KR101260064B1 - 에드-혹 네트워크에서의 다중 경로 설정 방법 및 다중 경로 설정 시스템 - Google Patents

에드-혹 네트워크에서의 다중 경로 설정 방법 및 다중 경로 설정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 노드들에 의해 구성되는 에드-혹 네트워크에서 발신지 노드와 목적지 노드간의 다중 경로를 설정하는 방법에 있어서, 상기 노드들 각각에서 인접 노드로부터 주기적으로 전송되는 비콘 메시지의 수신 개시 시간과 수신 중단 시간을 이용하여 해당 인접 노드와의 링크에 대한 생존 시간을 측정하는 과정과, 상기 발신지 노드에서 라우트 요청 메시지를 상기 목적지 노드로 전송하는 과정과, 상기 목적지 노드에서 상기 라우트 요청 메시지에 대응한 라우트 응답 메시지를 전송하는 과정과, 상기 목적지 노드와 상기 발신지 노드를 연결하는 복수의 역방향 경로들 상에 존재하는 적어도 하나의 중계 노드에서 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간을 상기 라우트 응답 메시지에 기록하여 다음 중계 노드 또는 상기 발신지 노드로 전달하는 과정과, 상기 발신지 노드에서 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간과 상기 라우트 응답 메시지 내에 기록된 생존 시간을 이용하여 다중 경로를 설정하는 과정을 포함하며, 상기 라우트 응답 메시지 내에 기록된 생존 시간은 해당 역방향 경로를 형성하는 링크들의 생존 시간들 중 최소 생존 시간과 최대 생존 시간임을 특징으로 한다.
에드-혹 네트워크 (Ad hoc Network), 경로 선택 (path selection), 링크 생존 시간 (link lifetime), 라우팅 응답 (routing response), 링크 품질 (link grades)

Description

에드-혹 네트워크에서의 다중 경로 설정 방법 및 다중 경로 설정 시스템{METHOD FOR SELECTING MULTI PATH IN AN AD HOC NETWORK AND MULTI-PATH SELECT SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 각 노드에서 생존 시간을 측정하는 방안을 설명하기 위한 에드-혹 네트워크의 일 예를 보이고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 경로 설정을 설명하기 위한 에드-혹 네트워크의 일 예를 보이고 있는 도면.
도 3에서는 확률 밀도 함수에 의한 중계 노드에서의 생존 시간의 분포를 통해 링크 품질을 결정하는 예를 설명하기 위해 도면.
본 발명은 에드-혹 망에서의 다중 경로 선택방법 및 다중 경로 설정방법 및 다중 경로 설정시스템에 관한 것으로, 특히 경로 별 생존 시간을 고려하여 다중 경로를 설정하는 다중 경로 설정방법 및 다중 경로 설정시스템에 관한 것이다.
통상적으로 통신 네트워크에는 복수의 노드들이 존재한다. 상기 노드들 상호 간은 정보의 전달이 가능하여야 한다. 이를 위해 발신지 노드 (Source node)와 목적지 노드 (Destination node)가 결정되면, 상기 발신지 노드와 상기 목적F지 노드 간에는 정보 전달을 위한 경로 (path)가 설정되어야 한다.
이러한 논리는 통신 네트워크의 종류에 관계없이 고려되어야 할 사항이다. 예컨대 에드-혹 네트워크 (Ad-hoc Network)에서도 정보 전달을 위한 경로 설정은 반드시 요구된다.
상기 에드-혹 네트워크는 고정된 유선 네트워크을 가지지 않고, 이동 호스트 (Mobile Host)에 의해 동적으로 구성할 수 있는 통신 네트워크이다. 따라서 상기 에드-혹 네트워크는 유선 네트워크를 구성하기 어렵거나 단기간 사용할 목적으로 통신 네트워크를 구성할 시에 적합하다.
앞에서도 밝힌 바와 같이 상기 에드-혹 네트워크는 이동 호스트를 노드로 사용한다. 따라서 에드-혹 네트워크의 구성을 위해서는 노드의 움직임을 고려하여야 한다. 만약 노드의 움직임이 고려되지 않는다면, 노드의 이동성이 심한 경우 전원이나 링크 대역폭 등으로 인해 불필요한 자원 손실이 증가한다.
이러한 문제를 방지하기 위해 에드-혹 네트워크에서는 다중 경로를 설정하고, 특정 경로가 단절될 시 나머지 경로를 사용할 수 있도록 하고 있다. 즉 발신지 노드와 목적지 노드 간에는 다수 개의 경로가 존재할 수 있다. 이와 같이 다중 경로를 사용하는 경우에는 경로와 라우트를 선택하기 위한 라우팅 알고리즘이 요구된다. 하지만 에드-혹 네트워크에서 다중 경로를 사용한다고 하더라도 경로를 최대한 유지할 수 있도록 하는 방안은 절실하다고 할 것이다.
전술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 에드-혹 네트워크에서 경로 별로 측정되는 생존 시간을 고려하여 다중 경로를 설정하는 방법 및 다중 경로 설정시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 에드-혹 네트워크에서 각 경로 별로 측정되는 생존 시간과 링크 품질을 근간으로 하여 최적의 다중 경로를 설정하는 다중 경로 설정방법 및 다중 경로 설정시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 에드-혹 네트워크에서 각 경로를 구성하는 링크 별로 생존 시간을 측정하고, 이를 발신지 노드로 보고하는 다중 경로 설정방법 및 다중 경로 설정시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 에드-혹 네트워크에서 각 경로를 구성하는 링크 별로 측정된 생존 시간들 중 최소 생존 시간과 최대 생존 시간이 라우트 응답 메시지를 통해 발신지 노드에게 보고되도록 하는 다중 경로 설정방법 및 다중 경로 설정시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 에드-혹 네트워크에서 각 경로 별로 측정된 최소 생존 시간과 최대 생존 시간 뿐만 아니라 상기 최소 생존 시간에 대응한 링크 품질 및 상기 최대 생존 시간에 대응한 링크 품질을 고려하여 다중 경로를 설정하는 방법 및 다중 경로 설정시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 에드-혹 네트워크에서 경로 단절과 상기 경로 단절에 대응한 경로 복구로 인해 야기되는 제어 메시지의 오버헤드를 최소화하는 다중 경로 설정 방법 및 다중 경로 설정시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 추가적인 제어 메시지의 발생을 억제하고, 최대의 생존 시간이 예상되는 경로의 선택에 의해 다중 경로를 설정하는 방법 및 다중 경로 설정시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 다수의 노드들에 의해 구성되는 에드-혹 네트워크에서 발신지 노드와 목적지 노드간의 다중 경로를 설정하는 방법에 있어서, 상기 노드들 각각에서 인접 노드로부터 주기적으로 전송되는 비콘 메시지의 수신 개시 시간과 수신 중단 시간을 이용하여 해당 인접 노드와의 링크에 대한 생존 시간을 측정하는 과정과, 상기 발신지 노드에서 라우트 요청 메시지를 상기 목적지 노드로 전송하는 과정과, 상기 목적지 노드에서 상기 라우트 요청 메시지에 대응한 라우트 응답 메시지를 전송하는 과정과, 상기 목적지 노드와 상기 발신지 노드를 연결하는 복수의 역방향 경로들 상에 존재하는 적어도 하나의 중계 노드에서 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간을 상기 라우트 응답 메시지에 기록하여 다음 중계 노드 또는 상기 발신지 노드로 전달하는 과정과, 상기 발신지 노드에서 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간과 상기 라우트 응답 메시지 내에 기록된 생존 시간을 이용하여 다중 경로를 설정하는 과정을 포함하며, 상기 라우트 응답 메시지 내에 기록된 생존 시간은 해당 역방향 경로를 형성하는 링크들의 생존 시간들 중 최소 생존 시간과 최대 생존 시간임을 특징으로 한다.
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이를 위해 바람직하기로는, 상기 중계 노드에 의해 계산될 수 있는 생존 시간의 통계에 의한 분포를 소정 구간으로 분할하고, 상기 분할된 각 구간 별로 고유하게 부여된 품질에 관한 정보가 경로 설정 정보로써 라우트 응답 메시지에 포함되도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 다수의 노드들에 의해 구성되는 에드-혹 네트워크에서 발신지 노드와 목적지 노드간의 다중 경로를 설정하는 시스템에 있어서, 라우트 요청 메시지를 전송하고, 복수의 역방향 경로들을 통해 상기 라우트 요청 메시지에 대응한 라우트 응답 메시지를 수신하며, 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간과 상기 라우트 응답 메시지 내에 존재하는 경로 설정 정보에 의해 다중 경로를 설정하는 발신자 노드와, 복수의 순방향 경로들을 통해 상기 라우트 요청 메시지를 수신하고, 상기 라우트 요청 메시지에 대응하여 상기 라우트 응답 메시지를 전송하는 목적지 노드와, 인접 노드로부터 주기적으로 전송되는 비콘 메시지의 수신 개시 시간과 수신 중단 시간을 이용하여 해당 인접 노드와의 링크에 대한 생존 시간을 측정하고, 상기 경로 설정 정보에 해당 역방향 경로를 형성하는 링크들의 생존 시간들 중 최소 생존 시간과 최대 생존 시간이 포함되도록 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간을 상기 라우트 응답 메시지에 기록하는 상기 역방향 경로들 상에 존재하는 적어도 하나의 중계 노드를 포함한다.
이를 위해 바람직하기로는, 중계 노드에 의해 계산될 수 있는 생존 시간의 통계에 의한 분포를 소정 구간으로 분할하고, 상기 분할된 각 구간 별로 고유하게 부여된 품질에 관한 정보가 경로 설정 정보로써 라우트 응답 메시지에 포함되도록 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에서는 각 노드에 의해 모든 링크를 대상으로 하여 측정되는 생존 시간이 관리될 수 있도록 하고, 추후 발신지 노드와 목적지 노드 간의 다중 경로를 설정할 시 상기 발신지 노드와 상기 목적지 노드를 연결하는 경로 상에 존재하는 노드에 의해 관리되는 생존 시간에 의해 경로를 선택하는 방안을 마련하고자 한다.
따라서 본 발명의 상세한 설명에서는 각 노드에서 모든 링크를 대상으로 하는 생존 시간의 측정을 구체적으로 제안할 것이다. 이를 위해 노드에서는 각 인접 노드와의 링크를 통해 전파되는 비컨 메시지의 수신 개시 시간과 수신 중단 시간을 측정하여야 한다. 그리고 상기 링크 별로 측정된 수신 개시 시간과 수신 중단 시간의 오차 시간의 통계 치를 생성하고, 상기 통계 치에 의해 링크의 단절이 이루어지 기 전까지의 바람직한 잔여 생존 시간을 측정한다.
또한 본 발명의 상세한 설명에서는 발신지 노드로부터 목적지 노드로 전파된 라우트 요청 메시지에 대응하여 상기 목적지 노드로부터 상기 발신지 노드로 전파되는 라우트 응답 메시지에 해당 경로 상에서의 최소 생존 시간과 최대 생존 시간에 관한 정보가 기록될 수 있도록 한다. 이를 위해 상기 라우트 응답 메시지가 전파되는 경로 상에 존재하는 중계 노드는 자신이 관리하는 생존 시간을 고려하여 상기 라우트 응답 메시지에 최소 생존 시간과 최대 생존 시간이 유지되도록 한다.
A. 통계에 의한 링크 생존 시간 측정
이하 본 발명의 실시 예를 위해 통계에 의한 링크 생존 시간을 측정하는 방안에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 각 노드에서 생존 시간을 측정하는 방안을 설명하기 위한 에드-혹 네트워크의 일 예를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 제1노드 (Node #1)은 제2노드 (Node #2)와 링크를 형성한다. 상기 제2노드는 상기 제1노드 뿐만 아니라 제3노드 (Node #3) 내지 제5노드 (Node #5)와 링크를 형성한다. 상기 제3노드는 상기 제2노드, 제4노드 (Node #4) 및 제5노드와 링크를 형성한다. 즉 전술한 바와 같이 각 노드는 인접한 노드 (Neighboring Node)와 링크를 형성한다.
한편 상기 제1 내지 제5노드는 주기적 또는 연속적으로 비컨 메시지를 방송한다. 통상적으로 상기 비컨 메시지는 인접한 노드를 인식하기 위한 용도로 사용된 다. 상기 각 노드로부터 방송되는 비컨 메시지는 인접 노드에 의해 수신된다. 예컨대 제2노드로부터 방송된 비컨 메시지는 제1노드 및 제3노드 내지 제5노드에 의해 수신된다.
각 노드는 인접 노드로부터의 비컨 메시지를 수신한 시간, 즉 수신 개시 시간 ts을 기록한다. 그리고 각 노드는 인접 노드로부터 비컨 메시지의 수신이 중단되는 시간, 즉 수신 중단 시간 te을 기록한다. 상기 각 노드는 비컨 메시지의 수신이 중단된 링크 별로 실제 생존 시간을 생성한다. 상기 실제 생존 시간은 "te - ts"에 의해 생성한다.
전술한 바에 의한 생존 시간의 생성은 원하는 결과를 획득하기에 충분할 때까지 해당 노드는 네트워크 내에서 배치되는 모든 연결들에 대해 반복적으로 수행된다.
그 후 각 노드는 앞서 측정한 모든 링크들에 대한 생존 시간들 중 임의의 기준 값 t2를 초과하는 확률을 측정한다. 여기서 t2는 "t1 + τ"로 정의할 수 있다. 상기 t1은 임의의 노드에서 특정 링크 l(k,h)에 대한 추적을 통해 분배되는 생존 시간이며, τ는 목표 잔여 생존 시간을 의미한다. 앞에서의 정의에 의해 측정할 수 있는 링크 단절 이전까지 바람직한 잔여 생존 시간은 하기 <수학식 1>로 표현될 수 있다.
Figure 112006024463874-pat00001
전술한 바와 같이 본 발명에서는 통계를 기초로 하여 잔여 링크 생존 시간을 예측할 수 있다. 그 후 예측된 링크 생존 시간 정보를 이용하여 경로 설정 시 복수의 경로 집합 중에서 최장 생존 시간을 보정하는 경로를 선택하도록 한다.
B. 다중 경로의 설정
이하 본 발명의 실시 예에 따라 에드-혹 네트워크에서 온-디멘드 (on-demand) 라우팅 알고리즘을 기반으로 하여 라우팅 경로를 설정하는 방안에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에서 제안하는 경로 설정은 노드가 인접 노드들로 패킷 열의 전송을 원할 때, 발신지로부터 목적지까지의 경로를 통해 패킷이 완전히 전송될 수 있도록 상기 경로가 충분한 생존 시간을 갖도록 한다. 그리고 앞에서도 밝혔듯이 본 발명에서는 발신지 노드 (Source Node)가 다중 경로를 설정할 수 있도록, 해당 경로의 최소 생존 시간과 최대 생존 시간을 라우팅 응답 메시지를 통해 상기 발신지 노드로 전달한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 발신지 노드는 패킷의 전송을 원할 시 인접 노드 (Neighbor Node)를 대상으로 하여 라우팅 요청 메시지 (Route Response; RREP)를 방송한다. 상기 라우팅 요청 메시지는 특정 목적지 노드 (Destination Node)를 가진다. 따라서 상기 발신지 노드에 의해 방송된 라우팅 요청 메시지는 다양한 경로를 통해 목적지 노드로 전파될 것이다.
상기 목적지 노드는 다양한 순방향 경로를 통해 상기 발신지 노드로부터 방송된 상기 라우팅 요청 메시지를 수신한다. 상기 목적지 노드는 인접 노드를 대상으로 하여 상기 라우팅 요청 메시지에 대응한 라우팅 응답 메시지 (Route Request; RREQ)를 방송한다. 상기 라우팅 응답 메시지 또한 다양한 역방향 경로를 통해 상기 발신지 노드로 전파된다. 상기 라우팅 응답 메시지가 상기 목적지 노드로부터 상기 발신지 노드로 전파되는 경로 상에는 적어도 하나의 노드가 존재하며, 이를 중계 노드 (Relay Node)라 한다.
상기 중계 노드는 상기 라우팅 응답 메시지가 전달되는 이전 노드와의 링크에 대해 예측된 FLL (Full Link Lifetime)을 산출한다. 상기 이전 노드는 목적지 노드 또는 이전 중계 노드이다. 예컨대 상기 중계 노드가 i 번째 경로 상에 존재하며, 이전 노드와는 j 번째 링크를 통해 연결되었다고 가정할 수 있다. 이 때 I 번째 i 번째 경로에 존재하는 j 번째 링크의 현재 나이는 로 표시하며, 예측된 FLL은 하기 <수학식 2>에 의해 산출할 수 있다.
Figure 112006024463874-pat00002
상기 <수학식 2>에서 fT(t)는 노드 j 내의 FLL의 확률 밀도 함수 (Probability Density Function; PDF)이다.
상기 중계 노드는 해당 링크에 대한 생존 시간이 산출되면, 상기 산출한 생존 기간에 대응한 링크 품질 (link grade)을 할당한다. 상기 중계 노드는 링크 품질의 할당을 위해 산출될 수 있는 생존 시간의 통계에 의한 분포를 소정 구간으로 분할한다. 상기 분할된 각 구간들은 고유한 링크 품질에 대응한다. 따라서 상기 중계 노드는 상기 산출한 생존 시간이 어느 구간에 속하는지를 확인함으로써, 상기 생존 시간에 대응한 링크 품질을 할당한다.
도 3에서는 PDF에 의한 중계 노드에서의 생존 시간의 분포를 통해 링크 품질을 결정하는 예를 설명하기 위해 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 생존 시간의 분포에서 반주기를 4개의 구간으로 분할하였다. 그리고 분할 구간들 중 가장 분포도가 높은 구간에 가장 양호한 링크 품질 (SOSO)을 부여한다. 이에 연속하는 구간에는 다음으로 양호한 링크 품질(EXCELLENT)을 부여하고, 다음 구간에는 양호한 링크 품질(GOOD)을 부여하였다. 마지막으로 가장 분포도가 낮은 구간에 가장 좋지 않은 링크 품질(POOR)을 부여한 다.
따라서 중계 노드에 의해 생존 시간이 산출될 시, 산출된 생존 시간에 대응한 구간에 부여된 링크 품질이 해당 중계 노드에서의 링크 품질로 결정된다.
상기 i 번째 경로의 j 번째 링크에 할당된 링크 품질을 라 표현할 때, 각 분할된 각 구간에 대응하여 링크 품질 을 부여하는 일 예는 하기 <수학식 3>와 같다.
Figure 112006024463874-pat00003
전술한 바에 의해 해당 링크에 대한 생존 시간과 링크 품질이 결정되면, 상기 중계 노드는 라우팅 응답 메시지에 기록된 최소 생존 시간 및 최대 생존 시간과 상기 결정된 생존 시간을 비교한다. 상기 중계 노드는 상기 결정된 생존 시간이 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최소 생존 시간보다 작으면, 상기 최소 생존 시간을 상기 결정된 생존 시간으로 갱신한다. 그렇지 않으면, 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최소 생존 시간을 그대로 유지한다. 한편 상기 중계 노드는 상기 결정된 생존 시간이 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최대 생존 시간보다 크면, 상기 최대 생존 시간을 상기 결정된 생존 시간으로 갱신한다. 그렇지 않으면, 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최대 생존 시간을 그대로 유지한다.
뿐만 아니라 상기 중계 노드는 필요에 따라 상기 라우팅 응답 메시지에 기록 된 링크 품질을 상기 결정된 링크 품질에 의해 갱신할 수 있다. 즉 상기 중계 노드는 상기 결정된 링크 품질이 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최상 링크 품질보다 좋으면, 상기 최상 링크 품질을 상기 결정된 링크 품질로 갱신한다. 그렇지 않으면, 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최상 링크 품질을 그대로 유지한다. 한편 상기 중계 노드는 상기 결정된 링크 품질이 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최하 링크 품질보다 나쁘면, 상기 최하 링크 품질을 상기 결정된 생존 시간으로 갱신한다. 그렇지 않으면, 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최하 링크 품질을 그대로 유지한다.
전술한 중계 노드의 동작에 의해 발신지 노드는 해당 경로 상에 존재하는 링크들의 생존 시간들 중 최소 생존 시간과 최대 생존 시간 및 최상 링크 품질과 최하 링크 품질에 관한 정보를 획득한다.
따라서 상기 발신지 노드는 각 경로 별로 획득한 정보에 의해 가장 바람직한 잔여 생존 시간을 가지는 복수의 경로를 선택할 수 있다. 즉 경로 단절이 발생할 확률이 가장 낮은 경로들을 선택하고, 이를 통해 안정적으로 패킷을 전송할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 경로 설정을 설명하기 위한 에드-혹 네트워크의 일 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 2에서는 목적지 노드와 발신지 노드를 연결하는 역방향 링크가 두 개인 경우를 가정한다. 그리고 하기에서는 제1중계 노드 내지 제3중계 노드에 의해 형성되는 경로에 한정하여 설명한다. 하지만 제4중계 노드 내지 제6중계 노드에 의해 형성되는 경로에 대해서도 하기의 설명이 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
상기 도 2를 참조하면, 목적지 노드로부터 전송되는 라우팅 응답 메시지에는 최소 생존 시간과 최대 생존 시간 및 최상 링크 품질과 최하 링크 품질로 어떠한 정보도 기록되지 않는다.
상기 목적지 노드로부터 라우팅 응답 메시지를 수신한 제3중계 노드는 상기 목적지 노드와의 연결에 해당하는 제4링크 (Link (4))에 대한 생존 시간과 링크 품질을 산출한다. 상기 도 2에서는 상기 제4링크에 대해 산출한 생존 시간이 "6"이고, 링크 품질은 "POOR"임을 보이고 있다. 따라서 상기 제3중계 노드는 상기 라우팅 응답 메시지의 최소 생존 시간과 최대 생존 시간에 앞서 산출한 "6"을 기록한다. 그리고 최상 링크 품질과 최하 링크 품질에는 앞서 산출한 "POOR"을 기록한다.
이와 같이 최소 생존 시간과 최대 생존 시간 및 최상 링크 품질과 최하 링크 품질이 기록된 라우팅 응답 메시지는 제3링크를 통해 제2중계 노드로 전달된다.
상기 제3중계 노드로부터 라우팅 응답 메시지를 수신한 제2중계 노드는 상기 제3링크에 대한 생존 시간과 링크 품질을 산출한다. 상기 도 2에서는 상기 제3링크에 대해 산출한 생존 시간이 3이고, 링크 품질은 "EXCELLENT"임을 보이고 있다. 따라서 상기 제2중계 노드는 상기 라우팅 응답 메시지에 "6"으로 기록된 최소 생존 시간을 "3"으로 갱신한다. 하지만 상기 제3링크에 대해 산출한 생존 시간이 상기 라우팅 응답 메시지의 최대 생존 시간으로 기록된 "6"보다 작으므로, 상기 최대 생존 시간으로 "6"을 그대로 유지한다. 그리고 상기 제3링크에 대해 산출한 링크 품질이 상기 라우팅 응답 메시지의 최상 링크 품질로 기록된 "POOR"보다 양호하므로, 상기 최상 링크 품질을 "EXCELLENT"로 갱신한다. 하지만 상기 제3링크에 대해 산출한 링크 품질이 상기 라우팅 응답 메시지의 최하 링크 품질로 기록된 "POOR"보다 양호하므로, 상기 최하 링크 품질로 "POOR"을 그대로 유지한다.
이와 같이 최소 생존 시간과 최대 생존 시간 및 최상 링크 품질과 최하 링크 품질이 갱신되거나 유지된 라우팅 응답 메시지는 제2링크를 통해 제1중계 노드로 전달된다.
상기 제2중계 노드로부터 라우팅 응답 메시지를 수신한 제1중계 노드는 상기 제2링크에 대한 생존 시간과 링크 품질을 산출한다. 상기 도 2에서는 상기 제2링크에 대해 산출한 생존 시간이 "5"이고, 링크 품질은 "GOOD"임을 보이고 있다. 따라서 상기 제1중계 노드는 상기 제2링크에 대해 산출한 생존 시간이 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최소 생존 시간보다 크고, 최대 생존 시간보다는 작으므로, 상기 최소 생존 시간 및 최대 생존 시간을 갱신하지 않는다. 그리고 상기 제1중계 노드는 상기 제2링크에 대해 산출한 링크 품질이 상기 라우팅 응답 메시지에 기록된 최상 링크 품질보다 양호하지 않고, 최하 링크 품질보다는 양호하므로, 상기 최상 링크 품질 및 최하 링크 품질을 갱신하지 않는다.
이와 같이 최소 생존 시간과 최대 생존 시간 및 최상 링크 품질과 최하 링크 품질이 유지된 라우팅 응답 메시지는 제1링크를 통해 발신지 노드로 전달된다.
상기 제1중계 노드로부터 라우팅 응답 메시지를 수신한 발신지 노드는 상기 제1링크에 대한 생존 시간과 링크 품질을 산출한다. 상기 도 2에서는 상기 제1링크에 대해 산출한 생존 시간이 "2"이고, 링크 품질은 "SOSO"임을 보이고 있다. 따라 서 상기 발신지 노드는 상기 라우팅 응답 메시지에 "3"으로 기록된 최소 생존 시간을 "2"로 갱신한다. 하지만 상기 제1링크에 대해 산출한 생존 시간이 상기 라우팅 응답 메시지의 최대 생존 시간으로 기록된 "6"보다 작으므로, 상기 최대 생존 시간으로 "6"을 그대로 유지한다. 그리고 상기 제1링크에 대해 산출한 링크 품질이 상기 라우팅 응답 메시지의 최상 링크 품질로 기록된 "EXCELLENT"보다 양호하므로, 상기 최상 링크 품질을 "SOSO"로 갱신한다. 하지만 상기 제1링크에 대해 산출한 링크 품질이 상기 라우팅 응답 메시지의 최하 링크 품질로 기록된 "POOR"보다 양호하므로, 상기 최하 링크 품질로 "POOR"을 그대로 유지한다.
전술한 동작에 의해 발신지 노드는 다중 경로를 선택하기 위한 최소 생존 시간과 최대 생존 시간 및 최상 링크 품질과 최하 링크 품질을 최종적으로 결정한다.
하기 <표 1>은 전술한 동작에 의해 각 중계 노드 및 발신지 노드에서 갱신되는 최소 생존 시간과 최대 생존 시간 및 최상 링크 품질과 최하 링크 품질을 보이고 있다.
Figure 112006024463874-pat00004
앞에서는 구체적으로 설명하지는 않았으나 상기 발신지 노드는 상기 <표 1>와 같은 결과를 각 경로 별로 획득하게 된다.
따라서 상기 발신지 노드는 각 경로 별로 획득된 결과에 의해 최적의 다중 경로를 선택할 수 있다. 그리고 상기 발신지 노드는 선택한 다중 경로를 할당하고, 할당된 다중 경로를 통해 패킷을 목적지 노드로 전송하거나 상기 목적지 노드로부터 패킷을 수신한다.
한편 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명은 에드-혹 네트워크에서 경로 단절에 의한 경로 복구 과정을 최소화할 수 있어, 제어로 인한 오버 헤드를 감소시킬 수 있다. 이와 같이 제어로 인한 오버 헤드의 감소는 네트워크의 생존시간을 증가시킬 수 있어, 네트워크의 성능 및 세션 처리량이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 다수의 노드들에 의해 구성되는 에드-혹 네트워크에서 발신지 노드와 목적지 노드간의 다중 경로를 설정하는 방법에 있어서,
    상기 노드들 각각에서 인접 노드로부터 주기적으로 전송되는 비콘 메시지의 수신 개시 시간과 수신 중단 시간을 이용하여 해당 인접 노드와의 링크에 대한 생존 시간을 측정하는 과정과,
    상기 발신지 노드에서 라우트 요청 메시지를 상기 목적지 노드로 전송하는 과정과,
    상기 목적지 노드에서 상기 라우트 요청 메시지에 대응한 라우트 응답 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 목적지 노드와 상기 발신지 노드를 연결하는 복수의 역방향 경로들 상에 존재하는 적어도 하나의 중계 노드에서 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간을 상기 라우트 응답 메시지에 기록하여 다음 중계 노드 또는 상기 발신지 노드로 전달하는 과정과,
    상기 발신지 노드에서 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간과 상기 라우트 응답 메시지 내에 기록된 생존 시간을 이용하여 다중 경로를 설정하는 과정을 포함하며,
    상기 라우트 응답 메시지 내에 기록된 생존 시간은 해당 역방향 경로를 형성하는 링크들의 생존 시간들 중 최소 생존 시간과 최대 생존 시간을 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 라우트 응답 메시지에는, 상기 최소 생존 시간에 대응한 링크의 품질 정보와, 상기 최대 생존 시간에 대응한 링크의 품질 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 설정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 생존 시간은, 각 인접 노드와의 링크 별로 비콘 메시지 수신 중단 시간과 수신 개시 시간에 의해 계산된 오차 시간의 통계에 의해 측정됨을 특징으로 하는 다중 경로 설정 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 품질 정보는, 상기 중계 노드에 의해, 계산될 수 있는 생존 시간의 통계에 의한 분포를 복수의 구간들로 분할된 후, 상기 분할된 구간들 중 상기 측정된 생존 시간의 구간에 대응하는 품질임을 특징으로 하는 다중 경로 설정 방법.
  5. 다수의 노드들에 의해 구성되는 에드-혹 네트워크에서 발신지 노드와 목적지 노드간의 다중 경로를 설정하는 시스템에 있어서,
    라우트 요청 메시지를 전송하고, 복수의 역방향 경로들을 통해 상기 라우트 요청 메시지에 대응한 라우트 응답 메시지를 수신하며, 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간과 상기 라우트 응답 메시지 내에 존재하는 경로 설정 정보에 의해 다중 경로를 설정하는 발신자 노드와,
    복수의 순방향 경로들을 통해 상기 라우트 요청 메시지를 수신하고, 상기 라우트 요청 메시지에 대응하여 상기 라우트 응답 메시지를 전송하는 목적지 노드와,
    인접 노드로부터 주기적으로 전송되는 비콘 메시지의 수신 개시 시간과 수신 중단 시간을 이용하여 해당 인접 노드와의 링크에 대한 생존 시간을 측정하고, 상기 경로 설정 정보에 해당 역방향 경로를 형성하는 링크들의 생존 시간들 중 최소 생존 시간과 최대 생존 시간이 포함되도록 상기 라우트 응답 메시지가 수신되는 링크에 대응하여 사전에 측정된 생존 시간을 상기 라우트 응답 메시지에 기록하는 상기 역방향 경로들 상에 존재하는 적어도 하나의 중계 노드를 포함하는 다중 경로 설정 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 중계 노드는, 상기 경로 설정 정보에 상기 최소 생존 시간에 대응한 링크의 품질 정보와, 상기 최대 생존 시간에 대응한 링크의 품질 정보를 더 포함함을 특징으로 하는 다중 경로 설정 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 생존 시간은, 각 인접 노드와의 링크 별로 비콘 메시지 수신 중단 시간과 수신 개시 시간에 의해 계산된 오차 시간의 통계에 의해 측정됨을 특징으로 하는 다중 경로 설정 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중계 노드에 의해, 계산될 수 있는 생존 시간의 통계에 의한 분포를 복수의 구간들로 분할된 후, 상기 분할된 구간들 중 상기 측정된 생존 시간의 구간에 대응하는 품질임을 특징으로 하는 다중 경로 설정 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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