KR100987292B1

KR100987292B1 - 무선 통신 네트워크에서의 네트워크 토폴로지 변화에 기초해 노드 이동성을 검출하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100987292B1
Application number: KR1020087019476A
Authority: KR
Inventors: 아비나쉬 조시
Original assignee: 메시네트웍스, 인코포레이티드
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2010-10-12
Also published as: WO2007081650A2; US7447174B2; US20070160009A1; EP1972063A2; EP1972063A4; WO2007081650A3; KR20080113017A

Abstract

애드호크 네트워크에서 제1 노드의 이동성을 결정하기 위한 기술이 제공된다. 특정 노드는, 비이동적인, 특정 노드의 영역의 제2 노드를 포함하는 FNNT(fixed neighbor node table)를 발생시킨다. 특정 노드는 제1 노드와 제2 노드 사이의 변화를 모니터링할 수 있고, 그 다음, 그 변화에 기초해 제1 노드가 이동적인지를 판정할 수 있다.

애드호크 네트워크, 이동 노드, 고정 이웃 노드, FNNT, 노드의 이동성 판정

Description

무선 통신 네트워크에서의 네트워크 토폴로지 변화에 기초해 노드 이동성을 검출하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING NODE MOBILITY BASED ON NETWORK TOPOLOGY CHANGES IN A WIRELESS COMMUNICATION NETWORK}

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는, 이동 애드호크(ad hoc) 네트워크에서의 노드 이동성(node mobility)을 결정하는 것에 관한 것이다.

무선 네트워크는 지난 10년간 증가된 개발을 경험하여 왔다. 인프라스트럭처 기반 무선 네트워크 및 애드호크 무선 네트워크가 무선 네트워크의 2가지 유형이다.

인프라스트럭처 기반 무선 네트워크는 통상적으로, 고정된 유선 게이트웨이의 통신 네트워크를 포함한다. 다수의 인프라스트럭처 기반 무선 네트워크는, 유선 네트워크에 커플링되는 고정 기지국과 통신하는 이동 유닛을 이용한다. 이동 유닛은 기지국으로의 무선 링크를 통해 통신하면서 지리적으로 이동할 수 있다. 이동 유닛이 1개 기지국의 범위 밖으로 이동할 때, 이동 유닛은 새로운 기지국에 접속 또는 "핸드오버(handover)"할 수 있고, 새로운 기지국을 통해 유선 네트워크와 통신하기 시작한다.

셀룰러 네트워크 또는 위성 네트워크와 같은, 인프라스트럭처 기반 무선 네트워크에 비해, 애드호크 네트워크는 고정 인프라스트럭처가 전혀 없는 상태에서 동작할 수 있는 자체 구성(self-forming) 네트워크이고, 일부 경우에서, 애드호크 네트워크는 전적으로 이동 노드만으로 형성된다. 애드호크 네트워크는 통상적으로, 하나 이상의 링크(예를 들어, 라디오 주파수 통신 채널)에 의해 서로에게 무선 접속되는, 흔히 "노드"라고 하는, 지리적으로 분산된 다수의 잠재적 이동 유닛을 포함한다. 노드는, 인프라스트럭처 기반 네트워크 또는 유선 네트워크의 도움없이, 무선 매체를 통해 서로 통신할 수 있다. 애드호크 네트워크는 자체 치유적(self-healing)일 수도 있다. 이러한 노드 사이의 링크 또는 접속은, 기존 노드가 애드호크 네트워크내에서 이동함에 따라, 새로운 노드가 애드호크 네트워크에 합류 또는 진입함에 따라, 또는 기존 노드가 애드호크 네트워크를 떠나거나 벗어남에 따라, 임의 방식으로 동적으로 변화할 수 있다. 애드호크 네트워크의 토폴로지가 크게 변화할 수 있기 때문에, 애드호크 네트워크가 이러한 변화에 동적으로 적응하게 할 수 있는 기술이 필요하다. 중앙 제어기의 결여로 인해, 다수의 네트워크 제어 기능이 노드 사이에 분산될 수 있고, 그에 따라, 노드는 토폴로지 변화에 응답하여 자체적으로 편성 및 재구성할 수 있다.

노드의 한가지 특징은, 그것의 송신 범위가 셀룰러 네트워크에 비해 상대적으로 제한된다는 것이다. 각각의 노드는 통상적으로 짧은 범위에 걸쳐, 단일 "홉(hop)"만큼 떨어져 위치하는 노드와 직접적으로 통신할 수 있다. 그런 노드를 흔히 "이웃 노드(neighbor nodes)"라고 한다. 노드가 수신지 노드쪽으로 패킷을 송신하고 노드가 하나 이상의 홉만큼 떨어져 있을 때(예를 들어, 2개 노드 사이의 거리가 노드의 라디오 송신 범위를 초과하거나 노드 사이에 물리적 장벽이 존재할 때), 패킷은, 패킷이 수신지 노드에 도달할 때까지, 중간 노드를 통해 ("홉 단위로") 중계될 수 있다. 각각의 중간 노드는, 패킷이 그것의 최종 수신지에 궁극적으로 도달할 때까지, 패킷(예를 들어, 데이터 및 제어 정보)을 다른 노드에게로 지능적으로 라우팅할 수 있는 라우터로서 동작한다. 패킷의 중계를 돕기 위해, 각각의 노드는 네트워크에서의 다른 노드로의 경로 또는 라우팅 정보를 유지 보수할 수도 있고 라우팅 기술을 이용해 노드 사이의 상호 접속성 변화에 적응할 수 있다. 노드는 주기적인 링크 및 토폴로지 업데이트를 수행하는 것에 의해 이러한 라우팅 정보를 유지 보수할 수 있다. 다른 방법으로, 노드는, 업데이트를 이용해 경로를 유지 보수하는 대신에, 필요한 경우에만 라우팅 정보를 발견할 수도 있다.

앞서 논의된 바와 같은 무선 애드호크 네트워크의 동적 특성(dynamic nature)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 특정 노드의 이웃 토폴로지는 시간에 걸쳐 빠르게 변화할 수 있다. 네트워크의 노드 사이에서 이동성을 검출하기 위한 한가지 접근 방법은 능동적인 비행 시간 측정(active time-of-flight measurements)을 이용하는 것이다. 이 방법은 특정 노드와 정적 디바이스 사이의 비행 시간(또는 송신 시간)에 대해 능동 측정을 수행하는 단계를 수반한다. 비행 시간 값의 변화율이 특정 노드의 이동성을 결정한다. 그러나, 이 방법은 정적 디바이스쪽으로의 특수한 "비행 시간" 메시지의 송신을 요구하는데, 이는, 반복적이고 비본질적인 측정 및 비교를 요한다. 더 나아가, 이 방법은, 노드가 특정한 고정 노드 주위에서 사실상 타원형 또는 원형 방식으로 이동하는 상황을 설명할 수 없다. 이러한 상황에서, "비행 시간 측정"은 대략적으로 동일한 값일 것이고, 따라서, 노드는 스스로가 정적이라고 부정확하게 가정할 것이다. 더 나아가, 비행 시간 측정은 상당수의 CPU 사이클을 정확한 시간 측정 및 비교를 수행하는데 소비하기도 하고 그에 따라 배터리 전력을 소비하기도 한다.

네트워크에서 노드 사이의 이동성을 검출하기 위한 다른 접근 방법은 신호 강도 측정을 이용하는 것이다. 특정 노드의 이동성은 특정한 정적 노드로부터의 신호 전력 변화율에 의해 추정될 수 있다. 그러나, 이 방법은 이웃 노드로부터의 RF 간섭을 설명할 수 없고, 따라서, 부정확성을 초래할 수 있다.

이러한 흐름에도 불구하고, 애드호크 P2P 다중 홉 네트워크 또는 메시 네트워크와 같은, 무선 통신 네트워크의 노드가 이동적인지 아니면 정적인지를 판정하기 위한 향상된 기술을 제공하는 것이 바람직스러울 것이다. 그런 기술이 컴퓨팅 리소스, 전력 및 대역폭을 덜 소비한다면, 그 또한 바람직스러울 것이다.

유사한 참조 번호가 별개 도면 전체에 걸쳐 동일하거나 기능적으로 유사한 소자를 참조하는 그리고 다음의 상세한 설명과 함께 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 다양한 실시예를 부가적으로 예시하고 본 발명에 따른 다양한 원리 및 이점 모두를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 예시적 노드의 블록도이고;

도 2는 제1 시점에서의 예시적 애드호크 통신 네트워크의 블록도이며;

도 3은 제2 시점에서의 예시적 애드호크 통신 네트워크의 블록도이고;

도 4는 제3 시점에서의 예시적 애드호크 통신 네트워크의 블록도이며;

도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 애드호크 네트워크에서 제1 노드의 이동성을 결정하기 위한 예시적 방법을 나타내는 흐름도이고;

도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따른, FNNT(fixed neighbor node table)를 발생시키기 위한 예시적 방법을 나타내는 흐름도이며;

도 7은, 본 발명의 일부 실시예에 따른, 애드호크 네트워크에서 제1 노드와 제2 노드 사이의 변화를 모니터링하기 위한 예시적 방법을 나타내는 흐름도이고;

도 8은, 본 발명의 일부 실시예에 따른, 제1 노드와 제2 노드 중 하나 사이의 접촉 시간(contact time)을 결정하기 위한 예시적 방법을 나타내는 흐름도이며;

도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 제1 노드와 제2 노드 사이의 평균 접촉 시간 변화를 모니터링하기 위한 예시적 방법을 나타내는 흐름도이다.

당업자라면, 도면의 소자가 간략화와 명료화를 위해 예시된다는 것과 반드시 비율대로 그려질 필요는 없었다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 도면에서의 소자 중 일부의 치수는 본 발명의 실시예에 대한 이해를 돕기 위해 다른 소자에 비해 강조될 수도 있다.

본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 실시예는 주로 애드호크 네트워크에서의 노드 이동성을 결정하는 것에 관련된 방법 단계와 장치 컴포넌트의 조합에 속한다는 것을 알고 있어야 한다. 따라서, 장치 컴포넌트 및 방법 단계는, 여기에서의 설명의 이점을 갖춘 당업자에게 이미 명백할 세부 사항으로써 설명서를 불명료하게 하지 않기 위해 본 발명의 실시예를 이해하는 것에 관련된 구체적 세부 사항만을 나타내면서, 적합한 경우, 전통적인 심볼에 의해 도면에 표현되었다.

이 문서에서, 제1 및 제2, 상단 및 하단 등과 같은 관계 용어는, 그러한 엔티티 또는 액션 사이에서 어떠한 실제의 그런 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포할 필요없이, 단지 일 엔티티 또는 액션을 다른 엔티티 또는 액션과 구별하는데 사용될 수도 있다. "포함하다", "포함하는", 또는 그것에 관한 다른 어떤 변형도 비배타적인 포함(non-exclusive inclusion)을 커버하기 위한 것이므로, 소자의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치가 그러한 소자만을 포함하는 것은 아니며 명시적으로 열거되지 않았거나 그러한 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에 삽입되지 않은 다른 소자를 포함할 수도 있다. "~를 포함하다"에 의해 선행되는 소자는, 추가 제약없이, 그 소자를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에서 동일한 추가 소자의 존재를 배제하지 않는다.

여기에서 설명되는 본 발명의 실시예는 하나 이상의 전통적인 프로세서 및, 어떤 비프로세서 회로와 함께, 애드호크 네트워크에서의 노드 이동성을 결정하기 위해 여기에서 설명된 기능의 일부, 대다수, 또는 전부를 구현하도록 하나 이상의 프로세서를 제어하는 고유한 저장 프로그램 명령어로 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 비프로세서 회로로는, 라디오 수신기, 라디오 송신기, 신호 드라이버, 클록 회로, 전원 회로, 및 사용자 입력 디바이스를 들 수 있지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 그에 따라, 이러한 기능은 애드호크 네트워크에서 노드 이동성을 결정하기 위한 방법의 단계로서 해석될 수도 있다. 다른 방법으로는, 기능의 일부 또는 전부가, 저장된 프로그램 명령어를 갖지 않는 상태 머신(state machine)에 의해 또는 각각의 기능 또는 기능 중 약간의 일부 조합이 맞춤형 로직(custom logic)으로 구현되는 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuits)으로 구현될 수도 있다. 물론, 2가지 접근 방법의 조합이 사용될 수도 있다. 그에 따라, 이러한 기능을 위한 방법 및 수단이 여기에서 설명되었다. 더 나아가, 당업자라면, 예를 들어, 이용 가능한 시간, 현재의 기술, 및 경제적 고려에 의해 동기 부여되는 어쩌면 상당한 노력 및 다수의 설계 선택에도 불구하고, 여기에서 개시된 개념 및 원리에 의해 안내되는 경우, 최소한의 실험으로써 그러한 소프트웨어 명령어 및 프로그램과 IC를 쉽게 발생시킬 수 있을 것이 예상된다.

"예시적"이라는 단어는 여기에서 "일례, 예증, 또는 예시로서 기능한다는 것"을 의미하는데 사용된다. 여기에서 "예시적"인 것으로 설명되는 모든 실시예가 반드시 다른 실시예에 비해 바람직스럽거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 이러한 상세한 설명에서 설명되는 실시예 모두는 당업자가 본 발명을 활용하거나 사용하는 것을 가능하게 하기 위해 제공되는 예시적 실시예이고 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

다음에서 설명되는 실시예는, 애드호크 P2P 다중 홉 네트워크(ad-hoc peer-to-peer multi-hop network)와 같은, 무선 통신 네트워크에서 특정 노드가 이동적인지 아니면 정적인지의 여부 뿐만 아니라 특정 노드가 이동중인 속도를 판정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특정 노드는 고정된 이웃 노드(fixed neighbor nodes)를 추적할 수 있고, 그에 따라, 특정 노드의 이웃 토폴로지에서의 시간에 걸친 변화가 특정 노드의 이동성 정도를 판정 또는 검출하는데 사용될 수 있다. 특정 노드의 "이동성 정도(degree of mobility)"는 무선 애드호크 네트워크에서의 특정 노드에 대한 이동성의 존재 또는 부재를 의미한다. 특히, "이동성 정도"는 (예를 들어, 특정 노드가 정적인) 무이동성에서 (예를 들어, 특정 노드가 이동적이지만 낮은 속도 레벨에서 이동하고 있는) 낮은 레벨의 이동성에 이르는 그리고 (예를 들어, 특정 노드가 이동적이고 빠른 속도에서 위치를 변화시키고 있는) 높은 레벨의 이동성에 이르는 이동성의 범위를 포함한다. 이러한 기술은, 네트워크에서의 이웃 토폴로지의 실시간 영상을 획득하고 네트워크의 효율성을 최대화하기 위해, 네트워크에서 이동 노드를 정적 노드와 구별하는데 사용될 수 있다.

일 구현에서는, 이동 애드호크 네트워크에서 특정 노드의 이동성의 정도를 평가하기 위한 기술이 제공된다. 특정 노드는 각각의 고정된 이웃 노드를 모니터링하여 특정 노드의 FNNT에 기록할 수 있다. 특정 노드는 각각의 고정된 이웃 노드로의 진입 시간(entry time) 및 각각의 고정된 이웃 노드를 위한 퇴거 시간(exit time)을 모니터링하여 기록할 수 있고, 고정된 이웃 노드를 위한 평균 접촉 주기를 정량화할 수 있다. 임계 구간보다 큰 평균 접촉 주기는 특정 노드의 이동성 부족을 지시한다.

예시적 노드

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적 노드(100)의 블록도이다. 노드(100)는 프로세서(101), 송신기 회로(103) 및 수신기 회로(105)를 포함하는 송수신기(102), 안테나(106), 디스플레이(107), 입력 디바이스(108), 프로세서(101)에 의해 실행되는 연산 명령어를 저장하기 위한 프로그램 메모리(109), 버퍼 메모리(111), 하나 이상의 통신 인터페이스(113), 및 분리 가능 저장 유닛(115)을 포함한다. 도시되지는 않았지만, 노드(100)는 송신기 회로(103)로부터 안테나(106)쪽으로 그리고 안테나(106)로부터 수신기 회로(105)쪽으로 정보 패킷을 간헐적으로 제공하기 위해 (도시되어 있지 않은) 안테나 스위치, 듀플렉서, 서큘레이터, 또는 다른 고격리성(highly isolative) 수단도 포함하는 것이 바람직하다. 노드(100)는 적어도 도 1에 묘사된 모든 소자 뿐만 아니라 노드(100)가 그것의 특정 기능을 수행하는데 필요한 다른 임의 소자를 포함하고 있는 집적 유닛인 것이 바람직하다. 다른 방법으로, 노드(100)는 적절하게 상호 접속된 유닛 또는 디바이스의 집합을 포함할 수도 있는데, 이 경우, 그런 유닛 또는 디바이스는 노드(100)의 소자에 의해 수행되는 기능과 등가인 기능을 수행한다. 예를 들어, 노드(100)는 랩탑 컴퓨터 및 무선 LAN(local area network) 카드를 포함할 수도 있다.

프로세서(101)는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, DSP(digital signal processors), 상태 머신, 논리 회로, 또는 연산 명령어나 프로그램 명령어에 기초해 정보를 프로세싱하는 임의의 다른 디바이스 또는 디바이스들을 포함하는 것이 바람직하다. 그런 연산 명령어 또는 프로그램 명령어는 프로그램 메모리(109)에 저장되는 것이 바람직하다. 프로그램 메모리(109)는 임의 형태의 RAM(random-access memory) 또는 ROM(read-only memory), 플로피 디스크, CD-ROM(compact disk read-only memory), 하드 디스크 드라이브, DVD(digital video disc), 플래시 메모리 카드, 또는 디지털 정보를 저장하기 위한 다른 임의 매체를 포함하고 있는 IC(integrated circuit) 메모리 칩일 수도 있다. 당업자라면, 프로세서(101)가 그것의 기능 중 하나 이상을 상태 머신 또는 논리 회로에 의해 수행되게 할 때, 대응되는 연산 명령어를 포함하고 있는 메모리(109)는 상태 머신 또는 논리 회로내에 매입될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 프로세서(101)에 의해 수행되는 연산 및 노드(100)의 나머지는 다음에서 상세하게 설명된다.

송신기 회로(103) 및 수신기 회로(105)는 노드(100)가 정보 패킷을 다른 노드에게로 통신할 수 있게 하고 다른 노드로부터 정보 패킷을 획득할 수 있게 한다. 이러한 관점에서, 송신기 회로(103) 및 수신기 회로(105)는, 무선 통신 채널을 통한 디지털 또는 아날로그 송신을 가능하게 하는 회로를 포함한다. 송신기 회로(103) 및 수신기 회로(105)는 셀룰러 무선 인터페이스(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wide-band CDMA), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 등) 및 애드호크 네트워킹 무선 인터페이스(예를 들어, 블루투스(BLUETOOTH), 802.11 WLAN, 802.16 WiMax 등)의 양자를 통해 동작하도록 설계된다.

송신기 회로(103) 및 수신기 회로(105)의 구현은 노드(100)의 구현에 의존한다. 예를 들어, 송신기 회로(103) 및 수신기 회로(105)는 적합한 무선 모뎀으로서 또는 양방향 무선 통신 디바이스의 전통적인 송신 및 수신 컴포넌트로서 구현될 수 있다. 송신기 회로(103) 및 수신기 회로(105)가 무선 모뎀으로서 구현되는 경우에, 모뎀은 노드(100)에 내장될 수 있거나 노드(100)에 삽입 가능할 수 있다(예를 들어, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 카드에 구현된 무선 RF(radio frequency) 모뎀으로 통합될 수 있다). 무선 통신 디바이스의 경우, 송신기 회로(103) 및 수신기 회로(105)는 공지 기술에 따른 무선 디바이스 하드웨어 및 소프트웨어 아키텍처의 일부로서 구현되는 것이 바람직하다. 전부는 아니라 하더라도, 송신기 회로(103) 및/또는 수신기 회로(105)의 기능 중 대다수는, 프로세서(101)와 같은, 프로세서로 구현될 수도 있다. 그러나, 프로세서(101), 송신기 회로(103), 및 수신기 회로(105)가 여기에서는 좀더 양호한 이해를 용이하게 하기 위해 인위적으로 분리되었다.

수신기 회로(105)는, 가장 가까운 디바이스와의 통신이 네트워크 통신의 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 위치한다면, 적어도 하나의 대역폭 및 선택적으로 좀더 많은 대역폭으로부터 RF 신호를 수신할 수 있다. 수신기 회로(105)는 선택적으로 제1 수신기 및 제2 수신기를 포함할 수 있거나, 하나의 수신기가 2 이상의 대역폭에서 수신 가능할 수도 있다. 수신기(105)는, 동작 모드에 따라, 예를 들어, PLMRS(Public Land Mobile Radio System), AMPS(Advanced Mobile Phone Service), GSM, CDMA, UMTS, WCDMA, 블루투스, 또는 WLAN(예를 들어, IEEE 802.11) 통신 신호를 수신하도록 튜닝될 수 있다. 송수신기(102)는 적어도 한 세트의 송신기 회로(103)를 포함한다. 적어도 하나의 송신기(103)가 어쩌면 다중 주파수 대역에서 다중 디바이스에게로 송신하는 것이 가능할 수도 있다. 수신기(105)에서와 같이, 선택적으로 이중 송신기(103)가 이용될 수도 있는데, 이 경우, 하나의 송신기는 가장 가까운 노드로의 송신 또는 WLAN으로의 직접 링크 확립을 위한 것이고 다른 송신기는 셀룰러 기지국으로의 송신을 위한 것이다.

안테나(106)는 무선 캐리어 주파수를 포함하고 있는 주파수 범위에서 전자파 에너지를 방사하고 수신하기 위한 임의의 공지 또는 개발 구조를 포함한다.

버퍼 메모리(111)는, RAM과 같은, 임의 형태의 휘발성 메모리일 수도 있고, 본 발명에 따라 수신된 정보 패킷을 일시적으로 저장하는데 사용된다.

노드(100)가 비디오 소스로부터 비디오 정보를 수신하도록 구성되는 경우, 노드(100)는 현재의 MPEG(Moving Picture Experts Group) 표준 또는 소정의 다른 비디오 디코딩 표준을 디코딩할 수 있는 비디오 디코더를 더 포함하는 것이 바람직하다. 노드(100)가 비디오 정보를 송신하는 것이 부가적으로 가능한 경우, 노드(100)는 비디오 데이터를 상기 비디오 표준 중 적어도 하나로 인코딩할 수 있는 비디오 인코더를 더 포함하는 것이 바람직하다. 그런 비디오 인코더 및 디코더는 프로세서(101)의 일부로서 구현되는 것이 바람직하다.

예시적 애드호크 네트워크

도 2는 제1 시점에서의 예시적 애드호크 통신 네트워크(200)의 블록도이다.

애드호크 통신 네트워크(200)는, 각각이 무선 중계기 및 라우팅 역량을 갖춘 복수개 노드(220A-220O)와 선택적인 유선 AP(Access Points;230) 사이에서 발생될 수 있다. 클라이언트는 인프라스트럭처 기반 네트워크와 클라이언트 기반 P2P 네트워트 사이에서 심리스하게(seamlessly) 이동할 수 있다. 도 2의 애드호크 네트워크(200)는 (예를 들어, AP를 포함하는) 인프라스트럭처 모드에서 동작하는 것으로 도시되지만, 당업자라면, 도 2의 애드호크 네트워크(200)가 어떠한 네트워크 인프라스트럭처가 존재할 것을 요구하는 것은 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 오히려, 노드(220A-220O)는 통상적으로 무인프라스트럭처(infrastructureless) 모드 및 인프라스트럭처 모드의 양자에서의 동시 동작을 지원한다.

애드호크 네트워크(200)에서 노드(220A-220O)로의 그리고 노드(220A-220O)로부터의 통신은 네트워크의 다른 노드(220A-220O)에 도달하기 위해 서로를 통해 "호핑(hopping)"할 수 있다. 노드(220A-220O)는 일반적으로, 패킷화된 오디오, 비디오 및/또는 데이터 정보를 수신할 수 있는 무선 디바이스일 수 있다. 적합한 프로세서, 송신기, 수신기 및 안테나와 같은, 예시적 노드에서의 컴포넌트 중 일부는 도 1에서 앞서 설명되었다. 노드(220A-220O)는, 각각이 하나 이상의 무선 통신 채널을 포함하는 무선 캐리어 주파수를 통해 정보 패킷을 통신할 수 있다.

인프라스트럭처 모드에서, AP(230)는 통상적으로 (도시되어 있지 않은) 유선 네트워크에 커플링되고 오디오, 비디오 및/또는 데이터 정보의 하나 이상의 소스를 제공할 수 있다. AP(230)는 셀룰러 기지국, IEEE 802.11 표준 또는 다른 WLAN(wireless local area network) 표준으로써 컴파일하는 무선 접근점, 블루투스 접근점 등일 수도 있다. AP(230)에 근접한 노드(예를 들어, 노드 H(220H))는 애드호크 무선 인터페이스를 이용해 다른 노드로부터 전송물을 수신할 수 있고, 이러한 전송물을, 예를 들어, 셀룰러, 블루투스 또는 WLAN 무선 인터페이스를 이용하는 업링크 통신 신호를 통해 인프라스트럭처 장비쪽으로 중계할 수 있다. 마찬가지로, AP(230)에 근접한 노드(예를 들어, 노드 H(220H))는 셀룰러, 블루투스 또는 WLAN 무선 인터페이스를 통해 다운링크 통신을 수신할 수 있고, 애드호크 무선 인터페이스를 통해 업링크 통신을 다른 노드에게로 송신할 수 있다.

도 2에 도시되지는 않았지만, 당업자라면, 노드(220A-220O)는, 셀룰러 기반 네트워크에서 이용되는 다중 접근 방식에 따라 각각이 하나 이상의 무선 통신 채널을 포함하는 무선 캐리어 주파수를 통해 (도시되어 있지 않은) 셀룰러 기반 네트워크와 정보 패킷을 통신할 수 있다는 것도 알 수 있을 것이다. 네트워크에 사용될 수 있는 다중 접근 방식의 일례로는 TDMA(time division multiple access), 직접 시퀀스 또는 주파수 호핑 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), OFDM(orthogonal frequency division multiplexing), ODMA(opportunity division multiple access), 상기 다중 접근 기술 중 어떤 것의 조합, 사용될 주파수 스펙트럼 중 일부가 국지적 신호량 측정에 의해 판정되는 그리고 주파수 스펙트럼 중 다중 부분이 동시에 사용될 수도 있는 다중 접근 기술, 또는 임의의 다른 다중 접근이나 다중화 방법 또는 그것에 관한 조합 중 어떠한 하나 이상을 들 수 있다.

각각의 노드(220A-220O)는, 광고 메시지를 주기적으로 브로드캐스트하는 것에 의해, 그것의 존재를 다른 노드에게로 광고할 수 있다. 다음으로, 각각의 노드는 그것의 이웃 노드를 식별할 수 있고, 그 노드에 인접한 노드의 이웃 리스트를 유지 보수할 수 있다. 여기에서 사용되는 바와 같이, "이웃 노드"는 노드로부터 1개 홉만큼 떨어져 위치하는 노드이고, 그에 따라, 노드는 서로 통신할 수도 있다. 특정 노드의 이웃 리스트는, 네트워크의 토폴로지가 변화함에 따라, 동적으로 변화한다. 도 2에 도시된 특정 시점에서, 노드 D(220D)는 6개 이웃 노드 - 노드 B(220B), 노드 C(220C), 노드 E(220E), 노드 G(220G), 노드 H(220H), 및 노드 I(220I)를 가진다.

앞서 논의된 바와 같이, 특정 노드의 이웃 토폴로지는 시간에 걸쳐 빠르게 변화할 수 있다. 특히, 특정 노드의 사용 가능 범위내의 이웃 노드는, 다수 노드가 이동함에 따라, 정기적으로(regularly) 변화할 수 있고, 그에 따라, 특정 노드의 사용 가능 범위를 벗어날 수 있다. 다른 이웃 노드는 고정적이거나 정적이고, 따라서, 사용 가능 범위를 벗어나지 않는다. 특정 노드의 (즉, 이웃 토폴로지내의) "사용 가능 범위"는 특정 노드에 충분히 근접한 그러한 고정 또는 이동 노드를 포함하고, 그에 따라, 노드 사이의 신호 강도는 노드 사이의 조정된 액션(coordinated actions)(예를 들어, 데이터 송신 액션)이 발생하기에 충분할 정도로 강하다. 더 나아가, 특정 노드 자체가 이동적이어서, 그것이 한 장소에서 다른 장소로 이동함에 따라, 이웃한 고정 또는 이동 노드의 부분적으로 새로운 그룹 또는 전체적으로 새로운 그룹 형태로 새로운 이웃 토폴로지와 조우할 수도 있다. 예를 들어, 특정한 이동 노드가 영역에 진입함에 따라, 그것은 부근 또는 이웃의 다른 노드로부터의 트래픽을 청취하거나 조우할 것이다. 그런 조우는 특정한 이동 노드에게, 예를 들어, RSSI(Received Signal Strength Indication) 및 BER(Bit Error Rate)을 포함할 수 있는, 그것이 청취중인 이웃 노드에 관한 신호 강도 정보도 제공할 것이다. 도 2 내지 도 4는 특정 애드호크 네트워크(200)에서의 특정 노드 D(220D)의 이동성 및 이웃 노드 토폴로지가 상이한 시점에서 변화하는 방법을 예시한다.

도 2에서, 노드(220H, M)는 고정 노드인 반면, 노드(220A-G, I-L, N-O)는 모두가 잠재적 이동 노드이다. 앞서 지적된 바와 같이, 도 2는, 노드(220B, C, E, I, J, K, O)는 정적이고 노드(A, D, F, G, L, N)는 이동적인(예를 들어, 이동하였거나 현재적으로 이동중인) 제1 시점에서의 애드호크 네트워크(200)를 나타낸다.

도 3은 제2 시점에서의 예시적 애드호크 통신 네트워크(200)의 블록도이다. 제1 시점과 제2 시점 사이를 경과하는 일정 시간 동안, 노드(220A, D, F, G, L, N)는 이동 노드 상태를 유지하고(예를 들어, 현재적으로 여전히 이동중이고), 노드(220B, C, E, I, J, K, O)는 정적 노드 상태를 유지하며(예를 들어, 이동할 수 있지만 현재로서는 이동하고 있지 않으며), 노드(220H, M)는 고정 노드 상태를 유지한다(예를 들어, 비이동적이다).

도 4는 제3 시점에서의 예시적 애드호크 통신 네트워크(200)의 블록도이다. 제2 시점과 제3 시점 사이에서 경과하는 일정 시간 동안, 노드(220A, D, F, J, K, N, O)는 이동 노드였던(예를 들어, 이동했거나 현재적으로 이동중인) 반면, 노드(220B, C, E, G, I, L)는 정적 노드였으며(예를 들어, 이동할 수 있었지만 현재로서는 이동하고 있지 않았으며), 노드(220H, M)는 고정 상태를 유지한다(예를 들어, 비이동적이다). 이 일정 시간 동안, 노드(220K, O, J)는 이동하기 시작했던 한편, 노드(A, D, F, J, N)는 계속해서 이동중이었고, 노드(220B, C, E, I)는 정적 상태를 유지하였으며, 노드(220G, L)는 이동하는 것을 중단하였다.

이하에서는, 특정 노드가 이동적인지 아니면 정적인지를 평가하고 이동 노드가 특정 시점에서 이동하는 속도를 평가하기 위한 기술이 설명될 것이다. 이러한 속성의 지식은, 그것이, 네트워크의 효율성을 증가시키는, 네트워크의 컴포넌트에 관한 가정의 형성(formation of assumptions)을 가능하게 하기 때문에 바람직하다. 예를 들어, (다음에서 논의되는 방법을 통해) 식별되는 "고정" 노드의 위치는, 그렇지 않다면, 네트워크 대역폭의 낭비를 초래할, 이웃 노드가 식별되는 "고정" 노드에게로 비컨 메시지를 송신할 필요없이, 이웃 노드에 의존될 수 있다. 다시 말해, 네트워크는, 노드가 이동중이지 않다면(또는 이동되지 않았다면), 네트워크의 나머지 노드는, 그 노드에게로 데이터를 송신하거나 그 노드로부터 데이터를 수신할 필요없이, 그 노드가 이후에도 여전히 거기에 위치할 것이라고 가정할 수 있다는 사실과 같은, 이웃 노드에 관한 가정을 형성할 수 있다. 이러한 관점에서, 데이터 교환 속도가 감소될 수 있다.

도 5는, 본 발명의 일부 실시예에 따른, 애드호크 네트워크에서 제1 노드의 이동성을 결정하기 위한 예시적 방법(500)을 나타내는 흐름도이다. 예시적 방법(500)의 가능한 일 구현이, "제1 노드"가 논의의 목적을 위해 노드 D(220D)인 것으로 가정되는 도 2 내지 도 4를 참조하여 논의될 것이다. 그러나, 도 5 내지 도 9의 방법이 도 2의 모든 노드에 그리고 도 2내지 도 4에 도시된 것과는 상이한 토폴로지를 가진 다른 애드호크 네트워크 구성에 적용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

단계 510에서, 제1 노드는 이동하고 있지 않은 제1 노드의 영역 또는 부근에서의 이웃 노드를 포함하는 FNNT를 발생시킨다. "이동" 노드는 그것의 위치가 "이동" 또는 변화된 노드이거나 그것의 위치를 현재적으로 "이동중"이거나 변경중인 노드이다. FNNT는 제1 노드의 정기 이웃 노드 테이블의 일부로서 또는 그것만의 고유한 별도 테이블로서 구현될 수 있다. 예를 들어, FNNT는 통상적인 애드호크 네트워크의 노드에 의해 유지 보수되는 정규 이웃 노드 테이블에 추가 필드를 추가하는 것에 의해 구현될 수 있다. 다른 방법으로, FNNT는, GP(guard period) 이후라 하더라도 양호한 신호 강도를 나타내는 이웃만을 저장하므로(예를 들어, 신호 품질이 진동 특성(oscillatory nature)을 갖는 이웃은 이 테이블에 포함되지 않아야 하므로), 라우팅에 사용되는 이웃 테이블과는 상이한 별도 테이블로서 구현될 수도 있다. 다시 말해, 제1 노드는 이러한 노드로부터 간혹 수신할 수도 있고 이러한 노드를 이웃 노드로서 그것의 정기 이웃 테이블에 입력할 것이다. 그러나, 이러한 노드는 낮은 RSSI를 갖거나 진동 특성을 가질 것이므로, FNNT에는 포함되지 않을 것이다.

FNNT는 특정 노드의 동작 가능 범위에서의 고정된 이웃 노드에 관한 정보를 특정 노드에서 편성하기 위해 특정 노드에 유지 보수되는 것이 바람직하다. 특정 노드의 FNNT는, 이웃한 이동 노드에 비해, 특정 노드 주위의 고정 또는 정적 이웃 노드에 관한 정보를 저장할 수 있다. 특히, 새롭게 조우된 이웃 노드가 "고정 노드"인 것으로 판정되면, 그것은 FNNT쪽으로 입력되어야 한다. 특정 노드 주위의 이동 노드에 관한 정보는, 특정 노드의 이동성 정도를 평가하는데 도움이 되지 않으므로, 저장되지 않는다. 고정 이웃 노드를 정량화하는 것에 의해, 감지된 어떠한 이동성도 특정 노드에 정확하게 기인될 수 있다. FNNT는 "GP" 이후에 양호한 신호 강도를 나타내는 고정 이웃 노드, 즉, 충분히 연장된 일정 시간 동안 특정 노드에게로 강한 또는 충분히 강한 신호를 전송중인 이웃 노드에 관한 정보만을 저장하면 된다. 일관되게 강하거나 영속적인 신호 강도를 가지고 있지 않은 이웃 노드(예를 들어, 진동 특성의 신호 품질을 가진 노드)는 FNNT로부터 배제되는 것이 바람직하다. (예를 들어, 간섭 때문에 또는 이웃 노드가 고정된 이웃 노드의 커버리지 영역 가장자리에 위치하기 때문에) 짧은 시주기에 걸쳐 크게 달라지는 신호 강도를 갖는 고정 이웃 노드는 FNNT로부터 배제될 수 있다.

도 2의 제1 시점에서, 노드(220D)는 6개의 안정한 이웃 노드(노드(220B, C, E, G, H, I) 및 노드(220D)가 가끔 신호를 수신하기도 하는 3개의 다른 이웃 노드(220A, F, J)를 가진다. 노드(220A, B, C, E, F, G, H, I, J)는, 라우팅에사용되는, 노드(220D)의 정기 이웃 테이블에 저장된 그것의 어드레스를 가질 것이다. 그러나, 노드(220D)는 GP 이후라 하더라도 양호한 신호 강도를 나타내는 이웃 노드(220B, C, E, G, H, I)만을 저장하므로(예를 들어, 신호 품질이 진동 특성을 가진 이웃이 이 테이블에 포함되어서는 안되므로) 그것의 FNNT에는 노드(220B, C, E, G, H, I)만을 포함할 것이다. 다시 말해, 노드(220D)는 때때로 노드(220A, F, J)로부터 수신할 수도 있고 이러한 노드를 그것의 정기 이웃 테이블에 이웃 노드로 입력할 것이다. 그러나, 노드(220A, F, J)는 낮은 RSSI 또는 진동 특성을 가지므로, FNNT에는 포함되지 않을 것이다.

도 3에서, 노드(220D)는 2개의 이웃 노드(220H, K)를 가지며, 노드(220D)로부터 다중 홉만큼 떨어져 있는 다른 3개 노드(220E, F, L)로부터도 신호를 수신한다. 도 2를 도 3과 비교하는 것에 의해, 노드(220H, M)는 고정이고 노드(220B, C, E, I, K, J, O)는 정적이라는 것을 알 수 있다. 노드(220H)는 고정된 이웃 노드이고, 노드(220K)는 정적인 이웃 노드이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, "고정된 이웃 노드"는, 물리적으로 고정된 노드 및 현재로서는 정적이지만 이동할 수 있는 노드를 포함한다. 그에 따라, 이 일례에서, "고정된 이웃 노드"는 노드(220K, H)이다.

도 4의 제3 시점에서, 노드(220D)는 5개의 안정한 이웃 노드(노드(220F, H, J, N, O))를 갖고, 다른 이웃 노드(220I, K)로부터도 간혹 신호를 수신한다. 노드(220 F, H, I, J, K, N, O)는, 라우팅에 사용되는, 노드(220D)의 정기 이웃 테이블에 저장된 그것의 어드레스를 가질 것이다. 그러나, 노드(220D)는 GP 이후에도 양호한 신호 강도를 나타내는 이웃 노드(220F, H, J, N, O)만을 저장하므로(예를 들어, 신호 강도가 진동 특성을 갖는 이웃이 이 테이블에 포함되어서는 안되므로), 노드(220F, H, J, N, O)만을 그것의 FNNT에 포함할 것이다. 다시 말해, 노드(220D)는 간혹 노드(220 I, K)로부터도 수신할 수 있고 이러한 노드를 그것의 정기 이웃 테이블에 이웃 노드로서 입력할 것이다. 그러나, 노드(220I, K)는 낮은 RSSI 또는 진동 특성을 가지고 있으므로, FNNT에는 포함되지 않을 것이다.

노드(220A, D, F, J, K, N, O)는 이동 노드이고, 노드(H)는 고정된 이웃 노드이다. 도 3을 도 4와 비교하는 것에 의해, 노드(220H, M)는 고정이고 노드(220B, C, E, G, I, L)는 정적이라는 것을 알 수 있다. 노드(F, J, N, O)는 이동 이웃 노드이고, 노드(220H)는 고정된 이웃 노드이며, 정적 이웃 노드는 존재하지 않는다.

단계 520에서, 제1 노드는 제1 노드와 제2 노드 사이의 변화를 모니터링한다. 일 구현에서, 제1 노드는, 그것의 현재 위치로부터 RF 트래픽을 청취할 수 있는 이웃에 관한 이력을 추적하고, 그러한 이웃에서의 시간에 걸친 변화는, 그 노드가 이동되었는지 아니면 계속적으로 이동중인지를 검출하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2(제1 시점)와 도 3(제2 시점) 사이의 시주기에서, 노드(220D)는 이동적이었고, 노드(220B, C, E, I, J, K, O)는 정적이었으며, 노드(220A, F, G) 또한 이동적이었다(예를 들어, 이동했거나 현재적으로 이동중이다). 노드(220D)의 새로운 이웃 노드는 고정 노드(220H) 및 정적 노드(220K)인 반면, 노드(220D)는 정적 노드(220E) 및 이동 노드(220F, L)로부터도 신호를 수신하였다. 이 정보로부터, 노드(220D)는, 제1 시점(도 2)과 제2 시점(도 3) 사이의 일정 시간 동안, 노드(220B, C, E, G, H)를 포함하였던 선행 이웃 리스트가 이제 노드(220H, K)를 포함하는 새로운 이웃 리스트로 변화되었다는 것을 판정할 수 있다.

마찬가지로, 도 3(제2 시점)과 도 4(제3 시점) 사이의 시주기에서, 노드(220D)는 이동적이었고, 노드(220B, C, E, G, I)는 정적이었으며, 노드(220A, F, J, K, N, O)는 이동적이었다(예를 들어, 이동하였거나 현재적으로 이동중이다). 노드(220D)의 새로운 이웃 노드는 노드(F, J, N, O)인 반면, 노드(220D)는 정적 노드(220I) 및 이동 노드(220K)로부터도 신호를 수신한다. 이 정보로부터, 노드(220D)는, 제2 시점(도 3)과 제3 시점(도 4) 사이의 일정 시간 동안, 노드(220H, K)를 포함하였던 선행 이웃 리스트가 이제는 노드(220F, H, J, N, O)를 포함하는 새로운 이웃 리스트로 변화되었다는 것을 판정할 수 있다.

단계 530에서, 제1 노드는, 변화에 기초해 그것이 이동적인지를 판정할 수 있다.

도 6은, 본 발명의 일부 실시예에 따른, FNNT를 발생시키기 위한 예시적 방법(600)을 나타내는 흐름도이다. 이동 노드가 영역에 진입함에 따라, 그것은 그 영역의 나머지 노드로부터 트래픽을 청취하기 시작할 것이다. 이러한 트래픽을 청취하는 것은 이동 노드에게, 그것이 청취중인 노드에 관한 신호 강도 정보를 제공할 수 있다. 이것은, RSSI(received signal strength indicator) PDSQ(post detection signal quality), 전력 측정, BER(bit error rate), FER(frame error rate), BER(block error rate), 수신 신호 전력(received signal power;RX Power), 또는 채널 품질의 다른 지시자 등을 포함할 수 있지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 청취되는 노드가 고정 노드라면, 그것은 (이웃에 관한 다른 정보도 저장하는) FNNT에 입력되어야 한다.

단계 610에서, 제1 노드는 제1 노드의 영역 또는 부근의 다른 노드로부터 수신된 정보의 메트릭을 측정한다. 예를 들어, 도 2에서, 노드(220D)는 노드(220 A-C, E-J)로부터의 RSSI를 측정할 수 있는 반면, 도 3에서, 노드(220D)는 노드(220E, F, H, K, L)로부터의 RSSI를 측정할 수 있고, 도 4에서, 노드(220D)는 노드(220F, H-K, N, O)로부터의 RSSI를 측정할 수 있다.

단계 620에서, 제1 노드는 메트릭을 사용해, 그것의 진정한 이웃 노드를 결정한다. 무선 네트워크에서는, RF파의 복잡한 특성 때문에, 제1 노드는 실제적으로 멀리 떨어져 반드시 이웃 노드일 필요는 없을 수도 있는 노드로부터 메시지를 수신할 수도 있다(예를 들어, 제1 노드는 그것으로부터 다시는 어떤 메시지도 수신하지 않을 수도 있다). 이러한 다른 노드는, 잘못된 결과를 제공할 수 있으므로, 이동성을 결정하는데 사용되어서는 안된다. (가입자가 고정 노드의 커버리지 영역 가장자리에 위치하는 경우나 간섭으로 인해 발생할 수 있는) 신호 강도가 끊임없이 달라지는 이웃 노드는 FNNT에 포함되지 않는다. 이것은 이웃의 이력을 일정 시간 동안 유지하는 것에 의해 수행된다. 그에 따라, RSSI가 소정 임계치보다 큰 노드만이 안정한 "이웃 노드"로 판단되어야 하고 FNNT에 포함될 것이다. 임계치는, 예를 들어, 300 m 범위내에 위치하는 노드만이 이웃 노드로서 지시되도록 선택될 수 있다. 도 2에서, 노드(220D)는, 노드(220B, C, E, G, H, I)가 그것의 안정한 이웃 노드라는 것과 다른 이웃 노드(220A, F, J)는 안정하지 않다는 것을 판정할 수 있다. 마찬가지로, 도 3에서, 노드(220D)는, 노드(220H, K)가 그것의 안정한 이웃 노드라는 것과 노드(220E, F, L)는 안정하지 않다는 것을 판정할 수 있다. 도 4에서, 노드(220D)는, 노드(220F, H, J, N, O)가 그것의 안정한 이웃 노드라는 것과 이웃 노드(220I, K)는 안정한 이웃이 아니라는 것을 판정할 수 있다.

단계 630에서 선택적 GP를 대기한 후에, 단계 640에서, 제1 노드는, 이웃 노드가 고정적인지의 여부를 판정할 수 있다. 제1 노드가, 그것의 이웃 노드가 고정적인지 아니면 이동적인지를 판정할 수 있는 다수 기술이 존재한다. 예를 들어, 이웃 노드 각각이, 특정 이웃 노드가 이동적인지의 여부를 지시하는 메시지를 제1 노드에게로 주기적으로 송신할 수 있다. 다른 방법으로, 이웃 노드 각각이, 그것의 유형(예를 들어, IAP(Intelligent Access Point) 또는 WR(Wireless Router))을 지시하는 메시지를 제1 노드에게로 주기적으로 송신할 수 있다. 그 다음, 제1 노드는, 노드의 그런 유형이 이동적인지의 여부를 추론할 수 있다. 다른 방법으로, 이웃 노드 각각은, 그것이 송신하는 모든 메시지에 그것이 고정적인지 아니면 이동적인지를 지시하는 단일 비트(또는 플래그)를 가질 수도 있다.

단계 650에서, 제1 노드는 이웃 노드 중 고정된 것으로 판정된 이웃 노드를 "제2" 또는 "고정된 이웃" 노드로서 지정하고, 제2 노드를 FNNT에 포함한다. 예를 들어, 도 2에서, 노드(220D)는 이웃 노드(220H)를 고정된 이웃 노드로서 그리고 노드(220B, C, E, I, J, K, O)를 정적 이웃 노드로서 지정할 수 있고, 이웃 노드(220B-E, I-K 및 O)를 FNNT에 추가할 수 있다. 도 3에서, 노드(220D)는 이웃 노드(220H)를 고정된 이웃 노드로서 지정할 수 있고, 노드(220K)를 정적 이웃 노드로서 지정할 수 있으며, 이웃 노드(220H, K)를 FNNT에 추가할 수 있다. 그에 따라, 제1 시점(도 2)과 제2 시점(도 3) 사이의 일정 시간 동안, 고정된 이웃 노드의 수는 6만큼 증가되었다. 도 4에서, 노드(220D)는 이웃 노드(220H)를 고정된 이웃 노드로서 지정할 수 있고, 그것을 FNNT에 보유한다. 그에 따라, 제2 시점(도 2)과 제3 시점(도 3) 사이의 일정 시간 동안, 고정된 이웃 노드의 수는 (2개에서 1개로) 1만큼 감소되었다.

몇가지 기술이 제1 노드와 제2 노드 사이의 변화를 모니터링하는데 사용될 수 있다(단계 520). 이러한 기술 중 일부가 도 7 내지 도 9를 참조하여 다음에서 설명될 것이다.

일 실시예에서, 특정 노드는 고정된 이웃 노드 각각의 FNNT로의 "진입 시간" 및 고정된 이웃 노드 각각이 FNNT를 벗어나는 "퇴거 시간"을 모니터링하고 기록할 수 있다. "진입 시간"은, 이러한 관점에서, 특정 노드가 고정된 이웃 노드로부터 충분한 신호 품질의 그것의 제1 메시지(예를 들어, RTS, CTS, 데이터, 또는 Hello 메시지)를 조우하는 시점이다. 한편, "퇴거 시간"은, 고정된 이웃 노드로부터 특정 노드에 도달하는 메시지의 신호 품질이 임계 신호 품질 아래로 떨어지는 시점이다. 이러한 관점에서, "임계 신호 품질"은 소정의 네트워크 성능 및 특징에 기초해 정의될 수 있다.

또한, 특정 노드는, 그것이 일정 일정 시간 동안에 접촉을 상실하는 고정된 이웃 노드의 수를 모니터링하고 기록할 수도 있다. 이러한 관점에서, 특정 노드는 특정 노드와 고정된 이웃 노드 사이의 평균 접촉 주기를 모니터링하고, 정량화하며, 기록하는 능력을 갖는 것이 바람직하다. 특정 노드와 고정된 이웃 노드 사이의 "접촉 주기"는, 이러한 관점에서, "진입 시간"과 "퇴거 시간" 사이의 차이이고, 이는, 노드가 접촉하고 있었던 시간을 강조한다. FNNT의 고정된 이웃 노드 모두를 위한 "평균 접촉 주기"는 특정 노드의 이동성 정도에 대해서 뿐만 아니라 특정 노드가, 이동적이라면, 이동하는 속도에 대해서도 정보를 제공한다. 이러한 관점에서, 평균 접촉 주기가 임계 수치 미만이라면, 특정 노드는 "이동" 노드로서 지정될 수 있다. 평균 접촉 주기가 임계 수치 이상이라면, 특정 노드는 "정적 노드"로서 지정될 수 있다. 더 나아가, 많은 경우, 고정된 이웃 노드를 위한 "접촉 시간"의 평균은 특정 노드의 속도에 비례할 수 있다.

도 7은, 본 발명의 일부 실시예에 따른, 애드호크 네트워크에서 제1 노드와 제2 노드 사이의 변화를 모니터링하기 위한 다른 예시적 방법(700)을 나타내는 흐름도이다.

단계 710에서, 제1 노드는, 그것이 제2 노드 각각으로부터 주기적으로 송신된 메시지를 수신하였는지의 여부를 판정할 수 있다. 이 프로세스는 제2 노드 각각을 위해 반복한다. 주기적으로 송신된 메시지로 인해, 제1 노드(220D)는, 그것이 제2 노드 중 어떤 제2 노드로의 능동적 통신 링크를 여전히 보유하고 있다는 것(그리고 그 역 또한 같다는 것)을 알 수 있다. 주기적으로 송신된 메시지는, 예를 들어, 제2 노드로부터의 충분한 신호 품질을 갖춘 경로 광고 메시지, Hello 메시지, RTS 메시지, CTS 메시지, 데이터 메시지 등일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 일례에서, 제1 노드(220D)는, 그것이 이웃 노드(220B, C, E, G, H, I) 각각으로부터 주기적으로 송신된 메시지를 수신하였는지의 여부를 판정할 수 있다. 도 3에 도시된 일례에서, 제1 노드(220D)는, 그것이 이웃 노드(220H, K) 각각으로부터 주기적으로 송신된 메시지를 수신하였는지의 여부를 판정할 수 있고, 도 4에 도시된 일례에서, 제1 노드(220D)는, 그것이 이웃 노드(220F, H, J, N, O) 각각으로부터 주기적으로 송신된 메시지를 수신하였는지의 여부를 판정할 수 있다.

단계 720에서, 제1 노드는, 제2 노드 각각으로부터의 메시지가 제1 노드에서 수신되는 시주기를 결정하는 것에 의해, 제1 노드와 제2 노드 중 하나 사이의 접촉 시간을 결정할 수 있다. 이 프로세스는 제2 노드 각각을 위해 반복한다. 예를 들어, (예를 들어, 제1 시점(도 2)과 제2 시점(도 3) 사이의) 제1 관찰 주기 동안, 노드(220D)와 노드(220K) 사이의 접촉 시간은 기록되기 시작하고, 노드(220D)와 노드(220B, C, E, G, I) 사이의 접촉 시간은 기록을 중단하며, 노드(220D)와 노드(220H) 사이의 접촉 시간은 계속해서 누적된다. (예를 들어, 제2 시점(도 3)과 제3 시점(도 4) 사이의) 제2 관찰 주기 동안, 노드(220D)와 노드(220F, J, N, O) 사이의 접촉 시간은 기록되기 시작하고, 노드(220D)와 노드(220K) 사이의 기록 시간은 기록을 중단하며, 노드(220D)와 노드(220H) 사이의 접촉 시간은 계속해서 누적된다.

단계 730에서, 제1 노드는, 그것과 제2 노드 각각 사이의 접촉 시간을 제1 노드가 결정하였는지를 판정할 수 있다. 제1 노드가 그것과 제2 노드 각각 사이의 접촉 시간을 결정하지 않았다면, 프로세스는, 제1 노드가 그것과 제2 노드 중 다른 제2 노드 사이의 접촉 시간을 결정할 수 있는 단계 720으로 복귀한다. 제1 노드가 그것과 제2 노드 각각 사이의 접촉 시간을 결정하였다면, 프로세스는, 제1 노드가 접촉 시간을 평균할 수 있는 단계 740으로 진행한다. 예를 들어, (예를 들어, 제1 시점(도 2)과 제2 시점(도 3) 사이의) 제1 관찰 주기 동안에는, 노드(220D)와 노드(220B, C, E, G, I) 사이의 접촉 시간이 평균될 수 있다. (예를 들어, 제2 시점(도 3)과 제3 시점(도 4) 사이의) 제2 관찰 주기 동안에는, 노드(220D)와 노드(220K) 사이의 접촉 시간이 평균될 수 있다.

단계 750에서, 제1 노드는 제1 노드와 제2 노드 사이의 평균 접촉 시간에서의 변화를 모니터링하여, 제1 노드가 정적인지 아니면 이동적인지를 결정할 수 있다.

도 8은, 본 발명의 일부 실시예에 따른, 제1 노드와 제2 노드 중 하나 사이의 접촉 시간을 결정하기 위한 예시적 방법을 나타내는 흐름도이다.

단계 810에서, 제1 노드는 제2 노드 중 특정한 제2 노드를 위한 진입 시간을 보유할 수 있다. 제2 노드 각각과 연관된 진입 시간은, 제1 노드가 그러한 제2 노드로부터 임계치 이상의 신호 품질을 가진 메시지를 수신하기 시작하는 제1 시점을 포함한다. 주기적으로 송신된 메시지는, 예를 들어, 제2 노드로부터의 충분한 신호 품질을 갖춘 경로 광고 메시지, Hello 메시지, RTS 메시지, CTS 메시지, 데이터 메시지 등일 수 있다.

단계 820에서, 제1 노드는 제2 노드 중 특정한 제2 노드를 위한 퇴거 시간을 보유할 수 있다. 제2 노드 중 특정한 제2 노드와 연관된 퇴거 시간은, 제1 노드가, 제2 노드 중 특정한 제2 노드로부터, 임계치 이상의 신호 품질을 가진 메시지를 수신하는 것을 중단하는 제2 시점을 포함한다.

단계 830에서, 제1 노드는 (제1 노드가 제2 노드 중 특정한 제2 노드로부터 임계치 이상의 신호 품질을 가진 메시지를 수신하는 것을 중단할 때) 제2 노드 중 특정한 제2 노드와 연관된 접촉 시간을 결정할 수 있다. 접촉 시간은 퇴거 시간과 진입 시간 사이의 차이를 포함하고, 제1 노드가 제2 노드 중 특정한 제2 노드와 접촉하고 있었던 시간량을 표현한다.

도 9는, 본 발명의 일부 실시예에 따른, 제1 노드와 제2 노드 사이의 평균 접촉 시간에서의 변화를 모니터링하기 위한 예시적 방법(900)을 나타내는 흐름도이다.

단계 910에서, 제1 노드는, 평균 접촉 시간이 임계치 이상인지를 판정할 수 있다. 이러한 임계치는 (예를 들어, 특정한 네트워크 구성에 의존하는) 구현 특정적이고, 특정 네트워크의 측정치에 의해 결정될 수 있다. 평균 접촉 시간이 임계치 미만이면, 단계 920에서, 제1 노드는, 그것이 이동 상태라고 판정한다. 제1 노드가 이동 상태라고 판정되고 나면, 제1 노드는, 예를 들어, 제1 노드가 이후에 그것이 정적 상태라고 판정하는 경우(예를 들어, 제1 수치가 임계치 이상인 경우), 그것의 상태를 정적 상태로 변경하기 이전에, 단계 930에서 일정 시간 동안 대기해야 한다.

대조적으로, 단계 910에서, 평균 접촉 시간이 (측정치에 의해 결정된) 임계치 이상이라고 판정되면, 단계 940에서, 제1 노드는, 그것이 고정 또는 정적 상태라고 판정할 수 있다. 앞서와 같이, 제1 노드가 단계 940에서 고정 또는 정적 상태라고 판정되고 난 이후라면, 단계 950에서, 제1 노드는, 제1 노드가 이후에 그것이 이동 상태라고 판정하는 경우(예를 들어, 평균 접촉 시간이 임계치 이상인 경우), 그것의 상태를 이동 상태로 변경하기 이전에 일정 시간 동안 대기해야 한다.

따라서, 상기한 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예는, 네트워크 토폴로지 및 네트워크에 영향을 미치는 다른 팩터에서의 변화를 고려하면서, 통신 네트워크에서 노드 이동성을 검출하기 위한 효과적이고 효율적인 시스템 및 방법을 제공한다.

(결코 이동하지 않는) 고정인 것으로 공지된 노드를 갖춘 애드호크 네트워크에서의 이동 노드가 주어지면, 이동 노드가 임의 시점에서 이동 또는 고정 상태인지를 판정하기 위한 노력으로 그러한 고정 노드에 관한 데이터가 모니터링될 수 있다. 이러한 판정의 한가지 목적은 네트워크 및 이동 노드가 각각의 상태에서 상이하게 거동하게 하는 것이다. 정적 상태에서, 네트워크는 그러한 노드에 관하여, 그것이 이동하고 있지 않거나 이동하지 않았다면, 네트워크의 나머지 노드는, 귀중한 네트워크 대역폭을 낭비하면서 그것에게로 데이터를 송신하거나 그것으로부터 데이터를 수신할 필요없이, 이후에도 그것이 여전히 거기에 존재할 것이라고 가정할 수 있다는 사실과 같은, 가정을 형성할 수 있다. 최소한, 노드와의 데이터 교환 속도가 감소될 수 있다. 따라서, 나머지 네트워크가 임의의 소정 노드에 도달하는 방법을 결정하는 라우팅 알고리즘이 훨씬 적은 오버헤드를 소비한다. 이동 상태에서, 노드는 토폴로지를 빠르게 변화시키고, 그에 따라, 네트워크는, 네트워크의 어떤 노드가 그러한 이동 노드에 도달하는데 사용될 수 있는지를 학습하기 위해 빠르게 반응해야 한다. 따라서, 이러한 변화를 따라잡기 위해 라우팅 데이터의 분배가 좀더 빈번하게 발생해야 한다. 이점(benefits)은 라우팅 데이터 교환으로 제한되지 않으며, 이동 노드와 주기적 데이터를 교환하는 다른 서비스를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 노드가 이동적이지 않다면, 그것은 항상 동일한 위치를 리턴할 것이기 때문에, 위치 판정 알고리즘이 실행될 필요가 없어, 대역폭을 절감할 것이다.

상기 명세서에서는, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었다. 그러나, 당업자라면, 다음의 청구항에서 기술되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 이러한 개념은 멀티캐스트 그룹에도 적용될 수 있는데, 이 경우, 애드호크 네트워크에서의 노드의 서브세트가 멀티캐스트 그룹에 속한다. 또한, 서비스 유형이 멀티캐스트 그룹을 확립하기 위한 기초로서 사용될 수도 있다.

따라서, 명세서 및 도면은 한정적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 그러한 변경 모두는 본 발명의 범위내에 포함되어야 한다. 임의의 이점, 장점, 또는 해결책이 발생할 수 있게 하거나 좀더 명백해지게 할 수 있는 이점, 장점, 문제점에 대한 해결책, 및 임의 소자(들)가 임의 청구항 또는 모든 청구항의 필수적이거나, 요구되거나, 본질적인 사양 또는 소자로서 해석되어서는 안된다. 본 발명은 이 출원의 계류중에 이루어진 임의 정정 및 발행되는 그러한 청구항의 모든 등가물을 포함하는 첨부된 청구항에 의해서만 정의된다.

Claims

삭제
자신이 애드호크 네트워크(ad hoc network)에서 이동적(mobile)인지를 판정하도록 구성된 제1 노드로서,

비이동적인 제2 노드들을 포함하는 FNNT(fixed neighbor node table)을 생성하고, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드들 사이의 접촉 시간의 변화를 모니터링하며, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드들 사이의 상기 접촉 시간의 변화에 기초하여 상기 제1 노드가 이동적인지를 판정하는 프로세서

를 포함하고,

상기 프로세서는 상기 제1 노드의 영역내의 다른 노드들로부터 수신되는 정보의 메트릭(metric)을 측정하고, 상기 메트릭을 사용해서 이웃 노드들을 결정하며, 상기 이웃 노드들이 고정적(fixed)인지를 판정하고, 고정적인 것으로 판정된 상기 이웃 노드들을 제2 노드들로서 지정하며, 상기 제2 노드들을 상기 FNNT에 포함시키는 제1 노드.
자신이 애드호크 네트워크(ad hoc network)에서 이동적인지를 판정하도록 구성된 제1 노드로서,

비이동적인 제2 노드들을 포함하는 FNNT(fixed neighbor node table)을 생성하고, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드들 사이의 접촉 시간의 변화를 모니터링하며, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드들 사이의 상기 접촉 시간의 변화에 기초하여 상기 제1 노드가 이동적인지를 판정하는 프로세서, 및

상기 제2 노드들 각각으로부터 주기적으로 메시지를 수신하도록 구성된 수신기

를 포함하고,

상기 프로세서는 또한, 상기 메시지가 상기 제2 노드들로부터 상기 제1 노드에서 수신되는지를 판정하는 것에 의해 상기 제1 노드와 상기 제2 노드들의 각각 사이의 접촉 시간을 결정하고, 상기 접촉 시간을 평균하여 평균 접촉 시간을 결정하며, 상기 제1 노드와 상기 제2 노드들 사이의 상기 평균 접촉 시간의 변화를 모니터링하는 제1 노드.
제3항에 있어서,

상기 제2 노드들의 각각의 진입 시간을 저장하고 상기 제2 노드들 중 적어도 일부에 대한 퇴거 시간을 저장하는 메모리를 더 포함하고,

상기 제2 노드들의 각각과 연관된 상기 진입 시간은, 상기 제1 노드가 제2 노드로부터 임계치 이상의 신호 품질을 가진 메시지를 처음으로 수신한 제1 시각을 포함하고, 제2 노드들과 연관된 상기 퇴거 시간은, 상기 제1 노드가 제2 노드로부터 상기 임계치 이상의 신호 품질을 가진 메시지를 수신하는 것을 중단한 제2 시각을 포함하고,

상기 프로세서는 상기 제2 노드들 중 적어도 일부와 연관된 접촉 시간을 결정하고, 상기 접촉 시간은 상기 퇴거 시간과 상기 진입 시간 사이의 차를 포함하는 제1 노드.
제4항에 있어서,

상기 접촉 시간은, 상기 제1 노드가 상기 임계치 이상의 신호 품질을 가진 메시지를 수신하는 것을 중단한 상기 제2 노드들의 각각과 상기 제1 노드가 접촉하 고 있었던 시간량을 표현하고, 상기 평균 접촉 시간은 상기 제1 노드의 이동을 표시하는 제1 노드.
제4항에 있어서,

상기 프로세서는, 상기 평균 접촉 시간이 임계치 미만이면, 상기 제1 노드가 이동 상태라고 판정하는 제1 노드.
제6항에 있어서,

상기 프로세서는, 상기 제1 노드가 이동 상태라고 상기 프로세서가 판정한 이후로부터 상기 제1 노드의 이동성 상태를 정적 상태로 변경하기 이전까지의 시간 주기 동안 대기하는 제1 노드.
제4항에 있어서,

상기 프로세서는, 상기 평균 접촉 시간이 임계치 이상이면, 상기 제1 노드가 정적 상태라고 판정하는 제1 노드.
제8항에 있어서,

상기 프로세서는, 상기 제1 노드가 정적 상태라고 상기 프로세서가 판정한 이후로부터 상기 제1 노드의 이동성 상태를 이동 상태로 변경하기 이전까지의 시간 주기 동안 대기하는 제1 노드.
애드호크 네트워크에서 자신의 이동성 상태를 평가하는 제1 노드로서,

상기 제1 노드의 동작 가능 범위에서 어떤 노드들이 고정된 이웃 노드들인지와, 각각의 고정된 이웃 노드의 진입 시간 및 각각의 고정된 이웃 노드에 대한 퇴거 시간을 판정하는 프로세서; 및

FNNT 내에 고정된 이웃 노드들, 상기 각각의 고정된 이웃 노드들에 대한 진입 시간, 및 상기 각각의 고정된 이웃 노드에 대한 퇴거 시간을 저장하는 메모리

를 포함하고,

상기 프로세서는 상기 제1 노드와 상기 고정된 이웃 노드들의 각각 사이의 접촉 주기를 결정하고, 상기 접촉 주기의 평균을 결정하며,

상기 프로세서는, 상기 평균이 임계 구간 이상이면, 상기 제1 노드가 정적이라고 판정하는 제1 노드.