KR101170176B1 - 메시 네트워크 내에서 컴포넌트들을 동기화하기 위한시스템 및 방법 - Google Patents

메시 네트워크 내에서 컴포넌트들을 동기화하기 위한시스템 및 방법 Download PDF

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알에프모노리틱스,인코포레이티드
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Abstract

방법은, 메시 네트워크 내의 라우터에서 제1 메시지를 수신하고, 제1 메시지를 이용하여 라우터를 복수의 타임 슬롯에 동기시키는 것을 포함한다. 방법은 또한 반복적으로 각 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값을 최대값까지 증분한 후, 각 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값을 최소값까지 감분하는 것을 포함한다. 또한, 방법은, 네트워크 참조값이 라우터의 고유 식별자와 관련된 특정값을 갖는 경우에 라우터에 제2 메시지를 브로드캐스팅하는 것을 포함한다.
메시 네트워크, 동기화, 제어기, 엔드포인트, 라우터

Description

메시 네트워크 내에서 컴포넌트들을 동기화하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SYNCHRONIZING COMPONENTS IN A MESH NETWORK}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 메시 네트워크를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 네트워크 내에서의 충돌을 방지하기 위한 예시적인 동기화 기술을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메시 네트워크에서의 라우팅 정보의 수집의 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 네트워크에서의 라우팅 정보의 수집을 개시하기 위한 예시적인 메시지를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 네트워크에서 수집된 라우팅 정보를 보고하기 위한 예시적인 메시지를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 네트워크에서 라우팅 정보를 수집하기 위한 예시적인 링크 찾기 프로세스를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 네트워크에서 수집된 라우팅 정보를 보고하기 위한 예시적인 링크 보고 프로세스를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 중앙 제어기에서 메시 네트워크의 라우팅 정보를 수집하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 도면.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 메시 네트워크의 라우터에서 라우팅 정보를 수집하고 이를 보고하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 도면.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 메시 네트워크의 중앙 제어기에서 라우팅 정보를 수집하기 위한 또다른 예시적인 방법을 도시하는 도면.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따라, 메시 네트워크의 라우터에서 라우팅 정보를 수집하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 도면.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 메시 네트워크의 수집된 라우팅 정보를 보고하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 멀티-네트워크 메시 네트워크의 예를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 메시 네트워크
102 : 중앙 제어기
104 : 라우터
106 : 사용자 엔드포인트
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 메시 네트워크(mesh network) 내에서 컴포넌트들을 동기화하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2005년 3월 21일 출원된 미국 특허 출원 제11/085,427호 "System and Method for Collecting Routing Information in a Mesh Network"[문서 번호 RFMI01-00266]와 관련되고, 여기서 참조된다.
데이터 통신 시스템은 여러해 동안 사용되어 왔다. 일반적으로, 전형적인 통신 시스템은 해당 시스템 내에서의 다양한 동작들을 제어하는 중앙 제어기와 통신하는 유선 또는 무선 최종사용자 장치를 포함한다. 중앙 제어기와 최종사용자 장치 간에서, 정보는 일반적으로 라우터 또는 중계기와 같은 컴포넌트들을 이용하여 라우팅된다.
전형적인 통신 시스템에서는, 해당 시스템의 적절한 동작을 보장하기 위하여 통신의 타이밍이 중요한 경우가 많다. 예를 들어, 통신 시스템 내의 다수의 컴포넌트가 동일한 시간에 동일한 주파수로 전송을 시도하지 않을 것을 보장하기 위하여, 정밀한 타이밍이 필요한 경우가 많다.
본 발명은 메시 네트워크 내에서 컴포넌트들을 동기화하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
한 양태에서, 방법은 메시 네트워크 내의 라우터에서 제1 메시지를 수신하는 단계, 및 제1 메시지를 이용하여 라우터를 다수의 타임 슬롯에 동기시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 반복적으로 각 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값을 최 대값까지 증분시킨 후, 각 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값을 최소값까지 감분시키는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은 네트워크 참조값이 라우터의 고유 식별자에 관련된 특정값을 가지는 경우에 라우터에서 제2 메시지를 브로드캐스트하는 단계를 포함한다.
제2 양태에서, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 판독가능 매체 상에 구현되어 실행되도록 조작될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 상기 방법의 단계들을 수행하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 포함한다.
제3 양태에서, 메시 네트워크는 다수의 사용자 엔드포인트와 통신할 수 있는 다수의 라우터, 및 다수의 타임 슬롯을 정의하고 그 타임 슬롯들 중 적어도 하나의 타임 슬롯에서 라우터들 중 적어도 하나의 라우터와 통신할 수 있는 중앙 제어기를 포함한다. 또한, 각각의 라우터는 타임 슬롯들 중 하나에서 제1 메시지를 수신하고, 그 제1 메시지를 이용하여 다수의 타임 슬롯에 라우터를 동기시킬 수 있다. 각각의 라우터는 또한 각각의 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값을 최대값까지 증분시킨 후, 각각의 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값을 최소값까지 감분시키는 것을 반복할 수 있다. 또한, 각각의 라우터는 네트워크 참조값이 자신의 고유 식별자에 관련된 특정값을 가지는 경우, 제2 메시지를 브로드캐스트할 수 있다.
당업자라면, 이하의 도면, 상세한 설명 및 특허청구범위로부터 다른 기술적인 특징들도 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 명세서의 보다 더 완벽한 이해를 돕기 위하여, 이하의 상세한 설명은 첨 부 도면을 참조한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 메시 네트워크(100)를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 메시 네트워크(100)의 실시예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 메시 네트워크(100)의 다른 실시예가 사용될 수 있다.
도시된 예에서, 메시 네트워크(100)는 중앙 제어기(central controller)(102), 다수의 라우터들(104a-104e), 그리고 다수의 사용자 엔드포인트(106a-106d)를 포함한다. 중앙 제어기(102)는 사용자 엔드포인트(106a-106d)와 직접, 또는 라우터(104a-104e)를 통해 통신한다. 중앙 제어기(102)는 또한 메시 네트워크(100)에서 각종 다양한 추가의 기능 중 임의의 것을 수행한다. 예를 들어, 중앙 제어기(102)는 데이터베이스에 원격 액세스를 제공할 수 있고, 중앙 제어기(102)는 사용자 엔드포인트(106a-106d)로부터 데이터를 저장할 수 있고, 사용자 엔드포인트(106a-106d)에 대해 데이터를 검색할 수 있다.
중앙 제어기(102)는 메시 네트워크(100)에 대한 라우팅 정보를 수집하고 또 이를 이용하기 위해 임의의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그 조합을 포함한다. 구체적인 예로서, 중앙 제어기(102)는 프로세서에 의해 실행되는 명령어와 프로세서에 의해 사용되는 데이터를 저장할 수 있는 하나 이상의 메모리와 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 중앙 제어기(102)는 또한 무선 주파수 신호를 이용하여 사용자 엔드포인트(106a-106d) 및/또는 라우터(104a-104e)와 통신할 수 있는 송수신기 및 무선 주파수 안테나를 포함한다.
라우터(104a-104e)는 중앙 제어기(102)와 사용자 엔드포인트(106a-106d) 간에 정보를 통신하고 이를 전송한다. 예를 들어, 라우터(104a-104e)는 중앙 제어기(102)로부터 정보를 수신할 수 있고, 이 정보를 사용자 엔드포인트(106a-106d)로 또는 사용자 엔드포인트(106a-106d)로의 전송을 위해 다른 라우터(104a-104e)로 전송할 수 있다. 라우터(104a-104e)는 또한 사용자 엔드포인트(106a-106d)로부터 정보를 수신할 수 있고, 이 정보를 중앙 제어기(102) 또는 중앙 제어기(102)로의 전송을 위해 다른 라우터(104a-104e)로 전송할 수 있다. 각각의 라우터는 통상적으로 다른 라우터 전부와 통신 링크를 확립할 수 있지만, 메시 네트워크(100)의 레이아웃은 일반적으로 이것이 일어나지 못하도록 한다. 그 결과, 각각의 라우터는 통상적으로 나머지 라우터들 중 일부와 통신 링크를 확립한다. 일부 실시예에서, 라우터(104a-104e) 각각은 모바일 장치 또는 고정 장치를 나타낸다. 메시 네트워크(100)의 다른 실시예가 사용될 수 있지만, 특정 실시예에서 메시 네트워크(100)는 몇몇의 고정된 라우터와 몇몇의 모바일 라우터를 포함한다.
라우터(104a-104e) 각각은 메시 네트워크(100)를 통해 정보를 라우팅하기 위한 임의의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그 조합을 나타낸다. 예로서, 라우터(104a-104e)는 데이터를 수신하고, 또 다른 라우터 또는 사용자 엔드포인트와 같은 특정 목적지로 데이터를 전송하는 라우팅 장치를 나타낸다. 라우터(104a-104e)는 데이터를 수신하고, 또한 데이터에 대해 특정 목적지를 식별하지 않고 데이터를 전송하는 중계기(repeater) 장치를 나타낸다. 구체적인 예로서, 라우터(104a-104e) 각각은 프로세서에 의해 사용되는 데이터와 프로세서에 의해 실행되는 명령 어를 저장할 수 있는 하나 이상의 메모리 및 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 라우터(104a-104e) 각각은 무선 주파수 신호를 이용하여 사용자 엔드포인트(106a-106d) 및/또는 중앙 제어기(102)와 통신할 수 있는 송수신기 및 무선 주파수 안테나를 포함할 수 있다.
사용자 엔드포인트(106a-106d)는 중앙 제어기(102)와 직접, 또는 라우터(104a-104e)를 통해 통신한다. 사용자 엔드포인트(106a-106d)는 또한 메시 네트워크(100)에서 각종 다양한 추가의 기능 중 임의의 것을 수행한다. 예를 들어, 사용자 엔드포인트(106a-106d)는, 사용자가 중앙 제어기(102)에 의해 유지되고 있는 정보의 데이터베이스를 액세스할 수 있도록 하는 모바일 장치를 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자 엔드포인트(106a-106d) 각각은 모바일 장치 또는 고정 장치를 나타낸다. 특정 실시예에서, 메시 네트워크(100)의 다른 실시예가 사용될 수 있음에도 불구하고, 메시 네트워크(100)는 몇몇의 고정 사용자 엔드포인트와 몇몇의 모바일 사용자 엔드포인트를 포함한다.
사용자 엔드포인트(106a-106d)는 임의의 적합한 방식으로 데이터를 라우터(104a-104e)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용자 엔드포인트(106a-106d)는 라우터(104a-104e)로 동일한 데이터를 반복하여 전송할 수 있다. 사용자 엔드포인트(106a-106d) 또한 라우터(104a-104e)를 통해 수신된 질의에 응답할 수 있다. 사용자 엔드포인트(106a-106d)는 임의의 다른 적합한 방식으로 통신할 수 있다.
사용자 엔드포인트(106a-106d) 각각은 정보를 중앙 제어기(102)로 전송하기 위해 및/또는 중앙 제어기(102)로부터 정보를 수신하기 위해 임의의 하드웨어, 소 프트웨어, 펌웨어 또는 그들의 조합을 포함한다. 예로서, 사용자 엔드포인트(106a-106d)는 핸드헬드 PDA와 같은 모바일 컴퓨팅 장치, 모바일 전화와 같은 모바일 통신 장치, 그리고 고정 통신 또는 컴퓨팅 장치와 같은 장치를 나타낼 수 있다. 구체적인 예로서, 사용자 엔드포인트(106a-106d) 각각은 프로세서에 의해 사용되는 데이터와 프로세서에 의해 실행되는 명령어를 저장할 수 있는 하나 이상의 메모리 및 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 사용자 엔드포인트(106a-106d) 각각은 무선 주파수 신호를 이용하여 라우터(104a-104e)와 통신할 수 있는 송수신기와 무선 주파수 안테나를 포함할 수 있다.
메시 네트워크(100)의 다양한 컴포넌트들은 임의의 적절한 무선 접속을 이용하여 통신할 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트는 RF(radio frequency) 신호를 이용하여 통신할 수 있다. 일부 실시예에서, 메시 컴포넌트(100)의 모든 컴포넌트는 동일한 RF를 이용하여 통신한다. 다른 실시예에서, 메시 네트워크(100)의 모든 컴포넌트는 제1의 RF를 이용하여 통신할 수 있고, 간섭이 검출되면, 제2의 RF를 이용하여 통신한다.
동작의 한 양태에서, 중앙 제어기(102)는 "링크 찾기(link discovery)" 프로세스 동안에 메시 네트워크(100)에 대한 라우팅 정보를 수집한다. 예를 들어, 중앙 제어기(102)는 라우터들(104a-104e)로부터 정보를 수신하여 라우터들(104a-104e) 사이의 통신 링크를 식별할 수 있다. 이 정보는 메시 네트워크의 다른 라우터들로의 각각의 라우터의 가시성(visibility)을 식별한다. 라우팅 정보는 예컨대, 라우터들(104a-104e) 중 적어도 일부가 이동형인 경우에 정기적으로 변할 수 있다. 그 후, 중앙 제어기(102)는 라우팅 정보를 사용하여, 라우터들(104a-104e)을 통해 정보를 사용자 엔드포인트(106a-106d)에 어떻게 라우팅할 것인가를 결정한다.
일부 실시예에서, 중앙 제어기(102)는 링크 요청 메시지를 중앙 제어기(102)와 직접 통신하는 임의의 라우터들(이 경우, 라우터(104d))에게 전달함으로써 라우팅 정보를 수집한다. 메시 네트워크(100)의 라우터들(104a-104d) 각각은 최종적으로 링크 요청 메시지를 수신한다. 그러면 각 라우터는 그 라우터와 직접 통신하는 나머지 라우터들을 식별한다. 예를 들어, 라우터(104a)가 자신이 라우터들(104c-104e)로부터 신호를 수신한다고 판정할 수 있으며, 라우터(104d)는 자신이 단지 라우터(104a)만으로부터 신호를 수신한다고 판정할 수 있다.
그런 다음 라우터들(104a-104e) 각각은 이 정보를 중앙 제어기(102)에 링크 응답 메시지로 제공한다. 링크 응답 메시지는 특정 라우터가 검출할 수 있는 라우터들을 식별하는 정보를 포함한다. 예를 들어, 링크 응답 메시지는 메시 네트워크(100)의 라우터들(104a-104e) 각각에 대한 엔트리를 포함하는 링크 리스트를 포함할 수 있다. 각 엔트리는 메시 네트워크(100)의 특정 라우터와 통신하는 라우터들을 식별한다. 특정한 예로서, 링크 리스트의 제1 엔트리는 라우터(104a)에 의해 검출되는 라우터들을 식별하고, 링크 리스트의 제2 엔트리는 라우터(104b)에 의해 검출되는 라우터들을 식별하는 것 등이 있다.
특정 실시예에서, 링크 응답 메시지를 수신하는 각 라우터는 그 링크 리스트로부터 정보를 링크 응답 메시지에 포함된 링크 리스트로 통합한다. 이는 단일 링크 리스트가 다수의 라우터로부터의 라우팅 정보를 포함하도록 해준다. 사실, 이 런 예에서, 중앙 제어기(102)는 라우터(104d)로부터의 단일 링크 리스트를 포함하는 단 하나의 링크 응답 메시지를 수신한다. 단일 링크 리스트는 메시 네트워크(100)의 라우터들(104a-104e) 사이의 통신 링크 전부를 식별하는 정보를 포함할 것이다. 그러나, 다른 실시예에서, 중앙 제어기(102)는 다수의 링크 리스트를 포함하는 다수의 링크 응답 메시지를 메시 네트워크(100)의 레이아웃에 따라 수신할 수 있다. 예로서, 중앙 제어기(102)는 2개의 다른 라우터와 직접 통신하는 경우, 중앙 제어기(102)는 링크 응답 메시지를 양쪽 라우터로부터 수신할 수 있다.
링크 찾기 프로세스 이후에, 라우터들(104a-104e) 각각은 중앙 제어기(102)와 사용자 엔드포인트(106a-106d) 사이의 정보 등의 정보를 메시 네트워크(100)에 라우팅한다. 라우터들(104a-104e) 중 하나 이상은 링크 찾기 프로세스 동안에 이전에는 가시적이지 않았던 새로운 라우터가 가시적이라고 판정할 수 있다. 제1 라우터가 새로운 제2 라우터의 가시성을 검지하면, 제1 라우터는 링크 찾기 갱신 플래그를 설정한다. 제1 라우터가 중앙 제어기(102)로 예정된 메시지를 수신하면, 제1 라우터는 그 링크 찾기 갱신 플래그가 설정되었다는 표시를 메시지에 매입한다. 그런 다음 그 메시지는 중앙 제어기(102)에 직접 또는 간접적으로 전송되기 위해 브로드캐스팅된다. 제1 라우터는 중앙 제어기(102)로 예정된 모든 수신 메시지에 대해 이런 프로세스를 반복할 수 있다. 중앙 제어기(102)는 라우터들(104a-104e)이 그들 링크 찾기 갱신 플래그를 설정했던 것들의 리스트를 포함할 수 있고, 이런 플래그에 근거하여, 링크 찾기 프로세스를 반복할 시점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어기(102)는 라우터들(104a-104e)의 1/4 또는 1/2이 그들 링크 찾기 갱신 플래그를 설정한 이후에 링크 찾기 프로세스를 반복할 수 있다. 링크 찾기 프로세스를 수행할 때, 라우터들(104a-104e)은 그들 링크 찾기 갱신 플래그를 재설정할 수 있다.
동작의 다른 양태에서, 중앙 제어기(102)는 "경계 찾기(border discovery)" 프로세스 동안에 메시 네트워크(100)의 사용자 엔드포인트(106a-106d)에 대한 정보를 수집한다. 예를 들어, 중앙 제어기(102)는 어떤 사용자 엔드포인트(106a-106d)가 각각의 라우터들(104a-104e)과 직접 통신하는지 식별하는 정보를 라우터들(104a-104e)로부터 수신할 수 있다. 이런 정보는 예컨대, 라우터들(104a-104e)의 적어도 일부 및/또는 사용자 엔드포인트(106a-106d)의 적어도 일부가 이동형이면 정기적으로 변할 수 있다. 그런 다음 중앙 제어기(102)는 이런 정보를 사용하여 정보를 사용자 엔드포인트(106a-106d)에 라우팅하는 방법을 결정한다.
일부 실시예에서, 경계 찾기 프로세스가 생성되고, 중앙 제어기(102)와 사용자 엔드포인트들(106a-106d) 간에 메시지의 일반적인 라우팅 내로 통합된다. 예를 들어, 라우터들(104a-104e) 중 하나가 사용자 엔드포인트(106a-106d) 중 하나로부터 직접 메시지를 수신할 수 있다(라우터들(104a-104e) 중 또 다른 하나를 통해 간접적으로 하는 것과 대비됨). 사용자 엔드포인트로부터 메시지를 직접 수신하는 라우터는 그 자신의 고유한 식별자 또는 다른 식별자를 메시지에 매입한다. 라우터는 또한 사용자 엔드포인트가 새로이 라우터에 가시적이라는 표시를 메시지에 매입한다. 그런 다음 메시지는 중앙 제어기(102)에 직접 또는 간접적으로 전송된다. 중앙 제어기(102)는 메시지를 수신하고 라우터와 관련된 식별자를 추출한다.
이런 방식으로, 중앙 제어기(102)는 네트워크(100)의 사용자 엔드포인트(106a-106d)를 식별할 수 있다. 또한, 중앙 제어기(102)는 이들 사용자 엔드포인트(106a-106d)와 직접 통신하는 라우터를 식별할 수 있다. 중앙 제어기(102)는 임의 적절한 방식으로 이런 정보를 사용할 수 있다. 예를 들어, 사용자 엔드포인트(106a-106d) 중 특정 사용자 엔드포인트에 메시지를 전송하기 위해, 중앙 제어기(102)는 그 엔드포인트와 직접 통신하는 라우터의 ID를 이용할 수 있고, 메시지를 사용자 엔드포인트에 효과적으로 라우팅하는 방법을 결정하기 위해 링크 찾기 프로세스 동안에 수집된 정보를 이용할 수 있다. 또한, 중앙 제어기(102)는 메시 네트워크(100) 내의 사용자 엔드포인트(106a-106d)의 위치를 계속적으로 갱신하고 모니터링할 수 있다.
네트워크(100)의 구성에 따라서, 사용자 엔드포인트(106a-106d) 중 하나는 2개 이상의 라우터(104a-104e)에 직접적으로 가시적일 수 있다. 결과적으로, 엔드포인트가 메시지를 전송할 때, 다수의 라우터는 자신의 고유한 식별자를 수신하고 서로 다른 메시지 사본들에 삽입하고 메시지 사본들을 중앙 제어기(102)에 라우팅하려고 시도할 수 있다. 그러나, 라우터(104a-104e)가 이용하는 라우팅 프로세스 때문에, (오직 하나의 라우터 식별자를 포함하는) 오직 하나의 메시지 사본만이 중앙 제어기(102)에 의해 수신될 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 메시지 사본들을 수신하는 라우터는 사본이 동일한 메시지에 관련되고 맨처음 수신된 사본만을 전달한다고 인식할 수 있다. 모든 메시지 사본이 중앙 제어기(102)에 의해 수신되고 중앙 제어기(102)가 사용자 엔드포인트에 관련된 라우터 식별자 중 하나, 일부, 또 는 모두를 기록할 경우와 같이 다른 기술 또한 이용될 수 있다.
동작의 제3 양태에서, 메시 네트워크(100) 내의 사용자 엔드포인트(106a-106d), 라우터(104a-104e), 및 중앙 제어기(102)는 서로 인터페이스하는 신호를 이용하여 통신할 수 있다. 메시 네트워크(100) 내의 2개 이상의 컴포넌트가 오버래핑(overlapping) 방식으로 정보를 전송하려고 시도한다면, 충돌이 일어날 수 있고, 이 두 컴포넌트에서의 데이터 모두가 상실될 수 있다. 충돌을 피하기 위해, 메시 네트워크(100) 내의 컴포넌트들은 컴포넌트들을 동기화하기 위하여 타이밍 스킴을 구현한다. 동기화된 타이밍은 메시 네트워크 내의 컴포넌트들이 수신된 메시지를 사용하여 이 컴포넌트들이 오버래핑을 하지 않고 통신할 수 있는 타임 슬롯을 정확하게 식별할 수 있게 한다.
몇몇의 실시예에서, 중앙 제어기(102)와 직접적으로 통신하는 컴포넌트는 중앙 제어기(102)와 동기화된다. 메시 네트워크(100) 내의 추가적인 컴포넌트들은 이들 컴포넌트가 중앙 제어기(102)와 직접적으로 통신하는 컴포넌트들과 통신할 때 동기화된다. 특정 예제와 같이, 라우터(104d)는 통신을 시작할 때 중앙 제어기(102)와 동기화될 수 있다. 라우터(104d)가 라우터(104a)와 통신한다면, 라우터(104a)는 라우터(104d)와 동기화될 수 있다. 마찬가지로, 라우터(104a)가 라우터(104c)와 통신한다면, 라우터(104c)는 라우터(104a)와 동기화될 수 있다. 마찬가지로, 동기화는 메시 네트워크(100)를 통해 전달되는데, 이는 메시 네트워크(100)에서의 충돌을 적어도 일부 감소시키는 것을 돕는다.
비록 도 1은 메시 네트워크(100)의 일례를 도시하지만, 도 1에 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 메시 네트워크(100)는 임의의 개수의 라우터(104) 및 사용자 엔트포인트(106)를 포함할 수 있다. 또한, 메시 네트워크(100)는 임의의 구성의 라우터(104)와 사용자 엔드포인트(106)를 가질 수 있다. 또한, 도 1은 메시 네트워크(100) 내의 컴포넌트들 간의 무선 통신의 사용을 도시하지만, 적어도 몇몇의 컴포넌트가 유선 접속을 사용하여 통신할 수 있다. 또한, 도 1은 메시 네트워크(100) 내의 개별적인 컴포넌트를 도시하였지만, 다양한 컴포넌트가 결합될 수 있다. 예로서, 사용자 엔드포인트는 라우터를 포함할 수 있고, 통합형 장치가 라우팅 및 최종 사용자 기능 양쪽 모두를 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메시 네트워크에서의 충돌을 방지하기 위한 예시적인 동기화 기술(200)을 도시한다. 용이한 설명을 위하여, 동기화 기술(200)은 도 1의 메시 네트워크(100)에 관련하여 기술된다. 동기화 기술(200)은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 임의의 다른 네트워크에 의해 이용될 수 있다. 또한, 메시 네트워크(100)는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 동기화 기술을 이용할 수 있다.
이 예에서, 동기화 기술(200)은 통신을 다수의 타임 슬롯(202a-202d)으로 나눈다. 각각의 타임 슬롯(202a-202d)은 고정된 기간을 나타낸다. 동기화 기술(200)은 메시지(204)가 중앙 제어기(102)로부터 전송될 때 시작한다. 전송될 메시지(204) 자체는 고정된 길이를 가지며 고정된 시간을 요구하고, 이러한 고정된 시간은 메시지 타임(206)이라 칭한다. 메시지(204)가 수신될 때, 라우터(도 1의 라우터(104d))는 고정된 길이의 추가된 타임(208)을 메시지 타임(206)에 더한다. 추가된 타임(208)은 메시 네트워크(100)가 메시 네트워크(100) 내의 컴포넌트들에 의해 메시지를 처리하는 데에 필요한 시간, 및 라우터(104a-104e) 내의 변경 사항들을 고려할 수 있도록 한다. 메시지 타임(206)과 추가된 타임(208)의 합은 타임 슬롯(208a)의 길이를 정의한다. 몇몇의 실시예에서, 고정된 길이의 추가된 타임(208)은 모든 라우터(104a-104e)에 알려지며 메시지 타임(206)과 관계없이 모든 메시지들에 일정하도록 유지된다.
이어지는 타임 슬롯(202b-202d)은 임의의 다양한 방식으로 동기화되도록 유지될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 타임 슬롯(202a)의 길이는 라우터(104d)의 내부적 레지스터에 저장된다. 이 레지스터의 값은 라우터(104d)의 슬롯 타이머를 설정하는 데에 이용되고, 다음의 타임 슬롯(202b)의 마지막은 슬롯 타이머가 만료될 때 식별된다. 이 레지스터의 값은 슬롯 타이머를 재설정하는 데에 이용되고, 다음의 타임 슬롯(202c)의 마지막은 슬롯 타이머가 또다시 만료될 때 식별된다. 이는 라우터(104d)가 나머지 타임 슬롯(202b-202d)을 식별할 수 있게 한다.
라우터(104d)도 (도 1의 라우터(104a)와 같이) 이웃 라우터로부터 유효한 인입 메시지(210)를 이용할 수 있다. 메시지(210)의 수신은 타임 슬롯의 예측된 경계에서 일어날 수 있거나 일어나지 않을 수 있다. 일어나지 않는다면, 라우터(104d)는 자신의 슬롯 타이머를 다시 정렬하거나 다시 동기화할 수 있다. 예를 들면, 라우터(104d)는 메시지(210)의 수신 이후에 경과한 추가된 타임(208)동안 기다릴 수 있고, 라우터(104d)는 추가된 타임(208)의 만료 이후에 슬롯 타이머를 시작할 수 있다.
메시 네트워크(100)의 다른 라우터들이 마찬가지로 동기화된다. 예를 들면, 라우터(104a)는 라우터(104d)로부터 메시지를 수신할 수 있다. 라우터(104a)는 그 메시지의 메시지 타임(206) 및 추가된 타임(208)을 이용하여 타임 슬롯의 길이를 결정할 수 있다. 그 다음 라우터(104a)는 내부 레지스터를 이용하여 타임 슬롯의 길이를 저장하고 슬롯 타이머를 이용하여 타임 슬롯의 시간을 맞춘다. 그 다음 라우터(104a)는 메시지를 라우터(104c) 및/또는 라우터(104e)에게 전달할 수 있고, 이들 라우터(104c, 104e) 중 하나는 동일한 기법을 이용할 수 있다. 마찬가지로, 타임 슬롯은 메시 네트워크(100)를 통해 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 구축될 수 있어서, 각 라우터가 정보를 전송하는 데에 이용될 수 있는 타임 슬롯들을 식별할 수 있게 한다. 이 절차는 또한 메시 네트워크(100) 내에서 충돌이 일어나는 것을 방지한다.
도 2가 메시 네트워크 내에서의 충돌을 방지하지 위한 동기화 기술(200)의 일례를 도시하지만, 다양한 변형이 도 2에 가해질 수 있다. 예를 들어, 다른 또는 이외의 기술들을 이용하여, 메시 네트워크(100) 내의 라우터(104a-104e)를 동기화 또는 재동기화할 수 있다.
도 3은 이 개시의 일 실시예에 따른 메시 네트워크 내에서의 라우팅 정보의 예시적인 수집(300)을 예시한다. 설명의 용이성을 위해, 라우팅 정보의 수집(300)은 도 1의 메시 네트워크(100)에 관련하여 설명된다. 라우팅 정보의 수집(300)은 본 명세서에 개시된 것의 범위로부터 벗어나지 않으면서 임의의 다른 네트워크에 의해 행해질 수도 있다. 또한, 메시 네트워크(100)는 본 명세서에 개시된 것의 범 위로부터 벗어나지 않으면서 다른 수집 기술을 이용할 수 있다.
이 예에서, 메시 네트워크(100) 내의 라우팅 정보의 수집(300)은 링크 찾기 프로세스에 의해 시작된다. 링크 찾기 프로세스는 라우터(104a-104e)가 자신에 접속된 통신 링크들 모두를 식별하는 것을 포함한다. 링크 찾기 프로세스는, 링크 요청 찾기 메시지(find link request message; 302)를 생성하고 그것을 메시 네트워크(100) 내의 적어도 하나의 라우터(104a-104e)에 전달할 때 개시된다. 링크 요청 찾기 메시지(302)는 메시 네트워크(100) 내의 다양한 라우터(104a-104e)가 라우터들 간의 가시적인 통신 링크들에 대한 정보를 모아서 이 정보를 중앙 제어기(102)에 제공할 것을 요구한다. 링크 요청 찾기 메시지(302)는 임의의 적절한 콘텐츠 및 포맷을 가질 수 있다. 링크 요청 찾기 메시지(302)의 일 실시예는 도 4에 도시되어 있으며, 다음에 설명된다.
라우트 요청 메시지(304) 형태의 라우팅 정보에 대한 요청은 네트워크(100) 내의 라우터(104a-104e)에 라우팅된다. 예를 들어, 중앙 제어기(102)로부터 링크 요청 찾기 메시지(302)를 수신하기 위해 제1 라우터[도 1 내의 라우터(104d) 등]는 그 라우터(104d)에 접속된 다른 라우터[도 1 내의 라우터(104a) 등] 모두에 라우트 요청 메시지(304)를 전송할 수 있다. 라우트 요청 메시지(304)는 링크 요청 찾기 메시지(302)와 동일한 콘텐츠 및 배열을 가지거나, 상이한 콘텐츠 및/또는 포맷을 가질 수 있었다.
라우터는 링크 요청 찾기 메시지(302) 또는 라우트 요청 메시지(304)를 수신할 때 링크 맵(306)을 생성한다. 링크 맵(306)은 다른 라우터로의 통신 링크와 같 은 라우터에 가시적인 통신 링크를 식별한다. 예를 들어, 각각의 링크 요청 찾기 메시지(302) 및 라우트 요청 메시지(304)는 메시지의 소스[중앙 제어기(102) 또는 라우터 등]를 식별할 수 있다. 라우터는 이러한 메시지들 중 하나를 수신할 때 소스의 식별 정보를 링크 맵(306)에 삽입할 수 있다. 라우팅 정보의 수집(300) 동안, 각각의 라우터는 가시적인 다른 모든 라우터들로부터의 라우터 요청 메시지(304)와 같은 다수의 라우트 요청 메시지(304)를 수신할 수 있다. 각각의 이러한 메시지들의 소스는 식별되고 링크 맵(306) 내에 저장된다. 메시지(302, 304)가 메시 네트워크(100)를 통해 전파되면서, 각각의 라우터(104a-104e)들은 결국 자신에게 가시적인 다른 라우터들 모두를 식별하는 링크 맵(306)을 포함하게 된다.
몇몇 실시예에서, 중앙 제어기(102)는 메시지(304)가 링크 찾기 프로세스 동안 다시 브로드캐스팅되는 횟수를 제한하고/하거나, 링크 찾기 프로세스에 참여하는 라우터를 제한할 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어기(102)는 동일한 라우트 요청 메시지(304)가 메시 네트워크(100) 내에서 전달될 수 있는 횟수를 제한하는 값을 지정할 수 있으며, 여기서 그 값은 메시 네트워크(100) 내의 현재 라우터(104a-104e)들의 개수에 관한 것이다. 특정 예로서, 중앙 제어기(102)는 라우트 요청 메시지(304)가 메시 네트워크(100) 내에서 다섯 번 이상 전달될 수 없다고 나타낼 수 있다. 이 방식에서, 링크 찾기 프로세스는 보다 효율적으로 이루어질 수 있다. 메시 네트워크(100)의 크기 및 레이아웃에 따라, 이것은 또한 적어도 몇몇의 라우터들이 링크 찾기 프로세스에 참여하는 것을 방지할 수도 있다.
링크 찾기 프로세스 이후, 메시 네트워크(100) 내의 라우팅 정보의 수집(300)은 링크 보고 프로세스로 끝맺는다. 링크 보고 프로세스는 라우터(104a-104e)가 링크 맵(306) 내에서의 수집 정보를 중앙 제어기(102)에 제공하는 것을 포함한다. 각각의 라우터(104a-104e)는 링크 리스트(308)를 생성한다. 링크 리스트(308)는 각각의 라우터(104a-104e)에 대한 엔트리를 포함하고, 특정한 라우터에 대한 엔트리는 그 라우터에 가시적인 통신 링크를 식별한다. 각각의 라우터 내의 링크 리스트(308)는 초기에는 오직 그 라우터의 링크 맵(306)으로부터의 정보만을 포함한다. 그 결과, 링크 리스트(308)는 초기에는 오직 하나의 특정한 라우터에 가시적인 다른 라우터들만을 식별한다. 예를 들어, 라우터(104a) 내의 링크 리스트(308)는 라우터(104c-104e)들을 식별할 것이며, 이는 세 개의 라우터 모두가 라우터(104a)에 가시적이기 때문이다. 마찬가지로, 라우터(104b) 내의 링크 리스트(308)는 오직 라우터(104e)만을 식별할 것이며, 이는 오직 그 라우터(104e)만이 라우터(104b)에 가시적이기 때문이다.
라우터(104a-104e)는 링크 응답 메시지(310) 내의 그들의 링크 리스트(308)를 중앙 제어기(102)에 전송한다. 링크 응답 메시지(310)는 라우터들 간의 가시적인 통신 링크들에 대한 수집 정보를 중앙 제어기(102)에 제공한다. 링크 응답 메시지(310)는 임의의 적절한 콘텐츠 및 포맷을 가질 수 있다. 링크 응답 메시지(310)의 일 실시예가 도 5에 도시되며, 다음에 설명된다.
몇몇 실시예에서, 다른 라우터로부터 링크 응답 메시지(310)를 수신한 각각의 라우터는 메시지(310) 내의 링크 리스트(308)를 자기 자신의 링크 리스트(308)에 결합시킨다. 라우터는 다른 라우터로부터 링크 응답 메시지(310)를 수신하고, 그 메시지(310) 내의 링크 리스트(308)를 자신의 링크 리스트(308)에 병합 또는 오버레이시킨다. 그 후 그 라우터는 집합 링크 리스트를 포함하는 링크 응답 메시지(310)를 또 다른 라우터 또는 중앙 제어기(102)에 전달한다. 그 결과, 중앙 제어기(102)는 메시 네트워크(100) 내의 다수의 라우터로부터의 라우팅 정보를 포함하는 결합된 링크 리스트(312)를 수신한다. 특정한 실시예에서, 링크 찾기 프로세스에 참여한 모든 라우터는 또한 자신의 링크 리스트(308)를 다른 라우터들의 링크 리스트(308)에 결합하는 것에도 참여한다. 이러한 실시예에서, 중앙 제어기(102)는 링크 찾기 프로세스에 참여하는 메시 네트워크(100) 내의 모든 라우터로부터의 라우팅 정보를 포함하는 단일 결합된 링크 리스트(312)를 제공할 수 있다.
도 3에 도시된 통신은 임의의 적절한 방식으로 일어날 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 통신은, 도 2에 도시되고 상술한 동기화 기술(200)을 사용하여 논의의 여지가 없는(non-contentious) 동기화 방식으로 발생될 수 있다. 이러한 방식에서, 라우터(104a-104e)는 데이터 전송 동안 거의 또는 전혀 충돌없이 링크 찾기 및 링크 기록 프로세스에 참여할 수 있다.
도 3이 메시 네트워크에서 라우팅 정보를 수집(300)하는 일 예를 도시하고 있지만, 도 3에는 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 임의의 다른 또는 추가 타입의 메시지를 사용하여 수집을 초기화하고 수집된 정보를 기록할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 네트워크에서 라우팅 정보의 수집을 초기화하는 일 예의 메시지를 도시한다. 특히, 도 4는, 메시 네트워크(100)의 라우터(104a-104e)에서 라우팅 정보의 수집을 초기화하는데 사용되는 링크 요청 찾 기 메시지(302) 및/또는 라우트 요청 메시지(304)를 도시한다. 도 4에 도시된 메시지(302, 304)의 실시예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 메시지(302, 304)의 다른 실시예를 사용할 수 있다. 또한, 서로 다른 메시지(302, 304)는 서로 다른 구조 및/또는 콘텐츠를 가질 수 있다.
본 예에서, 메시지(302, 304)는 헤더(402), 보디(404), 및 테일(406)을 포함한다. 헤더(402)는 프리앰블(408) 및 프레임 시작("SOF") 마커(marker; 410)를 포함한다. 프리앰블(408) 및 SOF 마커(410)는 임의의 적절한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 프리앰블(408)은 비트 동기화 정보를 포함할 수 있고, SOF 마커(410)는 문자 동기화 정보를 포함할 수 있다. 이러한 동기화 정보를 사용하여, 메시지(302, 304)를 수신하는 라우터가 메시지(302, 304)에 있는 비트 및 문자와 동기화될 수 있다. 프리앰블(408)과 SOF 마커(410)는 임의의 다른 또는 부가의 정보를 포함할 수 있다.
메시지(302, 304)의 보디(404)는 다수의 필드를 포함한다. 타입(412)은 메시지(302, 304)의 메시지 타입을 식별한다. 예를 들면, 타입(412)은 메시지를 링크 요청 찾기 메시지(302) 또는 라우트 요청 메시지(304)로서 식별할 수 있다.
홉스(hops) 값(414)은 링크 찾기 프로세스에 참여하기 위한 라우터(104a-104e)의 수를 식별한다. 홉스 값(414)은 또한 중앙 제어기(102)로부터의 메시지가 링크 찾기 프로세스에 참여하는 라우터에 도달하는데 필요한 릴레이(relay) 또는 홉스의 최대 수를 식별한다. 시퀀스("SEQ") 값(416)은 메시지(302, 304)의 현재 반복을 식별하거나, 또는 상기 메시지(302, 304)가 수신되고 링크 찾기 프로세스동 안 전달된 횟수를 식별한다. 일부 실시예에서, 중앙 제어기(102)는 라우터가 어떻게 배열되고 메시지(302, 304)가 메시 네트워크(100)를 통해 어떻게 전파될 것인지를 미리 알지 못할 수 있다. 이것은, 예를 들면, 링크 찾기 프로세스에 참여하는 라우터가 임의로 적절히 배열될 수 있고, 임의의 라우터가 이동한다면, 이 배열이 시간이 흐름에 따라 변경될 수 있다는 점에 기인한다. 홉스 값(414) 및 시퀀스 값(416)은 특정 수의 라우터가 링크 찾기 프로세스에 참여하고 충분한 수의 타임 슬롯(202)이 할당되어 라우터가 메시지(302, 304)를 수신하고 응답하는 것을 보장하는데 도움이 된다. 특정 실시예에서, 홉스 값(414)은 링크 찾기 프로세스 동안 일정하지만, 시퀀스 값(416)은 링크 찾기 프로세스 동안 증분되고 링크 찾기 프로세스에 대한 종료를 결정하는데 사용된다.
네트워크 기준("NREF")값(418)은 링크 찾기 프로세스에 참여하는 라우터가 데이터를 송신하는 때를 제어하기 위해 사용되는 값을 나타낸다. 네트워크 참조값(418)은 동적이고 각각의 새로운 타임 슬롯(202)에 대하여 갱신된다. 예를 들면, 네트워크 참조값(418)은 최대값에 도달할 때까지 각각의 타임 슬롯(202)에서 증분되고 최소값에 도달할 때까지 각 타임 슬롯(202)에서 감소될 수 있다. 일부 실시예에서, 라우터(104a-104e) 각각은 고유 식별자를 구비하고, 라우터는 자신의 고유 식별자가 각 타임 슬롯(202)에 대한 네트워크 참조값(418)에 일치할 때만 타임 슬롯(202)으로 송신할 수 있다.
메시지(302, 304)의 테일(406)은 프레임 체크 시퀀스("FCS")(420)를 포함한다. 프레임 체크 시퀀스(420)는 메시지(302, 304)를 유효화하는데 사용되는 정보 를 포함한다. 예를 들면, 프레임 체크 시퀀스(420)는 메시지(302, 304)를 수신하는 라우터가 메시지(302, 304)에 에러가 포함되지 않았다는 것을 검증 가능하게 하는 정보를 포함할 수 있다.
도 4가 메시 네트워크에서 라우팅 정보의 수집을 초기화하는 메시지의 일 예를 도시하고 있지만, 도 4에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 메시지의 콘텐츠 및 배열은 단지 설명을 위한 것이다. 메시지는 임의의 다른 배열에서 임의의 다른 또는 부가의 콘텐츠를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 메시 네트워크에서 수집된 라우팅 정보를 보고하는 예시적 메시지를 도시한다. 특히, 도 5는 수집된 라우팅 정보를 메시 네트워크(100)에서 라우터(104a-104e)로부터 중앙 제어기(102)로 보고하는데 사용되는 링크 응답 메시지(310)를 도시한다. 도 5에 도시된 링크 응답 메시지(310)의 실시예는 단지 설명을 위한 것이다. 링크 응답 메시지(310)의 다른 실시예가 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
이 예에서, 메시지(310)는 헤더(502), 보디(504) 및 테일(506)을 포함한다. 헤더(502)는 프리앰블(508) 및 SOF 마커(510)를 포함한다. 보디(504)는 타입(512), 홉스 값(514), 시퀀스 값(516), 네트워크 참조값(518) 및 링크 리스트(308)를 포함한다. 테일(506)은 프레임 체크 시퀀스(520)를 포함한다. 헤더(502), 보디(504) 및 테일(506)에서의 많은 정보는, 도 4의 헤더(402), 보디(404) 및 테일(406)에서의 정보와 동일하거나 유사하다. 이 예에서, 타입(508)은 메시지를 링크 응답 메시지(310)로서 식별한다.
링크 응답 메시지(310)에 있는 링크 리스트(308)는, 하나 이상의 라우터(104a～104e)에 의해 수집되고, 그 라우터의 링크 맵(306)에 저장된 정보를 포함한다. 라우터가 링크 응답 메시지(310)를 생성하는 경우, 라우터는 초기에 그 라우터의 링크 맵(306)의 콘텐츠와 함께 링크 리스트(308)를 메시지(310)에 위치시킨다. 라우터는 자신의 링크 응답 메시지(310)를 송신하기 전에 또 다른 라우터의 링크 응답 메시지(310)를 수신 또는 수신하지 않을 수도 있다. 라우터가 자신의 링크 응답 메시지(310)를 송신하기 전에 또 다른 라우터의 링크 응답 메시지(310)를 수신하는 경우, 라우터는 다른 라우터의 메시지(310)에 있는 링크 리스트(308)를 그 라우터의 메시지(310)에 있는 링크 리스트(308)와 통합한다. 다음으로, 라우터는 통합한 링크 리스트(308)를 포함하는 메시지(310)를 송신한다.
특정 실시예에서, 각 라우터는 링크 보고 프로세스 동안에 자신의 링크 응답 메시지(310)를 한 번만 송신한다. 또한, 라우터(104a～104e)는 링크 보고 프로세스 동안, 그 라우터(104a-104e)가 링크 찾기 프로세스 동안 라우트 요청 메시지(304)를 송신했던 순서와는 역순으로 링크 응답 메시지(310)를 송신할 수도 있다.
도 5는 메시 네트워크에서의 수집된 라우팅 정보를 보고하기 위한 메시지의 일 예를 나타내지만, 다양한 변경이 도 5에서 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시한 콘텐츠 및 배열은 단지 예시적이다. 메시지는 임의의 다른 배열에서 임의의 다른 또는 부가의 콘텐츠를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메시 네트워크에서의 라우팅 정보를 수집하기 위한 예시적인 링크 찾기 프로세스(600)를 나타낸다. 특히, 도 6은 도 4에 도 시한 메시지(302,304)를 이용하여 메시 네트워크(100)에서의 라우팅 정보 수집을 개시하는 방법을 나타낸다. 도 6에 도시한 링크 찾기 프로세스(600)는 단지 예시적이다. 상이한 링크 찾기 프로세스를 이용하여 작동하는 메시 네트워크(100)의 다른 실시예를 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이용할 수도 있다.
이 예에서, 링크 찾기 프로세스(600)는, 중앙 제어기(102)가 링크 요청 찾기 메시지(302)를 생성하여 그 메시지를 적어도 하나의 라우터(예컨대, 라우터 104d)로 통신하는 것으로 시작된다. 일부 실시예에서, 링크 요청 찾기 메시지(302)에서의 홉스 값(414)은 링크 찾기 프로세스에 참여하는 라우터의 번호로 설정된다. 도 1에 도시한 메시 네트워크(100)의 실시예의 경우, 홉스 값(414)은 5의 값으로 설정할 수 있다. 링크 요청 찾기 메시지(302)에서의 시퀀스 값(416)은 1의 값으로 초기화되고, 네트워크 참조값은 0의 값으로 초기화된다. 다음으로, 링크 요청 찾기 메시지(302)는 도 6에 도시한 제1 타임 슬롯(202) 동안에 송신한다.
제1 타임 슬롯(202) 후, 중앙 제어기(102)는, 최대값에 도달할 때까지 네트워크 참조값을 각각의 새로운 타임 슬롯(202)에서 증분한다. 그 후, 중앙 제어기(102)는, 최소값에 도달할 때까지 네트워크 참조값을 각각의 새로운 타임 슬롯(202)에서 감분한다. 이 프로세스는 링크 찾기 프로세스(600)를 통해 반복된다.
도 6에서, 네트워크 참조값을 증분 및 감분하는 프로세스는 시퀀스(602a～602e)로 분리한다. 이들 시퀀스(602a～602e) 각각은, 네트워크 참조값이 (a) 최대값까지 증분하거나 (b) 최소값까지 감분하는 기간을 나타낸다. 이 예에서, 네트워크 참조값은 시퀀스(602a～602e) 동안에는 1 내지 5의 값을 가질 수도 있고, 이들 값은 라우터(104a～104e)에 각각 대응한다. 메시지(302)에서의 시퀀스 값(416)은 초기에는 1의 값으로 설정되고, 임의의 라우트 요청 메시지(304)에서의 시퀀스 값(416)은 각각의 새로운 시퀀스에서 증가된다.
라우터(104d)는 링크 요청 찾기 메시지(302)를 수신하는 도 1의 메시 네트워크(100)에서의 유일한 라우터이다. 라우터(104d)는 메시지(302)를 이용하여 중앙 제어기(102)가 이용하는 타임 슬롯(202)과 동기시킨다. 라우터(104d)는 중앙 제어기(102)가 이용하는 네트워크 참조값과 또한 동기시킨다. 예를 들어, 라우터(104d)는 메시지(302)에 포함된 네트워크 참조값을 이용할 수도 있고, 각각의 새로운 타임 슬롯(202)에서 그 값을 증분 또는 감분할 수도 있다.
라우터(104d)는 네트워크 참조값을 자신의 고유 식별자와 비교하고, 이들 값이 동일해질 때까지 대기한다. 예를 들어, ("라우터 #4"로 참조되는) 라우터(104d)는 4의 값과 같은 고유 식별자를 가질 수도 있다. 라우터(104d)는, 네트워크 참조값이 그 라우터(104d)용의 고유 식별자와 동일해질 때, 라우트 요청 메시지(304)를 송신한다. 라우터(104d)는, 그 라우터(104d)에 대해 가시적인 메시 네트워크(100)에서의 모든 라우터를 식별하는 링크 맵(306)을 또한 생성한다. 이 예에서는 ("라우터 #1"로 참조되고 값 1로 식별되는)라우터(104a)만이 라우터(104d)에 가시적이다.
라우터(104a)는 라우터(104d)로부터 라우트 요청 메시지(304)를 수신한다. 라우터(104a)는, 수신된 메시지(304)를 사용해서 타임 슬롯(202) 및 네트워크 참조값에 동기화된다. 라우터(104a)는, 네트워크 참조값이 1일 때 라우트 요청 메시지 (304)를 전송한다. 라우터(104a)는 또한, 라우터들(104c 내지 104e)이 라우터(104a)에 대해 모두 가시적인 것을 나타내는 링크 맵(306)을 생성한다.
라우터들(104c 내지 104e)은 라우터(104a)로부터 라우트 요청 메시지(304)를 수신한다. 라우터(104d)는, 자신의 링크 맵(306)을 이미 생성했기 때문에, 어떠한 추가의 액션들을 수행할 필요가 없다. 라우터들(104c 및 104e)은, 수신된 메시지(304)를 사용해서 타임 슬롯(202) 및 네트워크 참조값에 동기시킨다. 라우터(104c)("라우터 #3"으로 지칭됨)는, 네트워크 참조값이 3일 때 라우트 요청 메시지(304)를 전송하고, 라우터(104e)("라우터 #5"로 지칭됨)는, 네트워크 참조값이 5일 때 라우트 요청 메시지(304)를 전송한다. 라우터들(104c 및 104e)은 또한 링크 맵들(306)을 생성한다.
라우터들(104a 및 104e)은 라우터(104c)로부터 라우트 요청 메시지(304)를 수신한다. 라우터들(104a 내지 104c)은 라우터(104e)로부터 라우트 요청 메시지(304)를 수신한다. 라우터들(104a, 104c, 104e)은, 자신들의 링크 맵들(306)을 이미 생성했기 때문에, 어떠한 추가의 액션들을 수행할 필요가 없다. 라우터(104b)는 라우터(104e)로부터 라우트 요청 메시지(304)를 수신한다. 라우터(104b)는, 수신된 메시지(304)를 사용해서 타임 슬롯(202) 및 네트워크 참조값에 동기시킨다. 라우터(104b)("라우터 #2"로 지칭됨)는, 네트워크 참조값이 2일 때 라우트 요청 메시지(304)를 전송한다. 라우터(104b) 또한 링크맵(306)을 생성하고, 이 링크맵(306)은 라우터(104e)만이 라우터(104b)에 대해 가시적이라는 것을 나타낸다.
시퀀스(602d)의 말단에서, 모든 라우터들(104a 내지 104e)은 링크 요청 메시지(302) 또는 라우트 요청 메시지(304)를 수신하였고, 링크 맵(306)을 생성하였다. 메시 네트워크(100)에서 라우터들(104a 내지 104e) 간의 모든 통신 링크들이 식별되었다. 그러나, 라우터들(104a 내지 104e)은, 링크 찾기 처리(600)가 종료되기 전에 완료하기 위해, 하나의 추가 시퀀스(602e)(4 타임 슬롯들(202)을 가짐)에 대해 대기할 수 있다. 이 예에서, 5개의 라우터들(104a 내지 104e)이 4개의 시퀀스들(602a 내지 602d)에서 접속되었지만, 이 라우터들(104a 내지 104e)은 선형으로 배열될 수 있고, 이는, 모든 라우터들(104a 내지 104e)이 접속되기 전에 5개의 시퀀스들을 요구할 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 링크 찾기 처리(600)를 완료하기 위해 필요한 최대 양의 시간은 "TimeLDP"로서 지칭된다. 일부 실시예들에서, 링크 찾기 처리(600)를 위해 필요한 최대 시간은 중앙 제어기(102)에 의해 다음과 같이 계산된다:
Figure 112006019696483-pat00001
여기에서, HOPS는 (링크 찾기 처리(600) 동안 일정하게 유지되는) 홉스 값(414)을 나타낸다. 이 예에서, 홉스 값(414)은 5이고, TimeLDP는 22이다(그리고, 도 6의 타임 슬롯들(202)의 수는 22이다). 이 예에서, 모든 라우터들(104a 내지 104e)이 제4 시퀀스들(602d)에 의해 수신된 메시지들(302, 304)을 갖지만, 라우터들(104a 내지 104e)의 최악의 배열의 경우에는, 모든 22개의 타임 슬롯들(202)을 요구할 수 있다. 결과적으로, 중앙 제어기(102)는, 링크 찾기 처리(600)에 관련된 라우터들이 어떻게 배열된다 하더라도, 언제 링크 찾기 처리(600)가 종료할지를 결정할 것이다.
도 6에서, 메시 네트워크에서 라우팅 정보를 수집하기 위한 링크 찾기 처리(600)의 일 예를 도시하였지만, 도 6에서는 다양한 변경들이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 다양한 메시지들(304)의 타이밍은, 도 1의 라우터들(104a 내지 104e)의 레이아웃에 기초한다. 도 6에 도시된 메시지들(304)의 타이밍은, 라우터들(104a 내지 104e)의 레이아웃이 변하면 변경될 수 있다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따라서 메시 네트워크에서 수집된 라우팅 정보를 보고하기 위한 예시적인 링크 보고 프로세스(700)를 도시한다. 구체적으로, 도 7은, 도 5에 도시된 메시지들(310)이, 메시 네트워크(100)에서 중앙 제어기(102)에 수집된 라우팅 정보를 보고하도록 어떻게 사용되는 지를 도시한다. 도 7에 도시된 링크 보고 프로세스(700)는 예시적인 것일 뿐이다. 상이한 링크 보고 프로세스들을 사용하여 동작하는 메시 네트워크(100)의 다른 실시예들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한 사용될 수 있다.
이러한 예에서, 링크 보고 프로세스(700)는 추가적인 시퀀스(702a-702e)를 포함하며, 여기서 네트워크 참조값이 증분 및 감분된다. 각각의 라우터(104a-104e)는 링크 리스트(308)를 포함하는 링크 응답 메시지(310)를 전송한다. 링크 보고 프로세스(600)에서와 마찬가지로, 각각의 라우터(104a-104e)는 네트워크 참조값이 그러한 라우터와 관련된 고유 식별자와 동일할 경우에만 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송한다. 또한, 도 7의 시퀀스(702a-702e) 및 메시지(310)의 타이밍은 도 6의 역 타이밍을 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송하는 제1 라우터는 라우터(104b, 라우터 #2로 참조됨)이며, 네트워크 참조값이 2인 경우에 링크 응답 메시지(310)가 전송된다. 라우터(104b)로부터의 링크 응답 메시지(310)는 하나의 엔트리(라우터(104b)에 대응하는 제2 엔트리)가 라우터(104b)에 의해서 수집된 라우팅 정보를 포함하는 링크 리스트(308)을 포함한다.
라우터(104b)로부터 링크 응답 메시지(310)를 수신하는 유일한 라우터는 라우터(104e)이다. 라우터(104e)는 링크 리스트(308)을 포함하는 링크 응답 메시지(310)를 생성하며, 링크 리스트(308)은 라우터(104b) 및 라우터(104e)에 의해서 수집된 라우팅 정보를 포함한다. 그 후에, 라우터(104e, 라우터 #5로 참조됨)는 네트워크 참조값이 5인 경우에 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송한다.
라우터(104a-104c)는 라우터(104e)로부터 링크 응답 메시지(310)를 수신한다. 라우터(104b)는 이미 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송하였기 때문에 임의의 부가적인 기능을 수행할 필요가 없다. 또한, 각각의 라우터(104a,104c)는 링크 리스트(308)을 가지는 자신의 링크 응답 메시지(310)를 생성한다. 각각의 라우터(104a,104c)는 링크 리스트(308)에 자신의 링크 맵(306)으로부터의 정보 및 라우터(104e)로부터의 링크 응답 메시지(310)에 포함된 라우팅 정보를 삽입한다. 라우터(104c, 라우터 #3로 참조됨)는 네트워크 참조값이 3인 경우에 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송한다.
라우터(104a,104e)는 라우터(104c)로부터 링크 응답 메시지(310)를 수신한다. 라우터(104e)는 이미 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송하였기 때문에 임의의 동작을 수행할 필요가 없다. 라우터(104a)는 자신의 링크 응답 메시지(310)를 이미 생성하였다. 그 후에, 라우터(104a)는 라우터(104c)로부터의 링크 응답 메시지(310) 내의 임의의 새로운 정보를 자신의 링크 응답 메시지(310) 내에 통합시킨다. 그 후에, 라우터(104a, 라우터 #1로 참조됨)는 네트워크 참조값이 1인 경우에 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송한다.
라우터(104c-104e)는 라우터(104a)로부터 링크 응답 메시지(310)를 수신한다. 라우터(104c,104e)는 이들이 이미 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송하였기 때문에 임의의 동작을 수행할 필요가 없다. 라우터(104d)는 자신의 링크 응답 메시지(310)를 생성하며, 자신의 링크 맵(306)으로부터의 정보를 자신의 메시지(310) 내의 링크 리스트(308)에 삽입하며, 수신된 메시지(310)로부터의 정보를 자신의 메시지(308) 내의 링크 리스트(308) 내에 삽입한다. 그 후에, 라우터(104d, 라우터 #4로 참조됨)는 네트워크 참조값이 4인 경우에 자신의 링크 응답 메시지(310)를 전송한다.
여기서, 중앙 제어기(102)는 라우터(104d)로부터 링크 응답 메시지(310)를 수신한다. 이러한 링크 응답 메시지(310)는 링크 찾기 프로세스(600) 및 링크 보고 프로세스(700)에 참여하는 모든 라우터(104a-104e)로부터의 라우팅 정보를 포함한다. 이러한 링크 응답 메시지(310) 내의 링크 리스트(308)은 라우터(104a-104e) 사이의 모든 통신 링크들을 식별한다. 그 후에, 중앙 제어기(102)는 이러한 정보를, 사용자 엔드포인트(106a-106d)에 정보를 라우팅하는 데에 정보를 이용하는 것과 같은 임의의 적절한 방식으로 이용할 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 링크 보고 프로세스(700)를 완료하는 데에 요구되는 최대 시간량은 TimeLRP로 표시된다. 몇몇 실시예에서, 링크 보고 프로세스(700)에 대하여 요구되는 최대 시간은 중앙 제어기(102)에 의해서
Figure 112006019696483-pat00002
로 계산될 수 있을 것이다. 이러한 예에서, 홉스 값(414)은 5이며, TimeLRP는 21이다(또한, 도 7에서의 타입 슬롯(202)의 수는 21이다). 도 6에서와 마찬가지로, 모든 라우터들(104a-104e)은 자신의 링크 응답 메시지(310)를 4개의 시퀀스(702b-702e) 내에 전송하였으며, 최악의 경우의 라우터(104a-104e)의 배열은 모든 21개의 타임 슬롯(202)을 요구할 것이다. 결과적으로, 중앙 제어기(102)는 링크 보고 프로세스(700)에 관련된 라우터들이 어떻게 배열되는가에 관계없이 언제 링크 보고 프로세스(700)가 종료될 것인지를 결정할 수 있을 것이다.
비록 도 7이 메시 네트워크 내에 수집된 라우팅 정보를 보고하는 링크 보고 프로세스(700)의 일 예를 도시하고 있지만, 도 7에 다양한 변경이 이루어질 수 있을 것이다. 예컨대, 도 7에 도시된 다양한 메시지들(310)의 타이밍은 도 1의 라우터들(104a-104e)의 레이아웃에 근거한다. 라우터들(104a-104e)의 레이아웃이 변경된다면 도 7에 도시된 메시지들(310)의 타이밍은 변할 것이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 중앙 제어기가 메시 네트워크에서 라우팅 정보를 수집하기 위한 방법의 일례(800)를 도시하고 있다. 설명을 용이하게 하기 위해, 본 방법(800)은 도 1의 메시 네트워크(100)에서 동작하는 중앙 제어기(102)와 관련하여 설명된다. 본 방법(800)은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 임의의 다른 장치 및 시스템에 의해 이용될 수 있다.
중앙 제어기(102)는 단계(802)에서 링크 요청 찾기 메시지를 생성한다. 본 방법은 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 링크 요청 찾기 메시지(302)를 생성하는 중앙 제어기(102)를 포함할 수도 있다.
중앙 제어기(102)는 단계(804)에서 링크 요청 찾기 메시지를 전송한다. 본 방법은 예를 들어 중앙 제어기(102)의 범위내의 임의의 라우터(104a - 104e)로 링크 요청 찾기 메시지를 브로드캐스트하는 중앙 제어기(102)를 포함할 수도 있다.
중앙 제어기(102)는 단계(806)에서 수집 프로세스 동안에 동기화 정보를 유지한다. 이것은, 예를 들어, 적합한 때, 타임 슬롯(202)을 식별하고, 홉스 값(414, 514)을 증분 및 감분하며, 적합한 때, 시퀀스 값(416, 516)을 증분 및 감분하는 중앙 제어기(102)를 포함할 수도 있다.
중앙 제어기(102)는 단계(808)에서 수집된 라우팅 정보를 포함하는 링크 응답 메시지를 수신한다. 이것은, 예를 들어, 링크 리스트(308)를 포함한 링크 응답 메시지(310)를 수신하는 중앙 제어기를 포함할 수 있으며, 링크 리스트(308)는 다수의 라우터에 의해 수집된 라우팅 정보를 포함하고 있다. 특정한 실시예에서, 링크 리스트(308)는 메시 네트워크(100)에서 라우터(104a - 104e) 모두에 의해 수집된 라우팅 정보를 포함하고 있다.
중앙 제어기(102)는 단계(810)에서 수집된 라우팅 정보를 이용하여 메시 네 트워크에서 데이터를 라우팅한다. 본 방법은 예를 들어 이러한 정보를 이용하여 특정 사용자 엔드포인트(106a - 106d)로 데이터를 라우팅하는 중앙 제어기(102)를 포함할 수도 있다. 이 점에서, 링크 찾기 프로세스 및 링크 보고 프로세스가 완료된다.
중앙 제어기(102)는 단계(812)에서 라우터 가시성이 메시 네트워크에서 변경되었음을 표시하는 데이터를 수신한다. 본 방법은 예를 들어 하나 이상의 라우터(104a - 104e)가 그 자신들의 링크 찾기 갱신 플래그를 설정했다는 것을 표시하는 하나 이상의 메시지를 수신하는 중앙 제어기(102)를 포함할 수 있다. 링크 찾기 갱신 플래그는 볼 수 있지만, 이전 수집 프로세스 동안에는 볼 수 없었던 적어도 하나의 다른 라우터를 관련된 라우터가 식별했다는 것을 표시한다.
중앙 제어기(102)는 단계(814)에서 수집 프로세스를 반복할지를 판정한다. 이것은, 예를 들어, 메시 네트워크(100)에서 새로운 가시성을 보고한 라우터(104a - 104e)를 식별하는 중앙 제어기(102)를 포함할 수도 있다. 또한, 이것은 새로운 가시성을 보고한 라우터(104a - 104e) 수를 임계값에 비교하는 중앙 제어기(102)를 포함할 수 있다. 중앙 제어기(102)는 임의의 다른 적합한 기술 혹은 기준을 이용하여 수집 프로세스를 반복할 시기를 판정할 수 있다. 수집 프로세스가 반복될 예정이라면, 중앙 제어기(102)는 방법(800)을 반복할 수도 있다.
중앙 제어기(102)는 단계(816)에서 엔드포인트 가시성이 메시 네트워크에서 변경되었다는 것을 표시하는 데이터를 수신한다. 이것은, 예를 들어, 하나 이상의 라우터(104a - 104e)가 새로운 사용자 엔드포인트를 검지했다는 것을 표시한 하나 이상의 메시지를 수신하는 중앙 제어기(102)를 포함할 수도 있으며, 새로운 사용자 엔드포인트는 그 하나 이상의 라우터들이 볼 수 있다. 중앙 제어기(102)는 단계(818)에서 새로운 엔드포인트를 담당하는 라우터의 삭별자를 저장한다. 본 방법은 예를 들어 새로운 엔드포인트를 담당하는 라우터의 고유 식별자를 저장하고 있는 중앙 제어기(102)를 포함할 수 있다.
도 8이 중앙 제어기에서 메시 네트워크 내의 라우팅 정보를 수집하기 위한 방법(800)의 일 예를 도시한다 할지라도, 다양한 변화가 도 8에서 이루어질 수 있다. 예컨대, 중앙 제어기(102)는 라우터들 간에 상호접속이 없는 2개 이상의 분리된 라우터 그룹과 통신할 수 있다. 이 경우, 중앙 제어기(102)는 각각의 라우터 그룹으로부터 링크 응답 메시지(310)를 수신한다.
도 9a 및 9b는 일 실시예에 따르는 메시 네트워크 내의 라우터에서 라우팅 정보를 수집하고 보고하는 예시적인 방법(900)을 도시한다. 설명의 편의를 위해, 방법(900)은 도 1의 메시 네트워크(100)에서 동작하는 라우터들(104a-104e) 중 하나에 관해 설명한다. 방법(900)은 본 명세서의 범위를 벗어남이 없이 임의의 다른 장치 및 시스템에 의해 사용된다.
라우터는 단계 902에서 링크 요청 찾기 메시지 또는 라우트 요청 메시지를 수신한다. 이는 예컨대 중앙 제어기(102)로부터 링크 요청 찾기 메시지(302)를 수신하는 라우터(104d)를 포함한다. 이는 또한 라우터(104d)로부터 라우트 요청 메시지(304)를 수신하는 라우터(104a)를 포함한다.
라우터는 단계 904에서 수집 프로세스 동안 동기화 정보를 유지한다. 이는 예컨대 타임 슬롯(202)을 식별하기 위해 수신된 메시지(302, 304)를 이용하는 라우터를 포함한다. 이는 또한 적당할 때 홉스 값(414, 514)을 증분 및 감분하고 적당할 때 시퀀스 값을 증분 및 감분하는 라우터를 포함한다.
라우터는 단계 906에서 라우트 요청 메시지를 통신한다. 이는 예컨대 라우트 요청 메시지(304)를 범위 내의 임의의 라우터로 브로드캐스트하는 라우터를 포함한다.
라우터는 단계 908에서 링크 맵, 링크 리스트 및 갱신 플래그를 초기화한다. 이는 예컨대 라우터 없음을 식별하기 위한 링크 맵(306)과, 수신된 메시지(302, 304)에 포함된 홉스 값과 동일한 수의 엔트리를 갖는 링크 리스트(308)를 초기화하는 라우터를 포함한다. 이는 또한 링크 찾기 갱신 플래그에 대한 음의 값을 초기화하는 라우터를 포함한다.
라우터는 단계 910에서 임의의 이웃하는 라우터들을 식별한다. 이는 예컨대 라우터(104a-104e)에 의해 사용되는 주파수 또는 주파수들을 모니터링하는 라우터를 포함한다. 이는 또한 이웃하는 라우터를 식별하는 임의의 신호가 수신되는지를 판정하는 라우터를 포함한다.
라우터는 단계 912에서 임의의 식별된 이웃하는 라우터의 식별자로 그 링크 맵을 갱신한다. 이는 예컨대, 링크 맵(306)에서 식별된 이웃하는 라우터와 관련된 고유 식별자를 배치한 라우터를 포함한다.
라우터는 단계 914에서 하나 이상의 이웃하는 라우터들로부터 링크 응답 메시지를 수신한다. 이는 예컨대, 링크 리스트(308)를 포함하는 링크 응답 메시지 (310)를 수신하는 라우터를 포함한다. 링크 리스트(308)는 메시 네트워크(100)에서 하나 이상의 다른 라우터에 의해 수집된 라우팅 정보를 포함한다.
라우터는 단계 916에서 그 링크 리스트를 갱신한다. 이는 예컨대, 라우터 링크 맵(306)으로부터의 정보를 라우터 링크 리스트(308)로 삽입하는 라우터를 포함한다. 이는 또한 수신된 링크 응답 메시지(310) 내의 링크 리스트(308)로부터의 정보를 라우터 링크 리스트(308)에 배치하는 라우터를 포함한다.
라우터는 단계 918에서 링크 응답 메시지를 통신한다. 이는 예컨대 라우터 링크 리스트(308)를 포함하는 링크 응답 메시지(310)를 브로드캐스트하는 라우터를 포함한다. 이런 메시지(310) 내의 링크 리스트(308)는 라우터 링크 맵(306) 및 수신된 메시지(310)로부터의 정보를 포함한다. 이런 점에서, 링크 찾기 프로세스 및 링크 보고 프로세스는 라우터에서 완료된다.
라우터는 새로운 라우터가 단계 920에서 가시적인지를 판정한다. 이는 예컨대, 새로운 라우터로부터 브로드캐스팅된 메시지를 수신하며, 링크 찾기 프로세스 및 링크 보고 프로세스 동안 새로운 라우터가 볼 수 없는지를 판정하는 라우터를 포함한다. 새로운 라우터는 메시 네트워크(100)에 대해 새로운 라우터, 또는 메시 네트워크(100)에 이미 존재하나 초기에는 가시적이지 않은 라우터를 나타낸다.
새로운 라우터가 가시적이라면, 라우터는 단계 922에서 갱신 플래그를 설정한다. 이는 예컨대 그 링크 찾기 갱신 플래그를 긍정 값으로 설정하는 라우터를 포함한다. 이는 적어도 하나의 새로운 라우터가 최종 수집 프로세스 이후에 라우터에 대해 가시적이 되는 것을 나타낸다. 라우터는 또한 단계 924에서 새로운 가 시성을 중앙 제어기(102)에 통지한다. 이는 예컨대, 라우터의 갱신 플래그가 그 라우터를 통해 중앙 제어기(102)로 라우팅되는 일, 일부 또는 모든 메시지에서 설정되는 표시를 내포한 라우터를 포함한다.
라우터는 또한 새로운 사용자 엔드포인트가 단계 926에서 직접 볼 수 있는지를 판정한다. 이는 예컨대 메시지를 수신하며, 메시지가 새로운 사용자 엔드포인트에 의해 브로드캐스트되는지를 판정하는 라우터를 포함한다. 새로운 사용자 엔드포인트는 메시 네트워크(100)에 대해 새로운 사용자 엔드포인트, 또는 메시 네트워크(100)에 이미 존재하나 초기에는 볼 수 없는 사용자 엔드포인트를 나타낸다.
새로운 엔드포인트가 검지된다면, 라우터는 단계 928에서 그 식별자를 메시지에 삽입한다. 이는 예컨대 메시지 내의 라우터와 관련된 고유 식별자를 내포하는 라우터를 포함한다. 이는 또한 사용자 엔드포인트가 라우터에 새롭게 가시화되는 메시지 표시를 내포한 라우터를 포함한다.
라우터는 전달용 메시지를 단계 930에서 중앙 제어기(102)로 브로드캐스트한다. 이는 예컨대 중앙 제어기(102)에 직접 또는 하나 이상의 다른 라우터를 통해 중앙 제어기(102)로 간접적으로 내포된 정보를 포함하는 메시지를 브로드캐스트하는 라우터를 포함한다.
도 9a 및 9b가 메시 내트워크 내의 라우터에서 라우팅 정보를 수집 및 보고하는 방법(900)의 일 예를 도시한다 할지라도, 도 9a 및 9b에는 다양한 변화가 일어날 수 있다. 예컨대, 라우터는 단계 914에서 이웃하는 라우터로부터 링크 응답 메시지를 수신하지 않고, 라우터는 그 링크 맵(306)으로부터의 정보를 링크 리스트 (308)에 배치함에 의해서만 단계 916에서 그 링크 리스트(308)을 갱신한다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 일 실시예에 따르는 메시 네트워크 내의 중앙 제어기에서 라우팅 정보를 수집하는 다른 예시적인 방법(1000)을 도시한다. 설명의 편의를 위해, 방법(1000)은 도 1의 메시 네트워크(100)에서 동작하는 중앙 제어기(102)에 관해 기술된다. 방법(1000)은 본 명세서의 범위를 벗어남이 없이 임의의 다른 장치 및 시스템에 의해 사용될 수 있다.
중앙 제어기(102)는 단계 1002에서 링크 맵(306)을 초기화한다. 본 예에서, 중앙 제어기(102)는 가시적인 모든 라우터를 식별하는 링크 맵(306)을 유지한다. 이는 중앙 제어기(102)로 하여금 라우터(104a-104e) 중 어느 것이 중앙 제어기(102)에 직접 액세스될 수 있는지 그리고 다른 라우터를 통해 간접적으로 액세스될 수 있는지를 식별하게 한다.
중앙 제어기(102)는 단계 1004에서 홉스 값을 초기화한다. 이는 예컨대 링크 찾기 프로세스에 참여하는 라우터의 번호를 식별하는 홉스 값(414)을 설정하는 중앙 제어기(102)를 포함한다. 중앙 제어기(102)는 단계 1006에서 시퀀스 값을 초기화하며, 단계 1008에서 네트워크 참조값을 초기화한다. 이는 예컨대 시퀀스 값(416)을 1의 값으로 설정하며 네트워크 참조값(418)을 0의 값으로 설정하는 중앙 제어기를 포함한다. 또한, 중앙 제어기(102)는 단계 1010에서 방향 플래그를 초기화한다. 이는 예컨대 방향 플래그를 순방향으로 설정하는 중앙 제어기를 포함한다. 방향 플래그는 네트워크 참조값(418)이 증분 또는 감분 되는지를 나타낸다.
중앙 제어기(102)는 단계 1012에서 링크 요청 메시지를 발생한다. 이는 예 컨대 링크 요청 찾기 메시지(302)를 발생하기 위해 전술한 바와 같이 초기화된 값(414-418)을 이용하는 중앙 제어기를 포함한다. 중앙 제어기(102)는 단계 1014에서 링크 요청 찾기 메시지를 통신한다.
중앙 제어기(102)는 단계 1016에서 슬롯 타이머를 개시한다. 슬롯 타이머는 링크 요청 찾기 메시지(302)의 메시지 길이(206)에 부가 타이머의 공지된 길이(208)를 더한 길이와 동일한 값으로 설정된다. 슬롯 타이머는 중앙 제어기(102)가 수집 프로세스 동안 타임 슬롯을 식별하게 한다.
중앙 제어기(102)는 방향 플래그가 단계 1018에서 역방향으로 설정되는지를 판정한다. 이렇게 판정된다면, 중앙 제어기(102)는 현재의 네트워크 참조값이 단계 1020에서 홉스 값과 동일한지 판정한다. 이렇게 판정되지 않으면, 네트워크 참조값(418)은 증분되고 최대값(홉스 값(414))에 도달하지 않으며, 네트워크 참조값(418)은 단계 1022에서 증분된다. 그렇지 않으면, 네트워크 참조값(418)은 증분되고 최대값에 도달하며, 시퀀스(시퀀스(602a-602e) 중 하나와 같은)로 종료된다. 네트워크 참조값은 이에 따라 단계 1024에서 감분되며, 방향 플래그는 단계 1026에서 역방향으로 설정되고, 시퀀스 값은 단계 1028에서 증분된다.
중앙 제어기(102)는 시퀀스 값이 단계 1030에서 홉스 값을 초과한지 판정한다. 초과하지 않는다면, 링크 찾기 프로세스는 종료되지 않는다. 그렇지 않으면, 시퀀스 값이 홉스 값을 초과한다면, 링크 찾기 프로세스는 종료되고, 방법(1000)은 종료된다.
방향 플래그가 단계 1018에서 역방향으로 설정된다면, 중앙 제어기(102)는 단계 1032에서 네트워크 참조값을 감분한다. 중앙 제어기(102)는 네트워크 참조값이 단계 1034에서 0과 동일한지 판정한다. 동일하지 않다면, 네트워크 참조값은 감분하고 최소값에 도달한다. 네트워크 참조값이 0과 동일하다면, 최소값은 통과되어, 네트워크 참조값은 단계 1036에서 2의 값으로 설정된다. 시퀀스 값은 단계 1038에서 그 후 증분된다.
중앙 제어기(102)는 시퀀스 값이 단계 1040에서 홉스 값을 초과하는지 판정한다. 초과하지 않는다면, 링크 찾기 프로세스는 종료되지 않고, 중앙 제어기(102)는 단계 1042에서 순방향으로 방향 플래그를 설정한다. 그렇지 않고, 시퀀스 값이 홉스 값을 초과한다면, 링크 찾기 프로세스는 종료한다. 그 후, 중앙 제어기(102)는 통합된 링크 리스트(308)를 포함하는 링크 응답 메시지(310)를 수신하기 위해 대기한다. 통합된 링크 리스트(308)는 라우터들 간의 통신 경로를 식별하는 다수의 라우터들로부터의 정보를 포함한다. 통합된 링크 리스트(308)는 라우터 간의 통신 경로를 식별하는 라우터들(104a-104e) 모두로부터의 정보를 포함한다.
단계 1022, 1030, 또는 1042 이후에, 중앙 제어기(102)는 임의의 메시지가 단계 1044에서 이웃하는 라우터로부터 수신되는지 판정한다. 수신되지 않는다면, 중앙 제어기(102)는 현재 타임 슬롯이 단계 1046에서 만료됐는지 판정한다. 이는 예컨대 현재 타임 슬롯(202)이 만료되는지를 판정하기 위해 슬롯 타이머를 이용하는 중앙 제어기(102)를 포함한다. 만료되지 않았다면, 중앙 제어기(102)는 단계 1044로 복귀한다.
현재 타임 슬롯이 만료된다면, 중앙 제어기(102)는 단계 1048에서 슬롯 타이 머를 재설정한다. 이는 새로운 타임 슬롯(202)을 초기화하며, 중앙 제어기(102)는 네트워크 참조값을 증분 및 감분하기 위해 단계 1018로 복귀한다.
메시지가 단계 1044에서 수신된다면, 중앙 제어기(102)는 단계 1050에서 그 슬롯 타이머를 조정한다. 이는 예컨대 도 2에 도시된 타임 슬롯(202)을 조정하여 타임 슬롯(202)이 새로운 메시지로 동기화되는 중앙 제어기(102)를 포함한다. 중앙 제어기(102)는 단계 1052에서 그 링크 맵을 갱신한다. 이는 예컨대 수신된 메시지를 브로드캐스트하는 라우터를 식별하며 라우터 고유 식별자를 중앙 제어기(102)의 링크 맵(306)에 삽입하는 중앙 제어기(102)를 포함한다. 이런 식으로, 중앙 제어기(102)는 이에 보이는 라우터들을 식별하며, 이에 따라 그 링크 맵(306)을 갱신한다. 중앙 제어기(102)는 그 후 단계 1018로 복귀한다.
도 10a 및 10b가 메시 네트워크 내의 중앙 제어기에서 라우팅 정보를 수집하기 위한 다른 방법(1000)의 예를 도시한다 할지라도, 도 10a 및 10b에는 다양한 변화가 이루어질 수 있다. 예컨대, 도 10a 및 10b는 여러 값 및 플래그를 이용하여 메시 네트워크(100)에서 동기화를 유지하는 하나의 기술을 도시한다. 다른 동기화 기술은 메시 네트워크(100)에서 또한 사용될 수 있다.
도 11a-11c는 본 발명의 일 실시예에 따르는 메시 네트워크 내의 라우터에서 라우팅 정보를 수집하는 방법(1100)의 예를 도시한다. 특히, 도 11a-11c는 링크 찾기 프로세스 동안 라우팅 정보를 수집하는 방법(1100)의 예를 도시한다. 설명의 편의를 위해, 방법(1100)은 도 1의 메시 네트워크(100)에서 동작하는 라우터들(104a-104e) 중 하나에 관해 설명된다. 방법(1100)은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 임의의 다른 장치 및 시스템에 의해 사용될 수 있다.
라우터는 단계 1102에서 맵핑 플래그를 비활성 값으로 초기화한다. 맵핑 플래그는 라우터가 링크 찾기 프로세스 및 링크 보고 프로세스에 현재 참여하는지를 나타내기 위해 라우터에 의해 사용된다. 라우터는 단계 1104에서 전송된 플래그를 음의 값으로 초기화한다. 전송된 플래그는 라우터가 수집 프로세스 동안 라우트 요청 메시지(304)를 이미 전송하였는지를 나타낸다. 라우터는 단계 1106에서 전송하기 위해 방향 플래그를 초기화한다. 방향 플래그는 네트워크 참조값이 증분 또는 감분 되었는지를 나타낸다.
라우터는 메시지가 단계 1108에서 수신되었는지를 판정한다. 메시지는 예컨대 링크 요청 찾기 메시지(302), 라우트 요청 메시지(304) 또는 수집 프로세스와 관련되지 않은 메시지를 나타낸다. 메시지가 수신되지 않으면, 라우터는 단계 1110에서 맵핑 플래그를 이용하여 수집 프로세스에 현재 참여하는지를 판정한다. 참여하고 있지 않다면, 라우터는 단계 1108로 복귀한다. 참여한다면, 라우터는 수집 프로세스 동안 타임 슬롯(202)과의 동기화를 유지하기 위한 액션을 취한다. 특히, 라우터는 그 슬롯 타이머가 단계 1112에서 만료되는지 판정한다. 라우터는 그 후 슬롯 타이머가 만료되지 않는다면 단계 1108로 복귀하거나 또는 만료된다면 단계 1114에서 슬롯 타이머를 재설정한다.
메시지가 단계 1108에서 수신된다면, 라우터는 메시지가 단계 1116에서 메시지의 "링크 찾기" 타입인지를 메시지 타입이 나타내는지 판정한다. 이는 예컨대 메시지 타입이, 메시지가 링크 요청 찾기 메시지(302) 또는 라우트 요청 메시지 (304)인지를 나타내는 것을 판정하는 라우터를 포함한다. 그렇지 않다면, 라우터는 단계 1108로 복귀한다.
메시지가 그 "링크 찾기" 타입이라면, 라우터는 단계 1118에서 슬롯 타이머를 조정한다. 이는 예컨대 도 2에 도시된 바와 같이 타임 슬롯(202)을 조정하여 타임 슬롯(202)이 새로운 메시지로 동기화되게 하는 라우터를 포함한다.
라우터는 맵핑 플래그가 단계 1120에서 활성으로 현재 설정됐는지를 판정한다. 도 6에 관해 전술한 바와 같이, 라우터는 예컨대 라우터(104a)가 라우터(104d)로부터 제1 라우트 요청 메시지(304)를 수신하고, 라우터(104c)로부터 제2 라우트 요청 메시지(304)를 수신하며, 라우터(104e)로부터 제3 라우트 요청 메시지(304)를 수신할 때, 링크 찾기 프로세스 동안 다수의 라우트 요청 메시지(304)를 수신한다. 맵핑 플래그는 라우터가 라우팅 정보를 수집하기 위한 새로운 요청 또는 반복된 요청을 수신하는지 판정하게 한다.
맵핑 플래그가 설정되지 않는 경우, 라우터는 단계 1122에서 맵핑 플래그를 활성으로 설정하며, 단계 1124에서 링크 맵을 초기화한다. 이는 예컨대 새로운 링크 맵(306)을 생성하는 라우터를 포함한다. 라우터는 또한 메시지(단계 1108에서 수신된 메시지)를 브로드캐스트하는 컴포넌트의 식별자를 링크 맵(306)에 삽입한다. 이는 메시지를 브로드캐스트하는 컴포넌트가 이런 라우터에 가시적인 것을 나타낸다. 라우터는 단계 1125에서 수신된 메시지에 대한 정보를 저장한다. 이는 예컨대 링크 보고 시퀀스 동안 차후 사용하기 위한 메시지의 홉스 값(414), 시퀀스 값(416), 및 네트워크 참조값(418)을 저장하는 라우터를 포함한다.
맵핑 플래그가 이미 활성이라면, 라우터는 단계 1126에서 링크 맵을 갱신한다. 이 경우, 라우터는 다른 가시적인 라우터에 대한 정보를 이미 수집하기 시작하며, 메시지를 브로드캐스트하는 컴포넌트의 식별자는 링크 맵(306)에 배치된다.
이런 점에서, 라우터는 단계 1128-1152를 수행한다. 이들 단계 1128-1152는 정확한 네트워크 참조값의 유지와 같은 동기화를 유지하는데 필요한 각종 기능을 수행하여, 라우터가 적당한 타임 슬롯(202)에서만 전송되게 된다.
이들 단계 1128-1152가 완료될 때, 라우터는 네트워크 참조값이 단계 1154에서 라우터 고유 식별자와 동일한지를 판정한다. 동일하지 않다면, 라우터는 다른 메시지를 대기하기 위해 단계 1108로 복귀한다. 그렇지 않다면, 현재 타임 슬롯(202)은 라우터에 속하는 타임 슬롯을 나타낸다.
라우터는 전송된 플래그를 이용하여 단계 1156에서 수집 프로세스 동안 라우트 요청 메시지(304)를 브로드캐스트 하였는지 판정한다. 브로드캐스트 하였다면, 라우터는 메시지를 다시 브로드캐스트 할 필요가 없으며, 단계 1108로 복귀한다. 그렇지 않다면, 라우터는 단계 1158에서 전송된 플래그를 긍정 값으로 설정하며, 단계 1160에서 라우트 요청 메시지를 발생한다. 이는 예컨대 라우터를 메시지의 소스로서 식별하는 라우트 요청 메시지(304)를 발생하는 라우터를 포함한다. 라우터는 단계 1162에서 라우트 요청 메시지를 통신하며, 단계 1164에서 라우트 요청 메시지에 의해 정의된 타임 슬롯(202)에 대응하도록 그 슬롯 타이머를 조정한다. 라우터는 단계 1166에서 유지 플래그(hold flag)를 현재 시퀀스 값으로 설정한다. 유지 플래그는 라우터가 라우트 요청 메시지(304)를 전송하는 시퀀스의 시퀀스 값을 식별한다. 이런 값은 라우터가 링크 보고 프로세스의 대응하는 시퀀스 동안 링크 응답 메시지(310)를 전송하는 것을 보장하는데 사용된다. 라우터는 그 후 단계 1108로 복귀한다.
링크 찾기 프로세스에 참여한 라우터 각각이 이들 기능을 수행한다면, 각 라우터는 링크 찾기 프로세스 동안 단일 라우트 요청 메시지(304)를 전송한다. 또한, 각 라우터는 메시 네트워크(100) 내의 다른 컴포넌트와의 동기화를 유지하고, 각 라우터는 이 라우터로 그리고 이 라우터로부터 통신 경로를 식별하는 정보를 수집한다.
도 11a-11c가 메시 네트워크 내의 한 라우터에서 라우팅 정보를 수집하기 위한 방법(1100)의 예를 도시하고 있지만, 도 11a-11c에는 다양한 변화가 이루어질 수 있다. 예컨대, 도 11a-11c는 다양한 값 및 플래그를 이용하여 메시 네트워크에서 동기화를 유지하기 위한 기술을 도시한다. 다른 동기화 기술은 메시 네트워크(100)에서 또한 사용될 수 있다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 일 실시예에 따르는 메시 네트워크에서 수집된 라우팅 정보를 보고하기 위한 방법(1200)의 예를 도시한다. 특히, 도 12a 및 12b는 링크 보고 프로세스 동안 수집된 라우팅 정보를 보고하는 방법(1200)의 예를 도시한다. 설명의 편의를 위해, 방법(1200)은 도 1의 메시 네트워크(100)에서 동작하는 라우터들(104a-104e) 중 하나에 관해 기술된다. 방법(1200)은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 임의의 다른 장치 및 시스템에 의해 사용될 수 있다.
라우터는 단계 1202에서 슬롯 타이머를 개시한다. 방법(1200)은 도 11a-11c 내의 방법(1100)의 말단에서 수행되며, 슬롯 타이머는 방법(1100)의 끝에서 라우터에 의해 이용되는 값으로 설정된다.
라우터는 단계 1204에서 링크 리스트를 초기화한다. 이는 예컨대 새로운 링크 리스트(308)를 생성하는 라우터를 포함할 수 있다. 이는 또한 라우터의 링크 맵(306)으로부터의 정보를 링크 리스트(308) 내의 적당한 엔트리에 삽입하는 라우터를 포함한다. 라우터는 단계 1206에서 시퀀스 값을 초기화하며, 단계 1208에서 네트워크 참조값을 초기화한다. 이는 예컨대 시퀀스 값(516) 및 네트워크 참조값(518)을 홉스 값(514)에 설정하는 라우터를 포함한다.
라우터는 메시지가 단계 1210에서 수신됐는지 그리고 슬롯 타이머가 단계 1212에서 만료되었는지를 판정한다. 메시지가 수신되지 않고 슬롯 타이머가 만료되지 않는다면, 라우터는 메시지를 대기하기 위해 단계 1210으로 복귀한다. 슬롯 타이머가 만료된다면, 라우터는 단계 1214에서 슬롯 타이머를 재설정한다.
메시지가 단계 1210에서 수신된다면, 라우터는 단계 1216에서 슬롯 타이머를 조정한다. 이는 예컨대 도 2에 도시된 타임 슬롯(202)을 조정하여 타임 슬롯(202)이 새로운 메시지에 동기화되는 라우터를 포함한다.
라우터는 단계 1218에서 링크 리스트를 통합한다. 이는 예컨대 단계 1210 동안 수신된 링크 응답 메시지(310)로부터 링크 리스트(308)를 추출하는 라우터를 포함한다. 이는 또한 링크 리스트(308) 내의 정보를 라우터 링크 리스트(308)와 결합하는 라우터를 포함한다.
단계 1214 또는 1218 이후에, 라우터는 단계 1220-1244를 수행한다. 이들 단계는 링크 보고 프로세스 동안 라우터 내에서 동기화를 유지한다. 또한, 라우터는 단계 1242에서 시퀀스 값이 0과 동일한지를 판정한다. 동일하다면, 링크 보고 프로세스는 완료되고 방법(1200)은 종료한다.
단계 1220-1244 이후에, 라우터는 현재 시퀀스 값이 단계 1246에서 유지 플래그에 저장된 값과 동일한지를 판정한다. 동일하지 않다면, 라우터는 시퀀스 동안 링크 응답 메시지(310)를 전송하는 것이 허용되지 않고, 라우터는 단계 1210으로 복귀한다. 현재 시퀀스 값이 유지 플래그에 저장된 값과 동일하다면, 라우터는 현재 네트워크 참조값이 단계 1248에서 라우터 고유 식별자와 동일한지를 판정한다. 동일하지 않다면, 라우터는 현재 타임 슬롯(202)에서 전송이 허용되지 않고, 단계 1210으로 복귀한다. 현재 네트워크 참조값이 라우터의 고유 식별자와 동일하다면, 라우터는 단계1250에서 링크 응답 메시지를 송신한다. 이것은, 예를 들면, 라우터가 단계 1218에서 생성된 통합 링크 리스트(308)를 포함하는 링크 응답 메시지(310)를 송신하는 것을 포함할 수 있다.
도 12a 및 12b에 도시된 방법(1200)은 링크 보고 프로세스 동안 라우터들에 의하여 수행되는 것으로 기술되었다. 링크 보고 프로세스 동안 중앙 제어기(102)에 의하여 유사한 방법이 이용될 수 있다. 예를 들면, 중앙 제어기(102)는 방법(1200)의 단계들(1202-1244)을 수행하고 단계들(1246-1250)을 스킵할 수 있다. 단계들(1202-1244)을 이용하는 것은 중앙 제어기(102)가 링크 보고 프로세스 동안 동기화를 유지하고, 링크 리스트들(308)이 수집된 라우팅 정보를 포함하는 하나 이상의 라우터들로부터 하나 또는 다수의 링크 리스트들(308)을 수신하도록(메시 네트 워크의 레이아웃에 따름) 한다.
도 12a 및 12b는 하나의 메시 네트워크 내의 수집된 라우팅 정보를 보고하기 위한 방법(1200)의 일 예를 도시하지만, 다양한 변형들이 도 12a 및 12b에 대하여 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도 12a 및 12b는 다양한 값들 및 플래그들을 이용하여 메시 네트워크(100)에서 동기화를 유지하기 위한 기술을 도시한다. 다른 동기화 기술들도 메시 네트워크(100)에서 이용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 멀티 네트워크 메시 네트워크 구성(1300)을 도시한다. 도 13에 도시된 멀티 네트워크 메시 네트워크 구성(1300)의 실시예는 예시를 목적으로 하는 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 메시 네트워크의 다른 실시예들이 이용될 수 있다.
본 예에서, 멀티 네트워크 메시 네트워크 구성(1300)은 다수의 메시 네트워크(1302a-1302n) 및 주 제어기(1304)를 포함한다. 도 13의 메시 네트워크들(1302a) 중 하나는 중앙 제어기(1306) 및 다수 라우터 서브네트워크(1308a-1308n)를 포함한다.
라우터 서브네트워크들(1308a-1308n)의 각각은 도 1의 라우터들(104a-104e)과 같은 하나 또는 그 이상의 라우터를 포함한다. 서브네트워크들(1308a-1308n) 내의 라우터들 간의 통신은 라우터들 간에서 직접적으로 또는 중앙 제어기(1306)를 통해서 간접적으로 일어날 수 있다. 몇몇 실시예에서, 서브네트워크들(1308a-1308n) 각각 내의 라우터들은 유일의 무선 주파수 또는 주파수들을 사용하여 통신할 수 있고, 서브네트워크들(1308a-1308n) 간의 어떤 경합도 없다. 그 외의 실시 예들에서, 서브네트워크들(1308a-1308n) 내의 라우터들은 동일한 무선 주파수 또는 주파수들을 사용하여 통신하고, 중앙 제어기(1306)는 라우터들을 동기화하여 충돌을 감소시키거나 회피하게 하여 준다. 또 다른 실시예에서, 중앙 제어기(1306)는 하나의 주파수 또는 주파수 세트를 사용하여 라우터들과 통신할 수 있고, 서브네트워크들(1308a-1308n) 각각 내의 라우터들은 하나의 다른 주파수 또는 주파수 세트를 사용하여 통신한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 주 제어기(1304)는 메시 네트워크들(mesh networks)(1302a-1302n)의 각각과 통신한다. 주 제어기(1304)는 다양한 기능들 중의 임의의 것을 수행할 수 있다. 예를 들어, 주 제어기(1304)는 메시 네트워크들(1302a-1302n)에 의해 수집된 정보에 로그(log)할 수 있다. 주 제어기(1304)는 또한 메시 네트워크들(1302a-1302n)의 동작들을 제어할 수 있다. 한 예로서, 주 제어기(1304)는 메시 네트워크들(1302a-1302n)이 서로 간섭하지 않고 메시 네트워크들(1302a-1302n) 간의 충돌들을 감소시키거나 제거하는 것을 보장해 줄 수 있다.
특정 예로서, 주 제어기(1304)는 여러 메시 네트워크들(1302a-1302n)을 폴링(polling)하고 어떤 메시 네트워크들이 대부분의 트래픽을 갖는지를 판정할 수 있다. 주 제어기(1304)는 이후 대부분의 트래픽을 갖는 메시 네트워크들이 데이터를 송신하도록 허용하고 나머지 메시 네트워크들을 아이들 상태에 있도록 할 수 있다. 또 다른 특정 예로서, 주 제어기(1304)는 메시 네트워크들의 각각을 특정 간격들로 아이들 상태 또는 활성 상태에 놓이게 하여, 메시 네트워크들의 각각이 활성 상태일 때만 데이터를 송신하도록 허용할 수 있다. 또 다른 특정 예에서, 주 제어기 (1304)는 송신 시간을 (100 ㎳ 서브 밴드들과 같은) 서브 밴드들로 분할하고 하나의 서브 밴드를 각각의 메시 네트워크에 할당할 수 있는데, 여기서 각각의 메시 네트워크는 자신의 서브 밴드 동안에만 데이터를 송신할 수 있다.
메시 네트워크들(1302a-1302n) 내의 중앙 제어기들(1306)은 또한 메시 네트워크들(1302a-1302n) 간의 경합을 감소시키기 위해 협조할 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어기들(1306)의 각각은 또 다른 중앙 제어기(1306)가 동일 주파수로 동작하고 있는 때를 검출할 수 있다. 그러면 중앙 제어기들(1306)은 이들 중의 하나 또는 그 이상의 것이 충돌들을 검출할 때까지 정상 상태로 동작할 수 있다. 이후에, 중앙 제어기들(1306)은 충돌 회피를 돕기 위해서, 자신의 라우터들을 동기화할 수 있다. 중앙 제어기들(1306)은 또한 자신들의 메시 네트워크들(1302a-1302n)이 아이들 상태로 들어가게 될 때를 판정하고 그 외의 중앙 제어기들(1306)에게 알려주어서, 그 외의 중앙 제어기들(1306)이 아이들 네트워크의 송신 시간들을 활용하도록 허용해 줄 수 있다.
도 13에 도시된 멀티 네트워크 메시 네트워크 구성(1300)은 임의의 적당한 기능을 구현할 수 있다. 예를 들면, 멀티 네트워크 메시 네트워크 구성(1300)은, 각각의 메시 네트워크(1302a-1302n)가 서로 다른 빌딩 내의 보안 정보를 수집하는 보안/감시 시스템을 나타낼 수 있다. 또한, 각 라우터 서브네트워크(1308a-1308n)가 빌딩 내의 다른 층의 보안 정보를 수집할 수 있다. 보안 정보는 문이 열려 있는지, 방의 조명이 활성화되어 있는지, 에어 컨디셔너의 설정 상태를 식별하는 정보 등의 임의의 타입의 정보를 나타낼 수 있다. 각 중앙 제어기(1306)는 이들 서로 다른 이벤트를 식별하는 정보를 타임스탬프하고, 로그할 수 있으며, 그 정보를 주 제어기(1304)에서 이용할 수 있게 할 수 있다.
도 13은 멀티 네트워크 메시 네트워크 구성(1300)의 일 예를 도시하지만, 도 13에 대하여 다양한 변경을 할 수 있다. 예를 들면, 메시 네트워크 구성(1300)은 임의의 수의 메시 네트워크(1302a-1302n)를 포함할 수 있다. 또한, 각 메시 네트워크는 임의의 수의 라우터 서브네트워크(1308a-1308n)를 포함할 수 있다.
본 특허 명세서 내에서 사용되는 특정 용어나 구문의 정의를 설명하는 것이 바람직하다. 용어, "포함(include 및 comprise)" 뿐만 아니라 그 파생어도 제한 없는 포함을 의미하는 것이다. 용어, "또는(or)"은 포괄적으로 '및/또는'을 의미하는 것이다. 구, 관련된(associated with 및 associated therwith) 뿐만 아니라 그 파생어도, 포함되는, 상호 접속하는, 포함하는, 포함되는, 접속되는, 결합되는, 통신가능한, 함께 동작하는, 사이에, 병렬하는, 인접한, 경계 지워지는, 갖는, 특성을 갖는 등을 의미하는 것이다. 용어, "제어기"는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 장치, 시스템 또는 그 부품을 의미하는 것이다. 제어기는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어, 또는 이들 중 적어도 2개의 조합으로 구현될 수 있다. 임의의 특정한 제어기와 관련된 기능은, 근거리인지 원거리인지에 따라, 중앙화 또는 분산화될 수 있다.
본 명세서는 특정한 실시예 및 일반적으로 관련된 방법을 설명하였지만, 이들 실시예 및 방법들의 변경 및 교환이 당업자에게는 명백할 것이다. 이에 따라서, 이상의 예시적인 실시예의 설명은, 본 명세서를 규정하거나 한정하지 않는다. 다른 변화, 대체 및 변경 또한 다음의 특허 청구범위에 의해 정의되는 본 명세서의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 가능하다.
본 발명은 메시 네트워크 내에서 컴포넌트들을 동기화하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다.

Claims (20)

  1. 메시 네트워크(mesh network)(100)의 라우터(104a-104e)에서 제1 메시지(204)를 수신하는 단계;
    상기 제1 메시지를 사용하여 복수의 타임 슬롯들(202, 202a-202d)에 상기 라우터를 동기시키는 단계 - 상기 복수의 타임 슬롯들은 상기 메시 네트워크에서 복수의 통신들이 발생할 수 있는 시간을 나타내며, 상기 복수의 타임 슬롯들에 상기 라우터를 동기시키는 단계는, 상기 제1 메시지와 연관된 제1 시간 양(amount of time)(206)을 식별하는 단계, 상기 제1 시간 양과 공지된 제2 시간 양(208)을 더하여 총 시간을 생성하는 단계, 및 새로운 타임 슬롯을 위해 슬롯 타이머를 상기 총 시간으로 설정하는 단계를 포함하며, 각각의 타임 슬롯은 상기 총 시간과 동일한 길이를 가짐 - ;
    반복적으로, (i) 각 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값(418, 518)을 최대값까지 증분한 후 (ii) 각 타임 슬롯에서 상기 네트워크 참조값을 최소값까지 감분하는 단계; 및
    상기 네트워크 참조값이 상기 라우터의 고유 식별자와 연관되는 특정값을 가지는 경우에 상기 라우터에서 제2 메시지를 브로드캐스트하는(broadcasting) 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    각 타임 슬롯의 말단에서 상기 슬롯 타이머를 상기 총 시간으로 재설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 라우터에서 제3 메시지(210)를 수신하는 단계; 및
    상기 제3 메시지와 동기되도록 상기 슬롯 타이머를 조정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 메시지를 브로드캐스트하는 단계는, 다수의 타임 슬롯들의 각각에서 복수의 제2 메시지들 중 하나를 브로드캐스트하는 단계를 포함하며, 상기 네트워크 참조값은 상기 다수의 타임 슬롯들 동안 상기 특정값을 가지는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 메시지는, 상기 메시 네트워크 내의 중앙 제어기(102) 및 상기 메시 네트워크 내의 또다른 라우터(104a-104e) 중 하나에 의해 브로드캐스트되는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 라우터는 모바일 라우터를 포함하는, 방법.
  8. 컴퓨터 프로그램을 구현한 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    메시 네트워크(100)의 라우터(104a-104e)에서 제1 메시지(204)를 수신하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드;
    상기 제1 메시지를 사용하여 복수의 타임 슬롯들(202, 202a-202d)에 상기 라우터를 동기시키기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 - 상기 복수의 타임 슬롯들은 상기 메시 네트워크에서 복수의 통신들이 발생할 수 있는 시간을 나타내며, 상기 복수의 타임 슬롯들에 상기 라우터를 동기시키기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드는, 상기 제1 메시지와 연관된 제1 시간 양(amount of time)(206)을 식별하고, 상기 제1 시간 양과 공지된 제2 시간 양(208)을 더하여 총 시간을 생성하고, 새로운 타임 슬롯을 위해 슬롯 타이머를 상기 총 시간으로 설정하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 포함하며, 각각의 타임 슬롯은 상기 총 시간과 동일한 길이를 가짐 - ;
    반복적으로, (i) 각 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값(418, 518)을 최대값까지 증분한 후 (ii) 각 타임 슬롯에서 상기 네트워크 참조값을 최소값까지 감분하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    상기 네트워크 참조값이 상기 라우터의 고유 식별자와 연관되는 특정값을 가지는 경우에 상기 라우터에서 제2 메시지를 브로드캐스트하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    각 타임 슬롯의 말단에서 상기 슬롯 타이머를 상기 총 시간으로 재설정하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 라우터에서 제3 메시지(210)를 수신하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드; 및
    상기 제3 메시지와 동기되도록 상기 슬롯 타이머를 조정하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드
    를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2 메시지를 브로드캐스트하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드는, 다수의 타임 슬롯들의 각각에서 복수의 제2 메시지들 중 하나를 브로드캐스트하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 포함하며, 상기 네트워크 참조값은 상기 다수의 타임 슬롯들 동안 상기 특정값을 가지는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 메시지는 상기 메시 네트워크 내의 중앙 제어기(102)와 상기 메시 네트워크 내의 또다른 라우터(104a-104e) 중 하나에 의해 브로드캐스트되는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 라우터는 모바일 라우터를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  15. 메시 네트워크로서,
    복수의 사용자 엔드포인트들(user endpoints)(106a-106d)과 통신할 수 있는 복수의 라우터들(104a-104e); 및
    복수의 타임 슬롯들(202, 202a-202d)을 정의하고 상기 타임 슬롯들 중 적어도 하나의 타임 슬롯에서 상기 라우터들 중 적어도 하나의 라우터와 통신할 수 있는 중앙 제어기(102)
    를 포함하며,
    각각의 라우터는 또한,
    상기 타임 슬롯들 중 하나에서 제1 메시지(204)를 수신할 수 있으며,
    상기 제1 메시지를 이용하여 상기 라우터를 상기 복수의 타임 슬롯들에 동기시킬 수 있으며 - 각각의 라우터는, 상기 제1 메시지와 연관된 제1 시간 양(amount of time)(206)을 식별하여 상기 복수의 타임 슬롯들에 동기시킬 수 있고, 상기 제1 시간 양과 공지된 제2 시간 양(208)을 더하여 총 시간을 생성할 수 있고, 새로운 타임 슬롯을 위해 슬롯 타이머를 상기 총 시간으로 설정할 수 있으며, 각각의 타임 슬롯은 상기 총 시간과 동일한 길이를 가짐 - ,
    반복적으로, (i) 각각의 타임 슬롯에서의 네트워크 참조값(418, 518)을 최대값까지 증분한 후, (ii) 각각의 타임 슬롯에서 상기 네트워크 참조값을 최소값까지 감분할 수 있으며, 및
    상기 네트워크 참조값이 상기 라우터의 고유 식별자와 연관되는 특정값을 가지는 경우 상기 라우터에서 제2 메시지를 브로드캐스트할 수 있는,
    메시 네트워크.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서,
    각각의 라우터는 또한, 각각의 타임 슬롯의 말단에서 상기 슬롯 타이머를 상기 총 시간으로 재설정할 수 있는, 메시 네트워크.
  18. 제15항에 있어서,
    각각의 라우터는 또한,
    상기 라우터에서 제3 메시지(210)를 수신할 수 있으며,
    상기 제3 메시지와 동기되도록 상기 슬롯 타이머를 조정할 수 있는,
    메시 네트워크.
  19. 제15항에 있어서,
    각각의 라우터는, 다수의 타임 슬롯들의 각각에서 복수의 제2 메시지들 중 하나를 브로드캐스트할 수 있으며, 상기 네트워크 참조값은 상기 다수의 타임 슬롯들 동안 상기 특정값을 가지는, 메시 네트워크.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 라우터들 중 적어도 일부는 모바일 라우터들인, 메시 네트워크.
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