KR20060021795A - 경사도 라우팅을 사용하는 애드 혹 무선 네트워크 - Google Patents

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Abstract

무선 네트워크에서 패킷을 직접 송신하는 방법에 있어서, 상기 무선 네트워크에서 원래의 노드로부터 목적지로 송신되는 패킷은 각각의 수신 노드 세트에 수신된다. 하나 이상의 수신 노드 세트마다, 패킷 수신 후 지연 기간 동안 패킷의 재송신을 지연시켜 그 수신된 패킷을 처리한다. 다른 노드에 대한 패킷 송신을 지연 기간 동안 감시한다. 그런 다음 노드는 패킷의 송신에 대한 감시에 따라 패킷을 재송신할 것인지를 결정한다. 노드는 예를 들어 그 목적지로의 패킷의 진행, 또는 상기 수신된 패킷의 신호 특성이나 링크 특성에 의존하는 확률 분포로부터 상기 지연 기간을 결정할 수 있다.
무선 네트워크, 원시 노드, 지연 기간

Description

경사도 라우팅을 사용하는 애드 혹 무선 네트워크{AD HOC WIRELESS NETWORK USING GRADIENT ROUTING}
본 발명은 무선 네트워크에서의 라우팅에 관한 것이다.
통상적으로 자가 조직되고(self-organized), 네트워크를 통한 멀티-홉 경로(multi-hop paths)를 통해 패킷을 통과시키는 무선 애드 혹(ad-hoc) 네트워크는 여러 방면에 응용되고 있다. 다양한 라우팅 알고리즘은, 원시 노드로부터 목적지 노드로의 특별한 경로를 통해 노드들 사이에 패킷이 송신되는, 애드 혹 온-디맨드 디스턴스 벡터 라우팅(Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing)(AODV) 및 다이내믹 소스 라우팅(Dynamic Source Routing)(DSR) 등의 네트워크에 제안되어 있다. 경사도 라우팅이라 하는 다른 유형의 라우팅에서는, 네트워크의 중간 노드들에서 패킷이 송신될 때 경로 내의 각각의 연속적인 노드를 식별할 필요 없이 패킷들을 송신한다.
본 발명의 한 관점에서는 일반적으로 무선 네트워크를 통해 패킷을 송신하는 방법, 관련 장치 및 소프트웨어를 특징짓는다. 네트워크를 통한 원시 노드로부터 목적지로 송신되는 패킷의 예는 수신 노드의 세트 각각에 수신되며, 각각의 송신은 대응하는 소스 노드로부터 개시된다. 하나 이상의 수신 노드 세트 각각에서 상기 수신된 패킷을 처리하는 단계를 포함하며, 상기 처리하는 단계는 패킷 수신 후 지연 기간 동안 상기 패킷의 재송신을 지연시키는 단계, 상기 지연 기간 동안 상기 패킷의 송신을 감시하는 단계, 및 상기 패킷의 송신에 대한 감시에 따라 상기 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 하나 이상의 이하의 특징을 포함한다.
상기 수신 노드 세트 각각에서 수신된 패킷을 처리하는 단계는 상기 패킷에 대한 상기 지연 기간을 결정하는 단계를 더 포함한다.
상기 지연 기간을 결정하는 단계는 확률 분포에 따라 상기 지연 기간을 선택하는 단계를 포함한다.
상기 지연 기간을 결정하는 단계는 확률 분포의 파라미터를 결정하는 단계를 더 포함한다.
상기 지연 기간을 결정하는 단계는 상기 소스 노드로부터 상기 목적지로의 패킷의 통과와 관련된 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 패킷의 통과와 관련된 양을 결정하는 단계는 패킷의 수신과 관련된 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 패킷의 수신과 관련된 양을 결정하는 단계는 상기 수신된 패킷의 링크 코스트를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 패킷의 수신과 관련된 양을 결정하는 단계는 수신된 패킷의 신호 특성과 관련된 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 신호 특성과 관련된 양을 결정하는 단계는 수신된 패킷의 신호 대 잡음비와 관련된 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 신호 특성과 관련된 양을 결정하는 단계는 수신된 패킷의 송신 신뢰도와 관련된 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 패킷의 통과와 관련된 양을 결정하는 단계는 목적지로의 패킷의 진행과 관련된 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 목적지로의 패킷의 진행과 관련된 양을 결정하는 단계는 상기 수신 노드로의 경로의 최종 링크에 대한 패킷의 진행과 관련된 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 수신 노드 세트 각각은, 패킷들의 복수의 목적지 각각을, 상기 네트워크를 통해 상기 수신 노드로부터 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 대응하는 양과 연관시키는 저장부를 포함한다.
상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 대응하는 양은 상기 목적지로의 경로에 대한 링크의 신뢰도와 관련 있다.
상기 지연 기간을 결정하는 단계는 상기 수신 노드로부터 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양을 상기 저장부에서 검색하는 단계를 포함한다.
상기 지연 시간을 결정하는 단계는 상기 수신된 패킷의 소스로부터 상기 목적지로 상기 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양을 액세스하는 단계를 더 포함한다.
상기 수신된 패킷의 소스로부터 상기 목적지로 상기 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양을 액세스하는 단계는 상기 수신된 패킷으로부터 상기 양을 액세스하는 단계를 포함한다.
상기 지연 시간을 결정하는 단계는 상기 수신 노드로부터 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양과 상기 수신된 패킷의 소스로부터 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양 사이의 차이를 계산하는 단계를 더 포함한다.
상기 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 단계는 송신의 감시를 통해 상기 목적지에 패킷이 도착하였는지 결정하는 단계를 포함한다.
상기 목적지에 패킷이 도착하였는지 결정하는 단계는 상기 목적지가 승인을 송신하였는지 결정하는 단계를 포함한다.
상기 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 단계는 송신의 감시를 통해 다른 노드가 이미 패킷을 재송신하였는지 결정하는 단계를 포함한다.
상기 수신 노드는 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 저장된 코스트를 포함하며, 상기 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 단계는 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 저장된 코스트가 낮은 다른 노드가 이미 패킷을 재송신하였는지 결정하는 단계를 포함한다.
하나 이상의 수신 노드에서, 상기 패킷의 소스 노드가 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 저장된 코스트가, 상기 수신 노드가 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 저장된 코스트보다 낮다면 상기 패킷을 폐기하는 단계를 더 포함한다.
상기 목적지는 상기 네트워크의 노드이다.
상기 목적지는 상기 네트워크의 노드에서 주관하는 서비스이다.
상기 목적지는 상기 네트워크의 노드들로 이루어지는 구역(zone)이다.
다른 관점에서 본 발명은 패킷 무선 네트워크에서의 패킷 라우팅 방법을 특징짓는다. 상기 네트워크의 노드들간의 무선 송신 특성에 따라 노드 쌍들간의 링크 코스트가 계산된다. 상기 계산된 링크 코스트에 따라 상기 패킷 네트워크의 원시 노드와 목적지 노드간의 경로들을 따라서 노드들에서 패킷이 송신된다.
상기 방법은 하나 이상의 이하의 특징을 포함한다.
상기 패킷을 송신하는 단계는 경사도 라우팅 알고리즘(gradient routing algorithm)을 따른다.
상기 링크 코스트를 계산하는 단계는 링크를 통해 수신된 패킷의 신호 대 잡음비와 관련된 각 링크에 대한 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 신호 대 잡음비와 관련된 각 링크에 대한 양을 결정하는 단계는 CMDA 수신기에서 상관 계수와 관련된 양을 계산하는 단계를 포함한다.
상기 링크 코스트를 계산하는 단계는 각각의 링크에 대한 링크의 신뢰도와 관련된 양을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 링크의 신뢰도와 관련된 각각의 링크에 대한 양을 결정하는 단계는 오류율을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 노드들에서 패킷을 송신하는 단계는 높은 코스트의 링크를 통해 수신된 패킷들을 우선적으로 송신하는 단계를 포함한다.
또 다른 관점에서 본 발명은 유선 네트워크에 패킷 무선 백업을 제공하는 방법을 특징짓는다. 상기 유선 네트워크의 복수의 노드 각각에 무선 송수신기가 결합된다. 상기 유선 네트워크의 노드 중 제1 노드에 결합된 무선 송수신기를 통해 패킷이 수신된다. 상기 유선 네트워크를 통해 상기 노드 중 제1 노드로부터 패킷 송신이 시도된다. 그런 다음 상기 노드 중 제1 노드에 결합된 상기 무선 송수신기를 통해 패킷이 송신된다.
본 발명의 관점에 따라 하나 이상의 이하의 이점을 포함할 수 있다.
링크를 결정함에 있어서 링크 특성의 사용으로 홉 수가 작은 루트를 선호할 수 있고, 이에 의해 노드들간에 데이터를 통과시키는데 필요한 재송신의 총 횟수를 감소시킬 수 있다.
링크 특성에 따라 패킷의 송신을 지연시킴으로써 동일한 패킷을 송신하는 서로 다른 노드들간의 충돌을 회피할 수 있다.
다른 노드들에 의한 패킷 송신을 감시함으로써 명백한 승인을 반드시 요구하지 않으면서 동일한 패킷의 용장성 송신을 제한하는 메커니즘을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점을 이하의 상세한 설명 청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 무선 네트워크의 다이어그램.
도 2는 데이터 패킷의 다이어그램.
도 3은 원시 노드로부터 패킷을 송신하는 절차에 대한 의사코드.
도 4는 수신된 패킷을 처리하기 위한 절차에 대한 의사코드.
도 5는 목적지 노드에서, 수신된 패킷을 처리하기 위한 절차에 대한 의사코드.
도 6은 중간 노드에서, 수신된 유니캐스트 패킷을 처리하기 위한 절차에 대한 의사코드.
도 7a 및 7b는 수신된 방송 패킷을 처리하기 위한 절차에 대한 의사코드.
도 8은 일부의 노드가 유선 네트워크에 의해 링크된 무선 네트워크의 다이어그램.
도 9는 구역이 정해진 무선 네트워크의 다이어그램.

1 경사도 라우팅 접근법
도 1을 참조하면, 무선 네트워크(100)는 일련의 무선 노드(110)를 포함한다. 도시된 예에서, 노드(110)는 노드 A-E로 도시되어 있다. 모든 노드 쌍이 반드시 직접 통신하는 것이 아니므로, 무선 네트워크(100)를 통해 통과하는 데이터 패킷은 일반적으로 멀티-홉 라우팅 접근법으로 일련의 중간 노드를 통해 통과하는 경로를 취한다. 무선 네트워크(100)를 통한 패킷의 라우팅은 경사도 접근법을 사용한다. 또한, 원시 노드나 중간 노드는 각각의 출발 패킷을, 패킷의 최후 목적지에 대한 루트를 통해, 특별한 다음 노드로 반드시 송신하지는 않는다. 오히려, 노드는 패킷 을 수신하는 일련의 노드 중 임의의 노드가 그 목적지로 패킷을 통상적으로 송신할 수 있도록 패킷을 송신한다. 상세히 후술하는 바와 같이, 라우팅 접근법은 원시 노드로부터 목적지 노드로 패킷을 송신하는데 필요한 송신 수를 감소시키는 특징을 가지고 있다.
도 1에 도시된 무선 네트워크(100)에서, 서로 직접적으로 통신할 수 있는 노드들은 노드들을 결합시키는 점선(112)으로 도시되어 있다. 예를 들어, 노드 B 및 C는 노드 A의 송신 범위 내에 있고, 그러므로 노드 A로부터 데이터를 수신할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 노드들간의 접속성은 일반적으로 대칭적인 것으로 간주된다(즉, 임의의 노드 쌍에서, 양 노드는 다른 노드로부터의 송신을 수신할 수 있기도 하고 없기도 하다). 그렇지만, 후술되는 라우팅 프로토콜의 버전은 비대칭 링크의 존재 시, 임의의 두 노드가 대칭 링크를 이루어지는 경로에 의해 접속되는 한 정확하게 계속해서 기능할 것이며, 라우팅 프로토콜의 다른 버전은 그러한 접속성을 요구하지 않을 수도 있다.
라우팅 프로토콜의 일부로서, 각각의 노드(110)는 코스트 테이블(120)을 유지한다. 각각의 코스트 테이블은 일련의 레코드(열)(122)을 가지며, 각각의 열은 서로 다른 특별한 목적지 노드와 연관되어 있다. 코스트 테이블(120)에는 2개의 행이 있으며, 하나의 행(124)은 목적지를 나타내고, 다른 행(126)은 테이블을 유지하는 노드로부터 대응하는 목적지로 패킷을 송신하는 코스트를 나타낸다. 상기 코스트는 네트워크를 통해 목적지로의 가장 낮은 코스트 경로에 대한 그 노드의 추정치를 나타내는 포지티브 양이다. 경로에 대한 코스트는 경로를 따르는 각각의 링크에 대응하는 부가적인 항목을 포함한다. 링크의 코스트는 링크 신뢰도와 반비례한다. 링크의 신뢰도는 인접하는 노드로부터 그 링크를 통해 한 노드에 도착하는 패킷의 신호 대 잡음비(SNR)의 트랙을 유지함으로써 추정된다. 일반적으로, 짧은 링크는 통상적으로 상대적으로 높은 신호 강도 때문에 긴 링크보다 낮은 코스트를 갖는다. 이러한 라우팅 프로토콜의 버전은 링크의 노드에서 동일한 것으로 추정되는 링크 신뢰도에 의존하지 않으며, 대안의 프로토콜 버전은 명백하게 비대칭 링크 신뢰도를 고려한다.
물리(PHY) 및 매체 액세스 제어(MAC)층에서, 노드(110)는 제안된 IEEE 082.15.4 표준에 따라 통신한다. 무면허 2.4 GHz ISM(산업, 과학, 및 의학) 밴드에서는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼(DSSS) 통신 기술이 사용된다. 확산 스펙트럼 통신의 사용으로, IEEE 802.11b 표준을 사용하는 무선 LANS 및 블루투스(IEEE 802.15.1)을 포함하는 동일한 밴드에서 다른 통신 시스템과의 간섭을 피할 수 있다. 하나의 노드로부터 복수의 인접하는 노드로 동시에 발생하는 패킷 송신을 지원하는 대안의 PHY 및 MAC 층을 동일한 방식으로 사용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 각각의 패킷(200)이 패킷 포맷을 사용하는 노드들 사이에 데이터가 송신되며, 이러한 패킷 포맷에서는 각각의 포맷이 물리층 헤더(210)와, 네트워크 서비스 데이터 유닛(NSDU)(218)을 형성하는 패킷의 나머지를 포함한다. 헤더(210)는 확산 스펙트럼 통신의 동기화에 사용되는 프리앰블(212), 구획 문자(214), 및 패킷 길이(216)를 포함한다.NSDU(218)는 어드레스부(220), 패킷 데이터 유닛(PDU), 및 선택 CRC(242)를 포함한다.
어드레스부(220)는 네트워크를 통해 패킷을 라우팅하는데 사용되는 정보를 포함한다. 어드레스부(220)는 모드(222)를 포함하며, 이 모드(222)는 패킷이 유니캐스트 패킷인지, 방송 패킷인지 또는 승인 패킷인지를 나타내는 표시기, 및 중간 노드가 이러한 패킷에 기초하여 자신의 코스트 테이블을 갱신해야 하는지를 나타내는 표시기를 포함한다. 도 2의 하부에 도시된 바와 같이, 어드레스부(22A-C)에서는, 어드레스부의 포맷이 패킷 모드에 의존한다.
유니캐스트 패킷에 있어서, 어드레스부(220A)는 패킷의 원시 노드(224) 및 목적지 노드(226), 원시 노드로부터 송신된 패킷의 시퀀스 번호(232)의 식별, 및 최종 링크를 통해 패킷을 송신한 소스 노드(223)의 식별을 포함한다. 이러한 프로토콜 노드의 버전에서는 범위(1-255)에서 고유 노드 번호에 의해 헤더에서 식별된다. 어드레스부(220)는 또한 패킷의 원시로부터 소스로의 획득 코스트 및 패킷의 소스로부터 목적지로의 나머지 코스트(230)를 포함한다. 상기 코스트들은 범위(0-255)에서 정수로 표현된다.
상기 발생된 코스트 및 나머지 코스트를 설정하는 절차를 이하에 상세히 설명한다.
방송 패킷에 있어서, 어드레스부(220B)는 목적지를 포함하지 않지만, 패킷이 그 원시 노드로부터 취해진 홉(hops)의 수를 카운트하는데 사용되는 반경부(227)를 포함한다. 방송 패킷이 특별한 목적지에 어드레스되지 않기 때문에, 어드레스부는 나머지 코스트 필드를 포함하지 않는다.
승인 패킷의 어드레스부(220C)는 소스(223), 원시(224), 나머지 코스트 (230), 및 시퀀스 번호(232)를 포함한다.
2 예
경사도 라우팅 접근법에 따라 패킷을 송신하는 예를 도 3 내지 7a - 7b를 참조하여 이하에 설명한다. 이러한 예는 패킷을 송신하고 수신한 후에 이어지는 절차를 나타낸다. 설명의 간략화를 위해, 이하의 논의에서는 단일 "패킷"을 특별한 원시 노드와 이 노드에서의 시퀀스 번호와 연관시킨다. 노드가 하나의 패킷, 또는 이 패킷의 복수의 복사본을 수신한다고 할 때, 이것은 그 노드가 상기 특별한 원시 노드와 시퀀스 번호를 갖는 패킷의 예(instance)를 수신하였음을 의미한다. 중요한 것은 본 논의에서는 패킷의 다양한 예(즉, 송신 또는 재송신)가 구별된다는 점이다. 도 3 내지 7a - 7b에 도시된 절차 각각이 단일 패킷의 처리와 관련 있다는 것에 주목하라. 그렇지만, 각각의 노드는 그 절차에 따라 복수의 패킷을 동시에 처리할 수 있다.
2.1 예 1
제1 예에서, 노드(110)는 노드 E로 정해진 유니캐스트 패킷을 송신한다(110). 패킷이 네트워크를 횡단할 때 상기 패킷은 코스트 테이블을 갱신하도록 플래그되지 않는다. 이 예에서는, 네트워크의 각각의 노드가 목적지 E의 코스트 테이 블(120)에서 레코드(122)를 포함한다. 설명에 있어서, 링크에 대한 링크 코스트는 도 1에서 괄호 안에 표시되어 있으며, 각각의 노드에서 코스트 테이블(120)의 최소 코스트는 목적지 E까지의 최단 경로를 따르는 최소의 전체 코스트이다.
소스 노드 A(110)는, 소스 노드(223)와 원시 노드(224)에서는 자체의 식별을 갖되, 목적지 노드(226)에서는 노드 E의 식별을 갖는, 노드 E로 정해진 패킷(200A)의 어드레스부(220)를 초기화한다. 노드 A는 발생된 코스트(228)를 제로로 초기화하고, 그 코스트 테이블(120)로부터 검색된 목적지 E에 대한 나머지 코스트(230)를 초기화하며, 본 예에서는 코스트가 10이다. 이러한 패킷은 코스트 테이블을 갱신하는데 사용되지 않는 유니캐스트 패킷으로서 플래그된다. 노드 A는 그 패킷 시퀀스 번호를 증가시키고, 이 시퀀스 번호를 시퀀스 번호 필드(232)에 넣어, 외부로의 패킷 큐에서 패킷을 대기 행렬로 한다.
도 3에 도시된 절차를 참조하면, 패킷은 유니캐스트 패킷이므로(라인 0110), 원시 노드(110)는 이 절차에서 라인(1120-0170)에서 초기의 시퀀스 단계를 수행한다. 먼저, 노드 A는 패킷을 송신용 MAC 층으로 통과시킨다(라인 0140). 특별한 MAC 및 PHY 층에 의존하여, 이 단계에서는 예를 들어 개별적인 송신이 시도될 때 충돌이 검출되면 수회의 송신이 시도된다.
MAC 층은 패킷이 임의의 인접하는 노드에 의해 수신되는 것을 보증하지는 않는다. 그러므로, 노드 A는 재송신 시간을 대기한다(라인 0150). 재송신 시간이 만료되기 전에, 노드 A가 그 목적지에 보다 가까운 다른 노드가 이미 패킷을 송신하였음을 검출하였거나, 상기 패킷이 상기 목적지에 가까운 어떤 노드에 의해 송신되 었다는 것에 대한 명백한 승인을 수신하였다면(라인 0170), 노드는 패킷을 대기 행렬을 해제한다(라인 0250). 후술되는 바와 같이, 노드 패킷을 송신할 때는 나머지 코스트 필드(230)를 재기록한다. 이 필드를 검사함으로써, 노드 A는 상기 노드가 자신보다 더 가까운 노드에 의해 목적지로 송신되었는지를 판단할 수 있다. 마찬가지로, 명백한 승인 패킷은 동일한 목적을 위해 사용되는 나머지 코스트 필드를 포함한다. 노드 A는 패킷을 송신하고서 적절한 송신이나 승인이 검출될 때까지, 또는 검색 한계에 이를 때까지 대기하는 단계를 반복한다.
이 예에서, 노드 B 및 C는 노드 A로부터의 송신의 범위 내에 있으며, 모두 패킷을 수신한다. 도 4에 도시된 절차를 참조하면, 각각의 노드는 패킷을 수신하고 그 수신된 SNR을 측정하며, 노드 A로부터 이미 검출된 SNR과 상기 SNR을 평균한다. 상기 SNR을 사용하여 링크 코스트 LC를 결정한다. 이러한 버전의 시스템에서는, 링크 코스트가 1 내지 7 범위의 정수로 설정된다.
수신 노드에서 코스트 테이블을 갱신하기 위해 패킷이 플래그되면(라인 0320), 수신 노드는 수신 코스트에 기초하여 그 코스트 테이블을 갱신한다. 이러한 개싱 절차 및 상기 노드가 그 코스트 테이블을 갱신하는 환경에 대해서는 상세히 후술한다. 이 예에서, 노드 A로부터의 패킷은 코스트 테이블을 갱신하도록 플래그되지 않고, 노드 B 및 C는 패킷의 최종 목적지가 아님, 그러므로 노드 B 및 C 각각에서 패킷에 대한 검색을 라인(0350)에서 계속 수행하며, 이러한 절차의 수행에 따라 중간 노드에서 유니캐스트 패킷을 처리한다(라인 0390).
도6에 도시된 절차를 참조하면, 패킷을 수신하는 각각의 중간 노드(즉, 이 예에서는 노드 B 및 C)는 패킷을 송신(재송신)해야 하는지를 먼저 결정하고, 만약 그렇다면, 시간 주기 동안 패킷을 재송신하는 것을 지연시키되, 상기 시간 주기는 상기 패킷이 그 최종 송신에 의해 송신된 최종 목적지 쪽으로 얼마나 진행되는지에 따른다. 구체적으로, 수신된 유니캐스트 패킷의 처리는, 상기 수신 노드가, 상기 수신된 패킷의 목적지에 대한 상기 남아 있는 코스트를 갖는 코스트 테이블에 엔트리를 갖고 있는지를 알아보기 위한 체크를 시작한다(라인 0610). 상기 노드가 엔트리를 갖고 있지 않다면 노드는 그 패킷을 송신하지 않고 폐기해 버린다. 엔트리를 갖고 있기는 하지만, 목적지에 대한 엔트리가, 상기 패킷의 이전 송신기보다 상기 목적지로부터 더 멀리 있는 것으로 나타나는 경우에도, 상기 노드는 패킷을 폐기해 버린다. 이 예에서, 노드 B 및 C 모두는 그 수신된 패킷에 표시되어 있는 목적지 E에 대해 낮은 남아 있는 코스트를 가지며, 그러므로 패킷을 폐기하지 않는다.
이 점에서 상기 예에서는, 패킷의 첫 번째 송신을 수신하는 경우, 노드 B도 노드 C도 패킷을 이미 송신하지 않았고 상기 패킷에 대한 다른 노드 승인도 검출하지 않았으므로(라인 0620), 라인(0680)에서 상기 수신된 패킷을 계속해서 처리한다.
다음 각각의 노드는 그 최종 홉에서 상기 패킷의 진행을 계산한다(라인 0680). 상기 진행은 상기 수신된 패킷에 표시되어 있는 남아 있는 코스트와 상기 진행을 계산하는 노드의 코스트 테이블에 남아 있는 코스트 사이의 차이로 정의된다. 코스트가 높은 링크를 통해 송신되는 패킷은 일반적으로 계산 진행이 높다. 비록 신호 특성에서의 변동이나 코스트 테이블의 동적 변화로 인해, 상기 진행이 반 드시 최종 링크 코스트와 같지는 않아도, 패킷의 진행은 일반적으로 최종 링크를 통한 수신 코스트와 관련되어 있다(즉, 통상적으로 낮은 SNR에 대한 진행이 높을수록 그에 따라 거리는 더 멀다).
상기 진행을 계산한 후, 노드 B 및 노드 C는 모두 패킷을 대기 행렬로 한다(라인 0690). 상기 대기 행렬에서 발생된 코스트는 상기 최종 링크에 따라 증가되며, 상기 남아 있는 코스트는 패킷의 최종 목적지에 있어서 그 코스트 테이블 내의 노드의 엔트리와 동일하게 설정된다. 상기 발생된 코스트는 실질적으로 라우팅 결정에는 사용되지 않기 때문에, 갱신 코스트 플래그가 설정되어 있지 않은 경우에는 상기 발생된 코스트를 갱신하는 단계가 선택 단계임에 주목하라.
위에서 언급한 바와 같이, 패킷은 통상적으로 즉시 송신되지 않는다. 오히려, 각각의 노드는 다음에, 최종 송신에서 패킷에 의해 수행되는 진행에 따라 최대 지연을 독립적으로 계산한다(라인 0720). 이 예에서, 노드 B는 노드 E에 대해 남아 있는 코스트가 7이며, 그러므로 남아 있는 코스트가 10으로 설정된 패킷의 진행은 3이다. 마찬가지로, 노드 C에서 패킷의 진행은 5이다. 이러한 최대 지연은 상기 진행에 기초를 두고 있으므로, 일반적으로 상기 진행이 클 때는 상기 최대 지연이 작다. 이러한 접근법은 일반적으로 홉의 수가 작은 경로를 더 선호하여 엔드-엔드(end-to-end) 잠재성을 감소시킨다. 노드 B 및 C는 패킷의 재송신을 협동하지 않기 때문에, 다른 노드가 패킷을 수신하였고 그 패킷을 송신할 수 있다는 것을 반드시 알고 있을 필요가 없다는 것에 주목하라.
노드 B 및 노드 C 각각은, 원시 노드에 의해 수행되는 단계들과 유사한 루프 (라인 0710-0800)를 수행한다(도 3의 라인 0130-0170을 참조). 그렇지만, 패킷을 최초로 송신하기 전에, 상기 노드는 임의의 지연을 대기하는데, 이 임의의 지연은 제로에서부터 상기 패킷의 진행에 따라 계산된 최대 지연까지 범위가 정해진 일정한 확률 분포로부터 선택된다. 이러한 버전의 시스템에서, 최대 지연은 상기 계산된 진행(통상적으로 1 내지 7의 범위) 시간의 멱(power)에 대한 1/2로 설정되며, 정해진 시간 상수는 여기서는 24ms이다. 그러므로, 진행이 5인 노드 C에서의 최대 지연은 0.75 ms이며, 진행이 3인 노드 B에서의 최대 지연은 3.0 ms이다.
본 예에서, 노드 C에 대해 임의로 선택된 실제 지연은 노드 B에 대해 선택된 지연보다 훨씬 작은 것으로 가정한다. 그러므로 임의의 다른 노드가 패킷을 송신하거나 또는 승인하는 것을 노드 B가 검사하기 전에, 노드 C는 라인(0730)에서 테스트를 수행한다. 노드 C가 그러한 송신이나 승인을 검출하지 않았으므로, 패킷을 송신하고 난 다음에(라인 0740), 추가의 재송신의 진행 여부를 결정하기 전에 하나의 재송신 시간 동안 대기한다(라인 0750).
노드 C가 패킷을 송신할 때, 노드 B의 선택된 지연이 노드 C의 지연보다 길다는 가정 하에, 노드 B는 계속해서 대기한다(라인 0720). 노드 B가 노드 C의 패킷 송신을 검출하기 위한 범위 내에 있는 것으로 가정한다. 그러므로, 노드 B가 상기 송신된 패킷을 송신하였을 때의 지연의 종료에서, 노드 C에 의한 송신이 검출되었다. 노드 C로부터 그 검출된 송신에 남아 있는 코스트는 5이며, 이것이 노드 C의 코스트 테이블 내의 코스트 엔트리이다. 목적지 E에 대한 노드 B의 엔트리는 7이고, 이것은 5보다 크며(라인 0750), 노드 B는, 최종 목적지에 보다 가까운 노드가 상기 노드보다 먼저 송신하였고 그러므로 송신할 필요가 없다는 것을 알고 있다.
원시 노드 A로 돌아가서, 도 3을 다시 참조하면, 노드 A는 패킷의 노드 C의 송신을 검출하고, 그 송신된 패킷은 노드 A가 재송신 지연에 있는 동안(라인 0150) 노드 C에 의해 송신되는 것으로 가정한다. 상기 송신된 패킷에 남아 있는 코스트가 5이고 이것은 목적지가 10인 노드 A의 코스트보다 작기 때문에(라인 0170), 노드 A는 다음에 패킷의 대기 행렬을 해제한다(라인 0250).
노드 E에서 패킷을 그 최종 목적지로 송신한 후, 목적지 노드 E, 뿐만 아니라 다른 중간 노드 A, B 및 D가 노드 C의 패킷 송신 범위 내에 있는 것으로 가정한다. 도 4를 참조하면, 목적지 노드 E는 상기 도시된 절차에 따라 노드 C로부터 송신되는 패킷을 처리한다. 이 예에서, 패킷은 코스트를 갱신하도록 플래그되지 않으며, 그러므로 노드 E는 목적지 노드에서의 진행 패킷(Process Packet at Destination Node) 절차를 수행하며, 이는 도 5에 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 이것은, 노드 E가 이러한 패킷을 최초로 수신하였고(라인 0510), 그러므로 노드 E가 승인 패킷을 즉시 송신하고, 남아 있는 코스트가 제로로 설정된다.
노드 A 및 B 각각은 노드 C에 의해 송신된 패킷을 수신한다. 그렇지만, 이들 노드 A 및 B는 노드 C보다 큰 노드 E에 대해 코스트를 가지고 있어서, 노드 A 및 B는 검출된 송신 패킷을 폐기해 버린다(도 6, 라인 0610).
노드 D는 노드 C가 송신한 패킷을 수신한다. 노드 D는 보다 가까이 있는 노드가 송신하는 패킷들을 검출하여 그 패킷을 송신한다. 노드 E에 대한 노드 D의 코 스트는 4이며, 이것은 노드 C로부터의 코스트보다 작으므로, 그 진행은 1이다(라인 0680). 상기 진행은 상대적으로 작으므로, 지연은 상대적으로 크다(라인 0700). 그러므로, 지연이 기간 만료된 시간만큼, 노드 D는 남아 있는 코스트가 제로인 노드 E가 송신한 승인 패킷을 검출하는데, 상기 남아 있는 코스트는 노드 E에 대한 노드 D의 코스트보다 작다(라인 0730). 노드 C로부터 수신되는 패킷 노드 D는 승인 필요하다는 것을 나타내지 않으며, 그러므로 노드 D는 다음에 패킷의 대기 행렬을 해제한다(라인 0810).
이 점에서, 본 실시예에서는 어떠한 불필요한 송신 없이, 노드 A로부터 노드 C를 통해 노드 E로 패킷이 횡단한다.
2.2 예 2
예 1의 첫 번째 대안에서는, 노드 E가 예를 들어, 순간적으로 호의적인 송신 환경으로 인해 노드 A의 원시 송신을 수신하도록 실제로 관리하는 것으로 가정한다. 또한, 노드 E가 승인을 송신하지만, 노드 A 및 B가 아닌, 노드 C 및 D만이 그 승인을 검출하는 것으로 가정한다. 노드 B는 노드 E로부터 승인 또는 임의의 패킷 재송신을 수신하지 않았기 때문에, 노드 B는 그 임의의 지연의 종료에서 패킷을 송신한다(라인 0740). B의 송신은 노드 A, C, 및 D가 수신하는 것으로 가정한다.
노드 C 및 D는 남아 있는 코스트가 제로인 패킷의 승인을 이미 수신하였으므로, 노드 B가 송신한 패킷을 폐기해 버린다. 그렇지만, 노드 C 및 D는 상기 패킷의 승인을 이미 수신하였으므로, 각각의 노드는 B가 송신한 패킷에 응답하여 승인 패킷을 송신한다(라인 0630). 노드 B는 이러한 승인을 수신하여 패킷의 대기 행렬을 해제한다(라인 0810). 노드 A는 노드 B가 송신한 패킷을 수신하여, 송신되는 것과 같이, 패킷의 대기 행렬을 해제한다(라인 0250).
2.3 예 3
예 1의 두 번째 대안에서, 노드 D는 노드 B 및 노드 C와 함께 노드 A의 송신을 수신한다. 그런 다음 노드 D는 다른 노드들보다 먼저 패킷을 송신하고, 이 송신된 패킷을 노드 B, C, 및 E가 수신한다. 그러므로 노드 B 및 C는 패킷을 송신하지 않는다. 노드 B, C 및 D는 노드 E의 승인을 수신하지만, 원시 노드 A는 수신하지 않는 것으로 가정한다. 그러므로, 재송 시간의 지연의 종료에서(라인 0150), 노드 A는 패킷이 그 목적지로 송신되었다는 것과, 또는 하나의 홉에서 송신되었는지 조차도 알지 못한다. 그러므로, 노드 A는 원시 패킷을 재송신한다(라인 0140).
노드 B 및 C가 상기 재송신된 패킷을 수신할 때는, 남아 있는 코스트가 낮은 노드 D로부터 이미 상기 재송신된 패킷을 수신하였다(라인 0620). 그러므로, 노드 B 및 C는 그 남아 있는 노드의 코스트를 각각 나타내는 승인을, 그 승인의 남아 잇는 코스트 필드(230) 내의 목적지 E로 송신한다. 노드 A는 이러한 승인들 중 적어도 하나를 수신하여, 패킷의 대기 행렬을 해제한다.
2.4 예 4
다음에는, 갱신 코스트 플래그가 설정되어 있지 않는 노드 A에서 시작하는 방송 패킷의 예를 상정한다. 도 2를 다시 참조하면, 방송 패킷의 어드레스부(220)는 목적지 필드(226)이 아닌 반경 필드(227)를 포함한다. 상기 반경 필드의 값은 원시 노드에 의해 포지티브 값으로 설정되어 있고 각각의 송신 노드에 의해 감소된다. 상기 반경 필드의 수신된 값이 1보다 크면 노드는 방송 패킷만을 송신한다. 중간 노드에서의 방송 패킷의 처리는 갱신 코스트 플래그가 어드레스부(220)의 모드 필드(222)에 설정되는지에 따라 다르다.
도 3을 참조하면, 방송 패킷은 방송의 원하는 반경 필드를 나타내는 송신용 노드에 의해 먼저 대기 행렬로 된다(라인 0190). 그런 다음 상기 노드는 상기 패킷을 소정의 횟수만큼 송신하고, 패킷의 대기 행렬의 해제하기 전에, 각각의 송신 사이의 정해진 방송 시간 동안 지연시킨다. 상기 노드는 송신되는 패킷을 검출하기 위해 대기할 필요가 없다. 이러한 버전의 시스템에서는 노드가 패킷을 3회 재방송한다(n_broadcast=3).
각각의 수신 노드는 도 7a에 도시된 절차에 따라 패킷을 처리한다. 일반적으로, 패킷이 수신된 링크의 링크 코스트에 의해 패킷의 코스트를 증가시키고, 수신된 반경 필드를 1만큼 감소시킨 후에, 상기 노드들은 상기 반경 필드가 1보다 큰 방송 패킷을 송신한다. 상기 패킷을 다루는 방법은 갱신 코스트 플래그가 설정되는지에 좌우된다.
본 예에서는 노드 B 및 C 각각이 먼저 패킷을 수신할 때, 수신된 반경 필드가 1보다 크고 상기 갱신 코스트 플래그가 설정되어 있지 않기 때문에 처리는 라인(1040)에서 시작한다. 노드 B 및 C는 이러한 패킷의 복사본을 미리 수신하지 않았으므로 노드 B 및 C는 상기 발생된 코스트를 증가시키고 그 반경 필드를 감소시킨 후(라인 1070) 패킷의 대기 행렬을 해제하고, 상기 패킷을 재송신하는 루프를 초기화한다(라인 1080-1110). 상기 패킷을 정해진 회수만큼 송신한 후, 각각의 노드는 패킷의 대기 행렬을 해제한다.
노드 D는 먼저 노드 B 및 C 중 하나로부터 상기 송신된 패킷을 수신한 후, 동일한 송신 절차를 초기화한다. 노드 B 및 C 중 다른 하나로부터 송신된 패킷을 수신하면 그 패킷을 폐기해 버린다(라인 1050).
2.5 예 5
다음에는 갱신 코스트 플래그가 설정되어 있는 원시 노드 A로부터 방송 패킷이 송신되는 예를 상정한다. 원시 노드 A에 의해 수행되는 절차는 상기 갱신 코스트 플래그가 예 4에서 설정되는 경우와 같다.
본 예에서, 노드 B 및 C 각각이 먼저 패킷을 수신할 때는, 수신된 반경 필드가 1보다 크고 갱신 코스트 플래그가 설정되어 있기 때문에 처리는 라인(0910)에서 시작한다. 노드 B 및 C는 이러한 패킷의 복사본을 이미 수신하지 않았으므로 처리는 라인(0935)에서 계속된다.
각각의 노드는, 상기 수신된 링크 코스트 더하기 원시 노드로부터 발생된 코스트에 기초하여, 그 노드로부터 원시 노드로 패킷을 송신하는 코스트에 대한 그 코스트 테이블을 갱신한다. 본 예에서는, 이러한 수신에 따라, 노드 B 및 C로부터 수신되는 패킷에서의 상기 발생 코스트가 제로이고, 그러므로 모드 B 및 C 모두는 A에 대한 자신들의 코스트를 노드 A로부터 방금 수신되는 패킷의 상기 수신된 링크 코스트가 되도록 설정한다.
각각의 수신 노드는 상기 수신된 링크 코스트에 따라 지연을 설정한다. 링크 코스트는 송신의 신호 특정에 기초하여 계산되며, 이 버전에서는 1 내지 7의 정수 값으로 양자화되며, 낮은 코스트가 보다 신뢰성 있는 링크에 대응한다는 것을 상기하라. 이러한 버전의 시스템에서는, 최대 지연이 코스트 빼기 1 곱하기 4의 시정수로 설정된다(라인 0940). 그러므로, 코스트가 1인 지연은 0 ms가 되고, 코스트가 7인 지연은 24 ms가 된다. 각각의 노드는 패킷의 대기 행렬을 해제하고(라인 0950) 그런 다음 제로로부터 상기 계산된 지연까지의 범위 내에서 일정한 분포로부터 선택된 임의의 기간 동안 대기한다(라인 0960).
방송 패킷을 송신하는 처리 동안, 노드는 상기 패킷의 다른 복사본을 수신할 수 있다. 이 제2의 복사본은 다르게 표시된 발생 코스트를 가지며, 링크 코스트는 제1 복사본과는 다르게 된다. 이러한 버전의 라우팅 접근법에서는, 노드가 이전의 패킷 송신보다 발생 코스트가 낮은 상기 제2 복사본을 송신하는 경우, 상기 수신된 패킷의 이전 송신이 이미 완료되지 않았다면 폐기해 버린다. 상기 제2의 복사본이 상기 발생 코스트와 같거나 높게 송신되는 경우, 상기 패킷은 송신되지 않는다. 예 를 들어, 노드는 먼저 발생 코스트가 a1이고 링크 코스트가 c1인 패킷을 수신하는 경우, 패킷의 송신은 발생 코스트가 a1+c1임을 표시한다. 후에, 발생 코스트가 a2 이고 링크 코스트가 c2인 발송 패킷의 다른 복사본을 노드가 수신하는 경우, 발생 코스트가 a2+c2임을 나타내는 패킷이 송신된다. 그러나 a2+c2≥a 1+c1 이면, 인접하는 노드가 이미 상기 패킷을 수신하였을 뿐만 아니라 원시 노드로부터의 제2 발생 코스트가 낮아지지 않게 되어, 패킷의 제2의 복사본은 송신되지 않는다.
도 7A에 도시된 구체적인 과정을 다시 참고하면, 지연동작이 완료되는 시점에서 중간 노드가 저가의 발생 코스트(이미 받은 발생 코스트에 링크 코스트를 합한 금액)을 가지고 전달되는 패킷의 사본을 수신하지 못한 경우(라인 0970)에, 중간 노드는 그 패킷을 전송하게 된다(라인 0908). 이러한 지연 및 전송처리는 미리 정해진 시간 동안 반복되며, 본 시스템의 경우에는 3번 반복된다.
본 실시예에서, 노드 B가 코스트 3을 가진 패킷을 수신하고 노드 C가 코스트 5를 가진 패킷을 수신하는 경우를 고려한다. 노드 B에 대한 최대의 지연시간은 8 마이크로초(ms)가 되고, 노드 C에 대한 최대의 지연시간은 16 ms이다. 임의로 선택한 기간에 기초한다고 가정하면, 노드 B가 먼저 패킷을 전달하고(라인 0980), 노드 C가 이 전달된 패킷을 수신한다.
본 실시예에서, 코스트 3과 패킷에 지시된 발생 코스트 3을 가진 노드 B로부터 패킷의 다른 사본을 수신한다. 따라서, 노드 C가 전달했을 경우 패킷의 새로운 발생 코스트는 6이 된다. 그러나 노드 C는 발생 코스트 5로 대기한 패킷을 이미 가지고 있기 때문에, 노드 C는 노드 B로부터 전달되는 패킷을 폐기하게 된다(라인 0920).
대체로, 단일전송(unicast) 패킷은 갱신 플래그 세트로 전송될 수도 있다. 목적지까지의 가장 짧은 경로 "부근"의 노드 세트에서 초기 노드에 대한 코스트 엔트리가 갱신된다.
3 계층화 프로토콜
상기 언급한 경로설정(routing) 방법은 패킷을 원하는 목적지로 전달하는 것을 보장하지는 못한다. 네트워크 계층의 상단에 구축된 상위 프로토콜은 애플리케이션에 의해 요구되는 지점대 지점간 응답과 같은 특징에 대한 능력을 가진다. 예를 들어, 지점대 지점간 응답에 대한 요청은 NPDU(240)에 포함될 수 있다(도 2). 단일전송 패킷의 궁극적인 목적지에서 패킷을 수신하게 되면, 상위 프로토콜 계층이 응답 패킷을 생성하여 초기 노드로 다시 전송할 수 있게 된다.
네트워크 계층 이상의 계층에서는, 경로설정을 위한 능력을 가지고 있는데, 세션 개념이 지원된다. 도 1에 도시된 네트워크의 예에서, 노드 A가 노드 E와 통신하고자 하지만, 노드 A가 노드 E로 패킷을 전송할 코스트를 알지 못하거나 그 코스트가 기존의 코스트일 경우, 노드 A는, 노드들이 패킷을 수신할 때 자신들의 코스트(노드 A에 대한 코스트)을 갱신하여야 한다는 것을 나타내는 방송 패킷을 전송한다. 이 패킷의 페이로드는 세션을 설정하기 위해 노드 E의 요청도 포함한다. 이러한 요청에 따라, 노드 E는 단일전송 패킷을 다시 노드 A로 전송한다. 이 패킷은 갱신 플래그 세트도 가진다. 노드 A가 노드 E의 회답을 수신하면, 코스트 테이블이 경로와 함께 노드 A 및 노드 E 사이에서 양방향 통신을 지원하게 된다. 이와 달리, 노드 A에 대한 노드 E의 회답이 방송 패킷이므로, 노드 E에 대한 코스트를 네트워크의 더 많은 수의 노드에서 노드 E에 대한 코스트를 갱신하게 된다.
4 변형예
4.1 경로설정 계층 및 MAC 계층 상호작용
MAC 계층은 전송을 위해 한번에 하나의 패킷을 받아들이고 완료시(예컨대, 최대의 CSMA 백오프가 도달하는 등의 전송 실패 또는 전송 성공)에 상태 코드를 회신한다. 초기 노드로부터 패킷을 전송할 경우, MAC 계층은 그 즉시 전송이 가능하다. 패킷을 중간 노드에서 전송할 경우, MAC 계층은, 인접하는 노드와 동시에 전송하는 것을 피하기 위해, 개시 랜덤 백오프를 선택하도록 지시받는다. 개시 백오프는 과정에 기반을 둔 전달 지연과 독립적으로 처리된다. 필수적인 것은 아니더라도 유용한 MAC의 특징은 사전에 요청된 전송을 최소할 수 있는 능력이다. 이러한 특징은 경로설정 계층에 의해 이용되어 불필요한 전송, 예컨대 응답이 MAC에 의해 처리되는 패킷에 수신된 경우의 전송(예컨대, 응답이 라인 0730에서 검출된 경우 라인 0740에서의 전송을 금지시키는 것)을 감소시킬 수 있게 된다.

4.2 코스트 평균화 (cost averaging)
상술한 코스트 갱신 방법에 있어서, 노드는 수신한 단일 패킷의 신호대 잡음비에 기초하여, 수신한 링크 코스트를 산출하는데, 이러한 단일 패킷은 코스트를 갱신하기 위해 플래그 처리된 것이다. 이와 다르게, 각각의 노드는 이웃하는 노드로부터 수신하는 패킷에 대한 코스트의 장기 평균(long-term average)를 유지하고, 코스트 테이블의 갱신과 전달된 패킷의 발생 코스트란의 증분을 위해 플래그 처리된 패킷을 수신할 때 이러한 평균을 이용한다.
4.3 순향 코스트 테이블 갱신 (proactive cost table updates)
노드는 코스트 테이블 정보를 이들에 이웃하는 노드와 선택적으로 교환할 수 있으며, 수신한 코스트 테이블와 수신한 링크 코스트를 이용하여 자신들의 테이블을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 갱신 플래그 세트를 가진 패킷을 대기하여, 그 패킷의 초기 노드에 대해 그 코스트 테이블내의 엔트리를 갱신하는 것이 아니라, 노드는 이웃하는 노드의 코스트 테이블에서의 하나 이상의 엔트리를 수신하는 것이다. 수신하는 노드는 엔트리를 전송한 노드로부터 패킷에 대한 링크 코스트를 엔트리내의 각각의 코스트에 가산한다. 이후, 노드는 증분되고 수신된 코스트가 더 낮은 코스트 테이블에 있는 임의의 코스트를 교체한다.

4.4 단일방향 코스트 (unidirectional costs)
상술한 코스트 갱신 방법에 있어서, 패킷을 노드 A로 전송하기 위한 중간 노드 B에서의 코스트는 노드 A로부터 노드 B로 패킷을 전송하는 발생 코스트에 기초하여 정해진다. 패킷을 전송하는 코스트가 대칭이 아닌 시스템에서는 다른 방법이 바람직할 수 있다. 다른 수신기에 상이한 정도로 영향을 미치며 국부화된 인터페이스, 또는 상이한 노드에서 전송 파워가 차이가 나는 등의 많은 이유 때문에 비대칭 코스트(asymmetrical costs)이 발생할 수 있다.
이 방법에 있어서, 각각의 노드는 이웃하는 노드가 수신한 '1'로 설정된 반경 필드를 가진 메시지를 주기적으로 배신(broadcast)한다. 반경이 '1'로 설정되기 때문에, 이 메시지는 이들 노드에 의해서는 전달되지 않는다. 메시지의 주요부는 이웃하는 노드에서 전송한 이전 메시지에 기초하여 이웃 노드의 각각으로부터 수신한 패킷의 코스트를 포함한다.
각각의 노드는 이웃하는 각각의 노드에 의해 전송된 패킷을 수신하는 링크 코스트 테이블을 유지한다. 노드 B가 갱신 코스트 플래그로 플래그 처리된 노드 A로부터 패킷을 수신하면, 그 패킷의 수신 코스트를 패킷에 지시된 발생 코스트에 가산하는 것이 아니라, 노드 B로부터 노드 A에서 수신하는 패킷의 코스트를 링크 코스트 테이블로부터 가산한다.
발생 코스트에 대한 갱신이 변경되는 경우, 코스트 테이블은 목적지 노드로 패킷을 전송하는 단일방향 코스트를 반영하게 된다.
4.5 통신 백본 (communication backbones)
다른 방법으로서, 노드는 유선 링크에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 노드 A 및 노드 E(810)는 무선이면서 와이어드 인터페이스이며, 이더넷(Ethenet), MODBUS(등록상 테이블)(모드버스) 또는 전용 유선 링크 등의 유선 네트워크(820)에 의해 연결된다. 이러한 시스템에 있어서, 상술한 경로설정 및 코스트 갱신 알고리즘은 이전에 설명한 바와 같이 기능하며, 유선 링크를 통한 통신 코스트는 '0'(무선 링크의 코스트보다 더 작은 값)이 된다. 즉, 노드 A에서 코스트 테이블에 있는 노드 E와 통신하기 위한 코스트는 '0'이다. 도 8에 도시된 예에 있어서, 노드 E로부터 노드 F에 도달하는 코스트는 '4'(B→A=2, A→E=0, E→F=2)이다. 노드 B가 목적지 노드 F에 패킷을 전송하는 경우, 이 패킷이 노드 A, C 및 D에 의해 수신되면, 노드 A 및 C는 전송을 위해 패킷을 대기시키게 된다. 노드 A는 노드 F로부터 코스트 2가 되고, 이를 재전송함으로써, 유선 네트워크(820)를 통한 패킷의 전달이 이루어진다.
주의할 것은, 유선 네트워크가 불량이 되면 노드 B와 노드 F간의 연결이 노드 C와 노드 F간의 링크를 통해 유지되어야 한다는 것이다. 이렇게 함으로써, 무선 네트워크가 유선 네트워크로 연결된 다른 노드에 대한 백업수단으로서 기능할 수 있게 된다.

4.6 서비스 어드레스 및 서비스 발견
전술한 접근법에서, 어드레싱은 네트워크 내의 노드들의 식별에 따른다. 각각의 노드가 하나 이상의 서비스를 주관할 수 있는 대안의 실시예에서는, 패킷들이 노드들이 아닌 서비스에 에어드레싱된다. 또한, 동일한 서비스가 일련의 서로 다른 노드들에 주관될 수 있다. 이 대안의 실시예에서는, 코스트 테이블이 특별한 서비스에 패킷을 보내기 위한 코스트를 식별하는 엔트리를 포함한다. 그런 다음 라우팅 알고리즘은 전술한 바와 같이 기능한다. 노드가 특변한 서비스를 필요로 할 때, 그 서비스에 방송 패킷을 송신하고, 노드는 서비스가 응답하는 목록을 열거하여, 이에 의해 서비스를 가장 가까운 노드가 서비스를 주관하도록 할 수 있다.
4.7 구역 주소지정(zoned addressing)
다른 접근법에서, 노드들은 구역으로 배열된다. 예를 들어, 노드 식별부(예를 들어 숫자 주소의 프리픽스)는 노드가 속하는 구역을 식별할 수 있다. 이러한 접근법에서, 노드는 모든 가능한 목적지 노드에 대한 코스트를 명시적으로 유지하지 않을 수 있다. 도 9를 참조하면, 노드 A, B, C, 및 D는 구역 X910 내에 있고, 노드 E, F, 및 G는 구역 Y 내에 있다. 각 노드는 존 내의 개별 노드에 관련된 레코드(122)를 포함하고, 또 각각 전체 구역에 관련된 레코드(922)를 포함하는 코스 트 테이블(920)을 유지한다. 구역과 관련된 코스트는 해당 존 내의 임의의 노드에 대한 최소 코스트이다.
전술한 라우팅 알고리즘 및 코스트 갱신 알고리즘은 해당 구역 내의 노드에 대한 최소 코스트를 반영하는 구역에 대한 코스트 테이블 내의 엔트리와 유사하게 기능한다. 즉, 어느 노드가 다른 구역 내의 노드로 패킷을 송신하고자 할 때,
노드의 구역 ID(identification)를 결정하기 위해 노드의 ID를 사용하여, 구역의 ID에 따라 코스트 테이블 내의 레코드를 검색한다.
다른 여러 접근법에서, 구역에 대한 복수의 레벨 계층이 있을 수 있으며, 노드에서의 코스트 테이블은 상이한 레벨 계층의 구역들을 포함할 수 있다.
4.8 링크 코스트 및 지연 계산(link costs and delay computation)
수신된 신호에 대한 다른 측정값들(measurements)은 링크 코스트를 계산하기 위한 근거로 사용될 수 있다. CDMA 시스템에서, 신호 상관 값은 신호 대 잡음비의 직접 측정값 대신에 사용될 수 있다. 마찬가지로, 절대 신호 레벨을 대신에 사용할 수 있다. 비트 또는 패킷 오류율 등의 디지털 오류율도 또한 링크 코스트를 결정하기 위한 근거로 사용할 수 있다.
다른 접근법은 신호량 이외의 다른 인자에 기초하는 코스트를 사용한다. 예를 들어, 전력 제한 노드로부터의 송신은 전력이 제한되지 않는 노드로부터의 유사한 송신에 비해 높은 코스트를 가질 수 있다. 이런 식으로, 패킷은 우선적으로 전력 제한 노드로부터 우선적으로 송신된다. 링크 신뢰도에 대한 다른 측정값도 사용될 수 있다. 예를 들어, 링크가 주기적으로 이용 불가능 또는 신뢰 불가능으로 알려져 있으면, 그 링크 코스트는 계속 이용 가능한 링크에 비해 높게 설정될 수 있다.
전술한 접근법에서, 패킷 재송신은 보통 부분적으로 불필요한 재송신 또는 충돌을 피하기 위해 지연된다. 다른 접근법이 패킷을 지연시키기 위한 양을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 임의 지연(random delay)이 아닌 정해진 지연이 사용될 수 있다. 또한 지연 또는 그 확률 분포는 목적지 도착에 대한 절대 코스트, 목적지에 대한 다음 링크 코스트, 최종 링크나 목적지까지의 거리에 대한 지리적인 거리, 노드의 이용 가능한 전력, 송신 패킷의 소망도(desirability) 또는 우선순위와 같은 패킷의 특성과 관련된 사전 구성 파라미터(pre-configured parameters) 등의 인자에 근거할 수 있다.
4.9 다른 라우팅 접근법과의 결합
전술한 경사 라우팅 접근법은 다른 명시된 라우팅 방법과 결합될 수 있다. 예를 들어, 유니캐스트 패킷은 목적지에 대한 최단 경로 상의 다음 노드로 명시적으로 주소가 지정될 수 있으며, 그 후 이 방식으로 명시적으로 주소 지정된 수신 노드는 지연 없이 패킷을 송신한다. 이 방식에서는 오직 하나의 노드만이 명시적으로 주소지정되기 때문에, 복수 노드가 바로 그 노드로 송신하지 않을 것이고, 따 라서 직접적인 충돌이 방지된다.
이 접근법에서, 패킷을 수신하지만 명시적으로 주소지정되지 않은 노드는 최단 경로 상의 노드에 대한 백업으로 기능한다. 최단 경로 상의 명시적으로 주소지정된 노드가 패킷 송신을 실패하는 경우에만, 주소지정된 노드의 패킷 송신 실패를 만회하기 위해 백업으로 기능하는 이들 노드가 패킷을 송신한다.
이상의 설명은 예시를 목적으로 기술한 것이고, 첨부된 청구범위의 기술적 범위에 의해 규정되는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 다른 실시예들도 이하의 청구범위 내에 속한다.

Claims (39)

  1. 무선 네트워크에서의 패킷 송신 방법에 있어서,
    상기 무선 네트워크를 통해 각각의 수신 노드 세트가 원시 노드로부터 목적지로 송신되는 패킷의 인스턴스(instance)를 수신하되, 상기 송신 각각은 대응하는 소스 노드로부터 수행되는 수신 단계; 및
    하나 이상의 수신 노드 세트 각각에서 상기 수신된 패킷을 처리하는 단계
    를 포함하며,
    상기 처리하는 단계는
    패킷 수신 후 지연 기간 동안 상기 패킷의 재송신을 지연시키는 단계,
    상기 지연 기간 동안 상기 패킷의 송신을 감시하는 단계, 및
    상기 패킷의 송신에 대한 감시에 따라 상기 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신 노드 세트 각각에서 수신된 패킷을 처리하는 단계는 상기 패킷에 대한 상기 지연 기간을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지연 기간을 결정하는 단계는 확률 분포에 따라 상기 지연 기간을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지연 기간을 결정하는 단계는 확률 분포의 파라미터를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 지연 기간을 결정하는 단계는 상기 소스 노드로부터 상기 목적지로의 패킷의 통과와 관련된 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 패킷의 통과와 관련된 양을 결정하는 단계는 패킷의 수신과 관련된 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 패킷의 수신과 관련된 양을 결정하는 단계는 상기 수신된 패킷의 링크 코스트를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 패킷의 수신과 관련된 양을 결정하는 단계는 수신된 패킷의 신호 특성과 관련된 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호 특성과 관련된 양을 결정하는 단계는 수신된 패킷의 신호 대 잡음비와 관련된 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 신호 특성과 관련된 양을 결정하는 단계는 수신된 패킷의 송신 신뢰도와 관련된 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 패킷의 통과와 관련된 양을 결정하는 단계는 목적지로의 패킷의 진행과 관련된 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 목적지로의 패킷의 진행과 관련된 양을 결정하는 단계는 상기 수신 노드로의 경로의 최종 링크에 대한 패킷의 진행과 관련된 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 수신 노드 세트 각각은, 패킷들의 복수의 목적지 각각을, 상기 네트워크를 통해 상기 수신 노드로부터 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 대응하는 양과 연관시키는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 대응하는 양은 상기 목적지로의 경로에 대한 링크의 신뢰도와 관련 있는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 지연 기간을 결정하는 단계는 상기 수신 노드로부터 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양을 상기 저장부에서 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 지연 시간을 결정하는 단계는 상기 수신된 패킷의 소스로부터 상기 목적지로 상기 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양을 액세스하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 수신된 패킷의 소스로부터 상기 목적지로 상기 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양을 액세스하는 단계는 상기 수신된 패킷으로부터 상기 양을 액세스하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 지연 시간을 결정하는 단계는 상기 수신 노드로부터 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양과 상기 수신된 패킷의 소스로부터 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 코스트와 관련된 양 사이의 차이를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 단계는 송신의 감시를 통해 상기 목적지에 패킷이 도착하였는지 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 목적지에 패킷이 도착하였는지 결정하는 단계는 상기 목적지가 승인을 송신하였는지 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 단계는 송신의 감시를 통해 다른 노드가 이미 패킷을 재송신하였는지 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 수신 노드는 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 저장된 코스트를 포함하며,
    상기 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 단계는 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 저장된 코스트가 낮은 다른 노드가 이미 패킷을 재송신하였는지 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    하나 이상의 수신 노드에서, 상기 패킷의 소스 노드가 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 저장된 코스트가, 상기 수신 노드가 상기 목적지로 패킷을 통과시키는 저장된 코스트보다 낮다면 상기 패킷을 폐기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 목적지는 상기 네트워크의 노드인 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 목적지는 상기 네트워크의 노드를 주관하는 서비스인 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 목적지는 상기 네트워크의 노드들로 이루어지는 구역(zone)인 것을 특징으로 하는 패킷 송신 방법.
  27. 패킷 무선 네트워크에서의 패킷 라우팅 방법에 있어서,
    상기 네트워크의 노드들간의 무선 송신 특성에 따라 노드 쌍들간의 링크 코스트를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 링크 코스트에 따라 상기 패킷 네트워크의 원시 노드와 목적지 노드간의 경로들을 따라서 노드들에서 패킷을 송신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 라우팅 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 패킷을 송신하는 단계는 경사도 라우팅 알고리즘(gradient routing algorithm)을 따르는 것을 특징으로 하는 패킷 라우팅 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 링크 코스트를 계산하는 단계는 링크를 통해 수신된 패킷의 신호 대 잡음비와 관련된 각 링크에 대한 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 라우팅 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 신호 대 잡음비와 관련된 각 링크에 대한 양을 결정하는 단계는 CMDA 수신기에서 상관 계수와 관련된 양을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 라우팅 방법.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 링크 코스트를 계산하는 단계는 각각의 링크에 대한 링크의 신뢰도와 관련된 양을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 라우팅 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 링크의 신뢰도와 관련된 각각의 링크에 대한 양을 결정하는 단계는 오류율을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 라우팅 방법.
  33. 제27항에 있어서,
    상기 노드들에서 패킷을 송신하는 단계는 높은 코스트의 링크를 통해 수신된 패킷들을 우선적으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 라우팅 방법.
  34. 유선 네트워크에 패킷 무선 백업을 제공하는 방법에 있어서,
    상기 유선 네트워크의 복수의 노드 각각에 무선 송수신기를 결합하는 단계;
    상기 유선 네트워크의 노드 중 제1 노드에 결합된 무선 송수신기를 통해 패킷을 수신하는 단계;
    상기 유선 네트워크를 통해 상기 노드 중 제1 노드로부터 패킷 송신을 시도하는 단계; 및
    상기 노드 중 제1 노드에 결합된 상기 무선 송수신기를 통해 패킷을 송신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 무선 백업 제공 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 이더넷 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 무선 백업 제공 방법.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 무선 송수신기를 통해 패킷을 송신하는 단계는 애드 혹(ad hoc) 무선 네트워크를 통해 패킷을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 무선 백업 제공 방법.
  37. 무선 네트워크의 노드에 있어서,
    무선 송수신기;
    패킷을 유지하는 저장부; 및
    상기 송수신기를 통해 수신된 패킷을 저장부에 저장하며, 패킷 수신 후 지연 기간 동안, 수신된 패킷의 재송신을 지연시키고, 상기 지연 기간 동안 다른 무선 노드로부터의 패킷 송신을 감시하며, 패킷 송신의 감시를 통해 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 제어기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 노드.
  38. 무선 네트워크의 노드에 있어서,
    패킷 수신 후 지연 기간 동안, 수신된 패킷의 재송신을 지연시키는 수단;
    상기 지연 기간 동안 다른 무선 노드에 대한 패킷 송신을 감시하는 수단; 및
    상기 패킷 송신의 감시를 통해 패킷을 재송신할 것인지를 결정하는 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크의 노드.
  39. 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장된 소프트웨어에 있어서,
    상기 소프트웨어는 프로세서로 하여금
    패킷 수신 후 지연 기간 동안, 수신된 패킷의 재송신을 지연시키고,
    상기 지연 기간 동안 다른 무선 노드들에 대한 패킷 송신의 감시를 제어하며,
    상기 패킷 송신의 감시를 통해 패킷을 재송신할 것인지를 결정하도록 하는
    명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어.
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