KR100810662B1 - 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치 - Google Patents

무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 네트워크에서 발생하는 문제점을 해결하기 위한 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드와, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드의 위치 정보를 수신하는 단계와, 상기 수신된 위치 정보를 이용하여, 상기 소스 노드를 기준으로 상기 제2 이웃 노드가 위치한 포인트의 방향을 결정하는 단계와, 상기 소스 노드를 기준으로 목적지 노드가 위치한 포인트의 방향과, 동일한 방향을 가지는 제2 이웃 노드를 검출하는 단계와, 그리고 상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로 특정 데이터를 전송하기 위한 경로 설정시, 상기 검출된 제2 이웃 노드를 통한 경로를 제한적으로 설정하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명에 의하면, ad-hoc 등 무선 네트워크에서 경로 탐색의 비효율성 및 위치정보가 존재하지 않는 노드의 처리 문제 등을 해결할 수 있는 효과가 있다.
무선 네트워크, 소스 노드, 이웃 노드, 목적지 노드

Description

무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DISCOVERYING ROUTE IN A WIRELESS NETWORK}
도 1은 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 장치의 구성을 예시한 도면(블록도)이다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 네트워크에서, 임의의 노드 측에서 전송하는 업데이트 메시지의 포맷의 일예를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다.
도 3b는 도 3a의 무선 네트워크 환경에서, 제1노드의 네이버 노드 테이블(Neighbor Node Table)을 예시한 도면이다.
도 3c는 도 3a의 무선 네트워크 환경에서, 제3노드의 네이버 노드 테이블(Neighbor Node Table)을 예시한 도면이다.
도 4a는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a의 무선 네트워크 환경에서, 제2노드 측에서 전송하는 업데이트 메시지의 포맷을 예시한 도면이다.
도 4c는 도 4a의 무선 네트워크 환경에서, 제1노드의 포워딩 테이블(Forwarding Table)을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서, 포워딩 테이블(Forwarding Table)을 갱신하는 일예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서, 포워딩 테이블(Forwarding Table)의 방향 엔트리를 결정하는 일예를 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다.
도 7b는 도 7a의 무선 네트워크 환경에서, 제2노드의 네이버 노드 테이블(Neighbor Node Table)을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 장치의 제어방법을 예시한 도면(플로우 차트)이다.
도 9a는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다.
도 9b는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서, 제1노드의 포워딩 테이블(Forwarding Table)을 예시한 도면이다.
도 10은 위치 정보가 존재하는 노드(Location Node)와, 위치 정보가 존재하지 않는 노드(Locationless Node)로 구성된 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제1효과를 설명하는 그래프 이다.
도 12는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제2효과를 설명하는 그래프 이다.
도 13은 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제3효과를 설명하는 그래프 이다.
도 14는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제4효과를 설명하는 그래프 이다.
도 15a는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제5효과를 설명하는 그래프 이다.
도 15b는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제6효과를 설명하는 그래프 이다.
그리고, 도 15c는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제7효과를 설명하는 그래프 이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 무선 네트워크의 경로 설정 장치
101: 수신부 102: 결정부
103: 검출부 104: 설정부
본 발명은 무선 네트워크 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치에 관한 것이다.
종래에는 유선 네트워크 시스템이 주류를 이루었으나, 최근에 있어서는, 여러가지 장점 및 편리함 등으로 인하여, 가정내 무선 네트워크 뿐만 아니라, 넓은 지역을 커버할 수 있는 무선 네트워크가 많이 사용되고 있다.
보다 구체적으로, 상기 무선 네트워크의 일예로, 애드 혹 네트워크(Ad-hoc network)가 사용되기도 한다. 상기 애드 혹 네트워크는, 노드(node)들에 의해 자율적으로 구성되며, 기반 구조가 없는 네트워크를 의미한다. 네트워크의 구성 및 유지를 위해 기지국이나 액세스 포인트(access point)와 같은 기반 네트워크 장치를 필요로 하지 않는 장점이 있다. 그리고, 애드 혹 네트워크의 노드들은 무선 인터페이스를 사용하여 서로 통신하고, 멀티 홉 라우팅 기능에 의해 무선 인터페이스가 가지는 통신 거리상의 제약을 극복 가능하며, 노드들의 이동이 자유로운 특징이 있다.
한편, 상기 애드 혹 네트워크 등의 무선 네트워크에서는, 라우팅 프로토콜에 따른 경로 검색시, 플러딩(flooding) 기법을 이용하여, 소스 노드는 무선 네트워크 환경의 모든 노드들을 통해, 특정 데이터를 전송한다. 다만, 상기 플러딩 기법은, 어떤 노드에서 온 하나의 패킷을 라우터에 접속되어 있는 다른 모든 노드로 전달하는 통신 방식을 의미할 수도 있다.
그러나, 종래 무선 네트워크의 위치 기반 경로 설정 방법 및 그 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래 무선 네트워크의 위치 기반 경로 설정 방법 및 그 장치는, 경로 검색(route discovery) 과정에서 거의 모든 노드들에 무작위로 데이터를 전송하므로, 패킷 전송의 효율성이 상당히 낮아지는 문제점이 있었다. 보다 구체적으로 예를 들어, 소스 노드와 목적지 노드간의 거리가 상당히 먼 경우, 무선 네트워크 전체에 플러딩이 일어날 가능성이 높으며, 밀도(density)가 높은 경우에는 높은 수치의 루 트 오버헤드(route overhead)가 발생할 수 있는 단점이 있다. 나아가, 소스 노드와 목적지 노드까지의 방향이 일직선인 경우, 플러딩이 전혀 이루어 지지 못하는 리퀘스트 지역(request zone)이 설정되며, 이로 인하여, 경로 검색 자체가 수행되지 못할 수도 있다.
그리고, 종래 무선 네트워크의 위치 기반 경로 설정 방법 및 그 장치는, 위치 정보가 존재하지 않는 노드들을, 무선 네트워크 환경에서의 통신에 전혀 활용할 수 없는 문제점이 있었다. 특히, 위치 정보가 존재하지 않는 노드가 상당히 많은 경우에는, 통신이 매우 불안정해 지고, 효율성이 나빠지는 문제점이 더욱 심각해 질 수 밖에 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 특정 기준에 따라 제한적으로 플러딩 기법을 사용하여 경로 검색(route discovery) 과정에서 효율성을 제고시킬 수 있는 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 위치 정보가 존재하지 않는 노드들이 다수 존재하는 경우에도, 이들을 모두 무선 네트워크 환경에서의 경로 검색 과정에서 활용할 수 있는 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드와, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드의 위치 정보를 수신하는 단계와, 상기 수신된 위치 정보를 이용하여, 상기 소스 노드를 기준으로 상기 제2 이웃 노드가 위치한 포인트의 방향을 결정하는 단계와, 상기 소스 노드를 기준으로 목적지 노드가 위치한 포인트의 방향과, 동일한 방향을 가지는 제2 이웃 노드를 검출하는 단계와, 그리고 상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로 특정 데이터를 전송하기 위한 경로 설정시, 상기 검출된 제2 이웃 노드를 통한 경로를 제한적으로 설정하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법을 제공한다.
상기 무선 네트워크는, 애드 혹 네트워크(Ad-hoc network)를 포함할 수 있다.
상기 위치 정보는, GPS(Global Positioning System) 정보 또는 GGC(GeoGraphic Code) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드와, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드의 위치 정보를 수신하는 상기 단계는, 상기 제1 이웃 노드와 제1 홉 범위에 있는 노드들 중에서, 소스 노드와, 상기 소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드를 제외한 노드를 상기 제2 이웃 노드로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신된 위치 정보를 이용하여, 상기 소스 노드를 기준으로 상기 제2 이웃 노드가 위치한 포인트의 방향을 결정하는 상기 단계는, 위치 정보가 존재하지 않는 임의의 노드가 존재하는 경우, 상기 임의의 노드와 가장 인접한 노드의 위치 정보를, 상기 임의의 노드의 위치 정보로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
위치 정보가 존재하지 않는 임의의 노드가 존재하는 경우, 상기 임의의 노드와 가장 인접한 노드의 위치 정보를, 상기 임의의 노드의 위치 정보로 설정하는 상기 단계는, 상기 임의의 노드 측에서, 인접한 하나 이상의 노드들과의 통신 결과 측정되는 SNR 데이터값을 추출하는 단계와, 그리고 상기 추출 결과, SNR 데이터값이 가장 큰 노드를, 가장 인접한 노드로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방향은, 두 노드의 포인트를 표시하는 X값과, Y값 각각의 차이가 양수인지 또는 음수인지 여부에 따라 4개의 방향으로 분류되어 있다.
상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로 특정 데이터를 전송하기 위한 경로 설정시, 상기 검출된 제2 이웃 노드를 통한 경로를 제한적으로 설정하는 상기 단계는, 상기 검출된 제2 이웃 노드가 2개 이상 존재하는 경우, 홉의 개수가 가장 작은 경로를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드와, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드의 위치 정보를 수신하는 수신부와, 상기 수신된 위치 정보를 이용하여, 상기 소스 노드를 기준으로 상기 제2 이웃 노드가 위치한 포인트의 방향을 결정하는 결정부와, 상기 소스 노드를 기준으로 목적지 노드가 위치한 포인트의 방향과, 동일한 방향을 가지는 제2 이웃 노드를 검출하는 검출부와, 그리고 상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로 특정 데이터를 전송하기 위한 경로 설정시, 상기 검출된 제2 이웃 노드를 통한 경로를 제한적으로 설정하는 설정부를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 장치를 제공한다.
상기 무선 네트워크는, 애드 혹 네트워크(Ad-hoc network)를 포함할 수 있다.
상기 위치 정보는, GPS(Global Positioning System) 정보 또는 GGC(GeoGraphic Code) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 결정부는, 위치 정보가 존재하지 않는 임의의 노드가 존재하는 경우, 상기 임의의 노드와 가장 인접한 노드의 위치 정보를, 상기 임의의 노드의 위치 정보로 설정할 수 있다.
상기 결정부는, 상기 임의의 노드 측에서, 인접한 하나 이상의 노드들과의 통신 결과 측정되는 SNR 데이터값을 추출하고, 그리고 상기 추출 결과, SNR 데이터값이 가장 큰 노드를, 가장 인접한 노드로 결정할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, ad-hoc 등 무선 네트워크 환경에서 경로 탐색의 비효율성 문제를 해결하고, 위치정보가 존재하지 않는 노드들도 이용할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 첨부된 도면들 및 상기 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용 어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 장치의 구성을 예시한 도면(블록도)이다. 이하, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 장치를 설명하면 다음과 같다.
다만, 본 발명이 적용되는 무선 네트워크는 예를 들어, 애드 혹 네트워크(Ad-hoc network), GGC 기반 USN(GeoGraphic Code based Ubiquitous Sensor Network) 환경 등이 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 장치(100)는, 수신부(101), 결정부(102), 검출부(103), 그리고 설정부(104) 등을 포함하여 이루어 진다. 본 발명에 따른 구성을 중심으로 도시하였으며, 다른 일반적인 구성은 생략하고 도시하였다. 그러나, 이러한 도시에도 불구하고 당업자는 당해 명세서의 전체 내용을 참조하여, 본 발명을 용이하게 이해할 수가 있다. 한편, 상기 무선 네트워크의 경로 설정 장치(100)는, 예를 들어 무선 네트워크의 소스 노드가 될 수 있으며, 보다 구체적으로 무선 네트워크 환경내의 휴대용 단말기, PC 등이 될 수 있다.
상기 수신부(101)는, 소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드와, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드의 위치 정보를 수신한다. 상기 결정부(102)는, 상기 수신부(101)를 통해 수신된 위치 정보를 이용하여, 상기 소스 노드를 기준으로 상기 제2 이웃 노드가 위치한 포인트의 방향을 결정한다. 상기 검출부(103)는, 상기 결정된 방향을 참조하여, 상기 소스 노드를 기준으로 목적지 노드가 위치한 포인트의 방향과 동일한 방향을 가지는 제2 이웃 노드를 검출한다. 그리고, 상기 설정부(104)는, 상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로 특정 데이터를 전송하기 위한 경로 설정시, 상기 검출부(103)를 통해 검출된 제2 이웃 노드를 통한 경로를 제한적으로 설정한다.
참고적으로, 상기 홉(Hop)은, 패킷 교환망에서 하나의 라우터에서 다른 라우터로 데이터 패킷이 이동하는 길을 의미할 수 있다. 그리고, 상기 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드는, 상기 소스 노드의 전송 범위 내에 존재하는 이웃 노드를 의미할 수 있고, 한편 상기 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드는, 상기 제1 이웃 노드와 제1 홉 범위에 있으면서 동시에 상기 소스 노드의 전송 범위내에 존재하지 않는 이웃 노드를 의미할 수 있다.
즉, 본 발명은, 무선 네트워크 환경에서, 예를 들어 위치 기반 센서 네트워크 환경에서, 경로 검색(route discovery)에 필요한 과도한 루트 오버헤드(route overhead)를 경감하여, 네트워크 효율을 제고시키려 함에 일특징이 있다. 본 발명에서는, 이를 실현하기 위하여, 각 노드의 위치 정보를 최대한 활용할 수 있는 새로운 2개의 테이블을 제안한다. 상기 새로운 2개의 테이블은, 임의의 노드, 예를 들어 소스 노드를 중심으로 할 때, 상기 소스 노드와 제1 홉(1-hop) 범위 내에 존재하는 노드들로 구성된 네이버 노드 테이블(Neighbor Node Table)과, 상기 소스 노드와 제2 홉(2-hop) 범위 내에 존재하는 노드들로 구성된 포워딩 테이블(Forwarding Table)이 될 수 있다. 상기 테이블들을 이용하여, 각 노드들의 방향성을 식별하는 것이 가능하다.
보다 구체적으로 예를 들어, 상기 네이버 노드 테이블은 3개의 엔트리(entry)로 구성될 수 있다. 상기 엔트리는, 넥스트 존(next zone), 넥스트 노드 아이디(next node ID), 포지션(position)이 된다. 상기 넥스트 존(next zone)은, 소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 임의의 노드의 관리 영역에 대한 정보를 포함하며, 상기 관리 영역은 GGC 기반의 관리 영역을 의미할 수도 있다. 상기 넥스트 노드 아이디(next node ID)는, 상기 임의의 노드의 고유한 식별자를 표시한다. 그리고, 상기 포지션(position)은, 상기 임의의 노드의 위치 정보를 표시하며, 상기 위치 정보는 GPS, GGC 등을 이용하여 획득할 수 있다. 한편, 상기 각 엔트리 값은, 상기 임의의 노드의 타입에 따라, 유한값 또는 널(null)값으로 표현 가능하다.
상기 포워딩 테이블도 3개의 엔트리로 구성될 수 있다. 상기 엔트리는, 포워딩 존(forwarding zone), 방향(direction), 넥스트 노드 아이디(next node ID)가 된다. 상기 포워딩 존(forwarding zone)은, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 임의의 노드의 관리 영역에 대한 정보를 포함하며, 상기 관리 영역은 GGC 기반의 관리 영역을 의미할 수도 있다. 상기 넥스트 노드 아이디(next node ID)는, 상기 소스 노드가 상기 제2 홉 범위에 있는 노드로 가기 위한 제1 홉 범위의 노드에 대한 정보를 의미한다. 즉, 상기 넥스트 노드 아이디를 구성하기 위한 정보를 제공한 제1 홉 범위의 노드를 의미한다. 그리고, 상기 방향(direction)은, 어떤 방향 성을 지칭하는 개념이다. 상기 방향은, 소스 노드를 기준으로 할 때, 제2 홉 범위에 있는 노드들 각각의 방향을 의미하며, 예를 들어 4개의 방향으로 그룹핑할 수 있다. 물론, 다른 수치로 그룹핑 하는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 네트워크에서, 임의의 노드 측에서 전송하는 업데이트 메시지의 포맷의 일예를 도시한 도면이다. 이하, 도 2를 참조하여, 전술한 포워딩 테이블 등을 구성하기 위해, 임의의 노드가 라우팅을 위해 전송하는 갱신 메시지의 포맷을 설명하도록 하겠다.
도 2에 도시된 바와 같이, 임의의 노드가 라우팅을 위해 전송하는 갱신 메시지에는, 자신의 노드에 대한 정보(Node ID, Position, Coverage)와, 제1 홉 범위내 이웃 노드에 대한 정보(Neighbor node ID, Neighbor node position, Neighbor node coverage)가 포함되어 있을 수 있다. 즉, 본 발명에서 새롭게 정의하는 라우팅을 위한 갱신(업데이트) 메시지에는 자신의 위치정보와, GGC 기반의 관리 영역에 대한 정보를 포함되며, 자신이 현재 구성하고 있는 네이버 노드 테이블에 대한 정보도 함께 포함하도록 구성하였다. 초기 갱신 메시지의 경우, 자신의 이웃(neighbor) 노드에 대한 정보가 정확히 생성되기 전에 전달되므로, 정확한 이웃 노드에 대한 정보를 모두 전달할 수는 없다. 그러나, 현재 가지고 있는 이웃 노드에 대한 정보는 정확히 전달 가능하며, 주기적인 전달 방법을 통해, 지속적으로 자신의 이웃 노드에 대한 정보를 전달할 수가 있다. 특히, 도 2에 도시된 “Timestamp” 영역은, 상기 갱신 메시지가 전송되는 시점을 표시하며, 최근 정보인지 여부를 확인하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 한편, 자신의 노드 주변에, 이웃 노드가 많은 경우에 는, 도 2에 도시된 갱신 메시지의 사이즈(size)가 커진다. 상기 갱신 메시지는, 브로드 캐스팅(broadcasting)으로 주변 노드에 전송되며, 전송 주기는 네트워크 내에 있는 노드 이동성(mobility)에 따라 결정될 수도 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다. 도 3b는 도 3a의 무선 네트워크 환경에서, 제1 노드의 네이버 노드 테이블(Neighbor Node Table)을 예시한 도면이다. 그리고, 도 3c는 도 3a의 무선 네트워크 환경에서, 제3 노드의 네이버 노드 테이블(Neighbor Node Table)을 예시한 도면이다. 이하, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 본 발명에 따른 네이버 노드 테이블을 구성하는 일예를 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 도 3a에서, 점선의 타원으로 도시한 부분은, 각 노드가 관리하는 관리 영역을 의미하며, 한편 실선의 원으로 도시한 부분은, 각 노드의 전송 범위를 의미한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 노드(301)의 전송 범위 내에는 제2 노드(302)와, 제3 노드(303)와, 그리고 제4 노드(304)가 존재하며, 이들을 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드라고 지칭할 수도 있다. 그리고, 제3 노드(303)의 전송 범위 내에는 제1 노드(301)와, 제2 노드(302)와, 그리고 제6 노드(306)가 존재한다.
한편, 네이버 노드 테이블은, 특정 노드를 중심으로 전송 범위 내에 있는 노드들로 구성되는 바, 제1 노드(301)에 대한 네이버 노드 테이블은 도 3b와 같이 구성될 수 있으며, 제3 노드(303)에 대한 네이버 노드 테이블은 도 3c와 같이 구성될 수가 있다. 그리고, 도 3b 및 도 3c의 엔트리에 대한 구체적인 생성 방법은, 도 2 에 도시된 갱신 메시지를 수신하고, 수신된 메시지내 정보(예를 들어, Neighbor node ID, Neighbor node position, Neighbor node coverage 등등)를 이용하여 엔트리를 생성한다.
도 4a는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다. 도 4b는 도 4a의 무선 네트워크 환경에서, 제2 노드 측에서 전송하는 업데이트 메시지의 포맷을 예시한 도면이다. 그리고, 도 4c는 도 4a의 무선 네트워크 환경에서, 제1 노드의 포워딩 테이블(Forwarding Table)을 예시한 도면이다. 이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 본 발명에 따른 포워딩 테이블을 구성하는 일예를 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 도 4a에서, 점선의 타원으로 도시한 부분은, 각 노드가 관리하는 관리 영역을 의미하며, 한편 실선의 원으로 도시한 부분은, 각 노드의 전송 범위를 의미한다. 도 4c에 도시된 포워딩 테이블은, 주변 노드가 가지고 있는 네이버 노드 테이블의 정보를 통해서 구성할 수 있으며, 각 노드는 주변 노드가 전송한 갱신 메시지(예를 들어, 도 4b에 도시된 메시지) 내에서 네이버 노드 테이블의 정보를 얻을 수 있다. 다만, 상기 갱신 메시지를, 레귤러 업데이트 메시지(regular update message)라고 지칭하기도 한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 노드(401)의 네이버 노드 테이블의 엔트리는, 제2 노드(402)와, 제3 노드(403)와, 그리고 제4 노드(404)에 대한 정보를 포함한다. 그리고, 상기 제2 노드(402)의 네이버 노드 테이블의 엔트리는, 제1 노드(401)와, 제3 노드(403)와, 그리고 제5 노드(405)에 대한 정보를 포함하는 것으 로 가정하겠다. 여기서, 상기 제1 노드(401)는, 상기 제2 노드(402)가 전송한 갱신 메시지(도 4b)를 통해서 상기 제2 노드(402)의 네이버 노드 테이블을 전송 받는다. 이 때, 상기 제1 노드(401)는, 자신의 네이버 노드 테이블을 구성하는 이웃 노드 중에서, 상기 제2 노드(402)의 네이버 노드 테이블을 구성하는 이웃 노드가 일치하는 지 여부를 판단한다. 예를 들어, 도 4a와 같이 구성된 무선 네트워크 환경에서는 제3 노드(403)가, 제1 노드(401)의 네이버 노드 테이블과, 제2 노드(402)의 네이버 노트 테이블 각각의 엔트리에 중복된다. 이에, 상기 제1 노드(401)는, 제3 노드(403)에 대해서는, 포워딩 테이블에 생성하지 않는다. 즉, 상기 제1 노드(401)는, 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드들에 대해서만 포워딩 테이블을 구성하며, 도 4a에서는 제5 노드(405)가 제2 이웃 노드일 수 있다. 한편, 상기 제5 노드(405)에 대한 정보를, 상기 제2 노드(402)가 상기 제1 노드(401)에게 전송하였으므로, 도 4c에 도시된 포워딩 테이블의 “Node 5 area” 에 대응하는 넥스트 노드 아이디(next node ID)에는, 노드 2를 색인한다.
따라서, 상기 제1 노드(401)와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드들(제2 노드(402), 제3 노드(403), 제4 노드(404))에 대하여, 전술한 프로세스를 거치면, 상기 제1 노드(401)와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드들(제5 노드(405), 제6 노드(406), 제7 노드(407))에 대한 정보로 구성된 포워딩 테이블(도 4c)을 구성할 수 있다. 다만, 방향(direction)에 대한 엔트리 구성은 후술하도록 하겠다.
한편, 각 노드가 포워딩 테이블을 이용하여, 목적지 노드(450)를 찾아 가는 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다. 예를 들어, 상기 제1 노드(401)에서, 임의 의 위치를 관리하는 목적지 노드(450)를 검색하기를 원하는 경우, 상기 제1 노드(401)는 도 4c에 예시된 바와 같은 포워딩 테이블의 포워딩 존(forwarding zone)을 검색하여, 임의의 위치를 관리하는 목적지 노드(450)가 상기 제5 노드(405)임을 용이하게 확인할 수가 있다. 즉, 상기 제1 노드(401)는, 도 4c에 도시된 포워딩 테이블의 포워딩 존 엔트리에서, 목적지 노드(450)가 속하는 관리 영역을 검색한 결과, 목적지 노드(450)가 상기 제5 노드(405)의 관리 영역에 속함을 알 수 있다. 그리고, 상기 제5 노드(405)에 대한 넥스트 노드 아이디(next node ID)가 제2 노드(402)를 지칭하는 바, 상기 제1 노드(401)는 제1 홉으로 상기 제2 노드(402)를 결정할 수가 있다.
한편, 네이버 노드 테이블을 업데이트 하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 상기 네이버 노드 테이블의 갱신은, 도 2 또는 도 4b 등에 도시된 갱신 메시지의 브로드 캐스팅(broadcasting)을 통해, 주위 노드에 전달될 수 있다. 상기 브로드 캐스팅은, 각 노드마다 임의로 설정된 시간에, 주기적으로 발생한다. 그리고, 상기 각 노드는, 이웃 노드로부터 전송된 갱신 메시지의 타임스탬프(timestamp)를 이용하여, 최신 정보를 유지할 수가 있다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서, 포워딩 테이블(Forwarding Table)을 갱신하는 일예를 도시한 도면이다. 이하, 도 5를 참조하여, 포워딩 테이블을 업데이트 하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
포워딩 테이블의 갱신은, 각 노드의 갱신 메시지(regular update message)를 통해 전달된 네이버 노드 테이블의 정보를 이용하여 이루어 진다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 노드(502)를 기준으로 제1 홉 범위에 있는 제5 노드(505)에 대한 정보를, 제1 노드(501)는 자신의 포워딩 테이블 구성에 사용한다. 상기 제1 노드(501)는, 자신의 위치 정보와, 전달 받은 상기 제5 노드(505)의 위치 정보를 가지고, 상기 제5 노드(505)가 자신(제1 노드(501))으로부터 어떤 방향에 존재하는지 여부를 판단한다. 다만, 방향 판단 방법에 대해서는 후술하도록 하겠다.
한편, 제5 노드(505)의 관리 영역 정보를 이용하여, 포워딩 테이블의 포워딩 존 엔트리를 생성하고, 상기 제5 노드(505)의 정보를 전달한 상기 제2 노드(502)를 넥스트 노드 아이디로 정의한다.
그리고, 포워딩 테이블 갱신 주기는, 갱신 메시지(regular update message)를 전달 받을 때마다, 타임스탬프를 통해서 최신 정보로 유지한다. 나아가, 만약 전달 받은 정보 중에, 현재 자신의 포워딩 테이블에 동일한 관리 영역을 가진 노드가 다른 넥스트 노드를 가지고 존재할 경우, 최신 정보를 유지하기 위해서, 현재 정보를 갱신한다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서, 포워딩 테이블(Forwarding Table)의 방향 엔트리를 결정하는 일예를 도시한 도면이다. 이하, 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 효율적인 경로 검색을 위해, 최적의 방향을 설정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
소스 노드(601)를 포함한 모든 노드들은, 자신의 위치 정보와, 다른 노드 및 목적지 노드의 위치 정보를 가지고, 방향성을 결정할 수가 있다. 당해 발명에서는, 방향값을 4개의 카테고리로 분류하였다. 물론, 다른 수치로 분류하는 것도 가 능하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 원점의 좌표(0,0)를 기준으로 모든 노드는 자신의 절대적 위치 정보를 가진다. 한편, 방향성 결정의 일예로, 임의의 노드에 대한 위치 정보값(예를 들어, (x,y) 형식으로 표현 가능)에서 소스 노드(601)에 대한 위치 정보값을 감산한 결과값이, 양인지 또는 음인지 여부에 따라 결정하는 방법이 있다. 보다 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 감산한 결과값이 (양(+), 양(+))인 경우, 제1 방향으로 정의하고, (양(+), 음(-))인 경우, 제2 방향으로 정의하고, (음(-), 음(-))인 경우, 제3 방향으로 정의하고, 그리고 (음(-), 양(+))은 제4 방향으로 정의할 수 있다. 예를 들어, 소스 노드(601)와, 노드 B(603)의 방향성 결과는 (+,+)이며, 따라서 상기 노드 B(602)는 상기 소스 노드(601)를 기준으로 제1 방향에 위치한다고 결정된다. 그리고, 상기 소스 노드(601)와, 상기 노드 A(602)의 방향성 결과는 (-,+)이며, 따라서 상기 노드 A(602)는 상기 소스 노드(601)를 기준으로 제4 방향에 위치한다고 결정된다. 즉, 상기 방향성 결과값을 이용하여, 상기 소스 노드(601)는, 임의의 노드가 어떤 상대적 방향에 존재하는지 여부를 용이하게 확인할 수가 있다.
도 7a는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다. 그리고, 도 7b는 도 7a의 무선 네트워크 환경에서, 제2 노드의 네이버 노드 테이블(Neighbor Node Table)을 예시한 도면이다. 이하, 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 위치 정보가 없는 노드들에 대해서도, 무선 네트워크 환경에 참여할 수 있도록 하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는, 위치 정보가 없는 노드에 대해서도 위치 기반 서비스를 받을 수 있도록 상기 위치 정보가 없는 노드에 가상의 위치 정보를 설정하도록 하는 기능을 제안한다. 본 발명에서 최초 제안하는 이런 방법을, 포지션 프록시 기능(position proxy function)이라고 명명할 수도 있다. 본 발명에 따른 가상 위치 설정 방법은, 주위 노드 중에서 자신과 물리적으로 가장 가까운 위치에 존재하며, 위치 정보를 가지는 노드의 위치 정보를 자신의 위치 정보로 설정한다. 이 때, 물리적 거리 측정은, 주위 노드와의 SNR(Signal to Noise Ratio)값의 비교에 따라 결정할 수 있다. 일예로, SNR값이 클수록 가까운 위치에 놓인 노드로 판단할 수 있고, 상기 SNR 값이 작을수록 멀리 위치한 노드로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 7a에 도시된 무선 네트워크 환경에서, 제3 노드(703)가, 위치 정보가 없는 릴레이 노드라고 가정해 보겠다. 상기 제3 노드(703)는, 갱신 메시지를 통해서 주위 노드 정보를 수집할 수가 있다. 그리고, 전술한 바와 같이, SNR값 비교 결과, 제5 노드(705)가 가장 가까운 노드인 경우, 상기 제3 노드(703)는, 상기 제5 노드(705)의 위치 정보를 자신의 정보로 설정할 수가 있다. 따라서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 제3 노드(703)는 위치 정보(position)로 상기 제5 노드(705)의 위치 정보를 이용하게 된다. 따라서, 이와 같은 본 발명에 의하면, 릴레이 노드 등, 위치 정보가 없는 임의의 노드도, 위치 기반 라우팅에 참여할 수 있는 효과가 있다.
도 8은 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 장치의 제어방법을 예시한 도면(플로우 차트)이다. 이하, 도 8을 참조하여, 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 장치의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
임의의 노드, 예를 들어 소스 노드는, 목적지 노드의 위치 정보를 가진 RREQ(Route REQuest) 메시지를 수신한다(S800). 상기 RREQ 메시지를 수신한 소스 노드는, 자신의 관리 영역을 고려할 때, 상기 목적지 노드를 직접적으로 관리할 수 있는지 여부를 판단한다(S801). 상기 판단 결과(S801), 관리할 수 있는 경우에는 RREQ 메시지를 드롭(drop)한다(S805).
한편, 상기 판단 결과(S801), 관리할 수 없는 경우에는, 목적지 노드를 관리할 수 있는 노드가 네이버 노드 테이블에 존재하는지 여부를 판단한다(S802). 상기 판단 결과(S802), 존재하는 경우에는 상기 존재하는 노드로 RREQ 메시지를 전송한다(S806). 그러나, 상기 판단 결과(S802), 존재하지 않는 경우에는, 목적지 노드를 관리할 수 있는 노드가 포워딩 테이블에 존재하는지 여부를 판단한다(S803).
상기 판단 결과(S803), 존재하는 경우에는, 상기 존재하는 노드로 RREQ 메시지를 전송한다(S806). 한편, 상기 판단 결과(S803), 존재하지 않는 경우에는, 목적지 노드와 동일한 방향을 가지는 노드가 포워딩 테이블에 존재하는지 여부를 판단한다(S804).
상기 판단 결과(S804), 존재하는 경우에는, 상기 존재하는 노드로 RREQ 메시지를 전송한다(S806). 그러나, 상기 판단 결과(S804), 존재하지 않는 경우에는, RREQ 메시지를 드롭(drop)한다(S805).
도 9a는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다. 그리고, 도 9b는 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서, 제1 노드의 포워딩 테이블(Forwarding Table)을 예시한 도면이다. 이하, 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 경 로 검색(route discovery) 절차를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 소스 노드는, 목적지 노드의 위치 정보 등을 이용하여 경로를 탐색한다. 한편, 라우팅 방법으로, 프로액티브(proactivew) 방식과, 리액티브(reactive) 방식을 혼합하여 사용할 수가 있다. 상기 프로액티브 방식은, 모든 노드가 제안하는 테이블을 주기적으로 갱신하며, 상기 테이블을 이용한 경로 검색 절차로서 RREQ/RREP(Route REQuest/Route REPly) 메시지를 사용할 수가 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 전술한 방향 결정 방법 등을 이용하여, 우선 소스 노드의 위치를 중심으로, 목적지 노드가 위치하는 포인트의 방향을 결정한다. 상기 결정된 방향을 중심으로, 소스 노드의 네이버 노드 테이블에, 목적지 노드를 관리하는 노드가 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 존재하는 경우에는, 상기 노드로 데이터를 직접 전송한다. 한편, 상기 직접 전송시, 예를 들어, 유니캐스트(unicast) 방식을 사용할 수 있고, 경로 검색(route discovery) 절차가 필요없다.
반면, 상기 판단 결과 존재하지 않는 경우에는, 포워딩 테이블에 상기 결정된 방향과 동일한 방향을 가지는 노드를 검색하고, 상기 검색된 노드들에게만 RREQ 메시지를, 멀티캐스트(multicast) 방식 또는 유니 캐스트 방식으로 전송한다.
한편, 예를 들어 도 9a와 같이 구성된 무선 네트워크 환경에서, 제1 노드(901)의 포워딩 테이블은 도 9b와 같이 이루어질 수 있다. 다만, 상기 제1 노드(901)는 소스 노드가 될 수도 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 상기 제1 노드(901)의 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드 중에서, 목적지 노드(950)를 관리하 는 노드가 존재하지 않는 바, 상기 목적지 노드(950)가 위치하는 방향과 동일한 방향을 가지는 제2 홉 범위내 제2 이웃 노드를 검색한다. 도 9a 및 도 9b를 참조할 때, 상기 목적지 노드(950)가 위치하는 방향과 동일한 방향을 가지는 제2 홉 범위내 제2 이웃 노드는, 제5 노드(905)와, 제6 노드(906)가 될 수 있다.
따라서, 상기 제1 노드(901)는, RREQ 메시지를 제8 노드(908)에 전송하지 않고, 상기 제5 노드(905)와 상기 제6 노드(906)에만 제한적으로 전송한다. 이로 인하여, 경로 검색의 오버헤드를 줄이고, 효율성을 대폭 제고시킬 수 있는 효과도 있다. 그리고, RREQ 메시지가, 상기 목적지 노드(950)에 도착할 때까지 상기 절차들을 반복하고, 상기 목적지 노드(950)는, 가장 먼저 들어온 RREQ에 대해서만 RREP를 전송할 수 있다.
도 10은 위치 정보가 존재하는 노드(Location Node)와, 위치 정보가 존재하지 않는 노드(Locationless Node)로 구성된 무선 네트워크 환경의 일예를 도시한 도면이다. 이하, 도 10을 참조하여, 위치 정보가 존재하는 노드와, 위치 정보가 존재하지 않는 노드로 구성된 무선 네트워크 환경에서, 경로 검색 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 10에 도시된 바와 같이, 소스 노드(1001)는, 우선적으로 목적지 노드(1050)의 방향성을 결정한다. 포워딩 테이블에서, 상기 결정된 방향성과 동일한 방향성을 가지는 노드들을 선택하여, 상기 선택된 노드들로 RREQ 메시지를 전송한다. 상기 RREQ 메시지를 수신한 제2 이웃 노드(2-hop 노드)는 RREQ 메시지 내에 있는 목적지 노드의 위치 정보를 이용하여, 다시 자신(제2 이웃 노드)을 중심으로 방향성을 결정한다. 상기 결정된 방향성을 이용하여, 자신(제2 이웃 노드)의 포워딩 테이블에서, 릴레이 노드의 역할을 수행할 수 있는 제2 이웃 노드를 검색하여, RREQ 메시지를 상기 검색된 제2 이웃 노드에 전송한다. 상기 RREQ 메시지가 상기 목적지 노드를 관리하는 노드에 전송될 때까지 상기 과정들을 반복한다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 네트워크 환경에서 위치 정보가 없는 노드들이 존재하는 경우, 전술한 방법(position proxy function)을 이용하여 라우팅에 참여시킬 수 있다.
상기 반복된 과정들을 수행한 결과, RREQ 메시지가 전송되는 소스 노드와 목적지 노드간 경로로 제2 경로와, 제3 경로가 고려될 수 있다. 다만, 상기 제1 경로의 경우, 포워딩 테이블을 통해서 목적지 노드로까지의 경로가 존재하지 않음을 확인할 수가 있다. 즉, 상기 목적지 노드로의 방향성을 가진 노드가 상기 포워딩 테이블에 존재하지 않기 때문이다. 따라서, 본 발명에 의하면, 경로가 존재하지 않음에도 불구하고 이를 인식하지 못하고, 소스 노드와 목적지 노드 사이에 리퀘스트 영역에 대한 조건만을 이용하여 모든 노드들에게 불필요한 RREQ 메시지 전송을 하였던 종래 기술의 문제점을 해결할 수가 있다. 본 발명에 의하면, 미리 불필요한 RREQ 메시지 전송을 차단할 수 있어서, 오버헤드를 줄이고, 데이터 전송의 효율성을 제고시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 목적지 노드가 속하는 영역을 관리하는 노드에 RREQ 메시지가 전송되면, RREQ 메시지 전송 절차를 중단한다. 한편, 최종적으로 상기 RREQ 메시지를 수신한 목적지 노드는, 여러 개의 RREQ 메시지 중에서, 홉(hop) 수가 가장 적은 경 로를 선택할 수 있다. 또는 에너지 인식 경로 선택(energy-aware path selection) 등 네트워크 관리자가 기설정한 다른 목적에 따라 특정 경로를 선택할 수도 있다.
도 11은 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제1 효과를 설명하는 그래프이다. 도 12는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제2 효과를 설명하는 그래프이다. 이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 종래 기술에 비해 개선된 본 발명의 확장성(scalability)을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 구체적인 효과를 입증하기 위하여, 예를 들어 윈도우(window) 기반 시뮬레이터를 사용할 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 스킴(The Proposed Scheme)과, 기존 기술로서 LAR 스킴(Location-Aided Routing scheme)을 비교하여 그래프로 표현하였다. 실험 환경은, 예를 들어 500(m) * 500(m)의 임의의 지역에서 노드의 수를 변화시켰다. 소스(source)와 싱크(sink)는 무작위(random)로 선택되며, 루트 리퀘스트(route request) 수는, 예를 들어 100번으로 하여 실험을 진행하였다.
도 11은 노드 숫자에 따른 성공률의 변화를 보여 주고, 도 12는 노드 숫자에 따른 딜레이(end-to-end delay) 변화를 보여 준다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 확장성의 결과는 기존 LAR 방식에 비해 상당히 개선되었음을 알 수 있다. 이와 같은 결과의 이유는, 경로 검색(route discovery)에 필요한 오버헤드(예를 들어, RREQ, RREP 메시지 등등)가 감소하여, 결과적으로 링크 밴드위드(bandwidth)를 효과적으로 사용할 수 있기 때문에, 루트 리퀘스트(route request)에 대한 높은 성공 확률과, 낮은 딜레이(end-to-end delay) 결과를 얻을 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제3 효과를 설명하는 그래프이다. 도 14는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제4 효과를 설명하는 그래프이다. 이하, 도 13 및 도 14를 참조하여, 종래 기술에 비해 개선된 본 발명의 루트 리퀘스트(route request) 변화에 따른 효과를 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 500(m) * 500(m)의 임의의 지역내 150개의 노드에서, 소스-씽크 쌍(source-sink pairs)의 숫자를 변화시켰다. 소스 노드와 싱크 노드 선택시 무작위(random)로 선택하였으며, 5번의 다른 실험을 통해 얻은 결과를 평균한 결과가 도 13 및 도 14이다. 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스킴은, 기존 LAR 방식에 비해 모두 개선되었음을 알 수 있다. 그 이유는, 소스-씽크 쌍의 숫자의 증가로 인한 오버헤드(예를 들어, RREQ, RREP 메시지 등등)가, 본 발명에서는 기존 LAR 방식 보다 감소하며, 이로 인하여 링크 밴드위드를 효과적으로 사용할 수 있기 때문에, 루트 리퀘스트(route request)에 대한 높은 성공 확률과, 낮은 딜레이(end-to-end delay)의 결과를 얻을 수 있다.
도 15a는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제5효과를 설명하는 그래프 이다. 도 15b는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제6효과를 설명하는 그래프 이다. 그리고, 도 15c는 본 발명에 따른 무선 네트워크의 경로 설정 방법 및 장치의 제7효과를 설명하는 그래프 이다. 이하, 종래 기술에 비해 개선된 본 발명의 위치 프록시 기능(position proxy function)을 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 500(m) * 500(m)의 임의의 지역내에 위치 정보가 있는 노드(location node)와, 위치 정보가 없는 노드(locationless node)로 구성된 무선 네트워크에서 성능 평가를 하였다. 우선, 총 노드의 숫자는 150으로 고정하였으며, 그 중에서 위치 정보가 없는 노드의 숫자를 변화 시켰다. 소스와 싱크는 무작위(random)하게 선택되며, 루트 리퀘스트(route request) 숫자는 100이다.
실험 결과, 본 발명에 의하면, 도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이, 딜레이(end-to-end delay), 루트 리퀘스트의 성공률(success rate), RREQ 평균수(Average number of RREQ) 면 등에서 모두 종래 LAR 방식 보다 개선되었음을 알 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 경우, 위치 정보가 없는 노드(locationless node)가 증가하여도, 루트 리퀘스트 성공률은 0.95 이상을 유지하며, 또한 RREQ의 평균 발생수가 17 정도로 유지되는 반면, 종래 LAR 방식은, 위치 정보가 없는 노드가 증가함에 따라, 성공률이 감소하고, RREQ의 평균 발생 수가 증가하게 되는 문제점이 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 무선 네트워크에 참여하는 모든 노드들에 플러딩 기법을 사용하는 것이 아니라, 목적지 노드의 방향에 위치한 노드들에게 제한적으로 플러딩 기법을 사용함으로써, 경로 검색(route discovery) 과정에서 오버헤드를 줄이고, 효율성을 제고시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 위치 정보가 존재하지 않는 노드들이 다수 존재하는 경우에도, 이들을 모두 무선 네트워크 환경에서의 경로 검색 과정에서 활용할 수 있는 장점도 있다.

Claims (14)

  1. 무선 네트워크의 경로 설정 방법에 있어서,
    소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드와, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드의 위치 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신된 위치 정보를 이용하여, 상기 소스 노드를 기준으로 상기 제2 이웃 노드가 위치한 포인트의 방향을 결정하는 단계;
    상기 소스 노드를 기준으로 목적지 노드가 위치한 포인트의 방향과, 동일한 방향을 가지는 제2 이웃 노드를 검출하는 단계; 그리고
    상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로 특정 데이터를 전송하기 위한 경로 설정시, 상기 검출된 제2 이웃 노드를 통한 경로를 제한적으로 설정하는 단계
    를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는,
    애드 혹 네트워크(Ad-hoc network)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 위치 정보는,
    GPS(Global Positioning System) 정보 또는 GGC(GeoGraphic Code) 정보 중 적어도 하나 이상
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드와, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드의 위치 정보를 수신하는 상기 단계는,
    상기 제1 이웃 노드와 제1 홉 범위에 있는 노드들 중에서, 소스 노드와, 상기 소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드를 제외한 노드를 상기 제2 이웃 노드로 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 수신된 위치 정보를 이용하여, 상기 소스 노드를 기준으로 상기 제2 이웃 노드가 위치한 포인트의 방향을 결정하는 상기 단계는,
    위치 정보가 존재하지 않는 임의의 노드가 존재하는 경우, 상기 임의의 노드와 가장 인접한 노드의 위치 정보를, 상기 임의의 노드의 위치 정보로 설정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    위치 정보가 존재하지 않는 임의의 노드가 존재하는 경우, 상기 임의의 노드와 가장 인접한 노드의 위치 정보를, 상기 임의의 노드의 위치 정보로 설정하는 상기 단계는,
    상기 임의의 노드 측에서, 인접한 하나 이상의 노드들과의 통신 결과 측정되는 SNR 데이터값을 추출하는 단계; 그리고
    상기 추출 결과, SNR 데이터값이 가장 큰 노드를, 가장 인접한 노드로 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 방향은,
    두 노드의 포인트를 표시하는 X값과, Y값 각각의 차이가 양수인지 또는 음수인지 여부에 따라 4개의 방향으로 분류되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로 특정 데이터를 전송하기 위한 경로 설정시, 상기 검출된 제2 이웃 노드를 통한 경로를 제한적으로 설정하는 상기 단계 는,
    상기 검출된 제2 이웃 노드가 2개 이상 존재하는 경우, 홉의 개수가 가장 작은 경로를 선택하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 방법.
  9. 무선 네트워크의 경로 설정 장치에 있어서,
    소스 노드와 제1 홉 범위에 있는 제1 이웃 노드와, 상기 소스 노드와 제2 홉 범위에 있는 제2 이웃 노드의 위치 정보를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 위치 정보를 이용하여, 상기 소스 노드를 기준으로 상기 제2 이웃 노드가 위치한 포인트의 방향을 결정하는 결정부;
    상기 소스 노드를 기준으로 목적지 노드가 위치한 포인트의 방향과, 동일한 방향을 가지는 제2 이웃 노드를 검출하는 검출부; 그리고
    상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로 특정 데이터를 전송하기 위한 경로 설정시, 상기 검출된 제2 이웃 노드를 통한 경로를 제한적으로 설정하는 설정부
    를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는,
    애드 혹 네트워크(Ad-hoc network)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 위치 정보는,
    GPS(Global Positioning System) 정보 또는 GGC(GeoGraphic Code) 정보 중 적어도 하나 이상
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 결정부는,
    위치 정보가 존재하지 않는 임의의 노드가 존재하는 경우, 상기 임의의 노드와 가장 인접한 노드의 위치 정보를, 상기 임의의 노드의 위치 정보로 설정하는 것
    을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 결정부는,
    상기 임의의 노드 측에서, 인접한 하나 이상의 노드들과의 통신 결과 측정되는 SNR 데이터값을 추출하고, 그리고
    상기 추출 결과, SNR 데이터값이 가장 큰 노드를, 가장 인접한 노드로 결정하는 것
    을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 장치.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 방향은,
    두 노드의 포인트를 표시하는 X값과, Y값 각각의 차이가 양수인지 또는 음수인지 여부에 따라 4개의 방향으로 분류되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 경로 설정 장치.
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