KR100940183B1 - 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법 - Google Patents

저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100940183B1
KR100940183B1 KR1020070128040A KR20070128040A KR100940183B1 KR 100940183 B1 KR100940183 B1 KR 100940183B1 KR 1020070128040 A KR1020070128040 A KR 1020070128040A KR 20070128040 A KR20070128040 A KR 20070128040A KR 100940183 B1 KR100940183 B1 KR 100940183B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
routing
packet
common
block
scheme
Prior art date
Application number
KR1020070128040A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090061157A (ko
Inventor
김은숙
카스파 도미니크
유상근
이준섭
김용운
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020070128040A priority Critical patent/KR100940183B1/ko
Priority to US12/747,780 priority patent/US8340097B2/en
Priority to PCT/KR2008/005168 priority patent/WO2009075457A1/en
Publication of KR20090061157A publication Critical patent/KR20090061157A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100940183B1 publication Critical patent/KR100940183B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12—Shortest path evaluation
    • H04L45/122—Shortest path evaluation by minimising distances, e.g. by selecting a route with minimum of number of hops
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

본 발명은 저전력 센서망에서 멀티 홉 라우팅을 위하여 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법에 관한 것으로, 저전력 센서망에서 라우팅 기법에 필요한 정보 및 처리과정을 최소화하고, 다양한 멀티 홉 라우팅 기법에 적용 가능한 메시지 확장성을 제공하는 기법에 관한 것이다. 상기 공용 패킷 블록 및 그 기법은 멀티 홉 라우팅에 공통으로 필요한 라우팅 패킷 타입, 라우팅 주소 정보 등으로 구성되는 공용 라우팅 헤더, 및 라우팅 기법별로 다른 라우팅 비용 정보나 라우팅 운용 기법에 따라 달라지는 정보를 담고, 라우팅 패킷 바디에 위치하는 라우팅 블록으로 구성되어, 범용의 멀티 홉 라우팅에 적용 가능한 방법을 제공한다.
Figure R1020070128040
센서, 센서 라우팅, 저전력 라우팅, 멀티 홉 라우팅

Description

저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법{DEVICE AND METHOD FOR MULTIPLE ROUTING APPLICABLE GENERIC PACKET BLOCK AND METHOD IN LOW POWER SENSOR NETWORK}
본 발명은 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법에 관한 것으로, 특히 저전력 센서망에서 멀티 홉 라우팅에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 및 그 제공 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 정보통신표준개발지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-P10-07, 과제명: USN 네트워킹 및 응용기술 표준개발].
일반적으로 센서 장치들은 좁은 동작 범위와 낮은 데이터 전송률, 저전력 소비, 저 메모리, 저가의 특성을 갖고 있다. 이러한 센서 장치로 구성된 저전력 센서 망에서 여러 단계의 센서 노드를 거쳐 정보가 전송되는 많은 응용의 예에서 메쉬 토폴로지(mesh topology)를 지원하는 멀티 홉 라우팅(multi-hop routing)이 필요하다.
기존의 센서 망에 적용하도록 제안된 저전력 멀티 홉 라우팅 기법들은 응용 의 특성에 제한적인 방식으로, 노드 기반(node centric), 데이터 기반(data centric), 위치 기반(location centric)으로 각각 연구가 진행되어왔다. 노드 기반 기법의 경우 각 센서 노드는 고유의 아이디(ID)를 가지며, 이 아이디를 이용하여 라우팅 기능을 수행한다. 마찬가지로 위치 기반 기법의 경우에는 각 센서 노드의 위치정보를 이용하여 주소 인식 및 라우팅 기능을 수행한다. 데이터 기반 방식의 경우에는 사용자가 필요한 정보를 제공할 센서 노드의 위치를 알지 못하며, 특정 조건의 정보를 요청하면 이에 해당하는 정보를 가진 센서 노드가 응답하는 방식이다. 즉, 이들은 각 서비스 특성에 맞추어 라우팅에서 요구하는 정보를 정의하는 방식으로 연구가 진행되어왔기 때문에, 저전력, 저 메모리를 갖는 센서 노드가 다양한 라우팅을 필요로 할 때 범용으로 적용하기 어렵다.
애드-혹 주문형 거리 벡터 프로토콜(Ad-hoc On-demand Distance Vector: AODV), 동적 마넷 주문형 프로토콜(Dynamic Manet On-demand: DYMO), 최적 링크 상태 라우팅 프로토콜(Optimized Link State Routing: OLSR) 등 애드-혹(Ad-hoc) 망에 적용하도록 설계된 멀티 홉 라우팅 방식이 센서 망에서 범용으로 멀티 홉 라우팅 기능을 제공하도록 적용하는 것이 대안으로 검토되었으나, 이들이 저전력을 고려하지 않고, IP 계층에 설계된 까닭에 센서 노드에 그대로 적용이 어렵다.
일부에서 아이피(IP) 망에서 설계된 애드-혹 주문형 거리 벡터 프로토콜(AODV)과 같은 애드-혹(Ad-hoc) 라우팅 기법을 센서 노드에 적합하도록 정보와 라우팅 처리를 간소화하는 연구를 진행하였으나, 이들은 센서 망의 특성에서 중요한 데이터 기반, 위치 기반의 라우팅에 대한 고려가 이루어지지 않으므로, 다중 라 우팅을 위해서는 센서 노드에 각각의 라우팅을 모두 탑재하고, 각각 다른 메시지 프로세싱을 거쳐야 하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 저전력 센서 망에서 멀티 홉 라우팅(multi-hop routing) 기능을 제공하기 위하여 필요로 하는 패킷 처리 계산이나 메모리 요구를 저비용 저전력 센서 노드의 특성을 만족시키는 수준에서 최소화하며, 범용의 멀티 홉 라우팅에 적용 가능한 기법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 즉, 본 발명에서는 저전력 센서 망에서 멀티 홉 라우팅에 공통되는 패킷 정보를 공용 패킷 블록(packet block)으로 설계하여 라우팅에 적용함으로써, 저전력 센서 망에서 라우팅 기법에 필요한 정보 및 처리 과정을 최소화 할 뿐 아니라, 다양한 멀티 홉 라우팅(multi-hop routing) 기법에서 범용으로 적용할 수 있는 메시지 확장성을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 정의된 공용 패킷 블록을 이용한 라우팅 기법에서는 메시지 바디를 해독하지 않더라도 공용 라우팅 헤더 정보만으로 메시지 포워딩이 가능하도록 하여, 저전력이 필요한 센서 노드에서의 라우팅의 효율성을 높이며, 라우팅 메시지 프로세싱의 복잡성을 줄이는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 공용 라우팅 헤더와 메시지 바디 형식은 서로 다른 라우팅 알고리즘에 범용으로 활용할 수 있으므로, 다중 라우팅 기법이 공통된 하나의 패킷 구조를 사용하므로 센서 노드 내의 라우팅 기능 처리 모듈은 라우팅 알고리즘이 달라지더라도 전체 라우팅 패킷 처리 모듈이 아닌 라우팅 블록 내의 패킷 필드 값 (field value)처리 부분만 변경함으로써, 용이하게 다양한 라우팅 처리 알고리즘에 적용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 정의된 패킷 구조는 라우팅 특성별로 존재하는 라우팅 정보를 라우팅 블록에 따로 정의함으로써, 새로운 메시지 타입의 확장이 용이하도록 하고, 기존의 라우팅 기법도 용이하게 적용될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일측에 따른 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치에 있어서, 상기 공용 패킷 블록은, 라우팅 패킷의 시작 및 라우팅의 타입에 관련된 정보를 포함하는 라우팅 패킷 시맨틱스, 상기 라우팅 메시지의 타입을 포함하여 구성되는 공용 라우팅 헤더, 및 상기 라우팅 타입 및 상기 라우팅 메시지 타입에 관련된 정보를 포함하는 라우팅 블록을 포함한다.
본 발명의 또 다른 일측에 따른, 상기 공용 라우팅 헤더는 상기 라우팅에 사용되는 주소, 상기 라우팅이 전달되는 최대 홉수, 전송된 홉수, 상기 라우팅의 목적지 노드 주소 중에서, 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 일측에 따른, 상기 라우팅 타입 및 상기 라우팅 메시지 타입에 관련된 정보는, 상기 라우팅의 운영 방법에 따라 변경이 가능하다.
본 발명의 또 다른 일측에 따른, 상기 공용 패킷 블록은, 상기 라우팅에 공통으로 필요한 정보인 상기 공용 라우팅 헤더 정보와 라우팅 기법, 및 운용 방법에 따라 변경될 수 있는 정보를 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 일측에 따른, 상기 공용 패킷 블록은, 상기 라우팅 블록 을 정의하는 라우팅 바디를 포함하여 구성되며, 다중 라우팅 기법이 적용되는 센서망에서 다중 라우팅 기법에 대한 메시지 확장을 제공한다.
본 발명의 일측에 따른 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록의 제공 방법은, 라우팅 메시지의 타입을 포함하여 구성되는 공용 라우팅 헤더, 및 상기 라우팅 타입 및 상기 라우팅 메시지 타입에 관련된 정보를 포함하는 라우팅 블록으로 구분하여, 공용 패킷 블록(packet block)을 구성하는 단계, 및 상기 공용 패킷 블록의 공용 라우팅 헤더의 패킷 정보를 이용하여 라우팅 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일측에 따른, 상기 공용 패킷 블록(packet block)을 구성하는 단계는, 라우팅 패킷의 시작 및 라우팅의 타입에 관련된 정보를 포함하는 라우팅 패킷 시맨틱스를 포함하여 상기 공용 패킷 블록을 구성하는 단계이다.
본 발명의 일측에 따른, 저전력 센서망에서 센서 노드의 제어 방법은, 라우팅 패킷의 시작 및 라우팅의 타입에 관련된 정보를 포함하는 라우팅 패킷 시맨틱스를 해석하는 단계, 상기 라우팅 메시지의 타입, 상기 라우팅에 사용되는 주소, 상기 라우팅이 전달되는 최대 홉수, 전송된 홉수, 상기 라우팅의 목적지 노드 주소 중에서, 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 공용 라우팅 헤더를 해석하는 단계, 상기 공용 라우팅 헤더의 해석된 정보에 기초하여, 상기 라우팅 패킷의 목적지를 판단하는 단계, 상기 라우팅 패킷의 목적지를 판단한 결과, 상기 라우팅 패킷의 목적지에 해당하는 경우, 라우팅 요청 메시지인지의 여부를 판단하는 단계, 및 상기 라우팅 요청 메시지인지의 여부를 판단한 결과, 라우팅 요청 메시지인 경우, 라 우팅 응답 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일측에 따른, 상기 라우팅 패킷의 목적지를 판단한 결과, 상기 라우팅 패킷의 목적지에 해당하지 않는 경우, 상기 공용 라우팅 헤더에 포함된 정보를 이용하여, 타 센서 노드로 상기 라우팅 패킷을 포워딩하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 저전력 센서 망에서 멀티 홉 라우팅(multi-hop routing) 기능을 제공하기 위하여 필요로 하는 패킷 처리 계산이나 메모리 요구를 저비용 저전력 센서 노드의 특성을 만족시키는 수준에서 최소화하며 범용의 멀티 홉 라우팅에 적용 가능한 기법을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 저전력 센서 망에서 멀티 홉 라우팅에 공통되는 패킷 정보를 공용 패킷 블록(packet block)으로 설계하여 라우팅에 적용함으로써, 저전력 센서 망에서 라우팅 기법에 필요한 정보 및 처리 과정을 최소화 할 뿐 아니라, 다양한 멀티 홉 라우팅(multi-hop routing) 기법에서 범용으로 적용할 수 있는 메시지 확장성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 정의된 공용 패킷 블록을 이용한 라우팅 기법에서는 메시지 바디를 해독하지 않더라도 공용 라우팅 헤더 정보만으로 메시지 포워딩이 가능해 진다. 이로써, 저전력이 필요한 센서 노드에서의 라우팅의 효율성을 높이며, 라우팅 메시지 프로세싱의 복잡성을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 공용 라우팅 헤더와 메시지 바디 형식은 서로 다른 라우팅 알고리즘에 범용으로 활용할 수 있다. 즉, 다중 라우팅 기법이 공통된 하 나의 패킷 구조를 사용하므로 센서 노드 내의 라우팅 기능 처리 모듈은 라우팅 알고리즘이 달라지더라도, 전체 라우팅 패킷 처리 모듈이 아닌, 라우팅 블록 내의 패킷 필드 값 (field value)처리 부분만 변경함으로써 용이하게 다양한 라우팅 처리 알고리즘에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 정의된 패킷 구조는 라우팅 특성 별로 존재하는 라우팅 정보를 라우팅 블록에 따로 정의함으로써 새로운 메시지 타입의 확장이 용이하며, 기존의 라우팅 기법도 용이하게 적용될 수 있다.
이하 첨부된 도면들 및 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 멀티 홉 라우팅이 필요한 저전력 센서망의 구성과, 센서노드의 프로토콜 계층 및 라우팅 기능 블록의 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여, 멀티 홉 라우팅이 필요한 저전력 센서 망의 구성과, 센서노드의 프로토콜 계층 및 라우팅 기능 블록의 구조를 설명한다.
도 1은 저전력 센서망에서의 멀티홉 라우팅을 위한 공용 패킷 블록 기법이 사용되는 센서 망과, 센서 노드 및 게이트웨이의 프로토콜 계층도와, 라우팅을 위한 공용 패킷 블록이 라우팅 기능 안에서 동작하는 구성을 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 저전력 센서 망(110)에서 멀티 홉 라우팅 모 듈(140)은 파이/맥(PHY/MAC) 계층(110, 115)의 정보를 밀접하게 활용하여야 하므로, 링크 계층(Logical Link Interface: 120)과 네트워크 계층(Network Layer: 130)의 사이에 걸쳐서 위치한다.
이때, 라우팅 모듈(140)의 구성도에서 도시된 바와 같이, 공용 라우팅 패킷 블록 기법이 사용될 경우, 라우팅 기능 제공을 위한 라우팅 패킷 처리 모듈(Routing Packet Processing Module: 141)과 라우팅 패킷 생성 모듈(Routing Packet Generation Module: 142)은 어떠한 라우팅 처리 알고리즘이 사용되더라도 적용이 가능하다.
라우팅 패킷 처리 모듈(141) 내의 라우팅 시맨틱스(143)는 전송된 패킷이 라우팅 패킷임을 알릴 뿐 아니라, 만일 하나의 센서 노드안에서 하나 이상의 라우팅 알고리즘이 사용될 경우 라우팅 종류 정보까지 포함한다.
공용 라우팅 헤더(146) 정보는 라우팅 기법과 무관하게 해독되는 것으로서, 목적지 노드(TargetNode.Address)로의 라우팅 경로를 찾기 위하여 라우팅 테이블(144)을 검색한다.
라우팅 메시지 바디에 속하는 라우팅 블록(145)은 라우팅 기법에서 유연하게 정의할 수 있다. 라우팅 패킷 생성 모듈(142)에서도 공용 라우팅 헤더(146) 정보는 목적지 노드와 라우팅 정책에만 영향을 받는다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 멀티 홉 라우팅을 위한 공용 패킷 블록의 패킷 구조와 그 정보 값을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하여 멀티 홉 라우팅을 위한 공용 패킷 블라의 패킷 구조와 그 정보 값을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 저전력 센서 망에서는 과도한 단편화(fragmentation)와 재조립(reassembly) 없이 하나의 프레임으로 전송할 수 있어야 한다. 그러므로, 본 발명의 일실시예에서는 센서 망에서 채택한 파이/맥(PHY/MAC)에서 제공하는 하나의 프레임 안에 멀티 홉 라우팅 정보가 포함되도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 센서 망이 사용하는 파이/맥(PHY/MAC)이 IEEE802.15.4 인 경우에는 128비트 안에 모든 정보가 포함되도록 설계되어야 한다. 하나의 라우팅 패킷은 라우팅 패킷이 시작됨과 라우팅 종류를 알리는 라우팅 패킷 시맨틱스(Routing Packet Semantics: 210)와 라우팅 메시지로 구성된다. 하나의 라우팅 메시지는 범용의 라우팅 기법이 공통으로 갖는 헤더인, 공용 라우팅 헤더(Generic Routing Header: 220)와, 라우팅 타입과 라우팅 메시지 타입에 따라 관련 정보를 포함하는 라우팅 메시지 바디에 해당하는 라우팅 블록(Routing Block: 230)으로 구성된다.
하나의 공용 라우팅 헤더(220)는 라우팅 메시지 타입(Routing Message Type: 221), 라우팅에서 사용되는 주소 값의 종류들을 나타내는 비트 플래그(bit flags: 222), 라우팅이 전달되는 최대 홉수를 나타내는 홉 리미트(Hop Limit: 223), 현재 전송된 홉수를 나타내는 홉 카운트(Hop Count: 224), 라우팅이 목적으로 하는 목적지 주소를 나타내는 목적지 노드 주소(Target Node Address: 225) 등 라우팅에 기본적으로 포함되는 정보를 포함하여 구성된다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 공용 라우팅 헤더(Generic Routing Header)의 상세 구조와 정보값을 도시한 도면으로서, 센서 노드에서 많이 사용하는 16비트 주 소값과 64비트 주소값을 사용하는 경우의 실시예이다. 도 3을 참조하여 공용 라우팅 헤더(Generic Routing Header)의 상세 구조와 정보값을 설명한다.
센서 노드의 특성 상 공용 라우팅 헤더는 고정된 길이를 갖도록 설계되었다. 따라서, 헤더 길이 정보를 사용하지 않을 수 있으며, 헤더 처리의 오버헤드를 최소화할 수 있다.
공용 라우팅 헤더는, 먼저 라우팅 메시지 종류를 나타내는 알엠 타입(RM Type: 310)과, 라우팅에서 사용하는 주소 타입을 나타내는 필드 값(A: 320), 유니캐스트 등 전송 방식을 나타내는 필드 값(U: 330), 해당 헤더 뒤에 다른 헤더나 블록이 따라오는지의 여부를 나타내는 필드 값(N: 340)을 포함하여 구성되며, 추가로 필요한 필드 값은 리저브드 비트(Reserved bit: 350)들을 사용할 수 있으며, 목적지 노드의 주소 정보(380)를 포함하여 구성된다. 목적지 노드의 주소(380)는 앞서 주소 타입을 나타내는 필드 값(A: 320)에서 정의한 타입의 주소가 따르게 된다.
또한, 라우팅에서 정의되는 최대 전송 가능 홉 수(HopLimit: 360)와 현재 홉 수(HopCount: 370)가 각각 8비트씩 정의되어 있다. 이 비트 수는 라우팅의 필요에 의하여 조정될 수 있다.
이때, 유니캐스트 등 전송 방식을 나타내는 상기 필드 값(U: 330)이 '1'로 체크되어 있는 경우, 유니캐스트로 응답을 받기 원하는 것을 나타내면, 해당 헤더 뒤에 다른 헤더나 블록이 있는지의 여부를 나타내는 필드 값(N: 340)이 '1'로 체크되어 있으면, 헤더 뒤에 추가로 블록이 존재하게 된다.
도 4는 본 발명의 일례에 공용 라우팅 메시지의 구조를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 일례에 공용 라우팅 메시지의 구조를 설명한다.
공용 라우팅 헤더(410)에 이어 메시지 바디(420)에는 라우팅 타입별로 필요한 정보를 유연하게 적용하는 라우팅 블록(430)이 적어도 하나 이상 포함되어 구성된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일례에 따른 공용 패킷 블록 기법을 적용하여 라우팅 패킷을 생성한 라우팅 메시지를 도시한 도면으로서, 도 5는 라우팅 요청(Routing Request)을 하는 라우팅 메시지의 적용한 실시예이며, 도 6은 라우팅 에러 메시지의 적용 실시예이다. 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일례에 따른 공용 패킷 블록 기법을 적용하여 라우팅 패킷을 생성한 라우팅 메시지를 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 라우팅 패킷 시맨틱스(Routing Packet Semantics: 510)는 맥(MAC) 헤더 뒤에 라우팅 메시지가 따라온다는 것을 표시하는 것으로, 인터넷 프로토콜 버전 6 저전력 무선 개인 영역 네트워크(Internet Protocol Version 6 Low Power Wireless PAN: 6LoWPAN: 511)와 같은 곳에서 라우팅을 위하여, 할당된 디스패치 값(Dispatch value) 또는 기타 다른 센서 망 기술에서 라우팅을 위한 할당된 값을 채운다.
라우팅 메시지 타입의 RREQ(520)는 라우팅 요청 메시지를 나타내고, 라우팅 요청 메시지의 특성에 따라 목적지 노드 주소(Target Node Address: 530)는 라우팅 할 목적 주소가 되며, 메시지 바디의 라우팅 블록(RBlock: 540)은 노드의 주소와 해당 라우팅 기법에서 정의한 노드 비용 값으로서, 홉 수가 될 수 있고, 위치 기반에서는 위치 정보, 지연 등 다양한 메트릭스(metrics)가 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 라우팅 에러 메시지인 경우, 공용 라우팅 헤더(Generic Routing Header: 610)의 목적지 노드 주소에는, 라우팅 패스 연결에 실패한 노드 주소(615)가 사용되며, 메시지 바디(Message Body: 620)의 라우팅 블록에는 에러 표시를 한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 저전력 센서 망에서 멀티 홉 라우팅에 공통되는 패킷 정보를 공용 패킷 블록(packet block)으로 설계하여 라우팅에 적용함으로써, 저전력 센서 망에서 라우팅 기법에 필요한 정보 및 처리 과정을 최소화 할 뿐 아니라, 다양한 멀티 홉 라우팅(multi-hop routing) 기법에서 적용 가능한 메시지 확장성을 제공한다. 또한, 다중 라우팅 기법에서 라우팅 메시지 파싱 및 처리와 변경 및 확장이 용이하다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록의 제공 방법을 도시한 흐름도이며, 도 8은 본 발명의 일례에 따른 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록의 생성 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7 및 도 8을을 참조하여 본 발명의 일례에 따른 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록의 제공 방법 및 생성 방법을 설명한다.
센서 노드가 패킷을 수신하면, 라우팅 시맨틱스 값의 파싱을 통하여 이것이 라우팅 패킷임을 알게 된다(S710). 이후, 라우팅 패킷 파싱 모듈을 통하여 공용 라우팅 헤더를 파싱하여, 라우팅 메시지 타입, 목적지 주소, 송신지 주소 등 기본 정보를 파싱한다(S720).
이후, 라우팅 메시지의 목적지를 판단하여(S730), 라우팅 메시지의 목적지가 센서 노드 자신에 해당하면, 라우팅 메시지 타입에 따라 판단하여(S740) 라우팅 요청 메시지일 경우, 라우팅 응답 메시지를 생성(S750)하여 전송한다(S760). 라우팅 메시지의 목적지가 자신이 아니라면, 공용 라우팅 헤더의 정보만으로 충분히 라우팅 패킷을 목적지로 포워딩 할 수 있다(S745). 또한, 라우팅 요청 메시지가 아닌 라우팅 응답 메시지인 경우(S770), 데이터를 송신하게 된다(S780).
상기 라우팅 메시지의 생성은, 도 8에 도시된 바와 같이, 라우팅 시맨틱스를 생성하고(S810), 공용 라우팅 헤더 생성하고(S820), 각 라우팅 기법에 따라 다르게 적용될 수 있는 라우팅 블록을 생성하게 된다(S830).
이와 같은 상기 공용 패킷 블록의 라우팅 헤더의 패킷 정보를 이용하여 라우팅 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 저전력 센서망의 구성과, 센서노드의 프로토콜 계층 및 라우팅 기능 블록의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 공용 패킷 블록의 패킷 구조와 그 정보 값을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 공용 라우팅 헤더(Generic Routing Header)의 상세 구조와 정보값을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일례에 공용 라우팅 메시지의 구조를 도시한 도면이다.
도 5 본 발명의 일례에 따른 라우팅 패킷을 생성한 라우팅 메시지를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일례에 따른 라우팅 패킷을 생성한 라우팅 메시지를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록의 제공 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록의 생성 방법을 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210: 라우팅 패킷 시맨틱스 220: 공용 라우팅 헤더
230: 라우팅 블록 221: 라우팅 메시지 타입
222: 비트 플래그 223: 홉 리미트
224: 홉 카운트 225: 목적지 노드 주소

Claims (9)

  1. 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치에 있어서,
    상기 공용 패킷 블록은,
    라우팅 패킷의 시작 및 라우팅 타입에 관련된 정보를 포함하는 라우팅 패킷 시맨틱스;
    라우팅 메시지 타입을 포함하여 구성되는 공용 라우팅 헤더; 및
    상기 라우팅 타입 및 상기 라우팅 메시지 타입에 따라 선택적으로 적용되는 라우팅 정보를 포함하는 라우팅 블록
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공용 라우팅 헤더는,
    라우팅에 사용되는 주소, 라우팅이 전달되는 최대 홉수, 전송된 홉수, 라우팅의 목적지 노드 주소 중에서, 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되며, 다중 라우팅 기법에 공용으로 필요로 하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 라우팅 블록은,
    라우팅 기법 및 운용 방법에 따라 선택적으로 적용하기 위한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공용 패킷 블록은,
    상기 라우팅 블록을 정의하는 라우팅 바디를 포함하여 구성되며,
    다중 라우팅 기법이 적용되는 센서망에서 다중 라우팅 기법에 대한 메시지 확장을 제공하는 것을 특징으로 하는 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치.
  6. 라우팅 메시지 타입을 포함하여 다중 라우팅 기법에 공용으로 필요한 정보로 구성되는 공용 라우팅 헤더, 및 라우팅 타입과 상기 라우팅 메시지 타입 중 적어도 하나에 따라 선택적으로 적용하기 위한 정보를 포함하는 라우팅 블록으로 구분하여, 공용 패킷 블록(packet block)을 구성하는 단계; 및
    상기 공용 패킷 블록의 공용 라우팅 헤더의 패킷 정보를 이용하여 라우팅 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록의 제공 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공용 패킷 블록(packet block)을 구성하는 단계는,
    상기 라우팅 패킷의 시작 및 상기 라우팅 타입에 관련된 정보를 포함하는 라우팅 패킷 시맨틱스를 포함하여 상기 공용 패킷 블록을 구성하는 단계
    인 것을 특징으로 하는 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록의 제공 방법.
  8. 센서 노드가 라우팅 패킷의 시작 및 라우팅 타입에 관련된 정보를 포함하는 라우팅 패킷 시맨틱스를 해석하는 단계;
    상기 센서 노드가 라우팅 메시지 타입, 라우팅에 사용되는 주소, 라우팅이 전달되는 최대 홉수, 전송된 홉수, 라우팅의 목적지 노드 주소 중에서, 적어도 하나를 포함하여 구성되는 공용 라우팅 헤더를 해석하는 단계;
    상기 센서 노드가 상기 공용 라우팅 헤더의 해석된 정보에 기초하여, 상기 라우팅 패킷의 목적지를 판단하는 단계;
    상기 센서 노드가 상기 라우팅 패킷의 목적지를 판단한 결과, 상기 센서 노드가 상기 라우팅 패킷의 목적지에 해당하는 경우, 상기 라우팅 패킷이 라우팅 요청 메시지인지의 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 라우팅 패킷이 상기 라우팅 요청 메시지인지의 여부를 상기 센서 노드가 판단한 결과, 라우팅 요청 메시지인 경우, 라우팅 응답 메시지를 송신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 센서망에서 센서 노드의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 라우팅 패킷의 목적지를 판단한 결과,
    상기 센서 노드가 상기 라우팅 패킷의 목적지에 해당하지 않는 경우, 상기 공용 라우팅 헤더에 포함된 정보를 이용하여, 타 센서 노드로 상기 라우팅 패킷을 포워딩하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 센서망에서 센서 노드의 제어 방법.
KR1020070128040A 2007-12-11 2007-12-11 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법 KR100940183B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070128040A KR100940183B1 (ko) 2007-12-11 2007-12-11 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법
US12/747,780 US8340097B2 (en) 2007-12-11 2008-09-03 Generic packet block applicable to multiple routing schemes in low-power sensor networks and method of providing the same
PCT/KR2008/005168 WO2009075457A1 (en) 2007-12-11 2008-09-03 Generic packet block applicable to multiple routing schemes in low-power sensor networks and method of providing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070128040A KR100940183B1 (ko) 2007-12-11 2007-12-11 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090061157A KR20090061157A (ko) 2009-06-16
KR100940183B1 true KR100940183B1 (ko) 2010-02-04

Family

ID=40755667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070128040A KR100940183B1 (ko) 2007-12-11 2007-12-11 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8340097B2 (ko)
KR (1) KR100940183B1 (ko)
WO (1) WO2009075457A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5565032B2 (ja) * 2010-03-29 2014-08-06 ソニー株式会社 無線通信装置、情報配信システム、およびプログラム
KR101349962B1 (ko) * 2010-05-31 2014-01-14 한국전자통신연구원 센서 노드 및 라우팅 방법
JP5977818B2 (ja) * 2011-04-25 2016-08-24 コリア ユニバーシティ リサーチ アンド ビジネス ファウンデーション センサーネットワークのための基幹ネットワークを制御する装置及びその方法
US9432259B1 (en) 2013-03-15 2016-08-30 Alarm.Com Incorporated Mesh network resiliency
US10057123B1 (en) * 2013-12-27 2018-08-21 Alarm.Com Incorporated Network topology backup
US9436270B2 (en) 2014-02-12 2016-09-06 Qualcomm Incorporated Wireless low-energy secure data transfer
US10136250B2 (en) * 2015-09-02 2018-11-20 Estimote Polska Sp. Z O. O. System and method for lower power data routing
CN110674130A (zh) * 2019-08-30 2020-01-10 深圳鸿智云创科技有限公司 数据传输方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223395A1 (en) 2002-05-28 2003-12-04 Interdigital Technology Corporation Flow-based selective reverse tunneling in wireless local area network (WLAN)-cellular systems
KR20060068536A (ko) * 2004-12-16 2006-06-21 한국전자통신연구원 전송 노드의 주소 체계 구조, 이 주소 체계를 이용한라우팅 헤더 설정 및 패킷 데이터 전송 방법
KR20070050727A (ko) * 2005-11-12 2007-05-16 한국전자통신연구원 패킷에 포함된 정보를 이용하여 네트워크 공격을 차단하는방법 및 그 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7173905B1 (en) * 2001-08-02 2007-02-06 Utstarcom, Inc. PDSN fast tunnel lookup
US7436789B2 (en) * 2003-10-09 2008-10-14 Sarnoff Corporation Ad Hoc wireless node and network
EP1758334A1 (en) * 2005-08-26 2007-02-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Establishment of media sessions with media adaptation
US20070195776A1 (en) * 2006-02-23 2007-08-23 Zheng Danyang R System and method for channeling network traffic
US8311045B2 (en) * 2006-04-07 2012-11-13 Cisco Technology, Inc. System and method for selectively applying a service to a network packet using a preexisting packet header
JP2008072415A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Hitachi Ltd センサネットシステム及びセンサノード
KR101345373B1 (ko) * 2007-01-05 2013-12-24 삼성전자주식회사 실시간 시스템의 송신 방법 및 장치, 수신 방법 및 장치
US7920512B2 (en) * 2007-08-30 2011-04-05 Intermec Ip Corp. Systems, methods, and devices that dynamically establish a sensor network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223395A1 (en) 2002-05-28 2003-12-04 Interdigital Technology Corporation Flow-based selective reverse tunneling in wireless local area network (WLAN)-cellular systems
KR20060068536A (ko) * 2004-12-16 2006-06-21 한국전자통신연구원 전송 노드의 주소 체계 구조, 이 주소 체계를 이용한라우팅 헤더 설정 및 패킷 데이터 전송 방법
KR20070050727A (ko) * 2005-11-12 2007-05-16 한국전자통신연구원 패킷에 포함된 정보를 이용하여 네트워크 공격을 차단하는방법 및 그 장치
US20070110069A1 (en) 2005-11-12 2007-05-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of blocking network attacks using packet information and apparatus thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090061157A (ko) 2009-06-16
US8340097B2 (en) 2012-12-25
WO2009075457A1 (en) 2009-06-18
US20100329260A1 (en) 2010-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100940183B1 (ko) 저전력 센서망에서 다중 라우팅 기법에 적용 가능한 공용 패킷 블록 구성 장치 및 그 제공 방법
EP2708001B1 (en) Label switched routing to connect low power network domains
AU2003296489B2 (en) Arrangement in a router of a mobile network for an optimizing use of messages carrying reverse routing headers
US7860025B2 (en) Directed acyclic graph discovery and network prefix information distribution relative to a clusterhead in an ad hoc mobile network
Ott et al. Integrating DTN and MANET routing
CA2387569C (en) System for communicating labeled routing trees
US6937602B2 (en) System and method for providing a congestion optimized address resolution protocol for wireless ad-hoc networks
US10499313B2 (en) Efficient hybrid resource and schedule management in time slotted channel hopping networks
Kumar et al. Routing in IPv6 over low-power wireless personal area networks (6LoWPAN): A survey
Aboud et al. Efficient forwarding strategy in a NDN-based internet of things
KR101510472B1 (ko) 무선 센서 네트워크의 데이터 패킷을 보안하기 위한 장치 및 방법
KR20160030299A (ko) 슬리피 노드들을 지원하기 위한 이웃 발견
Chen et al. A lantern-tree-based QoS multicast protocol for wireless ad-hoc networks
Kumar et al. An acknowledgement-based approach for the detection of routing misbehavior in manets
Jabbar et al. A cross-layered protocol architecture for highly-dynamic multihop airborne telemetry networks
Kozłowski et al. Analysing efficiency of IPv6 packet transmission over 6LoWPAN network
Kim et al. Location-based routing algorithm using clustering in the MANET
Nayak et al. Detection of Routing Misbehavior in MANETs with 2ACK scheme
US20240155462A1 (en) Address generation system for a wireless communication network
Shreyas et al. Dynamic routing scheme for linking wireless sensor network towards internet of things
Schmidt Internet of Things
Lingam et al. Energy efficient shortest path routing
Hauck et al. Babel multi-hop routing for TinyOS low-power devices
Bandai et al. An on-demand routing using signal strength for multi-rate ad hoc networks
Wang et al. The College of Engineering

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee