KR100555711B1 - 애드 혹 네트워크에서 플러딩 방법 - Google Patents

애드 혹 네트워크에서 플러딩 방법 Download PDF

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KR100555711B1 KR1020040068838A KR20040068838A KR100555711B1 KR 100555711 B1 KR100555711 B1 KR 100555711B1 KR 1020040068838 A KR1020040068838 A KR 1020040068838A KR 20040068838 A KR20040068838 A KR 20040068838A KR 100555711 B1 KR100555711 B1 KR 100555711B1
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Abstract

본 발명은 라우터 설정을 요청하는 소스 노드와 라우터 설정을 요청받는 목적지 노드를 포함한 적어도 3개의 노드들로 구성된 통신 시스템에서, 노드에서 수신한 라우터 설정을 요청하는 패킷을 플러딩하는 방안을 제안한다. 이를 위해 측정한 패킷의 수신신호강도를 이용하여 상이한 전송구간을 갖는 복수 개의 레벨들 중 하나의 레벨을 결정하고, 상기 결정한 레벨에서 전송시점을 결정하고, 상기 결정한 전송시점의 이전시점에서 라우터 설정을 요청하는 패킷이 재수신되는 지 판단한다. 상기 패킷이 재수신되지 않으면 상기 결정한 전송시점에서 상기 수신한 패킷을 브로드캐스트한다. 또한, 상기 전송시점은 상기 전송구간에서 램덤하게 결정하거나, 연결되어 있는 노드들의 개수를 고려하여 상기 레벨에서 전송시점을 결정하한다.
RSSI, 연결 관계(connectivivy), 플러딩(flooding), 애드 혹 네트워크

Description

애드 혹 네트워크에서 플러딩 방법{METHOD FOR FLOODING IN AD-HOC NETWORK}
도 1은 애드 혹 네트워크에서 블라인드 플러딩(blind flooding)을 도시한 도면,
도 2는 애드 혹 네트워크에서 선택적 플러딩(selective flooding)을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 플러딩을 수행하는 노드들을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 각 레벨별 윈도우를 도시한 도면, 및
도 5는 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드에서 플러딩을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
본 발명은 복수 개의 노드들로 구성된 애드 혹/센서 네트워크에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 소스 노드에서 목적지 노드로 패킷을 플러딩(floodong)하는 방안에 관한 것이다.
일반적인 이동통신 시스템은 이동단말(mobile element)과 기지국(base station)간의 데이터를 송수신한다. 상기 이동단말과 기지국은 다른 이동단말 또는 노드(node)를 중계하지 않고 직접 데이터를 송수신한다. 하지만, 애드 혹(Ad-hoc)/센서(sensor) 네트워크는 소스 노드(source node)의 패킷을 목적지 노드(destination node)로 전달하고자 할 경우 다른 노드를 이용한다. 이하 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드가 라우터(경로)를 설정하기 위해 패킷을 플러딩하는 과정에 대해 알아보기로 한다.
도 1은 일반적인 애드 혹 네트워크의 구조를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 상기 애드 혹 네트워크는 소스 노드와 목적지 노드를 포함한 복수 개의 노드들로 구성된다. 상기 소스 노드는 상기 목적지 노드로 데이터를 전송하기 위해 라우터 설정을 요청한다. 일반적으로 상기 애드 혹 네트워크의 노드들은 이동성이 보장된다. 따라서, 애드 혹 네트워크에서 라우터를 설정하기 위해서는 패킷을 플러딩하는 과정이 필수적으로 필요하다. 이하 상기 소스 노드가 목적지 노드로 패킷을 플러딩하는 과정에 대해 알아보기로 한다.
우선 라우터를 설정을 요청하는 소스 노드가 라우터 설정을 요청하는 패킷을 생성한다. 상기 라우터 설정을 요청하는 패킷은 소스 노드의 어드레스와 목적지 노드의 어드레스가 포함된다. 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들은 수신한 패킷을 구성하고 있는 목적지 노드 어드레스를 이용하여 목적지 노드인지 여부를 판단하게 된다.
상기 소스 노드는 생성한 패킷을 브로드캐스트한다. 상기 소스 노드로부터 브로드캐스트된 패킷은 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들이 수신한다. 상기 도 1에 의하면 상기 소스 노드로부터 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들은 노드 1 내지 노드 5이다. 상기 노드 1 내지 노드 5는 수신한 패킷을 구성하고 있는 목적지 노드의 어드레스와 자신의 어드레스를 비교한다. 상기 비교 결과 목적지 노드의 어드레스와 자신의 어드레스가 일치하지 않으면, 상기 노드 1 내지 노드 5는 상기 수신한 패킷을 갱신한 후 브로드캐스트한다.
상기 노드 1 내지 노드 5로부터 브로드캐스트된 패킷은 각 노드들로부터 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들이 수신한다. 즉, 상기 노드 1이 전송한 패킷은 노드 6, 노드 7이 수신하며, 노드 2가 전송한 패킷은 목적지 노드와 노드 8이 수신한다. 상기 노드 3이 전송한 패킷은 노드 9와 노드 10이 수신하며, 상기 노드 4가 전송한 패킷은 노드 11와 노드 12가 수신한다. 상기 노드 5가 전송한 패킷은 노드 13과 노드 14가 수신한다. 상기 노드 6 내지 노드 14, 목적지 노드는 하나의 노드로부터 패킷을 수신하는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 상기 노드 6 내지 노드 14, 목적지 노드는 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들이 전송한 패킷이라면 모두 수신 가능하다. 즉, 상기 노드 6 내지 노드 14, 목적지 노드는 적어도 두 개의 패킷을 수신할 수 있다.
상기 노드 6 내지 노드 14는 수신한 패킷을 구성하고 있는 목적지 노드의 어드레스와 자신의 어드레스를 비교한다. 상기 목적지 노드의 어드레스와 자신의 어드레스가 일치하지 않으므로, 상기 노드 6 내지 노드 14는 수신한 패킷을 브로드캐스트한다. 하지만, 상기 목적지 노드는 수신한 패킷을 구성하고 있는 목적지 노드 의 어드레스가 자신의 어드레스와 동일하다고 인지하게 된다. 이와 같은 과정들을 수행함으로서 상기 소스 노드로부터 목적지 노드로 라우터(경로)를 설정하게 된다. 하지만, 상기 도 1에 도시되어 있는 블라인드 플러딩 방법은 애드 혹 네트워크를 구성하고 모든 노드들이 참가하게 된다. 즉, 상기 라우터 설정에 실질적으로 필요한 노드들 이외에 다른 노드들의 참가를 유도하게 되고, 상기 참가한 노드들의 전력을 소모하게 만드는 결과를 초래하게 된다. 이는 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들이 불필요한 전력을 소모하는 결과를 초래하게 된다.
도 2는 소스 노드가 목적지 노드(도시되어 있지 않음)로 패킷을 플러딩하는 다른 예를 도시하고 있다. 하기 〈표 1〉은 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 각 노드들의 연결관계를 나타내고 있다. 특히 각 노드들과 연결되어 있는 노드들의 개수를 나타내고 있다.
노드 연결된 노드들의 개수 노드 연결된 노드들의 개수
소스 노드 5 노드 7 2
노드 1 3 노드 8 1
노드 2 6 노드 9 1
노드 3 2 노드 10 1
노드 4 4 노드 11 1
노드 5 2 노드 12 1
노드 6 1 ... ...
상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들은 자신과 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들과 상기 〈표 1〉의 정보를 인지하고 있다. 이하 상기 소스 노드에서 목적지 노드(도시되어 있지 않음)로 패킷을 플러딩하는 과정에 대해 알아보기로 한다.
상기 소스 노드는 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들과 상기 각 노드들과 연 결된 노드들의 개수를 파악한다. 상기 소스 노드로부터 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들은 노드 1 내지 노드 5이다. 또한 상기 소스 노드 상기 〈표 1〉에서 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들 중 연결된 노드들의 개수가 가장 많은 노드를 선택한다. 즉, 상기 소스 노드는 노드 2를 선택하게 된다. 상기 소스 노드는 선택한 노드로 패킷을 유니캐스트한다. 상기 노드 2는 상기 소스 노드가 수행한 동작과 동일한 동작을 수행하고, 이와 같은 동작들을 반복하여 수행함으로서 상기 소스 노드에서 목적지 노드로 라우터를 설정하게 된다.
이와 같이 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들 중 연결된 노드들의 개수가 가장 많은 노드로 패킷을 전송하는 이유는 상기 연결된 노드들의 개수가 많은 노드가 연결된 노드의 개수가 작은 노드에 비해 상대적으로 목적지 노드로 패킷을 전달할 확률이 높기 때문이다. 하지만, 도 2에 도시된 방법은 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들은 상기 〈표 1〉의 정보를 저장하고 있어야 한다. 또한, 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들은 이동성이 보장되어 있으므로, 상기 〈표 1〉의 정보를 일정시간간격으로 갱신하여야 한다. 상기 〈표 1〉의 정보를 갱신하기 위해서는 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들은 일정시간간격으로 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들을 확인하는 절차가 필요로 하게 되며, 이는 전력 소모를 초래하는 원인이 된다.
상기 방법 이외에 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 각 노드들은 일정한 홉 내에 위치하고 있는 노드들의 연결관계만을 인지할 수 있다. 이 방법 상기 〈표 1〉에 나타낸 정보들 중 일부 정보만을 인지하고 있으면 된다는 이점을 가지 고 있다. 하지만, 이 방법 역시 상기 각 노드간의 연결관계를 일정시간간격으로 갱신하여야 한다는 단점을 가지고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 소스 노드에서 목적지 노드로 최소의 소비전력을 이용하여 라우터를 설정하는 방안을 제안함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 소스 노드에서 목적지 노드로 라우터를 설정하는 소요되는 시간을 최소화하는 방안을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 소스 노드에서 목적지 노드로 라우터를 설정함에 있어 상기 라우터 설정에 참가하는 노드의 수를 최소화하는 방안을 제안함에 있다.
따라서 본 발명의 목적들을 이루기 위해 라우터 설정을 요청하는 소스 노드와 라우터 설정을 요청받는 목적지 노드를 포함한 적어도 3개의 노드들로 구성된 통신 시스템에서, 노드에서 수신한 라우터 설정을 요청하는 패킷을 플러딩하는 방법에 있어서, 측정한 패킷의 수신신호강도를 이용하여 상이한 전송구간을 갖는 복수 개의 레벨들 중 하나의 레벨을 결정하는 단계; 상기 결정한 레벨에서 전송시점을 결정하고, 상기 결정한 전송시점의 이전시점에서 라우터 설정을 요청하는 패킷이 재수신되는 지 판단하는 단계; 및 상기 패킷이 재수신되지 않으면 상기 결정한 전송시점에서 상기 수신한 패킷을 브로드캐스트하는 단계;를 포함하는 패킷 플러딩 방법을 제안한다.
본 발명의 목적들을 이루기 위해 라우터 설정을 요청하는 소스 노드와 라우 터 설정을 요청받는 목적지 노드를 포함한 적어도 3개의 노드들로 구성된 통신 시스템에서, 노드에서 수신한 라우터 설정을 요청하는 패킷을 플러딩하기 위한 전송시점을 결정하는 방법에 있어서, 측정한 패킷의 수신신호강도를 이용하여 상이한 전송구간을 갖는 복수 개의 레벨들 중 하나의 레벨을 결정하는 단계; 및 연결되어 있는 노드들의 개수를 고려하여 상기 레벨에서 전송시점을 결정하는 단계:로 이루어짐을 특징으로 하는 전송시점 결정 방법을 제안한다.
도 3은 본 발명에 따른 소스 노드로부터 목적지 노드로 패킷을 플러딩하는 과정을 도시하고 있다. 특히, 상기 도 3은 상기 소스 노드에서 브로드캐스트된 패킷을 수신한 노드들을 중심으로 도시하고 있다. 하지만, 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 다른 노드들 역시 상기 도 3에서 도시되어 있는 노드들에서 수행하는 동작과 동일한 동작을 수행한다.
상기 소스 노드는 목적지 노드로 라우터 설정을 요청하는 패킷을 생성한다. 상기 소스 노드는 생성한 패킷을 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들로 브로드캐스트한다. 하기 〈표 2〉는 상기 도 3에 도시되어 있는 각 노드들로부터 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들을 나타내고 있다.
노드 한 홉 내에 위치하고 있는 노드 노드 한 홉 내에 위치하고 있는 노드
소스 노드 노드 A 내지 노드 B 노드 D 소스노드, 노드A, 노드 G
노드 A ... 노드 E 소스노드, 노드A, 노드B, 노드 F
노드 B ... 노드 F ..
노드 C 소스노드, 노드A, 노드B, 노드G 노드 G ...
상기 〈표 2〉는 소스 노드, 노드 C, 노드 D, 노드 E에 대해서만 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들을 나타내고 있지만, 나머지 노드들도 동일하게 나타낼 수 있다.
상기 소스 노드로부터 브로드캐스트된 패킷은 노드 A 내지 노드 G가 수신한다. 상기 노드 A 내지 노드 G는 수신한 패킷의 수신신호강도표시(Received Signal Strength Indicator :RSSI)를 구한다. 상기 RSSI는 수신한 패킷의 신호강도를 측정함으로서 구할 수 있다. 일반적으로 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들은 일정한 크기를 갖는 전력으로 패킷을 브로드캐스트한다. 일반적으로 상기 수신한 패킷의 신호강도는 패킷을 송수신한 노드들간의 거리에 반비례한다. 즉, 패킷을 송신(브로드캐스트)한 노드와 상기 패킷을 수신한 노드와의 거리가 멀수록 상기 수신한 패킷의 신호강도는 작아지게 된다.
상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들은 하기 〈표 3〉과 같은 테이블을 저장하고 있다.
레벨 RSSI(dB)
0(CW0) Pr≤-87
1(CW1) -87〈Pr≤-82
2(CW2) -82〈Pr≤-77
3(CW3) -77〈Pr≤-72
... ...
k(CWk) -57〈Pr
상기 Pr은 수신한 패킷의 신호강도를 의미한다. 상기 패킷을 수신한 노드는 측정한 신호강도와 상기 〈표 3〉을 이용하여 상기 신호강도가 포함되는 레벨을 구한다. 일 예로 상기 노드 A, 노드 F는 CW2에 포함되고, 노드 B, 노드 E는 CW1에 포 함되고, 노드 C, 노드 D, 노드 G는 CW0에 포함된다고 가정한다.
상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드는 동일한 송신전력을 패킷을 브로드캐스트한다고 기재하고 있으나, 상기 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들이 서로 상이한 송신전력으로 패킷을 브로드캐스트할 수 있다. 이 경우 상기 브로드캐스트되는 패킷은 송신전력에 대한 정보를 포함하며, 상기 송신전력과 수신전력의 비를 이용하여 레벨을 구할 수 있다. 물론 이 경우 상기 노드는 송신전력과 수신전력의 비에 대응하는 레벨에 대한 정보를 가지게 된다.
이하 상기 패킷을 수신한 노드들에서 수행되는 동작에 대해 알아보기로 한다. 상기 패킷을 수신한 노드는 상기 레벨별로 설정된 윈도우에서 패킷을 브로드캐스트한다. 도 4는 상기 레벨별로 설정된 윈도우를 도시하고 있다.
상기 도 4에 의하면 작은 RSSI를 갖는 레벨의 윈도우는 큰 RSSI를 갖는 레벨의 윈도우에 비해 시간상으로 앞서 있다. 즉, CW0, CW1, CW2,..., CWk의 순으로 나열되어 있다. 상기 각 레벨별 윈도우 크기는 일정하게 설정할 수 있으나, 사용자의 설정에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 상기 사용자는 작은 RSSI를 갖는 레벨의 윈도우 크기를 큰 RSSI를 갖는 레벨의 윈도우 크기보다 크게 설정할 수 있다.
상기 패킷을 수신한 노드 C, 노드 D, 노드 G는
Figure 112004039246776-pat00001
의 구간에서 갱신한 패킷을 브로드캐스트한다. 일반적으로 노드는 수신한 패킷의 일부 정보를 갱신한 후 브로드캐스트한다. 상기 노드 C, 노드 D, 노드 G 모두 갱신한 패킷을 브로드캐스트하지 않고 일부의 노드만이 갱신한 패킷을 브로드캐스트한다. 이와 같이 함으로서 플러딩을 수행하는 노드의 개수를 줄일 수 있게 되며, 이로 인해 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드들에서 소모하는 전력을 줄일 수 있게 된다. 이하, 상기 갱신한 패킷을 브로드캐스트하는 노드를 결정하는 과정에 대해 알아보기로 한다.
상기 노드 C는
Figure 112004039246776-pat00002
의 구간에서 랜덤하게 하나의 전송시점을 결정한다. 상기 노드 C는 상기 결정한 전송시점의 이전시점에서 수신한 패킷과 동일한 패킷(갱신한 패킷 포함)이 수신되는지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 이전시점에서 수신한 패킷과 동일한 패킷이 수신되지 않으면, 상기 노드 C는 갱신한 패킷을 브로드캐스트한다. 상기 판단 결과 이전시점에서 수신한 패킷과 동일한 패킷이 수신되면, 상기 노드 C는 상기 소스 노드로부터 수신한 패킷과 이전시점에서 수신한 패킷을 폐기한다. 상기 노드 D와 노드 G 역시 상기 노드 C와 동일한 동작을 수행한다.
이하 상기 노드 C, 노드 D, 노드 G가 선택한 전송시점과 관련하여 상기 노드들의 동작에 대해 알아보기로 한다.
일 예로 상기 노드 C, 노드 D, 노드 G가 랜덤하게 결정한 전송시점은 상기
Figure 112004039246776-pat00003
구간 내에서 순차적으로 위치하고 있다고 가정한다. 즉, 상기 노드 C가 결정한 전송시점이 a시점이라 하며, 상기 노드 D가 결정한 전송시점이 b시점이라 하며, 상기 노드 G가 결정한 전송시점은 c시점이라 한다. 상기 b시점은 상기 a시점보다 늦은 시점이며, 상기 c시점보다 빠른 시점이라고 가정한다.
이 경우 상기 노드 C는 상기 a시점 이전에 상기 소스 노드로부터 수신한 패킷과 동일한 패킷(갱신된 패킷 포함)을 수신하지 않는다. 따라서, 상기 노드 C는 a시점에서 상기 갱신한 패킷을 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들로 브로드캐스트한다. 상기 노드 C로부터 한 홉 내에 있는 노드들은 상기 〈표 2〉에서 살펴본 바와 같다. 상기 노드 D는 상기 b시점 이전에 상기 소스 노드로부터 수신한 패킷과 동일한 패킷을 수신하지 않는다. 따라서, 상기 노드 D는 b시점에서 상기 갱신한 패킷을 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들로 브로드캐스트한다. 상기 노드 D로부터 한 홉 내에 있는 노드들은 상기 〈표 2〉에서 살펴본 바와 같다.
상기 노드 G는 c시점 이전에 상기 소스 노드로부터 수신한 패킷과 동일한 패킷을 노드C, 노드D로부터 수신하게 된다. 따라서, 상기 노드 G는 상기 소스 노드, 노드 C, 노드 D로부터 수신한 패킷들을 폐기한다. 이와 같이 CW0을 갖는 노드들에 대한 동작이 완료되면, CW1을 갖는 노드들이 해당 동작을 수행한다. 이하 상기 CW1을 갖는 노드들에서 수행되는 동작에 대해 알아보기로 한다.
상술한 바와 같이 상기 CW1을 갖는 노드들은 노드 B와 노드 E이다. 상기 노드 B와 노드 E는
Figure 112004039246776-pat00004
의 구간에서 갱신한 패킷을 브로드캐스트한다. 상기 노드 B, 노드 E 역시 모두 갱신한 패킷을 브로드캐스트하지 않고 일부의 노드만이 갱신한 패킷을 브로드캐스트한다. 이하 상기 노드 B가 선택한 전송시점이 노드 E가 선택한 전송시점보다 빠르다고 가정한다.
상기 노드 B는
Figure 112004039246776-pat00005
의 구간에서 랜덤하게 하나의 전송시점 을 선택한다. 상기 노드 B는 상기 선택한 전송시점의 이전시점에서 수신한 패킷과 동일한 패킷(갱신한 패킷 포함)이 수신되는지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 노드 B는 상기 노드 C가 브로드캐스트한 패킷을 수신함을 인지하게 된다. 상기 노드 B는 상기 소스 노드, 노드 C로부터 수신한 패킷들을 폐기한다.
상기 노드 E는 선택한 전송시점의 이전시점에서 상기 소스 노드로부터 수신한 패킷과 동일한 패킷(갱신한 패킷 포함)이 수신되는지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 노드 E는 상기 선택한 전송시점의 이전 시점에서 상기 소스 노드로부터 수신한 패킷과 동일한 패킷을 수신하지 않는다. 따라서, 상기 노드 E는 선택한 전송시점에서 상기 갱신한 패킷을 한 홉 내에 위치하고 있는 노드들로 브로드캐스트한다. 상기 노드 C로부터 한 홉 내에 있는 노드들은 상기 〈표 2〉에서 살펴본 바와 같다. 이와 같이 CW1을 갖는 노드들에 대한 동작이 완료되면, CW2를 갖는 노드들이 해당 동작을 수행한다. 이하 상기 CW2를 갖는 노드들에서 수행되는 동작에 대해 알아보기로 한다.
상술한 바와 같이 상기 CW2를 갖는 노드들은 노드 A, 노드 F이다. 상기 노드 A와 노드 F는
Figure 112004039246776-pat00006
의 구간에서 갱신한 패킷을 브로드캐스트한다. 상기 노드 A, 노드 F 역시 모두 갱신한 패킷을 브로드캐스트하지 않고 일부의 노드만이 갱신한 패킷을 브로드캐스트한다. 이하 상기 노드 A가 선택한 전송시점이 노드 F가 선택한 전송시점보다 빠르다고 가정한다.
상기 노드 A는
Figure 112004039246776-pat00007
의 구간에서 랜덤하게 하나의 전송시점 을 선택한다. 상기 노드 A는 상기 선택한 전송시점의 이전시점에서 수신한 패킷과 동일한 패킷(갱신한 패킷 포함)이 수신되는지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 노드 A는 상기 노드 C, 노드 D, 노드 F가 브로드캐스트한 패킷들을 수신함을 인지하게 된다. 상기 노드 B는 상기 소스 노드, 노드 C, 노드 D, 노드 F로부터 수신한 패킷들을 폐기한다.
상기 노드 F는 선택한 전송시점의 이전시점에서 상기 소스 노드로부터 수신한 패킷과 동일한 패킷(갱신한 패킷 포함)이 수신되는지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 노드 F는 상기 노드 F가 브로드캐스트한 패킷들을 수신함음을 인지하게 된다. 상기 노드 B는 상기 소스 노드, 노드 F로부터 수신한 패킷들을 폐기한다.
상기 과정들을 통해 상기 소스 노드가 브로드캐스트한 패킷을 수신한 노드들에 수행되는 동작에 대해 알아보았다. 상기 노드 C, 노드 D, 노드 F가 브로드캐스트한 패킷을 수신하는 노드들에서 수행되는 동작 역시 상기 노드 A 내지 노드 F에서 수행되는 동작과 동일하게 이루어진다. 다만, 상기 도 3에서는 소스 노드로부터 수신한 패킷과 동일한 패킷이 수신되는 지 여부를 판단하였다. 하지만, 노드 A 내지 노드 F로부터 패킷을 수신하는 노드는 동일한 정보를 포함하고 있는 패킷이 재 수신되는 지 여부를 판단한다. 상기 동일한 정보를 포함하고 있는 패킷은 소스 노드의 어드레스와 목적지 노드의 어드레스 동일한 라우터 설정을 요청하는 패킷이다. 물론 상기 도 3에 도시되어 있는 노드 A 내지 노드 F 역시 라우터를 설정하는 패킷을 구성하고 있는 소스 노드의 어드레스와 목적지 노드의 어드레스를 비교함으로서 동일한 패킷인지 여부를 판단한다.
상기 도 3은 각 노드들의 전송시점을 랜덤하게 결정하는 방안에 대해 기술하고 있다. 하지만, 각 노드들은 전송시점을 랜덤하게 선택하는 방안 이외에 다른 방안을 이용하여 전송시점을 선택할 수 있다.
동일한 레벨에 포함되는 노드들은 자신과 연결되어 있는 노드들의 개수를 이용하여 전송시점을 결정한다. 즉, 연결되어 있는 노드들의 개수를 R이라 하면, 상기 노드가 결정한 전송시점은 하기 〈수학식 1〉과 같다.
Figure 112004039246776-pat00008
상기 d는 임의의 양의 상수이다. 상기 〈수학식 1〉에 의하면, 동일한 레벨에 포함되는 노드들은 연결되어 있는 노드들이 많을수록 갱신한 패킷의 전송시점도 빨라지게 된다. 일 예로, 노드 C와 연결되어 있는 노드의 개수가 3이고, 노드 G와 연결되어 있는 노드의 개수가 4라 가정한다. 이 경우 상기 노드 G가 선택한 전송시점은 노드 C가 선택한 전송시점보다 상대적으로 빠르다. 이와 같이 함으로서 연결되어 있는 노드들의 개수가 많은 노드에 대해 우선순위를 할당할 수 있게 된다. 또한, 각 노드들은 자신과 연결되어 있는 노드들의 개수만 파악하면 되므로, 각 노드들은 불필요하게 소모되는 전력을 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 방법 이외에 상기 〈수학식 1〉에 의해 계산된 전송시점 이내에서 랜덤하게 전송시점을 결정할 수 있다. 즉,
Figure 112004039246776-pat00009
의 구간에서 랜덤하게 전송시점을 결정할 수 있다. 이 방법 역시 상술한 방법과 동일한 효과를 갖는다.
이하 도 5를 이용하여 애드 혹 네트워크를 구성하고 있는 노드에서 수행되는 동작에 대해 알아보기로 한다. 특히, 상기 도 5는 소스 노드를 제외한 노드에서 수행되는 동작에 대해 알아보기로 한다.
S500단계에서 상기 노드는 패킷을 수신하였는 지 여부를 판단한다. 상기 노드가 패킷을 수신하였으면 S502단계로 이동하고, 패킷을 수신하지 않았다면 S500단계로 이동하여 패킷 수신 여부를 반복하여 수행한다. 특히, 상기 S500단계는 라우터와 관련된 패킷을 수신하는 경우에 한정한다.
S502단계에서 상기 노드는 수신한 패킷을 구성하고 있는 목적지 노드의 어드레스와 자신의 어드레스 비교한다. 상기 비교 결과 목적지 노드의 어드레스와 자신의 어드레스가 동일하면 상기 노드는 S504단계로 이동한다. 상기 S504단계에서 상기 노드는 상기 수신한 패킷의 목적지가 자신임을 인지하고, 상기 수신한 패킷을 처리하기 위해 상위계층으로 전달한다. 이와 같은 과정을 수행함으로서 소스 노드에서 목적지 노드로 라우터를 설정하게 된다.
상기 비교 결과 목적지 노드의 어드레스와 자신의 어드레스가 동일하지 않으면 상기 노드는 S506단계로 이동한다. 상기 S506단계에서 상기 노드는 수신한 패킷의 전력강도를 측정하고, 상기 측정한 전력강도를 이용하여 RSSI를 산출한다. 또한 상기 노드는 수신전력강도 이외에 다른 방법을 이용할 수 있다. 즉, 측정한 신호 대 잡음비를 이용할 수 있다.
S508단계에서 상기 노드는 산출한 RSSI와 테이블을 이용하여 수신한 패킷의 전송시점을 결정한다. 즉, 상기 노드는 상기 〈표 3〉과 도 4, 또는 상기 〈수학식 1〉을 이용하여 수신한 패킷의 전송시점을 결정한다. 상기 전송시점을 결정하는 과정에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
S510단계에서 상기 노드는 결정한 전송시점의 이전시점에서 S500단계에서 수신한 패킷과 동일한 패킷(갱신한 패킷)을 수신되는지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 동일한 패킷을 수신되면 S512단계로 이동하고, 동일한 패킷을 수신되지 않았으면 S514단계로 이동한다.
상기 S512단계에서 상기 노드는 수신한 패킷들을 폐기한다. 즉, S500단계에서 수신한 패킷과 전송시점의 이전시점에서 수신한 패킷을 폐기한다. S514단계에서 상기 노드는 S500단계에서 수신한 패킷을 갱신한 후, S508단계에서 결정한 전송시점에서 상기 갱신한 패킷을 브로드캐스트한다. S516단계에서 상기 노드는 종료한다.
본 발명은 종래 소스 노드에서 목적지 노드로 라우터 설정에 참여하는 노드의 수를 최소함으로서 각 노드에서 소모되는 전력을 줄일 수 있게 된다. 또한, 자신과 연결되어 있는 노드들의 개수를 이용하여 패킷의 전송시점을 결정함으로 종래 선택적 플러딩에 비해 송수신되는 정보의 양을 줄일 수 있으며, 적어도 둘 이상의 패킷들이 충돌할 수 있는 가능성을 줄일 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발 명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (14)

  1. 라우터 설정을 요청하는 소스 노드와 라우터 설정을 요청받는 목적지 노드를 포함한 적어도 3개의 노드들로 구성된 통신 시스템에서, 노드에서 수신한 라우터 설정을 요청하는 패킷을 플러딩하는 방법에 있어서,
    측정한 패킷의 수신신호강도를 이용하여 상이한 전송구간을 갖는 복수 개의 레벨들 중 하나의 레벨을 결정하는 단계;
    상기 결정한 레벨에서 전송시점을 결정하고, 상기 결정한 전송시점의 이전시점에서 라우터 설정을 요청하는 패킷이 재수신되는지 판단하는 단계; 및
    상기 패킷이 재수신되지 않으면 상기 결정한 전송시점에서 상기 수신한 패킷을 브로드캐스트하는 단계;를 포함하는 패킷 플러딩 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 라우터 설정을 요청하는 패킷이 재수신되는지 여부는 소스 노드의 어드레스와 목적지 노드의 어드레스를 비교함으로서 판단함을 특징으로 하는 패킷 플러딩 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 수신한 패킷을 구성하고 있는 목적지 노드의 어드레 스와 자신의 어드레스가 상이할 경우에만 수신한 패킷의 신호강도를 측정함을 특징으로 하는 상기 패킷 플러딩 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 라우터 설정을 요청하는 패킷이 재수신되면, 수신한 패킷들을 폐기함을 특징으로 하는 상기 패킷 플러딩 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 노드는 각 레벨별 수신신호강도에 대한 정보를 저장하고 있음을 특징으로 하는 상기 패킷 플러딩 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 낮은 수신신호강도는 높은 수신신호강도에 비해 상대적으로 빠른 전송구간을 가짐을 특징으로 하는 상기 패킷 플러딩 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 각 레벨별 전송구간은 동일한 크기를 갖도록 설정함을 특징으로 하는 상기 패킷 플러딩 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 각 레벨별 전송구간은 서로 중첩되지 아니함을 특징으로 하는 상기 패킷 플러딩 방법.
  9. 라우터 설정을 요청하는 소스 노드와 라우터 설정을 요청받는 목적지 노드를 포함한 적어도 3개의 노드들로 구성된 통신 시스템에서, 노드에서 수신한 라우터 설정을 요청하는 패킷을 플러딩하기 위한 전송시점을 결정하는 방법에 있어서,
    측정한 패킷의 수신신호강도를 이용하여 상이한 전송구간을 갖는 복수 개의 레벨들 중 하나의 레벨을 결정하는 단계; 및
    연결되어 있는 노드들의 개수를 고려하여 상기 레벨에서 전송시점을 결정하는 단계:로 이루어짐을 특징으로 하는 전송시점 결정 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 연결되어 있는 노드들의 개수가 많을수록 빠른 전송시점을 갖는 상기 전송시점 결정 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 전송시점을 결정하는 단계는,
    상기 연결되어 있는 노드들의 개수에 대응하여 전송구간 내에서 전송가능구간을 재설정하는 단계;
    상기 재설정한 전송가능구간 내에서 전송시점을 랜덤하게 결정하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 전송시점 결정 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 전송가능구간의 시점은 상기 전송구간의 시점과 일치하며, 상기 전송가능구간의 종점은 연결되어 있는 노드들의 개수에 의해 결정됨을 특징으로 하는 상기 전송시점 결정 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 연결되어 있는 노드들의 개수가 많을수록 상기 전송가능 구간의 길이는 작음을 특징으로 하는 전송시점 결정 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 전송가능구간은은 하기 〈수학식 2〉에 의해 결정함을 특징으로 하는 상기 전송시점 결정 방법.
    Figure 112004039246776-pat00010
    Figure 112004039246776-pat00011
    는 K번째 전송구간의 시점,
    d는 임의의 양의 상수,
    R은 연결되어 있는 노드들의 개수
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