KR100686578B1 - 이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 장치 및 방법에 관한 것으로, 경로 검색 요구 이벤트의 발생을 감지하면 경로 테이블에 상기 요구된 경로가 존재하는가를 검사하는 과정, 상기 경로 테이블에 요구된 경로가 존재하지 않으면 자신의 임계구역을 계산하고, 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하여 브로드캐스트 하는 과정 및, 상기 경로 구성 메시지의 응답 메시지인 경로 응답 메시지 수신 시 상기 수신된 경로 응답 메시지에 포함된 연결 경로로 설정하는 과정을 포함하는 이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 방법을 제공하여 불필요한 경로 구성 메시지를 감소시킨다.
에드 혹, 경로검색, 플로딩(flooding), AQL(Adaptive Query Limitation)

Description

이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF ROUTE DISCOVERY IN MOBILE AD HOC NETWORK}
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 이동 에드 혹 네트워크에서 헬로우 메시지(Hello Pecket)를 송수신 하는 과정을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 이동 에드 혹 네트워크에서 임계구역 내에 존재하는 이동 호스트의 경로 구성 메시지(query packet)를 제한한 경로 구성 메시지의 전파 과정을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 이동 호스트의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트의 경로 검색 흐름을 도시한 흐름도 및,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 흐름을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 이동 호스트가 경로 구성 메시지의 브로드캐스트 시에 임계구역 정보를 추가하여 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트가 경로 구성 메시지에 포함된 임계구역 정보를 확인하여 임계구역에 포함되는지의 여부를 판단하고 포함되면 경로 구성 메시지를 폐기하여 경로 구성 메시지의 브로드캐스트를 감소시키는 이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 소정의 네트워크에서 경로의 검색이라 함은, 발신지 노드에서 목적지 노드로 신호 또는 데이터 등이 전달될 시 거치게 되는 경로를 검사하여 찾는 것을 의미한다. 유선 네트워크에서는 모든 노드들이 대체로 안정성을 가지며, 이동성을 가지지 않기 때문에 경로의 설정은 1회만 수행하거나 또는 특정한 긴 주기 단위로 경로의 설정이 이루어진다. 이러한 유선 네트워크를 가지는 통신 시스템은 기간 네트워크에서부터 사설 네트워크 등의 모든 네트워크에서 경로가 설정되어야만 신호 또는 데이터 등의 전송이 가능하다.
현재에는 수많은 사설 네트워크가 존재하고 있으며, 이 중 근거리 통신망(Local Area Network : LAN)을 이용한 네트워크가 가장 대표적이다. 상기 근거리 통신망은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)를 사용하여 통신을 수행하며, 이때에 사용되는 물리적인 전송계층은 주로 이더넷(Ethernet)을 사용하고 있다. 이러한 근거리 통신망에서 발전하여 현재, 인터넷/인트라넷(Internet/Intranet)을 이용하는 기업들은 상당수의 업무를 근거리 통신망과 외부 네트워크를 연결하는 다양한 형태의 통신망을 이용하고 있다.
한편, 무선 네트워크는 이동 전화 및 이동 데이터 통신이 가능한 셀룰라 이동통신 시스템이 대표적이며, 무선 근거리 통신망(Wireless LAN)과 MAN(Metropolitan Area Network) 및 WAN(Wide Area Network)과 같은 형태의 무선 통신 시스템 등이 함께 고려되고 있다. 상기 무선 근거리 통신망의 규격 중 하나의 방식으로 이동 에드 혹(Mobile Ad-hoc) 네트워크가 있다. 이러한 이동 에드 혹 네 트워크는 중앙 집중화 된 관리를 수행하지 않으며, 고정된 네트워크 기반 없이 임시적으로 망을 구성하는 시스템이다.
그러면 이러한 무선 이동 에드 혹 네트워크에 대하여 좀 더 살펴보기로 한다. 이동 에드 혹 네트워크를 구성하게 되는 이동통신 단말기는 무선 채널의 브로드캐스트(broadcast) 성질을 이용하여 언제 어디서나 편리하게 주위의 다른 기기들과 데이터를 주고을 수 있는 시스템이다. 이러한 이동 에드 혹 네트워크는 기반 통신 구조가 없는 경우에 재난·전투 상황이나 컨퍼런스(conference), 개인 네트워크(personal network), 홈 네트워크(home network) 등에서도 상기한 브로드캐스트 성질을 이용하여 신속하게 통신 환경을 만들 수 있다. 즉, 이러한 이동 에드 혹 네트워크는 중앙관리 역할을 하는 고정된 호스트와 같은 제어 장치를 별도로 두지 않는다. 따라서 이동 에드 혹 네트워크를 구성하는 이동통신 단말기는 호스트이면서 서로에게 정보를 전달하는 라우터의 역할까지 하게 된다. 그런데, 상기 이동 에드 혹 네트워크는 이동성을 가지는 단말들이 라우터의 역할을 수행하므로 언제든 경로의 변경이 발생할 수 있다. 왜냐하면, 이동 에드 혹 네트워크는 단말기들의 이동성으로 인하여 미리 구성되어 있는 네트워크에 동적으로 참여·탈퇴 등이 가능하기 때 문이다. 이와 같이 이동 에드 혹 네트워크는 기존 유선망과는 다른 특징을 가지고 있기 때문에 기존 유선망에서 사용하던 라우팅 프로토콜이나 서비스 검색 방안과는 다른 이동 에드 혹 네트워크를 위한 프로토콜이나 서비스 검색 방안이 요구된다.
이러한 이동 에드 혹 네트워크의 유동적인 토폴로지(topology) 변화나 이동 통신 단말기의 이동성을 고려하여 설계된 대표적인 라우팅 프로토콜에는 AODV(Ad hoc on-demand distance vector routing) 방법이나 ODMRP(On-demand multicast routing protocol) 방법이 있다. 상기 AODV 방법이나 ODMRP 방법은 이동 호스트마다 데이터 전달 경로를 미리 설정하지 않은 상태에서 전달 경로를 찾는 방법이다. 즉, AODV 방법이나 ODMRP 방법은 전달할 데이터를 가지고 있는 경우에 경로 설정을 위한 제어 메시지를 이용하여 온디맨드(On-demand) 방식으로 데이터 전달 경로를 구성하게 된다. 이와 같은 방법을 통해 필요한 경우에 데이터 전달 경로를 설정함으로써 이동 에드 혹 네트워크의 빈번한 경로 변화에 대응할 수 있다. 즉, 이동 에드 혹 네트워크에서 경로를 검색하는 방법은 분산 환경에 적합한 라우팅 알고리즘에 서비스 검색 기능을 추가한 형태의 매커니즘을 가진다.
이동 에드 혹 네트워크는 다수의 이 동 호스트들이 브로드캐스트 방법을 이용하여 통신을 수행한다. 서비스 요구 호스트는 자신이 서비스를 받고자 하는 정보와 그에 대한 목적지 정보 등을 하나의 메시지로 생성하여 브로드캐스트 한다. 그러면 상기 중계 호스트들은 서비스를 제공해 줄 수 있는 목적지 호스트에게 상기 서비스 요구 메시지를 전달하기 위한 중계 메시지를 생성하여 전체 이동 에드 혹 네트워크에게 브로드캐스트(broadcast)된다.
서비스 검색 경로를 찾기 위해 전체 네트워크에 플러딩(flooding)되는 제어 메시지로 인해 이동 에드 혹 네트워크상에 제어 메시지의 오버 헤드(over head)가 발생하는 문제점이 있으며 경로 검색을 위한 제어메시지를 최소화 하는 방법이 요구된다.
본 발명의 목적은 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지의 브로드캐스트를 감소시키는 이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 경로 구성 메시지의 브로드캐스트 시에 임계구역 정보를 추가하여 브로드캐스트하는 이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트가 경로 구성 메시지에 포함된 임계구역 정보를 확인하여 임계구역에 포함되는지의 여부를 판단하고 포함되면 경로 구성 메시지를 폐기하여 경로 구성 메시지의 브로드캐스트를 감소시키는 이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트에 있어서, 경로 테이블과 이웃 호스트 테이 블을 저장하는 메모리, 상기 이동 호스트의 임계구역 정보를 계산하는 임계구역 계산부, 상기 임계구역 계산부를 통해 구한 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하는 메시지 생성부, 상기 생성된 경로 구성 메시지를 무선 신호로 변환하여 상기 이동 에드 혹 네트워크로 브로드캐스트 하는 통신부 및, 경고 검색 요구 이벤트 발생시 상기 경로 테이블에 요구하는 상기 경로가 없으면, 상기 경로 구성 메시지의 생성과 상기 임계구역 계산 및 상기 통신부의 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트 장치를 제공한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트 장치에 있어서, 상기 경로 구성 메시지를 수신하고 제어부의 제어를 받아 생성된 경로 구성 메시지를 무선 신호로 변환하여 상기 이동 에드 혹 네트워크로 브로드캐스트 하는 통신부, 경로 테이블과 이웃 호스트 테이블을 저장하는 메모리, 상기 수신한 경로 구성 메시지에 포함된 임계구역 정보를 이용하여 임계구역 기준값을 계산하고 상기 이동 호스트의 임계구역 정보를 계산하는 임계구역 계산부, 상기 임계구역 계산부를 통해 구한 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하는 메시지 생성부 및, 상기 수신한 경로 구성 메시지의 목적지 호스트의 경로가 상기 경로 테이블에 존재하지 않고 상기 임계구역 계산부를 통해 구한 상기 임계구역 기준값이 상기 경로 구성 메시지를 송신한 이동 호스트와의 거리보다 작으면, 상기 경로 구성 메시지의 생성과 상기 임계구역 계산 및 상기 통신부의 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 이동 에 드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트 장치를 제공한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트의 경로 검색 방법에 있어서, 경로 검색 요구 이벤트의 발생을 감지하면 경로 테이블에 상기 요구된 경로가 존재하는가를 검사하는 과정, 상기 경로 테이블에 요구된 경로가 존재하지 않으면 자신의 임계구역을 계산하고, 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하여 브로드캐스트 하는 과정 및, 상기 경로 구성 메시지의 응답 메시지인 경로 응답 메시지 수신 시 상기 수신된 경로 응답 메시지에 포함된 연결 경로로 설정하는 과정을 포함하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트의 경로 검색 방법을 제공한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법에 있어서, 상기 경로 구성 메시지의 수신을 확인하면 상기 경로 구성 메시지가 이전에 처리된 메시지인지 검사하는 과정, 상기 경로 구성 메시지가 이전에 처리된 메시지가 아니면, 상기 경로 구성 메시지의 목적지가 상기 이동 호스트 이거나 경로 테이블에 상기 목적지까지의 경로가 존재하는지 검사하는 과정, 상기 검사결과 상기 이동 호스트가 상기 목적지가 아니고 상기 경로 테이블에 상기 목적지의 경로가 존재하지 않으면, 임계구역 기준값을 계산하는 과정, 상기 계산과정에서 구한 상기 임계구역 기준값을 이용하여 상기 이동 호스트가 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트의 임계구역에 포함 되는지 확인하는 과정 및, 상기 확인결과 상기 이동 호스트가 상 기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트의 임계구역에 포함되지 않으면 상기 이동 호스트의 자신의 임계구역을 계산하고, 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하여 브로드캐스트 하는 과정을 포함하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법을 제공한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한 이하에서는 이동 단말을 이동 호스트라 칭하여 설명할 것이다. 따라서 이동 에드 혹 네트워크에서 '이동 호스트'라 함은 이동 단말을 의미한다. 이동 에드 혹 네트워크에서 동작하는 것을 설명하므로, '호스트'는 이동 호스트를 의미한다.
본 발명은 이동 에드 혹 네트워크 경로 구성 메시지를 감소시키는 이동 에드 혹 네트워크에서의 경로 검색 장치 및 방법에 관한 것으로, 아래에서 도 1 내지 도 5을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 이동 에드 혹 네트워크에서 헬로우 메시지(Hello Pecket)를 송수신 하는 과정을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면 이동 에드 혹 네트워크는 다수의 이동 호스트(100~126)들로 구성하며 각 이동 호스트(100~126)들은 주기적으로 헬로우 메시지(Hello Pecket)를 송신하고 수신한 헬로우 메시지(Hello Pecket)를 이용하여 주변의 이동 호스트의 존재유무를 감지한다. 이동 호스트(100)는 이동 호스트(100)의 무선 전송 범위(Radio transmission range)(R100) 내에 존재하는 다른 이동 호스트(102~112)로 주기적으로 헬로우 메시지(Hello Pecket)를 송수신하여 주변 이동 호스트(102~112)의 존재 유무를 파악하여 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)에 저장한다.
상기 헬로우 메시지(Hello Pecket)는 종래의 이동 에드 혹 네트워크에 사용되던 메시지로 IETF RFC 3651 표준을 따른다. 또한 상기 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)은 종래에도 주변의 이동 호스트의 존재유무를 감지하기 위해 사용되던 메시지이나, 본 발명에서는 종래의 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)에 거리(Distance), 속도(Speed), 링크지연(Link Delay) 및 도착시간(Receiving Time)을 추가하여 새롭게 생성한 테이블이다 따라서 본 발명에서 사용되는 이웃 호스트 테이블은 종래의 이웃 호스트 테이블과 다르며, 이하에서 이웃 호스트 테이블은 본 발명에 따른 이웃 호스트 테이블만을 지칭한다. 본 발명에 따른 이웃 호스트(100)의 이동 호스트 테이블을 표로 도시하면 하기 <표 1>과 같이 도시할 수 있다.
호스트 Node 도착수 ticks 거리 Distance (m) 속도 Speed(m/s) 링크지연 Link Delay (msec) 도착시간 Receiving Time(sec)
호스트(102) 5 70 10 5.345 180:10.23
호스트(104) 7 100 15 4.512 181:01.10
호스트(106) 15 220 16 5.143 183:05.10
호스트(108) 20 180 3 7.901 182:40.01
호스트(110) 6 240 8 9.713 181:40.05
호스트(112) 8 230 7 4.592 180:20.35
그러면 상기 이웃 호스트 테이블을 이용하여 임계구역(Threshold Zone)을 결정하고 임계구역 내에 존재하는 이동 호스트의 경로 구성 메시지(query packet)를 제한하는 방법을 아래에서 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 이동 에드 혹 네트워크에서 임계구역 내에 존재하는 이동 호스트의 경로 구성 메시지(query packet)를 제한한 경로 구성 메시지의 전파 과정을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면 이동 호스트(100)는 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 브로드캐스트(broadcast)한다. 상기 경로 구성 메시지를 수신한 중계 이동 호스트(102~112)들은 이동 호스트(100)의 임계구역(A200)에 속하는 이동 호스트(102~104)인지 임계구역에서 벗어난 이동 호스트(106~112)인지를 확인하여 임계구역(A200)에 속한 이동 호스트(102~104)이면 경로 구성 메시지의 브로드캐스트를 하지 않고 임계구역(A200)에 속하지 않은 이동 호스트(106~112)이면 경로 구성 메시지를 브로드캐스트한다.
상기 경로 구성 메시지는 종래에도 서비스를 위한 경로를 검색하기 위해 사용되던 메시지이다. 본 발명에서는 종래의 경로 구성 메시지 임계구역(Threshold Zone)에 관한 사항을 추가하여 새롭게 생성한 메시지이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 경로 구성 메시지는 종래의 경로 구성 메시지와 다르며, 이하에서 경로 구성 메시지는 본 발명에 따른 메시지만을 지칭한다. 본 발명에 따른 경로 구성 메시지에 추가되는 임계구역 정보는 이웃 호스트 테이블을 이용하여 아래에서 <수학식 1>로 구하고, 상기 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트가 경로 구성 메시지를 송신한 이동 호스트의 임계범위에 속하는지 여부를 아래에서 <수학식 2>로 구한다.
R = Da +α(Sa - S)
상기 <수학식 1>에서 R은 임계구역의 반지름이고, α는 헬로우 메시지의 송신주기이고, Da는 이웃 호스트들과의 평균 거리이고, Sa는 이웃 호스트들의 평균 속도이고, S는 이동 호스트 자신의 속도이다. 즉 R은 이동 호스트의 속도에 반비례한다.
Ra = R0 + β(L - La)
상기 <수학식 2>에서 Ra는 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트가 임계구 역에 속하는지 여부를 결정하는 기준값이고, R0은 수신한 경로 구성 메시지에서 포함된 임계구역의 반지름이고, β는 경로 구성 메시지를 송신한 이동 호스트와의 거리와 링크지연의 미리 정한 비율 상수이고, L은 경로 구성 메시지를 송신한 이동 호스트와의 링크지연 시간이고, La는 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 이웃 호스트들 간의 평균 링크지연 시간이다.
따라서 본 발명은 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 송신함에 있어서, 이동 호스트는 임계구역을 설정하여 경로 구성 메시지를 송신하고, 경로 구성 메시지를 수신한 중계 이동 호스트는 임계구역 내에 있으면 경로 구성 메시지를 송신하지 않음으로 경로 설정과정에서 발생하는 불필요한 경로 구성 메시지를 감소시킨다.
상기 도 1과 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 이동 에드 혹 네트워크의 각 이동 호스트의 구성을 아래에서 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 이동 호스트의 구성을 도시한 도면이다. 이동 호스트는 경로 검색을 요구하는 호스트, 경로 검색을 중계하는 호스트 및 목적지 호스트가 될 수 있으며 모두 동일한 내부 구조를 가진다. 따라서 이하에서는 하나의 이동 호스트(100)에 대하여 도 3을 참조하여 살피기로 한다.
임계구역 계산부(301)는 상기 <수학식 1>을 이용하여 이동 호스트(100)의 임 계구역을 계산하고, 경로 구성 메시지를 수신하면 경로 구성 메시지에 포함된 임계구역 값을 이용하여 상기 <수학식 2>를 통해 임계구역 기준값을 계산한다.
메시지 생성부(302)는 제어부에 제어를 받아 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지와 경로 응답 메시지를 생성한다. 상기 경로 구성 메시지는 상기 이동 호스트(100)에서 경로 검색 요구 이벤트가 발생하거나 상기 이동 호스트(100)가 경로 구성 메시지를 중계하는 이동 호스트(100)인 경우 생성한다. 상기 경로 응답 메시지는 상기 이동 호스트(100)가 경로 검색의 목적지 호스트인 경우 생성한다.
메시지 처리부(303)는 이동 호스트가 중계 호스트인 경우 인접한 호스트로부터 수신되는 경로 구성 메시지 또는 경로 응답 메시지를 수신하여 이를 중계하기 위한 처리를 수행한다. 즉, 통신부(306)로부터 제어부(305)를 통해 경로 구성 메시지 또는 경로 응답 메시지를 수신하는 경우 이를 중계하기 위한 처리를 수행한다.
메모리(304)는 제어부(305)의 제어를 받아 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)와 검색한 경로 정보를 가지는 경로 테이블을 저장한다.
제어부(305)는 상기 임계구역 계산부(301)와 메시지 생성부(302) 및 메시지 처리부(303)를 제어한다. 실제로 상기 제어부(305)는 임계구역 계산부(301), 메시지 생성부(302) 및 메시지 처리부(303)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 실제로 제품을 구현하는 경우에 이들 모두를 제어부(305)에서 처리하도록 구성할 수도 있으며, 이들 중 일부만을 제어부(305)에서 처리하도록 구성할 수도 있다.
마지막으로 통신부(306)는 각 이동 호스트들간 메시지 또는 데이터가 송/수 신될 시 송/수신되는 메시지 또는 데이터의 무선 처리를 수행한다. 즉, 통신부(306)는 전송할 메시지 또는 데이터를 해당하는 주파수 대역으로 상승 변환하며, 송신 방식에 따른 처리를 수행하여 전송할 메시지 또는 데이터를 전달한다. 또한 통신부(306)는 수신된 메시지 또는 데이터를 전송 방식에 따른 역처리 및 대역 하강 변환하는 동작을 수행한다.
이하, 상기와 같이 구성한 이동 호스트(100)를 이용한 이동 에드 혹 네트워크에서의 경로 검색 방법을 아래에서 도 4와 도 5를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트의 경로 검색 흐름을 도시한 흐름도이다.
이동 호스트는 402단계의 대기상태를 유지하며, 400단계로 진행하여 경로 검색 요구 이벤트가 발생하였는가를 검사한다. 상기 400단계의 검사결과 경로 검색 요청 이벤트가 발생하지 않은 경우 이동 호스트는 402단계로 진행하여 대기 상태를 계속 유지한다. 그러나 상기 400단계의 검사결과 경로 검색 요구 이벤트가 발생한 경우 상기 이동 호스트는 404단계로 진행하여 검색이 요구된 경로에 대해 경로 테이블에 경로 정보가 존재하는가 여부를 검사한다. 상기 404단계의 검사결과 상기 경로 테이블에 경로 정보가 존재할 경우, 정보에 경로 정보를 포함하고 있으므로 406단계로 진행하여 경로 검색 동작을 완료한다. 그러나 경로 테이블에 경로 정보가 존재하지 않을 경우, 상기 이동 호스트는 타 호스트로 경로를 검색하기 위한 동작을 수행한다. 즉, 경로 검색을 요구하는 이동 호스트는 408단계로 진행하여 상기 <수학식 1>에서 설명한 방법을 이용하여 임계구역 정보를 계산한다. 그런 후 상기 이동 호스트는 410단계로 진행하여 경로의 검색을 위해 본 발명에 따른 경로 구성 메시지를 생성하여 412단계에서 브로드캐스트 한다. 그리고 상기 이동 호스트는 414단계로 진행하여 대기 상태를 유지한다. 여기서 대기상태는 상기 402단계의 대기상태와 동일한 상태이다. 즉, 특정한 이벤트의 발생을 대기하는 상태를 의미한다.
상기 이동 호스트는 414단계의 대기 상태 중에 416단계로 진행하여 다른 이동 호스트로부터 경로 구성 메시지가 수신되는가를 검사한다. 즉, 상기 이동 호스트는 자신이 중계 호스트로 동작하는가를 검사하는 것이다. 상기 이동 호스트는 414단계의 검사결과 경로 구성 메시지가 수신되지 않은 경우 418단계로 진행하고, 상기 경로 구성 메시지를 수신하였을 경우, 504단계로 진행한다. 504단계 대한 상세한 설명은 도 5의 설명에서 상세히 설명하기로 한다.
416단계에서 418단계로 진행하는 경우 이동 에드 혹 네트워크의 특정 호스트로부터 자신이 생성하여 상기 412단계에서 전송한 경로 구성 메시지에 대한 응답의 경로 응답 메시지가 수신되는가를 검사한다. 상기 418단계에서 검사한 결과, 자신이 생성한 경로 구성 메시지에 대한 응답의 경로 응답 메시지가 수신되지 않은 경우, 414단계로 진행하여 대기 상태를 유지한다. 그러나, 상기 418단계의 검사결과 이동 에드 혹 네트워크의 특정 호스트로부터 자신이 생성한 경로 구성 메시지에 대한 응답 신호인 경로 응답 메시지를 수신한 경우, 상기 이동 호스트는 420단계로 진행하여 경로 응답 메시지가 제공하는 정보를 경로 테이블에 저장한다. 이후, 상 기 이동 호스트는 상기 경로 정보가 폐기되지 않는 한 상기 경로로 연결하는 특정 호스트로의 경로 탐색 동작은 더 이상 수행하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 흐름을 도시한 흐름도이다.
이동 호스트는 502단계의 대기상태를 유지하며, 500단계로 진행하여 경로 구선 메시지의 수신을 확인한다. 상기 500단계의 확인결과 경로 구성 메시지가 수신되지 않은 경우 이동 호스트는 502단계로 진행하여 대기 상태를 계속 유지한다. 그러나 상기 500단계의 확인결과 경로 구성 메시지를 수신한 경우 상기 이동 호스트는 504단계로 진행하여 상기 수신한 경로 구성 메시지가 이전에 처리된 적이 있는 경로 검색 메시지인지 확인하여 이전에 처리된 경로 구성 메시지이면 폐기하고 종료한다. 하지만 504단계 확인결과 이전에 처리한 적이 없는 경로 구성 메시지면 506단계로 진행하여 상기 경로 구성 메시지의 목적지가 상기 이동 호스트이거나 경로 테이블에 경로가 정보가 존재하는가 여부를 검사한다.
상기 506단계의 검사결과 상기 이동 호스트가 상기 경로 구성 메시지의 목적지 호스트 이거나 상기 경로 테이블에 상기 목적지 호스트까지의 경로 정보가 저장되어있으면 518단계로 진행하여 경로 응답 메시지를 생성하고 520단계에서 상기 경로 응답 메시지를 경로 검색을 요구한 호스토로 송신한다.
상기 506단계의 검사결과 상기 이동 호스트가 상기 경로 구성 메시지의 목적지 호스트가 아니고 상기 경로 테이블에 상기 목적지 호스트까지의 경로 정보가 존 재하지 않으면 508단계로 진행하여 상기<수학식 2>를 이용하여 임계구역 기준값을 구하고 510단계로 진행하여 상기 임계구역 기준값이 상기 경로 구성메시지를 송신한 이동 호스트와 이를 수신한 상기 이동 호스트간의 거리를 비교하여 상기 이동 호스트가 상기 경로 구성 메시지를 송신한 이동 호스트의 임계구역에 속하는지 여부를 검사한다.
510단계의 상기 임계구역에 포함여부 검사결과 상기 임계구역 기준값이 상기 경로 구성메시지를 송신한 이동 호스트와 이를 수신한 상기 이동 호스트간의 거리보다 크거나 같을 때 즉, 상기 이동 호스트가 상기 임계구역 내에 포함되면 상기 이동 호스트는 상기 경로 구성 메시지를 폐기하고 종료한다.
하지만, 510단계의 상기 임계구역에 포함여부 검사결과 상기 임계구역 기준값이 상기 경로 구성메시지를 송신한 이동 호스트와 이를 수신한 상기 이동 호스트간의 거리보다 작을 때 즉, 상기 이동 호스트가 상기 임계구역 내에 포함되지 않으면 상기 512단계로 진행하여 상기 이동 호스트의 임계구역 정보를 계산하고, 514단계에서 상기 512단계에서 계산한 상기 임계구역 정보를 추가한 경로 구성 메시지를 생성하여, 516단계에서 상기 514단계에서 생성한 상기 경로 구성 메시지를 브로드캐스트한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 경로 검색 요구 이벤트의 발생을 감지하면 경로 테이블에 상기 요구된 경로가 존재하는가를 검사하는 과정, 상기 경로 테이블에 요구된 경로가 존재하지 않으면 자신의 임계구역을 계산하고, 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하여 브로드캐스트 하는 과정 및, 상기 경로 구성 메시지의 응답 메시지인 경로 응답 메시지 수신 시 상기 수신된 경로 응답 메시지에 포함된 연결 경로로 설정하는 과정을 포함하는 이동 에드 혹 네트워크의 경로 검색 장치 및 방법에 관한 것으로, 불필요한 경로 구성 메시지를 감소하여 이동 에드 혹 네트워크의 성능을 향상 시킨다.

Claims (18)

  1. 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트에 있어서,
    경로 테이블과 이웃 호스트 테이블을 저장하는 메모리;
    상기 이동 호스트의 임계구역 정보를 계산하는 임계구역 계산부;
    상기 임계구역 계산부를 통해 구한 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하는 메시지 생성부;
    상기 생성된 경로 구성 메시지를 무선 신호로 변환하여 상기 이동 에드 혹 네트워크로 브로드캐스트 하는 통신부; 및
    경고 검색 요구 이벤트 발생시 상기 경로 테이블에 요구하는 상기 경로가 없으면, 상기 경로 구성 메시지의 생성과 상기 임계구역 계산 및 상기 통신부의 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트 장치.
  2. 제 1항에 있어서.
    상기 임계구역 계산부가 계산하는 상기 임계구역 정보는 상기 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)을 이용하여 아래 <수학식 3>을 통하여 계산함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트 장치.
    R = Da +α(Sa - S)
    상기 <수학식 3>에서 R은 상기 임계구역의 반지름이고, α는 헬로우 메시지(Hello Message)의 송신주기이고, Da는 이웃 호스트들과의 평균 거리이고, Sa는 이웃 호스트들의 평균 속도이고, S는 이동 호스트 자신의 이동 속도이다.
  3. 제 1항에 있어서.
    상기 메모리에 저장된 상기 이웃 호스트 테이블은 적어도 이웃 호스트의 도착수(Ticks), 거리(Distance), 속도(Speed), 링크지연(Link Delay) 및 도착시간(Receiving Time)을 가짐을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트 장치.
  4. 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트 장치에 있어서,
    상기 경로 구성 메시지를 수신하고 제어부의 제어를 받아 생성된 경로 구성 메시지를 무선 신호로 변환하여 상기 이동 에드 혹 네트워크로 브로드캐스트 하는 통신부;
    경로 테이블과 이웃 호스트 테이블을 저장하는 메모리;
    상기 수신한 경로 구성 메시지에 포함된 임계구역 정보를 이용하여 임계구역 기준값을 계산하고 상기 이동 호스트의 임계구역 정보를 계산하는 임계구역 계산부;
    상기 임계구역 계산부를 통해 구한 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 및
    상기 수신한 경로 구성 메시지의 목적지 호스트의 경로가 상기 경로 테이블에 존재하지 않고 상기 임계구역 계산부를 통해 구한 상기 임계구역 기준값이 상기 경로 구성 메시지를 송신한 이동 호스트와의 거리보다 작으면, 상기 경로 구성 메시지의 생성과 상기 임계구역 계산 및 상기 통신부의 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트 장치.
  5. 제 4항에 있어서.
    상기 이동 호스트가 수신한 상기 경로 구성 메시지의 목적지 호스트 이거나 상기 경로 테이블에 상기 목적지의 경로가 존재하면,
    상기 메시지 생성부를 이용하여 경로 응답 메시지를 생성하고 상기 경로 응답 메시지를 상기 경로 검색을 요구한 이동 호스트로 상기 통신부를 통해 송신함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트 장치.
  6. 제 4항에 있어서.
    상기 임계구역 계산부가 계산하는상기 임계구역 기준값은 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)을 이용하여 아래 <수학식 4>을 통하여 계산함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트 장치.
    Ra = R0 + β(L - La)
    상기 <수학식 4>에서 Ra는 상기 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트가 임계구역에 속하는지 여부를 결정하는 기준값이고, R0은 수신한 상기 경로 구성 메시지에서 포함된 임계구역의 반지름이고, β는 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트와의 거리와 링크지연의 미리 정한 비율 상수이고, L은 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트와의 링크지연 시간이고, La는 상기 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 이웃 호스트들 간의 평균 링크지연 시간이다.
  7. 제 4항에 있어서.
    상기 임계구역 계산부가 계산하는 상기 임계구역 정보는 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)을 이용하여 아래 <수학식 5>을 통하여 계산함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트 장치.
    R = Da +α(Sa - S)
    상기 <수학식 5>에서 R은 상기 임계구역의 반지름이고, α는 헬로우 메시지(Hello Message)의 송신주기이고, Da는 이웃 호스트들과의 평균 거리이고, Sa는 이웃 호스트들의 평균 속도이고, S는 이동 호스트 자신의 이동 속도이다.
  8. 제 4항에 있어서.
    상기 메모리에 저장된 상기 이웃 호스트 테이블은 적어도 이웃 호스트의 도착수(Ticks), 거리(Distance), 속도(Speed), 링크지연(Link Delay) 및 도착시간(Receiving Time)을 가짐을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트 장치.
  9. 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트의 경로 검색 방법에 있어서,
    경로 검색 요구 이벤트의 발생을 감지하면 경로 테이블에 상기 요구된 경로가 존재하는가를 검사하는 과정;
    상기 경로 테이블에 요구된 경로가 존재하지 않으면 자신의 임계구역을 계산 하고, 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하여 브로드캐스트 하는 과정; 및
    상기 경로 구성 메시지의 응답 메시지인 경로 응답 메시지 수신 시 상기 수신된 경루 응답 메시지에 포함된 연결 경로로 설정하는 과정을 포함하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트의 경로 검색 방법.
  10. 제 9항에 있어서.
    상기 임계구역 계산은 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)을 이용하여 아래 <수학식 6>을 통하여 계산함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트의 경로 검색 방법.
    R = Da +α(Sa - S)
    상기 <수학식 6>에서 R은 상기 임계구역의 반지름이고, α는 헬로우 메시지(Hello Message)의 송신주기이고, Da는 이웃 호스트들과의 평균 거리이고, Sa는 이웃 호스트들의 평균 속도이고, S는 이동 호스트 자신의 이동 속도이다.
  11. 제 10항에 있어서.
    상기 이웃 호스트 테이블은 적어도 이웃 호스트의 도착수(Ticks), 거리(Distance), 속도(Speed), 링크지연(Link Delay) 및 도착시간(Receiving Time)을 가짐을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 검색 요구를 하는 이동 호스트의 경로 검색 방법.
  12. 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법에 있어서,
    상기 경로 구성 메시지의 수신을 확인하면 상기 경로 구성 메시지가 이전에 처리된 메시지인지 검사하는 과정;
    상기 경로 구성 메시지가 이전에 처리된 메시지가 아니면, 상기 경로 구성 메시지의 목적지가 상기 이동 호스트 이거나 경로 테이블에 상기 목적지까지의 경로가 존재하는지 검사하는 과정;
    상기 검사결과 상기 이동 호스트가 상기 목적지가 아니고 상기 경로 테이블에 상기 목적지의 경로가 존재하지 않으면, 임계구역 기준값을 계산하는 과정;
    상기 계산과정에서 구한 상기 임계구역 기준값을 이용하여 상기 이동 호스트가 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트의 임계구역에 포함 되는지 확인하는 과정; 및
    상기 확인결과 상기 이동 호스트가 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트 의 임계구역에 포함되지 않으면 상기 이동 호스트의 자신의 임계구역을 계산하고, 상기 임계구역 정보를 포함하는 경로 구성 메시지를 생성하여 브로드캐스트 하는 과정을 포함하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법.
  13. 제 12항에 있어서.
    상기 임계구역 포함여부 확인결과 상기 이동 호스트가 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트의 상기 임계구역에 포함되면, 수신한 상기 경로 구성 메시지를 폐기함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법.
  14. 제 12항에 있어서.
    상기 이동 호스트가 수신한 상기 경로 구성 메시지의 목적지 호스트 이거나 경로 테이블에 상기 목적지의 경로가 존재하면,
    경로 응답 메시지를 생성하고 상기 경로 응답 메시지를 상기 경로 검색을 요구한 이동 호스트로 송신하는 과정을 더 포함하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법.
  15. 제 12항에 있어서.
    상기 임계구역 기준값 계산후 임계구역의 포함여부 결정은, 아래 <수학식 7>를 통하여 계산함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법.
    Ra ≥ D 면 상기 임계구역에 포함 됨
    Ra < D 면 상기 임계구역에 포함되지 않음
    상기 <수학식 7>에서 Ra는 상기 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트가 임계구역에 속하는지 여부를 결정하는 기준값이고, D는 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트와 상기 이동 호스트와의 거리이다.
  16. 제 12항에 있어서.
    상기 임계구역 기준값 계산은 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)을 이용하여 아래 <수학식 8>을 통하여 계산함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법.
    Ra = R0 + β(L - La)
    상기 <수학식 8>에서 Ra는 상기 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트가 임계구역에 속하는지 여부를 결정하는 기준값이고, R0은 수신한 상기 경로 구성 메시지에서 포함된 임계구역의 반지름이고, β는 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트와의 거리와 링크지연의 미리 정한 비율 상수이고, L은 상기 경로 구성 메시지를 송신한 호스트와의 링크지연 시간이고, La는 상기 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 이웃 호스트들 간의 평균 링크지연 시간이다.
  17. 제 12항에 있어서.
    상기 임계구역 계산은 이웃 호스트 테이블(neighbor node table)을 이용하여 아래 <수학식 9>을 통하여 계산함을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법.
    R = Da +α(Sa - S)
    상기 <수학식 9>에서 R은 상기 임계구역의 반지름이고, α는 헬로우 메시지(Hello Message)의 송신주기이고, Da는 이웃 호스트들과의 평균 거리이고, Sa는 이웃 호스트들의 평균 속도이고, S는 이동 호스트 자신의 이동 속도이다.
  18. 제 16항 내지 제 17항에 있어서.
    상기 이웃 호스트 테이블은 적어도 이웃 호스트의 도착수(Ticks), 거리(Distance), 속도(Speed), 링크지연(Link Delay) 및 도착시간(Receiving Time)을 가짐을 특징으로 하는 이동 에드 혹 네트워크에서 경로 구성 메시지를 수신한 이동 호스트의 경로 검색 방법.
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