KR100993861B1 - Mesh routing method using network layer and Mesh network for the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 네트워크 계층을 이용하여 메쉬 네트워크에서 사용되는 통신 장치 사이에 IP 라우팅이 가능하도록 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법 및 이를 수행하기 위한 메쉬 네트워크에 관한 것이다. 상기 메쉬 라우팅 방법은 메쉬 네트워크에서 라우팅하는 방법에 있어서, 소스 노드는 네트워크 계층의 라우팅 테이블을 통하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 검색하는 단계 및 상기 소스 노드는 상기 검색된 라우팅 경로를 통하여 상기 목적지 노드로 라우팅을 설정하는 단계를 포함한다. 상기 라우팅을 설정하는 단계는 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국에 접속되어 있는지 판단하는 단계 및 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국에 접속되었다고 판단되는 경우 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이에 라우팅 경로를 설정하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 소스 노드는 IP기반으로 상기 목적지 노드로 라우팅을 설정한다.The present invention relates to a mesh routing method using a network layer that enables IP routing between communication devices used in a mesh network using a network layer, and a mesh network for performing the same. The mesh routing method is a method for routing in a mesh network, wherein a source node searches for a routing path to a destination node through a routing table of a network layer, and the source node routes to the destination node through the searched routing path. It includes the step of setting. The setting of the routing may include determining whether the destination node is connected to the same base station as the source node, and when determining that the destination node is connected to the same base station as the source node, between the source node and the destination node. Establishing a routing path. Here, the source node establishes routing to the destination node based on IP.

네트워크 계층, IEEE 802.16, 메쉬 네트워크, 크로스레이어, 메쉬 라우팅 Network Layer, IEEE 802.16, Mesh Network, Crosslayer, Mesh Routing

Description

네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법 및 이를 수행하기 위한 메쉬 네트워크{Mesh routing method using network layer and Mesh network for the same}Mesh routing method using network layer and Mesh network for the same

본 발명은 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법 및 이를 수행하기 위한 메쉬 네트워크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 네트워크 계층을 이용하여 메쉬 네트워크에서 사용되는 통신 장치 사이에 IP 라우팅이 가능하도록 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법 및 이를 수행하기 위한 메쉬 네트워크에 관한 것이다.The present invention relates to a mesh routing method using a network layer and a mesh network for performing the same. More particularly, the present invention relates to a mesh using a network layer that enables IP routing between communication devices used in a mesh network. It relates to a routing method and a mesh network for performing the same.

최근 이동통신 시스템의 발달로 사용자는 보다 쉽고, 빠르게 인터넷에 연결할 수 있게 되었다. 특히, 무선 네트워크가 차지하는 비중이 점점 많아지고 다양한 멀티미디어 서비스가 점점 증가함에 따라 네트워크에서의 각 서비스들에 대한 보다 효율적인 처리가 점점 중요해지고 있다. Recent developments in mobile communication systems make it easier and faster for users to connect to the Internet. In particular, as the weight of wireless networks increases and various multimedia services increase, more efficient processing of each service in a network becomes increasingly important.

일반적인 네트워크에서는 통신 장치(102) 사이의 통신은 통신 방법에 따라 PMP(Point to Multi Point)모드와 메쉬 모드로 구분되며, 이하 상기 모드들을 차례로 설명하겠다.In a general network, communication between the communication devices 102 is divided into a PMP (Point to Multi Point) mode and a mesh mode according to a communication method.

우선, PMP 모드를 상술하겠다. First, the PMP mode will be described in detail.

도 1은 일반적인 네트워크에서의 PMP 모드를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a PMP mode in a general network.

도 1을 참조하면, 일반적인 네트워크에서는 복수의 기지국들(100)과 각 기지국(100)에 접속되어 통신이 가능한 복수의 통신 장치들(102)로 구성되며, 상기 PMP 모드를 사용한다. PMP 모드에서는 먼저 통신을 시도하는 통신장치(102)가 UL(Up-Link)를 통해 기지국(100)에 대역폭 요청 메시지를 전송하여 자신이 필요한 대역폭을 요청하고, 기지국(100)은 DL(Down-Link)를 통해 품질 보장 및 유효한 자원 기반으로 대역폭을 할당함으로써 통신 장치(102) 간에 통신이 이루어지게 된다. 즉, 통신장치(102) 사이에 이루어지는 통신은 기지국(100)의 중계를 통하여야만 이루어진다.Referring to FIG. 1, in a general network, a plurality of base stations 100 and a plurality of communication devices 102 connected to each base station 100 and capable of communicating are used, and use the PMP mode. In the PMP mode, a communication device 102 attempting communication first transmits a bandwidth request message to a base station 100 through UL (Up-Link) to request a bandwidth required by the base station 100, and the base station 100 downloads DL- Communication is performed between the communication devices 102 by allocating bandwidth based on quality assurance and available resources. That is, the communication between the communication device 102 is made only through the relay of the base station 100.

다음으로, 상기 메쉬 모드를 상술하겠다.Next, the mesh mode will be described in detail.

도 2는 일반적인 네트워크에서의 메쉬 모드를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a mesh mode in a general network.

도 2를 참조하면, 메쉬 모드에서는 통신 장치들(202)은 데이터링크 계층과 물리 계층으로 구성된 매체접근제어 계층(MAC layer)을 이용하여 상호 통신하며, 통신시 중앙 스케줄링(Centralized Scheduling) 기법과 분산 스케줄링(Distributed Scheduling) 기법을 동시에 사용한다. 그러나 이러한 기법들을 사용하면, UL과 DL이 정확하게 구분되지 않는다. 하지만 현재에는 IP 기반의 라우팅은 고려되고 있지 않으므로 IPv4 또는 IPv6을 기반으로 통신을 하는데 문제가 발생된다. 즉, 메쉬 네트워크에서는 통신장치들(202) 사이에 통신이 가능해지므로 라우팅의 개념이 더욱 중요하게 작용한다. Referring to FIG. 2, in the mesh mode, the communication devices 202 communicate with each other by using a media access control layer (MAC layer) including a data link layer and a physical layer, and a centralized scheduling method and a distributed method in communication. Use the Scheduling Scheme at the same time. However, using these techniques, UL and DL are not accurately distinguished. However, since IP-based routing is not considered at present, there is a problem in communicating based on IPv4 or IPv6. That is, in the mesh network, communication between the communication devices 202 is enabled, so the concept of routing is more important.

IEEE 802.16을 기반으로 하는 와이브로는 기존의 유선 통신 시스템에 비해 저렴한 비용으로 빠르게 시스템을 구축할 수 있고, 확장이 쉬운 장점을 가지고 있어 광대역 무선 통신 기술로 각광받고 있다. IEEE 802.16 기반의 네트워크는 2 ~ 5 ㎞의 커버리지 영역을 가진 기지국(200)과 그 기지국(200)에 접속되는 통신장치(202)로 구성된다. 이러한 IEEE 802.16을 기반으로 하는 와이브로에서는 PMP 모드는 상용화되어 있으나, 메쉬 모드에 대한 연구 및 개발은 계속 중에 있다.WiBro based on IEEE 802.16 has gained the spotlight as a broadband wireless communication technology because it has the advantage of being able to build a system faster and at a lower cost than existing wired communication systems and having an easy expansion. An IEEE 802.16 based network consists of a base station 200 having a coverage area of 2 to 5 km and a communication device 202 connected to the base station 200. Although PMP mode is commercially available in WiBro based on IEEE 802.16, research and development on mesh mode is continuing.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 메쉬 모드에서 라우팅을 원활하게 수행시키도록 IP 기반으로 통신을 수행하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법 및 이를 수행하기 위한 메쉬 네트워크를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a mesh routing method using a network layer that performs communication based on IP to smoothly perform routing in a mesh mode, and a mesh for performing the same. To provide a network.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 라우팅 방법은 메쉬 네트워크에서 라우팅하는 방법에 있어서, 소스 노드는 네트워크 계층의 라우팅 테이블을 통하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 검색하는 단계; 및 상기 소스 노드는 상기 검색된 라우팅 경로를 통하여 상기 목적지 노드로 라우팅을 설정하는 단계를 포함한다. 상기 라우팅을 설정하는 단계는 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국에 접속되어 있는지 판단하는 단계; 및 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국에 접속되었다고 판단되는 경우, 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이에 라우팅 경로를 설정하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 소스 노드는 IP기반으로 상기 목적지 노드로 라우팅을 설정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 메쉬 네트워크에서 라우팅하는 방법은 소스 노드는 네트워크 계층의 라우팅 테이블을 통하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 검색하는 단계; 상기 소스 노드는 상기 검색된 라우팅 경로를 통하여 상기 목적지 노드로 라우팅을 설정하는 단계; 상기 설정된 라우팅 경로가 유지되는지의 여부를 판단하는 단계; 및 상기 라우팅 경로가 유지되지 않는 경우, 상기 소스 노드는 상기 목적지 노드로의 새로운 라우팅 경로를 설정하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 소스 노드는 IP기반으로 상기 목적지 노드로 라우팅 설정한다. As a means for achieving the above object, in the mesh routing method according to an embodiment of the present invention in the routing method in the mesh network, the source node to search the routing path to the destination node through the routing table of the network layer Making; And the source node establishing routing to the destination node through the retrieved routing path. The setting of the routing may include determining whether the destination node is connected to the same base station as the source node; And if it is determined that the destination node is connected to the same base station as the source node, establishing a routing path between the source node and the destination node. Here, the source node establishes routing to the destination node based on IP.
In another aspect of the present invention, a method for routing in a mesh network includes: searching, by a source node, a routing path to a destination node through a routing table of a network layer; The source node establishing routing to the destination node through the retrieved routing path; Determining whether the set routing path is maintained; And if the routing path is not maintained, the source node establishes a new routing path to the destination node. Here, the source node is configured to route to the destination node based on the IP.

본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 네트워크에 사용되는 통신 장치는 MAC 계층; 및 상기 MAC 계층의 상부 계층이며, 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정하는 네트워크 계층을 포함한다. 상기 네트워크 계층은 상기 통신 장치(소스 노드)로부터 상기 목적지 노드로의 라우팅 경로를 탐색하기 위한 경로 탐색 모듈; 및 상기 탐색된 라우팅 경로가 유지되는지를 판단하고, 경로가 유지되지 않으면 상기 목적지 노드로의 새로운 경로를 탐색하는 경로 유지 모듈을 포함한다. Communication apparatus used for the mesh network according to an embodiment of the present invention includes a MAC layer; And a network layer that is an upper layer of the MAC layer and establishes a routing path to a destination node. The network layer includes a path search module for searching a routing path from the communication device (source node) to the destination node; And a path maintenance module for determining whether the searched routing path is maintained and searching for a new path to the destination node if the path is not maintained.

본 발명의 메쉬 네트워크는 IP 기반인 네트워크 계층을 이용하여 통신을 수행시키므로, 상기 네트워크의 주어진 대역폭이 효율적으로 사용될 수 있으며, 따라서 네트워크 전체적인 부하를 균형 있게 유지할 수 있게 된다.Since the mesh network of the present invention performs communication using an IP-based network layer, a given bandwidth of the network can be efficiently used, and thus the overall network load can be balanced.

또한, 상기 메쉬 네트워크가 네트워크 계층을 이용하여 라우팅을 설정하므로, 가장 안정적인 라우팅 경로를 선택하여 효율적인 메쉬 라우팅이 가능하게 된다. In addition, since the mesh network establishes routing using a network layer, efficient mesh routing is possible by selecting the most stable routing path.

특히, 이러한 라우팅 방법은 IEEE 802.16 기반에서 더욱 효율적이다.In particular, this routing method is more efficient based on IEEE 802.16.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to components of each drawing, the same reference numerals are used for the same components as much as possible even if they are shown in different drawings.

또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크를 도시한 도면이다. 여기서, 상기 메쉬 네트워크는 메쉬 모드를 사용하는 네트워크를 의미한다.3 is a diagram illustrating a network according to an embodiment of the present invention. Here, the mesh network means a network using a mesh mode.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 메쉬 네트워크는 복수의 기지국들(300)과 각 기지국(300)에 접속되어 통신이 가능한 복수의 통신 장치들(302)을 포함한다. 여기서, 통신 장치들(302)은 노트북, 휴대폰, PDA 또는 스마트폰과 같이 통신이 가능한 장치이면 충분하고, 특정한 장치로 제한되지는 않는다.Referring to FIG. 3, the mesh network of the present embodiment includes a plurality of base stations 300 and a plurality of communication devices 302 connected to each base station 300 and capable of communication. Here, the communication devices 302 may be any device capable of communication, such as a notebook, a mobile phone, a PDA, or a smartphone, and are not limited to a specific device.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 네트워크에서의 계층 구조(a) 및 네트워크 계층과 데이터링크 계층 사이의 인터페이스(b)를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a hierarchical structure (a) and an interface (b) between a network layer and a datalink layer in a mesh network according to an embodiment of the present invention.

도 4(a)를 참조하면, 본 실시예의 메쉬 네트워크의 기지국(300)과 통신 장치 들(302)은 각기 MAC 계층(400) 및 네트워크 계층(406)을 포함한다. 여기서, MAC 계층(400)은 물리 계층(402)과 데이터 링크 계층(404)으로 이루어진다. 즉, 기지국(300)과 통신 장치(302)는 각각 네트워크 계층(406)을 더 구비하여 후술하는 바와 같이 IP 기반으로 라우팅을 수행시킨다. Referring to FIG. 4 (a), the base station 300 and the communication devices 302 of the mesh network of this embodiment each include a MAC layer 400 and a network layer 406. Here, the MAC layer 400 is composed of a physical layer 402 and a data link layer 404. That is, the base station 300 and the communication device 302 each further includes a network layer 406 to perform routing based on IP as described below.

네트워크 계층(406)은 데이터링크 계층(404)보다 상위 계층으로서, 데이터 링크 계층(404)과 다른 기능을 수행한다. 이 경우, 네트워크 계층(406)은 데이터 링크 계층(404)과 독립적으로 구동될 수도 있지만, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 특정 인터페이스를 통하여 데이터 링크 계층(404)과 연결될 수 있으며, 이는 크로스레이터(Cross-layor) 방식으로 연급된다. 상세하게는 네트워크 계층(406)은 데이터 링크 계층(404)에서 획득한 주변 노드와의 링크 상태 정보인 링크 품질 정보를 데이터 링크 계층(404)으로부터 제공받고, 이 링크 품질 정보를 이용하여 소스 노드(통신 장치)에서 주변 노드(통신 장치 및/또는 기지국)의 링크 상태를 판단한다. 이어서, 네트워크 계층(406)은 상기 제공받은 링크 품질 정보를 기초로하여 링크 상태가 좋은 주변 노드를 통한 라우팅 경로를 설정한다. 이러한 라우팅 경로 설정 방법은 하기에서 상세하게 설명한다. The network layer 406 is higher than the datalink layer 404 and performs a different function than the data link layer 404. In this case, the network layer 406 may be driven independently of the data link layer 404, but may be connected to the data link layer 404 via a particular interface, as shown in FIG. 4B. It is paid by the cross-layor method. In detail, the network layer 406 receives link quality information, which is link state information with neighboring nodes obtained from the data link layer 404, from the data link layer 404, and uses the link quality information to provide a source node ( The communication status of the peripheral node (communication device and / or base station) is determined by the communication device. Subsequently, the network layer 406 establishes a routing path through the neighboring node having a good link state based on the provided link quality information. This routing path establishment method is described in detail below.

요컨대, 본 실시예의 메쉬 네트워크는 네트워크 계층(406)을 이용하여 IP 기반으로 라우팅한다. 특히, 상기 메쉬 네트워크는 크로스레이어를 위한 인터페이스를 추가하여 라우팅을 위해 필요한 정보를 수집한다.In short, the mesh network of the present embodiment uses the network layer 406 to route on an IP basis. In particular, the mesh network adds an interface for the cross layer to collect information necessary for routing.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 실시예의 메쉬 네트워크의 라우팅 방법은 IEEE 802.16에 사용될 수 있다. 현재 IEEE 802.16에서 PMP 모드가 사용되지만 추후 메쉬 모드로 전화될 수 있으며, 이 경우 네트워크 계층(406)을 사용하는 본 실시예의 라우팅 방법이 IEEE 802.16 메쉬 모드에 적용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the routing method of the mesh network of this embodiment may be used for IEEE 802.16. PMP mode is currently used in IEEE 802.16, but may be called later in mesh mode, in which case the routing method of this embodiment using network layer 406 may be applied to IEEE 802.16 mesh mode.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 계층의 구성을 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a configuration of a network layer according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 네트워크 계층(406)은 라우팅 테이블(500), 경로 탐색 모듈(504) 및 경로 유지 모듈(506)을 포함한다. Referring to FIG. 5, the network layer 406 of this embodiment includes a routing table 500, a path discovery module 504, and a path maintenance module 506.

라우팅 테이블(500)은 라우팅을 위한 주변 노드(기지국, 동일 기지국에 소속된 통신 장치 또는 다른 기지국에 소속된 통신 장치)에 대한 정보를 저장하는 부분으로서, 적어도 하나의 주변 노드 정보부(502)를 포함한다. 즉, 네트워크 계층(406)은 라우팅 테이블(500)에 포함된 정보(바람직하게는 IP)를 이용하여 목적지 노드(통신 장치)로 라우팅을 설정한다. The routing table 500 stores information on neighboring nodes (base stations, communication devices belonging to the same base station, or communication devices belonging to other base stations) for routing, and includes at least one peripheral node information unit 502. do. That is, the network layer 406 establishes routing to the destination node (communication device) using the information (preferably IP) included in the routing table 500.

주변 노드 정보부(502)는 적어도 하나의 노드에 대한 정보를 저장하며, 예를 들어 IP 정보 필드(510), 타입 정보 필드(520), 대역폭 정보 필드(530) 및 링크 품질 정보 필드(540)를 포함할 수 있다. 물론, 주변 노드 정보부(502)는 IP 정보를 가지는 한 그 구성은 다양하게 변형될 수 있다. The neighbor node information unit 502 stores information on at least one node. For example, the neighbor node information unit 502 stores the IP information field 510, the type information field 520, the bandwidth information field 530, and the link quality information field 540. It may include. Of course, as long as the peripheral node information unit 502 has IP information, its configuration may be variously modified.

주변 노드 정보부(502)에 포함되는 필드들을 설명하면 다음과 같다.The fields included in the neighbor node information unit 502 are described as follows.

IP 정보 필드(510)는 주변 노드(기지국, 동일 기지국에 소속된 통신 장치 또는 다른 기지국에 소속된 통신 장치)의 IP 정보를 저장한다. 여기서, 상기 IP 정보는 소스 노드에서 네트워크 계층(406)을 이용하여 목적지 로드로 라우팅할 때 이용된다. The IP information field 510 stores IP information of neighboring nodes (base station, communication device belonging to the same base station, or communication device belonging to another base station). Here, the IP information is used when routing from the source node to the destination load using the network layer 406.

타입 정보 필드(520)는 상기 IP 정보에 해당되는 주변 노드의 종류(기지국 또는 통신 장치)를 확인할 수 있는 정보를 저장한다. The type information field 520 stores information for identifying the type (base station or communication device) of the neighboring node corresponding to the IP information.

대역폭 정보 필드(530)는 주변 노드와 통신하기 위한 대역폭 정보를 저장한다. The bandwidth information field 530 stores bandwidth information for communicating with a neighbor node.

링크 품질 정보 필드(540)는 주변 노드와의 링크 상태를 나타내는 링크 품질 정보를 저장한다. 특히, 상기 링크 품질 정보는 데이터 링크 계층(404)으로부터 네트워크 계층(406)으로 제공된다. 즉, 본 실시예의 메쉬 네트워크는 데이터 링크 계층(404)의 정보와 네트워크 계층(406)의 정보를 결합하여 크로스레이어 기반으로 라우팅을 제공한다.The link quality information field 540 stores link quality information indicating a link state with neighbor nodes. In particular, the link quality information is provided from the data link layer 404 to the network layer 406. That is, the mesh network of the present embodiment combines the information of the data link layer 404 and the information of the network layer 406 to provide routing based on the cross layer.

경로 탐색 모듈(504)은 라우팅 테이블(500)에 포함된 상기 IP 정보를 기초로하여 목적지 노드(일반적으로 통신 장치)로의 라우팅 경로를 탐색하는 기능을 한다. The route search module 504 functions to search the routing path to a destination node (generally a communication device) based on the IP information included in the routing table 500.

경로 유지 모듈(506)은 경로 탐색 모듈(504)을 이용하여 탐색된 라우팅 경로를 유지 및 보수한다. 경로 유지 모듈(406)을 이용하여 라우팅 경로를 유지 및 보수하는 방법은 하기에서 상세히 설명한다.The route maintenance module 506 uses the route discovery module 504 to maintain and repair the routed route found. A method of maintaining and maintaining a routing path using the path maintenance module 406 is described in detail below.

이하에서는 본 실시예의 메쉬 네트워크에서 네트워크 계층(406)을 이용하여 라우팅하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of routing using the network layer 406 in the mesh network of the present embodiment will be described.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 라우팅하는 방법을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of mesh routing according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 소스 노드(통신 장치)에서 목적지 노드(통신 장치)로 데이 터를 전송하기 위해서는 먼저 소스 노드에서 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정해야 한다. Referring to FIG. 6, in order to transmit data from a source node (communication device) to a destination node (communication device), a routing path from a source node to a destination node must first be set.

우선 소스 노드는 통신을 원하는 목적지 노드의 정보가 포함된 메시지를 유니캐스트로 자신이 소속된 기지국(300)에 전송한다.(S600) First, the source node transmits a message including the information of the destination node to be communicated to the base station 300 to which it belongs by unicast (S600).

이어서, 기지국(300)은 상기 메시지에 포함된 목적지 노드가 자신에 소속된 노드인지의 여부를 판단한다.(S603) 상세하게는, 기지국(300)은 접속된 통신 장치들(302)의 정보를 가지고 있으며, 상기 정보를 통하여 목적지 노드가 자신에 속하는지 여부를 판단한다.(S602)Subsequently, the base station 300 determines whether the destination node included in the message is a node to which it belongs (S603). In detail, the base station 300 receives information of connected communication devices 302. It determines whether the destination node belongs to itself through the information (S602).

상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국(300)에 접속되어 있다고 판단되는 경우, 상기 소스 노드는 주변 노드들에 대한 링크 상태를 측정한다.(S604) If it is determined that the destination node is connected to the same base station 300 as the source node, the source node measures the link state for the neighbor nodes (S604).

상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국(300)에 접속되어 있지 않다고 판단되는 경우, 소스 노드가 접속된 기지국(300)은 다른 기지국(300)(소스 노드가 접속되지 않은 기지국)과의 통신을 통해 상기 목적지 노드가 접속된 기지국(300)을 탐색한다. 즉, 각각의 기지국들(300)은 해당 기지국(300)에 접속되어 있는 통신 장치(302)에 대한 정보가 저장되어 있기 때문에 상호 간에 노드 정보 공유를 통해 목적지 노드의 탐색이 가능하다.If it is determined that the destination node is not connected to the same base station 300 as the source node, the base station 300 to which the source node is connected communicates with another base station 300 (base station to which the source node is not connected). The base station 300 connected to the destination node is searched through. That is, since each base station 300 stores information on the communication device 302 connected to the base station 300, the destination node can be searched through sharing node information with each other.

계속하여 상기 목적지 노드가 탐색되면, 상기 소스 노드는 기지국(300)을 통하여 라우팅 경로를 설정할 수 있다.(S606)If the destination node continues to be found, the source node may establish a routing path through the base station 300 (S606).

이어서, 상기 소스 노드는 상기 측정된 링크 상태를 통해 주위 노드와의 링 크 상태가 우수한지 아닌지를 판단한다.(S608)Subsequently, the source node determines whether or not the link state with surrounding nodes is excellent based on the measured link state (S608).

상기 측정된 링크 상태가 우수하다고 판단되면, 상기 소스 노드는 주위 노드(릴레이 노드)를 통해 목적지 노드로 라우팅 경로를 설정한다. 여기서, 상기 소스 노드는 라우팅 테이블(500)에 포함된 정보를 이용하여 IP 기반으로 라우팅 경로를 설정한다.(S610) 이 경우, 상기 라우팅 경로 설정 방법은 멀티홉(Multi-hop)방식을 사용한다.If it is determined that the measured link state is good, the source node establishes a routing path to the destination node through the surrounding node (relay node). Here, the source node establishes a routing path based on IP using information included in the routing table 500 (S610). In this case, the routing path setting method uses a multi-hop method. .

반면에, 상기 주위 노드와의 링크 상태가 우수하지 않다고 판단되면, 상기 소스 노드는 기지국(300)을 통해 상기 목적지 노드와의 라우팅 경로를 설정한다. (S612) 상세하게는, 상기 목적지 노드가 소스 노드와 동일한 기지국(300)에 접속되어 있지만 주위 노드와의 링크 상태가 좋지 않아 주변 노드를 이용하여 데이터를 전송하는데 어려움이 존재하는 경우, 상기 소스 노드는 기지국(300)을 통하여 상기 목적지 노드와의 라우팅 경로를 설정한다.On the other hand, if it is determined that the link state with the surrounding node is not good, the source node establishes a routing path with the destination node through the base station 300. In detail, when the destination node is connected to the same base station 300 as the source node, but there is a difficulty in transmitting data using the neighbor node because the link state with the neighbor node is not good, the source node Sets a routing path with the destination node through the base station 300.

계속하여, 상기 소스 노드는 IP 기반으로 설정된 라우팅 경로를 통해 목적지 노드로 데이터를 전송한다.(S614)Subsequently, the source node transmits data to a destination node through a routing path configured based on IP (S614).

상기에 설명된 본 발명의 일 실시예와 같이 네트워크 계층(406)을 이용한 메시 라우팅 방법은 와이브로 또는 IEEE 802.16을 기반의 메쉬 네트워크에서 활용되는 것이 바람직하다. As in the above-described embodiment of the present invention, the mesh routing method using the network layer 406 is preferably used in a mesh network based on WiBro or IEEE 802.16.

이하에서는 상기에 설명된 메시 라우팅 방법에 따라 하나의 기지국(300)에 통신 장치들(302)이 접속된 경우에 라우팅 경로를 설정하는 다양한 방법을 예를 들어 설명한다. Hereinafter, various methods of establishing a routing path when the communication devices 302 are connected to one base station 300 according to the mesh routing method described above will be described as an example.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국을 통한 라우팅 과정(a), 릴레이 노드를 통한 라우팅 과정(b) 및 릴레이 노드가 존재하지 않는 경우의 라우팅 과정(c)을 도시한 도면이다. 여기에서는 하나의 기지국(300)에 소스 노드(302a)와 릴레이 노드들(302b, 302d) 및 목적지 노드(302c)가 접속되어 있다. 7 is a diagram illustrating a routing process (a) through a base station, a routing process (b) through a relay node, and a routing process (c) when no relay node exists according to an embodiment of the present invention. Here, the source node 302a, the relay nodes 302b and 302d, and the destination node 302c are connected to one base station 300.

도 7(a)를 참조하면, 상기에 설명된 메시 라우팅 방법에 따라 먼저 소스 노드(302a)는 기지국(300)을 통하여 목적지 노드(302c)가 동일한 기지국(300)에 접속되어 있는지 확인한다. Referring to FIG. 7A, according to the mesh routing method described above, the source node 302a first checks whether the destination node 302c is connected to the same base station 300 through the base station 300.

목적지 노드(302c)가 소스 노드(302a)와 동일한 기지국(300)에 접속되어 있으므로, 소스 노드(302a)와 제 1릴레이 노드(302b)(주변 노드)와의 링크 상태를 측정한다. Since the destination node 302c is connected to the same base station 300 as the source node 302a, the link state between the source node 302a and the first relay node 302b (peripheral node) is measured.

소스 노드(302a)와 릴레이 노드들(302b 및 302d)의 링크 상태가 좋으면, 소스 노드(302a)는 도 7(b)에 도시된 바와 같이 릴레이 노드들(302b 및 302d)을 통하여 목적지 노드(302c)로 라우팅 경로를 설정한 후 데이터를 전송한다.If the link state of the source node 302a and the relay nodes 302b and 302d is good, the source node 302a is the destination node 302c via the relay nodes 302b and 302d as shown in Fig. 7B. After setting the routing path, send data.

반면에, 소스 노드(302a)와 제 1 릴레이 노드(302b)의 링크 상태가 좋지 않으면, 소스 노드(302a)는 도 7(a)에 도시된 바와 같이 기지국(300)을 통해 라우팅 경로를 설정하여 목적지 노드(302c)로 데이터를 전송한다.On the other hand, if the link state between the source node 302a and the first relay node 302b is not good, the source node 302a establishes a routing path through the base station 300 as shown in FIG. Data is sent to the destination node 302c.

도 7(c)를 참조하면, 소스 노드(302a)와 제 1릴레이 노드(302b) 사이의 링크 상태는 좋지만 다른 제 2릴레이 노드(302d)와 링크 상태가 좋지 않거나 제 2릴레이 노드(302d)가 존재하지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 소스 노드(302a)는제 1릴레이 노드(302b)로 먼저 라우팅 경로를 설정하고, 제 1릴레이 노드(302b)에 서 기지국(300)을 통해 목적지 노드(302c)로 라우팅 경로를 설정하여 데이터를 전송한다. 즉, 소스 노드(302a), 제 1릴레이 노드(302b), 기지국(300) 및 목적지 노드(302d) 순서를 통해 데이터를 전송한다.Referring to FIG. 7C, the link state between the source node 302a and the first relay node 302b is good, but the link state between the second relay node 302d and the second relay node 302d is poor. A nonexistent case may occur. In this case, the source node 302a first establishes a routing path to the first relay node 302b, and then establishes a routing path from the first relay node 302b to the destination node 302c through the base station 300. Send it. That is, data is transmitted through the source node 302a, the first relay node 302b, the base station 300, and the destination node 302d.

즉, 본 실시예의 메쉬 네트워크에서 라우팅 경로를 설정하는 방법에는 네트워크 계층(406)을 이용하여 IP 기반으로 라우팅하는 한 특별한 제한이 없다.That is, in the method of setting the routing path in the mesh network of the present embodiment, there is no particular limitation as long as the routing is based on IP using the network layer 406.

이하에서는 본 실시예의 메쉬 라우팅 방법에서 경로 탐색 모듈(504)을 이용하여 라우팅 경로를 유지 및 보수하는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of maintaining and repairing a routing path using the path discovery module 504 in the mesh routing method of the present embodiment will be described.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 유지 모듈을 이용하여 라우팅 경로를 유지 및 보수하는 방법을 도시한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method of maintaining and maintaining a routing path using a path maintenance module according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 소슨 노드(302a)는 경로 탐색 모듈(504)을 이용하여 상기에 설명된 라우팅 방법에 따라 목적지 노드(302c)로의 라우팅 경로를 탐색한다. 여기서, 상기 탐색된 라우팅 경로는 소스 노드(302a)에 저장되어 추후 동일한 목적지 노드(302c)를 탐색하는 경우에 활용되어질 수 있다. Referring to FIG. 8, the Sawson node 302a uses the route search module 504 to search the routing path to the destination node 302c according to the routing method described above. In this case, the searched routing path may be stored in the source node 302a to be used when searching for the same destination node 302c later.

이어서, 소스 노드(302a)는 이미 설정된 라우팅 경로가 계속적으로 유지되는지의 여부를 판단한다.(S800)Subsequently, the source node 302a determines whether or not the already established routing path is continuously maintained (S800).

상기 라우팅 경로가 유지 가능하다고 판단되면, 경로 유지 모듈(506)은 현재의 라우팅 경로를 그대로 설정한다.(S802)If it is determined that the routing path is maintainable, the path maintenance module 506 sets the current routing path as it is (S802).

반면에, 상기 라우팅 경로가 유지되지 않는다고 판단되는 경우, 예를 들어 라우팅 경로상의 일부 노드에 장애가 발생한 경우, 경로 유지 보듈(506)은 장애 원인을 탐색한다..(S804)On the other hand, if it is determined that the routing path is not maintained, for example, when a failure occurs in some nodes on the routing path, the path maintenance module 506 searches for the cause of the failure. (S804)

계속하여, 경로 유지 모듈(506)은 상기 원인의 탐색을 통하여 장애를 보수할 수 있는지 확인한다.(S806) 여기서, 상기 보수란 기존의 라우팅 경로를 그대로 유지시킬 수 있도록 장애를 해결하는 것을 의미한다.Subsequently, the path maintenance module 506 checks whether the failure can be repaired by searching for the cause (S806). Here, the repair means solving the failure so that the existing routing path can be maintained as it is. .

상기 장애가 보수될 수 있다고 판단되거나 장애가 보수된 경우, 경로 유지 도듈(506)은 기존의 라우팅 경로를 그대로 재설정한다.(S808)If it is determined that the fault can be repaired or the fault is repaired, the path maintenance module 506 resets the existing routing path as it is (S808).

반면에, 상기 장애가 보수 불가능하거나 보수를 위해 시간이 많이 소요되는 경우, 경로 탐색 모듈(504)은 라우팅 테이블(500)을 통하여 새로운 라우팅 경로를 탐색한다.(S810) On the other hand, if the fault is not repairable or takes a long time for repair, the path search module 504 searches for a new routing path through the routing table 500 (S810).

이어서, 소스 노드(302a)는 새롭게 설정된 라우팅 경로를 통해 목적지 노드(302c)로 데이터를 전송한다.(S812)Subsequently, the source node 302a transmits data to the destination node 302c through the newly set routing path (S812).

도 1은 일반적인 네트워크에서의 PMP 모드를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a PMP mode in a general network.

도 2는 일반적인 네트워크에서의 메쉬 모드를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a mesh mode in a general network.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a network according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 네트워크에서의 계층 구조(a) 및 네트워크 계층과 데이터링크 계층 사이의 인터페이스(b)를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a hierarchical structure (a) and an interface (b) between a network layer and a datalink layer in a mesh network according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 계층의 구성을 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a configuration of a network layer according to an embodiment of the present invention.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 라우팅하는 방법을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of mesh routing according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국을 통한 라우팅 과정(a), 릴레이 노드를 통한 라우팅 과정(b) 및 릴레이 노드가 존재하지 않는 경우의 라우팅 과정(c)을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a routing process (a) through a base station, a routing process (b) through a relay node, and a routing process (c) when no relay node exists according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 경로 유지 모듈을 이용하여 라우팅 경로를 유지 및 보수하는 방법을 도시한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method of maintaining and maintaining a routing path using a path maintenance module according to an embodiment of the present invention.

Claims (13)

메쉬 네트워크에서 라우팅하는 방법에 있어서,In a method of routing in a mesh network, 소스 노드는 네트워크 계층의 라우팅 테이블을 통하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 검색하는 단계; 및 The source node searching for a routing path to a destination node through a routing table of a network layer; And 상기 소스 노드는 상기 검색된 라우팅 경로를 통하여 상기 목적지 노드로 라우팅을 설정하는 단계를 포함하며, The source node establishing a routing to the destination node via the retrieved routing path, 상기 라우팅을 설정하는 단계는,Setting the routing, 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국에 접속되어 있는지 판단하는 단계; 및Determining whether the destination node is connected to the same base station as the source node; And 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국에 접속되었다고 판단되는 경우, 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이에 라우팅 경로를 설정하는 단계를 포함하되, If it is determined that the destination node is connected to the same base station as the source node, establishing a routing path between the source node and the destination node; 상기 소스 노드는 IP기반으로 상기 목적지 노드로 라우팅 설정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법.The source node is configured to route to the destination node based on the IP, the mesh routing method using a network layer. 제 1항에 있어서, 상기 라우팅을 설정하는 단계는,The method of claim 1, wherein the setting up the routing comprises: 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국에 접속되어 있지 않다고 판단되는 경우, 상기 목적지 노드가 접속된 다른 기지국을 확인하여 라우팅 경로를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법.If it is determined that the destination node is not connected to the same base station as the source node, mesh routing using the network layer further comprises the step of identifying another base station to which the destination node is connected to establish a routing path. Way. 제 2항에 있어서, 상기 라우팅 경로를 설정하는 단계는,The method of claim 2, wherein the establishing of the routing path comprises: 상기 목적지 노드가 상기 소스 노드와 동일한 기지국에 접속되어 있다고 판단되는 경우, 상기 소스 노드와 주위 노드와의 링크 상태를 판단하는 단계;Determining a link state between the source node and a neighboring node when it is determined that the destination node is connected to the same base station as the source node; 상기 소스 노드에서 상기 주위 노드와의 링크 상태가 좋다고 판단되면, 상기 소스 노드에서 상기 주위 노드를 통해 라우팅 경로를 설정하는 단계; 및If the source node determines that the link status with the surrounding node is good, establishing a routing path through the surrounding node at the source node; And 상기 주위 노드와의 링크 상태가 좋지 않다고 판단되면, 상기 소스 노드에서 상기 기지국을 통해 라우팅 경로를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법.If it is determined that the link state with the neighboring node is not good, establishing a routing path through the base station at the source node. 제 1항에 있어서,상기 메쉬 라우팅 방법은 와이브로 또는 IEEE 802.16에 적용되는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법.The method of claim 1, wherein the mesh routing method is applied to WiBro or IEEE 802.16. 제 1항에 있어서, 상기 라우팅 테이블은 IP 정보 필드, 타입 정보 필드, 대역폭 정보 필드 및 링크 품질 정보 필드를 가지는 적어도 하나의 주변 노드 정보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법.The method of claim 1, wherein the routing table includes at least one neighbor node information unit having an IP information field, a type information field, a bandwidth information field, and a link quality information field. 제 5항에 있어서, 상기 링크 품질 정보 필드에 포함된 링크 품질 정보는 상기 네트워크 계층의 하부 계층인 데이터 링크 계층으로부터 전송된 정보인 것을 특징으로 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법.The method of claim 5, wherein the link quality information included in the link quality information field is information transmitted from a data link layer which is a lower layer of the network layer. 메쉬 네트워크에서 라우팅하는 방법에 있어서,In a method of routing in a mesh network, 소스 노드는 네트워크 계층의 라우팅 테이블을 통하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 검색하는 단계; The source node searching for a routing path to a destination node through a routing table of a network layer; 상기 소스 노드는 상기 검색된 라우팅 경로를 통하여 상기 목적지 노드로 라우팅을 설정하는 단계;The source node establishing routing to the destination node through the retrieved routing path; 상기 설정된 라우팅 경로가 유지되는지의 여부를 판단하는 단계; 및Determining whether the set routing path is maintained; And 상기 라우팅 경로가 유지되지 않는 경우, 상기 소스 노드는 상기 목적지 노드로의 새로운 라우팅 경로를 설정하는 단계를 포함하되,If the routing path is not maintained, the source node comprises establishing a new routing path to the destination node, 상기 소스 노드는 IP기반으로 상기 목적지 노드로 라우팅 설정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 계층을 이용한 메쉬 라우팅 방법.The source node is configured to route to the destination node based on the IP, the mesh routing method using a network layer. 메쉬 네트워크에 포함된 통신 장치에 있어서,In the communication device included in the mesh network, MAC 계층; 및MAC layer; And 상기 MAC 계층의 상부 계층이며, 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정하는 네트워크 계층을 포함하되, An upper layer of the MAC layer, including a network layer that establishes a routing path to a destination node, 상기 네트워크 계층은, The network layer, 상기 통신 장치(소스 노드)로부터 상기 목적지 노드로의 라우팅 경로를 탐색하기 위한 경로 탐색 모듈; 및A path searching module for searching a routing path from the communication device (source node) to the destination node; And 상기 탐색된 라우팅 경로가 유지되는지를 판단하고, 경로가 유지되지 않으면 상기 목적지 노드로의 새로운 경로를 탐색하는 경로 유지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬 네트워크에 사용되는 통신 장치.And a path maintenance module for determining whether the searched routing path is maintained, and searching for a new path to the destination node if the path is not maintained. 제 8항에 있어서, 상기 통신 장치는 IP 기반으로 상기 라우팅 경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 메쉬 네트워크에 사용되는 통신 장치.The communication device of claim 8, wherein the communication device establishes the routing path based on IP. 제 8항에 있어서, 상기 네트워크 계층은 상기 라우팅 경로 설정을 위한 라우팅 테이블을 포함하며, The apparatus of claim 8, wherein the network layer includes a routing table for establishing the routing path, 상기 라우팅 테이블은 IP 정보 필드, 타입 정보 필드, 대역폭 정보 필드 및 링크 품질 정보 필드를 가지는 적어도 하나의 주변 노드 정보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 메쉬 네트워크에 사용되는 통신 장치.The routing table includes at least one peripheral node information unit having an IP information field, a type information field, a bandwidth information field and a link quality information field. 제 10항에 있어서, 상기 링크 품질 정보 필드에 포함된 링크 품질 정보는 상기 MAC 계층의 데이터 링크 계층으로부터 특정 인터페이스를 통하여 상기 네트워크 계층으로 전송되는 것을 특징으로 하는 메쉬 네트워크에 사용되는 통신 장치.The communication device of claim 10, wherein the link quality information included in the link quality information field is transmitted from the data link layer of the MAC layer to the network layer through a specific interface. 삭제delete 제 8항에 있어서, 상기 통신 장치의 라우팅 설정 방법은 와이브로 또는 IEEE 802.16에 적용되는 것을 특징으로 하는 메쉬 네트워크에 사용되는 통신 장치.10. The communication device of claim 8, wherein the routing setting method of the communication device is applied to WiBro or IEEE 802.16.
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