KR100992485B1 - Wireless mesh network apparatus and routing method using by it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 메시 네트워크에서의 라우팅 기법에 관한 것으로, 다수의 메시 노드에 대한 포텐셜값을 산출하고, 다수의 게이트웨이 노드에 대한 포텐셜값을 설정한 후, 특정 노드에서 데이터 패킷을 전송할 경우 1홉 이웃 노드들에 대한 포텐셜값을 포함하는 포텐셜 정보를 요청하여 수신하고, 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 설정하며, 이러한 라우팅 경로에 따라 단일 경로 또는 다중 경로로 데이터 패킷을 전송함으로써, 망 경로의 유지 비용과 이동 메시 노드의 핸드 오버 시 지연 발생을 방지할 수 있는 것이다.The present invention relates to a routing scheme in a wireless mesh network. The present invention relates to a 1-hop neighbor when a potential value for a plurality of mesh nodes is calculated, a potential value for a plurality of gateway nodes is set, and data packets are transmitted from a specific node. By requesting and receiving potential information including potential values for nodes, establishing routing paths according to the potential information, and transmitting data packets in a single path or multiple paths according to such routing paths, This can prevent delay when handover of the mobile mesh node.

무선 메시 네트워크, 라우팅, 핸드 오버, 다중 분산 전송 Wireless mesh network, routing, handover, multiple distributed transport

Description

무선 메시 네트워크 장치 및 이를 이용한 라우팅 방법{WIRELESS MESH NETWORK APPARATUS AND ROUTING METHOD USING BY IT}Wireless mesh network device and routing method using same {WIRELESS MESH NETWORK APPARATUS AND ROUTING METHOD USING BY IT}

본 발명은 무선 메시 네트워크(WMN : Wireless Mesh Network)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 메시 네트워크에서 부하를 분산시켜 다중 경로로 패킷을 전송하는데 적합한 무선 메시 네트워크 장치 및 이를 이용한 라우팅 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless mesh network (WMN), and more particularly, to a wireless mesh network device suitable for transmitting a packet in multiple paths by distributing a load in a wireless mesh network, and a routing method using the same.

잘 알려진 바와 같이, 무선 메시 네트워크는 애드 혹(Ad-hoc) 통신 기술로부터 유래되었는데, 무선 네트워크 환경에서 고정이나 이동 중에 기지국과 단말과의 스타형 토폴로지(star type topology)의 통신망이 아닌 기지국 대 기지국, 단말 대 단말, 기지국 대 단말 등 모든 노드가 통신을 할 수 있는 다중 경로를 갖는 메시형 토폴로지(mesh type topology)를 무선망에 도입한 기술을 의미한다.As is well known, the wireless mesh network is derived from Ad-hoc communication technology, which is a base station-to-base station, not a star-type topology network between a base station and a terminal during fixed or mobile communication in a wireless network environment. It refers to a technology that has introduced a mesh type topology (mesh type topology) having a multi-path through which all nodes, such as terminal to terminal, base station to terminal, can communicate.

이러한 무선 메시 네트워크는 경제적인 망 구축, 이동성 제공, 망 확장성, 정보 격차의 해소 등의 관점에서 장점이 있는데, 고가의 송신탑이나 기지국마다 유선망의 인입이 필요하지 않기 때문에 전체적인 망 구성비용이 저렴하여 경제성 있는 망 구축이 가능하고, 그 기반은 IP 기술을 이용하기 때문에 기존 망과 연동이 용이하며, 단계적인 커버리지를 증가시킬 수 있어 계획적인 망을 구성할 수 있고, 비면허 대역을 이용, VoIP(Voice over Internet Protocol) 및 멀티미디어 데이터 서비스를 고속 이동 중 끊김 없이 제공할 수 있다.The wireless mesh network has advantages in terms of economical network construction, mobility provision, network scalability, and bridging the information gap, and since the wired network is not required for each expensive transmission tower or base station, the overall network configuration cost is low. It is possible to construct an economical network, and based on IP technology, it is easy to interwork with the existing network, and can increase the staged coverage so that a deliberate network can be constructed, and an unlicensed band can be used for VoIP (Voice) over Internet Protocol) and multimedia data services without interruption during high-speed travel.

또한, 무선 메시 네트워크는 음성, 비디오, 데이터 등 다양한 서비스를 멀티 라디오(multi-radio) 무선 메시 네트워크 구조를 통해 쉽게 망을 확장하여 무선의 음영 지역을 해소시킬 수 있고, 정보 격차 해소를 위한 기본 인프라 구축에 매우 경제적이며 유연하게 활용할 수 있다.In addition, the wireless mesh network can easily expand the network through a multi-radio wireless mesh network structure to provide a variety of services such as voice, video, and data, thereby eliminating the shadow area of the wireless, and the basic infrastructure for bridging the information gap. Very economical and flexible to deploy.

특히, 무선 메시 네트워크는 자동 망 구성 기능, 자동 망 복구 기능, 소출력 광역 커버리지 네트워크, 고속 로밍 기술 등의 특징을 갖는데, 메시형 네트워크 토폴로지를 무선 환경에서 항상 자동으로 구성하기 때문에 기존의 생산성 낮은 점 대 다점의 무선 통신 방식에 비해 다중 경로에 따른 통신의 신뢰성을 높일 수 있고, 통신이 이뤄지던 노드에서 물리적 적체나 트래픽(traffic)의 과부하 등으로 노드 트러블이 생기면 현 통신망에서 최적의 새로운 경로를 찾게 되며, 이러한 망 복구를 위해 모든 노드에서는 주기적으로 최적의 무선 링크를 스캔하고 있고, 자신의 노드에서 처리되는 트래픽의 양, 지연율 등을 계산해 최적의 망을 구성할 수 있도록 한다.In particular, wireless mesh networks have features such as automatic network configuration, automatic network recovery, low-power wide area coverage networks, and high-speed roaming technology, which automatically configure meshed network topologies automatically in a wireless environment. Compared to the multi-point wireless communication method, it is possible to improve the reliability of communication by multipath, and if a node trouble occurs due to physical congestion or traffic overload in the node where communication was performed, the optimal new path is found in the current network. In order to recover the network, every node periodically scans the optimal radio link and calculates the amount of traffic and delay rate processed in its own node so that the optimal network can be configured.

또한, 기존 점 대 다점의 무선 통신이 100이라는 전력이 필요할 때 멀티 홉을 통해 통신 커버리지를 확장하는 무선 메시 네트워크는 33이라는 저전력으로 3홉을 가져가며, 점 대 다점의 통신 방식과 같은 커버리지를 가져 갈 수 있고, 최적의 채널을 자동으로 인지하는 기능(smart frequency selection)이 있어 공간적 주파수 재사용 효과를 발생시켜 주파수 재사용 효과를 높일 수 있으며, 메시 노드에 전원이 공급되면 광역망을 구성할 수 있고, 커버리지 내에서 고속 로밍을 지원하여 기차, 지하철 등과 같은 고속 이동체에 대한 서비스에도 활용될 수 있다.In addition, when existing point-to-multipoint wireless communication requires 100 power, a wireless mesh network that extends communication coverage through multi-hop will take three hops with a low power of 33 and take the same coverage as point-to-multipoint communication. Smart frequency selection automatically generates the optimal frequency reuse effect by creating a spatial frequency reuse effect, and constructs a wide area network when the mesh node is powered. By supporting high speed roaming within, it can be utilized for services for high speed moving objects such as trains and subways.

한편, 종래에 무선 메시 네트워크에서의 라우팅 기법에 대해 설명하면, 무선 메시 네트워크에 포함된 노드는 각각 자신의 이웃 노드에 대해 메시지를 중계(relay)할 수 있는 라우터(router)로서 동작할 수 있고, 중계 프로세스를 통해 무선 데이터 패킷은 목적 노드로 가는 경로를 찾아 신뢰성 있는 통신 링크를 갖는 중간 노드를 통과하며, 다수의 노드들은 서로 협력하여 그 목적 노드에 메시지를 중계하게 되는데, 이러한 라우팅 기술은 무선 애드 혹 네트워크를 고려하여 'Proacitve/Reactive/Hybrid' 방식의 관점에서 개발되고 있거나 지리적 정보를 기반으로 개발되고 있다.Meanwhile, referring to the conventional routing scheme in the wireless mesh network, each node included in the wireless mesh network may operate as a router capable of relaying messages to its neighboring nodes. Through the relay process, the wireless data packet finds a path to the destination node and passes through an intermediate node with a reliable communication link, and multiple nodes cooperate with each other to relay messages to the destination node. In consideration of the network, it is being developed in terms of 'Proacitve / Reactive / Hybrid' method or based on geographical information.

하지만, 종래의 라우팅 기법들은 무선 애드 혹 네트워크를 고려한 기술의 경우 트래픽의 방향이 사용자에서 다중 홉(multi-hop)을 거쳐 게이트웨이로, 게이트웨이에서 다중 홉을 거쳐 사용자로 그 경로가 일정해야 하는 특성이 반영되지 않아 적절하지 못한 경로가 구성되고, 경로 선택의 척도로 지연(delay) 정보를 사용하는 경우에도 과거의 정보를 사용하기 때문에 신속한 대응이 불가능한 문제점이 있으며, 지리적 정보를 이용하는 경우 특정 홉으로 플로우(flow)가 집중되는 경우 성능이 현저하게 저하되는 한계가 있고, 전반적으로 'any-to-any' 라우팅을 기반으로 하기 때문에 멀티미디어 콘텐츠 서비스 등을 위한 무선 메시 네트워크에 적용하기 어려운 문제점이 있다.However, the conventional routing schemes have a characteristic that the route of the traffic should be constant from user to multi-hop to the gateway, and from gateway to multi-hop to the user in consideration of the wireless ad hoc network. There is a problem that an inappropriate path is formed because it is not reflected, and even when delay information is used as a measure of path selection, since the past information is used, it is impossible to respond quickly. When using geographic information, flows to a specific hop. If the flow is concentrated, there is a limitation that the performance is significantly reduced, and since it is based on 'any-to-any' routing as a whole, there is a problem that it is difficult to apply to a wireless mesh network for multimedia content services.

이에 따라, 본 발명은 무선 메시 네트워크를 구성하는 각 노드들에 할당된 포텐셜 정보를 기반으로 경로를 선택하여 부하를 분산시키고, 전송 지연을 감소시킬 수 있는 무선 메시 네트워크 장치 및 이를 이용한 라우팅 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a wireless mesh network device and a routing method using the same, which selects a path based on the potential information allocated to each node constituting the wireless mesh network, distributes load, and reduces transmission delay. I would like to.

또한, 본 발명은 무선 메시 네트워크의 핸드 오버 시에 포텐셜 정보에 기반한 새로운 전송 경로를 구성하고, 경로 정보를 업데이트하여 부하를 분산시키며, 전송 지연을 감소시킬 수 있는 무선 메시 네트워크 장치 및 이를 이용한 라우팅 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention provides a wireless mesh network device capable of constructing a new transmission path based on potential information upon handover of a wireless mesh network, distributing load by updating path information, and reducing transmission delay, and a routing method using the same. To provide.

일 관점에서 본 발명은, 특정 노드에서 1홉의 이웃 노드들에 대한 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 설정하고, 선택된 어느 하나의 상기 이웃 노드로 데이터 패킷을 전송하거나 상기 포텐셜 정보에 따라 선택된 다수의 상기 이웃 노드로 데이터 패킷을 다중 분산 전송하는 다수의 메시 노드와, 다른 네트워크로의 게이트웨이 역할을 수행하는 게이트웨이 노드를 포함하는 무선 메시 네트워크 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, a routing path is established according to potential information of one hop neighbor node at a specific node, and a data packet is transmitted to one of the selected neighbor nodes or a plurality of the selected nodes are selected according to the potential information. Provided are a wireless mesh network apparatus including a plurality of mesh nodes for multiple distributed transmission of data packets to neighbor nodes, and a gateway node serving as a gateway to another network.

다른 관점에서 본 발명은, 다수의 메시 노드에 대한 포텐셜값을 산출하고, 다수의 게이트웨이 노드에 대한 상기 포텐셜값을 설정하는 단계와, 상기 다수의 메시 노드 각각에서 1홉 이웃 노드들에 대한 상기 포텐셜값을 포함하는 포텐셜 정보를 주기적으로 요청하여 수신하는 단계와, 특정 노드에서 데이터 패킷을 전송할 경우 상기 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 설정하는 단계와, 상기 설정된 라우팅 경로에 따라 단일 경로 또는 다중 경로로 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for computing a potential value for a plurality of mesh nodes, setting the potential value for a plurality of gateway nodes, and the potential for one-hop neighbor nodes in each of the plurality of mesh nodes. Periodically requesting and receiving potential information including a value; setting a routing path according to the potential information when transmitting a data packet from a specific node; Provided is a routing method using a wireless mesh network device including transmitting a data packet.

본 발명은, 다수의 메시 노드에 대한 포텐셜값을 산출하고, 다수의 게이트웨이 노드에 대한 포텐셜값을 설정한 후, 특정 노드에서 데이터 패킷을 전송할 경우 1홉 이웃 노드들에 대한 포텐셜값을 포함하는 포텐셜 정보를 요청하여 수신하고, 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 설정하며, 이러한 라우팅 경로에 따라 단일 경로 또는 다중 경로로 데이터 패킷을 전송함으로써, 무선 메시 네트워크에서 부하를 분산시켜 대역폭을 효율적으로 활용할 수 있으며, 국소적인 정보만으로 네트워크 전체 상황을 반영하여 경량화된 라우팅 기법을 제공할 수 있고, 핸드 오버 시에도 불필요한 지연 발생을 방지하여 데이터 패킷을 효율적으로 전송할 수 있다.The present invention calculates potential values for a plurality of mesh nodes, sets potential values for a plurality of gateway nodes, and then includes potential values for one-hop neighbor nodes when data packets are transmitted from a specific node. By requesting and receiving information, setting up routing paths according to potential information, and transmitting data packets in a single path or in multiple paths according to these routing paths, load balancing can be efficiently utilized in a wireless mesh network. Only local information can be used to provide a lightweight routing technique that reflects the overall network situation, and can effectively transmit data packets by preventing unnecessary delays even during handover.

또한, 이러한 기법을 4G 메시 네트워크의 트래픽 공학(Traffic Engineering)과 QoS(QoS of Service) 최적화 기술에 적용할 경우 효율을 극대화시킬 수 있으며, 수치해석기법을 통해 효율성과 연결성을 동시에 고려하여 연결성에 중점을 둔 IEEE 802.11s 기술보다 수 배 이상의 성능 향상을 기대할 수 있다. 이와 더불어 WiBro, 3GPP/LTE, WiFi 등의 다양한 접근망 기술과 망융합 기능을 제공할 수 있다.In addition, this technique can be maximized when applied to the 4G mesh network's Traffic Engineering and QoS (QoS of Service) optimization technology, and the numerical analysis method focuses on connectivity by considering efficiency and connectivity at the same time. We can expect several times the performance improvement over IEEE 802.11s technology. In addition, it can provide various access network technologies such as WiBro, 3GPP / LTE and WiFi and convergence functions.

본 발명의 기술요지는, 다수의 메시 노드와 게이트웨이 노드에 대한 포텐셜값을 설정한 후, 데이터 패킷을 전송 시 1홉 이웃 노드들에 대한 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 설정하며, 이에 따라 단일 경로 또는 다중 경로로 데이터 패킷을 전송한다는 것이며, 이러한 기술적 수단을 통해 종래 기술에서의 문제점을 해결할 수 있다.In accordance with an aspect of the present invention, after setting potential values for a plurality of mesh nodes and gateway nodes, a routing path is set according to potential information for one-hop neighbor nodes when data packets are transmitted, and thus a single path or It is to transmit the data packet in the multi-path, and the technical means can solve the problems in the prior art.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 포텐셜 정보를 기반으로 경로를 선택하여 패킷을 전송하는데 적합한 무선 메시 네트워크의 구조를 나타낸 도면으로서, 메시 노드(102a, 102b, 102c)를 포함하는 다수의 메시 노드들과 게이트웨이 노드(104)를 포함하는 다수의 게이트웨이 노드들을 포함한다.1 is a diagram illustrating a structure of a wireless mesh network suitable for transmitting a packet by selecting a path based on potential information according to a preferred embodiment of the present invention, and includes a plurality of meshes including mesh nodes 102a, 102b, and 102c. And a plurality of gateway nodes, including nodes and gateway node 104.

도 1을 참조하면, 메시 노드(102a, 102b, 102c)를 포함하는 다수의 메시 노드들은 노드-B, 기지국, 사이트 제어기, 액세스 포인트(AP), 무선 송수신 유닛, 송수신기, 사용자 장비, 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 무선 환경에서의 임의의 인터페이스 장치 등을 포함하는 것으로, 어느 하나의 메시 노드에서 다른 메시 노드로 무선 메시 네트워크 환경에서 데이터 패킷을 전송한다.Referring to FIG. 1, a number of mesh nodes, including mesh nodes 102a, 102b, 102c, may include a Node-B, a base station, a site controller, an access point (AP), a wireless transmit / receive unit, a transceiver, a user equipment, a mobile station, a fixed station. Or a mobile subscriber unit, any interface device in a wireless environment, and the like, transmitting data packets in a wireless mesh network environment from one mesh node to another mesh node.

또한, 메시 노드(102a, 102b, 102c)를 포함하는 다수의 메시 노드들 중 어느 하나의 메시 노드는 다른 메시 노드에 대한 라우터로서 기능하면서 그 자신의 트래픽을 수신 및 전송하고, 무선 메시 네트워크를 자동적으로 구성할 수 있으며, 특정 메시 노드의 과부하 상태를 인지하고, 이용 여부를 조정하는 기능을 수행한다.In addition, any one of a number of mesh nodes, including mesh nodes 102a, 102b, 102c, receives and transmits its own traffic while serving as a router for other mesh nodes, and automatically transmits a wireless mesh network. It can be configured as a function, and it recognizes the overload state of a specific mesh node and adjusts the use.

그리고, 게이트웨이 노드(104)는 메시 노드(102a, 102b, 102c)를 포함하는 다수의 메시 노드들과 다른 네트워크 환경간의 게이트웨이 역할을 수행하며, 어느 하나의 메시 노드로부터 전송되는 데이터 패킷을 다른 네트워크 환경의 특정 노드로 전송하며, 다른 네트워크 환경의 특정 노드로부터 수신되는 데이터 패킷을 해당 메시 노드로 전송한다.In addition, the gateway node 104 serves as a gateway between a plurality of mesh nodes including the mesh nodes 102a, 102b, and 102c and another network environment, and transmits data packets transmitted from one mesh node to another network environment. It transmits to specific node of and transmits data packet received from specific node of other network environment to corresponding mesh node.

이러한 다수의 메시 노드들과 다수의 게이트웨이 노드들을 포함하는 무선 메시 네트워크 환경에서 포텐셜 할당에 따른 라우팅 경로 설정에 대해 설명하면, 먼저 아래의 수학식 1(포아송식, Poisson Equation)에 따라 무선 메시 네트워크의 라우팅 경로를 설정한다.In the wireless mesh network environment including a plurality of mesh nodes and a plurality of gateway nodes, the routing path setting according to the potential assignment will be described. First, according to Equation 1 (Poisson Equation), Set the routing path.

Figure 112008046445308-pat00001
Figure 112008046445308-pat00001

여기에서, φ는 각 메시 노드의 포텐셜을 의미하고, ρ는 전송 대기 중인 큐의 길이를 의미한다.Here, φ means the potential of each mesh node, and ρ means the length of the queue waiting to be transmitted.

그리고, 게이트웨이 노드들의 포텐셜이 가장 낮게 설정되고, 상기 수학식 1에 따라 각각의 메시 노드들은 그 자신의 포텐셜을 산출한다. 일 예로서, 도 2는 본 발명에 따라 산출된 모든 메시 노드들과 모든 게이트웨이 노드들의 포텐셜을 나타낸 도면으로, x축과 y축은 각 메시 노드의 좌표를 나타내고, z축은 할당된 포텐셜을 나타낸다. 이러한 포텐셜을 자신의 이웃 메시 노드들의 포텐셜에 의해 정해지지만 메시 네트워크 전체의 상황을 반영할 수 있다.Then, the potential of the gateway nodes is set to the lowest, and each mesh node calculates its own potential according to Equation (1). As an example, FIG. 2 is a diagram illustrating potentials of all mesh nodes and all gateway nodes calculated according to the present invention, wherein the x-axis and the y-axis represent coordinates of each mesh node, and the z-axis represents an assigned potential. This potential is determined by the potential of its neighboring mesh nodes, but can reflect the situation of the entire mesh network.

한편, 도 1에 도시된 바와 같은 격자 구조에서 FDM(Finite Diffrence Method) 등과 같은 수치해석기법을 이용하여 포텐셜을 유도할 경우 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, in the lattice structure shown in Figure 1 when the potential is derived by using a numerical analysis method such as FDM (Finite Diffrence Method) can be represented by Equation 2 below.

Figure 112008046445308-pat00002
Figure 112008046445308-pat00002

여기에서, h는 특정 메시 노드를 거치는 트래픽과 포텐셜의 관계를 나타내는 상수이며, 상기 수학식 2에 따라 값이 할당되면 도 1에 도시된 화살표 방향과 같이 각 메시 노드들은 자신의 1홉(hop) 이웃 메시 노드들의 포텐셜 정보를 이용하여 경로를 선택한다. 이에 따라 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 기존 라우팅에 비해 제어 패킷의 부하가 현저히 감소하기 때문에 무선 메시 네트워크의 수용량을 증가시킬 수 있으며, 쓰루풋(throughput)의 증가와 같은 성능 향상이 나타남을 알 수 있 다.Here, h is a constant representing a relationship between potential traffic and a specific mesh node, and when a value is assigned according to Equation 2, each mesh node has its own hop as shown in the arrow direction of FIG. 1. The path is selected using the potential information of neighboring mesh nodes. Accordingly, as shown in FIGS. 3 and 4, the load of the control packet is significantly reduced compared to the existing routing, thereby increasing the capacity of the wireless mesh network and improving performance such as increased throughput. Can be.

추가적으로, 격자 구조가 아닌 다른 임의의 네트워크 구조에서는 FEM(Finite Element Method), BEM(Boundary Element Method) 등과 같은 수치해석기법을 적용하여 각 노드들에 대한 포텐셜을 할당할 수 있으며, FEM(Finite Element Method)를 이용하여 포텐셜을 유도할 경우에는 아래의 수학식 3을 만족하는 φ에 대한 해를 구하면 된다.In addition, in any network structure other than the lattice structure, a numerical analysis method such as finite element method (FEM) and boundary element method (BEM) may be applied to allocate potentials for each node, and the finite element method may be used. In order to derive potential using), the solution for φ satisfying Equation 3 below can be obtained.

Figure 112008046445308-pat00003
Figure 112008046445308-pat00003

여기에서, k와 s는 각 요소, 즉 노드 식별자를 나타내며 η와 ρ를 통해 트래픽의 영향력을 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 수학식 3을 만족하는 φ에 대한 해를 구하기 위해 아래의 수학식 4와 같이 nk와 ns를 산출할 수 있다.Here, k and s represent each element, that is, a node identifier, and may indicate the influence of traffic through η and ρ. In addition, n k and n s may be calculated as shown in Equation 4 below to obtain a solution for φ that satisfies Equation 3 above.

Figure 112008046445308-pat00004
Figure 112008046445308-pat00004

그리고, 임의의 네트워크 구조에서 자신의 이웃 노드들의 형태를 파악하기 위해서는 지리적인 정보를 이용하여 도 10에 도시한 바와 같이 자신의 포텐셜에 영향을 주는 요소들을 정의하는데, FEM(Finite Element Method)를 이용하여 포텐셜을 유도할 경우 이를 적용하기 위해 자신의 포텐셜에 영향을 주는 노드들을 요소로 지정하고 상기 수학식 3을 적용하기 위해 자신의 위치를 원점으로 이동시키고, 이웃 노드들을 평형으로 이동시키는 알고리즘을 구동시킨 후, 두 이웃 노드의 사이각이 최소가 되도록 노드들을 선택하여 자신을 중심으로 다수개의 삼각형을 도출한 다음, 상기 수학식 3의 변수들에 도출되어진 값들을 대입하여 포텐셜을 산출할 수 있다.In addition, in order to determine the shape of its neighbor nodes in an arbitrary network structure, as shown in FIG. 10, elements that influence its potential are defined by using geographic information, using a finite element method (FEM). In order to apply the potential, we designate the nodes that affect their potential as elements, move their position to the origin, and move the neighboring nodes to equilibrium to apply Equation 3 above. After that, the nodes may be selected to select the nodes such that the angles between the two neighboring nodes are minimized, and a plurality of triangles may be derived around them, and then potentials may be calculated by substituting the values derived from the variables of Equation 3 above.

이러한 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 설정할 경우 각 메시 노드들은 자신의 1홉 이웃 메시 노드들의 포텐셜을 비교하여 가장 낮은 값을 갖는 특정 메시 노드에 데이터 패킷을 전송하며, 자신의 이웃 노드들의 포텐셜이 모두 자신보다 높은 상태인 경우 네트웨크 혼잡 상황으로 판단하여 데이터 패킷 전송을 일시 중단하고, 그 차이가 기 설정된 범위내의 값이라면 데이터 패킷을 전송한다.When a routing path is established based on this potential information, each mesh node compares the potentials of its 1-hop neighbor mesh nodes and transmits a data packet to a specific mesh node having the lowest value. If it is higher, it determines that the network is congested and suspends data packet transmission. If the difference is within a predetermined range, the data packet is transmitted.

이와 같은 데이터 패킷 전송 시 다중 경로를 이용하여 다중 분산 전송을 수행할 수 있는데, 산출되는 포텐셜 정보에 따라 자신의 이웃 메시 노드들의 포텐셜을 비교 분석하여 특정 비율만큼 분산하여 다수의 이웃 메시 노드들로 데이터 패킷을 분리하여 전송한다. 여기에서, 데이터 패킷의 전송에서는 해당 메시 노드들의 간섭을 고려하지 않고 그 경로를 선택하거나 해당 메시 노드들의 간섭을 고려하여 그 경로를 선택할 수 있음은 물론이다.When transmitting such a data packet, multi-distribution transmission can be performed by using multiple paths. The potential of the neighboring mesh nodes is compared and analyzed according to the calculated potential information, distributed by a certain ratio, and distributed to multiple neighboring mesh nodes. Send the packet separately. Here, in the transmission of the data packet, the path may be selected without considering the interference of the corresponding mesh nodes or the path may be selected in consideration of the interference of the corresponding mesh nodes.

한편, 어느 하나의 게이트웨이 노드에서 각각의 메시 노드들로 데이터 패킷을 전송하는 경우에는 각 메시 노드들이 상향 트래픽 전송에서 이용했던 라우팅 경로를 이용하는데, 상향 트래픽을 전송한 메시 노드들은 근원지 주소인 SA(Source Address, 이하 'SA'라 함)와 자신에게 포워딩(forwarding)을 담당한 해당 메시 노드들의 MAC 주소(즉, NA : Neighbor Address)를 포함하는 라우팅 정보를 저장하고 있으며, 이러한 라우팅 정보를 통해 하향 트래픽 전송 시 라우팅 경로로 이용되었던 이웃 메시 노드의 MAC 주소에 따라 어느 하나의 게이트웨이 노드에서 각각의 메시 노드들로 데이터 패킷을 전송한다.On the other hand, when one gateway node transmits a data packet to each mesh node, each mesh node uses a routing path used for uplink traffic transmission, and the mesh nodes transmitting uplink traffic are SA (the source address). Routing information including the Source Address (hereinafter referred to as 'SA') and the MAC address (ie, NA: Neighbor Address) of the corresponding mesh nodes responsible for forwarding to it is stored. The data packet is transmitted from one gateway node to each mesh node according to the MAC address of the neighboring mesh node used as the routing path during traffic transmission.

그리고, 무선 메시 네트워크에서 이동 메시 노드의 핸드오버(hand over) 시에는 메시 노드들의 포텐셜이 상기 수학식 2에 따라 자동적으로 결정되고, 핸드오버 시점에서 핸드오버를 시도하는 이동 메시 노드에 대한 각 메시 노드들의 라우팅 정보(예를 들면, SA, MAC 주소 등)는 핸드오버 이전의 정보이기 때문에 해당 라우팅 정보를 업데이트해야 하며, 이러한 라우팅 정보는 핸드오버 시 기 설정된 시간이 경과되면 삭제된다. 이에 따라, 핸드오버 후 라우팅 정보는 이동 메시 노드의 데이터 패킷 전송 후에 새롭게 생성 저장된다.In case of handover of the mobile mesh node in the wireless mesh network, the potential of the mesh nodes is automatically determined according to Equation 2 above, and each mesh for the mobile mesh node that attempts handover at the handover time point. Since the routing information (eg, SA, MAC address, etc.) of the nodes is information before handover, the corresponding routing information must be updated, and the routing information is deleted when a predetermined time elapses at the time of handover. Accordingly, the routing information after the handover is newly generated and stored after the data packet transmission of the mobile mesh node.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 무선 메시 네트워크에서 메시 노드들의 포텐셜 정보를 요청 및 수신하여 그 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 선택하여 데이터 패킷을 전송하는 과정에 대해 설명한다.Next, a process of requesting and receiving potential information of mesh nodes in a wireless mesh network having the above-described configuration, selecting a routing path according to the potential information, and transmitting a data packet will be described.

도 5는 본 발명에 따라 메시 노드들의 포텐셜 정보에 따라 데이터 패킷을 전송하는 과정을 도시한 플로우차트이다.5 is a flowchart illustrating a process of transmitting a data packet according to potential information of mesh nodes according to the present invention.

도 5를 참조하면, 도 1에 도시한 바와 같은 다수의 메시 노드들과 다수의 게이트웨이 노드들이 포함된 무선 메시 네트워크의 무선 메시 네트워킹 모드에서(단계502), 다수의 게이트웨이 노드들은 다수의 메시 노드들보다 상대적으로 낮은 값의 기 설정된 포텐셜 값으로 설정하고(단계504), 다수의 메시 노드들은 자신의 포텐셜을 산출한다(단계506). 여기에서, 다수의 메시 노드들의 포텐셜은 게이트웨이 노드들에 대한 기 설정된 포텐셜 값에 따라 상기 수학식 1과 같은 포아송식에 따라 순차적으로 산출될 수 있다.Referring to FIG. 5, in a wireless mesh networking mode of a wireless mesh network including a plurality of mesh nodes and a plurality of gateway nodes as shown in FIG. 1 (step 502), the plurality of gateway nodes may include a plurality of mesh nodes. A relatively low value is set to a preset potential value (step 504), and the plurality of mesh nodes calculate their potential (step 506). Here, the potentials of the plurality of mesh nodes may be sequentially calculated according to the Poisson equation such as Equation 1 according to a preset potential value for the gateway nodes.

그리고, 특정 메시 노드에서는 자신의 1홉 이웃 메시 노드들에게 기 설정된 주기에 따라 포텐셜 정보(예를 들면, 메시 노드 식별자, 포텐셜값 등)를 요청한다(단계508). 일 예로서, 도 1에 도시된 특정 메시 노드(102a)는 데이터 패킷 전송을 위해 1홉 이웃 노드들인 다수의 메시 노드들(102b, 102c)에게 포텐셜 정보를 요청할 수 있다.In operation 508, the specific mesh node requests potential information (eg, mesh node identifier, potential value, etc.) from its one-hop neighboring mesh nodes according to a predetermined period. As an example, the particular mesh node 102a shown in FIG. 1 may request potential information from multiple mesh nodes 102b and 102c, which are one-hop neighbor nodes, for data packet transmission.

다음에, 이웃 메시 노드들은 산출된 포텐셜값을 포함하는 포텐셜 정보를 해당 메시 노드로 전송한다(단계510). 일 예로서, 도 1에 도시된 특정 메시 노드(102a)의 1홉 이웃 노드들인 다수의 메시 노드들(102b, 102c)은 해당 포텐셜 정보를 특정 메시 노드(102a)로 전송할 수 있다.Next, neighboring mesh nodes transmit potential information including the calculated potential value to the corresponding mesh node (step 510). As an example, the plurality of mesh nodes 102b and 102c, which are one-hop neighbor nodes of the specific mesh node 102a illustrated in FIG. 1, may transmit corresponding potential information to the specific mesh node 102a.

이에 따라, 특정 메시 노드에서는 다수의 1홉 이웃 메시 노드로부터의 포텐셜 정보를 각각 비교 분석하여(단계512) 포텐셜값이 가장 낮은 해당 메시 노드로 라우팅 경로를 선택하여 전송하고자 하는 데이터 패킷을 전송한다(단계514).Accordingly, the specific mesh node compares and analyzes potential information from a plurality of 1-hop neighbor mesh nodes (step 512), and selects a routing path to the corresponding mesh node having the lowest potential value and transmits a data packet to be transmitted ( Step 514).

따라서, 특정 메시 노드에서 데이터 패킷을 전송하고자 할 때 자신의 1홉 이웃 메시 노드의 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 선택하여 데이터 패킷을 효율적으로 전송할 수 있다.Accordingly, when a specific mesh node wants to transmit a data packet, the data packet can be efficiently transmitted by selecting a routing path according to the potential information of its one-hop neighbor mesh node.

다음에, 상술한 바와 같은 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 선택하는 기법을 이용하여 특정 메시 노드에서 다수의 메시 노드들을 이용하여 데이터 패킷을 다중 분산 전송하는 과정에 대해 설명한다.Next, a process of multi-distributing and transmitting data packets using a plurality of mesh nodes in a specific mesh node using a technique of selecting a routing path according to the potential information as described above will be described.

도 6은 본 발명에 따라 포텐셜 정보에 따라 데이터 패킷을 다중 분산 전송하는 과정을 도시한 플로우차트이다.6 is a flowchart illustrating a process of multi-distributing and transmitting data packets according to potential information according to the present invention.

도 6을 참조하면, 도 1에 도시한 바와 같은 다수의 메시 노드들과 다수의 게이트웨이 노드들이 포함된 무선 메시 네트워크의 무선 메시 네트워킹 모드에서(단계602), 다수의 게이트웨이 노드들은 다수의 메시 노드들보다 상대적으로 낮은 값의 기 설정된 포텐셜 값을 설정하고, 다수의 메시 노드들은 자신의 포텐셜을 산출한다(단계604). 여기에서, 다수의 메시 노드들의 포텐셜은 게이트웨이 노드들에 대한 기 설정된 포텐셜 값에 따라 상기 수학식 1과 같은 포아송식에 따라 순차적으로 산출될 수 있다.Referring to FIG. 6, in a wireless mesh networking mode of a wireless mesh network including a plurality of mesh nodes and a plurality of gateway nodes as shown in FIG. 1 (step 602), the plurality of gateway nodes may include a plurality of mesh nodes. A predetermined potential value of a relatively lower value is set, and the plurality of mesh nodes calculate their potential (step 604). Here, the potentials of the plurality of mesh nodes may be sequentially calculated according to the Poisson equation such as Equation 1 according to a preset potential value for the gateway nodes.

그리고, 특정 메시 노드에서 자신의 1홉 이웃 메시 노드들에게 기 설정된 주기에 따라 포텐셜 정보(예를 들면, 메시 노드 식별자, 포텐셜값 등)를 요청한다(단계606). 일 예로서, 도 1에 도시된 특정 메시 노드(102a)는 데이터 패킷 전송을 위해 1홉 이웃 노드들인 다수의 메시 노드들(102b, 102c)에게 포텐셜 정보를 요청할 수 있다.Then, the specific mesh node requests potential information (eg, mesh node identifier, potential value, etc.) from its one-hop neighboring mesh nodes according to a preset period (step 606). As an example, the particular mesh node 102a shown in FIG. 1 may request potential information from multiple mesh nodes 102b and 102c, which are one-hop neighbor nodes, for data packet transmission.

다음에, 이웃 메시 노드들은 산출된 포텐셜값을 포함하는 포텐셜 정보를 해당 메시 노드로 전송한다(단계608). 일 예로서, 도 1에 도시된 특정 메시 노드(102a)의 1홉 이웃 노드들인 다수의 메시 노드들(102b, 102c)은 해당 포텐셜 정보를 특정 메시 노드(102a)로 전송할 수 있다.Next, the neighboring mesh nodes transmit potential information including the calculated potential value to the corresponding mesh node (step 608). As an example, the plurality of mesh nodes 102b and 102c, which are one-hop neighbor nodes of the specific mesh node 102a illustrated in FIG. 1, may transmit corresponding potential information to the specific mesh node 102a.

이에 따라, 특정 메시 노드에서는 다수의 1홉 이웃 메시 노드로부터의 포텐셜 정보를 각각 비교 분석하여(단계610) 각 포텐셜값의 포텐셜 비율에 따라 전송 패킷(데이터 패킷)을 분리한다(단계612).Accordingly, the specific mesh node compares and analyzes potential information from a plurality of one-hop neighboring mesh nodes (step 610) to separate transport packets (data packets) according to the potential ratios of the respective potential values (step 612).

이어서, 특정 메시 노드에서는 다수의 1홉 이웃 메시 노드 중 해당 포텐셜 비율에 따라 분리된 전송 패킷을 해당 포텐셜 비율에 대응하는 라우팅 경로에 따라 각각 다중 분산 전송한다(단계614).Subsequently, the specific mesh node multi-transmits each of the transport packets separated according to the corresponding potential ratio among the plurality of 1-hop neighboring mesh nodes according to the routing path corresponding to the corresponding potential ratio (step 614).

따라서, 특정 메시 노드에서 데이터 패킷을 전송하고자 할 때 자신의 1홉 이웃 메시 노드의 포텐셜 정보에 따라 다수의 데이터 패킷으로 분리한 후 라우팅 경로를 선택하여 데이터 패킷을 효율적으로 다중 분산 전송할 수 있다.Therefore, when a specific mesh node wants to transmit a data packet, the data packet may be divided into a plurality of data packets according to the potential information of its one-hop neighboring mesh node, and then a routing path may be selected to efficiently multi-distribute the data packet.

다음에, 상술한 바와 같이 포텐셜 정보에 따른 데이터 패킷 전송과 다중 분산 전송을 수행하는 무선 메시 네트워크에서 이동하는 메시 노드의 핸드 오버 시에 데이터 패킷을 전송하는 과정에 대해 설명한다.Next, a process of transmitting a data packet upon handover of a moving mesh node in a wireless mesh network that performs data packet transmission and multiple distributed transmission according to the potential information as described above will be described.

도 7은 본 발명에 따라 이동 메시 노드의 핸드 오버 시 데이터 패킷을 전송하는 과정을 도시한 플로우차트이다.7 is a flowchart illustrating a process of transmitting a data packet during handover of a mobile mesh node according to the present invention.

도 7을 참조하면, 도 1에 도시한 바와 같은 다수의 메시 노드들과 다수의 게이트웨이 노드들이 포함된 무선 메시 네트워크의 무선 메시 네트워킹 모드에서(단계702), 다수의 게이트웨이 노드들은 다수의 메시 노드들보다 상대적으로 낮은 값의 기 설정된 포텐셜 값을 설정하고, 다수의 메시 노드들은 자신의 포텐셜을 산출한다(단계704).Referring to FIG. 7, in a wireless mesh networking mode of a wireless mesh network including a plurality of mesh nodes and a plurality of gateway nodes as shown in FIG. 1 (step 702), the plurality of gateway nodes may include a plurality of mesh nodes. A predetermined potential value of a relatively lower value is set, and the plurality of mesh nodes calculate their potential (step 704).

그리고, 어느 하나의 메시 노드에서 데이터 패킷을 전송하고자 할 경우 자신의 1홉 이웃 메시 노드들의 포텐셜 정보(예를 들면, 메시 노드 식별자, 포텐셜값 등)에 따라 라우팅 경로를 선택하여 단일 전송 또는 다중 분산 전송의 방식으로 데 이터 패킷을 전송한다(단계706). 이 때, 해당 메시 노드에서는 근원지 주소인 SA와 자신에게 포워딩(forwarding)을 담당한 해당 메시 노드들의 MAC 주소를 포함하는 라우팅 정보를 저장할 수 있으며, 일 예로서, 도 9는 본 발명에 따른 이동 메시 노드의 핸드 오버 시 라우팅 정보의 테이블 프레임을 나타낸 도면이다.In addition, when one mesh node wants to transmit a data packet, a single routing or multiple distribution is performed by selecting a routing path according to potential information (for example, mesh node identifier, potential value, etc.) of one-hop neighbor mesh nodes. The data packet is transmitted in the manner of transmission (step 706). In this case, the mesh node may store routing information including the SA, which is a source address, and MAC addresses of corresponding mesh nodes that are in charge of forwarding them. For example, FIG. 9 illustrates a mobile mesh according to the present invention. A diagram illustrating a table frame of routing information when handing over a node.

이 때, 라우팅 경로 상의 특정 메시 노드가 이동하여 다른 네트워크로의 핸드오버가 발생하는지를 체크한다(단계708).At this time, it is checked if a specific mesh node on the routing path moves to handover to another network (step 708).

상기 단계(708)에서의 체크 결과, 해당 메시 노드의 핸드오버가 발생하지 않은 경우 무선 메시 네트워킹 모드를 계속 수행하고(단계702), 라우팅 경로 상의 특정 메시 노드의 핸드오버가 발생한 경우(이 경우 해당 메시 노드를 '이동 메시 노드'라 함) 해당 메시 노드에서는 라우팅 경로를 선택할 때 저장된 라우팅 정보(즉, 경로 정보로서, SA와 MAC 주소를 포함함)를 기 설정된 시간이 경과된 후 삭제한다(단계710).As a result of the check in step 708, if the handover of the mesh node does not occur, the wireless mesh networking mode is continued (step 702), and if the handover of a specific mesh node on the routing path occurs (in this case, When a mesh node is selected, the mesh node deletes the stored routing information (ie, SA and MAC addresses as path information) after a predetermined time has elapsed (step). 710).

그리고, 해당 메시 노드에서는 전송하고자 하는 데이터 패킷의 전송이 완료되었는지를 체크한다(단계712). 이 때, 핸드 오버 후의 데이터 패킷 전송은 단계704 및 단계706의 과정을 핸드 오버 후의 메시 노드들에 대해 수행하여 데이터 패킷을 전송할 수 있다.Then, the mesh node checks whether transmission of the data packet to be transmitted is completed (step 712). At this time, the data packet transmission after the handover may be performed by performing the steps 704 and 706 on the mesh nodes after the handover to transmit the data packet.

상기 단계(712)에서의 체크 결과, 전송하고자 하는 데이터 패킷의 전송이 완료된 경우 이동 메시 노드에 대한 경로 정보(예를 들면, SA, MAC 주소 등)를 업데이트한다(단계714). 여기에서, 경로 정보의 업데이트는 라우팅 경로 상의 특정 메시 노드의 핸드 오버 후 데이터 패킷을 전송하기 위해 선택된 라우팅 경로에 대응 하는 라우팅 정보를 저장하는 방식으로 수행된다.As a result of the check in step 712, when transmission of the data packet to be transmitted is completed, the path information (eg, SA, MAC address, etc.) for the mobile mesh node is updated (step 714). Here, updating of the route information is performed in a manner of storing routing information corresponding to the selected routing path for transmitting data packets after handover of a particular mesh node on the routing path.

일 예로서, 도 8은 본 발명에 따른 이동 메시 노드의 핸드 오버를 나타낸 도면으로, 라우팅 경로 상의 특정 이동 노드의 핸드 오버가 발생하면, 데이터 패킷을 전송하는 메시 노드에서는 포텐셜 필드가 자동적으로 변경되고, 버퍼를 이용하여 라우팅 정보를 삭제한 후 업데이트할 수 있음을 알 수 있다.As an example, FIG. 8 illustrates a handover of a mobile mesh node according to the present invention. When a handover of a specific mobile node on a routing path occurs, the potential field is automatically changed in a mesh node transmitting a data packet. It can be seen that the routing information can be updated after deleting the routing information.

따라서, 특정 메시 노드에서 데이터 패킷 전송 시 다른 네트워크로의 핸드 오버가 발생하면 해당 라우팅 정보를 삭제하고, 핸드 오버 후 데이터 패킷 전송 시 저장된 라우팅 정보로 업데이트하여 데이터 패킷을 전송할 수 있다.Therefore, when a handover to another network occurs during transmission of a data packet from a particular mesh node, the corresponding routing information may be deleted, and the data packet may be transmitted by updating the stored routing information when transmitting the data packet after the handover.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the foregoing description, the present invention has been described with reference to preferred embodiments, but the present invention is not necessarily limited thereto. Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be modified without departing from the spirit of the present invention. It will be readily appreciated that branch substitutions, modifications and variations are possible.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 포텐셜 정보를 기반으로 경로를 선택하여 패킷을 전송하는데 적합한 무선 메시 네트워크의 구조를 나타낸 도면,1 is a diagram illustrating a structure of a wireless mesh network suitable for transmitting a packet by selecting a path based on potential information according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명에 따라 산출된 모든 메시 노드들과 모든 게이트웨이 노드들의 포텐셜을 나타낸 도면,2 is a diagram illustrating potentials of all mesh nodes and all gateway nodes calculated according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 데이터 전송 기법과 AODV의 제어 패킷 부하량(Control Overhead)의 성능을 비교한 도면,3 is a view comparing the performance of the control packet load (Control Overhead) of the data transmission scheme and AODV according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 데이터 전송 기법과 AODV의 쓰루풋(throughput)을 비교한 도면,4 is a view comparing throughput of AODV and data transmission scheme according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따라 메시 노드들의 포텐셜 정보에 따라 데이터 패킷을 전송하는 과정을 도시한 플로우차트,5 is a flowchart illustrating a process of transmitting a data packet according to potential information of mesh nodes according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따라 포텐셜 정보에 따라 데이터 패킷을 다중 분산 전송하는 과정을 도시한 플로우차트,6 is a flowchart illustrating a process of multi-distributing and transmitting a data packet according to potential information according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따라 이동 메시 노드의 핸드 오버 시 데이터 패킷을 전송하는 과정을 도시한 플로우차트,7 is a flowchart illustrating a process of transmitting a data packet during handover of a mobile mesh node according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 이동 메시 노드의 핸드 오버를 나타낸 도면,8 illustrates a handover of a mobile mesh node according to the present invention;

도 9는 본 발명에 따른 이동 메시 노드의 핸드 오버 시 라우팅 정보의 테이블 프레임을 나타낸 도면,9 is a diagram illustrating a table frame of routing information when handover of a mobile mesh node according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따라 유한 요소의 구성 노드들을 나타낸 도면.10 illustrates the constituent nodes of a finite element in accordance with the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

102a, 102b, 102c : 메시 노드 104 : 게이트웨이 노드102a, 102b, 102c: mesh node 104: gateway node

Claims (19)

특정 노드에서 1홉의 이웃 노드들에 대한 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 설정하고, 선택된 어느 하나의 상기 이웃 노드로 데이터 패킷을 전송하거나 상기 포텐셜 정보에 따라 선택된 다수의 상기 이웃 노드로 데이터 패킷을 다중 분산 전송하는 다수의 메시 노드와,A routing node establishes a routing path according to potential information of one hop neighbor node in a specific node, and transmits a data packet to any one selected neighbor node or multiplexes data packets to a plurality of selected neighbor nodes according to the potential information. Multiple mesh nodes for distributed transmission, 다른 네트워크로의 게이트웨이 역할을 수행하는 게이트웨이 노드Gateway node acting as a gateway to another network 를 포함하는 무선 메시 네트워크 장치.Wireless mesh network device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 메시 노드는, 각각 노드 식별자와 포텐셜값을 포함하는 상기 포텐셜 정보에 따라 상기 라우팅 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치.And the plurality of mesh nodes establish the routing path according to the potential information including a node identifier and a potential value, respectively. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수의 메시 노드는, 각각 FDM(Finite Difference Method), FEM(Finite Element Method), BEM(Boundary Element Method) 중 어느 하나의 수치해석기법을 적용하여 상기 포텐셜값을 산출 및 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치.The plurality of mesh nodes may be configured to calculate and set the potential value by applying a numerical analysis method of any one of a finite difference method (FDM), a finite element method (FEM), and a boundary element method (BEM), respectively. Wireless mesh network device. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수의 메시 노드는, 각각 포아송식(Poisson Equation)에 따라 상기 포텐셜값을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치.The plurality of mesh nodes, respectively, the wireless mesh network device, characterized in that for calculating the potential value in accordance with Poisson equation (Poisson Equation). 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수의 메시 노드는, 각각 상기 데이터 패킷을 전송할 경우 그에 대응하는 라우팅 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치.And the plurality of mesh nodes each store routing information corresponding to each data packet when the data packet is transmitted. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 라우팅 정보는, SA(Source Address)와 MAC 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치.The routing information includes a source address (SA) and a MAC address. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수의 메시 노드는, 각각 상기 라우팅 경로 상의 특정 노드의 핸드 오버 시 SA(Source Address)와 MAC 주소를 포함하는 라우팅 정보를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치.The plurality of mesh nodes, each of the plurality of mesh nodes, the wireless mesh network device, characterized in that for updating the routing information including the SA (Source Address) and MAC address when handing over a specific node on the routing path. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다수의 메시 노드는, 각각 상기 다중 분산 전송 시에 상기 포텐셜값의 비율에 따라 상기 데이터 패킷을 분리하고, 상기 포텐셜값의 비율에 대응하는 상기 라우팅 경로에 따라 상기 데이터 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치.Each of the plurality of mesh nodes separates the data packet according to the ratio of the potential value during the multi-distribution transmission, and transmits the data packet according to the routing path corresponding to the ratio of the potential value. Wireless mesh network device. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 8, 상기 게이트웨이 노드는, 상기 다수의 메시 노드보다 상대적으로 낮은 값으로 상기 포텐셜값을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치.And the gateway node sets the potential value to a value lower than that of the plurality of mesh nodes. 다수의 메시 노드에 대한 포텐셜값을 산출하고, 다수의 게이트웨이 노드에 대한 상기 포텐셜값을 설정하는 단계와,Calculating potential values for the plurality of mesh nodes and setting the potential values for the plurality of gateway nodes; 상기 다수의 메시 노드 각각에서 1홉 이웃 노드들에 대한 상기 포텐셜값을 포함하는 포텐셜 정보를 주기적으로 요청하여 수신하는 단계와,Periodically requesting and receiving potential information including the potential value for one-hop neighbor nodes at each of the plurality of mesh nodes; 특정 노드에서 데이터 패킷을 전송할 경우 상기 포텐셜 정보에 따라 라우팅 경로를 설정하는 단계와,Establishing a routing path according to the potential information when transmitting a data packet from a specific node; 상기 설정된 라우팅 경로에 따라 단일 경로 또는 다중 경로로 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계Transmitting the data packet in a single path or multiple paths according to the set routing path 를 포함하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.Routing method using a wireless mesh network device comprising a. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 라우팅 방법은, 상기 포텐셜값을 설정하는 단계에서 상기 다수의 메시 노드에 대한 상기 포텐셜값보다 상대적으로 낮은 값으로 상기 게이트웨이 노드에 대한 상기 포텐셜값을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.In the routing method, the potential value for the gateway node is set to a value that is relatively lower than the potential value for the plurality of mesh nodes in the setting of the potential value. Routing method. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 포텐셜값은, 포아송식(Poisson Equation)에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.The potential value is calculated according to Poisson equation (Poisson Equation) characterized in that the routing method using a wireless mesh network device. 제 12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 포텐셜값은, FDM(Finite Diffrence Method), FEM(Finite Element Method), BEM(Boundary Element Method) 중 어느 하나의 수치해석기법을 적용하여 산출 및 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.The potential value is calculated and set by applying any one of numerical analysis techniques such as Finite Diffrence Method (FDM), Finite Element Method (FEM), and Boundary Element Method (BEM). Way. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 FEM은, 상기 특정 노드에 대응하는 상기 포텐셜값에 영향을 주는 상기 다수의 메시 노드 중 이웃 노드들을 삼각형 요소 구성 노드들로 정의한 후, 상기 특정 노드의 위치를 원점으로 이동시키고, 상기 이웃 노드들을 평형으로 이동시키는 알고리즘을 구동시킨 후, 두 이웃 노드의 사이값이 최소가 되도록 노드들을 선택하여 상기 특정 노드를 중심으로 다수개의 삼각형을 도출한 다음, 각각의 포텐셜을 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.The FEM defines, as triangle element components, neighbor nodes among the plurality of mesh nodes that affect the potential value corresponding to the specific node, and then moves the position of the specific node to the origin, After driving the algorithm to move to equilibrium, the nodes are selected so that the values between the two neighboring nodes are minimized to derive a plurality of triangles around the specific node, and then calculate the respective potentials. Routing method using a network device. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 포텐셜 정보는, 상기 포텐셜값과 노드 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.The potential information includes the potential value and a node identifier. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 라우팅 방법은, 상기 라우팅 경로를 설정할 경우 상기 포텐셜값의 비율에 대응하여 상기 다중 경로로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.The routing method is a routing method using a wireless mesh network device, characterized in that for setting the routing path to the multi-path corresponding to the ratio of the potential value. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 라우팅 방법은, 상기 다중 경로에 대응하여 상기 데이터 패킷을 분리하여 분산 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.The routing method is a routing method using a wireless mesh network device, characterized in that for distributing and transmitting the data packet in response to the multi-path. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 11 to 17, 상기 라우팅 방법은,The routing method, 상기 라우팅 경로 상의 특정 노드의 핸드 오버가 발생할 경우 상기 데이터 패킷의 전송 후에 라우팅 정보를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.And routing information is updated after transmission of the data packet when a handover of a specific node on the routing path occurs. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 라우팅 정보는, SA(Source Address)와 MAC 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 메시 네트워크 장치를 이용한 라우팅 방법.The routing information comprises a SA (Source Address) and a MAC address, characterized in that the routing method using a wireless mesh network device.
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