KR101943362B1

KR101943362B1 - 통신 방법

Info

Publication number: KR101943362B1
Application number: KR1020170136827A
Authority: KR
Inventors: 노봉수; 정승범; 박세웅
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-01-29

Abstract

본 발명은 라우팅 프로토콜을 사용하는 제1노드 및 제2노드를 포함하는 시스템의 통신 방법으로, 상기 제2노드가 기설정된 주기에 따라 비콘을 상기 제1노드로부터 수신 받아 라우팅 경로를 업데이트하며, 상기 비콘은 상기 라우팅 경로의 유효 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 단계, 상기 제2노드는 상기 라우팅 경로의 유효 시간이 경과되었는지 여부에 따라 서로 다른 방식으로 통신을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 유효 시간이 경과되지 않은 경우, 상기 업데이트된 라우팅 경로를 이용해서 통신을 수행하는 단계, 상기 유효 시간이 경과된 경우, 상기 제2노드는 상기 제1노드에게 새로운 라우팅 경로의 업데이트를 요청하는 제1메시지를 전송하는 단계 및 상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되며, 상기 새로운 라우팅 경로를 이용해서 통신을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

통신 방법 {COMMUNICATIONS METHOD}

본 발명은 복수의 노드를 포함하는 시스템의 통신 방법에 관한 것이다.

본 발명은 라우팅 프로토콜을 사용하는 복수의 노드를 포함하는 시스템의 통신 방법에 관한 것이다. 구체적으로, LLN(Low power and Lossy Network)에서 proactive 방식과 reactive 방식의 라우팅을 결합한 새로운 상향 링크 라우팅 기법에 관한 것이다. LLN에서의 라우팅은 크게 2가지 방식으로 구분된다. 먼저 주기적으로 라우팅 경로를 업데이트하고 관리하는 프로토콜을 proactive 방식이라 부르며, 노드의 필요에 따라 싱크로 전송할 패킷이 있는 경우 라우팅 경로를 찾기 시작하는 reactive 방식이 있다. Proactive 방식의 경우 주로 정적 노드로 구성된 네트워크나 주기적으로 트래픽이 발생하는 어플리케이션에서 활용되며, reactive 방식은 라우팅 경로가 자주 바뀌는 모바일 네트워크나 패킷이 간헐적으로 발생하는 네트워크에서 활용된다. Proactive 방식의 프로토콜은 정적인 네트워크에서 오버헤드를 최소화하는데 유용하나 토폴로지가 가변적인 모바일 네트워크에서 비효율적인 동작을 보이며, reactive 방식의 높은 reactiveness를 가지나 높은 에너지 소모를 야기하고 오버헤드가 노드의 수의 비례하여 심해지는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해, proactive 방식과 reactive 방식의 장점을 살린 라우팅 프로토콜의 개발이 필요하다.

본 발명은 다음과 같은 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 목적은, 기존 라우팅 프로토콜의 장점을 결합한 새로운 라우팅 프로토콜을 이용한 통신 방법을 제공하는 것이다. 구체적으로, proactive 방식과 reactive 방식의 장점을 살린 통신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 목적은, 상황에 따라 효율적인 통신을 수행하기 위해 전송하는 비콘의 주기를 조절하는 통신 방법을 제공하는 것이다. 구체적으로, 싱크 노드가 전송하는 비콘의 수를 하위 노드가 전송하는 메시지의 수와 비교하여 비콘의 주기를 조절하는 통신 방법을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 있어서, 상기 시스템의 통신 방법은, 상기 제1노드는 기준 시간 내의 상기 제2노드가 전송하는 상기 제1메시지의 수를 산출하며, 상기 산출된 제1메시지의 수를 이용하여 결정된 기준 요건에 따라 상기 기설정된 주기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 시스템의 통신 방법은, 상기 기준 요건은, 상기 기준 시간 내의 상기 제2노드가 전송하는 상기 제1메시지의 수 및 상기 제1노드가 전송하는 상기 비콘의 수를 비교하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 시스템의 통신 방법은, 상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되는 단계는, 상기 제2노드는 상기 제1노드가 상기 제1메시지에 대응하여 전송한 제2메시지를 수신하며, 상기 제2메시지를 이용하여 상기 새로운 라우팅 경로를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 시스템의 통신 방법은, 상기 유효 시간이 경과되지 않아 상기 업데이트된 라우팅 경로를 이용해서 통신을 시도하였으나 실패하는 경우, 상기 제2노드는 상기 제1노드에게 새로운 라우팅 경로를 업데이트를 요청하는 제1메시지를 전송하는 단계 및 상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되며, 상기 경로를 이용해서 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 시스템의 통신 방법은, 상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되는 단계는, 상기 제2노드는 상기 제1노드가 상기 제1메시지에 응답하여 전송한 제2메시지를 수신하며, 상기 제2메시지를 이용하여 상기 새로운 라우팅 경로를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 시스템의 통신 방법은, 상기 시스템에는 상기 제1노드로부터 상기 비콘을 수신하는 복수의 노드들이 포함되며, 상기 복수의 노드들 각각에 설정된 주기는 각 노드가 소정 시간 동안 상기 제1 노드로 전송하는 메시지의 수에 따라 가변되며, 각 노드에 설정된 주기는 노드마다 다른 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 시스템의 통신 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 시스템의 통신 방법은, 제1노드가 주기에 따라 비콘을 송신하며, 상기 비콘은 라우팅 경로의 유효 시간을 포함하여, 유효 시간이 경과되었는지 여부에 따라 서로 다른 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 라우팅 경로가 유효한 경우 해당 경로로 통신을 수행하고 유효하지 않은 경우 새로운 경로를 요청할 수 있다. 이로 인하여, 통신 네트워크의 오버헤드를 줄이고 reactiveness를 높일 수 있다.

상기 시스템의 통신 방법은, 노드 간 비콘 전송의 주기를 조절하는 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 비콘을 수신 받는 제2노드가 라우팅 경로의 유효 시간이 경과하여 새로운 라우팅 경로를 요청하는 횟수가 많은 경우 비콘의 수신 주기를 줄인다. 이로 인하여, 네트워크의 오버헤드를 줄이고 통신의 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 통신 방법을 도시한 도면
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 통신 방법을 나타낸 흐름도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템의 통신 방법을 도시한 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는, 통신 효율성 강화를 위하여 기존 라우팅 프로토콜의 장점을 결합한 새로운 라우팅 프로토콜을 이용한 통신 방법에 대하여 기술한다. 이를 위해, 모바일 저전력 네트워크에서 proactive 방식과 reactive 방식의 라우팅을 결합한 기법에 대하여 기술한다.

구체적으로, 본 발명은 모바일 LLN (Low power and Lossy Network)에서 proactive 방식과 reactive (on-demand) 방식의 라우팅을 결합한 새로운 상향 링크 라우팅 기법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에서 싱크 노드 (또는 싱크)는 주기적으로 하향 링크 비콘을 전송 하며, 이를 통해 라우팅 경로가 생성되지 않는 경우 노드는 직접 라우팅 경로 생성을 요청하는 메시지를 싱크를 향해 전송한다.

LLN에서의 라우팅은 크게 2가지 방식으로 구분된다. 먼저 주기적으로 라우팅 경로를 업데이트하고 관리하는 프로토콜을 proactive 방식이라 부른다. 이 방식은 주로 정적 노드로 구성된 네트워크나 주기적으로 트래픽이 발생하는 어플리케이션에서 활용된다. 또 하나의 방식은 reactive방식으로서 노드의 필요에 따라 (싱크로 전송할 패킷이 있는 경우) 라우팅 경로를 찾기 시작한다. reactive 프로토콜의 경우 라우팅 경로가 자주 바뀌는 모바일 네트워크나 패킷이 간헐적으로 발생하는 네트워크에서 활용된다.

일 예로, LLN을 위한 라우팅 프로토콜인 RPL(IPv6 Routing Protocol for Low-power Lossy Networks)은 proactive 방식의 라우팅을 사용하며 싱크 노드를 root로 하여 경로를 구축한다. 이를 통해 모든 노드는 싱크로 향하는 경로를 가지게 된다. RPL은 상향 링크 라우팅 경로 구축 및 관리를 위해 다음과 같이 동작한다.

RPL은 proactive한 방식으로 라우팅을 관리하며 이를 위해 Trickle timer를 사용한다. Trickle timer의 사용은 네트워크의 변화가 드문, 주로 정적인 네트워크에서는 제어 오버헤드를 최소화하는데 유용하다. 하지만 토폴로지가 가변적인 모바일 네트워크에서는 비효율적인 동작은 보인다.

먼저, 노드의 이동성에도 불구하고 링크가 유지되는 경우에도 Trickle timer의 주기는 2배가 되고 이에 따라 네트워크 변화에 따른 라우팅의 reactiveness는 저하된다. 또한 RPL에서는 부모 후보마다 ETX (Expected Transmission count)를 관리하는데 이는 하나의 패킷을 전송하는데 평균적으로 필요한 전송횟수이다. 즉 링크에서의 패킷 손실이 잦아질수록 이 값은 커지게 된다. RPL 노드는 자신이 가지고 있는 부모 후보들의 ETX을 비교하여 가장 낮은 값을 지닌 노드를 부모 노드로 선택하게 된다. 구체적으로 RPL에서 사용하는 objective function이 OF0인지 MRHOF인지에 따라 다르지만 두 경우 모두 ETX를 사용한다. 이는 링크 손실을 경험한 경우에만 (현재 부모의 ETX가 높아지는 경우) 부모 변경이 가능하다는 의미이다. 즉, RPL을 이용한 proactive 방식은 사전에 라우팅 경로를 업데이트 하지 못하고 링크에서 손실을 경험한 이후에 다른 경로를 모색하기 때문에 네트워크의 reactiveness가 더욱 악화된다.

LOADng (the Lightweight On-demand Ad hoc Distance-vector routing protocol - next generation)은 현재 IETF에서 표준화를 진행 중인 대표적인 reactive 방식의 라우팅 프로토콜이다. LOADng에서의 라우팅 경로 구축 및 관리 동작은 다음과 같다. LOADng은 reactive 라우팅 프로토콜로서 노드는 싱크로 전송할 패킷이 있는 경우에만 라우팅 경로를 찾기 시작한다.

LOADng의 reactive한 방식은 proactive한 라우팅과는 달리 필요한 경우에만 즉각적으로 새로운 경로를 찾기 때문에 높은 reactiveness를 가진다. 하지만 매번 라우팅이 필요한 경우 RREQ를 네트워크 전체에 방송해야 한다. Duty cycling을 사용하는 LLN에서는 이는 매우 큰 부담이다. Duty cycling이 사용되는 경우 하나의 브로드캐스트 패킷을 전송하기 위해서는 sleep interval동안 반복적으로 해당 패킷을 전송해야 하기 때문이다. 따라서 RREQ 전송은 네트워크의 채널 경쟁을 심화시키고 높은 에너지 소모를 야기한다. 특히 LLN의 데이터 collection과 같은 상향 링크 어플리케이션에서는 싱크를 제외한 모든 노드가 독립적인 RREQ 방송 및 RREP 전송을 trigger하기 때문에 오버헤드는 노드의 수의 비례하여 심해진다. 따라서, 통신 네트워크의 오버헤드를 줄이고 reactiveness를 높일 수 있는 방식의 개발이 필요하며 이에 대하여 아래에서 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 통신 방법을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 1은 노드들 간의 통신 방법에 대해서 설명한다. 상기 시스템은 여러 개의 노드로 이루어질 수 있다. 각각의 노드는 서로 간의 통신을 통해서 데이터를 주고 받을 수 있다. 상기 데이터의 형태는 비콘과 같은 근거리 통신 형태일 수도 있고 다른 모든 통신 형태일 수 있다.

일 예로, 모바일 LLN에서 각 노드는 낮은 전송 전력을 가지기에 싱크 노드로 도달하기 위해서는 다중 홉 통신이 필수적이며 이를 위한 라우팅 프로토콜이 필요하다. 제1노드(110)는 다른 노드를 향해 비콘과 같은 메시지를 전송할 수 있다. 상기 전송된 비콘은 제2노드(120)로 바로 전송될 수도 있고 다른 노드들을 거쳐서 전송될 수도 있다.

상기 비콘에는 라우팅 경로 정보가 포함될 수 있다. 구체적으로, 경로가 구축되기 전 초기동작으로 제1노드(110)는 자신의 존재를 알리기 위해 비콘과 같은 메시지를 전송하게 된다. 이를 수신하는 이웃 노드들은 제1노드(110)에 도달하기 위한 라우팅을 가지게 된다.

본 발명에서는 제1노드(110)가 주기적으로 비콘을 전송할 수 있다. 단 한번의 비콘 전송을 통해 모든 노드는 제1노드(110)로 가는 경로를 업데이트 할 수 있다. 예를 들어, 제1노드(110)는 싱크일 수 있다. 기존에 존재하는 reactive 방식에서는 하나의 소스 노드를 위해 RREQ와 RREP를 교환해야 하는데, 본 발명에서는 한번의 비콘 전송으로 모든 소스 노드의 경로를 업데이트 할 수 있다.

기존의 proactive 방식인 RPL은 DIO(Destination-Oriented Directed Acyclic Graph Information Object)와 비슷하다고 볼 수 있으나, RPL에서는 각 노드의 Trickle timer에 의해 전송 시기가 결정된다. 반면, 본 발명에서는 제1노드(110)는 일정한 주기를 가지고 비콘을 전송하고 이를 수신한 모든 노드들은 비콘을 받은 즉시 포워딩을 할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 비콘은 기존 방식보다 빠르게 라우팅 경로를 업데이트 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 제2노드(120)가 기설정된 주기에 따라 비콘을 상기 제1노드(110)로부터 수신 받아 라우팅 경로를 업데이트하며, 상기 비콘은 상기 라우팅 경로의 유효 시간을 포함할 수 있다(S210).

상술한 바와 같이, 제1노드(110)는 주기적으로 비콘을 전송한다. 이를 통해 나머지 모든 노드들은 비콘을 수신함으로써 경로를 업데이트 할 수 있다. 각 비콘에는 제1노드(110)로부터의 라우팅 cost가 포함되며, 각 노드는 비콘을 전달할 때 마다 이 cost를 업데이트 한다. 동일한 패킷 sequence를 가진 여러 개의 비콘을 수신한 노드는 최소의 cost를 가진 비콘을 선택하고 그 beacon을 전송한 노드를 자신의 부모 노드로 설정한다. 즉, 제1노드(110)로 가는 라우팅 경로를 정하게 된다. 또한 각 비콘에는 싱크가 비콘의 전송 주기에 기반하여 결정한 라우팅 경로 유효 시간이 포함된다. 이 정보를 통해 비콘을 수신한 노드는 해당 비콘을 이용해 생성된 라우팅 경로의 유효 시간을 결정할 수 있다. 경로가 생성된 후 유효 시간이 지나면 해당 경로는 만료되어 삭제될 수 있다. 이 proactive한 방식을 통해 네트워크의 모든 노드는 제1노드(110)로 향하는 상향 링크 경로를 가지게 된다.

상기 제2노드(120)는 상기 라우팅 경로의 유효 시간이 경과되었는지 여부에 따라 서로 다른 방식으로 통신을 수행할 수 있다(S220). 구체적인 방법에 대해서 아래와 같이 도 3에 의해 설명된다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.

구체적으로, 각 노드는 수신한 비콘에 포함된 라우팅 경로의 유효 시간이 경과되었는지 판단 할 수 있다(S310). 상기 유효 시간이 경과되지 않은 경우, 상기 제1노드(110)에 의해 업데이트된 라우팅 경로를 이용해서 통신을 수행할 수 있다(S320). 상기 제2노드(120)는 수신한 비콘을 이용해서 설정한 라우팅 경로로 통신을 수행하게 된다.

반면, 유효 시간이 경과된 경우, 상기 제2노드는 상기 제1노드에게 새로운 라우팅 경로의 업데이트를 요청하는 제1메시지를 전송 할 수 있다(S330). 상기 제1메시지는 상술한 바와 같이 reactive 방식의 라우팅 프로토콜인 LOADng에서는 RREP의 형태로 나타날 수 있다. 물론, LOADng 이외의 다른 reactive 방식의 라우팅 프로토콜이 활용될 수 있다. 상술한 방식을 통하여 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되며, 상기 새로운 라우팅 경로를 이용해서 통신을 수행할 수 있다(S340). 상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되는 단계는, 상기 제2노드는 상기 제1노드가 상기 제1메시지에 대응하여 전송한 제2메시지를 수신하며, 상기 제2메시지를 이용하여 상기 새로운 라우팅 경로를 업데이트 할 수 있다. 상기 제2메시지는 reactive 방식의 라우팅 프로토콜인 LOADng에서는 RREQ의 형태로 나타날 수 있다.

위에서는 주기적인 비콘을 사용하여 상향 링크 라우팅을 제공하는 방식을 제안하였다. 하지만 비콘을 통해 사전에 생성된 라우팅 경로는 만료되지 않았음에도 노드의 이동성에 의해 유효하지 않을 수 있다. 예를 들어, 비콘으로 생성된 경로가 유효하지만, 노드의 이동으로 인해 비콘으로 생성된 경로가 더 이상 유효하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 노드는 싱크로부터의 비콘을 기다리지 않고 reactive 방식으로 경로를 새롭게 찾기 위한 프로세스를 시작할 수 있다. 이를 위해 기존 LOADng의 기법을 사용할 수 있다. 물론, LOADng이외의 다른 reactive 방식의 라우팅이 활용될 수 있다.

유효 시간이 경과되지 않아 상기 업데이트된 라우팅 경로를 이용해서 통신을 시도하였으나 실패하는 경우(S410), 상기 제2노드는 상기 제1노드에게 새로운 라우팅 경로의 업데이트를 요청하는 제1메시지를 전송 할 수 있다(S420). 상기 제1메시지는 상술한 바와 같이 reactive 방식의 라우팅 프로토콜인 LOADng에서는 RREP의 형태로 나타날 수 있다. 물론, LOADng 이외의 다른 reactive 방식의 라우팅 프로토콜이 활용될 수 있다. 상술한 방식을 통하여 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되며, 상기 새로운 라우팅 경로를 이용해서 통신을 수행할 수 있다(S430).

상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되는 단계는, 상기 제2노드는 상기 제1노드가 상기 제1메시지에 대응하여 전송한 제2메시지를 수신하며, 상기 제2메시지를 이용하여 상기 새로운 라우팅 경로를 업데이트 할 수 있다. 상기 제2메시지는 reactive 방식의 라우팅 프로토콜인 LOADng에서는 RREQ의 형태로 나타날 수 있다. 상술한 바와 같이, 라우팅 경로의 유효 시간이 경과하거나, 경과하지 않았으나 경로가 유효하지 않은 경우 새로운 라우팅 경로가 업데이트 될 수 있다.

또한, 제1노드가 전송하는 비콘의 주기와 비콘을 통해 전송된 라우팅 경로의 유효 시간에 관계에 따라 주기가 변경될 수 있다. 일 예로, 제1노드가 비콘을 1시간 주기를 가지고 전송하고 있고 비콘에 포함된 라우팅 경로의 유효 시간이 30분이라고 가정하면, 비콘 전송 후 30분은 유효한 라우팅 경로를 갖게 되며 그 이후 30분은 유효 시간이 지나 라우팅 경로가 존재하지 않게 된다. 이 경우, 상술한 방법에 따르면 비콘을 전송 후 30분이 지난 상태에서 싱크가 아닌 다른 노드가 싱크와의 통신을 시도하려면 메시지를 보내 새로운 라우팅 경로를 요청하여야 한다.

반면, 제1노드가 비콘을 30분 주기를 가지고 전송하고 있고 비콘에 포함된 라우팅 경로의 유효 시간이 30분이라고 가정하면, 수신 받는 노드들의 이동성에 의해 유효하지 않게 되는 경우를 제외하면, 라우팅 경로의 유효 시간이 끝날 때 마다 새로운 라우팅 경로가 업데이트되기 때문에 비콘을 수신 받은 노드가 싱크와의 새로운 라우팅 경로를 요청하려고 메시지를 보내야 되는 경우가 존재하지 않는다. 다만, 저전력 LLN에서 유효 시간에 맞춰 비콘을 자주 전송하는 것은 비효율적인 동작이 된다. 즉, 노드들이 새로운 라우팅 경로를 필요로 하지 않는 경우에도 자주 업데이트 되는 것은 저전력 환경에서 비효율적이다.

이에 따라, 비콘의 전송 주기는 라우팅 경로의 유효 시간과 수신 받는 노드의 이동성 관계에 따라 조절될 수 있다. 구체적으로, 수신 받는 노드가 이동성이 높거나 통신 빈도가 많아 주기적인 라우팅 경로의 업데이트가 요구된다고 판단되면 비콘의 전송 주기를 라우팅 경로의 유효 시간과 같거나 큰 차이가 없도록 조절할 수 있다. 반면, 수신 받는 노드가 이동성이 낮거나 통신 빈도가 적은 경우, 비콘의 전송 주기를 라우팅 경로의 유효 시간보다 길게 하면 저전력 환경에서 좀 더 효율적인 시스템을 구축할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.

제1노드는 기준 시간 내의 상기 제2노드가 전송하는 상기 제1메시지의 수를 산출(S510)하여, 상기 산출된 제1메시지의 수를 이용하여 결정된 기준 요건에 따라 상기 기설정된 주기를 조절할 수 있다(S530). 이 때, 상기 기준 요건은, 상기 기준 시간 내의 상기 제2노드가 전송하는 상기 제1메시지의 수 및 상기 제1노드가 전송하는 상기 비콘의 수를 비교하여 결정할 수 있다(S520).

전송하는 비콘의 주기는 네트워크의 이동성에 따라 조절되어야 한다. 만약 비콘의 방송 주기가 너무 길다면 네트워크는 노드의 이동성에 따른 라우팅 경로의 변화를 따라가지 못한다. 이는 잦은 패킷 손실로 이어지며 새로운 라우팅 경로를 찾기 위한 시도가 증가한다. 이는 결국 과도한 메시지들(RREQ/RREP) 생성으로 귀결된다. 반대로 비콘의 전송 주기가 너무 짧다면 비콘 자체의 오버헤드가 네트워크를 점유하게 된다.

이를 해결하기 위해 싱크는 고정된 비콘 주기를 사용하지 않고 네트워크의 이동성에 따라 비콘 주기를 조절한다. 네트워크의 이동성을 계산하기 위해 싱크는 타 노드들로부터 수신하는 RREQ의 수를 센다. 즉, 노드의 이동속도가 높아지거나 이동성 노드의 수가 많아지는 경우, 비콘으로 구축되는 proactive한 라우팅이 유효하지 않을 가능성이 높아지기 때문에 reactive 라우팅이 빈번하게 발생할 수 있다.

구체적으로, 제1노드는 다른 노드들로부터의 제1메시지 수신 빈도를 체크하여 비콘 주기를 조절한다. 일 예로 LOADng 방식에서 RREQ가 많이 수신되는 경우, 현재의 비콘 주기가 네트워크의 이동성에 따라 경로를 빠르게 업데이트하지 못한다고 판단하여 비콘의 주기를 줄인다. 반면 RREQ 수신 빈도가 적을 경우, 비콘 주기를 늘림으로써 네트워크의 오버헤드를 줄인다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템의 통신 방법을 도시한 도면이다.

상기 시스템에는 제1노드로부터 상기 비콘을 수신하는 복수의 노드들이 포함되며, 상기 복수의 노드들 각각에 설정된 주기는 각 노드가 소정 시간 동안 상기 제1 노드로 전송하는 메시지의 수에 따라 가변되며, 각 노드에 설정된 주기는 노드마다 다를 수 있다.

도 6을 참조하면, 싱크 역할을 하는 제1노드는 각 노드들을 향해 비콘을 전송할 수 있다. 이 때, 비콘을 수신하는 복수의 노드들의 수신 주기는 각각 다를 수가 있다. 일 예로, 통신의 효율성을 위해 노드의 이동성에 따라 수신 주기가 각각 달라질 수 있다. 구체적으로, 제1노드로부터 비콘을 수신 받는 제2노드 및 제3노드가 존재하는 경우, 제2노드는 비콘 수신 주기가 짧고 제2노드의 비콘 주기는 상대적으로 더 길 수 있다. 제1노드는 제2노드 및 제3노드로부터 전송 받는 메시지의 수를 판단하여, 비콘을 전송하는 주기를 가변 시킬 수 있다. 상기 제1메시지는 상술한 바와 같이 reactive 방식의 라우팅 프로토콜인 LOADng에서는 RREP의 형태로 나타날 수 있다.

위와 같은 방법으로 인하여, 네트워크의 오버헤드를 줄이고 통신의 효율을 높일 수 있는 통신 방법이 제공될 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드(또는, 애플리케이션이나 소프트웨어)로서 구현하는 것이 가능하다. 상술한 자율 주행 차량의 제어 방법은 메모리 등에 저장된 코드에 의하여 실현될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

라우팅 프로토콜을 사용하는 제1노드 및 제2노드를 포함하는 시스템의 통신 방법으로,
상기 제2노드가 기설정된 주기에 따라 비콘을 상기 제1노드로부터 수신 받아 라우팅 경로를 업데이트하며, 상기 비콘은 상기 라우팅 경로의 유효 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 단계;
상기 제2노드는 상기 라우팅 경로의 유효 시간이 경과되었는지 여부에 따라 서로 다른 방식으로 통신을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 유효 시간이 경과되지 않은 경우, 상기 업데이트된 라우팅 경로를 이용해서 통신을 수행하는 단계;
상기 유효 시간이 경과된 경우, 상기 제2노드는 상기 제1노드에게 새로운 라우팅 경로의 업데이트를 요청하는 제1메시지를 전송하는 단계;
상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되며, 상기 새로운 라우팅 경로를 이용해서 통신을 수행하는 단계; 및
상기 제1노드는 기준 시간 내의 상기 제2노드가 전송하는 상기 제1메시지의 수를 산출하며, 상기 산출된 제1메시지의 수를 이용하여 결정된 기준 요건에 따라 상기 기설정된 주기를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템의 통신 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 기준 요건은,
상기 기준 시간 내의 상기 제2노드가 전송하는 상기 제1메시지의 수 및 상기 제1노드가 전송하는 상기 비콘의 수를 비교하여 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템의 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되는 단계는,
상기 제2노드는 상기 제1노드가 상기 제1메시지에 대응하여 전송한 제2메시지를 수신하며, 상기 제2메시지를 이용하여 상기 새로운 라우팅 경로를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 시스템의 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 유효 시간이 경과되지 않아 상기 업데이트된 라우팅 경로를 이용해서 통신을 시도하였으나 실패하는 경우,
상기 제2노드는 상기 제1노드에게 상기 새로운 라우팅 경로를 업데이트를 요청하는 상기 제1메시지를 전송하는 단계; 및
상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되며, 상기 경로를 이용해서 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템의 통신 방법.
제5항에 있어서,
상기 새로운 라우팅 경로가 업데이트 되는 단계는,
상기 제2노드는 상기 제1노드가 상기 제1메시지에 응답하여 전송한 제2메시지를 수신하며, 상기 제2메시지를 이용하여 상기 새로운 라우팅 경로를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 시스템의 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 시스템에는 상기 제1노드로부터 상기 비콘을 수신하는 복수의 노드들이 포함되며,
상기 복수의 노드들 각각에 설정된 주기는 각 노드가 소정 시간 동안 상기 제1 노드로 전송하는 메시지의 수에 따라 가변되며,
각 노드에 설정된 주기는 노드마다 다른 것을 특징으로 하는 시스템의 통신 방법.