KR101335803B1 - 차량 애드 혹 네트워크에서 적응적 메시지 전송 방법 및 장치 - Google Patents

차량 애드 혹 네트워크에서 적응적 메시지 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 애드 혹 네트워크에서 적응적 메시지 전송 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 소스 노드 또는 릴레이 노드로부터 수신된 메시지에 포함된 최장 거리 정보에 기초하여 적응적 지연값을 결정하는 지연값 결정부-상기 최장 거리 정보는 상기 송신 노드의 통신 영역 내에서 상기 송신 노드와 상기 송신 노드로부터 가장 멀리 위치한 노드 사이의 거리임-; 상기 수신된 메시지의 재전송 여부를 판단하는 재전송 판단부; 및 상기 메시지의 재전송이 필요한 경우, 상기 적응적 지연값만큼의 대기 상태가 종료된 이후 재전송을 위한 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 포함하는 메시지 전송 장치가 제공된다

Description

차량 애드 혹 네트워크에서 적응적 메시지 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING MESSAGE ADAPTIVELY IN VIHICLE AD-HOC NETWORK}
본 발명은 차량 애드 혹 네트워크에서 적응적 메시지 전송 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 애드 혹 네트워크에서 메시지 전송 지연이 최소화되고 신뢰적인 전송을 보장할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
차량 애드 혹 네트워크(Vehicular Ad Hoc Network: VANET)는 차량 상호간의 통신을 수행하는 네트워크로 차량들 간의 자율적인 네트워크 구성이 가능하다는 점에서 기존의 이동 애드 혹 네트워크(Mobile Ad Hoc Network: MANET)와 유사하지만, 차량이 고속의 이동 속도를 가지고 있어 토폴로지의 변화가 심하며, 도로를 따라 이동하여 제한된 이동성을 가진다는 점에서 일반적인 이동 애드 혹 네트워크(MANET)와 다른 특성을 가진다.
또한, VANET은 전원 공급이 충분하고 GPS(Global Positioning System)의 도움을 받아 차량의 정확한 위치정보와 속도를 알 수 있다는 특징도 가진다.
VANET은 운전자에게 다양한 교통 관련 서비스를 제공하는 것을 주요 목적으로 하고 있고, 특히 도로에 갑작스런 위험 상황이 발생한 경우 이러한 위험 상황을 위험 지역 내에 있는 다른 차량에 신속하게 알려 사전에 위험에 대처할 수 있도록 해주는 것이 필요하다.
상기와 같은 긴급 경고 메시지(EWM)는 도로 위의 다른 차량에게 다른 메시지보다 우선 순위를 가지고 전송 지연 없이 신속하게 전송되어야 하는 것이 가장 중요한 요구사항이다. 이를 위해 VANET은 주로 브로드캐스트 라우팅 알고리즘을 사용하고 있다.
VANET은 메시지를 송수신하는 노드인 차량이 도로에만 존재하고 각 노드들이 거의 같은 시간에 메시지를 수신하고 재전송하기 때문에 패킷 충돌, 대역폭 낭비, 브로드캐스팅 스톰 문제를 유발한다.
특히 브로드캐스팅 스톰 문제를 해결하기 위해 기존 연구에서는 GPS 정보 또는 차량 통신 장치간의 전파 세기를 이용한 거리 차이를 이용하여 소스 노드로부터 가장 멀리 위치한 노드가 릴레이 노드의 역할을 수행한다.
이때, 종래의 방식은 릴레이 노드의 지연값이 소스 노드의 통신 영역에 기초하여 결정되기 때문에 도 1과 같이 노드 밀도가 낮은 교통 환경에서 소스 노드로부터 가장 멀리 위치한 노드가 소스 노드와 거리 차이가 크지 않은 경우, 큰 전송 지연이 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래에는 전송 방향을 고려함이 없이 전방향으로 메시지를 재전송하고, 재전송 받은 노드는 재전송에 참가하지 않기 때문에 노드 밀도가 낮은 환경에서 전송 실패가 발생하는 문제점이 있다.
나아가, 소스 노드 또는 송신 노드로부터 가장 멀리 있는 노드만이 릴레이 노드로 선택되기 때문에 교차로(intersection) 지점에서 부적절한 릴레이 노드의 선정으로 인해 메시지가 교차로의 모든 방향으로 전송되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 노드 밀도가 낮은 환경에서도 전송 실패가 발생하지 않도록 하고 전송 지연을 최소화할 수 있는 차량 애드 혹 네트워크에서 적응적 메시지 전송 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 교차로 지점에서도 메시지 전송을 보장할 수 있는 차량 애드 혹 네트워크에서 적응적 메시지 전송 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 차량 애드 혹 네트워크에서 메시지를 전송하는 장치로서, 소스 노드 또는 릴레이 노드로부터 수신된 메시지에 포함된 최장 거리 정보에 기초하여 적응적 지연값을 결정하는 지연값 결정부-상기 최장 거리 정보는 상기 송신 노드의 통신 영역 내에서 상기 송신 노드와 상기 송신 노드로부터 가장 멀리 위치한 노드 사이의 거리임-; 상기 수신된 메시지의 재전송 여부를 판단하는 재전송 판단부; 및 상기 메시지의 재전송이 필요한 경우, 상기 적응적 지연값만큼의 대기 상태가 종료된 이후 재전송을 위한 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 포함하는 메시지 전송 장치가 제공된다.
상기 가장 멀리 위치한 노드에서의 지연값이 임계치로 설정되며, 상기 적응적 지연값은 상기 임계치 및 미리 설정된 최대 지연값 사이에서 결정될 수 있다.
현재 위치가 교차로인 경우, 상기 지연값 결정부는 상기 임계치보다 작은 범위 내에서 랜덤하게 상기 적응적 지연값을 결정할 수 있다.
상기 수신된 메시지는 재전송 횟수 식별을 위한 시퀀스 번호를 포함하며, 상기 재전송 판단부는 상기 대기 상태가 유지되는 동안 상기 송신 노드와 다른 노드로부터 메시지가 수신되는 경우, 상기 송신 노드로부터 수신된 메시지 및 상기 다른 노드로부터 수신된 메시지의 시퀀스 번호를 비교하여 상기 메시지의 재전송 여부를 판단할 수 있다.
상기 수신된 메시지는 전송 방향 정보를 포함하며, 상기 재전송 판단부는 상기 대기 상태가 유지되는 동안 상기 송신 노드와 다른 노드로부터 메시지가 수신되는 경우, 상기 송신 노드로부터 수신된 메시지 및 상기 다른 노드로부터 수신된 메시지의 전송 방향을 비교하여 상기 메시지의 재전송 여부를 판단하는 것으로 결정할 수 있다.
상기 지연값 결정부는 하기의 수학식을 이용하여 적응적 지연값을 결정할 수 있다.
[수학식]
Figure 112011036249684-pat00001
여기서,
Figure 112011036249684-pat00002
: 최대 딜레이 값,
Figure 112011036249684-pat00003
는 이웃 노드 테이블내의 가장 먼 노드의 거리,
Figure 112011036249684-pat00004
: 송신 노드와 수신 노드 사이의 거리,
Figure 112011036249684-pat00005
: 교차로에 존재하는 노드가 최소 지연 가질 수 있도록 하는 상수,
Figure 112011036249684-pat00006
: 지연값이 동일한 노드의 충돌을 방지 하기 위한 백-오프 시간.
상기 최장 거리 정보는 상기 송신 노드에 저장된 이웃 노드 테이블을 이용하여 결정될 수 있다.
상기 메시지 생성부는 미리 저장된 이웃 노드 테이블로부터 상기 장치의 통신 영역 내에서 가장 멀리 있는 노드의 거리, 이전에 수신된 메시지에 포함된 시퀀스 번호의 다음 시퀀스 번호 및 이전에 수신된 메시지에 포함된 전송 방향 정보 중 적어도 하나를 포함하는 메시지를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량 애드 혹 네트워크에서 메시지를 전송하는 방법으로서, 송신 노드로부터 수신된 메시지에 포함된 최장 거리 정보에 기초하여 적응적 지연값을 결정하는 단계-상기 최장 거리 정보는 상기 송신 노드의 통신 영역 내에서 상기 송신 노드로부터 가장 멀리 위치한 노드의 거리임-; 및 상기 지연값에 따라 대기 상태가 유지되는 동안 상기 수신된 메시지의 재전송 여부를 판단하는 단계를 포함하는 메시지 전송 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 차량 애드 혹 네트워크에서 메시지를 전송하는 방법으로서, 송신 노드로부터 메시지를 수신하는 단계; 현재 위치가 교차로인지 여부를 판단하는 단계; 현재 위치가 교차로인 경우, 미리 설정된 임계치보다 낮은 범위 내에서 랜덤하게 적응적 지연값을 결정하는 단계; 및 상기 적응적 지연값이 경과한 이후 상기 메시지를 재전송하는 단계를 포함하는 메시지 전송 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 송신 노드의 통신 영역이 아닌 송신 노드로부터 가장 멀리 위치한 노드와의 거리에 기초하여 지연값이 결정되기 때문에 전송 지연이 감소되는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 교차로에 위치한 노드를 고려하여 지연값을 결정하기 때문에 메시지 전송의 신뢰성을 보장할 수 있는 장점이 있다.
나아가 본 발명에 따르면, 시퀀스 번호 및 전송 방향 정보를 고려하여 메시지의 재전송이 수행되기 때문에 중복 전송의 방지와 전송 실패 문제를 동시에 해결할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 지연값 결정 방식을 나타내는 도면.
도 2는 종래기술에 따른 특정 방향으로의 전송 실패의 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 VANET 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 낮은 밀도 환경에서의 적응적 지연값을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교차로에서의 메시지 재전송 과정을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 방향 정보를 이용하여 메시지를 재전송하는 과정을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드의 상세 구성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 재전송 처리 과정을 도시한 흐름도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 VANET에서 거리 기반 브로드캐스트 방식으로 긴급 메시지를 전송하는데 있어서 메시지 전송 지연을 최소화하면서 중복 메시지 전송을 제거하고 신뢰적인 메시지 전송을 보장하고자 하는 것이다.
특히, 본 발명은 노드 밀도가 낮은 환경에서 유용하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 VANET 구성을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 VANET은 소스 노드(300) 및 하나 이상의 수신 노드(302-1 내지 302-3)를 포함할 수 있다.
소스 노드(300)는 특히 긴급 상황 발생 시, 이를 알리기 위한 메시지를 최초로 생성하여 전송하는 노드이다. 수신 노드(302)는 소스 노드(300) 또는 다른 릴레이 노드로부터 메시지를 수신한다.
수신 노드(302) 중 소스 노드(300) 또는 다른 노드로부터 수신된 메시지를 재전송하는 노드(302-1)가 릴레이 노드로 정의된다.
본 실시예와 같이, 거리 기반으로 메시지를 브로드캐스트하는 경우, 소스 노드(300)의 통신 영역(Radio Range, C1) 내에서 가장 먼 거리에 위치한 노드(302-1)가 릴레이 노드로 선택되며, 릴레이 노드(302-1)는 자신의 통신 영역(C2) 내에 위치한 주변 노드(302-2,302-3)들에 메시지를 재전송한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 노드 밀도가 낮은 환경에서, 선택된 릴레이 노드(302-1)가 소스 노드(300)로부터 어느 거리에 위치하든 낮은 지연값을 가지면서 메시지를 재전송할 수 있도록 한다.
일반적으로 거리 기반 브로드캐스트 방식에서, 소스 노드(300)로부터 메시지를 수신한 노드들은 도 1에 도시된 바와 같이, 통신 영역(Max. Transmission Range)을 기준으로 지연값을 결정한다. 따라서, 낮은 노드 밀도 환경에서 소스 노드와 가까이 위치한 노드가 릴레이 노드로 선택되는 경우에는 선택된 릴레이 노드의 지연값이 커지는 문제점이 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 각 노드들은 소스 노드(300)에 가장 먼 거리에 있는 노드(302-1)를 기준으로 지연값을 결정한다.
이를 위해, 소스 노드(300)는 적응적 지연값 결정을 위한 정보가 포함된 메시지를 전송한다. 여기서, 적응적 지연값 결정을 위한 정보는 소스 노드(300)로부터 가장 멀리 있는 노드와의 거리 정보(이하, 최장 거리 정보라 함)이다.
VANET에서 각 노드는 이웃 노드 테이블을 유지하면서 이웃 노드의 위치를 미리 알 수 있다. 소스 노드(300)는 이웃 노드 테이블을 참조하여 상기와 같이 가장 멀리 있는 노드와의 거리를 포함하는 메시지를 생성한다.
소스 노드(300)로부터 메시지를 수신한 노드(302-1,302-2)는 최장 거리 정보를 이용하여 적응적 지연값을 결정한다.
소스 노드(300)로부터 가장 멀리 있는 노드는 릴레이 노드(302-1)로 선택되며, 이때 릴레이 노드(302-1)의 지연값은 미리 설정된 임계치로 결정될 수 있다.
그리고, 소스 노드(300)와 릴레이 노드(302-1) 사이에 위치한 노드(302-2)의 지연값은 릴레이 노드(302-1)의 지연값 및 미리 설정된 최대 지연값 사이에서 결정된다.
릴레이 노드(302-1)를 기준으로 살펴볼 때, 릴레이 노드(302-1)는 재전송하는 메시지에 역시 자신의 통신 영역(C2) 내에서 가장 멀리 있는 노드(302-3)와의 거리 정보를 포함시켜 재전송하며, 이를 수신한 노드(302-2)는 상기한 최장 거리 정보를 이용하여 적응적 지연값을 결정한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 낮은 밀도 환경에서의 적응적 지연값을 나타내는 도면이다.
도 4는 노드의 통신 영역이 200m이고, 제1 노드(Node 1)가 소스 노드(Source Node)로부터 200m에 위치하고, 제2 노드(Node 2)가 100m에 위치하는 것으로 가정한 것이다. 또한, 최대 지연값은 1초, 지연값의 임계치가 0.05초인 것으로 가정한 것이다.
도 4를 참조하면, 제1 노드가 존재하는 경우, 제1 노드가 소스 노드로부터 가장 먼 거리에 위치하기 때문에 0.05초의 지연 시간 이후에 릴레이 노드로 선택되어 메시지를 재전송한다.
본 실시예에 따르면, 소스 노드 및 제1 노드가 전송하는 메시지에는 적응적 지연값을 계산하기 위한 정보 외에 시퀀스 번호가 포함된다.
시퀀스 번호는 브로드캐스트 스톰을 방지하기 위한 재전송 횟수 식별을 위한 정보로서, 예를 들어, 시퀀스 번호는 소스 노드에는 0, 제1 노드에는 1이 설정될 수 있다.
따라서, 제2 노드가 소스 노드로부터 메시지를 수신한 후에 제1 노드로부터 재전송된 메시지를 수신하는 경우, 제2 노드는 이전에 수신된 메시지 및 현재 수신된 메시지의 시퀀스 번호가 다르다는 것을 확인하고, 자신은 재전송에 참가하지 않는다.
즉, 어느 하나의 노드가 서로 다른 노드들로부터 동일한 메시지를 수신하는 경우, 자신은 재전송에 참가할 필요가 없음을 인식하고, 재전송 과정을 수행하지 않는 것이다.
한편, 도 4에서 제1 노드가 존재하지 않는 경우에는 제2 노드가 소스 노드로부터 가장 먼 거리에 위치하는 노드가 되며, 제2 노드가 릴레이 노드로 선택된다.
이때, 노드의 통신 영역을 기준으로 전송 지연을 결정하는 종래의 방식에 따르면, 제1 노드의 지연값은 0.53초가 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 실시예에 따른 메시지에는 송신 노드를 기준으로 하는 최장 거리 정보가 포함되며, 수신 노드는 하기의 수학식 1을 이용하여 적응적 지연값(Da)을 계산한다.
Figure 112011036249684-pat00007
여기서,
Figure 112011036249684-pat00008
: 최대 딜레이 값,
Figure 112011036249684-pat00009
는 이웃 노드 테이블내의 가장 먼 노드의 거리,
Figure 112011036249684-pat00010
: 송신 노드와 수신 노드 사이의 거리,
Figure 112011036249684-pat00011
: 교차로에 존재하는 노드가 최소 지연 가질 수 있도록 하는 상수,
Figure 112011036249684-pat00012
: 지연값이 동일한 노드의 충돌을 방지 하기 위한 백-오프 시간이다.
도 4와 같이 노드의 통신 영역이 200m이고, 최대 전송 지연이 1초인 경우, 제2 노드의 적응적 지연값은 0.53이 아닌 0.05가 되며, 이에 따라 제2 노드는 0.05초 이후에 릴레이 노드로 선택되어 메시지 재전송을 수행한다.
여기서, 소스 노드와 제2 노드 사이에 수신 노드가 존재하는 경우, 해당 수신 노드는 제2 노드의 지연값(0.05)를 기준으로 적응적 지연값을 결정하기 때문에 통신 영역(200m)을 기준으로 지연값을 결정하는 것에 비해 적은 지연값을 가질 수 있다 따라서, 만일의 경우, 제2 노드가 재전송 불가능한 상태가 된다고 하더라도 그 사이에 있는 다른 수신 노드가 낮은 전송 지연을 가지면서 재전송을 수행할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 노드가 교차로에 위치하고 있는 경우에는 상기한 임계치(0.05)보다 작은 지연값을 가지면서 메시지를 재전송한다.
이는 소스 노드 또는 릴레이 노드로부터 가장 멀리 있는 노드를 릴레이 노드로 선택하는 경우 교차로 지점에서의 모든 방향으로 메시지 전송이 이루어지지 않을 수 있기 때문이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교차로에서의 메시지 재전송 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 하나의 소스 노드(500) 및 제1 내지 제2 릴레이 노드(502-1 내지 502-2)를 도시한다.
제1 릴레이 노드(502-1)를 기준으로 볼 때, 가장 먼 거리에 위치한 노드는 제2 릴레이 노드(502-2)이다.
거리 기반으로 제1 릴레이 노드(502-1)에서 제2 릴레이 노드(502-2)로 재전송이 이루어지는 경우, 빌딩(506)과 같은 장애물에 의해 교차로의 전방향으로 메시지 재전송이 이루어지지 않을 수 있다.
이를 위해, 제1 릴레이 노드(502-1)의 통신 영역 내에 교차로가 존재하는 경우, 교차로에 위치하고 있는 노드(504, 이하, ‘교차로 노드’라 함)는 지연값의 임계치보다 낮은 지연값을 갖도록 설정된다.
복수의 교차로 노드가 존재하는 경우, 각 교차로 노드(504)는 임계치 이하에서 랜덤한 지연값을 갖게 되며, 가장 낮은 지연값을 갖는 교차로 노드(504)가 릴레이 노드로 선택되어 제1 릴레이 노드(502-1)로부터 수신한 메시지를 전방향으로 재전송한다.
본 실시예에 따르면, 교차로 노드는 GPS 기반 맵 정보를 이용하여 자신이 교차로에 위치하고 있는지를 판단할 수 있으며, 교차로에 위치하는 경우, 소스 노드 또는 다른 릴레이 노드와의 거리에 관계 없이 릴레이 노드로 선택되어 메시지를 재전송한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 송수신되는 메시지에는 전송 방향 정보가 포함되어 특정 방향으로 메시지가 재전송되지 않는 문제를 방지한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 방향 정보를 이용하여 메시지를 재전송하는 과정을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따르면, 소스 노드(300)는 메시지에 전송 방향 식별을 위한 정보를 부가하여 전송한다.
예를 들어, 전송 방향 정보는 전방 또는 후방 구분을 위한 정보를 포함할 수 있으나, 이에 한정됨이 없이 세분화된 방향(예를 들어, 동서남북 방향)을 구분할 수 있는 정보를 포함할 수도 있을 것이다.
하기에서는 메시지 전송 방향 정보가 전방 또는 후방 방향 식별을 위한 정보인 것으로 가정하여 설명한다. 이때, 전방은 0, 후방은 1의 식별 정보를 갖는 것으로 가정한다.
도 6을 참조하면, 소스 노드(600)의 통신 영역에서 가장 먼 거리에 위치한 제1 노드(602-1)가 릴레이 노드로 선택되며, 소스 노드(600)는 전방에 위치한 제1 노드(602-1)로 전송 방향 식별 정보가 0인 메시지를 전송한다.
한편, 소스 노드(600)는 후방에 위치한 제2 노드(602-2)로 전송 방향 식별 정보가 1인 메시지를 전송한다.
제1 노드(602-1)의 통신 영역 내에 있는 제2 노드(602-2)는 제1 노드(602-1)로부터 재전송된 메시지를 수신한다. 제2 노드(602-2)는 소스 노드(600) 및 제1 노드(602-1)로부터 동일한 메시지를 수신하였을지라도, 두 메시지의 전송 방향 식별 정보가 서로 다르다는 점을 인식하고, 적응적 지연값을 결정하고 메시지의 재전송을 수행한다.
제2 노드(602-2)의 메시지 재전송에 의해, 소스 노드(600) 및 제1 노드(602-1)의 통신 영역에 포함되지 않는 제3 노드(602-3)로 메시지를 수신할 수 있게 된다.
하기에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 메시지 재전송을 처리하는 노드의 구성을 상세하게 살펴본다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드의 상세 구성을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 노드는 메시지 전송 장치로 정의될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 노드는 통신부(700), 지연값 결정부(702), 타이머부(704), 재전송 판단부(706), 이웃 노드 테이블 저장부(708) 및 메시지 생성부(710)를 포함할 수 있다.
통신부(700)는 다른 노드로부터 메시지를 수신한다.
또한, 노드가 소스 노드가 되는 경우 통신부(700)는 생성한 메시지를 다른 노드로 전송하며, 노드가 릴레이 노드가 되는 경우, 다른 노드로부터 수신한 메시지를 재전송한다.
지연값 결정부(702)는 수신된 메시지에 포함된 최장 거리 정보를 이용하여 적응적 지연값을 계산한다.
상기한 바와 같이, 수신된 메시지에는 메시지를 전송한 노드의 이웃 노드 테이블을 이용하여 결정된 가장 멀리 있는 노드와의 거리가 포함된다.
지연값 결정부(702)는 상기한 수학식 1을 이용하여 자신의 지연값을 계산한다.
만일, 수신 노드가 송신 노드의 통신 영역 내에서 가장 먼 거리에 위치한 노드인 경우, 수신 노드의 지연값은 임계값(도 4에서 0.05)으로 결정될 수 있다.
이때, 상기한 송신 노드와 수신 노드 사이에 위치한 나머지 노드들의 적응적 지연값은 송신 노드와 수신 노드의 거리를 기준으로 계산된다.
도 4에서, 제2 노드가 소스 노드로부터 가장 먼 거리에 위치한 노드인 경우, 소스 노드와 제2 노드 사이에 위치한 노드들의 지연값은 통신 영역이 아닌 소스 노드와 제2 노드와의 거리를 기준으로 생성된 그래프의 기울기에 따라 결정되기 때문에 통신 영역을 기준으로 하는 종래 방식에 비해 낮은 지연값을 가질 수 있다.
한편, 상기에서는 송신 노드로부터 가장 먼 거리에 위치한 노드의 거리를 이용하여 적응적 지연값을 계산하는 것으로 설명하였으나, 본 실시예에 따른 지연값 결정부(702)는 수신 노드가 교차로에 위치하는 경우, 임계치 이하의 값으로 랜덤하게 결정할 수 있다.
본 실시예에 따른 노드는 위치정보 획득부(703)를 포함하며, 위치정보 획득부(703)는 계속적으로 수신되는 GPS 정보 및 밀 저장된 맵 데이터를 이용하여 현재 노드가 교차로에 위치하고 있는지 여부를 판단한다.
만일 노드가 교차로에 위치하는 경우, 지연값 결정부(702)는 임계치 이하의 값으로 지연값을 결정하게 된다.
타이머부(704)는 노드가 계산된 지연값만큼 대기 상태를 유지하도록 한다.
타이머부(704)에 의해 지연값만큼 경과된 것으로 판단되는 경우, 재전송 판단부(706)는 이전에 수신된 메시지의 재전송 여부를 판단한다.
타이머부(704)가 동작하는 동안, 이전 송신 노드가 아닌 다른 노드로부터 동일한 메시지가 수신되는 경우, 재전송 판단부(706)는 이전 메시지와 현재 메시지의 시퀀스 번호를 비교한다.
재전송 판단부(706)는 시퀀스 번호가 일치하지 않는 경우, 재전송 판단부(706)는 이미 다른 노드가 릴레이 노드로 선택된 것이므로 메시지의 재전송을 수행하지 않는 것으로 판단한다.
메시지를 재전송하지 않는 경우, 타이머부(704)의 동작이 종료되고, 메시지의 재전송을 위한 메커니즘이 중지된다.
본 실시예에 따른 재전송 판단부(706)는 이전 메시지와 현재 메시지의 시퀀스 번호 및 전송 방향 정보를 모두 비교하여 메시지의 재전송 여부를 결정할 수 있다.
만일, 시퀀스 번호가 상이하다고 하더라도, 이전 메시지와 현재 메시지의 전송 방향이 다른 경우, 재전송 판단부(706)는 메시지의 재전송이 필요한 것으로 판단한다.
메시지의 재전송이 필요한 것으로 판단되는 경우, 메시지 생성부(710)는 이웃 노드 테이블 저장부(708)를 이용하여 자신과 가장 멀리 있는 노드와의 거리, 시퀀스 번호 및 전송 방향 정보가 포함된 메시지를 생성한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 재전송 판단부(706)는 노드가 교차로에 위치하고 있는 경우 시퀀스 번호 및 전송 방향 정보를 고려하지 않고 항상 재전송하는 것으로 결정하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 지연값 결정을 위해, 수신된 메시지에는 메시지를 전송한 노드와 가장 멀리 있는 노드와의 거리가 포함된다. 이와 같은 거리 정보가 포함되도록 하기 위해 위치정보 획득부(703)에서 획득된 노드의 위치 정보는 통신부(700)를 통해 브로드캐스트되며, 이를 수신한 다른 노드들은 이웃 정보 테이블을 갱신하게 된다.
또한, 다른 노드의 위치 정보 역시 통신부(700)를 통해 주기적으로 수신되며, 이웃 노드 테이블 저장부(708)에 저장된다.
상기한 위치 정보의 교환을 통해 다른 송신 노드가 메시지를 전송하는 경우, 송신 노드와 가장 먼 노드와의 거리를 포함하는 메시지를 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 노드에서 메시지 재전송 처리 과정을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 송신 노드로부터 가장 멀리 있는 노드의 거리 정보(최장 거리 정보), 시퀀스 번호 및 전송 방향 정보를 포함하는 메시지를 수신한다(단계 800).
여기서, 송신 노드는 소스 노드 또는 다른 노드로부터 수신한 메시지를 재전송하는 릴레이 노드일 수 있다.
수신 노드는 최장 거리를 이용하여 적응적 지연값을 결정한다(단계 802).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적응적 지연값 계산 이전에 자신이 교차로에 위치하고 있는지 여부를 판단할 수 있으며, 이러한 경우, 지연값은 임계치 이하에서 랜덤하게 결정될 수 있다.
지연값 결정 이후, 지연 시간만큼 대기 상태가 유지된다(단계 804).
대기 상태 중에 다른 노드로부터 메시지가 수신되는 경우(단계 806), 수신 노드는 단계 800에서 수신된 메시지와 현재 메시지의 시퀀스 번호를 비교한다(단계 808).
시퀀스 번호가 상이한 경우, 수신 노드는 이전 메시지와 현재 메시지의 전송 방향을 비교한다(단계 810).
수신 노드는 시퀀스 번호가 동일하거나 또는 시퀀스 번호가 불일치하더라도 전송 방향이 상이한 경우에는 메시지를 재전송하는 것으로 결정한다(단계 812).
메시지 재전송을 위해, 수신 노드는 이웃 노드 테이블을 참조하여 자신의 통신 영역 내에서 가장 멀리 있는 노드의 거리, 수신 메시지의 시퀀스 번호의 다음 시퀀스 번호 및 단계 800에서 수신한 메시지의 전송 방향 정보를 포함하는 메시지를 생성하여 주변 노드로 재전송한다(단계 814).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 송신 노드로부터 가장 멀리 있는 노드와의 거리를 이용하여 각 노드들이 적응적으로 지연값을 계산하기 때문에 통신 영역을 기준으로 지연값을 계산하는 것과 비교하여 전송 지연을 줄일 수 있다.
또한, 교차로 노드 개념을 도입하여 교차로를 중심으로 전 방향으로 메시지가 안정적으로 전달되도록 한다.
나아가, 메시지에 전송 방향 식별 정보를 포함시켜 전송하기 때문에 특정 방향으로 메시지 전송이 실패되는 문제를 해결한다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 차량 애드 혹 네트워크에서 메시지를 전송하는 장치로서,
    소스 노드 또는 릴레이 노드를 포함하는 송신 노드로부터 수신된 메시지에 포함된 최장 거리 정보에 기초하여 적응적으로 지연값을 결정하는 지연값 결정부-상기 최장 거리 정보는 상기 송신 노드의 통신 영역 내에서 상기 송신 노드와 상기 송신 노드로부터 가장 멀리 위치한 노드 사이의 거리임-;
    상기 수신된 메시지의 재전송 여부를 판단하는 재전송 판단부; 및
    상기 메시지의 재전송이 필요한 경우, 상기 지연값만큼의 대기 상태가 종료된 이후 재전송을 위한 메시지를 생성하는 메시지 생성부를 포함하되,
    상기 송신 노드로부터 최장 거리에 위치한 노드에서의 지연값이 임계치로 설정되며, 상기 지연값 결정부는 상기 임계치 및 미리 설정된 최대 지연값 사이에서 적응적으로 지연값을 결정하는 메시지 전송 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    현재 위치가 교차로인 경우, 상기 지연값 결정부는 상기 임계치보다 작은 범위 내에서 랜덤하게 상기 적응적 지연값을 결정하는 메시지 전송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 메시지는 재전송 횟수 식별을 위한 시퀀스 번호를 포함하며,
    상기 재전송 판단부는 상기 대기 상태가 유지되는 동안 상기 송신 노드와 다른 노드로부터 메시지가 수신되는 경우, 상기 송신 노드로부터 수신된 메시지 및 상기 다른 노드로부터 수신된 메시지의 시퀀스 번호를 비교하여 상기 메시지의 재전송 여부를 판단하는 메시지 전송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신된 메시지는 상기 메시지의 전송 방향을 식별하기 위한 전송 방향 정보를 포함하며,
    상기 재전송 판단부는 상기 대기 상태가 유지되는 동안 상기 송신 노드와 다른 노드로부터 메시지가 수신되는 경우, 상기 송신 노드로부터 수신된 메시지 및 상기 다른 노드로부터 수신된 메시지의 전송 방향을 비교하여 상기 메시지의 재전송 여부를 판단하는 것으로 결정하는 메시지 전송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지연값 결정부는 하기의 수학식을 이용하여 지연값을 결정하는 메시지 전송 장치.
    [수학식]
    Figure 112012072839972-pat00013

    여기서,
    Figure 112012072839972-pat00014
    : 최대 지연값,
    Figure 112012072839972-pat00015
    는 이웃 노드 테이블내의 가장 먼 노드의 거리,
    Figure 112012072839972-pat00016
    : 송신 노드와 수신 노드 사이의 거리,
    Figure 112012072839972-pat00017
    : 교차로에 존재하는 노드가 최소 지연 가질 수 있도록 하는 상수,
    Figure 112012072839972-pat00018
    : 지연값이 동일한 노드의 충돌을 방지 하기 위한 백-오프 시간.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 최장 거리 정보는 상기 송신 노드에 저장된 이웃 노드 테이블을 이용하여 결정되는 메시지 전송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메시지 생성부는 미리 저장된 이웃 노드 테이블로부터 상기 장치의 통신 영역 내에서 가장 멀리 있는 노드의 거리, 이전에 수신된 메시지에 포함된 시퀀스 번호의 다음 시퀀스 번호 및 이전에 수신된 메시지에 포함된 전송 방향 정보(상기 메시지의 전송 방향 식별을 위한 정보) 중 적어도 하나를 포함하는 메시지를 생성하는 메시지 전송 장치.
  9. 차량 애드 혹 네트워크에서 메시지를 전송하는 방법으로서,
    송신 노드로부터 수신된 메시지에 포함된 최장 거리 정보에 기초하여 적응적으로 지연값을 결정하는 단계-상기 최장 거리 정보는 상기 송신 노드의 통신 영역 내에서 상기 송신 노드로부터 가장 멀리 위치한 노드의 거리임-; 및
    상기 지연값에 따라 대기 상태가 유지되는 동안 상기 수신된 메시지의 재전송 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 송신 노드로부터 최장 거리에 위치한 노드에서의 지연값이 임계치로 설정되며, 상기 지연값 결정 단계는 상기 임계치 및 미리 설정된 최대 지연값 사이에서 적응적으로 지연값을 결정하는 메시지 전송 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 메시지는 재전송 횟수 식별을 위한 시퀀스 번호를 포함하며,
    상기 재전송 여부의 판단 단계는 상기 대기 상태가 유지되는 동안 상기 송신 노드와 다른 노드로부터 메시지가 수신되는 경우, 상기 송신 노드로부터 수신된 메시지 및 상기 다른 노드로부터 수신된 메시지의 시퀀스 번호를 비교하여 메시지의 재전송 여부를 판단하는 메시지 전송 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 메시지는 상기 메시지의 전송 방향을 식별하기 위한 전송 방향 정보를 포함하며,
    상기 재전송 여부의 판단 단계는 상기 대기 상태가 유지되는 동안 상기 송신 노드와 다른 노드로부터 메시지가 수신되는 경우, 상기 송신 노드로부터 수신된 메시지 및 상기 다른 노드로부터 수신된 메시지의 전송 방향이 다른 경우에 메시지를 재전송하는 것으로 결정하는 메시지 전송 방법.
  13. 차량 애드 혹 네트워크에서 메시지를 전송하는 방법으로서,
    송신 노드로부터 메시지를 수신하는 단계;
    현재 위치가 교차로인지 여부를 판단하는 단계;
    현재 위치가 교차로인 경우, 미리 설정된 임계치보다 낮은 범위 내에서 랜덤하게 지연값을 결정하는 단계; 및
    상기 지연값이 경과한 이후 상기 메시지를 재전송하는 단계를 포함하는 메시지 전송 방법.
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