데이터 송수신 시스템 및 방법
System and method for transmitting and receiving data
특허 요약
본 발명은 애드혹 네트워크에서 데이터를 전송하려는 노드와 데이터를 수신하려는 노드 간 데이터 송수신을 처리하는 데이터 송수신 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 단일 라디오 멀티 채널에서 동기화 없이 하나의 제어 채널을 통해 제어 프레임 교환을 선행하여 데이터를 주고 받는 MAC을 제안한다. 본 발명은 BF 노드로부터 도움을 받아 귀머거리 문제를 해결하며, 특히 최대한 전송에 사용했던 채널만 사용하도록 하여 귀머거리 문제의 발생 확률을 낮출 수 있다. 또한, 본 발명은 제어 프레임 교환 중 전파 방해 구간을 두어 데이터 전송에 반대하는 모든 노드가 전파 방해 프레임을 전송하도록 하여 제어 프레임 교환 길이를 줄일 수 있다.
청구항
번호청구항
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데이터를 전송하는 데이터 전송 노드에 구비되는 것으로서, 전송할 상기 데이터가 있을 때 상기 데이터를 수신할 데이터 수신 노드와 제1 주변 노드들에게 질의 메시지로 데이터 채널 사용 가능 여부를 질의하는 질의부;상기 데이터 수신 노드에 구비되는 것으로서, 상기 질의 메시지를 수신하면 상기 데이터의 수신이 가능한지 여부에 따라 상기 데이터 채널 사용 가능 여부를 판별하며, 상기 데이터 채널이 사용 가능한 것으로 판별되면 그 사실을 상기 질의 메시지에 대한 응답 메시지에 포함시켜 상기 응답 메시지를 상기 데이터 전송 노드와 상기 제1 주변 노드들로 전송하는 질의 응답부;상기 데이터 수신 노드에 구비되는 것으로서, 상기 데이터 채널이 사용 불가능한 것으로 판별되면 상기 데이터 전송 노드로 재밍 신호를 전송하는 제1 재밍부;상기 데이터 수신 노드나 상기 데이터 전송 노드로부터 미리 정해진 거리 이내에 위치하는 BF(Best Friend) 노드에 구비되는 것으로서, 상기 질의 메시지를 수신하면 상기 데이터 전송 노드가 상기 데이터 수신 노드로 상기 데이터를 전송할 때 다른 데이터 전송과 충돌 가능성이 있는지 여부를 판별하며, 상기 충돌 가능성이 있는 것으로 판별되면 그 사실을 알려주는 충돌 경고 메시지를 상기 데이터 전송 노드로 전송하거나 상기 데이터 전송 노드와 상기 데이터 수신 노드로 상기 재밍 신호를 전송하는 제2 재밍부;상기 데이터 전송 노드에 구비되는 것으로서, 제1 시간동안 상기 응답 메시지가 수신되는지 여부를 판별하고, 상기 응답 메시지가 수신되면 상기 응답 메시지를 해석하여 상기 데이터 채널 사용 가능 여부를 결정하며, 제2 시간동안 상기 충돌 경고 메시지가 수신되는지 여부를 판별하는 판별부;상기 데이터 전송 노드에 구비되는 것으로서, 상기 응답 메시지를 수신하지 못한 것으로 판별되거나 상기 충돌 경고 메시지를 수신한 것으로 판별되면 상기 데이터 수신 노드로 상기 재밍 신호를 전송하는 제3 재밍부; 및상기 데이터 전송 노드에 구비되는 것으로서, 상기 응답 메시지를 수신하고 상기 재밍 신호나 상기 충돌 경고 메시지를 수신하지 않으며 상기 데이터 채널 사용이 가능한 것으로 판별되면 상기 데이터 수신 노드로 상기 데이터를 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 1 항에 있어서,상기 질의부와 상기 질의 응답부는 상기 제1 주변 노드들로 동일 제어 채널을 이용하는 노드들을 이용하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

3

제 1 항에 있어서,상기 질의부는 사용하려는 데이터 채널에 대한 정보를 상기 질의 메시지에 포함시키는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 3 항에 있어서,상기 데이터 전송 노드에 구비되는 것으로서, 상기 데이터 수신 노드로부터 상기 데이터를 수신하였음을 확인하는 수신 확인 메시지가 수신되면 상기 데이터 수신 노드로 상기 데이터를 전송할 때 이용한 데이터 채널을 저장하며, 전송할 데이터가 생길 때마다 저장되어 있는 데이터 채널들 중에서 어느 하나의 데이터 채널을 추출하여 상기 질의부에 제공하는 데이터 채널 관리부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

5

삭제

6

삭제

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제 1 항에 있어서,상기 데이터 전송부는,사용중인 데이터 채널이 기록된 채널 할당표(channel allocation table)에 사용하려는 데이터 채널을 기록하는 사용 채널 기록부;상기 사용하려는 데이터 채널에 대하여 물리적 채널 감지(physical carrier sensing)를 수행하여 상기 사용하려는 데이터 채널이 사용중인 데이터 채널인지 여부를 판별하는 가용 채널 판별부; 및상기 사용하려는 데이터 채널이 사용중인 데이터 채널이 아닌 것으로 판별되면 상기 사용하려는 데이터 채널을 통해 상기 데이터 수신 노드로 상기 데이터를 전송하는 가용 채널 활용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 1 항에 있어서,상기 데이터 전송 노드에 구비되는 것으로서, 상기 제1 주변 노드들과 공동으로 이용하는 제어 채널에서 사용중인 데이터 채널을 물리적으로 감지하거나 사용중인 데이터 채널이 기록된 채널 할당표로 사용중인 데이터 채널을 감지하여 백오프(backoff) 연산을 수행하며, 상기 백오프 연산을 통해 상기 데이터 수신 노드나 상기 데이터를 전송할 시기를 결정하는 노드/시기 결정부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 8 항에 있어서,상기 판별부는 상기 데이터 수신 노드로부터 상기 데이터를 수신하였음을 확인하는 수신 확인 메시지가 수신되는지 여부를 판별하며,상기 수신 확인 메시지가 수신되지 않으면 상기 노드/시기 결정부는 상기 백오프 연산을 다시 수행하여 상기 데이터 수신 노드나 상기 데이터를 전송할 시기를 다시 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 1 항에 있어서,상기 데이터 전송 노드에 구비되는 것으로서, 노드의 위치 정보가 포함된 비컨(beacon) 신호를 기초로 통신 가능한 노드들이나 상기 제1 주변 노드들 중에서 상기 BF 노드를 선택하는 BF 노드 선택부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 10 항에 있어서,상기 BF 노드 선택부는,상기 통신 가능한 노드들 또는 상기 제1 주변 노드들 각각으로부터 상기 비컨 신호를 주기적으로 감지하는 비컨 신호 감지부;감지된 비컨 신호의 세기와 기준 세기를 비교하여 상기 감지된 비컨 신호의 세기가 기준 세기 이상인지 여부를 판별하는 신호 세기 비교부; 및상기 감지된 비컨 신호의 세기가 상기 기준 세기 이상이면 상기 감지된 비컨 신호를 출력한 노드를 상기 BF 노드로 선택하는 신호 세기 기반 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 11 항에 있어서,상기 BF 노드에 구비되는 것으로서, 상기 제1 재밍부로부터 전송된 상기 재밍 신호가 수신되면 상기 재밍 신호의 세기를 측정하는 재밍 신호 세기 측정부를 더욱 포함하며,상기 BF 노드 선택부는,감지된 비컨 신호의 세기를 측정하는 비컨 신호 세기 측정부; 및상기 BF 노드에 의해 측정된 재밍 신호의 세기와 측정된 비컨 신호의 세기를 비교하여 상기 기준 세기를 결정하거나, 상기 충돌 경고 메시지의 수신 여부에 대한 판별 결과와 상기 데이터 채널 사용 가능 여부에 대한 판별 결과 및 상기 데이터 수신 노드로부터 상기 데이터를 수신하였음을 확인하는 수신 확인 메시지의 수신 여부에 대한 판별 결과 중 어느 하나의 판별 결과를 기초로 상기 기준 세기를 결정하는 기준 세기 결정부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 12 항에 있어서,상기 기준 세기 결정부는 상기 BF 노드에 의해 측정된 재밍 신호의 세기가 상기 측정된 비컨 신호의 세기보다 크면 이전보다 값이 커지도록 상기 기준 세기를 조정하거나, 상기 충돌 경고 메시지를 수신한 것으로 판별되거나 상기 데이터 채널 사용이 불가능한 것으로 판별되거나 상기 데이터 수신 노드로부터 상기 데이터를 수신하였음을 확인하는 수신 확인 메시지를 수신하지 못한 것으로 판별되면 이전보다 값이 작아지도록 상기 기준 세기를 조정하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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제 1 항에 있어서,상기 데이터 송수신 시스템은 단일 라디오 멀티 채널에서 상기 데이터 전송 노드와 상기 데이터 수신 노드 간에 상기 데이터를 송수신할 때 이용하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 시스템.

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데이터를 전송하는 데이터 전송 노드가 전송할 상기 데이터가 있을 때 상기 데이터를 수신할 데이터 수신 노드와 제1 주변 노드들에게 질의 메시지로 데이터 채널 사용 가능 여부를 질의하는 질의 단계;상기 데이터 수신 노드가 상기 질의 메시지를 수신하면 상기 데이터의 수신이 가능한지 여부에 따라 상기 데이터 채널 사용 가능 여부를 판별하며, 상기 데이터 채널이 사용 가능한 것으로 판별되면 그 사실을 상기 질의 메시지에 대한 응답 메시지에 포함시켜 상기 응답 메시지를 상기 데이터 전송 노드와 상기 제1 주변 노드들로 전송하는 질의 응답 단계;상기 데이터 수신 노드가 상기 데이터 채널이 사용 불가능한 것으로 판별되면 상기 데이터 전송 노드로 재밍 신호를 전송하는 제1 재밍 단계;상기 데이터 수신 노드나 상기 데이터 전송 노드로부터 미리 정해진 거리 이내에 위치하는 BF(Best Friend) 노드가 상기 질의 메시지를 수신하면 상기 데이터 전송 노드에서 상기 데이터 수신 노드로 상기 데이터를 전송할 때 다른 데이터 전송과 충돌 가능성이 있는지 여부를 판별하며, 상기 충돌 가능성이 있는 것으로 판별되면 그 사실을 알려주는 충돌 경고 메시지를 상기 데이터 전송 노드로 전송하거나 상기 데이터 전송 노드와 상기 데이터 수신 노드로 상기 재밍 신호를 전송하는 제2 재밍 단계;상기 데이터 전송 노드가 제1 시간동안 상기 응답 메시지가 수신되는지 여부를 판별하고, 상기 응답 메시지가 수신되면 상기 응답 메시지를 해석하여 상기 데이터 채널 사용 가능 여부를 결정하며, 제2 시간동안 상기 충돌 경고 메시지가 수신되는지 여부를 판별하는 판별 단계;상기 응답 메시지를 수신하지 못한 것으로 판별되거나 상기 충돌 경고 메시지를 수신한 것으로 판별되면, 상기 데이터 전송 노드가 상기 데이터 수신 노드로 상기 재밍 신호를 전송하는 제3 재밍 단계; 및상기 응답 메시지를 수신하고 상기 재밍 신호나 상기 충돌 경고 메시지를 수신하지 않으며 상기 데이터 채널 사용이 가능한 것으로 판별되면, 상기 데이터 전송 노드가 상기 데이터 수신 노드로 상기 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.