KR100673839B1

KR100673839B1 - 이동 애드 혹 통신망, 이동 애드 혹 통신망에서의 노드 공지 방법, 및 이동 노드 그룹에 의한 노드 공지 방법

Info

Publication number: KR100673839B1
Application number: KR1020057003860A
Authority: KR
Inventors: 에이. 케네디 로버트
Original assignee: 해리스 코포레이션
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2007-01-25
Also published as: US6975614B2; WO2004023241A2; TW200408231A; AU2003268176A8; JP4051376B2; EP1550318B1; EP1550318A4; CN1679348A; CA2497889A1; AU2003268176A1; DE60330370D1; TWI237475B; KR20050035295A; EP1550318A2; WO2004023241A3; US20040042417A1; JP2005537762A

Abstract

본 발명의 이동 애드 혹 통신망(도 2)은 복수의 무선 이동 노드들(12) 및 노드들을 상호 연결하는 무선 통신 링크들을 포함한다. 본 발명의 방법은 이동 애드 혹 통신망에서의, 노드 공지(advertisement) 또는 이동 노드들의 그룹들을 포함한다. 이동 노드 그룹은 복수의 이동 노드들의 2이상의 일시적 또는 영구적인 연합을 포함한다. 본 방법은 비컨 신호를 이용하여 노드/그룹 정보를 전송하는 것, 상응하는 이동 노드 또는 노드 그룹의 노드/그룹 상태를 결정하는 것(102), 및 결정된 상태에 기초하여 비컨 신호를 변경시키는 것(104)을 포함한다.

무선 통신망, 이동 애드 혹 통신망, 노드 공지, 무선 통신 링크, 노드 그릅, 비컨 신호

Description

이동 애드 혹 통신망, 이동 애드 혹 통신망에서의 노드 공지 방법, 및 이동 노드 그룹에 의한 노드 공지 방법{Mobile Ad Hoc Network, Method for Node Advertisement in a Mobile Ad Hoc Network, and Method for Node Adevertisement by a Group of Mobile Ad Hoc Network}

본 발명은 통신망 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 이동 애드 혹 무선 통신망 및 이와 관련된 방법에 관한 것이다.

급속하게 발전하고 있는 무선 통신망 분야는 이동 애드 혹(ad hoc) 통신망이다. 물리적으로, 이동 애드 혹 통신망은 지리적 분포 및 잠재적 이동이 가능하며, 1이상의 라디오 주파수 채널에 의해 무선적으로 연결된 다수의 이동 노드(node)들을 포함한다. 셀룰러 통신망이나 위성 통신망과 같은 다른 형태의 통신망들과 비교하여, 이동 애드 혹 통신망의 가장 두드러진 특징은 고정 인프라의 필요성이 작다는 것이다. 순수한 이동 애드 혹 통신망은 이동 노드들만으로 형성되고, 통신망은 노드들이 다른 노드들에게 전송하거나 다른 노드들로부터 전송받을 때 공중에 형성된다. 노드 이동의 패턴들은 연속적인 것에서부터 시작-끝 형태의 패턴들에 이르기까지 어디에서나 가능하다. 통신망은 일반적으로 특정한 노드에 의존하지 않고 어떤 노드들이 가입되거나 다른 노드들이 통신망을 이탈하는 것과 같이 동적으로 조정된다.

애드 혹 통신망은 신속하게 전개되고 필요한 더많은 통신들을 제공할 수 있다. 애드 혹 통신망들은, 예를 들어 컴퓨터나 PDA들을 단순히 켬으로써 생성되는 점 한 가지를 제외하고는, 어떠한 통신망 구조도 사용하지 않고 야외에서 또는 교실에서 데이타를 교환할 수 있도록 할 것이다.

이동 애드 혹 통신망에 대한 새로운 응용예들이 계속 나올 것이고 통신망 구조의 중요한 분야가 될 것이다. 고정 인프라의 불필요성으로 인하여, 노드들은 통신망의 이동, 가입 또는 탈퇴시에 스스로 조직되고 재배치되어야 한다. 모든 노드들은 잠재적으로 기능적 동일성을 가지며 통신망에 있어서 자연적인 계층구조 또는 중심적 조정기가 없어도 된다. 많은 통신망-조정 기능들은 노드들간에 분포된다. 노드들은 종종 배터리에 의해 전원공급되고 제한된 통신 및 계산능력을 갖는다. 시스템의 대역폭은 항상 제한된다. 두 노드들간의 거리는 종종 라디오파 전송 범위를 초과하고, 전송은 수신장소에 도달하기 전에 다른 노드들에 의해 연계되어야 한다. 결과적으로, 통신망은 다단계 토폴로지를 가지며, 이 토폴로지는 노드들이 이동하면 변화한다.

인터넷 엔지니어링 전담반(IETF)의 이동 애드 혹 통신망(MANET) 작업그룹은 멀티캐스팅을 포함하여, 라우팅 프로토콜을 활동적으로 평가하고 표준화하여 왔다. 통신망 토폴로지는 노드의 이동에 따라 임의적으로 변하기 때문에, 정보는 뒤쳐지기 쉽고, 다른 노드들은 종종 다른 관점에서 통신망을 보게 되며, 이는 시간적으로(정보는 어떤 노드들에서는 과거의 것이지만 다른 노드들에서는 현재의 것이 될 수 있다) 그리고 공간적으로(한 노드는 통상 자신으로부터 멀리 떨어지지 않은 인접 노드들에 의해 통신망의 토폴로지를 알 수 있을 뿐이다) 모두 그러하다.

라우팅 프로토콜은 빈번한 토폴로지의 변화들에 적응할 필요가 있으며 덜 정확한 정보의 경우에도 그러하다. 이러한 독특한 조건들때문에, 이러한 통신망에서의 라우팅은 다른 것들과 매우 상이하다. 전체 통신망에 관한 새로 발생한 정보를 수집하는 것은 종종 비용이 많이 들고 비실용적이다. 많은 라우팅 프로토콜은 반응적인(on-demand:주문형) 프로토콜이다:그것들은 필요할 때만 그리고 그것들이 경로를 정할 필요가 있는 수신장소까지만의 라우팅 정보를 수집하고, 일반적으로 일정한 시간 주기 이후에는 사용되지 않는 경로들을 유지하지 않는다. 이런 방식으로, 주기적인 시간 간격에서 모든 수신장소까지의 경로들을 유지하는 선행적인 프로토콜과 비교하여 라우팅 비용은 크게 감소된다. 프로토콜이 적응적인 것은 중요하다. 애드 혹 주문형 거리벡터(AODV), 동적 소스 라우팅(DSR) 및 시간 요청 라우팅 알고리듬(TORA)은 MANET 작업그룹에서 제안된 주문형 라우팅 프로토콜의 대표적인 것이다.

다른 다양한 라우팅 프로토콜의 보기들은 퍼킨스(Perkins)의 미국특허 번호 제 5,412,654호에 개시된 수신지-연쇄 거리 벡터(DSDV), 그리고 하아스(Haas)의 미국특허 번호 제 6,304,556호에 개시된 구역 라우팅 프로토콜(ZRP)을 포함한다. ZRP는 소스 노드로부터의 거리에 기초하여 선행적 및 반응적 접근방식을 모두 사용하는 혼합형 프로토콜이다.

이러한 종래의 라우팅 프로토콜들은 소스 노드에서 수신 노드까지의 경로를 선택함에 있어서 최선노력 접근방식을 사용한다. 전형적으로, 홉(hop)들의 수가 그 러한 최선노력 접근방식에 있어서 주요기준(측정기준)이고, 가장 작은 수의 홉들을 가진 경로가 전송 경로로 선택된다.

애드 혹 통신망을 위한 것들을 포함하여 통신 노드 공지(advertisement) 및 인접 통신 노드 발견에 관한 현존하는 접근방식들은, 자신의 존재를 고지하거나 공지하기 위해 노드들로부터 나오는 "헬로우"메시지의 일정한 전송율 또는 랜덤 전송율과 같이 통신망 상태에 독립적인 수단들만을 사용한다. 이렇게 전송된 고지들은 "비컨(beacon)"이라 불리고 종래의 접근방식들은 이러한 비컨들에게 어떤 형태의 지능도 부여하지 않는다. 다른 노드들은 이런 비컨들을 감지하여 어느 한쪽이 처음으로 통신망을 형성하거나, 존재하는 통신망에 새로 발견된 노드들을 부가하거나 또는 이런 새로 발견된 노드에게 더 이상의 통신을 불허한다.

전술한 배경기술을 고려할 때, 결과적으로 본 발명의 목적은, 임의의 통신노드 객체에 의한 지능적이고 적응적인 노드 존재의 공지 및/또는 다른 노드들 또는 그러한 비컨들을 전송하는 노드객체들의 통신망에 의한 상응하는 감지(인접노드 탐색)를 위하여, "지능형 통신노드객체 비컨 프레임워크(ICBF)"라고 불리우는 일반적인 프레임워크를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 상기 및 다른 목적들, 특징들, 및 장점들은, 이동 애드 혹 통신망에서 이동 노드 또는 이동 노드 그룹에 의해 노드존재의 공지를 하기위한 방법에 의해 제공된다. 이동 애드 혹 통신망은 복수의 무선 이동 노드들 및 그 노드들을 상호 연결하는 복수의 무선 통신 링크들을 포함한다. 이동 노드 그룹은 복수의 이동 노들들의 2이상의 일시적 또는 영구적 연합을 포함한다. 본 방법은 비컨 신호를 이용하여 노드/그룹 정보를 전송하는 것, 노드/그룹 상태 또는 상응하는 이동 노드 또는 노드 그룹의 상태들의 집합을 결정하는 것, 및 결정된 상태 또는 상태들의 집합에 기초하여 비컨 신호를 변화시키는 것을 포함한다. 비컨 신호는 상응하는 이동 노드 또는 노드 그룹의 상태와 관련된 정보를 포함한다.

바람직하게는 비컨 신호를 변화시키는 것은 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴을 변화시키는 것을 포함한다. 또한 바람직하게는, 그 상태는 노드 속도, 노드 가속도 및/또는 상응하는 이동 노드의 이동 패턴과 같은, 노드/그룹 이동을 포함한다. 여기서, 비컨 신호를 변화시키는 것은 증가된 노드 이동에 기초하여 전송율을 증가하는 것을 포함한다. 노드 이동은 위치 확인 위성(GPS), 지역 경계표, 삼각 측량을 사용하거나, 그리고/또는 이동 노드의 관성을 측정함으로써 결정될 수 있다.

상기 상태는 또한, 에러율 및/또는 가용 대역폭과 같은, 서비스의 품질(QoS)를 대체적으로 포함할 수 있다. 여기서, 비컨 신호를 변화시키는 것은 전송율을 증가하는 것 및/또는 감소된 QoS에 기초하여 전송 주파수를 변경하는 것을 포함할 수 있다. 비컨 신호의 전송율은 가용 대역폭에 기초한 비율 임계값을 초과하지 않아야 한다. 그룹 비컨 신호들은 이동 노드 그룹의 이동 노드들 부분집합에 의해 전송된다. 그러한 부분집합은 하나의 이동 노드에서부터 그룹의 모든 이동 노드들까지 이르는 범위를 포함한다. 또한, 비컨 신호들은 통신망의 노드들 사이의 링크들과 관련된 정보와 같은, 이동 애드 혹 통신망의 상태와 관련된 정보를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 목적들, 특징들, 및 장점들은 또한 복수의 무선 이동 노드들 및 노드들을 상호 연결하는 복수의 무선 통신 링크들을 포함하는 이동 애드 혹 통신망에 의하여 제공될 수 있다. 각각의 이동 노드는 무선 통신 링크들을 통하여 복수의 노드들이 다른 노드들과 무선적으로 교신하기 위한 통신 장치, 및 통신 장치를 통하여 통신 경로를 결정하기 위한 조정기를 포함한다. 조정기는 상태 신호들을 발생 및 전송하기 위한 적어도 하나의 비컨 신호 발생기 및 이동 노드의 상태를 결정하기 위한 상태 결정 유니트를 포함한다. 비컨 신호 발생기는 이동 노드의 결정된 상태에 기초하여 비컨 신호를 변화한다. 그리고, 비컨 신호는 이동 노드의 상태와 관련된 정보를 포함한다.

비컨 신호들은 복수의 이동 노드들의 적어도 2이상의 일시적 또는 영구적 연합인 이동 노드 그룹의 상태와 관련된 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상태 결정 유니트는 이동 노드 그룹의 상태를 더 결정하고, 비컨 신호 발생기는 이동 노드 그룹의 결정된 상태에 기초하여 비컨 신호를 변화시킨다. 비컨 신호 발생기는 전송율, 전송 주파수 및/또는 비컨 신호의 전송 패턴을 변화한다.

노드 상태는 노드 이동을 포함할 수 있고, 비컨 신호 발생기는 증가된 노드 이동에 기초하여 전송율을 증가하고 감소된 노드 이동에 기초하여 전송율을 감소함으로써 비컨 신호를 변화할 수 있다. 노드 이동은 노드 속도, 노드 가속도 및/또는 상응하는 이동 노드 또는 노드 그룹의 이동 패턴을 포함한다. 상태 결정 유니트는 노드 이동을 결정하기 위해 위치 확인 위성(GSP) 장치를 포함할 수 있으며, 그리고/또는 지역 경계표를 이용하거나, 삼각측량을 이용하여 상대 속도를 추적함으로써 그리고/또는 이동 노드의 관성을 측정함으로써 노드 이동을 결정할 수 있다.

더욱이, 노드 상태는 서비스의 품질(QoS)을 포함할 수 있고, 비컨 신호 발생기는 전송율을 증가시킴으로써, 그리고/또는 감소된 QoS에 기초하여 전송 주파수를 변경함으로써 비컨 신호를 변화한다. 비컨 신호 발생기는 가용 대역폭에 기초한 비율 임계값 이상으로 비컨 상태 신호들의 전송율을 증가하지 않아야 한다. 그리고, 비컨 신호들은 또한, 통신망의 노드들을 연결하는 링크들에 관한 정보와 같은, 이동 애드 혹 통신망의 상태와 관련된 정보를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 애드 혹 통신망의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 이동 애드 혹 통신망에서, 이동 노드 또는 이동 노드 그룹에 의하여 노드 공지를 하기 위한 방법의 단계들을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3은 본 발명의 통신망에 따른 노드의 라우터를 설명하기 위한 개략도이다.

도 4는 도 3의 라우터 조정기의 세목을 설명하기 위한 개략도이다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타낸 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다른 많은 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 개시된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이러한 실시예들은 이 공개가 철저하고 완전하도록, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범위를 완벽하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 명세서 전반에 걸쳐 동일한 부호는 동일한 구성요소를 지시하고, 프라임 부호의 표시 는 대체적인 실시예들에서 유사한 구성요소들을 표시하기 위해 사용된다.

해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 일부는 방법, 데이타 처리 시스템, 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구체화될 수 있다. 따라서, 이러한 본 발명의 일부는 완전한 하드웨어 실시예, 완전한 소프트웨어 실시예, 또는 소프트웨어와 하드웨어 태양을 결합한 실시예의 형태를 취할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일부는 매체에 컴퓨터가 해독할 수 있는 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터용 저장 매체에 관한 컴퓨터 프로그램 제품일 수 있다. 정적 그리고 동적 저장 장치들, 하드 디스크, 광학적 저장 장치, 및 자기 저장 장치들을 포함하여 컴퓨터가 해독가능한 어떤 적합한 매체라도 사용될 수 있을 것이나, 위 매체들에만 한정되는 것은 아니다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 방법, 시스템, 및 컴퓨터 프로그램 제품의 순서도를 참조하여 본 발명을 설명한다. 도면의 블럭들 및 도면 블럭들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 실행가능함을 이해할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 컴퓨터의 프로세서 또는 다른 프로그래밍 가능한 데이타 처리 장치를 통하여 실행되는 명령어들이 블럭 또는 블럭들에 규정된 기능들을 수행할 수 있도록, 일반적 목적의 컴퓨터, 특정 목적의 컴퓨터, 또는 어떤 기계를 제조하기 위한 다른 프로그래밍 가능한 데이타 처리 장치의 프로세서에 제공될 수 있다.

또한 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 컴퓨터가 판독가능한 메모리에 저장된 명령어들이 순서도 블럭이나 블럭들에 규정된 기능을 수행하는 명령어들을 포 함하는 제조품목이 되도록, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능한 데이타 처리 장치로 하여금 어떤 특정한 방식으로 기능을 수행하도록 지시하는, 컴퓨터가 판독 가능한 메모리에 저장될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능한 장치에서 실행되는 명령어들이 순서도 블럭 또는 블럭들에 규정된 기능들을 실시하기 위한 단계들을 제공하도록, 프로세스가 실행되는 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능한 장치를 제조할 목적으로, 일련의 동작 단계들이 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능한 장치에서 실행될 수 있도록 하기 위해 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능한 데이타 처리 장치로 로드될 수 있다.

먼저 도 1 및 도 2를 참조하여, 이제 이동 애드 혹 통신망(10)에서의 노드 공지를 위한 방법을 설명한다. 통신망(10)은 소스 노드(S), 수신 노드(D) 및 그들 사이의 중개 노드들을 포함한 복수의 이동 노드들을 포함한다. 랩탑 컴퓨터들, PDA들 또는 이동전화들과 같은 노드(12)는, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 무선 통신 링크(14)에 의해 연결된다.

다음은 문제점에 대한 설명이다. 이동 애드 혹 통신망(10)을 순간포착한 것이 도 1에 나타나 있다. 경로 탐색을 통하여, 2개의 경로들(R1, R2)이 소스노드(S)부터 수신노드(D)까지 확인되어 있다. 제 2경로(R2)는 소스노드(S)에 의하여 수신노드(D)에 이르는 1순위 경로로 확인되어 있다.제 2경로(R2)가 효력이 없을 때에만 제 1경로(R1)가 사용된다.

종래에는 소스노드(S) 및 수신노드(D)를 포함하는 경로들(R1, R2)에 있어서 노드들(12)의 각각은 어떤 일정한 주기율로 인접 탐색 비컨들을 전송한다. 만약 제 2경로(R2)의 일부 노드들(12)이 너무 빨리 이동하고 이런 노드들로부터의 다음 비컨 전송 이전에 경로상에서 이웃한 노드(12)의 범위를 벗어나 끝나버린다면, 비컨 전송율(또한 소위 비컨율)들은 결과적으로 소스노드(S)가 경로 테이블 또는 경로 캐쉬를 갱신하기 위해 필요한 속도를 유지할 수 없다.

제 2경로(R2)가 유효하다고 소스노드(S)가 잘못 인식하기 때문에, 그것은 제 2경로(R2)를 사용하여 수신노드(D)에 정보를 보내려고 시도한다. 따라서, 일부 링크(14)는 완성될 수 없는 작업을 수행하는데 구속된다. 이것은 시간 손실과 통신망(10) 대역폭의 비효율적인 사용을 초래한다. 이경우 제 1경로(R1)를 따르는 재전송이 필요할 것이며, 또는 실종된 노드(12)가 경로들(R1, R2)에 공통된 것이라면 완전히 새로운 경로의 탐색이 요구될 것이다. 이것은 소스노드(S)부터 수신노드(D)까지의 유효한 경로들을 탐색함에 있어서, 시간손실과 잠재된 치명적 문제들을 초래한다.

언급된 바와 같이, 본 발명의 목적은 "지능형 통신노드객체 비컨 프레임워크(ICBF)"라고 불리는 일반적인 통신망 하부구조를 제공하는 것이며, 지능형이라 함은, 임의의 통신 노드에 의한 노드 존재의 적응적인 공지, 및/또는 다른 노드객체 또는 그러한 비컨들을 전송하는 노드객체들의 통신망에 의한 상응하는 감지를 뜻한다. 또한 종래의 비컨 설계들은 노드 비컨과 인접노드 탐색의 개념을 다른 일시적 또는 영구적 노드연합과 잠재적으로 통신할 수 있는 일시적 또는 영구적 노드연합으로까지는 확대하지 않는다. ICBF는 그러한 일반적인 노드연합을 "노드 통신 객체 연합(NCOA)"으로, 그리고 이러한 연합에 상응하는 비컨들을 "NCOA 비컨"으로 정의 한다. 도 1의 통신망(10)에서, 이동 노드(12) 그룹 G(NCOA)는 복수의 이동노드들의 1이상의 일시적 또는 영구적인 연합을 포함한다.

본 발명의 방법(도 2)은 시작(블럭(100))된 후 블럭(108)에서 종료되기 전에, 상응하는 이동노드(12), 노드 그룹 G 또는 통신망(10)의 노드/그룹/통신망 상태를 결정하는 것(블럭(102)), 결정된 상태에 기초하여 비컨 신호 파형을 변화시키는 것(블럭(104)), 및 비컨 신호를 사용하여 노드/그룹/통신망 정보를 전송하는 것(블럭(106))을 포함한다. 비컨 신호들은 상응하는 이동 노드, 노드 그룹의 상태와 관련된 정보를 포함한다. 또한 비컨 신호들은 통신망의 노드들(12) 사이의 링크(14) 상태에 관한 정보와 같이, 이동 애드 혹 통신망(10)의 상태와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 비컨 신호의 전송은 이동 애드 혹 통신망(10)의 복수의 노드들(12)에 전송되는 비컨 신호의 형태를 공지하기 위한 비컨 속성 신호를 이용하여 비컨 신호 정보를 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는 비컨 신호가, 비컨 파형을 총괄적으로 정의하는 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴으로 구성된다. 또한, 바람직하게는 그 상태가, 이동 노드(12)나 이동 노드 그룹(NCOA) G에 상응하는 속도, 가속도 및/또는 이동 패턴과 같은, 노드/그룹 이동을 포함한다. 여기서, 비컨 신호를 변화시키는 것은 증가된 노드 이동에 기초하여 전송율을 증가하는 것을 포함한다. 노드 이동은 위치 확인 위성(GPS), 지역 경계표, 삼각측량을 이용하여, 그리고/또는 이동 노드(12)의 관성을 측정함으로써 결정될 수 있다.

그 상태는, 비트/패킷 에러율 및/또는 사용가능한 대역폭과 같은, 정보의 선순위성 및/또는 서비스의 품질(QoS) 측정을 부가적으로 또는 택일적으로 포함할 수 있다. 여기서 비컨 신호를 변화시키는 것은, 감소된 QoS 또는 증가된 정보의 선순위성에 기초하여, 전송율을 증가하거나 그리고/또는 전송 주파수나 패턴을 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 마찬가지로 비컨 신호를 변화시키는 것은, 증가된 QoS 또는 감소된 정보의 선순위성에 기초하여, 전송율을 감소하거나 그리고/또는 전송 주파수나 패턴을 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 비컨 신호의 전송율은 가용 대역폭에 기초한 비율의 임계값을 초과하지 않아야 한다. 그룹 비컨 신호들은 이동 노드(12) 그룹 G의 이동 노드들(12) 부분집합에 의해 전송된다. 그러한 부분집합은 하나의 이동 노드(12)에서부터 그룹 G의 모든 이동 노드들(12)까지 이르는 범위를 포함한다. 최대의 것은 그룹 G의 모든 이동 노드들(12)이 될 것이고, 반면에 최소의 것은 비컨을 전송하는 그룹 G의 단 하나의 노드(12)가 될 것이다.

인접노드 탐색을 위한 방법(도 3)은 블럭(200)에서 시작하고 초기 감지율, 초기 감지 주파수 및 최대 감지 주파수를 정의하는 것(블럭(202))을 포함한다. 본 방법은, 블럭(204)에서 초기 감지율을 이용하여 그리고 초기 감지 주파수에서 주어진 이동 노드(12)의 가변 비컨 신호에 대해 탐색하는 것, 그리고 블럭(206)에서 초기 감지 주파수에서 가변 비컨 신호에 대한 탐색을 하는 동안에 감지율을 초기 감지율에서 최대 감지율까지 증가하는 것으로 계속 이어진다.

최대 감지율은 사전에 결정될 수도 있고 또는 인접 이동 노드(12)에 의해 전송되는 수신된 최대 감지율에 따라 설정될 수도 있다. 또한, 감지율은 인접 이동 노드(12)의 가변 비컨 신호의 시변속성을 정의하는 함수에 따라 증가될 수도 있다. 가변 비컨 신호들은 상기 논의된 바와 같이 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴 중 적어도 하나에 있어서 변화될 수 있으며, 본 방법은 가변 비컨 신호들에 대한 탐색을 하는 동안에 감지 주파수를 초기 감지 주파수로부터 변화시키는 것(블럭(208))을 포함할 수 있다. 본 방법은 또한 블럭(212)에서 종료되기 전에, 비컨 속성 신호를 통하여 인접 이동 노드로부터 수신된 비컨 신호 정보를 처리함으로써 인접 이동 노드(12)로부터 전송되는 가변 비컨 신호의 형태를 결정하는 것(블럭(210))을 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 시스템 실시태양을 도 3 및 도 4를 더 참조하여 설명한다. 논의된 바와 같이, 이동 애드 혹 통신망(10)은 복수의 무선 이동 노드(12), 및 노드들을 서로 연결하는 복수의 무선 통신 링크들(14)을 갖는다. 각각의 이동 노드(12)는 무선 통신 링크들(14)를 통하여 복수 노드들이 다른 노드들과 무선적으로 교신하는 통신 장치(42)를 갖는 라우터(40)를 포함한다. 또한, 라우터(40)는 통신 장치(42)를 통하여 통신의 경로를 정하는 조정기(44)를 포함한다. 또한, 메모리(46)는 조정기(44)의 일부분으로서, 또는 조정기와 연결된 것으로서 포함될 수 있다.

조정기(44)는 최소한, 비컨 신호를 발생 및 전송하는 비컨 신호 발생기(50), 및 이동 노드(12)의 상태를 결정하는 상태 결정 유니트(52)를 포함한다. 비컨 신호 발생기(50)는 이동 노드(12)의 결정된 상태에 기초하여 비컨 신호를 변화시킨다. 그리고, 비컨 신호는 이동 노드(12)의 상태와 관련된 정보를 포함한다. 비컨 신호는 상기 논의된 바와 같이, 적어도 2개인 복수의 이동 노드(12)의 일시적 또는 영 구적 연합인 이동 노드(12) 그룹 G의 상태와 관련된 정보를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상태 결정 유니트(52)는 이동 노드(12) 그룹 G의 상태를 더 결정하고, 그리고 비컨 신호 발생기(50)는 이동 노드(12) 그룹 G의 결정된 상태에 기초하여 비컨 신호를 변화시킨다. 그리고 , 비컨 신호는 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴으로 구성된다.

노드/그룹 상태는 노드/그룹 이동을 포함할 수 있고, 그리고 비컨 신호 발생기(50)는 증가된 노드/그룹 이동에 기초하여 전송율을 증가하거나 전송 주파수나 패턴을 변경하는것, 그리고 감소된 노드/그룹 이동에 기초하여 전송율을 감소하거나 전송 주파수나 패턴을 변경하는 것에 의하여 비컨 신호를 변화시킬 수 있다. 노드/그룹 이동은 상응하는 이동 노드들(12)이나 노드 그룹 G의 노드/그룹 속도, 노드/그룹 가속도 및/또는 노드/그룹 이동 패턴을 포함한다. 유니트(52)를 결정하는 상태는 노드/그룹 이동을 결정하기 위한 위치 확인 위성(GPS) 장치로 구성될 수 있고, 그리고/또는 지역 경계표를 사용함으로써, 삼각측량을 이용한 상대 속도를 추적함으로써, 및/또는 이동 노드(12)나 노드 그룹 G의 관성을 측정함으로써 노드/그룹 이동을 결정할 수 있다.

더욱이, 노드/그룹 상태는 서비스의 품질(QoS) 및/또는 정보의 선순위성을 포함할 수 있으며, 그리고 비컨 신호 발생기(50)는 감소된 QoS나 증가된 정보의 선순위성에 기초하여 전송율을 증가하거나 전송 주파수나 패턴을 변경함으로써, 그리고 증가된 QoS나 감소된 정보의 선순위성에 기초하여 전송율을 감소하거나 전송 주파수나 패턴을 변경함으로써 비컨 신호를 변화시킨다. 비컨 신호 발생기(50)는 가 용 대역폭에 기초한 비율 한계값 이상으로 비컨 신호의 전송율을 증가시키면 안된다. 그리고 비컨 신호는 또한, 통신망의 노드들(12)을 연결하는 링크(14)에 관한 정보와 같이, 이동 애드 혹 통신망(10)의 상태와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 부가적으로, 비컨 신호 발생기(50)는 이동 애드 혹 통신망(10)의 복수 노드들(12)로 전송되는 비컨 신호의 형태를 공지하기 위한 비컨 속성 신호를 이용하여 비컨 신호 정보를 전송할 수 있다.

비컨 신호 감지기(54)는, 초기 감지율에서 최대 감지율까지 증가되는 임의의 감지율에서, 그리고 초기 감지 주파수에서, 가변 비컨 신호를 탐색하기 위하여 포함된다. 최대 감지율은 사전에 결정될 수도 있고 또는 인접 이동 노드(12)에 의해 전송되어 수신된 최대 감지율에 기초할 수도 있다. 비컨 신호 감지기(54)는 인접 이동 노드(12)의 가변 비컨 신호의 시변속성을 정의하는 함수에 따라 감지율을 증가시킬 수 있으며, 비컨 속성 신호를 통하여 인접 이동 노드로부터 수신되는 비컨 신호 정보를 처리함으로써 인접 이동 노드(12)로부터 전송되는 가변 비컨 신호의 형태를 결정할 수 있다.

또한, 도면들의 블럭들, 도면의 블럭 조합은 블럭 또는 블럭들에서 규정된 함수를 실행하기 위하여 프로세서에 제공되는 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 실시될 수 있다.

요약하면, ICBF는 다중 형태의 비컨들 및 상응하는 비컨 감지 수단의 개발을 위한 기초적인 프레임워크를 정의한다. 노드 이동을 설명하기 위해 비컨에 부여된 그러한 일반적인 능력의 하나는 NCOA 또는 노드(12) 그룹 G의 속도 및 가속도를 수용하고 지능적으로 처리하는 수단이 된다는 것이다. 양자 모두 또는 그 중 하나가 증가할수록, 경로 목록들(캐쉬들)이 정보를 발송하려고 시도하는데 이용되기 전에 영향을 받은 경로들이 이제 진부한 것인지를 적절한 시간에 표시함으로써 정보를 기다리는 노드들(12)이 경로 목록을 조정할 수 있도록, NCOA 비컨 비율이 증가된다. ICBF는 비컨 비율이 필요한 링크(14)의 유용한 대역폭을 감소시키는 데까지 증가하는 것을 허용하지 말아야 하고, 따라서 적절하게 이를 제한하는 규칙들이 실시되면 효과가 있을 것이다.

ICBF는 NCOA 비컨 파형을 조정하기 위한 시스템으로 연결되고, 정의되는 다른 통신망 감지 변수가 "내장된" 감지 수단들을 위한 프레임워크를 정의한다. 채널에서의 비트 에러의 변화율, 효과적인 대역폭의 변화율, S에 인접한 NCOA들/개개의 노드들의 개수의 변화율 등이 그 보기들이다.

ICBF는 종래의 인접 탐색 비컨들이 허용하는 것보다 더 최적의 시간에 새로운 경로의 창설을 자극하기 위하여 통신망의 현재 경로설정 알고리듬에게 정보를 전송하는 인터페이스 수단들을 포함한다. 이 수단은 또한 창설 과정중에 있는 경로들이, 전체 경로가 결정되는 시점에는 유효한 것이 될 가능성을 증가시킨다.

ICBF는 "광대역 비컨 비율 램프(B²R²:Broadband Beacon Rate Ramp)" 탐색을, 통신망이나 비통신망 노드(12) 또는 노드 그룹 G로 하여금 이러한 가변적인 비컨들을 감지하는 것을 가능하도록 하는 디폴트 수단으로 정의한다. B²R²는 임의의 초기 비컨 주파수에 대해 임의의 탐색율 초기값에서 시작한다. 그로부터 시간이 경과하 면서, B²R² 는 비컨들을 탐색하기 위한 몇 개의 가능한 전술 중 하나를 사용한다. ICBF에 의해 규정된 그러한 전술의 예들은: 사전에 정의되고, 고정된 최대 감지율; 적절한 시간에 전송 노드들에 의해 다른 노드들로 전달되는 최대 감지율; 주어진 노드의 비컨 비율의 시변 속성들을 규정하는 함수; 및 만일 통신망의 NCOA/노드 비컨 전송 전술이 다중 통신 채널을 통하여 각각의 NCOA/노드 비컨에게 배포하는 것이라면(이것은 보안상 그리고 잡음이 많은 채널을 회피하는데 유용하다), 비컨 감지기들이 비컨을 찾아 다중 통신 채널들을 가로질러 서핑할 수 있는 "비컨 채널 서핑(Beacon Channel Surfing)";을 포함한다

ICBF는 적절한 비컨 탐지기가 선택될 수 있도록 통신망에게 비컨의 형태를 공지하기 위해 NCOA/노드 연합에게 미리 정의된 비컨을 제공한다. 각각의 NCOA/노드 비컨 파형에 대하여, 상응하는 비컨 감지기는 NCOA/노드 비컨의 잠재적인 가변성에 적응가능하도록 정의될 수 있다. 비컨들은, 지능적으로 또는 비지능적으로, 자신의 인접한 것에 알려진 객체 능력에 영향을 주는 상태에 대해 적응적이다. 노드 이동(속도, 가속도, 패턴) 및 QoS는, 비컨 전송율, 전송 주파수 및 패턴(총괄하여 이 3개 특성들이 비컨의 파형을 구성한다)에 영향을 미칠 수 있는 상태들의 그러한 클래스들의 보기이다.

ICBF는, 지능 및 통신망 상태에 대한 지식을 수반할 수 있고, 통신망에 관한 지식을 이용하며, 그리고 NCOA들과 개개의 노드들과 지능적으로 상호작용할 수 있는 인접 탐색 비컨들을 포함하기 위해 경로설정의 부담을 분산시킨다. ICBF는 향상 된 3G, 4G, 5G을 지원할 수 있고 통신분야를 넘어서도 가능하다.

본 발명의 많은 변형들 및 다른 실시예들이, 전술한 설명들 및 관련 도면들에 제시된 지식들의 장점을 소유하게 된 당업자에게는 자명할 것이다. 따라서, 본 발명이 개시된 특정한 실시예들에만 한정되는 것이 아니고, 그러한 변형들 및 실시예들이 첨부된 청구범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 무선 통신망 분야에서, 특히 고정 인프라의 구축이 절대적으로 필요하지 않는 이동 애드 혹 통신망 분야에서 향상된 경로 결정 특성을 가지는 무선 통신장치에 그리고 이에 관련된 방법의 형태로 산업상 유익하게 이용될 수 있다.

Claims

복수의 무선 이동 노드들 및 상기 노드들을 상호 연결하는 복수의 무선 통신 링크들을 포함하는 이동 애드 혹 통신망에서의 방법으로서:

임의의 이동 노드의 노드 상태를 결정하는 단계;

상기 결정된 노드 상태에 기초하여 비컨 신호를 변화시키는 단계; 및

상기 비컨 신호를 이용하여 임의의 이동 노드로부터 노드 상태 정보를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망에서의 노드 공지 방법.
제 1항에 있어서,

상기 비컨 신호를 변화시키는 단계는 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴 중 적어도 하나를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망에서의 노드 공지 방법.
제 2항에 있어서,

상기 노드 상태는 노드 이동을 포함하며, 그리고 상기 비컨 신호를 변화시키는 단계는 증가된 노드 이동에 기초하여 전송율을 증가하고 감소된 노드 이동에 기초하여 전송율을 감소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망에서의 노드 공지 방법.
제 2항에 있어서,

상기 노드 상태는 서비스의 품질(QoS)을 포함하며, 그리고 상기 비컨 신호를 변화시키는 단계는 QoS의 변경에 기초하여 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망에서의 노드 공지 방법.
제 2항에 있어서,

상기 노드 상태는 정보의 선순위성을 포함하며, 그리고 상기 비컨 신호를 변화시키는 단계는 정보 선순위성의 변경에 기초하여 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망에서의 노드 공지 방법.
제 1항에 있어서,

상기 비컨 신호는 이동 애드 혹 통신망의 상태와 관련된 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망에서의 노드 공지 방법.
복수의 무선 이동 노드들 및 상기 노드들을 상호 연결하는 복수의 무선 통신 링크들을 포함하는 이동 애드 혹 통신망에서의 방법으로서, 이동 노드 그룹은 복수의 이동 노드들의 적어도 2이상의 일시적 또는 영구적 연합을 포함하고:

이동 노드 그룹의 그룹 상태를 결정하는 단계;

상기 결정된 그룹 상태에 기초하여 비컨 신호를 변화시키는 단계; 및

상기 비컨 신호를 이용하여 그룹의 이동 노드들 중 적어도 하나로부터 그룹 상태 정보를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 노드 그룹에 의한 노드 공지 방법.
제 7항에 있어서,

상기 비컨 신호를 변화시키는 단계는 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 노드 그룹에 의한 노드 공지 방법.
제 8항에 있어서,

상기 그룹 상태는 서비스의 품질(QoS)을 포함하며, 그리고 상기 비컨 신호를 변화시키는 단계는 QoS의 변경에 기초하여 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 노드 그룹에 의한 노드 공지 방법.
제 8항에 있어서,

상기 그룹 상태는 정보의 선순위성을 포함하며, 그리고 상기 비컨 신호를 변화시키는 단계는 정보 선순위성의 변경에 기초하여 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 노드 그룹에 의한 노드 공지 방법.
제 7항에 있어서,

상기 비컨 신호들은 이동 노드 그룹의 이동 노드들 부분집합에 의해 전송되고, 상기 부분집합은 하나의 이동 노드에서부터 그룹의 모든 이동 노드까지의 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 노드 그룹에 의한 노드 공지 방법.
복수의 무선 이동 노드들;

상기 이동 노드들을 상호 연결하는 복수의 무선 통신 링크들;을 포함하고,

상기 이동 노드의 각각은

무선 통신 링크들을 통하여 복수의 노드들이 다른 노드들과 무선적으로 교신할 수 있는 통신 장치, 및

상기 통신 장치를 통하여 통신 경로를 결정하는 조정기를 포함하며, 상기 조정기는

비컨 신호를 이용하여 상태 정보를 발생 및 전송하는 비컨 신호 발생기; 및

이동 노드의 상태를 결정하기 위한 상태 결정 유니트;를 포함하고,

상기 비컨 신호 발생기는 이동 노드의 결정된 상태에 기초하여 비컨 신호를 변화시키는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망.
제 12항에 있어서,

상기 비컨 신호는 이동 노드 그룹의 상태와 관련된 정보를 더 포함하고, 상기 이동 노드 그룹은 복수의 이동 노드들의 적어도 2이상의 일시적 또는 영구적 연합을 포함하며; 상기 상태 결정 유니트는 이동 노드 그룹의 상태를 더 결정하고; 그리고 상기 비컨 신호 발생기는 이동 노드 그룹의 결정된 상태에 기초하여 비컨 신호를 변화시키는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망.
제 12항에 있어서,

상기 비컨 신호 발생기는 전송율, 전송 주파수 및 전송 패턴 중 적어도 하나를 변화시킴으로써 비컨 신호를 변화시키는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망.
제 14항에 있어서,

상기 노드 상태는 서비스의 품질(QoS)을 포함하며, 그리고 상기 비컨 신호 발생기는 QoS의 변경들에 기초하여 전송율을 변경하는 것 및 전송주파수를 변경하는 것 중 적어도 하나에 의하여 비컨 신호를 변화시키는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망.
제 14항에 있어서,

상기 노드 상태는 정보의 선순위성을 포함하며, 그리고 상기 비컨 신호 발생기는 정보의 선순위성의 변경들에 기초하여 전송율을 변경하는 것 및 전송 주파수를 변경하는 것 중 적어도 하나에 의하여 비컨 신호를 변화시키는 것을 특징으로 하는 이동 애드 혹 통신망.