KR101203880B1 - 무선 메쉬 네트워크에서 이동성을 고려하여 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법 - Google Patents

무선 메쉬 네트워크에서 이동성을 고려하여 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 무선 메쉬 네트워크에서 이동성을 고려하여 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템은 이동 수단에 탑재되어 1-홉으로 직접 연결된 사용자 단말에 통신 서비스를 제공하고 이동 상황에 따라 메쉬 포인트 그룹을 형성하는 다수의 메쉬 포인트; 하나의 메쉬 포인트 그룹 내에서 상기 다수의 메쉬 포인트와 송수신하는 데이터를 라우팅하기 위한 라우팅 테이블을 관리하는 하나의 메쉬 포인트 그룹 헤더; 및 하나의 메쉬 포인트 그룹 내에서 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더와 다른 메쉬 포인트 그룹 간에 통신이 가능하도록 연결하는 적어도 하나의 게이트웨이 메쉬 포인트를 포함한다.

Description

무선 메쉬 네트워크에서 이동성을 고려하여 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR PROVIDING COMMUNICATION SERVICE CONSIDERING MOBILITY IN WIRELESS MESH NETWORK AND METHOD THEREOF}
본 발명은 무선 메쉬 네트워크에 관한 것으로, 특히, 이동성을 고려하여 다수의 메쉬 포인트들을 적어도 하나의 메쉬 포인트 그룹으로 설정하고, 메시 포인트 그룹 내의 게이트웨이 메쉬 포인트를 이용하여 상호 간에 통신할 수 있도록 하는 무선 메쉬 네트워크에서 이동성을 고려하여 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
무선 메쉬 네트워크는 메쉬 포탈, 메쉬 포인트, 그리고 각 메쉬 포인트에 연결되어 있는 단말 스테이션으로 구성되어 있다. 메쉬 포탈은 메쉬 네트워크의 게이트웨이의 역할을 하며 백본망과 연결되어 있다. 메쉬 포인트는 라우터의 역할을 수행하며 이러한 메쉬 포인트끼리는 링크를 갖는다. 많은 수의 메쉬 포인트들은 인접 메쉬 포인트들과 링크를 갖게 되어 마치 그물과 같은 구조로 연결된다. 메쉬 포인트들은 멀티홉 통신을 통하여 한 메쉬 포인트에서 다른 메쉬 포인트로 데이터를 전달할 수 있으며, 이러한 연결성을 통하여 넓은 지역의 통신을 제공할 수 있게 된다. 메쉬 포인트에는 별도의 AP(access point)를 부착할 수 있는데, 이러한 경우 메쉬 포인트는 AP로써 역할을 동시에 수행할 수 있다. 핸드폰, 노트북, 센서 등의 단말 스테이션들은 이러한 AP를 통하여 백본망과의 연결성을 보장받는다.
무선 메쉬 네트워크는 메쉬 포인트 간의 멀티홉 연결을 통해서 특별한 기반시설 없이 무선으로 넓은 지역의 통신을 제공할 수 있다. 또한, 무선으로 연결이 되기 때문에 유선을 기반으로 한 기간망보다 설치비용이 저렴하며 유지, 보수 또한 상대적으로 쉽다. 이러한 특징 때문에, 무선 메쉬 네트워크는 기반 시설이 설치되어 있지 않은 지역을 서비스 대상으로 할 때 큰 강점을 갖게 된다. 특히, 전술 네트워크나 인명 구조 서비스를 위한 네트워크의 경우 유선망이 설치되어 있지 않는 지역에 통신을 제공해야 하는 경우가 많다. 이러한 물리적 제한으로 인하여 전술 네트워크와 같은 어플리케이션에서 무선 메쉬 네트워크가 차지하는 비중이 점차 늘고 있다.
그러나 기존에 진행되었던 무선 메쉬 네트워크의 연구는 주로 고정된 메쉬 포인트를 기반으로 하위 단말기들의 이동성만을 고려한다. 이러한 무선 메쉬 포인트의 이동성 제약은 역동적인 전술 네트워크의 특성을 반영하기가 어렵다.
전시 상황에서는 각 전투 개체들의 이동이 빈번하게 이루어진다. 이러한 이동성에 의하여 네트워크의 토폴로지 또한 빈번하게 바뀐다. 특히, 전술 상황에서는 개별적으로 움직이는 것이 아니라 명령 체계에 의하여 지휘관을 중심으로 특정한 대형을 이룬 채 이동을 하는 경우가 많다. 이러한 대형은 부대 단위로 구성이 되며 각각의 부대는 할당된 임무에 따라 개별적으로 이동을 하게 된다. 각각의 메쉬 포인트들은 차량에 탑재되어 이동을 하며 각 중대의 통신을 관장하게 된다. 그리고 이러한 메쉬 포인트들은 단말기를 소지한 차량, 보병 등 하위 전투 개체들의 통신을 담당하게 된다.
네트워크 중심전에서 서로 다른 통신능력을 갖는 장치들 예컨대, 보병, 차량, UAV 등등이 혼재된 상황에서는 애드 혹 네트워크와 같은 분산 시스템보다 메쉬 네트워크와 같은 백본 지향적인 시스템이 효율적이다. 표준화 작업이 완료되었거나 진행 중인 IEEE 802.16e, IEEE 802.11s과 같은 종래의 무선 메쉬 네트워크 기술은 메쉬 노드의 이동성이 없는 고정형 네트워크를 기반으로 한다는 한계가 있다. 이를 이동성이 있는 네트워크에 그대로 적용할 경우에는 이동성 때문에 빈번히 발생하는 통신 링크의 단절과 MAC에서의 충돌 때문에 급격한 성능저하가 발생한다.
따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 이동성을 고려하여 다수의 메쉬 포인트들을 적어도 하나의 메쉬 포인트 그룹으로 설정하고, 메시 포인트 그룹 내의 게이트웨이 메쉬 포인트를 이용하여 상호 간에 통신할 수 있도록 하는 무선 메쉬 네트워크에서 이동성을 고려하여 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템은 이동 수단에 탑재되어 1-홉으로 직접 연결된 사용자 단말에 통신 서비스를 제공하고 이동 상황에 따라 메쉬 포인트 그룹을 형성하는 다수의 메쉬 포인트; 하나의 메쉬 포인트 그룹 내에서 상기 다수의 메쉬 포인트와 송수신하는 데이터를 라우팅하기 위한 라우팅 테이블을 관리하는 하나의 메쉬 포인트 그룹 헤더; 및 하나의 메쉬 포인트 그룹 내에서 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더와 다른 메쉬 포인트 그룹 간에 통신이 가능하도록 연결하는 적어도 하나의 게이트웨이 메쉬 포인트를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 이동 상황은 상기 다수의 메쉬 포인트 각각의 이동 방향, 및 이동 위치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메쉬 포인트는 이웃하는 다른 메쉬 포인트들의 상태 정보를 서로 교환하고, 그 상태 정보를 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더에 전달하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 상태 정보는 메쉬 포인트의 파손 여부를 나타내는 정보, 전력 손실을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더는 상기 다수의 메쉬 포인트들 간에 트리 구조를 유지할 수 있도록 라우팅 테이블을 관리하고, 상기 라우팅 테이블을 기반으로 트리 구조 정보가 담긴 라우팅 업데이트 메시지를 해당 그룹 내에 브로드캐스팅하여 각 메쉬 포인트들이 상기 트리 구조를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 게이트웨이 메쉬 포인트는 다른 메쉬 포인트 그룹에 속한 게이트웨이 메쉬 포인트로부터 게이트웨이 정보를 수집하여 관리하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 게이트웨이 정보는 각 게이트웨이 메쉬 포인트의 식별번호, 각 게이트웨이 메쉬 포인트와의 통신 가능 여부, 및 각 게이트웨이 메쉬 포인트가 속한 메쉬 포인트 그룹의 식별번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템은 상기 게이트웨이 메쉬 포인트와 통신하고 상기 게이트웨이 메쉬 포인트와 외부의 통신망 또는 통신장비 간에 통신이 가능하도록 연결하는 메쉬 포탈을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 하나의 메쉬 포인트 그룹은 다른 메쉬 포인트 그룹과 서로 다른 주파수를 갖는 무선 채널을 사용하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 게이트웨이 메쉬 포인트는 서로 다른 메쉬 포인트 그룹 간에 통신하기 위한 공통 외부 통신 채널을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 한 관점에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템은 메쉬 포인트가 송신측 사용자 단말로부터 데이터를 수신하면, 수신된 상기 데이터를 메쉬 포인트 그룹 헤더에 전달하는 단계; 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 상기 데이터를 수신하면, 라우팅 테이블을 기반으로 수신측 사용자 단말을 서비스하는 메쉬 포인트를 포함하는 메쉬 포인트 그룹을 결정하는 단계; 및 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 상기 결정된 결과에 따라 상기 데이터를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 데이터를 전달하는 단계는 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 그 결정된 결과로 상기 메쉬 포인트 그룹이 자신이 속한 그룹이면, 그룹 내 상기 수신측 사용자 단말을 서비스하는 메쉬 포인트에 상기 데이터를 전달하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 데이터를 전달하는 단계는 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 그 결정된 결과로 상기 메쉬 포인트 그룹이 외부의 다른 그룹이면, 그룹 내 게이트웨이 메쉬 포인트에 전달하고, 상기 게이트웨이 메쉬 포인트가 상기 결정된 외부의 다른 메쉬 포인트 그룹 내에 상기 데이터를 전달하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 데이터를 전달하는 단계는 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 그 결정된 결과로 상기 메쉬 포인트 그룹이 외부의 통신망 또는 통신장비이면, 그룹 내 게이트웨이 메쉬 포인트에 전달하고, 상기 게이트웨이 메쉬 포인트가 상기 외부의 통신망 또는 통신장비에 연결된 메쉬 포탈에 상기 데이터를 전달하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해, 본 발명은 이동성을 고려하여 다수의 메쉬 포인트들을 적어도 하나의 메쉬 포인트 그룹으로 설정하고, 메시 포인트 그룹 내의 게이트웨이 메쉬 포인트를 이용하여 상호 간에 통신함으로써, 정보를 효율적을 전달할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이동성을 고려하여 다수의 메쉬 포인트들을 적어도 하나의 메쉬 포인트 그룹으로 설정하고, 메시 포인트 그룹 내의 게이트웨이 메쉬 포인트를 이용하여 상호 간에 통신함으로써, 이동 상황에 따라 망의 구축 및 제거가 용이할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 이동성을 고려하여 다수의 메쉬 포인트들을 적어도 하나의 메쉬 포인트 그룹으로 설정하고, 메시 포인트 그룹 내의 게이트웨이 메쉬 포인트를 이용하여 상호 간에 통신함으로써, 망의 유지 및 보수가 용이할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 원리를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 원리를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 원리를 설명하기 위한 제3 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크에서 이동성을 고려하여 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템 및 그 방법을 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 명세서 전체를 통하여 각 도면에서 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서는 이동성을 고려하여 다수의 메쉬 포인트(mesh point)들을 적어도 하나의 메쉬 포인트 그룹으로 설정하고, 메시 포인트 그룹 내의 게이트웨이 메쉬 포인트를 이용하여 상호 간에 통신할 수 있도록 하는 새로운 방안을 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템은 하나의 메쉬 포인트 그룹(Mesh Point Group; MPG)을 형성하는 메쉬 노드(110), 메쉬 포인트(120), 메쉬 포인트 그룹 헤더(Mesh Point Group Header; MPGH)(130), 게이트웨이 메쉬 포인트(140), 및 메쉬 포탈(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 기 설정된 메쉬 포인트 그룹 헤더(130)는 전술 상황 또는 이동 상황에 따라 적어도 하나의 메쉬 포인트, 게이트웨이 메쉬 포인트를 포함하는 메쉬 포인트 그룹을 형성할 수 있을 뿐 아니라 클러스터를 구성하기 위한 다양한 클러스터링 알고리즘이 사용될 수도 있다.
메쉬 노드(110)는 무선 메쉬 네트워크의 서비스를 제공받을 수 있는 통신 장치로서, 음성, 멀티미디어, 및 데이터 등과 같은 다양한 정보를 송수신할 수 있다. 메쉬 노드(110)는 메쉬 포인트(120)를 통해 다른 통신 장치와 통신할 수 있다.
메쉬 포인트(120)는 각종 이동 수단 예컨대, 탱크, 차량, 로봇 등에 탑재되어 메쉬 노드(110)와 통신할 수 있다. 메쉬 포인트(120)는 1-홉으로 직접 연결된 메쉬 노드에 대한 통신 서비스를 제공하고, 이웃하는 메쉬 포인트들의 리스트를 관리하며, 이웃하는 메쉬 포인트들과 상태 정보를 교환할 수 있다.
이때, 메쉬 포인트(120)는 이웃하는 메쉬 포인트들의 상태 정보 예컨대, 파손 여부를 나타내는 정보, 전력 손실을 나타내는 정보 등을 주기적으로 서로 교환함으로써 특정 메쉬 포인트의 파손 및 전력 손실 정도를 체크할 수 있다. 물론, 메쉬 포인트(120)는 이러한 상태 정보를 헤더 메쉬 포인트(130)에 전달할 수 있다.
메쉬 포인트 그룹 헤더(130)는 그룹 내의 메쉬 포인트들(120)과 통신할 수 있다. 메쉬 포인트 그룹 헤더(130)는 메쉬 포인트들 간의 MAC(Media Access Control) 스케쥴링을 수행하고, 메쉬 포인트들 간에 트리 구조를 유지할 수 있도록 라우팅 테이블을 관리 즉, 저장, 업데이트, 유지하며, 트리 구조 정보가 담긴 라우팅 업데이트 메시지를 브로드캐스팅하여 각 메쉬 포인트들이 트리 구조를 유지 또는 수정하도록 할 수 있다.
게이트웨이 메쉬 포인트(140)는 게이트웨이의 역할을 수행할 수 있다. 게이트웨이 메쉬 포인트(140)는 그룹 내의 메쉬 포인트들이 외부의 다른 메쉬 포인트 그룹 내의 메쉬 포인트들 또는 외부의 통신 망과 통신하도록 연결할 수 있다.
이때, 게이트웨이 메쉬 포인트(140)는 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다.
메쉬 포탈(150)은 게이트웨이 메쉬 포인트(140)와 통신하고 게이트웨이 메쉬 포인트(140)와 외부의 통신망이 통신할 수 있도록 연결할 수 있다. 메쉬 포탈(150)은 항공기나 위성을 이용하여 중앙 통제부 또는 통신망과의 접속이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 원리를 설명하기 위한 제1 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전술 상황 또는 이동 상황에 따라 3개의 메쉬 포인트 그룹 MPG1, MPG2, MPG3이 형성된 경우를 보여주고 있다. 각 메쉬 포인트 그룹은 메쉬 포인트, 메쉬 포인트 그룹 헤더, 게이트웨이 메쉬 포인트로 구성되어 있다.
예컨대, 3개의 메쉬 포인트 그룹 MPG1, MPG2, MPG3은 유사한 이동성을 갖는 메쉬 포인트들을 포함하는데, 여기서, 유사한 이동성은 메쉬 포인트의 이동 방향이나 이동 위치가 메쉬 포인트 그룹 헤더의 위치를 기준으로 일정 범위 이내인 것을 의미할 수 있다.
즉, 메쉬 포인트 그룹 MPG1에서 각 메쉬 포인트 MP1a, MP1b, MP1c은 하나의 메쉬 포인트 그룹 헤더 MPGH1과 연결되고, MPGH1은 게이트웨이 메쉬 포인트 GMP1에 연결된다.
마찬가지로, 메쉬 포인트 그룹 MPG2에서 각 메쉬 포인트 MP2a, MP2b는 하나의 메쉬 포인트 그룹 헤더 MPGH2과 연결되고, MPGH2는 게이트웨이 메쉬 포인트 GMP2a, GMP2b에 연결된다.
마찬가지로, 메쉬 포인트 그룹 MPG3에서 각 메쉬 포인트 MP3a, MP3b는 하나의 메쉬 포인트 그룹 헤더 MPGH3과 연결되고, MPGH3은 게이트웨이 메쉬 포인트 GMP3a, GMP3b에 연결된다.
이때, 메쉬 포인트 그룹 MPG1, MPG2, MPG3 각각은 서로 다른 주파수를 갖는 무선 채널을 사용할 수 있다. 메쉬 포인트 그룹 MPG1, MPG2, MPG3 간에 통신을 위하여 각 메쉬 포인트 그룹의 게이트웨이 메쉬 포인트들은 별도의 공통 외부 통신 채널(common inter-communication channel)을 할당받아 할당받은 무선 채널을 통해 게이트웨이 메쉬 포인트가 통신을 수행할 수 있다.
이러한 방식은 특정 채널에 액세스하려는 메쉬 포인트의 수를 줄이기 때문에 MAC에서의 충돌을 최소화하여 높은 데이터 전송률 및 전송 성공률을 보장할 수 있게 된다.
한 예로서, 메쉬 포인트 그룹 MPG1 내 메쉬 포인트 MP1a과 MP1c 간에 통신하고자 하는 경우 메쉬 포인트 MP1a은 메쉬 포인트 그룹 헤더 MPGH1을 통해 메쉬 포인트 MP1c과 통신을 수행할 수 있다.
다른 예로서, 메쉬 포인트 그룹 MPG1 내 메쉬 포인트 MP1a과 메쉬 포인트 MPG2 내 메쉬 포인트 MP2a 간에 통신하고자 하는 경우 메쉬 포인트 MP1a은 메쉬 포인트 그룹 헤더 MPGH1, 게이트웨이 메쉬 포인트 GMP1, 게이트웨이 메쉬 포인트 GMP2a, 메쉬 포인트 그룹 헤더 MPGH2를 통해 메쉬 포인트 MP2a와 통신을 수행할 수 있다.
이렇게 본 발명은 외부 망의 도움없이 각 그룹 간의 영상, 음성, 및 정보를 전달할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 망의 구조는 외부 망과의 연결없이 전장에서 독립적으로 운영되어 전장에 있는 다수의 부대들 간의 통신을 지원할 수 있다.
이때, 본 발명은 메쉬 포탈이 필요 없기 때문에 게이트웨이 메쉬 포인트들은 다른 메쉬 포인트 그룹과의 통신을 위하여 다른 메쉬 포인트 그룹에 속한 게이트웨이 정보를 수집하여 관리할 수 있다. 여기서, 게이트웨이 정보는 각 게이트웨이의 식별번호 예컨대, ID(Identifier), 각 게이트웨이와의 통신 가능 여부, 및 각 게이트웨이가 속한 메쉬 포인트 그룹의 식별번호 등을 포함할 수 있다.
하나의 게이트웨이 메쉬 포인트는 동시에 다수의 메쉬 포인트 그룹에 속해있는 다수의 게이트웨이 메쉬 포인트들을 관리하며 그들과의 링크(link)를 유지하는 것이 가능하다. 따라서 하나의 메쉬 포인트 그룹은 적어도 하나 이상의 게이트웨이 메쉬 포인트를 가지고 있어야 다른 메쉬 포인트 그룹과의 통신이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 메쉬 포인트 그룹에 속한 제1 메쉬 노드가 제2 메쉬 포인트 그룹에 속한 제2 메쉬 노드와 통신하고자 하는 경우, 제1 메쉬 노드가 데이터 트래픽을 해당 그룹 내 제1 메쉬 포인트에 전달할 수 있다(S310).
다음으로, 제1 메쉬 포인트는 데이터 트래픽을 해당 그룹 내 제1 메쉬 포인트 그룹 헤더에 전달할 수 있다(S320).
다음으로, 제1 메쉬 포인트 그룹 헤더는 데이터 트래픽을 수신하면, 라우팅 테이블을 기반으로 제2 메쉬 노드를 서비스하는 메쉬 포인트를 포함하는 메쉬 포인트 그룹을 결정할 수 있다(S330).
다음으로, 제1 메쉬 포인트 그룹 헤더는 제2 메쉬 포인트 그룹이 결정되면, 라우팅 경로에 따라 다중 홉 경로 즉, 해당 그룹 내의 제1 게이트웨이 메쉬 포인트와 결정된 제2 메쉬 포인트 그룹 내의 제2 게이트웨이 메쉬 포인트를 거쳐 목적지 메쉬 포인트를 담당하는 제2 메쉬 포인트 그룹 헤더에 데이터 트래픽을 전달할 수 있다(S340).
구체적으로, 1)제1 메쉬 포인트 그룹 헤더는 그 결정된 결과로 메쉬 포인트 그룹이 자신이 속한 그룹이면, 그룹 내 수신측 사용자 단말을 서비스하는 메쉬 포인트에 데이터를 전달할 수 있다.
2)제1 메쉬 포인트 그룹 헤더는 그 결정된 결과로 상기 메쉬 포인트 그룹이 외부의 다른 그룹이면, 그룹 내 게이트웨이 메쉬 포인트에 전달하고, 게이트웨이 메쉬 포인트가 결정된 외부의 다른 메쉬 포인트 그룹 내에 데이터를 전달할 수 있다.
3)제1 메쉬 포인트 그룹 헤더는 그 결정된 결과로 메쉬 포인트 그룹이 외부의 통신망 또는 통신장비이면, 그룹 내 게이트웨이 메쉬 포인트에 전달하고, 게이트웨이 메쉬 포인트가 외부의 통신망 또는 통신장비에 연결된 메쉬 포탈에 데이터를 전달할 수 있다.
다음으로, 제2 메쉬 포인트 그룹 헤더는 데이터 트래픽을 수신하면, 수신된 데이터 트래픽을 해당 그룹 내 제2 메쉬 포인트에 전달할 수 있다(S350).
다음으로, 제2 메쉬 포인트는 전달받은 데이터 트래픽을 제2 메쉬 노드에 전달할 수 있다(S360).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 원리를 설명하기 위한 제2 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 전술 상황 또는 이동 상황에 따라 3개의 메쉬 포인트 그룹 MPG1, MPG2, MPG3이 형성되고 각 메쉬 포인트 그룹 MPG1, MPG2, MPG3이 메쉬 포탈을 통해 외부의 통신 장치와 연결된 경우를 보여주고 있다. 각 메쉬 포인트 그룹은 메쉬 포인트, 메쉬 포인트 그룹 헤더, 게이트웨이 메쉬 포인트로 구성되어 있다.
적어도 하나의 메쉬 포인트는 위성이나 공중조기경보통제기 등과 같은 중계 장치와 통신할 수 있는 별도의 통신 장치를 탑재하여 메쉬 포탈의 역할을 수행할 수 있다. 예컨대, 별도의 통신 장치는 이동형 메쉬 네트워크의 데이터와 중계 장치의 신호를 상호 변환할 수 있다.
메쉬 포탈은 메쉬 네트워크의 메쉬 포인트들이 외부와 통신이 가능하도록 하는 관문역할을 하며, 반드시 메쉬 포탈을 거쳐야만 외부와 통신이 가능할 수 있다.
예컨대, 메쉬 포탈은 메쉬 노드인 소형 무인 정찰기(Unmanned Aerial Vehicle; UAV), 무인 지상 차량(Unmanned Ground Vehicle; UGV), 무인 로봇 등이 획득한 전술 상황에 대한 전술 정보를 MPG1, MPG2, MPG3을 포함하는 이동형 메쉬 네트워크를 통해 전달받아 전달받은 전술 정보를 중계 장치를 통해 외부의 통신 장치인 중앙 통제부로 포워딩할 수 있다.
반대로, 중앙 통제실에서 UAV, UGV, 무인 로봇 등을 제어하기 위한 제어 신호를 중계 장치를 통해 전달받아 전달받은 제어 신호를 MPG1, MPG2, MPG3을 포함하는 이동형 메쉬 네트워크를 통해 UAV, UGV, 무인 로봇의 메쉬 노드에 전달할 수 있다.
이때, 제어 신호는 낮은 시간지연을 요구하기 때문에 모든 데이터 트래픽 중에서도 가장 높은 우선 순위를 갖으며 큐(queue)에서 가장 먼저 처리되게 된다.
따라서 중앙 통제부의 운영자는 UAV, UGV, 무인 로봇 등에 설치된 카메라를 통해 실시간으로 현장의 영상을 제공받아 보면서 제어 신호를 통해 조종할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 서비스를 제공하기 위한 원리를 설명하기 위한 제3 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 전술 상황 또는 이동 상황에 따라 3개의 메쉬 포인트 그룹 MPG1, MPG2, MPG3이 형성되고 각 메쉬 포인트 그룹 MPG1, MPG2, MPG3이 메쉬 포탈을 통해 외부의 통신망을 통해 통신 장치와 연결된 경우를 보여주고 있다. 각 메쉬 포인트 그룹은 메쉬 포인트, 메쉬 포인트 그룹 헤더, 게이트웨이 메쉬 포인트로 구성되어 있다.
이러한 구성은 도 4에서 설명한 시스템의 구성과 동일하고 다만 중계 장치와 중앙 통제부 사이에 통신망을 연결할 수 있다. 즉, 앞에서 설명한 도 4에 비해 상대적으로 시간지연에 대한 허용(tolerance)이 가능한 데이터 또는 신호들을 통신망을 통해 중앙 통제부에 전달하거나 중앙 통제부에서 통신망을 통해 중계 장치로 전달할 수도 있다.
중앙 통제부가 다수개로 구성되어 통신망을 통해 정보를 동시에 액세스하는 것도 가능하다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상에서 설명한 실시예들은 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 메쉬 노드
120: 메쉬 포인트
130: 메쉬 포인트 그룹 헤더
140: 게이트웨이 메쉬 포인트
150: 메쉬 포탈
160: 중계 장치
170: 통신망
180: 중앙 통제부

Claims (14)

  1. 이동 수단에 탑재되어 1-홉으로 직접 연결된 사용자 단말에 통신 서비스를 제공하고 이동 상황에 따라 메쉬 포인트 그룹을 형성하는 다수의 메쉬 포인트;
    하나의 메쉬 포인트 그룹 내에서 상기 다수의 메쉬 포인트와 송수신하는 데이터를 라우팅하기 위한 라우팅 테이블을 관리하는 하나의 메쉬 포인트 그룹 헤더; 및
    하나의 메쉬 포인트 그룹 내에서 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더와 다른 메쉬 포인트 그룹 간에 통신이 가능하도록 연결하는 적어도 하나의 게이트웨이 메쉬 포인트;
    를 포함하되, 상기 메쉬 포인트 그룹은 유사한 이동성을 갖는 적어도 하나의 메쉬 포인트를 포함하며 상기 유사한 이동성은 메쉬 포인트의 이동 상황이 메쉬 포인트 그룹 헤더의 위치를 기준으로 일정 범위 이내인 것을 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이동 상황은 상기 다수의 메쉬 포인트 각각의 이동 방향, 및 이동 위치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 메쉬 포인트는,
    이웃하는 다른 메쉬 포인트들의 상태 정보를 서로 교환하고, 그 상태 정보를 상기 메쉬 포인트 그룹 헤더에 전달하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 상태 정보는 메쉬 포인트의 파손 여부를 나타내는 정보, 전력 손실을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 메쉬 포인트 그룹 헤더는,
    상기 다수의 메쉬 포인트들 간에 트리 구조를 유지할 수 있도록 라우팅 테이블을 관리하고, 상기 라우팅 테이블을 기반으로 트리 구조 정보가 담긴 라우팅 업데이트 메시지를 해당 그룹 내에 브로드캐스팅하여 각 메쉬 포인트들이 상기 트리 구조를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 메쉬 포인트는,
    다른 메쉬 포인트 그룹에 속한 게이트웨이 메쉬 포인트로부터 게이트웨이 정보를 수집하여 관리하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 정보는,
    각 게이트웨이 메쉬 포인트의 식별번호, 각 게이트웨이 메쉬 포인트와의 통신 가능 여부, 및 각 게이트웨이 메쉬 포인트가 속한 메쉬 포인트 그룹의 식별번호 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 메쉬 포인트와 통신하고 상기 게이트웨이 메쉬 포인트와 외부의 통신망 또는 통신장비 간에 통신이 가능하도록 연결하는 메쉬 포탈;
    을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 하나의 메쉬 포인트 그룹은 다른 메쉬 포인트 그룹과 서로 다른 주파수를 갖는 무선 채널을 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 메쉬 포인트는 서로 다른 메쉬 포인트 그룹 간에 통신하기 위한 공통 외부 통신 채널을 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템.
  11. 이동 수단에 탑재되어 1-홉으로 직접 연결된 사용자 단말에 통신 서비스를 제공하고 이동 상황에 따라 메쉬 포인트 그룹을 형성하는 메쉬 포인트가 송신측 사용자 단말로부터 데이터를 수신하면, 수신된 상기 데이터를 메쉬 포인트 그룹 헤더에 전달하는 단계;
    상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 상기 데이터를 수신하면, 라우팅 테이블을 기반으로 수신측 사용자 단말을 서비스하는 메쉬 포인트를 포함하는 메쉬 포인트 그룹을 결정하는 단계; 및
    상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 상기 결정된 결과에 따라 상기 데이터를 전달하는 단계;
    를 포함하되, 상기 메쉬 포인트 그룹은 유사한 이동성을 갖는 적어도 하나의 메쉬 포인트를 포함하며 상기 유사한 이동성은 메쉬 포인트의 이동 상황이 메쉬 포인트 그룹 헤더의 위치를 기준으로 일정 범위 이내인 것을 나타내는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 데이터를 전달하는 단계는,
    상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 그 결정된 결과로 상기 메쉬 포인트 그룹이 자신이 속한 그룹이면, 그룹 내 상기 수신측 사용자 단말을 서비스하는 메쉬 포인트에 상기 데이터를 전달하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 데이터를 전달하는 단계는,
    상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 그 결정된 결과로 상기 메쉬 포인트 그룹이 외부의 다른 그룹이면, 그룹 내 게이트웨이 메쉬 포인트에 전달하고,
    상기 게이트웨이 메쉬 포인트가 상기 결정된 외부의 다른 메쉬 포인트 그룹 내에 상기 데이터를 전달하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 데이터를 전달하는 단계는,
    상기 메쉬 포인트 그룹 헤더가 그 결정된 결과로 상기 메쉬 포인트 그룹이 외부의 통신망 또는 통신장비이면, 그룹 내 게이트웨이 메쉬 포인트에 전달하고,
    상기 게이트웨이 메쉬 포인트가 상기 외부의 통신망 또는 통신장비에 연결된 메쉬 포탈에 상기 데이터를 전달하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스를 제공하기 위한 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103108374A (zh) * 2013-01-29 2013-05-15 北京交通大学 一种混合结构矿井应急救援无线网状网的节能路由算法
KR102434181B1 (ko) * 2021-11-24 2022-08-19 엘아이지넥스원 주식회사 적어도 하나의 무인 이동체 운용을 위한 무인 이동체 원격 통제 방법 및 그를 위한 시스템

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