KR20050008465A - 센서 네트워크에서 라우팅 경로 설정 장치 및 방법 - Google Patents

센서 네트워크에서 라우팅 경로 설정 장치 및 방법 Download PDF

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KR20050008465A
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Abstract

본 발명은 타겟과, 일정한 영역 내에 위치한 타겟의 정보를 수집하는 센서노드들과, 타겟의 정보를 설정된 라우팅 경로를 이용하여 전달받는 싱크노드로 구성된 통신 시스템에서, 타겟의 정보를 전달하기 위해 센서노드로부터 싱크노드까지 라우팅 경로를 재설정하는 방안을 제안한다. 이를 위해 설정된 라우팅 경로로부터 타겟의 정보가 전달되지 않으면 타겟의 정보를 수집하고 있는 센서노드가 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅한다. 설정된 라우팅 경로 상에 위치하고 있는 제1센서노드그룹의 제1센서노드에서 수신한 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보와 제1센서노드로부터 일정 거리 내에 위치하고 있는 제2센서노드그룹의 제2센서노드에서 수신한 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보를 비교한다. 비교에 의해 선택된 센서노드를 이용하여 라우팅 경로를 재 설정한다.

Description

센서 네트워크에서 라우팅 경로 설정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ROUTING PATH SETTING IN SENSOR NETWORK}
본 발명은 센서 네트워크를 구성하고 있는 센서 노드와 싱크 노드간의 경로 설정에 관한 것으로서 특히 상기 센서 노드가 싱크 노드로, 싱크노드가 센서 노드로 데이터 전송을 위한 경로를 설정하는 방안에 관한 것이다.
일반적인 이동통신 시스템은 이동단말(mobile element)과 기지국(base station)간의 데이터를 송수신한다. 상기 이동단말과 기지국은 다른 이동단말/노드(node)들을 경유하지 않고 직접 데이터를 송수신한다. 하지만, 센서(sensor) 네트워크는 센서 노드의 데이터를 싱크 노드(sink node)로 전달하고자 할 경우 다른 센서 노드들을 이용한다. 이하 도 1을 이용하여 상기 센서 네트워크의 구조에 대해 알아본다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상기 센서 네트워크는 싱크 노드와 복수 개의 센서 노드들로 구성된다. 상기 도 1은 하나의 싱크 노드만을 도시하고 있으나, 사용자의 설정에 따라 상기 센서 네트워크는 적어도 2개의 싱크 노드들로 구성될 수 있다.
상기 센서 노드는 지정된 사용자가 설정한 타겟(target)에 관한 정보를 수집한다. 상기 센서 노드가 수집하는 타겟의 정보는 주위의 온도나 물체의 이동 등이 있다. 상기 센서 노드는 수집된 정보는 상기 싱크 노드로 전송한다. 상기 싱크 노드는 상기 센서 네트워크를 구성하고 있는 센서 노드들이 전송한 데이터들을 전달받는다. 상기 싱크 노드로부터 일정 거리 이내에 위치하고 있는 센서노드는 전송할 데이터를 직접 싱크 노드로 전달한다. 하지만 상기 일정 거리 이내에 위치하고 있지 않은 센서 노드는 상기 수집된 데이터를 싱크 노드로 직접 전달하는 대신 상기 싱크 노드에 인접한 센서 노드들로 전송한다. 상술한 바와 같이 일정 거리 이내에 위치하고 있지 않는 노드가 인접 노드들을 이용하여 데이터를 전송하는 이유는 데이터 전송에 따른 전력 소모를 최소화하기 위해서이다. 즉, 상기 싱크 노드와 센서 노드간의 거리와 상기 센서 노드가 싱크노드로 데이터를 전송하는데 소모되는 전력은 일반적으로 상호 비례한다. 따라서, 상기 싱크노드로부터 일정 거리 이내에 위치하고 있지 않은 센서 노드는 복수 개의 센서 노드들을 이용하여 상기 수집된 데이터를 전송함으로서 상기 데이터 전송에 따른 전력소모를 최소화할 수 있게 된다. 이하 다른 센서 노드의 데이터를 중계하는 역할을 수행하는 노드를 중계노드(relay node)라 한다. 물론 상기 중계노드 역시 자신이 수집한 데이터를 다른 중계노드를 이용하여 또는 직접 상기 싱크 노드로 전송한다.
상술한 바와 같이 센서 노드는 타겟의 정보를 수집하여 싱크 노드로 전달한다. 그러나, 일반적으로 상기 타킷과 싱크 노드는 고정되어 있는 것이 아니라 어느 정도 이동성이 보장된다. 도 2는 고정된 타킷에 관한 정보를 이동성이 보장된 싱크 노드로 전달하는 과정을 도시하고 있다. 일 예로 특정 지역에 관한 온도 정보를 이동중인 차량 등에 전달하는 경우에 이에 해당된다. 이와 같이 함으로서 상기 차량은 상기 특정 지역에 관한 온도 정보를 실시간으로 전달받게 된다. 도 3은 이동성이 보장된 타킷에 관한 정보를 고정되어 있는 싱크 노드로 전달하는 과정을 도시하고 있다. 일 예로 이동성 중인 물체에 관한 정보를 고정되어 있는 싱크 노드로 전달하는 경우가 이에 해당된다.
도 4는 일반적인 센서 네트워크에서 센서 노드가 싱크 노드로 데이터를 전송하기 위한 라우팅 경로를 설정하는 과정을 나타내고 있다. 이하 상기 도 4를 이용하여 센서 노드1이 싱크 노드로 라우팅 경로를 설정하는 과정에 대해 알아본다. 상기 센서 노드1은 자신의 주소(소스 어드레스: source address) 정보와 싱크 노드의 주소(목적지 어드레스: destination address) 정보를 포함한 라우팅 요청(routing request: RREQ) 메시지를 생성한다. 상기 센서 노드1은 생성한 라우팅 요청 메시지를 인접 센서 노드들로 브로드캐스팅한다. 상기 도 4에 의하여 센서 노드2, 센서 노드4, 센서 노드5가 상기 RREQ 메시지를 수신한다. 상기 RREQ 메시지를 수신한 센서 노드들은 목적지 어드레스와 자신의 어드레스를 비교한다. 상기 목적지 어드레스와 자신의 어드레스가 동일하지 않을 경우 상기 센서 노드들은 수신한 RREQ 메시지를 갱신한 후 인접 노드들로 브로드캐스팅한다. 상기 갱신되는 정보에는 홉카운트가 포함된다. 또한, 상기 RREQ 메시지를 수신한 센서 노드는 수신한 RREQ 메시지를 이용하여 라우팅 테이블을 생성한다. 상기 라우팅 테이블에는 소스 노드의 어드레스, 목적지 노드의 어드레스, 홉카운트, 상기 RREQ 메시지를 브로드캐스팅한 센서 노드의 어드레스 등이 포함된다.
상기 센서 노드1이 브로드 캐스팅한 RREQ 메시지가 여러 경로를 거쳐 상기 싱크 노드로 전달된다. 상기 싱크 노드는 전달된 RREQ 메시지에 포함되어 있는 홉카운트를 이용하여 라우팅 경로 설정한다. 즉, 홉카운트가 가장 작은 경로를 라우팅 경로로 설정한다. 따라서, 상기 싱크 노드는 센서 노드4로 라우팅 응답(routing reply: RREP)를 메시지를 전송한다. 상기 센서 노드4는 저장되어 있는 라우팅 테이블을 이용하여 상기 RREP 메시지를 센서 노드1로 전달한다. 상술한 바와 같은 과정들을 수행함으로서 상기 센서 노드1과 싱크 노드간 라우팅 경로가 설정된다. 상기 설정된 라우팅 경로를 이용하여 이용하여 상기 센서 노드1은 싱크 노드로 수집된 정보를 전달한다.
상기 도 2와 도 3에서 설명한 바와 같이 상기 타킷과 싱크 노드의 이동성으로 인해 설정한 라우팅 경로를 반복하여 사용할 수 없게 되는 경우가 발생한다. 이와 같은 경우 기존의 라우팅 경로를 이용하여 새로운 라우팅 경로를 재 설정하거나, 상기 도 4와 같은 과정을 통해 라우팅 경로를 재 설정할 수 있다. 또한 센서 노드가 GPS를 포함하고 있다면, 상기 센서 노드는 인지하고 있는 자신의 위치 정보를 인접 센서 노드들과 송수신함으로서 라우팅 경로를 신속히 설정할 수 있게 된다. 하지만 GPS가 포함된 센서 노드는 경제적인 측면에서 문제점을 가지고 있다. 이하 기존에 설정한 라우팅 경로를 이용하여 새로운 라우팅 경로를 재 설정하는 방안에 대해 알아보기로 한다.
상기 타킷의 이동으로 인해 타킷의 정보를 수집하는 센서 노드가 변경된 경우 기존에 타킷의 정보를 수집하던 센서 노드는 동작을 중단하게 된다. 따라서, 기존에 설정되어 있던 라우팅 경로를 사용할 수 없게 된다. 이하 도 5를 이용하여 설명하기로 한다. 상기 센서 노드5는 타킷 정보를 설정된 라우팅 경로를 이용하여 싱크 노드로 전달한다. 하지만 상기 센서 노드 5는 상기 타킷의 이동으로 인해 센싱할 수 있는 범위를 벗어나면 더 이상 정보를 수집할 수 없게 된다. 따라서, 상기 센서 노드4는 상기 센서 노드5로부터 필요한 데이터를 수신할 수 없게 된다. 상기 도 5에 의하면 상기 타겟은 센서 노드6이 센싱할 수 있는 영역으로 이동한다. 상기 센서 노드6은 상기 이동한 타겟으로부터 필요한 정보를 수집한다.
상기 타겟의 정보를 전달받지 못하는 상기 센서 노드는 4는 인접 영역으로 라우팅 복구(routing recovery) 메시지를 브로드캐스팅한다. 상기 라우팅 복구 메시지를 수신한 센서 노드6은 상기 센서 노드4가 단절된 라우팅 경로의 복구를 요청하고 있음을 인지하게 된다. 상기 라우팅 복구 메시지는 수집하고자 하는 타겟에 관한 정보가 포함된다. 하지만 상기 타겟의 이동이 빈번하게 이루어질 경우 도 6과 같은 문제점이 발생된다. 즉, 기존에 설정된 라우팅 경로를 최대한 이용하므로 라우팅 경로가 길어지는 문제점이 발생된다. 상기 라우팅 경로가 길어지면, 상기 라우팅 경로 상에 위치하고 있는 센서 노드에서 소비되는 전력도 증가하게 된다.
도 7은 기존의 방법으로 중계 노드의 이동으로 인해 단절된 라우팅 경로를 재 설정하는 과정을 도시한 도면이다. 이하 상기 도 7을 이용하여 단절된 라우팅 경로를 재 설정하는 과정에 대해 알아보기로 한다. 기존에 설정된 라우팅 경로를 최대한 이용하기 위해 임계치를 설정한다. 센서 노드는 단절된 라우팅 경로를 재 설정하기 위해 인접 센서 노드들로 RREQ 메시지를 브로드캐스팅한다. 상기 RREQ 메시지를 전송한 노드가 기존에 설정된 라우팅 경로상에 위치하고 있던 노드가 아닌 경우에는카운트를 1증가시킨다. 상기 RREQ 메시지를 수신한 센서 노드는카운트와 임계치를 비교한다. 상기 비교 결과카운트가 임계치보다 작거나 같을 경우 수신한 RREQ 메시지를 갱신한 후 인접 센서 노드들로 브로드캐스팅한다. 상기 센서 노드 와 센서 노드는 수신한 RREQ 메시지를 갱신한 후 인접 센서 노드들로 브로드캐스팅한다. 이 경우 상기 센서 노드는 기존에 설정된 라우팅 경로상에 위치하고 있던 노드이므로카운트를 증가시키지 않게 된다. 하지만 상기 센서 노드와 센서 노드는 기존에 설정된 라우팅 경로상에 위치하고 있던 노드가 아니므로카운트를 1증가시켰음을 알 수 있다.
상기 증가된카운트는 누적되므로 상기 센서 노드와 센서 노드의카운트는 2가 된다. 상기 임계치가 1이라면 상기 센서 노드와 센서 노드는 수신한 RREQ 메시지를 폐기한다. 이와 같이 함으로서 브로드캐스팅되는 RREQ 메시지의 개수를 감소시킬 수 있게 된다. 상술한 과정을 수행함으로서 상기 센서 노드는 센서 노드, 센서 노드, 센서 노드, 센서 노드을 이용하여 싱크 노드로 라우팅 경로를 재 설정하게 된다. 하지만 기존에 설정된 라우팅 경로 상에 위치하고 있는 적어도 2개의 센서 노드에서 라우팅 경로가 단절된 경우에는 기존에 설정된 라우팅 경로를 이용하여 라우팅 경로를 재설정할 수 없다는 문제점이 있다.
도 8은 중계 노드의 이동으로 인해 단절된 라우팅 경로를 재 설정하는 과정을 도시한 다른 도면이다. 상기 도 8에 의하면 기존에 설정된 경로 상에 위치하고 있던 센서 노드로 RREQ 메시지가 전달된 경우카운트 값은 초기화(reset)된다. 따라서 상기 도 7에서 언급하였던 문제점을 일부 해결할 수 있게 된다. 하지만 기존에 설정된 라우팅 경로를 이용하므로 센서 네트워크를 구성하고 있는 센서 노드들에서 소모되는 전력이 불균형하게 된다. 따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안이 논의된다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기존에 설정된 라우팅 경로를 이용하여 새로운 라우팅 경로를 설정하는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 센서 네트워크에 위치하고 있는 센서 노드들에서 소모되는 전력의 불균형을 최소화하는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 라우팅 경로 설정을 위해 송수신되는 메시지의 수를 감소시킴으로서 센서 노드의 전력 소모를 감소시키는 장치 및 방법을 장치 및 방법을 제안함에 있다.
도 1은 센서 네트워크의 구조를 도시한 도면,
도 2는 센서 네트워크에서 이동중인 타겟을 도시한 도면,
도 3은 센서 네트워크에서 이동중인 싱크노드를 도시한 도면,
도 4는 센서 네트워크에서 라우팅 경로를 설정하는 과정을 도시한 도면,
도 5는 센서 네트워크에서 이동중인 타겟에 의해 라우팅 경로를 재 설정하는 과정을 도시한 도면,
도 6은 이동중인 타겟에 의해 재 설정하는 라우팅 경로에서 발생하는 문제점을 도시한 도면,
도 7은 이동중인 타겟에 의해 재 설정하는 라우팅 경로에서 발생하는 문제점을 도시한 다른 도면,
도 8은 이동중인 타겟에 의해 재 설정하는 라우팅 경로에서 발생하는 문제점을 도시한 또 다른 도면,
도 9는 본 발명에 따른 이동중인 타겟에 의해 재 설정된 라우팅 경로를 도시한 도면,
도 10은 센서 노드의 센싱 영역과 전송 영역을 도시한 도면,
도 11은 설정된 라우팅 경로상에 위치하고 있는 센서노드에서 수행되는 동작을 도시한 도면, 및
도 12는 기존의 라우팅 경로상에 위치하고 있는 센서노드로부터 일정한 거리 내에 위치하고 있는 센서노드에서 수행되는 동작을 도시한 도면.
따라서 본 발명의 목적들을 이루기 위해 타겟과, 일정한 영역 내에 위치한 타겟의 정보를 수집하는 센서노드들과, 상기 타겟의 정보를 설정된 라우팅 경로를 이용하여 전달받는 싱크노드로 구성된 통신 시스템에서, 상기 타겟의 정보를 전달하기 위해 센서노드로부터 싱크노드로 라우팅 경로를 재설정하는 방법에 있어서, 설정된 라우팅 경로로부터 타겟의 정보가 전달되지 않으면 타겟의 정보를 수집하고 있는 센서노드가 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅하는 단계; 설정된 라우팅 경로 상에 위치하고 있는 제1센서노드그룹의 제1센서노드에서 수신한 상기 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보와 상기 센서노드로부터 일정 거리 내에 위치하고 있는 제2센서노드그룹의 제2센서노드에서 수신한 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보를 비교하는 단계; 및, 상기 비교에 의해 선택된 센서노드를 이용하여 라우팅 경로를 재 설정하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 목적들을 이루기 위해 타겟과, 일정한 영역 내에 위치한 타겟의 정보를 수집하는 센서노드들과, 상기 타겟의 정보를 설정된 라우팅 경로를 이용하여 전달받는 싱크노드로 구성된 통신 시스템에서, 상기 타겟의 정보를 전달하기 위해 센서노드로부터 싱크노드까지 라우팅 경로를 재설정하는 장치에 있어서, 설정된 라우팅 경로로부터 타겟의 정보가 전달되지 않으면 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅하는 타겟의 정보를 수집하고 있는 센서노드; 설정된 라우팅 경로 상에 위치하고 있는 제1센서노드그룹의 제1센서노드; 및, 상기 제1센서노드로부터 수신한 상기 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보와 제2센서노드로부터 수신한 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보를 비교하는 상기 제1센서노드로부터 일정 거리 내에 위치하고 있는 제2센서노드그룹의 제2센서노드;로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 도면들을 이용하여 본 발명의 기술적 사상에 대해 상세하게 설명한다.
도 9는 본 발명에 따른 라우팅 경로를 재설정하는 일 예를 도시하고 있다. 이하 상기 도 9를 이용하여 본 발명의 기술적 사상에 대해 개략적으로 알아보기로 한다. 본 발명에 따른 라우팅 경로 재설정 과정은 기존에 설정된 라우팅 경로를 이용하는 방안을 제안한다. 또한 기존에 설정된 라우팅 경로상에 위치하고 있는 센서 노드와 일정한 범위 안에 있는 센서 노드들만을 이용하여 라우팅 경로를 재 설정한다. 상기 도 9에 의하면 타겟의 이동으로 인해 상기 타겟의 정보를 수집하는 센서 노드가 변경되었을 경우 재 설정하게 된다. 상기 재 설정되는 라우팅 경로는 기존에 설정된 라우팅 경로와 한 홉 이내에 위치하고 있는 노드들을 이용한다. 상술한 바와 같이 라우팅 경로를 재 설정함으로서 라우팅 경로 재 설정과정에 참여하는 노드의 수를 감소시킬 수 있으며, 송수신되는 메시지의 수도 감소시킬 수 있게 된다. 또한 본 발명은 타겟이 이동하는 경우에 있어서 경로를 재설정하는 과정을 설명하지만, 싱크가 이동하는 경우 또는 싱크와 타겟 모두가 이동하는 경우를 포함한다.
이하 본 발명에 따른 라우팅 경로 재 설정 과정을 두 단계로 나누어서 설명하기로 한다.
-제 1단계-
도 10은 본 발명에 따른 라우팅 경로를 재 설정하는 과정을 도시한 도면이다. 이하 상기 도 10을 이용하여 본 발명에 따른 라우팅 경로를 재 설정하는 과정에 대해 상세하게 알아보기로 한다. 상기 도 10은 이동중인 타킷의 정보를 수집하여 싱크 노드로 전달하는 센서 노드들을 도시하고 있다. 상기 센서 노드는 센싱 영역 내에 타킷이 위치하고 있을 경우에만 상기 타킷을 감지할 수 있다. 센서 노드1은 1000의 센싱 영역을 가지며, 센서 노드2는 1002의 센싱 영역을 가진다. 또한 센서 노드3은 1004의 센싱 영역을 가진다. 도 10은 센서영역들이 중첩되지 않지만 본 발명은 센서영역들이 중첩되는 경우를 포함한다. 1000의 센싱 영역 내에 위치하고 있는 상기 타킷이 1002의 센싱 영역을 거쳐 1004의 센싱 영역으로 이동한다고 가정한다. 상기 센서 노드1은 상기 타킷이 1000의 센싱 영역에 위치하고 있을 경우 설정된 라우팅 경로를 이용하여 상기 타킷의 정보의 센서 노드4로 전달한다. 상기 센서 노드1이 수집된 데이터를 전달할 수 있는 전송 영역은 1010이다. 따라서, 상기 센서 노드4는 상기 1010의 전송 영역 내에 위치하고 있으므로 상기 센서 노드1이 전송한 데이터를 수신한다. 상기 센서 노드4는 전달받은 데이터를 설정된 라우팅 경로를 이용하여 센서 노드5로 전달한다.
상기 타킷이 1000의 센싱 영역에서 1002의 센싱 영역으로 이동하였다고 가정한다. 상기 타킷의 이동으로 인해 상기 센서 노드1은 상기 타킷을 센싱할 수 없게 된다. 따라서 상기 센서 노드1은 상기 타킷에 관한 정보와 센서 노드4에 관한 정보를 일정시간간격으로 브로드캐스팅한다. 상기 타킷의 이동으로 인해 상기 센서 노드2는 상기 타킷을 센싱한다. 또한 상기 센서 노드1이 브로드캐스팅한 정보를 이용하여 상기 타킷의 정보를 상기 센서 노드4로 전달하여야함을 인지하게 된다. 상기 센서 노드4는 라우팅 테이블에 저장되어 있는 센서 노드1에 관한 정보와 홉카운트에 관한 정보를 삭제한다. 상기 타킷을 센싱한 센서 노드2는 상기 센서 노드1로 응답을 전송한다. 상기 응답을 수신한 센서 노드1은 상기 타킷에 관한 정보와 센서 노드4에 관한 정보를 브로드캐스팅을 중단한다.
상기 센서 노드2는 상기 센서 노드4로 라우팅 요청 메시지를 전송한다. 상기 센서 노드2의 전송 범위는 1012이므로 상기 센서 노드4는 상기 센서 노드2가 전송한 라우팅 요청 메시지를 수신한다. 상기 센서 노드4는 수신한 라우팅 요청 메시지를 이용하여 라우팅 테이블을 갱신한다. 상기 센서 노드4는 상기 센서 노드2로 라우팅 응답 메시지를 전송한다. 상기 센서 노드2는 수신한 상기 라우팅 응답 메시지를 이용하여 새로운 센서 노드2에 대한 라우팅 테이블을 생성함으로서 상기 센서 노드4와의 라우팅 경로를 설정한다. 상기 센서 노드2는 상기 타킷의 정보를 수집하여 설정된 라우팅 경로를 이용하여 상기 센서 노드4로 전달한다.
상기 타킷이 1002의 센싱 영역에서 1004의 센싱 영역으로 이동하였다고 가정한다. 상기 센서 노드2는 상기 센서 노드1이 수행한 동작과 동일한 동작을 수행한다. 상기 센서 노드3은 상기 센서 노드 4로 라우팅 요청 메시지를 전송한다. 하지만 상기 센서 노드3의 전송범위는 1014이므로, 상기 센서 노드4는 상기 센서 노드3이 전송한 라우팅 요청 메시지를 수신할 수 없다. 따라서, 상기 센서 노드4는 라우팅 경로 재 설정을 위한 제 2단계 동작을 수행한다.
-제 2단계-
이하 도 9를 이용하여 본 발명에 따른 라우팅 경로 재설정 과저의 제 2단계에 대해 알아본다. 상기 센서 노드4는 설정된 라우팅 경로를 이용하여 상기 타겟의 정보를 싱크노드로 전달한다. 상기 타겟이 센서 노드4의 센싱 영역에서 센서 노드9의 센싱 영역으로 이동한다. 따라서, 상기 센서 노드4는 더 이상 타겟의 정보를 수집할 수 없게 되고, 상기 제 1단계와 같은 동작을 수행한다. 상기 센서 노드9는 센서 노드3으로 라우팅 요청 메시지를 전송한다. 하지만 상기 센서 노드3은 상기 센서 노드9의 전송 영역 내에 위치하고 있지 않다. 따라서, 상기 센서 노드9는 상기 센서 노드3으로부터 라우팅 응답 메시지를 수신할 수 없게 된다. 상기 라우팅 응답 메시지를 수신하지 못한 상기 센서 노드9는 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅한다. 상기 센서 노드9가 브로드캐스팅한 라우팅 요청 메시지는 센서 노드8과 센서 노드 4가 수신한다. 상기 센서 노드8과 센서 노드4는 수신된 라우팅 요청 메시지를 이용하여 라우팅 테이블을 생성한다. 상기 라우팅 테이블은 수신한 라우팅 요청 메시지에 대한 홉카운트를 포함한다. 상기 홉카운트는 1이 된다.
상기 센서 노드3은 설정된 시간동안 라우팅 요청 메시지가 수신되지 않으면 무한대로 설정한 홉카운트가 포함된 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅한다. 상기 센서 노드4와 센서 노드8, 센서 노드2와 센서 노드7은 상기 라우팅 요청 메시지를 수신한다. 상기 센서 노드2는 저장되어 있는 라우팅 테이블의 홉카운트를 무한대로 변경한다. 상기 센서 노드7은 무한대로 설정한 홉카운트가 포함된 라우팅 테이블을 저장한다. 상기 센서 노드8은 수신한 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 홉카운트와 저장되어 있는 라우팅 테이블의 홉카운트를 비교한다. 상기 비교 결과 저장되어 있는 라우팅 라우팅 테이블의 홉카운트가 라우팅 요청 메시지의 홉카운트보다 작은 경우 라우팅 요청 메시지를 생성한다. 상기 생성한 라우팅 요청 메시지를 인접 센서 노드들로 브로드캐스팅한다. 상기 비교 결과 저장되어 있는 라우팅 테이블의 홉카운트가 라우팅 요청 메시지의 홉카운트보다 큰 경우에는 브로드캐스팅을 종료한다. 상기 도 9에서는 상기 저장된 라우팅 테이블의 홉카운트는 1이며, 상기 라우팅 요청 메시지의 홉카운트는 무한대이다.
상기 센서 노드8이 브로드캐스팅한 라우팅 요청 메시지를 수신한 센서 노드7은 저장되어 있는 라우팅 테이블을 갱신한다. 상기 센서 노드3은 수신된 라우팅 요청 메시지를 이용하여 저장되어 있는 라우팅 테이블울 갱신한다. 상기 센서 노드3은 상기 센서 노드 2로 라우팅 변경(routing revise: RREV) 메시지를 전송한다. 상기 라우팅 변경 메시지에는 홉카운트가 포함된다. 상기 센서 노드2는 상기 센서 노드3이 수행한 동작을 수행하며, 센서 노드7은 센서 노드8이 수행한 동작을 수행한다. 상기 센서 노드1 역시 상기 센서 노드 3이 수행한 동작을 수행하며, 상기 센서 노드6 역시 상기 센서 노드8이 수행한 동작을 수행한다. 상기 센서 노드6이 전송한 라우팅 요청 메시지를 수신한 센서 노드5는 저장된 라우팅 테이블을 갱신한 후 싱크 노드로 라우팅 요청 메시지를 전송한다. 상기 센서 노드1은 상기 싱크 노드로 라우팅 변경 메시지를 전송한다. 이 때 상기 싱크 노드는 센서 노드5와 센서 노드1로부터 라우팅 요청 메시지와 라우팅 변경메시지를 받게 되는데, 이것을 비교하여 홉카운트가 작은 쪽을 선택하여 라우팅 응답 메시지를 전송한다. 상기 홉 카운트가 동일한 경우에는 새로운 경로를 택하게 된다. 상기 도 9는 홉 카운트가 동일함으로 새로운 경로인 상기 센서 노드5로 라우팅 응답 메시지를 전송한다. 상기와 같은 과정을 수행함으로서 상기 싱크 노드와 센서 노드9로의 라우팅 경로가 설정된다.
즉, 기존에 설정한 라우팅 경로와 센서 노드9를 연결한 라우팅 경로를 사용하는 대신 홉카운트가 동일한 새로운 라우팅 경로를 이용하여 데이터를 전송한다. 이와 같이 함으로서 타킷의 이동에 따라 라우팅 경로를 효율적으로 재 설정할 수 있게 된다. 또한 1홉 이내에 있는 센서 노드들만 라우팅 경로 재 설정에 참여시킴으로서 송수신되는 메시지의 개수를 감소시킬 수 있게 된다. 이 때 필요에 따라 2홉 또는 일정한 홉 임계치를 적용할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 기존 라우팅 경로상에 위치하고 있는 센서 노드에서수행되는 동작을 도시하고 있다. 이하 상기 기존 라우팅 경로상에 위치하고 있는 센서 노드를 "NR"이라 하고, 기존 라우팅 경로로부터 1홉 이내에 위치하고 있는 센서 노드를 "NN"이라 한다.
S1100단계에서 상기 NR은 RREQ 메시지 또는 RREV 메시지를 수신한다. S1102단계에서 상기 NR은 수신된 RREQ 메시지 또는 RREV 메시지를 이용하여 저장되어 있는 라우팅 테이블을 갱신한다. S1104단계에서 상기 NR은 수신한 메시지가 RREQ 메시지인지 판단한다. 상기 판단 결과 RREQ 메시지이면 S1106단계로 이동하고, RREV 메시지이면 S1108단계로 이동한다. 상기 S1106단계에서 상기 NR은 라우팅 테이블이 변경되었는 지 판단한다. 라우팅 테이블이 변경되었으면 S1110단계로 이동하고, 라우팅 테이블이 변경되지 않았으면 S1118단계로 이동한다. 상기 S1108단계 상기 NR은 RREQ 메시지를 생성하고, 상기 생성된 RREQ 메시지를 브로드캐스팅한다.
S1110단계에서 상기 NR은 상기 RREQ 메시지가 NN으로부터 수신하였는 지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 NN으로부터 수신하였으면 S1112단계로 이동하고, NN으로부터 수신하지 않았으면 S1118단계로 이동한다. S1112단계에서 상기 NR이 고정된 최종 센서노드(싱크 노드)인지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 싱크 노드이면 S1114단계로 이동하고, 싱크 노드가 아니면 S1116단계로 이동한다. 상기 S1114단계에서 상기 NR은 RREP 메시지를 생성하고, 상기 생성된 RREP 메시지를 전송한다. S1116단계에서 상기 NR은 인접 NR로 RREV를 전송한다.
도 12는 본 발명에 따른 NN에서 수행되는 동작을 도시하고 있다. S1200단계에서 상기 NN은 RREQ 메시지를 수신한다. S1202단계에서 상기 NN은 수신된 RREQ 메시지를 이용하여 저장되어 있는 라우팅 테이블을 갱신한다. S1204단계에서 상기 NN은 라우팅 테이블이 변경되었는 지 판단한다. 라우팅 테이블이 변경되었으면 S1206단계로 이동하고, 라우팅 테이블이 변경되지 않았으면 S1212단계로 이동한다.
S1206단계에서 상기 NN은 상기 RREQ 메시지가 NR로부터 수신하였는 지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과 상기 NR로부터 수신하였으면 S1208단계로 이동하고, NR로부터 수신하지 않았으면 S1212단계로 이동한다. 상기 S1208단계에서 상기 NN은 저장되어 있는 라우팅 테이블의 홉카운트와 수신된 RREQ의 홉카운트를 비교한다. 상기 비교 결과 수신된 RREQ의 홉카운트가 크다면 S1210단계로 이동하고, 상기 저장되어 있는 라우팅 테이블의 홉카운트가 작거나 같다면 S1212단계로 이동한다. 상기 S1210단계에서 상기 NN은 저장되어 있는 라우팅 테이블을 이용하여 RREQ 메시지를 생성한 후, 상기 생성된 RREQ 메시지를 브로드캐스팅한다.
상기 도 12는 RREP 메시지에 대해서는 도시하고 있지 않다. 상기 NN은 수신된 RREP 메시지를 저장되어 있는 라우팅 테이블을 이용하여 인접 센서 노드로 전달한다. 따라서, 상기 NN은 홉카운트를 비교함으로서 인접 NN 내지 인접 NR 중 하나의 센서 노드로 전달한다.
상기 도 9는 타킷이 이동하는 경우에 대해 설명하였으나, 싱크 노드가 이동하는 경우도 동일하게 적용될 수 있다.
상기한 바와 같이 본원 발명은 기존에 설정된 라우팅 경로와 일정한 영역 내에 위치하고 있는 센서 노드들을 이용하여 라우팅 경로를 재 설정함으로서 송수신되는 메시지의 개수를 감소할 수 있다. 또한, 타킷의 이동에 따라 라우팅 경로를 효율적으로 재 설정함으로서 센서 네트워크를 구성하고 있는 센서 노드의 전력 소모를 감소시킬 수 있게 된다.

Claims (15)

  1. 타겟과, 일정한 영역 내에 위치한 타겟의 정보를 수집하는 센서노드들과, 상기 타겟의 정보를 설정된 라우팅 경로를 이용하여 전달받는 싱크노드로 구성된 통신 시스템에서, 상기 타겟의 정보를 전달하기 위해 센서노드로부터 싱크노드까지 라우팅 경로를 재설정하는 방법에 있어서,
    설정된 라우팅 경로로부터 타겟의 정보가 전달되지 않으면 타겟의 정보를 수집하고 있는 센서노드가 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅하는 단계;
    설정된 라우팅 경로 상에 위치하고 있는 제1센서노드그룹의 제1센서노드에서 수신한 상기 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보와 상기 센서노드로부터 일정 거리 내에 위치하고 있는 제2센서노드그룹의 제2센서노드에서 수신한 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보를 비교하는 단계; 및
    상기 비교에 의해 선택된 센서노드를 이용하여 라우팅 경로를 재 설정하는 단계;로 구성됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보는 홉카운트임을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제2센서노드는 상기 제1센서노드로부터 1 홉 또는 일정한 홉 이내에 위치함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2센서노드는 제2센서그룹의 센서노드로 수신한 라우팅 요청 메시지의 홉카운트와 상기 제1센서노드로부터 수신한 라우팅 요청 메시지의 홉카운트를 비교함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제2센서그룹의 센서노드로부터 수신한 라우팅 요청 메시지의 홉카운트가 작으면, 갱신한 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 갱신된 라우팅 요청 메시지를 수신한 상기 제1센서노드는 상기 제1센서노드그룹의 인접 센서노드로 라우팅 경로 변경을 요청하는 라우팅 변경 메시지를 전송하는 단계;
    상기 라우팅 변경 메시지를 수신한 인접 센서노드가 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅하는 단계;를 부가함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 라우팅 변경 메시지는 홉카운트를 포함하고 있음을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 타겟을 센싱하는 노드와 싱크노드사이에 경로를 재설정하는 경우는 타겟의 이동에 의하여 상기 타겟을 센싱하는 센싱 노드가 변경되는 경우, 싱크노드의 위치가 변경되는 경우, 센싱 노드와 싱크 노드 모두의 위치가 변경되는 경우 중 어느 하나임을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 타겟과, 일정한 영역 내에 위치한 타겟의 정보를 수집하는 센서노드들과, 상기 타겟의 정보를 설정된 라우팅 경로를 이용하여 전달받는 싱크노드로 구성된 통신 시스템에서, 상기 타겟의 정보를 전달하기 위해 센서노드로부터 싱크노드까지 라우팅 경로를 재설정하는 장치에 있어서,
    설정된 라우팅 경로로부터 타겟의 정보가 전달되지 않으면 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅하는 타겟의 정보를 수집하고 있는 센서노드;
    설정된 라우팅 경로 상에 위치하고 있는 제1센서노드그룹의 제1센서노드; 및
    상기 제1센서노드로부터 수신한 상기 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보와 제2센서노드로부터 수신한 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보를 비교하는 상기 제1센서노드로부터 일정 거리 내에 위치하고 있는 제2센서노드그룹의 제2센서노드;로 구성됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 라우팅 요청 메시지에 포함되어 있는 정보는 홉카운트임을 특징으로 하는 상기 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제2센서노드는 상기 제1센서노드로부터 1 홉 또는 일정한 홉 이내에 위치함을 특징으로 하는 상기 장치.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 제2센서노드는 제2센서그룹의 센서노드로 수신한 라우팅 요청 메시지의 홉카운트와 상기 제1센서노드로부터 수신한 라우팅 요청 메시지의 홉카운트를 비교함을 특징으로 하는 상기 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 제2센서노드는,
    상기 제2센서그룹의 센서노드로부터 수신한 라우팅 요청 메시지의 홉카운트가 작으면, 갱신한 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅함을 특징으로 하는 상기 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제1센서노드는,
    수신한 상기 갱신된 라우팅 요청 메시지를 상기 제1센서노드그룹의 인접 센서노드로 홉카운트카운트된 라우팅 경로 변경을 요청하는 라우팅 변경 메시지를 전송함을 특징으로 하는 상기 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제1센서노드의 센서노드들은,상기 라우팅 변경 메시지를 수신하면 갱신된 라우팅 요청 메시지를 브로드캐스팅함을 특징으로 하는 상기장치.
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