KR100915054B1 - 무선 통신 네트워크에서 경로 수렴 시간을 감소시키고 최적경로를 찾기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 통신 네트워크에서 경로 수렴 시간을 감소시키고 최적경로를 찾기 위한 시스템 및 방법

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KR100915054B1 KR1020077010311A KR20077010311A KR100915054B1 KR 100915054 B1 KR100915054 B1 KR 100915054B1 KR 1020077010311 A KR1020077010311 A KR 1020077010311A KR 20077010311 A KR20077010311 A KR 20077010311A KR 100915054 B1 KR100915054 B1 KR 100915054B1
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Abstract

본 발명은, 노드들이 현재 사용되는 경로가 손상되거나 또는 약화될 것이라고 예상하는 경우 대안 경로를 찾음으로써, 무선 애드혹 피어투피어 네트워크(wireless ad-hoc peer-to-peer network)와 같은, 무선 통신 네트워크에서 경로 수렴 시간(route convergence time)을 감소시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특정 상황에서는 최적 경로들을 찾을 수 없는 때에 활성 라우팅 프로토콜이 이러한 유형의 네트워크들에서 노드들 간의 최적 경로들을 찾을 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템 및 방법은 따라서 경로 수렴 시간을 줄이고, 최적 경로를 찾기 위한 효과적인 효율적인 방법을 제공하며, 처리량, 딜레이, 패킷 완료율 및 다른 요소들에 관한 네트워크의 전반적인 성능을 향상시킨다.

Description

무선 통신 네트워크에서 경로 수렴 시간을 감소시키고 최적 경로를 찾기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD TO DECREASE THE ROUTE CONVERGENCE TIME AND FIND OPTIMAL ROUTES IN A WIRELESS COMMUNICATION NETWORK}
본 발명은 노드들이 현재 사용중인 경로의 중단 또는 약화를 예상하는 경우 대안 경로를 찾음으로써, 무선 애드혹 피어투피어(ad-hoc peer-to-peer) 네트워크와 같은 무선 통신 네트워크에서 경로 수렴 시간(route convergence time)을 감소시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 특정 조건에서 달리 최적의 경로들을 찾을 수 없을 때 반응 라우팅 프로토콜(reactive routing protocol)로 하여금 상기 유형의 네트워크의 노드들 간의 최적 경로를 찾을 수 있게 하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
모바일 무선 전화 네트워크와 같은, 무선 통신 네트워크는 지난 10년간 점점 널리 보급되었다. 이 무선 통신 네트워크는, 네트워크 기반구조가 서비스 지역을 복수의 "셀들(cells)"로 불리우는 영역으로 나누도록 배열되기 때문에, "셀룰라 네트워크(cellular network)"로 불리운다. 지상 셀룰라 네트워크는 서비스 영역 도처의 지정된 위치에 지리적으로 분포된 복수의 상호접속된 기지국들, 즉 베이스 노드들을 포함한다. 각 베이스 노드는, 수신가능 영역에 위치한 무선 전화기와 같은 모바일 사용자 노드들과 무선 주파수(RF) 통신 신호와 같은 전자기 신호를 송수신할 수 있는 하나 이상의 트랜시버(transceiver)를 포함한다. 예를 들어, 이러한 통신 신호는 원하는 변조 기술에 따라 변조되어 데이터 패킷으로 송신되는 음성 데이터를 포함한다. 당업자라면 알 수 있듯이, 네트워크 노드들은 시분할 다중 접속(TDMA) 포맷, 코드분할 다중 접속(CDMA) 포맷, 또는 주파수분할 다중 접속(FDMA) 포맷과 같은 다중화된 포맷으로 데이터 패킷 통신을 송수신하며, 이를 통해 제1 노드에 위치한 하나의 트랜시버가 자신의 수신 가능 영역에 있는 여러 다른 노드들과 동시에 통신할 수 있다.
최근에, "애드혹(ad-hoc)" 네트워크로 알려진 모바일 통신 네트워크 유형이 개발되었다. 이 유형의 네트워크에서, 각 모바일 노드는 다른 모바일 노드들에 대해 기지국 또는 라우터로 동작할 수 있고, 따라서 기지국이 고정되는 기반구조가 필요없다. 보다 복잡한 애드혹 네트워크가 또한 계속 개발되고 있는데, 이는 기존 애드혹 네트워크에서처럼 모바일 노드들이 서로 통신할 수 있게 할 뿐만 아니라, 모바일 노드들이 고정된 네트워크에 액세스할 수 있도록 하여 다른 모바일 노드들, 이를테면 일반 교환 전화 네트워크(public switched telephone network; PSTN) 상의 노드들 및 인터넷과 같은 다른 네트워크 상의 노드들과 통신할 수 있도록 한다. 이 향상된 유형의 애드혹 네트워크에 대한 자세한 내용은 2006년 7월 4일 특허결정된 미국 특허 제7,072,650호 "PSTN 및 셀룰라 네트워크에 인터페이스된 애드혹 피어투피어 모바일 무선 액세스 시스템(Ad Hoc Peer-to-Peer Mobile Radio Access System Interfaced to the PSTN and Cellular Networks)", 2004년 10월 19일 특허결정된 미국 특허 제6,807,165호 "별개의 예약 채널로 공유 병렬 데이터 채널들로의 조정 채널 액세스를 가지는 애드혹, 피어투피어 무선 네트워크에 대한 시분할 프로토콜(Time Division Protocol for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer Radio Network Having Coordinating Channel Access to Shared Parallel Data Channels with Separate Reservation Channel)", 및 2005년 3월 29일 특허결정된 미국 특허 제6,873,839호 "애드혹, 피어투피어, 모바일 무선 액세스 시스템에 대한 우선 라우팅(Prioritized-Routing for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer, Mobile Radio Access System)"에 기술되어 있고, 이들의 전체 내용은 본 명세서에서 참조로 인용된다.
모바일 애드혹 네트워크(MANET)를 위해 IETF에 의해 고려되고 있는 두 가지 라우팅 프로토콜은 예컨대, Charles E. Perkins, Elizabeth M. Belding-Royer 및 Samir Das에 의해 출간된 2003년 7월 IETF Experimental RFC의 "애드혹 온 디맨드 거리 벡터 라우팅(Ad Hoc On Demand Distance Vector (AODV) Routing)."에 기재된 애드혹 온-디맨드 거리 벡터(AODV) 라우팅 프로토콜, 및 David B. Johnson, David A. Maltz and Yih-Chun Hu에 의해 출간된 2004년 7월 IETF Internet draft의 "모바일 애드혹 네트워크를 위한 동적 소스 라우팅 프로토콜(The Dynamic Source Routing Protocol for Mobile Ad Hoc Networks(DSR))"에 기재된 동적 소스 라우팅(DSR) 프로토콜이고, 이들의 전체는 본 명세서에서 참조로 인용된다.
당업자라면 알 수 있듯이, 온-디맨드 라우팅 프로토콜은 소스 노드, 즉, 데이터 패킷을 송신하려고 하는 노드가 원하는 경우에만 경로를 만든다. 노드가 목적지로의 경로를 필요로 하는 경우, 노드는 경로 찾기 프로세스를 네트워크 내에서 개시한다. 이 프로세스는 경로가 발견되거나 모든 가능한 경로 순열(route permutations)이 조사되면 완료된다. 경로가 일단 구축되면, 구축된 경로는 해당 소스로부터 해당 목적지까지의 모든 경로가 액세스 불가능하거나 또는 구축된 경로를 더 이상 필요로 하지 않을 때까지 소정 형태의 경로 유지 절차에 의해 유지된다.
상기 언급된 Perkins의 간행물에 기술된 바와 같이, 이 온-디맨드 라우팅 프로토콜을 따르는 노드는 다음의 경우에 경로 오류(Route Error: RERR)라고 불리는 특수 메시지를 위한 처리를 시작한다: 노드가 데이터를 송신하는 동안 자신의 라우팅 테이블 내의 활성 경로의 다음 홉(next hop)에 대해 링크 중단(link break)을 탐지한 경우(경로 복구를 시도해도 성공적이지 못한 경우), 또는 활성 경로를 가지지 않는 노드를 목적지로 하는 데이터 패킷을 가지고 (로컬 복구를 이용해도) 복구할 수 없는 경우, 또는 노드가 하나 이상의 활성 경로에 대해 인접부(neighbor)로부터 RERR을 수신하는 경우. 요약하면, 경로 오류 메시지는 다음 홉으로의 링크가 이용가능 하지 않다는 것을 노드가 확신하는 경우에만 보내진다.
Perkins 등의 간행물에 기술된 바와 같이, 링크 접속도(connectivity)(또는 손상(breakage))를 검출하기 위해, 노드는 다음의 기술들 중 하나를 사용할 수 있다. 패킷이 다음 활성 홉으로 송신되는 때마다, IEEE 802.11에 의해 제공되는 임의의 적합한 링크 계층 통지(link layer notification)가 접속도를 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 재송신을 최대 횟수만큼 시도하였음에도 불구하고 링크 레이어 ACK가 없거나 또는 RTS를 보낸 후, CTS 획득에 실패하면, 이 다음 활성 홉으로의 링크의 손실을 표시한다. 만약 레이어-2 통지가 사용가능하지 않다면, 다음 홉이 패킷을 재전송(forward)하는 것으로 예상되는 경우 이 다음 홉에 의한 송신 시도를 위한 채널에 귀기울임으로써, 수동 응답(passive acknowledgment)을 사용하여야만 한다. 만약 송신이 NEXT_HOP_WAIT 밀리초 내에 검출되지 않거나 다음 홉이 목적지인 경우라면(따라서 패킷을 재전송(forward)할 것이 예상되지 않는다면), 접속도를 결정하기 위해 다음의 방법들 중 하나가 사용되어야 한다: 다음 홉으로부터 (헬로우(Hello) 메시지를 포함하는) 임의의 패킷을 받는 방법; 다음 홉으로의 경로를 요구하는 다음 홉으로의 경로 요구(RREQ) 유니캐스트(unicast); 또는 다음 홉으로 인터넷 제어 메시지 프로토콜(Internet Control Message Protocol: ICMP) 에코 요구(Echo Request) 메시지 유니캐스트.
이러한 기술들은 어느정도 적절한 면은 있으나, 링크 접속도를 검출하는 능력을 저해하는 몇몇 문제점은 여전히 존재한다. 예를 들어, 패킷 송신이 노드의 이동이나 또는 링크의 손상 때문이 아닌 정체(congestion) 때문에 실패할 수 있는데도, 이러한 기술들은 링크의 손상 때문에 패킷 송신이 실패했다고 잘못 표시할 수 있다. 이러한 경우 경로 오류 메시지의 송신은 일부 노드들에 의해 유지되는 해당 문제시된 노드로의 경로를 삭제할 것이고, 따라서 이 문제시된 노드로 패킷을 보내고자 하는 노드들로 하여금 대역폭 소비성(bandwidth-expensive)의 경로 찾기 프로세스를 재개하게끔 강요하게 된다. 두 번째로, 링크 계층은 여러 번 재시도에서 패킷을 송신하는데 실패한 후에야 상위 계층에 실패를 알릴 것이고, 이는 상당한 시간 차이를 두고 이루어질 수 있어서, 상위 계층이 반응하도록 하는 데까지 상당한 딜레이가 생길 것이다.
상기 논의된 수동 응답 기술에도 일정한 문제점이 있다. 즉, 수동 응답은 잘못된 경보를 할 확률은 매우 낮지만, 경보 프로세스와 관련된 매우 긴 딜레이를 가진다. 예를 들어, 링크 중단이 선언되기 전에 미스될(missed) 필요가 있는 헬로우의 개수는 무선 채널의 낮은 브로드캐스트 신뢰도(broadcast reliability) 때문에 n이상의 차수가 될 필요가 있고, 여기서 n은 5 또는 10정도가 되거나 그 이상이 될 수 있다. 또한, 링크 계층 통지 및 수동 응답 기술에서, 경로를 복구하거나 다른 경로를 찾는 임의의 시도는, 데이터 패킷을 보내려고 하는 노드가 링크 내에 중단이 존재한다고 판단한 후에서야 비로소 개시될 것이다. 따라서, 이 두 기술은 "접속 후 단절(make before break)" 메커니즘을 수행하지 않는다.
상기 논의된 온-디맨드 프로토콜과 관련된 또 다른 문제는 경로를 찾는 부담을 줄이는데 사용하는 최적화 기술이다. 최적화 기술은 상기 인용된 Perkins 등의 출판물에서 기술된 바와 같이 브로드캐스트 RREQ가 이동할 수 있는 홉의 개수가 제어되는 "확장 링 서치(expanding ring search)"로 일반적으로 알려져 있다. 특히, 불필요하게 RREQ를 네트워크 전체에 퍼뜨리는 것을 막기 위해, 발신측 노드(originating node)는 확장 링 서치 기술을 사용해야 한다. 확장 링 서치에서, 발신측 노드는 최초로 RREQ 패킷 IP 헤더 안의 TTL=TTL_START의 타임 투 리브(Time to Live: TTL) 값을 사용하고, 경로 응답(route reply: RREP)을 수신하기 위한 타임아웃을 RING_TRAVERSAL_TIME 밀리초로 설정한다. RING_TRAVERSAL_TIME을 계산하는데 사용되는 TTL_VALUE는 IP 헤더 내의 TTL 필드의 값과 동일하도록 설정된다. 대응하는 RREP 없이 RREQ가 끝나면(time out), 발신자(orginator)는 TTL_INCREMENT에 의해 증가된 TTL을 가지고 다시 RREQ를 브로드캐스트한다. 이는 RREQ 내의 TTL 세트가 TTL_THRESHOLD에 도달할 때까지 계속되고, 그 이후에는 TTL=NET_DIAMETER이 각 시도에 대해 사용된다. 각 시도에서, RREP를 수신하기 위한 타임아웃은 RING_TRAVERSAL_TIME이다. 모든 재시도가 전체 애드혹 네트워크를 횡단하는 것이 요구되는 경우, 이는 TTL_START 및 TTL_INCREMET 모두를 NET_DIAMETER와 동일한 값으로 구성함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 이 최적화(확장 링 서치 기술)는 도 1에 나타난 네트워크 예에 의해 설명되는 문제를 가져올 수 있다.
구체적으로, 도 1에 나타난 바와 같이, 원은 노드를 나타내고 점선 또는 직선은 노드들간의 무선 링크를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 노드 B 및 E 사이의 것을 제외한 (존재하는) 모든 링크들은 양호하다. 노드들은 서로 경로를 가지지 않는 것을 가정한다. 이 예에서, 만약 노드 A가 노드 E와 통신하기를 원하고 상기 기술된 바와 같이 확장 링 서치를 사용한다면, 노드 A는 TTL=1로 시작할 것이다. 그러므로, 최초의 RREQ는 노드 B 및 C에서 수신될 것이다. 이 노드들이 노드 E로의 경로를 모른다고 가정하면, 이들은 프로토콜에 의해 요구되는 처리를 한 후에 RREQ를 단순히 버릴것이다. 최초에 사용되는 TTL은 1이기 때문에, RREQ 패킷은 전달(forward)되지 않을 것이다. 타임아웃 기간 후에, 노드 A는 이 경우 2가 되는 증가된 TTL(새로운 TTL은 기존 TTL의 2배)을 가진 RREQ를 다시 보낼 것이다. 이 때도 역시 RREQ는 우선 노드 B 및 C에서 수신될 것이다. 이번에는 TTL 값이 2이기 때문에, RREQ는 이들 노드에 의해 전달(forward)될 것이다. 노드 C에 의해 전달되는 RREQ는 노드 A 및 D서에 수신된다. 노드 A는 자신이 RREQ의 소스이기 때문에 이 메시지를 무시하고 노드 D는 프로토콜에 정의된 대로 라우팅 테이블을 업데이트 한 후 이를 버린다. 노드 D는 (E로의 경로를 가지지 않기 때문에) RREQ에 응답할 수도 없고, (TTL이 2로 설정되어 있고 이미 두 홉을 이동했기 때문에) RREQ를 전달할 수도 없으므로 해당 RREQ를 버리게 된다. 노드 B에 의해 전달된 RREQ는 노드 A 및 E에 의해 수신된다. 노드 A는 자신이 RREQ의 소스이기 때문에 메시지를 무시한다.
노드 B 및 E 사이의 링크가 "불량(bad)"인 경우라도 MAC 계층에 의한 반복되는 재시도 및 무선 채널의 특성상 작은 패킷은 여전히 보내질 수 있다. 노드 E가 RREQ를 수신한 경우, 자신이 RREQ 패킷에서 지정된 목적지이기 때문에 즉시 RREP로 응답한다. 이 경우, 노드 A는 자신의 타이머의 경과 전에 이 RREP를 수신해야만 하고, 그래야 더 큰 TTL 값을 가진 새로운 RREQ를 발생시키지 않을 것이다. 따라서, 노드 A는 B를 경유하여 E로 향하는 경로를 선택하고, 노드 C 및 D를 통과하는 경로는 연산되지 않는다. 이 특정 케이스에서, 노드 C 및 D를 통과하는 경로는 링크가 더 좋기 때문에 최적이 될 수 있다. 반면, B 및 E 사이의 링크는 불량이어서 큰 데이터 패킷은 통과하지 못할 수 있고 따라서 유용한 경로가 되지 못할 수 있다. 만일 이러한 경우에 노드 B가 데이터 패킷을 성공적으로 보낼 수 없다면, 노드 B는 노드 E에 대한 경로 오류를 A에 보낼 것이다. 노드 A는 경로 찾기 프로세스를 다시 시작할 것이고 상기 설명된 이유 때문에 동일한 경로를 다시 얻게 된다. 그러므로, 최적의 경로는 결코 찾을 수 없고 반복되는 경로 찾기에 의해 네트워크 대역폭이 낭비된다.
온-디맨드 라우팅 프로토콜의 또 다른 문제점은 즉석으로 경로들을 찾는 특성이다. 온-디맨드 라우팅 프로토콜은 필요한 경로를 찾고 현재 경로가 중단되지 않는 한 대안 경로를 찾으려고 하지 않는다. 최초에 찾은 경로는 (사용되는 메트릭에 기초하여) 특정 시간에서 최적의 경로가 될 수 있지만, 시간이 지남에 따라 노드 이동성(mobility), 정체 등으로 인해 최적의 경로가 되지 못할 수 있다. 그러므로, 이 특성은 비효율적인 경로를 유발할 수 있고 네트워크 자원의 충분한 활용을 가져다주지 못한다.
따라서, 상기 기술된 종래 기술과 관련된 문제점을 가지지 않고 무선 통신 네트워크에서 최적 경로를 찾을 수 있는 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명의 여러 목적, 장점 및 신규성은 첨부된 도면과 함께 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다. 도면에서:
도 1은 무선 모바일 통신 네트워크에서 노드들 간의 경로들을 찾기 위한 확장 링 서치 기술을 수행하는 때에 발생하는 문제의 예를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 및 방법을 이용하는 복수의 노드들을 포함하는 애드혹 무선 통신 네트워크 예의 블록 다이어그램.
도 3은 도 2에 표시된 네트워크에서 이용되는 모바일 노드의 예를 도시한 블록 다이어그램.
본 발명의 일 실시예는 무선 애드혹 피어투피어 네트워크와 같은 무선 통신 네트워크에서 노드들 간의 경로를 결정하는 방법 및 노드 자신과 다른 노드 사이의 경로를 결정하도록 동작할 수 있는 노드를 제공함으로써 상기 단점들을 해결할 수 있다. 동작들은, 네트워크의 노드들 중 하나와 네트워크의 다른 노드들 간의 복수의 링크들 각각에 대한 링크 신뢰도 값을 유지하는 단계, 각 링크 신뢰도 값을 임계값과 비교하는 단계, 및 링크가 실패되기 전에 자신의 링크 신뢰도 값이 임계값에 미치지 못하는 링크들 중 임의를 식별하는 경로 경고 메시지를 발하도록 노드를 제어하는 단계를 포함한다. 각 링크 신뢰도 값은 각 링크들의 품질에 영향을 주는 조건들에 기초하여 각 링크들에 대해 업데이트 될 수 있다.
이 노드는 링크 신뢰도 값이 임계값에 미치지 못하는 링크를 대체할 다른 링크를 찾는 경로 찾기 프로세스를 수행하도록 제어될 수 있고, 이 프로세스는, 이 노드가 보내려고 하는 패킷이 어드레스되는 목적지 노드 및 이 노드 사이의 경로 내의 링크들에 대한 누적 경로 메트릭와 이 노드와 목적지 노드 사이의 홉들의 개수의 비율을 나타내는 메트릭-퍼-홉 값, 노드에 인접하는 노드들의 개수 및 노드의 이동성에 기초하여 결정되는 주기적인 간격으로 반복될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 무선 애드혹 피어투피어 네트워크와 같은 무선 통신 네트워크에서 노드들 간의 경로를 결정하는 방법 및 노드 자신과 다른 노드 사이의 경로를 결정하도록 동작할 수 있는 노드를 제공함으로써 상기 단점들을 해결할 수 있다. 이 동작은, 패킷이 어드레스되는 목적지 노드 및 패킷을 보내려고 하는 소스 노드 사이의 경로에 대한 누적 경로 메트릭과 소스 및 목적지 노드들 사이의 홉들 개수의 비율을 나타내는 메트릭-퍼-홉 값을 유지하는 단계, 메트릭-퍼-홉 값을 적어도 하나의 임계값과 비교하는 단계, 및 메트릭-퍼-홉 값이 임계값에 미치지 못하는 경로의 링크를 대체할 또 다른 링크를 찾는 경로 찾기 프로세스를 수행하기 위해 소스 노드를 제어하는 단계를 포함한다. 메트릭-퍼-홉 값은 경로의 링크 품질에 영향을 주는 조건에 기초하여 업데이트 될 수 있다. 소스 노드는 경로 내의 홉들의 개수에, 경로 내의 홉들의 개수, 경로의 라우팅 메트릭 및/또는 상수의 함수가 될 수 있는 인자를 더한 값인 타임-투-리브 값을 이용하여 경로 찾기 프로세스를 수행할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예는 경로 수렴 시간을 감소시키고, 최적 경로들을 찾기 위한 효과적이고 효율적인 방법을 제공하며, 처리량, 딜레이, 패킷 완료율 등에 관한 네트워크의 전반적인 성능을 향상시킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 이용하는 애드혹(ad-hoc) 패킷 교환 무선 통신 네트워크(100)의 예를 도시한 블록 다이어그램이다. 특히, 네트워크(100)는 (일반적으로 노드(102) 또는 모바일 노드(102)로 언급되는) 복수의 모바일 무선 사용자 터미널(102-1에서 102-n)을 포함하고, 또한 반드시 필수적인 것은 아니지만 노드(102)에 고정 네트워크(fixed network, 104)로의 액세스를 제공하기 위한 복수의 액세스 포인트(106-1, 106-2,...106-n)(일반적으로 노드(106) 또는 액세스 포인트(106)로 언급됨)를 가지는 고정 네트워크(104)를 포함할 수 있다. 고정 네트워크(104)는 네트워크 노드들에게 다른 네트워크, 이를 테면 다른 애드혹 네트워크, 일반 교환 전화 네트워크(public switched telephone network; PSTN) 및 인터넷으로의 액세스를 제공하기 위해, 예컨대 코어 로컬 액세스 네트워크(LAN), 복수의 서버 및 게이트웨이 라우터를 포함할 수 있다. 네트워크(100)는 다른 노드들(102, 106 또는 107) 사이의 데이터 패킷을 라우팅하기 위해 (일반적으로 노드(107) 또는 고정 라우터(107)로 언급되는) 복수의 고정 라우터(107-1 내지 107-n)를 더 포함할 수 있다. 상기 노드들은 집합적으로 "노드들(102, 106 및 107)", 또는 단순히 "노드들"로 언급될 수 있다.
당업자라면 알 수 있듯이, 상기 참조된 미국 특허 제7,072,650호, 제6,807,165호 및 제6,873,839호에서 기술된 바와 같이, 노드들(102, 106 및 107)은 서로 직접 통신하거나 노드들 간에 보내진 패킷들에 대한 하나의 라우터 또는 라우터들로 동작하는 하나 이상의 다른 노드(102, 106 또는 107)를 통해 통신할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 노드(102, 106 및 107)는 안테나(110)에 결합된 트랜시버(transceiver) 또는 모뎀(108)을 포함하고, 이를 통해 제어기(112)의 제어에 따라 패킷화된(packetized) 신호와 같은 신호를 노드(102, 106 또는 107)간에 송수신할 수 있다. 패킷화된 데이터 신호는 예컨대, 음성, 데이터 또는 멀티미디어 정보 및 패킷화된 제어 신호를 포함할 수 있고, 노드 업데이트 정보를 포함한다.
각 노드(102, 106 및 107)는 네트워크(100) 상의 자신 및 다른 노드에 관한 라우팅 정보를 저장할 수 있는 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 메모리(114)를 더 포함한다. 도 3에 더 나타난 바와 같이, 특정 노드, 특히 모바일 노드(102)는, 노트북 컴퓨터 터미널, 모바일 텔레폰 유닛, 모바일 데이터 유닛, 또는 임의의 다른 적합한 장치와 같은 임의 개수의 장치로 구성될 수 있는 호스트(116)를 포함할 수 있다. 각 노드(102, 106 및 107)는 당업자라면 그 목적을 쉽게 알 수 있는 인터넷 프로토콜(IP), 주소 결정 프로토콜(Address Resolution Protocol; ARP) 및 적응형 전송 프로토콜(Adaptive Transmission Protocol; ATP)을 수행하기 위한 적절한 하드웨어 및 소프트웨어를 또한 포함한다. 전송 제어 프로토콜(transmission control protocol; TCP) 및 사용자 데이터그램 프로토콜(user datagram protocol; UDP)을 수행하기 위한 적절한 하드웨어 및 소프트웨어가 또한 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 라우팅 기술이 설명될 것이다. 이 기술은 상기 배경기술 부분에서 논의된 온-디맨드(On-Demand) 프로토콜과 같은 종래 기술과 관련된 문제를 해결한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 한 기술은 ATP 모듈에 의해 제공되는 링크 신뢰도(link reliability) 값을 이용한다. 링크 신뢰도는 신호 세기, 패킷 완료율, 데이터 속도, 배터리 파워, 정체(congestion) 등을 나타낼 수 있다. 링크 신뢰도는 2004년 6월 7일 출원되고, 2004년 9월에 공포된 Avinash Joshi 및 Guenael T. Strutt의 미국 특허출원 공보 제20040246935호 "무선 네트워크에서 링크의 품질을 특징지우는 시스템 및 방법(System and Method for Characterizing the Quality of a Link in a Wireless Network)", 2002년 5월 31일 출원되고 2002년 12월 19일에 공포된 Eric A. Whitehill 등의 미국 특허 출원 공보 제20020191573호 "소프트웨어 아키텍쳐 프로토콜 스택의 인터넷 프로토콜 라우팅 하의 임베디드 라우팅 알고리즘(Embedded Routing Algorithms Under the Internet Protocol Routing Layer of a Software Architecture Protocol Stack)", 및 2002년 3월 15일 출원되고 2003년 10월 9일에 공포된 John Belcea의 미국 특허 출원 공보 제20030189906호 "애드혹 통신 네트워크에서 전송 전력 및 데이터 속도를 적합하게 제어하기 위한 시스템 및 방법(System and Method for Providing Adaptive Control of Transmit Power and Data Rate in an Ad-Hoc Communication Network)"에 기술된 바와 같이 다양한 방법으로 결정될 수 있고, 상기 특허출원 각각의 전체 내용은 본 명세서에서 참조로 인용된다.
이 링크 신뢰도 값은 인접부 노드(102, 106 또는 107)로부터의 패킷 수신 또는 패킷 수신 없이 ATP 모듈에 의해 일정하게 업데이트된다. 이 값들은 0에서부터 255(8비트 값)로 인덱스될(indexed) 수 있고 표 1에 표시된 바와 같이 다음의 의미를 가질 수 있다.
링크 신뢰도 및 품질에 대한 ATP 인덱스 값
ATP 인덱스 링크 신뢰도 품질
0-50 0-20% 매우 불량
50-100 20-40% 불량
100-150 40-60% 불충분함
150-200 60-80% 받아들일 수 있음
200-255 80-100% 양호
표 1에 따라, 소정의 인접부 노드(102, 106 또는 107)에 대한 ATP 인덱스 값이 50 아래로 떨어질 때, 링크는 매우 불량이 되고 이 링크가 여전히 데이터 패킷을 보내는데 계속 사용된다면 심각한 패킷 손실이 예상된다. 상기 논의된 바와 같이, 현재의 온-디맨드 라우팅 프로토콜은 링크 중단이 일어날 때까지는 반응조차 하지 않는다. 이런 종류의 패킷 손실을 막기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이 기술은 노드가, 일정 경로 내의 다음 홉(hop)으로 사용되는 다른 노드 및 자신 노드 사이의 링크에 대한 ATP 인덱스가 일정 임계값(threshold) 아래로 떨어지자마자 경로 경고 메시지(Route Warning Message)를 발하도록 지정한다. 경로 경고 메시지는 표준 온-디맨드 프로토콜의 경로 오류 메시지(Route Error Message)와 유사하게 보내지고 재전달(forward)되며, 링크의 예상되는 중단으로 인해 손실될 목적지(또는 목적지들의 목록)를 가진다. 그러나 이 메시지의 처리는 다르게 이루어진다. 단순히 문제되는 경로를 삭제하는 대신에, 경로 경고 메시지를 수신한 노드는 현재 경로를 유지하면서 문제되는 목적지로 소정의 데이터를 공급(sourcing)하고 있을 경우 새로운 경로 찾기 프로세스를 개시한다. 이 경로 찾기 프로세스는 현재 경로의 중단 전에 목적지로의 대안 경로를 연산해야 하고 따라서 "접속 후 단절(make before break)" 메커니즘을 제공하는데, 즉, 이는 반응 라우팅 프로토콜이 사전행동(proactiveness)할 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예는 도 2에 표시된 네트워크 예를 사용하여 설명될 수 있다. 이 예에서, 네트워크 노드(102-1)가 노드(107-1)를 목적지 노드(106-1)에 도달하기 위한 다음 홉으로 사용한다고 가정하자. 구체적으로, 이 노드가 경로 102-1-107-1-102-2-107-2-106-1을 이용, 즉, 목적지 노드(106-1)에 도달하기 위해 4개의 홉 경로를 이용한다고 하자. 이제 만약 노드(107-2)에 대한 노드(102-2)에서의 ATP 인덱스가 임계값(150) 아래로 떨어지면, 노드(102-2)는 경로 경고 메시지를 문제되는 노드의 선구 목록(precursor list)에 전송할 것이다. 이 경우에, 경로 경고 메시지는 노드(107-1)로 보내질 것이다. 노드(107-1)는 어떠한 패킷도 목적지(106-1)에 공급(sourcing)하고 있지 않기 때문에, 노드(107-1)은 단지 이 경로 경고 메시지를 노드(102-1)에 전달할 것이다. 노드(102-1)는 노드(106-1)로의 트래픽(traffic)을 공급(sourcing)하고 있기 때문에, 노드(102-1)는 목적지(106-1)로의 대안 경로를 찾기 위해 경로 찾기 프로세스를 재개시할 것이다. 이 경로 찾기 프로세스는 목적지로의 현재 홉 개수에 X를 더한 값을 TTL로 사용해야 하고, 여기서 X는 현재 경로의 홉의 개수, 현재 경로의 라우팅 메트릭(metrics), 인접부의 개수, 소정의 상수, 또는 이들 전체의 조합의 함수가 될 수 있다. 이 경로 찾기 프로세스는 현재 경로를 중단하기 전에 목적지로의 (예컨대, 이 경우 노드(102-3)를 통과하는) 대안 경로의 연산을 끝내야 하고 따라서 "접속 후 단절(make before break)" 메커니즘을 제공하는데, 즉, 이는 반응 라우팅 프로토콜이 사전행동(proactiveness)할 수 있게 한다.
경로 경고 메시지는, Avinash Joshi에 의해 출판된 신시내티 공과대학, 석사학위 논문 "모바일 애드혹 네트워크에서 부하 밸런싱, 큐잉 및 스케쥴링 메커니즘(Load Balancing, Queueing and Scheduling Mechanisms in Mobile ad hoc Networks)" : 컴퓨터 과학 및 공학, 2001년에서 기술된 바와 같이 네트워크 상의 정체에 대해 경고하는데 사용되어 왔고, Nishant Gupta에 의해 출판된 신시내티 공과대학 석사학위 논문 "애드혹 네트워크에서 자원 관리(Resource Management in ad hoc Networks" : 컴퓨터 과학 및 공학, 2001년에서 기술된 바와 같이 노드의 낮은 배터리 파워에 대하여 경고하는데 사용되어 왔다. 위 두 문서는 본 명세서에서 참조로 인용된다. 그러나, 이 문서들은 경로 경고 메시지가 링크에 결함이 있다는 경보를 제공하는데 사용될 수 있는 점에 대해 기술하지 않는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기술은 상기 배경기술 부분에서 설명된 바와 같이 확장 링 서치(expanding ring search) 때문에 기인한 비-최적 경로의 생성에 관한 문제를 해결한다. 이 실시예는 또한 "접속 후 단절(make before break)" 메커니즘을 제공하는 또 다른 방법을 제공한다. 구체적으로, 확장 링 서치 때문에 기인한 문제를 피하기 위해, 소스 노드(예컨대, 노드(102-1))의 제어기(112)는 전체 경로의 품질을 결정하기 위해 "메트릭-퍼-홉(Metric-per-Hop)"으로 불리우는 값을 연산하고 아래 기술된 바와 같이 행동을 취한다. "메트릭-퍼-홉(Metric-per-Hop)"은 단순히 소스 노드(예컨대, 노드 102-1) 및 목적지 노드(예컨대, 106-1) 사이의 누적 경로 메트릭(cumulative route metric)과 이 노드들 간의 홉의 개수의 비율이다. 경로 메트릭은, 본 명세서에서 전체 내용이 참조로 인용된, 2007년 10월 9일 특허결정된 미국 특허 제7,280, 483호 "소스와 목적지 사이의 최적 경로를 찾음으로써 무선 통신 네트워크의 네트워크 성능을 향상시키는 시스템 및 방법(System and Method to Improve the Network Performance of a Wireless Communication Network by Finding an Optimal Route Between a Source and a Destination)"에서 설명된 바와 같이 계산된다. 임의의 경로와 관련된 메트릭은 시간에 따라 변할 수 있기 때문에, 메트릭은 소스와 목적지 사이를 흐르는 각 데이터 패킷과 함께 보내져야 한다. 이 메트릭은 데이터 패킷의 일부 헤더에 저장될 수 있고, 상기 인용된 미국 특허 제7,280,483호에서 경로 메트릭이 라우팅 패킷에서 업데이트되는 방식과 유사하게 다른 홉들을 통해 횡단함에 따라 업데이트될 수 있다.
경로 102-1-107-1-102-2-107-2-106-1에 대한 "메트릭-퍼-홉(Metric-per-Hop)" 값은 특정 동작을 수행하기 위해 도 2의 소스 노드(102-1)에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 만약 메트릭-퍼-홉이 링크_품질_임계값(LINK_QUALITY_THRESHOLD)보다 더 크면, 소스 노드(102-1)는 자신과 목적지 사이의 일부 링크(또는 링크들), 이 예에서는, 노드 102-2 및 107-2 사이의 링크가 불량이라고 (약간의 오류 가능성을 가지고) 결정할 수 있다. 그후 소스 노드(102-1)는 현재 사용 중인 경로 내의 홉의 개수에 X를 더한 값의 TTL을 가지고 경로 찾기 프로세스를 재시작할 수 있으며, 여기서 X는 현재 경로의 홉의 개수, 현재 경로의 라우팅 메트릭, 인접부의 개수, 소정의 상수, 또는 이들 전체의 조합의 함수가 될 수 있다. 이 경로 찾기 프로세스는 목적지로의 대안 경로(예컨대, 이 경우 노드(102-3)를 통하는 경로)를 연산을 해야 한다. "메트릭-퍼-홉(Metric-per-Hop)"값은 QoS 관리 역시 사용될 수 있다. 예를 들어 일부 어플리케이션에 의해 발생된 패킷은 현재의 "메트릭-퍼-홉(Metric-per-Hop)"에 따라 받아들여지거나 또는 거절될 수 있다.
따라서, 도 1에 도시된 예에 대하여, 노드 A가 목적지 E로의 경로에 대한 메트릭-퍼-홉을 연산할 때, 노드 A는 이 메트릭-퍼-홉이 LINK_QUALITY_THRESHOLD보다 더 크고 따라서 자신과 노드 E 사이의 경로에서 일부 링크(또는 링크들)가 불량이라는 것을 알 수 있다. 상기 배경기술 부분에서 논의된 바와 같이, 이 예에서, 노드 B 및 노드 E 사이의 링크가 불량이다. 따라서, 노드 A는 TTL = 2 + X로 RREQ를 가지고 재전송할 것이고, 여기서 X는 현재 경로의 홉의 개수, 현재 경로의 라우팅 메트릭, 인접부의 개수, 소정의 상수, 또는 이들 전체의 조합의 함수가 될 수 있다. X가 단지 현재 홉의 개수의 함수로서 홉의 현재 개수의 0.5배에 해당하는 값이라면, 새로운 TTL은 3이 될 것이다. 이 값은 RREQ가 노드 D에 의해 전달되어 노드 E로 수신될 수 있도록 할 것이다. 이것은 또한 최적 경로 A-C-D-E가 형성되도록 하고, 따라서 상기 배경기술 부분에서 논의된 종래 프로토콜과 관련된 문제를 효과적으로 해결한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기술은 최상의 경로가 소스 노드 및 목적지 노드 사이에서 항상 유지되도록 하고 상기 배경기술 부분에서 설명된 관련 문제를 피할 수 있도록 한다. 이 기술에 따르면, 경로 찾기 프로세스를 단순히 한 번 수행하는 것이 아니라, 소스 노드(예컨대, 노드(102-1))가 주기적인 비율(periodic rate)로 경로 찾기 프로세스를 반복한다. 주기적인 비율은 인접 노드의 개수, 노드 자신 및/또는 자신의 인접 노드의 이동성, 상기 기술된 메트릭-퍼-홉, 또는 임의의 다른 적합한 수단과 같은 인자(factor)들의 수에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 주기적인 비율은, 노드(102-1)가 이동성(mobile)이면 높아야 하는데, 만약 고속도로 속력으로 움직이는 차 안에서와 같이 매우 이동성을 갖는 경우라면, 이동성 크기가 너무 커서 노드가 지나치게 잦은 비율로 경로 찾기 프로세스를 수행하게 되기 때문에 이 기술을 사용하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
그러나, 이 기술은 정적이거나 상대적으로 이동성이 작은 네트워크에서 우수한 결과를 가져온다. 이 기술에 따르면, 초기 경로 찾기 프로세스를 완료한 후에, 소스 노드(예컨대, 노드(102-1))는 경로 요구 패킷(Route Request Packet)을 주기적인 비율로 재발송한다. RREQ 패킷은 한 주기에서 한 번 보내지고 확장 링 서치 방법은 사용되지 않는다. RREQ 패킷은 현재 사용 중인 경로의 홉의 개수에 X를 더한 값의 TTL로 함께 보내지는데, 여기서 X는 현재 경로의 홉의 개수, 현재 경로의 라우팅 메트릭, 인접부의 개수, 소정의 상수, 또는 이들 전체의 조합의 함수가 될 수 있다. 특수 비트 "P"가, 다른 노드들(102, 106 및 107)로 하여금 주기적인 RREQ와 정규(regular) RREQ를 구별하도록 하기 위해 RREQ 패킷에 또한 삽입될 수 있다. 즉, "P" 비트는 RREQ가 주기적인 RREQ임을 알리도록 (예컨대, "1"로) 설정(set)된다.
다른 노드들(102, 106 또는 107)이 RREQ 패킷을 수신한 경우, 이들의 제어기(112)는 RREQ의 "P"비트를 체크한다. 만약 "P"비트가 설정된 것으로 탐지되면, 제어기(112)는 이 RREQ가 주기적인 RREQ이고, 더 나은 경로를 입수가능한지 알아보기 위해 소스 노드(102-1)에 의해 설정되었다는 것을 인식한다. 노드(102, 106 또는 107)이 이러한 RREQ를 수신한 경우, 이들 각 노드(102, 106 및 107)의 제어기(112)는 발신측(originating) 노드, 본 예에서는 소스 노드(102-1)로의 경로를 결정하기 위해 자신 노드의 각각의 라우팅 테이블을 체크한다. 소스 노드(102-1)로의 경로가 없다면, 예컨대 앞서 설명한 AODV 라우팅 프로토콜을 수행함으로써 새로운 경로가 만들어진다. 경로가 있다면, 제어기(112)는 패킷 내의 메트릭을 해당 노드의 라우팅 테이블 내의 메트릭과 대조한다. 만약 패킷 내의 메트릭이 더 좋다면, 즉, 라우팅 테이블 내의 현존하는 메트릭보다 낮다면, 라우팅 테이블은 업데이트되고 패킷은 AODV 기술에 따라 처리되며, 그렇지 않으면 패킷은 조용히 폐기된다. 여기서, RREQ 내에 운반되는 발신측 노드의 일렬 번호(sequence number)가 로컬 라우팅 테이블 내에 저장된 것보다 높더라도 패킷은 조용히 폐기되는 점에 유의해야 한다. 당업자라면 알 수 있듯이, 목적지 일렬 번호는 목적지에 의해 생성되어, 요청 노드(requesting node)로 보내지는 임의의 경로 정보와 함께 포함된다. 목적지 일렬 번호를 사용하면 루프 자유도(loop freedom)가 보장되고 간단히 프로그램할 수 있다. 목적지로의 두 경로들 사이에서 선택을 하는 경우, AODV 기술 하에서, 요청 노드는 가장 큰 일렬 번호를 가지는 것으로 선택하는 것이 요구된다.
따라서, 상기 논의된 패킷을 조용히 폐기하는 이 방법은, 메트릭이 더 불량이라 하더라도 RREQ 내에 운반되는 일렬 번호가 로컬 저장된 것보다 높으면 새로운 RREQ 패킷이 처리되고 경로가 업데이트되는 통상의 AODV 기술과는 다르다. 이 방법은 발신측 노드가 목적지로의 제1 경로를 구축하려고 하기보다는 목적지로의 더 나은 제2 경로를 찾으려고 하는 경우에 불안정한 경로 구축을 피할 수 있다. 그러므로, 이 주기적인 경로 찾기 기술은 가장 최적 경로가 항상 유지되도록 한다.
본 발명의 극히 일부 실시예만이 상기에서 자세히 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 이점 및 새로운 교시내용을 실질적으로 벗어나지 않으면서 실시예에 많은 변경을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 모든 변경은 다음의 청구항에서 정의된 본 발명의 범위 내에 포함되도록 해석된다.

Claims (47)

  1. 무선 통신 네트워크의 노드들 사이의 경로를 결정하는 방법으로서,
    상기 네트워크의 상기 노드들 중 하나와 상기 네트워크의 다른 노드들 사이의 복수의 링크들 각각에 대한 각 링크 신뢰도(link reliability) 값들을 유지하는 단계;
    상기 각 링크 신뢰도 값들을 임계값과 비교하는 단계;
    상기 링크가 실패되기(failed) 전에 각 링크 신뢰도 값들이 임계값에 미치지 못하는 임의의 링크들을 식별하는 경로 경고 메시지를 발하도록 상기 노드를 제어하는 단계;
    상기 경로 경고 메시지를 수신하고 상기 경로 경고 메시지에 의해 그 링크가 식별되는 목적지 노드로 데이터 패킷을 공급(sourcing)하고 있는 노드로 하여금, 상기 목적지 노드로의 또 다른 경로를 찾는 경로 찾기 프로세스(route discovery process)를 수행하도록 제어하는 단계; 및
    상기 경로 찾기 프로세스를 주기적인 간격으로 반복하는 단계
    를 포함하고,
    상기 노드가 매 주기적인 간격으로 상기 경로 찾기 프로세스를 수행할 때, 상기 노드는 상기 주기적인 경로 찾기 프로세스의 수행중에 보내지는 경로 요구 패킷과 정규 경로 요구(normal route request) 패킷을 구분하기 위해, 상기 경로 찾기 프로세스 동안 상기 노드가 보내는 상기 경로 요구 패킷 내에 주기적인 식별자(periodic identifier)를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크는 무선 애드혹 피어투피어 네트워크(wireless ad-hoc peer-to-peer network)이고,
    상기 각 링크 신뢰도 값들의 각각은 상기 무선 애드혹 피어투피어 네트워크 내의 두 노드들 사이의 각 링크의 품질을 나타내는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경로 찾기 프로세스는, 상기 경로 찾기 프로세스를 수행하는 노드와 상기 목적지 사이의 현재 경로 내의 현재 홉 카운트에, 상기 현재 경로 내의 홉들의 개수, 상기 현재 경로의 라우팅 메트릭(routing metric), 인접 노드의 개수 및 상수값 중 적어도 하나의 함수가 되는 인자를 더한 값을 타임 투 리브(time to live: TTL) 값으로 사용하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유지하는 단계는 상기 각 링크들의 품질에 영향을 주는 조건들에 기초하여 상기 각 링크들 각각에 대한 상기 각 링크 신뢰도 값들을 업데이트하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 무선 통신 네트워크 내에서 동작하는 노드로서,
    상기 네트워크의 상기 노드 및 다른 노드들 사이의 복수의 링크들 각각에 대한 각 링크 신뢰도 값을 유지하고, 상기 각 링크 신뢰도 값을 임계값과 비교하며, 상기 링크가 실패되기 전에 상기 각 링크 신뢰도 값이 상기 임계값에 미치지 못하는 임의의 상기 링크들을 식별하는 경로 경고 메시지를 상기 노드가 발하도록 동작하는 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 노드가 상기 각 링크 신뢰도 값이 상기 임계값에 미치지 못하는 링크를 대체할 또 다른 링크를 찾는 경로 찾기 프로세스를 수행하도록 제어하고,
    상기 제어기는, 상기 경로 찾기 프로세스를 주기적인 간격으로 반복하고,
    상기 노드가 매 주기적인 간격으로 상기 경로 찾기 프로세스를 수행할 때, 상기 노드는 상기 주기적인 경로 찾기 프로세스의 수행중에 보내지는 경로 요구 패킷과 정규 경로 요구(normal route request) 패킷을 구분하기 위해, 상기 경로 찾기 프로세스 동안 상기 노드가 보내는 상기 경로 요구 패킷 내에 주기적인 식별자(periodic identifier)를 포함하는 노드.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 네트워크는 무선 애드혹 피어투피어 네트워크이고;
    상기 각 링크 신뢰도 값들 각각은 상기 무선 애드혹 피어투피어 네트워크에서 상기 노드 및 상기 다른 노드들 간의 각 링크의 품질을 나타내는 노드.
  17. 삭제
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 각 링크들의 품질에 영향을 주는 조건들에 기초하여 상기 각 링크들에 대한 상기 각 링크 신뢰도 값을 업데이트하는 노드.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 제1항에 있어서,
    상기 주기적인 간격은, 상기 노드에 인접하는 노드들의 개수, 상기 노드의 이동성(mobility), 및 상기 노드가 보내려고 하는 패킷이 어드레스되는 목적지 노드 및 상기 노드 사이의 경로 내의 링크들에 대한 누적 경로 메트릭(cumulative route metrics)과, 상기 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 홉들의 개수의 비율을 나타내는 메트릭-퍼-홉 값(metric-per-hop value) 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 방법.
  33. 무선 통신 네트워크의 노드들 사이의 경로를 결정하는 방법으로서,
    상기 네트워크의 상기 노드들 중 하나와 상기 네트워크의 다른 노드들 사이의 복수의 링크들 각각에 대한 각 링크 신뢰도(link reliability) 값들을 유지하는 단계;
    상기 각 링크 신뢰도 값들을 임계값과 비교하는 단계; 및
    상기 링크가 실패되기(failed) 전에 각 링크 신뢰도 값들이 임계값에 미치지 못하는 임의의 링크들을 식별하는 경로 경고 메시지를 발하도록 상기 노드를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 링크 신뢰도 값은, 패킷을 보내려고 하는 소스 노드와 상기 패킷이 어드레스 되는 목적지 노드 사이의 경로에 대한 누적 경로 메트릭과, 상기 소스 및 목적지 노드들 사이의 홉들의 개수의 비율을 나타내는 메트릭-퍼-홉 값을 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 메트릭-퍼-홉 값과 적어도 하나의 임계값을 비교하는 단계; 및
    상기 메트릭-퍼-홉 값이 적어도 하나의 상기 임계값에 미치지 못하는 상기 경로 내의 링크를 대체할 또 다른 링크를 찾는 경로 찾기 프로세스를 수행하도록 상기 소스 노드를 제어하는 단계를 더 포함하는 경로 결정 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 유지하는 단계는, 상기 경로의 링크들의 품질에 영향을 주는 조건에 기초하여 상기 메트릭-퍼-홉 값을 업데이트하는 단계를 포함하는 경로 결정 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 소스 노드를 제어하는 단계는, 상기 경로 내의 홉 개수와 인자의 합과 동일한 타임 투 리브(time to live) 값을 이용하여 상기 경로 찾기 프로세스를 수행하도록 상기 소스 노드를 제어하는 경로 결정 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 인자는 상기 경로 내의 홉들의 개수, 상기 경로의 라우팅 메트릭 및 상수 중 적어도 하나의 함수인 경로 결정 방법.
  37. 제33항에 있어서,
    상기 소스 노드 및 상기 목적지 노드 사이를 흐르는 각 데이터 패킷과 함께 상기 경로 메트릭을 송신하도록 상기 소스 노드를 제어하는 단계를 더 포함하는 경로 결정 방법.
  38. 제33항에 있어서,
    상기 소스 노드로부터 상기 목적지 노드로 보내지는 데이터 패킷의 헤더에 상기 경로 메트릭을 저장하는 단계; 및
    상기 데이터 패킷이 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이를 이동하는 동안 다른 노드들을 통해 횡단할 때, 상기 경로 메트릭을 업데이트하는 단계를 더 포함하는 경로 결정 방법.
  39. 제15항에 있어서,
    상기 주기적인 간격은, 상기 노드에 인접하는 노드들의 개수, 상기 노드의 이동성(mobility), 및 상기 노드가 보내려고 하는 패킷이 어드레스되는 목적지 노드 및 상기 노드 사이의 경로 내의 링크들에 대한 누적 경로 메트릭(cumulative route metrics)과, 상기 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 홉들의 개수의 비율을 나타내는 메트릭-퍼-홉 값 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 노드.
  40. 무선 통신 네트워크 내에서 동작하는 노드로서,
    상기 네트워크의 상기 노드 및 다른 노드들 사이의 복수의 링크들 각각에 대한 각 링크 신뢰도 값을 유지하고, 상기 각 링크 신뢰도 값을 임계값과 비교하며, 상기 링크가 실패되기 전에 상기 각 링크 신뢰도 값이 상기 임계값에 미치지 못하는 임의의 링크들을 식별하는 경로 경고 메시지를 발하도록 상기 노드를 제어하게 동작하는 제어기
    를 포함하고,
    상기 링크 신뢰도 값은, 상기 노드와, 상기 노드로부터 송신되는 패킷이 어드레스되는 목적지 노드 사이의 경로에 대한 누적 경로 메트릭과, 상기 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 홉들의 개수의 비율을 나타내는 메트릭-퍼-홉 값을 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 메트릭-퍼-홉 값과 적어도 하나의 임계값과 비교하고, 상기 메트릭-퍼-홉 값이 적어도 하나의 상기 임계값에 미치지 못하는 상기 경로 내의 링크를 대체할 또 다른 링크를 찾는 경로 찾기 프로세스를 수행하도록 상기 노드를 제어하는 노드.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 경로 내의 상기 각 링크들의 품질에 영향을 주는 조건들에 기초하여 상기 메트릭-퍼-홉 값을 업데이트하는 노드.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 경로 내의 홉 개수와 인자의 합과 동일한 타임 투 리브(time to live) 값을 이용하여 상기 경로 찾기 프로세스를 수행하도록 상기 노드를 제어하는 노드.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 인자는 상기 경로 내의 홉들의 개수, 상기 경로의 라우팅 메트릭 및 상수 중 적어도 하나의 함수인 노드.
  44. 제40항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 노드 및 상기 목적지 노드 사이를 흐르는 각 데이터 패킷과 함께 상기 경로 메트릭을 송신하도록 상기 노드를 제어하는 노드.
  45. 제40항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 노드로부터 상기 목적지 노드로 보내지는 데이터 패킷의 헤더에 상기 경로 메트릭을 저장하여, 상기 데이터 패킷이 상기 노드 및 상기 목적지 노드 사이를 이동하는 동안 다른 노드들을 통해 횡단할 때, 상기 경로 메트릭이 업데이트될 수 있게 하는 노드.
  46. 제1항에 있어서,
    노드가 상기 주기적인 경로 찾기 프로세스의 수행 중에 보내지는 상기 경로 요구 패킷을 수신한 경우, 상기 노드는 상기 경로 요구 패킷 내의 메트릭이 저장된 현재 메트릭보다 양호하면 상기 경로 요구 패킷을 받아들이고, 상기 경로 요구 패킷 내의 메트릭이 상기 현재 저장된 메트릭보다 불량이면, 상기 경로 요구 패킷이 현재 경로의 일렬 번호(sequence number)보다 더 높은 번호를 운반하더라도 상기 경로 요구 패킷을 버리는 방법.
  47. 제15항에 있어서,
    노드가 상기 주기적인 경로 찾기 프로세스의 수행 중에 보내지는 상기 경로 요구 패킷을 수신한 경우, 상기 노드는 상기 경로 요구 패킷 내의 메트릭이 저장된 현재 메트릭보다 양호하면 상기 경로 요구 패킷을 받아들이고, 상기 경로 요구 패킷 내의 메트릭이 상기 현재 저장된 메트릭보다 불량이면 상기 경로 요구 패킷이 상기 현재 경로의 일렬 번호보다 더 높은 번호를 운반하더라도 상기 경로 요구 패킷을 버리는 노드.
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