KR100779049B1 - 무선 네트워크에서의 경로 설정 방법 및 그에 따른 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 개인영역 네트워크의 경로 설정을 위한 패킷의 양 및 오버헤드를 감소시킴으로 전반적인 에너지 소모를 절약함은 물론이며, 경로 설정 및 복구 시간을 단축시키는 무선 개인영역 네트워크의 경로 설정방법 및 그에 따른 시스템에 관한 것이다.

상기한 본 발명에 따르는 무선 개인영역 네트워크의 경로 설정 방법은, 상기 무선 개인영역 네트워크에 속하는 다수의 노드를 하나 이상의 클러스터(cluster)로 클러스터화하고, 각 클러스터 내에 어느 한 노드를 클러스터 헤드(cluster head)로 설정하는 클러스터화 단계와, 상기 클러스터 내부의 노드들간에는 에드 혹 요구기반 거리벡터방식(Ad-hoc On-demand Distance Vector: AODV)에 따라 경로 설정을 이행하는 AODV 경로 설정 단계와, 상기 클러스터 헤드들간에는 동적자원방식(Dynamic Source Routing: DSR)에 따라 경로 설정을 이행하는 DSR 경로 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

PAN, AODV, DSR

Description

무선 네트워크에서의 경로 설정 방법 및 그에 따른 시스템{ROUTING METHOD FOR WIRELESS NETWORK AND SYSTEM THEREOF}

도 1은 종래 기술에 따르는 PAN을 위한 AODV 방식의 개념도.

도 2는 종래 기술에 따른 PAN을 위한 DSR 방식의 개념도.

도 3은 종래 기술에 따른 PAN을 위한 CGSR 방식의 개념도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 개인영역 네트워크 시스템의 구성도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경로 설정 방법의 순차적인 동작을 구체적으로 도시한 흐름도.

도 6은 도 5의 경로 설정 방법에서의 단계 560의 순차적인 동작을 구체적으로 도시한 흐름도.

본 발명은 무선 네트워크에서의 경로 설정(Routing) 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지그비(ZigBee)와 같은 통신 프로토콜을 이용하는 무선 개인영역 네트워크에서의 효율적인 경로 설정방법 및 그에 따른 시스템에 관한 것이다.

개인 영역 네트워크라고 불리는 PAN(Personal Area Network)은 널리 알려진 근거리통신망(LAN)이나 원거리통신망(WAN)과 대비되는 개념으로, 개인이 소유하고 있는 디바이스(device)들이 제각기 그 사람의 편리를 목적으로 하나의 네트워크를 구성하는 것을 일컫는다.

이러한 PAN을 무선으로 구현하기 위한 노력으로 IEEE 802.15 워킹 그룹(Working Group)은 단거리 무선 네트워크의 표준으로 WPAN(Wireless Personal Area Network)을 정하고, 그 아래 4개의 TG(Task Group)를 두고 있다. 상기 4개의 TG 중 IEEE 802.15.1은 블루투스 (Bluetooth)이며, IEEE 802.15.3 및 IEEE 802.15.3a은 고속(high rate) WPAN, 그리고 일명 지그비(ZigBee)라고 불리는 IEEE 802.15.4는 250kbps 이하의 저속(low rate) WPAN에 대한 표준이다.

상기 지그비는 IEEE802.15.4 위원회에서 표준화된 물리계층/매체접속제어계층을 기반으로 상위 프로토콜과 응용계층을 규격화한 것으로 무선센서망의 대표적인 기술이다.

상기 지그비는 공장 현장이나 산업 현장 등에서 설치된 각종 센서가 측정한 수치나 데이터를 관리자의 무선 경보기로 통보하는 무선 계측 및 경보 시스템에 적용된다. 여기서, 상기 무선 계측 및 경보 시스템은 신뢰성과 구현의 편이성을 고려하여, 트리(tree) 구조의 고정된 경로 설정 방식이 채용되었다. 그러나, 관리자가 소지한 무선 경보기가 이동하는 환경에서는 경로 설정이 수시로 변경되어야 하므로, 전술한 트리 구조의 고정된 경로 설정 방식은 부적합하다. 한편 만약 라우터나 장치 노드의 장애 또는 고장이 발생하는 경우에는 새로운 경로 정보를 획득하여야 하기 때문에, 전술한 트리 구조의 고정된 경로 설정 방식은 상기 무선 계측 및 경보 시스템 등에는 적합하지 않았다.

한편, 일반적으로 지그비를 이용한 무선계측/경보 시스템은 마스터(master)/슬레이브(slave) 모드의 트리(tree) 구조, 또는 메쉬(mesh)나 피어-투-피어(peer-to-peer) 구조로 무선망을 구성하기도 한다. 이 경우, 모든 라우터나 장치 노드가 이동하더라도 경로 설정을 수행할 필요가 없고 관리자가 소지한 무선경보기의 이동성만 보장하면 되기 때문에, 많은 경로 재설정 과정을 필요로 하는 기존의 이동 에드 혹(Ad hoc type) 망과는 달리 망 형태의 변화가 빈번히 발생하지 않는다.

또한, 상기 지그비 표준 규격은 기본적으로 제공하는 경로설정 방식은 에드 혹 요구기반의 거리벡터(Ad-hoc On-demand Distance Vector: AODV) 방식으로서, 이는 경로 테이블(routing table)와 패킷 플러딩(flooding) 기법을 이용하여 경로에 대한 정보관리와 경로 획득을 수행하게 된다.

그런데, 이 과정에서 경로 설정을 요청하는 RREQ(Routing Request) 패킷과 경로 설정 요청에 따라 응답하는 RREP(Routing Reply) 패킷을 이용하고 테이블 종료시간 동안 경로정보의 갱신을 위하여 헬로(Hello) 메시지를 요구하므로, 오버헤드가 증가되는 문제점이 있었다.

도 1은 AODV 방식에 따른 경로 설정 방법의 절차를 도시한 것이다.

경로 탐색 및 획득 단계(단계 100)는 RREQ 패킷을 이용한 경로탐색으로 역방향 경로가 설정되고, 목적지 노드에 상기 RREQ 패킷이 도착하면 RREP 패킷을 전송하여 순방향 경로설정을 수행함으로 이루어진다. 상기 경로 획득 절차는 중복 검 사, 경로 테이블의 유무 검사, 목적지 검사, 경로 유효성 검사 과정으로 이루어진다.

경로 테이블 관리 단계(단계 102)는 경로 테이블의 최신 정보 유지와 생성되는 오버헤드를 줄이기 위해 종료시간(expiration time)을 정하여 경로 테이블을 관리한다. 여기서, 상기 종료시간은 일반적으로 10[ms]로 설정된다.

경로 연결 관리 단계(단계 104)는 경로 연결의 유효 여부를 판단하기 위하여 헬로 메시지를 주기적으로 전송하며, 경로가 연결되어 있는 노드에게 응답메시지를 요구한다.

만약 응답 메시지가 수신되지 않는 경우(단계 105), 경로 유지 단계(단계 106)는 경로 유지를 위해 이전 노드에게 RERR(Routing Error) 패킷을 전송하여 경로의 오류를 보고하고, 다시 경로를 획득하기 위해 경로탐색 및 획득단계(단계 100)로 복귀한다.

한편, 요구(on-demend) 기반의 또 다른 방식으로는 동적 자원 경로 설정(Dynamic Source Routing: DSR)방법이 있다. 이는 패킷 플러딩 기반으로 경로 테이블 없이 경로 캐쉬(route cache)를 이용하는 것으로서, 도 2는 DSR 방식에 따른 경로 설정 방법의 절차를 순차적으로 도시한 것이다.

먼저, 특정 노드가 초기 경로 설정을 위하여 자신의 주소를 RREQ 패킷 헤더 부분에 추가하여 이웃 노드에게 플러딩시킨다. 임의의 노드가 플러딩된 RREQ 패킷을 수신하면(단계 200), 자신이 RREQ 패킷의 목적지 노드인지 여부를 확인한다(단계 202). 만약 자신이 목적지 노드가 아닌 경우, RREQ 패킷을 플러딩한다.

만약 자신이 목적지 노드인 경우, 상기 RREQ 패킷을 수신한 노드는 패킷 헤더부분에 추가된 주소에 목적지 주소를 추가하여 RREP 패킷을 생성하여 출발지 노드로 전송(유니캐스트)한다(단계 204)

이러한 과정을 통해 각 노드들은 다중경로를 보유할 수 있으며 RREP 패킷을 RREQ 패킷에 피키백(piggyback)시켜 비대칭 링크를 지원하도록 하였다.

그러나 전술한 경로 설정 방법은 상기 RREQ 패킷 헤더에 전체 경로가 포함되므로, 자원이 낭비되는 문제점이 발생하게 되며, 노드의 이동과 시간 경과에 따른 경로 캐쉬의 오류로 인하여 경로 획득 시간이 지연되는 문제점이 발생하였다.

한편, 에드 혹 환경에서 대표적인 클러스터 기반의 경로 설정 방식으로는 CGSR(Clusterhead Gateway Switch Routing)과 ZRP(Zone Routing Protocol)가 있다.

도 3은 CGSR 방식을 설명하기 위하여 도시한 개념도이다. 도 3을 참조하면, 상기 CGSR 방식은 전송을 원하는 모든 노드(N1~N5)가 클러스터 헤드(CHA,CHB)에게 데이터를 전송하고, 상기 클러스터 헤드들(CHA,CHB)간에는 게이트웨이(gateway)(G1~G3)로 중계하는 방식이다. 이와 같은 CGSR 방식은 각 노드를 클러스터화함으로 인하여 경로 설정 과정에서의 비효율적인 패킷의 플러딩을 방지할 수 있었다. 그러나 CGSR 경로 설정 방식은 테이블 구동(Table-driven) 방식을 사용하기 때문에 최신 경로 정보를 항상 갱신하여 유지 및 관리하여야 하는 문제점이 있으며, 또한 각 클러스터 헤드가 클러스터내의 모든 노드를 관리하여야 하므로 클러스터 헤드에 과부하가 인가되는 문제점이 있다. 또한, 넓은 커버리지(coverage)를 원하는 경우에는 게이트웨이(gateway)가 설치되어야 하므로 설치 비용이 증가하게 되는 문제점이 발생한다.

그 외에 위치기반 방식인 LAR(Location-Aided Routing)은 위치감지 시스템인 GPS(global positioning system)를 사용하여 목적지 노드 방향으로만 데이터를 전송하기 때문에 경로 획득을 위해 발생하는 패킷의 양을 감소시킬 수 있으나, 실제 환경에서의 적용은 많은 어려움이 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 무선 개인영역 네트워크의 경로 설정을 위하여 전송되는 패킷의 양 및 각 노드에 대한 오버헤드를 감소시킴으로써 전반적인 에너지 소모를 절약함은 물론이며, 경로 설정 및 복구 시간을 단축시킬 수 있는 무선 개인 영역 네트워크의 경로 설정방법 및 그에 따른 시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따르는 무선 개인영역 네트워크의 경로 설정 방법은, 상기 무선 개인영역 네트워크에 속하는 다수의 노드를 하나 이상의 클러스터(cluster)로 클러스터화하고, 각 클러스터 내에 어느 한 노드를 클러스터 헤드(cluster head)로 설정하는 클러스터화 단계; 상기 클러스터 내부의 노드들간에는 에드 혹 요구기반 거리벡터방식(Ad-hoc On-demand Distance Vector: AODV)에 따라 경로 설정을 이행하는 AODV 경로 설정 단계; 상기 클러스터 헤드들간에는 동적자원방식(Dynamic Source Routing: DSR)에 따라 경로 설정을 이행하는 DSR 경로 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다수의 노드를 클러스터(cluster)화하고, 각 클러스터 내의 임의의 한 노드를 클러스터 헤드(cluster head)로 설정하고, 각 클러스터 내부의 각 노드들 간에는 AODV 경로 설정 방식에 따라 경로 설정을 이행하고, 각 클러스터 헤드 간에는 DSR 경로 설정 방식에 따라 경로 설정을 이행한다.

이러한 본 발명은 클러스터 헤드에게 클러스터 내 노드들에 대한 정보 관리를 요구하지 않으면서, 클러스터 헤드에 대해서는 다중 경로를 보유함으로써, 전체적으로 오버헤드 발생과 경로 획득 시간을 감소시켜, 무선 계측/정보 시스템의 이동과 장애에 대하여 효율적인 경로 설정을 할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명의 설명에 앞서, 본 발명에서 사용되는 용어를 다음과 같이 정의한다.

플러딩(flooding)은 노드가 수신한 패킷을 다시 임의의 노드들로 일괄 전송하는 것을 말하며, RREQ 패킷은 초기 경로 설정을 위하여 요구하는 패킷으로, 이 RREQ 패킷의 헤더에는 소스 주소 및 경유 노드의 주소, 목적지 주소 등으로 구성되는 경로정보가 포함된다. RREP 패킷은 목적지 노드에서 생성된 RREQ 패킷에 대한 응답 패킷으로서, 상기 RREP 패킷의 헤더에는 목적지 주소 및 경유 노드의 주소, 소스 주소 등으로 구성되는 경로정보가 포함된다.

본 발명은 라우터가 고정되어 있는 상태에서 목적지 노드인 무선 경보기가 이동하는 환경인 무선 계측/경보 시스템에서, 상기 라우터를 중심으로 근접 노드들을 클러스터화하고, 상기 클러스터 내부의 노드들은 AODV 방식에 따라 경로 설정을 이행하고, 클러스터 간은 DSR 방식에 따라 경로 설정을 이행한다.

예를 들어, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 계측/경보 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도 4를 참조하면, 상기 무선 계측/경보 시스템을 구성하는 노드들은 제1 내지 제3 클러스터(C1~C3)로 클러스터화될 수 있다.

상기한 제1 클러스터(C1)에는 무선 계측기인 노드들(S1,S2), 무선 경보기인 노드(A1), 라우터로서 클러스터 헤드가 되는 노드(CH1)로 구성될 수 있고, 제2 클러스터(C2)에는 무선 계측기인 노드(S3), 무선 경보기인 노드(A2), 라우터로서 클러스터 헤드가 되는 노드(CH2)로 구성될 수 있고, 제3 클러스터(C3)에는 무선 계측기인 노드(S4), 무선 경보기인 노드(A3), 라우터로서 클러스터 헤드가 되는 노드(CH3)로 구성될 수 있다.

상기 각 노드는 자신이 클러스터 헤드인 경우에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 클러스터 헤드와의 경로 설정은 DSR에 따라 이행하고, 자신의 클러스터 내의 노드들과의 경로 설정은 AODV에 따라 이행한다.

또한 각 노드는 자신이 클러스터 헤드가 아닌 경우에는 ADOV에 따라 경로 설정을 이행하며, 따라서 각 노드는 자신의 주소, 클러스터 헤드 설정정보, 경로 테이블을 포함하고, 다른 노드로부터 RREQ 패킷을 수신하여 경로 설정을 완료할 때까지 상기 수신된 RREQ 패킷을 임시저장한다.

상기한 무선 계측/경보 시스템에 적용 가능한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경로 설정 방법을 도 5 내지 도 6의 흐름도를 참조하여 상세히 설명한다.

상기 도 4의 어느 한 노드는 경로 설정을 위한 RREQ 패킷을 수신할 수 있다(단계 500). 이때, 상기 RREQ 패킷은 소스가 되는 어느 한 노드가 경로 설정을 위 해 플러딩한 RREQ 패킷이거나, 상기 RREQ 패킷을 수신한 노드가 자신이 목적지 노드가 아닌 경우에 재플러딩한 RREQ 패킷일 수 있다. 여기서, 상기 RREQ 패킷을 수신한 노드는 상기 RREQ 패킷을 수신받아 임시 저장한다.

상기 RREQ 패킷을 수신한 노드는 상기 RREQ 패킷이 다른 노드에 의한 플러딩을 통해 중복 수신된 것인지를 체크한다(단계 510).

만약 상기 RREQ 패킷이 중복 수신되어 이미 저장된 경우, 상기 노드는 수신한 RREQ 패킷을 제거한다(단계 512).

만약 상기 RREQ 패킷이 중복 수신된 것이 아닌 경우, 상기 노드는 자신이 클러스터 헤드인지 여부를 확인한다(단계 520).

만약 자신이 클러스터 헤드인 경우, 자신이 목적지 노드인지 여부를 확인한다(단계 530). 만약 단계 530에서 자신이 목적지 노드인 경우에는 응답 패킷인 RREP 패킷을 이전 노드로 전송하며(단계 540), 만약 그렇지 아니한 경우에는 수신한 RREQ 패킷의 헤더에 자신의 주소를 추가한 후 RREQ 패킷을 플러딩한다(단계 550) 종료한다.

만약 단계 520에서 자신이 클러스터 헤드가 아닌 경우, 수신된 RREQ 패킷상의 경로가 자신의 경로테이블상에 있는지 여부를 확인한 후 RREQ 패킷 또는 RREP 패킷을 전송한다(단계 560). 이하, 도 6을 참조하여 단계 560에 대하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 상기 노드는 수신된 RREQ 패킷에 실린 경로 정보가 자신의 경로 테이블에 존재하는지를 체크한다(단계 600). 여기서, 상기 RREQ 패킷에 실린 경로는 AODV 방식에 따라 역방향 경로 설정을 위한 것이거나, DSR 방식에 따라 패킷의 헤더에 클러스터 헤드들의 주소가 누적된 것일 수 있다.

만약 상기 RREQ 패킷에 실린 경로가 자신의 경로 테이블에 존재하지 않는 경우, 상기 노드는 수신한 RREQ 패킷을 AODV에 따라 플러딩한 후(단계 610), 종료한다.

만약 상기 RREQ 패킷에 실린 경로가 자신의 경로 테이블에 존재하는 경우, 자신이 목적지 노드인지 여부를 확인한다(단계 620). 만약 단계 620에서 자신이 목적지 노드인 경우에는, 상기 노드는 상기 RREQ 패킷상의 경로 정보를 이용하여 자신의 경로 테이블에 존재하는 경로가 유효한지를 체크한다(단계 622). 이 경우, 상기 경로의 유효성 여부는 다음과 같이 판단한다. 먼저 상기 수신된 RREQ 패킷에 실린 경로의 링크 코스트 값을 계산하고, 상기 계산된 링크 코스트 값과 경로 테이블의 해당 경로에 대한 링크 코스트 값을 비교한다. 만약 RREQ 패킷에 실린 경로의 링크 코스트 값이 경로 테이블의 해당 경로에 대한 링크 코스트 값보다 작은 경우, 해당 경로가 유효하지 않은 것으로 판단한다. 만약 RREQ 패킷에 실린 경로의 링크 코스트 값이 경로 테이블의 해당 경로에 대한 링크 코스트 값보다 큰 경우, 해당 경로가 유효한 것으로 판단한다. 여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 링크 코스트 값을 토대로 경로의 유효성을 판단하는 것만을 예시하였으나, 경로의 유효성을 판단하는 공지의 다양한 기술들을 채용할 수 있음은 본 발명에 의해 당업자에게 자명하다.

만약, 상기 자신의 경로 테이블에 존재하는 경로가 유효한 경우, 상기 노드 는 수신한 RREQ 패킷을 제거한 후(단계 624), 상기 수신한 RREQ 패킷에 대한 응답 패킷인 RREP 패킷을 이전 노드로 전송한다(단계 626).

만약 단계 622에서 상기 자신의 경로 테이블에 존재하는 경로가 유효하지 않는 경우, 상기 노드는 수신한 RREQ 패킷에 실린 경로에 따라 자신의 경로 테이블을 갱신하고(단계 623), 상기 수신한 RREQ 패킷에 대한 응답 패킷인 RREP 패킷을 이전 노드로 전송한 후(단계 626), 종료한다.

한편, 단계 610에서 자신이 목적지 노드가 아닌 경우, 상기 RREQ 패킷상의 경로 정보를 이용하여 자신의 경로 테이블의 경로가 유효한지 여부를 확인한다(단계 630). 이때 경로 테이블의 경로의 유효성 여부에 대한 판단 방법은 전술한 방법과 동일하다.

만약 단계 630에서 경로 테이블의 경로가 유효한 경우, 상기 노드는 수신한 RREQ 패킷을 제거하고(단계 632), 자신의 경로 테이블의 경로에 따르는 새로운 RREQ 패킷을 생성하고(단계 634), 생성된 새로운 RREQ 패킷을 다른 클러스터 헤드 및 자신의 클러스터에 속하는 노드들로 플러딩한다(단계 635).

만약 단계 630에서 상기 자신의 경로 테이블에 존재하는 경로가 유효하지 않는 경우, 상기 노드는 수신한 RREQ 패킷에 실린 경로에 따라 자신의 경로 테이블을 갱신하고(단계 638), 상기 수신한 RREQ 패킷을 플러딩한다(단계 639).

상기한 본 발명의 경로 설정방법에 따라 경로 설정이 이루어지는 과정을 간략히 설명한다.

먼저 어느 한 클러스터 헤드가 다른 클러스터 헤드로 경로설정을 요청하는 과정을 설명한다.

먼저 제1 클러스터(C1)의 클러스터 헤드(CH1)가 제2 클러스터(C2)의 클러스터 헤드(CH2)와의 경로 설정을 요청하는 경우는 다음과 같다. 상기 클러스터 헤드(CH1)는 RREQ 패킷을 플러딩한다. 상기 클러스터 헤드(CH1)가 플러딩한 RREQ 패킷을 수신한 클러스터 헤드(CH2)는 상기 RREQ 패킷에 대한 응답 패킷인 RREP 패킷을 클러스터 헤드(CH1)로 송신함으로써, 클러스터 헤드들(CH1,CH2)간의 경로가 설정된다.

이와 달리 제1클러스터(C1) 내의 한 노드(S1)가 제2클러스터(C2)의 한 노드(A2)로의 경로 설정을 요청하는 경우를 설명하면 다음과 같다. 상기 노드(S1)은 노드(A2)로의 경로 설정을 위한 RREQ 패킷을 플러딩한다. 상기 노드(S1)이 플러딩한 RREQ 패킷을 수신한 클러스터 헤드(CH1)는 상기 RREQ 패킷의 헤더에 자신의 경로에 대한 정보를 삽입하여 플러딩하며, 상기 경로가 추가된 RREQ 패킷은 제2클러스터(C2)의 클러스터 헤드(CH2)로 수신된다. 상기 클러스터 헤드(CH2)는 상기 RREQ 패킷에 다시 자신의 경로에 대한 정보를 삽입하여 플러딩한다. 상기 제1 및 제2클러스터 헤드(CH1,CH2)에 대한 경로정보가 삽입된 RREQ 패킷을 수신한 노드(A2)는 상기 RREQ 패킷에 대한 응답 패킷인 RREP 패킷을 제1클러스터(C1)의 노드(S1)으로 송신함으로써, 제1클러스터(C1) 내의 한 노드(S1)가 제2클러스터(C2)의 한 노드(A2)간의 경로가 설정된다.

한편, 상기한 도 5에서는 클러스터내 노드간의 AODV 방식에 의한 경로유지단계에 대한 상세 기재가 생략되어 있으나, 상기 AODV 방식에 따라 각 클러스터내 노 드들은 주기적으로 헬로(HELLO) 메시지를 해당 클러스터내 노드들에 전송하고, 그 응답여부에 따라 경로가 연결되었는지를 확인하는 과정을 수행한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다수의 노드를 클러스터화하고, 클러스터 내부는 AODV 방식에 따라 경로 설정을 이행하고, 클러스터 간은 DSR 방식에 따라 경로 설정을 이행한다.

이와 같이 클러스터 간, 즉 클러스터 헤드만이 DSR 방식에 따라 경로 설정을 이행하므로, 전체 노드가 DSR 방식에 따라 경로 설정을 이행하는 것에 비해, RREQ 패킷의 헤더에 삽입되는 주소의 양을 현격하게 감소시킬 수 있다.

또한, 클러스터 내부의 노드들은 AODV 방식에 따라 경로 설정을 이행하므로, 전체 노드가 AODV 방식에 따라 경로 설정을 이행하는 것에 비해, 경로 유지를 위한 헬로 메시지 전송량을 현격하게 감소시킬 수 있다.

또한 클러스터 내부의 노드들은 AODV 방식에 따라 자체적으로 경로 설정을 이행하므로 클러스터 헤드는 클러스터 내부의 모든 노드들을 관리하지 않아도 되므로, 종래의 클러스터 기반의 경로 설정 방식에 비해, 클러스터 헤드의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 종래 경로 설정 기술에 비해 RREQ 패킷의 데이터량 및 헬로 메시지의 전송량, 오버헤드를 감소시킴으로 전반적인 에너지 소모를 절약함은 물론이며, 경로 설정 및 복구 시간을 단축시킬 수 있다.

또한 클러스터 헤드 사이의 경로 설정이 DSR 방식으로 이루어지므로, 노드의 고장이나 장애가 발생한 경우에는 다중 경로로 인하여 경로 복구 시간을 단축시킬 수 있다.

상기한 본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체의 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 무선 개인영역 네트워크의 경로 설정을 위한 패킷의 양 및 오버헤드를 감소시킴으로 전반적인 에너지 소모를 절약함은 물론이며, 경로 설정 및 복구 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

1. 다수의 노드들로 구성되는 무선 네트워크에서의 경로 설정 방법에 있어서,

   상기 노드들을 적어도 하나 이상의 클러스터(cluster)로 클러스터화하고, 각 클러스터 내의 임의의 한 노드를 클러스터 헤드(cluster head)로 설정하는 클러스터화 단계;

   상기 클러스터 내부의 노드들간에는 에드 혹 요구기반 거리벡터방식(Ad-hoc On-demand Distance Vector: AODV)에 따라 경로 설정을 이행하는 AODV 경로 설정 단계;

   상기 클러스터 헤드들간에는 동적자원방식(Dynamic Source Routing: DSR)에 따라 경로 설정을 이행하는 DSR 경로 설정 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 경로 설정방법.
2. 다수의 노드들로 구성되는 적어도 하나 이상의 클러스터로 이루어지고, 각 클러스터는 클러스터 헤드를 구비하는 무선 네트워크에서의 경로 설정 방법에 있어서,

   (a) 특정 노드로부터 플러딩된 경로 설정 요청 패킷(RREQ Packet)을 수신하는 단계;

   (b) 상기 노드는 자신이 클러스터 헤드인지 여부와 자신이 RREQ 패킷의 목적지 노드인지 여부를 확인하는 단계;

   (c) 만약 자신이 클러스터 헤드이면서 상기 RREQ 패킷의 목적지 노드인 경우, 경로 설정 응답 패킷(RREP Packet)을 이전 노드로 전송하는 단계; 및

   (d) 만약 자신이 클러스터 헤드이면서 상기 RREQ 패킷의 목적지 노드가 아닌 경우, 수신된 RREQ 패킷의 헤더에 자신의 주소를 추가한 후 RREQ 패킷을 플러딩하는 단계

   를 구비하는 무선 네트워크에서의 경로 설정 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 경로 설정 방법은

   (e) 만약 자신이 클러스터 헤드가 아니면서 목적지 노드인 경우, 수신된 RREQ 패킷상의 경로와 자신의 경로 테이블상의 해당 경로를 비교하여 자신의 경로 테이블상의 경로가 유효한지 여부를 확인하는 단계;

   (f) 단계 (e)에서 만약 자신의 경로 테이블상의 경로가 유효한 경우에는 상기 수신된 RREQ 패킷을 제거하며, 만약 자신의 경로 테이블상의 경로가 유효하지 않은 경우에는 자신의 경로 테이블상의 경로를 상기 RREQ 패킷상의 경로로 갱신하는 단계; 및

   (g) 상기 RREQ 패킷에 대한 경로 설정 응답 패킷(RREP Packet)을 이전 노드로 전송하는 단계

   를 구비하는 무선 네트워크에서의 경로 설정 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 경로 설정 방법은

   (h) 만약 자신이 클러스터 헤드도 아니며 목적지 노드도 아닌 경우, 수신된 RREQ 패킷상의 경로와 자신의 경로 테이블상의 해당 경로를 비교하여 자신의 경로 테이블상의 경로가 유효한지 여부를 확인하는 단계;

   (i) 단계 (h)단계에서 만약 자신의 경로 테이블상의 경로가 유효한 경우에는, 상기 수신된 RREQ 패킷을 제거하고 상기 경로 테이블상의 경로를 이용하여 새로운 RREQ 패킷을 생성하여 플러딩하는 단계; 및

   (j) 만약 (h)단계에서 만약 자신의 경로 테이블상의 경로가 유효하지 않은 경우에는, 자신의 경로 테이블상의 경로를 상기 RREQ 패킷상의 경로로 갱신한 후, 상기 RREQ 패킷을 플러딩하는 단계

   를 구비하는 무선 네트워크에서의 경로 설정 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 네트워크의 각 노드는 목적지 노드로의 경로가 설정된 경로 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크에서의 경로 설정 방법.
6. 다수 개의 노드들을 구비하는 적어도 하나 이상의 클러스터로 이루어지는 무선 네트워크 시스템에서,

   상기 클러스터는 내부의 노드들 중의 임의의 노드를 클러스터 헤드로 설정하며,

   상기 노드들 중 클러스터 헤드로 설정되지 않은 노드들은 특정 목적지 노드 로의 경로 정보를 갖는 경로 테이블을 구비하며,

   상기 클러스터 헤드는 다른 노드로부터 특정 목적지 노드로의 경로 설정 요청 패킷(RREQ Packet)을 수신하는 경우, 만약 자신이 목적지 노드이면 경로 설정 응답 패킷(RREP Packet)을 전송하며, 만약 그렇지 않은 경우에는 자신의 주소를 RREQ 패킷의 헤더에 삽입하여 플러딩하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.

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