KR100999342B1 - 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 애드 혹 네트워크에서 핸드오프하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 네트워크 상의 트래픽 부하를 측정하고 트래픽 부하에 따라 비용 함수의 가중치를 조절하여 각 노드에서의 비용 함수를 산출할 수 있다. 그리고 비용의 적은 경로의 라우터로 핸드오프함으로써, 이동 노드들을 효율적으로 관리하고 네트워크의 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 이동 노드들은 네트워크의 상황을 고려하여 적응적으로 핸드오프를 수행할 수 있다. 예를 들어, 홉 수와 잉여 대역폭 등을 고려하여 인터넷에 접속할 수 있는 최적의 인터넷 게이트웨이 라우터를 적응적으로 선택하고, 핸드오프를 수행할 수 있다. 따라서, 무선 네트워크의 제한된 네트워크 자원 낭비를 막고 효율성을 높일 수 있다. 각 노드는 네트워크에 부담을 덜 주면서 효율적으로 핸드오프를 수행할 수 있으며, 사용자에게 정확하고 끊김없는 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
애드 혹 네트워크, 핸드오프

Description

애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법{Method for executing a handoff in wireless ad hoc network}
본 발명은 애드 혹 네트워크에서 핸드오프를 수행하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 모바일 애드 혹 네트워크의 노드가 모바일 애드 혹 네트워크와 인터넷 사이에서 적응적으로 핸드오프를 할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
전자, 통신 기술 등이 발전하면서 사용자는 네트워크를 통해 데이터를 언제 어디서나 주고 받을 수 있게 되었다. 상기와 같이 데이터를 주고 받는 네트워크에는 선을 이용하여 직접 전자기기들을 연결하여 네트워크를 형성하는 유선 네트워크와 선을 이용하지 않고 네트워크를 형성하는 무선 네트워크(Wireless Network)가 있다.
상기 무선 네트워크는 무선으로 형성된 모든 타입의 컴퓨터 네트워크를 포함한다. 무선 네트워크는 네트워크 노드(node)들 사이에 선을 사용하지 않고 통신을 할 수 있다. 상기 무선 네트워크는 네트워크가 형성되는 범위에 따라 WPAN(Wireless Personal Area Network), WLAN(Wireless Local Area Network), WMAN(Wireless Metropolitan Area Network), WWAN(Wireless Wide Area Network) 등으로 나뉠 수 있다.
상기 무선 네트워크는 고정된 유선 네트워크와 연결되는 네트워크도 있으며, 고정된 유선 네트워크와 연결되지 않고 이동 호스트(mobile host)만으로 이루어진 네트워크도 있다. 상기 유선 네트워크와 연결되지 않고 이동 호스트만으로 이루어진 네트워크를 모바일 애드 혹(Ad-hoc) 네트워크(또는 MANET(Mobile Ad-hoc network))라 한다. 모바일 애드 혹 네트워크에서 각각의 이동 호스트(또는, 이동 노드(mobile node))는 호스트뿐만 아니라 하나의 라우터(Router)로의 기능을 수행하며 다른 노드에 대해 다중 경로를 가질 수 있다.
MANET는 기지국과 같은 인프라를 사용하지 않고, 동일 지역 내에 위치한 이동 노드 간 다중 홉(multihop) 통신을 사용하는 무선 네트워크로 저렴한 비용으로 네트워크를 구성할 수 있다. 인터넷(Internet) 서비스에 대한 요구가 증가함에 따라, 이동 노드들로만 구성된 MANET을 인터넷에 접속하여 MANET의 이동 노드에게 인터넷 접속 서비스를 제공하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
도 1은 MANET을 인터넷에 연결하는 네트워크 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. MANET과 인터넷 네트워크 사이에 상기 두 네트워크를 연결하는 인터넷 게이트웨이(Internet gateway: IGW) 라우터가 위치하고 있다. 상기 도 1과 같이 MANET, 인터넷 게이트웨이 라우터, 인터넷 네트워크 등으로 구성된 네트워크를 Connected-MANET 또는 Hybrid-MANET이라고 한다. 그리고, Connected-MANET에서 이동 노드에 인터넷 접속을 제공할 수 있도록 다중 홉을 사용하는 무선 접속 네트워크를 다중 홉 무선 접속 네트워크(Multihop Radio Access Networks: MRAN)라고 한다.
MANET에서 이동 노드들은 인터넷 게이트웨이 라우터를 통해 인터넷과 접속하게 되는데, 노드들의 이동성으로 인해 노드들은 통신 중인 인터넷 게이트웨이 라우터를 변경하는 과정인 핸드오프를 수행하게 된다. 셀룰라 이동통신 네트워크에서는 신호의 수신 세기를 측정하여 가장 높은 세기를 가지는 기지국으로 핸드오프를 수행하게 된다. 그러나, 이동 노드가 다중 홉을 통하여 인터넷 게이트웨이 라우터에 연결되어 있는 MANET에서는 인터넷 게이트웨이 라우터로부터의 신호의 수신 세기에 근거하여 핸드오프를 수행하기 어렵다. 이동 노드와 인터넷 게이트웨이 라우터 간의 다중 경로의 전체적인 품질에 기반하여 핸드오프를 수행하여야 한다.
본 발명은 모바일 애드 혹 네트워크에서 인터넷에 접속하고자 하는 이동 노드가 모바일 애드 혹 네트워크와 인터넷 네트워크 사이에서 적응적으로 핸드오프를 할 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 핸드오프 방법은, 노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계, 노드에서 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 측정하는 단계, 상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 현재 트래픽 부하가 크면, 상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계, 상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계, 상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 이전 트래픽 부하가 크면, 상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이를 제2 설정값과 비교하는 단계, 및 상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계를 포함한다.
다른 관점에서 본 발명에 따른 핸드오프 방법은, 노드에서 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 측정하는 단계, 상기 현재 트래픽 부하와 트래픽 부하에 따른 가 중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계, 및 상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함한다.
다른 관점에서 본 발명에 따른 핸드오프 방법은, 노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계, 노드에서 네트워크 상의 메시지 전달 지연 시간을 측정하는 단계, 상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 이전 메시지 전달 지연 시간을 비교하여 상기 현재 메시지 전달 지연 시간이 크면, 상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 상기 이전 메시지 전달 지연 시간의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계, 상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 상기 이전 메시지 전달 지연 시간의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계, 상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 이전 메시지 전달 지연 시간을 비교하여 상기 이전 메시지 전달 지연 시간이 크면, 상기 이전 메시지 전달 지연 시간과 상기 현재 메시지 전달 지연 시간의 차이를 제2 설정값과 비교하는 단계, 및 상기 이전 메시지 전달 시간과 상기 현재 메시지 전달 지연 시간의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계를 포함한다.
다른 관점에서 본 발명에 따른 핸드오프 방법은, 노드에서 네트워크 상의 메시지 전달 지연 시간을 측정하는 단계, 상기 메시지 전달 지연 시간과 메시지 전달 지연 시간에 따른 가중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계, 및 상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함한다.
다른 관점에서 본 발명에 따른 핸드오프 방법은, 노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계, 노드에서 네트워크 상의 잉여 대역폭을 측정하는 단계, 상기 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭을 비교하여 상기 현재 잉여 대역폭이 크면, 상기 현재 잉여 대역폭과 상기 이전 잉여 대역폭의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계, 상기 현재 잉여 대역폭과 상기 이전 잉여 대역폭의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계, 상기 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭을 비교하여 상기 이전 잉여 대역폭이 크면, 상기 이전 잉여 대역폭과 상기 현재 잉여 대역폭의 차이를 제2 설정값과 비교하는 단계, 및 상기 이전 잉여 대역폭과 상기 현재 잉여 대역폭의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계를 포함한다.
다른 관점에서 본 발명에 따른 핸드오프 방법은, 노드에서 네트워크 상의 현재 잉여 대역폭을 측정하는 단계, 상기 현재 잉여 대역폭과 잉여 대역폭에 따른 가중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계, 및 상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함한다.
본 발명의 애드 혹 네트워크에서 핸드오프를 수행하는 방법에 따르면, 이동 노드들을 효율적으로 관리하고 네트워크의 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 이동 노드들은 네트워크의 상황을 고려하여 적응적으로 핸드오프를 수행할 수 있다. 예를 들어, 홉 수와 잉여 대역폭 등을 고려하여 인터넷에 접속할 수 있는 최적의 인터넷 게이트웨이 라우터를 적응적으로 선택하고, 핸드오프를 수행할 수 있다. 따라서, 무선 네트워크의 제한된 네트워크 자원 낭비를 막고 효율성을 높일 수 있다.
각 노드는 네트워크에 부담을 덜 주면서 효율적으로 핸드오프를 수행할 수 있으며, 사용자에게 정확하고 끊김없는 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다. 아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀 두고자 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크에서 핸드오프를 수행하는 방법의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
다중 홉 무선 접속 네트워크(MRAN)에서 이동 노드의 이동에 의해 발생하는 핸드오프는 핸드오프가 발생하는 조건에 따라 강제 핸드오프(forced handoff)와 최 적 핸드오프(optimized handoff)로 구분된다. 강제 핸드오프는 이동 노드가 현재 등록되어 통신 중인 인터넷 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊어지게 되는 경우 수행된다. 반면, 최적 핸드오프는 현재 통신 중인 인터넷 게이트웨이 라우터와의 연결이 끊어지지 않은 상태라 하더라도 더 좋은 인터넷 게이트웨이 라우터를 발견하는 경우 수행된다.
강제 핸드오프와 최적 핸드오프에서 이동 노드는 핸드오프를 하기에 앞서 새로운 인터넷 게이트웨이 라우터를 발견하여야 한다. 다중 홉 무선 접속 네트워크에서 이동 노드가 인터넷 게이트웨이 라우터를 발견하는 방법에는 크게 프로액티브(proactive) 발견 기법, 리액티브(reactive) 발견 기법이 있다. 프로액티브 발견 기법에서는 인터넷 게이트웨이 라우터가 주기적으로 인터넷 게이트웨이 라우터 광고 메시지를 브로드캐스트한다. 리액티브 발견 기법에서는 이동 노드가 인터넷 게이트웨이 라우터에 광고 메시지를 요청하는 경우, 이에 대한 응답으로 인터넷 게이트웨이 라우터는 인터넷 게이트웨이 라우터 광고 메시지를 전송한다.
강제 핸드오프는 게이트웨이 라우터가 자신의 정보를 주기적으로 방송하는 프로액티브(proactive) 라우터 발견 기법 및 단말의 요청에 의해 정보를 방송하는 리액티브(reactive) 라우터 발견 기법에서 모두 동작할 수 있다. 반면, 최적 핸드오프는 프로액티브 라우터 발견 기법에서만 동작할 수 있다.
강제 핸드오프 또는 최적 핸드오프 수행시, 이동 노드는 인터넷 게이트웨이 라우터 발견 기법을 통해 발견된 복수 개의 인터넷 게이트웨이 라우터 가운데 최적의 인터넷 게이트웨이 라우터를 선택하여 핸드오프를 수행한다. 상기 최적의 인터 넷 게이트웨이 라우터를 선택하는 메트릭으로 홉(hop) 수를 사용할 수 있다. 즉, 특정 이동 노드로부터 더 적은 홉 수를 가지는 인터넷 게이트웨이 라우터가 더 좋은 통신 성능을 제공할 수 있는 것으로 간주되어 이동 노드는 선택 가능한 인터넷 게이트웨이 라우터 중에서 최소의 홉 수를 가지는 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프를 수행하게 된다.
그러나, 상기와 같이 최소 홉 수에 의해 인터넷 게이트웨이 라우터를 선택하는 경우, 서로 다른 지연 및 대역폭 서비스 요구 조건을 가지는 통신 세션의 서비스 품질을 제대로 충족시켜 줄 수 없는 단점이 있다. 따라서, 아래 수학식 1과 같이 게이트웨이 라우터 i로부터 j번째 라우팅 경로에 해당하는 홉 수 및 최소 잉여 대역폭을 동시에 고려한 비용함수를 정의하고, 최소의 비용함수를 가지는 인터넷 게이트웨이 라우터 및 라우팅 경로로 핸드오프를 수행하도록 한다.
Figure 112010043545815-pat00050
수학식 1에서
Figure 112008072203994-pat00002
및
Figure 112008072203994-pat00003
는 각각 홉에 대한 가중치와 최소 잉여 대역폭에 대한 가중치를 나타내며,
Figure 112008072203994-pat00004
및
Figure 112008072203994-pat00005
는 각각 인터넷 게이트웨이 라우터 i로부터 j번째 라우팅 경로에 해당하는 홉 수 및 최소 잉여 대역폭을 나타내며, 이는 인터넷 게이트웨이 라우터 및 경로 선택 메트릭에 해당한다. 이 때,
Figure 112008072203994-pat00006
를 가정한다.
상기 수학식 1에서는 비용함수를 정의하는 메트릭의 예로 홉 수(
Figure 112008072203994-pat00007
) 및 최소 잉여 대역폭(
Figure 112008072203994-pat00008
)을 들었으나, 구현 예에 따라 해당 노드의 배터리 잔여량이나 패킷 전달률 등을 비용함수를 정의하는 메트릭으로 사용할 수 도 있다. 이들은 상기 수학식 1의 추가적인 메트릭이 될 수도 있고, 홉 수나 최소 잉여 대역폭을 대체하는 메트릭이 될 수도 있다. 배터리 잔여량이나 패킷 전달률은 최소 잉여 대역폭과 같이 값이 클수록 비용함수에 기여하는 값이 작아진다.
상기 수학식 1과 같은 비용함수를 이용한 다중 홉 핸드오프에서 핸드오프 기법의 성능은 가중치의 값의 영향을 받으며, 최적의 가중치는 트래픽 부하에 따라 서로 다른 값을 가지게 된다. 예를 들어, 네트워크 상에 트래픽 부하가 적은 경우에는 홉 수에 대한 가중치(w1 또는 Whop)가 잉여 대역폭에 대한 가중치(w2 또는 WBW)보다 큰 경우에 우수한 성능을 가지게 된다. 반대로, 트래픽 부하가 많은 환경에서는 잉여 대역폭에 대한 가중치(w2)가 홉 수에 대한 가중치(w1)보다 큰 경우에 우수한 성능을 가지게 된다. 그리고, 트래픽 부하가 중간 정도인 경우에는 홉 수 및 잉여 대역폭에 대한 가중치를 적절히 유지하는 경우에 우수한 성능을 가지게 된다.
따라서, 비용함수를 이용하여 핸드오프를 수행하는 방식에 있어서 고정된 가중치 값을 사용하여 핸드오프를 수행하는 방식은 네트워크의 트래픽이 변화하는 동 적인 네트워크 환경에서 최적의 성능을 제공하지 못하는 단점이 있다. 이하에서는, 비용함수의 가중치를 네트워크 트래픽에 적응적으로 조절하여 우수한 핸드오프를 제공하는 방법을 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 네트워크 상태에 따라 트래픽 부하를 분류해 놓은 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2에서는 네트워크의 트래픽 부하를 세 단계로 구분하여 정의한다.
트래픽 부하가 Llow 이하인 네트워크 환경은 홉 수의 가중치(w1)를 크게 하는 것이 바람직한 환경이고, 트래픽 부하가 Lhigh 이상인 환경은 대역폭의 가중치(w2)를 크게 하는 것이 바람직한 환경이다. 트래픽 부하가 Llow와 Lhigh 사이의 값을 가지는 환경은 적절한 홉 수 및 대역폭 가중치를 설정하는 것이 바람직한 환경이다. 최적의 Llow와 Lhigh 값은 네트워크 환경에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다. 상기 Llow와 Lhigh 값은 실제 네트워크에서의 측정 데이터나 혹은 시뮬레이션 결과 등을 기반으로 하여 구현 예에 따라 다르게 설정될 수 있다.
트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 방법은 여러 가지가 존재할 수 있으나, 이하에서는 2가지 방안으로 나누어 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제1 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
첫 번째 방법에서는 홉 수 가중치와 잉여 대역폭 가중치를 초기값으로 설정 해 두고 네트워크 트래픽 부하를 측정한다. 트래픽이 이전에 측정된 값보다 현재 측정된 값이 임계치 이상으로 증가한 경우 잉여 대역폭의 가중치를 증가시키고 홉 수의 가중치를 감소시킨다. 반면, 트래픽이 이전에 측정된 값보다 현재 측정된 값이 임계치 이상으로 감소한 경우 홉 수의 가중치를 증가시키고 잉여 대역폭의 가중치를 감소시킨다. 이전에 측정된 값과 현재 측정된 값의 변화가 임계치 미만인 경우에는 가중치 값을 그대로 유지한다. 홉 수 가중치와 잉여 대역폭 가중치의 초기값은 네트워크 트래픽 상태에 따라서 미리 선택할 수 있다. 예를 들어, 구현 예에 따라 초기값을 다르게 설정할 수 있으며, 간단한 실시예로서 각각 1/2을 선택하는 방법이 있을 수 있다.
상기 제1 예를 도 3을 참고하여 설명하면 다음과 같다. 각 이동 노드는 홉 수 가중치 및 잉여 대역폭 가중치를 초기 설정하고 트래픽의 변화에 따라 상기 가중치 값을 변화시킨다. 각 이동 노드는 홉 수 가중치와 잉여 대역폭 가중치를 w_hop_init, w_bw_int으로 각각 초기 설정한다(S300). 각 이동 노드는 초기 가중치 값을 가지고 있으며 이를 이용하여 비용함수를 계산하고 핸드오프를 수행한다.
각 이동 노드들은 네트워크 상의 트래픽 부하(Lcurr)를 주기적으로 측정한다(S302). 각 노드는 현재 측정된 트래픽 부하(Lcurr)와 이전 트래픽 부하(Lprev)(또는, 가장 최근에 가중치가 변경 되었을 때 측정된 트래픽 부하)를 비교하여(S304), 현재 트래픽 부하(Lcurr)가 큰 경우 트래픽이 증가한 것으로 판단하고(S314), 이전 트래픽 부하(Lprev)가 큰 경우 트래픽이 감소한 것으로 판단한다(S306).
트래픽이 감소한 것으로 판단되면(S306), 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하의 차이(Lprev - Lcurr)와 임계값(Ldef1)을 비교한다(S308). 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하의 차이(Lprev - Lcurr)가 임계값(Ldef1)보다 큰 경우, 노드는 홉 수에 대한 가중치가 1-△보다 작으면 홉 수에 대한 가중치를 △만큼 증가시키고(w1 = w1 + △), 홉 수에 대한 가중치가 1-△보다 크면 홉 수에 대한 가중치를 1로 한다(S310). 그리고, 노드는 잉여 대역폭에 대한 가중치가 △보다 크면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 △만큼 감소시키고(w2 = w2 - △), 잉여 대역폭에 대한 가중치가 △보다 작으면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 0으로 한다(S310).
상기 S308 단계 판단 결과, 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하의 차이(Lprev - Lcurr)가 임계값(Ldef1)보다 작으면, 노드는 홉 수에 대한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 대한 가중치(w2)를 이전 값으로 그대로 유지한다(S312).
트래픽이 증가한 것으로 판단되면(S314), 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하의 차이(Lcurr - Lprev)와 임계값(Ldef2)을 비교한다(S316). 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하의 차이(Lcurr - Lprev)가 임계값(Ldef2)보다 큰 경우, 노드는 홉 수에 대한 가중치가 △보다 크면 홉 수에 대한 가중치를 △만큼 감소시키고(w1 = w1 - △), 홉 수에 대한 가중치가 △보다 작으면 홉 수에 대한 가중치를 0으로 한다(S318). 그리고, 노드는 잉여 대역폭에 대한 가중치가 1-△보다 작으면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 △만큼 증가시키고(w2 = w2 + △), 잉여 대역폭에 대한 가중치가 1-△보 다 크면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 1로 한다(S318).
상기 S316 단계 판단 결과, 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하의 차이(Lcurr - Lprev)가 임계값(Ldef2)보다 작으면, 노드는 홉 수에 대한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 대한 가중치(w2)를 이전 값으로 그대로 유지한다(S312).
가중치에 대한 변경이 끝나면, 각 노드는 현재 측정된 트래픽 부하(Lcurr)를 이전 트래픽 부하(Lprev) 값에 저장하여(S320) 다음 가중치 조절 절차에서 사용한다. 만약, S312 단계를 통해 가중치 값을 그대로 유지하는 경우에는, 현재 측정된 트래픽 부하(Lcurr)를 이전 트래픽 부하(Lprev) 값에 저장하지 않는다. S302 단계 내지 S320 단계는 각 노드에서 주기적으로 수행되며 각 노드는 적응적으로 가중치 값을 조절할 수 있다.
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제2 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 제2 예에서는 미리 분류된 트래픽 부하 구간에 따라, 비용 함수의 가중치 값을 미리 테이블로 정의하여 이에 기반하여 가중치 값을 조절한다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 네트워크 상태에 따라 트래픽 부하를 세부적으로 분류해 놓은 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4에서는 Llow와 Lhigh사이의 트래픽 부하를 N-1단계로 구분하여 정의한다. 각 노드는 도 4와 같이 미리 분류된 트래픽 부하 구간에 따라, 비용 함수의 가중치 값을 미리 테이블로 정의하 여 이에 기반하여 가중치 값을 조절한다. 즉, 트래픽 부하가 작은 경우에는 홉 수에 대한 가중치를 잉여 대역폭에 대한 가중치보다 크게 두고, 트래픽 부하가 큰 경우에는 잉여 대역폭에 대한 가중치를 홉 수에 대한 가중치보다 크게 두어 성능을 향상시킨다. 그리고, 트래픽 부하가 Llow와 Lhigh사이일 경우에는 트래픽 부하를 N-1단계로 구분하고 비용함수의 가중치를 트래픽 부하에 맞게 적절하게 조절한다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 따른 가중치 테이블을 개략적으로 나타낸 도면이다.
각 노드는 도 5와 같은 가중치 테이블과 현재 측정된 트래픽 부하 값을 이용하여 비용함수의 홉 수에 관한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 관한 가중치(w2)를 정할 수 있다. 도 5의 가중치 테이블에 있어서 각 가중치 값은 실제의 측정, 혹은 시뮬레이션을 통해 미리 설정할 수 있으며, 구현 예에 따라 달라질 수 있다. 함수 f의 값은 네트워크 트래픽과 성능에 기반하여 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 부하와는 무관하게 fi(·) = i/N(계단형 함수)으로 설정하거나, fi(·) = (ei-1)/(eN-1)(지수 함수), fi(·) = log(i+1)/log(N+1)(로그 함수) 등으로 설정할 수 있다.
각 이동 노드들은 주기적으로 트래픽 부하를 측정하고, 측정된 트래픽 부하에 따라서 가중치 테이블 상에 정의되어 있는 가중치를 선택하여 비용함수를 계산한다. 그리고, 각 노드는 산출된 비용함수 값을 이용하여 비용이 가장 적은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프를 수행하게 된다. 이 과정은 주기적으로 반복될 수 있다.
상기 각 예에서는 각 이동 노드가 전체 네트워크의 트래픽의 부하를 측정할 수 있다는 가정하에 핸드오프를 수행하는 방법을 설명하고 있다. 그러나, 각각의 이동 노드가 전체 네트워크의 트래픽 부하를 직접적으로 측정하는 것은 어려운 경우에는 간접적인 측정을 통해 전체 네트워크의 트래픽 부하를 유추하여 핸드오프를 수행하도록 한다.
이하에서는, 인터넷 게이트웨이 라우터로부터의 인터넷 게이트웨이 광고 메시지 지연을 이용하여 전체 네트워크 트래픽을 유추하는 방법과 최소 잉여 대역폭을 이용하여 전체 네트워크 트래픽을 유추하는 방법을 설명하고, 이를 이용하여 비용함수의 가중치 조절 및 핸드오프를 적응적으로 수행하는 방법을 기술하도록 한다.
인터넷 게이트웨이 라우터로부터의 게이트웨이 광고 메시지 지연을 이용하여 전체 네트워크 트래픽을 유추하는 방법의 경우, 각 게이트웨이 라우터는 일정한 주기로 이동 노드로 인터넷 게이트웨이 라우터 광고 메시지를 브로드캐스트한다. 이 때, 각 인터넷 게이트웨이 라우터는 자신이 광고 메시지를 브로드캐스트 한 시간 정보인 타임스탬프(time stamp) 값을 광고 메시지에 입력하여 브로드캐스트한다. 따라서, 각 이동 노드는 수신한 광고 메시지에서 추출한 타임스탬프 값과 자신이 광고 메시지를 수신한 시간을 비교하여 광고 메시지가 자신에게 전달되는데 걸린 시간 지연을 측정할 수 있다. 일반적으로 네트워크에 트래픽 부하가 증가하는 경우 패킷 전달에 걸리는 시간이 증가하게 되므로, 이러한 광고 메시지의 지연에 기반하 여 트래픽 부하를 간접적으로 측정할 수 있다.
상기와 같이 게이트웨이 광고 메시지 지연을 이용하여 유추된 전체 네트워크 트래픽을 이용하여 적응적으로 핸드오프하는 과정을 설명하면 아래와 같다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제3 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6은 인터넷 게이트웨이 라우터로부터의 게이트웨이 광고 메시지 지연을 이용하여 트래픽 부하를 유추하고, 트래픽 변화에 따라 비용함수의 가중치 값을 변화시켜 나가는 방법이다.
각 이동 노드는 홉 수 가중치 및 잉여 대역폭 가중치를 초기 설정하고 트래픽의 변화에 따라 상기 가중치 값을 변화시킨다. 각 이동 노드는 홉 수 가중치와 잉여 대역폭 가중치를 w_hop_init, w_bw_int으로 각각 초기 설정한다(S600). 각 이동 노드는 초기 가중치 값을 가지고 있으며 이를 이용하여 비용함수를 계산하고 핸드오프를 수행한다.
각 이동 노드들은 네트워크 상의 메시지 전달 지연을 주기적으로 측정한다(S602). 인터넷 게이트웨이 라우터로부터 브로드캐스트되어 수신된 광고 메시지 내에 포함된 시간 정보(Tgw)와 현재의 시간 값(Tnode)의 차(Tnode - Tgw)를 구하여 지연 시간(Tdelay_curr)으로 정의한다.
각 노드는 현재 측정된 전달 지연 시간(Tdelay_curr)과 이전 전달 지연 시간(Tdelay_prev)(또는, 가장 최근에 가중치가 변경 되었을 때 측정된 전달 지연 시간) 을 비교하여(S604), 현재 전달 지연 시간(Tdelay_curr)이 큰 경우 트래픽이 증가한 것으로 판단하고(S614), 이전 전달 지연 시간(Tdelay_prev)이 큰 경우 트래픽이 감소한 것으로 판단한다(S606).
트래픽이 감소한 것으로 판단되면(S606), 현재 전달 지연 시간과 이전 전달 지연 시간의 차이(Tdelay_prev - Tdelay_curr)와 임계값(Ldef1)을 비교한다(S608). 현재 전달 지연 시간과 이전 전달 지연 시간의 차이(Tdelay_prev - Tdelay_curr)가 임계값(Tdef1)보다 큰 경우, 노드는 홉 수에 대한 가중치가 1-△보다 작으면 홉 수에 대한 가중치를 △만큼 증가시키고(w1 = w1 + △), 홉 수에 대한 가중치가 1-△보다 크면 홉 수에 대한 가중치를 1로 한다(S610). 그리고, 노드는 잉여 대역폭에 대한 가중치가 △보다 크면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 △만큼 감소시키고(w2 = w2 - △), 잉여 대역폭에 대한 가중치가 △보다 작으면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 0으로 한다(S610).
상기 S608 단계 판단 결과, 현재 전달 지연 시간과 이전 전달 지연 시간의 차이(Tdelay_prev - Tdelay_curr)가 임계값(Tdef1)보다 작으면, 노드는 홉 수에 대한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 대한 가중치(w2)를 이전 값으로 그대로 유지한다(S612).
트래픽이 증가한 것으로 판단되면(S614), 현재 전달 지연 시간과 이전 전달 지연 시간의 차이(Tdelay_curr - Tdelay_prev)와 임계값(Tdef2)을 비교한다(S616). 현재 전달 지연 시간과 이전 전달 지연 시간의 차이(Tdelay_curr - Tdelay_prev)가 임계값(Tdef2)보다 큰 경우, 노드는 홉 수에 대한 가중치가 △보다 크면 홉 수에 대한 가중치를 △만큼 감소시키고(w1 = w1 - △), 홉 수에 대한 가중치가 △보다 작으면 홉 수에 대한 가중치를 0으로 한다(S618). 그리고, 노드는 잉여 대역폭에 대한 가중치가 1-△보다 작으면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 △만큼 증가시키고(w2 = w2 + △), 잉여 대역폭에 대한 가중치가 1-△보다 크면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 1로 한다(S618).
상기 S616 단계 판단 결과, 현재 전달 지연 시간과 이전 전달 지연 시간의 차이(Tdelay_curr - Tdelay_prev)가 임계값(Tdef2)보다 작으면, 노드는 홉 수에 대한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 대한 가중치(w2)를 이전 값으로 그대로 유지한다(S612).
가중치에 대한 변경이 끝나면, 각 노드는 현재 측정된 전달 지연 값(Tdelay_curr)를 이전 전달 지연 값(Tdelay_prev) 값에 저장하여(S620) 다음 가중치 조절 절차에서 사용한다. 만약, S612 단계를 통해 가중치 값을 그대로 유지하는 경우에는, 현재 측정된 전달 지연 값(Tdelay_curr)를 이전 전달 지연 값(Tdelay_prev) 값에 저장하지 않는다. S602 단계 내지 S620 단계는 각 노드에서 주기적으로 수행되며 각 노드는 적응적으로 가중치 값을 조절할 수 있다.
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제4 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 제4 예는 인터넷 게이트웨이 라우터로부터의 게이트웨이 광고 메시지 지연을 이용하여 트래픽 부하를 유추하고, 미리 분류된 지연 시간에 따라, 비용 함수의 가중치 값을 미리 테이블로 정의하여 이에 기반하여 가중치 값을 조절한다.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 네트워크 상태에 따른 전달 지연 시간을 세부적으로 분류해 놓은 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7에서는 Tdelay_low와 Tdelay_high사이의 트래픽 부하를 N-1단계로 구분하여 정의한다. Tdelay_low와 Tdelay_high값은 실제 네트워크에서의 측정 데이터나 혹은 시뮬레이션 결과 등을 기반으로 하여 구현 예에 따라 다르게 설정될 수 있다.
각 노드는 도 7과 같이 미리 분류된 전달 지연 시간에 따라, 비용 함수의 가중치 값을 미리 테이블로 정의하여 이에 기반하여 가중치 값을 조절한다. 즉, 전달 지연 시간이 작은 경우에는 홉 수에 대한 가중치를 잉여 대역폭에 대한 가중치보다 크게 두고, 전달 지연 시간이 큰 경우에는 잉여 대역폭에 대한 가중치를 홉 수에 대한 가중치보다 크게 두어 성능을 향상시킨다. 그리고, 전달 지연 시간이 Tdelay_low와 Tdelay_high사이일 경우에는 전달 지연 시간을 N-1단계로 구분하고 비용함수의 가중치를 적절하게 조절한다.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 전달 지연 시간에 따른 가중치 테이블을 개략적으로 나타낸 도면이다.
각 노드는 도 8과 같은 가중치 테이블과 현재 측정된 전달 지연 시간(Tdelay_curr = Tnode - Tgw)을 이용하여 비용함수의 홉 수에 관한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 관한 가중치(w2)를 정할 수 있다. 도 8의 가중치 테이블에 있어서 각 가 중치 값은 실제의 측정, 혹은 시뮬레이션을 통해 미리 설정할 수 있으며, 구현 예에 따라 달라질 수 있다. 함수 f의 값은 네트워크 트래픽과 성능에 기반하여 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 부하와는 무관하게 fi(·) = i/N(계단형 함수)으로 설정하거나, fi(·) = (ei-1)/(eN-1)(지수 함수), fi(·) = log(i+1)/log(N+1)(로그 함수) 등으로 설정할 수 있다.
각 이동 노드들은 주기적으로 전달 지연 시간을 측정하고, 측정된 전달 지연 시간에 따라서 가중치 테이블 상에 정의되어 있는 가중치를 선택하여 비용함수를 계산한다. 그리고, 각 노드는 산출된 비용함수 값을 이용하여 비용이 가장 적은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프를 수행하게 된다. 이 과정은 주기적으로 반복될 수 있다.
최소 잉여 대역폭을 이용하여 전체 네트워크 트래픽을 유추하는 방법의 경우, 각 노드는 최소 잉여 대역폭을 이용하여 전체 네트워크 트래픽을 유추하고 유추된 결과에 따라 비용함수의 가중치 값을 조절할 수 있다.
각 노드의 최소 잉여 대역폭은 사용 중인 트래픽의 양, 주의 노드의 간섭 등의 다양한 요소에 의하여 결정될 수 있다. 근사적으로 이러한 잉여 대역폭을 예측하는 방법에는 여러가지 방법 등이 있다. 상기 예측 방법의 예로, Listen 기법이나 Hello 기법 등을 들 수 있다.
Listen 기법에서 각 노드는 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector : NAV)를 이용하여 채널의 사용 유무를 판단할 수 있는 특성을 이용하여 전 체 시간에서 NAV 값에 해당하는 시간을 제외하여 전체 시간 중 채널을 사용 가능한 시간의 비율을 구한다. 또한, IFS(Inter-Frame Space)에 해당하는 시간과 같이 추가적으로 채널을 사용하지 못하는 시간 등을 고려하기 위해 채널을 사용 가능한 시간의 비율을 가중치로 나누어 주고 이후, 전체 대역폭을 이 값에 곱해 줌으로써 최소 잉여 대역폭을 예측할 수 있다.
Hello 기법에서는 AODV(Ad hoc On demand Distance Vector) 프로토콜의 Hello 메시지를 응용하여, 각 노드는 자신과 2홉 이내에 위치한 이웃 노드들이 사용하고 있는 대역폭 정보를 수집한다. 그리고, 전체 대역폭에서 2홉 이내의 노드가 사용한 대역폭을 뺀후, 이 값을 제어 패킷 등에 의한 영향을 고려하기 위해 가중치로 나누어 최소 잉여 대역폭을 예측한다.
상기와 같은 방식 등을 이용하여 각 노드는 현재 자신이 사용 가능한 최소 잉여 대역폭을 추출할 수 있다. 구현자는 구현 예에 따라 예측 방식을 선택할 수 있다. 각 노드는 인터넷 게이트웨이 라우터로부터 광고 메시지를 수신하여 갱신되는 최소 잉여 대역폭 정보를 이용하여 이동 노드로부터 인터넷 게이트웨이 라우터까지의 네트워크 트래픽 부하를 유추할 수 있다. 예를 들어, 잉여 대역폭이 적으면 네트워크의 트래픽 부하가 높은 것으로 간접적으로 유추할 수 있다.
상기와 같이 예측된 최소 잉여 대역폭을 이용하여 적응적으로 핸드오프하는 과정을 설명하면 아래와 같다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제5 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 9는 최소 잉여 대역폭을 이용하 여 트래픽 부하를 유추하고, 트래픽 변화에 따라 비용함수의 가중치 값을 변화시켜 나가는 방법이다.
각 이동 노드는 홉 수 가중치 및 잉여 대역폭 가중치를 초기 설정하고 트래픽의 변화에 따라 상기 가중치 값을 변화시킨다. 각 이동 노드는 홉 수 가중치와 잉여 대역폭 가중치를 w_hop_init, w_bw_int으로 각각 초기 설정한다(S900). 각 이동 노드는 초기 가중치 값을 가지고 있으며 이를 이용하여 비용함수를 계산하고 핸드오프를 수행한다.
각 이동 노드들은 네트워크 상의 잉여 대역폭 정보를 주기적으로 측정한다(S902). 각 노드는 현재 측정된 잉여 대역폭(BWcurr)과 이전 잉여 대역폭(BWprev)(또는, 가장 최근에 가중치가 변경 되었을 때 측정된 잉여 대역폭)을 비교하여(S904), 현재 잉여 대역폭(BWcurr)이 큰 경우 트래픽이 감소한 것으로 판단하고(S906), 이전 잉여 대역폭(BWprev)이 큰 경우 트래픽이 증가한 것으로 판단한다(S914).
트래픽이 감소한 것으로 판단되면(S906), 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭의 차이(BWcurr - BWprev)와 임계값(BWdef1)을 비교한다(S908). 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭의 차이(BWcurr - BWprev)가 임계값(BWdef1)보다 큰 경우, 노드는 홉 수에 대한 가중치가 1-△보다 작으면 홉 수에 대한 가중치를 △만큼 증가시키고(w1 = w1 + △), 홉 수에 대한 가중치가 1-△보다 크면 홉 수에 대한 가중치를 1로 한 다(S910). 그리고, 노드는 잉여 대역폭에 대한 가중치가 △보다 크면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 △만큼 감소시키고(w2 = w2 - △), 잉여 대역폭에 대한 가중치가 △보다 작으면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 0으로 한다(S910).
상기 S908 단계 판단 결과, 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭의 차이(BWcurr - BWprev)가 임계값(BWdef1)보다 작으면, 노드는 홉 수에 대한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 대한 가중치(w2)를 이전 값으로 그대로 유지한다(S912).
트래픽이 증가한 것으로 판단되면(S914), 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭의 차이(BWprev - BWcurr)와 임계값(BWdef2)을 비교한다(S916). 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭의 차이(BWprev - BWcurr)가 임계값(BWdef2)보다 큰 경우, 노드는 홉 수에 대한 가중치가 △보다 크면 홉 수에 대한 가중치를 △만큼 감소시키고(w1 = w1 - △), 홉 수에 대한 가중치가 △보다 작으면 홉 수에 대한 가중치를 0으로 한다(S918). 그리고, 노드는 잉여 대역폭에 대한 가중치가 1-△보다 작으면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 △만큼 증가시키고(w2 = w2 + △), 잉여 대역폭에 대한 가중치가 1-△보다 크면 잉여 대역폭에 대한 가중치를 1로 한다(S918).
상기 S916 단계 판단 결과, 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭의 차이(BWprev - BWcurr)가 임계값(BWdef2)보다 작으면, 노드는 홉 수에 대한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 대한 가중치(w2)를 이전 값으로 그대로 유지한다(S912).
가중치에 대한 변경이 끝나면, 각 노드는 현재 잉여 대역폭(BWcurr)을 이전 잉 여 대역폭(BWprev)에 저장하여(S920) 다음 가중치 조절 절차에서 사용한다. 만약, S912 단계를 통해 가중치 값을 그대로 유지하는 경우에는, 현재 잉여 대역폭(BWcurr)을 이전 잉여 대역폭(BWprev)에 저장하지 않는다. S902 단계 내지 S920 단계는 각 노드에서 주기적으로 수행되며 각 노드는 적응적으로 가중치 값을 조절할 수 있다.
도 10과 도 11은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제6 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 제6 예는 최소 잉여 대역폭을 이용하여 트래픽 부하를 유추하고, 미리 분류된 잉여 대역폭에 따라, 비용 함수의 가중치 값을 미리 테이블로 정의하여 이에 기반하여 가중치 값을 조절한다.
도 10은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 네트워크 상태에 따른 최소 잉여 대역폭을 세부적으로 분류해 놓은 것을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 10에서는 BWlow와 BWhigh사이의 트래픽 부하를 N-1단계로 구분하여 정의한다. BWlow와 BWhigh값은 실제 네트워크에서의 측정 데이터나 혹은 시뮬레이션 결과 등을 기반으로 하여 구현 예에 따라 다르게 설정될 수 있다.
각 노드는 도 10과 같이 미리 분류된 잉여 대역폭에 따라, 비용 함수의 가중치 값을 미리 테이블로 정의하여 이에 기반하여 가중치 값을 조절한다. 즉, 잉여 대역폭이 큰 경우에는 홉 수에 대한 가중치를 잉여 대역폭에 대한 가중치보다 크게 두고, 잉여 대역폭이 작은 경우에는 잉여 대역폭에 대한 가중치를 홉 수에 대한 가중치보다 크게 두어 성능을 향상시킨다. 그리고, 잉여 대역폭이 BWlow와 BWhigh사이일 경우에는 잉여 대역폭을 N-1단계로 구분하고 비용함수의 가중치를 적절하게 조절한다.
도 11은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 전달 지연 시간에 따른 가중치 테이블을 개략적으로 나타낸 도면이다.
각 노드는 도 11과 같은 가중치 테이블과 현재 측정된 잉여 대역폭(BWcurr)을 이용하여 비용함수의 홉 수에 관한 가중치(w1)와 잉여 대역폭에 관한 가중치(w2)를 정할 수 있다. 도 11의 가중치 테이블에 있어서 각 가중치 값은 실제의 측정, 혹은 시뮬레이션을 통해 미리 설정할 수 있으며, 구현 예에 따라 달라질 수 있다. 함수 f의 값은 네트워크 트래픽과 성능에 기반하여 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 부하와는 무관하게 fi(·) = i/N(계단형 함수)으로 설정하거나, fi(·) = (ei-1)/(eN-1)(지수 함수), fi(·) = log(i+1)/log(N+1)(로그 함수) 등으로 설정할 수 있다.
각 이동 노드들은 주기적으로 잉여 대역폭을 측정하고, 측정된 잉여 대역폭에 따라서 가중치 테이블 상에 정의되어 있는 가중치를 선택하여 비용함수를 계산한다. 그리고, 각 노드는 산출된 비용함수 값을 이용하여 비용이 가장 적은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프를 수행하게 된다. 이 과정은 주기적으로 반복될 수 있다.
상기와 같은 적응형 핸드오프 방법을 이용하여 무선 네트워크의 제한된 네트워크 자원 낭비를 막고 효율성을 높일 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
도 1은 MANET을 인터넷에 연결하는 네트워크 구조를 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 네트워크 상태에 따라 트래픽 부하를 분류해 놓은 것을 개략적으로 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제1 예를 개략적으로 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 네트워크 상태에 따라 트래픽 부하를 세부적으로 분류해 놓은 것을 개략적으로 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 따른 가중치 테이블을 개략적으로 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제3 예를 개략적으로 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 네트워크 상태에 따른 전달 지연 시간을 세부적으로 분류해 놓은 것을 개략적으로 나타낸 도면
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 전달 지연 시간에 따른 가중치 테이블을 개략적으로 나타낸 도면
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트래픽 부하에 기반하여 가중치를 조절하는 제5 예를 개략적으로 나타낸 도면
도 10은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 네트워크 상태에 따른 최소 잉여 대역폭을 세부적으로 분류해 놓은 것을 개략적으로 나타낸 도면
도 11은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 전달 지연 시간에 따른 가중치 테이블을 개략적으로 나타낸 도면

Claims (26)

  1. 삭제
  2. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계;
    노드에서 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 측정하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 현재 트래픽 부하가 크면, 상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 이전 트래픽 부하가 크면, 상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이를 제2 설정값과 비교하는 단계; 및
    상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계를 포함하고,
    상기 증가시키는 단계에서,
    상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이가 상기 제1 설정값보다 작으면, 상기 비용 함수의 홉수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 유지하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  3. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계;
    노드에서 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 측정하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 현재 트래픽 부하가 크면, 상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 이전 트래픽 부하가 크면, 상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이를 제2 설정값과 비교하는 단계; 및
    상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계를 포함하고,
    상기 감소시키는 단계에서,
    상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이가 상기 제2 설정값보다 작으면, 상기 비용 함수의 홉수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 유지하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  4. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계;
    노드에서 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 측정하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 현재 트래픽 부하가 크면, 상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 이전 트래픽 부하가 크면, 상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이를 제2 설정값과 비교하는 단계; 및
    상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계를 포함하고,
    상기 비용 함수는,
    Figure 112010043545815-pat00051
    인 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
    (단,
    Figure 112010043545815-pat00010
    및
    Figure 112010043545815-pat00011
    는 각각 홉에 대한 가중치와 최소 잉여 대역폭에 대한 가중치,
    Figure 112010043545815-pat00012
    및
    Figure 112010043545815-pat00013
    는 각각 인터넷 게이트웨이 라우터 i로부터 j번째 라우팅 경로에 해당하는 홉 수 및 최소 잉여 대역폭)
  5. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계;
    노드에서 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 측정하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 현재 트래픽 부하가 크면, 상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 상기 이전 트래픽 부하의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 이전 트래픽 부하를 비교하여 상기 이전 트래픽 부하가 크면, 상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이를 제2 설정값과 비교하는 단계; 및
    상기 이전 트래픽 부하와 상기 현재 트래픽 부하의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계를 포함하고,
    상기 노드는 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 주기적으로 측정하고 비용함수를 산출하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  6. 삭제
  7. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 측정하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 트래픽 부하에 따른 가중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계; 및
    상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함하고,
    상기 비용 함수는,
    Figure 112010043545815-pat00052
    인 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
    (단,
    Figure 112010043545815-pat00015
    및
    Figure 112010043545815-pat00016
    는 각각 홉에 대한 가중치와 최소 잉여 대역폭에 대한 가중치,
    Figure 112010043545815-pat00017
    및
    Figure 112010043545815-pat00018
    는 각각 인터넷 게이트웨이 라우터 i로부터 j번째 라우팅 경로에 해당하는 홉 수 및 최소 잉여 대역폭)
  8. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 측정하는 단계;
    상기 현재 트래픽 부하와 트래픽 부하에 따른 가중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계; 및
    상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함하고,
    상기 노드는 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 주기적으로 측정하고 비용함수를 산출하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  9. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계;
    노드에서 네트워크 상의 메시지 전달 지연 시간을 측정하는 단계;
    상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 이전 메시지 전달 지연 시간을 비교하여 상기 현재 메시지 전달 지연 시간이 크면, 상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 상기 이전 메시지 전달 지연 시간의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계;
    상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 상기 이전 메시지 전달 지연 시간의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계;
    상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 이전 메시지 전달 지연 시간을 비교하여 상기 이전 메시지 전달 지연 시간이 크면, 상기 이전 메시지 전달 지연 시간과 상 기 현재 메시지 전달 지연 시간의 차이를 제2 설정값과 비교하는 단계; 및
    상기 이전 메시지 전달 시간과 상기 현재 메시지 전달 지연 시간의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계를 포함하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 메시지 전달 지연 시간은, 인터넷 게이트웨이 라우터로부터 브로드캐스트되어 수신된 광고 메시지 내에 포함된 시간 정보(Tgw)와 현재의 시간 값(Tnode)의 차(Tnode - Tgw)인 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 현재 메시지 전달 지연 시간과 상기 이전 메시지 전달 지연 시간의 차이가 상기 제1 설정값보다 작으면, 상기 비용 함수의 홉수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 유지하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 이전 메시지 전달 지연 시간과 상기 현재 메시지 전달 지연 시간의 차이가 상기 제2 설정값보다 작으면, 상기 비용 함수의 홉수 가중치 값과 잉여 대역 폭 가중치 값을 유지하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 비용 함수는,
    Figure 112010043545815-pat00053
    인 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
    (단,
    Figure 112010043545815-pat00020
    및
    Figure 112010043545815-pat00021
    는 각각 홉에 대한 가중치와 최소 잉여 대역폭에 대한 가중치,
    Figure 112010043545815-pat00022
    및
    Figure 112010043545815-pat00023
    는 각각 인터넷 게이트웨이 라우터 i로부터 j번째 라우팅 경로에 해당하는 홉 수 및 최소 잉여 대역폭)
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 노드는 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 주기적으로 측정하고 비용함수를 산출하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  15. 삭제
  16. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 네트워크 상의 메시지 전달 지연 시간을 측정하는 단계;
    상기 메시지 전달 지연 시간과 메시지 전달 지연 시간에 따른 가중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계; 및
    상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함하고,
    상기 메시지 전달 지연 시간은, 인터넷 게이트웨이 라우터로부터 브로드캐스트되어 수신된 광고 메시지 내에 포함된 시간 정보(Tgw)와 현재의 시간 값(Tnode)의 차(Tnode - Tgw)인 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  17. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 네트워크 상의 메시지 전달 지연 시간을 측정하는 단계;
    상기 메시지 전달 지연 시간과 메시지 전달 지연 시간에 따른 가중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계; 및
    상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함하고,
    상기 비용 함수는,
    Figure 112010043545815-pat00054
    인 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
    (단,
    Figure 112010043545815-pat00025
    및
    Figure 112010043545815-pat00026
    는 각각 홉에 대한 가중치와 최소 잉여 대역폭에 대한 가중치,
    Figure 112010043545815-pat00027
    및
    Figure 112010043545815-pat00028
    는 각각 인터넷 게이트웨이 라우터 i로부터 j번째 라우팅 경로에 해당하는 홉 수 및 최소 잉여 대역폭)
  18. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 네트워크 상의 메시지 전달 지연 시간을 측정하는 단계;
    상기 메시지 전달 지연 시간과 메시지 전달 지연 시간에 따른 가중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계; 및
    상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함하고,
    상기 노드는 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 주기적으로 측정하고 비용함수를 산출하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  19. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값의 초기값을 설정하는 단계;
    노드에서 네트워크 상의 잉여 대역폭을 측정하는 단계;
    상기 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭을 비교하여 상기 현재 잉여 대역폭이 크면, 상기 현재 잉여 대역폭과 상기 이전 잉여 대역폭의 차이를 제1 설정값과 비교하는 단계;
    상기 현재 잉여 대역폭과 상기 이전 잉여 대역폭의 차이가 상기 제1 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 증가시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 감소시키는 단계;
    상기 현재 잉여 대역폭과 이전 잉여 대역폭을 비교하여 상기 이전 잉여 대역폭이 크면, 상기 이전 잉여 대역폭과 상기 현재 잉여 대역폭의 차이를 제2 설정값 과 비교하는 단계; 및
    상기 이전 잉여 대역폭과 상기 현재 잉여 대역폭의 차이가 상기 제2 설정값보다 크면, 상기 비용 함수의 홉 수 가중치 값을 감소시키고 잉여 대역폭 가중치 값을 증가시키는 단계를 포함하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 현재 잉여 대역폭과 상기 이전 잉여 대역폭의 차이가 상기 제1 설정값보다 작으면, 상기 비용 함수의 홉수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 유지하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 이전 잉여 대역폭과 상기 현재 잉여 대역폭의 차이가 상기 제2 설정값보다 작으면, 상기 비용 함수의 홉수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 유지하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 비용 함수는,
    Figure 112010043545815-pat00055
    인 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
    (단,
    Figure 112010043545815-pat00030
    및
    Figure 112010043545815-pat00031
    는 각각 홉에 대한 가중치와 최소 잉여 대역폭에 대한 가중치,
    Figure 112010043545815-pat00032
    및
    Figure 112010043545815-pat00033
    는 각각 인터넷 게이트웨이 라우터 i로부터 j번째 라우팅 경로에 해당하는 홉 수 및 최소 잉여 대역폭)
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 노드는 네트워크 상의 현재 잉여 대역폭을 주기적으로 측정하고 비용함수를 산출하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  24. 애드 혹 네트워크에서,
    노드에서 네트워크 상의 현재 잉여 대역폭을 측정하는 단계;
    상기 현재 잉여 대역폭과 잉여 대역폭에 따른 가중치 테이블을 이용하여 비용 함수의 홉 수 가중치 값과 잉여 대역폭 가중치 값을 결정하는 단계; 및
    상기 가중치 값이 결정된 비용 함수를 이용하여 비용이 가장 작은 인터넷 게이트웨이 라우터로 핸드오프하는 단계를 포함하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 비용 함수는,
    Figure 112010043545815-pat00056
    인 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
    (단,
    Figure 112010043545815-pat00035
    및
    Figure 112010043545815-pat00036
    는 각각 홉에 대한 가중치와 최소 잉여 대역폭에 대한 가중치,
    Figure 112010043545815-pat00037
    및
    Figure 112010043545815-pat00038
    는 각각 인터넷 게이트웨이 라우터 i로부터 j번째 라우팅 경로에 해당하는 홉 수 및 최소 잉여 대역폭)
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 노드는 네트워크 상의 현재 트래픽 부하를 주기적으로 측정하고 비용함수를 산출하는 애드 혹 네트워크에서 핸드오프 방법.
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