KR101883904B1 - 위치 기반 모바일 애드혹 네트워크 라우팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모바일 애드혹 네트워크 라우팅 방법으로서, 더욱 상세하게는 애드혹 네트워크를 구성하는 노드들의 위치정보를 기반으로 경로탐색을 하는 모바일 애드혹 네트워크 라우팅 방법에 관한 것이다.

Description

위치 기반 모바일 애드혹 네트워크 라우팅 방법 {Mobile Ad-hoc Network Routing Method Based on Location}

본 발명은 모바일 애드혹 네트워크 라우팅 방법으로서, 더욱 상세하게는 애드혹 네트워크를 구성하는 노드들의 위치정보를 기반으로 경로탐색을 하는 모바일 애드혹 네트워크 라우팅 방법에 관한 것이다.

모바일 애드혹 네트워크(MANET: Mobile Ad-hoc Network)는 고정된 유선 기반망의 도움 없이 이동 노드들 간에 자율적으로 구성되는 망이다.

모바일 애드혹 네트워크는 구성 노드들이 대등하게 연결되어, 기존 네트워크의 계층적이고 수직적인 연결 구조와는 그 특성을 달리한다. 각 노드들은 대등하기 때문에 고정 게이트웨이(Gateway)나 액세스포인트(AP: Access Point)등이 존재하지 않고 자체적으로 연결이 설정된다. 따라서 네트워크의 구성과 유지가 어렵고 제반 기술의 적용이 용이치 않다.

모바일 애드혹 네트워크는 구성 노드들이 높은 이동성을 갖고 있기 때문에 네트워크의 토폴로지(Topology)가 매우 동적으로 변하게 된다. 모바일 노드의 특성상 노드의 이동 패턴과 무선 통신 상태, 또는 전력 여유 등에 따라 노드의 추가 및 이탈이 매우 자유롭기 때문에, 특정 노드를 찾아가기 위한 경로의 설정과 유지가 어렵다. 따라서 이러한 네트워크 환경에서도 작동할 수 있는 새로운 라우팅 프로토콜이 필요하게 된다.

모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 프로토콜은 크게 토폴로지 기반 라우팅과 위치 기반 라우팅으로 나눌 수 있다.

토폴로지 기반 라우팅 프로토콜은 다시 프로액티브(Proactive) 방식과 리액티브(Reactive) 방식으로 나뉘게 되는데, 프로액티브(Proactive) 방식은 경로를 미리 계산하여 라우팅 테이블을 만들어 두는 방식으로 라우팅을 실행한다. 주기적인 라우팅 제어 메시지를 통해 전체 네트워크 정보를 갱신하여 보관하는 방식을 통해 경로 결정에 대한 지연이 짧은 장점이 있지만, 불필요한 네트워크 정보를 유지하고, 라우팅 제어 메시지로 인한 네트워크의 대역폭 낭비 및 오버헤드(Overhead)가 크다는 단점이 있다.

리액티브(Reactive) 방식은 데이터 전송 요구가 발생할 때 마다 경로를 결정하는 프로토콜이 개시되는 라우팅 방식이다. 필요에 의해 제어 메시지를 발송하여 불필요한 라우팅 제어 메시지를 줄일 수 있지만, 경로 결정시에 많은 제어 메시지 트래픽이 필요하고, 경로 탐색에 의한 통신 시간 지연이 크다는 단점이 있다. 또한, 모바일 애드혹 네트워크의 특성상 한 번 설정된 경로는 일정 시간이 지나면 깨지거나 삭제되기 때문에, 전송 요구가 발생할 때 마다 경로를 다시 결정해야 한다.

위치 기반 라우팅 프로토콜은 이웃 노드들과 목적 노드들의 위치정보를 기반으로 경로를 선택하는 라우팅 방식이다. 경로 선택과정에서 구체적인 위치정보를 이용하기 때문에 네트워크 전체에 대한 오버헤드를 줄일 수 있고, 부분적인 네트워크 토폴로지 변화에도 쉽게 대응할 수 있는 장점이 있다.

국내등록특허 10-0927536호(2009.11.17. 등록공고, 위치 정보 기반 라우팅 방법 및 시스템)

본 발명은 모바일 애드혹 네트워크를 구성하는 노드들의 위치정보를 기반으로 경로탐색을 하는 모바일 애드혹 네트워크 라우팅 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 모바일 노드들의 위치정보를 이용하여 소스노드(S)와 목적노드(D) 사이의 라우팅 경로를 설정하는 라우팅 방법으로서, 소스노드(S)의 위치정보와 목적노드(D)의 위치정보에 기초하여 리퀘스트존(RZ)을 설정하는 리퀘스트존설정단계; 및 상기 리퀘스트존(RZ) 내에 존재하는 모바일 노드들을 이용하여 라우팅 경로를 탐색하는 라우팅경로탐색단계;를 포함하는 라우팅 방법을 제공한다.

본 발명에서는, 상기 리퀘스트존설정단계는, 목적노드(D)가 위치하는 것으로 예측되는 영역인 익스펙티드존(EZ)을 설정하는 익스펙티드존설정과정; 및 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보와 소스노드(S)의 위치정보에 기초하여 리퀘스트존(RZ)을 설정하는 리퀘스트존설정과정;을 포함할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 익스펙티드존설정과정은, 목적노드(D)의 과거 위치정보 및 상기 위치정보에 대한 시각정보에 기초해서 목적노드(D)의 속도정보를 도출하고, 상기 목적 노드(D)의 위치정보, 시각정보 및 속도정보에 기초하여 익스펙티드존(EZ)의 영역의 위치와 크기를 설정할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 리퀘스트존설정과정은 상기 소스노드(S)의 위치정보, 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보, 및 기설정된 허브노드(H)의 위치정보에 기초하여 상기 리퀘스트존(RZ)을 설정하고, 상기 허브노드(H)는 상기 모바일 노드 중 기설정된 개수 이상의 인접 노드로부터 정보를 주고 받는 노드이고, 상기 허브노드(H)는 라우팅 경로가 설정될 때 마다 혹은 일정 주기마다 설정될 수 있다.

본 발명에서는, 상기 익스펙티드존설정과정은, 3 이상의 목적노드(D)의 과거 위치정보 및 상기 위치정보에 대한 시각정보에 기초해서 2 이상의 목적노드(D)의 속도정보를 도출하고, 상기 목적노드(D)의 최신 위치정보, 최신 시각정보 및 상기 2 이상의 목적노드(D)의 속도정보의 대표값에 기초하여 익스펙티드존(EZ)의 위치와 크기를 설정할 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 모바일 노드들의 위치정보를 이용하여 소스노드(S)와 목적노드(D) 사이의 라우팅 경로를 설정하는 라우팅 방법으로서, 소스노드(S)의 위치정보 및 목적노드(D)의 위치정보에 기초하여 소스리퀘스트존(SRZ)을 설정하는 소스리퀘스트존설정단계; 및 상기 소스리퀘스트존(SRZ) 내에 존재하는 모바일 노드들을 이용하여 라우팅 경로를 탐색하는 라우팅경로탐색단계;를 포함하고, 상기 라우팅경로설정단계에서는, 소스노드(S)는 상기 소스리퀘스트존(SRZ) 내부에 위치하는 모바일 노드만이 경로 요청을 포워딩하도록 경로 요청을 전송하고, 연결노드(R)는 각각의 연결노드(R)의 연결리퀘스트존(RRZ) 내부에 위치하는 모바일 노드만이 경로 요청을 포워딩하도록 경로 요청을 전송하고, 상기 연결노드(R)는 상기 모바일 노드 중 상기 소스노드(S) 및 상기 목적노드(D)를 제외한 노드 중 어느 하나이고, 상기 연결리퀘스트존(RRZ)은 각각의 연결노드(R)에 대하여 상기 각각의 연결노드(R)의 위치정보 및 상기 목적노드(D)의 위치정보에 기초하여 설정되고, 상기 목적노드(D)로부터 경로응답을 상기 연결노드(R) 중 어느 하나가 수신하여 소스노드(S)까지 전달되는 경우에 라우팅 경로가 설정되는, 라우팅 방법을 제공한다.

본 발명에서는, 상기 소스리퀘스트존설정단계는, 목적노드(D)가 위치하는 것으로 예측되는 영역인 익스펙티드존(EZ)을 설정하는 익스펙티드존설정과정; 및 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보와 소스노드(S)의 위치정보에 기초하여 소스리퀘스트존(SRZ)을 설정하는 소스리퀘스트존설정과정;을 포함하고, 상기 연결리퀘스트존(RRZ)은 각각의 연결노드(R)의 위치정보 및 상기 익스펙티드존설정과정에서 설정된 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보에 기초하여 설정될 수 있다.

본 발명에서는, 상기 익스펙티드존설정과정은, 목적노드(D)의 과거 위치정보 및 상기 위치정보에 대한 시각정보에 기초해서 목적노드(D)의 속도정보를 도출하고, 상기 목적 노드(D)의 위치정보, 시각정보 및 속도정보에 기초하여 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역의 위치와 크기를 설정할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 소스리퀘스트존설정단계는 상기 소스노드(S)의 위치정보, 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보, 및 기설정된 허브노드(H)의 위치정보에 기초하여 상기 소스리퀘스트존(SRZ)을 설정하고, 상기 허브노드(H)는 상기 모바일 노드 중 기설정된 개수 이상의 인접 노드로부터 정보를 주고 받는 노드이고, 상기 허브노드(H)는 라우팅 경로가 설정될 때 마다 혹은 일정 주기마다 설정될 수 있다.

본 발명에서는, 상기 익스펙티드존설정과정은, 3 이상의 목적노드(D)의 과거 위치정보 및 상기 위치정보에 대한 시각정보에 기초해서 2 이상의 목적노드(D)의 속도정보를 도출하고, 상기 목적 노드(D)의 최신 위치정보, 최신 시각정보 및 상기 2 이상의 목적노드(D)의 속도정보의 대표값에 기초하여 익스펙티드존(EZ)의 위치와 크기를 설정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 경로 요청 및 경로 응답을 통한 라우팅 방식에서 경로 요청 메시지의 플러딩(Flooding) 영역을 리퀘스트존(RZ)으로 제한하여 경로 탐색에서의 네트워크 오버헤드를 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 따르면, 경로 요청 및 경로 응답을 통한 라우팅 방식에서 경로 요청 메시지의 플러딩 영역을 소스리퀘스트존(SRZ)으로 제한할 뿐만 아니라 연결리퀘스트존(RRZ)으로 더욱 제한하여 경로 탐색에서의 네트워크 오버헤드를 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라우팅 과정에서 다수의 이웃노드를 가진 허브노드(H)의 정보에 기초하여 경로 요청 메시지의 리퀘스트존(RZ)을 설정함으로써 경로 탐색의 실패 가능성을 낮출 수 있다.

도 1은 기존 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 과정 중 사전 준비 단계 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 과정 중 경로 요청 전파 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 과정 중 경로 요청 전파 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 과정 중 사전 준비 단계 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '~부', '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어를 의미할 수 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 기존 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시한다.

모바일 애드혹 네트워크에서의 라우팅 프로토콜인 DSR(Dynamic Source Routing)을 기반으로 하는 라우팅 방법은 아래와 같다.

목적노드(300)와 데이터 교환을 원하는 소스노드(100)은 이웃한 연결노드(200)들에게 경로 요청 메시지를 방송(broadcasting)한다.

상기 경로 요청 메시지에는 소스노드(100)와 목적노드(300)의 정보가 포함된다.

경로 요청 메시지를 수신한 연결노드(200)들은 자신이 목적노드(300)인지 확인하고, 목적노드(300)가 아닌 경우, 경로 요청 메시지에 자신의 정보를 포함시켜 이웃한 연결노드(200)에게 포워딩(forwarding)하게 된다.

목적 노드(300)는 경로 요청 메시지를 수신한 경우, 해당 경로 요청 메시지에 포함되어 있는 소스노드(100)와 메시지가 경유한 중간노드(200)들의 정보에 기초하여 경로 요청 메시지가 도달한 경로를 파악하고, 해당 경로를 통해 경로 응답 메시지를 전달한다.

상기 경로 응답 메시지가 상기 소스노드(100)에 도착하게 되면, 소스노드(100)와 목적노드(300)까지 라우팅 경로가 정하여지고, 상기 라우팅 경로를 통해 데이터를 전송하게 된다.

도 1과 같은 라우팅 방법의 경우, 실제 라우팅 경로에 참여하지 않는 모든 노드들에게 경로 요청 메시지가 전달되어 네트워크 전체에 많은 오버헤드가 발생하게 된다. 따라서 상기 경로 요청 메시지의 전달 영역을 제한함으로써 오버헤드를 줄이고 네트워크 자원을 효율적으로 사용해야 할 필요성이 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 과정을 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 과정은 라우팅이 개시되기 이전의 사전 준비 단계(S100); 소스 노드(100)부터 발생한 경로 요청 메시지를 전파하는 단계(S200); 경로 요청 메시지를 수신한 목적 노드(300)가 경로 응답을 회신하는 단계(S300); 및 설정된 경로를 통해 데이터를 전송하는 단계(S400);를 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 과정 중 사전 준비 단계 과정(S100)을 개략적으로 도시한다.

상기 사전 준비 단계 과정에서는 각 노드가 GPS 장치를 통해 자신의 위치를 파악하는 단계(S110); 파악된 자신의 위치정보를 이웃 노드들에게 방송(broadcasting)하는 단계(S120); 방송된 이웃 노드의 위치정보를 수신하는 단계(S130); 및 수신된 이웃 노드의 위치정보를 다른 이웃 노드에게 플러딩(flooding) 하는 단계(S140);를 포함한다.

상기 사전 준비 단계를 거치면 네트워크 상의 모든 노드들이 자신의 위치정보를 포함하여 이웃 노드의 위치정보, 그리고 이웃 노드를 통하여 전달 받은 2-홉 이상 이웃의 위치정보를 공유하게 되어 네트워크상의 모든 노드들의 위치정보를 수집할 수 있게 된다.

상기 사전 준비 단계는 주기적으로 반복되어 각 노드들이 모바일 애드혹 네트워크상의 모든 노드들의 최신 위치정보를 수집하여 보관할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 과정 중 경로 요청 전파 과정(S200)을 개략적으로 도시한다.

경로 탐색을 원하는 소스노드(100)는 상기 사전 준비 단계(S100)에서 파악된 과거 목적노드의 위치정보를 확인하고(S210), 자신의 위치정보와 목적노드(300)의 위치정보에 기반하여 리퀘스트존(RZ: Request Zone)을 설정한다(S220). 리퀘스트존(RZ)을 설정함에 있어서, 상기 목적노드(300)의 직접적인 위치정보를 기반으로 구성하는 경우도 있으나, 이동이 용이한 모바일 애드혹 네트워크 노드의 특성상 목적노드의 실제 위치가 과거 파악된 위치와 다를 가능성이 높기 때문에, 목적노드(300)의 위치정보에 기반하여 목적노드(300)가 현재 위치할 것이라고 예측되는 익스펙티드존(EZ: Expected Zone)을 설정하고, 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보를 이용하여 리퀘스트존(RZ)을 설정하는 것이 바람직하다.

소스노드(100) 혹은 연결노드(200)는 상기 설정된 리퀘스트존(RZ)의 영역정보와, 목적노드 정보, 그리고 자신의 노드 정보를 포함한 경로 요청 메시지를 이웃한 연결노드(200)들에 전송한다(S230).

전송된 경로 요청 메시지는 이웃한 노드가 수신하게 된다(S240)

상기 경로 요청 메시지를 수신한 모바일 노드는 상기 경로 요청 메시지의 목적노드 정보와 자신의 노드 정보를 비교한다(S250).

만약 자신이 목적노드가 아닌 연결노드(200)라면, 상기 경로 요청 메시지에 포함된 상기 리퀘스트존(RZ)의 영역정보를 확인하여, 자신의 위치가 상기 리퀘스트존(RZ)의 내부인지 여부를 판단하게 된다(S260). 리퀘스트존(RZ) 외부에 위치한 연결노드(200)가 상기 경로 요청 메시지를 수신한 경우, 해당 노드는 더 이상 경로 요청 메시지를 포워딩하지 않고 작업을 종료한다.

리퀘스트존(RZ) 내부의 연결노드(200)가 메시지를 수신한 경우, 해당 노드는 수신된 상기 경로 요청 메시지에, 자신의 노드 정보를 더 추가하여 이웃한 연결노드(200)들에게 다시 전송(S230)하는 포워딩을 수행하게 된다.

이렇게 전송 및 재전송된 상기 경로 요청 메시지를 목적노드(300)가 수신하게 되면, 상기 경로 요청 메시지에 포함된 목적노드 정보와 비교하는 단계(S250)에서 경로 응답 전달(S300)단계로 진입하게 된다.

상기 경로 응답 전달(S300)단계에서는, 수신된 상기 경로 요청 메시지에 포함된 소스노드 정보 및, 메시지의 전송 경로를 따라 추가된 연결노드들 정보에 기반하여, 상기 경로 요? 메시지가 전달된 경로의 역순으로 경로 응답 메시지를 전달하게 된다. 이렇게 전달된 상기 경로 응답 메시지가 소스노드(100)에 다시 수신되면, 소스노드(100)와 목적노드(300)사이의 경로 탐색이 완료가 되고, 설정된 경로를 따라 데이터가 전송된다(S400).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시한다.

앞서 설명한 바와 같이, 소스노드(100)은 사전 준비 단계(S100)에서 파악된 목적노드(300)의 과거 위치정보에 기반하여(S210) 익스펙티드존(EZ)을 설정하고, 설정된 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보와, 소스노드(100) 자신의 위치정보에 기반하여 리퀘스트존(RZ)을 설정하게 된다(S220)

소스노드(100)는 상기 설정된 리퀘스트존(RZ)의 영역정보와, 목적노드 정보, 그리고 자신의 노드 정보를 포함한 경로 요청 메시지를 이웃한 연결노드(210 및 220)에게 전송하게 된다.

상기 경로 요청 메시지를 수신한 연결노드(210)은 경로 요청 메시지에 포함된 목적노드 정보와 자신의 노드 정보를 비교하고(S250), 자신이 리퀘스트존(RZ)의 내부에 있는지 확인하는 과정(S260)을 거치게 된다. 이 때 연결노드(210)은 리퀘스트존(RZ)의 외부에 있기 때문에, 연결노드(210)는 더 이상 경로 요청 메시지를 재전송 하지 않고 작업을 종료한다.

상기 경로 요청 메시지를 수신한 또 다른 연결노드(220)은 경로 요청 메시지에 포함된 목적노드 정보와 자신의 노드 정보를 비교하고(S250), 자신이 리퀘스트존(RZ)의 내부에 있는지 확인(S260)한다. 해당 연결노드(220)는 리퀘스트존(RZ)의 내부에 있기 때문에, 경로 요청 메시지에 자신의 노드정보를 더 추가하여 이웃한 연결노드들(230, 250 및 260)에 다시 전송(S230)하게 된다.

같은 방식으로 상기 리퀘스트존(RZ) 내부에 있는 연결노드(230 및 250)들은 경로 요청 메시지를 수신한 뒤 재전송하게 되고, 외부에 있는 연결노드(260)은 메시지를 재전송하지 않고 작업을 종료한다.

연결노드(250)은 상기 경로 요청 메시지를 수신한 뒤, 경로 요청 메시지에 자신의 노드 정보를 더 포함시켜 이웃한 노드들(240, 300)에 전달하게 된다.

연결노드(230)은 이웃한 연결노드(240)에 상기 경로 요청 메시지를 재전송하고, 이를 수신한 연결노드(240)은 다시 이웃한 또 다른 연결노드(250)에 메시지를 재전송 하게 된다.

이 때 두 연결노드(240 및 250)은 서로 경로 요청 메시지를 주고 받게 되는데, 이럴 경우에는 나중에 도착한 경로 요청 메시지는 먼저 전송된 경로 메시지와 동일하기 때문에 더 이상 재전송 되지 않고 소멸하게 된다.

목적노드(300)은 연결노드(250)으로부터 상기 경로 요청 메시지를 수신하게 된다. 경로 요청 메시지를 수신한 목적노드(300)는 자신이 경로 요청 메시지에 포함된 목적노드이기 때문에, 경로 요청 전파 단계(S200)를 종료하고 경로 응답 전달 단계(S300)를 실행하게 된다. 목적노드(300)가 수신한 경로 요청 메시지에는 소스노드(100)의 정보와, 해당 경로 요청 메시지가 전달된 과정에 포함된 연결노드(220 및 250)의 정보가 포함되어 있다. 따라서 목적노드(300)는 이 정보에 기반하여 연결노드(250 및 220)를 거쳐 소스노드(100)까지 도달하는 경로 정보를 포함한 경로 응답 메시지를 상기 경로 정보를 따라 전송한다. 경로 응답 메시지를 수신한 응답노드(250)는 상기 경로 정보에 의하여 이웃한 연결노드(220)에 경로 응답 메시지를 재전송하고, 상기 이웃한 연결노드(220)는 소스노드(100)에게 상기 경로 응답 메시지를 전송한다.

소스노드(100)가 상기 경로 응답 메시지를 수신하게 되면, 소스노드(100)와 목적노드(300) 사이에 경로 탐색이 완료가 되고, 설정된 경로를 따라 데이터가 전송된다(S400).

이상 설명된 과정에 따른 라우팅방식에 따르면 상기 리퀘스트존(RZ) 외부에 있는 연결노드들(210 및 260)은 경로 요청이 전파되는 과정에서 배제되기 때문에, 해당 네트워크 경로에서의 오버헤드를 줄일 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시한다.

도 6의 (A)는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크에서 연결 리퀘스트존(RRZ)을 설정하여 경로 탐색을 하는 라우팅 개념을 개략적으로 도시한다.

소스노드(100)는 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보와 자신의 위치정보를 기반으로 하여 소스리퀘스트존(SRZ)을 설정하고, 경로 요청 메시지를 이웃한 연결노드(210 및 220)들에게 전송한다.

상기 경로 요청 메시지를 수신한 연결노드(210)은 리퀘스트존(RZ)의 외부에 위치하고 있기 때문에 작업을 종료한다.

상기 경로 요청 메시지를 수신한 또 다른 연결노드(220)은 리퀘스트존(RZ)의 내부에 위치한 노드이기 때문에 경로 요청 메시지를 재전송 하게 된다. 이 때, 연결노드(220)는 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보와 자신의 위치정보를 기반으로 하여 상기 소스리퀘스트존(SRZ)과는 다른 연결리퀘스트존(RRZ)을 설정하게 된다.

연결노드(220)는 상기 경로 요청 메시지의 소스리퀘스트존(SRZ)의 영역정보를 대신하여 상기 연결리퀘스트존(RRZ)의 영역정보를 포함한 경로 요청 메시지를 이웃 연결노드(230 및 250)에 다시 전달하게 된다.

재전달된 상기 경로 요청 메시지를 수신한 연결노드(230)는 소스리퀘스트존(SRZ)의 내부에 위치하지만 연결리퀘스트존(RRZ)의 외부에 위치하기 때문에, 수신된 경로 요청 메시지를 재전송 하지 않고 작업을 종료하게 된다.

도 6의 (B)는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크에서 연결리퀘스트존(RRZ)을 설정하여 경로 탐색을 하는 라우팅 개념을 개략적으로 도시한다.

도 6의 (A)에서 연결노드(220)으로부터 상기 경로 요청 메시지를 수신한 이웃 연결노드(250)는 수신된 경로 요청 메시지의 연결리퀘스트존(RRZ)의 내부에 위치하기 때문에, 상기 경로 요? 메시지를 재전송 하게 된다. 이 때, 연결노드(250)은 상기 설정된 익스펙티드존(EZ)의 영역정보와, 자신의 위치정보를 기반으로 하여 수신된 연결리퀘스트존(RRZ)과는 다른 새로운 연결리퀘스트존(RRZ)을 설정하게 된다. 연결노드(250)는 상기 경로 요청 메시지를 재전송하는 과정에서 경로 요청 메시지의 기존 연결리퀘스트존(RRZ)의 영역정보를 대신하여 상기 새로운 연결리퀘스트존(RRZ)의 영역정보를 포함한 경로 요청 메시지를 이웃한 목적노드(300)에 전달하게 된다.

도 6에서와 같이 연결노드(220)가 연결리퀘스트존(RRZ)을 설정하여 경로 요청을 전파하는 단계를 포함하는 라우팅 방법에 의하면 연결리퀘스트존(RRZ) 외부에 위치한 연결노드(230)이 경로 요청 전파과정에서 배제되기 때문에, 해당 네트워크 경로에서의 오버헤드를 줄일 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 과정 중 경로 요청 전파 과정(S200)을 개략적으로 도시한다.

소스노드(100)는 목적노드(300)까지의 경로를 탐색하기 위하여 과거 목적노드의 위치를 파악하고(S210), 상기 목적노드의 위치정보를 기반으로 경로 탐색을 위한 소스리퀘스트존(SRZ)을 설정하고(S220.1), 설정된 소스리퀘스트존(SSR)의 영역정보를 포함하는 경로 요청 메시지를 이웃한 연결노드(200)에 전송한다(S230).

연결노드(200)는 상기 경로 요? 메시지를 수신하고(S240), 자신이 경로 요청 메시지에 포함된 목적노드(300)인지 확인하여(S250) 목적노드 도달 여부를 판단한다. 목적노드에 도달하지 못하였다면 자신의 위치가 경로 요청 메시지에 포함된 리퀘스트존(RZ)의 내부인지 여부를 파악한다(S260). 상기 리퀘스트존(RZ)은 소스노드(100)가 설정한 소스리퀘스트존(SRZ) 또는 연결노드(200)가 설정한 연결리퀘스트존(RRZ)일 수 있다.

연결노드(200)가 상기 리퀘스트존(RZ)의 외부에 위치한다면 연결노드(200)는 경로 요청 메시지를 재전송하지 않고 작업을 종료하게 된다.

연결노드(200)가 상기 리퀘스트존(RZ)의 내부에 위치한다면 연결노드(200)는 경로 요청 메시지를 재전송하게 되는데, 이 때 연결노드(200)는 자신의 위치정보 및 목적노드(300)의 위치정보에 기반한 연결리퀘스트존(RRZ)을 설정한다(S270). 상기 연결리퀘스트존(RRZ)을 설정함에 있어서, 상기 목적노드(300)의 직접적인 위치정보를 기반으로 구성하는 경우도 있으나, 이동이 용이한 모바일 애드혹 네트워크 노드의 특성상 목적노드의 실제 위치가 과거 파악된 위치와 다를 가능성이 높기 때문에, 목적노드(300)의 위치정보에 기반하여 목적노드(300)가 현재 위치할 것이라고 예측되는 익스펙티드존(EZ: Expected Zone)을 설정하고, 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보를 이용하여 리퀘스트존(RZ)을 설정하는 것이 바람직하다.

연결노드(200)는 수신된 경로 요청 메시지에 포함된 리퀘스트존(RZ) 영역정보를 대신하여 상기 연결리퀘스트존(RRZ)의 영역정보를 포함시키고, 수정된 경로 요청 메시지를 이웃한 노드들에게 다시 전송한다(S230).

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시한다.

도 8의 (A)는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 실패 사례를 개략적으로 도시한다.

소스노드(100)는 자신의 위치정보와, 사전 준비 단계(S100)에서 파악된 목적노드(300)의 과거 위치정보에 기반하여 설정된 익스펙티드존(EZ)의 영역정보에 기반한 리퀘스트존(RZ)을 설정한다.

소스노드(100)는 리퀘스트존(RZ)의 영역정보가 포함된 경로 요청 메시지를 이웃한 연결노드(270)에 전송한다.

상기 경로 요청 메시지를 수신한 연결노드(270)은 목적노드(300)가 아니므로 리퀘스트존(RZ)의 내부에 있는지 확인하는 단계를 거치는데, 이 단계에서 연결노드(270)는 리퀘스트존(RZ)의 외부에 있기 때문에 경로 요청을 재전송하지 않고 작업을 종료한다.

도 8의 (A)에 나타난 소스노드(100)와 이웃한 연결노드들은 모두 상기 리퀘스트존(RZ)의 외부에 위치하기 때문에, 경로 요청 메시지는 네트워크로 플러딩 되지 않고, 도 9의 (A)와 같은 네트워크 환경에서의 경로 탐색은 실패하게 된다.

도 8의 (B)는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 애드혹 네트워크의 라우팅 개념을 개략적으로 도시한다.

도 8의 (A)와 같은 실패 사례를 극복하기 위해, 소스노드(100)는 리퀘스트존(RZ)을 설정하는 과정에서, 네트워크 상의 허브노드(280)를 파악하고, 상기 허브노드(280)의 위치정보, 자신의 위치정보와 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보 를 포함하는 정보에 기반하여 상기 리퀘스트존(RZ)을 설정할 수 있다.

상기 허브노드(280)은 네트워크 상에서 일정 수 이상의 이웃 노드와 연결된 연결노드로서, 다수의 이웃 노드와 연결을 유지하고 있으므로, 허브노드(280)를 경로 탐색과정에 포함시킬 경우 경로 탐색의 실패 확률을 낮출 수 있게 된다.

리퀘스트존(RZ)을 설정함에 있어서 허브노드의 위치정보에 기반한다고 함은 네트워크상의 모든 허브노드의 위치정보를 포함한 정보에 기반함은 물론, 소스노드의 위치정보와 익스펙티드존(EZ)의 영역정보에 기반한 리퀘스트존에 인접한 허브노드의 위치정보만을 포함한 정보에 기반할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 네트워크 상에서의 허브노드 판별법은 일정 회수의 경로 탐색 과정에서 일정 회수 이상의 경로 요청 또는 경로 응답을 주고 받은 노드를 허브노드로 등록할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면 라우팅을 위한 사전 준비 단계(S100) 중, 이웃 노드의 위치정보를 수신하는 단계(S130)에서 일정 수 이상의 이웃노드로부터 위치정보를 직접 수신한 노드를 허브노드로 등록할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 과정 중 사전 준비 단계 과정(S100)을 개략적으로 도시한다.

허브노드를 이용하여 라우팅 경로 탐색을 할 경우, 사전 준비단계에서 허브노드를 미리 파악하고, 허브노드의 위치정보가 네트워크상으로 방송(broadcasting)되어 있으면, 리퀘스트존(RZ)설정단계에서의 지연시간을 줄일 수 있게 된다.

사전 준비 단계는 GPS를 통한 위치 파악 단계(S110); 파악한 자신의 위치정보를 방송하는 단계(S120); 방송된 이웃 노드의 위치정보를 수신하는 단계(S130); 수신된 이웃 노드의 위치정보를 플러딩하는 단계(S140);로 구분되는데, 상기 이웃 노드의 위치정보를 수신하는 단계(S130)를 통해 수집된 이웃 노드의 정보를 통해서, 해당 노드와 연결된 이웃 노드의 수를 도출해 낼 수 있다. 도출된 이웃 노드의 수가 기설정된 수 보다 많을 경우, 자신을 허브노드로 설정하는 허브노드 여부 판단 단계(S150)를 통해 허브노드인지 파악하고, 위치정보에 파악된 허브노드 정보를 추가하는 단계(S160)를 거쳐, 다시 위치정보를 방송할 때 자신이 허브노드인지 여부를 방송할 수 있게 된다. 상기 허브노드 정보가 위치정보와 함께 방송되어 네트워크 전체에 플러딩 되면, 시간 지연 없이 사전에 파악된 허브노드 정보에 기초하여 경로 탐색 실패 확률을 줄일 수 있는 리퀘스트존(RZ)을 설정할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

S : 소스 노드(Source Node)
D : 목적 노드(Destination Node)
R : 연결 노드(Relay Node)
H : 허브 노드(Hub Node)
RZ : 리퀘스트 존(Request Zone)
EZ : 익스펙티드 존(Expected Zone)
SRZ : 소스 리퀘스트 존(Source Request Zone)
RRZ : 연결 리퀘스트 존(Relay Request Zone)

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 모바일 노드들의 위치정보를 이용하여 소스노드(S)와 목적노드(D) 사이의 라우팅 경로를 설정하는 라우팅 방법으로서,
   소스노드(S)의 위치정보 및 목적노드(D)의 위치정보에 기초하여 소스리퀘스트존(SRZ)을 설정하는 소스리퀘스트존설정단계; 및
   상기 소스리퀘스트존(SRZ) 내에 존재하는 모바일 노드들을 이용하여 라우팅 경로를 탐색하는 라우팅경로탐색단계;를 포함하고,
   상기 소스리퀘스트존설정단계는,
   목적노드(D)가 위치하는 것으로 예측되는 영역인 익스펙티드존(EZ)을 설정하는 익스펙티드존설정과정; 및
   상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보와 소스노드(S)의 위치정보에 기초하여 소스리퀘스트존(SRZ)을 설정하는 소스리퀘스트존설정과정;을 포함하고,
   상기 익스펙티드존설정과정은, 목적노드(D)의 과거 위치정보 및 상기 목적노드(D)의 과거 위치정보에 대한 시각정보에 기초해서 목적노드(D)의 속도정보를 도출하고,
   상기 목적 노드(D)의 위치정보, 시각정보 및 속도정보에 기초하여 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역의 위치와 크기를 설정하고,
   상기 라우팅경로탐색단계에서는,
   소스노드(S)는 상기 소스리퀘스트존(SRZ) 내부에 위치하는 모바일 노드만이 경로 요청을 포워딩하도록 경로 요청을 전송하고,
   연결노드(R)는 각각의 연결노드(R)의 연결리퀘스트존(RRZ) 내부에 위치하는 모바일 노드만이 경로 요청을 포워딩하도록 경로 요청을 전송하고,
   상기 연결노드(R)는 상기 소스리퀘스트존(SRZ) 내부에 위치하는 모바일 노드 중 상기 소스노드(S) 및 상기 목적노드(D)를 제외한 노드 중 어느 하나이고,
   상기 연결리퀘스트존(RRZ)은 각각의 연결노드(R)에 대하여 상기 각각의 연결노드(R)의 위치정보 및 상기 목적노드(D)의 위치정보에 기초하여 설정되고,
   상기 목적노드(D)로부터 경로응답을 상기 연결노드(R) 중 어느 하나가 수신하여 소스노드(S)까지 전달되는 경우에 라우팅 경로가 설정되고,
   상기 연결리퀘스트존(RRZ)은 각각의 연결노드(R)의 위치정보 및 상기 익스펙티드존설정과정에서 설정된 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보에 기초하여 설정되고,
   상기 소스리퀘스트존설정단계는 상기 소스노드(S)의 위치정보, 상기 익스펙티드존(EZ)의 영역정보, 및 기설정된 허브노드(H)의 위치정보에 기초하여 상기 소스리퀘스트존(SRZ)을 설정하고,
   상기 허브노드(H)는 상기 모바일 노드 중 기설정된 개수 이상의 인접 노드로부터 정보를 주고 받는 노드이고,
   상기 허브노드(H)는 라우팅 경로가 설정될 때 마다 혹은 일정 주기마다 설정되는 것을 특징으로 하는, 라우팅 방법.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 익스펙티드존설정과정은, 3 이상의 목적노드(D)의 과거 위치정보 및 상기 위치정보에 대한 시각정보에 기초해서 2 이상의 목적노드(D)의 속도정보를 도출하고,
    상기 목적 노드(D)의 최신 위치정보, 최신 시각정보 및 상기 2 이상의 목적노드(D)의 속도정보의 대표값에 기초하여 익스펙티드존(EZ)의 위치와 크기를 설정하는 것을 특징으로 하는 라우팅 방법.

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