KR101588043B1

KR101588043B1 - 무선 메쉬 네트워크들에서 고 처리율 라우트들을 발견하기 위한 방법

Info

Publication number: KR101588043B1
Application number: KR1020117004521A
Authority: KR
Inventors: 홍치앙 자이
Original assignee: 코닌클리케 필립스 엔.브이.
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2016-01-25
Also published as: JP5767110B2; KR20110050653A; WO2010013154A1; EP2319268A1; TW201021476A; EP2319268B1; TWI495300B; CN102124783B; JP2011529654A; CN102124783A; US20110128918A1

Abstract

메쉬 무선 미디어(와이미디어) 기반 네트워크들 내에서 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법(300)이 제공된다. 상기 방법은 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 중간 노드에 의해 라우트 요청을 수신할 때, RREQ 내에 적어도 중간 노드의 식별(ID) 번호 및 RREQ가 수신되는 링크의 송신 채널 레이트를 저장하는 단계(S320); 새로운 라우트 가격을 계산하는 단계(S330); 새로운 라우트 가격이 수신된 RREQ 내에 포함되는 가격보다 더 큰지를 결정하는 단계(S340); 새로운 라우트 가격이 수신된 RREQ 내의 라우트 가격보다 더 클 때 새로운 라우트 가격을 포함하도록 수신된 RREQ를 갱신하는 단계(S350); 및 갱신된 RREQ를 중간 노드의 하나 이상의 이웃들로 전송하는 단계(S370)를 포함한다.

Description

무선 메쉬 네트워크들에서 고 처리율 라우트들을 발견하기 위한 방법{A METHOD FOR DISCOVERING HIGH THROUGHPUT ROUTES IN WIRELESS MESH NETWORKS}

본 출원은 2008년 7월 30일에 제출된 미국 가출원 번호 제 61/084,709 호의 이점을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 메쉬 네트워크(mesh network)들 내의 라우트(route)들의 발견에 관한 것이다.

초광대역(ultra-wideband: UWB) 시스템들에 대한 와이미디어(WiMedia) 사양은 무선 개인 에어리어 네트워크(wireless personal area network: WPAN)들에 대한 완전 분산(fully distributed) 매체 액세스 제어(medium access control: MAC) 프로토콜을 정의한다. 규제 제한들로 인해 WPAN 내의 노드(node)들의 송신 전력 및 송신 범위는 현재 제한되어 있다. 와이미디어 사양은 53.3 Mbps, 80 Mbps, 106.7 Mbps, 160 Mbps, 200 Mbps, 320 Mbps, 400 Mbps, 및 480 Mbps를 포함하는 다수의 상이한 채널 레이트(channel rate)들을 지원한다.

와이미디어 기반 WPAN들의 통신 범위들을 확장하기 위해서, 메쉬-인에이블드 MAC 프로토콜(mesh-enabled MAC protocol)이 그와 같은 네트워크들 내에서 이용될 수 있다. 메쉬-인에이블드 MAC 프로토콜은 네트워크 내의 노드가 다른 중간 노드들을 통해 자신의 직접적인 통신 범위를 벗어난 다른 노드들에 도달하는 것을 인에이블한다. 중간 노드들은 소스 노드(source node)로부터의 패킷들을 목적지 노드로 전송/중계한다. 메쉬 MAC 프로토콜의 동작은 도 1에 도시되어 있다. 메쉬 와이미디어 기반 WPAN(100)에서 노드(110-A)와 노드(110-F)는 서로의 송신 범위에 벗어나 있기 때문에 노드(110-A)는 노드(110-F)와 직접적으로 통신할 수 없다. 그러나, 노드(110-A)는 메쉬-인에이블드 노드들(110-B 및 110-D)을 통해 패킷들을 노드(110-F)로 송신할 수 있다. 그러므로, 데이터를 소스 노드(110-A)로부터 목적지 노드(110-F)로 송신하기 위한 라우트(route)는 포워딩하는 노드들(110-B 및 110-D)을 포함한다. 메쉬-인에이블드 노드들은 메쉬 MAC 프로토콜을 구현하는 노드들이다.

기존 라우트 발견 및 라우팅 프로토콜들은 예를 들어 동적 소스 라우팅(dynamic source routing: DSR) 프로토콜 및 애드 혹 주문형 거리 벡터(ad hoc on demand distance vector: AODV) 프로토콜을 포함한다. 이들 프로토콜들은 트래픽 전달의 요구가 있을 때에만 라우트를 찾음으로써, 낮은 라우트 관리 오버헤드(overhead)를 용이하게 한다. 도 2a에 도시되는 바와 같이, 라우트를 발견하기 위해, 소스 노드(210-A)는 라우트 발견 요청(route discovery request: RREQ) 패킷을 브로드캐스팅(broadcasting)하고, 상기 RREQ는 노드들(210-B 및 210-C)에 의해 수신되고, 그 후에 노드들(210-B 및 210-C)은 RREQ를 자신들의 이웃하는 디바이스(들)로 전송한다. 예를 들어, 도 2b에 도시되는 바와 같이, 노드(210-B)는 수신된 RREQ를 노드(210-C, 210-D, 210-E)로 전송하고, 반면에 노드(210-A)는 수신된 RREQ를 노드(210-B 및 210-D)로 전송한다. 노드들(210-E 및 210-D)에 의해 동일한 프로세스가 수행된다(도 2c를 참조하라). 목적지 노드는 RREQ 패킷을 수신한 후, 라우트 발견 응답(route discovery response : RREP) 패킷을 수신된 RREQ가 통하면서 이동했던 라우트를 따라 소스 노드로 역으로 송신한다. 이는 도 2d에 도시되어 있고 여기서 노드(210-F)는 목적지 노드이다. RREP에 기초하여, 소스 노드(210-A)는 패킷들을 목적지 노드(210-F)에 송신할 라우트를 결정한다.

DSR 및 AODV 프로토콜들은 전형적으로 가장 작은 홉 카운트(hop count)를 갖는 라우트들, 즉 가장 작은 수의 중간 노드들을 통과하여 이동하는 라우트들을 찾는다. 이 결과에 따르면, 라우트에 따른 각각의 홉은 가장 큰 통신 범위에 근접한 홉 거리(hop distance)를 갖는다. 그러므로, 발견된 라우트들은 단지 낮은 송신 레이트들을 지원할 수 있다. 결과적으로, 더 높은 레이트들의 이점들이 충분히 이용되지 않는다.

그러므로, 와이미디어 메쉬 네트워크들에 효율적인 라우트 발견 해법을 제공하는 것이 유용할 것이다.

본 발명의 특정 실시예들은 메쉬 무선 미디어(와이미디어) 기반 네트워크들 내에서 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 중간 노드에 의해 라우트 요청(RREQ)을 수신하자마자, RREQ 내에 적어도 중간 노드의 식별(identification: ID) 번호 및 RREQ가 수신되는 링크의 송신 채널 레이트를 저장하는 단계; 새로운 라우트 가격(route price)을 계산하는 단계; 새로운 라우트 가격이 수신된 RREQ 내에 포함되는 가격보다 더 큰지를 결정하는 단계; 새로운 라우트 가격이 수신된 RREQ 내의 라우트 가격보다 더 클 때 새로운 라우트 가격을 포함하도록 수신된 RREQ를 갱신하는 단계; 및 갱신된 RREQ를 중간 노드의 하나 이상의 이웃들로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 특정 실시예들은 또한, 수행될 때 프로세서로 하여금 메쉬 무선 매체(와이미디어) 기반 네트워크들 내의 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하는 프로세스를 수행하도록 하는 컴퓨터 실행 가능 코드를 내부에 저장한 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 프로세스는 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 중간 노드에 의해 라우트 요청(RREQ)을 수신하자마자 RREQ 내에 적어도 중간 노드의 식별(ID) 번호 및 RREQ가 수신되는 링크의 송신 채널 레이트를 저장하는 단계; 새로운 라우트 가격을 계산하는 단계; 새로운 라우트 가격이 수신된 RREQ에 포함되는 가격보다 더 큰지를 결정하는 단계; 새로운 라우트 가격이 수신된 RREQ 내의 라우트 가격보다 더 클 때 새로운 라우트 가격을 포함하도록 수신된 RREQ를 갱신하는 단계; 및 갱신된 RREQ를 중간 노드의 하나 이상의 이웃들로 전송하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의해 더 높은 레이트들의 이점들이 충분히 이용되는, 와이미디어 메쉬 네트워크들에 효율적인 라우트 발견 해법이 제공된다.

도 1은 메쉬 와이미디어 WPAN의 개략도.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 기존 발견 프로토콜들의 동작을 설명하는데 유용한 네트워크들의 개략도들.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구현되는 라우트 발견 방법을 설명하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 구현되는 라우트 가격을 계산하는 단계를 설명하는 흐름도.
도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 5d, 도 5e, 도 5f 및 도 5g는 본 발명의 실시예에 따라 구현되는 발견 프로토콜의 동작을 설명하는데 유용한 네트워크들의 개략도들.

본 발명으로 간주되는 발명 대상은 특히 명세서의 결론부에 있는 청구항들에서 지적되고 명확하게 청구된다. 본 발명의 상술한 그리고 다른 특성들 및 이점들은 첨부 도면들과 함께 취해지는 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본원에 개시되는 실시예들은 본원의 신규 내용들의 많은 유용한 이용예들 중 단지 예시들임을 주목하는 것이 중요하다. 일반적으로, 본 발명의 명세서에서 행해지는 진술들은 다양한 청구되는 발명들 중 어느 것이라도 반드시 제한하는 것은 아니다. 더욱이, 일부 진술들은 어떤 발명의 특성들에 적용될 수 있으나 다른 발명의 특성에는 적용되지 않는다. 일반적으로, 달리 표시되지 않으면, 단수 요소들은 복수로 존재할 수 있고 일반성을 상신하지 않고 역도 마찬가지이다. 도면들에서, 동일한 번호들을 여러 도면들에 걸쳐 동일한 부분들에 병기된다.

본원에 개시되는 발견 프로세스는 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 가장 높은 처리율을 갖는 라우트를 찾는다. 본 발명의 원리들에 따르면 라우트 발견 요청(RREQ)은 적어도 RREQ가 통과하여 이동한 노드들의 식별(ID) 번호들, RREQ를 송신하기 위해 라우트에 따른 링크들에 의해 이용되는 채널 레이트들, RREQ가 통과하여 이동했던 라우트의 가격, 및 최종-노드-이웃들 목록을 지니도록 구성되는 패킷이다. 라우트 가격은 라우트 내의 링크들에 대해 계산되는 유효 레이트들의 역수의 합(reciprocal sum)이다. 최종-노드-이웃들 목록은 또한 RREQ가 통과하여 이동했던 최종 노드의 이웃들인 라우트 상의 노드들을 계속해서 기록한다. 네트워크 내의 각각의 노드는 자신의 이웃하는 노드들의 각각의 ID 번호를 포함하는 이웃 테이블(neighbor table) 및 최근에 수신된 RREQ들을 저장하기 위한 캐시 메모리(cache memory)를 보전한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구현되는 무선 메쉬 네트워크들에서 라우트들을 발견하기 위한 방법을 설명하는 예시적이며 비제한적인 흐름도(300)를 도시한다. 상기 방법은 적어도 상술한 정보를 지니는 RREQ를 브로드캐스팅하는 소스 노드에 의해 개시된다. 상기 방법은 RREQ를 수신하는 각각의 중간 노드(즉, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 경로 내의 노드)에 의해 수행된다. 소스 노드로부터 송신될 때 RREQ는 소스 노드의 ID를 포함한다. S310에서, 중간 노드는 RREQ를 수신한다. S320에서, 중간 노드는 자신의 ID 및 RREQ가 수신된 링크의 레이트를 RREQ에 삽입한다. S330에서, RREQ가 이동했던 라우트, 즉 소스 노드 및 중간 노드 사이의 라우트의 가격이 계산된다.

이제 도 4를 참조하며, 여기서 S330의 실행이 더 자세히 도시된다. S410에서, 수신된 RREQ가 통과하여 이동했던 라우트(R)가 RREQ로부터 검색된다. 라우트(R)는:

로 나타내고, 여기서 노드(S)는 소스 노드이고 노드들(F1, F2,...,Fk-1)은 RREQ가 이미 통과하여 이동했던 노드들이다. S420에서, 라우트를 따르는 링크들에 의해 이용되는 채널 레이트들이 수신된 RREQ로부터 획득된다. 채널 레이트들은

로 나타내고, 여기서 R1은 노드들(S)로부터 (F1)로의 링크에 의해 이용되는 유효 채널 레이트이고, Ri(2≤i≤k-1)는 노드들(Fi-1)로부터 Fi(2≤i≤k-1)로의 링크들에 의해 이용되는 채널 레이트들이다. S430에서, RREQ를 송신했던 노드들 및 RREQ를 수신했던 노드 사이의 링크의 유효 송신 채널 레이트가 계산된다. 송신 노드(Fk-1)에서 수신 노드(Fk)로의 링크의 유효 채널 레이트는 'Rk'로 칭해지고, Li(1≤i≤k)는 이 노드들 사이의 링크들을 표시한다. 유효 채널 레이트는 제공된 원 채널 레이트에 대하여 PHY/MAC 프로토콜 오버헤드를 배제함으로써 계산되는 유효 채널 처리율이다. 유효 채널 레이트는 원 채널 레이트와 상이한데, 이는 와이미디어 사양에 의해 규정된다. 일 실시예에 따르면, 유효 채널 레이트(Rk)는 수신 노드(Fk)에 의해 다음과 같이 계산된다:

상기 식들에서, 파라미터(P)는 데이터 패킷의 페이로드 크기이고, 파라미터(T_p)는 데이터 패킷의 송신을 완료하기 위한 총 시간이다. 파라미터(T_p)는 데이터 패킷의 송신 시간(T_data) 및 ACK 프레임들의 송신 시간(T_ack)뿐만 아니라 이 프레임들 사이의 프레임간 간격(T_ifs)을 포함한다. 시간(T_p)은 또한 RTS/CTS(T_rts/T_cts)이 이용되면 RTS/CTS(T_rts/T_cts)의 송신 시간을 포함할 수 있다. 데이터 프레임의 송신 시간은 선택된 채널 레이트(R_c), 채널 레이트(R_c)로 송신되는 프레임 헤더(frame header)(H_p), 페이로드 크기(P), 및 데이터 프레임을 송신하는데 이용되는 원 채널 레이트(R_c)와 관계없이 고정되는 프리앰블(preamble)의 송신 시간(T_preamble)에 기초한다. 페이로드 크기(P)는 평균 페이로드 크기 또는 소스 노드에 의해 채택되는 임의의 값일 수 있다. 원 채널 레이트(R_c)는 링크에 의해 이용되는 고정된 채널 레이트일 수 있거나 또는 공지되어 있는 링크 적응 알고리즘들을 이용하여 결정될 수 있다.

S440에서, 중간 노드(Fk)는 또한 노드(Fk)의 이웃들인 라우트 상에서 노드들로 구성되는 갱신된 최종-노드-이웃들 목록을 생성한다. 본원에서 상술한 바와 같이, 노드(Fk)는 노드(Fk-1)에 의해 송신되는 RREQ를 수신한다. S450에서, 링크 목록은 수신된 RREQ 내의 최종-노드-이웃들에 포함되거나 노드(Fk)의 이웃인 적어도 하나의 종단-노드를 갖는 모든 링크들을 포함하도록 생성된다. 예를 들어, 라우트가 R(S, F1, F2, F3 및 F4)이고 노드(F4)에 의해 수신되는 RREQ 내의 최종-노드-이웃들이 단지 노드(F2)만을 포함하면, 링크 목록은 링크들(F1->F2, F2->F3 및 F3->F4)을 포함한다. S460에서, 노드(Fk)의 라우트 가격은 링크 목록에 있는 모든 링크들의 유효 채널 레이트의 역수들을 합산함으로써 계산된다. 즉, 상기 가격은 다음과 같이 계산된다:

여기서 Rij는 링크 목록에서 링크들(Lij)(1≤j≤n)에 대해 계산된 유효 레이트들이고, 'n'은 목록에서의 링크들의 총 수이다.

이제 도 3을 참조하며, S340에서 계산된 가격이 수신된 RREQ 내에 포함되는 가격보다 더 큰지를 결정하기 위해 검사가 행해진다. 만일 더 크다면, S350에서 RREQ는 새로운 계산된 값을 포함하도록 갱신되고; 그렇지 않으면, S360으로 계속 실행된다.

S360에서, 중간 노드는 자체의 캐시 메모리가 수신된 RREQ부터의 동일한 소스-목적지 쌍과 관련되는 다른 RREQ들을 포함하는지를 검사한다. 만일 그렇다면, S365에서, 수신된 (갱신된 가격을 가지거나 가지지 않는) RREQ이 캐시된(cached) RREQ들 내에 표시되는 것보다 더 작은 라우트 가격을 가지는지를 결정하기 위한 다른 검사가 행해진다. 만일 그렇다면, S370에서, 중간 노드는 수신된 RREQ를 자신의 이웃들에게 포워딩한다; 그렇지 않으면, 실행이 종료된다. 일부 실시예들에서, 최종-노드-이웃 목록은 S440과 관련하여 설명된 바와 동일한 방식으로 S370에서 갱신될 수 있다. S360의 결과가 부정 응답이라면, S370으로 계속 실행된다.

최적의 라우트의 선택은 라우트 가격에 기초하여 목적지 노드에 의해 수행된다. 구체적으로, 목적지 노드가 동일한 소스-목적지 쌍에 대한 다수의 RREQ들을 수신하는 경우, 목적지 노드는 모든 RREQ들 중에서 가장 작은 라우트 가격을 갖는 RREQ에 의해 이동되는 라우트를 선택한다. 목적지 노드는 선택된 라우트 상에서 RREP를 송신한다. 소스 및 중간 노드들은 RREP를 수신한 후에 자신들의 라우트 캐시/테이블을 갱신한다.

DSR 및 AODV와 같은 기존의 라우트 발견 프로토콜들은 본원에 개시되는 라우트 발견 방법을 구현하도록 적응될 수 있음이 주목되어야 한다. 예를 들어, 기존의 라우팅 프로토콜들은, 추가 RREQ들이, 목적지 노드가 RREP를 역으로 송신할 수 있기 전에 미리 정의된 기간의 시간 동안 수신되는지를 검사하기 위해 상기 시간을 대기할 필요가 있다.

다른 예로서, 라우팅 프로토콜은 RREQ들이 통과하여 이동했던 노드들의 모든 또는 일부 쌍들 사이의 라우트 및 라우트의 가격을 기록할 필요가 있는 경우, RREQ는 자신이 통과하여 이동했던 이웃들의 목록을 모든 또는 일부 중간 노드들에 대해(즉, RREQ가 통과하여 이동했던 최종 노드에 대해서만이 아닌) 나타내도록 적응될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 구현되는 라우트 발견 프로세스의 동작을 설명하는 비제한적인 예가 제공되는 도 5a 내지 도 5g를 참조하자. 도 5a는 6개의 노드들(510-A 내지 510-F)을 포함하는 네트워크를 도시한다. 링크들의 유효 채널 레이트들은 두 노드들의 에지(edge)들 상에 도시된다. 간소화 및 설명을 위해 유효 채널 레이트들은 원 채널 레이트들과 동일하다.

도 5b 내지 도 5g는 소스 노드(510-A)로부터 목적지 노드(510-F)로 송신되는 RREQ의 이동 라우트를 도시한다. 소스 노드(510-A)는 RREQ를 노드(510-B 및 510-C)로 송신함으로써 라우트 발견 프로세스를 시작한다(도 5b를 참조하라). 노드(510-B)에 의해 계산되는 라우트 가격은 1/160이고 노드(510-C)에 의해 계산되는 라우트 가격은 1/53.3이다. 그 후에, 노드들(510-B 및 510-C)은 RREQ를 브로드캐스팅한다. 노드(510-C)는 또한 노드(510-B)에 의해 송신되는 RREQ를 수신하고 그 후에 상기 RREQ에 대한 라우트 가격을 계산하는데, 이는 2/160이다. 새로운 라우트 가격은 이전에 계산된 값 1/53.3보다 더 작다. 그러므로, 노드(510-C)는 새로운 라우트(510-A, 510-B, 510-C) 및 새로운 가격 2/160을 갖는 RREQ를 다시 노드들(510-D 및 510-E)로 재브로드캐스팅한다(도 5c를 참조하라). 네트워크(500)에서의 다른 노드들은 동일한 규칙을 따르고, 도 5e 및 5f를 참조하라.

목적지 노드(510-F)는 가격 4/160을 갖는 라우트(510-A, 510-B, 510-C, 510-D, 510-E, 510-F)를 갖는 RREQ, 라우트 가격 2/53.3+1/160을 갖는 라우트(510-A, 510-C, 510-E, 510-F)를 갖는 RREQ, 및 어떤 다른 RREQ들을 수신한다. 노드(510-F)는 모든 라우트 가격들을 비교하고, 가장 낮은 가격을 가지는 라우트를 선택하는데, 이는 라우트(510-A, 510-B, 510-C, 510-D, 510-E, 510-F)이다. 후속해서, 목적지 노드(510-F)는 RREP를 선택된 라우트를 따라 소스 노드(510-A)로 역으로 송신한다(도 5g를 참조하라). 소스 노드(510-A)는 자신의 라우트 캐시/테이블을 갱신하고, 노드들(510-A로부터 510-F)의 라우트가 설정된다.

상술한 방법을 이용하여 발견된 라우트들은 기존의 프로토콜들에 의해 발견된 가장 짧은-홉(hop) 라우트들보다 더 양호한 처리율을 갖는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, 그와 같은 프로토콜들은 라우트(510-A, 510-C, 510-E, 510-F), 라우트(510-A, 510-B, 510-D, 510-F) 또는 라우트(510-A, 510-C, 510-D, 510-F)를 선택할 것이다. 이 세 라우트들 모두는 동일한 가격 2/53.3+1/160 ≒ 1/22.8을 갖고, 이는 약 22.8 Mbps의 처리율을 갖는다. 네트워크의 경우, 개시된 방법은 1/40의 가격 및 대략 40 Mbps의 처리율을 갖는 라우트(510-A, 510-B, 510-C, 510-D, 510-E, 510-F)를 선택한다. 그러므로, 이 예의 경우 종단-대-종단 처리율이 약 75% 개선된다. 더 많은 노드들이 있고 더 높은 레이트들이 이용 가능한 경우, 훨씬 더 높게 개선될 수 있다.

개시된 방법은 UWB 기반 WPAN들, 와이미디어 기반 무선 네트워크들 및 WPAN들, 또는 임의의 시분할 다중 액세스(TDMA) 또는 슈퍼프레임 기반 무선 네트워크들(superframe based wireless networks)을 포함하는 통신 시스템들에서 구현될 수 있으나 이로 제한되지 않는다.

본 발명의 원리들은 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현된다. 더욱이, 소프트웨어는 바람직하게는 프로그램 저장 유닛 또는 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 유형적으로 구현되는 애플리케이션 프로그램으로 구현된다. 애플리케이션 프로그램은 임의의 적절한 아키텍처(archietcture)를 포함하는 머신에 업로드되거나 상기 기계에 의해 실행될 수 있다. 바람직하게도, 상기 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치들("CPU들"), 메모리, 및 입력/출력 인터페이스들과 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼(computer platform)에서 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영 시스템 및 마이크로인스트럭션 코드(microinstruction code)를 포함할 수 있다. 본원에 설명되는 다양한 프로세스들 및 기능들은, 그러한 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 도시되거나 도시되지 않아도, CPU에 의해 실행될 수 있는, 마이크로인스트럭션 코드의 일부이거나 또는 애플리케이션 프로그램의 일부, 또는 이들의 결합일 수 있다. 게다가, 추가 데이터 저장 유닛 및 인쇄 유닛과 같은 다양한 다른 주변 유닛들이 컴퓨터 플랫폼에 접속될 수 있다.

상술한 설명은 본 발명이 취할 수 있는 많은 형태들 중 서너 개를 설명하였다. 상술한 설명은 본 발명이 취할 수 있는 선택된 형태들의 예시로서 이해되어야 하고 본 발명을 정의하도록 제한하는 것으로 이해되지 않도록 의도된다. 본 발명의 범위를 규정하도록 의도되는 것은 단지 모든 등가물들을 포함하는 청구항들이다.

210-A 내지 210-F : 노드 510-A 내지 510-F : 노드

Claims

메쉬 무선 미디어(mesh wireless media)(와이미디어: WiMedia) 기반 네트워크들 내에서 소스 노드(source node) 및 목적지 노드(destination node) 사이에 최상의 처리율(throughput)을 갖는 라우트(route)를 발견하기 위한 방법(300)에 있어서:
상기 소스 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 중간 노드에 의해 라우트 요청(route request: RREQ)을 수신할 때, 상기 RREQ 내에 적어도 상기 중간 노드의 식별(identification: ID) 번호 및 상기 RREQ가 수신되는 링크의 송신 채널 레이트를 저장하는 단계(S320);
상기 라우트에서 링크들의 유효 송신 레이트들에 부분적으로 기초하여 새로운 라우트 가격(route price)을 계산하는 단계(S330);
상기 새로운 라우트 가격이 상기 수신된 RREQ 내에 포함되는 가격보다 더 큰지를 결정하는 단계(S340);
상기 새로운 라우트 가격이 상기 수신된 RREQ 내의 라우트 가격보다 더 클 때 상기 새로운 라우트 가격을 포함하도록 상기 수신된 RREQ를 갱신하는 단계(S350); 및
상기 갱신된 RREQ를 상기 중간 노드의 하나 이상의 이웃들로 전송하는 단계(S370)를 포함하는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 중간 노드에서 캐시된 하나 이상의 RREQ들이 존재하는지를 결정하는 단계(S360); 하나 이상의 캐시된 RREQ들, 갱신된 RREQ, 및 상기 수신된 RREQ 중에서 더 작은 라우트 가격 값을 갖는 RREQ를 찾는 단계(S365); 및 가장 작은 라우트 가격을 갖는 것으로 결정된 RREQ를 상기 중간 노드의 하나 이상의 이웃들로 전송하는 단계(S370)를 추가로 포함하는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 라우트 가격은 라우트 내의 링크들에 대하여 계산되는 유효 송신 레이트들의 역수의 합인, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 라우트 가격을 계산하는 단계는:
상기 수신된 RREQ가 통과하여 이동했던 상기 라우트를 검색하는 단계(S410);
상기 라우트를 따르는 링크들에 의해 이용되는 송신 채널 레이트들을 획득하는 단계(S420)로서, 각각의 링크는 RREQ를 송신하는 노드 및 RREQ를 수신하는 노드 사이에 존재하는, 상기 획득 단계(S420);
각각의 링크에 대한 유효 송신 채널을 계산하는 단계(S430);
링크 목록을 생성하는 단계(S450); 및
상기 링크 목록에서의 모든 링크들의 유효 송신 채널 레이트들의 역수들을 합산하는 단계를 추가로 포함하는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 링크 목록은 최종-노드-이웃들 목록에서 지정되는 적어도 하나의 종단-노드 또는 상기 중간 노드의 이웃인 적어도 하나의 종단-노드를 갖는 모든 링크들을 포함하는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 최종-노드-이웃 목록은 상기 라우트 상에 있으며 상기 수신된 RREQ를 상기 중간 노드로 송신했던 노드의 이웃들인 노드들을 포함하는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 중간 노드의 이웃들이며 또한 상기 라우트 상에 있는 노드를 포함하도록 상기 최종-노드-이웃들 목록을 생성하는 단계; 및 상기 수신된 RREQ의 갱신된 최종-노드-이웃들 목록을 저장하는 단계를 추가로 포함하는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 최종-노드-이웃 목록, 송신 채널 레이트들 및 상기 RREQ가 통과하여 이동했던 라우트는 상기 RREQ에 유지되는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 4 항에 있어서,
링크의 상기 유효 채널 송신 레이트는 데이터 패킷의 페이로드 크기를 상기 링크에 걸쳐 데이터 패킷이 완전하게 전송되는데 필요한 시간으로 나눔으로써 계산되는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 9 항에 있어서,
데이터 패킷의 송신을 완료하기 위한 시간은 적어도 데이터 프레임(T_data)의 송신 시간, 확인 응답(T_ack) 프레임들의 송신 시간, 및 확인 응답 프레임과 데이터 프레임 사이의 프레임간 간격(T_ifs)의 합과 동일한, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 송신 시간(T_data)은:

에 의해 계산되고, 여기서 T_preamble은 상기 데이터 프레임의 프리앰블의 송신 시간이고, H_p는 프레임 헤더의 크기이고, P는 페이로드의 크기이고, R_c는 상기 링크의 송신 채널 레이트인, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 소스 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 라우트는 상기 목적지 노드에 의해 수신되는 모든 RREQ들 중에서 가장 작은 라우트 가격을 갖는 RREQ에 의해 이동되었던 라우트로 선택되는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 목적지 노드에 의해 라우트 응답(RREP)을 생성하는 단계; 및 상기 RREP를 상기 선택된 라우트 상의 소스 노드로 송신하는 단계를 추가로 포함하는, 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 라우트를 발견하기 위한 방법.
실행될 때 프로세서로 하여금 메쉬 무선 미디어(와이미디어) 기반 네트워크들 내의 소스 노드 및 목적지 노드 사이에 최상의 처리율을 갖는 라우트를 발견하는 단계를 수행하도록 하는 컴퓨터 실행 가능 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능 매체에 있어서:
상기 소스 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 중간 노드에 의해 라우트 요청(RREQ)을 수신할 때, 상기 RREQ 내에 적어도 상기 중간 노드의 식별(ID) 번호 및 상기 RREQ가 수신되는 링크의 송신 채널 레이트를 저장하는 단계(S320);
상기 라우트에서 링크들의 유효 송신 레이트들에 부분적으로 기초하여 새로운 라우트 가격을 계산하는 단계(S330);
상기 새로운 라우트 가격이 상기 수신된 RREQ에 포함되는 가격보다 더 큰지를 결정하는 단계(S340);
상기 새로운 라우트 가격이 상기 수신된 RREQ 내의 라우트 가격보다 더 클 때 상기 새로운 라우트 가격을 포함하도록 상기 수신된 RREQ를 갱신하는 단계(S350); 및
상기 갱신된 RREQ를 상기 중간 노드의 하나 이상의 이웃들로 전송하는 단계(S370)를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
제 14 항에 있어서,
상기 라우트 가격을 계산하는 단계는:
상기 수신된 RREQ가 통과하여 이동했던 상기 라우트를 검색하는 단계(S410);
상기 라우트를 따르는 링크들에 의해 이용되는 송신 채널 레이트들을 획득하는 단계(S420)로서, 각각의 링크는 RREQ를 송신하는 노드 및 RREQ를 수신하는 노드 사이에 존재하는, 상기 획득 단계(S420);
각각의 링크에 대한 유효 송신 채널 레이트를 계산하는 단계(S430);
링크 목록을 생성하는 단계(S450); 및
상기 링크 목록에서의 모든 링크들의 유효 송신 채널 레이트들의 역수들을 합산하는 단계를 추가로 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.