KR20130101654A - Packet aggregation mechanism for voip service in multi-hop network and terminal thereby - Google Patents

Packet aggregation mechanism for voip service in multi-hop network and terminal thereby Download PDF

Info

Publication number
KR20130101654A
KR20130101654A KR1020120018882A KR20120018882A KR20130101654A KR 20130101654 A KR20130101654 A KR 20130101654A KR 1020120018882 A KR1020120018882 A KR 1020120018882A KR 20120018882 A KR20120018882 A KR 20120018882A KR 20130101654 A KR20130101654 A KR 20130101654A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
packet
value
calculated
equation
node
Prior art date
Application number
KR1020120018882A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101435013B1 (en
Inventor
이정륜
강현식
정지영
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020120018882A priority Critical patent/KR101435013B1/en
Publication of KR20130101654A publication Critical patent/KR20130101654A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101435013B1 publication Critical patent/KR101435013B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/1066—Session management
    • H04L65/1069—Session establishment or de-establishment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/1066—Session management
    • H04L65/1101—Session protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/60—Network streaming of media packets
    • H04L65/65—Network streaming protocols, e.g. real-time transport protocol [RTP] or real-time control protocol [RTCP]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/80—Responding to QoS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

PURPOSE: A packet coupling method for a voice over internet protocol (VoIP) service in a multi-hop network and a terminal thereof are provided to calculate an optimal number of coupled packets according to rapidly changed wireless network environments using a cost function. CONSTITUTION: A channel environment comprises a source node (10) and a destination node. A relay node is arranged between the source node and the destination node to relay communications. The source node comprises a coupled packet number calculating unit (11), a communication module (12), and a reference data storage part (13). The coupled packet number calculating unit calculates an optimal number of coupled packets in consideration of the quality and energy consumption of a VoIP service and updates a number of the coupled packets stored in the reference data storage part based on the calculated number of the coupled packets. The reference data storage part stores the number of the coupled packets. The communication module communicates with the VoIP service according to the number of the coupled packets stored in the reference data storage part. [Reference numerals] (10) Source node; (11) Coupled packet number calculating unit; (12) Communication module; (13) Reference data storage part; (AA) Relay node

Description

멀티 홉 네트워크에서 음성패킷망 서비스를 위한 패킷 결합 방법 및 그 단말 장치{Packet aggregation mechanism for VoIP service in multi-hop network and terminal thereby}Technical Field [0001] The present invention relates to a packet aggregation mechanism for a voice packet network (VoIP) service in a multi-hop network,

본 발명은 패킷 결합 방법 및 그 단말 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티 홉 네트워크에서 VoIP 서비스를 위한 최적의 패킷 결합 방법 및 그 방법에 의한 단말 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a packet combining method and a terminal apparatus thereof, and more particularly, to a packet combining method for VoIP service in a multi-hop network and a terminal apparatus by the method.

VoIP 시스템은 네트워크 비용, 관리 및 유지비 등의 저렴한 비용으로 고품질의 음성 및 화상 서비스를 제공할 수 있다는 장점 때문에 차세대 유비쿼터스형 전화로 각광받고 있다. 하지만 VoIP 데이터 특성 및 QoS 요구사항에 대한 고려의 부재로 음성 통화 시 품질이 저하되는 현상이 빈번하게 나타나고 있으며, 무선망의 경우 유선망과는 다르게 채널 환경이 시시각각으로 변화하고 한정된 주파수 자원을 사용하기 때문에 이에 대한 고려가 필요하다.VoIP systems are becoming popular as next generation ubiquitous phones because they can provide high quality voice and video services at low cost such as network cost, management and maintenance cost. However, due to the lack of consideration of VoIP data characteristics and QoS requirements, quality degradation occurs frequently in a voice call. In a wireless network, unlike a wired network, a channel environment changes instantaneously and a limited frequency resource is used This need to be considered.

또한, 기존의 VoIP서비스는 인터넷에 연결된 PC나 특수한 유선 전화기를 필요로 하였지만 최근에는 무선랜(802.11b)을 지원하는 스마트폰의 개발로 인해 무선 단말기에서도 VoIP서비스가 가능하게 되었다. 이러한 무선 노드가 메쉬 네트워크를 형성할 경우 각 노드의 에너지 소모가 중요한 요소가 되므로 이에 대한 고려가 필요하다.In addition, the conventional VoIP service required a PC or a special wired telephone connected to the Internet, but recently, the development of a smart phone supporting the wireless LAN (802.11b) has enabled the VoIP service in the wireless terminal. When such a wireless node forms a mesh network, energy consumption of each node is an important factor, so consideration should be given to this.

어플리케이션의 단 대 단 성능을 향상시키기 위해 데이터 패킷 결합 기법에 대하여 다양한 연구가 진행되어 왔다. 대표적으로 송신노드와 수신노드 에서만 패킷 결합과 분해가 일어나는 End-to-End 결합 기법과 모든 노드에서 패킷결합과 분해가 일어나는 Hop-by-Hop 결합 기법이 있다. 기존의 패킷 결합기법에 관한 연구는 VoIP 품질만 고려하는 것이 대부분이고 채널환경에 따른 VoIP 품질 파라미터에 대한 분석이 미흡하다. 패킷 결합 기법은 기본적으로 데이터를 크게 하여 보내기 때문에 채널 환경이 급변하게 되면 데이터 에러율이 급증하게 되는 현상이 발생할 수 있다. VoIP의 경우 일반적으로 패킷 손실에 민감할 뿐만 아니라 End-to-End 지연에도 민감하기 때문에 관련 요인들을 잘 고려해야 한다. 또한, 단말의 에너지 소모 면에 있어서 패킷 결합을 할수록 에너지 소모를 줄일 수 있다는 장점이 있는데 기존의 패킷 결합 방식은 이를 함께 고려하지 않아 멀티 홉 센서네트워크에 있어서 망을 유지하는데 어려움이 발생할 수 있다. 사업자 입장에서는 QoS를 만족하는 지연 시간 한계점(Threshold) 보다 작은 지연 시간으로 서비스를 지원하는 것이 많은 가입자를 유지할 수 있다는 장점이 있지만, 사용자 입장에서는 상대적으로 품질이 낮은 서비스를 받아야 한다는 단점이 있다. In order to improve the end-to-end performance of the application, various studies have been conducted on the data packet combining technique. Typically, there are end-to-end combining techniques in which packet combining and decomposition occurs only at the transmitting node and the receiving node, and a hop-by-hop combining method in which packet combining and decomposition occurs in all nodes. The existing packet combining technique considers only VoIP quality, and analysis of VoIP quality parameters according to channel environment is insufficient. Since the packet combining technique basically sends data with a large size, if the channel environment changes rapidly, the data error rate may increase rapidly. VoIP is generally sensitive to packet loss as well as end-to-end delay, so the factors involved should be considered. In addition, the energy consumption of the terminal is advantageous in that the energy consumption can be reduced as the packet is combined. However, since the conventional packet combining scheme does not consider the packet combining method, it may be difficult to maintain the network in the multi-hop sensor network. For the service provider, it is advantageous to maintain the subscribers who support the service with a delay time smaller than the threshold of the delay time satisfying the QoS, but it has a disadvantage that the user has to receive the service with a relatively low quality.

본 발명은 VoIP 서비스 품질과 에너지를 동시에 고려하여 사업자와 사용자간 니즈를 동시에 만족하는 패킷 결합 기법 비용함수를 제안한다.The present invention proposes a packet combining technique cost function that simultaneously satisfies the needs of a business operator and a user by simultaneously considering VoIP service quality and energy.

또한 본 발명은 이러한 비용함수를 통하여 VoIP 서비스 품질과 에너지를 동시에 고려한 최적의 패킷 결합 개수를 산출하는 방법을 제안한다.Also, the present invention proposes a method for calculating the optimal number of packet combinations considering both VoIP service quality and energy through the cost function.

본 발명에 따른 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법은 채널 환경에 대한 피드백 정보를 획득하는 제1 단계; 서비스 품질 및 소비 에너지를 모두 고려하여 최적의 패킷 결합 개수를 산출하는 제2 단계; 및 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 수를 상기 산출된 최적의 패킷 결합 개수로 갱신하는 제3 단계;를 포함한다.A packet combining method for a VoIP service according to the present invention includes: a first step of obtaining feedback information on a channel environment; A second step of calculating an optimal number of packet combinations considering both service quality and consumed energy; And a third step of updating the packet combination number for VoIP service with the calculated optimal packet combination number.

또한 상기 제2 단계는 채널 정보로부터 패킷 결합 개수에 따른 서비스 품질을 산출하는 제2-1 단계; 패킷 결합 개수에 따른 에너지 소모량을 산출하는 제2-2 단계; 상기 산출된 서비스 품질과 상기 산출된 에너지 소모량의 관계로부터 비용함수를 도출하는 제2-3 단계; 및 비용함수의 미분을 통해 최대가 되는 지점의 패킷 결합 개수를 산출하는 제2-4 단계;를 포함할 수 있다.In the second step, the service quality according to the number of packet combinations is calculated from the channel information. A second step (2-2) of calculating energy consumption according to the number of packet combinations; A second step of deriving a cost function from a relationship between the calculated service quality and the calculated energy consumption; And (2-4) calculating the number of packet combinations at a point where the maximum value is obtained through differentiation of the cost function.

또한 상기 제2-1 단계의 서비스 품질은 R-factor를 통하여 산출될 수 있다.Also, the quality of service in the second stage may be calculated through an R-factor.

또한 상기 R-factor(R)은 하기의 식 1 내지 식 5에 의하여 산출될 수 있다.Further, the R-factor (R) can be calculated by the following equations (1) to (5).

[식 1]

Figure pat00001
[Formula 1]
Figure pat00001

[식 2]

Figure pat00002
,[Formula 2]
Figure pat00002
,

단,

Figure pat00003
only,
Figure pat00003

[식 3]

Figure pat00004
[Formula 3]
Figure pat00004

[식 4]

Figure pat00005
[Formula 4]
Figure pat00005

[식 5]

Figure pat00006
[Formula 5]
Figure pat00006

또한 상기 에너지 소모량(Etotal)은 소스 노드의 소비 에너지(Esource), 적어도 하나 이상의 중계 노드의 소비 에너지(Erelay) 및 목적 노드의 소비 에너지(Edestination)의 합으로 산출될 수 있다.Can also be calculated as the sum of the energy consumption (E total) consumed energy (E source) of the source node, the energy consumption of the at least one relay node (relay E) and the objective energy consumption (E destination) node.

또한 상기 소스 노드의 소비 에너지(Esource), 적어도 하나 이상의 중계 노드의 소비 에너지(Erelay) 및 목적 노드의 소비 에너지(Edestination)는 각각 하기의 식 6 내지 식8에 의하여 산출될 수 있다.Can also be calculated by the energy consumption (E source), at least energy consumption (E destination) of the energy consumption (E relay) of one or more relay node and destination node the following formula 6 to Equation 8 of each of the source node.

[식 6]

Figure pat00007
[Formula 6]
Figure pat00007

[식 7]

Figure pat00008
[Equation 7]
Figure pat00008

[식 8]

Figure pat00009
[Equation 8]
Figure pat00009

또한 R-factor 값을 x라 정의하고, Etotal 값을 y라 정의할 때 상기 비용함수는 하기의 식 9에 의하여 산출될 수 있다.In addition, when the R-factor value is defined as x and the E total value is defined as y, the cost function can be calculated by the following equation (9).

[식 9]

Figure pat00010
[Equation 9]
Figure pat00010

(단,

Figure pat00011
,(only,
Figure pat00011
,

여기서 Rmax값은 End-to-End 지연과 패킷 손실로 인한 영향을 전혀 받지 않을 때의 값인 94.2, Rmin 값은 R-factor 값 중 품질이 낮아 많은 사용자가 불만족해 하는 값인 50으로 정의 함. 또한 Emax 값은 패킷 손실률이 0%일 때 즉 패킷 결합을 하지 않고 각각의 패킷을 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의하였고, Emin 값은 R-factor값이 Rmin = 50을 만족하는 최대 패킷 결합 개수로 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의 함)The R max value is defined as 94.2 when the end-to-end delay and packet loss are not affected at all. The R min value is defined as 50, which is the quality value of the R-factor, which is dissatisfied to many users. The Emax value is defined as the energy consumption when the packet loss rate is 0%, that is, when each packet is transmitted without packet combining. The Emin value is defined as the maximum packet size in which the R-factor value satisfies Rmin = 50 Defined as the amount of energy consumed when transmitted as a combined number)

또한 상기 최적의 패킷 결합 수는 하기의 식 10에 의하여 산출될 수 있다.Further, the optimum number of packet combinations can be calculated by the following Equation (10).

[식 10]

Figure pat00012
[Equation 10]
Figure pat00012

또한 상기 제1 단계는 송신 노드 및 수신 모드간의 커넥션을 형성하는 제1-1단계; 및 채널 환경에 대한 모니터링 패킷을 수신하는 제1-2단계;를 포함할 수 있다.The first step may include a first step of forming a connection between the transmitting node and the receiving mode; And a 1-2 step of receiving a monitoring packet for the channel environment.

또한 모니터링 된 채널 환경과 이전의 채널 환경을 비교하는 제1-3단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 모니터링 된 채널 환경과 이전의 채널 환경이 동일하지 않는 경우에만 상기 제2 단계 및 제3 단계를 수행한다.The method may further include a step 1-3 of comparing the monitored channel environment with the previous channel environment. In this case, the second and third steps are performed only when the monitored channel environment and the previous channel environment are not the same.

또한 상기 제1-1 단계는 SCCP, IETF SIP 및 ITU H.323 중 어느 하나의 시그널링 프로토콜을 통하여 수행될 수 있다.Also, the step 1-1 may be performed through a signaling protocol of any one of SCCP, IETF SIP, and ITU H.323.

또한 상기 제1-1 단계는 RTP(real-time transport protocol)을 통하여 콜을 형성할 수 있다.
Also, the step 1-1 may form a call through a real-time transport protocol (RTP).

한편, 소스 노드, 목적 노드 및 상기 소스 노드와 상기 목적 노드를 중계하는 적어도 하나 이상의 중계 노드를 포함하는 VoIP 서비스를 제공하기 위한 멀티 홉 네트워크에 있어서 본 발명에 따른 소스 노드로서의 VoIP 서비스 단말 장치는 패킷 결합 수가 저장되는 참조 데이터 저장부; 상기 참조 데이터에 저장된 패킷 결합 수에 따라 VoIP 서비스 통신을 수행하는 통신 모듈; 및 VoIP 서비스의 품질 및 소비 에너지를 모두 고려하여 최적의 패킷 결합 개수를 산출하여 상기 참조 데이터 저장부에 저장된 패킷 결합 수를 갱신하는 패킷 결합 수 산출 수단;을 포함한다.In a multi-hop network for providing a VoIP service including a source node, a destination node, and at least one relay node relaying the source node and the destination node, the VoIP service terminal apparatus as a source node according to the present invention includes a packet A reference data storage unit for storing a combined number; A communication module for performing VoIP service communication according to the number of packet combinations stored in the reference data; And packet combining number calculating means for calculating an optimal packet combining number by considering both the quality of the VoIP service and the consumed energy and updating the packet combining number stored in the reference data storing unit.

또한 모니터링 패킷을 수신하여 수신된 모니터링 패킷으로부터 채널 환경을 획득하고, 상기 획득된 채널 환경이 이전의 채널 환경으로부터 변동이 있는 경우 상기 참조 데이터 저장부에 저장된 패킷 결합 수를 갱신할 수 있다.Also, the monitoring packet may be received, the channel environment may be acquired from the received monitoring packet, and the packet combination number stored in the reference data storage unit may be updated if the obtained channel environment has a variation from the previous channel environment.

또한 상기 패킷 결합 수 산출 수단은 하기의 식 1 내지 식 5로부터 산출되는 R-factor (R)와 하기 식 6 내지 식 8에 의하여 산출되는 각 노드별 소모 에너지의 총 합을 고려하여 최적 패킷 결합수를 산출할 수 있다.Also, the packet combining number calculating means may calculate the optimal packet combining number by taking into account the total sum of consumption energy for each node calculated by the R-factor (R) calculated from the following Equations 1 to 5 and the following Equations 6 to 8 Can be calculated.

[식 1]

Figure pat00013
[Formula 1]
Figure pat00013

[식 2]

Figure pat00014
,[Formula 2]
Figure pat00014
,

단,

Figure pat00015
only,
Figure pat00015

[식 3]

Figure pat00016
[Formula 3]
Figure pat00016

[식 4]

Figure pat00017
[Formula 4]
Figure pat00017

[식 5]

Figure pat00018
[Formula 5]
Figure pat00018

[식 6]

Figure pat00019
[Formula 6]
Figure pat00019

[식 7]

Figure pat00020
[Equation 7]
Figure pat00020

[식 8]

Figure pat00021
[Equation 8]
Figure pat00021

또한 상기 패킷 결합 수 산출 수단은 R-factor 값을 x라 정의하고, Etotal 값을 y라 정의할 때 하기 식 9에 의하여 산출되는 비용함수로부터 최적 패킷 결합 수를 산출할 수 있다.Also, the packet combining number calculating means may calculate an R-factor value as x and an optimal packet combining number from a cost function calculated by Equation (9) when defining E total value as y.

[식 9]

Figure pat00022
[Equation 9]
Figure pat00022

(단,

Figure pat00023
,(only,
Figure pat00023
,

여기서 Rmax값은 End-to-End 지연과 패킷 손실로 인한 영향을 전혀 받지 않을 때의 값인 94.2, Rmin 값은 R-factor 값 중 품질이 낮아 많은 사용자가 불만족해 하는 값인 50으로 정의 함. 또한 Emax 값은 패킷 손실률이 0%일 때 즉 패킷 결합을 하지 않고 각각의 패킷을 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의하였고, Emin 값은 R-factor값이 Rmin = 50을 만족하는 최대 패킷 결합 개수로 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의 함)The R max value is defined as 94.2 when the end-to-end delay and packet loss are not affected at all. The R min value is defined as 50, which is the quality value of the R-factor, which is dissatisfied to many users. The Emax value is defined as the energy consumption when the packet loss rate is 0%, that is, when each packet is transmitted without packet combining. The Emin value is defined as the maximum packet size in which the R-factor value satisfies Rmin = 50 Defined as the amount of energy consumed when transmitted as a combined number)

또한 상기 패킷 결합 수 산출 수단은 하기의 식 10에 의하여 최적의 패킷 결합 수를 산출할 수 있다.Further, the packet combining number calculating means can calculate the optimal number of packet combining by the following Expression (10).

[식 10]

Figure pat00024
[Equation 10]
Figure pat00024

본 발명은 서비스 품질을 측정하는 하나의 요소로서 멀티 홉 네트워크에까지 확장된 R-factor에 관한 개념 및 수식을 제공한다.The present invention provides a concept and formula for an R-factor extended to a multi-hop network as an element for measuring service quality.

또한 본 발명에 따른 비용함수는 송신노드와 수신노드 사이의 각 홉 당 채널 환경, 종단간 지연, 그리고 무선 단말기의 에너지 소비를 고려하여 산출될 수 있으며, 이를 이용하여 급변하는 무선망 환경에 따른 최적의 패킷 결합 개수를 산출할 수 있다.Also, the cost function according to the present invention can be calculated in consideration of the channel environment per hop between the transmitting node and the receiving node, the end-to-end delay, and the energy consumption of the wireless terminal. Can be calculated.

즉, 본 발명에 따르면 사용자는 서비스 품질과 에너지 소비량을 모두 만족하는 VoIP 서비스를 제공받을 수 있다.That is, according to the present invention, a user can receive a VoIP service that satisfies both service quality and energy consumption.

도 1은 멀티 홉 네트워크의 모습을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 소스 노드의 모습을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 패킷 결합 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a multi-hop network.
2 is a block diagram that schematically illustrates a view of a source node according to one embodiment.
3 is a flowchart illustrating a packet combining method according to an embodiment.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the absence of special definitions or references, the terms used in this description are based on the conditions indicated in the drawings. The same reference numerals denote the same members throughout the embodiments.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 VoIP 서비스를 위한 시스템 및 단말 장치를 설명한다. 도 1은 멀티 홉 네트워크의 모습을 나타내는 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 소스 노드의 모습을 개략적으로 나타내는 블록도이다.A system and a terminal apparatus for a VoIP service according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a state of a multi-hop network, and FIG. 2 is a block diagram schematically showing a state of a source node according to an embodiment.

본 실시예에 따른 VoIP 서비스의 수행 환경, 즉 채널 환경은 통신을 수행하는 소스 노드(10)와 통신의 종착 지점인 목적 노드(30)를 포함한다. 또한 소스 노드(10)와 목적 노드(30)의 사이에 구비되어 통신을 중계하는 적어도 하나 이상의 중계 노드(20)가 포함된다.The execution environment, i.e., the channel environment, of the VoIP service according to the present embodiment includes a source node 10 that performs communication and a destination node 30 that is an end point of communication. And at least one relay node 20 provided between the source node 10 and the destination node 30 to relay the communication.

소스 노드(10)는 통신을 수행하기 위한 단말 장치로서, VoIP 서비스를 이용가능 한 모든 장치가 이에 포함된다. VoIP 서비스를 이용가능한 컴퓨터, 노트북 및 테블릿 컴퓨터 뿐 아니라, VoIP 서비스를 위하여 제공되는 전용 단말기 또는 그러한 어플리케이션 등이 구비된 스마트 폰 등 여러가지 형태의 장치가 이용될 수 있다.The source node 10 is a terminal device for performing communication, and includes all the devices that can use the VoIP service. Various types of devices such as a computer, a laptop and a tablet computer that can use a VoIP service, a dedicated terminal provided for a VoIP service, or a smart phone equipped with such an application may be used.

소스 노드(10)는 패킷 결합수 산출 수단(11), 통신모듈(12) 및 참조 데이터 저장부(13)를 포함한다. 통신 모듈(12)은 목적 노드(30)와 VoIP 서비스를 통한 통신을 수행하기 위하여 중계 노드(20)와 직접적으로 데이터를 주고 받는 기능을 수행한다. 통신 모듈(12)은 참조 데이터 저장부(13)의 각 통신과 관련된 데이터를 참조하여 통신을 수행한다. 이 때 통신 모듈(12)은 참조 데이터 저장부(13)의 패킷 결합 수를 참조하여 송신될 음성 데이터 등의 패킷 결합 수를 결정하게 된다.The source node 10 includes a packet combining number calculating means 11, a communication module 12 and a reference data storing unit 13. The communication module 12 directly exchanges data with the relay node 20 in order to perform communication with the destination node 30 through the VoIP service. The communication module 12 performs communication by referring to data related to each communication of the reference data storage unit 13. [ At this time, the communication module 12 refers to the packet combination number of the reference data storage unit 13 and determines the number of packet combinations such as voice data to be transmitted.

한편, VoIP는 IP 네트워크 상에 데이터를 전송하기 위하여 신호와 음성을 패킷으로 만든다. 이러한 패킷들은 시그널링(signaling), 음성(voice) 및 리포팅(reporting) 또는 모니터링(monitoring)의 3가지 부류로 나뉘어질 수 있다. 사용자가 통화를 시작하기 전에, 반드시 상대방을 확인하여 커넥션을 형성해야 한다. 커넥션은 시그널링 프로토콜을 사용하여 프록시 서버, 콜 매니저, 게이트웨이 또는 PBX 스위치를 통해 형성된다. 이 때 SCCP (Cisco Skinny Call Control Protocol), IETF SIP (Session Initialization Protocol)과 ITU H.323 등의 프로토콜이 사용될 수 있다. VoIP, on the other hand, converts signals and voice into packets to transmit data over an IP network. These packets can be divided into three classes: signaling, voice and reporting or monitoring. Before a user starts a call, he or she must identify the other party and form a connection. The connection is established through a proxy server, call manager, gateway or PBX switch using a signaling protocol. At this time, protocols such as Cisco Skinny Call Control Protocol (SCCP), Session Initialization Protocol (IETF), and ITU H.323 may be used.

한편, VoIP 서비스를 제공하기 위한 각 노드 간 통신에 있어서의 패킷 결합 시 패킷 결합 개수가 증가함에 따라 회당 전송되는 데이터가 증가함에 따라 전송횟수가 줄어들어 사용자 단말의 에너지 소모가 줄어드는 장점이 있다. 그러나 패킷 결합 개수가 증가함에 따라 채널 상의 데이터 오류의 증가로 VoIP 서비스 품질을 떨어뜨릴 수 있는 단점이 있다. 패킷 결합수 산출 수단(11)은 상반 관계에 있는 서비스 품질 및 에너지 소모를 고려하여 특정 채널 환경에서의 최적 패킷 결합 수를 산출한다. 이하에서는 에너지와 VoIP 품질을 모두 고려한 최적의 패킷 결합 개수를 산출하는 방법을 상세히 설명한다.On the other hand, as the number of packet joins increases in the packet combining in the communication between the nodes for providing the VoIP service, the number of transmissions decreases as the data transmitted per session increases, thereby reducing the energy consumption of the user terminals. However, as the number of packet combining increases, there is a disadvantage that the quality of VoIP service may be degraded due to an increase in data error on the channel. The packet combining number calculating means 11 calculates the optimum number of packet combinations in a specific channel environment in consideration of the quality of service and energy consumption which are in conflict with one another. Hereinafter, a method for calculating the optimal number of packet combinations considering both energy and VoIP quality will be described in detail.

먼저, 패킷 결합에 따른 R-factor의 영향을 살펴보기 위해 지연시간과 패킷 손실률(

Figure pat00025
)에 대한 부분을 수식으로 유도해 낸다. 멀티 홉에서의 종단간 지연시간(
Figure pat00026
)는 수학식 1과 같다. 종단간 지연시간에 무선 멀티홉 상황에서 고려해야 할 지연(Dh)과 패킷결합으로 인해 발생하는 추가 지연시간(DPA)을 모두 고려하여 종단간 지연시간(Ta) 수식을 유도하였다.First, to investigate the effect of R-factor on packet combining,
Figure pat00025
) To the formula. End-to-end delay in multi-hop (
Figure pat00026
) ≪ / RTI > End delay time (T a ) is derived by considering both the delay (D h ) to be considered in the wireless multi-hop situation and the additional delay time (D PA ) due to the packet coupling in the end-to-end delay time.

[식 1]

Figure pat00027
[Formula 1]
Figure pat00027

여기서 Denc는 송신 노드에서 인코딩하는데 걸리는 지연시간, Dpack은 패킷타이제이션 지연 시간이다. DPA는 패킷 결합으로 인해 생기는 지연시간을 의미하며 아래의 식 1-1로부터 산출된다. Dh는 홉당 지연시간을 의미하며 아래의 식 1-2으로부터 산출된다. Djit은 지터로 인한 지연시간, Ddec는 수신 노드에서 디코딩 하는데 걸리는 지연 시간이다.Where D enc is the delay time for encoding at the transmitting node and D pack is the packetization delay time. D PA means the delay time due to packet coupling and is calculated from Equation 1-1 below. D h means the delay time per hop and is calculated from the following equation 1-2. D jit is the delay time due to jitter, and D dec is the delay time for decoding at the receiving node.

[식 1-1]

Figure pat00028
(단,ti 는 packet generation interval)[Equation 1-1]
Figure pat00028
(Where t i is the packet generation interval)

[식 1-2]

Figure pat00029
(단,
Figure pat00030
은 해당 홉에서의 전송 지연 시간,
Figure pat00031
은 해당 홉에서의 큐잉 지연 시간,
Figure pat00032
은 해당 홉에서의 프로퍼게이션 지연 시간)
[Formula 1-2]
Figure pat00029
(only,
Figure pat00030
The transmission delay time at the corresponding hop,
Figure pat00031
Is the queuing delay time at the corresponding hop,
Figure pat00032
Is the propagation delay time at the corresponding hop)

각 채널 당 패킷손실률(pl)은 수학식 2와 같다The packet loss rate pl per channel is given by Equation 2

[식 2]

Figure pat00033
[Formula 2]
Figure pat00033

여기서 S는 다음의 식 2-1로부터 산출된다. pn은 n홉에서의 BER을 나타낸다.Here, S is calculated from the following expression 2-1. p n represents the BER at n hops.

[식 2-1]

Figure pat00034
(단, Sh는 헤더 사이즈, Sp은 페이로드 사이즈, CPA은 패킷 결합 개수)[Formula 2-1]
Figure pat00034
Where S h is the header size, S p is the payload size, and C PA is the number of packet joints.

패킷 손실률 수식을 무선 멀티 홉 상황에서 패킷결합을 고려하여 홉 당 채널 환경에 따른 패킷 손실률로 유도하였고 테일러 근사식으로 수식을 보다 단순하게 유도하였다.
The packet loss rate equation is derived as the packet loss rate according to the channel environment per hop considering the packet combining in the wireless multi - hop situation and the equation is simplified by the Taylor approximation equation.

위의 패킷 결합에 따른 지연시간과 패킷손실률을 바탕으로 근사식 R-factor의 값에 대입한다. R-factor의 근사식은 식 3 내지 식 3-2와 같다.Based on the above packet combination delay time and packet loss rate, it is substituted into the approximate R-factor value. The approximate expression of the R-factor is expressed by Equations 3 to 3-2.

[식 3]

Figure pat00035
[Formula 3]
Figure pat00035

[식3-1]

Figure pat00036
,[Formula 3-1]
Figure pat00036
,

단,

Figure pat00037
only,
Figure pat00037

[식 3-2]

Figure pat00038
[Formula 3-2]
Figure pat00038

기존의 R-factor수식 중 Id수식에 위에서 산출된 종단간 지연(Ta) 값을 대입하였으며, 기존의 R-factor 수식 중 Ie수식에 위에서 산출된 패킷 손실률 수식(pl) 값을 대입하고 테일러 근사식으로 단순하게 유도하였다. 채널 당 패킷손실률(pl)이 패킷 결합 개수(cPA) 에 관한 함수이므로 R-factor 또한 패킷 결합 개수에 관한 함수가 된다.
The calculated end-to-end delay (T a ) is substituted into the I d equation of the existing R-factor formula and the packet loss rate formula (p 1 ) calculated above is substituted into the I e formula of the existing R-factor formula And it was simply derived by Taylor approximation. Since the per-channel packet loss rate (p 1 ) is a function of the packet combining number (c PA ), the R-factor is also a function of the number of packet combinations.

이어서 VoIP 품질을 나타내는 R-factor와 상반관계에 있는 에너지 소모에 대한 수식을 유도한다. 데이터 송신 시 에너지 소비량은 아래의 식 4와 같고, 데이터 수신시 에너지 소비량은 식 5와 같다.Then we derive a formula for the energy consumption, which is inversely related to the R-factor, which indicates VoIP quality. Energy consumption during data transmission is shown in Equation 4 below, and energy consumption during data reception is shown in Equation 5.

[식 4]

Figure pat00039
[Formula 4]
Figure pat00039

[식 5]

Figure pat00040
[Formula 5]
Figure pat00040

여기서 k는 데이터 사이즈를 나타내며, 단위는 예를 들어 bit를 이용할 수 있다. d는 송신노드와 수신노드 사이의 거리를 나타내며, 단위는 예를 들어 m를 이용할 수 있다. Eelec은 전자적 에너지 소비(energy consumption in electronic circuit)를 의미하며, 단위는 예를 들어 nJ/bit를 이용할 수 있다. Eamp은 증폭 에너지 소비(energy consumption in amplifier)를 이용하며, 단위는 예를 들어 nJ/bit를 이용할 수 있다. Here k denotes a data size, and a unit may use, for example, a bit. d represents the distance between the transmitting node and the receiving node, and the unit may be m, for example. E elec stands for energy consumption in electronic circuit, and units can use nJ / bit, for example. E amp uses energy consumption in amplifier, and the unit can use, for example, nJ / bit.

소스노드(source node)에서의 에너지 소비량은 다음의 식 6과 같다. CTx는 송신노드에서의 전송 횟수를 의미한다.The energy consumption at the source node is given by Equation 6 below. C Tx is the number of transmissions at the transmitting node.

[식 6]

Figure pat00041
[Formula 6]
Figure pat00041

도착노드(destination node)에서의 에너지 소비량은 다음의 식 7과 같다.The energy consumption at the destination node is given by Equation 7 below.

[식 7]

Figure pat00042
[Equation 7]
Figure pat00042

중계노드(relay node)에서의 에너지 소비량은 다음의 식 8와 같다.The energy consumption at the relay node is given by the following equation (8).

[식 8]

Figure pat00043
[Equation 8]
Figure pat00043

소스노드부터 도착노드까지 총 노드가 사용한 에너지 소비량은 다음의 식 9과 같다. 이는 기존의 Energy 수식에서 무선 멀티홉 상황에서 패킷 결합기법을 고려하여 송수신 하였을 때 각 송수신 노드와 중간 노드들의 에너지 소비량의 총량을 수식으로 유도한 것이다. R-factor와 마찬가지로 에너지 총 소비량 또한 패킷 결합 개수의 함수가 된다.The energy consumption of the total nodes from the source node to the arrival node is given by the following equation (9). This is derived from the formula of the total amount of energy consumption of each transmitting and receiving node and intermediate node when transmitting and receiving considering the packet combining technique in the existing energy equation in the wireless multi-hop situation. As with the R-factor, the total energy consumption is also a function of the number of packet combinations.

[식 9]

Figure pat00044

[Equation 9]
Figure pat00044

패킷손실과 지연시간을 고려한 R-factor값과 전체 노드들의 총 에너지양을 고려하여 효율적인 패킷 결합 개수를 결정하기 위한 비용 함수는 다음의 식 10과 같다.The cost function for determining the efficient packet combining number considering R-factor considering packet loss and delay time and total energy amount of all nodes is shown in Equation 10 below.

[식 10]

Figure pat00045
[Equation 10]
Figure pat00045

이 때 x는 R-factor 값을 의미하고, y는 Etotal 값을 의미한다. 한편, Rmax값은 패킷손실률과 종단간 지연이 전혀 발생하지 않을 때 즉 Ie 및 Id 값이 0일 때의 R-factor 값(94.2)으로 정의하였고, Rmin 값은 R-factor 값 중 품질이 낮아 많은 사용자가 불만족해 하는 값(50)으로 정의하였다. 또한 Emax 값은 홉 당 채널 환경이 가장 좋고(패킷 손실률(pl)이 0%일 때), 패킷을 결합하지 않고 각각의 패킷을 전송했을 때 에너지 소모량으로 정의하였고, Emin 값은 R-factor값이 Rmin = 50을 만족하는 최대 패킷 결합 개수로 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의하였다. 이때, Rmin = 50을 만족하기 위한 조건은 패킷손실률이 4.13%이내이고, 최대 End-to-End 지연(D_max)이 270ms를 넘지 않아야 한다.
In this case, x means an R-factor value and y means an E total value. On the other hand, R max value of packet loss rate and when the end-to-end delay does not occur at all means that the value I e and I d is was defined as R-factor value (94.2) when 0, R min value of R-factor value (50) that the quality is low and many users are dissatisfied. Also, the Emax value is defined as the energy consumption when each packet is transmitted without combining packets when the channel environment per hop is the best (packet loss rate (p 1 ) is 0%), and E min value is R- factor value is defined as the energy consumption when transmitted with the maximum number of packet combinations satisfying R min = 50. In this case, the condition for satisfying R min = 50 is that the packet loss rate is within 4.13% and the maximum end-to-end delay (D_max) should not exceed 270 ms.

참고로 다음의 표 1에 R-factor의 값, 즉 R-Value에 따른 사용자의 만족도와 MOS와의 비교값을 도시하였다.For reference, Table 1 below shows the value of R-factor, that is, the satisfaction of the user according to the R-Value and the comparison value with MOS.

<표 1>TABLE 1

Figure pat00046
Figure pat00046

Figure pat00047
을 만족시키는
Figure pat00048
와
Figure pat00049
는 아래와 같다. 비용함수값은 에너지를 가장 많이 소비하고, VoIP 서비스 품질을 나타내는 R-factor 값이 가장 작을 때 0을 의미하고, 에너지를 가장 적게 소비하고, VoIP 서비스 품질을 나타내는 R-factor 값이 가장 클 때 1을 의미한다. 에너지 소모의 최대, 최소값은 채널환경이 가장 좋은 경우와 나쁜 경우의 통계치에 의해 설정한다.
Figure pat00047
Satisfying
Figure pat00048
Wow
Figure pat00049
Are as follows. The cost function value consumes the most energy, 0 when the R-factor value representing the VoIP service quality is the smallest, and 0 when the R-factor value representing the VoIP service quality is the largest. . The maximum and minimum values of energy consumption are set according to the statistics of the best and bad channel environment.

Figure pat00050

Figure pat00050

다음으로 아래의 식 11과 같이 비용함수를 미분하여 비용함수 값이 최대가 되는 지점의 패킷 결합 개수(cPA) 를 산출한다.Next, the cost function is differentiated as shown in the following Equation 11 to calculate the packet combining number (c PA ) at the point where the cost function value becomes the maximum.

[식 11]

Figure pat00051
[Equation 11]
Figure pat00051

채널정보가 갱신되면 R-factor 및 비용함수를 재계산함으로써 패킷 결합 개수(cPA)를 갱신한다.
When the channel information is updated, the packet combining number (c PA ) is updated by recalculating the R-factor and the cost function.

도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 패킷 결합 수 산출 방법을 간략히 요약하면 다음과 같다. 도 3은 일 실시예에 따른 패킷 결합 방법을 나타내는 순서도이다.A method of calculating the number of packet combinations according to the present embodiment will be briefly described below with reference to FIG. 3 is a flowchart illustrating a packet combining method according to an embodiment.

VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법은 먼저 소스 노드가 모니터링 패킷을 획득하여 채널 환경에 대한 피드백 정보를 얻는다(S10) 다음으로 얻어진 채널 환경과 이전의 채널 환경을 비교하여 채널 환경에 변동이 있는지를 판단한다(S20). 이 때 채널 환경의 변동이 없으면 계속해서 다음의 모니터링 패킷의 수신을 위해 대기하고, 채널 환경의 변동이 있으면 변동된 채널 환경에 적합한 패킷 결합 수를 산출하기 위하여 다음 단계로 진행한다. 최적의 패킷 결합 수를 산출하기 위하여 먼저 R-factor와 소스 노드, 중계 노드 및 목적 노드 전체의 소모 에너지를 산출한다(S30). 다음으로 앞서 설명한 바와 같이 R-factor와 소모 에너지를 모두 반영한 비용함수를 산출한다(S40). 이어서 비용함수로부터 최적의 패킷 결합 수를 산출하고(S50), 산출된 최적의 패킷 결합 수를 갱신(S60)하여 이후의 VoIP 서비스에서 해당 패킷 결합 수에 따라 통신이 수행되도록 한다.
In the packet combining method for the VoIP service, the source node first acquires the monitoring packet and obtains feedback information on the channel environment (S10). Then, the channel environment obtained next is compared with the previous channel environment to determine whether there is a change in the channel environment (S20). If there is no change in the channel environment, the process waits for reception of the next monitoring packet. If there is a change in the channel environment, the process proceeds to the next step to calculate the number of packet combinations suitable for the changed channel environment. In order to calculate the optimal number of packet combinations, the consumed energy of the R-factor, the source node, the relay node, and the destination node is calculated (S30). Next, as described above, a cost function reflecting both the R-factor and the consumed energy is calculated (S40). Next, the optimal number of packet combinations is calculated from the cost function (S50), and the calculated optimal number of packet combinations is updated (S60) so that communication is performed according to the number of packet combinations in the subsequent VoIP service.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 멀티 홉 네트워크에서 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법 및 그 단말 장치로 구현될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, A packet combining method for a service, and a terminal device thereof.

10: 소스 노드 11: 중계 노드
12: 목적 노드10: source node 11: relay node
12: destination node

Claims (17)

채널 환경에 대한 피드백 정보를 획득하는 제1 단계;
서비스 품질 및 소비 에너지를 모두 고려하여 최적의 패킷 결합 개수를 산출하는 제2 단계; 및
VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 수를 상기 산출된 최적의 패킷 결합 개수로 갱신하는 제3 단계;를 포함하는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.A first step of obtaining feedback information on the channel environment;
A second step of calculating an optimal number of packet combinations considering both service quality and consumed energy; And
And a third step of updating the packet combination number for the VoIP service with the calculated optimal packet combination number. 제1항에 있어서,
상기 제2 단계는,
채널 정보로부터 패킷 결합 개수에 따른 서비스 품질을 산출하는 제2-1 단계;
패킷 결합 개수에 따른 에너지 소모량을 산출하는 제2-2 단계;
상기 산출된 서비스 품질과 상기 산출된 에너지 소모량의 관계로부터 비용함수를 도출하는 제2-3 단계; 및
비용함수의 미분을 통해 최대가 되는 지점의 패킷 결합 개수를 산출하는 제2-4 단계;를 포함하는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.The method of claim 1,
The second step comprises:
A second step of calculating a quality of service according to the number of packet combinations from the channel information;
A second step (2-2) of calculating energy consumption according to the number of packet combinations;
A second step of deriving a cost function from a relationship between the calculated service quality and the calculated energy consumption; And
And calculating a packet combining number at a point where a maximum value is obtained through differentiation of the cost function. 제2항에 있어서,
상기 제2-1 단계의 서비스 품질은 R-factor를 통하여 산출되는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.The method of claim 2,
The method of claim 1, wherein the quality of service in step 2-1 is calculated through an R-factor. 제3항에 있어서,
상기 R-factor(R)은 하기의 식 1 내지 식 5에 의하여 산출되는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.
[식 1]
Figure pat00052

[식 2]
Figure pat00053
,
단,
Figure pat00054

[식 3]
Figure pat00055

[식 4]
Figure pat00056

[식 5]
Figure pat00057
The method of claim 3,
The R-factor (R) is a packet combining method for a VoIP service calculated by the following equations (1) to (5).
[Formula 1]
Figure pat00052

[Formula 2]
Figure pat00053
,
only,
Figure pat00054

[Formula 3]
Figure pat00055

[Formula 4]
Figure pat00056

[Formula 5]
Figure pat00057
 제4항에 있어서,
상기 에너지 소모량(Etotal)은 소스 노드의 소비 에너지(Esource), 적어도 하나 이상의 중계 노드의 소비 에너지(Erelay) 및 목적 노드의 소비 에너지(Edestination)의 합으로 산출되는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.5. The method of claim 4,
The energy consumption (E total) is a packet for the VoIP service, which is calculated as the sum of the source node energy consumption (E source), (E destination ) energy consumption of the at least one intermediate energy consumption (E relay) node and the destination node of the Joining method. 제5항에 있어서,
상기 소스 노드의 소비 에너지(Esource), 적어도 하나 이상의 중계 노드의 소비 에너지(Erelay) 및 목적 노드의 소비 에너지(Edestination)는 각각 하기의 식 6 내지 식8에 의하여 산출되는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.
[식 6]
Figure pat00058

[식 7]
Figure pat00059

[식 8]
Figure pat00060
The method of claim 5,
(E source ) of the source node, the energy consumption (E relay ) of at least one relay node, and the energy consumption (E destination ) of the destination node are calculated for the VoIP service calculated by the following Equations 6 to 8, respectively Packet combining method.
[Formula 6]
Figure pat00058

[Equation 7]
Figure pat00059

[Equation 8]
Figure pat00060
 제6항에 있어서,
R-factor 값을 x라 정의하고, Etotal 값을 y라 정의할 때 상기 비용함수는 하기의 식 9에 의하여 산출되는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.
[식 9]
(단,
Figure pat00062
,
여기서 Rmax값은 End-to-End 지연과 패킷 손실로 인한 영향을 전혀 받지 않을 때의 값인 94.2, Rmin 값은 R-factor 값 중 품질이 낮아 많은 사용자가 불만족해 하는 값인 50으로 정의 함. 또한 Emax 값은 패킷 손실률이 0%일 때 즉 패킷 결합을 하지 않고 각각의 패킷을 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의하였고, Emin 값은 R-factor값이 Rmin = 50을 만족하는 최대 패킷 결합 개수로 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의 함)The method according to claim 6,
When the R-factor value is defined as x and the E total value is defined as y, the cost function is calculated by Equation 9 below.
[Equation 9]
(only,
Figure pat00062
,
The R max value is defined as 94.2 when the end-to-end delay and packet loss are not affected at all. The R min value is defined as 50, which is the quality value of the R-factor, which is dissatisfied to many users. The Emax value is defined as the energy consumption when the packet loss rate is 0%, that is, when each packet is transmitted without packet combining. The Emin value is defined as the maximum packet size in which the R-factor value satisfies Rmin = 50 Defined as the amount of energy consumed when transmitted as a combined number) 제7항에 있어서,
상기 최적의 패킷 결합 수는 하기의 식 10에 의하여 산출되는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.
[식 10]
Figure pat00063
The method of claim 7, wherein
The optimal packet combining number is a packet combining method for a VoIP service calculated by Equation 10 below.
[Equation 10]
Figure pat00063
 제1항에 있어서,
상기 제1 단계는,
송신 노드 및 수신 모드간의 커넥션을 형성하는 제1-1단계; 및
채널 환경에 대한 모니터링 패킷을 수신하는 제1-2단계;를 포함하는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.The method of claim 1,
In the first step,
Forming a connection between a transmitting node and a receiving mode; And
Step 1-2 receiving the monitoring packet for the channel environment; Packet combining method for a VoIP service comprising a. 제9항에 있어서,
모니터링 된 채널 환경과 이전의 채널 환경을 비교하는 제1-3단계를 더 포함하고,
상기 모니터링 된 채널 환경과 이전의 채널 환경이 동일하지 않는 경우에만 상기 제2 단계 및 제3 단계를 수행하는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.10. The method of claim 9,
And comparing the monitored channel environment with the previous channel environment,
And performing the second and third steps only when the monitored channel environment and the previous channel environment are not the same. 제9항에 있어서,
상기 제1-1 단계는 SCCP, IETF SIP 및 ITU H.323 중 어느 하나의 시그널링 프로토콜을 통하여 수행되는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the step 1-1 is performed through a signaling protocol of any one of SCCP, IETF SIP, and ITU H.323. 제9항에 있어서,
상기 제1-1 단계는 RTP(real-time transport protocol)을 통하여 콜을 형성하는 VoIP 서비스를 위한 패킷 결합 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the step 1-1) forms a call through a real-time transport protocol (RTP). 소스 노드, 목적 노드 및 상기 소스 노드와 상기 목적 노드를 중계하는 적어도 하나 이상의 중계 노드를 포함하는 VoIP 서비스를 제공하기 위한 멀티 홉 네트워크에 있어서,
상기 소스 노드는,
패킷 결합 수가 저장되는 참조 데이터 저장부;
상기 참조 데이터에 저장된 패킷 결합 수에 따라 VoIP 서비스 통신을 수행하는 통신 모듈; 및
VoIP 서비스의 품질 및 소비 에너지를 모두 고려하여 최적의 패킷 결합 개수를 산출하여 상기 참조 데이터 저장부에 저장된 패킷 결합 수를 갱신하는 패킷 결합 수 산출 수단;을 포함하는 VoIP 서비스 단말 장치.A multi-hop network for providing a VoIP service including a source node, a destination node, and at least one relay node relaying the source node and the destination node,
The source node comprising:
A reference data storage unit for storing the number of packet combinations;
A communication module for performing VoIP service communication according to the number of packet combinations stored in the reference data; And
And a packet combining number calculating means for calculating an optimal number of packet combinings in consideration of both the quality of the VoIP service and the energy consumption, and updating the number of packet combinings stored in the reference data storage. 제13항에 있어서,
모니터링 패킷을 수신하여 수신된 모니터링 패킷으로부터 채널 환경을 획득하고, 상기 획득된 채널 환경이 이전의 채널 환경으로부터 변동이 있는 경우 상기 참조 데이터 저장부에 저장된 패킷 결합 수를 갱신하는 VoIP 서비스 단말 장치.The method of claim 13,
Receiving the monitoring packet, acquiring the channel environment from the received monitoring packet, and updating the packet combination number stored in the reference data storage unit when the obtained channel environment has a variation from the previous channel environment. 제13항에 있어서,
상기 패킷 결합 수 산출 수단은 하기의 식 1 내지 식 5로부터 산출되는 R-factor (R)와 하기 식 6 내지 식 8에 의하여 산출되는 각 노드별 소모 에너지의 총 합을 고려하여 최적 패킷 결합수를 산출하는 VoIP 서비스 단말 장치.
[식 1]
Figure pat00064

[식 2]
Figure pat00065
,
단,
Figure pat00066

[식 3]
[식 4]
Figure pat00068

[식 5]
Figure pat00069

[식 6]
Figure pat00070

[식 7]
Figure pat00071

[식 8]
Figure pat00072
The method of claim 13,
The packet combining number calculating means calculates the optimal packet combining number by taking into consideration the total sum of consumption energy for each node calculated by the R-factor (R) calculated from the following Equations 1 to 5 and the following Equations 6 to 8 The VoIP service terminal apparatus comprising:
[Formula 1]
Figure pat00064

[Formula 2]
Figure pat00065
,
only,
Figure pat00066

[Formula 3]
[Formula 4]
Figure pat00068

[Formula 5]
Figure pat00069

[Formula 6]
Figure pat00070

[Equation 7]
Figure pat00071

[Equation 8]
Figure pat00072
 제15항에 있어서,
상기 패킷 결합 수 산출 수단은 R-factor 값을 x라 정의하고, Etotal 값을 y라 정의할 때 하기 식 9에 의하여 산출되는 비용함수로부터 최적 패킷 결합 수를 산출하는 VoIP 서비스 단말 장치.
[식 9]
Figure pat00073

(단,
Figure pat00074
,
여기서 Rmax값은 End-to-End 지연과 패킷 손실로 인한 영향을 전혀 받지 않을 때의 값인 94.2, Rmin 값은 R-factor 값 중 품질이 낮아 많은 사용자가 불만족해 하는 값인 50으로 정의 함. 또한 Emax 값은 패킷 손실률이 0%일 때 즉 패킷 결합을 하지 않고 각각의 패킷을 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의하였고, Emin 값은 R-factor값이 Rmin = 50을 만족하는 최대 패킷 결합 개수로 전송했을 때의 에너지 소모량으로 정의 함)16. The method of claim 15,
Wherein the packet combining number calculating means calculates an R-factor value as x and calculates an optimal packet combining number from a cost function calculated by the following Equation (9) when defining E total value as y.
[Equation 9]
Figure pat00073

(only,
Figure pat00074
,
The R max value is defined as 94.2 when the end-to-end delay and packet loss are not affected at all. The R min value is defined as 50, which is the quality value of the R-factor, which is dissatisfied to many users. The Emax value is defined as the energy consumption when the packet loss rate is 0%, that is, when each packet is transmitted without packet combining. The Emin value is defined as the maximum packet size in which the R-factor value satisfies Rmin = 50 Defined as the amount of energy consumed when transmitted as a combined number) 제16항에 있어서,
상기 패킷 결합 수 산출 수단은 하기의 식 10에 의하여 최적의 패킷 결합 수를 산출하는 VoIP 서비스 단말 장치.
[식 10]
Figure pat00075
17. The method of claim 16,
Wherein the packet combining number calculating means calculates the optimal number of packet combinations by Equation (10) below.
[Equation 10]
Figure pat00075
KR1020120018882A 2012-02-24 2012-02-24 Packet aggregation mechanism for VoIP service in multi-hop network and terminal thereby KR101435013B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120018882A KR101435013B1 (en) 2012-02-24 2012-02-24 Packet aggregation mechanism for VoIP service in multi-hop network and terminal thereby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120018882A KR101435013B1 (en) 2012-02-24 2012-02-24 Packet aggregation mechanism for VoIP service in multi-hop network and terminal thereby

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130101654A true KR20130101654A (en) 2013-09-16
KR101435013B1 KR101435013B1 (en) 2014-09-25

Family

ID=49451686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120018882A KR101435013B1 (en) 2012-02-24 2012-02-24 Packet aggregation mechanism for VoIP service in multi-hop network and terminal thereby

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101435013B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104640123A (en) * 2015-01-30 2015-05-20 南京邮电大学 Multi-relay-node non-cooperative game motivating method
CN111835856A (en) * 2020-07-17 2020-10-27 北京百度网讯科技有限公司 File downloading method, device, equipment and storage medium

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6996763B2 (en) * 2003-01-10 2006-02-07 Qualcomm Incorporated Operation of a forward link acknowledgement channel for the reverse link data

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104640123A (en) * 2015-01-30 2015-05-20 南京邮电大学 Multi-relay-node non-cooperative game motivating method
CN104640123B (en) * 2015-01-30 2018-07-27 南京邮电大学 A kind of motivational techniques of more relay node non-cooperative games
CN111835856A (en) * 2020-07-17 2020-10-27 北京百度网讯科技有限公司 File downloading method, device, equipment and storage medium
CN111835856B (en) * 2020-07-17 2022-09-16 北京百度网讯科技有限公司 File downloading method, device, equipment and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR101435013B1 (en) 2014-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4827652B2 (en) Relay device, relay method, and relay program
KR102519409B1 (en) Method and Apparatus for Multipath Media Delivery
US8422367B2 (en) Method of estimating congestion
US8400925B2 (en) Data rate control mechanism
EP2625848B1 (en) Rate adaptation for video calling
US7929453B2 (en) Method and apparatus for presenting quality information in a communication system
US7058431B2 (en) End-to-end delay control method for both suppressing end-to-end delay time to a standard value or less and optimizing power-save operations
US10455042B2 (en) Transmitting information across a communications network
US10715575B2 (en) In-service quality monitoring system with intelligent retransmission and interpolation
US8538470B2 (en) Call server, call terminal, call system, transfer processing method, and program storage medium storing program thereof
US20070058546A1 (en) VoIP terminal having QoS monitoring function and QoS monitoring method
US20150358376A1 (en) Method, Apparatus and System for Transmitting Media Data
US20120294159A1 (en) Method of measuring activity over a voip call
CN102984784A (en) Transmitting data over multiple networks
JP4994283B2 (en) Home gateway device and communication quality control method for home gateway device
CN104348745A (en) Method of optimizing data transmission in a wireless network system and related wireless network system
JP4675305B2 (en) Network optimal route selection method and apparatus
KR101435013B1 (en) Packet aggregation mechanism for VoIP service in multi-hop network and terminal thereby
Chang et al. Design and realization of ad-hoc VoIP with embedded p-SIP server
US8880684B2 (en) Method and system for measuring individual network round-trip delays in IP gateways
CN102984785A (en) Transmitting data over multiple networks
JP5955535B2 (en) Method and apparatus for determining a communication path between communication devices having a plurality of communication interfaces
EP2127268B1 (en) Transmission of real-time user data frames in packets
US20070081524A1 (en) Method for reducing costs during the transfer of unidirectional information flows
JP2006352420A (en) Terminal sending and receiving quality packet including communication quality information, quality report server, and program

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180625

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 6