KR101285762B1 - 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경 및 송신파워 설정 방법 - Google Patents

동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경 및 송신파워 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 애드 혹 네트워크와 같은 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경을 설정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동적 무선 이동 네트워크에서 토폴로지 변화를 최소화할 수 있는 노드의 통신반경 설정 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 노드의 통신반경 설정 방법은 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본통신반경이 설정되는 단계, 미리 설정된 방법에 따라 이웃노드의 이동속도, 이웃노드의 개수 및 기본통신반경 중 어느 하나 이상을 이용하여 추가통신반경을 산출하는 단계 및 기본통신반경과 추가통신반경을 이용하여 노드의 통신반경을 설정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따라 설정된 노드의 통신반경은 노드의 다양한 통신환경이 반영되어 가변적으로 설정되므로 토폴로지의 재설정이 효율적으로 방지될 수 있고, 설정된 토폴로지가 지속적으로 유지되도록 하여 전송 대상 데이터의 지연시간을 줄이고, 그 누락을 방지할 수 있으며, 토폴로지의 잦은 재설정을 방지하여 불필요한 노드의 에너지 소모를 줄일 수 있다.

Description

동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경 및 송신파워 설정 방법{Method for setting transmission range and transmission power of node in dynamic mobile wireless network}
본 발명은 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경 및 송신파워를 설정하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동적 무선 이동 네트워크에서 토폴로지 변화를 최소화할 수 있는 노드의 통신반경 및 송신파워 설정 방법에 관한 것이다.
애드 혹 네트워크(ad hoc network)와 같은 동적 무선 이동 네트워크는 액세스 포인트(AP, Access Point)가 없이 흩어져 있는 무선으로 통신이 가능한 노드(node)들끼리 서로 통신을 하는 자율적인 구조의 네트워크이다. 무선 이동 네트워크에서는 중간에서 노드들끼리의 토폴로지(topology) 설정을 제어하는 노드가 없으므로 각 노드들은 자신이 가지고 있는 정보를 최대한 활용하여 동적 무선 이동 네트워크에서 통신을 수행하고, 먼 거리에 위치되어 있는 노드와 통신을 수행하는 경우에는 다른 노드들을 경유하여 통신을 수행한다.
동적 무선 이동 네트워크에서는 각 노드가 호스트(host)와 라우터(router) 역할을 동시에 수행하게 되는데, 한정된 무선 자원 때문에 각 노드의 통신 파워(Tx power)가 네트워크의 성능에 많은 영향을 주게 된다. 따라서, 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위해 다양한 토폴로지 관리 프로토콜(protocol)이 제안되고 있다. 이러한 토폴로지 관리 프로토콜들에 의하면 토폴로지가 형성되는 과정에서 각 노드의 통신환경이 고려되어 통신반경이 설정된다.
동적 무선 이동 네트워크에서 한 번 결정된 토폴로지는 노드들의 이동에 의하여 그 연결이 해제되어 재설정되는데, 이웃 노드(즉, 당해 노드의 통신반경 내에 위치된 노드)가 통신반경을 조금이라도 벗어나는 경우 기존의 토폴로지가 해제되어 잦은 토폴로지 재설정의 문제점이 발생된다.
또한, 토폴로지가 재설정되는 과정에서 많은 무선 자원이 소모될 뿐만 아니라 토폴로지가 재설정되는 동안에는 네트워크가 정상적인 동작을 수행할 수 없으므로, 토폴로지가 재설정되는 동안 전송 대상 데이터가 큐(queue)에 계속해서 쌓이게 되어 데이터의 지연시간이 증가하게 되는 문제점이 발생된다. 나아가, 토폴로지가 재설정되는 시간이 길어지면 전송 대상 데이터가 큐에서 드롭(drop)되어 손실되는 문제점도 발생될 수 있다.
또한, 토폴로지의 잦은 재설정에 따라 노드에서 불필요한 에너지가 소모되는 문제점도 발생된다. 따라서, 한 번 설정된 토폴로지는 지속적으로 유지되어야 할 필요성이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 노드의 통신반경 및 송신파워에 대한 가변성을 부여하여 네트워크의 토폴로지의 잦은 재설정을 방지할 수 있는 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경 및 송신파워 설정 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 설정된 토폴로지가 지속적으로 유지되도록 하여 전송 대상 데이터의 지연시간을 줄이고, 그 누락을 방지할 수 있는 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경 및 송신파워 설정 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 토폴로지의 잦은 재설정을 방지하여 불필요한 노드의 에너지 소모를 줄일 수 있는 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경 및 송신파워 설정 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 동적 무선 이동 네트워크의 노드에서 통신반경을 설정하는 방법에 있어서, 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본통신반경이 설정되는 단계; 미리 설정된 방법에 따라 이웃노드의 이동속도, 상기 이웃노드의 개수 및 상기 기본통신반경 중 어느 하나 이상을 이용하여 추가통신반경을 산출하는 단계; 및 상기 기본통신반경과 상기 추가통신반경을 이용하여 상기 노드의 통신반경을 설정하는 단계;를 포함하는 노드의 통신반경 설정 방법이 제공된다.
여기서, 상기 추가통신반경을 산출하는 단계는, 상기 이웃노드와의 상대이동속도를 산출하는 단계; 상기 상대이동속도를 이용하여 이웃노드속도정보를 산출하는 단계; 및 상기 이웃노드속도정보를 이용하여 상기 추가통신반경을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00001
단, 상기
Figure 112010079312478-pat00002
는 미리 설정된 속도가중치이고, 상기
Figure 112010079312478-pat00003
는 이웃노드의 상기 상대이동속도며, 상기
Figure 112010079312478-pat00004
는 미리 설정된 최대속도값임.
또한, 상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계는, 상기 이웃노드가 복수개인 경우, 상기
Figure 112010079312478-pat00005
는 상기 각 이웃노드의 상기 상대이동속도 중 가장 큰 값일 수 있다.
또한, 상기 추가통신반경을 산출하는 단계는, 상기 이웃노드의 개수를 이용하여 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계; 및 상기 이웃노드밀도정보를 이용하여 상기 추가통신반경을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00006
단, 상기
Figure 112010079312478-pat00007
는 미리 설정된 밀도가중치이고, 상기
Figure 112010079312478-pat00008
는 미리 설정된 평균이웃노드개수이며, 상기
Figure 112010079312478-pat00009
는 상기 이웃노드의 개수임.
또한, 상기 추가통신반경을 산출하는 단계는, 상기 기본통신반경을 이용하여 기본반경크기정보를 산출하는 단계; 및 상기 기본반경크기정보를 이용하여 상기 추가통신반경을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기본반경크기정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 기본반경크기정보를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00010
단, 상기
Figure 112010079312478-pat00011
는 미리 설정된 기본반경가중치이고, 상기
Figure 112010079312478-pat00012
는 미리 설정된 최대통신반경이며, 상기
Figure 112010079312478-pat00013
는 상기 기본통신반경임.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 송신파워를 설정하는 방법에 있어서, 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본송신파워가 설정되는 단계; 미리 설정된 방법에 따라 이웃노드의 이동속도, 상기 이웃노드의 개수 및 상기 기본송신파워 중 어느 하나 이상을 이용하여 추가송신파워를 산출하는 단계; 및 상기 기본송신파워와 상기 추가송신파워를 이용하여 상기 노드의 송신파워를 설정하는 단계;를 포함하는 노드의 송신파워 설정 방법이 제공된다.
여기서, 상기 추가송신파워를 산출하는 단계는, 상기 이웃노드와의 상대이동속도를 산출하는 단계; 상기 상대이동속도를 이용하여 이웃노드속도정보를 산출하는 단계; 및 상기 이웃노드속도정보를 이용하여 상기 추가송신파워를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00014
단, 상기
Figure 112010079312478-pat00015
는 미리 설정된 속도가중치이고, 상기
Figure 112010079312478-pat00016
는 이웃노드의 상기 상대이동속도며, 상기
Figure 112010079312478-pat00017
는 미리 설정된 최대속도값임.
또한, 상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계는, 상기 이웃노드가 복수개인 경우, 상기
Figure 112010079312478-pat00018
는 상기 각 이웃노드의 상기 상대이동속도 중 가장 큰 값일 수 있다.
또한, 상기 추가송신파워를 산출하는 단계는, 미리 설정된 이웃노드의 개수를 이용하여 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계; 및 상기 이웃노드밀도정보를 이용하여 상기 추가송신파워를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00019
단, 상기
Figure 112010079312478-pat00020
는 미리 설정된 밀도가중치이고, 상기
Figure 112010079312478-pat00021
는 미리 설정된 평균이웃노드개수이며, 상기
Figure 112010079312478-pat00022
는 상기 이웃노드의 개수임.
또한, 상기 추가송신파워를 산출하는 단계는, 상기 기본송신파워에 상응하는 기본통신반경을 이용하여 기본반경크기정보를 산출하는 단계; 상기 기본반경크기정보를 이용하여 추가통신반경을 산출하는 단계 및 상기 추가통신반경에 상응하는 상기 추가송신파워를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기본반경크기정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 기본반경크기정보를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00023
단, 상기
Figure 112010079312478-pat00024
는 미리 설정된 기본반경가중치이고, 상기
Figure 112010079312478-pat00025
는 미리 설정된 최대통신반경이며, 상기
Figure 112010079312478-pat00026
는 상기 기본통신반경임.
본 발명에 따라 설정된 노드의 통신반경 및 송신파워는 다양한 통신환경이 반영되어 가변적으로 설정되므로 토폴로지의 재설정이 효율적으로 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 설정된 토폴로지가 지속적으로 유지되도록 하여 전송 대상 데이터의 지연시간을 줄이고, 그 누락을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 토폴로지의 잦은 재설정이 방지되어 불필요한 노드의 에너지 소모가 줄어들 수 있다.
도 1은 종래의 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경이 설정되는 방법에 관한 도면.
도 2는 동적 무선 이동 네트워크에서 노드들 간에 토폴로지가 설정된 경우가 예시된 도면.
도 3은 본 발명에 따른 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경이 설정되는 방법에 관한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경을 설정하는 방법에 관한 순서도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경을 설정하는 방법에 관한 도면이다.
본 발명에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 이해와 설명의 편의를 위하여 종래의 토폴로지 관리 프로토콜에 의하여 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경이 설정되는 동작에 대하여 간략하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 동적 무선 이동 네트워크에서 종래의 토폴로지 관리 프로토콜에 의하여 임의의 한 노드(node)에 대한 통신반경이 설정되는 방법이 예시된다. 여기에서, 노드는 자신의 통신반경을 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 설정한다. 즉, 노드는 미리 설정된 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본통신반경(
Figure 112010079312478-pat00027
)을 설정한다. 또한, 동적 무선 이동 네트워크에서는 노드가 이동할 수 있으므로 당해 노드 및/또는 이웃노드가 이동하더라도 기설정된 토폴로지가 유지될 수 있도록 하기 위하여 미리 설정된 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00028
)이 추가로 설정될 수 있다. 따라서, 종래의 기술에 의하여 설정된 당해 노드의 통신반경은 기본통신반경과 추가통신반경의 합산에 상응한다(즉,
Figure 112010079312478-pat00029
=
Figure 112010079312478-pat00030
+
Figure 112010079312478-pat00031
). 이때, 설정된 통신반경은 토폴로지 관리 프로토콜에 의하여 미리 설정된 최대통신반경(
Figure 112010079312478-pat00032
)을 초과할 수 없다.
그런데, 종래의 기술에 의하여 설정된 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00033
, 이하 '기본추가반경'이라 칭함)은 노드의 통신환경을 고려하지 않고 모든 노드에 대하여 동일하게 설정되어 효율적으로 토폴로지를 유지할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 노드의 통신환경에 따라 추가통신반경의 크기가 다양하게 설정되어 토폴로지의 유지를 도모할 필요가 있음에도 종래의 기술은 그렇지 못한 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에 따라 노드의 다양한 통신환경을 고려하여 추가통신반경을 설정하고, 이에 따라 당해 노드의 통신반경이 설정되는 방법에 대하여 설명한다.
도 2는 동적 무선 이동 네트워크에서 노드들 간에 토폴로지가 설정된 경우가 예시된 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경이 설정되는 방법에 관한 도면이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 동적 무선 이동 네트워크에서 노드 A(node A), 노드 B(node B) 및 노드 C(node C) 간에 토폴로지가 형성된 경우가 예시된다. 이 경우, 노드 A와 노드 C가 통신을 수행하기 위해서는 노드 B를 경유하여야 한다. 따라서, 노드 B가 노드 B1의 위치에서 노드 B2의 위치로 이동하여 노드 A 및/또는 노드 C의 통신반경을 벗어나면 기설정된 토폴로지가 해제된다.
도 3을 참조하면, 노드B가 노드 B1의 위치에서 노드 B2의 위치로 이동된 경우 종래의 기술에 의하여 기본추가반경(
Figure 112010079312478-pat00034
)이 설정되더라도 기설정된 토폴로지는 해제된다. 노드 B2의 위치는 노드 A의 통신반경을 벗어나기 때문이다. 하지만, 본 발명에 따라 노드 A의 추가통신반경이
Figure 112010079312478-pat00035
로 설정되면 노드 B2의 위치는 노드 A의 통신반경 내에 위치되므로 기설정된 토폴로지가 유지된다. 이하, 본 발명에 따라 추가통신반경이 설정되는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따라 설정된 추가통신반경은 당해 노드의 통신환경, 특히 이웃노드의 이동속도, 이웃노드의 개수(또는 밀도) 및 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 설정되는 기본통신반경 중 어느 하나 이상이 고려된다.
먼저, 노드에서 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본통신반경(
Figure 112010079312478-pat00036
)이 설정된다. 여기서, 토폴로지 관리 프로토콜은 동적 무선 이동 네트워크에서 토폴로지를 설정하고 유지하기 위한 프로토콜일 수 있고, 당업자에 있어서 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 기본통신반경(
Figure 112010079312478-pat00037
)은 노드에서 미리 설정된 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 설정한 통신반경을 의미한다.
또한, 당해 노드는 이웃노드와의 상대이동속도를 산출하고, 산출된 상대이동속도를 이용하여 이웃노드속도정보를 산출한다. 추가통신반경을 설정함에 있어서 이웃노드들의 상대이동속도를 산출하는 것은 이웃노드가 당해 노드로부터 빠른 속도로 멀어지는 경우에는 기설정된 토폴로지가 빠른 시간 내에 해제될 수 있음을 의미하기 때문에 보다 큰 추가통신반경을 설정할 필요가 있기 때문이다.
여기서, 상대이동속도는 당해 노드의 이웃노드(neighbor node)들과 당해 노드의 상대이동속도일 수 있다. 예를 들어, 당해 노드는 속도전송명령을 이웃노드들로 전송할 수 있고, 이에 대응하여 이웃노드들로부터 수신된 속도정보를 수신하여 상대이동속도를 산출할 수 있다. 여기서, 당해 노드에 수신된 속도정보에는 이웃노드의 이동방향 및 이동속도에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이때, 각 노드에는 GPS수신기 및/또는 가속도센서 등이 포함되어 이동방향 및 속도를 측정할 수 있음은 자명하다.
또한, 이웃노드속도정보는 이웃노드가 미리 설정된 최대속도값에 비하여 얼마의 속도로 움직이고 있는지에 대한 정보이다. 예를 들어, 노드는 하기 식(1)에 의하여 이웃노드속도정보를 산출할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00038
················································································식(1)
여기서,
Figure 112010079312478-pat00039
는 미리 설정된 속도가중치이고,
Figure 112010079312478-pat00040
는 이웃노드의 상대이동속도며,
Figure 112010079312478-pat00041
는 미리 설정된 최대속도값일 수 있다. 따라서,
Figure 112010079312478-pat00042
가 '10'으로 미리 설정되고, 산출된
Figure 112010079312478-pat00043
가 20[km/h]이며, 미리 설정된
Figure 112010079312478-pat00044
가 100[km/h]인 경우, 이웃노드속도정보는 '2'로 산출될 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00045
는 동적 무선 이동 네트워크의 통신환경에 따라 달리 설정될 수도 있으므로 상술한 예시에서의 100[km/h]는 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않음은 자명하다.
한편, 당해 노드의 이웃노드가 복수개인 경우, 식(1)의
Figure 112010079312478-pat00046
는 각 이웃노드의 상대이동속도 중 가장 큰 값일 수 있다. 당해 노드로부터 가장 빠른 속도로 멀어지는 이웃노드를 기준으로 추가통신반경을 산출하기 위함이다.
또한, 당해 노드는 하기 식(2)와 같이 이웃노드속도정보와 기본추가반경(
Figure 112010079312478-pat00047
)을 곱하여 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00048
)을 산출할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00049
·········································식(2)
따라서, 상술한 예시에서 이웃노드속도정보가 '2'로 산출되었으므로 추가통신반경은 기본추가반경의 2배로 설정될 수 있다. 즉, 이웃노드가 당해 노드로부터 빠른 속도로 멀어지는 경우에는 추가통신반경은 기본추가반경보다 크게 설정될 수 있다. 반면, 이웃노드가 당해 노드로부터 느리게 멀어지거나 가까워지는 경우에는 추가통신반경은 기본추가반경보다 작게 설정되거나 음수의 값으로 설정될 수도 있을 것이다.
또한, 당해 노드는 이웃노드의 개수를 이용하여 이웃노드밀도정보를 산출하고, 산출된 이웃노드밀도정보를 이용하여 추가통신반경을 산출할 수 있다. 이웃노드밀도정보는 각 노드들의 평균적인 이웃노드 개수에 비하여 당해 노드의 이웃노드의 개수가 얼마인가에 대한 정보일 수 있다. 추가통신반경을 설정함에 있어서 이웃노드들의 개수를 고려하는 것은 이웃노드가 많을수록 당해 노드가 기설정된 토폴로지의 설정이 유지될 가능성이 높기 때문이다. 여기서, 이웃노드들에 대한 정보는 당해 노드에 기저장되어 있을 수 있으므로 당해 노드가 이웃노드의 개수를 파악하는 동작은 당업자에 있어서 자명하다. 따라서, 당해 노드는 하기 식(3)에 의하여 이웃노드밀도정보를 산출할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00050
···················································································식(3)
여기서,
Figure 112010079312478-pat00051
는 미리 설정된 밀도가중치이고,
Figure 112010079312478-pat00052
는 미리 설정된 평균이웃노드개수로서, 동적 무선 이동 네트워크의 종류 등에 따라 미리 설정된 각 노드의 평균적인 이웃노드 개수이며,
Figure 112010079312478-pat00053
는 당해 노드의 이웃노드 개수일 수 있다. 따라서,
Figure 112010079312478-pat00054
가 '1',
Figure 112010079312478-pat00055
가 '5' 로 미리 설정되고, 당해 노드의 이웃노드의 개수가 '10'인 경우, 이웃노드밀도정보는 '0.5'로 산출될 수 있다.
또한, 당해 노드는 하기 식(4)와 같이 이웃노드밀도정보와 기본추가반경을 곱하여 추가통신반경을 산출할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00056
············································식(4)
따라서, 상술한 예시에서 이웃노드밀도정보가 '0.5'로 산출되었으므로 추가통신반경은 기본추가반경의 0.5배로 설정될 수 있다. 즉, 이웃노드가 평균적인 경우보다 많은 경우 기설정된 토폴로지가 유지될 가능성이 높으므로 추가통신반경은 기본추가반경보다 작게 설정될 수 있다. 반면, 이웃노드가 평균적인 경우보다 적은 경우에는 기설정된 토폴로지가 유지될 가능성이 보다 낮으므로 추가통신반경은 기본추가반경보다 크게 설정될 수 있을 것이다.
또한, 당해 노드는 기본통신반경을 이용하여 기본반경크기정보를 산출하고, 산출된 기본반경크기정보를 이용하여 추가통신반경을 산출할 수 있다. 추가통신반경을 설정함에 있어서 기본통신반경을 고려하는 것은 기본통신반경이 작을수록 이웃노드들이 용이하게 당해 노드의 통신반경을 벗어날 수 있기 때문이다. 따라서, 당해 노드는 하기 식(5)에 의하여 기본반경크기정보를 산출할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00057
···························································식(5)
여기서,
Figure 112010079312478-pat00058
는 미리 설정된 기본반경가중치이고, 상기
Figure 112010079312478-pat00059
는 토폴로지 관리 프로토콜에 의하여 미리 설정된 당해 노드에 대한 최대통신반경이며,
Figure 112010079312478-pat00060
는 기본통신반경일 수 있다. 따라서,
Figure 112010079312478-pat00061
가 '5',
Figure 112010079312478-pat00062
가 '20'으로 미리 설정되고, 당해 노드의
Figure 112010079312478-pat00063
가 '10'인 경우, 기본반경크기정보는 '2.5'로 산출될 수 있다.
또한, 당해 노드는 하기 식(6)와 같이 기본반경크기정보와 기본추가반경을 곱하여 추가통신반경을 산출할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00064
·····················식(6)
따라서, 상술한 예시에서 기본반경크기정보가 '2.5'로 산출되었으므로 추가통신반경은 기본추가반경의 2.5배로 설정될 수 있다. 즉, 기본통신반경이 작게 설정된 경우 기설정된 토폴로지가 해제될 가능성이 높으므로 추가통신반경은 기본추가반경보다 크게 설정될 수 있다. 반면, 기본통신반경이 크게 설정된 경우 기설정된 토폴로지가 유지될 가능성이 높으므로 추가통신반경은 기본추가반경보다 작게 설정될 수 있을 것이다
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 설정되는 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00065
)은 이웃노드의 상대이동속도, 이웃노드의 개수(또는 밀도) 및 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 설정된 기본통신반경의 크기 등 당해 노드의 통신환경이 충분하게 고려된다. 또한, 이상에서는 이웃노드속도정보, 이웃노드밀도정보 및 기본반경크기정보 중 어느 하나와 기본추가반경을 곱하여 추가통신반경이 설정되는 경우를 예시하였으나, 둘 이상의 정보와 기본추가반경을 모두 곱하여 추가통신반경이 설정될 수도 있음은 자명하다. 따라서, 당해 노드는 하기 식(7)과 같이 이웃노드속도정보, 이웃노드밀도정보, 기본반경크기정보 및 기본추가반경을 모두 곱하여 추가통신반경을 산출할 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00066
·····식(7)
상술한 예시들이 식(7)에 적용되면, 이웃노드속도정보가 '2', 이웃노드밀도정보가 '0.5' 및 기본반경크기정보가 '2.5'이므로, 추가통신반경은 기본추가반경의 2.5배로 설정될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 의하여 설정된 당해 노드의 통신반경(
Figure 112010079312478-pat00067
)은 하기 식(8)과 같이 기본통신반경과 추가통신반경의 합으로 산출될 수 있다.
Figure 112010079312478-pat00068
···················································식(8)
이때, 설정된 당해 노드의 통신반경(
Figure 112010079312478-pat00069
)은 토폴로지 관리 프로토콜에 의하여 미리 설정된 최대통신반경(
Figure 112010079312478-pat00070
)을 초과하지 못할 수 있다.
한편,
Figure 112010079312478-pat00071
,
Figure 112010079312478-pat00072
및
Figure 112010079312478-pat00073
는 상응하는 각 정보에 대하여 미리 설정된 가중치로서 어떠한 정보에 더 비중을 주고서 추가통신반경을 설정할 것인지에 따라 달리 설정될 수도 있다. 예를 들어, 동적 무선 이동 네트워크가 이웃노드 간의 이동속도 편차는 크지만 이웃노드의 밀도(즉, 이웃노드의 개수)의 변화가 크지 않다면
Figure 112010079312478-pat00074
는
Figure 112010079312478-pat00075
보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 이러한 동적 무선 이동 네트워크에서는 이웃노드의 개수에는 큰 변화가 없는 반면에 이웃노드 간의 이동이 활발하므로 이웃노드의 속도가 네트워크 환경에 미치는 영향이 크기 때문이다.
다시 도 3을 참조하면, 노드A 및 노드C에서 본 발명에 따라 추가통신반경이 설정된 각 노드의 통신반경이 예시된다(단, 노드B에 대한 통신반경은 생략함). 즉, 노드A에서 설정된 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00076
)은 노드C에서 설정된 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00077
)보다 클 수 있다. 이는 노드 A와 노드 C가 움직이지 않고, 이웃노드도 각각 노드B 하나씩인 경우라면, 노드A에서 설정된 기본통신반경(
Figure 112010079312478-pat00078
)이 노드C에서 설정된 기본통신반경(
Figure 112010079312478-pat00079
)보다 작기 때문이다. 이렇듯, 본 발명에 따라 설정된 추가통신반경은 종래와는 달리 통신환경이 충분히 고려되어 설정되고, 통신환경의 변화에 따라 추가통신반경의 크기도 달리 설정될 수 있으므로 효율적으로 토폴로지가 유지될 수 있고, 토폴로지가 자주 변경되는 되는 것을 방지하여 불필요한 노드의 에너지 소모를 줄일 수 있는 효과도 있음은 자명하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경을 설정하는 방법에 관한 순서도이다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 통신반경을 설정하는 방법에 대하여 설명한다. 이하에서 설명될 각 단계들은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 노드의 통신반경(
Figure 112010079312478-pat00080
) 설정 방법을 순서도를 참조하여 다시 설명한 것으로서, 동적 무선 이동 네트워크의 임의의 노드에서 수행되는 단계들일 수 있다. 따라서, 이하에서 설명될 각 단계들을 수행하는 주체는 생략될 수 있다.
단계 S410에서, 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본통신반경(
Figure 112010079312478-pat00081
)이 설정된다. 기본통신반경(
Figure 112010079312478-pat00082
)은 노드에서 미리 설정된 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 설정한 통신반경을 의미함은 상술한 바와 같다.
단계 S420에서, 이웃노드들과의 상대이동속도를 이용하여 이웃노드속도정보를 산출한다. 이웃노드속도정보는 이웃노드가 미리 설정된 최대속도값에 비하여 얼마의 속도로 움직이고 있는지에 대한 정보로서, 상기 식(1)(
Figure 112010079312478-pat00083
)에 의하여 산출될 수 있다. 이때, 이웃노드가 복수개인 경우
Figure 112010079312478-pat00084
는 각 이웃노드의 상대이동속도 중 가장 큰 값일 수 있음은 상술한 바와 같다.
단계 S430에서, 기등록된 이웃노드의 개수를 이용하여 이웃노드밀도정보를 산출한다. 이웃노드밀도정보는 각 노드들의 평균적인 이웃노드 개수에 비하여 당해 노드의 이웃노드의 개수가 얼마인가에 대한 정보로서, 상기 식(3)(
Figure 112010079312478-pat00085
)에 의하여 산출될 수 있다.
단계 S440에서, 기본통신반경을 이용하여 기본통신반경크기정보를 산출한다. 기본통신반경크기정보는 기본통신반경이 미리 설정된 최대통신반경에 비하여 얼마나 작은지에 대한 정보로서, 상기 식(5)(
Figure 112010079312478-pat00086
)에 의하여 산출될 수 있다.
단계 S450에서, 산출된 이웃노드속도정보, 이웃노드밀도정보 및/또는 기본통신반경크기정보를 이용하여 추가통신반경을 산출한다. 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00087
)은 상기 식(2), 식(4), 식(6) 및 식(7) 중 어느 하나의 식에 의하여 산출될 수 있다. 또한, 여기서는 추가통신반경이 이웃노드속도정보, 이웃노드밀도정보 및 기본반경크기정보 중 어느 하나와 기본추가반경을 곱한 경우 및 산출된 정보 모두와 기본추가반경을 곱한 경우를 예시하였으나, 산출된 각 정보 중 두개의 정보와 기본추가반경을 모두 곱하여 추가통신반경이 설정될 수도 있음은 자명하다.
단계 S460에서, 기본통신반경 및 추가통신반경을 이용하여 노드의 통신반경을 설정한다. 이때, 당해 노드의 통신반경(
Figure 112010079312478-pat00088
)은 상기 식(8)과 같이 기본통신반경과 추가통신반경의 합으로 산출될 수 있다(
Figure 112010079312478-pat00089
).
한편, 이상에서는 노드의 통신반경(
Figure 112010079312478-pat00090
)이 설정되는 동작에 대하여 설명하였으나, 노드의 송신파워(Tx power,
Figure 112010079312478-pat00091
)가 설정되는 방법도 이와 유사할 수 있다. 즉, 동적 무선 이동 네트워크의 임의의 노드에서 송신파워(Tx power,
Figure 112010079312478-pat00092
)가 설정될 때 이웃노드의 이동속도, 이웃노드의 밀도 및/또는 기본통신반경이 고려되어 설정될 수 있다. 통신반경을 설정하는 동작은 송신파워를 설정하는 동작과 유사하기 때문이다.
예를 들어, 당해 노드는 토폴로지 관리 프로토콜에 따라 설정된 기본통신반경(
Figure 112010079312478-pat00093
)에 상응하는 기본송신파워(
Figure 112010079312478-pat00094
)를 설정하고, 상술한 바와 같이 이웃노드속도정보, 이웃노드밀도정보 및/또는 기본통신반경크기정보를 산출할 수 있다. 또한, 당해 노드는 이웃노드속도정보, 이웃노드밀도정보 및/또는 기본통신반경크기정보를 이용하여 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00095
)을 산출할 수 있다.
또한, 당해 노드는 추가송신파워(
Figure 112010079312478-pat00096
)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 당해 노드는 상술한 단계 S450에서 산출된 추가통신반경(
Figure 112010079312478-pat00097
)에 상응하는 송신파워를 추가송신파워로서 산출할 수 있을 것이다.
이후, 당해 노드는 하기 식(9)와 같이 기본송신파워(
Figure 112010079312478-pat00098
)와 산출된 추가송신파워(
Figure 112010079312478-pat00099
)를 이용하여 상기 노드의 송신파워(
Figure 112010079312478-pat00100
)를 설정할 수 있을 것이다.
Figure 112010079312478-pat00101
··················································식(9)
상술한 본 발명에 따른 동적 무선 이동 네트워크에서의 노드의 통신반경 설정 방법 및 노드의 송신파워 설정 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 동적 무선 이동 네트워크의 노드에서 통신반경을 설정하는 방법에 있어서,
    토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본통신반경이 설정되는 단계;
    미리 설정된 방법에 따라 이웃노드와의 상대이동속도를 산출하고, 상기 상대이동속도를 이용하여 이웃노드속도정보를 산출하며, 상기 이웃노드속도정보를 이용하여 추가통신반경을 산출하는 단계; 및
    상기 기본통신반경과 상기 추가통신반경을 이용하여 상기 노드의 통신반경을 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 통신반경 설정 방법.
    Figure 112013006197258-pat00102

    단, 상기
    Figure 112013006197258-pat00103
    는 미리 설정된 속도가중치이고, 상기
    Figure 112013006197258-pat00104
    는 이웃노드의 상기 상대이동속도며, 상기
    Figure 112013006197258-pat00105
    는 미리 설정된 최대속도값임.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계는,
    상기 이웃노드가 복수개인 경우, 상기
    Figure 112013006197258-pat00106
    는 상기 각 이웃노드의 상기 상대이동속도 중 가장 큰 값인 것을 특징으로 하는 노드의 통신반경 설정 방법.
  5. 동적 무선 이동 네트워크의 노드에서 통신반경을 설정하는 방법에 있어서,
    토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본통신반경이 설정되는 단계;
    미리 설정된 방법에 따라 상기 기본통신반경을 이용하여 기본반경크기정보를 산출하고, 상기 기본반경크기정보를 이용하여 추가통신반경을 산출하는 단계; 및
    상기 기본통신반경과 상기 추가통신반경을 이용하여 상기 노드의 통신반경을 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 기본반경크기정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 기본반경크기정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 통신반경 설정 방법.
    Figure 112013006197258-pat00132

    단, 상기
    Figure 112013006197258-pat00133
    는 미리 설정된 기본반경가중치이고, 상기
    Figure 112013006197258-pat00134
    는 미리 설정된 최대통신반경이며, 상기
    Figure 112013006197258-pat00135
    는 상기 기본통신반경임.
  6. 삭제
  7. 동적 무선 이동 네트워크의 노드에서 통신반경을 설정하는 방법에 있어서,
    토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본통신반경이 설정되는 단계;
    미리 설정된 이웃노드의 개수를 이용하여 이웃노드밀도정보를 산출하고, 상기 이웃노드밀도정보를 이용하여 추가통신반경을 산출하는 단계; 및
    상기 기본통신반경과 상기 추가통신반경을 이용하여 상기 노드의 통신반경을 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 통신반경 설정 방법.
    Figure 112013006197258-pat00107

    단, 상기
    Figure 112013006197258-pat00108
    는 미리 설정된 밀도가중치이고, 상기
    Figure 112013006197258-pat00109
    는 미리 설정된 평균이웃노드개수이며, 상기
    Figure 112013006197258-pat00110
    는 상기 이웃노드의 개수임.
  8. 삭제
  9. 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 송신파워를 설정하는 방법에 있어서,
    토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본송신파워가 설정되는 단계;
    미리 설정된 방법에 따라 이웃노드와의 상대이동속도를 산출하고, 상기 상대이동속도를 이용하여 이웃노드속도정보를 산출하며, 상기 이웃노드속도정보를 이용하여 추가송신파워를 산출하는 단계; 및
    상기 기본송신파워와 상기 추가송신파워를 이용하여 상기 노드의 송신파워를 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 송신파워 설정 방법.
    Figure 112013006197258-pat00115

    단, 상기
    Figure 112013006197258-pat00116
    는 미리 설정된 속도가중치이고, 상기
    Figure 112013006197258-pat00117
    는 이웃노드의 상기 상대이동속도며, 상기
    Figure 112013006197258-pat00118
    는 미리 설정된 최대속도값임.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 이웃노드속도정보를 산출하는 단계는,
    상기 이웃노드가 복수개인 경우, 상기
    Figure 112013006197258-pat00119
    는 상기 각 이웃노드의 상기 상대이동속도 중 가장 큰 값인 것을 특징으로 하는 노드의 송신파워 설정 방법.
  13. 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 송신파워를 설정하는 방법에 있어서,
    토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본송신파워가 설정되는 단계;
    상기 기본송신파워에 상응하는 기본통신반경을 이용하여 기본반경크기정보를 산출하고, 상기 기본반경크기정보를 이용하여 추가통신반경을 산출하며, 상기 추가통신반경에 상응하는 추가송신파워를 산출하는 단계; 및
    상기 기본송신파워와 상기 추가송신파워를 이용하여 상기 노드의 송신파워를 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 기본반경크기정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 기본반경크기정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 송신파워 설정 방법.
    Figure 112013006197258-pat00124

    단, 상기
    Figure 112013006197258-pat00125
    는 미리 설정된 기본반경가중치이고, 상기
    Figure 112013006197258-pat00126
    는 미리 설정된 최대통신반경이며, 상기
    Figure 112013006197258-pat00127
    는 상기 기본통신반경임.
  14. 삭제
  15. 동적 무선 이동 네트워크에서 노드의 송신파워를 설정하는 방법에 있어서,
    토폴로지 관리 프로토콜에 따라 기본송신파워가 설정되는 단계;
    미리 설정된 이웃노드의 개수를 이용하여 이웃노드밀도정보를 산출하고, 상기 이웃노드밀도정보를 이용하여 추가송신파워를 산출하는 단계; 및
    상기 기본송신파워와 상기 추가송신파워를 이용하여 상기 노드의 송신파워를 설정하는 단계;를 포함하고,
    상기 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계는, 하기 식에 의하여 상기 이웃노드밀도정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 송신파워 설정 방법.
    Figure 112013006197258-pat00136

    단, 상기
    Figure 112013006197258-pat00137
    는 미리 설정된 밀도가중치이고, 상기
    Figure 112013006197258-pat00138
    는 미리 설정된 평균이웃노드개수이며, 상기
    Figure 112013006197258-pat00139
    는 상기 이웃노드의 개수임.
  16. 삭제
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