KR20010042878A - 소형 무선 데이터 네트워크에서의 트래픽 라우팅 - Google Patents

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KR20010042878A
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토마스 마이클 스틸러
윌리엄 에드워드 스테판
니샤 폴라인 뉴맨
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윌리암 제이. 버크
사르노프 코포레이션
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Abstract

무선 네트워크 내의 노드(10)에서 루트 식별자와 루트 업데이트 메시지가 첨부되어 수신된 메시지 데이터를 릴레이 하기 위한 방법으로서, 수신된 메시지 데이터(34)에 첨부된 루트 업데이트 메시지를 기초로 하여 루트 테이블을 업데이트 하는 단계, 상기 루트 테이블(44)을 기초로 하여 이웃자리 노드들 선택하는 단계, 상기 업데이트 된 루트 테이블(48)을 기초로 하여 상기 루트 식별자와 상기 루트 업데이트 메시지를 대체하는 단계 및 상기 대체된 루트 식별자와 상기 대체된 업데이트 메시지가 첨부된 메시지 데이터를 상기 선택된 이웃 자리 노드(50)로 전송하는 단계를 포함하는 방법.

Description

소형 무선 데이터 네트워크에서의 트래픽 라우팅{TRAFFIC ROUTING IN SMALL WIRELESS DATA NETWORKS}
통상적인 무선 네트워크는 전형적으로 노드들이 서로의 범위내에 있기만 한다면(즉, 같은 셀내에 있기만 한다면) 통신할 수 있게 해준다. 복잡한 소프트웨어 프로토콜들은 전형적으로 메시지 트래픽을 제어하여 셀들간의 통신을 하도록 할 수 있어야 한다. 그러한 프로토콜들은 전형적으로 상당한 오버헤드를 네트워크 통신에 가하게 된다. 또한 충분한 통신 범위를 제공하기 위해, 그러한 시스템들은 전형적으로 각각의 노드가 그 셀의 모든 노드들과 통신하기 위한, 상대적으로 강력한 송신장치를 가져야 한다. 그러나 상대적으로 강력한 송신기가 사용되는 경우라 하더라도 상기 소스 노드 또는 목적지 노드가 상기 셀을 벗어 날때 통신은 인터럽트된다. 게다가, 그러한 시스템들은 소스 노드에서 목적지 노드로의 거리와 방향에 의해 제한 받으며, 결과적으로 복잡한 라우팅 정보는 네트워크의 모든 노드에 주기적으로 전송되어야 한다.
무선 네트워크에 있어서 라우팅 프로토콜들의 분야에 많은 연구가 있어 왔다. 통상적인 시스템들은 작은 네트워크에서 큰 네트워크까지 라우팅 프로토콜 문제를 처리한다. 관련 라우팅 프로토콜들은 소스에서 목적지까지 패킷(packet) 통신을 위한 경로를 확보하려고 한다. 그러한 무선 네트워크들은 두가지 범주로 분류될 수 있다. 즉 셀룰러(cellular) 네트워크와 애드 호크(ad hoc) 네트워크로 분류할 수 있다.
셀룰러 네트워크에서는 어떠한 지역 전체에 걸쳐서 (보통 기지국이라 불리는)특별한 노드들이 거의 없다. 이러한 "특별한 노드들"은 그 노드들끼리는 유선 네트워크, 위성, 더 높은 송신 전력등을 통해서 통신할 수 있다. 보통 낮은 송신 전력을 갖는 유저들(users)은 이러한 특별한 노드들 중 하나와 통신하게 된다. 다른 무선 노드들과 통신할 필요가 있는 경우에는, 메시지 데이터는 다른 특별한 노드들을 통해 교환된다. 그러나 상기 노드들이 어디에 있고 노드들이 한 셀에서 다른 셀로 이동할 때 무슨 일이 발생하는지 등과 같이 기억해야 할 몇가지 프로토콜들이 있다.
반면에, 애드 호크 네트워크에서는 알려진 특별한 노드들은 없다. 상기 노드들 사이의 네트워크는 무엇보다도 그 네트워크 자체부터 확실히 구성해야 한다. 노드들은 시험 메시지를 교환하여 이웃자리(neighbor)의 노드들과 그들에 대한 정보를 얻게 된다. 프로토콜에 따라서는 그 위치나 링크를 자주 바꾸어야 하는 경우도 있으며, 교환되는 정보를 기초로 하여, 모든 노드들은 상기 네트워크의 모든 노드로의 최적화된 최신 루트를 유지한다. 다른 프로토콜들은 최신 루트에 대한 정보를 유지하지는 않지만 소스 노드가 특정 목적지와 통신을 할 필요가 있을 때, 상기 목적지 노드는 검색되어 진다.
통신 시스템에는, 중요한 오버헤드를 상기 통신 시스템에 부가하지 않고도 각 메시지에 추가될 수 있을 정도로 충분히 간결한, 메시지 트래픽을 제어하기 위한, 단순화된 소프트웨어 프로토콜을 제공하는 것이 바람직하다. 그러한 프로토콜은 네트워크의 다른 노드들, 특히 목적지 노드에 관계없이 애드 호크 무선 네트워크에서 노드들 사이의 애드 호크 통신을 허용해야한다.
본 발명은 소형 무선 데이터 통신 네트워크 또는 대형 네트워크를 구성하는 소형 무선 네트워크에서 노드 어드레스들(node addresses)을 할당하고 그것을 사용하기 위한 기술에 관련된 것이며, 보다 구체적으로는 복잡한 라우팅 프로토콜을 필요로 하지 않고 상기 네트워크 통신에 중요한 오버헤드를 가하지 않고도 네트워크 구성 데이터를 모든 메시지와 함께 보내는 기술과 관련된 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여, 보다 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명을 읽은 후에 더 명확히 이해되어질 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 소형의 애드 호크 무선 네트워크에 공간적으로 배치된 계산 시스템(도면상의 노드)을 구비한 라디오의 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명을 구현하는데 사용되는 상기 소형의 애드 호크 무선 네트워크내의 각 노드의 하드웨어에 대한 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 소형 애드 호크 네트워크에서의 전형적인 노드로부터, 노드를 향하여 또는 노드를 통하는 라우팅 데이터 또는 메시지 데이터의 흐름을 설명하는 플로우(flow) 다이어 그램이다.
도 4는 2 워드 루트 메시지에 기초한 도 1의 노드 "F"에 대한 루트 테이블 구조를 설명하는 도면이다.
본 발명은 소형 무선 데이터 통신 네트워크, 또는 네트워크의 종점들(endpoints)이 라디오, 적외선 기타 무선 매체 같은 전달매체의 범위에 비해 넓게 분포되어 있는 대형 네트워크내에 속하는 소형 무선 네트워크에서, 상기 분야의 상기 문제들을 처리한다. 상기 종점들은 이동가능하며, 임의의 두 종점 사이의 경로는 시간에 따라 변화할 수 있다.
특히, 본 발명은 최대 N개의 노드를 가지며 각 메시지는 간결한 네트워크 구성 데이터를 네트워크에 부가하는 소형 무선 네트워크에서, 네트워크 통신에 상당한 오버헤드를 가하지 않고도 복잡한 라우팅 프로토콜을 필요치 않게 해주는, 소스 노드에서 목적지 노드로 메시지를 전송하는 방법에 관련된 것이다. 상기 방법은 상기 소스 및/또는 릴레이 노드들이 상기 목적지로의 정확한 루트를 알 필요없이 상기 목적지로 사익 데이터 패킷을 가이드 해준다. 반대로 상기 소스 및/또는 릴레이 노드들은 상기 데이터 패킷을 상기 목적지로 적절한 이웃자리 노드를 통해 가이드 한다. 본 발명에 따른 방법은 각 노드에 대해 루트 테이블을 발생하는 스텝들을 포함하며, 상기 루트 테이블은 네트워크내의 다른 각 노드들에 도달하기 위해 필요한 전송 홉(hop)의 카운트(count)와, 일련의 홉에서 다른 각 노드로의 다음 링크를 형성하는 이웃자리 노드의 노드 번호를 포함한다. 이 노드 번호는 N 비트 주소 마스크중의 유일한 비트를 확인 시켜준다. 라우팅 데이터는 상기 메시지 데이터에 부가되며, 상기 메시지 데이터는 목적지 노드 또는 노드들을 확인 시켜주는 N비트 목적지 워드, 상기 릴레이 노드 또는 노드들의 주소 마스크의 논리합(logical OR)을 포함하는 N비트 루트 워드 및 현재 노드가 상기 네트워크 구성에 대해 어떤 정보를 갖고 있는지를 확인 시켜주는 루트 업데이트 메시지를 포함한다. 상기 루트 업데이트 메시지의 N비트 워드 수는 현재의 노드가 상기 네트워크 구성에 대해 알 수 있었던, 현재 노드에서 떠난 전송 홉의 최대 값을 결정한다. 그러한 메시지 데이터와 그 메시지 데이터의 라우팅 데이터를 수신하자마자, 그것을 수신한 모든 노드들은 상기 루트 업데이트 메시지로부터 그 루트 테이블들을 업데이트한다. 라우팅 데이터를 수신한 노드가 목적지 노드인 경우라면 상기 메시지 데이터는 프로세스를 시작한다. 또한 상기 수신한 노드가 릴레이 노드인 경우라면, 상기 수신한 노드는 상기 루트 워드와 루트 업데이트 메시지를 상기 업데이트된 루트 테이블에서 나온 데이터로 대체시키고, 상기 목적지 워드, 상기 대체 루트 워드 및 상기 대체된 업데이트 메시지와 함께 상기 메시지 데이터를 라우팅 데이터로서 재전송한다.
본 발명의 보다 바람직한 실시예에서는, 상기 소스 노드에서 상기 목적지 노드 또는 노드들로의 루트는 전송 홉수가 최소인 루트가 된다. 첫번째 노드의 어드레스 마스크는 루트(route) 워드가 된다. 반면에 상기 목적지 워드는 각 노드의 어드레스 마스크의 논리합을 취함으로써 결정되고, 전송 노드는 전형적으로 시간, 주파수 또는 코드 분할 테크닉에 의해 결정된다.
루트 업데이트 메시지를 받자마자, 각 노드의 루트 테이블은, 상기 전송노드가 상기 전송노드의 어드레스 마스크에 대한 목적지 노드가 되도록 상기 루트 테이블의 행(row)에 있는 릴레이 워드를 설정하고, 상기 전송 노드가, 현재 노드는 상기 전송 노드로 직접 연결됨을 표시하는 1로의 목적지 노드가 되도록 상기 루트 테이블의 행에 있는 전송 홉을 설정함으로써 업데이트 된다. 그리하여, 2 이상의 N비트 워드를 갖는 루트 업데이트 메시지들에 대해서, 상기 루트 업데이트 메시지에 있는 각 N비트 워드는 처음부터 끝까지 수직으로 쌓인다. 상기 목적지 노드의 N비트 어드레스에 있는 유일한 비트에 해당하는 일련의 비트들이 선택되고, 전송 노드로의 전송 홉의 수는 상기 루트 업데이트 메시지에 쌓인 수를 처음 부터 마지막 N비트까지 아래방향으로 읽어 내려가면서 만들어지는 행의 이진수가 된다. 상기 루트 테이블은 상기 루트 업데이트 메시지의 쌓여진 N 비트 워드의 각 열(column)에 대한 다음 스텝들을 수행하므로써 업데이트 된다. 즉,
상기 루트 업데이트 메시지의 쌓인 N 비트 워드내의 칼럼 위치에 의해 확인되는 노드에 대응하도록 목적지 노드를 세팅하는 스텝;
상기 목적지 노드에 대응하는 루트 테이블의 열을 선택하는 스텝;
칼럼의 모든 비트가 "0" 이거나 모든 비트가 "1"이고 선택된 열의 릴레이 노드가 상기 릴레이 워드에 대응하는 경우에, 상기 전송 홉 카운트를 0으로 설정하고 상기 릴레이 마스크를 초기 상태로 설정하는 스텝; 및
칼럼의 모든 비트들이 "0" 또는 "1"인 경우에는 전송 홉의 수(count)를 세기위해 칼럼의 이진수에 1을 더하고, 더해진 전송 홉의 수가 상기 목적지 노드에 대응하는 루트 테이블의 열(row)에 있는 전송 홉의 수보다 적을 경우에는 전송 홉의 수를 새로 구한 홉의 수로 대체하고 상기 릴레이 마스크를 상기 릴레이 워드로 설정하는 스텝들을 거치면서 업데이트 된다.
본 발명은 또한 최대 N개의 노드를 갖는 무선 네트워크에 관련된 것이며, 네트워크의 각 노드는 무선 전송기, 무선 수신기 및 프로그램된 프로세서를 포함하는데, 상기 프로그램된 프로세서는 목적지 워드, 루트 워드 및 본 발명의 방법에 따른 프로세싱을 위한 루트 업데이트 메시지와 함께 메시지 데이터를 전송하고 수신하기 위한 소프트웨어에 의해 프로그램 된다. 그러한 네트워크는 소형 무선 네트워크내의 각 노드에 본 발명의 통신 기술을 구현하기 위한 응용 프로그램을 로딩(loacing)하고 네트워크의 몇가지 초기조건을 설정함으로써 만들수 있다. 각 노드들은 노드들이 이동할때 상기 네트워크 구성의 변화에 대한 정보를 받게 되고, 본 발명의 기술을 사용하는 상기 루트 테이블을 적절히 업데이트 함으로써 상기 네트워크에 추가되거나 네트워크로부터 삭제된다.
상기 목적들을 충족시키고 본 발명의 보다 바람직한 실시예에 따라 다른 유익한 특징들을 제공하는 시스템과 방법이 아래에서 도 1내지 4를 참조하여 설명되어질 것이다. 당업자들은 그러한 도면에 관하여 여기에 주어진 설명이 단지 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한 하려는 의도가 아니라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 범위에 관한 모든 의문은 첨부된 청구범위를 참조하여 해석되어야 할 것이다.
소형 네트워크 통신 모델(Small Network Communications Model)
본 발명의 메시지 처리 기술은 라디오, 적외선 또는 다른 무선 매체 통신 장치를 구비한 계산 시스템을 소형 무선 데이터 통신 네트워크 또는 대형 네트워크에 속하는 몇개의 소형 무선 데이터 통신 네트워크의 집단으로 조직화하는 수단을 제공한다. 바람직하게는, 본 발명의 메시지 처리 기술은 전송 매개체의 대역폭과 구성 매개체 접근 제어층에 의해 결정되는 적은 수의 노드들을 갖는 네트워크에서 사용된다. 본 발명을 위한 통신 모델은 보통 2-8, 2-16 또는 2-32개의 노드를 갖는 네트워크이다. 그러한 소형의 네트워크 모델에서는 상기 노드들이 이동가능하고, 상기 노드들이 그 전송매체의 범위에 비해서 넓게 퍼져 있어서 이 때문에 한 노드에서 다른 노드로의 연결은 하나 이상의 릴레이를 필요로 하며, 임의의 두 노드사이의 경로는 시간에 따라 변화하는 것으로 가정한다.
본 발명의 네트워크에서 각 노드의 전송 범위는 제한되어 있기 때문에, 상기 네트워크에서의 각 노드는 "유저 존(user-zone)"이라 불리우는 제공된 운송 기회들을 할당받는다. 네트워크에서, 각 유저 존은 다음 파라미터들 모두 또는 그 일부의 조합을 포함하는 한 세트의 파라미터들로 정의된다. 즉, 전송의 시작 시간, 전송의 종결시간, 주파수 대역 및 의사 난코드 변조(pseudo-random code modulation)들의 조합을 포함하는 한 세트의 파라미터들로 정의된다. 노드는 그 유저 존 내에서만 아무런 저항없이 접근할 수 있으며, 다른 노드들의 유저 존의 정보를 수신할 수 있다. 유저 존은 시스템 구성에 의해 만들어지며, 통상적으로는 배치뒤의 변화에 대해서는 종속적이지 않다. 추가적인 운송 기회들이 다른 목적을 위해 만들어 진다. 그러나, 본 발명에 대해서는 제공된 유저 존이 더 바람직하다. 다양한 타입의 TDMA, FDMA, 및 CDMA 기술이 상기 메시지 전송을 위해 사용될 수 있다.
학생들이 네트워크가 가능한 팜탑(palmtop) 컴퓨터를 들고 교실을 옮겨다니는 중등학교(secondary school)는, 본 발명의 네트워크 처리 기술의 응용을 위한 이상적인 환경을 구성한다. 비즈니스와 생산 분야에도 본 발명이 적용가능한 환경이 존재한다. 그 예에는 로빙 인스펙터(roving inspector), 세일즈 포스(sales force), 스키 패트롤(ski patrol), 유전 고용인(oil field employees)등도 포함된다.
여기 설명된 과정들은, 서포팅(supporting) 계산 시스템상에서 동작하는 통상적인 네트워크 응용들이 상기 네트워크 근처의 다른 멤버들에 관계없이 공동으로 동작할 수 있는 메카니즘을 제공한다. 한 예로서 여덟개의 노드가 있는 매우 소형의 네트워크를 설명할 것이지만, 당업자라면 동일한 기술이 32 또는 64개의 노드를 갖는 대형 네트워크에서 까지도 사용가능하다는 것을 인정할 것이다. 아래에 더 상세히 설명될 것이지만, 본 발명의 기술 중 신규한 특징들은, 소형인 업데이트 메시지로 하여금 분리되어 있고 제공된 라우팅 프로토콜을 채용하지 않고도, 통상적인 네트워크 트래픽에 적용될 수 있도록 해준다.
어드레스 기술(Address Technique)
위에 언급된 유저 존에 번호를 붙이면, 할당된 번호는 그 유저 존에서 전송 가능한 노드에 대한 가명 또는 주소로 사용될 수 있다. 소형 네트워크(예컨대 노드가 32개인)에서, 이것은 32 비트 워드 중 "1"의 위치에 의해 노드가 확인되는 매우 간결한 처리 구조를 낳는다. 다시말해, 할당된 위치에서 "1"인 비트가 하나인 32 비트 워드로부터 "노드 마스크(node mask)가 형성될 수 있다. 한 그룹의 노드들은 각 노드 마스크들의 논리 합을 구함으로써 집합적으로 확인될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 도 1의 네트워크에서 각각의 노드에는 통상적인 인터넷(I/P) 어드레스에서 추출된 0 부터 7 사이의 숫자가 할당된다. 각 노드상에 실행중인 소프트웨어는 할당된 숫자 만큼 왼쪽으로 "1"을 이동 시킴으로서 상기 노드 번호로부터 비트 어드레스를 발생한다. 도 1의 예에서, 이 프로세스는 각 노드에 대해 유일한 8 비트 마스크 워드를 형성하며, 여기서 각 노드의 마스크는 다른 노드들에 관한 유일한 비트 위치에 "1"인 비트를 정확히 한개 포함하고 있으며, 상기 예시 네트워크의 할당이 도 1상의 노드 이름(designator) 아래에 이진수로 나타나 있다.
본 발명의 기술에 따르면, 노드에 의해 전송된 각 메시지는 최소한 목적지 워드, 루트 워드 및 1 이상의 루트 업데이트 정보의 워드를 포함하는 라우팅 데이터를 포함한다. 또한, 상기 전송기는 전송 특성(시간이나 주파수 슬롯(slot)같은)에 의하거나 전송기의 할당된 숫자를 상기 메시지 라우팅 데이터에 삽입함으로써 확인될 수 있을 것이다. 예컨대 상기 라우팅 데이터는 메시지에 접두사나 접미사 처럼 붙게 된다.
어드레스 기술에 기초한 라우팅 구조
1. 접속성 마스크(Connectivity Mask)
본 발명에 따른 네트워크가 정상적인 동작을 하는 동안에, 각 노드는 그 수신기를 모든 유저 존에 대해서 사용가능하게 만든다. 내용에 관계없이, 유효한 메시지가 어떤 유저 존에서 감지된다면, 그 유저 존과 관련된 노드는 전송하는 노드의 범위내에 있게 되고 "이웃자리"를 이루게 된다. 가장 근접한 이웃자리들의 세트(set)는 수신 노드의 접속성 마스크의 해당하는 위치에 "1" 비트를 위치시킴으로써 형성된다. 예를 들면, 도 1에서 노드 B의 연결성 마스크는 "10011001"이다. 아래에서 설명될 바와 같이, 상기 연결성 마스크는 수 워드까지 확장되어, 메시지 재전송이나 상기 네트워크에서 노드간에 도달하기 위해 필요한 홉(hops)의 수를 나타내는 간결한 루트 업데이트 메시지를 제공하게 된다. 이웃자리 노드들사이에서 노드 이동성의 영향을 조절하기 위해, 각 노드에 대한 연결성 마스크는 예상되는 노드들의 이동에 맞추어 적절한 간격을 두고 재구성된다.
2. 루트 테이블(Route Table)
각 노드는 상기 네트워크 구성에 의해 정의되는 각 노드에 대한 엔트리(entry)를 포함하는 루트 테이블을 갖는다. 엔트리들은 위에 설명된 목적지 노드 번호에 의해 색인 된다.(예컨대 노드 "E"는 그 노드에 대한 어드레스 마스크에서 "1"을 5 비트만큼 이동시킨 것이 엔트리가 된다.) 최소값을 갖는 엔트리는, 목적지 노드에 도달하는데 필요한 전송 릴레이 또는 "홉"의 총수와, 목적지 노드까지의 홉의 연쇄에서 다음 링크를 이루는 가장 근접한 이웃자리의 노드 번호를 포함한다. 목적지에 도달하는데 필요한 홉의 총수는 아래에 설명된 프로세스를 기반으로 하여 구할 수 있다.
루트 테이블들은 2 단계 프로세스에 의해 업데이트 되며, 그 2 단계에는 (a)노드가 연결성 또는 루트 업데이트 메시지를 전달하는 단계와 (b)수신된 연결성이나 루트 업데이트 메시지를 프로세싱하는 단계가 포함된다. 상기 루트 업데이트 메시지는 위에 설명된 연결성 마스크와 유사하다. 다만 루트 업데이트 메시지는 통상적으로 노드 위치당 2 비트를(필요하면 그 이상의 비트를) 갖는다는 점이 다르다. 상기 비트들은 루트 업데이트 메시지를 구성하는 워드의 대응하는 위치에 있는 비트들로 정해진다. 전송을 위해 선택된 표현에 관계없이, 이러한 비트들은 다음과 같이 해석된다.
1) 00 : 지정된 노드로의 알려진 연결성이 없다.
2) 01 : 이 노드가 가장 근접한 이웃자리이다.
3) 10 : 이 노드에 도달하기 위해 1 릴레이가 필요하다.
4) 11 : 이 노드에 도달하기 위해 2 릴레이가 필요하다.
전개될 네트워크가 연결성을 보장하기 위해 2개 이상의 릴레이를 필요로 하는 경우에, 상기 루트 업데이트 메시지는 3 또는 4 비트로 확장될 수 있지만 업데이트가 더 오래 걸리고 그 주기가 길어지게 된다.
주기적으로 또는 이동성 데이터에 의해 지정된 경우에는 더 많은 횟수로, 각 노드는 상기 루트 업데이트 메시지에서의 각 노드의 상대적인 위치를 설정함으로써 만들어지는 상태(status) 메시지를 만들어내고 전달할 것이다.
1) 이 노드가 가장 근접한 이웃자리인 경우에는 "01";
2) 상기 대응하는 루트 테이블 엔트리가 0을 포함하고 있는 경우에는 "00";
3) 상기 루트 테이블내의 대응하는 홉의 총수에 1을 더한 값이 구성상의 최대값(여기의 예에서는 4)보다 적은 경우에는 상기 홉의 총수에 1을 더한 값; 이 이외의 다른 경우에는 0.
노드는 루트 업데이트 메시지에 대한 응답으로, 소스 노드가 특정된 LINK인 모든 루트 테이블 엔트리들을 무효로 하고(즉, 상기 홉 카운트를 0으로 설정함), 상기 루트 업데이트 메시지에 나타난 각 위치에 대한 홉의 카운트(count)를 추출함으로써 루트 테이블을 업데이트한다. 상기 전송된 홉의 카운트가 그 노드에 대한 상기 루트 테이블에서의 홉 카운트보다 적을 경우에는, 상기 루트 테이블의 홉 카운트 값은 바뀌고, 상기 소스 노드가 새로운 LINK로 특정된다.
3. 루트 결정 프로세스(Route Decision Process)
루트 결정에 있어서 가장 기본적인 단계는 노드가 목적지 노드 또는 멀티-캐스트(multi-cast) 메시지인 경우의 노드로의 확립된 연결성을 갖고 있는지를 판단하는 것이다. 모든 노드들이 루트 테이블 데이터를 시스템 구성에 의해 특정된 허용오차 이내로 유지하기 때문에, 상기 루트 리퀘스트(request)가 특별히 현재의 노드로 전달된 경우에 그 최단 경로상에 있는 노드가 현재의 노드가 된다. 그리하여, 목적지 노드에 대한 상기 루트 테이블 엔트리의 홉 카운트가 영이 아닌 경우에는, 상기 특정된 링크 노드가 최단 경로상에서의 그 다음 링크가 된다. 그러나, 상기 루트 리퀘스트가 특별히 현재 노드에 전달되지 않은 경우에는, 상기 리퀘스트는 브로드캐스트(broadcast)로 해석되고, 현재 노드는 루트가 사용가능한 경우에는 그 루트를 선택하지만, 그렇지 않은 경우에는 상기 메시지를 다시 브로드캐스트 할 것이다. 그러한 브로드캐스트 리퀘스트에 대한 반응으로 선택된 루트 연장은 유일하지도, 적절하지도 않다. 다중 경로중에서의 선택은 루트 선택 알고리즘과 같은 고등(higher) 프로토콜 층에서 이루어진다. 일반적으로, 이러한 조건은 지리적인 분포에의 전송기의 상대적인 범위에 대한 네트워크 구성 평가 성능이 떨어짐을 나타내는 것이며, 상태 업데이트 메시지에 추가적인 비트를 놓으면 그 성능을 높일 수 있다.
각 노드에 대한 하드웨어 구성(Hardware Configuration For Each Node)
도 2는 본 발명의 기술을 구현하는데 사용되는 소형 애드 호크 무선 네트워크내의 각 노드(10)의 하드웨어에 대한 블록 다이어그램을 보여주고 있다. 도시된 바와 같이, 각 노드는 이웃하는 노드로부터 메시지와 라우팅 데이터를 수신하는 무선 수신기(12)를 포함하고 있다. 위에서 지적한 바와 같이, 상기 메시지 라우팅 데이터는 적어도 목적지 워드, 루트 워드 및 루트 업데이트 정보에 대한 1 이상의 워드를 포함한다. 노드(10)에 의해 수신된 메시지와 라우팅 데이터는 상기 메시지 데이터의 프로세싱 및/또는 재전송을 위해 메모리(14)에 저장된다. 메모리(14)는 노드(10)을 위한 루트 테이블 뿐만 아니라 노드(10)에 대한 노드 마스크도 포함하고 있다. CPU(16)는 도 3을 참조하여 아래에 설명될 바와 같이, 라우팅 데이터를 처리하여 현재의 메시지가 목적지 노드로서의 노드(10)에 전달 될 것인지 아닌지를 판단한다. 또한 전달될 것이라면 상기 데이터는 추가 프로세싱을 위해 응용층(18)으로 넘겨진다. 반면에, CPU(16)가 현재의 노드가 현재의 메시지에 대한 릴레이 노드라고 판단하면 상기 메시지 데이터는 메모리(14)로부터 읽히게 되고, 무선 전송기(20)에 의해 재전송 된다. 그러나 재전송되는 메시지는 상기 메시지 데이터 외에도, 목적지 워드, 목적지 워드를 포함하는 새로운 라우팅 데이터, 구(old) 루트 워드를 대신할 새로운 루트 워드 및 구 업데이트 정보를 대신할 1 이상의 업데이트 정보에 대한 새로운 워드를 포함하며, 재전송 노드에 알려진 네트워크 구성을 나타내게 된다.
각 노드의 메시지 프로세싱을 위한 소프트웨어 플로우 챠트(Software Flow Chart For Message Processing By Each Node)
도 3은 전형적인 노드(10)으로부터, 노드(10)으로 또는 노드(10)을 통과하는 라우팅 데이터와 메시지 데이터의 흐름을 설명하는 플로우 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, 수신된 메시지를 전송한 전송기는 스텝(30)에서(예컨대 시간 또는 주파수 슬롯에 의해)라우팅 데이터는 스텝(32)에서의 프로세싱을 위해 메시지로부터 추출된다. 아래에서 좀 더 상세히 설명되겠지만, 상기 루트 테이블은 CPU(16)에 동작 중인 소프트웨어에 의해, 스텝(34)에서 발생되고 상기 루트 업데이트 메시지로부터 업데이트 된다. 상기 메시지를 수신하는 모든 노드들은 상기 메시지가 상기 노드에 전달되었는지 아닌지에 관계없이 그들의 루트 테이블들을 업데이트 한다. 상기 소프트웨어는 상기 메시지가 현재 노드를 위한 것인지 아닌지를 판단한다. 특히, 스텝(36)에서, CPU(16)에 동작 중인 소프트웨어는 수신된 라우팅 데이터에서 특정된 목적지 노드와 현재 노드에 대한 노드 마스크의 논리 곱(AND)을 취한다. 스텝(38)에서 조건을 충족시키는 것으로 판단되는 경우에는(즉, 현재 노드가 목적지 노드인 것으로 판단되는 경우에는), 상기 수신 메시지는 스텝(40)에서의 프로세싱을 위해 응용층(18)으로 전송된다. 반면에, 스텝(38)에서 조건을 충족 시키지 않는다고 판단되는 경우에는(즉 논리곱=0), 상기 수신 메시지 데이터는 현재 노드를 위한 것이 아니며, 스텝(42)에서 무시된다. 마찬가지로, 또한 바람직하게는 동시 발생적으로, 스텝(44)에서 CPU(16)에 동작 중인 소프트웨어도 수신된 라우팅 데이터에 특정된 루트 워드와 현재 노드에 대한 노드 마스크의 논리곱(AND)을 취한다. 스텝(46)에서 조건을 충족시키는 것으로 판단되는 경우(즉, 현재 노드가 릴레이 노드인 경우)에는, 수신된 메시지 데이터에는 스텝(48)에서 상기 목적지 노드를 포함하는 라우팅 데이터가 주어지고, 현재 노드의 루트 데이터와 현재 노드의 루트 테이블의 루트 업데이트 정보가 재전송을 위해 스텝(50)에서 전송기(20)로 보내진다. 그러나, 스텝(46)에서 조건을 충족시키지 않는 것으로 판단되는 경우에는 (논리곱=0), 상기 메시지 데이터는 현재 노드에 의해 릴레이 되지 않고 스텝(42)에서 무시된다. 현재 노드가 소스 노드인 경우에는, 응용층(18)으로부터의 새로운 메시지들도 스텝(48)의 적절한 라우팅 데이터를 부가하고 스텝(50)에서 상기 메시지와 라우팅 데이터를 전송기(20)으로 전달한다.
본 발명에 따르면, 스텝(34)에서 사용된 소프트웨어를 발생시키고 업데이트하는 상기 루트 테이블은 다음의 작업들을 수행한다. 즉,
1) 노드의 루트 업데이트 메시지의 최신 버젼(version)을 유지하기;
2) 다른 노드들로부터 수신된 루트 업데이트 메시지로 루트 테이블을 구성하기;
3) 상기 노드(10)에 의해 발생된 각 메시지에 대한 루트를 만들기; 및
4) 상기 노드(10)에 의해 재전송된 각 메시지에 대한 루트를 업데이트하기.
도 1의 "F"에 대하여 도 4에 나타내어진 바와 같이, 노드(10)의 상기 루트 테이블은 각 소형 무선 네트워크내의 각 가능성 있는 노드에 대한 한 행(row)을 포함하며, 각 행은 다음을 포함한다.
1) 서로의 노드와 관련된 마스크 워드(목적지 노드);
2) 현재 노드에서 목적지 노드에 도달하기 위해 요구되는 전송(또는 홉)의 수;
3) 목적지 노드로의 경로에서 첫번째 릴레이 노드의 마스크 워드; 및
4) 이 행의 엔트리들의 상대적인 연령을 표시하는 타이머;
상기 루트 테이블의 초기 상태는 모든 노드들이 릴레이를 통하여 '11111111'에 도달되었음을 표시한다. 즉 이 메시지를 받는 모든 노드들은 목적지로의 배달을 시도하도록 명령받는다. 네트워크 트래픽이 존재하는 경우에는, 아래에 설명될 업데이트 프로세스는 이러한 선택을 변형시켜, 선택된 목적지 노드로 최단의 직접적인 루트를 발생하게 된다. 도 4에 보여진 바와 같이, 현재의 노드가 특정 목적지 노드로의 홉의 수를 결정할 수 없는 경우에는, 상기 루트 테이블은 초기 상태를 유지한다. 반면에 상기 루트 업데이트 메시지 워드의 초기 상태는 '00000000'이다. 즉 어느 노드에도 도달할 수 없다.
유효한 메시지가 무선 수신기(12)에 의해 수신되면, 1 차 루트 업데이트 워드는 상기 메시지의 전송기에 해당하는 위치에 "1" 비트가 삽입된다. 각각의 노드가 한개의 메시지를 전송하고 다른 노드들에 의해 전송된 수개의 메시지들을 수신하게 되면, 네트워크의 각 노드에 대한 연결성 또는 루트 업데이트 워드가 결정된다. 예를 들어, 도 1의 예시 네트워크에 대한 연결성 워드는 다음과 같다.
라디오 연결성(Radio Connectivity) ABCDEFGH
주소 10000000인 노드 A는 01000000을 수신한다(hear).
주소 01000000인 노드 B는 10011001을 수신한다.
주소 00100000인 노드 C는 00000100을 수신한다.
주소 00010000인 노드 D는 01000010을 수신한다.
주소 00001000인 노드 E는 01000100을 수신한다.
주소 00000100인 노드 F는 00101001을 수신한다.
주소 00000010인 노드 G는 00010000을 수신한다.
주소 00000001인 노드 H는 01000100을 수신한다.
상기 테이블은 상기 노드들이 자기들끼리는 수신할 수 없다는 사실을 보여준다. 전송기 또는 수신기가 주어진 경우에 물리적으로는 그럴 수도 아닐 수도 있다. 그러나, 상기 프로세스는 자동적으로 프로세스가 진행되고 있는 노드들을 어떠한 라우팅 결정에서도 배제시킨다. 네트워크의 형태는 상기 테이블에 표현되어 있지 않지만, 이 프로세스에서 구체화되는 알고리즘은 그러한 표현이 필요없다. 결과적으로, 상기 네트워크 구성은 유동적이며 네트워크의 통신을 손상시키지 않고 변화할 수 있다.
메시지는 다른 노드로의 전송을 위한 상기 응용층(18)에 수신되어, 상기 각 목적지에 대한 비트-어드레스의 논리합(OR)을 취함으로써, 목적지 어드레스가 목적지 워드를 구성하는데 사용된다. 결과적으로, 원하는 수신자에 해당하는 위치에 "1" 비트를 포함하게 된다. 예를 들어, "B", "E" 및 "H"에 대한 메시지는 '01001001'인 목적지 워드를 발생시키게 될 것이다. 본 발명의 기술은 특히 상기 메시지 어드레스의 크기를 증가시키지도 않으며 다중 전송을 필요로 하지도 않기 때문에 그러한 멀티-캐스트(multi-cast) 성능을 위해 바람직한 기술이다. 그러한 성능은 하부 그룹 상황 인식과 상태 메시지에 적합하도록 잘 조절되어 있다.
반면에, 메시지를 위한 루트는, 응용층(18)에서 수신되었든 재전송 프로세스에서 수신되었든간에, 선택된 목적지 노드 또는 노드들에 대응하는 각 루트 테이블 엔트리에서 나온 릴레이 마스크 워드의 논리합으로부터 만들어지며, 결과적으로 상기 메시지를 재전송할 것으로 예측되는 노드에 대응하는 위치에 "1" 비트를 포함하게 되고 이에 의해 전송의 범위를 넓히게 된다. 상기 예시 메시지에서, 현재 노드 "F"는 네트워크의 나머지 부분으로의 유일한 링크이기 때문에, 노드 "C"는 '00000100'의 루트 워드를 구성할 것이다. 메시지를 재전송 하는데 있어서, 노드 "F"는 상기 메시지가 수신되면, 네트워크의 역학관계에 따라서 노드 "B"로의 릴레이로서 노드 "H" 또는 노드 "E" 중의 하나를 선택할 수 있다.
상기 루트 업데이트 메시지의 워드 수는, 처음 네트워크가 배치되고 네트워크 응용에 있어서 수용될 수 있는 릴레이 전송의 최대값을 특정하여 네트워크가 선택되었을때 정해진다. 상기 루트 업데이트 메시지는 모든 메시지와 함께 전송될 필요는 없으며, 소정의 간격을 두고 전송되어도 무방하다. 상기 루트 업데이트 메시지는 다음과 같이 해석된다.
1) 상기 루트 업데이트 메시지내의 워드들은 시작에서 끝으로 수직으로 쌓여간다.;
2) 바람직한 목적지 노드에 대응하는 비트들의 열(column)이 선택된다.;
3) 상기 목적지에 도달하는데 필요한 전송의 수(홉 카운트)를 산출하는 이진수인 비트들의 열(비트중 일부분)이 계산된다.; 그리고
4) 홉 카운트가 영인 경우에, 유효한 루트가 알려져 있지 않은 것이고, 상기 노드는 상기 목적지 노드에 도달하기 위해 거쳐야 할 모든 노드까지 릴레이 된다.
예를 들어, 노드 "F"에 대한 상기 2-워드 루트 메시지는 다음과 같다. 즉, 주소가 00000100인 노드 F의 연결성은 A B C D E F G H
1 0 1 1 1 0 0 1
1 1 0 1 0 0 0 0 이다.
아래로 읽어 내려가면, 노드 F로부터의 메시지는 노드 A에는 3홉(이진수로 하면 11)만에, 노드 B에는 2홉(이진수로 하면 10)만에, 노드 C에는 1홉(이진수로 하면 01)만에, 노드 D에는 3홉(이진수로 하면 11)만에, 노드 E에는 0홉(이진수로 하면 00)만에, 노드 H에는 1홉(이진수로 하면 01)만에 도달할 수 있다. 메시지가 노드 G에는 3홉안에 도달할 수 없으므로, 노드 G에는 도달할 수 없는 것으로 인정된다("00"). 노드 G에 대한 정보를 전달하기 위해서는 더 긴 루트 업데이트 메시지가 필요할 것이다.
도 4는 상기 2-워드 루트 메시지에 기초하여 도 1의 노드 "F"에 대한 루트 테이블 구조를 보여준다. 노드 "F"(마스크가 00000100)에 대응하는 행에 대해 특정된 릴레이는 없다. 또한, 노드 "B"에 도달하는 루트에는 길이가 같은 두 개의 루트가 있으며, 노드 "B"를 거쳐 노드 "A"와 노드 "D"로 가는 루트도 마찬가지이다. 지정된 루트를 선택하기 위한 알고리즘은 시스템 발생 시에 원하는 성능 특성들에 의해 결정된다. 그 결정은 수신된 메시지의 신호대 잡음비(signal to noise ratio), 에러 수정을 필요로 하는 비트 수, 가장 최근의 업데이트 기타 자료에 기초하여 내려지게 된다. 상기 메시지의 실질적인 라우팅은 선택방법과는 무관하다.
노드 "F"에 대한 루트 업데이트 메시지는 루트 테이블내의 각 행 k에 대한 다음의 스텝들을 수행함으로써 도 4의 루트 테이블에서 발생된다. 즉, 2n개의 홉 카운트 수 중에서, 상기 홉 카운트의 비트 n이 0 또는 1인가에 따라, 상기 루트 업데이트 메시지 워드 n중 0 또는 1로 설정된 각 비트 k에 대한 스텝들을 수행함으로써 발생된다. 도 3을 참조하여 위에서 언급된 바와 같이, 루트 업데이트 메시지가 노드에 도달하면, 일단 상기 소스 전송기가 확인되고, 상기 메시지는 네트워크의 정의된 각 노드들에 대한 홉 카운트들로 분해된다. 홉 카운트가 0인 경우는 상기 전송기가 그 노드로의 경로를 갖고 있지 않음을 뜻한다. 각 홉 카운트는 송신기에서 목적지 노드까지 1씩 증가되어 홉 카운트가 된다. 2n의 값은 너무 커서 루트 업데이트 메시지에 표현될 수 없으므로 무시된다. 상기 후보자 루트가 현재의 루트보다 단거리인지를 결정하기 위해 상기 루트 테이블의 각 행이 조사된다. 현재 루트 보다 단거리라면, 상기 홉 카운트와 릴레이 엔트리들은 상기 후보자 루트로 교체된다. 반면에, 상기 현재 루트와 후보자 루트가 동일한 거리라면, 위에 제시된 바와 같은 다른 알고리즘이 루트를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 결국 상기 전송기가 릴레이로 지정되는 테이블의 각 엔트리의 연령은 영으로 설정된다.
해당 기술분야의 당업자들은 상기 루트 업데이트 메시지가 노드 "F"에서 노 드 "D"나 다른 노드까지의 경로를 나타내지 않는다는 것을 알 것이다. 반대로, 상기 루트 업데이트 메시지는 노드 "D"로의 전송이 3개의 전송을 필요로 한다는 것을 나타낸다. 아래의 부록에는 도 1의 예시 네트워크에 대한 완전한 1 워드, 2 워드, 3 워드 루트 메시지가 나타나 있다. 노드 "D" 에 대한 2워드 메시지 테이블을 검토해보면, 노드 "D"에서 노드 "F"까지의 경로 또한 세개의 홉을 포함한다는 것을 알게 될 것이다. 그러나 상기 2개의 경로는 서로 다를 수 있다.(D-B-E-F 또는 D-B-H-F)
대기 조건이나 지형과 같은 환경적 요소 뿐만 아니라 노드들의 이동성은 특정 노드의 루트 테이블의 데이터를 부정확하게 만든다. 이러한 가능성을 없애기 위해, 상기 루트 테이블은 주기적으로 검토되고 업데이트 된지 오래된 엔트리들은 초기 값으로(즉, 알려진 루트가 없는 상태로) 설정된다. 상기 루트 테이블은(부분적으로), 다음의 과정과 같이 입수되는 메시지들로 리프레쉬(refresh)된다.
1) 상기 릴레이 노드를 상기 전송기에 대응되도록 설정한다.;
2) 상기 릴레이 노드에 대응하는 루트 테이블의 행을 선택하고, 상기 릴레이 노드는 "직접" 연결 되었음을 뜻하도록 홉 카운트를 1로 설정한다.;
3) 그 행의 릴레이 마스크 워드를 상기 릴레이를 특정하도록(목적지와 마스크 워드를 특정하도록) 설정한다.;
4) 그 행의 타이머의 연령을 0으로 설정한다.;
5) 위에 설명된 바와 같이 상기 루트 업데이트 메시지의 워드를 쌓고 각 열의 위치를 통과하여 진행하며, 다음 스텝들을 수행한다.
a) 타깃(target) 노드를 상기 열 위치에 대응하도록 설정한다.
b) 상기 타깃에 대응하는 루트 테이블의 행을 선택하고, 상기 부분의 모든 비트가 "0"(타깃으로의 경로가 없음을 뜻함)이거나, 상기 부분의 모든 비트들이 "1"(릴레이에서 타깃으로의 경로의 최대값임을 뜻함)이 고, 상기 선택된 행의 릴레이 마스크가 상기 릴레이에 대응하는 경우 에는 상기 홉 카운트를 영으로 설정하며, 상기 릴레이 마스크를 초기 상태로 설정하고, 상기 타이머 연령을 영으로 설정한다. 그 외의 경우 에는, 상기 업데이트 메시지의 다음 열로 넘어간다. 반면에 상기 부분 의 모든 비트들이 "0" 또는 "1"인 경우에는 상기 부분의 값에 1을 더 한다. 그 더한 값이 타깃 행의 홉 카운트 보다 적을 경우에는, 상기 홉 카운트를 증가된 부분 값으로 바꾸고, 상기 릴레이 마스크를 상기 릴레이로 설정하고 상기 타이머를 영으로 설정한다.; 그리고
c) 상기 업데이트 메시지의 다음 행으로 넘어간다.
이 프로세스는 상기 메시지에 수신됨에 따라 발생하는 배치(disposition)에 관계없이 노드에 수신되는 모든 메시지들에 적용된다.
소정의 간격을 두고, 응용할 때를 고려하여 각 노드의 프로세스는 상기 루트 테이블의 각 엔트리를 조사하고, 상기 타이머 연령을 증가 시키며, 증가된 값과 시스템에 내재된 제한값을 비교한다. 엔트리가 소정의 제한을 넘은 경우의 그 엔트리와 지정된 릴레이가 이미 없어진 위치의 목적지인 다른 모든 엔트리들은 초기값으로 설정될 것이다.
해당 분야의 당업자들은 보통 메시지에 부가된 매우 짧은 루트 업데이트 메시지들은 상당한 오버헤드 없이도 매우 정확한 루트 테이블을 만들어 내게 될 것이라는 것을 알 것이다. 응용예에 따라서는 감소된 트래픽 볼륨이 주기적으로 루트 메시지를 트리거하거나, 상기 루트 테이블을 그 초기 상태로 쇠퇴시켜(decay) 트래픽이 증가하면 역동적으로 재구성 되도록 한다.
해당 분야의 당업자들은 또한 본 발명의 기술은 또한 라우팅에 대해 교환되는 정보의 양이 적기 때문에 대역폭의 관점에서 더 효과적이라는 잇점도 갖는다는 사실을 알 것이다. 본 발명의 기술은 또한 오버헤드 통신을 감소 시켜 주기 때문에, 특히 메시지가 전송될 준비가 될 때가지 아무것도 전송될 필요가 없기 때문에, 이식가능한(portable) 노드의 배터리 수명을 연장시킨다는 것을 알 것이다. 또한, 오버헤드가 감소되므로써, 이동통신 사용자들을 위한 업데이트를 더 자주 할 수 있고, 그에 의해 업데이트 한지 오래된 데서 발생하는 문제들을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 기술에 따르면, 다수의 목적지가 하나의 워드에 특정될 수 있기 때문에 효과적인 멀티-캐스트 어드레싱을 제공할 수 있다. 게다가, 본 발명의 애드 호크 무선 라우팅 기술은 적어도 네트워크의 다른 노드가 이동하는 목적지 노드의 범위내에 있는 한 이동하는 노드들과의 단순화된 통신을 가능하게 해준다.
여기에 소개되는 장치와 방법은 단지 본 발명의 예시에 불과하다는 것은 이해되어야 한다. 물론, 추가적인 테크닉들과 알고리즘들이 본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 해당 분야의 당업자들에 의해 본 발명의 시스템 내에서 구현될 수 있다. 예컨대, 노드는 그 이웃 자리에 대한 배터리 수명, 전송 전력 문제등과 같은 추가적인 데이터를 유지한다. 이 데이터는 주기적인 상태 업데이트 메시지로부터 회복될 수 있으며 루트를 결정하는 과정에 편입된다. 이러한 것들이 추가된다는 것은 최소의 홉 카운트를 선택하는 것보다는 좀 더 복잡한 루트 선택의 과정을 암시하지만, 상기 루트 업데이트 메시지에는 추가적인 데이터를 요구하지 않을 것이다. 따라서, 여러 형태의 변형도 첨부된 청구항에 설명된 발명의 범위에 포함된다.
부록
도 1의 예시 네트워크에 대한 루트 메시지
1 워드 루트 메시지들:
어드레스가 10000000인 노드 A는 연결성이 ABCDEFGH 이며,
01000000
노드 B까지는 1 홉의 거리에 있다.
어드레스가 01000000인 노드 B는 연결성이 ABCDEFGH 이며,
10011001
노드 A,D,E 및 H 까지는 1 홉의 거리에 있다.
어드레스가 00100000인 노드 C는 연결성이 ABCDEFGH 이며,
00000100
노드 F까지는 1 홉의 거리에 있다.
어드레스가 00010000인 노드 D는 연결성이 ABCDEFGH 이며,
01000010
노드 B 및 G 까지는 1 홉의 거리에 있다.
어드레스가 00001000인 노드 E는 연결성이 ABCDEFGH 이며,
01000100
노드 B 및 F 까지는 1 홉의 거리에 있다.
어드레스가 00000100인 노드 F는 연결성이 ABCDEFGH 이며,
00101001
노드 C,E 및 H 까지는 1 홉의 거리에 있다.
어드레스가 00000010인 노드 G는 연결성이 ABCDEFGH 이며,
00010000
노드 D 까지는 1 홉의 거리에 있다.
어드레스가 00000001인 노드 H는 연결성이 ABCDEFGH 이며,
01000100
노드 B 및 F 까지는 1 홉의 거리에 있다.
2 워드 루트 메시지들:
어드레스가 10000000인 노드 A는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
00011111
노드 B 까지는 1 홉;
노드 D 까지는 2 홉;
노드 E 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 3 홉;
노드 G 까지는 3 홉;
노드 H 까지는 2 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 01000000인 노드 B는 연결성이 ABCDEFGH
10111001
00100110
노드 A 까지는 1 홉;
노드 C 까지는 3 홉;
노드 D 까지는 1 홉;
노드 E 까지는 1 홉;
노드 F 까지는 2 홉;
노드 G 까지는 2 홉;
노드 H 까지는 1 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00100000인 노드 C는 연결성이 ABCDEFGH
01000100
01001001
노드 B 까지는 3 홉;
노드 E 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 1 홉;
노드 H 까지는 2 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00010000인 노드 D는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
10001101
노드 A 까지는 2 홉;
노드 B 까지는 1 홉;
노드 E 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 3 홉;
노드 G 까지는 1 홉;
노드 H 까지는 2 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00001000인 노드 E는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
10110011
노드 A 까지는 2 홉;
노드 B 까지는 1 홉;
노드 C 까지는 2 홉;
노드 D 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 1 홉;
노드 G 까지는 3 홉;
노드 H 까지는 2 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00000100인 노드 F는 연결성이 ABCDEFGH
10111001
11010000
노드 A 까지는 3 홉;
노드 B 까지는 2 홉;
노드 C 까지는 1 홉;
노드 D 까지는 3 홉;
노드 E 까지는 1 홉;
노드 H 까지는 1 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00000010인 노드 G는 연결성이 ABCDEFGH
10011001
11001001
노드 A 까지는 3 홉;
노드 B 까지는 2 홉;
노드 D 까지는 1 홉;
노드 E 까지는 3 홉;
노드 H 까지는 3 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00000001인 노드 H는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
10111010
노드 A 까지는 2 홉;
노드 B 까지는 1 홉;
노드 C 까지는 2 홉;
노드 D 까지는 2 홉;
노드 E 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 1 홉;
노드 G 까지는 3 홉; 의 거리에 있다.
3 워드 루트 메시지들:
어드레스가 10000000인 노드 A는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
00011111
00100000
노드 B 까지는 1 홉;
노드 C 까지는 4 홉;
노드 D 까지는 2 홉;
노드 E 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 3 홉;
노드 G 까지는 3 홉;
노드 H 까지는 2 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 01000000인 노드 B는 연결성이 ABCDEFGH
10111001
00100110
00000000
노드 A 까지는 1 홉;
노드 C 까지는 3 홉;
노드 D 까지는 1 홉;
노드 E 까지는 1 홉;
노드 F 까지는 2 홉;
노드 G 까지는 2 홉;
노드 H 까지는 1 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00100000인 노드 C는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
01001001
10010010
노드 A 까지는 4 홉;
노드 B 까지는 3 홉;
노드 D 까지는 4 홉;
노드 E 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 1 홉;
노드 G 까지는 5 홉;
노드 H 까지는 2 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00010000인 노드 D는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
10001101
00100000
노드 A 까지는 2 홉;
노드 B 까지는 1 홉;
노드 C 까지는 4 홉;
노드 E 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 3 홉;
노드 G 까지는 1 홉;
노드 H 까지는 2 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00001000인 노드 E는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
10110011
00000000
노드 A 까지는 2 홉;
노드 B 까지는 1 홉;
노드 C 까지는 2 홉;
노드 D 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 1 홉;
노드 G 까지는 3 홉;
노드 H 까지는 2 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00000100인 노드 F는 연결성이 ABCDEFGH
10111001
11010000
00000010
노드 A 까지는 3 홉;
노드 B 까지는 2 홉;
노드 C 까지는 1 홉;
노드 D 까지는 3 홉;
노드 E 까지는 1 홉;
노드 G 까지는 4 홉;
노드 H 까지는 1 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00000010인 노드 G는 연결성이 ABCDEFGH
10111001
11001001
00100100
노드 A 까지는 3 홉;
노드 B 까지는 2 홉;
노드 C 까지는 5 홉;
노드 D 까지는 1 홉;
노드 E 까지는 3 홉;
노드 G 까지는 4 홉;
노드 H 까지는 3 홉; 의 거리에 있다.
어드레스가 00000001인 노드 H는 연결성이 ABCDEFGH
01000110
10111010
00000000
노드 A 까지는 2 홉;
노드 B 까지는 1 홉;
노드 C 까지는 2 홉;
노드 D 까지는 2 홉;
노드 E 까지는 2 홉;
노드 F 까지는 1 홉;
노드 G 까지는 3 홉; 의 거리에 있다.

Claims (9)

  1. 무선 네트워크내의 노드(node)에서, 루트 식별자(identifier)와 루트 업데이트 메시지가 첨가된 상태로 수신된 메시지 데이터를 릴레이(relay)하기 위한 방법으로서,
    수신된 데이터에 첨가된 루트 업데이트 메시지를 기초로 하여 루트 테이블을 업데이트하는 단계;
    상기 루트 테이블을 기초로 하여 무선 네트워크내의 적어도 한개의 이웃자리 노드를 선택하는 단계;
    업데이트된 상기 루트 테이블을 기초로 하여 수신된 메시지 데이터에 첨부된 루트 식별자와 루트 업데이트 메시지를 대체하는 단계; 및
    상기 대체된 루트 식별자와 상기 대체된 루트 업데이트 메시지가 첨부된 메시지 데이터를 상기 선택된 적어도 한개의 이웃자리 노드로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메시지 데이터 릴레이 방법.
  2. 무선 네트워크 내의 노드와 관련된 루트 테이블을 업데이트 하기 위한 방법으로서, 상기 루트 테이블은 상기 무선 네트워크 내의 다수의 노드와 관련된 다수의 홉(hop) 카운트와 다수의 릴레이 표시기를 가지며,
    수신된 메시지 데이터로부터 루트 업데이트 메시지를 추출하고, 상기 수신된 메시지 데이터에 루트 업데이트 메시지를 첨가시키는 단계; 및
    추출된 루트 업데이트 메시지에 기초하여, 상기 루트 테이블에 저장된 홉 카운트와 릴레이 표시기를 업데이트 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 루트 테이블 업데이트 방법.
  3. 무선 네트워크내의 메시지 데이터를 소스(source) 노드에서 적어도 한 개의 목적지 노드로 전송하기 위한 방법으로서,
    상기 적어도 한 개의 목적지 노드에 기초한 목적지 식별자를 결정하는 단계;
    상기 적어도 한 개의 목적지 노드에 기초한 루트 식별자와 상기 소스 노드에알려진 무선 네트워크 구성을 결정하고, 상기 루트 식별자는 상기 무선 네트워크 내에 적어도 한개의 이웃자리 노드를 지시하는 단계;
    상기 소스 노드에 알려진 무선 네트워크의 구성에 기초한 적어도 한개의 연결성 마스크를 포함하는 루트 업데이트 메시지를 결정하는 단계; 및
    상기 목적지 식별자, 상기 루트 식별자 및 상기 루트 업데이트 메시지와 함께 첨부된 메시지 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것으로 특징으로 하는 메시지 데이터 전달 방법.
  4. 무선 네트워크 내의 노드에서 메시지 데이터를 수신하기 위한 방법으로서,
    수신된 메시지 데이터로부터 목적지 식별자를 추출하고, 상기 수신된 메시지 데이터에 상기 목적지 식별자, 루트 표시기 및 루트 업데이트 메시지와 함께 첨부시키는 단계;
    추출된 목적지 식별자를 노드 어드레스와 비교하는 단계; 및
    추출된 목적지 식별자가 비교되는 노드 어드레스와 일치할 때는 수신된 메시지 데이터를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 무선 네트워크내의 노드로서,
    프로세서, 및
    상기 프로세서에 연결된 메모리로서, 상기 메모리는 그 내부에 상기 무선 네트워크내에 다수의 노드와 관련된 루트 테이블를 저장하고 있으며, 또한 상기 메모리는 프로세서에 의해 실행되었을 경우에 프로세서로 하여금
    수신된 메시지 데이터에 첨부된 루트 업데이트 메시지에 기초한 루트 테이블을 업데이트 하도록 하고;
    상기 루트 테이블에 기초하여 상기 무선 네트워크내의 적어도 한개의 이웃자리 노드를 선택하도록 하며;
    상기 업데이트된 루트 데이블에 기초하여 상기 수신된 메시지 데이터 에 첨부된 루트 식별자와 상기 수신된 메시지에 첨부된 루트 업데이트 메시지를 대체하도록하는 다수의 명령어들을 저장하고 있는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 내의 노드.
  6. 무선 네트워크 내의 노드로서,
    프로세서, 및
    상기 프로세서에 연결된 메모리로서, 상기 메모리는 그 내부에 상기 무선 네트워크 내의 다수의 노드와 관련된 다수의 홉 카운트와 다수의 릴레이 표시기를 갖는 루트 테이블을 저장하고 있으며, 상기 메모리는 그 안에, 프로세서에 의해 실행되었을때 상기 프로세서로 하여금
    수신된 메시지 데이터로부터 루트 업데이트 메시지를 추출하고, 상기 수신된 메시지 데이터에 루트 업데이트 메시지를 첨부시키고;
    상기 추출된 루트 업데이트 메시지에 기초하여 상기 홉 카운트와 상기 루트 테이블에 저장된 릴레이 표시기를 업데이트 하도록 하는 다수의 명령어들을 저장하고 있는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 내의 노드.
  7. 무선 네트워크 내의 노드로서,
    프로세서, 및
    상기 프로세서에 연결된 메모리로서, 상기 메모리는 그 안에 무선 네트워크 내의 다수의 노드와 관련된 다수의 홉 카운트와 다수의 릴레이 표시기를 갖는 루트 테이블을 저장하고 있으며, 상기 메모리는 그 안에 프로세서에 의해 실행되었을때 상기 프로세서로 하여금
    적어도 한개의 목적지 노드에 기초한 목적지 식별자를 판단케하고;
    적어도 한개의 목적지 노드와 소스 노드에 알려진 무선 네트워크의 구성에 기초하여 루트 식별자를 판단토록하며, 상기 식별자는 상기 무선 네트워크 내에 적어도 한개의 이웃자리 노드를 지시하고;
    적어도 상기 소스 노드에 알려진 무선 네트워크의 구성에 기초하여 적어도 한개의 연결성 마스크를 포함하는 루트 업데이트 메시지를 판단토록 하고;
    목적지 식별자, 상기 루트 식별자 및 상기 루트 업데이트 메시지가 첨부된 메시지 데이터를 전송하도록 하는 다수의 명령어를 저장하고 있는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 내의 노드.
  8. 무선 네트워크 내의 노드로서,
    프로세서, 및
    상기 프로세서에 연결된 메모리로서, 상기 메모리는 그 안에 상기 무선 네트워크 내의 다수의 노드와 관련된 다수의 홉 카운트와 다수의 릴레이 표시기를 저장하고 있으며, 또한 상기 메모리는 그 안에 프로세서에 의해 실행되었을때, 상기 프로세서로 하여금
    수신된 메시지 데이터로부터 목적지 식별자를 추출하도록 하고, 상기 수신된 메시지 데이터에 목적지 식별자, 루트 표시기 및 루트 업데이트 메시지를 첨부시키며;
    추출된 목적지 식별자와 노드 어드레스를 비교하도록 하고;
    추출된 목적지 식별자가 비교되는 노드 어드레스와 일치하는 경우에는 수신된 메시지 데이터를 처리하도록 하는 다수의 명령어를 저장하고 있는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 내의 노드.
  9. 다수의 노드를 갖는 무선 네트워크로서, 각 노드가,
    상기 다수의 노드와 관련된 다수의 홉 카운트와 다수의 릴레이 표시기를 갖는 루트 테이블;
    상기 루트 테이블에 연결되어 있으며, 루트 식별자와 루트 업데이트 메시지가 첨부된 메시지 데이터를 수신하는 수신기;
    상기 수신기와 상기 루트 테이블에 연결되어 있으며, 상기 루트 테이블에 기초하여 업데이트 되는 상기 루트 식별자 및 상기 루트 업데이트 메시지와 함께 메시지 데이터를 전송하는 전송기를 포함하는 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크.
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