPNs, and the content of the message varies from node to node.

이때 전송되는 최단 경로 준비(Shortest Path Preparation) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (6)에 도시되어 있다.An example of the format of the Shortest Path Preparation message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, MN의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte and the ID of the MN is recorded.

목적지 식별자(Destination ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 각 근원지 노드, 목적지 노드 및 SPN들의 ID가 기록된다.The destination ID may consist of 1 byte, and the ID of each source node, destination node, and SPNs is recorded.

최단 경로 준비 플래그(SP Preparation Flag)는 메시지가 최단 거리 준비 메시지인지 여부를 나타내는 필드로 1 비트로 구성될 수 있다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The SP Preparation Flag is a field indicating whether the message is the shortest distance preparation message and may be configured with 1 bit. This message has a value of 1.

SCN ID는 1 바이트로 구성될 수 있고, 해당 SPN이 수신하거나 전송하는 구간에서 V-SIMO, V-MISO, 혹은 V-MIMO 방식을 사용하게 되어 SCN을 필요로 할 경우 주변 노드 중 가장 적합한 SCN을 정해 구간 내에서 SCN으로 동작하게 하고 그 노드의 ID를 해당 SPN에게 알린다. 만일 SPN이 SCN이거나, 구간 내 전송에 SCN이 필요하지 않은 경우에는 기본값 (00000000)으로 설정한다.The SCN ID may consist of 1 byte, and the V-SIMO, V-MISO, or V-MIMO scheme is used in the interval that the SPN receives or transmits. It operates as an SCN within the interval and informs the corresponding SPN of the node's ID. If SPN is SCN or SCN is not required for intra-transmission, set the default value (00000000).

최단 경로 준비 메시지를 정상적으로 수신하여 전송 준비를 마친 근원지 노드, 목적지 노드 및 SPN들은 307 단계에서 MN에게 준비가 되었음을 알린다. 이 메시지는 근원지 노드, 목적지 노드 및 SPN들이 MN에게 전달하며, 메시지 내용은 동일하다.In step 307, the source node, the destination node, and the SPNs that have received the shortest path preparation message and are ready for transmission inform the MN that they are ready. This message is delivered by the source node, destination node and SPNs to the MN, and the content of the message is the same.

이때 전송되는 노드 정보 응답(Shortest Path Ready) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (7)에 도시되어 있다.An example of a format of a node information response message (Shortest Path Ready) transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 근원지 노드, 목적지 노드 및 SPN들의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each source node, destination node and SPNs is recorded.

목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, MN의 ID가 기록된다. The destination ID may consist of 1 byte and the ID of the MN is recorded.

최단 경로 준비 플래그(SP Ready Flag)는 메시지가 최단 경로 준비 메시지인 지 여부를 나타내는 필드로 1 비트로 구성될 수 있다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The shortest path ready flag (SP Ready Flag) is a field indicating whether the message is the shortest path ready message and may be configured with 1 bit. This message has a value of 1.

다음으로 MN은 308 단계에서 SCN들에게 각 구간에서의 전송 방식과 전송에 참여하는 RN 혹은 RCN에 대한 정보를 전달 메시지를 전송한다. 메시지 내용은 수신 노드에 따라 모두 상이하다. Next, in step 308, the MN transmits a message to the SCNs, which transmits information on the transmission scheme in each section and information on the RN or RCN participating in the transmission. The message contents are all different depending on the receiving node.

이때 전송되는 SCN 준비(SCN Preparation) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (8)에 도시되어 있다. An example of the format of the SCN Preparation message transmitted at this time is shown in (8) of FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, MN의 ID가 기록된다.The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte and the ID of the MN is recorded.

목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 SCN들의 ID가 기록된다.The destination ID may consist of 1 byte and the IDs of the respective SCNs are recorded.

소스 결합 노드 준비 플래그(SCN Preparation Flag)는 메시지가 SCN 준비 메시지인지 여부를 나타내는 필드로, 1 비트로 구성될 수 있고. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The source join node preparation flag (SCN Preparation Flag) is a field indicating whether the message is an SCN preparation message, and may be configured of 1 bit. This message has a value of 1.

송신 스킴(Tx Scheme)은 해당 SCN이 다음 구간으로 전송할 때 사용할 전송방법을 구별하기 위한 필드로 2 비트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필드값이 '00'일 경우 SISO 전송을 의미하고, '01'일 경우 V-SIMO 전송을 의미하고, '10'일 경우 V-MISO 전송을 의미하고, '11'일 경우 V-MIMO 전송을 의미할 수 있다.The transmission scheme (Tx Scheme) is a field for identifying the transmission method to be used when the corresponding SCN transmits to the next interval and may be configured with 2 bits. For example, if the field value is '00', it means SISO transmission, '01' means V-SIMO transmission, '10' means V-MISO transmission, and '11' V It may mean MIMO transmission.

수신 스킴(Rx Scheme)은 이전 구간의 SCN이 해당 구간에 전송할 때 사용할 전송방법을 구별하기 위한 필드로 2 비트로 구성될 수 있다. 예를 들어, 필드 값이 '00'일 경우 SISO 전송을 의미하고, '01'일 경우 V-SIMO 전송을 의미하고, '10'일 경우 V-MISO 전송을 의미하고, '11'일 경우 V-MIMO 전송을 의미한다.The Rx Scheme is a field for identifying a transmission method to be used when the SCN of the previous section transmits in the corresponding section, and may be configured with 2 bits. For example, if the field value is '00', it means SISO transmission, '01' means V-SIMO transmission, '10' means V-MISO transmission, and '11' V -Means MIMO transmission.

송신 지연 노드의 식별자들(Tx RN1 ~ N ID)은 각각 1 바이트로 구성될 수 있고, 해당 SCN이 SISO 이외의 방법으로 다음 구간으로 전송할 경우 활용하게 되는 RN의 ID이다. SISO 전송을 사용할 경우에는 기본값 (00000000)으로 설정될 수 있다.The identifiers (Tx RN1 to N ID) of the transmission delay node may consist of 1 byte each, and are IDs of RNs to be utilized when the corresponding SCN is transmitted to the next section by a method other than SISO. When using SISO transmission, it can be set to the default value (00000000).

수신 지연 노드 식별자들(Rx RN1 ~ N ID)은 각각 1 바이트로 구성될 수 있고, 해당 SCN이 SISO 이외의 방법으로 수신할 경우 활용하게 되는 RN의 ID이다. SISO로 수신할 경우에는 기본값 (00000000)으로 설정될 수 있다.The reception delay node identifiers (Rx RN1 to N ID) may be composed of 1 byte, respectively, and are IDs of RNs to be utilized when the corresponding SCN is received by a method other than SISO. When receiving in SISO, it can be set as the default value (00000000).

SCN 준비 메시지를 정상적으로 수신하여 전송 준비를 마친 SCN들은 309 단계에서 MN에게 준비가 되었음을 알리는 메시지를 전송한다. 이 메시지는 SCN들이 MN에게 전달하며, 각 메시지 내용은 동일하다.SCNs that have received the SCN preparation message normally and ready to transmit transmit a message indicating that the MN is ready in step 309. This message is sent by the SCNs to the MN, and the contents of each message are identical.

이때 전송되는 SCN 대기(SCN Ready)메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (9)에 도시되어 있다.An example of the SCN Ready message format transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 SCN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, MN의 ID가 기록된다.The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each SCN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte and the ID of the MN is recorded.

소스 결합 노드 준비 플래그(SCN Ready Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 SCN 대기인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The SCN Ready Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is SCN waiting. This message has a value of 1.

SCN 대기가 완료되면 MN은 마지막으로 310 단계에서 RN/RCN들에게 전송/수신 중 어느 쪽에 참여하는지 여부와 구간 내의 해당 SCN의 ID를 알리는 메시지를 전송한다. 이 메시지는 MN이 RN / RCN들에게 전달하며, 메시지 내용은 노드에 따라 모두 다르다.When the SCN wait is completed, the MN finally transmits a message indicating to the RN / RCNs whether to participate in transmission / reception and the ID of the corresponding SCN in the section in step 310. This message is delivered by the MN to the RN / RCNs, and the content of the message is node specific.

이때 전송되는 RN/RCN 준비(RN / RCN Preparation)메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (10)에 도시되어 있다.An example of the RN / RCN Preparation message format transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, MN의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 RN / RCN들의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte and the ID of the MN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte, and the ID of each RN / RCN is recorded.

RN/RCN 준비 플래그(RN / RCN Preparation Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 RN / RCN 준비인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The RN / RCN Preparation Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is RN / RCN Ready. This message has a value of 1.

송/수신 플래그(Tx / Rx Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 해당 노드가 전송에 참여하는지 수신에 참여하는지 여부를 나타내는 필드이다. 전송에 참여할 경우 1의 값을, 수신에 참여할 경우 0의 값을 갖게 된다. The transmit / receive flag (Tx / Rx Flag) may consist of 1 bit and is a field indicating whether the corresponding node participates in transmission or reception. If you participate in the transmission, it has a value of 1, and if you participate in the reception, it has a value of 0.

송/수신 스킴(Tx / Rx Scheme)은 2 비트로 구성될 수 있고, 해당 노드가 전송송/수신 시에 참여하는 전송방법을 나타낸다. The transmit / receive scheme (Tx / Rx Scheme) may consist of 2 bits, and indicates a transmission method in which a corresponding node participates in transmission / reception.

송수신 넘버(Number of Tx / Rx)는 3 비트로 구성될 수 있고, V-MISO 혹은 V-MIMO의 경우 RCN이 동시에 복호화할 신호의 수를 나타낸다. The transmission / reception number (Number of Tx / Rx) may be composed of 3 bits, and in the case of V-MISO or V-MIMO, the RCN indicates the number of signals to be decoded simultaneously.

SCN ID는 1 바이트로 구성될 수 있고, 해당 노드가 전송 혹은 수신에 참여하게 되는 구간 내의 SCN의 ID를 나타낸다.The SCN ID may consist of 1 byte and indicates an ID of the SCN in a section in which the corresponding node participates in transmission or reception.

RN / RCN 준비 메시지를 정상적으로 수신하여 전송 준비를 마친 RN / RCN들은 311 단계에서 MN에게 준비가 되었음을 알리는 RN/RCN 대기(RN / RCN Ready) 메시지를 전송한다. 이 메시지는 RN / RCN들이 MN에게 전달하며, 메시지 내용은 동일하다.The RN / RCNs that have received the RN / RCN ready message normally and ready to transmit transmit an RN / RCN Ready message indicating that the MN is ready in step 311. This message is delivered by the RN / RCN to the MN, the content of the message is the same.

이 때 전송되는 RN/RCN 대기(RN / RCN Ready) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (11)에 도시되어 있다.An example of an RN / RCN Ready message format transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 각 RN / RCN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, MN의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each RN / RCN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte and the ID of the MN is recorded.

RN/RCN 대기 플래그(RN / RCN Ready Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 RN / RCN 대기인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The RN / RCN Ready Flag (RN / RCN Ready Flag) may be configured with 1 bit and is a field indicating whether the message is RN / RCN waiting. This message has a value of 1.

전송에 참여하는 모든 노드로부터 준비가 되었음을 알리는 메시지를 수신하면 MN은 312 단계에서 근원지 노드에게 메시지를 보내 전송을 시작한다.When the MN receives a message indicating that it is ready from all nodes participating in the transmission, the MN sends a message to the source node in step 312 to start the transmission.

이때 전송되는 전송 개시(Transmission Start) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (12)에 도시되어 있다.An example of a transmission start message format transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 MN의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 근원지 노드의 ID가 기록된다. 송신 개시 플래그(Tx Start Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 송신 개시 메시지인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.As the source ID, the ID of the MN is recorded. As the destination ID, the ID of the source node is recorded. The Tx Start Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is a transmission start message. This message has a value of 1.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 분산형 혼합 라우팅을 사용할 경우에 노드 간에 이루어지는 메시지 흐름도를 나타낸다. 9 is a flowchart illustrating a message flow between nodes when using distributed mixed routing according to a preferred embodiment of the present invention.

도 10은 도 9에 제시한 메시지 흐름도를 따라 각 노드간에 교환하는 메시지 포맷을 나타낸다. FIG. 10 illustrates a message format exchanged between nodes according to the message flow chart shown in FIG. 9.

분산형 혼합 라우팅의 경우 중앙집중형 혼합 라우팅과는 달리 모든 노드를 제어하는 MN이 존재하지 않기 때문에 전송을 위한 모든 제어는 각 노드 간에 개별적인 통신을 통해 이루어져야 한다. In the case of distributed mixed routing, unlike centralized mixed routing, since there is no MN that controls all nodes, all control for transmission must be performed through separate communication between each node.

제시한 프로토콜에서는 SISO 기반 최단거리 상의 노드인 SPN을 중심으로 주변 노드에 대한 제어가 유기적으로 이루어지도록 설계하였으며, 이를 위해 근원지 노드로부터 목적지 노드까지 SISO 기반 최단거리 경로를 찾는 것이 우선적으로 필요하다. The proposed protocol is designed to control the surrounding nodes organically around the SPN, the node on the SISO-based shortest distance. For this purpose, it is necessary to find the SISO-based shortest path from the source node to the destination node.

이를 위해서 전술한 바와 같이, Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) 또는 Dynamic Source Routing (DSR) 과 같은 플랫 라우팅(Flat Routing)방식을 사용하여 경로를 설정하게 된다. To this end, as described above, the path is set using a flat routing method such as an Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) or Dynamic Source Routing (DSR).

애드 혹 (ad hoc) 네트워크 내에서 전송을 원하는 노드가 발생하면, 501 단계에서 그 노드는 브로드캐스트 방식으로 메시지를 보내 목적지까지의 경로를 탐색한다. 그리고 메시지 내에 트래픽의 서비스 품질 요구사항을 담아 함께 전달한다.이때 전송되는 라우팅 요청(RouteRequest) 메시지 포맷의 일 예가 도 10의 (1)에 도시되어 있다.When a node that wants to transmit in an ad hoc network occurs, the node sends a message in a broadcast manner to discover a route to a destination in step 501. In this case, the service quality requirements of the traffic are contained in the message and transmitted together. An example of a route request message format transmitted at this time is shown in (1) of FIG.

소스 시퀀스 넘버(Source Seq. Number)와 목적지 시퀀스 넘버(Destination Seq. Number)는 전술한 바와 동일하므로 이하에서는 그 설명을 생략하기로 한다.Since the source sequence number and the destination sequence number are the same as described above, the description thereof will be omitted.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 전송을 원하는 노드의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 모든 노드를 대상으로 하고 있으므로 기본값 (00000000) 이 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of the node to be transmitted is recorded. The destination ID may consist of 1 byte, and the default value (00000000) is recorded because it is intended for all nodes.

라우팅 요청 플래그(RouteRequest Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 라우팅 요청 메시지인지의 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The route request flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is a routing request message. This message has a value of 1.

유효 시간(Time To Live : TTL)은 1 바이트로 구성될 수 있고, 브로드캐스트 메시지가 정상적인 경로를 찾지 못하고 루프가 생길 때를 대비하여 설정하는 값을 표시하는 필드이다. 일정 이상의 TTL값을 가진 메시지는 자동으로 버려진다. Time To Live (TTL) is a field that can be configured as 1 byte and indicates a value to be set in case a broadcast message does not find a normal path and a loop occurs. Messages with a certain TTL value are automatically discarded.

서비스 품질 파라미터(QoS Parameter)는 5 비트로 구성될 수 있고, 전송을 원하는 노드가 트래픽의 서비스 품질 요구사항을 모든 노드에게 알리기 위하여 사용하는 필드이다. 서비스 품질 요구사항은 에너지 소모 한계값과 지연시간 한계값에 따라 기존에 정의된 클래스로 분류하여 기록한다.The quality of service parameter (QoS Parameter) can be composed of 5 bits, a field used by the node that wants to transmit to inform all nodes of the quality of service requirements of the traffic. Quality of service requirements are categorized and recorded into previously defined classes based on energy consumption thresholds and latency thresholds.

라우팅 요청 메시지가 목적지 노드에 도달하게 되면 도달할 때까지의 경로가 최단 경로로 설정되고, 목적지 노드는 502 단계에서 그 경로를 따라 근원지 노드에게 응답 신호를 보내게 된다. 라우팅 응답을 수신하는 노드들은 자신이 최단 경로 노드로 선정되었음을 알게 된다.When the routing request message reaches the destination node, the path until reaching the destination node is set as the shortest path, and the destination node sends a response signal to the source node along the path in step 502. The nodes receiving the routing response know that they have been chosen as the shortest path node.

이때 전송되는 라우팅 응답(RouteReply) 메시지 포맷의 일 예가 도 10의 (2)에 도시되어 있다.An example of a format of a route response message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 목적지 노드의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 근원지 노드의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte and the ID of the destination node is recorded. The destination ID may consist of 1 byte and the ID of the source node is recorded.

라우팅 응답 플래그(RouteReply Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 라우팅 응답 메시지인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The route reply flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is a route reply message. This message has a value of 1.

근원지 노드, 목적지 노드, 그리고 플랫 라우팅을 통해 SPN으로 선정된 노드들은 503 단계에서 일정 구역 내의 모든 노드에게 메시지를 보내 구역 내의 SCN을 초대하여 이후 V-SIMO, V-MISO, 혹은 V-MIMO 기술을 사용할 때 데이터 전송을 위임한다. 또한 SCN이 구역을 형성하게 되면 구역 내에 포함되는 RN 혹은 RCN의 정보와 SCN 자신의 정보를 전송해줄 것을 요청한다. 만일 SPN으로 선정된 노드가 SCN인 경우에는 이 과정을 생략한다.Source nodes, destination nodes, and nodes selected as SPNs through flat routing send a message to all nodes in a zone in step 503 to invite SCNs in the zone, and then use V-SIMO, V-MISO, or V-MIMO technology. When used, delegate data transfer. In addition, when the SCN forms a zone, the SCN requests to transmit the information of the RN or RCN included in the zone and the information of the SCN itself. If the node selected as an SPN is an SCN, this process is omitted.

이때 전송되는 SCN 초청 및 정보 요청(SCN Invitation & Information Request) 메시지 포맷의 일 예가 도 10의 (3)에 도시되어 있다.An example of the format of the SCN Invitation & Information Request message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 근원지 노드, 목적지 노드, 또는 각 SPN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 구역 내의 모든 노드를 대상으로 하고 있으므로 기본값 (00000000)이 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of the source node, the destination node, or each SPN is recorded. The Destination ID can consist of 1 byte and is targeted to all nodes in the zone, so the default value (00000000) is recorded.

SCN 초청 및 정보 요청 플래그(SCN Invitation & Information Request Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 SCN 초청 및 정보 요청을 위한 것인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. SCN Invitation & Information Request Flag (SCN Invitation & Information Request Flag) may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is for SCN invitation and information request. This message has a value of 1.

SCN 초청 및 정보 요청 메시지를 수신한 SCN들은 (또는 SPN이 SCN인 경우 SPN은) 504 단계에서 일정 구역 내의 모든 노드에게 메시지를 보내 구역 내의 RN 혹은 RCN을 초대하여 이후 V-SIMO, V-MISO, 혹은 V-MIMO 기술을 사용할 때 전달 노드로 활용한다.SCNs receiving the SCN invitation and information request message (or the SPN if the SPN is an SCN) send a message to all nodes in the zone in step 504, inviting the RN or RCN in the zone, and then to V-SIMO, V-MISO, Or it is used as a forwarding node when using V-MIMO technology.

이 때 전송되는 RN / RCN 초청 및 정보 요청(Invitation & Information Request) 메시지 포맷의 일 예가 도 10의 (4)에 도시되어 있다.An example of an RN / RCN Invitation & Information Request message format transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 각 SCN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 구역 내의 모든 노드를 대상으로 하고 있으므로 기본값 (00000000)이 기록된다. As the source ID, the IDs of the respective SCNs are recorded. Since the Destination ID is targeted to all nodes in the zone, the default value (00000000) is recorded.

RN/RCN 초정 및 정보 요청 플래그(RN/RCN Invitation & Information Request Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 RN / RCN 초정 및 정보 요청을 위한 것인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The RN / RCN Invitation & Information Request Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is for RN / RCN Invitation and Information Request. This message has a value of 1.

RN / RCN 초청 및 정보 요청 메시지를 수신한 RN 혹은 RCN은 505 단계에서 신호의 세기가 가장 강한 SCN을 목적지로 하여 응답 신호를 돌려보낸다. 여기에는 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보가 포함되어 있다.Upon receiving the RN / RCN invitation and information request message, the RN or RCN returns a response signal to the SCN having the strongest signal strength in step 505. This includes information on location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capabilities.

이때 전송되는 RN/RCN 응답(Response) 메시지 포맷의 일 예가 도 10의 (5)에 도시되어 있다.An example of the format of the RN / RCN Response message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 각 RN 혹은 RCN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 수신한 모든 SCN 중 가장 신호의 세기가 강한 SCN의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each RN or RCN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte, and the ID of the SCN having the strongest signal strength among all the SCNs received is recorded.

RN/RCN 응답 플래그(Response Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 RN/RCN 응답을 위한 것인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The RN / RCN Response Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is for an RN / RCN response. This message has a value of 1.

노드 가용성(Node Availability)은 3 비트로 구성될 수 있고, 각 노드는 에너지 잔량과 현재 지원하고 있는 트래픽의 양을 기반으로 노드 가용성을 스스로 판단하여 MN에 전달한다. 판단 기준은 에너지 잔량이 많을수록 현재 지원하고 있는 트래픽의 양이 적을수록 더 높은 우선순위를 갖게 된다. 가장 높은 우선순위는 최소값 (000) 이고, 가장 낮은 우선순위 (111) 을 기록한 노드는 선택되지 않는다.Node availability can be configured with 3 bits, and each node determines the node availability based on the remaining energy and the amount of traffic it currently supports and sends it to the MN. The criterion is that the more energy remaining, the lower the amount of traffic currently supported, and the higher the priority. The highest priority is the minimum value (000), and the node that recorded the lowest priority 111 is not selected.

CN 부호화 가용성(CN Encoding Capability)은 3 비트로 구성될 수 있고, 노드가 신호를 부호화하여 전송할 수 있는 능력을 나타내는 필드로, 동시에 부호화할 수 있는 신호의 수를 기록한다. 해당 노드가 부호화 능력이 없는 경우에는 최소값 (000)을 가진다. CN Encoding Capability (CN Encoding Capability) is a field indicating the ability of a node to encode and transmit a signal, which may consist of 3 bits, and records the number of signals that can be encoded simultaneously. If the node does not have encoding capability, it has a minimum value (000).

CN 복호화 가용성(CN Decoding Capability)은 3 비트로 구성될 수 있고, 노드가 신호를 동시에 복호화할 수 있는 능력을 나타내는 필드로, 동시에 복호화할 수 있는 신호의 수를 기록한다. 해당 노드가 복호화 능력이 없는 경우에는 최소값 (000)을 가진다.CN Decoding Capability (CN Decoding Capability) is a field indicating the ability of a node to decode a signal at the same time, which is composed of 3 bits, and records the number of signals that can be decoded at the same time. If the node has no decoding capability, it has a minimum value (000).

일정 시간 동안 RN/RCN 응답 메시지를 수신한 SCN은 506 단계에서 수신한 신호 중 일정 세기 이상을 가진 RN 혹은 RCN을 자신의 구역에 포함하고 그 정보와 자신의 정보를 함께 SPN에 전송한다. 이때, 목적지는 수신한 모든 SCN 초청 및 정보 요청 메시지 중 가장 세기가 강한 신호의 SPN으로 설정한다. 만일 일정 시간 동안 RN/RCN 응답를 수신하지 못한 SCN은 이 메시지를 보내지 않음으로써 사용 가능한 SCN 후보에서 제외된다. 또한 SPN으로 선정된 노드가 SCN인 경우에는 이 과정을 생략한다.Having received the RN / RCN response message for a certain time, the SCN includes an RN or RCN having a predetermined strength among the signals received in step 506 in its zone and transmits the information and its information to the SPN together. At this time, the destination is set to the SPN of the strongest signal among all the SCN invitation and information request messages received. If a SCN that has not received an RN / RCN response for a period of time does not send this message, it is excluded from the available SCN candidates. If the node selected as the SPN is an SCN, this process is omitted.

이때 전송되는 SCN 응답(Response) 메시지 포맷의 일 예가 도 10의 (6)에 도시되어 있다.An example of the format of the SCN response message transmitted at this time is shown in (6) of FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 각 SCN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1바이트로 구성될 수 있고, 수신한 모든 SPN 중 가장 신호의 세기가 강한 SPN의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each SCN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte, and the ID of the SPN having the strongest signal strength among all the received SPNs is recorded.

SCN 응답 플래그(SCN Response Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 SCN 응답인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The SCN Response Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is an SCN response. This message has a value of 1.

SCN 정보(SCN Information)는 89비트로 구성될 수 있고, 해당 SCN의 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보를 나타낸다. SCN Information (SCN Information) may be composed of 89 bits, and represents information about the location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability of the SCN.

RN/RCN1 ~ N 정보(RN/RCN1 ~ N Information)는 각각 89 비트로 구성될 수 있고, 해당 SCN의 구역 내에 포함되어 있는 RN 혹은 RCN의 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보를 나타낸다.RN / RCN1 to N information (RN / RCN1 to N Information) may be composed of 89 bits, respectively, information on the location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability of the RN or RCN included in the region of the SCN Indicates.

일정 시간 동안 SCN 응답을 수신한 SPN은 507 단계에서 수신한 신호 중 일정 세기 이상을 가진 SCN들을 자신의 구역에 포함하고 그 정보와 자신의 정보를 다른 SPN들과 공유한다. 이 때 정보를 공유하는 범위는 설정값에 따라 다르며, 일반적으로는 2홉까지로 한다. 이 메시지는 SPN들이 정보 공유 범위 내의 다른 SPN들에게 보내며, 각 메시지는 노드의 개별 정보를 담고 있으므로 모두 다른 메시지이다. 메시지 간의 충돌을 막기 위해 전송 시에 각 노드는 CSMA 방식을 사용한다.After receiving the SCN response for a certain time, the SPN includes SCNs having a certain intensity or more among the signals received in step 507 in its zone and shares the information and its information with other SPNs. At this time, the range of sharing information depends on the setting value, and generally it is up to 2 hops. This message is sent by SPNs to other SPNs within the scope of information sharing. Each message is a different message because it contains individual information about the node. In order to prevent collisions between messages, each node uses the CSMA method during transmission.

이때 전송되는 로컬 정보 교환(Local Information Exchange) 메시지 포맷의 일 예가 도 10의 (7)에 도시되어 있다.An example of a format of a Local Information Exchange message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 SPN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, SISO 최단경로 상의 노드 중 정보 공유 범위 내에 있는 SPN의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each SPN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte, and the ID of the SPN within the information sharing range among the nodes on the SISO shortest path is recorded.

로컬 정보 교환 플래그(Local Information Exchange Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 로컬 정보 교환 메시지인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The Local Information Exchange Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is a local information exchange message. This message has a value of 1.

SPN 정보(SPN Information)는 89 비트로 구성될 수 있고, 해당 SPN의 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보를 나타낸다.The SPN information may consist of 89 bits and represents information on the location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability of the corresponding SPN.

SCN1 ~ N 정보(SCN1 ~ N Information)들은 각각 89 비트로 구성될 수 있고, 자신의 범위 내의SCN의 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보를 나타낸다. SCN1 to N information (SCN1 to N Information) may be composed of 89 bits, respectively, and represents information about the location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability of the SCN within its range.

RN / RCN1 ~ N 정보(RN / RCN1 ~ N Information)들은 각각 89 비트로 구성될 수 있고, 해당 SCN의 구역 내에 포함되어 있는 RN 혹은 RCN의 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보를 나타낸다.RN / RCN1 ~ N information (RN / RCN1 ~ N Information) can be composed of 89 bits, respectively, information on the location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability of the RN or RCN included in the region of the SCN Indicates.

SPN들은 근원지 노드에서 요청한 서비스 품질 요구사항에 따라 508 단계에서 지연/에너지 최적화 스킴을 선택한다. 트래픽의 서비스 품질이 에너지 소모 최소화와 더불어 지연시간 최소화를 요구하는 경우 도 9에 해당하는 지연시간 및 에너지 소모 최소화 알고리즘을 수행한다. 서비스 요구사항에 지연시간 한계에 대한 조건이 없는 경우 도 10에 해당하는 에너지 소모 최소화 알고리즘을 수행한다.The SPNs choose a delay / energy optimization scheme in step 508 based on the quality of service requirements requested by the source node. When the quality of service of traffic requires minimization of energy consumption and delay time, a delay and energy consumption minimization algorithm corresponding to FIG. 9 is performed. If there is no condition for the delay limit in the service requirement, the energy consumption minimization algorithm corresponding to FIG. 10 is performed.

지연시간 및 에너지 소모 최소화 알고리즘을 수행하여 각 구간별로 사용할 전송 방법을 정한 SPN들은 509 단계에서 이 결과를 전송에 참여하는 모든 노드에게 알려 전송을 준비한다. 이를 위해 SPN들은 먼저 최단 경로 상에서 자신의 다음에 위치한 SPN에게 자신이 사용하는 전송 방법을 알려 수신을 준비하도록 한다.In step 509, SPNs that prepare a transmission method by performing a delay and energy consumption minimization algorithm and deciding a transmission method to be used for each section prepare a transmission. To do this, the SPNs first inform the SPN next to them on the shortest path to prepare for reception.

이때 전송되는 최단 경로 준비(SP Preparation) 메시지 포맷의 일 예가 도 10의 (9)에 도시되어 있다.An example of the shortest path preparation message format transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 SPN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, SISO 최단 경로 상에서 자신의 다음에 있는 SPN의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each SPN is recorded. The Destination ID may consist of 1 byte, and the ID of the SPN next to it on the SISO shortest path is recorded.

SP 준비 플래그(SP Preparation Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 SP 준비를 위한 것인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다. The SP Preparation Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is for SP preparation. This message has a value of 1.

SCN ID는 1 바이트로 구성될 수 있고, 해당 노드가 전송 시에 참여하는 SCN의 ID를 나타낸다. SISO로 전송할 경우에는 기본값 (00000000)이 기록된다. The SCN ID may consist of 1 byte and indicates the ID of the SCN to which the node participates in transmission. When sending to SISO, the default value (00000000) is recorded.

송신 스킴(Tx Scheme)은 2 비트로 구성될 수 있고, 자신의 구역 내의 SCN이다음 구간으로 전송할 때 사용할 전송방법을 구별하기 위한 필드이다. 예를 들어, 필드값이 '00'일 경우 SISO 전송을 의미하고, '01'일 경우 V-SIMO 전송을 의미하고, '10'일 경우 V-MISO 전송을 의미하고, '11'일 경우 V-MIMO 전송을 의미한다.The transmission scheme (Tx Scheme) may consist of 2 bits and is a field for distinguishing a transmission method to be used when the SCN in its zone transmits to the next section. For example, if the field value is '00', it means SISO transmission, '01' means V-SIMO transmission, '10' means V-MISO transmission, and '11' V -Means MIMO transmission.

Tx RN1 ~ N ID은 각각 1 바이트로 구성될 수 있고, 자신의 구역 내의 SCN이 SISO 이외의 방법으로 다음 구간으로 전송할 경우 활용하게 되는 RN의 ID이다. The Tx RN1 to N IDs may be composed of 1 byte, respectively, and are IDs of RNs to be used when the SCN in its zone is transmitted to the next section by a method other than SISO.

SISO 전송을 사용할 경우에는 기본값 (00000000)으로 설정한다.Set to default value (00000000) when using SISO transfer.

다음으로 SPN은 510 단계에서 자신의 구역 내에서 전송에 참여하는 SCN에게 전송 방식과 전송에 참여하는 RN 혹은 RCN에 대한 정보를 전달한다. SPN으로 선정된 노드가 SCN인 경우에는 이 과정을 생략한다.Next, in step 510, the SPN transmits information on the transmission method and the RN or RCN participating in the transmission to the SCN participating in the transmission. If the node selected as the SPN is an SCN, this process is omitted.

이때 전송되는 SCN 준비(SCN Preparation) 메시지 포맷의 일 예가 도 6의 (10)에 도시되어 있다.An example of the format of the SCN Preparation message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 SPN의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 해당 SCN의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each SPN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte and the ID of the corresponding SCN is recorded.

SCN 준비 플래그(SCN Preparation Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 SCN 준비를 위한 것인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.SCN Preparation Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is for SCN preparation. This message has a value of 1.

송신 스킴(Tx Scheme)은 2 비트로 구성될 수 있고, 해당 SCN이 다음 구간으로 전송할 때 사용할 전송방법을 구별하기 위한 필드이다. 예를 들어, 필드값이 '00'일 경우 SISO 전송을 의미하고, '01'일 경우 V-SIMO 전송을 의미하고, '10'일 경우 'V-MISO' 전송을 의미하고, '11'일 경우 V-MIMO 전송을 의미한다.The transmission scheme (Tx Scheme) may consist of 2 bits and is a field for identifying a transmission method to be used when the corresponding SCN transmits to the next section. For example, if the field value is '00', it means SISO transmission, '01' means V-SIMO transmission, '10' means 'V-MISO' transmission, and '11' In case of V-MIMO transmission.

Tx RN1 ~ N ID은 각각 1 바이트로 구성되고, 해당 SCN이 SISO 이외의 방법으로 다음 구간으로 전송할 경우 활용하게 되는 RN의 ID이다. SISO 전송을 사용할 경우에는 기본값 (00000000)으로 설정된다.Tx RN1 ~ N ID is composed of 1 byte each, and is the ID of the RN used when the corresponding SCN is transmitted to the next section by a method other than SISO. The default value (00000000) is used when using SISO transfer.

SCN 준비를 수신한 SCN들은 511 단계에서 자신의 구역 내의 RN/RCN들에게 송/수신 중 어느 쪽에 참여하는지 여부를 알린다. 이 메시지는 MN이 RN / RCN들에게 전달하며, 메시지 내용은 노드에 따라 모두 다르다.SCNs that have received SCN preparation inform the RN / RCNs in their zone whether to participate in transmission / reception in step 511. This message is delivered by the MN to the RN / RCNs, and the content of the message is node specific.

이때 전송되는 RN/RCN 준비(Preparation) 메시지 포맷의 일 예가 도 6의 (11)에 도시되어 있다.An example of the format of the RN / RCN preparation message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, MN의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 RN / RCN들의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of the MN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte, and the ID of each RN / RCN is recorded.

RN / RCN 준비 플래그(Preparation Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 RN/RCN 준비를 위한 것인지의 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The RN / RCN Preparation Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is for RN / RCN preparation. This message has a value of 1.

송수신 플래그(Tx / Rx Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 해당 노드가 전송에 참여하는지 수신에 참여하는지 여부를 나타내는 필드이다. 전송에 참여할 경우 1의 값을, 수신에 참여할 경우 0의 값을 갖게 된다. The transmission / reception flag (Tx / Rx Flag) may consist of 1 bit and is a field indicating whether the corresponding node participates in transmission or reception. If you participate in the transmission, it has a value of 1, and if you participate in the reception, it has a value of 0.

송수신 스킴(Tx / Rx Scheme)은 2 비트로 구성될 수 있고, 해당 노드가 송/수신 시에 참여하는 전송방법을 나타낸다.The transmission / reception scheme (Tx / Rx Scheme) may consist of 2 bits and indicates a transmission method in which the corresponding node participates in transmission / reception.

송수신 넘버(Number of Tx / Rx)는 3 비트로 구성될 수 있고, V-MISO 혹은 V-MIMO의 경우 RCN이 동시에 복호화할 신호의 수를 나타낸다. SCN ID는 1 바이트로 구성될 수 있고, 해당 노드가 전송 혹은 수신에 참여하게 되는 구간 내의 SCN의 ID를 나타낸다.The transmission / reception number (Number of Tx / Rx) may be composed of 3 bits, and in the case of V-MISO or V-MIMO, the RCN indicates the number of signals to be decoded simultaneously. The SCN ID may consist of 1 byte and indicates an ID of the SCN in a section in which the corresponding node participates in transmission or reception.

RN / RCN 준비 메시지를 정상적으로 수신하여 전송 준비를 마친 RN / RCN들은 512 단계에서 SCN에게 준비가 되었음을 알린다.The RN / RCNs that have received the RN / RCN ready message normally and ready to transmit inform the SCN that they are ready in step 512.

이때 전송되는 RN / RCN 대기(Ready) 메시지 포맷의 일 예가 도 6의 (12)에 도시되어 있다.An example of the format of the RN / RCN Ready message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 각 RN / RCN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 해당 SCN의 ID가 기록된다. RN / RCN 대기 플래그(Ready Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 RN / RCN 대기 상태인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte, and the ID of each RN / RCN is recorded. The destination ID may consist of 1 byte and the ID of the corresponding SCN is recorded. The RN / RCN Ready Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is in the RN / RCN Wait state. This message has a value of 1.

SCN 준비 메시지를 정상적으로 수신하여 전송 준비를 마친 SCN들은 513 단계에서 SPN에게 준비가 되었음을 알린다. SCN이 SPN과 동일한 경우에는 이 과정을 생략한다.SCNs that have received the SCN ready message normally and ready to transmit inform the SPN that they are ready in step 513. If the SCN is the same as the SPN, this step is omitted.

이때 전송되는 SCN 대기(Ready) 메시지 포맷의 일 예가 도 8의 (13)에 도시되어 있다.An example of the format of the SCN Ready message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 각 SCN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 해당 SPN의 ID가 기록된다. As the source ID, the IDs of the respective SCNs are recorded. As the destination ID, the ID of the corresponding SPN is recorded.

SCN 대기 플래그(Ready Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 SCN 대기 상태인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The SCN Ready Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is in the SCN waiting state. This message has a value of 1.

모든 SCN으로부터 SCN 대기 메시지를 수신한 SPN들은 514 단계에서 SISO 최단경로를 통해 근원지 노드에게 자신이 전송 준비가 완료되었음을 알린다. 모든 SPN으로부터 최단 거리 준비(Shortest Path Ready) 메시지를 수신하면 근원지 노드는 전송을 시작한다.Upon receiving the SCN waiting message from all SCNs, the SPNs inform the source node that they are ready to transmit through the SISO shortest path in step 514. Upon receipt of the Shortest Path Ready message from all SPNs, the source node starts transmitting.

이때 전송되는 최단 거리 준비(Shortest Path Ready) 메시지의 일 예가 도 6의 (14)에 도시되어 있다.An example of a Shortest Path Ready message transmitted at this time is shown in FIG.

소스 식별자(Source ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 메시지 발신 노드 식별을 위해 사용하는 필드로, 이 메시지에서는 각 SPN들의 ID가 기록된다. 목적지 식별자(Destination ID)는 1 바이트로 구성될 수 있고, 목적지의 수신 노드 식별을 위해 사용하는 필드로, 이 메시지에서는 근원지 노드의 ID가 기록된다. The source identifier (Source ID) may consist of 1 byte and is used to identify a message originating node. In this message, IDs of respective SPNs are recorded. Destination ID (Destination ID) may consist of 1 byte, and is used to identify the destination node of the destination. In this message, the ID of the source node is recorded.

SPN 대기 플래그(Ready Flag)는 1 비트로 구성될 수 있고, 메시지가 SPN 대기 상태인지 여부를 나타내는 필드이다. 이 메시지에서는 1의 값을 갖게 된다.The SPN Ready Flag may consist of 1 bit and is a field indicating whether the message is in the SPN waiting state. This message has a value of 1.

도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라, 애드 혹 (ad hoc) 네트워크의 각 노드 간의 통신을 위한 채널 할당 방법에 대해 묘사한 것이다. 11 and 12 illustrate a channel allocation method for communication between nodes of an ad hoc network according to a preferred embodiment of the present invention.

도 11에 본 발명에 따라, 사용 가능한 전체 주파수를 세 영역으로 나누어 사용한다. According to the present invention in FIG. 11, all available frequencies are divided into three regions.

첫 번째는 제어 채널(Control Channel)로 전송을 준비하기 위하여 필요한 모든 제어 메시지 송수신을 위해 사용되며, 중앙집중형 혼합 라우팅에서는 MN과 다른 노드들 간의 통신에, 분산형 혼합 라우팅에서는 제어를 담당하는 SISO 최단 경로 상의 노드들과 다른 노드들 간의 통신에 이용된다. The first is used to send and receive all the control messages needed to prepare for transmission on the control channel. In the centralized mixed routing, the SISO is responsible for the communication between the MN and other nodes, and in the distributed mixed routing. It is used for communication between nodes on the shortest path and other nodes.

두 번째는 동기식 송신 채널(Synchronous Transmission Channel)로 동기식 전송에 사용되며 여러 노드가 동시에 전송을 요청할 경우 TDMA / FDMA / CDMA 기반 의 패킷 스케쥴링이 이루어진다. The second is a synchronous transmission channel, which is used for synchronous transmission. When multiple nodes request transmission simultaneously, TDMA / FDMA / CDMA based packet scheduling is performed.

마지막으로는 비동기식 송신 채널(Asynchronous Transmission Channel)로 비동기식 전송이 사용되며 여러 노드가 동시에 전송을 요청할 경우 CSMA 기반의 패킷 스케쥴링이 이루어진다.Finally, asynchronous transmission is used as an asynchronous transmission channel, and when multiple nodes request transmission at the same time, CSMA-based packet scheduling is performed.

동기식 전송과 비동기식 전송을 위한 전송 채널을 구분하여 사용하는 목적은, 비동기식 전송의 경우 에너지 소모를 최소화하기 위해 전송 구간의 길이를 가능한 크게 하여야 하기 때문에 다중 접속을 고려할 때 전송 대기시간이 길어지는 단점이 있다. 에너지 소모 최소화와 전송 지연시간 한계를 동시에 고려해야 하는 동기식 전송과 같은 채널에서 사용할 경우 동기식 전송의 전송 대기시간이 함께 증가하는 영향이 있기 때문에 두 전송을 분리하여 다른 채널에서 사용함으로써 이와 같은 문제점을 해결할 수 있다.The purpose of using separate transmission channels for synchronous transmission and asynchronous transmission is that in case of asynchronous transmission, the length of transmission interval should be as large as possible to minimize energy consumption. have. This problem can be solved by separating the two transmissions and using them on different channels because the transmission latency of the synchronous transmission increases together when used in the same channel as the synchronous transmission which minimizes energy consumption and the transmission delay limit. have.

도 12는 전송을 원하는 노드가 채널에 접근하는 경우의 흐름도이다. 전송을 원하는 노드는 먼저 제어 채널에 접근하여 전송을 위한 준비과정을 진행한다. 중앙집중형 혼합 라우팅의 경우 도 7과 같은 과정을, 분산형 혼합 라우팅의 경우 도 9와 같은 과정을 거쳐 전송을 위한 준비를 마치면 비동기식 전송인 경우에는 도 12와 같이 비동기식 송신 채널에 접근하여 CSMA 방식으로 전송을 시작하고, 동기식 전송의 경우에는 동기식 송신 채널에 접근하여 TDMA / FDMA / CDMA 중 시스템에서 사용하는 방식을 통해 전송을 시작한다.12 is a flowchart when a node wishing to transmit accesses a channel. The node that wants to transmit first accesses the control channel and prepares for the transmission. In the case of centralized mixed routing, the process as shown in FIG. 7 and the distributed mixed routing process as shown in FIG. 9 are prepared for transmission. In the case of asynchronous transmission, the asynchronous transmission channel is approached as shown in FIG. In the case of synchronous transmission, the synchronous transmission channel is accessed and the transmission is started by using the system of TDMA / FDMA / CDMA.

도 13은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 동작하는 MN의 내부 구성도를 도시한 도면이다. 13 is a diagram showing the internal configuration of the MN operating in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 입력 인터페이스(801)를 통해 수신된 정보를 통해 노드 정보 계산부(802)는 네트워크의 각 노드로부터 ID, 위치, 가용성 및 공간 다중 부호화 및 복호화 능력과 같은 정보를 산출하여, 이를 노드 정보 데이터베이스(803)에 저장한다. 라우팅 및 전송 방법 계산부(804)는 노드 정보 데이터(803)에 저장되어 있는 노드 정보들을 기반으로 근원지로부터 목적지 노드까지의 적합한 경로 및 전송 방법을 계산하여, 이를 MN의 제어부(805)에 전송한다.Referring to FIG. 13, through the information received through the input interface 801, the node information calculator 802 calculates information such as ID, location, availability, and spatial multiplexing and decoding capability from each node of the network. This is stored in the node information database 803. The routing and transmission method calculation unit 804 calculates a suitable path and transmission method from the source to the destination node based on the node information stored in the node information data 803 and transmits it to the control unit 805 of the MN. .

그러면, 제어부(805)는 네트워크 내의 전체 전송을 제어하기 위한 신호를 출력 인터페이스(806)를 통해 외부 노드들로 전송한다. Then, the controller 805 transmits a signal for controlling the entire transmission in the network to the external nodes through the output interface 806.

도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 중앙집중형 혼합 라우팅 환경에서 동작하는 RN의 장치의 도면이다. 14 is a diagram of an apparatus of an RN operating in a centralized mixed routing environment in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

입력 인터페이스(901)는 MN으로부터 전송되는 노드 정보 요청 메시지를 수신하여 출력한다. 그러면, GPS 위치 정보 계산부/트래픽량 에너지 잔량 부호화/복호화 능력 계산부(902)는 MN에 응답하기 위해 자신의 정보를 계산한다. 이때 계산하는 정보는 위치정보, 노드 가용성, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력이다. The input interface 901 receives and outputs a node information request message transmitted from the MN. Then, the GPS position information calculator / traffic amount energy remaining amount encoding / decoding capability calculator 902 calculates its own information in response to the MN. The information to be calculated is location information, node availability, spatial multiplexing and decoding capability.

또한, 입력 인터페이스(9010은 MN으로부터 전달받은 주변 노드의 정보 및 전송 방법을 각각 주변 노드 정보 데이터베이스(902) 및 전송 방식 데이터 베이스(904)에 전송한다.In addition, the input interface 9010 transmits the neighbor node information and the transmission method received from the MN to the neighbor node information database 902 and the transmission scheme database 904, respectively.

그러면, 제어부(905)는 상기 계산된 정보 및 데이터베이스들로부터 출력되는 정보를 근거로 데이터를 출력 인터페이스(906)을 통해 출력한다.Then, the controller 905 outputs the data through the output interface 906 based on the calculated information and the information output from the databases.

도 15은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 중앙집중형 혼합 라우팅 환경에서 동작하는 CN의 장치의 도면이다. 15 is a diagram of an apparatus of a CN operating in a centralized mixed routing environment in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

CN은 RN과 그 구성면에서 동일하나, 복호화(DECODE) 장치(1002) 및 부호화(ENCODE) 장치(1006)를 더 포함하고 있어, 신호를 동시에 전달받거나 동시에 전송할 수 있다. The CN is the same in terms of its configuration with the RN, but further includes a decoding device 1002 and an encoding device 1006, so that signals may be simultaneously received or transmitted simultaneously.

도 16은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 분산형 혼합 라우팅 환경에서 동작하는 RN의 장치의 도면이다. 16 is a diagram of an apparatus of an RN operating in a distributed mixed routing environment in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

RN은 근원지 노드, 목적지 노드 혹은 SPN으로 선정된 경우, 입력 인터페이스(1101)를 통해 1103의 주변 노드 정보 계산부가 구역 내의 CN 및 RN의 정보를 전달받아 주변 노드 정보 데이터 베이스에 저장한다. 그리고, 1104의 전송 방식 및 라우팅 계산부는 상기 노드 정보 및 전송 방법 데이터 베이스의 정보를 바탕으로 각 노드는 전송 방법 및 경로를 계산한다. 이때 전송 방법은 전술한 바와 같이 구간 길이 및 서비스 품질 요구사항에 따라 데이터베이스를 참고하여 정한다.When the RN is selected as the source node, the destination node, or the SPN, the neighbor node information calculation unit 1103 receives the CN and RN information in the zone through the input interface 1101 and stores the information in the neighbor node information database. The transmission method and the routing calculation unit 1104 calculate the transmission method and the path of each node based on the node information and the information of the transmission method database. At this time, the transmission method is determined by referring to the database according to the interval length and the quality of service requirements as described above.

도 17는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 분산형 혼합 라우팅 환경에서 동작하는 CN의 장치의 도면이다. 17 is a diagram of an apparatus of a CN operating in a distributed mixed routing environment in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

CN은 상기 RN과 구성면에서 동일하나, 공간 다중 복호화 장치(1202) 및 부호화 장치(1207)를 더 포함하여, 신호를 동시에 전달받거나 동시에 전송할 수 있다.The CN is identical in configuration to the RN, but further includes a spatial multiplex decoding apparatus 1202 and an encoding apparatus 1207 to simultaneously receive or simultaneously transmit signals.

그러면, 전술한 본 발명에 따른 혼합 가상 다중화 전송 방법을 근원지 노드와 목적지 노드의 거리가 100 m 이고, 노드의 최대 전송 거리는 40 m 이며 RN과 CN이 무작위로 위치한 네트워크 환경에 적용하여 데이터를 전송하는 실시 예를 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해, SISO 기반 최단 경로를 위한 라우팅은 SCN 위주 알고리즘으로 이루어짐을 가정한다.Then, in the above-described mixed virtual multiplexed transmission method according to the present invention, a distance between a source node and a destination node is 100 m, a maximum transmission distance of 40 m, and is applied to a network environment where RN and CN are randomly transmitted to transmit data. An embodiment will be described. For convenience of explanation, it is assumed that the routing for the SISO-based shortest path is made of an SCN-oriented algorithm.

도 18 내지 도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 라우팅 경로의 변화를 도시한 예시도이다. 18 to 22 are exemplary views illustrating a change in a routing path according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 18에 도시된 바와 같이 근원지로부터 목적지 노드까지 전술한 대로 LAR, AODV 등의 라우팅으로 SISO 기반 최단 경로를 설정한다. First, as shown in FIG. 18, the SISO-based shortest path is set by routing such as LAR and AODV from the source to the destination node as described above.

전송 기법을 선택하기에 앞서 MN 혹은 SPN들이 수집한 정보를 바탕으로 트래픽의 서비스 품질 요구를 확인한다. 이하에서는, 서비스 품질 요구에 따른 알고리즘에 대해 상세히 설명한다.Prior to selecting a transmission scheme, traffic quality of service requirements are identified based on information collected by the MNs or SPNs. Hereinafter, the algorithm according to the quality of service request will be described in detail.

<에너지 소모 최소화 및 시간 지연 최소화를 요구하는 경우의 실시 예><Embodiment when minimizing energy consumption and minimizing time delay>

MN 혹은 SPN들은 각 구간 거리를 확인하여

,

와 비교한다. 근원지 노드와 목적지 노드까지의 거리가 100 m 일 때

은 약 23m,

는 약 33m,

은 약 100m 이다. Section 1 은

보다 길고

보다 짧으므로 전술한 알고리즘에 따라 V-SIMO 전송 가능성을 검사한다. MN or SPNs check the distance

,

. When the distance between the source node and the destination node is 100 m

About 23m,

Is about 33m,

Is about 100m. Section 1

Longer than

Since it is shorter, the possibility of V-SIMO transmission is checked according to the algorithm described above.

Section 1 의 수신단에 RCN이 있으므로 SISO 연결은 V-SIMO 연결로 대체된다. 이에 대해 도 19에 도시되어 있다. Section 2 는

보다 짧으므로 다른 전송방법을 검토하지 않으며 SISO 경로가 유지된다. Section 3 또한

보다 짧으므로 SISO 경로가 유지된다. Section 4 는

보다 길고

보다 짧으므로 전술한 알고리즘에 따라 V-SIMO 전송 가능성을 검사하며, Section 4 의 수신단에 RCN이 충분히 있으므로 SISO 연결은 V-SIMO 연결로 대체된다. Since there is an RCN at the receiving end of Section 1, the SISO connection is replaced with a V-SIMO connection. This is illustrated in FIG. 19. Section 2

As it is shorter, no other transmission method is considered and the SISO path is maintained. Section 3 also

Shorter, the SISO path is maintained. Section 4

Longer than

Since it is shorter, the possibility of V-SIMO transmission is checked according to the algorithm described above. Since there is enough RCN at the receiving end of Section 4, the SISO connection is replaced by the V-SIMO connection.

본 발명이 제시한 알고리즘에 따른 데이터 전송 경로는 도13 (c) 에 도시한 바와 같다.The data transmission path according to the algorithm of the present invention is as shown in Fig. 13 (c).

<에너지 소모 최소화만 요구하는 경우> <If you only want to minimize energy consumption>

MN 혹은 SPN들은 각 구간 거리를 확인하여

,

와 비교한다. 전술한 바와 같이 Section 2와 3은

보다 짧으므로 SISO 경로가 유지되며, Section 1과 4는

보다 길고

보다 짧으므로 V-MISO 전송 가능성을 검사한다. Section 1과 4 모두 거리가

보다 길고

보다 짧으며, 송신 측에 RN이 있으므로 V-MISO 전송이 가능하여 SISO 연결이 V-MISO 연결로 대체 된다. 이에 대해 도13 (d), 도13 (e)에 도시되어 있다. 또한, 본 발명이 제시한 알고리즘에 따른 데이터 전송 경로는 도13 (e) 에 도시한 바와 같다.MN or SPNs check the distance

,

. As mentioned above, Sections 2 and 3

Shorter, so the SISO path is maintained, and Sections 1 and 4

Longer than

Since it is shorter, check the possibility of V-MISO transmission. Both Sections 1 and 4

Longer than

It is shorter, and because there is RN on the transmitting side, V-MISO transmission is possible so that SISO connection is replaced by V-MISO connection. This is illustrated in Figs. 13 (d) and 13 (e). In addition, the data transmission path according to the algorithm of the present invention is as shown in Fig. 13E.

801 : 입력 인터페이스 802 : 노드 정보 계산부
803 : 노드 정보 데이터베이스 804 : 라우팅 및 전송 방법 계산부
805 : 제어부 806 : 출력 인터페이스
901 : 입력 인터페이스
902 : GPS위치 정보 계산부/트래픽량 에너지 잔량 부호화/복호화능력 계산부
903 : 주변 노드 정보 데이터베이스 904 : 라우팅 및 전송 방법 계산부
905 : 제어부 906 : 출력 인터페이스
801: input interface 802: node information calculation unit
803: node information database 804: routing and transmission method calculation unit
805: control unit 806: output interface
901: input interface
902: GPS location information calculation unit / traffic amount energy remaining amount encoding / decoding capacity calculation unit
903: Peripheral node information database 904: Routing and transmission method calculation unit
905 control unit 906 output interface

Claims (17)

근원지 노드로부터 목적지 노드까지 전송 경로가 하나 이상의 구간으로 구분되는 무선 애드혹 네트워크에서 관리 노드에 의한 혼합 가상 다중화 전송 방법에 있어서,
근원지 노드로부터 목적지 노드로의 전송 요청 메시지를 수신함에 따라, 하나 이상의 노드들에게 정보 요청 메시지를 전송하여, 하나 이상의 노드 정보를 획득하는 단계와,
상기 획득된 노드 정보를 기반으로 근원지 노드에서 목적지 노드로 최단 경로를 설정하는 단계와,
상기 최단 경로 상에 존재하는 노드들 각각의 전송 방식을 결정하는 단계와,
상기 결정된 각각의 전송 방식을 해당 노드에 전송하여 전송 준비 요청하는 단계와,
노드들로부터의 전송 대기 응답에 따라, 근원지 노드에 전송 개시 메시지를 전송하는 단계를 포함하되,
상기 전송 요청 메시지는 트래픽의 서비스 품질 요구 사항을 포함하고,
상기 전송 방식을 결정하는 단계는
상기 서비스 품질 요구 사항이 트래픽의 서비스 품질이 에너지 소모 최소화와 더불어 지연시간 최소화를 요구하는지 또는 에너지 소모 최소화만을 요구하는지에 따라 선택적으로 전송 거리 대비 에너지 효율 순위를 참조하여 단일 입력 단일 출력 방식, 가상 다중 입력 단일 출력 방식, 가상 다중 입력 다중 출력 방식, 가상 단일 입력 다중 출력 방식 중 하나의 전송 방식으로 결정함을 전송 방식을 결정함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법In a mixed virtual multiplexed transmission method by a management node in a wireless ad hoc network in which a transmission path from a source node to a destination node is divided into one or more sections,
In response to receiving the transmission request message from the source node to the destination node, transmitting the information request message to one or more nodes to obtain one or more node information;
Setting a shortest path from a source node to a destination node based on the obtained node information;
Determining a transmission scheme of each of the nodes existing on the shortest path;
Transmitting each of the determined transmission schemes to a corresponding node to request transmission preparation;
Sending, according to a transmission wait response from the nodes, a transmission start message to the source node,
The transmission request message includes a quality of service requirement of the traffic,
Determining the transmission method
According to the quality of service requirement that the quality of service of the traffic requires the least energy consumption with the minimum of energy consumption or only the minimum energy consumption, the input quality can be determined by referring to the energy efficiency ranking against the transmission distance. A hybrid virtual multiplex transmission method in a wireless ad hoc network, characterized in that the transmission method is determined by one of an input single output method, a virtual multiple input multiple output method, and a virtual single input multiple output method. 제 1항에 있어서, 상기 정보 요청 메시지는
브로드캐스트 방식으로 전송함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.The method of claim 1, wherein the information request message is
Mixed virtual multiplexed transmission method in a wireless ad hoc network, characterized in that the transmission by the broadcast method. 제 1항에 있어서, 상기 노드 정보는
노드의 위치정보, 노드 가용성 정보, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.

The method of claim 1, wherein the node information is
And at least one of node location information, node availability information, and spatial multiplexing and decoding capability.

제 1항에 있어서, 상기 최단 경로를 설정하는 단계는
비동기식 전송의 경우, 근원지 노드에서 목적지 노드까지 구간의 수를 최소화하는 방향으로 경로를 설정함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.

The method of claim 1, wherein setting the shortest path
In the case of asynchronous transmission, a hybrid virtual multiplexed transmission method in a wireless ad hoc network, characterized in that a path is set in a direction that minimizes the number of sections from a source node to a destination node.

제 1항에 있어서, 상기 최단 경로를 설정하는 단계는
동기식 전송의 경우, 주기적 패킷 전송 지연시간의 한계를 만족시키는 한도에서 경유 구간의 수가 가장 적은 경로를 선택함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.

The method of claim 1, wherein setting the shortest path
In the case of synchronous transmission, the method of hybrid virtual multiplexing in a wireless ad hoc network is characterized by selecting a path having the smallest number of transit intervals within a limit that satisfies the limit of periodic packet transmission delay time.

삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 전송 방식을 결정하는 단계는
상기 결정된 전송 방식이 설정 가능하지 않을 경우, 다른 전송 방식을 결정하되, 구간 길이에 따라 상기 전송 방식들의 선택 우선 순위가 변경됨을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.
The method of claim 1, wherein determining the transmission method
If the determined transmission scheme is not settable, a different transmission scheme is determined, but the selection priority of the transmission schemes is changed according to the interval length.
근원지 노드에서 목적지 노드까지의 전송 경로가 하나 이상의 구간으로 구분되는 무선 애드혹 네트워크에서 혼합 가상 다중화 전송 방법에 있어서,
근원지 노드와 목적지 노드의 최단 경로 설정 메시지 송수신을 통해 최단 경로를 설정하는 단계와,
상기 근원지 노드, 목적지 노드, 최단 경로 노드가 주변 일정 구역 내에 존재하는 노드 정보를 획득하여, 획득된 정보를 근거로 노드들 각각의 전송 방식을 결정하는 단계와,
상기 근원지 노드, 목적지 노드, 최단 경로 노드가 상기 결정된 각각의 전송 방식을 해당 노드에 전송하여 전송 준비 요청하는 단계와,
노드들로부터의 전송 대기 응답에 따라, 근원지 노드가 전송을 개시하는 단계를 포함하되,
상기 전송 요청 메시지는 트래픽의 서비스 품질 요구 사항을 포함하고,
상기 전송 방식을 결정하는 단계는
상기 서비스 품질 요구 사항이 트래픽의 서비스 품질이 에너지 소모 최소화와 더불어 지연시간 최소화를 요구하는지 또는 에너지 소모 최소화만을 요구하는지에 따라 선택적으로 전송 거리 대비 에너지 효율 순위를 참조하여 단일 입력 단일 출력 방식, 가상 다중 입력 단일 출력 방식, 가상 다중 입력 다중 출력 방식, 가상 단일 입력 다중 출력 방식 중 하나의 전송 방식으로 결정함을 전송 방식을 결정함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.
In the hybrid virtual multiplex transmission method in a wireless ad hoc network in which a transmission path from a source node to a destination node is divided into one or more sections,
Setting a shortest path by sending and receiving a shortest path setting message between a source node and a destination node;
Acquiring node information of the source node, the destination node, and the shortest path node in the surrounding predetermined area, and determining a transmission method of each node based on the obtained information;
Transmitting, by the source node, the destination node, and the shortest path node, the respective transmission schemes to the corresponding node to prepare for transmission;
In response to a transmission wait response from the nodes, the source node initiating the transmission,
The transmission request message includes a quality of service requirement of the traffic,
Determining the transmission method
According to the quality of service requirement that the quality of service of the traffic requires the least energy consumption with the minimum of energy consumption or only the minimum energy consumption, the input quality can be determined by referring to the energy efficiency ranking against the transmission distance. A transmission method of a hybrid virtual multiplex in a wireless ad hoc network, characterized in that the transmission method is determined by one of an input single output method, a virtual multiple input multiple output method, and a virtual single input multiple output method.
제 9항에 있어서, 상기 최단 경로를 설정하는 단계는
근원지 노드가 하나 이상의 노드들에 최단 경로 설정 요청 메시지 전송하는 단계와,
목적지 노드가 상기 최단 경로 설정 요청 메시지를 수신하면, 상기 최단 경로 설정 요청 메시지가 전송된 경로들 중 하나를 선택하여 상기 선택된 경로를 통해 응답 메시지를 전송하는 단계와,
상기 응답 메시지를 수신하는 노드가 자신을 최단 경로 노드로 설정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.

10. The method of claim 9, wherein setting the shortest path
Sending, by the source node, a shortest routing request message to one or more nodes;
When the destination node receives the shortest path setting request message, selecting one of the paths through which the shortest path setting request message is transmitted and transmitting a response message through the selected path;
And a node receiving the response message sets itself as the shortest path node.

제 10항에 있어서, 상기 최단 경로 정보 요청 메시지는
브로드캐스트 방식으로 전송함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.

The method of claim 10, wherein the shortest path information request message is
Mixed virtual multiplexed transmission method in a wireless ad hoc network, characterized in that the transmission by the broadcast method.

제 9항에 있어서, 상기 노드 정보는
노드의 위치정보, 노드 가용성 정보, 공간 다중 부호화 및 복호화 능력에 대한 정보 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.

The method of claim 9, wherein the node information is
And at least one of node location information, node availability information, and spatial multiplexing and decoding capability.

제 9항에 있어서, 상기 최단 경로를 설정하는 단계는
비동기식 전송의 경우, 근원지 노드에서 목적지 노드까지 구간의 수를 최소화하는 방향으로 경로를 설정함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.

10. The method of claim 9, wherein setting the shortest path
In the case of asynchronous transmission, a hybrid virtual multiplexed transmission method in a wireless ad hoc network, characterized in that a path is set in a direction that minimizes the number of sections from a source node to a destination node.

제 9항에 있어서, 상기 최단 경로를 설정하는 단계는
동기식 전송의 경우, 주기적 패킷 전송 지연시간의 한계를 만족시키는 한도에서 경유 구간의 수가 가장 적은 경로를 선택함을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.

10. The method of claim 9, wherein setting the shortest path
In the case of synchronous transmission, the method of hybrid virtual multiplexing in a wireless ad hoc network is characterized by selecting a path having the smallest number of transit intervals within a limit that satisfies the limit of periodic packet transmission delay time.

삭제delete 삭제delete 제 9항에 있어서, 상기 전송 방식을 결정하는 단계는
상기 결정된 전송 방식이 설정 가능하지 않을 경우, 다른 전송 방식을 결정하되, 구간 길이에 따라 상기 전송 방식들의 선택 우선 순위가 변경됨을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 혼합 가상 다중화 전송 방법.10. The method of claim 9, wherein determining the transmission scheme
If the determined transmission scheme is not settable, a different transmission scheme is determined, but the selection priority of the transmission schemes is changed according to the interval length.

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