KR101458245B1

KR101458245B1 - 무선 메쉬 네트워크에서 데이터 전송의 혼잡 상황을 통지/회피하는 방법 및 이를 위한 메쉬 노드

Info

Publication number: KR101458245B1
Application number: KR1020100080974A
Authority: KR
Inventors: 박상준; 송유승; 고영배; 이성희; 임근우
Original assignee: 한국전자통신연구원; 아주대학교산학협력단
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2014-11-07
Also published as: US20120044806A1; US8681620B2; KR20120017972A

Abstract

본 발명은 무선 메쉬 네트워크에서의 QoS(Quality of Service)를 지원하는 다중 경로 라우팅 기법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 메쉬 네트워크에서 데이터 전송의 혼잡 상황을 통지하고 회피하는 방법 및 이를 위한 메쉬 노드에 관련된다. 본 발명의 실시 예는 현재 멀티홉 경로상의 경로 혼잡도를 획득하여 데이터 전송을 다중 경로에 차등 전송함으로써, 비디오 스트리밍과 같은 실시간 서비스를 제공하는 데이터는 혼잡한 경로를 회피하여 이전보다 신속하게 도착할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 네트워크의 전송 경로의 혼잡 상황에 따라 다중 큐를 분할하여 다중 경로로 차등 전송함으로써 네트워크의 전체적인 효율을 증대시킬 수 있다.

Description

무선 메쉬 네트워크에서 데이터 전송의 혼잡 상황을 통지/회피하는 방법 및 이를 위한 메쉬 노드{METHOD FOR NOTIFYING/AVODING CONGESTION SITUATION OF DATA TRANSMISSION IN WIRELESS MESH NETWORK, AND MESH NODE FOR THE SAME}

본 발명은 무선 메쉬 네트워크에서의 QoS(Quality of Service)를 지원하는 다중 경로 라우팅 기법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 메쉬 네트워크에서 데이터 전송의 혼잡 상황을 통지하고 회피하는 방법 및 이를 위한 메쉬 노드에 관련된다.

무선 메쉬 네트워크는 일반적으로 무선으로 연결된 메쉬 노드 간에 멀티 홉 통신을 통해 다수의 사용자 단말에게 인터넷 접속 등의 서비스를 제공해 줄 수 있다. 이러한 무선 메쉬 네트워크는 메쉬 노드 간의 멀티 홉 통신을 통해 데이터를 전달하기 때문에, 네트워크 확장이 용의하고 유지보수가 쉽다. 이에 따라, 타 통신 네트워크(이를 테면, 감시 정찰 네트워크, 커뮤니티 네트워크 등)의 다양한 어플리케이션의 백본으로 활용된다.

최근 다양한 표준 단체들이 무선 메쉬 기능을 도입하고자 하고 있으며, 특히 IEEE에서도 IEEE 802.11s를 구성하고 무선 랜을 기반으로 무선 메쉬 네트워크 표준화를 진행하고 있다.

IEEE 802.11s 표준에서는 멀티 홉 라우팅을 위해 HWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol)을 제안한다. HWMP 프로토콜은 AODV 라우팅 기법을 기반으로 요청 기반(On-demand) 기법과 루트 노드가 설정된 경우 트리 형태의 경로를 주기적으로 관리하는 사전적 기법을 동시에 사용한다. 이때, 루트 노드는 라우팅 경로를 생성 및 관리하기 위하여, 주기적으로 알림 (Route Announcement: RANN) 메시지를 전체 네트워크로 전송한다. 또한 메쉬 네트워크에서는 데이터 종류에 따라 실시간 서비스 품질 즉, QoS를 보장하는 기능도 지원한다.

그러나, 현재 표준안에서는 단일 홉 기반의 IEEE 802.11e 표준을 따르는 QoS의 기능 정의만 되어 있을 뿐 다중 경로를 이용하는 멀티 홉 환경에서 사용 가능한 QoS에 대해서는 구체적인 언급을 하지 않고 있다. 따라서, IEEE 802.11s 표준의 QoS 지원 방법은 멀티 홉 환경인 메쉬 네트워크에서 적합하지 않다.

본 발명에서는 멀티 홉 환경에서 QoS를 지원하는 기술을 제안한다.

본 발명의 일부 실시 예에서는, 게이트웨이의 RANN 메시지에 메쉬노드가 자신의 데이터 혼잡도를 삽입하여 동일 경로상의 다른 메쉬노드들에게 통지할 수 있는 무선 메쉬 네트워크에서 데이터 전송의 혼잡 상황을 통지/회피하는 방법 및 이를 위한 메쉬 노드를 제공한다.

본 발명의 일부 실시 예에서는, 기준치 이상의 데이터 혼잡도가 발생한 메쉬노드가 상기 데이터 혼잡도가 포함된 RANN 메시지를 생성하여 동일 경로상의 다른 메쉬노드들에게 통지할 수 있는 무선 메쉬 네트워크에서 데이터 전송의 혼잡 상황을 통지/회피하는 방법 및 이를 위한 메쉬 노드를 제공한다.

본 발명의 일부 실시 예에서는, 다른 메쉬노드의 데이터 혼잡도가 통지된 경우, 데이터 전송시 상기 데이터 전송의 큐를 다수의 분할 큐로 분할하고, 상기 다수의 분할 큐를 상기 데이터 혼잡도에 따른 경로로 차등 전송하여 상기 데이터 전송의 경로상에 혼잡 상황을 회피할 수 있는 무선 메쉬 네트워크에서 데이터 전송의 혼잡 상황을 통지/회피하는 방법 및 이를 위한 메쉬 노드를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 무선 메쉬 네트워크에서 다수의 게이트웨이간의 경로 상에 존재하는 메쉬 노드에서 데이터의 전송 혼잡 상황을 통지 및 회피하는 방법에 있어서, 상기 다수의 게이트웨이로부터 RANN 메시지가 수신되면, 상기 데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출하는 단계와, 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도와 상기 데이터 혼잡도를 비교하는 단계와, 상기 비교결과, 상기 데이터 혼잡도가 상기 경로 혼잡도보다 큰 경우 상기 데이터 혼잡도를 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도로 설정하여 상기 메쉬 노드와 동일 경로의 다음 메쉬 노드로 송신하는 단계를 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 무선 메쉬 네트워크에서 다수의 게이트웨이간의 경로 상에 존재하는 메쉬 노드에서 데이터의 전송 혼잡 상황을 통지 및 회피하는 방법에 있어서, 상기 데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출하는 단계와, 상기 산출된 데이터 혼잡도가 기준치 이상인 지에 따라 RANN 메시지를 생성하여, 상기 데이터 혼잡도를 상기 생성된 RANN 메시지 내 경로 혼잡도로 설정하여 상기 메쉬 노드와 동일 경로 상의 다음 메쉬 노드로 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 무선 메쉬 네트워크에서 다수의 게이트웨이간의 경로 상에 존재하는 메쉬 노드에 있어서, 상기 다수의 게이트웨이로부터 RANN 메시지를 수신하는 메시지 수신부와, 상기 데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출하는 산출 처리부와, 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도와 상기 데이터 혼잡도를 비교하여, 상기 비교결과, 상기 데이터 혼잡도가 상기 경로 혼잡도보다 큰 경우 상기 데이터 혼잡도를 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도로 설정하여 다음 경로의 메쉬 노드로 송신하는 메시지 송신부를 포함하는 메쉬 노드를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 무선 메쉬 네트워크에서 다수의 게이트웨이간의 경로 상에 존재하는 메쉬 노드에 있어서, 상기 데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출하는 산출 처리부와, 상기 산출된 데이터 혼잡도가 기준치 이상인 지를 판단하는 혼잡 판단부와, 상기 혼잡 판단부에 의해 상기 데이터 혼잡도가 상기 기준치 이상인 것으로 판단되면, 상기 데이터 혼잡도가 설정된 RANN 메시지를 생성하고, 상기 생성된 RANN 메시지를 상기 메쉬 노드와 동일 경로 상의 다음 메쉬 노드로 송신하는 메시지 송신부를 포함하는 메쉬 노드를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면 데이터의 우선 순위, 특성 및 전송 혼잡상황을 고려하여 전송할 데이터를 신속하고 신뢰성있게 전송할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 의하면 다중 큐를 이용하여 데이터의 우선 순위 및 특성을 고려할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 현재 멀티홉 경로상의 경로 혼잡도를 획득하여 데이터 전송을 다중 경로에 차등 전송함으로써, 비디오 스트리밍과 같은 실시간 서비스를 제공하는 데이터는 혼잡한 경로를 회피하여 이전보다 신속하게 전달될 수 있다.

본 빌명의 실시 예는 네트워크의 전송 경로의 혼잡 상황에 따라 다중 큐를 분할하여 다중 경로로 차등 전송함으로써 네트워크의 전체적인 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 메쉬노드에서는 네트워크 내 혼잡 상황 정도를 주기적으로 획득함으로써 기본 게이트웨이로의 경로에서 발생가능한 데이터 지연을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 메쉬노드는 자신의 데이터 혼잡도가 기준치 이상인 경우에는 요구적 혼잡 상황 통지 방법을 통해 다른 메쉬노드에게 이를 알림으로써, 데이터간의 충돌 및 데이터의 전송 부하를 줄일 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 실시 예는 멀티 홉 환경에서 데이터 전송의 QoS를 지원함으로써, 데이터 전송 속도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법이 적용될 수 있는 무선 메쉬 네트워크 환경을 보여주는 도면.
도 2a, 2b 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법에서 사용되는 RANN 메시지의 구성 방식을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법을 수행하는 메쉬 노드의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법 중 사전적 혼잡 상황 통지 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법 중 데이터 차등 전송 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법 중 요구적 혼잡 상황 통지 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송의 사전적 혼잡 상황 통지/회피 방법을 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송의 요구적 혼잡 상황 통지/회피 방법을 보여주는 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법이 적용될 수 있는 무선 메쉬 네트워크 환경을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Networks)(20)는 다수의 게이트웨이(100, 101) 및 다수의 메쉬 노드(300 내지 307)를 포함하며, 다수의 게이트웨이(100, 101)를 통해 외부망(일례로, 인터넷(20))과 연동할 수 있다.

무선 메쉬 네트워크는 다양한 어플리케이션의 백본(backbone)으로 활용되어 다양한 데이터가 송수신될 수 있다. 이때, 상기 다양한 데이터는 요구되는 전송시간 및 전송률에 따라 우선순위가 부여되며, 각각의 메쉬노드(300 내지 307)는 상기 데이터 혹은 다중 큐에 대응하는 우선순위에 따라 높은 우선 순위를 가지는 데이터에 대하 신속하게 처리를 수행한다.

무선 메쉬 네트워크(20)는 상기 외부망과 유선으로 연결되는 게이트웨이(100, 101)가 다수 존재하며, 다수의 메쉬 노드(300 내지 307)가 게이트웨이(100, 101)로의 데이터 전송을 위한 경로를 구성한다. 또한, 각각의 게이트웨이(100, 101)로의 경로가 다수 존재함에 따라, 각각의 메쉬 노드(300 내지 307)에서 외부 네트워크에 데이터를 전송할 수 있는 경로도 다수로 존재할 수 있다.

여기서, 메쉬노드(300 내지 307)는 데이터 전송 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 보장하기 위해, 메쉬 노드(300 내지 307)는 데이터의 특성을 고려하여 우선 순위에 따른 다중 큐를 이용한다. 상기 다중 큐에 데이터가 누적된 정도에 따라, 메쉬 노드(일례로, 300)는 데이터 혼잡도를 계산하여 동일 경로상의 다른 메쉬 노드들에게 전달함으로써, 상기 다른 메쉬노드들은 메쉬노드(300)를 통하는 경로의 데이터 혼잡 상황을 미리 알고 대처할 수 있다. 다시 말해, 매쉬노드(300 내지 307)는 상기 전달된 데이터 혼잡도를 통해 각각의 경로상의 데이터 혼잡 상황을 파악하여 자신이 전송할 데이터의 일부 또는 전체를 다른 경로로 보냄으로써, 혼잡 상황이 발생한 경로에서의 전송 지연을 회피할 수 있다.

이때, 상기 데이터 혼잡도를 전달하는 방법은 게이트웨이(100, 101)에서 주기적으로 발생되는 RANN 메시지에 포함시켜 상기 다른 메쉬노드들에게 전달하거나(이하, '사전적 혼잡 상황 통지 방법'이라 칭함), 메쉬 노드(300)에서 미리 설정된 기준치 이상의 데이터 혼잡도가 계산됨에 따라, 상기 기준치 이상의 데이터 혼잡도가 포함된 상기 RANN 메시지를 자체적으로 생성하여 상기 다른 메쉬 노드들에게 전달할 수 있다(이하, '요구적 혼잡 상황 통지 방법'이라 칭함)

도 2a, 2b 2c는 상기 RANN 메시지의 구성 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 2a를 참조하면, 상기 RANN 메시지는 현재 IEEE 802.11s 표준안에서 정의한 구성 방식을 적용한 경우로, 다수의 필드들(Element ID, Length, Flags, Hop Count, TTL, Root Mesh STA Addresses, HWMP Sequence Number, Interval, Metri)을 포함하는 RANN 패킷 프레임 포맷 및 플래그 필드들(Portal Role, Reserved)을 포함하는 RANN 플래그 필드 포맷을 포함할 수 있다.

따라서, 메쉬 노드(300)는 상기 RANN 플래그 필드(200)에 자신의 데이터 혼잡도를 이용하여 메쉬 노드(300)의 경로에 대한 경로 혼잡도로 설정할 수 있다.

또는, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 RANN 메시지는 상기 RANN 플래그 필드 포맷 부분에 상기 메쉬노드(300)가 상기 데이터 혼잡도를 상기 경로 혼잡도로 설정할 수 있는 특정 필드(CCL)(210)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 요구적 혼잡 상황 통지 방법에 의해 어느 메쉬 노드에서 기준치 이상의 데이터 혼잡도가 발생함에 따라, 상기 어느 메쉬 노드가 상기 RANN 메시지를 자체적으로 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 RANN 메시지는 상기 RANN 플래그 필드 포맷 부분에 요구적 혼잡 상황을 통지함을 나타낼 수 있는 다른 특정 필드(CF)(220)를 더 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법을 수행하는 메쉬 노드(300)의 구성을 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 메쉬 노드(300)는 데이터 전송을 위한 다수의 큐(미도시됨)를 구비하며, 상기 혼잡 상황 통지/회피 방법을 위한 메시지수신부(310), 산출 처리부(320), 메시지 송신부(330) 및 차등 전송부(340)를 포함한다.

메시지 수신부(310)는 다수의 게이트웨이(100, 101)에 의해 생성된 RANN 메시지를 수신한다.

산출 처리부(320)는 상기 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출한다. 산출 처리부(320)는 메시지 수신부(310)에서 RANN 메시지가 수신된 경우 혹은 데이터 전송이 개시된 경우, 상기 데이터 혼잡도를 산출할 수 있다.

특히, 산출 처리부(320)는 상기 큐에 대한 데이터 누적 정도 및 우선순위의 정보를 기초로, 상기 우선 순위가 높은 큐가 처리되지 못할수록 상기 데이터 혼잡도가 높아지도록 상기 데이터 혼잡도를 산출할 수 있다.

아래의 [수학식 1]을 통해 상기 데이터 혼잡도(Current Congestion Level, CCL)가 산출될 수 있다.

[수학식 1]

여기서,

는 i번째 큐의 데이터가 누적된 정도를 나타내는 값이며,

는 i번째 큐의 우선순위이고, n은 다중 큐의 개수를 나타낸다. [수학식 1]에서는 상기 데이터 혼잡도(CCL)는 우선 순위가 높은 큐에 데이터가 누적되면, 우선 순위가 낮은 큐에 데이터가 누적된 것보다 가중치를 높일 수 있다. 결과적으로, 우선 순위가 높은 큐에 데이터가 누적될수록 데이터 혼잡도(CCL)가 큰 값으로 계산될 수 있다.

데이터 혼잡도(CCL)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 값의 단계적인 범위를 가진 레벨로 설정될 수 있다. 즉, [수학식 1]을 통해 계산된 데이터 혼잡도(CCL)의 값에 따라서, 이를테면, 혼잡 상황의 정도를 나타내는 1단계 내지 5단계로 구분할 수 있다. 여기서, 1단계는 상기 혼잡 상황의 정도가 미미함을 나타내며, 이후의 2단계 내지 5단계는 상기 혼잡 상황의 정도가 점차적으로 높음을 나타낼 수 있다.

나아가, 산출 처리부(320)는 상기 산출된 데이터 혼잡도를 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도와 비교하여 상기 데이터 혼잡도가 상기 경로 혼잡도보다 큰 경우 상기 데이터 혼잡도를 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도로 설정할 수 있다.

메시지 송신부(330)는 상기 산출 처리부(320)의 비교 결과에 의해 상기 경로 혼잡도가 설정되었거나 혹은 설정되지 않은 상기 RANN 메시지를 다음 경로의 메쉬 노드로 송신한다.

마찬가지로, 상기 다음 경로의 메쉬 노드는 상기 RANN 메시지를 수신하여, 자신의 큐에 대한 데이터 혼잡도의 계산 및 상기 RANN 메시지내 설정과정을 수행하여 다음 경로의 다른 메쉬 노드로 송신한다. 이러한 RANN 메시지의 전달 과정은 도 4에서 설명될 수 있다. 도 4는 사전적 혼잡 상황 통지 방법에서 RANN 메시지의 전달 과정을 보여준다.

도 4를 참조하면, 게이트웨이(100)는 이를테면, 10의 경로 혼잡도를 가진 RANN 메시지를 생성하여 메쉬 노드(a)로 전달한다. 메쉬 노드(a)는 자신의 큐에 대하여 데이터 혼잡도(25)를 계산하고, 계산된 데이터 혼잡도(25)가 수신된 RANN 메시지 내 경로 혼잡도(10)보다 큰 지를 판단한다. 상기 메쉬 노드(a)의 데이터 혼잡도(25)가 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도(10)보다 크므로, 메쉬 노드(a)는 데이터 혼잡도(25)를 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도로 설정하여, 상기 경로 혼잡도가 설정된 RANN 메시지를 다음 메쉬 노드(b)로 전달한다. 마찬가지로, 메쉬 노드(b)는 자신의 큐에 대하여 데이터 혼잡도(10)를 계산하지만, 상기 계산된 데이터 혼잡도(10)가 현재 RANN 메시지 내 경로 혼잡도(25)보다 크지 않으므로, 상기 경로 혼잡도(25)를 가진 상기 RANN 메시지를 다음 경로의 메쉬 노드(c)로 전달한다.

이후, 메쉬 노드(c 내지 g)에서도 각각의 큐에 대한 데이터 혼잡도를 30, 40, 20, 15, 5로 계산하고, 자신의 데이터 혼잡도와 RANN 메시지 내 경로 혼잡도간의 비교를 통해 상기 경로 혼잡도 보다 큰 자신의 데이터 혼잡도를 상기 경로 혼잡도로서 다음 메쉬 노드로 전달한다. 즉, 게이트웨이(100)로부터 게이트웨이(101)로 전달되는 RANN 메시지에는 현재 기 전달된 메쉬 노드들의 데이터 혼잡도 중에서 가장 큰 데이터 혼잡도가 상기 경로 혼잡도로서 실시간으로 삽입되고 전달된다. 상기 전달의 결과, 상기 경로상의 메쉬 노드(a 내지 g)는 게이트웨이(100)으로부터 자신의 노드 직전까지의 경로에서의 혼잡 상황 정도를 파악할 수 있다.

한편, 차등 전송부(340)는 상기 큐에 대한 데이터 전송이 요청되면, 상기 큐를 다수로 분할하고, 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도에 따라 결정되는 전송 경로로 상기 분할된 큐(이하, '분할 큐'라 칭함)를 차등 전송한다.

특히, 차등 전송부(340)는 상기 분할 큐를 전송하는 데 다수의 게이트웨이(100, 101) 중에서 최적 경로상에 있는 게이트웨이(이를 테면, 100)를 기본 게이트웨이로 설정하고, 차선의 경로상에 있는 게이트웨이(이를 테면, 101)를 차선 게이트웨이로 설정한다. 차등 전송부(340)는 상기 최적 경로에 대응하는 경로 혼잡도를 이용하여 상기 분할 큐를 상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 전송 경로로 차등 전송할 수 있다

그러나, 동일한 경로 상의 메쉬 노드들의 몇몇은 동일한 경로 혼잡도를 수신할 수 있기 때문에, 차등 전송부(340)에서는 상기 분할 큐가 동일한 비율로 차등 전송될 수 있다.

이를 방지하기 위해, 차등 전송부(340)는 상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 각각에 대한 에어타임 링크 코스트 정보, 및 상기 경로 혼잡도를 기초로 상기 분할 큐들의 차등 전송 정도를 결정하고, 상기 결정된 차등 전송 정도에 따라 상기 분할 큐들의 각각을 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로로 전송할 수 있다.

차등 전송부(340)는 상기 차등 전송 정도가 높을수록 더 많은 분할 큐를 차선 게이트웨이로 전송시킬 수 있다. 차등 전송부(340)는 아래의 [수학식2]을 통해 상기 차등 전송 정도(RL)를 계산할 수 있다.

[수학식 2]

여기서,

는 상기 기본 게이트웨이로의 경로의 에어타임 링크 코스트 정보이고,

는 상기 차선 게이트웨이로의 경로의 에어타임 링크 코스트 정보이고, CCL은 RANN 메시지 내 설정된 경로 혼잡도이다.

의 최소값은

와 같게 되므로, 차등 전송 정도(RL)의 최대값은 경로 혼잡도(CCL)의 2배 큰 값을 가질 수 있고, 최소값은 경로 혼잡도(CCL)와 동일한 값을 가질 수 있다.

상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 코스트 값의 차이가 작을수록 상기 차선 게이트웨이를 이용하는 효율이 높아지고, 상기 차이가 커질수록 상기 차선 게이트웨이로 데이터 전송에 대한 비용이 커지므로 효율이 낮아질 수 있다. 이에 따라, 코스트 차이가 작은 노드부터 차선 게이트웨이 경로를 이용할 수 있다.

차등 전송부(340)는 차등 전송 정도(RL)의 값에 따라 상기 분할 큐를 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이로 나누어 전송한다. 특히, 차등 전송부(340)는 차등 전송 정도(RL)를 단계적인 레벨(이를 테면, 1단계, 2단계 등)로 구분하여, 상기 단계적인 레벨에 따라 상기 분할 큐의 개수를 조절하여 상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이로 각각 전송할 수 있다. 상기 단계적인 레벨은 차등 전송 정도(RL)의 최소값 및 최대값에 따른 범위들로 설정될 수 있다.

도 5를 참조하면, 차등 전송부(340)에 의해 상기 분할 큐가 차등 전송되는 것을 보여준다. 이때, 차등 전송 정도(RL)는 본 발명의 실시 예에 제1 레벨(No Congestion), 제2 레벨(Weakly Congested), 제3 레벨(Medium Congested), 제4 레벨(Highly Congested), 및 제5 레벨(Fully Congested)의 레벨로 설정된다.

따라서, 메쉬노드(200-1)는 자신의 차등 전송 정도(RL)를 계산하여, 계산된 차등 전송 정도(RL)가 어느 레벨에 해당하는 지를 판단하고, 상기 판단된 레벨에 따라 상기 분할 큐의 개수를 차등하여 기본 게이트웨이(100-1) 및 차선 게이트웨이(101-1)로 전송한다.

이를 테면, 상기 계산된 차등 전송 정도(RL)가 제1 레벨에 해당하는 경우, 메쉬 노드(300-1)는 모든 분할 큐를 기본 게이트웨이로 전송하고, 상기 계산된 차등 전송 정도(RL)가 제2 레벨에 해당하는 경우, 메쉬 노드(300-1)는 1개의 분할 큐를 차등 게이트웨이로 전송하고, 나머지 분할 큐를 기본 게이트웨이로 전송한다. 그리고, 상기 계산된 차등 전송 정도(RL)이 제3 레벨에 해당하는 경우, 메쉬 노드(300-1)는 2개의 분할 큐를 차선 게이트웨이로 전송하고, 나머지 분할 큐를 기본 게이트웨이로 전송하는 식으로, 메쉬노드(300)는 레벨이 높아질수록 차선 게이트웨이로 전송하는 분할 큐의 개수를 늘릴 수 있다.

한편, 메쉬 노드(300)는 자체적으로 상기 큐의 데이터 혼잡도를 판단하고, 상기 판단의 결과에 따라 상기 RANN 메시지를 생성하고, 상기 생성된 RANN 메시지를 메쉬 노드(300)와 동일 경로상의 다음 메쉬 노드(일례로, 301)로 전달할 수 있다. 즉, 메쉬 노드(301)는 자신의 큐의 데이터 혼잡도가 위험한 수준인 것을 인식하고 상기 경로를 다른 메쉬 노드(301)가 회피할 수 있도록 하는 방법(이하, '요구적 혼잡 상황 통지 방법'라 칭함)이다.

상기 메쉬 노드(300)는 혼잡 판단부(350) 및 RANN 생성부(360)를 더 포함할 수 있다.

혼잡 판단부(350)는 상기 산출 처리부(320)에 의해 상기 데이터 혼잡도가 산출되면, 상기 산출된 데이터 혼잡도가 미리 설정된 기준치 이상인 지를 판단한다.

RANN 생성부(360)는 혼잡 판단부(350)에 의해 상기 데이터 혼잡도가 상기 기준치 이상으로 판단된 경우, 상기 데이터 혼잡도가 상기 경로 혼잡도로 설정된 RANN 메시지를 생성하고, 상기 생성된 RANN 메시지를 메시지 송신부(330)로 전달한다.

상기 요구적 혼잡 상황 통지 방법은 도 6을 통해 설명될 수 있다.

도 6을 참조하면, 게이트웨이(100-2) 및 게이트웨이(101-2) 간의 경로상에 있는 메쉬 노드(300-2)는 자신의 큐에 대한 데이터 혼잡도를 계산하여 상기 기준치 이상인 지를 판단한다.

상기 데이터 혼잡도가 상기 기준치 이상인 경우, 메쉬 노드(300-2)는 CCL 필드(210)에 상기 데이터 혼잡도를 설정하고, 또한 CF 필드(220)를 1로 설정한 RANN 메시지를 생성하고, 상기 생성된 RANN 메시지를 상기 경로의 다음 메쉬 노드(300-3)로 전달한다. 따라서, 다음 메쉬 노드(300-3) 및 이후 메쉬 노드(300-4 내지 300-6)는 상기 메쉬 노드(300-2)로부터 전달된 RANN 메시지 내 경로 혼잡도를 확인하여 데이터를 차등 전송할 수 있다.

나아가, 다음 메쉬 노드(300-3) 및 이후 메쉬 노드(300-4 내지 300-6)는 앞서 설명된 사전적 혼잡 상황 통지 방법과 마찬가지로, 자신에게 전달되는 RANN 메시지의 경로 혼잡도와 자신의 데이터 혼잡도를 비교하고, 상기 비교 결과 상기 자신의 데이터 혼잡도가 더 큰 경우, 상기 RANN 메시지에 경로 혼잡도로 설정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법을 보여주는 도면이다. 도 7의 경우는 사전적 혼잡 상황 통지 방법 및 데이터 차등 전송방법이 적용된 것이다.

도 7을 참조하면, 단계(700)는 게이트웨이(100)에서 RANN 메시지를 생성하여 다른 게이트웨이로의 경로상의 메쉬 노드(300)로 전송한다. 이때, 단계(700)는 초기값을 가진 경로 혼잡도가 설정된 상기 RANN 메시지를 생성할 수 있다.

단계(701)는 메쉬 노드(300)의 큐에 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출한다.

이때, 단계(701)는 상기 큐에 대하여 데이터 누적 정도 및 우선순위의 정보를 기초로, 상기 우선 순위가 높은 큐가 처리되지 못할수록 상기 데이터 혼잡도가 높아지도록 상기 데이터 혼잡도를 산출할 수 있다.

단계(702)는 단계(701)에 의해 산출된 데이터 혼잡도가 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도보다 큰 지를 판단하고, 상기 데이터 혼잡도가 큰 경우 단계(703)는 상기 데이터 혼잡도를 상기 RANN 메시지내 경로 혼잡도로 설정한다.

단계(704)는 상기 수신된 RANN 메시지 또는 상기 경로 혼잡도가 설정된 RANN 메시지를 다음 메쉬 노드(301)로 전송한다. 즉, 단계(703)에 의해 상기 경로 혼잡도가 상기 RANN 메시지에 설정된 경우, 단계(704)는 상기 경로 혼잡도가 설정된 RANN 메시지를 다음 메쉬 노드(301)로 전송하며, 아닌 경우에는, 단계(700)에 의해 수신된 RANN 메시지를 다음 메쉬 노드(301)로 전송한다.

그리고, 메쉬 노드(301) 및 다음 경로의 다른 메쉬 노드들에서는 앞서 설명된 단계들(701 내지 704)이 반복된다. 즉, 단계(704)에 의해 메쉬 노드(301)에 RANN 메시지가 수신되면, 단계(705)는 단계(701)과 마찬가지로, 메쉬 노드(301)의 큐에 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출한다. 단계(706)는 단계(702)와 마찬가지로, 단계(705)에 의해 산출된 데이터 혼잡도가 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도보다 큰 지를 판단하고, 단계(707)는 단계(703)과 마찬가지로, 상기 데이터 혼잡도가 큰 경우 상기 데이터 혼잡도를 상기 RANN 메시지내 경로 혼잡도로 설정한다. 단계(708)는 단계(704)과 마찬가지로, 상기 RANN 메시지를 다음 경로의 메쉬 노드(301)로 전송한다.

결과적으로, 게이트웨이(100)에서 다른 게이트웨이로의 경로 내에 존재하는 메쉬노드들의 데이터 혼잡도 중에서 각각의 위치에서 가장 큰 크기의 데이터 혼잡도가 상기 경로에 대한 경로 혼잡도로서 전달될 수 있다.

이후, 어느 메쉬 노드(이를 테면, 306)에서 상기 경로 혼잡도에 따라 데이터를 차등으로 전송하는 동작은 아래의 다수의 단계를 통해 설명될 수 있다.

단계(708)에 의해 RANN 메시지가 수신되면, 단계(709)는 메쉬 노드(406)의 큐에 대한 데이터 전송이 요청되었는 지를 판단한다.

단계(709)에 의해 상기 데이터 전송이 요청된 것으로 판단되면, 단계(710)는 상기 큐를 다수의 분할 큐로 분할한다.

단계(711)는 상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도에 따라 전송 경로를 결정한다. 이때, 단계(711)는 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도에 따라 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로를 상기 다수의 분할 큐의 각각에 대하여 결정할 수 있다.

특히, 단계(711)는 상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 각각에 대한 에어타임 링크 코스트(airtime link cost) 정보, 및 상기 경로 혼잡도를 기초로 상기 분할 큐들의 차등 전송 정도를 결정하고, 상기 차등 전송 정도에 따라 상기 분할 큐들의 각각에 대한 상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 전송 경로를 결정할 수 있다.

단계(712)는 단계(711)에 의해 결정된 전송 경로로 상기 다수의 분할 큐를 차등 전송한다. 즉, 단계(712)는 상기 다수의 분할 큐를 각각에 대응하는 전송 경로로 전송한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하여, 요구적 혼잡 상황 통지 방법을 설명한다.

단계(800)는 메쉬 노드(300')에서 데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출한다.

단계(801)는 단계(800)에 의해 산출된 데이터 혼잡도가 기준치 이상인 지를인 지에 판단한다.

단계(801)에 의해 상기 데이터 혼잡도가 상기 기준치 이상인 것으로 판단되면, 단계(802)는 RANN 메시지를 생성하고, 단계(803)는 상기 데이터 혼잡도를 상기 생성된 RANN 메시지 내 경로 혼잡도로 설정한다.

단계(804)는 단계(803)에 의해 설정된 RANN 메시지를 메쉬 노드(300')와 동일 경로를 이용하는 다음 메쉬 노드(301')로 전송한다.

이후 단계들(805 내지 808)은 도 7에서 대응하는 참조번호(705 내지 708)의 단계들과 동일하게 수행될 수 있다. 또한, 도 7에서의 데이터를 차등 전송하는 방법을 위한 단계들(709 내지 712)가 더 수행될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 메쉬 네트워크에서 다수의 게이트웨이간의 경로 상에 존재하는 메쉬 노드에서 데이터의 전송 혼잡 상황을 통지 및 회피하는 방법에 있어서,
상기 다수의 게이트웨이로부터 RANN(Route Announcement) 메시지가 수신되면, 상기 데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출하는 단계;
상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도와 상기 데이터 혼잡도를 비교하는 단계; 및
상기 비교결과, 상기 데이터 혼잡도가 상기 경로 혼잡도보다 큰 경우 상기 데이터 혼잡도를 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도로 설정하여 상기 메쉬 노드와 동일 경로상의 다음 메쉬 노드로 송신하는 단계
를 포함하고,
상기 RANN 메시지는,
RANN 플래그 필드 포맷 부분에 상기 메쉬 노드가 상기 데이터 혼잡도를 상기 경로 혼잡도로 설정할 수 있는 특정 필드를 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법.
제1항에 있어서,
상기 큐에 대한 데이터 전송이 요청되면, 상기 큐를 다수로 분할하여 상기 경로 혼잡도에 따라 결정되는 전송 경로로 상기 분할된 큐를 전송하는 단계
를 더 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법.
제1항에 있어서,
상기 데이터 혼잡도를 산출하는 단계는
상기 큐에 대하여 데이터 누적 정도 및 우선순위의 정보를 기초로, 상기 우선 순위가 높은 큐가 처리되지 못할수록 상기 데이터 혼잡도가 높아지도록 상기 데이터 혼잡도를 산출하는
데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법.
제2항에 있어서,
상기 분할된 큐를 전송하는 단계는
상기 큐를 다수의 분할 큐로 분할하는 단계; 및
상기 다수의 분할 큐를 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도에 따라 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로로 차등 전송하는 단계
를 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법
제4항에 있어서,
상기 전송 경로에 차등 전송하는 단계는
상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 각각에 대한 에어타임 링크 코스트(airtime link cost) 정보, 및 상기 경로 혼잡도를 기초로 상기 분할 큐들의 차등 전송 정도를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 차등 전송 정도에 따라 상기 분할 큐들의 각각을 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로로 전송하는 단계
를 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법
무선 메쉬 네트워크에서 다수의 게이트웨이간의 경로 상에 존재하는 메쉬 노드에서 데이터의 전송 혼잡 상황을 통지 및 회피하는 방법에 있어서,
상기 데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 데이터 혼잡도가 기준치 이상인 지에 따라 RANN(Route Announcement) 메시지를 생성하여, 상기 데이터 혼잡도를 상기 생성된 RANN 메시지 내 경로 혼잡도로 설정하여 상기 메쉬 노드와 동일 경로 상의 다음 메쉬 노드로 전송하는 단계;
를 포함하고,
상기 RANN 메시지는,
상기 메쉬 노드에서 기준치 이상의 데이터 혼잡도가 발생함에 따라, 상기 메쉬 노드에 의하여 자체적으로 생성되며, RANN 플래그 필드 포맷 부분에 요구적 혼잡 상황을 통지함을 나타낼 수 있는 특정 필드를 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법.
제6항에 있어서,
외부로부터 다른 RANN 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 큐에 대한 데이터 전송이 요청되면, 상기 큐를 다수로 분할하고, 상기 다른 RANN 메시지 내 경로 혼잡도를 기초로 결정되는 전송 경로로 상기 분할된 큐의 각각을 전송하는 단계
를 더 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법.
제6항에 있어서,
상기 데이터 혼잡도를 산출하는 단계는
상기 큐에 대하여 데이터 누적 정도 및 우선순위의 정보를 기초로, 상기 우선 순위가 높은 큐가 처리되지 못할수록 상기 데이터 혼잡도가 높아지도록 상기 데이터 혼잡도를 산출하는
데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법.
제7항에 있어서,
상기 분할된 큐를 전송하는 단계는
상기 큐를 다수의 분할 큐들로 분할하는 단계; 및
상기 분할 큐들을 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도에 따라 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로에 차등 전송하는 단계
를 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법.
제9항에 있어서,
상기 전송 경로에 차등 전송하는 단계는
상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 각각에 대한 에어타임 링크 코스트(airtime link cost) 정보, 및 상기 경로 혼잡도를 기초로 상기 분할 큐들의 차등 전송 정도를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 차등 전송 정도에 따라 상기 분할 큐들의 각각을 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로로 전송하는 단계
를 포함하는 데이터 전송의 혼잡 상황 통지/회피 방법.
무선 메쉬 네트워크에서 다수의 게이트웨이간의 경로 상에 존재하는 메쉬 노드에 있어서,
상기 다수의 게이트웨이로부터 RANN(Route Announcement) 메시지를 수신하는 메시지 수신부;
데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출하는 산출 처리부; 및
상기 RANN 메시지 내 경로 혼잡도와 상기 데이터 혼잡도를 비교하여, 상기 비교결과, 상기 데이터 혼잡도가 상기 경로 혼잡도보다 큰 경우 상기 데이터 혼잡도를 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도로 설정하여 다음 경로의 메쉬 노드로 송신하는 메시지 송신부;
를 포함하고,
상기 RANN 메시지는,
RANN 플래그 필드 포맷 부분에 상기 메쉬 노드가 상기 데이터 혼잡도를 상기 경로 혼잡도로 설정할 수 있는 특정 필드를 포함하는 메쉬 노드.
제11항에 있어서,
상기 큐에 대한 데이터 전송이 요청되면, 상기 큐를 다수로 분할하여 상기 경로 혼잡도에 따라 결정되는 전송 경로로 상기 분할된 큐를 차등 전송하는 차등 전송부를 더 포함하는 메쉬 노드.
제11항에 있어서,
상기 산출 처리부는
상기 큐에 대하여 데이터 누적 정도 및 우선순위의 정보를 기초로, 상기 우선 순위가 높은 큐가 처리되지 못할수록 상기 데이터 혼잡도가 높아지도록 상기 데이터 혼잡도를 산출하는
메쉬 노드.
제12항에 있어서,
상기 차등 전송부는
상기 큐를 다수의 분할 큐들로 분할하고, 상기 분할된 분할 큐들을 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도에 따라 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로로 차등 전송하는
메쉬 노드.
제14항에 있어서,
상기 차등 전송부는
상기 분할 큐들의 차등 전송시, 상기 경로 혼잡도, 상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 각각에 대한 에어타임 링크 코스트 정보를 기초로 상기 분할 큐들의 차등 전송 정도를 결정하고, 상기 결정된 차등 전송 정도에 따라 상기 분할 큐들의 각각을 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로로 전송하는
메쉬 노드.
무선 메쉬 네트워크에서 다수의 게이트웨이간의 경로 상에 존재하는 메쉬 노드에 있어서,
데이터의 전송을 위한 큐에 상기 데이터가 누적된 정도에 따라 데이터 혼잡도를 산출하는 산출 처리부;
상기 산출된 데이터 혼잡도가 기준치 이상인 지를 판단하는 혼잡 판단부; 및
상기 혼잡 판단부에 의해 상기 데이터 혼잡도가 상기 기준치 이상인 것으로 판단되면, 상기 데이터 혼잡도가 설정된 RANN(Route Announcement) 메시지를 생성하고, 상기 생성된 RANN 메시지를 상기 메쉬 노드와 동일 경로 상의 다음 메쉬 노드로 송신하는 메시지 송신부
를 포함하고,
상기 RANN 메시지는,
상기 메쉬 노드에서 기준치 이상의 데이터 혼잡도가 발생함에 따라, 상기 메쉬 노드에 의하여 자체적으로 생성되며, RANN 플래그 필드 포맷 부분에 요구적 혼잡 상황을 통지함을 나타낼 수 있는 특정 필드를 포함하는 메쉬 노드.
제16항에 있어서,
상기 큐에 대한 데이터 전송이 요청되면, 상기 큐를 다수로 분할하고, 외부로부터 수신된 다른 RANN 메시지 내 경로 혼잡도에 따라 결정되는 전송 경로로 상기 분할된 큐를 차등 전송하는 차등 전송부
를 더 포함하는 메쉬 노드.
제16항에 있어서,
상기 산출 처리부는
상기 큐에 대하여 데이터 누적 정도 및 우선순위의 정보를 기초로, 상기 우선 순위가 높은 큐가 처리되지 못할수록 상기 데이터 혼잡도가 높아지도록 상기 데이터 혼잡도를 산출하는
메쉬 노드.
제17항에 있어서,
상기 차등 전송부는
상기 큐를 다수의 분할 큐들로 분할하고, 상기 분할 큐들을 상기 RANN 메시지의 경로 혼잡도에 따라 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로에 차등 전송하는
메쉬 노드.
제19항에 있어서,
상기 차등 전송부는
상기 경로 혼잡도, 상기 기본 게이트웨이 및 상기 차선 게이트웨이의 각각에 대한 에어타임 링크 코스트(airtime link cost) 정보를 기초로 상기 분할 큐들의 차등 전송 정도를 결정하고, 상기 결정된 차등 전송 정도에 따라 상기 분할 큐들의 각각을 기본 게이트웨이 및 차선 게이트웨이의 전송 경로로 전송하는
메쉬 노드.