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KR101032604B1 - How to reserve data slots in a distributed TMD AAD network - Google Patents

How to reserve data slots in a distributed TMD AAD network Download PDF

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KR101032604B1
KR101032604B1 KR1020100105927A KR20100105927A KR101032604B1 KR 101032604 B1 KR101032604 B1 KR 101032604B1 KR 1020100105927 A KR1020100105927 A KR 1020100105927A KR 20100105927 A KR20100105927 A KR 20100105927A KR 101032604 B1 KR101032604 B1 KR 101032604B1
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KR
South Korea
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terminal
transmitting
reservation
data slot
slot
Prior art date
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Active
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KR1020100105927A
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Korean (ko)
Inventor
서명환
조형원
정성헌
이태진
박종호
최범귀
안지형
Original Assignee
삼성탈레스 주식회사
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.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에 관한 것으로서, 특히, 간섭영역에서 데이터 슬롯 충돌을 회피하고 라우팅 오버헤드를 최소화하기 위해 슬롯을 예약하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 분산된 TDMA(Time Division Multiple Access) Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법에 있어서, 송신 단말이 자신의 자원 할당 테이블을 참조하여 데이터 슬롯을 선택하고, 상기 선택된 데이터 슬롯을 통해서 데이터를 전송하고자 하는 수신 단말에 데이터 슬롯 예약하기 위한 요청 메시지를 송신하는 제1 과정과, 상기 수신 단말은 상기 수신된 데이터 슬롯 예약 요청 메시지가 수신되면, 자신의 자원 할당 테이블을 참조하여 상기 송신 단말이 선택한 데이터 슬롯이 사용 가능한지 확인하여 사용 가능하면, 예약 응답 메시지를 상기 송신 단말 및 상기 수신 단말의 서비스 영역 내에 위치한 이웃 단말들에게 송신하는 제2 과정과, 상기 송신 단말은 상기 수신 단말로부터 상기 예약 응답 메시지가 수신되면, 예약 확인 메시지를 상기 수신 단말 및 상기 송신 단말의 서비스 영역 내에 위치한 이웃 단말들에게 송신하는 제3 과정과, 상기 송신 단말에 인접한 이웃 단말들과 상기 수신 단말에 인접한 이웃 단말들은 각각 수신된 상기 예약 응답 메시지 또는 상기 예약 확인 메시지를 3홉 내에 위치한 단말들에게 송신하는 제4 과정을 포함한다.
The present invention relates to a distributed TDMA Ad-hoc network, and more particularly, to a method for reserving data slots in a distributed TDMA Ad-hoc network in which slots are reserved to avoid data slot collisions and minimize routing overhead in an interference region. will be.
To this end, the present invention provides a data slot reservation method in a distributed time division multiple access (TDMA) ad-hoc network, in which a transmitting terminal selects a data slot by referring to its resource allocation table and transmits data through the selected data slot. The first step of transmitting a request message for the data slot reservation to the receiving terminal to which the transmission is to be transmitted, and if the receiving terminal receives the received data slot reservation request message, the transmitting terminal refers to its resource allocation table. A second process of transmitting a reservation response message to neighboring terminals located within a service area of the transmitting terminal and the receiving terminal if the selected data slot is available and available; and the transmitting terminal transmits the reservation response from the receiving terminal. When the message is received, a reservation confirmation message to the receiving terminal And a third process of transmitting to neighboring terminals located within a service area of the transmitting terminal, and neighboring terminals adjacent to the transmitting terminal and neighboring terminals adjacent to the receiving terminal respectively receive the reservation response message or the reservation confirmation message. And a fourth process of transmitting to terminals located within three hops.

Figure R1020100105927
Figure R1020100105927

Description

분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법{METHOD FOR SLOTS RESERVATION IN THE DISTRIBUTED TIME DIVISION MULTIPLE ACCESS AD-HOC NETWORK}METHODO FOR SLOTS RESERVATION IN THE DISTRIBUTED TIME DIVISION MULTIPLE ACCESS AD-HOC NETWORK}

본 발명은 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에 관한 것으로서, 특히, 간섭영역에서 데이터 슬롯 충돌을 회피하고 라우팅 오버헤드를 최소화하기 위해 슬롯을 예약하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distributed TDMA Ad-hoc network, and more particularly, to a method for reserving data slots in a distributed TDMA Ad-hoc network in which slots are reserved to avoid data slot collisions and minimize routing overhead in an interference region. will be.

일반적으로 기지국과 이동 단말로 구성되는 셀룰러 네트워크와 달리, Ad-hoc 네트워크는 별도의 인프라 구축이 없이 신속하게 통신망을 구축할 수 있는 장점이 있다. 그러나 이를 가능하게 하기 위해서는 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC) 및 자원 할당 과정이 모두 각 단말들 간에 자율적으로 이루어져야 하며 또한 데이터 전송시 프레임 간의 충돌을 최소화 하도록 이루어 져야 한다. 이를 위해 종래에는 Unifying Slot Assignment Protocol (USAP)을 통해서 각 단말이 충돌 없이 순차적으로 통신 자원을 사용할 수 있는 방법을 제안되었다. USAP-MA(Multiple Access)는 TDMA(Time Division Multiple Access)에 기반을 두고 있으며, 고정 길이 프레임이 일정 시간 간격으로 반복되는 구조를 가지고 있다.
In general, unlike a cellular network consisting of a base station and a mobile terminal, Ad-hoc network has the advantage that can quickly establish a communication network without a separate infrastructure. However, in order to enable this, all media access control (MAC) and resource allocation processes should be autonomously between terminals and should be made to minimize collisions between frames during data transmission. To this end, conventionally, a method for enabling each terminal to sequentially use communication resources without collision through the Unifying Slot Assignment Protocol (USAP) has been proposed. USAP-MA (Multiple Access) is based on Time Division Multiple Access (TDMA) and has a structure in which fixed length frames are repeated at regular time intervals.

도 1은 종래 TDMA 프레임 구조를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a conventional TDMA frame structure.

도시된 바와 같이, 종래 기술에서 제안하는 TDMA 프레임 구조는 부스트랩 사이클(bootstrap cycle, 110), 브로드캐스트(broadcast cycle, 120), 그리고 예약(reservation cycle, 130) 이렇게 세 개의 독립적인 사이클로 이루어져 있다. 각 사이클은 여덟 개의 프레임으로 이루어져 있고, 각 프레임은 125 msec 길이를 갖는다. 하지만 각 사이클, 프레임의 길이는 설계에 따라 다르게 적용될 수 있다. 각 125msec 프레임은 다수의 부스트랩 미니 슬롯(bootstrap mini slot, 140), 브로드캐스트 슬롯(broadcast slot, 150), 그리고 예약/스탠바이 슬롯(reservation/standby slot, 160)으로 이루어져 있다.As shown, the conventional TDMA frame structure is composed of three independent cycles: a bootstrap cycle (110), a broadcast cycle (120), and a reservation cycle (130). Each cycle consists of eight frames, each frame being 125 msec long. However, the length of each cycle and frame can be applied differently depending on the design. Each 125msec frame consists of a plurality of bootstrap mini slots (140), broadcast slots (150), and reservation / standby slots (160).

그런데, 종래 기술(USAP)은 간섭영역(전송거리 3배; 3-hop) 안에서 노드들이 특정한 slot을 중복 예약하여 충돌이 발생하는 것을 회피하는 충돌 해결 방법을 제시하지 않았다. 단순히 전송거리 안에서 중복 사용을 방지하고 있으며, 충돌이 발생한 데이터 packet은 다음 프레임에 재전송 한다. 따라서 종래 기술을 Multi-hop Ad-hoc Network에서 사용할 경우 utilization이 높아질수록 더 많은 충돌이 발생하게 된다.However, the prior art (USAP) has not proposed a collision resolution method in which nodes avoid a collision by redundantly reserving a specific slot in an interference region (3 times transmission distance; 3-hop). It simply prevents redundancy within the transmission distance, and the collided data packet is retransmitted to the next frame. Therefore, when the prior art is used in a multi-hop ad-hoc network, the higher the utilization, the more collisions occur.

또한, 종래에서는 브로드캐스트 메시지를 효율적으로 전송하는 것이 어렵다. 가장 단순하게 브로드캐스트를 구현하는 방법은 심플 플로딩(simple flooding)이다. 이것은 자신이 수신한 모든 메시지를 주변 모든 단말들에게 재전송하는 방법으로써, 구현이 비교적 간단하지만 무선 자원의 낭비가 크다는 단점이 있다. 즉, 전체 네트워크에 메시지를 전달하기 위해서는 전체 단말 개수만큼의 전송이 필요하다. 이를 해결하기 위해서 OLSR과 같은 프로토콜에서는 송신 단말이 1홉 이웃 단말들 중에서 일부를 멀티포인트 릴레이(Multipoinnt relay, MPR)로 지정하고, 브로드캐스트 메시지 수신 시 MPR들만 재전송에 참여하게 함으로써 오버헤드를 줄이는 방법을 제시하였다. MPR을 선정하기 위해서 각 단말은 주기적으로 주변 단말들과의 각 단말의 주변 단말정보를 공유할 필요가 있다. 그런데, 이러한 제어 메시지를 일반 데이터와 똑같이 취급할 경우, 충돌로 인해 주변 단말들의 대처가 늦어져 최적의 MPR이 선택되지 못하는 경우가 발생될 수 있다.In addition, it is difficult to efficiently transmit a broadcast message in the related art. The simplest way to implement a broadcast is by simple flooding. This is a method of retransmitting all messages received by all the neighboring terminals, which is relatively simple to implement but has a disadvantage of wasting radio resources. That is, in order to deliver a message to the entire network, as many transmissions as the total number of terminals are required. In order to solve this problem, in a protocol such as OLSR, a transmitting terminal designates some of 1-hop neighbor terminals as a multipoint relay (MPR), and reduces overhead by allowing only MPRs to participate in retransmission when a broadcast message is received. Presented. In order to select an MPR, each terminal needs to periodically share neighboring terminal information of each terminal with neighboring terminals. However, when such a control message is handled in the same manner as general data, a case in which the optimum MPR may not be selected due to a slow response due to a collision is caused.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 Ad-hoc 네트워크의 간섭 영역에서 데이터 슬롯의 충돌을 최소화하는 슬롯 예약 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a slot reservation method for minimizing the collision of data slots in the interference region of the Ad-hoc network in order to solve the above problems.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 분산된 TDMA(Time Division Multiple Access) Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법에 있어서, 송신 단말이 자신의 자원 할당 테이블을 참조하여 데이터 슬롯을 선택하고, 상기 선택된 데이터 슬롯을 통해서 데이터를 전송하고자 하는 수신 단말에 데이터 슬롯 예약하기 위한 요청 메시지를 송신하는 제1 과정과, 상기 수신 단말은 상기 수신된 데이터 슬롯 예약 요청 메시지가 수신되면, 자신의 자원 할당 테이블을 참조하여 상기 송신 단말이 선택한 데이터 슬롯이 사용 가능한지 확인하여 사용 가능하면, 예약 응답 메시지를 상기 송신 단말 및 상기 수신 단말의 서비스 영역 내에 위치한 이웃 단말들에게 송신하는 제2 과정과, 상기 송신 단말은 상기 수신 단말로부터 상기 예약 응답 메시지가 수신되면, 예약 확인 메시지를 상기 수신 단말 및 상기 송신 단말의 서비스 영역 내에 위치한 이웃 단말들에게 송신하는 제3 과정과, 상기 송신 단말에 인접한 이웃 단말들과 상기 수신 단말에 인접한 이웃 단말들은 각각 수신된 상기 예약 응답 메시지 또는 상기 예약 확인 메시지를 3홉 내에 위치한 단말들에게 송신하는 제4 과정을 포함한다.According to an aspect of the present invention, in the method for reserving a data slot in a distributed TDMA Ad-hoc network, a transmitting terminal selects a data slot by referring to its resource allocation table and selects the selected data. A first process of transmitting a request message for a data slot reservation to a receiving terminal to which data is to be transmitted through a slot; and when the received data slot reservation request message is received, the receiving terminal refers to its resource allocation table. A second process of transmitting a reservation response message to neighboring terminals located in a service area of the transmitting terminal and the receiving terminal if the data slot selected by the transmitting terminal is available and available; and the transmitting terminal is the receiving terminal. If the reservation response message is received from the The third process of transmitting to neighboring terminals located in the service area of the receiving terminal and the transmitting terminal, and neighboring terminals adjacent to the transmitting terminal and neighboring terminals adjacent to the receiving terminal are respectively received the reservation response message or the reservation. And transmitting a confirmation message to terminals located within three hops.

본 발명은 분산된 TDMA MAC 프로토콜에서 라우팅 프로토콜과의 계층적 최적화가 반영된 분산된 TDMA Ad-hoc MAC 프로토콜의 프레임 구조를 제공함으로써, 분산된 방식으로 슬롯을 예약하고 데이터를 전송할 수 있고, 간섭영역에서의 충돌을 회피함으로써 전송 성능을 향상시킬 수 있고, RIB(Routing Information Broadcast) 슬롯에서 충돌 없이 라우팅을 위한 OLSR Hello 메시지를 전송할 수 있는 효과가 있다The present invention provides a frame structure of the distributed TDMA Ad-hoc MAC protocol reflecting hierarchical optimization with the routing protocol in the distributed TDMA MAC protocol, thereby reserving slots and transmitting data in a distributed manner, By avoiding collisions, the transmission performance can be improved, and OLSR Hello messages for routing can be transmitted without collisions in the Routing Information Broadcast (RIB) slot.

도 1은 종래 TDMA 프레임 구조를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 TDMA 프레임 구조를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 Hello 메시지 프레임 구조를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 Hello 메시지내의 Hello 필드를 상세히 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RAT 메시지 프레임 구조를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 User Data 슬롯을 예약하는 예를 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 User Data 슬롯을 예약할 경우 충돌이 발생되는 네트워크 토폴로지를 나타낸 예시도.
1 is an exemplary view showing a conventional TDMA frame structure.
2 is an exemplary diagram illustrating a TDMA frame structure according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a Hello message frame structure according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing in detail the Hello field in the Hello message according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram illustrating a RAT message frame structure according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram showing an example of reserving a User Data slot according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary diagram illustrating a network topology in which a collision occurs when a user data slot is reserved according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to a user, a user's intention or custom. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명은 간섭영역에서 충돌을 최소화하는 슬롯 예약 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 슬롯 충돌 발생 시 충돌 해결 방법을 제안한다. The present invention proposes a slot reservation method for minimizing collision in the interference region. In addition, the present invention proposes a collision resolution method when a slot collision occurs.

즉, 본 발명은 예약 응답 메시지와 예약 확인 메시지가 3홉까지 송신되는 과정에서 우연히 같은 슬롯을 사용하는 경우, 충돌 단말들은 충돌 발생 상황과 관련된 몇 가지 변수들을 미리 정해진 연산식에 대입함으로써 선취 값을 구한 후, 이 값들을 비교해서 해당 슬롯에 대한 최종 소유권을 가리는 것이다.
That is, in the present invention, when a reservation response message and a reservation confirmation message are accidentally used with the same slot in the process of transmitting up to three hops, the collision terminals may assign a preemptive value by assigning some variables related to a collision occurrence situation to a predetermined equation. After that, we compare these values to indicate the final ownership for that slot.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 TDMA 프레임 구조를 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary diagram illustrating a TDMA frame structure according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 TDMA 프레임 구조는 라우팅을 위한 OLSR(Optimized Link State Routing) Hello 메시지를 전송하는 구간인 라우팅 정보 방송(Routing Information Broadcast, RIB) 슬롯 필드(210)와, User Data slot의 할당 정보를 교환하여 User Data slot 예약을 수행하는 슬롯 정보 방송(Slot Information Broadcast, SIB) 슬롯 필드(220)와, 실제 data가 전송되는 User Data Slots 필드(230)구간으로 구성된다.As shown, the TDMA frame structure according to the embodiment of the present invention includes a Routing Information Broadcast (RIB) slot field 210, which is a section for transmitting an OLSR (Optimized Link State Routing) Hello message for routing, A slot information broadcast (SIB) slot field 220 for exchanging user data slot allocation information and performing reservation of user data slots, and a section of user data slots field 230 in which actual data is transmitted.

RIB 슬롯들에서 하나의 RIB 슬롯과, SIB 슬롯들에서 하나의 SIB 슬롯은 각 이동 단말에 할당된 슬롯이고, 이러한, 이동 단말에 할당된 RIB 슬롯, SIB 슬롯을 통해서 라우팅을 위한 OLSR Hello 메시지를 전송하고, User Data 슬롯을 예약함으로써 이동 단말들은 User Data를 송수신한다.
One RIB slot in RIB slots and one SIB slot in SIB slots are slots allocated to each mobile terminal, and the OLSR Hello message for routing is transmitted through the RIB slot and SIB slot allocated to the mobile terminal. The mobile terminals transmit and receive User Data by reserving User Data slots.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 Hello 메시지 프레임 구조를 나타낸 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating a Hello message frame structure according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 Hello 메시지 프레임 구조는 Type 필드(310)와, TX ID 필드(320)와, HELLO 필드(330)와, CRC 필드(340)로 구성되며, 도 2의 RIB 슬롯을 통해서 전송된다.As shown, the Hello message frame structure according to an embodiment of the present invention is composed of a Type field 310, TX ID field 320, HELLO field 330, CRC field 340, Figure 2 Is transmitted through the RIB slot.

상기 Type 필드(310)는 프레임 타입으로서, HELLO, RAT(Resource Allocation Table), DATA 세 종류의 타입 중 어느 하나 이상의 타입이 기록되어 있고, 상기 TX ID 필드(320)는 HELLO 메시지 프레임을 전송하는 단말의 ID, 즉 식별자가 기록되어 있고, HELLO 필드(330)는 HELLO 메시지가 기록되어 있다. 그리고, CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드(340)는 통신 링크로 전송되어온 데이터 내에 에러 여부를 체크하는 필드이다.
The Type field 310 is a frame type, and any one or more types of three types of HELLO, Resource Allocation Table (RAT), and DATA are recorded, and the TX ID field 320 is a terminal for transmitting a HELLO message frame. The ID, i.e., the identifier, is recorded, and the HELLO field 330 records the HELLO message. In addition, a cyclic redundancy check (CRC) field 340 is a field for checking an error in data transmitted through a communication link.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 Hello 메시지내의 Hello 필드를 상세히 나타낸 예시도이다.4 is an exemplary view showing in detail the Hello field in the Hello message according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 Hello 메시지내의 Hello 필드는 이미 슬롯이 예약되었음을 나타내는 Reserved 필드(410), Hello 메시지가 발생되는 시간 간격을 나타내는 Htime 필드(420), 자신 단말이 멀티포인트 릴레이로서(Multipoint Relay) 수행할 의지를 나타내는 Willingness 필드(430), 및 이웃 단말의 홉수와 멀티포인트 릴레이로서의 수행 의지의 여부등의 상태 정보를 담고 있는 Neighbor List Map 필드(440)로 구성된다.As shown, the Hello field in the Hello message according to an embodiment of the present invention is a Reserved field 410 indicating that a slot has already been reserved, an Htime field 420 indicating a time interval at which the Hello message is generated, and the terminal is multi-pointed. Willingness field 430 indicating the willingness to perform as a relay (Multipoint Relay), and Neighbor List Map field 440 containing status information such as the hop count of neighboring terminals and the willingness to perform as a multipoint relay.

이러한, 본 발명의 실시 예에 따른 OLSR Hello 메시지 구조는 Hello 메시지내의 Hello 필드에 포함된다.
Such an OLSR Hello message structure according to an embodiment of the present invention is included in a Hello field in a Hello message.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RAT 메시지 프레임 구조를 나타낸 예시도이다.5 is an exemplary diagram illustrating a RAT message frame structure according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자원 할당 테이블(Resource Allocation Table, RAT) 메시지 프레임은 적어도 하나 이상의 RAT Entry와 ACK map을 포함하여 구성된다. 본 발명은 이러한 RAT Entry를 통해 User Data slot의 자원 예약을 요청하는 메시지(Resource Reservation Request message, RR)를 전송하거나, 자원 예약 요청에 대한 ACK (Resource Reservation Acknowledge, RA)를 전송한다. 예약 요청에 대한 ACK를 받으면, 히든 단말이 발생되는 문제점을 방지하기 위해 컨펌(Resource Reservation Confirm, RC)을 전송한다. 상기 히든 단말이라 함은 자원 예약 요청 메시지를 전송한 단말의 이웃 단말 중 예약 응답 메시지를 수신하지 못한 단말로, 예약된 슬롯을 중복 예약하여 충돌을 발생시킬 수 있다. RAT RA, RC Entry는 주변 3홉까지 전송되어 3홉 내의 단말들 간에 충돌 없이 데이터를 전송하도록 조정한다. As shown, a resource allocation table (RAT) message frame according to an embodiment of the present invention includes at least one RAT entry and an ACK map. The present invention transmits a resource reservation request message (RR) for requesting resource reservation of a user data slot through the RAT entry, or transmits an ACK (Resource Reservation Acknowledge, RA) for a resource reservation request. When receiving the ACK for the reservation request, in order to prevent a problem in which the hidden terminal is generated transmits a confirmation (Resource Reservation Confirm, RC). The hidden terminal is a terminal that has not received the reservation response message among the neighboring terminals of the terminal that has transmitted the resource reservation request message. The hidden terminal may duplicate a reserved slot and cause a collision. RAT RA, RC Entry is transmitted to the neighboring three hops to coordinate the transmission of data without collision between the terminals within the three hops.

각 단말은 자신과 주변 단말의 자원 사용 상태를 알 수 있도록 자원 할당 테이블(RAT, Resource Allocation Table)을 관리한다. 이웃 단말들로부터 받은 자원 할당 정보를 바탕으로 자신의 RAT를 갱신하여 최신의 정보를 유지하도록 한다. RAT RR를 보내거나, RAT RR를 수신한 후 RAT RA를 보낼 때, RAT에 포함되어 사용되는 슬롯을 제외한 나머지 슬롯을 대상으로 예약을 시도한다. Each terminal manages a resource allocation table (RAT) so as to know resource usage states of itself and neighboring terminals. Based on resource allocation information received from neighboring terminals, the RAT is updated to maintain the latest information. When sending a RAT RR or sending a RAT RA after receiving a RAT RR, a reservation is attempted for a slot other than the slot used in the RAT.

수신한 데이터에 대한 ACK 정보는 bitmap으로 표현하여 전송한다. 수신에 성공한 슬롯의 bit 값을 '1'로 설정한다. 수신에 실패했거나 데이터를 수신하지 못한 슬롯의 bit 값은 '0'으로 설정한다.The ACK information about the received data is expressed as a bitmap and transmitted. Set the bit value of the successful slot to '1'. The bit value of the slot that failed to receive or does not receive data is set to '0'.

이러한 RAT 메시지 프레임은 Type 필드(510), TX ID 필드(520), RAT Entry 1 필드(530), RAT Entry n 필드(540), ACK map 필드(550), CRC 필드(560)를 포함하며, RAT 메시지에는 n개의 RAT Entry 필드가 존재할 수 있다.The RAT message frame includes a Type field 510, a TX ID field 520, a RAT Entry 1 field 530, a RAT Entry n field 540, an ACK map field 550, and a CRC field 560. There may be n RAT Entry fields in the RAT message.

상기 Type 필드는 프레임 타입으로서, HELLO, RAT, DATA 세 종류의 타입이 있다. 그리고, TX ID 필드는 RAT 메시지 프레임을 전송하는 단말의 식별자(ID)를 나타내고, RAT Entry는 n개보다 적거나 또는 이상으로 존재할 수 있다. 그리고, ACK map 필드는 수신한 데이터에 대한 acknowledgement map을 나타내며, CRC 필드는 통신 링크로 전송되어온 데이터 내에 에러 여부를 체크하는 필드이다.The Type field is a frame type, and there are three types of types: HELLO, RAT, and DATA. In addition, the TX ID field indicates an identifier (ID) of the terminal transmitting the RAT message frame, and there may be fewer or more than n RAT entries. The ACK map field indicates an acknowledgment map for the received data, and the CRC field is a field for checking an error in data transmitted through the communication link.

그리고, 각각의 RAT Entry는 TX ID 필드(531), RX ID 필드(532), Type 필드(533), Traffic Type 필드(534), Channel 필드(535), Sub-frame Index 필드(536), Sub-frame Allocation Map 필드(537), Number of Frames 필드(538)로 구성된다. Each RAT entry includes a TX ID field 531, an RX ID field 532, a Type field 533, a Traffic Type field 534, a Channel field 535, a Sub-frame Index field 536, and a Sub. A frame Allocation Map field 537 and a Number of Frames field 538 are included.

상기 TX ID 필드는 해당 User Data slot을 사용하여 데이터 패킷을 송신하는 단말의 ID를 나타내고, 상기 RX ID 필드는 데이터 패킷을 수신하는 단말의 ID를 나타낸다. 그리고, 상기 Type 필드는 RAT 메시지 프레임 타입을 나타낸다. 이러한 타입에는 자원 요청(Resource Request, RR), 자원 응답(Resource ACK, RA), 자원 확인(Resource Confirm, RC), 자원 갱신(Resource Update, RU)가 있다. 즉, 송신 단말이 수신 단말에게 보내는 RAT 메시지 타입이 자원 요청, 자원 확인인 경우, RAT 메시지 프레임 내의 TX ID 필드(520)와 RAT Entry 내의 TX ID 필드(531)는 동일한 송신 단말의 ID가 포함되는 반면에, 송신 단말이 수신 단말에게 보내는 RAT 메시지 타입이 자원 응답인 경우, RAT 메시지 프레임 내의 TX ID 필드(510)와 RAT Entry 내의 RX ID 필드(532)는 동일한 송신 단말의 ID가 포함된다. 이는 두 개의 단말이 서로 송수신하기 때문이다.The TX ID field indicates an ID of a terminal transmitting a data packet using a corresponding user data slot, and the RX ID field indicates an ID of a terminal receiving a data packet. The Type field indicates a RAT message frame type. These types include Resource Request (RR), Resource ACK (RA), Resource Confirm (RC), and Resource Update (RU). That is, when the RAT message type transmitted from the transmitting terminal to the receiving terminal is a resource request or resource confirmation, the TX ID field 520 in the RAT message frame and the TX ID field 531 in the RAT entry include IDs of the same transmitting terminal. On the other hand, when the RAT message type sent by the transmitting terminal to the receiving terminal is a resource response, the TX ID field 510 in the RAT message frame and the RX ID field 532 in the RAT entry include the ID of the same transmitting terminal. This is because two terminals transmit and receive each other.

그리고, Traffic Type 필드는 VoIP, video, image, ftp 등을 나타내고, Channel 필드는 Multi-channel 전송을 위한 channel ID를 나타내고, Sub-frame Index 필드는 User Data slots의 몇 번째 sub-frame을 사용하고 있는지를 나타내고, Sub-frame Allocation Map 필드는 Sub-frame 내에서 사용하고 있는 슬롯을 bit map으로 표시한다. 또한, Number of Frames 필드는 해당 슬롯을 사용하는 기간을 frame 수로 표시한다.
In addition, the Traffic Type field indicates VoIP, video, image, ftp, etc., the Channel field indicates a channel ID for multi-channel transmission, and the Sub-frame Index field indicates which sub-frame of the user data slots is used. The Sub-frame Allocation Map field indicates the bit slot used in the sub-frame as a bit map. In addition, the Number of Frames field indicates the period using the corresponding slot in the number of frames.

3) 사용자 데이터(User Data) 슬롯3) User Data Slot

User Data 슬롯 구간(230)은 SIB 슬롯(220) 구간에서 이루어진 예약을 바탕으로 실제 데이터를 주고받는 구간이다. User Data 슬롯 구간은 다수의 서브 프레임으로 구성되며, 하나의 서브 프레임은 다수의 슬롯들로 구성된다.The user data slot section 230 is a section in which real data is exchanged based on a reservation made in the SIB slot 220 section. The user data slot section consists of a plurality of subframes, and one subframe consists of a plurality of slots.

이러한 다수의 서브 프레임 중에서 단말은 일부 서브 프레임의 슬롯을 할당 받고, 할당 받은 슬롯을 통해서 데이터 패킷을 송수신한다.Among the plurality of subframes, the terminal is allocated slots of some subframes and transmits and receives data packets through the assigned slots.

본 발명에 따른 단말은 한 번의 예약으로 여러 서브 프레임에 걸쳐 여러 슬롯, 여러 채널을 예약할 수 있다. 만약 이미지, FTP 등에서 전송률을 높이기 위해서 여러 서브 프레임에 걸쳐 많은 슬롯을 예약할 시에는 다른 트래픽의 스타베이션(starvation)을 방지하기 위해 전송률을 급격히 높이기보다는 천천히 높이는 제약을 둔다. 멀티캐스팅이나, 브로드캐스팅, 단문 메시지를 전송할 경우 다른 트래픽 보다 높은 우선순위를 가지므로, 경우에 따라 최선 노력 트래픽(best effort traffic)이 이미 예약한 슬롯을 임의로 점유해서 사용할 수도 있다. A terminal according to the present invention can reserve several slots and several channels over several subframes with one reservation. When reserving a large number of slots over several subframes in order to increase the transmission rate in an image or FTP, a restriction is made to increase the transmission rate slowly rather than rapidly to prevent the starvation of other traffic. Since multicasting, broadcasting, or short message transmission has a higher priority than other traffics, in some cases, best effort traffic may occupy a reserved slot.

예약 시 비어 있는 슬롯이 없는 경우, 최선 노력 트래픽이 이미 예약한 슬롯을 보다 높은 우선순위를 갖는 트래픽을 위해 중복 예약을 통해 사용할 수 있도록 하였다. 이를 위해 송신 단말은 자신의 RAT를 참조하여 최선 노력 트래픽 중 전체 User Data 슬롯 구간을 통틀어 가장 많은 슬롯을 점유하고 있는 것을 선택하고, 해당 트래픽에서 사용 중인 서브 프레임 중에서 프레임 수가(number of frames) 가장 적게 남은 서브 프레임의 슬롯을 예약할 수 있도록 한다.If there is no empty slot at the time of reservation, best-effort traffic allows slots that have already been reserved to be used through redundant reservation for higher priority traffic. To this end, the transmitting terminal selects to occupy the largest number of slots in the entire user data slot interval among the best effort traffic by referring to its own RAT, and has the lowest number of frames among the subframes used in the corresponding traffic. It is possible to reserve the slots of the remaining subframes.

또한, 음성이나 멀티미디어 데이터와 같은 실시간 데이터를 예약할 때에는, 최대 3 홉까지 중계 단말로 인한 지연을 최소화 하면서 전송할 수 있도록 하기 위해 송신 노드가 전송 경로 상의 중계 단말이 사용할 슬롯을 같이 예약한다. In addition, when reserving real-time data such as voice or multimedia data, the transmitting node reserves slots to be used by the relay terminal on the transmission path so that transmission can be performed while minimizing delay due to the relay terminal up to 3 hops.

이러한, 자원 할당 테이블(Resource Allocation Table, RAT)은 단말이 데이터 슬롯을 예약하기 위해 사용되는 테이블로서, 단말에 할당된 데이터 슬롯, 또는 단말이 예약한 데이터 슬롯을 포함하고 있으며, 각 단말별로 가지고 있다.The resource allocation table (RAT) is a table used by a terminal to reserve a data slot. The resource allocation table (RAT) includes a data slot allocated to the terminal or a data slot reserved by the terminal. .

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 User Data 슬롯을 예약하는 예를 나타낸 예시도이다.6 is an exemplary diagram illustrating an example of reserving a user data slot according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 SIB 슬롯은 데이터를 전송하기 위해서 User Data 슬롯을 예약하는 동작을 수행한다. 각 단말은 RIB 슬롯을 미리 할당 받는 것처럼, 미리 정해진 자신의 SIB 슬롯에서 예약을 위한 RAT 메시지를 이웃 단말에게 전송하게 된다.The SIB slot according to an embodiment of the present invention performs an operation of reserving a user data slot to transmit data. Each terminal transmits a RAT message for reservation in its own SIB slot to a neighboring terminal, as if the terminal is previously allocated an RIB slot.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 User Data 슬롯을 예약 과정을 설명하면 다음과 같으며, 도 6에 도시된 숫자는 각 과정이 순차적으로 이루어짐을 나타낸다.As shown, the process of reserving a user data slot according to an embodiment of the present invention will be described as follows. The numbers shown in FIG. 6 indicate that each process is performed sequentially.

제 ①과정에서 송신 단말(S)은 User Data 슬롯을 예약하기 위해 자신의 자원 할당 테이블(Resource Allocation Table, RAT)를 참조하여 한가한(idle) 슬롯을 선택한 후, 자원 할당 테이블 예약 요청(Resource Allocation Table Reservation Request, RAT RR) 메시지를 수신 단말에 전송하여 수신 단말(R)에게 송신 의사를 전달한다.In step ①, the transmitting terminal S selects an idle slot with reference to its resource allocation table (RAT) to reserve a user data slot, and then requests a resource allocation table reservation (Resource Allocation Table). The reservation request (RAT RR) message is transmitted to the receiving terminal to transmit the intention to the receiving terminal (R).

제 ②과정에서 자원 할당 테이블 예약 요청 메시지를 수신한 단말은 자신이 가지고 있는 자원 할당 테이블을 참조하여 송신 단말이 선택한 슬롯이 사용 가능한지 확인한다. 그리고, 사용 가능한 슬롯을 bitmap으로 표현하여 자원 할당 테이블 예약 응답 메시지를 전송하여 예약이 되었음을 송신 단말과 이웃 단말들에게 알린다. 상기 이웃 단말들은 수신 단말의 서비스 영역내에 존재하는 단말들로서, 적어도 하나 이상의 이웃 단말이 존재 할 수 있다. Upon receiving the resource allocation table reservation request message in step ②, the terminal checks whether the slot selected by the transmitting terminal is available by referring to the resource allocation table owned by the terminal. In addition, the available slot is expressed in a bitmap to transmit a resource allocation table reservation response message to inform the transmitting terminal and the neighboring terminals of the reservation. The neighboring terminals are terminals existing in a service area of a receiving terminal, and at least one neighboring terminal may exist.

제 ③과정에서 송신 단말이 자원 할당 테이블 예약 응답(Resource Allocation Table Reservation Acknowledgement, RAT RA) 메시지를 수신 단말로부터 수신하면 히든 단말(hidden terminal)이 발생되는 문제점을 방지하기 위해 상기 송신 단말은 RAT RC(Resource Allocation Table Reservation Confirm, RAT RC) 메시지를 주변 단말들에게 브로드캐스팅한다. 상기 히든 단말이라 함은 상기 송신 단말(S)의 이웃 단말 중에서 제 ② 과정의 예약 응답 메시지를 수신하지 못한 단말들로서, 이러한 히든 단말로 인해 예약된 슬롯을 사용하여 간섭을 발생할 수 있다. 그리고, 만약, 송신 단말이 자원 할당 테이블 예약 응답 메시지를 수신하지 못하면 미리 정의된 시간 간격 (RATTimeOut) 이후에 예약 요청 메시지를 재전송하고 이러한 재전송 횟수의 최대수는 일정 횟수로 제한한다.In step ③, when the transmitting terminal receives a Resource Allocation Table Reservation Acknowledgment (RAT RA) message from the receiving terminal, a hidden terminal is generated to prevent a hidden terminal from occurring. A Resource Allocation Table Reservation Confirm (RAT RC) message is broadcast to neighboring terminals. The hidden terminal is a terminal that has not received the reservation response message of step 2 among neighboring terminals of the transmitting terminal S, and may cause interference by using a slot reserved by the hidden terminal. If the transmitting terminal does not receive the resource allocation table reservation response message, it retransmits the reservation request message after a predefined time interval (RATTimeOut), and the maximum number of such retransmissions is limited to a certain number of times.

제 ④과정에서 송신단말과 수신단말에 이웃하는 단말들은 RAT RA와 RAT RC 메시지를 3 홉까지 플로딩시켜 간섭영역 안에서 같은 슬롯이 선택되는 것을 방지한다. 이때, 이웃 단말 중에서 MPR 단말만 플로딩함으로써 오버헤드를 줄일 수 있다. RAT RA와 RAT RC 메시지를 받은 이웃 단말들은 RAT 메시지를 참조하여 자신의 RAT를 갱신하여 User Data 슬롯을 예약할 수 있다.In step ④, the neighboring terminals of the transmitting terminal and the receiving terminal float up to 3 hops of the RAT RA and RAT RC messages to prevent the same slot from being selected in the interference region. In this case, overhead may be reduced by floating only the MPR terminal among neighboring terminals. The neighboring terminals receiving the RAT RA and the RAT RC message may update their RAT with reference to the RAT message to reserve a User Data slot.

이러한 과정을 통해서 User Data 슬롯을 예약하고자 하는 경우, 먼저 충돌을 최대한 방지하기 위해서 각 단말은 User Data 슬롯을 예약할 때 RAT를 참조하여 다른 단말이 이미 예약한 User Data 슬롯을 피해서 예약을 시도하게 된다. 만약 3홉 이상 떨어져 있어서 RAT를 즉각 갱신하기 어려운 곳에 위치한 단말들이 서로 접근하게 된다면, 서로 상대 단말이 어떤 User Data 슬롯을 사용하고 있는지 알 수 없기 때문에, 충돌이 발생하게 된다. 그러나, 3홉 이내에 위치한 단말들이라고 해도, RAT 메시지가 3홉까지 전송되는 동안 우연히 같은 User Data 슬롯을 예약할 수도 있다. 이렇게 충돌이 발생한 경우, RAT 메시지가 3홉까지 전송된 후 충돌 발생 사실을 인지할 수 있게 된다. 충돌 단말들은 충돌 발생 상황과 관련된 몇 가지 변수들을 미리 정해진 연산식에 대입함으로써 선취 값(preemption value)를 구한 후, 이 값들을 비교해서 해당 슬롯에 대한 최종 소유권을 가리게 된다.In order to reserve User Data slots through this process, each terminal attempts to avoid User Data slots already reserved by other terminals with reference to RAT when reserving User Data slots. . If the terminals located where it is difficult to immediately update the RAT because they are more than three hops away from each other, a collision occurs because the other terminal does not know which User Data slot is being used. However, even if the terminals are located within three hops, the same User Data slot may be reserved by chance while the RAT message is transmitted up to three hops. In case of such a collision, the RAT message is transmitted up to three hops and then the collision can be recognized. The collision terminals obtain a preemption value by substituting some variables related to the collision situation into a predetermined equation, and compare the values to indicate the final ownership of the slot.

RAT교환을 통해 같은 슬롯을 사용하는 다른 단말의 존재를 알게 되면, 먼저 자신과 다른 단말의 선취값을 구한다. 상기 선취값은 데이터 슬롯을 사용하고자 하는 단말들 중에서 어느 단말이 우선 순위를 갖는지를 알기 위한 값이다. 이때, 계산식에 필요한 정보는 RAT 교환을 통해서 이미 얻어진다. 이렇게 계산한 결과를 비교해서, 가장 큰 선취값를 갖는 한 단말이 충돌이 발생한 User Data 슬롯을 계속 사용할 수 있는 권리를 얻게 된다. 나머지 단말들은 해당 슬롯을 더 이상 사용하지 않고, 다음 프레임에 SIB 슬롯 구간에서 User Data slot에 대한 예약을 시도하게 된다.When the presence of another terminal using the same slot is found through RAT exchange, first, a preemption value of the other terminal is obtained. The preemption value is a value for knowing which of the terminals to use the data slot has a priority. At this time, the information necessary for the calculation is already obtained through the RAT exchange. Comparing the calculated results, as long as the terminal has the largest preemption value, the terminal has the right to continue using the user data slot in which the collision occurs. The remaining terminals do not use the corresponding slot any more, and attempt to reserve the User Data slot in the SIB slot section in the next frame.

선취값을 이용한 충돌 해결은 이미 충돌이 발생한 상황에서 문제 해결을 위해 추가적인 제어 메시지 교환 없이 간단한 연산만으로 구현이 가능하다. 또한, RAT메시지 교환을 통해 선취값 계산에 필요한 값을 모두 얻을 수 있고, RAT 메시지는 프레임 내에서 각 단말에게 미리 정의된 슬롯에 전송되므로 추가적인 오버헤드를 유발하지 않는다.Conflict resolution using preemption value can be implemented by simple operation without exchanging additional control message to solve the problem in case of conflict already. In addition, all values necessary for calculating the preemption value can be obtained through the RAT message exchange, and since the RAT message is transmitted to each terminal in a predefined slot in the frame, no additional overhead is caused.

이하에서는 본 발명에 따른 선취값을 계산하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of calculating the preemption value according to the present invention will be described.

선취값을 계산하는 방식은 우선순위를 결정하는 방식에 따라서 여러 가지 식이 있을 수 있다. 아래의 <수학식 1>은 선취값을 계산하는 수학식의 한 예로써 우선순위와 클래스 등으로 우선권을 판단한다.The method of calculating the preemption value can have various expressions depending on the method of determining the priority. Equation 1 below is an example of an equation for calculating a preemption value, and determines priority based on priority and class.

Figure 112010070067555-pat00001
Figure 112010070067555-pat00001

Priority는 트래픽 타입에 따른 우선 순위를 나타내고, class는 단말의 우선 순위를 나타내고, ID는 네트워크 전체에서 유일하게 단말을 식별할 수 있는 식별자를 의미하는 변수이다. 즉, class 변수는 단말이 속한 그룹의 레벨에 따라 다르게 가지는 값으로서, 즉, 군사상일 경우 소대장급보다는 대대장급이 더 높은 레벨을 가지기 때문에 이때 class는 소대장급에 해당되는 class 보다 대대장급에 해당되는 class가 더 크다. 그리고, priority 변수는 같은 class에 속한 단말들을 송수신하는 패킷 종류에 따라 우선 순위를 다르게 지정한 값이다. 즉, 같은 소대장급에 해당되는 단말들 중에서 어느 단말은 송수신하는 패킷이 데이터 패킷이라하고, 반면에 다른 단말은 송수신하는 패킷이 음성 패킷이라 할 경우, 통상적으로 음성 패킷이 데이터 패킷보다 중요하기 때문에 priority 변수도 높은 값을 가진다. T_collision은 프레임의 시작점을 기준으로 중복 예약이 이루어진 첫 번째 User Data 슬롯까지의 시간 옵셋으로 정의된다. 이는 충돌 상황에서 특정 단말이 다른 단말에 비해서 항상 높은 선취값(V_pre)값을 가지는 경우를 방지하는 역할을 한다. & 기호는 비트 레벨 접합(bit-level concatenation) 연산을 나타낸다. 즉, 2 & 2는 22를 의미한다. 그리고, % 기호는 나머지 연산자를 나타내며, n은 네트워크 전체를 구성하는 단말의 개수를 의미한다. 이하, 도 6에서는 Ad-hoc 네트워크에서 충돌을 해결하기 위한 과정을 설명한다.
Priority represents a priority according to traffic type, class represents a priority of a terminal, and ID is a variable representing an identifier capable of uniquely identifying a terminal in the entire network. In other words, the class variable has a different value according to the level of the group to which the terminal belongs, that is, in the case of military service, since the battalion commander has a higher level than the platoon commander level, the class corresponds to the battalion commander than the class corresponding to the platoon commander. class is bigger In addition, the priority variable is a value that specifies a priority differently according to a packet type for transmitting and receiving terminals belonging to the same class. That is, among the terminals belonging to the same platoon level, one terminal transmits and receives a packet as a data packet, while the other terminal transmits and receives a packet as a voice packet. Variables also have high values. T_collision is defined as the time offset from the start point of the frame to the first User Data slot where duplicate reservation is made. This serves to prevent a case where a specific terminal always has a high preempt value V_pre compared to other terminals in a collision situation. The & symbol represents a bit-level concatenation operation. 2 & 2 means 22. The% symbol represents a remainder operator, and n represents the number of terminals constituting the entire network. Hereinafter, a process for resolving collision in the Ad-hoc network will be described in FIG. 6.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 User Data 슬롯을 예약할 경우 충돌이 발생되는 네트워크 토폴로지를 나타낸 예시도이다.7 is a diagram illustrating a network topology in which a collision occurs when a user data slot is reserved according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 User Data 슬롯을 예약할 경우 충돌이 발생되는 문제점을 해결하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method of solving a problem in which a collision occurs when reserving a user data slot according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7.

단말 1은 단말 3에 보낼 데이터가 있고, 단말 8은 단말 4에 보낼 데이터가 있는 상황이라 가정한다. 종단간 시간 지연을 최소화 하기 위해 송신 단말이 각 홉에서 소요되는 타임 슬롯을 한꺼번에 예약하였고, 이것이 우연히 같은 타임 슬롯이었다고 가정한다. 이 경우 단말 5가 단말 4로 보내는 전송이 단말 1이 단말 2에게 보내는 전송과 단말 2에서 충돌하여 단말 2가 히든 단말로 작용하고 있음을 알 수 있다. 단말 1과 8은 3 홉 이상 멀리 떨어져 있으므로, 당장은 충돌 사실을 알 수 없게 된다. 다음 프레임에서 RAT가 전달되기 시작하면, 단말 5는 1에서 3으로 향하는 트래픽이 있음을 알게 되고, 이것이 자신이 중계하고 있는 트래픽과 충돌을 일으킴을 알게 된다. 두 트래픽의 충돌 정보를 담은 RAT는 다음 프레임에 단말 2를 거쳐 1로, 그리고 6을 거쳐 8에게 각각 전달되고, 단말 1과 8은 RAT를 통해 알게 된 충돌 관련 변수를 이용해서 계산한 선취값을 비교한 결과, 더 큰 쪽이 해당 타임 슬롯에 대한 사용권을 갖게 된다. It is assumed that terminal 1 has data to send to terminal 3 and terminal 8 has data to send to terminal 4. In order to minimize the end-to-end time delay, it is assumed that the transmitting terminal reserves the time slots consumed by each hop at once, and this is the same time slot by chance. In this case, it can be seen that the transmission transmitted from the terminal 5 to the terminal 4 collides with the transmission transmitted from the terminal 1 to the terminal 2 in the terminal 2 and thus the terminal 2 acts as a hidden terminal. Terminals 1 and 8 are more than three hops away, so it is not immediately known that the collision. When the RAT starts to be delivered in the next frame, the UE 5 knows that there is traffic from 1 to 3, and knows that this causes a collision with the traffic it is relaying. RATs containing collision information of two traffics are delivered to terminal 1 through terminal 2 and to terminal 8 through 8 in the next frame, respectively, and terminals 1 and 8 use the preemptive value calculated using the collision-related variables found through the RAT. As a result of the comparison, the larger one has a right to use that time slot.

즉, 도시된 바와 같이, 단말 1이 단말 3에게 송신하는 예약 요청과 단말 8이 단말 4로 송신하는 예약 요청이 동시에 전송되는 경우, 첫 번째 프레임과 두 번째 프레임이 송신 되면, 단말 1과 8은 송수신 과정에서 서로 충돌이 일어났음을 알게되고, 선취값을 계산하게 된다. That is, as shown, when the reservation request transmitted from the terminal 1 to the terminal 3 and the reservation request transmitted from the terminal 8 to the terminal 4 are simultaneously transmitted, when the first frame and the second frame are transmitted, the terminal 1 and 8 are In the transmission and reception process, it is known that collisions occur with each other, and the preemption value is calculated.

선취값(V_pre)은 다음과 같이 구할 수 있다. 예를 들어, 단말 1의 ID는 84535, 단말 8의 ID는 15843이고, 각 단말의 우선 순위는 3으로 같다고 가정한다. 총 단말 개수 n은 8로 가정한다.The preemption value V_pre can be obtained as follows. For example, it is assumed that the ID of the terminal 1 is 84535, the ID of the terminal 8 is 15843, and the priority of each terminal is equal to 3. It is assumed that the total number of terminals n is 8.

V_pre(node1) = 3 & 3 & ((84535+100) % 8) & 84535 = 33384535V_pre (node1) = 3 & 3 & ((84535 + 100)% 8) & 84535 = 33384535

V_pre(node8) = 3 & 3 & ((15843+100) % 8) & 15843 = 33715843V_pre (node8) = 3 & 3 & ((15843 + 100)% 8) & 15843 = 33715843

V_pre(node1) < V_pre(node8)이므로 단말 8이 해당 타임 슬롯을 사용하게 되고 단말 1은 다른 타임 슬롯을 예약해야 한다.Since V_pre (node1) <V_pre (node8), UE 8 uses the corresponding time slot and UE 1 needs to reserve another time slot.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

Claims (8)

분산된 TDMA(Time Division Multiple Access) Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법에 있어서,
송신 단말이 자신의 자원 할당 테이블을 참조하여 데이터 슬롯을 선택하고, 상기 선택된 데이터 슬롯을 통해서 데이터를 전송하고자 하는 수신 단말에 데이터 슬롯 예약하기 위한 요청 메시지를 송신하는 제1 과정과,
상기 수신 단말은 상기 수신된 데이터 슬롯 예약 요청 메시지가 수신되면, 자신의 자원 할당 테이블을 참조하여 상기 송신 단말이 선택한 데이터 슬롯이 사용 가능한지 확인하고, 사용 가능하면 예약 응답 메시지를 상기 송신 단말 및 상기 수신 단말의 서비스 영역 내에 위치한 이웃 단말들에게 송신하는 제2 과정과,
상기 송신 단말은 상기 수신 단말로부터 상기 예약 응답 메시지가 수신되면, 예약 확인 메시지를 상기 수신 단말 및 상기 송신 단말의 서비스 영역 내에 위치한 이웃 단말들에게 송신하는 제3 과정과,
상기 송신 단말에 인접한 이웃 단말들과 상기 수신 단말에 인접한 이웃 단말들은 각각 수신된 상기 예약 응답 메시지 또는 상기 예약 확인 메시지를 3홉 내에 위치한 단말들에게 송신하는 제4 과정을 포함하며,
상기 송신 단말 및 수신 단말 각각은 상기 데이터 슬롯을 사용하기 위한 선취값을 계산하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법.
A data slot reservation method in a distributed time division multiple access (TDMA) ad-hoc network,
A first process of the transmitting terminal selecting a data slot with reference to its resource allocation table and transmitting a request message for reserving a data slot to a receiving terminal to which data is to be transmitted through the selected data slot;
When the received data slot reservation request message is received, the receiving terminal checks whether a data slot selected by the transmitting terminal is available by referring to its resource allocation table, and if available, sends a reservation response message to the transmitting terminal and the receiving terminal. A second process of transmitting to neighboring terminals located within a service area of the terminal;
A third step of transmitting, by the transmitting terminal, a reservation confirmation message to neighboring terminals located within a service area of the receiving terminal and the transmitting terminal when the reservation response message is received from the receiving terminal;
Neighboring terminals adjacent to the transmitting terminal and neighboring terminals adjacent to the receiving terminal each include a fourth process of transmitting the received reservation response message or the reservation confirmation message to terminals located within three hops,
And each of the transmitting terminal and the receiving terminal calculates a preemption value for using the data slot.
제1 항에 있어서, 상기 자원 할당 테이블은
상기 Ad-hoc 네트워크에 존재하는 다수의 단말이 데이터 슬롯을 예약하기 위해서 각 단말에 할당된 데이터 슬롯, 또는 각 단말이 예약한 데이터 슬롯을 포함하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법.
The method of claim 1, wherein the resource allocation table
The data slot reservation method in a distributed TDMA Ad-hoc network including a data slot allocated to each terminal, or a data slot reserved by each terminal in order for a plurality of terminals existing in the Ad-hoc network to reserve a data slot.
제1 항에 있어서, 상기 예약 응답 메시지 및 예약 확인 메시지를 수신한 각각의 이웃 단말은 자신의 자원 할당 테이블을 갱신하는 과정을 더 포함하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법.
The method of claim 1, wherein each neighboring terminal receiving the reservation response message and the reservation confirmation message further updates its resource allocation table.
제1 항에 있어서, 상기 송신 단말이 상기 수신 단말로부터 상기 예약 응답 메시지를 수신하지 못하면, 미리 정의된 시간 간격 이후에 상기 예약 요청 메시지를 재전송하는 과정을 포함하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법.
The data of the distributed TDMA Ad-hoc network of claim 1, further comprising retransmitting the reservation request message after a predefined time interval if the transmitting terminal does not receive the reservation response message from the receiving terminal. How to reserve a slot.
제1 항에 있어서,
상기 수신 단말은 상기 송신 단말이 선택한 데이터 슬롯이 사용 가능하지 못하면, 다음 프레임의 슬롯 정보 방송 메시지를 상기 송신 단말에 송신하는 제5 과정과,
상기 송신 단말은 상기 수신된 슬롯 정보 방송 메시지가 수신되면, 다음 프레임의 슬롯 정보 방송 메시지를 상기 수신 단말에 송신하는 제6 과정을 더 포함하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법.
The method according to claim 1,
A fifth process of transmitting, by the receiving terminal, a slot information broadcast message of a next frame to the transmitting terminal if the data slot selected by the transmitting terminal is not available;
The transmitting terminal further comprises a sixth step of transmitting a slot information broadcasting message of a next frame to the receiving terminal when the received slot information broadcasting message is received.
삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 선취값은
상기 데이터 슬롯을 사용하고자 하는 단말들 중에서 어느 단말이 우선 순위를 갖는지를 알기 위한 값임을 특징으로 하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법.
The method of claim 1, wherein the preemption value is
A method for reserving data slots in a distributed TDMA Ad-hoc network, characterized in that it is a value for knowing which of the terminals to use the data slot has a priority.
제7 항에 있어서, 상기 선취값은 아래 <수학식 2>를 통해서 계산되며,
<수학식 2>
V_pre = priority & class & ((ID + T_collision) % n) % ID
상기 <수학식 2>에서 class는 단말이 속한 그룹의 레벨 값을 나타내고, 상기 priority는 같은 그룹 내의 단말들 중에서 트래픽 타입에 따른 우선 순위를 나타내고, ID는 단말 식별자를 나타내고, T_collision은 송신되는 프레임의 시작점을 기준으로하여 중복 예약이 이루어진 첫 번째 User Data 슬롯까지의 시간 옵셋을 나타내며, n은 상기 Ad-hoc 네트워크에 존재하는 단말의 개수를 나타내며, &은 비트 레벨 접합(bit-level concatenation) 연산을 나타내며, %는 나머지 연산을 나타내는 것을 특징으로 하는 분산된 TDMA Ad-hoc 네트워크에서 데이터 슬롯 예약 방법.


The method of claim 7, wherein the preemption value is calculated through Equation 2 below.
&Quot; (2) &quot;
V_pre = priority & class & ((ID + T_collision)% n)% ID
In Equation 2, class represents a level value of a group to which a terminal belongs, priority represents a priority according to a traffic type among terminals in the same group, ID represents a terminal identifier, and T_collision represents a frame of a transmitted frame. Represents a time offset to the first User Data slot in which duplicate reservation is made based on a starting point, n denotes the number of terminals existing in the Ad-hoc network, and & denotes a bit-level concatenation operation. And% represents the remainder of the operation.


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