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WO2018139886A1 - 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법 - Google Patents

수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법 Download PDF

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Publication number
WO2018139886A1
WO2018139886A1 PCT/KR2018/001142 KR2018001142W WO2018139886A1 WO 2018139886 A1 WO2018139886 A1 WO 2018139886A1 KR 2018001142 W KR2018001142 W KR 2018001142W WO 2018139886 A1 WO2018139886 A1 WO 2018139886A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
node
equation
cycle
time delay
round trip
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2018/001142
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최영철
조아라
임용곤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST
Original Assignee
Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST
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
Priority claimed from KR1020170011915A external-priority patent/KR101940635B1/ko
Priority claimed from KR1020170046773A external-priority patent/KR101996971B1/ko
Priority claimed from KR1020170173414A external-priority patent/KR101966743B1/ko
Application filed by Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST filed Critical Korea Institute of Ocean Science and Technology KIOST
Priority to EP18745356.8A priority Critical patent/EP3576357B1/en
Priority to ES18745356T priority patent/ES2954448T3/es
Priority to US16/072,643 priority patent/US10784971B2/en
Priority to JP2018564719A priority patent/JP6578455B2/ja
Publication of WO2018139886A1 publication Critical patent/WO2018139886A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/28—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/02—Transmission systems in which the medium consists of the earth or a large mass of water thereon, e.g. earth telegraphy
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
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    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H04W40/244—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update using a network of reference devices, e.g. beaconing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/30—Resource management for broadcast services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/56—Queue scheduling implementing delay-aware scheduling

Definitions

  • the present invention relates to a scheduling method for an underwater wireless mobile network, in particular, considering a scheduling method that does not occur in the time domain, but the transmission speed and pattern length of the sound wave rather than composing so that the transmission time does not overlap at a specific moment Considering this, the present invention relates to a scheduling method for underwater wireless mobile network, which can improve network efficiency by allowing packets to be continuously received in the form of a packet train at the sink node.
  • a scheduling method for underwater wireless mobile network which can improve network efficiency by allowing packets to be continuously received in the form of a packet train at the sink node.
  • the round trip time delay according to the mobility of the nodes is measured in cycles.
  • the sink node tracks data packets from the nodes.
  • the present invention relates to a scheduling method for an underwater wireless mobile network, which can greatly improve network efficiency by minimizing idle time in reception.
  • the present invention in a network environment with a large round-trip delay and low transmission speed of the physical layer, such as a hydroacoustic wireless mobile network, a plurality of nodes are sunk nodes
  • the round trip time delay according to the mobility of the nodes is tracked in cycle units so that the sink node receives idle data packets from the nodes, thereby minimizing idle time.
  • the present invention relates to a scheduling method for an underwater wireless mobile network, through which network efficiency can be greatly improved.
  • underwater wireless networks have sound waves, and in underwater wireless networks that use these waves, very long propagation delays due to the propagation speed of sound waves, which are relatively slow compared to electromagnetic waves, and the narrowness of underwater acoustic systems. It is most important to overcome the network efficiency degradation caused by the long packet length caused by the slow data transfer rate of the physical layer due to one bandwidth.
  • Underwater wireless network topologies include a centralized scheme in which a plurality of nodes transmit information to one or a plurality of sink nodes as a main traffic, and a distributed multiple absorption scheme, which is advantageous in terms of network efficiency. All network systems currently in commercial use are also centralized. In the centralized method, it is common to use orthogonal resources of space / time / frequency / code.
  • Patent Literature Invention: Precision Time-Boundary Time Division Multiple Access Method of Underwater Acoustic Network, hereinafter referred to as Patent Literature
  • Patent Literature considers the mobility of nodes, but needs to know the initial position of each node and initialize it. Nodes must be fixed in the process, the movement speed information of each node must be updated continuously every cycle, and time synchronization is necessary.
  • the patent document proposes a method of estimating the round trip time delay based on the position estimation using the speed information of each node, but this is an environment in which the error due to the accumulation of the speed information of the underwater node increases as time passes. There was a limit to the application.
  • the patent document does not provide a specific method for time synchronization, and since there is no countermeasure for synchronization error, the initial position information S of each node cannot be used when the speed is unknown or time synchronization is impossible. There was a problem.
  • the present invention provides a scheduling method for a wireless wireless network that is not synchronized or that can be used in a large-purpose field that requires a lot of resources for time synchronization, and does not accumulate errors and does not require periodic reinitialization. Another object of the present invention is to improve network efficiency by improving channel usage efficiency in a network environment with high round trip time delay and low transmission speed of a physical layer such as a hydroacoustic wireless mobile network, and does not require time synchronization. No vaporization or time synchronization
  • the present invention provides a scheduling method for an underwater wireless mobile network that can be utilized in an application field that consumes a lot of resources and does not accumulate errors and does not require periodic re-addition.
  • a scheduling method for a wireless wireless network includes a first step of broadcasting an initialization packet from a sink node to a plurality of nodes; A second step in which the sink node receives an initialization response packet for a first set time ( 7 O) from the plurality of nodes; the sink node and the plurality of nodes from the initialization response packet received by the sink node in the second step.
  • the eighth step if the variable (k) is not smaller than the last-th (K-th), the 1-th beacon packet is sent to the plurality of nodes at the third set time (0, 1) by the sink node.
  • Step 14 waiting for the fourth set time after the first beacon packet broadcast;
  • Set the variable (k) to 1, set the time delay that the sink node is given to the 1-th node in the n-th cycle to "0", and the data packet of the 1-th node in the n-th cycle ⁇ receive
  • An eighteenth step of calculating a maximum value ( ⁇ ) of the starting time A nineteenth step of determining whether the variable (k) is smaller than the last -th (K-th); In a nineteenth step, setting the variable (k) to k + 1 if the variable 00 is smaller than the last -th (K-th);
  • the sink node is the number of data packets of the k-th node in the n-th cycle
  • Alternative Site A twenty-first step of calculating the minimum value of the time at which it is to start updating; a twenty-second step of calculating the time delay ( W «, rt) at which the sink node is given to the k-th node in an n-th cycle; a twenty-third step proceeding to the nineteenth step after calculating the maximum value () of the time at which the k-th first node data packet starts to be received in the n-th cycle; and in the nineteenth step, the variable (k) is A twenty-fourth step of determining whether or not to beacon packet broadcast by the sink node if not less than a last-th (K-th), and a twenty-fifth step of terminating if no beacon packet broadcast is performed in the twenty-fourth step; Characterized in that.
  • the time when the beacon packet of the n-th cycle is broadcast by the sink node is broadcast by the sink node.
  • Twenty-seventh step; And a twenty-eighth step of proceeding to the fifteenth step after the cycle is increased by one by the sink node, may be performed.
  • the scheduling method for an underwater wireless mobile network is directed to the sink node when there is a collision in the initial response packet reception in the fourth step.
  • the scheduling method for an underwater wireless mobile network may proceed to the fifth step if there are no charges in the reception of the re-initialization response packet in the thirty-second step.
  • the first set time may be determined by Equation 1 below.
  • ⁇ ; old ⁇ is the maximum value of the round trip time delay between the sink node and the node, and is determined by Equation 102 below, where is the time conversion value of the initialization packet length, and ⁇ 3 ⁇ 4 «> is the initial response packet length. Is a time conversion value of, where
  • t rRP H is a reception time of an initial answering packet received from the node H
  • i is an initialization packet broadcasting time.
  • the maximum value () of the time may be determined by the following equation (1) 08 of the eu
  • [0, 1 is the first non-packet broadcast time by the sink node, is the time conversion value of the beacon packet length, ⁇ 1 , 1 is the round-trip delay of the 1st knob, and r i is
  • the minimum value of the time at which the data packet of the k-th node arrives at the sing 3 node may be determined by Equation 113 below.
  • the waiting time of the k-th node may be determined by Equation 114 below.
  • the round trip time delay ( 5 kn) between the sink node and the k-th node may be determined by Equation 115 below.
  • n - is the time delay imparted to the second node, n is the n - - k in the second cycle in terms of length of time of the second beacon cycle 1;
  • the round trip time delay variation width ( max) of the node which may change during the one cycle, may be determined by the following Equation 1 16 .
  • n ⁇ l is the start time of receiving a data packet in the ( n ⁇ l) ⁇ th cycle
  • the reception time ( ⁇ , ⁇ ⁇ 1) and ⁇ -th cycles of data packets in (n-1) -th cycles of each node can be approximated by Equation 117 below.
  • Equation 117 In the scheduling method for an underwater wireless mobile network according to one embodiment of the present invention, the second set time (zu ein) can be determined by the following equation (105).
  • DRIR Q is the time conversion value of the reinitialization packet length, and is the time conversion value of the reinitialization packet answer length
  • the maximum value (p) of the time at which the data packet of the 1-th node starts to be received in the n-th cycle is expressed by Equation 118 below. Can be determined by.
  • the sink node has a time at which the data packet of the k-th node starts to be received in an n-th cycle. It can be calculated by the following equation (119).
  • the time delay (Wk ⁇ ) given to the k-th node in the n-th cycle is expressed by the following equation o. Can be calculated
  • the sink node receives data packets of a k-th node in an n-th cycle.
  • the maximum value of the starting time ( K , n ) can be calculated by the following equation (121).
  • a scheduling method for an underwater wireless mobile network includes a transmission schedule.
  • a network topology including a beacon packet all-in-one broadcast and a plurality of nodes receiving the beacon packet of the sink node and transmitting data packets to the sink node according to a transmission schedule.
  • a scheduling method for an underwater wireless mobile network comprising: a first 'step of the sink node performing an initialization process; A second 'step of setting a time delay ( ⁇ 1 '") given to the first node in an n-th cycle to 0 after the sink node determines the order of receiving data packets; the sink node in the n-th cycle Estimating a round trip time delay (' ⁇ ') of the 1-th node and calculating a time point at which data packets are received by the 1-th node; A fourth 'step of determining, by the sink node, whether the variable (k) is smaller than the last -th (K-th); A fifth 'step of setting, by the sink node, the variable (k) to k + 1 if the variable (k) is smaller than the last -th (K-th) in the fourth'step; A sixth step of the sink node estimating a round trip time delay of a k-th node in an n-th cycle; The sink node
  • the sink node broadcasts a beacon packet. Further comprising a tenth step of determining presence or absence; If the beacon packet is not broadcast in step 10 ', all procedures can be ended.
  • the sink node when the beacon packet is broadcast in the tenth step, the sink node starts to broadcast the beacon packet in the n-th cycle.
  • the sink node is the round-trip time delay of the k- th node in the n- th Saha large ( ⁇ ") calculations and, the king obtain the round-trip time delay obtained validity value (Ui 'k and U2' k) and the last And a 14 'step of updating the recovery time delay related information), and proceeding to the second step after the sink node increases ⁇ by 1.
  • the sink node may perform an initialization process as shown in Equation 201 below.
  • ⁇ is in ⁇ - th cycle, ( ⁇ -1) - k- th in the second between ⁇ ; a variable indicating the effectiveness of the round trip of the node, the time delay obtained; U 2, k is n - three in the first cycle (n-2) - second byeonsuyi indicating the validity of the acquired k- round-trip time delay of the second node in said cycle '; ⁇ is the most recent round trip time delay of the k- th node to obtain; the "cycle ⁇ is obtained And; S *. 0 is the initial round trip time delay between the sink node and each node; Co is the duration before the 1—th cycle; Is estimated by Equation 202 below.
  • the third If the round trip time delay of the first node is successfully acquired during the last two cycles, the step estimates the round trip time delay of the first node in the n-th cycle as shown in Equation 203 below. The time point at which data packet reception is completed at the first node can be calculated.
  • Equation 203 can be obtained by solving Equation 206, which is a system of equations as follows.
  • Alternative Site (Article 26) ⁇ ⁇ ” is an estimate of the data packet reception time of the 1-th node in the ⁇ -th cycle.
  • the third 'step is the last two cycles. If the round trip time delay of the 1st node is not successfully obtained more than once, the round trip time delay of the 1st node in the ⁇ -th cycle is estimated as shown in Equation 205 below, It is possible to calculate the data packet reception completion time ( ei ) of the node.
  • [S m ax is the maximum value of the round trip time delay
  • ⁇ 1 is the most recently obtained round trip time delay of the first node
  • m ax is the maximum relative speed between the sink node and the k -th node
  • ⁇ Is the duration of the n-1-th cycle is the most recent cycle for which the round-trip delay of the 1-th node is obtained
  • C m in is the minimum sound wave propagation speed in the water.
  • step 6 if the round trip time delay of the second node has been successfully obtained during the last two cycles, the sixth step may include the above round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle as shown in Equation 20 below. It can be estimated.
  • Equation 211 3 ⁇ 4rt- I +, 1 ⁇ 3 ⁇ 4 — 1) is the round trip time delay of the k-th node obtained in the n-1-th cycle, and ⁇ denotes that the data packet of the k-1-th node is received at the sink node. Is an estimated value of time, and is the time at which the data packet of the k-th node starts to be received at the sink node in the ni-th cycle, and X is the same as Equation 211 below.
  • the sixth step may be performed when the round trip time delay of the k-th node has not been successfully obtained more than once in the last two cycles.
  • the round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle can be estimated. [Equation 212]
  • the first data packet of the k-th node is received at the sink node.
  • the estimated value of the starting time may be calculated as in Equation 213 below.
  • the waiting time (" ⁇ ") of the k-th node is expressed by the following Equation 214. Can be calculated as:
  • Equation 215 if the round trip time delay of the k-th node is successfully obtained in the last two cycles, the estimated value ( e *) of the time when the data packet is received at the sink node can be calculated as shown in Equation 215 below ; . [Equation 215]
  • ⁇ is a value obtained by converting the length of the data packet of the k -th node in the ⁇ -th cycle from time to time]
  • the round trip time delay acquisition validity value (“ 2. ") is updated for all nodes as shown in Equation 21, and the k-th node of the n-th cycle is updated. If the data packet is successfully received, Equation 218 below is used. If the data packet of the k-th node is not successfully received in the n-th cycle, the following Equation 219 is shown. The most recently obtained round trip time delay related information is updated as shown in Equation 220 below. Also, when the round trip time delay acquisition validity value ( U l ⁇ ) is 1, the following [ calculating a round trip time delay of the k- th node in the n- th cycle as shown in equation 221], and may update the Last-trip delay time information ( ⁇ ) to obtain.
  • a round trip time is provided by transmitting a data packet as soon as a k-th node receives a beacon packet.
  • a scheduling method for an underwater wireless mobile network includes a beacon packet including a transmission schedule.
  • An underwater network scheduling method comprising: a first " step in which the sink node performs an initialization process; a time delay given to the first node in an n-th cycle after the sink node determines an order of receiving data packets Setting a second value to 0; A third " step in which the sink node estimates a round trip time delay ( ⁇ ,?.) Of the first node in an n-th cycle, and calculates a completion point of data packet reception of the first node; by the sink node A fourth "step of determining whether the variable (k) is smaller than the last -th (K-th); A fifth “step in which the sink node sets the variable (k) to k + 1 if the variable (k) is less than the last-th (K-th) in the fourth”step; A sixth step in which the sink node estimates the round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle; the round trip time delay of the k-th node estimated by the sink node in the sixth step ( ⁇ , "
  • the waiting time ( ⁇ '") of the k-th node is determined using an estimate of the time at which the data packet of the k-th node, which is calculated in the seventh step, begins to be received by the sink node.
  • the scheduling method for an underwater wireless mobile network is characterized in that the variable (k) is the last-th (K-th) in the fourth" step. Not more than 10), the node further includes a tenth " step of judging whether a beacon packet is broadcast or not; if the beacon packet is not broadcasted in the tenth " step, all procedures can be ended.
  • a scheduling method for an underwater wireless mobile network is characterized in that if the beacon packet is broadcast in step 10 ", the sink node is configured to broadcast the beacon packet in the n-th cycle. Broadcasting a beacon packet at the starting time; step 11 11; the number of data packets of the K-th node—the twelfth " exceeding an estimate of when the transmission is completed or when the data packet of the K-th node is received; the sink node calculates the round-trip time delay of the k- th node in the n- th Saha large and, updating the round-trip time delay related information) acquired in the acquired round trip time delay validation value (, 3 ⁇ 4) and most recently A thirteenth "step; and a fourteenth " step in which the shank node increases ⁇ by one and then proceeds to the second " step.
  • the sink node in the first step, may perform an initialization process as shown in Equation 301 below.
  • [ ⁇ Is a natural number less than or equal to ⁇ ; m 2 '3' - ' A is; "L * is a variable representing the validity of the round trip time delay acquisition of the k-th node in the ( ⁇ -1) -th cycle in the ⁇ th cycle; in the U n ' k ⁇ n-th cycle, (nm Is a variable indicating the effectiveness of obtaining the round trip time delay of the k-th node in the -th cycle; ⁇ is the most recent round trip time delay of the k-th node; 0 is the sink node and a first round-trip time delay between the respective nodes; ⁇ is the duration of the previous 1-second cycle; becomes constant is estimated as in the following equation of 302;
  • ⁇ Is the least order polynomial that passes; ⁇ , Is an estimate of the data packet reception time ( ⁇ ") of the 1-th node in the ⁇ -th #; ⁇ .” Is the time when the sink node starts broadcasting the beacon packet in the ⁇ -th cycle; Db 'Beacon packet length in n-th cycle converted into one time; Hi "limits the value as shown in Equation 304]
  • n min ⁇ max , ⁇ ⁇ , J [ max is the maximum value of the round trip time delay]
  • ⁇ is - in the first cycle to the time the data packet length of the l-th node is the ring sanhan value; " ⁇ Is in the Scheduling method for underwater wireless mobile network, by a guard time being - the further embodiment, the formula 303] is that it can be repeatedly obtained as follows.
  • the final calculated value is determined by, "and (the number of repetitions If the difference between the previously calculated, "and currently calculated 1, TM is less than a certain value, the method of stratifying the iteration process or the difference between the previously calculated 1," and the currently calculated "
  • the third " step is obtained by successfully obtaining a round trip time delay of the first node during a recent cycle.
  • [ ⁇ 1 is the most recent round trip time delay of the l-th node acquired, and the maximum relative speed between the sync node and the second node k-, C "- is n _L - a duration of the second cycle, the 1- Is the most recent cycle in which the round trip time delay of the first node is obtained, and C min is the minimum value of the sound wave propagation speed in water vapor.]
  • the sixth cycle "In the case where the round trip time delay of the k-th node is successfully obtained more than a few times during the last cycle, the round trip time delay of the k-th node is estimated in the n-th cycle as shown in Equation 30 below. can do.
  • Equation 311 N ⁇ mirr m ax, S ki the addition in accordance with another embodiment, a Scheduling method for underwater wireless mobile network, the round-trip time delay of the k- th node during the first 6 "phase recent M cycles is successfully If the acquired case is less than ⁇ times, the round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle can be estimated as shown in Equation 311. [Equation 311]
  • n max ⁇ 0, k -2v m ax C n _ ! (-l k ) / c m in ⁇ Scheduling for a watertight wireless mobile network, according to another embodiment above
  • an estimated value ( ⁇ of the time at which the data packet of the k-th no H starts to be received at the sink node ( ⁇ may be calculated by Equation 308).
  • w k> n max ⁇ 0, e k -p k ⁇
  • the ninth "in step if the last cycle during reciprocation of the kite k- th node Kanji obtained successfully during the o or more times, k
  • the estimated value of the time at which the data packet of the -th node is received at the sink node may be calculated as shown in Equation 313 below.
  • ek n + D bn + w k , n + min ⁇ ( 5 max , k + 2t max C n _ i (n-l k ) / c m [n ⁇ + D k , n
  • Equation 315 Update the round trip time delay acquisition validity value ( 3 ⁇ 4 ), for all nodes, and k-times in the n-th cycle.
  • Equation 316 If the data packet of the first node is successfully received, the following Equation 316 is shown. If the data packet of the k-th node is not successfully received in the n-th cycle, the following Equation 31 is shown. And the most recently obtained round trip time delay related information ( ⁇ ) is updated as shown in Equation 318, and when the round trip time delay validity value is 1, As shown in Equation 319, the round trip time delay ( ⁇ . ") Of the k-th node may be calculated in the n-th cycle, and the most recently obtained round trip time delay related information ⁇ may be updated.
  • ⁇ k, n tfc, n ⁇ (t Q , n + D hn + W kn ),
  • the initialization packet is broadcast from the sink node to the plurality of nodes, and the sink node is initialized from the plurality of nodes for the first set time.
  • the sink node calculates a round trip time delay ( ⁇ 7 ⁇ ) between the sink node and the plurality of nodes from the initialization response packet received by the sink node, and there is a conflict in receiving the initialization response packet by the sink node.
  • the sink node uses the calculated round trip time delay ( ⁇ to sort the nodes in order of smallest round trip time delay, and the variable (k) is and setting a first waiting time of 1 second node ( ⁇ 1, 1) is set to ' ⁇ ", the data packet in the 1-th node to the sink node, the sink by De up of time which begins to be received in ⁇ Is calculated, and it is determined whether the variable (k) is smaller than the last-th (K-th). If the variable 0 is smaller than the last-th (K-th), the variable (k) is set to k + 1. The time at which the data packet of the k-th node arrives at the sink node by the sink node.
  • the 1-th beacon packet is sent to the multiple nodes at the third set time fu) by the sink node. Broadcast, after the sink node receives the last (K-th) node-eater packet.
  • the nodes are sorted in descending order of the round trip time delay, and the reciprocating time delay variation max of the node that can vary by one sink by the sink node is calculated, and the variable (k) Is set to 1, the time delay ( 1 ) at which the sink node is given to the 1-th node in the n-th cycle is set to "0", and the data packet of the 1st node is received in the n-th cycle.
  • the schedule information is determined by the information corresponding to the time difference, not the absolute time reference, it operates correctly even if the local time information of each node is different from each other.
  • a scheduling method for an underwater barge mobile network includes: a sink node performing an initialization process; Sets the time delay ( ⁇ ⁇ , ⁇ ) to 0 for the first node in the n-th cycle after the sink node determines the data packet reception order; The sink node rounds off the 1-th node in the ⁇ -th cycle.
  • Estimating the round trip time delay of the node using the estimated k-th node's round trip time delay ("), when the k-th node transmits a data packet as soon as the k-th node receives the beacon packet, k-th Calculate an estimated value of the time at which the data packet of the node begins to be received at the sink node;
  • the sink node calculates the waiting time of the k-th node using the estimated value ⁇ of the time at which the calculated k-th node's data packet starts to be received by the sink node;
  • the k -th node using the estimated value () of the time at which the calculated k -th node's data packet starts to be received by the sink node and the wait time ( ⁇ ") of the k-th node.
  • the sink node receives the data packet from the node # to minimize the idle time, thereby improving the network efficiency through the channel utilization efficiency.
  • the degree of improvement in network efficiency increases.
  • a sink node performs an initialization process; Set a time delay (i, n) to 0 for the first node in an n-th cycle after the sink node determines the order of receiving data packets; The sink node estimates the reciprocal time delay ( ⁇ , «) of the first node in the n—th cycle, and calculates the completion time of receiving the data packet of the first node; Determine by the sink node whether the variable (k) is less than the last-zeroth); If the variable 0 in the determination is less than the last -th (K-th), then the sink node sets the variable (k) to k + 1; The sink node estimates the round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle; When the sink node transmits the data packet as soon as the k-th node receives the beacon packet, using the estimated 3 ⁇ 4 k-th node's round-trip delay, the data packet of the
  • the scheduling method for a wireless wireless network according to the present invention is determined not by an absolute time reference but by information corresponding to a time difference, so that the local time information of each node operates correctly even if they are different from each other. Therefore, since there is no need for time synchronization, there is an advantage that it can be used in applications where time synchronization is not possible or a lot of resources are consumed for time synchronization.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a network topology to which a scheduling method for an underwater wireless mobile network according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • 3 is a schematic diagram of scheduling in cycle units according to a first embodiment of the present invention.
  • 4 is a conceptual diagram illustrating a principle of deriving standby time of each node in an n-th cycle according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a network topology to which a scheduling method for an underwater wireless mobile network is applied according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cycle conceptual diagram of a skewing method for an underwater barge mobile network according to a second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7A to 7B are flowcharts illustrating a scheduling method for a wireless wireless mobile network according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a network topology to which a scheduling method for an underwater wireless mobile network according to a third embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a cycle conceptual diagram of a scheduling method for an underwater wireless mobile network according to a third embodiment of the present invention.
  • 10A to 10C are flowcharts illustrating a scheduling method for a wireless wireless mobile network according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a network topology to which a scheduling method for a water vapor wireless mobile network according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • the network topology includes one sink node and a plurality of nodes. It is a method of scheduling in a centralized network topology in which multiple nodes send data packets to one sink node using sound waves underwater. Nodes other than sink nodes will be referred to simply as nodes.
  • the sink node transmits the beacon packet including the transmission schedule of the nodes, and the nodes receiving the beacon packet transmit the data packet to the sink node according to the transmission schedule of each node indicated in the beacon packet. It is assumed that the maximum relative speed between the sink node and the node is known and denoted by V.
  • 2A to 2F are operational flowcharts for explaining a scheduling method for an underwater wireless mobile network according to a first embodiment of the present invention, where S denotes a step.
  • the scheduling method of the present invention obtains a round-trip time delay (RTT) between a sink node and a plurality of nodes, and initializes the first layered stone scarves based on this.
  • RTT round-trip time delay
  • Beacon packet broadcast includes a regular process that occurs after the first cycle of receiving data packets from all nodes.
  • an Initialization (IRQ) packet is broadcast from a sink node to a plurality of nodes (S1010), and a SNK node receives an Initialization Answer (IRP) packet from a plurality of nodes for a first set time ( ⁇ "O). Receive (S1020).
  • IRP Initialization Answer
  • the initialization packet is very short because it only needs to include packet type identification information that the node knows to be an initialization packet when it receives the initialization packet.
  • the initialization response packet includes address information of a node transmitting the initialization response packet and packet type identification information indicating that the initialization response packet is an initialization response packet. If the maximum communication radius of the modem is r and the speed of the sound wave is c, then the sink node completes the reception of the initial response packet from all nodes within the first set time ( ⁇ n ") after the initialization packet broadcast as shown below.
  • the first set time ( ⁇ ) is determined by the following equation (101).
  • m ⁇ m ax is the maximum value of the round trip time delay between the sink node and the node, as determined by Equation 102 below, where is the time conversion of the initialization packet length
  • Alternative Site Is the time conversion value of the initialization response packet length, and is the time required for the node to send the initialization response packet after completion of the initialization packet.
  • a round trip time delay between the sink node and the plurality of nodes from the initialization voice packet received by the sink node in step S1020. H is calculated (S1030). Specifically, the sink node knows the initialization packet transmission time (from the sink node's own local clock, and the time of receipt of the initialization response packet received from the node H (i ⁇ ay)). This can be seen from the local clock. Accordingly, the sink node may obtain round trip time delay information T between the sink node and the node H as a difference between the initial response packet reception time and the initialization packet transmission time without time synchronization.
  • the round trip time delay between the sink node and the plurality of nodes is determined by Equation 103 below.
  • a sink node When a sink node receives an IRP packet from nodes, it receives an initialization response packet from several nodes. If the difference in round trip time delay between the sink node and each node is larger than the length of the initialization response packet, the collision occurs. Does not occur. For example, if the transmission speed of the physical layer is 100 kbps and the sound wave transmission speed is 1,500 m / s, the length of one bit is 0.01 ms, and the initial response packet is the node address and packet. If only 30-bi t is assumed, the initialization response packet length is 0.3 ms, and the distance that sound waves travel for 0.4 ms is 0.45 m. Therefore, the distance between the sink node and the node for any two nodes is determined.
  • the sink node detects whether an initial response packet reception collision occurs when the signal is received at the physical layer but the information is not properly restored. Able to know. If there is no collision in the initial answering packet reception in step S1040 (N), if the collision enters the initial scheduling procedure and proceeds to step S1050 below, while there is a collision in the initial response packet receiving ( Y), a reinitialization (RIRP) packet is broadcasted to a plurality of nodes by the sink node and enters a round trip time delay acquisition procedure through layer avoidance (S1260).
  • RIRP reinitialization
  • the reinitialization (RIRP) packet contains a list of nodes for which round trip time delay acquisition has been achieved between the sink node and the node, so that nodes receiving the reinitialization packet are randomly backed off only if they are not in the list of reinitialization packets send a reinitialization response packet to the sink node via (backoff).
  • random backoff means that a node receiving a reinitialization packet does not immediately transmit a reinitialization answer packet as soon as it receives a reinitialization packet, but transmits the reinitialization response packet by an arbitrary integer multiple of a time slot having a length. Delay the transmission of reinitialization response packets. That is,
  • the node After receiving the initialization packet, the node waits for the time given by Equation 104 after the completion of the re-initialization packet, and then transmits the re-initialization answering packet to the sink node.
  • m is a non-negative integer selected randomly from integers less than the maximum value (M) that the user specifies, is preferably
  • step S1270 the reinitialization response packet is received by the sink node for a second predetermined time.
  • the reinitialization answer packet includes an m value in addition to the information contained in the initial response packet.
  • the sink node is the second time settings (e ii) reinitialize Hung i answer packets from all nodule less, as determined by Equation 105 below, after first initializing and similarly re-initialization packet for ungdap packet received broadcast Reception is complete.
  • the sink node and the sink node from the reinitialization response packet received at the step S1270 Compute the round trip time delay between the plurality of nodes (S12S0).
  • the sink node can know the reinitialization packet transmission interval from the sink node's own local clock, and the reception time of the reinitialization response packet received from the node ( ⁇ ))] and also from the sink node's own local clock. have.
  • the sink node can obtain round trip time delay information between the sink node and node 00 without time synchronization as a difference between the reinitialization response packet reception time and the reinitialization packet transmission time as shown in Equation 106 below. Equation 106
  • R Rmp is upon receipt of a re-initialization answer packet received from node (H).
  • step S1290 if there is a layer stone in the reinitialization answer packet reception (i), the process proceeds to the step S1260, and in step S1290, if there is no collision in the reinitialization response packet reception (N) the step Proceeds to S1050.
  • the reinitialization packet broadcast is repeated until the reinitialization response packet reception collision does not occur to obtain round trip time delay between the sink node and the nodes for all nodes.
  • the number of repetitions may be limited.
  • the sink node calculates an initial schedule to prevent data packet reception collisions of the nodes in the sink node using the round trip time delay information thus obtained.
  • the sink node generates a beacon packet to include this schedule information in the beacon packet and broadcasts this beacon packet to all nodes.
  • the sink node arranges the nodes in order of decreasing round trip time delay using the round trip time delay RTT H ⁇ calculated in step S1030.
  • k Mark the round trip time delay of the first node as S1 .
  • ⁇ is a value obtained by arranging the round trip time delays obtained through Equations 103 and 106 in small order.
  • the time at which ⁇ * ⁇ 1 is obtained is represented by ⁇ .
  • ⁇ ⁇ ⁇ is tiRP or t ⁇ RP value corresponding to s i.
  • the time at which the sink node first broadcasts the beacon packet is indicated by i. ⁇ 0 and 1 are obvious from the local clock of the sink node.
  • the sink node schedules each node as follows in order of decreasing round trip time delay. Scheduling refers to the waiting time for a node to transmit a data packet after receiving a beacon packet, and denotes the waiting time of the k-th node by W ⁇ .
  • the variable k is set to 1 by the sink node, and the waiting time of the first node ( ⁇ ⁇ , ⁇ ).
  • the variable k is set to "0" as shown in Equation 1 07 (S1060). In other words, as soon as the first node receives the beacon packet, it immediately transmits the data packet without waiting.
  • Equation 108 shows that the first node is the beacon from the time of acquiring the RTT of the first node.
  • This method considers the maximum fluctuation in the round trip time delay of the first node caused by the mobility of the first node until the data packet is transmitted after packet reception.
  • the point at which the first node's RTT is acquired is ⁇ 1, so the point at which the RTT of the first node is determined is ⁇ 1 _ ⁇ 1. ⁇ 2 , and the first node is before l + ⁇ max / 2 time. Be sure to receive a beacon message. Therefore, the first node from the determination point of the first no H is the data
  • the maximum value of the time at which the data packet of the 1-th node is received at the sink no That is, reception ends at the maximum value of the time.
  • the data packet reception of the second node starts after ⁇ ⁇ .
  • [2,1 is the time when the data packet of the second node arrives at the sink node.
  • max ⁇ is a function that selects a larger value between A and B.
  • the time delay of each node can be calculated recursively until the time delay of the K-th node is calculated. Specifically, the time at which the data packet of the (k-1) -th node arrives at the sink node. 1) is calculated as the following equation 12.
  • step S1080 If the variable k is smaller than the last -th (K-th) in step S1080 (Y), the variable (k) is set to k + 1 (51090). In step S1100, the data packet of the k-th node arrives at the sink node. ) Is calculated as in Equation 113 below. Equation 113
  • step S1110 the wait time ( ⁇ s) of the k-th triangle is calculated by the sink node as shown in Equation 114 below.
  • Equation 114 max ⁇ 0. t ⁇ -i tl + — i, r3 ⁇ 4 3 ⁇ 4
  • step S1120 the sink node calculates the maximum value ( ⁇ ,) at which the data packet of the k-th node arrives at the sink node as shown in Equation 112, and then proceeds to step S1080.
  • the variable (k) is not smaller than the last -th (K-th) in the step (S1080) (N), that is, if the schedule calculation is completed for all K nodes, go to step (S1130) Proceed.
  • step S1130 the 1-th beacon packet is broadcasted to the nodes in the third setting, each (, 1) by the sink node.
  • step S1140 when the sink node receives the last (K-th) node data packet or sets the fourth after the 1-th beacon packet broadcast by step S1130, Wait) and enter the next regular course!
  • the n-th cycle means, until the sink node broadcasts the n-th beacon packet and data packet reception from all nodes is completed, as shown in FIG. 3.
  • the time at which the beacon L 3 ⁇ 4 of the n- th broadcast cycle is denoted and referred to ⁇ .
  • the time at which the data packets of the k- th node to start reception from the n- th cycle is denoted as ⁇ , ⁇ .
  • the time delay given to the k-th node in the n -th cycle is denoted by w .
  • the reciprocation time delay ( Sk . n ) between the sink node and the k-th node is calculated by the sink node as shown in Equation 115 below (S1150).
  • n - is the time delay imparted to the k- th node in the second cycle, ⁇ , is n - in terms of length of time of the second beacon cycle 1]
  • the sink node is the step (S1150) clerical script using the computed round trip time if the open ( ⁇ . ⁇ ) to align the nodes as a small round-trip delay time order.
  • the round trip time delay variation width ( ⁇ max) of the node, which can be changed for one cycle by the sink node is calculated by the following equation (116).
  • the sink node uses the beacon packet transmission time of the (n-1) -th cycle and the data packet reception time from each node.
  • the round trip time delay between the sink node and each node can be obtained, but the round trip time delay between the sink node and each node at the time when each node transmits a packet in the ⁇ -th cycle is due to the mobility of the node. It is difficult to know exactly.
  • Equation 117 n ,, n ⁇ l to ⁇ , ⁇ 1, 1 ⁇ k ⁇ ⁇
  • Equation 116 The variation width of the round trip time delay between the sink node and each node, which may vary during one cycle, is expressed by Equation 116 above.
  • Equation 117 since the n-th schedule information is broadcast in the beacon packet in the n -th cycle, the value of ⁇ is unknown at the moment of calculating and deriving the n -th schedule.
  • 4 is a conceptual diagram illustrating a principle of deriving standby time of each node in an n-th cycle according to the first embodiment of the present invention.
  • n- (k-1) - a data packet of the second node is based on the n- th beacon packet broadcast time s -i, "- in i_X max ⁇ ⁇ - ⁇ , ⁇ -. 1 + ⁇ max + The reception is completed between w k _ 1 ⁇ 7 + D k _ 1 ⁇ .
  • 5 " ⁇ 1— ⁇ max is 5 * ⁇ ⁇ , Budapest — 1 + ⁇ max + W k _ 1-n + D k _ It should be larger than x _ estso that data packets of (k-1) -th node and data packet of k-th node are not received at the sink node in the n-th cycle.
  • the sink node sets the variable k to 1, and in the n-th cycle
  • step S1170 the sink node determines whether or not the variable () is smaller. If the variable is smaller (Y), "k” is increased by 1 "(S1180), and the next system (S1190) is performed. On the other hand, if: is equal to or greater than (N), the following stem S1220 is performed, and in step S1190, the sink node of the time at which the data packet of the nodes starts to be received in the? -Th cycle. It is calculated as in Equation 119 below. [Equation 119]
  • step S1200 when the sink node is assigned to the nodes in the n—th cycle,
  • the sink node calculates the maximum value () of the time at which the data packet of the node starts to be received in the n-th cycle as shown in Equation 121 below, and then proceeds to step S1170.
  • step S1220 it is determined whether or not beacon packet broadcasting is performed by the sink node.
  • step S1220 If the beacon packet broadcast is not performed in step S1220, the (N) scheduling process ends. On the other hand, if the beacon packet broadcast is determined by the sink node in the stem (S1220) (Y), the beacon packet at the n-th cycle of the beacon packet is broadcast by the sink node (to, ")
  • the sink node receives the last-th (K-th) node data packet, or max
  • the data packet of the last-th node in the n-th cycle begins to be received.
  • an initialization pattern is broadcasted from a sink node to a plurality of nodes, and the sink node from the plurality of nodes.
  • Receive an initial response packet for a first set time calculate a round trip time delay ( ⁇ ) between the sink node and the plurality of nodes from the initial response packet received by the sink node, and receive the initialization response packet by the sink node.
  • the variable (k) is set to 1 by the sink node and the wait time ( ⁇ ⁇ , ⁇ ) of the 1st node is set to "0", and the sink node is ⁇ time that the data packet is starting to receive the sink node; ⁇
  • the 1st-th beacon packet is sent by the sink node at the third set time (Vi). Broadcast to nodes in the network, and the sink node reads the last-th (K-th) node data packet :
  • the received or after the 1-second beacon packet after the broadcast and waits for a fourth set time ( » ⁇ , and the sink node and k- th round-trip time delay (6 kn between nodes) calculated by the sink node, the sink node is calculated round-trip time delay (6> ⁇ , autumn, and the round-trip time delay is arranged nodes with little net using, round-trip time delay variation (max) of the node that can change for one cycle by the sink node is calculated, the variable (k ) Is set to 1, the time delay ( ⁇ 1 , «) that the sink node is given to the first node in the n -th cycle is set to" 0 ", and the data packet of the first node in the n-th cycle is set.
  • Alternative Site Compute the minimum time (>) of the starting time, calculate the time delay ( W ft) the sink node is given to the k-th node in the ⁇ -th cycle, and the sink node is the k—th node in the n-th cycle. If the variable (k) is not smaller than the last -th (K-th) after calculating the maximum value () of the time at which the data packet starts to be received, it is determined whether or not the beacon packet broadcast is made by the sink node, It is configured to terminate if the beacon packet is not broadcast, and it operates regardless of the navigation information of the mobile node underwater, and because it does not need time synchronization, there is no need for separate packet exchange for time synchronization.
  • the scheduling information is determined based on the time difference and not the absolute time reference, the local time information of each node is accurate even if they are different from each other. Operation, because the exact value of the delay information, round-trip time between the end of every cycle sync node and the determined schedule information over therefore the error is not accumulated because there is no need to periodically re-initialize the time
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a network topology to which a scheduling method for a water vapor floating mobile network is applied according to a second embodiment of the present invention, in which a sink node broadcasts a beacon packet including transmission transmissions of nodes, Nodes other than the sink node receiving the beacon packet of the sink node transmit the data packet to the sink node according to the transmission schedule of each node included in the beacon packet. Furnace other than sink node
  • FIG. 6 is a cycle conceptual diagram of a skewing method for a water vapor floating network according to a second embodiment of the present invention.
  • the n-th cycle is shown in FIG. As described above, it means a period from the time when the sink node broadcasts the n-th beacon packet to the time when the sink node starts broadcasting the (n + 1) th beacon packet after the data packet reception is completed from all nodes.
  • the time at which the beacon packet of the ⁇ -th cycle is broadcast is denoted by "," where + 1 — ⁇ ⁇ ", where ⁇ is the duration of the ⁇ th cycle.
  • ⁇ -th cycle denote the time when the data packet of the k-th node starts to be received at the sink node.
  • a scheduling method for an underwater wireless mobile network includes a sink node beaconing information on whether each node ' transmits a data packet after a certain time delay from the beacon packet reception time. Send it in the packet.
  • Wk ' n denote the waiting time from the beacon of the k-th node to the transmission of the data packet in the n-th cycle. It is necessary to specify that it is the n-th cycle in ⁇ "
  • the sync node and the first round-trip time delay (so) between the first round trip time delay and the sink node and each node acquisition time (0.0) between each node are known.
  • the skewing method for a wireless wireless network according to the second embodiment of the present invention is independent of and as the number of cycles increases. Steady state, and. The performance change of the time division multiple access method of the present invention according to the method used to obtain zero is very small.
  • a scheduling method for an underwater wireless mobile network according to a second embodiment of the present invention made in the network topology configured as described above will be described.
  • FIGS. 7A to 7B are operational flowcharts for explaining a scheduling method for a wireless wireless mobile network according to a second embodiment of the present invention, where S denotes a step.
  • the first sink node performs an initialization process as shown in Equation 201 in order to determine the schedule in the 1st cycle by using and (S2010).
  • the sink node transmits data packet after receiving beacon of k-th node in n-th cycle in the following procedure.
  • the data packet of each node is received in cycle units by calculating the waiting time ( ⁇ *) until hours (S2020 to S2140).
  • the sink node After the sink node determines the data packet reception order, it sets the time delay (beep) given to the 1-th node in the n-th cycle to 0. In more detail, 1
  • a k-th node means a node where ⁇ * is the k-th smallest.
  • data packets of the k-th node are received k-th at the sink node. .
  • the sorted order is the order in which data packets arrive at the sunk node.
  • a method that can be further considered as a sorting method is to sort the nodes with U l ' k values of 1 in the order of the smallest ⁇ , and then add the nodes with u ' k values of 1 in the increments of "or 0 nodes. Priority is given to nodes that have recently obtained round trip time delays by having ⁇ * sort in small order, then sorting nodes where u ⁇ ' k and u u are all 0 in small order 0 ⁇ .
  • the sink node estimates the round trip time delay of the first node in the nth cycle and calculates the completion time of data packet reception of the first node.
  • [1, 2 is the round trip time delay of the 1-th node obtained in the ⁇ -2- th cycle
  • Equation 203 is the system of equations It is obtained by solving Equation (206).
  • Equation 206 the first expression has two points ("— 2 ' sy 2 ) and
  • Equation 203 cannot be calculated if ⁇ 1. In this case, since the relative velocity of the 1st node and the sink node corresponds to the velocity of the sound wave, it does not occur realistically.
  • Equation 206 If at least one of the (n-1) -th cycles and ( ⁇ -2) -th cycles does not obtain a round trip time delay of the 1-th node, the round trip time delay of the 1-th node as shown in [Equation 206]. Since Equation 205 cannot be obtained, collision is avoided by estimating the round trip time delay using the maximum possible variation from the most recent time point when the round trip time delay of the first node is obtained as shown in Equation 205. In Equation 205, ⁇ is the most recent cycle in which the return time delay of the 1-th node is obtained — 7 ⁇ ) is the time taken after the round trip time delay is obtained, and the average cycle duration is the most recent.
  • the round trip time delay of node 1-th is calculated.
  • the lack of a round trip time delay of the 1st furnace H in at least one of the ( ⁇ - ⁇ ; ⁇ th cycles and (n-2) -th cycles) means that the mobility of the 1st node is perfect if the physical layer is perfect. It can be recognized that a sudden change has caused a collision with packets of other nodes, and therefore it is not desirable to estimate the round trip time delay in the n-th cycle from past round trip time delay information.
  • the calculated ⁇ is the largest magnetic field that S i .” Can have, and therefore, in calculating ei , unlike E equation 203 in [Equation 205], it does not include the guard time.
  • the sink node determines whether the variable (k) is less than the last -th (K-th).
  • the sink node sets the variable (k) to k + 1.
  • the sink node estimates the round trip time delay (k ") of the k-th node in the n-th cycle.
  • ⁇ ⁇ 1 is an estimate of the time when the data packet of the k-1-th node is received at the sink node, and * is the start of the data packet of the k-th node in the n-1-th cycle. Is equal to the following Equation 211]
  • — 2 is the round trip time delay of the k-th node obtained in the n-2-th cycle
  • Equation 20 is a straight line passing through two points (J, 6 , 2 ) and (" ⁇ ! , ⁇ - ⁇ , approximating the relationship between the data packet reception time of the k-th node and the round trip time delay, and immediately before The round trip time delay is calculated when the k-th data packet is received at time 1 , when the reception of the data packet of the (k-1) -th node, which is the data packet, is completed. As soon as the data packet is transmitted and the data packet of the k-th no H starts to be received at the sink node with a reciprocal delay, the time is calculated as shown in Equation 208 below.
  • the round trip time delay of the k-th node at the time ek ⁇ 1 estimated by Equation 20 above arrives at the data packet of the kth node. It is not appropriate as an estimate of the round trip time delay. Therefore, the round trip time delay of the k-th node should be estimated by solving Equation 206 and estimating the turn-off time delay of the 1-th node as shown in Equation 203.
  • Equation 2 recommends the round trip time delay of the k-th node.
  • Equation 210 it is equal to Equation 211
  • Equation 212 is different from Equation 205.
  • the end time of the previous data packet should be set to a later estimated direction, and the next data packet This is because the reception time should be in a direction that is estimated quickly.
  • the sink node transmits the data packet as soon as the k-th node receives the beacon packet using the round trip time delay of the k-th node estimated in the step S2060, the data packet of the k-th node is sinked.
  • the estimated value of the time at which the node starts to be received is calculated as in Equation 213 below. [Equation 213]
  • the wait time (") of the k-th node is calculated as shown in Equation 214. ] Is calculated as
  • the estimate of the time ( e *) at which the data packet of the -th node is received by the sink node is It is calculated as Equation 215 below.
  • step S2040 if the variable k is not smaller than the last-th (K-th) (N), the sink node determines whether the beacon packet is broadcast or not and proceeds with the cycle. If the cycle does not proceed because the beacon packet is not broadcasted in this step (S2100) (N), all procedures are terminated.
  • the sink node calculates the round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle, and the round trip time delay acquisition validity value ("L * and
  • Equation 219 If the data packet of the k-th node is not successfully received in the n-th cycle, the following Equation 219 is used.
  • Equation 220 The most recently obtained round trip time delay related information ( ⁇ ) is updated as shown in Equation 220 below.
  • the round trip time delay acquisition validity value is 1
  • the round trip time delay of the k-th node is calculated in the n-th cycle as shown in the following Equation 221, and the recently obtained round trip time delay is calculated. Update the relevant information.
  • a sink node After the sink node increments n by 1, it proceeds to step S2020 for the calculation of " + ⁇ for the (n + 1) -th cycle.
  • a sink node performs an initialization process; a time delay ( ⁇ 1 ,) given to a 1-th node in a ⁇ -th cycle after the sink node determines an order of receiving data packets.
  • the sink node estimates the round trip time delay of the first node in the ⁇ -th cycle, calculates the point ( ei ) at the completion of the data packet reception of the first node; determines whether k) is less than the last-th (K-th); if the variable (k) is less than the last-th (K-th), then the sink node k Set to +1; the sink node is between n-th Estimating the round trip time delay ( ⁇ ) of the k-th node in the clock; as soon as the k-th node receives the beacon packet, data
  • the network node can be greatly improved by improving channel usage efficiency by minimizing idle time when the sink node receives data packets from the nodes.
  • the scheduling method for an underwater wireless mobile network according to the present invention is determined based on information corresponding to a time difference, rather than an absolute time reference. It works correctly even if the local visual information of the nodes is different. Therefore, since time synchronization is not necessary, it can be used in applications where time synchronization is impossible or when resources are consumed for time synchronization.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a network topology to which a scheduling method for an underwater floating mobile network is applied according to a third embodiment of the present invention, in which a sink node broadcasts a beacon packet including transmission transmissions of nodes; Nodes other than the sink node receiving the beacon packet of the sink node transmit the data packet to the sink node according to the transmission schedule of each node included in the beacon packet. Nodes other than sink nodes will be referred to simply as nodes.
  • the communication is performed using sound waves in the water, and the maximum relative speed ("max) between the sink node and the k-th node, the minimum value of the sound wave propagation speed in the water (e min) , and the sink node are determined. It is assumed that the total number of excluded nodes ( ⁇ ) is known
  • Fig. 9 is a cycle conceptual diagram of a scheduling method for an underwater barge mobile network according to a third embodiment of the present invention.
  • the n-th cycle is the (n + 1) -th beacon after the reception of data packets from all nodes is completed from the time when the sink node broadcasts the n-th beacon packet. It means a section up to the time when the packet starts to broadcast.
  • a scheduling method for an underwater wireless mobile network includes information on whether each node should transmit a data packet after a time delay from a beacon packet reception time. Including to send.
  • n th cycle denote the waiting time from the beacon reception of the k-th node to the transmission of the data packet. It is not necessary to specify that the n-th cycle in ", but for the sake of clarity in the description of the present invention, the appendix denotes the n-th cycle in”. Due to the mobility of the nodes, the round trip time delays of the nodes change every cycle. In the present invention, the changed round trip time delay is estimated using past ⁇ -cycle round trip time delay information, and data packets of the nodes at the sink node are estimated. To prevent incoming cobblestones from occurring.
  • the first round trip time delay between the sink node and each node and the time at which the first round trip time delay ( S. O) between the sink node and each node are obtained are known.
  • There are various methods to obtain ⁇ ⁇ 0 and 0 and the hydro network scheduling method using the polynomial interpolation method according to the third embodiment of the present invention is independent of ⁇ 0 and 0 as the number of cycles increases.
  • the steady state of the present invention according to the method used to obtain 6 *. 0 and Q
  • 10A to 10C are flowcharts illustrating a scheduling method for an underwater wireless mobile network according to a third embodiment of the present invention, where S denotes a step.
  • the sink node first performs an initialization process as shown in Equation 301 below to determine the jig, 1, which is the first cycle, using 5k 'o and ⁇ ° (S3010).
  • n _ in the second cycle (n-1) - a variable indicating the validity of the acquired k- round-trip time delay of the second node in the second cycle, s. Since we know the value of 0 , we set all to 1. Um ' k ⁇ n -In the -th cycle, the round trip time delay acquisition of the k-th node in the (nm) -th cycle.
  • the sink node receives the beacon of the k-th node in the n-th cycle using the following procedure.
  • the wait time until the data packet transmission ( ⁇ "is calculated to receive the data packets of each node in cycle units (S3020 to S3140).
  • the time delay given to the first node in the n-th cycle is set to zero.
  • the data packet of the k-th node is received k-th at the sink node, that is, the order in which the data packets arrive at the sink node.
  • One way to do this is to sort the nodes with Ul ' k value 1 in the order of smallest ⁇ , and then to sort the nodes with U value' 1 with the value of U2 ' k among the nodes with value 0 in order of ⁇ 1.
  • u u and u ⁇ k all nodes with zero values are sorted in order of decreasing alpha ,
  • the sink node estimates the round trip time delay (,) of the first node in the ⁇ -th cycle, and calculates the data packet reception completion time ( ei ) of the first node.
  • Equation 303 is a system of equations of ( ⁇ ⁇ ⁇ 1) polynomial and linear polynomial. By substituting the first-order polynomial of Equation 303 into the first-order ⁇ 1 ) polynomial of Equation 303, the result is a problem of solving the (-1) order polynomial. Equation 303 is a solution that is unique, or there is no solution, or there are multiple solutions,
  • Equation 303 the first-order (' ⁇ ⁇ 1) polynomial of Equation 303 is above or below the second-order I first-order polynomial of Equation 303. If it is.
  • the 1-th ( ⁇ -D-order polynomial of Eq. parallel to the graph is expressed in the form close, while the 2-second first-order polynomial of equation 303] is the slope of "1" '. Therefore, if it does not exist, it does not occur.
  • the J i 2 the 1-th term of [Equation 303]
  • Equation 303 ( ⁇ ⁇ 1) value I polynomial becomes the first-order polynomial. For the same reason, the slopes of the two first-order polynomials that make up Equation 303 are different, so the real solution of Equation 303 is the only one. exist. If ⁇ is 3 or more, there can be multiple solutions, including complex solutions, and multiple real numbers.
  • n min ⁇ 5 m ax , ⁇ , J
  • Equation 306 the round trip time delay ⁇ , TM of the first node is estimated in the ⁇ -th cycle, and the data packet reception completion point ei of the first node is calculated.
  • ⁇ min ⁇ 5 max , « 1 + 23 ⁇ 4 m ax C n _ x (-l x ) / c m in ⁇
  • Equation 306 when the round trip time delay is estimated using the maximum possible variation from the most recent time when the round trip time I delay of the first node is obtained, it is possible to fundamentally avoid the stone.
  • 7 ⁇ is the most recent cycle in which the round-trip delay of the 1-th node is obtained ( ⁇ denotes the time taken after the round-trip delay is obtained, and the average cycle duration is the most recent cycle.
  • S max ⁇ — l ( n _ Z l) / c mi n is the round trip time delay in the n-th cycle after the most recent round trip time delay is acquired.
  • the sink node determines whether the variable (k) is less than the last-th (K-th).
  • step S3040 if the variable k is less than the last -th (K-th) (Y), the sink node sets the variable (k) to k + 1.
  • the sink node estimates the round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle. More specifically, define '. If, that is, recent
  • the round trip time delay of the k-th node was successfully acquired during M cycles.
  • I'm a least degree polynomial.
  • a valid round trip time delay of the k-th node in the cycle "-" is obtained, and then the round trip time delay value of the k-th node is yes.
  • 3 ⁇ 4 is a ( ⁇ ⁇ 1) -order polynomial
  • Equation 307 approximates round trip time delay information obtained in the past using numerical interpolation method, and the reception of the data packet of the (k-1) -th node immediately before the data packet is obtained.
  • the round trip time delay (, ") is calculated when the k-th data packet is received at the time e n, which is the end time.
  • the k-th node sends a data packet and has a round trip time delay ( ⁇ ), and the time when the data packet of the k-th node starts to be received at the sink node ( ⁇ is 308],
  • Equation 309 the round-trip time nature of the k-th node is estimated by solving the equation (309) as follows. Equation 309
  • Equation 309 is a problem of solving a ⁇ 1) order polynomial. If is 2, the real solution exists, so the analytical solution is solved.
  • the final calculated value is determined as and, ".
  • the difference between previously calculated and currently calculated ⁇ is less than a certain value.
  • the difference between the previously calculated ⁇ and the currently calculated ⁇ If is less than a certain value, there is a way to stop the iteration process, because m less than ax , limit the value as shown in Equation 310 below.
  • Equation 311 the round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle is estimated.
  • Equation 311 max ⁇ 0, a k ⁇ 2v m ax C ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ) / 'c m in ⁇ Equation 311 is different from Equation 306, which prevents the collision of consecutive data packets.
  • the end time of the previous data packet should be in the late estimated direction, and the reception time of the next data packet should be in the fast estimated direction.
  • the wait time of the k-th node is expressed by Equation 312 using the estimated value of the time when the sink node begins to receive the data packet of the k-th node calculated in step S3070.
  • Equation 312 'k, n max ⁇ 0, e k -p k ⁇
  • step S3040 if the variable k is not smaller than the last -th (Kth) (N), the sink node determines whether the beacon packet is broadcast.
  • the shank node determines whether the beacon packet is broadcast and determines whether the cycle proceeds. On the other hand, if the beacon packet is not broadcast in the stem (S3040) (N) (that is, if the cycle is not in progress) all procedures are terminated.
  • the sink node starts the broadcast of the beacon packet at the n-th cycle ( ⁇ "). Broadcast Beacon Packets on.
  • the sink node calculates the round trip time delay of the k-th node in the n-th cycle, and obtains the round trip time delay validity value and the most recently obtained round trip time delay related information ( ⁇ , 4) is updated.
  • the sink node After broadcasting the beacon packet at time, if the reception of the data packet of the ⁇ -th node is completed or exceeds the ek time, the sink node will be successful in the successful completion of the data packet from each node in the n—th cycle. You can see whether it is received.
  • Equation 316 After successfully receiving the data packet of the k-th node in the n-th cycle, the following Equation 316 is performed.
  • Equation 316 If the data packet of the k -th node is not successfully received in the n-th cycle, the following Equation 31 is used.
  • the sink node increments n by 1 and then proceeds to step S3020 to calculate ⁇ " + ⁇ for the (n + 1) -th cycle.
  • Underwater wireless mobile network according to a third embodiment of the present invention
  • the sink node performs an initialization process, and the time delay ( ⁇ ⁇ , ⁇ ) given to the 1-th node in the ⁇ -th cycle after the sink node determines the data packet reception order.
  • the sink node estimates the round trip time delay of the first node in the ⁇ -th cycle, and calculates the completion time of receiving the data packet of the first node; ) Is less than the last-th (K-th); if the variable (k) is less than the last-th (K-th), the sink node sets the variable (k) to k + 1.
  • the sink node is a round trip of the k-th node in the n-th cycle. Estimating a delay between and; sink node by using the round-trip time delay of the estimated k- second node, the second node k- receipt of the beacon packet to be transmitted as soon as the data packet
  • the sink node calculates a waiting time ( ⁇ ") of the k-th node using an estimate of the time at which the computed k-th node's data packet starts to be received at the sink node;
  • the time at which the data packet of the k-th node is received using the estimated value of the time at which the data packet of the -th node starts to be received by the sink node p ⁇ and the calculated waiting time of the k-th node ( ⁇ ").
  • the underwater network scheduling method using the polynomial interpolation according to the present invention is determined not by an absolute time reference but by information corresponding to a time difference !, so that the local time information of each node operates correctly even if they are different from each other. Therefore, time synchronization is not necessary, so it can be used in the field of time where the time synchronization is impossible or a lot of resources are consumed for time synchronization.

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Abstract

본 발명은 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법에, 관한 것으로， 특히 시간 영역에서 충돌이 발생하지 않는 스케줄링 방법을 고려하되 특정 순간에 전송 시간이 겹치지 않도록 직교화하기 보다는 음파의 전달 속도 및 패킷 길이를 고려하여 싱크 노드에서 패킷이 패킷 트레인 형태로 연속적으로 수신되도록 하여 네트워크 효율을 향상 시킬 수 있는, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법에 관한 것이다.

Description

【발명의 설명】
【발명의명칭】
수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법
【기술분야】
본 발명은 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 관한 것으로， 특히 시간 영역에서 충돌이 발생하지 않는 스케쥴링 방법을 고려하되 특정 순간에 전송 시간이 겹치지 않도톡 작교화하기 보다는 음파의 전달 속도 및 패¾ 길이를 고려하여 싱크 노드에서 패킷이 패킷 트레인 형태로 연속적으로 수신되도록 하여 네트워크 효율을 향상시킬 수 있는， 수중 무선 이동 펴ᅵ트워크를 위한 스케즐링 방 법에 관한 것이다ᅳ 또한, 본 발명은 수중음향 무선 이동 네트워크 등과 같이 왕복시간지연이 크 고 물리 계층의 전송 속도가 낮은 네트워크 환경에서 다수의 노드들이 싱크 노드로 데이터 패킷을 시분할 다중접속 방식으로 전송하고자 할 때 노드의 이동성에 따른 왕복시간지연을 사이클 단위로 추적하여 싱크 노드가 노드들로부터 데이터 패¾을 수신함에 있어 유휴 시간을 최소화함으로써 채널 사용 효율 향상을 통한 네트워크 효율이 크게 향상될 수 있는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법에 관 한 것이다. 또한， 본 발명은 수중음향 무선 이동 네트워크 등과 같이 왕복시간지연이 크 고 물리 계층의 전송 속도가 낮은 네트워크 환경에서, 다수의 노드들이 성크 노드
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대체용지 (규칙 제 26조) 로 데이터 패킷을 시분할 다중접속 방식으로 전송하고자 할 때, 노드의 이동성에 따른 왕복시간지연을 사이클 단위로 추적하여 싱크 노드가 노드들로부터 데이터 패 킷을 수신함에 있어 유휴 시간을 최소화함으로써 채널 사용 효율 향상을 통한 네트 워크 효율이 크게 향상될 수 있는, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법 에 관한 것이다.
【배경기술】
통상적으로， 수중 무선 네트워크는 음파를 이 하며， 이렇게 음파를 사용하 는 수중 무선 네트워크에서는 전자파에 비해서 상대적으로 전달 속도가 매우 느린 음파의 전달 속도에서 기인하는 매우 긴 전파 지연， 그리고 수중음향 모템의 협소 한 대역폭에 기인하는 물리 계층의 느린 데이터 전달 속도에 의해서 길어지는 패킷 길이로 인해 발생하는 네트워크 효율성 저하를 극복하는 것이 가장 중요하다.
수중 무선 네트워크 토폴로지는 하나 또는 다수의 싱크 노드로 다수의 노드 들이 정보를 전달하는 것을 주 트래픽으로 하는 중앙 집중 방식과， 분산형의 다중 흡 방식이 있는데， 네트워크 효율 측면에서 중앙 집중 방식이 유리하다. 현재 상용 으로 운용되고 있는 모든 네트워크 방식 또한 중앙 집중식이다. 중앙 집중 방식은 공간 /시간 /주파수 /부호 둥의 자원을 직교화하여 사용하는 것이 일반적이다.
전파 지연 시간이 "0"에 가까운 공기중에서의 전자파를 이용하는 통신 네트 워크 시스템에서는， 같은 충돌 영역에 있는 두 노드가 동시에 패킷 송신을 하면 서 로 충돌을 일으키지만， 수중에서는 느린 음파의 전달 속도로 인하여 충돌을 일으키 지 않을 수도 있다. 예를 들면， 음파의 전달 속도를 1 , 500 m/s 로 가정하고， 서로 1.5 km 떨어져 있는 두 노드가 1초 길이의 데이터 패¾을 동시에 전송하면， 송신-
2
대체용지 (규칙 제 26조) 수신간 스위칭에 필요한 시간을 무시하면， 각 노드에서 송신이 끝나자마자 다른 노 드의 패킷 수신이 시작된다. 구체적으로는 0초에 두 노드가 1초 길이의 패킷을 동 시에 전송하면 1초 시점에서 두 노드는 송신이 종료되고， 바로 상대 노드의 데이터 를 수신하기 시작하므로 자신의 패킷 송신이 상대 노드의 패킷을 수신하는데 문제 를 야기하지 않게 되고， 2초 시점에는 두 노드 모두 패킷 수신이 완료된다. 만약 순차적으로 데이터를 전송한다면 총 4초의 시간이 소요되므로, 이 경우에는 네트워 크 효율이 2배 향상되는 효과를 가진다. 하지만， 이런 경우에도 두 노드가 서로 가 까워지는 방향으로 움직이는 경우에는 충돌이 발생하는데， 기존 대부분의 수중 무 선 매체접속제어 프로토콜은 이와 같은 노드의 이동성을 고려하고 있지 않다. 국내 특허 등록 제 1522279호 공보 (발명의 명칭: 수중 음향 네트워크의 정밀 시간 -경계 시분할 다중 접근 방법， 이하 특허 문헌이라 함)는 노드의 이동성을 고 려하고 있으나， 각 노드의 초기 위치를 알아야 하고 초기화 과정에서 노드가 고정 되어 있어야 하며, 각 노드의 이동 속도 정보가 매 사이클 지속적으로 갱신되어야 하며， 시간 동기화가 반드시 필요하다는 단점이 있다. 더욱이 상기 특허 문헌은 각 노드의 속도 정보를 이용하여 위치 추정을 하고 이를 기반으로 왕복 시간 지연을 추정하는 방법을 제시하고 있으나， 이는 시간이 지날수록 수중 노드의 속도 정보의 누적에 따른 오차가 커지는 환경에서 적용하는데 한계가 있었다. 또한， 상기 특허 문헌은 시간 동기화를 위한 구체적인 방안이 제시되지 않았고， 동기화 오차에 대한 대응방안이 없기 때문에 각 노드의 초기 위치 정보 S는 속도를 알 수 없거나, 시 간 동기화가 불가능한 경우에는 활용이 불가하다는 문제점이 있었다.
【발명의 내용】
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대체용지 (규칙 제 26조) [기술적 과제】
따라서 본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서 , 본 발명의 목적은 수중에서 이동 노드의 항법 정보와 무관하게 동작핥과 아울러 , 시간 동기화 가 불필요하므로 시간 동기화를 위한 별도의 패킷 교환이 필요 없으므로 네트워크 수율을 향상시킬 수 있는， 수중 무선 이동 네트워크 # 위한 스케즐링 방법을 제공 하는 데에 있다. 본 발명의 다른 목적은 수중음향 무선 이동 네트워크와 같이 왕복시간지연이 크고 물리 계층의 전송 속도가 낮은 네트워크 환경에서， 채널 사용 효율 향상을 통 한 네트워크 효율을 향상시킬 수 있고， 시간 동가화가 필요 없으므로 시간 동기화 가 불가능하거나 시간 동기화를 위해서 많은 자원이 소모되는 웅용 분야에서도 활 용이 가능하며， 오차가 누적되지 않고 주기적인 재초기화가 필요 없는， 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법을 제공하는 데에 있다ᅳ 본 발명의 또 다른 목적은 수중음향 무선 이동 네트워크와 같이 왕복시간지 연이 크고 물리 계층의 전송 속도가 낮은 네트워크 환경에서, 채널 사용 효율 향상 을 통한 네트워크 효율을 향상시킬 수 있고， 시간 동기화가 필요 없으므로 시간 동 기화가 불가능하거나 시간 동기화를 위해서 많은 자원이 소모되는 응용 분야에서도 활용이 가능하며, 오차가 누적되지 않고 주기적인 재초가화가 필요 없는， 수중 무 선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법을 제공하는 데에 있다.
【기술적 해결방법】
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시형태에 의한， 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법은 싱크 노드로부터 다수의 노드들로 초기화 패킷을 방송하는 제 1 단계; 상기 싱크 노드가 다수의 노드들로부터 제 1 설정시간 ( 7 O 동안 초기화 응답 패킷을 수신하는 제 2 단계; 상기 싱크 노드가상기 제 2 단계에 서 수신한 초기화 응답 패킷으로부터 상기 싱크 노드와 다수의 노드들 간 왕복 시 간 지연 )을 계산하는 제 3 단계; 상기 싱크 노드에 의해 초기화 웅답 패 킷 수신에 층돌이 존재하는 지의 여부를 결정하는 제 4 단계; 상기 제 4 단계에서 초기화 응답 패킷 수신에 충돌이 존재하지 않으면, 상기 싱크 노드가 상기 제 3 단 계에서 계산된 왕복 시간 지연 을 이용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으 로 노드들을 정렬하는 제 5 단계; 상기 싱크 노드에 의해 변수 0 가 1로 설정되고
1-번째 노드의 대기 시간 (^1, 1 )이 "0' '으로 설정되는 제 6 단계; 상기 싱크 노드에 의해 1-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 최
대값 ( 1, 1 )이 계산되는 제 7 단계; 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하는 제 8 단계 ; 상기 제 8 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 상기 변수 (k)를 k+1로 설정하는 제 9 단계; 상기 싱크 노드에 의해 k-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 도착하는 시각의 최소 严 in
값(쬬 i )이 계산되는 제 10 단계; 상기 싱크 노드에 의해 상기 k-번째 노드의 대기 시간 이 계산되는 제 11 단계; 상기 싱크 노드에 의해 상기 k-번째 노
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대체용지 (규칙 제 26조) 드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 도착하는 시각의 최대값 ( ' ' )을 계산한 후 상기 제 8 단계로 진행되는 제 12 단계; 상기 제 8 단계에서 상기 변수 (k)가 마 지막 -번째 (K—번째) 보다 작지 않으면， 상기 싱크 노드에 의해 1-번째 비콘 패킷이 제 3 설정 시각 ( 0, 1 )에 다수의 노드들에 방송되는 제 13 단계; 상기 성크 노드가 마지막—번째 (K-번째) 노드 데이터 패킷을 수신한 후 또는 상기 제 13 단계에 의한 闕 襲^
1-번째 비콘 패킷 방송후 제 4 설정 시간 (찌 1)을 대기하는 ^ 14 단계 ; 상기 싱크 노드에 의해 상기 싱크 노드와 상기 k-번째 노드 간 왕복 시간 지 연 (<5k,n )이 계산되는 제 15 단계; 상기 싱크 노드가 상기 제 15 단계에서 계산된 왕복 시간 지연 (6k,n )을 이용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으로 노드들을 정렬하 는 제 16 단계 ; 상기 싱크 노드에 의해 1 사이클 동안 변화할 수 있는 노드의 왕복 시간 지연 변동폭 (^max )이 계산되는 제 17 단계; 상기 변수 (k)를 1로 설정하고， 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 1—번째 노드에게 부여되는 시간 지연 을 "0"으로 설정하고， n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 擁
시작되는 시각의 최대값 ( ^ )을 계산하는 제 18 단계; 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하는 제 19 단계; 상기 제 19 단계에서 상기 변수 00가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 상기 변수 (k)를 k+1로 설정하는 제 20 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수
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대체용지 (규칙 제 26조) 신되기 시작되는 시각의 최소값 ( 을 계산하는 제 21 단계; 상기 싱크 노드 가 n—번째 사이클에서 k-번째 노드에게 부여되는 시 지연 (W«,rt )을 계산하는 제 22 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 1 노드의 데이터 패킷이 수신 되기 시작되는 시각의 최대값 ( )을 계산한 후 상기 제 19 단계로 진행되는 제 23 단계; 상기 제 19 단계예서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작지 않으면， 상기 싱크 노드에 의해 비콘 패킷 방송이 되는 지의 여부가 결정되는 제 24 단계; 및 상기 제 24 단계에서 비콘 패킷 방송이 되지 않으면 종료하는 제 25 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 일실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법은 상기 제 24 단계에서 싱크 노드에 의해 비콘 패킷 방专이 결정 되면， 상기 싱크 노 드에 의해 n—번째 사이클의 비콘 패킷이 방송되는 시각 )에 비콘 패킷이 노드 들에 방송되는 제 26 단계; 상기 싱크 노드가 마지막 -번째 (K-번째) 노드 데이터 패 킷을 수신한 후 또는 상기 n-번째 사이클에서 마지막 -번째 노드의 데이터 패¾이 수신되기 시작되는 시각의 최대값 ( ^ )을 대기하는 제 27 단계; 및 상기 싱크 노드에 의해 사이클이 1만큼 증가된 후 상기 제 15 .단계로 진행되는 제 28 단계가 수행될 수 있다.
상기 일실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법은 상기 제 4 단계에서 초기화 웅답 패킷 수신에 충돌이 존재하면， 상기 싱크 노드에
대체용지 (규칙 제 26조) 의해 재초기화 패킷이 노드들에 방송되는 제 29 단계; 상기 싱크 노드에 의해 제 2 설정 시간 ( rein ) 만큼 재초기화 응답 패킷이 수신되는 제 30 단계; 상기 싱크 노 드가 상기 제 30 단계에서 수신한 재초기화 웅답 패킷으로부터 상기 싱크 노드와 노드들 간 왕복 시간 지연 ( ^ ^ )을 계산하는 제 31 단계 ; 및 상기 싱크 노드에 의해 재초기화 응답 패¾ 수신에 층돌이 존재하는 지의 여부를 결정하는 제 32 단 계가 수행되며: 상기 제 32 단계에서 재초기화 웅답 패킷 수신에 층돌이 존재하면 상기 제 29 단계로 진행될 수 있다.
상기 일실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법은 상기 제 32 단계에서 재초기화 응답 패킷 수신에 충들이 존재하지 않으면 상기 제 5 단계로 진행될 수 있다.
상기 일실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서， 상기 제 1 설정시간 은 다음 수학식 1이에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 101]
Figure imgf000010_0001
[여기서， ^；구^^는 싱크 노드와 노드 간 왕복시간 지연의 최대값으로 서 다음 수학식 102에 의해 결정되고， 는 초기화 패킷 길이의 시간 환산 값이며, ^¾« >는 초기화 웅답 패킷 길이의 시간 환산값이며， 는 노드가
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대체용지 (규칙 제 26조) 초기화 패킷 수신 완료후에 초기화 웅답 패킷을 송신하기까지 소요되는 시간임
[수학식 102]
Figure imgf000011_0001
(I"은 모템의 최대 통신반경, C는 음파 속도)] 상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서， 상기 싱크 노드와 다수의 노드들 간 왕복 시간 지연 )은 다음의 수학식 103에 의해 결정될 수 있다. [수학식 Κ)3]
Figure imgf000011_0002
[여기서 , trRP H)는 노드 (H)로부터 수신된 초기화 웅답 패킷의 수신 시각이 고， i 는 초기화 패킷 방송 시간임] 상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법에 있어서， 상기 1-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 수신되기 시작하는
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대체용지 (규칙 제 26조) 雞
시각의 최대값 ( )은 다음의 수학식 108에 의해 결정될 수 있다ᅳ
[수학식 108]
[여기서, 0, 1은 싱크 노드에 의한 최초의 비 패킷 방송 시각이며， 는 비콘 패킷 길이의 시간 환산값이며， ^1,1은 1-번째 노프의 왕복시간 지연이며, ri은
1-번째 노드의 싱크 노 H와의 왕복시간 지연이 획득된 시점이며 , V은 싱크 노드와 노드 간의 최대 상대 속력임] 상기 일실시형태에 의한， 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 k-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱 3 노드에 도착하는 시각의 최 소값 (화 )은 다음의 수학식 113에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 113]
[여기세 은 k-번째 노드의 왕복 시간 지연이고, ^는 ^！가 획득된 시 각임]
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 일실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 k-번째 노드의 대기 시간 은 다음의 수학식 114에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 114]
Figure imgf000013_0001
[여기서, max{A,B}는 A, B 둘 중에서 큰 값을 선택하는 함수이고，
Figure imgf000013_0002
k-i-번째 노드의 데이터 패¾이 싱크 노드에 도착하는 시 각의 최대값으로서 아래의 수학식 112에 의해 결정되며, 씨ᅳ" : 은 k-1-번째 노드의 데이터 패킷 길이의 시간환산 값임
[수학식 112]
1- 0.1 + + 1,1 — ^
은 k-i-번째 노드의 왕복시간 지연이: a, feᅳ ι,ι은 k-i-번째 노 ᅳ의 대기시간이며， 은 1，1이 획득된 시간임)] 상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에
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대체용지 (규칙 제 26조) 있어서， 상기 싱크 노드와 상기 k-번째 노드 간 왕복 시간 지연 (5k.n)은 다음의 수 학식 115에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 115]
Figure imgf000014_0001
[여기서， 은 n-번째 사이클의 비콘 패킷이 방송되는 시각이고， 은 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷의 수신이 시작되는 시각이며,
，"은 n-번째 사이클에서 k-번째 노드에게 부여되는 시간 지연이며， n은 n- 번째 사이클에서의 비콘 길이 시간 환산값임]
상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서, 상기 1 사이클 동안 변화할 수 있는 노드의 왕복 시간 지연 변동 폭 ( max)은 다음의 수학식 116에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 116]
Figure imgf000014_0002
[여기서， n- l은 (n-l)-번째 사이클에서의 데이터 패킷의 수신 시작 시각
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대체용지 (규칙 제 26조) oil
J 상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어세 각 노드의 (n-1)-번째 사이클에서 데이터 패¾의 수신 시각 (^,ηᅳ 1)과 η- 번째 사이클에서 데이터 패킷의 수신 시각 ( ， η)의 차이는 다음의 수학식 117과 같 이 근사할 수 있다.
[수학식 117]
Figure imgf000015_0001
상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서， 상기 제 2 설정 시간 (쭈 ein )은 다음의 수학식 105에 의해 결정될 수 있 다.
[수학식 105]
¾ft : == ' ¾； ax + ^^m^^:':^mRP^''''^
[여기서， DRIRQ는 재초기화 패킷 길이의 시간 환산값이고, 는 재초 기화 웅답 패킷 길이의 시간 환산값임]
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서, 상기 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의 최대값 ( 피 )은 다음의 수학식 118에 의해 결정될 수 있다.
[수학식 118]
Figure imgf000016_0001
[여기서, di,«- i은 n-1-번째 사이클에서의 1-번째 노드의 왕복 시간 지연이 며， 찌,«은 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷 길이의 시간 환산값임] 상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서, 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되 기 시작되는 시각의
Figure imgf000016_0002
다음의 수학식 119에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 119]
Figure imgf000016_0003
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대체용지 (규칙 제 26조) [여기서， * ,η - ι은 η-1-번째 사이클에서의 번째 노드의 왕복 시간 지연 임]
상기 일실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드에게 부여되는 시간 지 연 (Wk^ )은 다음의 수학식 o에 의해 계산될 수 있다ᅳ
[수학식 120]
^^ 铺聽雜 辆， ,
[여기서， 은 n-번째 사이클에서 k-1-번째 노드의 데이터 패킷 이 수신되기 시작되는 시각의 최대값임]
상기 일실시형태에 의한, 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법에 있어서, 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패¾이 수신되
.M
t ' '：'■
기 시작되는 시각의 최대값 ( K ,n )은 다음의 수학식 121에 의해 계산될 수 있 다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 121]
Figure imgf000018_0001
은 n—번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이의 시간 환산값 임] 상기의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법은 전송 스케줄을 포함하고 있는 비콘 패 킷올 방송하는 하나의 싱크 노드와, 상기 싱크 노드의 비콘 패킷을 수신하여 전송 스케쥴에 따라서 데이터 패킷을 상기 싱크 노드로 전송하는 다수의 노드들로 구성 된 네트워크 토폴로지에서 시분할 다중접속을 하는, 수중 무선 이동 네트워크를 위 한 스케줄링 방법으로서 : 상기 싱크 노드가 초기화 과정을 수행하는 제 1 ' 단계; 상기 싱크 노드가 데이터 패킷 수신 순서를 결정한 후 n-번째 사이클에서 1-번째 노드에게 부여되는 시간 지연 ( ^1'" )을 0으로 설정하는 제 2 ' 단계; 상기 싱크 노 드가 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 ( 'ᅳ" )을 추정하고, 1-번째 노 드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 을 계산하는 제 3 ' 단계; 상기 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하는 제 4 ' 단계; 상기 제 4 ' 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K—변째) 보다 작으면， 상기 싱크 노드가 상기 변수 (k)를 k+1로 설정하는 제 5 ' 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이 클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하는 제 6 ' 단계; 상기 싱크 노드
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대체용지 (규칙 제 26조) 가 상기 제 6' 단계에서 추정된 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 이용하여， k- 번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신할 때, k-번째 노드의 데이 터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 (^ )을 계산하는 제 T 단계; 상기 싱크 노드가 상기 제 T 단계에서 계산된 }ί-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 을 이용하여 k—번째 노드의 대 기 시간 ( ^ " )을 계산하는 제 8' 단계; 및 상기 싱크 노드가 상기 제 T 단계에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정 값 과 상기 제 8' 단계에서 계산된 k—번째 노드의 대기 시간 (^ " )을 이용하 여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완료되는 시각의 추정값 (^ 을 계산한 후 상기 제 4' 단계로 진행되는 제 9' 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법 에 있어서， 상기 제 4' 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작지 않으면, 상기 싱크 노드가 비콘 패킷의 방송 유무를 판단하는 제 10' 단계를 더 포 함하고; 상기 제 10' 단계에서 비콘 패킷이 방송되지 않으면 모든 절차를 종료할 수 있다.
상기 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법 에 있어서， 상기 제 10' 단계에서 비콘 패킷이 방송되면, 상기 싱크 노드는 n-번째 사이클에서 싱크 노드가 비콘 패킷을 방송하기 시작하는 시각 에 비콘 패킷을 방송하는 제 11' 단계; K-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 완료되었거나 K-번째 노 드의 데이터 패킷이 수신 완료되는 시각의 추정값 이 초과되는 제 12' 단계;
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 싱크 노드는 n-번째 사아클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 (^.")을 계산하 고， 왕복 시간 지연 획득 유효성 값( Ui'k 및 U2'k ) 및 가장 최근에 획득된 왕 복 시간 지연 관련 정보 )를 갱신하는 제 13' 단계; 및 상기 싱크 노드가 η 을 1만큼 증가시킨 후 상기 제 2' 단계로 진행되는 제 14' 단계를 포함할 수 있다. 상기 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법 에 있어서， 상기 제 Γ 단계에서 상기 싱크 노드는 다음의 [수학식 201]과 같이 초 기화 과정을 수행할 수 있다.
[수학식 201] ri- 1, fci,fc = 1， ¾ = = ¾ ο, <¾ = CD
["υ는 η-번째 사이클에서 , (η-1)-번째 사이責에서의 k-번째 ; 노드의 왕복' 시간지연 획득의 유효성을 나타내는 변수이며; U2, k는 n-번째 사이클에세 (n-2)- 번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의 유효성을 나타내는 변수이 며' ; α 는 가장 최근에 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며; 는 "^가 얻어진 사이클이며 ; S*.0는 싱크 노드와 각 노드간의 최초 왕복시간지연이며 ; Co는 1—번째 사이클 이전의 지속시간이며; 는 다음의 수학식 202와 같이 추정되어 정해짐 ]
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 202]
Figure imgf000021_0001
[ D k, i은 1-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임] 상기 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트쒀크를 위한 스케즐링 방법 에 있어서， 상기 제 3 ' 단계는 최근 두 사이클 동안 1-번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우에는 다음의 [수학식 203]과 같이 n-번째 사이클에서 1-번 째 노드의 왕복시간지연 을 추정하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 을 계산할 수 있다.
[수학식 203]
Figure imgf000021_0002
[ ^는 가드 시간이고, 1은 n-1-번째 사이클에서 획득된 1-번째 노드의 왕복시간지연이며， Α "은 η-번째 사이클에서 비콘 패킷 길이를 시간으로 환산한
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대체용지 (규칙 제 26조) 값이며, ，^ 은 n-i-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신되기 시작하는 시각이며， 긔은 다음의 수학식 204와 같음]
[수학식 204]
Figure imgf000022_0001
[ ,„— 2은 n_2_번째 사이클에서 획득된 1-번째 노드의 왕복시간지연이며， ，" - 2은 n-2-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되 기 시작하는 시각임]
상기 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법 에 있어서， 상기 [수학식 203]은 다음과 같은 연립 방정식인 [수학식 206]을 풀어 서 얻어질 수 있다.
[수학식 206]
Figure imgf000022_0002
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대체용지 (규칙 제 26조) Γ ·"은 η-번째 사이클에서 1—번째 노드의 데이터 패킷 수신 시각 에 대한 추정값임] 상기 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법 에 있어서， 상기 제 3 ' 단계는 최근 두 사이클 동안 1" "번째 노드의 왕복시간지연이 1번 이상 성공적으로 획득되지 못한 경우에는 다음의 [수학식 205]와 같이 η-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 ( ei )을 계산할 수 있다.
[수학식 205]
[Sm ax는 왕복시간지연의 최대값이고， α1은 가장 최근에 획득된 1-번째 노 드의 왕복시간지연이며， "m ax는 싱크 노드와 k-번째 노드간의 최대 상대속도이며， ^一工은 n-1-번째 사이클의 지속시간이며， 은 1-번째 노드의 왕복시간지연이 획득 된 가장 최근 사이클이며， Cm in은 수중에서의 최소 음파 전달 속도임 ] 상기 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법
21
대체용지 (규칙 제 26조) 에 있어서， 상기 제 6 ' 단계는 최근 두 사이클 동안 번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우에는， 다음의 [수학식 20 과 같이 n-번째 사이클에서 k-번 째 노드의 왕복시간지연 위을 추정할 수 있다.
[수학식 207]
= ¾rt- I + ， 1ᅳ¾ — 1 ) 은 n-1-번째 사이클에서 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며, →은 k-1-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정 값이며, 스은 n-i-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각이며， X 은 다음의 수학식 211과 같음] [수학식 211]
X . ― ¾^--1： ~ ¾, ᅳ
— 2는 η-2-번째 사이클에서 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며， ,„- 2는 n— 2-번째 사이클에서 k—번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각임]
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법 에 있어서， 상기 제 6 ' 단계는 최근 두 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연이 1번 이상 성공적으로 획득되지 못한 경우에는 다음의 [수학식 212]와 같이 n-번째 사이클에서 k—번째 노드의 왕복시간지연 을 추정할 수 있다. [수학식 212]
는 *^ ^가 얻어진 사이클임] 상기 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법 에 있어서， 상기 제 7 ' 단계에서， 상기 k-번째 노드의 1 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 )은 다음의 [수학식 213]과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 213]
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트쒀크를 위한 스케즐링 방법 에 있어서， 상기 제 8 ' 단계에서， 상기 k-번째 노드의 대기 시간 ( "^. " )은 다음의 [수학식 214]와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 214]
상기 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법 에 있어서, 상기 제 9 ' 단계에서, 최근 두 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지 연이 성공적으로 획득된 경우쎄는 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수 신 완료되는 시각의 추정값 ( e* )은 다음의 [수학식 215]와 같이 계산될 수 있다 ;. [수학식 215]
[ ,η은 η-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임] 상기 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법
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대체용지 (규칙 제 26조) 에 있어서, 상기 제 9 ' 단계에서， 최근 두 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지 연이 1번 이상 성공적으로 획득되지 못한 경우에는 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정값 은 다음의 [수학식 216]과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 216]
상기 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법 에 있어서， 상기 제 13 ' 단계에서， 상기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ( "ι· 및
"2. * )을 갱신하기 위해서， 다음의 [수학식 21기과 같이 모든 노드들에 대하여 상 기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ( "2. )을 갱신하고, n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하였으면, 다을의 [수학식 218]과 같이 하 며, n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하지 못한 경 우에는 다음의 [수학식 219]와 같이 하며, 상기 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지 연 관련 정보 는 다음의 [수학식 220]와 같이 같이 갱신하몌 또한, 상기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ( U l ^ )이 1인 경우에는， 다음의 [수학식 221]과 같이 n- 번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 계산하고, 최근에 획득된 왕 복 시간 지연 관련 정보 ( α )를 갱신할 수 있다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 217]
u2,k ~ Ul c ,
[수학식 218]
[수학식 219]
Figure imgf000028_0001
[수학식 220]
Figure imgf000028_0002
[수학식 221]
¾n
Figure imgf000028_0003
상기 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법서， k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신하여 왕복시간
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대체용지 (규칙 제 26조) 지연 ( 6 ")을 가지면서 싱크 노드에 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작하 는 시각 (P^ )는 다음의 [수학식 208]과 같이 계산되며， 이때， p^ e'~ i 인 경우에 는 다음과 같이 [수학식 209]를 풀어서， 다음의 [수학식 210]과 같이 k-번째 노드 의 왕복시간지연을 추정하며， 상기 [수학식 210]에서 *·"은 상기 [수학식 211]과 같을 수 있다.
[수학식 208]
[수학식 209]
^k,n ~ ¾,n - 1： + J¾i¾ (iA¾n.― ί¾. η - ι )
[수학식 210]
Figure imgf000029_0001
二 ― ψ ~~" &k - l "卜瑪, ― i
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시형태에 의한, 수중 무 선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법은 전송 스케줄을 포함하고 있는 비콘 패킷
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대체용지 (규칙 제 26조) 을 방송하는 하나의 싱크 노드와， 상기 싱크 노드의 비콘 패킷을 수신하여 전송 스 케쥴에 따라서 데이터 패킷을 상기 싱크 노드로 전송하는 다수의 노드들로 구성된 네트워크 토폴로지에서 시분할 다중접속을 하는, 다항식 보간법을 이용한 수중 네 트워크 스케줄링 방법으로서: 상기 싱크 노드가 초기화 과정을 수행하는 제 1" 단 계; 상기 싱크 노드가 데이터 패킷 수신 순서를 결정함 후 n-번째 사이클에서 1-번 째 노드에게 부여되는 시간 지연 을 0으로 설정하는 제 2" 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 ( ^,„. )을 추정하고， 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 을 계산하는 제 3" 단계; 상기 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하는 제 4" 단계; 상기 제 4" 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막—번째 (K-번째) 보다 작으면， 상기 싱크 노드가 상기 변수 (k)를 k+1로 설정하는 제 5" 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이 클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하는 제 6" 단계; 상기 싱크 노드 가 상기 제 6" 단계에서 추정된 k-번째 노드의 왕복시간지연 (^," )을 이용하여, k- 번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신할 때, k-번째 노드의 데이 터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( ^^ᅵ을 계산하는 제 7" 단계; 상기 싱크 노드가 상기 제 7" 단계에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 을 이용하여 k-번째 노드의 대 기 시간 ( ^ ' " )을 계산하는 제 8" 단계; 및 상기 싱크 노드가 상기 제 7" 단계에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정
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대체용지 (규칙 제 26조) 값 과 상기 제 8" 단계에서 계산된 k-번째 노드의 대기 시간 ( ^^ "；！을 이용하 여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완료되는 시각의 추정값 을 계산한 후 상기 제 4" 단계로 진행되는 제 9" 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법은 상기 제 4" 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막—번째 (K-번째) 보다 작지 않으 면， 상기 성크 노드가 비콘 패킷의 방송 유무를 판단하는 제 10" 단계를 더 포함하 고; 상기 제 10" 단계에서 비콘 패킷이 방송되지 않으면 모든 절차를 종료할 수 있 다. 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법은 상기 제 10" 단계에서 비콘 패킷이 방송되면, 상기 싱크 노드는 n-번째 사 이클에서 싱크 노드가 비콘 패킷을 방송하기 시작하는 시각 에 비콘 패킷을 방송하는 거 1 11" 단계; K-번째 노드의 데이터 패킷 수—신이 완료되었거나 K-번째 노 드의 데이터 패킷이 수신 완료되는 시각의 추정값 어 초과되는 제 12" 단계; 상기 싱크 노드는 n-번째 사아클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 계산하 고， 왕복 시간 지연 획득 유효성 값( , ¾ ) 및 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지 연 관련 정보 ， )를 갱신하는 제 13" 단계 ; 및 상기 성크 노드가 η을 1만큼 증가시킨 후 상기 제 2" 단계로 진행되는 제 14" 단계를 포함할 수 있다.
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 또 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서， 상기 제 1" 단계에서 상기 싱크 노드는 다음의 [수학식 301]과 같 이 초기화 과정을 수행할 수 있다.
[수학식 301]
n = 1， u k = 1, lk = 0, ak = 6kt0, C0 = CD
[^는 ^보다 작거나 같은 자연수이고; m = 2'3'- 'A 이며 ; "L*는 ^번 째 사이클에서, (η-1)-번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의 유효 성을 나타내는 변수이며; U n'k ^ n-번째 사이클에서, (n-m)-번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의 유효성을 나타내 변수이며 ; α 는 가장 최 근에 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며; 는 α ^가 얻어잔 사이클이며; δ .0는 싱크 노드와 각 노드간의 최초 왕복시간지연이며; ^는 1-번째 사이클 이전 의 지속시간이며 ; 는 다음의 수학식 302와 같이 추정되어 정해짐]
[수학식 302]
κ
CD = min{ii,0, ■■·, ½,0}+∑Dk,i
k= 1
[Dk,i은 1-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임]
30
대체용지 (규칙 제 26조) 상기 또 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 제 3" 단계는 최근 M 사이클 동안 1-번째 노드의 왕복시간지 연이 성공적으로 획득된 경우가 /ο (2 이상인 자연수라 함)회 이상인 경우에는 다음 의 [수학식 303]과 같이 η-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 (^," )을 추정하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 ( ei )을 [수학식 305]와 같이 계산할 수 있다.
[수학식 303]
지나는 최소 차수의 다항식이며; ^, 은 η—번째 사이 #에서 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 시각 ( ^ " )에 대한 추정값이며; ^. "은 η-번째 사이클에서 싱크 노드가 비콘 패킷을 방송하기 시작하는 시각이며; Db' n-번째 사이클에서 비콘 패킷 길 이홑 시간으로 환산한 값이며; 히"은 다음 수학식 304와 같이 값을 제한함]
31
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 304]
,n = min{ max,ᅳ^， J [ max는 왕복시간지연의 최대값임]
[수학식 305]
Figure imgf000034_0001
은 η-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값이며; "^는 가드 시간임 ] 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 [수학식 303]은 다음과 같이 반복적으로 해가 구해질 수 있 다.
1) ^,"의 초기값을 ^,η = ο,η+ Α,η + «ι 또는 ϊΐ,η = ^Ο, + Db,n + ^max 과 같이 정하고，
2) 상기 초기값 έι,"을 이용하여 [수학식 303]으로부터 ."을
= < ( i,J과 같이 계산하며 ,
3) 상기 2)에서 계산된 ᅳ"을 이용하여 "을 == ίο,η +
과 같이 계산하고，
32
대체용지 (규칙 제 26조) 4) 상기 3)에서 계산된 ^ι,"으로부터 을 ,„ = < (U과 같이 계산 하며，
5) 상기 4)에서 계산된 을 이용하여 을 1，" = n+ " + ^ᅳ η 과 같이 계산하고,
6) 상기 5)에서 계산된 으로부터 ^ι,η을 ^- dd'J과 갈이 계산 하는 과정을 설정된 횟수만큼 반복한 후에， 최종적으로 계산되는 값을 ，"과 으로 확정함 (이때， 반복 횟수를 정하지 않고， 이전에 계산된 ，"과 현재 계산 된 1，™의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 층단하는 방법이나 또는 이전 에 계산된 1，"과 현재 계산된 "의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 증 단함) 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이통 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 제 3" 단계는 최근 사이클 동안 1-번째 노드의 왕복시간 지연이 성공적으로 획득된 경우가 Jo회 미만인 경우에는, 다음의 [수학식 306]과 같이 n-번째 사이클에서 1—번째 노드의 왕복시간지연 (^'"j을 추정하고， 1-번째 노 드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 )을 계산할 수 있다，
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 306] ,η = min{5max, 1 +2vmAXCn-1{n-ll)/cmin}
ei + Db,n十 δι>η
[α1은 가장 최근에 획득된 1-번째 노드의 왕복시간지연이며, 는 싱크 노드와 k-번째 노드간의 최대 상대속도이며 , C„— 은 n_L -번째 사이클의 지속시간 이며， 은 1-번째 노드의 왕복시간지연이 획득된 가잠 최근 사이클이며, Cmin은 수증에서의 음파 전달 속도의 최소값임] 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 제 6" 단계는 최근 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간 지연이 성공작으로 획득된 경우가 。회 이상인 경우에는， 다음의 [수학식 30기과 같이 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정할 수 있다.
[수학식 307]
Figure imgf000036_0001
나는 최소 차수의 다항식이고; — 는 ("ᅳ 사이클에서 k-번째 노드의 유효 한 왕복시간지연 값이며; -1은 (k-l)-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서
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대체용지 (규칙 제 26조) 수신 완료되는 시각의 추정값임 ] 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서， 상기 제 6" 단계에서 k—번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신하여 왕복시간지연 을 가지면서 싱크 노드에 k-번째 노드의 데이 터 패킷이 수신되기 시작하는 시각 ( ^ )은 다음 [수학식 308]과 같이 계산될 수 있 다.
[수학식 308]
Pk ~ Ο, η + ^b, n + ^k, n 상기 또 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 제 6" 단계는 P > ek→ 인 경우에는 다음의 [수학식 309]와 같이 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정활 수 있다. [수학식 309]
Figure imgf000037_0001
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 있어서， 상기 [수학식 '309]는 다음과 같이 반복적으로 해가 구해질 수 있
1' ) 의 초기값을 A a ^ 0,n +
Figure imgf000038_0001
+ fc 또는 tk,n ― *0,η + ·« + ax과 같이 정하고，
2') 상기 초기값 을 이용하여 [수학식 309]로부터 ^^을
^fe, = QkHk,n)과 같이 계산하며 ,
3') 계산된 을 이용하여 ^,η을 * Α·,η = t(),n + Α,η + ^k,n jZ). 갈이 계산 하고,
4') 상기 3')에서 계산된 으로부터 ^ 을 ,n = Q ' 과 같이 계 산하며，
5') 상기 4')에서 계산된 을 이용하여 을 ik,n ― *0,n + ,» + ^k,n,과 같이 계산하고,
6') 상기 5')에서 계산된 으로부터 을 = 과 같이 계산하는 과정을 설정된 횟수만큼 반복한 후에， 최종적으로 계산되는 값을 ^, 과 으로 확정함 (이때 , 반복 횟수를 정하지 않고 , 이전에 계산된 ^^과 현재 계산
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대체용지 (규칙 제 26조) 된 ^^의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 충단하는 방법이나 또는 이전 에 계산된 "과 현재 계산된 ^"의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 증 단함) 상기 또 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서, 상기 ^ 은 다음의 [수학식 310]과 같이 값을 제한할 수 있다. [수학식 310]
, n 二 mirr m ax, Ski 상기 또 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 제 6" 단계는 최근 M 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간 지연이 성공적으로 획득된 경우가 ^회 미만인 경우에는， 다음의 [수학식 311]과 같아 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정할 수 있다. [수학식 311]
,n = max{ 0, k - 2vm ax Cn _ ! ( - lk )/ cm in } 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링
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대체용지 (규칙 제 26조) 방법에 있어서， 상기 제 7" 단계에서 상기 k—번째 노 H의 데이터 패킷이 싱크 노드 에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( ^ 은 다음의 [수학식 308]에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 308]
Pk = ^Ο, η + ^b, n + ^k, n 상기 또 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 있어서， 상기 제 8" 단계에서 상기 k-번째 노드의 대기 시간 ( ^ " )은 다음 의 [수학식 312]에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 312]
wk> n = max{0, ek- pk}
상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서， 상기 제 9" 단계에서， 최근 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시 간지연이 성공적으로 획득된 경우가 o회 이상인 경우에는 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정값 은 다음의 [수학식 313]과 같이 계산될 수 있다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 313]
[D^"^ n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임] 상기 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서， 상기 제 9" 단계에서， 최근 M 사이클 동안 1-번째 노드의 왕복시 간지연이 성공적으로 획득된 경우가 °회 미만인 경우에는 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정값 은 다음의 [수학식 314]와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 314]
ek = n + Db.n + wk,n + min{(5max, k + 2tmax Cn_ i (n - lk)/cm[n } + Dk,n
상기 또 다른 실시형태에 의한, 수중 무선 이통 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 있어서， 상기 제 13" 단계에서， 상기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 (^m,fc)을 갱신하기 위해서 , 다음의 [수학식 315]과 같이 모든 노드들에 대하여 상기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값(¾ ， )을 갱신하고, n-번째 사이클에서 k-번
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대체용지 (규칙 제 26조) 째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하였으면， 다음의 [수학식 316]과 같이 하며, n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하지 못한 경우에는 다음의 [수학식 31기과 같이 하며， 상기 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (^)는 다음의 [수학식 318]과 같이 갱신하며， 또한， 상기 왕복 시 간 지연 획득 유효성 값이 )이 1인 경우에는, 다음의 [수학식 319]와 같이 n-번 째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 (^.")을 계산하고， 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (α )를 갱신할 수 있다.
[수학식 315]
+ l,k ᅳ , k
[수학식 316] Ul,k = 1
[수학식 317]
ulik = 0
[수학식 318]
h二 max{lk,nui;k},
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 319]
^k, n = tfc, n ~ (tQ, n + Dh n + Wk n ) ,
[유리한 효과]
본 발명의 일실시형태에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한스케즐링 방 법에 의하면, 싱크 노드로부터 다수의 노드들로 초기화 패킷을 방송하고， 싱크 노 드가 다수의 노드들로부터 제 1 설정시간 동안 초기화 웅답 패킷을 수신하 몌 상기 싱크 노드가 수신한 초기화 응답 패킷으로부터 싱크 노드와 다수의 노드 들 간 왕복 시간 지연 (^7^^ )을 계산하며， 싱크 노드에 의해 초기화 웅답 패킷 수신에 충돌이 존재하는 지의 여부를 결정하고， 초기화 응답 패킷 수신에 충돌이 존재하지 않으면 싱크 노드가 계산된 왕복 시간 지연 ( ^ 을 이용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으로 노드들을 정렬하며, 싱크 ¾드예 의해 변수 (k)가 1로 설 정되고 1-번째 노드의 대기 시간 (^1，1 )이 'Ό"으로 설정되며， 싱크 노드에 의해 1- 번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되 ί기 시작하는 시각의 최대
Figure imgf000043_0001
계산되며, 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하고, 변수 0 가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 변수 (k)를 k+1로 설정하고， 싱크 노드에 의해 k-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 도착하는 시각의
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대체용지 (규칙 제 26조) 최소값 ( 1 )이 계산되며， 싱크 노드에 의해 k-번째 노드의 대기 시간 ( ^, 1 ) 이 계산되며, 싱크 노드에 의해 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 도착하
는 시각의 최대값 ( )을 계산한 후 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작지 않으면, 싱크 노드에 의해 1-번째 비콘 패킷이 제 3 설정 시각 fu )에 다수의 노드 들에 방송되고， 싱크 노드가 마지막 -번째 (K-번째) 노드 떼이터 패킷을 수신한 후
또는 1-번째 비콘 패킷 방송후 제 4 설정 시간 ( ，1 )을 대기하며， 싱크 노드에 의해 싱크 노드와 k-번째 노드 간 왕복 시간 지연 (5k.n )이 계산되며， 싱크 노드가 계산된 왕복 시간 지연 (6^ 을 이용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으 로 노드들을 정렬하며， 싱크 노드에 의해 1 사이클 동안 변화할 수 있는 노드의 왕 복 시간 지연 변동폭 ( max )이 계산되며, 변수 (k)를 1로 설정하고, 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 1—번째 노드에게 부여되는 시간 지연 ( 1 )을 "0"으로 설정하 고， n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의 최 顯^
대값 ( )을 계산하며, 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하여 변수 (k)가 마지막 -번째 (K—번째) 보다 작으면 변수 (k)를 k+1로 설정하고, 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k—번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는
시각의 최소값 ( 을 계산하며， 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드
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대체용지 (규칙 제 26조) 에게 부여되는 시간 지연 (Wk.rt )을 계산하며， 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번 째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의 최대값 ( )을 계산한 후 변수 (k)가 마지막 -번째 (κ—번째) 보다 작지 않으면, 싱 a 노드에 의해 비콘 패킷 방 송이 되는 지의 여부가 결정되며， 비콘 패킷 방송이 되지 않으면 종료하도록 구성 됨으로써，
첫째， 수중에서 이동 노드의 항법 정보와 무관하게 동작하며，
둘째， 시간 동기화가 불필요하므로 시간 동기화를 위한 별도의 패킷 교환이 필요 없으므로 네트워크 수율을 향상시킬 수 있으며,
셋째， 스케쥴 정보가 절대 시간 기준이 아니라 시간 차이에 해당하는 정보에 의해서 결정되므로 각 노드들의 로컬 시각 정보가 서로 상이하더라도 정확하게 동 작하며,
넷째， 매 사이클 종료 시점에 싱크 노드와 노드간 왕복 시간 지연 정보에 대 한 정확한 값이 측정되므로 스케즐 정보는 시간이 지남에 따라서 오차가 누적되지 않아서 주기적인 재초기화가 팔요 없다는 뛰어난 효과가 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에 의한， 수중 부선 이동 네트워크를 위한 스 케줄링 방법에 의하면， 싱크 노드가 초기화 과정을 수행하고; 싱크 노드가 데이터 패¾ 수신 순서를 결정한 후 n-번째 사이클에서 1-번째 노드에게 부여되는 시간 지 연 ( ^ι,η )을 0으로 설정하며; 싱크 노드가 η-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복
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대체용지 (규칙 제 26조) 시간지연 (^. " )을 추정하고， 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 ( ei )을 계 산하며; 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막 -번째 α-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하며; 상기 판단에서 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면， 싱크 노드 가 상기 변수 (k)를 k+1로 설정하며; 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k—번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하며; 싱크 노드가상기 추정된 k-번째 노드의 왕복시간 지연 ( " )을 이용하여， k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신 할 때， k—번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정 값 을 계산하며; 싱크 노드가 상기 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( ^ )을 이용하여 k—번째 노드의 대기 시 간 을 계산하며; 그리고 싱크 노드가 상기 계산된 k-번째 노드의 데이터 패 킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( )과 상기 계산된 k-번째 노 드의 대기 시간 ( ^ " )을 이용하여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완료되는 시 각의 추정값 ( e* )을 계산한 후 상기 판단 과정으로 진행되도록 구성됨으로써:
즉， 수중음향 무선 이동 네트워크 등과 같이 왕복시간지연이 크고 물리 계층 의 전송 속도가 낮은 네트워크 환경에서， 다수의 노 들이 싱크 노드로 데이터 패 킷을 시분할 다중접속 방식으로 전송하고자 할 때, 노드의 이동성에 따른 왕복시간 지연을 사이클 단위로 추적하여 싱크 노드가 노드 #로부터 데이터 패킷을 수신함에 있어 유휴 시간을 최소화함으로써 채널 사용 효율 향상을 통한 네트워크 효율이 크 게 향상될 수 있다는 뛰어난 효과가 있다. 특히, 노드 수가 증가할수록 네트워크 효율 향상 정도는 더욱 증가한다. 본 발명에 따른 수증 무선 이동 네트워크를 위한-
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대체용지 (규칙 제 26조) 스케즐링 방법은 절대 시간 기준이 아니라, 시간 차이에 해당하는 정보에 의해서 결정되므로 , 각 노드들의 로컬 시각 정보가 서로 상이하더라도 정확하게 동작한다 . 따라서 시간 동기화가 필요 없으므로 시간 동기화가 불가능하거나 시간 동기화를 위해서 많은 자원이 소모되는 옹용 분야에서도 활용이 가능하다는 장점이 있다. 또한， 왕복 시간지연 정보에 대한 정확한 값이 매 사이클마다 얻어지므로， 오차가 누적되지 않고 주기적인 재초기화가 필요 없다는 뛰어난 효과가 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케 즐링 방법에 의하면， 싱크 노드가 초기화 과정을 수행하고 ; 상기 싱크 노드가 데이 터 패킷 수신 순서를 결정한 후 n-번째 사이클에서 1-번째 노드에게 부여되는 시간 지연 ( i , n )을 0으로 설정하며; 싱크 노드가 n—번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕 복시간지연 (^,« )을 추정하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 을 계산하며; 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막—번째 0 번째)보다 작은 지의 여부를 판단하며; 상기 판단에서 변수 0 가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면, 싱크 노드 가 변수 (k)를 k+1로 설정하며; 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복 시간지연 을 추정하며; 싱크 노드가 상기 추정 ¾ k-번째 노드의 왕복시간지 연 을 이용하여, k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신할 때, k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정 값 을 계산하며; 싱크 노드가 계산된 k-번째 노도의 데이터 패¾이 싱크 노드 에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( ^ )을 이용하여 k-번째 노드의 대기 : 시
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대체용지 (규칙 제 26조) 간 을 계산하며; 상기 싱크 노드가 상기 계산된 k_번째 노드의 데이터 패킷 이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( Ρί 과 상기 계산된 k-번째 노드 의 대기 시간 ( ^ " )을 이용하여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완료되는 시각 의 추정값 을 계산한 후 상기 판단 과정으로 진행되도록 구성됨으로써:
즉， 수중음향 무선 이동 네트워크와 같이 왕복시간지연이 크고 물리 계층의 전송 속도가 낮은 네트워크 환경에서， 채널 사용 효율 향상을 통한 네트워크 효율 을 향상시킬 수 있고， 시간 동기화가 필요 없으므로 시간 동기화가 불가능하거나 시간 동기화를 위해서 많은 자원이 소모되는 웅용 분야에서도 활용이 가능하며, 오 차가 누적되지 않고 주기적인 재초기화가 필요 없다는 뛰어난 효과가 있다. 특히, 노드 수가 증가할수록 네트워크 효율 향상 정도는 더욱 증가한다. 본 발명에 따른 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법은 절대 시간 기준이 아니라， 시간 차이에 해당하는 정보에 의해서 결정되므로， 각 노드들의 로컬 시각 정보가 서로 상이하더라도 정확하게 동작한다. 따라서 시간 동기화가 필요 없으므로 시간 동기 화가 불가능하거나 시간 동기화를 위해서 많은 자원이 소모되는 응용 분야에서도 활용이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 왕복 시간지연 정보에 대한 정확한 값이 매 사이클마다 얻어지므로, 오차가 누적되지 않고 주기적인 재초기화가 필요 없다는 뛰어난 효과가 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 수중 무선 여동 네트워크를 위한 스케 즐링 방법이 적용되는 네트워크 토폴로지를 나타내는 도면이다.
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대체용지 (규칙 제 26조) 도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 수중 무선 이동 네트워크 를 위한 스케줄링 방법을 설명하기 위한 동작 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 사이클 단위의 스케즐링 개념도이다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 n-번째 사이클에서 각 노드의 대기 시 간 도출 원리에 대한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스 케쥴링 방법이 적용되는 네트워크 토폴로지를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한， 수중 부선 이동 네트워크를 위한 스 케즐링 방법의 사이클 개념도아다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 의한, 수증 무선 이동 네트워 크를 위한스케쥴링 방법을 설명하기 위한 동작 플로우챠트이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스 케즐링 방법이 적용되는 네트워크 토폴로지를 나타내는도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스 케줄링 방법의 사이클 개념도아다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제 3 실시예에 의한， 수증 무선 이동 네트 워크를 위한 스케쥴링 방법을 설명하기 위한 동작 플로우차트이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하， 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[제 1 실시예]
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대체용지 (규칙 제 26조) 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 수증 무선 이ᅵ동 네트워크를 위한 스케 즐링 방법이 적용되는 네트워크 토폴로지를 나타내는 도면으로서， 네트워크 토폴로 지는 하나의 싱크 노드와 다수의 노드들로 이루어져 있다. 수중에서 음파를 이용하 여 다수의 노드가 하나의 싱크 노드로 데이터 패킷을 보내는 중앙 집중식 네트워크 토폴로지에서의 스케즐링 방법이다. 싱크 노드 이외의 노드는 간략하게 노드로 부 르기로 한다. 싱크 노드는 노드들의 전송 스케쥴을 ¾함하고 있는 비콘 패킷을 방 송하고， 비콘 패킷을 수신한 노드들은 비콘 패킷에 지시되어 있는 각 노드들의 전 송 스케즐에 따라서 데이터 패¾을 싱크 노드로 전송한다. 싱크 노드와 노드 간의 최대 상대 속도를 알고 있다고 가정하고， V로 표시한다.
이하， 위와 같이 구성된 네트워크 토폴로지에서 이루어지는， 본 발명의 제 1 실시예에 의한 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케출링 방법에 대해서 설명하기 로 한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 수중 무선 이동 네트워크 를 위한 스케즐링 방법을 설명하기 위한 동작 플로우챠트로서, 여기서 S는 스 템 (Step)을 의미한다.
본 발명의 스케줄링 방법은 싱크 노드와 다수의 노드들 간의 왕복 시간 지 연 (RTT: Round Tr ip Time)을 구하여 이를 기반으로 최초의 층돌 희피 스케즐을 도 출하는 초기화 과정과， 초기화 과정에서 싱크 노드가 비콘 패킷 방송하여 모든 노 드들로부터 데이터 패키 수신이 완료되는 1-번째 사이클 후에 이루어지는 정규 과 정을 포함한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) 초기화 과정 먼저, 싱크 노드로부터 다수의 노드들로 초기화 ( IRQ) 패킷을 방송하 고 (S1010) , 성크 노드가 다수의 노드들로부터 제 1 설정시간 (^"O 동안 초기화 웅 답 (IRP) 패킷을 수신한다 (S1020) .
초기화 패킷은 노드가 초기화 패킷을 수신했을 때 초기화 패킷임을 알 수 있 는 패킷 종류 식별 정보만을 포함하고 있으면 되므로 그 길이가 매우 짧다. 초기화 응답 패킷은 해당 초기화 응답 패킷을 송신하는 노드의 주소 정보와 초기화 응답 패킷임을 나타내는 패킷 종류 식별 정보를 포함한다. 모뎀의 최대 통신 반경을 r이 라고 하고， 음파의 속도를 c라고 하면, 싱크 노드는 초기화 패킷 방송 후에 아래와 같이 제 1 설정시간 ( ^n" ) 이내에 모든 노드들로부터 초기화 웅답 패¾ 수신이 완 료된다. 제 1 설정시간 (^^ )은다음 수학식 101에 의해 결정된다.
[수학식 101]
Figure imgf000051_0001
[여기서, 쫘 ^ m ax는 싱크 노드와 노드 간 왕복시간 지연의 최대값으로 서 아래의 수학식 102에 의해 결정되고， 는 초기화 패킷 길이의 시간 환산
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대체용지 (규칙 제 26조) 값이며， 는 초기화 응답 패킷 길이의 시간 환산값이며, 는 노드가 초기화 패킷 수신 완료 후에 초기화 응답 패킷을 송신하기까지 소요되는 시간임 ]
[수학식 102] ^¾ =: '
[여기서, r은 모뎀의 최대 통신 반경이고, c는 음파의 속도임] 이어서， 싱크 노드가 상기 스텝 (S1020)에서 수신한 초기화 웅답 패킷으로부 터 싱크 노드와 다수의 노드들 간 왕복 시간 지연 ( H )을 계산한다 (S1030). 구체적으로는， 싱크 노드는 초기화 패킷 송신 시간 ( 을 싱크 노드 자신의 로 컬 클럭으로부터 알 수 있고， 노드 (H)로부터 수신된 초기화 응답 패킷의 수신 시 각 (i^^ay)) 또한 싱크 노드 자신의 로컬 클럭으로부터 알 수 있다. 따라서 싱크 노드는 시간 동기화 없이 싱크 노드와 노드 (H) 사이의 왕복 시간 지연 정 보 ( T )를 초기화 웅답 패깃 수신 시각과 초기화 패킷 송신 시각의 차이로서 획득할 수 있다.
싱크 노드와 다수의 노드들 간 왕복 시간 지연 은 다음의 수학식 103에 의해 결정된다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 103]
Figure imgf000053_0001
이후, 싱크 노드에 의해 초기화 웅답 패킷 수신에 충돌이 존재하는 지의 여 부를 결정한다 (S1040) .
싱크 노드가 노드들로부터 초기화 웅답 ( IRP) 패킷을 수신할 때 여러 노드들 로부터 초기화 응답 패킷을 수신하게 되는데, 싱크 노드와 각 노드간 왕복 시간 지 연 차이가 초기화 응답 패킷 길이보다 크기만 하면 충돌이 발생하지 않는다. 예컨 대, 물리 계층의 전송 속도가 100 kbps 이고 음파의 전달 속도가 1 , 500 m/s 인 경 우를 생각하면， 한 개의 비트가 차지하는 길이는 0.01 ms 이고, 초기화 웅답 패킷 은 노드의 주소와 패킷타입 정보만을 포함하면 되므로 30-bi t 라고 가정하면 이때 초기화 응답 패킷 길이는 0.3 ms 이고， 0.3 ms 동안 음파가 이동하는 거리는 0.45 m 이므로， 임의의 두 개의 노드에 대해서 싱크 노드와 노드간 거리에 대한 상대적 인 차이가 0.5 m 이상이면 층돌이 발생하지 않으므로, 충돌 확률이 매우 작아지게 된다. 이것은 음파의 느린 전달 속도가 만들어내는 자연적인 랜덤 백오프 (random backof f ) 효과를 활용하는 것을 의미한다. 일반적으로 공기중에서 전자파를 이용하 는 무선 네트워크에서는 패킷 수신 충돌을 방지하기 위하여 랜덤한 시간 지연을 부 여하게 되는데, 수증에서 음파를 이용하는 무선 통신 네트워크에서는 음파의 느린 전달 속도가 자연스럽게 랜덤 시간 지연을 유발하게 되는 원리를 이용하는 것이다. 그럼에도 불구하고， 싱크 노드에서 초기화 응답 패킷에 대한 수신 충돌이 발생할
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대체용지 (규칙 제 26조) 수 있는데, 이러한 초기화 응답 패킷 수신 층돌이 발생한 노드들에게만 선택적으로 초기화 웅답 패킷의 수신 층돌 회피를 적용하는 것이 본 발명쎄 대한 초기화 과정 의 가장 중요한 특징이다.
맨 처음 이루어지는 초기화 패킷 방송 및 이에 대한 노드들의 초기화 웅답 패킷 수신 과정을 거치면서 , 싱크 노드는 물리 계층에서 신호 수신은 이루어졌으나 정보가 제대로 복원되지 않은 경우의 발생 유무로서 초기화 응답 패킷 수신 충돌 발생 유무를 알 수 있다. 상기 스텝 (S1040)에서 초기화 웅답 패킷 수신에 충돌이 존재하지 않으면 (N) , 초기 스케즐링 절차로 진입하여 아래의 스텝 (S1050)으로 진행되는 한편, 초기화 웅 답 패킷 수신에 충돌이 발생한 경우에는 (Y) , 싱크 노드에 의해 재초기화 (RIRP) 패 킷이 다수의 노드들에 방송되어 층돌 회피를 통한 왕복 시간 지연 획득 절차에 진 입한다 (S1260) .
재초기화 (RIRP) 패킷은 싱크 노드와노드간 왕복 시간 지연 획득이 이루어진 노드들에 대한 목록을 포함하도록 하여, 재초기화 패킷을 수신한 노드들은 자신이 재초기화 패킷의 목록에 없는 경우에만 랜덤 백오프 (backoff)를 통하여 재초기화 응답 패킷을 싱크 노드에게 송신하도록 한다. 여기에서 랜덤 백오프란 재초기화 패 킷을 수산한 노드가 재초기화 패킷을 수신하자마자 바로 재초기화 웅답 패킷을 송 신하는 것이 아니라, 재초기화 응답 패킷의 송신을 길이를 갖는 시간 술롯의 임의의 정수배만큼 재초기화 응답 패킷의 송신을 미루는 것을 의미한다. 즉， 재초
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대체용지 (규칙 제 26조) 기화 패킷을 수신한 노드는 재초기화 패킷 수신이 완료된 후에 아래의 수학식 104 와 같이 주어지는 시간 동안 대기한 후에 재¾기화 웅답 패킷을 싱크 노드 로 송신하도록 한다.
[수학식 104]
Figure imgf000055_0001
[여기서， m은 사용자가 지정하는 최대값 (M) 보다 작은 정수 중에서 랜덤하게 선택되는 음수가 아닌 정수이고， 은 바람직하게는 초기화 옹답 패킷 길이의
2배 이상이 되도록 함]
이어서, 스텝 (S1270)에서는 싱크 노드에 의해 제 2 설정 시간 만큼 재초기화 응답 패킷이 수신된다. 재초기화 옹답 패킷은 초기화 웅답 패킷이 포함하 고 있는 정보에다가 추가적으로 m 값이 포함되도록 한다.
즉, 싱크 노드는 처음 초기화 웅답 패킷 수신의 경우와 유사하게 재초기화 패킷 방송 후에 아래의 수학식 105에 의해 결정된 바와 같은 제 2 설정 시 간 ( e ii ) 이내에 모든 노들들로부터 재초기화 웅ᅵ답 패킷 수신이 완료된다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 105]
Figure imgf000056_0001
[여기서， D丽 Q는 재초기화 패킷 길이의 시간 환산값이고， 는 재초 기화 웅답 패킷 길이의 시간 환산값임] 이어서， 싱크 노드가 상기 스텝 (S1270)에서 수신한 재초기화 웅답 패킷으로 부터 싱크 노드와 다수의 노드들 간 왕복 시간 지연 을 계산한다 (S12S0) . 구체적으로， 싱크 노드는 재초기화 패킷 송신 서간 을 싱크 노드 자신 의 로컬 클럭으로부터 알 수 있고, 노드 (Η)로부터 수신된 재초기화 응답 패킷의 수 신 시각 ) ] 또한 싱크 노드 자신의 로컬 클럭으로부터 알 수 있다. 따라서 싱크 노드는 시간 동기화 없이 싱크 노드와 노드 00 사。의 왕복 시간 지연 정보 을 재초기화 웅답 패킷 수신 시각과 재초기화 패¾ 송신 시각의 차이로 서 다음의 수학식 106과 같이 획득할 수 있다. [수학식 106]
[여기서， tRmp 는 노드 (H)로부터 수신된 재초기화 웅답 패킷의 수신 시
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대체용지 (규칙 제 26조) 각이며， 는 재초기화 패킷 송신 시각임]
이후， 싱크 노드에 의해 재초기화 응답 패킷 수신쎄 층돌이 존재하는 지의 여부를 결정한다 (S1290) . 상기 스텝 (S1290)에서 재초기화 웅답 패킷 수신에 층돌이 존재하면 (Υ) 상기 스텝 (S1260)으로 진행되는 한편 상기 스텝 (S1290)에서 재초기화 응답 패킷 수신에 충돌이 존재하지 않으면 (Ν) 상기 스텝 (S1050)으로 진행된다.
즉， 재초기화 웅답 패킷 수신 충돌이 발생하지 않을 때까지 재초기화 패킷 방송을 반복하여 모든 노드들에 대해서 싱크 노드와 노드간 왕복 시간 지연을 획득 하도톡 한다. 단， 모든 노드들에 대해서 싱크 노드와 노드간 왕복 시간 지연 획득 이 반드시 필요하지 않은 경우에는 상기 반복 횟수에 제한을 둘 수 있다.
상기와 같이 초기화 과정에서 싱크 노드가 왕복 시간 지연 정보 획득을 완료 하면 싱크 노드는 이와 같이 획득된 왕복 시간 지연 정보를 이용하여 싱크 노드에 서 노드들의 데이터 패킷 수신 충돌이 발생하지 않도록 초기 스케쥴을 계산하고, 싱크 노드는 이 스케즐 정보를 비콘 패킷에 포함하도록 비콘 패킷을 생성하여 이 비콘 패킷을모든 노드들에게 방송한다. 이를 위해서， 싱크 노드가 상기 스텝 (S1030)에서 계산된 왕복 시간 지 연 RTTH ) ^ 이용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으로 노드들을 정렬한
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대체용지 (규칙 제 26조) 다 (S1050) .
총 K개의 노드가 있다면， 왕복 시간 지연이 k-번째로 작은 노드를 "k-번째 노드"로 명명한다. k—번째 노드의 왕복 시간 지연을 S 1라고 표시한다. δ 는 수학식 103 및 수학식 106을 통해서 획득된 왕복 시간 지연을 작은 순서대로 정렬 하여 얻어지는 값이다. δ *ᅳ1가 획득된 시각을 τ 라고 표시한다. τ Α·는 s i에 상응하는 tiRP 또는 t^RP 값이다. 싱크 노드가 최초로 비콘 패킷을 방송하는 시 각을 i로 표시한다. ^0 , 1은 싱크 노드의 로컬 클럭으로부터 당연히 알 수 있는 값 이다. 이후， 싱크 노드는 왕복 시간 지연이 작은 순서대로 다음과 같이 각 노드의 스케즐링을 한다. 스케줄링이라 함은, 노드가 비콘 패킷을 수신한 후에 데이터 패 킷을 송신하기까지 대기하는 시간으로서， k—번째 노드의 대기 시간을 W ^ 으로 표시한다.
먼저, 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 1로 설정되고 1-번째 노드의 대기 시 간 (^ι, ι ).이 다음의 수학식 107과 같이 "0"으로 설정된다 (S1060) . 즉， 1-번째 노드 는 비콘 패킷을 수신하자마자 대기 시간 없이 바로 데이터 패킷을 송신한다.
[수학식 107]
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대체용지 (규칙 제 26조) 그러면， 싱크 노드에 의해 1-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되 기 시작하는 시각의
Figure imgf000059_0001
아래의 수학식 108과 같이 계산된 다 (S1070) .
[수학식 108]
[여기서， c 은 싱크 노드에 의한 최초의 비콘 패¾ 방송 시각이며， Db는 비콘 패킷 길이의 시간 환산값이며， ^1，1은 1-번째 노프의 왕복시간 지연이며, 은
1-번째 노드의 싱크 노드와의 왕복시간 지연이 획득된 시젊이며, V은 싱크 노드와 노드 간의 최대 상대 속력임] 수학식 108은 1-번째 노드의 RTT 획득 시점부터, 1-번째 노드가 비콘 패킷 수신 후에 데이터 패킷을 송신할 때까지 1-번째 노드의 이동성으로 인해서 발생하 는 1-번째 노드의 왕복 시간 지연의 최대 변동폭을 고려하는 방법이다. 1 번째 노 드의 RTT가 획득된 시점은 τ1이므로 1-번째 노드의 RTT가 결정된 시점은 τ1 _ δ 1. ΐ 2 이고， 1-번째 노드는 l + ^^^max /2 시각 이전에는 비콘 메시지를 반드시 수신한다. 따라서 1-번째 노 H의 결정 시점부터 1-번째 노드가 데이터
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대체용지 (규칙 제 26조) 패킷을 전송하기 시작하는 시점까지 1-번째 노드가 싱크 노드와 최대 상대 속력 V 로 멀어질 때 왕복 시간 지연은 최대로 증가하게 되 ¾데， 이것은 수학식 108에서， {t0_1 + RTTmax/2 + Tpro + Db - (τ1 - δ1,1/2)}χ2χ /c으로 표현되고 있다ᅳ
따라서 1-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노≤에 수신 완료되는 시각의 최 대값은 다음 수학식 109와 같다. 즉， 상기 시각의 최대값에 수신이 종료된다.
[수학식 109]
Figure imgf000060_0001
[여기에서 ^1.1는 1번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환산한 값임] .max
Figure imgf000060_0002
/•mm
ι Λ 이후에 2-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 시작된다.
[수학식 110]
^min
[여기서， 2，1은 2-번째 노드의 데이터 패¾이 싱크 노드에 도착하는 시
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대체용지 (규칙 제 26조) 각의 최소값임] 따라서, 다음의 수학식 Hi과 같이 2-번째 노드에게 시간 지연을 부여하면 싱크 노드에서 1-번째 노드의 데이터 패킷과의 수신 충돌을 피할 수가 있다.
[수학식 111]
Figure imgf000061_0001
[여기에서 , max }는 A, B 둘 중에서 큰 값을 선택하는 함수임] 같은 방법으로, K-번째 노드의 시간 지연이 계산될 때까지 회귀적으로 각 노 드의 시간 지연을 계산할 수가 있는데， 구체적으로， (k-1)-번째 노드의 데이터 패 킷이 싱크 노드에 도착하는 시각의
Figure imgf000061_0002
1)은 다음의 수학식 112와 같이 계산된다.
[수학식 112]
스템 (S1080)에서는 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판
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대체용지 (규칙 제 26조) 단한다. 상기 스텝 (S1080)에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 (Y), 상기 변수 (k)를 k+1로 설정한다<51090). 스텝 (S1100)에서는 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 도착하는 시각 의
Figure imgf000062_0001
)이 다음의 수학식 113과 같이 계산된다. [수학식 113]
[여기서, 은 k-번째 노드의 왕복 시간 지연이고， ¾는 ι가 획득된 시 각임]
스텝 (S1110)에서는 싱크 노드에 의해 k-번째 ¾드의 대기 시간 (^씨)이 다 음의 수학식 114와 같이 계산돤다.
[수학식 114] =max{0. t^-itl + — i,r¾ ¾
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대체용지 (규칙 제 26조) 이와 같이， k-번째 노드에게 대기 시간 을 부여하면 (k-1)-번째 노드 의 데이터 패킷과 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 층돌이 발생하 는 것을 회피할 수 있다. 스텝 (S1120)에서는 싱크 노드가 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 도착하는 시각의 최대값 ( ^， )을 상기 수학식 112와 같이 계산한 후 상기 스 텝 (S1080)으로 진행된다. 한편， 상기 스텝 (S1080)에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작 지 않으면 (N) , 즉， 모든 K개의 노드에 대해서 스케줄 계산이 완료되면， 스 텝 (S1130)으로 진행된다. 스텝 (S1130)에서는 싱크 노드에 의해 1-번째 비콘 패킷이 제 3 설정, 각 ( ，1 )에 노드들에 방송된다. 스텝 (S1140)에서는 싱크 노드가 마지막 -번째 (K-번째) 노드 데이터 패킷을 수 신한 후 또는 상기 스텝 (S1130)에 의한 1-번째 비콘 패킷 방송 후 제 4 설정 시
Figure imgf000063_0001
)을 대기하고, 다음의 정규 과정!에 진입한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) 정규 과정
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 사이클 단위의 스케즐링 개념도이다. 초기화 과정에서 싱크 노드가 비콘 패킷을 방송하고, 모든 노드들로부터 데이터 패 킷 수신이 완료되는 순간까지를 1-번째 사이클이라고 정의하면, 정규 과정은 2-번 째 사이클부터이다. 여기에서 n-번째 사이클이란， 도 3에 도시된 바와 같이, 싱크 노드가 n一번째 비콘 패킷을 방송하고, 모든 노드들로부터 데이터 패킷 수신이 완료 되는 순간까지를 의미한다. n-번째 사이클의 비콘 패¾이 방송되는 시각을 to^ 라 고 표기한다. n—번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 시작되는 시각 을 ^,η라고 표기한다. n-번째 사이클에서 k—번째 노드에게 부여되는 시간 지연을 w 라고 표기한다. n-번째 사이클이 종료되면 싱크 노드에 의해 싱크 노드와 k-번째 노드 간 왕 복 시간 지연 (Sk.n )이 다음의 수학식 115와 같이 계산된다 (S1150) .
[수학식 115]
Figure imgf000064_0001
[여기서， ,"은 n-번째 사이클의 비콘 패킷이 방송되는 시각이고， ， 은 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷의 수신이 시작되는 시각이며，
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대체용지 (규칙 제 26조) «¾，«은 n-번째 사이클에서 k-번째 노드에게 부여되는 시간 지연이며, ^， 은 n- 번째 사이클에서의 비콘 길이 시간 환산값임] 스텝 (S1152)에서는 싱크 노드가 상기 스텝 (S1150)예서 계산된 왕복 시간 지 연 (δ .η )을 이용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으로 노드들을 정렬한다. 스텝 (S1154)에서는 싱크 노드에 의해 1 사이클 동안 변화할 수 있는 노드의 왕복 시간 지연 변동폭 (^max )이 다음의 수학식 116에 의해 계산된다.
[수학식 116]
Figure imgf000065_0001
[여기서， ½ 1은 (n l)-번째 사이클에서의 데이터 패킷의 수신 시작 시각 임] 싱크 노드는 (n-1)-번째 사이클의 비콘 패킷 송신 시각 및 각 노드들로부터 의 데이터 패킷 수신 시각을 이용하여 싱크 노드와 각 노드간 왕복 시간 지연 값을 얻을 수 있지만, η-번째 사이클에서 각 노드가 gl†fᅵ터 패킷을 송신하는 시점에서의 싱크 노드와 각 노드간 왕복 시간 지연은 노드의 이동성으로 인하여 정확하게 알기 가 어렵다. 본 발명에서는, 각 노드의 (n-1)-번째 사이클에서 데이터 패킷의 수신
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대체용지 (규칙 제 26조) 시작 시각과 n-번째 사이클에서 데이터 패킷의 수신 시각의 차이를 다음의 수학식 117과 같이 근사하고，
[수학식 117] ,nᅳ ,n- l ~ Ο,η― 1, 1≤ k≤ Κ 한 사이클동안 변화할 수 있는 싱크 노드와 각 노드간 왕복 시간 지연의 변 동폭을 상기 수학식 116과 같이 계산한다. 수학식 117에서， n-번째 스케즐 정보는 n-번째 사이클에서 비콘 패킷에 포함하여 방송하므로 n-번째 스케즐을 계산하여 도출하는 순간에는 ^ 값은 알 수 없는 값임에 유의해야 한다. 도 4는본 발명의 제 1 실시예에 의한 n-번째 사이클에서 각 노드의 대기 시 간 도출 원리에 대한 개념도이다. n-번째 사이클에서 (k-1)-번째 노드의 데이터 패 킷은 n-번째 비콘 패킷 방송 시각을 기준으로 s -i,"-i_Xmax에서 δ^— ι,Λ - 1 + λ. max + wk_ 1ιί7 + Dk_ 1 η 사이에 수신 완료된다. 따라서 본 발명 에서는 5 "一 1—入 max 이 5 *一丄 ,„— 1 + λ max + Wk_ 1-n + D k_ x_„ 보다 크도 록 하여， n-번째 사이클에서 (k-1)-번째 노드의 데이터 패킷과 k-번째 노드의 데이 터 패킷이 싱크 노드에서 수신 층돌이 발생하지 않도록 해야 한다. 스텝 (S1160)에서는 싱크 노드가 변수 (k)를 1로 설정하고， n-번째 사이클에서
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대체용지 (규칙 제 26조) 1-번째 노드에게 부여되는 시간지연 ( ^을 "0' '으로 설정하고， n-번째 사이클에 서 1-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의 최대값 ( ， )을 다 음의 수학식 118과 같이 계산한다. [수학식 118]
；壞 ᅳ 細
스텝 (S1170)에서는 싱크 노드가 변수 ( )가 보다 작은 지의 여부를 결정 하고， 변수 가 보다 작으면 (Y) , k를 " 1"만큼 증개"시키고 (S1180) , 다음 스 템 (S1190)을수행하는 한편, ：가 이상이면 (N) 하기의 스템 (S1220)을 수행한다. 스텝 (S1190)에서는 싱크 노드가 η-번째 사이클에서 노드들의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의
Figure imgf000067_0001
다음의 수학식 119와 같이 계산한다. [수학식 119]
-
Figure imgf000067_0002
스텝 (S1200)에서는 싱크 노드가 n—번째 사이클에서 노드들에게 부여되는 시
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대체용지 (규칙 제 26조) 간 지연 (V¾rt )을 다음의 수학식 과 같이 계산한다ᅳ
[수학식 120]
Figure imgf000068_0001
스템 (S1210)에서는 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 노드의 데이터 패킷이 수 신되기 시작되는 시각의 최대값 ( )을 다음의 수학식 121과 같이 계산한 후 상기 스텝 (S1170)으로 진행된다.
[수학식 121]
Figure imgf000068_0002
스텝 (S1220)에서는 싱크 노드에 의해 비콘 패킷 방송이 되는 지의 여부가 결 정된다.
상기 스텝 (S1220)에서 비콘 패킷 방송이 되지 않으면 (N) 스케즐링 과정을 종 료한다. 한편, 상기 스템 (S1220)에서 싱크 노드에 의해 비콘 패킷 방송이 결정되 면 (Y) , 싱크 노드에 의해 n—번째 사이클의 비콘 패킷이 방송되는 시각 (to," )에 비
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대체용지 (규칙 제 26조) 콘 패킷이 다수의 노드들에게 방송된다 (S1230) .
이어서, 싱크 노드가마지막 -번째 (K-번째) 노드 데이터 패킷을 수신한 牟 또 는 상기 n-번째 사이클에서 마지막 -번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 max
시각의 최대값 ( ≠ )을 대기하고 (S1240) , 싱크 노 ^에 의해 사이클이 1만큼 증 가된 후 (S1250) , 상기 스텝 (S1150)으로 진행된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 의한, 수중 무선 이동 네트워 크를 위한 스케즐링 방법에 의하면, 싱크 노드로부터 다수의 노드들로 초기화 패¾ 을 방송하고， 싱크 노드가 다수의 노드들로부터 제 1 설정시간 동안 초기화 웅답 패킷을 수신하며, 상기 싱크 노드가 수신한 초기화 웅답 패킷으로부터 싱크 노드와 다수의 노드들 간 왕복 시간 지연 (^ ^ )을 계산하며， 싱크 노드에 의해 초기화 응답 패킷 수신에 층돌이 존재하는 지의 여부를 결정하고， 초기화 웅답 패 킷 수신에 충돌이 존재하지 않으면 싱크 노드가 계산된 왕복 시간 지연 (^^7^ ) 을 이용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으로 노드들을 정렬하며， 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 1로 설정되고 1-번째 노드의 대기 시간 (^Ι, ι )이 "0"으로 설정되며, 싱 크 노드에 의해 1-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각 雞 ；■
의 최대값 ( )이 계산되며， 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의
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대체용지 (규칙 제 26조) 여부를 판단하고， 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 변수 (k)를 k+1로 설 정하고， 싱크 노드에 의해 k—번째 노드의 데이터 패¾이 상기 싱크 노드에 도착하
는 시각의
Figure imgf000070_0001
이 계산되며， 싱크 노드에 의해 k-번째 노드의 대기 시 간 (^ 이 계산되며， 싱크 노드에 의해 k—번째 노 의 데이터 패킷이 싱크 노드
에 도착하는 시각의 최대값 ( ' )을 계산한 후 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작지 않으면， 싱크 노드에 의해 1-번째 비콘 패킷이 제 3 설정 시각 (Vi )에 다수의 노드들에 방송되고， 싱크 노드가 마지막 -번째 (K-번째) 노드 데이터 패¾을 扉 脚:
수신한 후 또는 1-번째 비콘 패킷 방송후 제 4 설정 시간 ( »Α 을 대기하며， 싱크 노드에 의해 싱크 노드와 k-번째 노드 간 왕복 시간 지연 (6k.n )이 계산되며, 싱크 노드가 계산된 왕복 시간 지연 (6><，이을 이용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으로 노드들을 정렬하며， 싱크 노드에 의해 1 사이클 동안 변화할 수 있는 노드의 왕복 시간 지연 변동폭 ( max )이 계산되며, 변수 (k)를 1로 설정하고， 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 1-번째 노드에게 부여되는 시간 지연 (^1，« )을 "0"으로 설정하고, n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작돠는 시
각의 최대값 (주 )을 계산하며， 변수 (k)가 마지막 번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하여 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 변수 (k)를 k+1로 설 정하고, 성크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시
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대체용지 (규칙 제 26조) 작되는 시각의 최소값 ( > )을 계산하며 싱크 노드가 η-번째 사이클에서 k-번 째 노드에게 부여되는 시간 지연 (W ft )을 계산하며， 싱크 노드가 n-번째 사이클에 서 k—번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의 최대값 ( )을 계 산한 후 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작지 않으면, 싱크 노드에 의해 비콘 패킷 방송이 되는 지의 여부가 결정되며, 비콘 패킷 방송이 되지 않으면 종료하도 록 구성됨으로써， 수중에서 이동 노드의 항법 정보와 무관하게 동작하며， 시간 동 기화가 불필요하므로 시간 동기화를 위한 별도의 패킷 교환이 필요 없으므로 네트 워크 수율을 향상시킬 수 있으며, 스케즐 정보가 절대 시간 기준이 아니라 시간 차 이에 해당하는 정보에 의해서 결정되므로 각 노드들의 로컬 시각 정보가 서로 상이 하더라도 정확하게 동작하며， 매 사이클 종료 시점에 싱크 노드와 노드간 왕복 시 간 지연 정보에 대한 정확한 값이 측정되므로 스케줄 정보는 시간이 지남에 따라서 오차가 누적되지 않아서 주기적인 재초기화가 필요 없다
[제 2 실시예]
도 5은 본 발명의 제 2 실시예에 의한， 수증 부선 이동 네트워크를 위한 스 케즐링 방법이 적용되는 네트워크 토폴로지를 나타내는 도면으로서， 싱크 노드가 노드들의 전송 스케즐을 포함하고 있는 비콘 패킷을 방송하고, 싱크 노드의 비콘 패킷을 수신한 싱크 노드 이외의 노드들이 비콘 패킷에 포함되어 있는 각 노드들의 전송 스케즐에 따라서 데이터 패킷을 싱크 노드로 전송한다. 싱크 노드 이외의 노
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대체용지 (규칙 제 26조) 드는 간략하게 노드로 부르기로 한다. 본 발명에서는 수증에서 음파를 이용하여 통 신이 이루어지는 경우를 고려하고， 싱크 노드와 k-번째 노드 간의 최대 상대 속 도 ("m ax >, 수중에서의 최소 음파 전달 속도 ( Cm in ) , 싱크 노드를 제외한 노드의 총 수 ( ^ )는 알고 있다고 가정한다. 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한， 수증 부선 이동 네트워크를 위한 스 케즐링 방법의 사이클 개념도이다.
본 발명에서 n-번째 사이클이란， 도 6에 도시된! 바와 같이， 싱크 노드가 n- 번째 비콘 패킷을 방송하는 시각부터, 모든 노드들로부터 데이터 패킷 수신이 완료 된 후에 (n+1) 번째 비콘 패킷을 방송하기 시작하는 시각까지의 구간을 의미한다. η-번째 사이클의 비콘 패킷이 방송되는 시각을 ，" 이라고 표기한다. 그러 면, + 1— ίο· "이다 [여기서 ^은 ^번째 사이클의 지속시간임] . η-번째 사이 클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각을 라고 표기하자.
본 발명의 제 2 실시예에 의한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법은 각 노드들이 비콘 패킷 수신 시각으로부터 얼맡 큼의 시간 지연 후에 데이 터 패킷을'송신해야 하는지에 대한 정보를 싱크 노드가 비콘 패킷에 포함하여 보낸 다.
n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 비콘 수신 후 데이터 패킷 송신시까지의 대기 시간을 Wk' n 라고 표기하자. ^ "에서 n-번째 사이클임을 명시할 필요는
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대체용지 (규칙 제 26조) 없지만， 본 발명을 설명함에 있어서 명확성을 위하여 "에 n-번째 사이클을 명 시하는 첨!자를 사용한다. 노드의 이동성으로 인하여 노드들의 왕복시간지연은 매 사이클마다 변화하는데, 본 발명에서는 이렇게 변화하는 왕복시간지연을 과거 두 사이클의 왕복시간지연 정보를 이용하여 추정하고， 싱크 노드에서 노드들의 데이터 패킷 수신 층돌이 발생하지 않도록 "을 정한다.
본 발명에서는 싱크 노드와 각 노드간의 최초 왕복시간지연 및 싱크 노드와 각 노드간의 최초 왕복시간지연 ( s o )이 획득된 시간 ( .0 )은 알고 있다고 가정한다. 5 k' ° 및 를 획득할 수 있는 다양한 방법이 존재하며， 어떤 방법을 사용하더라도 본 발명의 제 2 실시예에 의한， 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스 케즐링 방법은 사이클 수가 증가할수록 및 와 무관하게 정상 상태에 이르 게 되므로， 및 . 0를 획득하기 위해서 사용하는 방법에 따른 본 발명의 시분 할 다중접속 방법의 성능 변화는 매우 작다. 이하, 위와 같이 구성된 네트워크 토폴로지에서 이루어지는 본 발명의 제 2 실시예에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법에 대해서 설명하기 로 한다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 제 2 실시예에 의한, 수증 무선 이동 네트워 크를 위한 스케줄링 방법을 설명하기 위한 동작 플로우챠트로서， 여기서 S는 스 텝 (Step)을 의미한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) 먼제 싱크 노드는 및 를 이용하여 1—번째 사이클의 스케즐인 을 정하기 위해서는 가장 먼저 다음의 [수학식 201]과 같이 초기화 과정을 수 행한다 (S2010).
[수학식 201] r¾ == 1, l Jt. = lr it2f¾ = Q == ¾샵， ¾ — CD
[여기서， 는 ^보다 작거나 같은 자연수이다. 는 n-번째 사이클에 서， (n-1)-번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의 유효성을 나타내 는 변수이며, δ^·° 값을 알고 있으므로 모두 1로 설정한다. U2, k는 n_번째 사이 클에서， (n— 2)-번째 사이클에서의 k-번째 노드와 왕복시간지연 획득의 유효성을 나 타내는 변수이며， 보다 과거에 획득된 왕복시간지연 정보는 최초에 존재하지 않으므로 0으로 한다. α*는 가장 최근에 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며， 현 상태에서 ^^가 가장 최근께 획득된 왕복시간지연 (즉， 싱크 노드와 각 노드간 의 최초 왕복시간지연)이므로 1 =S*.0로 설정한다. 는 가 얻어진 사이클이 며， 0으로 설정한다. c "은 n-번째 사이클의 지속 시간이며， 1-번째 사이클 이전의 사이클 지속 시간은 알 수 없으므로사용자가 적정한 Co 값을 정해야 하는데, 여기 에서는 그 값을 로 표시하였다. ^는 경험적으로 알고 있는 평균적인 값으
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대체용지 (규칙 제 26조) 로 하거나, 사이클 지속 시간은 전체 데이터 패킷 길이의 합과 노드들의 왕복시간 지연의 최소값의 합보다는크므로 다음의 수학식 202와 같이 추정되어 정해짐] [수학식 202]
Figure imgf000075_0001
[D ^은 1-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임] 이어서， 싱크 노드는 다음과 같은 절차로 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 비콘 수신후 데이터 패킷 송시시까지의 대기시간( ^* )을 계산하여 사이클 단위로 각 노드들의 데이터 패킷을 수신한다 (S2020 ~ S2140) .
[스텝 S2020]
싱크 노드가 데이터 패킷 수신 순서를 결정한 후 n-번째 사이클에서 1—번째 노드에게 부여되는 시간 지연 (삐 )을 0으로 설정한다. 좀 더 상세하게 설명하면，
Figure imgf000075_0002
1으로 하고，
^•" = 0 으로 한다. k-번째 노드라 함은 α*가 k-번째로 작은 노드를 의미한다. n- 번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷은 싱크 노드에 k-번째로 수신된다.
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대체용지 (규칙 제 26조) 즉， 여기에서 정렬된 순서는 성크 노드에 데이터 패킷이 도착하는 순서이다. 정렬 하는 방법으로서 추가적으로 고려될 수 있는 방법은 U l' k 값이 1인 노드들을 α 가 작은 순서대로 정렬하고, 다음으로 "나 값이 0인 노드들 증에서 u ' k 값이 1인 노드들을 α*가 작은 순서대로 정렬하고， 다음으로 u \' k 및 uu 값이 모두 0인 노드들을 0 ^가 작은 순서대로 정렬하도록 함으로써， 최근에 왕복시간지연이 획득 된 노드들에게 우선 순위를 부여하는 방법을 사용할 수도 있다. 이외에도 응용 분 야에 따라서 우선 순위 기반의 다양한 정렬 방법이 존재할 수 있다.
[스텝 S2030]
싱크 노드가 n 번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하 고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 을 계산한다.
좀 더 상세하게는， 만약 "u + u ^ 2이면， 즉, 최근 두 사이클 동안 丄—번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우에는 다음의 [수학식 203]과 같이 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 ( ^ " )을 추정하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 을 계산한다.
[수학식 203]
Λ 1
丄 Α'Ι
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대체용지 (규칙 제 26조) ^는 가드 시간이고 ^- 은 n-1-번째 사이클에서 획득된 1-번째 노드의 왕복시간지연이며， Db' n-번째 사이클에서 비콘 패킷 길이를 시간으로 환산한 값이며， ^- 은 n-i-번째 사이클에서 ;L -번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각이며, 은 다음의 수학식 204와 같음]
[수학식 204]
_ ― 1 2
Λ¾ ·— ~
Ll,n- 1 ν1.,η-2
[ 1， 2은 η-2-번째 사이클에서 획득된 1-번째 노드의 왕복시간지연이며,
2은 η-2-번째 사이클에서 1—번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되 기 시작하는 시각임]
만약， " + ^ 값이 2보다 작으면， 즉 최근 두 사이클 동안 i—번째 노드의 왕복시간지연이 1번 이상 성공적으로 획득되지 못한 경우에는 다음의 [수학식 205] 와 같이 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하고 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 (e' )을 계산한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 205]
[ max는 왕복시간지연의 최대값이고, α1은 가장 최근에 획득된 1-번째 노 드의 왕복시간지연이며 , "max는 싱크 노드와 k-번째 노드간의 최대 상대속도이며 , C^-i은 —번째 사이클의 지속시간이며, A은 -번째 노드의 왕복시간지연이 획득 된 가장 최근 사이클이며， Cmin은 수중에서의 최소 음파전달 속도임] 상기 [수학식 203]은 다음과 같은 연립 방정식인 [수학식 206]을 풀어서 얻 어진다.
[수학식 206]
Figure imgf000078_0001
은 n-번째 사이클예서 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 시각 (^")에 대한 추정값임]
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 [수학식 206]에서 첫 번째 식은 두 점 ( "— 2'sy 2)과
( "-1'61."-1)을 지나는 직선으로 1—번째 노드의 데이터 패킷 수신 시각과 왕복 시간 지연의 관계를 근사하고, ^."에서 왕복시간지연 ^"을 계산한 것이다. 한편，
^"은 n-번째 사이클의 스케쥴 정보를 계산하는 시점에서 정확하게 알 수 없는데， 1-번째 노드의 왕복지연시간과 데이터 패킷 수신 시각은 상기 [수학식 206]에서 두 번째 식과 같은 관계를 가지므로, 상기 [수학식 206]윷 풀면 [수학식 203]와 같이 ·"을 계산할 수 있다. [수학식 203]는 ^ 1이면 계산이 불가능한데， 이 경우 는 1-번째 노드와 싱크 노드의 상대 속도가 음파의 속도와 같은 경우에 해당하므로 현실적으로 발생하지 않는다ᅳ
(n-1)-번째 사이클 및 (η-2)-번째 사이클 중에서 적어도 한 사이클 이상에서 1-번째 노드의 왕복시간지연이 획득되지 못하면 [수학식 206]과 같이 1—번째 노드 의 왕복시간지연을 구할 수 없으므로, [수학식 205]과 같이 1-번째 노드의 왕복시 간지연이 획득된 가장 최근 시점으로부터 가능한 최대 변동폭을 이용하여 왕복시간 지연을 추정하도록하여 충돌을 회피한다. [수학식 205]에서 ι은 1—번째 노드의 왕 복시간지연이 획득된 가장 최근 사이클이므로 — 7ι)은 왕복시간지연 획득 후에 소요된 시간을 의미하고， 이때 평균적인 사이클 지속시간을 가장 최근 사이클인 (n-1)-번째 사이클 지속시간으로 근사하면 2교 ^-^"ᅳ AVc-은 가장 최근에 왕 복시간지연이 획득된 후에 n-번째 사이클에서의 왕복시간지연이 가질 수 있는 최대 변동폭이 된다. 따라서 + 2^3^„— — / ^은 η_번째 사이클에서. ^번째 노드 의 최대 왕복시간지연이 되고， 이 값이 를 초과할 수 없으므로 [수학식 205]와
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대체용지 (규칙 제 26조) 같이 1-번 ί째 노드의 왕복시간지연을 계산한다. (η-ΐ;卜번째 사이클 및 (n-2)-번째 사이클 중에서 적어도 한사이클 이상에서 1-번째 노 H의 왕복시간지연이 획득되지 못했다는 것은 물리계층이 완벽하다면 1-번째 노드의 이동성이 갑작스럽게 변하여 다른 노드들의 패킷과의 층돌을 발생한 것으로 인지할수 있고， 따라서 과거 왕복 시간지연 정보로부터 n-번째 사이클에서의 왕복시간지연을 추정하는 것은 바람직하 지 않음에 유의하여야 한다. 또한， 이와 같이 계산된 ^ "은 S i. "이 가질 수 있는 자장 큰 값이므로， ei을 계산함에 있어 [수학식 205]에서는 E수학식 203]와 달리， 가드 시간을포함하지 않는다ᅳ
[스텝 S2040]
싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판 단한다.
[스텝 S2050]
상기 스템 (S2040)에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 (Y) , 싱크 노드가상기 변수 (k)를 k+1로 설정한다.
[스텝 S2060]
싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 (그" )을 추정 한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) 좀 더 상세하게는, 만약 이면， 즉 최근 두 사이클 동안 k-번 째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우에는， 다음의 [수학식 20기과 같 이 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정한다.
[수학식 207]
은 n-1-번째 사이클에서 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며，
^ᅳ1은 k-1-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정 값이며 , *에은 n-1-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이테 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각이며, 그은 다음의 수학식 211과 같음]
[수학식 211]
Figure imgf000081_0001
— 2는 n-2-번째 사이클에서 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며 ,
^즈는 n-2-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각임]
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대체용지 (규칙 제 26조) 상기 [수학식 20기은 두 점 ( 지， 6 으2 )과 ( "ᅳ！， ^ - ^을 지나는 직선으로 k-번째 노드의 데이터 패킷 수신 시각과 왕복 시간 지연의 관계를 근사하 고， 바로 직전 데이터 패킷인 (k-1)-번째 노드의 데이터 패킷의 수신이 완료되는 시각인 1 시각에 k-번째 데이터 패킷이 수신될 때 왕복시간지연 을 계산 한 것이다. 따라서 k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터패킷을 송신하여 왕 복시간지연 을 가지면서 싱크 노드에 k-번째 노 H의 데이터 패킷이 수신되기 시작하는 시각 는 다음의 [수학식 208]과 같이 계산된다.
[수학식 208]
이때, 만약 Pk> ek→ 이면， k-번째 노드가 비 ¾ 패킷을 받자마자 데이터 패 킷을 송신해도 (k-1)-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 완료되고 나서， ^ᅳ _ ι 만큼의 시간이 지난 후에： k-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 시작되므로, 상기 [수 학식 20기에 의해서 추정한 ekᅳ1 시각에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연은 실제 k一번째 노드의 데이터 패킷이 도착하는 시점에서의 왕복시간지연 추정치로서 적절 하지 않다. 따라서 상기 [수학식 206]을 풀어서 상기 [수학식 203]과 같이 1-번째 노드의 욍복시간지연을 추정한 방식으로 k-번째 노드의 왕복시간지연을 추정해야
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대체용지 (규칙 제 26조) 한다. 따라서 에 λ 인 경우에는 다음과 같이 [수학식 209]를 풀어서 다음의
[수학식 2:1이과 같이 k-번째 노드의 왕복시간지연을 추장한다. 상기 [수학식 210] 에서 그은상기 [수학식 211]과 같다ᅳ
[수학식 209]
Figure imgf000083_0001
tk,h― *0,n + ¾ + "¾;
[수학식 210]
Figure imgf000083_0002
만약， ^ᅳ세 값이 2보다 작으면， 즉 최근 두 사이클 동안 k—번째 노드 의 왕복시 !'간지연이 1번 이상 성공적으로 획득되지 못한 경우에는 다음의 [수학식 212]과 같이 η-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 ( ^*. " )을 추정한다.
[수학식 212]
Figure imgf000083_0003
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대체용지 (규칙 제 26조) [ 는 (^가 얻어진 사이클임]
상기 [수학식 212]는 [수학식 205]와는 다른데, 이것은 연속되는 데이터 패 킷의 충돌을 회피하기 위해서는 이전 데이터 패¾의 종료 시각은 늦게 추정되는 방 향으로 해 i야 하고， 다음의 데이터 패킷의 수신 시각은 빠르게 추정되는 방향으로 해야 하기 때문이다.
[스텝 S2070]
싱크 노드가 상기 스텝 (S2060)에서 추정된 k-번째 노드의 왕복시간지 연 을 이용하여， k—번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신할 때， k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정 값 을 다음의 [수학식 213]과 같이 계산한다. [수학식 213]
^ft + + ¾n
[스텝 S2080]
싱크 노드가 상기 스텝 (S2070)에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱 크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 을 이용하여 k-번째 노드의 대기 시간 ( " )을 다음의 [수학식 214]와 같이 계산한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 214]
[스텝 S2090]
싱크 노드가 상기 스템 (S2070)에서 계산된 k -번째 노드의 데이터 패킷이 싱 크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( ^^ )과 상기 스텝 (S2080)에서 계산된 k-번째 노드의 대기 시간 을 이용하여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완 료되는 시각의 추정값 ( e 을 계산한 후， 상기 스템 (S 040)으로 진행된다.
좀 더 상세하게는, 만약 이면， 즉 최근 두 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우에는 —번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드쎄서 수신 완료되는 시각의 추정값 ( e* )은 다음의 [수학식 215]와 같이 계산된다.
[수학식 215]
¾ + ¾^ + ¾
[ . 은 n_번째 사이클에서 k_번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임]
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대체용지 (규칙 제 26조) 만약， " + "2. * 값이 2보다 작으면, 즉 최근 두 사이클 동안 k-번째 노드 의 왕복시간지연이 1번 이상 성공적으로 획득되지 못한 경우에는 k-번째 노드의 데 이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정값 ( e* )은 다음의 [수학식 216]과 같이 계산된다.
[수학식 216]
k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정 값 의! 계산이 완료되면， 상기 스텝 (S2040)으로 진행된다.
[스텝 S2100]
상기 스텝 (S2040)에서 변수 (k)가 마지막—번째 (K-번째) 보다 작지 않으면 (N) , 싱크 노드가 비콘 패킷의 방송 유무를 판단하여 사이클 진행 여부를 결정한다. 본 스텝 (S2100)에서 비콘 패킷이 방송되지 않아 사이클이 진행되지 않는 경 우에는 (N) , 모든 절차를 종료한다.
[스텝 S2110]
상기 스텝 (S2100)에서 비콘 패킷이 방송되어 사이클이 계속해서 진행되는 경
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대체용지 (규칙 제 26조) 우에는 (Y) , 싱크 노드는 η-번째 사이클에서 싱크 노 가 비콘 패킷을 방송하기 시 작하는 시각 에 비콘 패킷을 방송한다.
[스템 S2120]
Κ-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 완료되었거나 Κ-번째 노드의 데이터 패 킷이 수신 완료되는 시각의 추정값 이 초과된다.
[스텝 S2130]
상기 스텝 (S2120)이 진행된 후, 싱크 노드는 n-번째 사이클에서 k—번째 노드 의 왕복시간지연 을 계산하고， 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ( "L *및
U^- k ) 및 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 를 갱신한다. 좀 더 상세하게는， 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ("u및 "2ᅳ ^을 갱신하 기 위해서, 다음의 [수학식 21기과 같이 모든 노드들에 대하여 왕복 시간 지연 획 득 유효성 값 ( "2， )을 갱신하고， 만약， η-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하였으면， 다음의 [수학식 218]과 같이 한다.
[수학식 217]
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 218]
만약， n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하지 못한 경우에는 다음의 [수학식 219]와 같이 한다.
[수학식 219]
= 0 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 ( ^ )는 다음의 [수학식 220]과 같이 갱신한다.
[수학식 220]
Figure imgf000088_0001
또한, 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 )이 1인 경우에는， 다음의 [수 학식 221]i과 같이 n-번째 사이클에서 k—번째 노드의 왕복시간지연 을 계산하 고, 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 를 ¾신한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 221]
¾ 二 ¾¾ᅳ ¾w + + ¾ ，
[스텝 S2140]
싱크 노드가 n을 1만큼 증가시킨 후 (n+1)-번째 사이클을 위한 " + ι 계 산을 위하여 상기 스텝 (S2020)으로 진행된다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 의한, 수중 무선 이동 네트워 크를 위한 스케쥴링 방법에 의하면， 싱크 노드가 초기화 과정을 수행하고; 싱크 노 드가 데이터 패킷 수신 순서를 결정한 후 η-번째 사이클에서 1-번째 노드에게 부여 되는 시간 지연 ( ^1， )을 0으로 설정하며; 싱크 노드가 η-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하고， 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시 점 ( ei )을 계산하며 ; 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지 의 여부롤 판단하며; 상기 판단에서 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면， 싱크 노드가 상기 변수 (k)를 k+1로 설정하며; 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번 째 노드의 왕복시간지연 ( ^ )을 추정하며; 싱크 노¾가상기 I 추정된 k—번째 노드 의 왕복시!간지연 을 이용하여， k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터
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대체용지 (규칙 제 26조) 패킷을 송신할 때， k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 을 계산하며; 싱크 노드가 상기 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 을 이용하여 k—번째 노 드의 대기 시간 ( "；)을 계산하며 ; 그리고 싱크 노 H가 상기 계산된 k-번째 노드 의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 과 상기 계산 된 k-번째 노드의 대기 시간 ( ^^ " )을 이용하여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완료되는 시각의 추정값 ( e* )을 계산한 후 상기 판단 과정으로 진행되도록 구성됨 으로써：
즉， 수중음향 무선 이동 네트워크 둥과 같이 왕복시간지연이 크고 물리 계층 의 전송 속도가 낮은 네트워크 환경에서， 다수의 노드들이 싱크 노드로 데이터 패 킷을 시분할 다중접속 방식으로 전송하고자 할 때 , 노드의 이동성에 따른 왕복시간 지연을 사이클 단위로 추적하여 싱크 노드가 노드들로부터 데이터 패킷을 수신함에 있어 유휴 시간을 최소화함으로써 채널 사용 효율 향샅을 통한 네트워크 효율이 크 게 향상될 수 있다. 특히, 노드 수가 증가할수록 네 B워크 효율 향상 정도는 더욱 증가한다ᅳ 본 발명에 따른 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법은 절대 시간 기준미 아니라， 시간 차이에 해당하는 정보에 의 1해서 결정되므로, 각 노드들 의 로컬 시각 정보가 서로 상이하더라도 정확하게 동작한다. 따라서 시간 동기화가 필요 없으므로 시간 동기화가 불가능하거나 시간 동기화를 위해서 많은 자원이 소 모되는 응용 분야에서도 활용이 가능하다.
또한， 왕복 시간지연 정보에 대한 정확한 값이 매 사이클마다 얻어지므로,
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대체용지 (규칙 제 26조) 오차가 누적되지 않고 주기적인 재초기화가 필요 없다.
[제 3실시예]
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 의한， 수중 부선 이동 네트워크를 위한 스 케즐링 방법이 적용되는 네트워크 토폴로지를 나타내는 도면으로서， 싱크 노드가 노드들의 전송 스케즐을 포함하고 있는 비콘 패킷을 방송하고， 싱크 노드의 비콘 패킷을 수신한 싱크 노드 이외의 노드들이 비콘 패킷에 포함되어 있는 각 노드들의 전송 스케즐에 따라서 데이터 패킷을 싱크 노드로 전송한다. 싱크 노드 이외의 노 드는 간략하게 노드로 부르기로 한다. 본 발명에서는 수중에서 음파를 이용하여 통 신이 이루어지는 경우를 고려하고, 싱크 노드와 k-번째 노드 간의 최대 상대 속 도 ("max), 수중에서의 음파 전달 속도의 최소값 (emin ), 싱크 노드를 제외한 노드 의 총 수 (^)는 알고 있다고 가정한다. 도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한， 수중 부선 이동 네트워크를 위한 스 케즐링 방법의 사이클 개념도이다.
본 발명에서 n-번째 사이클이란， 도 9에 도시 바와 같이， 싱크 노드가 n- 번째 비콘 패킷을 방송하는 시각부터， 모든 노드들로부터 데이터 패¾ 수신이 완료 된 후에 (n+1)-번째 비콘 패킷을 방송하기 시작하는 시각까지의 구간을 의미한다. η-번째 사이클의 비콘 패킷이 방송되는 시각을 ^." 이라고 표기한다. 그러 면， <^= 0.„ + 1 0. "이다 [여기서 (^은 η_번째 사이클의 지속시간임]. η-번째
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대체용지 (규칙 제 26조) 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각을 tk. n 라고 표기하자 .
본 발명의 제 3 실시예에 의한, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법은 각 노드들이 비콘 패킷 수신 시각으로부터 얼만 큼의 시간 지연 후에 데이 터 패킷을 송신해야 하는지에 대한 정보를 싱크 노드가 비콘 패¾에 포함하여 보낸 다.
n一번째 사이클에서 k-번째 노드의 비콘 수신 후 데이터 패킷 송신시까지의 대기 시간을 라고 표기하자. "에서 n-번째 사이클임을 명시할 필요는 없지만, 본 발명을 설명함에 있어서 명확성을 위하여 "에 n-번째 사이클을 명 시하는 첨 ί자를 사용한다. 노드의 이동성으로 인하여 노드들의 왕복시간지연은 매 사이클마다 변화하는데， 본 발명에서는 이렇게 변화하는 왕복시간지연을 과거 Μ-개 사이클의 왕복시간지연 정보를 이용하여 추정하고, 싱크노드에서 노드들의 데이터 패킷 수신 층돌이 발생하지 않도록 "을 정한다 .
본 발명에서는 싱크 노드와 각 노드간의 최초 왕복시간지연 및 싱크 노드와 각 노드간의 최초 왕복시간지연 ( S . o )이 획득된 시간 은 알고 있다고 가정한다. δ ^ 0 및 0를 획득할 수 있는 다양한 방법이 존재하며， 어떤 방법을 사 용하더라도 본 발명의 제 3 실시예에 의한 다항식 보간법을 이용한 수증 네트워크 스케줄링 방법은 사이클 수가 증가할수록 ᅳ0 및 0와 무관하게 정상 상태에 이 르게 되므로， 6 *.ᄋ 및 Q를 획득하기 위해서 사용하는 방법에 따른 본 발명의 스
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대체용지 (규칙 제 26조) 케즐링 방법의 성능 변화는 매우 작다.
이하, 위와 같이 구성된 네트워크 토폴로지에서 이루어지는 본 발명의 제 3 실시예에 의한， 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법에 대해서 설명하기 로 한다. 도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제 3 실시예에 의한, 수중 무선 이동 네트 워크를 위한 스케줄링 방법을 설명하기 위한 동작 플로우챠트로서， 여기서 S는 스 텝 (Step)을 의미한다.
먼저， 싱크 노드는 5k'o 및 ᅳ°를 이용하여 1-번째 사이클의 스케즐인 찌， 1을 정하기 위해서는 가장 먼저 다음의 [수학식 301 ]과 같이 초기화 과정을 수행한다 (S3010).
[수학식 301 ] n=l, u k = 1, lk = 0, ak = ¾,0, C0 = CD
um,k = 0.
[ f는 보다 작거나 같은 자연수이고， ¾=2，3,ᅳ게이다. 는 n_ 번째 사이클에서， (n-1)-번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의 유 효성을 나타내는 변수이며, s .0 값을 알고 있으므로 모두 1로 설정한다. Um'k^ n-번째 사이클에서, (n-m)-번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의
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대체용지 (규칙 제 26조) 유효성을 나타내는 변수이며， 보다 과거에 획득된 왕복시간지연 정보는 최초에 존재하지 않으므로 rn이 1보다 큰 경우에는 0으로 한다. α*는 가장 최근에 획득 된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며, 현 상태에서 S/i.0가 가장 최근에 획득된 왕복 시간지연이 ¾로 "fc = ¾,o로 설정한다. ^는 ° 가 ¾어진 사이클이며, 0으로 설 정한다. C"은 n-번째 사이클의 지속 시간이며， 1-번째 사이클 아전의 사이클 지속 시간은 알 수 없으므로 사용자가 적정한 Co 값을 정해야 하는데, 수학식 301 에서 는 그 값을 로 표시하였다. 는 경험적으로 알고 있는 평균적인 cn 값으로 하 거나， 사이클 지속 시간은 전체 데이터 패킷 길이의 합과 노드들의 왕복시간지연의 최소값의 합보다는크므로 다음의 수학식 302와 같이 추정되어 정해짐] [수학식 302]
κ
CD = min{5li0, ···, ½. +∑Dk,i
k= 1
[D'k,i은 1-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패 길이를 시간으로 환 산한 값임] 이어서, 싱크 노드는 다음과 같은 절차로 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 비콘 수신후 데이터 패킷 송신시까지의 대기시간 (^^" 을 계산하여 사이클 단위로 각 노드들의 데이터 패킷을 수신한다 (S3020 ~ S3140).
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대체용지 (규칙 제 26조) [스텝 S3020]
싱크 노드가 데이터 패킷 수신 순서를 결정한 후 n-번째 사이클에서 1-번째 노드에게 부여되는 시간 지연 을 0으로 설정한다.
좀 더 상세하게 설명하면 , αΑ·가 작은 순서대로 정렬한 후， = 1으로 하 고， ^." = 0 으로 한다ᅳ k 번째 노드라 함은 가 k_번째로 작은 노드를 의미한 다. n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷은 싱크 노드에 k-번째로 수신된 다. 즉， 여기에서 정렬된 순서는 싱크 노드에 데이터 패킷이 도착하는 순서이다. 정렬하는 방법으로서 추가적으로 고려될 수 있는 방법은 Ul'k 값이 1인 노드들을 α 가 작은 순서대로 정렬하고， 다음으로 " 값이 0인 노드들 중에서 U2'k 값 이 1인 노드들을 <1 가 작은 순서대로 정렬하고， 다음으로 uu 및 u^k 값이 모두 0인 노드들을 α 가 작은 순서대로 정렬하고, 이하 반복으로서 , 다음으로
Ul,k, ' "' Um,k 값이 모두 0인 노드들을 α 가 작은 순서대로 정렬 하는 방식!으로 함으로써， 최근에 왕복시간지연이 획득된 노드들에게 우선 순위를 부여하는 방법을 사용할 수도 있다. 이외에도 웅용 분야에 따라서 우선 순위 기반 의 다양한 정렬 방법이 존재할 수 있다.
[스템 S3030] 싱크 노드가 η-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 ( ， 을 추정하 고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 (ei )을 계산한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) 좀 더 상세하게는, ""'-" """'라고 정의하자. Λ는 2 이상인 자연수라고 하 자. °는 사용자가 정하는 값이다. 만약 ≥ o이면， 즉, 최근 M 사이클 동안 1-번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우가 ^회 이상인 경우에는 n- 번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 ^，"을 다음 [수학식 303]과 같이 연 립 방정식을 풀어서 추정한다.
[수학식 303]
t Ι,η = to,n + Db,n + (5ljfl
나는 최소 차수의 다항식이다. 여기에서 , ( ᅳ " ) 사이클에서 1—번째 노드의 유효 한 왕복시간지연이 획득되었고, 그 때 1-번째 노드의 왕복시간지연 값은 一 이다. )는 (·Λᅳ 1)-차의 다항식으로서， 다항식 보간법을 이용하여 쉽게 구할 수 있다. 예를 들면， 분할된 차이 (divided difference) 방법을 이용할 수 있다. [수학식 303]은 (<λ一 1)차 다항식과 1차 다항식의 연립 방정식으로서 , [수학식 303]의 2-번째 1차 다항식을 [수학식 303]의 1-번째 ᅳ 1)차 다항식에 대입하면 결과적으로 ( ― 1)차 다항식의 해를 구하는 문제로 귀결된다. [수학식 303]은 해 가 유일하게 존재하거나, 해가 존재하지 않거나， 해가 다수 존재하거나， 해가무수
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대체용지 (규칙 제 26조) 히 많이 존재할 수도 있다. [수학식 303]의 해가 존재하지 않으려면， [수학식 303] 의 1-번째 ('Λᅳ 1 )차 다항식이 [수학식 303]의 2-번째 I 1차 다항식 위에 있거나 아 래에 있는 경우이다. 본 발명에서 0 ≤ ≤ 5-ax 이므로, 즉， 값은 범위가 제한되어 있으므로， [수학식 3Θ3]의 1-번째 (^― D차 다항식은 히，" 변화에 따라 서 일정한 범위 내에서 축과 평행에 가까운 형태로 그래프가 표현된다. 반면 에 [수학식 303]의 2-번째 1차 다항식은 기울기가 " 1"'이다. 따라서 해가 존재하지 않는 경우는 발생하지 않는다. 또한, Ji이 2인 경우에는 [수학식 303]의 1-번째
(Λᅳ 1 )치 I 다항식이 1차 다항식이 되는데 , 상기와 같은 이유로 [수학식 303]을 구 성하는 두 개의 1차 다항식의 기울기가 서로 달라져서， [수학식 303]의 실수 해가 유일하게 존재한다. ^이 3 이상인 경우에는 복소수 해를 포함하여 다수의 해가 존 재할 수 있으며， 실수 해도 여러 개 존재할 수 있다. 실수 해가 여러 개 존재하려 면 [수학식 303]의 1-번째 ( 一 차 다항식이 기울기 "1" 이상의 급격한 변화를 보여야 하며， 이것은 0 ≤ ^1^ ≤ ^ax 임을 고려하면 ι," 값의 히스토리가 양 끝 값인 "0" 또는 " max " 값을 가지는 것을 뜻하므로, 이 경우에도 역시 실수 해는 1 개를 가질 확률이 매우 높다. 다르게 해석하면， 이와 같이 급격한 토폴로지 변화를 보이는 환경은 과거의 왕복 시간 지연 정보를 이용해서 현재의 왕복 시간 지연 정 보를 추정하는 것이 어려운 경우에 해당한다. 이때에도 본 발명은 왕복 시간 지연 정보를 보수적으로 적용하도록 설계되어 안정적으로 동작할 수 있다. 앞서, [수학 식 303]을 푸는 것은 («Λᅳ 1 )차 다항식의 해를 구하는 것과 같다고 언급하였는데，
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대체용지 (규칙 제 26조) 일반적으로 (^ᅳ D차 다항식은 ("Λ一 1) 개의 해를 가지몌 여기에는 복소 해와 실수 해가 혼합되어 있다. 본 발명에서는 [수학식 303]을 해석적으로 직접 푸는 것 보다는 다음과 같이 인터택티브 (iterative)하게 구한다. 먼저， ^"의 초기값을 정 한다. 예를 들면, = ίο,η + Α," +«ι ^로 한다. 이외에도，
*1,η = n + . + ^max 등과 같이 초기값을 정하는 방법은 다양하게 있으며, ^."에 근접하는 값이 되도록 설정하는 것이 좋다. 이제, 초기값 을 이용하여
[수학식 303]으로부터 i,"을 ，' ' = 1(^，")과 갈이 계산한다. 그리고 이와 같 이 계산된 ^' 을 이용하여 "을 ^," = ". + Α,". + ^,"과 같이 계산하고, 이 때 계산된 ^， 으로부터 "을 ^^ = < d,n)과 같이 계산한다. ^'".을 이용하 여 ^^을 ^,η = Ο,™ + + 과 같이 계산하고 ' 계산된 ^Ι,η으로부터 ^,^을 = 과 같이 계산하는 과정을 정해진 횟수만큼 반복한 후에 최종적으 로 계산되는 값을 "과 으로 확정한다. 이때， 반복 횟수를 정하지 않고， 이전 에 계산된 ^"과 현재 계산된 ^"의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 중 단하는 방법이 있다. 마찬가지로， 이전에 계산된 ^，"과 현재 계산된 ^"의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 중단하는 방법도 있다. ，"은 5n^x보다는 작으 므로， 다음 수학식 304와 같이 값을 제한함]
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 304]
,n = min{5m ax, ^， J
[ ax는 왕복시간지연의 최대값임] 그리고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 ei을 다음 [수학식 305]와 같이 계산한다.
[수학식 305] e i = *0 + Α ^Ι + Α
[ ^은 n-번째 사이클에서 번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값이며; T 는 가드 시간임 ] 만약 «Λ < 이면, 즉, 최근 M 사이클 동안 i -번째 노드의 왕복시간지연 이 성공적으로 획득된 경우가 ^회 미만인 경우에는， 과거에 획득된 시간지연으로 부터 현재 ί의 시간지연을 추정하는 것이 타당하지 않다고 판단한다. 이때는, 다음
[수학식 306]과 같이 η-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 ^,™을 추정 하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 ei을 계산한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 306]
Κ = min{<5max, «1 + 2¾m ax Cn_ x ( - lx )/ cm in }
[이은 가장 최근에 획득된 —번째 노드의 왕복시간지연이며， Umax는 싱크 노드와 k-번째 노드간의 최대 상대속도이며， C ^ᅳ 은 -번째 사이클의 지속시간 이며, 1은 1-번째 노드의 왕복시간지연이 획득된 가장 최근 사이클이며， Cmin은 수중에서의 최소 음파 전달 속도임 ]
[수학식 306]과 같이 1-번째 노드의 왕복시간지 I연이 획득된 가장 최근 시점 으로부터 가능한 최대 변동폭을 이용하여 왕복시간지연을 추정하면， 층돌을 원천적 으로 회피할 수 있다. [수학식 306]에서 7ι은 1-번째 노드의 왕복시간지연이 획득된 가장 최근 사이클이므로 ( ᅳ 은 왕복시간지연 획득 후에 소요된 시간을 의미하 고, 이때 평균적인 사이클 지속시간을 가장 최근 사이클인 (n-1)-번째 사이클 지속 시간으로 근사하면 S max^— l(n _ Zl)/cmin은 가장 최근에 왕복시간지연이 획 득된 후에 n-번째 사이클에서의 왕복시간지연이 가질 수 있는 최대 변동폭이 된다. 따라서 + ^ ^-^/^ 은 ^번째 사이클에서 번째 노드의 최대 왕 복시간지연이 되고, 이 값이 5maX를 초과할 수 없으므로 [수학식 306]과 같이 1- 번째 노드의 왕복시간지연을 계산한다. 가장 최근 개의 사이클 중에서 개 미만의 사이클에서만 1-번째 노드의 왕복시간지연이 획득되었다는 것은, 물리계층
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대체용지 (규칙 제 26조) 이 완벽하다면 1-번째 노드의 이동성이 갑작스럽게 변하여 다른 노드들의 패킷과의 충돌을 발생한 것으로 인지할 수 있고, 따라서 과거 왕복시간지연 정보로부터 n-번 째 사이클에서의 왕복시간지연을 추정하는 것은 바람직하지 않음에 유의하여야 한 다ᅳ 또한， 이와 같이 계산된 ，„은 ， n이 가질 수 있는 가장 큰 값이므로, ei을 계산함에 있어 [수학식 306]에서는， [수학식 305]와는 달리， 가드 시간을 포함하지 않는다.
[스텝 S3040]
싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막—번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판 단한다.
[스템 S3050]
상기 스텝 (S3040)에서 상기 변수 (k)가마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 (Y) , 싱크 노드가상기 변수 (k)를 k+1로 설정한다.
[스텝 S3060] 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정한 다. 좀 더 상세하게는, '라고 정의하자. 만약 이면， 즉, 최근
M 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우가 ^회 이
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대체용지 (규칙 제 26조) 상인 경우에는, 다음 [수학식 30기과 같이 η-번째 사이클에서 k—번째' 노드의 왕복 시간지연 ^ 을 추정한다.
[수학식 307] .'n = Qkiek- \)
나는 최소 차수의 다항식이다. 여기에서， ―" 사이클에서 k-번째 노드의 유효 한 왕복시간지연이 획득되었고， 그 때 k-번째 노드의 왕복시간지연 값은 네 이다. ¾( 는 (^ᅳ 1)-차의 다항식으로서， 다항식 보간법을 이용하여 쉽게 구할 수 있다. 수학식 307은 과거에 획득된 왕복시간지연 정보를 수치해석적 보간법으로 근사하고, 바로 직전 데이터 패킷인 (k-1)-번째 노드의 데이터 패킷의 수신이 종료 되는 시각인 en 시각에 k-번째 데이터 패킷이 수신될 때 왕복시간지연 ( ， ")을 계산한 것임]
따라서 k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터패킷을 송신하여 왕복시 간지연 (^^)을 가지면서 싱크 노드에 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작 하는 시각 (^ 는 다음 [수학식 308]과 같이 계산된다，
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 308]
P'k = Ο, η + Db,n + S k, n
이때, 만약 Pk> Gk→ 아면， k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패 킷을 송신해도 (k-1)-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 완료되고 나서 Pk― e k - 1 만큼의 시간이 지난 후에 k-번째 노드꾀 데이터 패킷 수신이 시작 되므로， [수학식 30기에 의해서 추정한 시각에서의 k-번째 노드의 왕복시간 지연은 실제 k-번째 노드의 데이터 패킷이 도착하는 시점에서의 왕복시간지연 추정 치로서 적 ί절하지 않다. 따라서 [수학식 303]을 반복적인 방법으로 풀어서 1-번째 노드의 ^복시간지연을 추정한 방식으로 k-번째 노드의 왕복시간지연을 추정해야 한다. 따라서 P^ ek→ 인 경우에는 다음과 같이 연립방정식인 [수학식 309]를 풀 어서 k-번째 노드의 왕복시간자연 을 추정한다. [수학식 309]
t k,n =
Figure imgf000103_0001
[수학식 303]에서와 마찬가지로, [수학식 309]는 ᅳ 1 )차 다항식의 해를 구하는 문제로서, 가 2인 경우에는 실수 해가 유일하게 존재하므로 해석적 해를
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대체용지 (규칙 제 26조) 이용하고， 가 3 이상인 경우에는 다음과 같이 반복적인 방법을 이용하여 해를 구 한다. 먼저， ^，"의 초기값을 정한다. 예를 들면 =ί 0,η + fc으로 한 다. 이외에도, ^ᅳ" + A,n+ max 등과 같이 초기값을 정하는 방법은 다양 하게 있으며， 에 근접하는 값이 되도록 설정하는 것이 좋다. 이제, 초기 값 을 이용하여 [수학식 309]로부터 을 ^ = ' ( )과 같이 계산한 다. 그리고 이와 같이 계산된 을 이용하여 ^,"을
Figure imgf000104_0001
4* 과 같이 계산하고， 이때 계산된 ，"으로부터 ^,"을 ^'η = Q/c U과 같이 계산한 다. „을 이용하여 ,n을 fc'n = Ο,η + + ·,ή.과 같이 계산하고， 계산된
^，"으로부터 ^^을 ， n = fc /cJ과 같이 계산하는 과정을 정해진 횟수만큼 반 복한 후에 최종적으로 계산되는 값을 과 ，"으로 확정한다. 이때, 반복 횟수를 정하지 않고, 이전에 계산된 과 현재 계산된 ᅳ"의 차이가 일정값 이하인 경우 에 반복과정을 중단하는 방법이 있다. 마찬가지로， 이전에 계산된 ^， 과 현재 계 산된 ^ 의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 중단하는 방법도 있다. max보다는 작으므로, 다음 [수학식 310]과 같이 값을 제한한다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 310]
Figure imgf000105_0001
만약 Λ' < ^이면, 즉， 최근 M 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연 이 성공적으로 획득된 경우가 Q회 미만인 경우에는, 과거에 획득된 시간지연으로 부터 현재의 시간지연을 추정하는 것이 타당하지 않다고 판단한다. 이때에는 다음
[수학식 311]과 같이 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정 한다.
[수학식 311]
¾, = max{0, akᅳ 2vm axC 一 ι (ηᅳ )/'cm in } 상기 [수학식 311]은 [수학식 306]과는 다른데 이것은 연속되는 데이터 패 킷의 충돌을 회피하기 위해서는 이전 데이터 패킷의 종료 시각은 늦게 추정되는 방 향으로 해야 하고， 다음 데이터 패깃의 수신 시각은 빠르게 추정되는 방향으로 해 야 하기 때문이다.
[스텝 S3070]
싱크 노드가 상기 스텝 (S3060)에서 추정된 k-번째 노드의 왕복시간지
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대체용지 (규칙 제 26조) 연 을 이용하여， k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신할 때， k-번째 노드의 데이터 패¾이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정 값 ( ^ )을 상기 [수학식 308]과 같이 계산한다.
[스텝 S3080]
싱크 노드가 상기 스텝 (S3070)에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱 크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 을 이용하여 k-번째 노드의 대기 시간 을 다음의 [수학식 312 ]와 같이 계산한다ᅳ
[수학식 312] 'k, n = max{0, ek- pk}
이와 같이, n-번째 사이클에서 k-번째 노드가 비콘 패킷을 수신한 후에
Wk - " 시간만큼 대기한 후에 데이터 패킷을 송신하면 (k— 1)-번째 노드의 데이터 패 킷이 수신 완료된 후에 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되어， 싱크 노드에서 데 이터 패킷 수신 충볼이 발생하지 않는다.
[스텝 S3090]
싱크 노드가 상기 스텝 (S3070)에서 계산된 k-번'째 노드의 데이터 패킷이 싱 크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 과 상기 스템 (S3080)에서 계산된
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대체용지 (규칙 제 26조) k-번째 노드의 대기 시간 ( ^". " )을 이용하여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완 료되는 시각의 추정값 을 계산한 후 상기 스텝 (S3040)으로 진행된다. 좀 더 상세하게는， 만약 Λ≥ o이면 (즉， 최근 M 사이클 동안 k_번째 노 드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우가 ^회 이상인 경우에는) k-번째 노 드의 데이터 패킷이 수신 종료되는 시각 은 다음 [수학식 313]과 같이 계산된 다.
[수학식 313]
6 fc = Pfc + A,n + wk,n +
[ '"은 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임] 한편， 만약 ^fc < ^이면 (즉, 최근 M 사이클 동안 1-번째 노드의 왕복시 간지연이 성공적으로 획득된 경우가 /o회 미만인 경우에는) k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정값 은 다음의 [수학식 314]와 같이 계산된다.
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대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 314] e¾ = o,n + Db.n + ^k,n + min{5max, ak + 2vmaxCn_ 1 (n- lk)/cm{n] + Dk,n ek
[스텝 S3100]
상기 스텝 (S3040)에서 변수 (k)가 마지막 -번째 (K 번째) 보다 작지 않으면 (N), 싱크 노드가 비콘 패킷의 방송 유무를 판단한다.
즉 K-번째 노드의 스케즐 계산이 완료되면， 성크 노드가 비콘 패킷의 방송 유무를 판단하여 사이클 진행 여부를 결정한다. 한편， 스템 (S3040)에서 비콘 패킷이 방송되지 않으면 (N) (즉, 사이클을 진행 하지 않는 경우에는) 모든 절차를 종료한다.
[스텝 S3110]
상기 스텝 (S3100)에서 비콘 패킷이 방송되어 사이클이 계속해서 진행되는 경 우에는 (Y), 싱크 노드는 n—번째 사이클에서 싱크 노¾가 비콘 패킷을 방송하기 시 작하는 시각 (^ᅳ")에 비콘 패킷을 방송한다.
[스템 S3120]
106
대체용지 (규칙 제 26조) K-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 완료되었거나 Κ—번째 노드의 데이터 패 킷이 수신 완료되는 시각의 추정값 이 초과된다.
[스템 S3130]
상기 스텝 (S3120)이 진행된 후， 싱크 노드는 n-번째 사이클에서 k-번째 노드 의 왕복시간지연 을 계산하고， 왕복 시간 지연 획!득 유효성 값 및 가 장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (α , 4)를 갱신한다.
좀 더 상세하게는， 시각에 비콘 패킷을 방송한 후에, Κ-번째 노드의 데 이터 패킷 수신이 완료되었거나 ek 시각을 초과하면， 싱크 노드는 n—번째 사이클 에서의 각 노드들로부터 데이터 패킷의 성공적인 수신 여부를 알 수 있다. 먼저,
Um'k 값을 갱신하기 위해서, 다음 [수학식 315]와 같이 모든 = 1,2,··· K 및 = 1,2,···,Λ/ᅳ 1에 대하여 노드들에 대해서 um,k 값을 다음 [수학식
315]와 같이 갱신한다.
[수학식 315]
+ 1 , ¾ , k n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하였으면, 다음의 [수학식 316]과 같이 한다.
107
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 316]
Figure imgf000110_0001
n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하지 못한 경우에는 다음의 [수학식 31기과 같이 한다.
[수학식 317] , ui , k = 0 그리고， 가장 최근에 확득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (4)는 다음의 [수학 식 318]과 같이 갱신한다. [수학식 318]
Figure imgf000110_0002
&한, 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 )이 1인 경우에는， 다음의 [수 학식 319]1와 같이 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 ( ^. " )을 계산하 고， 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (α )를 갱신한다.
108
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 319]
^k, n 二 ^k, nᅳ (^Ο , η + ^b,n + Wk, n ->
ak = ^k, n
[스텝 S3140]
싱크 노드가 n을 1만큼 증가시킨 후 (n+1)-번째 사이클을 위한 ^ " + ι 계 산을 위하여 상기 스텝 (S3020)으로 진행된다. 본 발명의 제 3 실시예에 의한 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방 법에 의하면， 싱크 노드가 초기화 과정을 수행하고; 상기 싱크 노드가 데이터 패킷 수신 순서를 결정한 후 η-번째 사이클에서 1-번째 노드에게 부여되는 시간 지 연 ( ^ι,η )을 0으로 설정하며; 싱크 노드가 η-번째 사이클에세 1-번째 노드의 왕복 시간지연 을 추정하고， 1-번째 노드의 데이터 패¾ 수신 완료 시점 을 계 산하며; 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하며; 상기 판단에서 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면, 싱크 노드 가 변수 (k)를 k+1로 설정하며; 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복 시간지연 을 추정하며; 싱크 노드가 상기 추정된 k-번째 노드의 왕복시간지 연 을 이용하여， k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신할
109
대체용지 (규칙 제 26조) 때, k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정 값 을. 계산하며; 싱크 노드가 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드 에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 을 이용하여 k-번째 노드의 대기 시 간 ( ^ " )을 계산하며; 상기 싱크 노드가 상기 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷 이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( p^ 과 상기 계산된 k-번째 노드 의 대기 시간 ( ^ " )을 이용하여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완료되는 시각 의 추정값 ( 을 계산한 후 상기 판단 과정으로 진행되도록 구성됨으로써 :
즉， 수증음향 무선 이동 네트워크와 같이 왕복시간지연이 크고 물리 계층의 전송 속도가 낮은 네트워크 환경에서, 채널 사용 효율 향상을 통한 네트워크 효율 을 향상새킬 수 있고， 시간 동기화가 필요 없으므로 시간 동기화가 불가능하거나 시간 동기화를 위해서 많은 자원이 소모되는 웅용 분야에서도 활용이 가능하며, 오 차가 누적되지 않고 주기적인 재초기화가 필요 없다는 뛰어난 효과가 있다. 특히, 노드 수가 증가할수톡 네트워크 효율 향상 정도는 더욱 증가한다. 본 발명에 따른 다항식 보간법을 이용한 수중 네트워크 스케즐링 방법은 절대 시간 기준이 아니라， 시간 차이!에 해당하는 정보에 의해서 결정되므로， 각 노드들의 로컬 시각 정보가 서로 상이하더라도 정확하게 동작한다. 따라서 시간 동기화가 필요 없으므로 시간 동기화가 불가능하거나 시간 동기화를 위해서 많은 자원이 소모되는 웅용 분야에서 도 활용이 가능하다.
또한， 왕복 시간지연 정보에 대한 정확한 값이 매 사이클마다 얻어지므로, 오차가 누적되지 않고 추기적인 재초기화가 필요 없다.
110
대체용지 (규칙 제 26조) 도면과 명세서에는 최적꾀 실시예가 개시되었으며， 특정한 용어들이 사용되 었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의 미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로， 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양 한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해 I할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 ί 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
111
대체용지 (규칙 제 26조)

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
하나의 싱크 노드와 다수의 노드들로 구성된 네트워크 토폴로지에서 스케즐 링을 하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법으로서 :
싱크 노드로부터 다수의 노드들로 초기화 패킷을 방송하는 제 1 단계; 상기 싱크 노드가 다수의 노드들로부터 제 1 설정시간 ( « ) 동안 초기화 응답 패킷을 수신하는 제 2 단계;
상기 싱크 노드가 상기 제 2 단계에서 수신한 초기화 응답 패킷으로부터 상 기 싱크 노드와 다수의 노드들 간 왕복 시간 지연 ( T^ )을 계산하는 제 3 단 계;
상기 싱크 노드에 의해 초기화 웅답 패킷 수신에 충돌이 존재하는 지의 여부 를 결정하는 제 4 단계 ;
상기 제 4 단계에서 초기화 응답 패킷 수신에 층돌이 존재하지 않으면ᅳ 상기 싱크 노드가 상기 제 3 단계에서 계산된 왕복 시간 지연 ( Τ73^ )을 이용하여 왕 복 시간 지연이 작은 순으로 노드들을 정렬하는 제 5 단계;;
상기 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 1로 설정되고 1-번째 노드의 대기. ; 시 간 ( ^ 1，1 )'이 "0"으로 설정되는 제 6 단계;
상기 싱크 노드에 의해 1-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 수신 되기 시작하는 시각의 최대값 ( 1, 1 )이 계산되는 제 7 단계;
112
대체용지 (규칙 제 26조) 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하는 제 8 단계;
상기 제 8 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 상기 변수 (k)를 k+1로 설정하는 제 9 단계;
상기 싱크 노드에 의해 k-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 도착 하는 시각의 최소값 ( k, l )이 계산되는 제 10 단계; 상기 싱크 노드에 의해 상기 k-번째 노드의 대기 시간 ( 세)이 계산되는 제 11 단계;
상기 싱크 노드에 의해 상기 k-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 도착하는 시각의 최대값 ( ' )을 계산한 후 상기 제 8 단계로 진행되는 제 12 단계;
상기 제 8 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막—번째 (K-번째) 보다 작지 않으면， 상기 싱크 노드에 의해 1-번째 비콘 패킷이 제 3 설정 시각 에 다수의 노드들 에 방송되는 제 13 단계 ;
상기 싱크 노드가 마지막 -번째 (K-번째) 노드 데이터 패킷을 수신한 후 또는 상기 제 13 단계에 의한 1-번째 비콘 패킷 방송후 제 4 설정 시
Figure imgf000115_0001
)을 대기하는 제 14 단계;
상기 싱크 노드에 의해 상기 싱크 노드와 상기 k-번째 노드 간 왕복 시간 지
113
대체용지 (규칙 제 26조) 연 ( 5k. n )이 계산되는 제 15 단계 ; 상기 싱크 노드가 상기 제 15 단계에서 계산된 왕복 시간 지연 ( 5k.n )을 이 용하여 왕복 시간 지연이 작은 순으로 노드들을 정렬하는 제 16 단계 ; 상기 싱크 노드에 의해 :1 사이클 동안 변화할 수 있는 노드의 왕복 시간 지 연 변동폭 이 계산되는 제 17 단계 ; 상기 변수 (k)를 1로 설정하고, 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 1-번째 노드에게 부여되는 시간 지연 을 "0"으로 설정하고， n-번째 사이클에서 1-번 幽^
째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의 최대값 ( 3 )을 계산하는 제 18 단계； 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부를 판단하는 제 19 단계; 상기 제 19 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면 상기 변수 (1 를 k+1로 설정하는 제 20 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기
시작되는 시각의 최소값 ( ¾ )을 계산하는 제 21 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k—번째 노드에게 부여되는 시간 지 연 ( \Λ¾ή )을 계산하는 제 22 단계 ; 상기 싱크 노드가 η-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기
114
대체용지 (규칙제 26조) 시작되는 시각의 최대값 ( ≠ )을 계산한 후 상기 제 19 단계로 진행되는 제 23 단계;
상기 제 19 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 ι(Κ—번째) 보다 작지 않으 면， 상기 싱크 노드에 의해 비콘 패킷 방송이 되는 지의 여부가 결정되는 제 24 단 계; 및
상기 제 24 단계에서 비콘 패킷 방송이 되지 않으면 종료하는 제 25 단계흩 포함하는 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법,.
【청구항 2】
제 1 항에 있어서，
상기 제 24 단계에서 싱크 노드에 의해 비콘 패킷 방송이 결정 되면, 상기 싱크 노드에 의해 η-번째 사이클의 비콘 패킷이 방송되는 시각 (^,η )에 비콘 패킷이 노드들에 방송되는 제 26 단계;
상기 싱크 노드가 마지막 -번째 (Κ-번째) 노드 데이터 패킷을 수신한 후 또는 상기 η-번째 사이클에서 마지막 -번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시 각의 최대값 ( 難 )을 대기하는 제 27 단계; 및
상기 싱크 노드에 의해 사이클이 1만큼 증가된 후 상기 제 15 단계로 진행되 는 제 28 단계가 수행되는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
【청구항 3】
제 1 항에 있어서，
115
대체용지 (규칙 제 26조) 상기 제 4 단계에서 초기화 응답 패킷 수신에 층돌이 존재하면， 상기 싱크 노드에 의해 재초기화 패킷이 노드들에 방송되는 제 29 단계; 상기 싱크 노드에 의해 제 2 설정 시간 (^eiwii ) 만큼 재초기화 웅답 패킷이 수신되는 제 30 단계 ;
상기 싱크 노드가 상기 제 30 단계에서 수신한 재초기화 응답 패¾으로부터 상기 싱크 노드와노드들 간 왕복 시간 지연 (^Γ7 / )을 계산하는 제 31 단계 ; 및 상기 싱크 노드에 의해 재초기화 웅답 패킷 수신에 충돌이 존재하는 지의 여 부를 결정하는 제 32 단계가 수행되며:
상기 제 32 단계에서 재초기화 응답 패킷 수신에 충돌이 존재하면 상기 제
29 단계로 진행되는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한스케쥴링 방법.
【청구항 4]
제 3 항에 있어서，
상기 제 32 단계에서 재초기화 웅답 패킷 수신에 층돌이 존재하지 않으면 상 기 제 5 단계로 진행되는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한스케쥴링 방법 .
【청구항 5]
제 1 항 내지 제 4 항 증 어느 한 항에 있어서，
상기 제 1 설정시간 (^"Ο은 다음 수학식 101에 의해 결정되는 수중 무선 이동 네트워크를 위한스케즐링 방법.
116
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 101]
¾#·':'=.養^ ¾ χ "卜 + 뼤
[여기서， ^^3"^^^는 싱크 노드와 노드 간 왕복시간 지연의 최대값으로 서 다음 수학식 102에 의해 결정되고， ¾^ ^는 초기화 패킷 길이의 시간 환산 값이며, ¾«¾ 는 초기화 응답 패킷 길이의 시간 환산값이며, 는 노드가 초기화 패킷 수신 완료후에 초기화 응답 패킷을 송신하기까지 소요되는 시간임
[수학식 102]
辦 =
(r은 모뎀의 최대 통신반경, c는 음파 속도)]
【청구항 6】
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서，
상기 싱크 노드와 다수의 노드들 간 왕복 시간 지연 (； Γ2^)은 다음의 수 학식 103에 의해 결정되는, 수중 무선 이동 네트워크를 위한스케즐링 방법.
[수학식 103]
Figure imgf000119_0001
117
대체용지 (규칙 제 26조) [여기서, t ^는 노드 (H)로부터 수신된 초기화 응답 패킷의 수신 시각이 고， nO는 초기화 패킷 방송 시간임] 【청구항 7】 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서， 상기 1-번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 드에 수신되기 시작하는 시 難
각의 최대값 ( )은 다음의 수학식 108에 의해 결정되는， 수중 무선 이동 네 트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 108]
[여기서， ^,1은 싱크 노드에 의한 최초의 비콘 패킷 방송 시각이며， 는 비콘 패킷 길이의 시간 환산값이며, 은 1-번째 노드의 왕복시간 지연이며， Tl은 1—번째 노드의 싱크 노드와의 왕복시간 지연이 획득된 시점이며， V은 싱크 노드와 노드 간의 최대 상대 속력임] 【청구항 8】 제 1 항 내지 제 4 항 증 어느 한 항에 있어서， 상기 k—번째 노드의 데이터 패킷이 상기 싱크 노드에 도착하는 시각의 최소
118
대체용지 (규칙 제 26조) 값( 게 )은 다음의 수학식 113에 의해 결정되는, 수중 무선 이동 네트워크 위한스케즐링 방법
[수학식 113]
[여기서， ^,1은 k—번째 노드의 왕복 시간 지연이고， Tk는 가 획득된 시 각임]
【청구항 9】
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서，
상기 k-번째 노드의 대기 시간 은 다음의 수학식 114에 의해 결정되 무선 이동 네트워크를 위한스케즐링 방법.
[수학식 114]
Figure imgf000121_0001
[여기서， maX{ A,B}는 A, B 둘 중에서 값을 선택하는 함수이고
Figure imgf000121_0002
은 k-l-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 도착하는 시
119
대체용지 (규칙 제 26조) 각의 최대값으로서 아래의 수학식 112에 의해 결정되며, 씨ᅳ " 1찌은 k-1-번째 노드의 데이터 패킷 길이의 시간환산 값임
[수학식 112]
은 k-1-번째 노드의 왕복시간 지연이^ , 은 k-1-번째 노 드의 대기시간이며， T&ᅳ 1은 - ia이 획득된 시간임 ) ]
【청구항 10】
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서 ,
상기 싱크 노드와 상기 k-번째 노드 간 왕복 시간 지연 ( δ .η )은 다음의 수 학식 115에 의해 결정되는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법.
[수학식 115]
Figure imgf000122_0001
[여기서， to,n은 n-번째 사이클의 비콘 패킷이 방송되는 시각이고， 은 nᅳ번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷의 수신이 시작되는 시각이며， fc,n은 n-번째 사이클에서 k-번째 노드에게 부여되는 시간 지연이며， 은 n-
120
대체용지 (규칙 제 26조) 번째 사이클에서의 비콘 길이 시간 환산값임]，
【청구항 11】
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서，
상기 1 사이클 동안 변화할 수 있는 노드의 왕복 시간 지연 변동폭 (？ nax) 은 다음의 수학식 116에 의해 결정되는， 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법.
[수학식 116]
Figure imgf000123_0001
[여기서， o즈 1은 (n-1)-번째 사이클에서의 데이터 패킷의 수신 시작 시각 임]
【청구항 12】
제 11 항에 있어서，
각 노드의 (n-1)-번째 사이클에서 데이터 패킷의 수신 시각 ( ， n- i)과 n- 번째 사이클에서 데이터 패킷의 수신 시각 ( ^)의 차이는 다음의 수학식 117과 같 이 근사한， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
121
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 117] ,nᅳ c,n- i ~ ¾, 一 ¾, - 1, 1≤ k≤ I
【청구항 13]
제 3 항에 있어서，
상기 제 2 설정 시간 은 다음의 수학식: 105에 의해 결정되는, 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법.
[수학식 105]
[여기서， D舰 Q는 재초기화 패킷 길이의 시간 환산값이고， RIRP^ 재초 기화 응답 패킷 길이의 시간 환산값임]
【청구항 14】
제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서，
상기 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시 각의 최대값 ( )은 다음의 수학식 118에 의해 결정되는, 수중 무선 이동 네 트워크를 위한 스케쥴링 방법 .
122
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 118] :=¾ ~ ^·¾ 纖
[여기서, ^;«-1은 n-l-번째 사이클에서의 1-번째 노드의 왕복 시간 지연이 며， 은 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷 길이의 시간 환산값임] 【청구항 15]
제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서，
상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의
Figure imgf000125_0001
다음의 수학식 119에 의해 계산되는, 수중후 선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 119]
Figure imgf000125_0002
[여기서， ^ —！은 n-l-번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복 시간 지연 임]
【청구항 16】
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k—번째 노드에게 부여되는 시¾ 지 연 (Wk.ri)은 다음의 수학식 120에 의해 계산되는， 수^ 무선 이동 네트워크를 위한
123
대체용지 (규칙 제 26조) 스케쥴링 방법.
[수학식 120]
Figure imgf000126_0001
[여기서，
Figure imgf000126_0002
n-번째 사이클에서 k-1-번째 노드의 데이터 패킷 이 수신되기 시작되는 시각의 최대값임]
【청구항 17]
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서
상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작되는 시각의 최대값 ( k )은 다음의 수학식 121에 의해 계산되는， 수중 무 선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 121]
Figure imgf000126_0003
[ 은 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이의 시간 환산값
124
대체용지 (규칙 제 26조) 【청구항 18]
전송 스케즐을 포함하고 있는 비콘 패킷을 방송하는 하나의 싱크 노드와, 상 기 싱크 노드의 비콘 패킷을 수신하여 전송 스케쥴에 따라서 데이터 패킷을 상기 싱크 노드로 전송하는 다수의 노드들로 구성된 네트워크 토폴로지에서 시분할 다중 접속을 하는, 수중 무선 이동 네트워크를 위한스케줄링 방법으로서:
상기 싱크 노드가초기화 과정을 수행하는 제 1 ' 단계 ;
상기 싱크 노드가 데이터 패킷 수신 순서를 결정한 후 n-번째 사이클에서 1- 번째 노드에게 부여되는 시간 지연 ( ^1，" )을 0으로 설정하는 제 2 ' 단계;
상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하고， 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 ( ei )을 계산하는 제 3 ' 단계; 상기 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부 를 판단하는 제 4 ' 단계 ;
상기 제 4' 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면， 상 기 싱크 노드가상기 변수 (k)를 k+1로 설정하는 제 5 ' 단계;
상기 싱크 노드가 n—번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하는 제 6 ' 단계 ;
상기 싱크 노드가 상기 제 6 ' 단계에서 추정된 k—번째 노드의 왕복시간지 연 (히. ^을 이용하여， k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신할 때, k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정 값 ( ^ )을 계산하는 제 T 단계;
125
대체용지 (규칙 제 26조) 상기 싱크 노드가상기 제 7' 단계에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 을 이용하여 k-번째 노드의 대 기 시간 을 계산하는 제 8' 단계; 및
상기 싱크 노드가상기 제 T 단계에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 (P/ 과 상기 제 8' 단계에서 계산된 k-번째 노드의 대기 시간 (^ ")을 이용하여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완 료되는 시각의 추정값 을 계산한 후 상기 제 4' 단계로 진행되는 제 9' 단계를 포함하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한스케즐링 방법.
【청구항 19】
제 18항에 있어서,
상기 제 4' 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 '(K-번째) 보다 작지 않으 면， 상기 싱크 노드가 비콘 패킷의 방송 유무를 판단하는 제 10' 단계를 더 포함하 고;
상기 제 10' 단계에서 비콘 패킷이 방송되지 않으면 모든 절차를 종료학는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한스케즐링 방법.
【청구항 20】
제 19항에 있어서,
상기 게 10' 단계에서 비콘 패킷이 방송되면,
상기 싱크 노드는 n—번째 사이클에서 싱크 노≤가 비콘 패킷을 방송하기 시 작하는 시각 에 비콘 패킷을 방송하는 제 11' 단계;
126
대체용지 (규칙 제 26조) κ-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 완료되었거나 Κ-번째 노드의 데이터 패킷 이 수신 완료되는 시각의 추정값 이 초과되는 제 Ϊ2' 단계;
상기 싱크 노드는 η-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 계산하고， 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ( ^ 및 Ui,k 및 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 )를 갱신하는 제 13' 단계; 및
상기 싱크 노드가 η을 1만큼 증가시킨 후 상기 제 2' 단계로 진행되는 제
14' 단계를 포함하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
【청구항 21]
제 18 항에 있어서，
상기 제 Γ 단계에서 상기 싱크 노드는 다음의 [수학식 201]과 같이 초기화 과정을 수행하는 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 201]
Figure imgf000129_0001
["L*는 n—번째 사이클에서, (n-i)-번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복 시간지연 획득의 유효성을 나타내는 변수이며; U2, k^ n-번째 사이클에서, (n-2)- 번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의 유효성을 나타내는 변수이 며 ; ^^는 가장 최근에 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며; 는 α*가 얻어진
127
대체용지 (규칙 제 26조) 사이클이며; 는 싱크 노드와 각 노드간의 최초 왕복시간지연이며; ^는 1-번째 사이클 이전의 지속시간이며; ^ ^는 다음의 수학식 202와 갊이 추정되어 정해짐]
[수학식 202]
Figure imgf000130_0001
[ D 은 1-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임] 【청구항 22] 제 18 항에 있어서， 상기 제 3 ' 단계는 최근 두 사이클 동안 1-번째 노드의 왕복시간지연이 성공 적으로 획득된 경우에는 다음의 [수학식 203]과 이 n-번째 사이클에서 1—번째 노 드의 왕^시간지연 r8'. " )을 추정하고， 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시 점 ( ei )을 계산하는， 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법.
[수학식 203] Χν.η ίι 1')》
Figure imgf000130_0002
128
대체용지 (규칙 제 26조) 는 가드 시간이고, 1은 n-1-번째 사이클에서 획득된 1—번째 노드의 왕복시간지연이며, Db4 n-번째 사이클에서 비콘 패킷 길이를 시간으로 환산한 값이며， *ι,η— 은 n-i—번째 사이클에서 1—번째 노드의 데,이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각이며, 은 다음의 수학식 204와 같음]
[수학식 204]
Figure imgf000131_0001
[ d데은 n_2 -번째 사이클에서 획득된 1-번째 노드의 왕복시간지연이며, l 2은 n— 2-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패씻이 싱크 노드에 수신되 기 시작하는 시각임]
【청구항 23]
제 22 항에 있어서,
상기 [수학식 203]은 다음과 같은 연립 방정식인 [수학식 206]을 풀어서 얻 어지는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
129
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 206]
Figure imgf000132_0001
[^."은 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패¾ 수신 시각 에 대한 추정값임]
【청구항 24]
제 18 항에 있어서,
상기 제 3' 단계는 최근 두 사이클 동안 1—번째 노드의 왕복시간지연이 1번 이상 성공적으로 획득되지 못한 경우에는 다음의 [수학식 205]와 같이 n-번째 사이 클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 (^.")을 추정하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 을. 계산하는, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법.
[수학식 205]
[^ax는 왕복시간지연의 최대값이고， ^ 은 가장 최근에 획득된 1—번째 노 드의 왕복시간지연이며ᅳ "max는 싱크 노드와 k 번째 노드간의 최대 상대속도이며，
130
대체용지 (규칙 제 26조) ᅳ i은 n-1-번째 사이클의 지속시간이며， 은 1—번째 노드의 왕복시간지연이 획득 된 가장 최근 사이클이며， Cm in은 수중에서의 최소 음파전달 속도임]
【청구항 25]
제 18 항에 있어서,
상기 제 6 ' 단계는 최근 두 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연이 성공 적으로 획(득된 경우에는， 다음의 [수학식 20기과 같이 n-번째 사이클에서 k—번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하는ᅳ 수증 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 207]
Figure imgf000133_0001
[ ,치은 n— 1-번째 사이클에서 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며, 은 k-i-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정 값이며, ^ - 은 n-i-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터; 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각이며, 은 다음의 수학식 2Ϊ1과 같음]
131
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 211]
Figure imgf000134_0001
— 2는 n-2-번째 사이클에서 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며 , fc,„- 2는 n-2-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각임]
【청구항 26]
제 18 항에 있어서，
상기 제 6 ' 단계는 최근 두 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연이 1번 이상 성공적으로 획득되자 못한 경우에는 다음의 [수학식 212]와 같이 n-번째 사이 클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케쥴링 방법 .
[수학식 212]
I ^는 k 7 얻어진 사이클임] 【청구항 27]
132
대체용지 (규칙 제 26조) 제 18 항에 있어서，
상기 제 7' 단계에서， 상기 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신 되기 시작하는 시각의 추정값 ( ^ )은 다음의 [수학식 213]과 같이 계산되는, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 213]
Figure imgf000135_0001
【청구항 28】
제 18 항에 있어서,
상기 제 8 ' 단계에서， 상기 k-번째 노드의 대기 세간 " )은 다음의 [수 학식 214]와 같이 계산되는, 수증 무선 이동 네트워크를 쒀한 스케즐링 방법.
[수학식 214]
【청구항 29】
제 18 항에 있어서，
상기 제 9 ' 단계에서， 최근 두 사이클 동안 k 번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우에는 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완 료되는 시각의 추정값 은 다음의 [수학식 215]와 같이 계산되는, 수중 무선 이
133
대체용지 (규칙 제 26조) 동 네트워크를 위한 스케즐링 방법
[수학식 215]
[ ^： 은 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데어터 패¾ 길이를 시간으로 환 산한 값임]
【청구항 30】
제 18 항에 있어서，
상기 제 9 ' 단계에서, 최근 두 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연이 1 번 이상 성공적으로 획득되지 못한 경우에는 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노 드에서 수신 완료되는 시각의 추정값 ( ^ 은 다음의 [수학식 216]과 같이 계산되 는, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 216]
【청구항 31】
제 20 항에 있어서,
상기 제 13 ' 단계에서， 상기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ("i^ 및
134
대체용지 (규칙 제 26조) "2 )을 갱신하기 위해서， 다음의 [수학식 21기과 ¾이 모든 노드들에 대하여 상 기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ("2. )을 갱신하고，
n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하였으면, 다음의 [수학식 218]과 같이 하며 ,
n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패¾을 성공적으로 수신하지 못한 경우에는 다음의 [수학식 219]와 같이 하며，
상기 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (^)는 다음의 [수학식 22이와 같이 갱신하며，
또한， 상기 왕복 시간 지면 획득 유효성 값 ( ^)이 1인 경우에는, 다음의
[수학식 221]과 같이 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 계산 하고， 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (α )홑 갱신하는, 수중 무선 이등 네트워크를 위한 스케줄링 방법 .
[수학식 217]
[수학식 218]
Figure imgf000137_0001
135
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 219]
[수학식 220]
Figure imgf000138_0001
[수학식 221]
Figure imgf000138_0002
【청구항 32]
제 25 항에 있어서,
k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신하여 왕복시간지 연 을 가지면서 싱크 노드에 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작하는 시각 ( ^^ )：는 다음의 [수학식 208]과 같이 계산되며，
이때， Pj > ek→ 인 경우에는 다음과 같이 [수학식 209]를 풀어서， 다음의 [수학식 21이과 같이 k—번째 노드의 왕복시간지연을 추정하며,
상기 [수학식 21이에서 즤은 상기 [수학식 211]과 같은, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법 .
136
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 208]
Pk― ,n + Db n 4-
[수학식 209]
Figure imgf000139_0001
[수학식 210]
Figure imgf000139_0002
【청구항 33]
전송 스케즐을 포함하고 있는 비콘 패킷을 방송하는 하나의 싱크 노드와， 상 기 싱크 노드의 비콘 패킷을 수신하여 전송 스케즐에 따라서 데이터 패킷을 상기 싱크 노드로 전송하는 다수의 노드들로 구성된 네트워크 토폴로지에서 시분할 다중 접속을 하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법으로서:
상기 싱크 노드가초기화 과정을 수행하는 제 1" 단계 ;
상기 싱크 노드가 데이터 패킷 수신 순서를 결정한 후 η-번째 사이클에서 1- 번째 노드에게 부여되는 시간 지연 ( i )을 0으로 설정하는 제 2" 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 을
137
대체용지 (규칙 제 26조) 추정하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 ( e> )을 계산하는 제 3" 단계; 상기 싱크 노드에 의해 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째)보다 작은 지의 여부 를 판단하는 제 4" 단계 ;
상기 제 4" 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 (K-번째) 보다 작으면， 상 기 싱크 노드가 상기 변수 (k)를 k+1로 설정하는 제 5" 단계; 상기 싱크 노드가 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하는 제 6" 단계 ;
상기 싱크 노드가 상기 제 6" 단계에서 추정된 k-번째 노드의 왕복시간지 연 을 이용하여, k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터 패킷을 송신할 때, k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정 값 ( P/ 을 계산하는 제 7" 단계 ;
상기 싱크 노드가 상기 제 7" 단계에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드께 수신되기 시작하는 시각의 추정값 ( * )을 이용하여 k-번째 노드의 대 기 시간 ( ^· "；)을 계산하는 제 8" 단계 ; 및
상기 싱크 노드가 상기 제 7" 단계에서 계산된 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되기 시작하는 시각의 추정값 과 상기 제 8" 단계에서 계산된 kᅳ번째 노드의 대기 시간 ( ^^ "；)을 이용하여 k-번째 노드의 데이터 패킷이 수신 완 료되는 시각의 추정값 ( ^ )을 계산한 후 상기 제 4" 단계로 진행되는 제 9" 단계를 포함하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
138
대체용지 (규칙 제 26조) 【청구항 34]
제 33 항에 있어서,
상기 제 4" 단계에서 상기 변수 (k)가 마지막 -번째 ι(Κ-번째) 보다 작지 않으 면， 상기 싱크 노드가 비콘 패킷의 방송 유무를 판단하는 제 10" 단계를 더 포함하 고;
상기 제 10" 단계에서 비콘 패킷이 방송되지 않으면 모든 절차를 종료하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법.
【청구항 35】
제 34 항에 있어서，
상기 제 10" 단계에서 비콘 패킷이 방송되면,
상기 싱크 노드는 η-번째 사이클에서 싱크 노드가 비콘 패킷을 방송하기 시 작하는 시각 에 비콘 패킷을 방송하는 제 11" 단계;
[(-번째 노드의 데이터 패킷 수신이 완료되었거나 Κ-번째 노드의 데이터 패킷 이 수신 완료되는 시각의 추정값 이 초과되는 제 12" 단계;
상기 싱크 노드는 n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 계산하고， 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 ( ¾ ，& ) 및 가장 최근에 획득된 왕복 시 간 지연 관련 정보 ， 를 갱신하는 제 13" 단계; 및
상기 싱크 노드가 η을 1만큼 증가시킨 후 상기 제 2" 단계로 진행되는 제 14" 단계를 포함하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법.
【청구항 36]
139
대체용지 (규칙 제 26조) 제 33 항에 있어서， - 상기 제 1" 단계에서 상기 싱크 노드는 다음의 [수학식 301 ]과 같이 초기화 과정을 수행하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 301] n= l, u k = 1, lk = 0, ak = ¾)0, CQ = CD
^ fc = 0.
[^는 ^보다 작거나 같은 자연수이고; m = 2'3''"' kf 이며; "1.*는 n_번 째 사이클에서, (n-1)—번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의 유효 성을 나타내는 변수이며 ; ^는 n-번째 사이클에서 , (n-m)—번째 사이클에서의 k-번째 노드의 왕복시간지연 획득의 유효성을 나타내는 변수이며; & 는 가장 최 근에 획득된 k-번째 노드의 왕복시간지연이며; lk는 " ^가 얻어진 사이클이며; 는 싱' '크 노드와 각 노드간의 최초 왕복시간지연이며; ^는 1-번째 사이클 이전 의 지속시간이며; ^ 는 다음의 수학식 302와 같이 추 ^되어 정해짐]
[수학식 302]
κ
CD = min{51)0, ···, <¾, + ∑Dk!1
k= 1
[D'k'i은 1-번째 사이클에서 k_번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임]
140
대체용지 (규칙 제 26조) 【청구항 37】
제 33 항에 있어서，
상기 제 3" 단계는 최근 M 사이클 동안 1-번째 노드의 왕복시간지연이 성공 적으로 획득된 경우가 J° (2 이상인 자연수라 함)회 이 I상인 경우에는 다음의 [수학 식 303]과 같이 n—번째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하고, 1-번째 노드의 데이터 패킷 수신 완료 시점 ( ei )을 [수학식 305]와 같이 계산하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 303] tl,n ~ t( ,n + Db,n + 6ljn
지나는 최소 차수의 다항식이며; ^，"은 η-번째 사이콜에서 1-번째 노드의 데이터 패킷 수산 시각 에 대한 추정값이며 ; "은 n-번째 사이클에서 싱크 노드가 비콘 패킷을 방송하기 시작하는 시각이며 ; 은 nᅳ번째 사이클에서 비콘 패킷 길 이를 시간으로 환산한 값이며; ^"은 다음 수학식 304와 같이 값을 제한함]
141
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 304]
Figure imgf000144_0001
[ max는 왕복시간지연의 최대값임]
[수학식 305]
Figure imgf000144_0002
은 n-번째 사이클에서 1-번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값이며; "^는 가드 시간임]
【청구항 38]
제 37항에 있어서,
상기 [수학식 303]은 다음과 같이 반복적으로 해가 구해지는， 수중 무선 이 동 네트워크를 위한스케즐링 방법 .
1) 1，"의 초기값을 ίΐ,η = *0,n + ^ " + 또는 *l,n — ^Ο,η + -^δ, + ^ max 3]- 같이 정하고，
2) 상기 초기값 을 이용하여 '[수학식 303]으로부터 을 휸 ι,η = <¾ i,J과 같이 계산하며 '
3) 상기 2)에서 계산된 ，"을 이용하여 지'"을 ^，'" = « + ，" + ，« 과 같이 계산하고，
142
대체용지 (규칙 제 26조) 4) 상기 3)에서 계산된 ，"으로부터 '"을 히'4 = ( 1，" )과 같이 계산 하몌
5) 상기 4)에서 계산된 을 이용하여 «을 = ο' η + 과 같이 계산하고，
6) 상기 5)에서 계산된 으로부터 ,η을 = 과 같이 계산 하는 과정을 설정된 횟수만큼 반복한 후에， 최종적으로 계산되는 값을 1. "과
^,"으로 확정함 (이때， 반복 횟수를 정하지 않고, 이전에 계산된 과 현재 계산 된 의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 중단하는 방법이나 또는 이전 에 계산된 과 현재 계산된 ^η의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 중 단함)
【청구항 39】
제 33 항에 있어서,
상기 제 3" 단계는 최근 M 사이클 동안 1—번째 노드의 왕복시간지연이 성 공적으로 획득된 경우가 ^회 미만인 경우에는, 다음의 [수학식 306]과 같이 n-번 째 사이클에서 1-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하고, 1-번째 노드의 데이 터 패¾ 수신 완료 시점 ( )을 계산하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐 링 방법 .
143
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 306] ,n = min{<5max, l + 2vm?iXCn-l{n-ll)/cm[n}
el = 0,n + Db,n + 61>n 은 가장 최근에 획득된 ]_번째 노드의 왕복시간지연이며, "max는 싱크 노드와 k-번째 노드간의 최대 상대속도이며， Cn→은 n— 1-번째 사이클의 지속시간 이며， 1은 1-번째 노드의 왕복시간지연이 획득된 가창 최근 사이클이며, Cmin은 수중에서의 음파 전달 속도의 최소값임]
【청구항 40】
제 33 항에 있어서，
상기 제 6" 단계는 최근 M 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연이 성 공적으로 획득된 경우가 ^회 이상인 경우에는， 다음의 [수학식 30기과 같이 n-번 째 사이클에서 k—번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하는, 수중 무선 이동 네 트워크를 위한 스케즐링 방법 .
[수학식 307]
[ )는 „,,w,…' )' ···' ) 좌표를 지 나는 최소 차수의 다항식이고; 는 사이클에서 k-번째 노드의 유효
144
대체용지 (규칙 제 26조) 한 왕복시간지연 값이며; 1은 (k-υ-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정값임:]
【청구항 41]
제 33 항에 있어서，
상기 제 6" 단계에서 k-번째 노드가 비콘 패킷을 받자마자 데이터패킷을 송 신하여 왕복시간지연 ( ,„)을 가지면서 싱크 노드에 번째 노드의 데이터 패킷이 수신되기 시작하는 시각 은 다음 [수학식 308]과 같이 계산되는, 수중 무선 이 동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 308]
P'k ~ ^Ο, + Db,n + 5ki n
【청구항 42]
제 33 항에 있어서，
상기 제 6" 단계는 에 인 경우에는 다음의 [수학식 309]와 같이 n-번 째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 을 추정하는, 수중 무선 이동 네 트워크를 위한 스케즐링 방법 .
145
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 309]
【청구항 43]
제 42 항에 있어서，
상기 [수학식 309]는 다음과 같이 반복적으로 해가 구해지는， 수중 무선 이 동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
！') t>n의 초기값을 = *ο,η + ^&,η + afc 또는 ,n = t0'n + ,ή +^max과 같이 정하고，
2' ) 상기 초기값 을 이용하여 [수학식 309]로부터 을 ,n = Qk(ik,n )과 같이 계산하며，
3' ) 계산된 '"을 이용하여 "을 ^'« = 0' + / '" + ^'"과 같이 계산 하고，
4' ) 상기 3')에서 계산된 ^ᅳ "으로부터 ^ 을 vn = <¾(^'J과 같이 계 산하며，
5' ) 상기 4' )에서 계산된 을 이용하여 ifc '"을 ,n = ^Ο,η + .r, + ^k,n과 같이 계산하고'
146
대체용지 (규칙 제 26조) 6') 상기 δ')에서 계산된 으로부터 을 sk,n == Q ' 과 같이 계산하는 과정을 설정된 횟수만큼 반복한 후에, 최종적으로 계산되는 값을 ,"과
^,η으로 확정함 (이때， 반복 횟수를 정하지 않고 , 이전에 계산된 과 현재 계산 된 의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 충단하는 방법이나 또는 이전 에 계산된 Λ，"과 현재 계산된 의 차이가 일정값 이하인 경우에 반복과정을 중 단함)
【청구항 44]
제 42 항에 있어서，
상기 ^ 은 다음의 [수학식 31이과 같이 값을 제한하는， 수중 무선 이동 네 트워크를 위한 스케줄링 방법 .
[수학식 310]
^α,η = miir max, Sk;n]
【청구항 45]
제 33 항에 있어서,
상기 제 6" 단계는 최근 M 사이클 동안 k_번째 노드의 왕복시간지연이 성 공적으로 획득된 경우가 o회 미만인 경우에는, 다음의 [수학식 311]과 같이 n-번
147
대체용지 (규칙 제 26조) 째 사이클에서 k-번째 노드의 왕복시간지연 ( ," )을 추정하는， 수증 무선 이동 네 트워크를 위한 스케쥴링 방법 .
[수학식 311]
¾, = max{0, k - 2vm ax Cn _ x (n - ^ ) /,cm in }
【청구항 46]
제 33 항에 있어서,
상기 제 7" 단계에서 상기 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱크 노드에 수신되 기 시작하는 시각의 추정값 은 다음의 [수학식 308]에 의해 계산되는， 수중 무 선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 308]
P'k ~ to, n + Db,n + Sk n
【청구항 47]
제 33 항에 있어서,
상기 제 8" 단계에서 상기 k-번째 노드의 대기 시간 은 다음의 [수학 식 312]에 의해 계산되는, 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
148
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 312]
Wk, n = max{0, ek— pk}
【청구항 48]
제 33 항에 있어서， - 상기 제 9" 단계에서, 상기 제 9" 단계에서， 최근 사이클 동안 k-번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우가 。회 이상인 경우에는 k-번째 노 드의 데이!터 패킷이 싱크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정값 은 다음의 [수학식 313]과 같이 계산되는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법.
[수학식 313]
<S fc = Pk + ·, η + Wk, n + Tg
[ ^은 n_번째 사이클에서 k_번째 노드의 데이터 패킷 길이를 시간으로 환 산한 값임] - 【청구항 49】
제 33 항에 있어서,
상기 제 9" 단계에서, 최근 ^ 사이클 동안 1—번째 노드의 왕복시간지연이 성공적으로 획득된 경우가 Q회 미만인 경우에는 k-번째 노드의 데이터 패킷이 싱 크 노드에서 수신 완료되는 시각의 추정값 ( e/ 은 다음의 [수학식 314]와 같이 계 산되는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케줄링 방법.
149
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 314] e¾ = + Db,n + wfc!.„. + min{<5max, k + 2vmaxCn - 1 (n一 lk)/cm[n } + Dk,n
【청구항 50】
제 35 항에 있어서， 상기 제 13" 단계에서， 상기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값( ，¾ )을 갱신 하기 위해 ί서， 다음의 [수학식 315]와 같이 모든 노드들에 대하여 상기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 (¾^'¾ )을 갱신하고，
η-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하였으면， 다음의 [수학식 316]과 같이 하며，
n-번째 사이클에서 k-번째 노드의 데이터 패킷을 성공적으로 수신하지 못한 경우에는 다음의 [수학식 31기과 같이 하며， 상기 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (^)는 다음의 [수학식
318]와 같이 갱신하며， 또한， 상기 왕복 시간 지연 획득 유효성 값 이 1인 경우에는, 다음의
[수학식 319]와 같이 번째 사이클에서 k—번째 노드의 왕복시간지연 을 계산 하고， 가장 최근에 획득된 왕복 시간 지연 관련 정보 (° )를 갱신하는， 수중 무선 이동 네트워크를 위한 스케즐링 방법 .
150
대체용지 (규칙 제 26조) [수학식 315]
[수학식 316]
Figure imgf000153_0001
[수학식 317]
Figure imgf000153_0002
[수학식 318]
lk = max{lk,nu!,k},
[수학식 319]
¾τι = tk,n - 00,n + Db n + Wk,n )，
151
대체용지 (규칙 제 26조)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109861774A (zh) * 2019-03-25 2019-06-07 上海海事大学 一种认知水声网络接入调度方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101033528B1 (ko) * 2009-08-24 2011-05-11 한국해양연구원 클러스터 수중 음향 네트워크를 위한 이동 노드 기반의 시간 분할 다중 접속 매체 접속 제어 방법
KR101116801B1 (ko) * 2010-08-24 2012-02-28 한국해양연구원 수중음향 네트워크의 매체접속 방법 및 이를 위한 마스터 노드
KR101328455B1 (ko) * 2011-11-30 2013-11-14 강릉원주대학교산학협력단 수중 무선 센서 네트워크에서의 스케줄링 장치 및 방법
KR101371322B1 (ko) * 2013-09-11 2014-03-10 한국해양과학기술원 수중 장거리 네트워크를 위한 시간분할 다중접속 매체접속제어 프로토콜의 시간 파라미터 결정방법
KR101468934B1 (ko) * 2013-12-30 2014-12-05 아주대학교산학협력단 시간 동기 획득 방법 및 그 장치
KR101522279B1 (ko) 2015-03-24 2015-06-05 한국해양과학기술원 수중 음향 네트워크의 정밀 시간-경계 시분할 다중 접근 방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5119341A (en) * 1991-07-17 1992-06-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for extending GPS to underwater applications
US7319411B2 (en) * 2002-07-18 2008-01-15 Kmg2 Sensors Corporation Network of sensor nodes assemblies and method of remote sensing within liquid environments
US7417923B2 (en) * 2003-11-06 2008-08-26 Stephen John Greelish Method and apparatus for performing an ultrasonic survey
KR100762669B1 (ko) * 2004-03-15 2007-10-01 삼성전자주식회사 멀티미디어 방송/멀티캐스트 서비스 시스템에서 수신신호의 신호이득을 최대화하는 방법 및 시스템
US8457005B2 (en) * 2006-11-08 2013-06-04 Trellisware Technologies, Inc. Method and system for establishing cooperative routing in wireless networks
US7796466B2 (en) * 2006-12-13 2010-09-14 Westerngeco L.L.C. Apparatus, systems and methods for seabed data acquisition
KR100885265B1 (ko) * 2007-05-09 2009-02-23 강릉대학교산학협력단 수중 무선 통신 장치 및 그 방법
JP5251552B2 (ja) * 2009-02-02 2013-07-31 セイコーエプソン株式会社 水中通信方法、および水中通信装置
JP2010263489A (ja) * 2009-05-08 2010-11-18 Sony Corp 通信装置及び通信方法、コンピューター・プログラム、並びに通信システム
KR101740937B1 (ko) * 2011-12-15 2017-05-30 한국전자통신연구원 애드 혹 네트워크 시스템에서 분산 동기를 수행하는 방법
EP2607920B1 (en) * 2011-12-19 2018-04-11 Sercel Method and device for estimating an inter-node distance between nodes arranged along towed acoustic linear antennas.
EP2607921B1 (en) * 2011-12-19 2020-05-20 Sercel Method and device for managing the acoustic performances of a network of acoustic nodes arranged along towed acoustic linear antennas.
GB201203669D0 (en) * 2012-03-02 2012-04-18 Go Science Ltd Determining position of underwater node
US9485794B2 (en) * 2012-05-23 2016-11-01 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for using device to device communications to support IMS based services
US9100317B1 (en) * 2013-11-26 2015-08-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Self surveying portable sensor nodes
GB2524040B (en) * 2014-03-12 2018-11-28 Sonardyne Int Ltd Aquatic time synchronisation system and method of determining a time offset
US9641262B2 (en) * 2014-04-04 2017-05-02 Oceanserver Technology, Inc. Method and apparatus for underwater acoustic communication
JP6417749B2 (ja) * 2014-06-26 2018-11-07 日本電気株式会社 計測装置、計測システム、プログラム、及び制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101033528B1 (ko) * 2009-08-24 2011-05-11 한국해양연구원 클러스터 수중 음향 네트워크를 위한 이동 노드 기반의 시간 분할 다중 접속 매체 접속 제어 방법
KR101116801B1 (ko) * 2010-08-24 2012-02-28 한국해양연구원 수중음향 네트워크의 매체접속 방법 및 이를 위한 마스터 노드
KR101328455B1 (ko) * 2011-11-30 2013-11-14 강릉원주대학교산학협력단 수중 무선 센서 네트워크에서의 스케줄링 장치 및 방법
KR101371322B1 (ko) * 2013-09-11 2014-03-10 한국해양과학기술원 수중 장거리 네트워크를 위한 시간분할 다중접속 매체접속제어 프로토콜의 시간 파라미터 결정방법
KR101468934B1 (ko) * 2013-12-30 2014-12-05 아주대학교산학협력단 시간 동기 획득 방법 및 그 장치
KR101522279B1 (ko) 2015-03-24 2015-06-05 한국해양과학기술원 수중 음향 네트워크의 정밀 시간-경계 시분할 다중 접근 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109861774A (zh) * 2019-03-25 2019-06-07 上海海事大学 一种认知水声网络接入调度方法
CN109861774B (zh) * 2019-03-25 2021-06-22 上海海事大学 一种认知水声网络接入调度方法

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