KR101473304B1

KR101473304B1 - 센서 네트워크에서 노드의 이동성을 지원하는 방법

Info

Publication number: KR101473304B1
Application number: KR1020080065594A
Authority: KR
Inventors: 류재홍; 채종석; 표철식; 김봉수; 이은주; 이명종; 장 루이; 박태림
Original assignee: 한국전자통신연구원; 리서치 파운데이션 오브 더 시티 유니버시티 오브 뉴욕
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2014-12-18
Also published as: KR20090061559A

Abstract

본 발명은 센서 네트워크에서 노드의 이동성을 지원하는 방법을 개시한다.

본 발명은 노드가 망에 처음 접속될 때 할당된 주소를 이동함으로 인해 타 망에 접속되어 다른 주소를 할당을 받더라도 해당 처음 접속되었던 부모 노드나 싱크 노드로 지금 할당된 주소를 전달하기 때문에 이동 노드로의 데이터 전송을 보장할 수 있다.

Description

센서 네트워크에서 노드의 이동성을 지원하는 방법{Method of supporting node portability in sensor network}

본 발명은 메쉬 구조의 센서 네트워크에서 구성요소들에 대한 이동성을 지원하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제번호: 2005-S-038-03, 과제명: UHF RF-ID 및 Ubiquitous 네트워킹 기술개발].

지금까지 센서 네트워크에서는 구성요소의 이동성에 대한 필요성을 느끼지 못하고, 관련 서비스가 없다고 생각하였다, 그러나 산업화가 진행됨에 따라 이에 대한 필요성이 대두되었다. 그러나 이런 연구는 기존의 네트워크에서는 많은 연구가 있었으나, 저 전력을 요하는 센서 네트워크에서는 거의 연구되고 있지 않은 상태이다.

본 발명은 메쉬 구조의 센서 네트워크에서 노드의 이동성을 지원할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 센서 네트워크에서 노드의 이동성 지원 방법은 이동 노드의 과거 주소로 설정된 소스 노드로부터의 데이터가 이동 노드로 라우팅되도록 상기 이동 노드가 할당받은 신규 주소를 과거 부모 노드로 전달하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 방법은 이동 노드의 이동을 검출하는 단계; 이동 노드가 능동 스캐닝을 통해 신규 부모 노드로부터 신규 주소를 할당받는 단계; 신규 주소를 과거 부모 노드로 유니캐스팅하는 단계; 및 과거 부모 노드가 이웃 노드에 이동 노드의 신규 주소를 브로드캐스팅하는 단계;를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 노드의 이동 검출은, 이동 노드가 과거 부모 노드로부터 전송 데이터에 대한 수신 확인 메시지 미수신을 감지하거나, 과거 부모 노드가 이동 노드로부터 전송 데이터에 대한 수신 확인 메시지 미수신을 감지함으로써 이동 노드의 이동을 검출할 수 있고; 또는, 이동 노드가 과거 부모 노드로부터 헬로 메 시지 미수신을 감지함으로써 이동 노드의 이동을 검출할 수 있다.

바람직하게, 상기 신규 주소를 할당받는 단계는, 이동 노드가 후보 부모 노드들로부터 수신한 비콘을 기초로 신규 부모 노드를 선택하는 단계; 및 선택된 신규 부모 노드로부터 접속 요청에 대한 응답으로 신규 주소를 할당받는 단계;를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 선택된 신규 부모 노드는 수신신호강도(RSSI) 값이 가장 큰 비콘을 전송한 노드일 수 있다.

바람직하게, 상기 방법은 이동 노드의 신규 주소를 수신하고 이동 노드의 과거 주소로 설정된 데이터를 수신한 임의의 노드가, 상기 소스 노드로 이동 노드의 주소 변경을 통지하고 상기 수신한 데이터를 이동 노드의 신규 주소로 라우팅하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 방법은 신규 부모 노드가 이웃 노드에 링크 상태 업데이트를 위한 이동 노드의 신규 주소를 브로드캐스팅하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 유니캐스팅 단계에서, 신규 주소를 과거 부모 노드 외에 네트워크 코디네이터로 유니캐스팅하는 경우, 상기 방법은 이동 노드의 신규 주소를 수신하고 이동 노드의 과거 주소로 설정된 데이터를 수신한 임의의 노드가, 상기 소스 노드로 경로 오류 메시지를 전달하는 단계; 소스 노드가 노드 주소 테이블을 업데이트한 네트워크 코디네이터로 이동 노드의 신규 주소를 질의하는 단계; 및 질의에 대한 응답으로 수신한 이동 노드의 신규 주소로 데이터를 라우팅하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 이동 노드의 신규 주소를 수신한 이웃 노드는 기존의 이동 노드 상태를 변경하고 라우팅 정보를 업데이트한다.

본 발명의 노드 이동성을 지원하는 센서 네트워크 시스템은, 이동에 의해 네트워크에서 분리된 후 네트워크에 재결합하여 접속한 신규 부모 노드로부터 신규 주소를 할당받고, 상기 신규 주소를 과거 부모 노드로 전달하는 이동 노드; 및 상기 과거 부모 노드로부터 이동 노드의 신규 주소를 수신하고, 이동 노드의 과거 주소로 데이터를 전송한 소스 노드로 상기 이동 노드의 신규 주소를 전달하고, 상기 이동 노드로 상기 데이터를 라우팅하는 중계 노드;를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 센서 네트워크 시스템은, 이동 노드로부터 상기 신규 주소를 수신하여 노드 주소 테이블을 업데이트하고, 상기 소스 노드에 주소 질의에 대한 응답으로 상기 이동 노드의 신규 주소를 전달하는 싱크 노드;를 더 포함할 수 있고, 싱크 노드로부터 이동 노드의 신규 주소를 수신한 소스 노드는 상기 데이터를 이동 노드의 신규 주소로 라우팅할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 센서 네트워크에서 노드의 이동성 지원 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.

본 발명은 망에 처음 접속될 때 할당된 주소를 갖는 노드가 이동함으로 인해 타 망에 접속되어 다른 주소를 할당을 받더라도 해당 처음 접속되었던 부모 노드나 싱크 노드(sink node)로 새로 할당된 주소를 전달함으로써 이동 노드로의 데이터 전송을 지원한다.

따라서 노드가 다른 곳으로 이동하여 다른 주소를 할당받더라도, 이전의 부모 노드로 자신의 새로운 주소를 전달하여 제 3의 노드가 과거의 주소로 데이터를 전송하더라도 라우팅이 될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 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.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 기본 원리는 망에 처음 접속될 때 할당된 주소(address)를 갖는 노드(또는 디바이스)가 이동함으로 인해 타 망에 접속되어 새로운 다른 주소를 할당받더라도 해당 처음 접속되었던 부모 노드나 싱크 노드(sink node)를 통해 새롭게 할당된 주소로 데이터를 전달받을 수 있는 방안이다. 즉, 센서 노드가 다른 곳으로 이동하여 다른 주소를 할당받더라도, 이전의 부모 노드로 새로 할당받은 자신의 주소를 전달하여 제 3의 노드가 데이터를 원래의 주소로 전송하더라도 새로 할 당받은 자신의 주소로 데이터가 라우팅 될 수 있도록 한다.

본 발명은 자동 이동 검출(automatic portability detection) 및 IEEE802.15.5의 주소 구조(address scheme) 및 라우팅 구조(routing scheme)와 호환 가능한 노드의 이동성을 지원하는 방안을 제안한다.

메쉬 구조의 센서 네트워크에서 최상단부의 싱크 노드(sink node)에 대해 최하단부의 노드를 리프 노드(leaf node)라 한다. 본 발명에서는 리프 노드의 이동성을 지원하는 방안을 중심으로 설명하겠다. 리프 노드의 이동성은 WPAN 네트워크(Wireless Personal Area Network)의 많은 시나리오에 유용하다. 예를 들어, 가정 환경 내의 TV나 다른 가전기기를 서로 다른 실내 공간에서 제어를 위해 메쉬 특성(mesh capability)을 갖는 멀티기능 원격 제어에 적용될 수도 있다.

본 발명의 메쉬 구조 센서 네트워크는 이동 노드, 이동 노드가 접속하는 부모 노드, 부모 노드와 접속된 중계 노드로서의 다수의 이웃 노드 및 네트워크를 관리하는 싱크 노드를 포함한다. 이하에서는 싱크 노드를 네트워크 코디네이터 또는 메쉬 코디네이터와 혼용하여 사용하겠다.

노드의 이동성을 지원하는 방법은 노드 이동 검출, 이동 노드의 네트워크 재결합, 이동 노드에 신규 주소 할당, 관련 노드에 노드의 이동 통지 절차를 포함한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드의 이동을 검출하는 방법을 설명하는 도면이다. 본 발명에서 노드의 이동은 이동 노드 또는 이동 노드의 부모 노드에 의해 검출될 수 있다.

노드가 부모 노드에서 멀어지면서 부모 노드로 어떠한 패킷도 전송할 수 없으면 노드는 자신의 이동을 인지한다. 선택적으로, 헬로 메시지(Hello message)의 주기적 전송이 있는 네트워크에서, 노드가 부모 노드로부터 Hello 메시지를 수신하지 못하면 자신의 이동을 검출할 수도 있다. 부모 노드는 자식 노드에 패킷을 전송하고 ACK를 수신하지 못하면 자식 노드가 이동한 것으로 검출한다. 노드의 이동을 검출한 이동 노드 자신 또는 부모 노드의 메쉬 레이어는 상위 레이어에 노드의 이동(MHMSE-LEAVE)을 알린다.

도 1a를 참조하면, 자식 노드(B)가 부모 노드(A)로부터 수신 확인 메시지(ACK)를 미수신함으로써 자신의 이동을 인지한다. 노드 이동 전, 노드(B)는 노드(A)에 연결되어 데이터를 상향 전송하고, 노드(A)로부터 ACK를 수신한다. 만일 노드(B)가 노드(A)로 데이터를 전송한 후 노드(A)로부터 ACK를 수신하지 못하면, 노드(B)는 노드(A)로의 자신의 이동에 의해 데이터 전송이 실패한 것으로 판단한다.

도 1b를 참조하면, 부모 노드(A)가 수신 확인 메시지(ACK)를 미수신함으로써 자식 노드(B)의 이동을 검출한다. 노드(A)는 연결된 노드(B)에 데이터를 하향 전송하고, 노드(B)로부터 ACK를 수신한다. 만일 노드(A)가 노드(B)로 데이터를 전송한 후 노드(B)로부터 ACK를 수신하지 못하면, 노드(B)의 이동에 의해 데이터 전송이 실패한 것으로 판단한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 노드의 메쉬 재결합 절차(mesh rejoin procedure)를 도시한다.

메쉬 재결합 절차를 개시한 이동 노드는 능동 스캐닝(active scanning) 동작을 통해 신규 부모 노드에 연결된다. 이동 노드는 새로운 위치로 이동한 후, 메쉬 레이어에 메쉬 결합 요청(MHMSE-JOIN.request)(예를 들어, 0x02로 설정된 파라미터 RejoinNetwork로 자신의 메쉬 레이어에 메쉬 결합 요청)을 함으로써 네트워크로 재결합 절차를 개시한다. 메쉬 결합 요청(MHMSE_JOIN request)은 MAC 레이어에서 능동 스캔(active scan)을 발생시킨다. 능동 스캔을 수신한 후보 부모 노드(또는 잠재 부모 노드)는 비콘 프레임으로 응답한다. 각 비콘 프레임에서, 잠재 부모 노드는 이동 노드를 새로운 자식 노드로 수용할 수 있는지를 나타내기 위해 자신의 특성(capability)을 삽입할 수 있다. 노드의 특성은 상위 레이어에 의해 결정될 수 있다.

잠재 부모 노드로부터 비콘 프레임을 수신한 이동 노드는 결합할 적절한 부모 노드를 선택한다. 적절한 부모 노드로의 결합을 위한 정책은 상위 레이어에 의해 결정될 수 있다. 특정 노드가 결합할 부모 노드로 선택되면 이동 노드는 접속 절차(association procedure)를 수행하기 위해 MAC 레이어에서 접속 요청(MLME-ASSOCIATE.request)을 발생한다.

접속 요청을 수신한 부모 노드는 메쉬 주소 매핑 테이블(mesh address mapping table)을 검사하여 이동 노드가 과거에 자식 노드였는지를 먼저 검사한다. 이동 노드가 과거에 자식 노드였었다면, 이동 노드가 과거에 사용하였던 주소와 동일한 주소를 할당한다. 이동 노드가 과거에 자식 노드가 아니였다면, 자신의 가용 주소 블록에서 선택된 신규 주소(new short address)를 할당한다. 신규 주소는 접 속 요청에 대한 접속 응답(MLME-ASSOCIATE.response)을 이용하여 할당된다.

부모 노드는 이동 노드로 접속 응답을 전송한 후, 자신의 상위 레이어에 이동 노드의 결합(또는 재결합)을 통지한다(MHSME-JOIN.Indication). 접속 응답을 수신한 이동 노드는 자신의 상위 레이어에 결합 결과를 통지한다(MHSME-JOIN.Confirm).

도 2a를 참조하면, 이동 노드(B)는 주변의 부노 노드가 될 수 있는 잠재 부모 노드(potential parent node)들(노드 C, D, E, F)로부터 비콘을 수신한다. 비콘의 페이로드는 신규 노드 수용 가능 여부를 나타내기 위해 노드 상태(node status)에 대한 추가 정보를 포함하고 있어, 이동 노드(B)가 적절한 부모 노드를 선택할 수 있도록 한다.

이동 노드(B)는 잠재 부노 노드들로부터 비콘을 수신하고, 비콘 페이로드 내의 상태 정보를 통해 노드(C)가 부모 노드로서 충분하지 않다고 판단한다. 그리고 이동 노드(B)는 부모 노드로 가능한 다른 노드들(D, E, F) 중에서 미리 설정된 특정 조건을 만족하는 노드를 부모 노드로서 선택한다. 특정 조건은 최적의 기능을 갖는 노드를 부모 노드로서 선택할 수 있도록 다양한 파라미터에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 수신신호강도(Received Signal Strength Indicator: RSSI) 값을 측정하여, 그 값이 가장 큰 노드를 부모 노드로서 선택하도록 설정될 수 있다. 잠재 부모 노드는 이동 노드(B)의 과거 부모 노드를 포함할 수도 있다.

신규 부모 노드를 선택한 이동 노드(B)는 MAC 접속 절차(MAC association procedure)를 개시한다. 즉, 이동 노드(B)는 신규 부모 노드(F)에 MAC 접속 요 청(association request)한다.

도 2b를 참조하면, 이동 노드(B)로부터 MAC 접속 요청을 수신한 신규 부모 노드(F)는 접속 요청을 한 이동 노드(B)에 관련된 정보를 보유하고 있는지를 판단한다. 판단 결과 관련 정보를 보유하고 있으면 이전에 할당되었된 주소를 할당하고, 관련 정보를 보유하고 있지 않으면 신규 주소를 할당한다. 신규 부모 노드(F)는 이동 노드(B)의 신규 주소 정보가 포함된 접속 응답(association response)을 이동 노드(B)로 전송함으로써 이동 노드(B)와 신규 부모 노드(F)와의 재결합 절차가 완료된다.

이동 노드(B)와 신규 부모 노드(F) 간의 재결합 절차가 성공하지 못하는 경우, 이동 노드(B)는 두 번째 최적의 노드를 부모 노드로 재선택하고, MAC 접속 요청 및 접속 응답 수신 절차를 수행한다. 메쉬 재결합 절차는 재결합 절차가 성공할 때까지 잠재 부모 노드들에 대해 반복되며, 설정 환경에 따라 소정 횟수로 제한될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 스캐닝을 통한 메쉬 재결합 절차를 개략적으로 도시한 메시지 흐름도이다.

이동 노드(PN)는 잠재 부모 노드(P1, P2) 각각에 비콘 요청 메시지(BCN-REQ)를 전송한다(1, 1`).

각 잠재 부모 노드(P1, P2)는 상태 정보를 포함하는 비콘(BCN)을 이동 노드로(PN)로 전송한다(2, 2`).

이동 노드(PN)는 비콘에서 추출된 정보를 바탕으로 최적 기능을 갖는 부모 노드를 선택하고, 선택된 부모 노드(P2)에 접속 요청 메시지(ASSO-REQ)를 전송한다(3).

부모 노드(P2)는 이동 노드(PN)의 신규 주소 정보가 포함된 접속 응답 메시지(ASSO-RESP)를 이동 노드(PN)로 전송한다(4).

부모 모드(P2)로부터 접속 승인 및 주소를 할당받은 이동 노드(PN)는 메쉬 재결합 절차를 완료한다.

도 4a는 중앙 집중형(Centralized) 네트워크에서 메쉬 재결합된 이동 노드의 이동 정보 전송 방법을 도시하고, 도 4b는 분산형(Distributed) 네트워크에서 메쉬 재결합된 이동 노드의 이동 정보 전송 방법을 도시한다.

도 4a를 참조하면, 중앙 집중형(Centralized) 네트워크에서는, 이동 노드(PN)가 과거 부모 노드(OP) 및 네트워크 코디네이터(NC) 모두에게 이동 노드의 이동 정보를 알린다.

이동 노드(PN)는 과거 부모 노드(OP)에서 이동하여 신규 부모 노드(NP)와 associate exchange를 통해 메쉬 재결합 동작을 수행한다. 신규 부모 노드(NP)와 접속 절차에 의해 성공적으로 네트워크에 결합한 이동 노드(PN)는 자신의 신규 주소를 네트워크 코디네이터(NC) 및 과거 부모 노드(OP)로 재결합 통지(Rejoin_Notify)를 유니캐스팅한다. 재결합 통지의 명령 프레임 서브타입은 소정 비트 값(예를 들어, 11110)에 의해 표현될 수 있을 것이다. 목적지 주소(DA) 필드는 각각 네트워크 코디네이터(NC) 및 과거 부모 노드(OP)의 주소로 설정된다. 재결합 통지는 이동 노드의 IEEE 주소, 신규 주소, 이전 주소를 포함한다.

재결합 통지를 수신한 네트워크 코디네이터(NC)는 주소 맵핑 테이블(Address Mapping Table)을 업데이트한다. 네트워크 코디네이터(NC)가 관리하는 주소 맵핑 테이블은 각 노드의 IEEE 주소(IEEE address)와 노드 주소(short address)를 맵핑하여 저장하고 있다.

재결합 통지를 수신한 과거 부모 노드(OP)는 이동 노드(PN)의 신규 주소 및 과거 주소를 포함하는 재결합 통지 또는 이동 통지(Move_Notify)를 이웃 노드(NB)로 브로드캐스팅한다.

이동 통지를 수신한 이웃 노드(NB)들은 자신의 이웃 노드 리스트 내에서 이동 노드의 엔트리 상태를 "제거(removed)" 또는 "이동(move)"으로 변경하고 연결 메트릭스(connectivity matrix)를 업데이트한다. 연결 메트릭스는 각 노드가 수신한 헬로 메시지 내에 포함된 1홉 이웃 노드 정보로부터 이웃 노드 리스트 내에 포함된 이웃 노드들에 대한 접속 관계를 구성한 메트릭스이다. 연결 메트릭스는 이웃 노드 리스트 내 각 노드의 홉 수를 계산하기 위해 사용될 수 있다.

도 4b를 참조하면, 분산형(Distributed) 네트워크에서는, 이동 노드(PN)가 과거 부모 노드(OP)에게만 이동 노드의 이동 정보를 알린다.

이동 노드(PN)는 과거 부모 노드(OP)에서 이동하여 신규 부모 노드(NP)와 associate exchange를 통해 메쉬 재결합 동작을 수행한다. 신규 부모 노드(NP)와 접속 절차에 의해 성공적으로 네트워크에 결합한 이동 노드(NP)는 자신의 신규 주소를 관련 노드들에게 보고한다. 관련 노드란 이동 노드(NP)의 과거 부모 노드(OP) 및 이웃 노드 리스트 내에 이동 노드를 포함하고 있는 노드들로 정의될 수 있다.

이동 노드(NP)는 먼저 과거 부모 노드(OP)로 재결합 통지(Rejoin_Notify)를 유니캐스팅한다. 재결합 통지의 명령 프레임 서브타입은 소정 비트 값(예를 들어, 11110)에 의해 표현될 수 있을 것이다. 목적지 주소(DA) 필드는 과거 부모 노드의 주소로 설정된다. 재결합 통지를 수신한 과거 부모 노드(OP)는 [헬로 메시지의 전송이 허용되는 홉의 수(TTLOfHello)+1]의 홉 수를 갖는 이웃 노드들로 재결합 통지 또는 이동 통지(Move_Notify)를 브로드캐스팅한다. 여기서 각 노드는 '(TTLOfHello+1)-hop neighbor table'을 구비하고 있는 것으로 가정하였다.

재결합 통지를 수신하고 자신의 이웃 노드 테이블에 이동 노드(NP)가 포함된 각 노드는 이동 노드의 상태를 "제거(removed)" 또는 "이동(move)"으로 변경하고, 연결 메트릭스(connectivity matrix)를 업데이트한다.

도 5a는 중앙 집중형(Centralized) 네트워크에서 메쉬 재결합된 이동 노드로 데이터를 라우팅하는 방법을 도시하고, 도 5b는 분산형(Distributed) 네트워크에서 메쉬 재결합된 이동 노드로 데이터를 라우팅하는 방법을 도시한다.

도 5a를 참조하면, 중앙 집중형(Centralized) 네트워크에서는, 이동 노드(PN)로 전송할 데이터가 있는 소스 노드(SN)가 이동 노드의 과거 주소로 데이터를 전송하는 경우 네트워크 코디네이터(NC)를 이용하여 데이터를 라우팅한다.

소스 노드(SN)가 이동 노드의 과거 주소를 목적지로 하는 데이터(패킷)를 수신한 임의의 노드는 소스 노드(SN)에 경로 오류(route error)를 응답하여 오류를 보고한다. 임의의 노드는 과거 부모 노드(OP)로부터 브로드캐스팅된 이동 통지를 수신하여 이동 노드의 이동 정보를 구비하고 데이터를 중계하는 노드이다.

경로 오류를 수신한 소스 노드(SN)는 이동 노드의 신규 주소를 노드(NC)에 질의한다. 질의를 받은 노드(NC)는 신규 주소를 소스 노드(SN)로 전달한다. 따라서 소스 노드(SN)는 신규 주소를 기초로 데이터를 이동 노드(PN)로 전송할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 분산형(Distributed) 네트워크에서는, 이동 노드(PN)로 전송할 데이터가 있는 소스 노드(SN)가 이동 노드의 과거 주소로 데이터를 전송하는 경우 네트워크 코디네이터(NC)를 이용하지 않고 데이터를 라우팅한다.

소스 노드(SN)가 이동 노드의 과거 주소를 목적지로 하는 데이터(패킷)를 수신한 임의의 노드는 소스 노드(SN)에 이동 노드의 신규 주소를 전달하고, 데이터를 이동 노드의 신규 주소로 재라우팅한다. 임의의 노드는 과거 부모 노드(OP)로부터 브로드캐스팅된 이동 통지를 수신하여 자신의 이웃 노드 리스트에 "제거(또는 이동)" 상태인 이동 노드의 신규 주소를 구비하고 데이터를 중계하는 노드이다. 소스 노드(SN)로의 이동 노드의 신규 주소 전달은 재결합 통지 또는 이동 통지를 이용할 수 있다.

한편, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 이동 노드의 재결합이 완료되면, 신규 부모 노드(NP)는 링크 상태 테이블을 업데이트하고, 링크 상태 변경을 이웃 노드들에게 통지하기 위해 헬로 메시지를 브로드캐스팅한다. 여기서 이웃 노드는 [헬로 메시지의 전송이 허용되는 홉의 수(TTLOfHello)+1]의 홉 수를 갖는 이웃 노드인 것이 바람직하다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 집중형 네트워크와 분산형 네트워크에서 이동 노드로의 데이터 라우팅 과정을 전체적으로 각각 도시한 도면이 다. 각 과정은 도 1a 내지 도 5b를 참조하여 설명된 내용과 중복되므로 상세한 설명은 생략하겠다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 노드로의 데이터 전송을 위한 노드의 이동성을 지원하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 이하 각 단계의 동작 중 전술된 내용과 중복되는 사항의 상세한 설명은 생략하겠다.

도 8을 참조하면, 먼저 이동 노드의 움직임을 이동 노드 자체에 의해 또는 과거 부모 노드에 의해 검출한다(S801).

이동 노드는 새로 이동한 위치에서 능동 스캐닝을 통해 메쉬 재결합 동작을 수행한다(S803). 이동 노드는 잠재 부모 노드로부터 재결합 요청에 의한 응답으로 비콘을 수신하고, 비콘 내 정보를 바탕으로 최적의 신규 부모 노드를 선택한다. 이동 노드는 선택한 신규 부모 노드에 접속 요청을 하고, 신규 부모 노드는 이동 노드에 주소를 할당하여 응답한다.

이동 노드는 메쉬 재결합 동작이 완료되면 이동 및 재결합을 관련 노드에 통지한다(S805). 이동 노드는 이동 및 재결합을 네트워크의 메쉬 코디네이터(NC) 및 과거 부모 노드 모두에게 통지하거나 과거 부모 노드에게만 통지할 수 있다. NC 및 과거 부모 노드 모두에게 통지하는 중앙 집중형 네트워크인 경우, NC는 주소 매핑 테이블을 업데이트하고, 과거 부모 노드는 이웃 노드에 이동 노드의 이동 및 재결합을 통지한다. 과거 부모 노드에게만 통지하는 분산형 네트워크인 경우, 과거 부모 노드는 이웃 노드에 이동 노드의 이동 및 재결합을 통지한다. 이동 및 재결합 통지에는 이동 노드의 과거/신규 주소 정보를 포함한다.

이동 노드로 데이터를 전송하고자 하는 소스 노드는 이동 노드의 신규 주소를 기초로 데이터를 전송한다(S807). 중앙 집중형 네트워크인 경우, 소스 노드가 이동 노드의 과거 주소로 데이터를 전송하면, 이동 노드의 이동 정보를 구비한 임의의 중계 노드는 소스 노드로 경로 오류를 보고한다. 경로 오류를 보고받은 소스 노드는 NC로부터 이동 노드의 신규 주소를 획득하여 데이터를 이동 노드로 라우팅한다. 분산형 네트워크인 경우, 소스 노드가 이동 노드의 과거 주소로 데이터를 전송하면, 이동 노드의 이동 정보를 구비한 임의의 중계 노드는 소스 노드로 이동 노드의 주소 변경을 보고하고, 이동 노드의 신규 주소로 데이터를 라우팅한다.

신규 부모 노드는 자신의 링크 상태를 업데이트하고, 이웃 노드에 보고한다(S809). 링크 상태를 보고받은 이웃 노드는 자신의 링크 상태를 업데이트한다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

그러므로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드의 이동을 검출하는 방법을 설명하는 도면이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 노드의 메쉬 재결합 절차(mesh rejoin procedure)를 설명하는 도면이다.

도 4a는 중앙 집중형(Centralized) 네트워크에서 메쉬 재결합된 이동 노드의 이동 정보 전송 방법을 설명하는 도면이다.

도 4b는 분산형(Distributed) 네트워크에서 메쉬 재결합된 이동 노드의 이동 정보 전송 방법을 설명하는 도면이다.

도 5a는 중앙 집중형(Centralized) 네트워크에서 메쉬 재결합된 이동 노드로 데이터를 라우팅하는 방법을 설명하는 도면이다.

도 5b는 분산형(Distributed) 네트워크에서 메쉬 재결합된 이동 노드로 데이터를 라우팅하는 방법을 설명하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 집중형 네트워크에서 이동 노드로의 데이터 라우팅 과정을 전체적으로 설명하는 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산형 네트워크에서 이동 노드로의 데이터 라우팅 과정을 전체적으로 설명하는 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 노드로의 데이터 전송을 위한 노드 의 이동성을 지원하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims

복수 개의 노드로 구성된 네트워크의 최하단에 위치한 리프 노드의 이동성을 지원하는 방법에 있어서,

상기 리프 노드 또는 상기 리프 노드의 제1 부모 노드가 패킷 또는 헬로 메시지의 송수신 가능 여부를 기초로, 상기 리프 노드의 이동성을 검출하는 단계;

상기 리프 노드가 MAC 레이어에서 접속 요청을 발행하는 단계;

상기 리프 노드는, 상기 접속 요청을 수신한 적어도 하나 이상의 잠재적 부모 노드로부터 새로운 자식 노드의 수용 가능 여부를 포함하는 비컨 프레임을 수신하는 단계;

상기 리프 노드는 수신한 비컨 프레임을 기초로 접속할 제2 부모 노드를 선택하는 단계;

상기 리프 노드는 제2 부모 노드로부터 주소를 할당받는 단계; 및

상기 리프 노드는 상기 제1 부모 노드로 상기 할당받은 주소를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리프 노드의 이동성 지원 방법.
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