KR20060084433A - 서비스 품질（ｑｏｓ）프로토콜 계층을 구비한 이동 애드혹 네트워크 - Google Patents

서비스 품질（ｑｏｓ）프로토콜 계층을 구비한 이동 애드혹 네트워크 Download PDF

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Abstract

이동 애드-혹 네트워크(MANET)(20)에는, 선택신호 전송패턴을 제공하는 무선 통신장치(30)와 이에 연결된 제어기(31)를 각각 포함하는 복수개의 이동 노드들(21-28)이 포함된다. 제어기(31)는 프로토콜 멀티계층(32')에 따라 동작한다. 더 구체적으로, 상부 프로토콜 계층(36')에서, 제어기(31)는 서비스 품질 (QoS) 임계치를 설정한다. 또한, 상부 프로토콜 계층(36') 밑의 적어도 하나의 중간 프로토콜 계층(40')에서, 제어기(31)는 QoS 임계치를 기초로 단일전송 통신모드와 다중전송 통신모드 중의 하나를 선택한다. 그리고, 적어도 하나의 중간 프로토콜 계층(40') 밑의 하부 프로토콜 계층(44')에서, 제어기(31)는 선택된 통신모드를 기초로 적어도 하나의 수신처 이동 노드(25)에 데이터를 전송하기 위하여 무선 통신장치와 협력한다.
이동, 애드혹, 네트워크, 프로토콜, 계층, 노드, 서비스 품질, QoS.

Description

서비스 품질（ＱＯＳ）프로토콜 계층을 구비한 이동 애드 혹 네트워크{MOBILE AD HOC NETWORK WITH QUALITY-OF-SERVICE PROTOCOL HIERARCHY}
본 발명은 이동 애드-혹 네트워크에 관한 발명으로서, 더 구체적으로, QoS 프로토콜 계층을 구현하는 이동 애드-혹 네트워크(MANET)에 관한 것이다.
현재, 무선 네트워크분야에서 급속도로 개발되고 있는 것이 이동 애드혹 네트워크(MANET)이다. 물리적으로, 이동 애드혹 네트워크에는 하나 또는 그 이상의 무선 주파수 채널에 의해 무선연결된 잠재적인 수 많은 지역-분산 이동노드들이 포함된다. 셀룰러 네트워크 또는 위성 네트워크와 같은 다른 유형의 네트워크와 비교해서, 이동 애드-혹 네트워크의 가장 구별되는 특징은 어떠한 고정 기반구조의 구축도 요구하지 않는다는 것이다. 네트워크는 이동 노드만으로 형성되고, 노드들이 다른 노드들에게 전송하거나 또는 다른 노드들로부터 수신함으로써 전송작동이 이루어지는 네트워크가 구축된다. 네트워크는 일반적으로 특정 노드에 의존하지 않고, 일부 노드가 가입하거나, 또는 다른 노드가 네트워크를 이탈하는 바와 같이 역동적으로 조정된다.
전투 현장이나 지진이나 재난이 습격한 자연 재해 현장과 같은 고정 통신 하부 구조가 신뢰성이 없거나 사용할 수 없는 환경에서 MANET은 필요한 통신을 제공 하는 것이 신속히 분배될 수 있다. 이러한 네트워크의 개발 배경으로 군대가 여전히 주요 구동력이지만, 애드-혹 네트워크는 공공 혹은 상업 영역에서 신속하게 새로운 적용 영역을 발견하고 있다. MANETs은 사람 및 사용처가 현장 혹은 교실의 데이타를 컴퓨터 혹은 PDAs를 단순하게 작동시키는 것에 의하여 생성하는 것 외의 어떤 네트워크 구조를 사용함이 없이 신속하게 변경할 수 있게 한다.
무선 통신이 점증하게 일상 생활에 침투함에 따라 MANETs를 위한 새로운 적용예들이 계속 출현하며 무선 통신에서 중요한 인자가 될 것이다. 그러나, MANETs은 설계자들에 심각한 도전을 제공한다. 고정된 기초 구조의 부족에 기인하여 노드들은 이동하고, 네트워크에 합치고 떠남에 따라 자체적으로 조직하고 재구축하여야 한다. 모든 노드들은 기본적으로 동일하며, 네트워크에서 고유한 유연관계 혹은 중앙 제어기는 없다. 모든 기능들은 노드들 사이에 분배되어야 한다. 노드들은 자주 배터리에 의하여 작동되며 제한된 통신 및 컴퓨터 성능을 가진다. 또한, 상기 시스템의 대역폭은 통상 제한된다. 두 노드들 사이의 거리는 가끔 무선 송신 범위를 초월하며, 송신은 목적지에 도달하기 전에 다른 노드들에 의하여 중계될 수 있다. 따라서, 통상 MANET 네트워크는 다중의 홉 토폴로지를 가지며, 노드들이 주위를 이동함에 따라 이러한 토폴로지는 변화한다.
인터넷 엔지니어링 태스크 포스(IETF;Internet Engineering Task Force)의 MANET 작업 그룹은 멀티캐스팅 프로토콜을 포함한 라우팅 프로토콜을 적극적으로 평가하고 표준화하였다. 노드가 이동함에 따라 네트워크 토폴로지가 임의로 변화하므로 정보는 진부해지며, 상이한 노드들이 자주 상이한 네트워크 뷰(view)를 시간( 정보들이 소정 노드에서는 뒤쳐지고 소정 노드들에서는 최신일 수 있다) 및 공간(노드는 근처의 네트워크 토폴로지(topology)만을 알 수 있으며 멀리 있는 것은 알지 못할 수 있다)에서 가지는 것이 빈번하다.
라우팅 프로토콜(routing protocol)은 정확한 정보가 적으면 빈번한 토폴로지 변화에 적응할 필요가 있다. 이러한 특정 요구에 기인하여, 이들 네트워크에서의 라우팅은 다른 것에서 보다 아주 상이하다. 전체 네트워크에 대한 새로운 정보를 수집하는 것은 자주 비용이 크고 비현실적이다. 소정 라우팅 프로토콜은 반응형(즉, 요청에 응하는) 프로토콜이다. 즉, 그들은 필요시에만 그리고 경로 설정을 필요로 하는 목적지에 대해서만 라우팅 정보를 수집하며, 사용하지 않은 경로를 유지하지 않는다. 이와 같이, 모든 시기에 모든 목적지로의 적절한 경로들을 유지하는 사전 행동적인 프로토콜에 비하여 라우팅 부담이 감소될 수 있다. MANET 작업 그룹에서 제시되는 반응형 라우팅 프로토콜의 대표적인 것들로서는 요청 거리 벡터의 애드 혹(Ad Hoc on Demand Distance Vector;AODV), 동적인 소스 라우팅(Dynamic Source Routing;DSR) 및 임시 신청의 라우팅 알고리즘(Temporally Ordered Routing Algorithm;TORA)이 있다.
사전의 라우팅 프로토콜의 예로서는 최적 링크 상태 라우팅(Optimal Link State Routing;OLSR)이 있다. 다른 여러 라우팅 프로토콜들의 예들은 퍼킨스에 허여된 미국 특허 제5,412,654호에 개시된 목적지 연속 거리 벡터(Destination Sequenced Distance-Vector;DSDV), 및 하스에게 허여된 미국특허 제6,304,556호에 개시된 존 라우팅 프로토콜(Zone Routing Protocol)이 있다. ZRP는 사전 행동적이 고 반응형인 방안을 사용하는 하이브리드 프로토콜이다.
이러한 종래의 라우팅 프로토콜은 소스 노드로부터 목적지 노드에의 경로를선택하는 최선의 방안을 사용한다. 통상, 호프의 수를 최소화하는 것은 이러한 방안들에서 주요 기준이다.
MANETs에서 서비스 품질(Quality of Service;QoS) 라우팅은 수율을 향상시키는 것이다. QoS를 제공하기 위하여 프로토콜은 루트를 발견할 뿐만 아니라 루트를 따라 자원을 특정하고/혹은 확보하는 것이 필요하다. 네트워크의 대역 폭이 잠재적으로 제한되고 공유되며, 이들 제한된 자원들을 보충하고 제어할 수 있는 중앙 제어기가 없으므로, 노드들은 QoS 루트에 필요한 자원들을 서로 협조하여 관리해야 한다. 이는 또한 빈번한 토폴로지 변경에 의하여 복잡하게 된다. 이러한 제한들에 기인하여 QoS 라우팅은 최선의 노력 혹은 최소 호프 라우팅 보다 더욱 수요가 많다.
QoS 라우팅 방안의 일정한 예들은 2001년도에 간행된 "이동 애드 혹 네트워크용 매체 액세스 제어 및 QoS 라우팅(Medium Access Control and Quality-of- Service Routing for Mobile Ad Hoc Networks)"라는 제목의 체니 주(Chenxi Zhu)에 의해 간행된 출판물 및 엠. 미락캑(Mirhakkak), 등에 의해 2000년에 MITRE 코포레이티드(Corp.)에서 출판된 "이동 애드 혹 네트워크용의 동적인 서비스 품질(Dynamic Quality-of-Service for Mobile Ad Hoc Networks)"라는 제목의 출판물에 개시된다. 주(Zhu)는 토폴로지가 낮은 속도에서 중간 속도로 변화하는 작은 네트워크에서 대역폭이 보장된 QoS 루트를 구축하는 것에 대해 설명한다. 미락캑 등은 네 트워크가 이러한 범위 내에서 서비스를 제공하는 것으로 합의하는 동안 QoS 값의 범위를 특정하는 자원 보존 요청에 대해 관심을 가진다.
MANETs는 여전히 개발 초기 단계이므로 이제까지 MANETs에서 QoS 정확성을 구현하기 위하여 이루어진 대부분의 시도는 주로 상기 설명한 종래 기술의 방안들에서 그러한 바와 같이 경로를 구축하기 위하여 QoS 파라미터들을 사용하는 것에 집중되었다. 그러나, MANETs의 크기 및 복잡성이 증가함에 따라 지연을 감소시키고 에너지 사용을 최적화하기 위하여 네트워크의 부하를 평균화하기 위하여 QoS의 발전된 정확성이 필요할 수 있다.
따라서, 상술한 배경기술을 감안하여, QoS 프로토콜 계층을 구현하는 이동 애드-혹 네트워크(MANET)와 이에 관련된 방법을 제공하는 것이 본 발병의 목적이다.
본 발명에 따라서 상기 목적들과 다른 목적들, 특징들, 그리고 장점들은 무선 통신 장치와 이에 연결된 제어기를 각각 포함한 복수개의 이동 노드들을 포함하는 이동 애드-혹 네트워크에 의해 제공된다. 제어기는 프로토콜 멀티계층에 따라 동작할 수 있다. 더 상세히, 제어기는, 응용층에서, 서비스 품질(QoS) 임계치를 설정하며, 그리고 응용층 밑에 있는 QoS 지지층에서는, QoS 임계치를 기초하여 데이터 수신 확인의 필요여부를 판단한다. QoS 지지층 밑에 있는 QoS 코딩층에서, 제어기는, 적어도 하나의 수신처 이동 노드로의 전송을 위해, 응용층으로부터의 데이터를 인코딩한다.
게다가, QoS 코딩층 밑에 있는 QoS 경로선택층에서, 제어기는 QoS 임계치를 기초하여 적어도 하나의 수신처 이동 노드에 대한 적어도 하나의 경로를 선택한다. QoS 경로선택층 밑에 있는 QoS 트래픽층에서, 제어기는 QoS 임계치를 기초하여 데이터 트래픽 흐름을 제어한다. 또한, QoS 트래픽층 밑에 있는 적어도 하나의 하부의 프로토콜층에서, 적어도 하나의 선택된 경로를 통해, 제어기는 적어도 하나의 수신처 이동 노드로의 데이터 전송을 위하여 무선 통신 장치와 협력한다. 그러므로, 본 발명의 프로토콜 계층은 향상된 QoS를 제공하기 위해, 협력적인 QoS 동작들을 효율적이고 편리하게 편성한 QoS 프레임워크를 제공한다.
상술된 층들과 더불어, QoS 경로선택층과 QoS 트래픽층 사이의 QoS 전송층에서, 제어기는 QoS 임계치를 기초하여 단일전송통신 모드와 다중전송통신 모드 사이에서 선택할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 하부 프로토콜층에서, 제어기는 선택된 통신모드를 기초하여 데이터를 전송하기 위해 무선통신장치와 유용하게 협력할 수 있다.
예를 들면, 적어도 하나의 하부 프로토콜은 QoS 트래픽층에 대한 인터페이스를 제공하는 전파 적응층을 포함할 수 있다. 게다가, 적어도 하나의 하부 프로토콜층은 매체 접근층과 물리층들 또한 포함할 수 있다.
따라서, 물리층에서, 제어기는 적어도 하나의 선택된 경로에 대한 QoS 수치를 판단하기 위하여 무선 통신 장치와 협력할 수 있다. 또한, QoS 경로선택층에서, 제어기는 QoS 임계치 이하로 QoS 수치가 떨어지는 여부를 판단할 수 있다. 또한, 물리층에서, 제어기는, QoS 임계치 이하로 QoS 수치가 떨어졌다는 판단을 기초로 적어도 하나의 신호 특성을 조정하도록 무선통신장치와 협력할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 신호 특성은 전력, 이득, 및/또는 신호 패턴을 포함할 수 있다. 따라서, 신호 특성은 신호 통신 능력을 증가시키거나 또는 간섭을 감소시키도록 유용하게 조정될 수 있다. 사실, 이런 특성들은 수신노드에서 간섭을 감소시키도록 조정될 뿐만이 아니라, 인접한 노드들에서의 간섭이 배제될 수 있도록 조정될 수 있다.
더욱이, QoS 지지층들에서, 제어기는, 다른 이동 노드로부터 수신된 각각의 QoS 경로 요청과 내부 QoS 수치를 기초하여 다른 이동 노드들부터의 트래픽 승인여부를 판단할 수 있다. 게다가, QoS 경로요청들은 각각의 트래픽 흐름 식별자와 이에 연관된 제 2 QoS 임계치들을 가질 수 있다. 그리고, QoS 트래픽층에서, 제어기는, 승인된 트래픽이 각각의 제 2 QoS 임계치들을 초과하지 않도록 각각의 트래픽 흐름 식별자에 기초하여 승인된 트래픽을 유용하게 단속할 수 있다. 예를 들면, 내부 QoS 수치는 사용가능한 전력, 대역폭, 최근의 에러율, 그리고 최근의 지연들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
QoS 패킷코딩층에서, 제어기는, 또한 QoS 임계치를 기초하여 데이터에 대한 오류 정정데이터를 발생시키는 순방향오류정정(FEC) 알고리즘을 사용하여 데이터를 인코딩할 수 있다. 게다가, 적어도 하나의 선택된 경로는 복수개의 선택된 경로들을 포함할 수 있으며, 그리고 제어기는 오류 정정데이터와 데이터를 인터리빙(interleave)할 수 있으며, 인터리빙된 데이터를 복수개의 선택된 경로에 걸쳐서 배급시킨다. 따라서, FEC를 이행하고, 인터리빙된 데이터를 복수개의 경로에 걸쳐 배급시킴으로써, 결국 이동 애드-혹 네트워크는, 경로들 중 하나가 실행이 되지 않을 경우조차도 잘못된 데이터 패킷들을 정확하게 보정토록하며, 필요한 경우에, 새로운 경로가 설정되는 동안 전송이 계속되게 한다. 게다가, FEC 인코딩과 관련된 추가적인 데이터양은 복수개의 경로들을 거쳐 분산되므로, 결국에는 증가된 대역폭 요구들을 완화시킨다.
더 나아가, QoS 경로선택층에서, 제어기는 QoS 임계치와 송신 데이터의 전송에 필요한 이용 에너지 수준을 기초하여 송신 데이터에 관한 로드-레벨링(load-leveling)을 이행할 수 있다. 이것은 전력소비, 이용가능한 QoS, 및 주어진 응용예에서 요구되어지는 QoS를 효과적으로 주어진 상황에 알맞게 균형잡히도록 해준다.
게다가, 무선 통신 장치는 복수개의 채널들에 관하여 동작할 수 있으며, 그리고 선택된 경로는 복수개의 채널들 중 하나와 연관되있다. 따라서, 적어도 하나의 하부 프로토콜 층에서, 선택된 경로의 QoS 레벨이 QoS 임계치이하로 떨어지는 경우 제어기는, 적어도 하나의 다른 사용가능한 채널을 찾기 위하여 무선 통신 장치와 유용하게 협력할 수 있다.
간략히 상술된 것과 같이, 본 발명의 방법 발명은 이동 애드-혹 네트워크에서 이동 노드를 동작하도록 하는 것이다. 본 방법은, 응용층에서 QoS 임계치를 설정하는 단계, 그리고 응용층 밑에 있는 QoS 지지층에서, QoS 임계치를 기초하여 데이터 수신 확인의 필요여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 더욱이, QoS 지지층 밑에 있는 QoS 코딩층에서, 응용층으로부터의 데이터가 적어도 하나의 수신처 이동 노드 전송을 위하여 인코딩이 된다. QoS 코딩층 밑에 있는 QoS 경로 선택층에서, 적어도 하나의 수신처 이동 노드에 대한 적어도 하나의 경로는 QoS 임계치를 기초하여 선택될 수 있다. 또한, QoS 경로선택층밑에 있는 QoS트래픽층에서, 데이터 트래픽흐름은 QoS 임계치를 기초하여 제어될 수 있다. 또한, 본 방법은, 적어도 QoS 트래픽층 밑에 있는 하나의 하부 프로토콜층에서, 적어도 하나의 선택된 경로를 통하여 무선 통신 장치로 하여금 적어도 하나의 수신처 이동 노드로 데이터를 전송시키는 단계를 포함한다,
도 1은 본 발명에 따른 이동 애드-혹 네트워크를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1에서의 이동 애드-혹 네트워크에서 구현되는 복수의 프로토콜 계층구조의 대체 실시예를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3과 도 4들은 본 발명에 따라 신호 전송도를 조정함으로써 신호 연결성을 증가시키기 전후의 이동 애드-혹 네트워크를 각각 개략적으로 도시한 블럭도들이다.
도 5과 도 6들은 본 발명에 따라 소스 이동노드에서의 신호 전송도를 조정함으로써 인접 이동노드에서의 신호간섭을 감소시키기 전후의 이동 애드-혹 네트워크를 각각 개략적으로 도시한 블럭도들이다.
도 7은 본 발명에 따라 소스 이동노드에서의 신호 전송 안테나 패턴을 조정함으로써 인접 이동노드에서의 간섭을 감소시킨 후의 도 5에서 도시된 이동 애드-혹 네트워크를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 8 내지 도 11들은 본 발명에 따라 이동 애드-혹 네트워크에서의 이동노드를 동작시키는 방법을 설명해주는 순서도들이다.
이후부터는, 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 있는 첨부도면들을 참조로 하여, 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다. 하지만, 본 발명은 다양한 실시모습으로 다양하게 구현될 수 있는 것이므로, 본 명세서에서 설명된 실시예들에만 국한하여 이해해서는 안된다. 다만, 본 실시예들은 본 명세서 내용을 철저하게 완성토록하기 위해서 제공되는 것으로서, 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달시켜줄 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서, 동일참조번호는 동일구성요소를 지시하는 것이며, 이중, 삼중의 프라임표시는 대체 실시예에 있어서의 유사 구성요소를 나타내는데에 사용된다.
첫번째로, 도 1에서는, 본 발명에 따른 이동 애드-혹 네트워크에 복수개의 이동 노드들(21-28)이 포함되어 있는 예시가 도시되어 있다. 도시된 예시에서, 이동 노드(21)는 소스 노드로서 기능하며, 이동 노드(25)는 이동 노드(21)가 통신연결을 수행하고자하는 수신처 노드로서 기능한다. 이동 노드들(21-28)은 무선통신장치(30)를 포함하여 컴퓨터, 개인 휴대정보 단말기(PDA) 등과 같은 이동 애드-혹 네트워크내에서 통신을 수행하는데에 적합한 형태의 이동장치이며, 이 외의 장치들은 본 발명의 분야의 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있을 것이다. 물론, 이 이동 노드들(21-28) 중의 일부는 일부 응용에 있어서 필요한 경우, 선택적으로 고정 네트워크에 연결될 수도 있다.
소스 이동 노드(21)는 제어기(31)를 더 포함할 수 있으며, 이 제어기(31)의 동작에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다. 예로서, 제어기(31)는, 본 발명의 분야의 당업자에 자명한 바와 같이, 마이크로프로세서, 메모리, 소프트웨어 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 무선 통신장치(30)에는 장착되는 안테나 뿐만아니라, 무선모뎀, 무선 랜(LAN) 장치, 셀룰라 폰 등이 포함된다. 예로서, 본 발명의 분야의 당업자에 자명하듯이, (기타의 적당한 안테나 뿐만이 아니라) 하나 또는 그 이상의 위상 어레이 안테나가 사용될 수 있다. 비록, 도 1에서는 간결하고 용이한 설명을 위하여 도시되지는 않았지만, 이동 노드들(23-28)에는, 바람직하게, 적당한 무선 통신장치/제어기가 더 포함된다는 것은 자명한 사항이다.
제어기(31)가 수행하는 하나의 기능은, 데이터 전송을 위하여 소스 이동 노드(21)와 수신처 이동 노드(25)사이에 하나 또는 그 이상의 경로들을 형성하는 것이다. 실시예에서는 무선 통신링크들(29a-29d)을 통해 이동 노드들(22-24)을 거쳐지나가는 하나의 단일 경로가 도시되고 있다. 여기서, 본 실시예에서는 설명의 용이함을 위해 오직 단일 경로만을 도시하고 있지만, 본 발명에 따라 사용가능한 경로들의 갯수에는 제한이 없다는 것을 유념한다.
본 발명의 분야의 당업자에 자명한 바와 같이, 이동 애드-혹 네트워크의 경로에는 네트워크 크기와 노드들간의 근접성에 따라 임의의 갯수의 중간 노드들이 포함될 수 있다. 경로를 따라 존재하는 이러한 각각의 중간 노드는 일반적으로 "홉(hop)"으로서 일컬어지는데, 이렇게 복수개의 중간 노드들을 거쳐 통과하는 경로들을 때로는 "멀티-홉" 경로라고 칭하기도 한다. 여기서, 본 실시예에서는 설명의 용 이함을 위해 비교적 적은 수의 중간 노드들(22-24)을 도시하고 있지만, 이동 애드-혹 네트워크내에 포함되는 노드의 갯수에는 제한이 없다는 것을 유념해둔다. 또한, 수신처 이동 노드(25)에 대한 경로의 일부분에는 유선망이 구축될 수 있다라는 것은 누구에게나 쉽게 구상될 수 있을 것이다.
또한, 제어기(31)가 경로를 구축하는 방법은, 이동 애드-혹 네트워크(20)내에서 실행되는 특정의 이동 애드-혹 네트워크 라우팅 프로토콜에 따라 달라질 수 있다라는 것은 누구나가 쉽게 알 수 있을 것이다. 상기에 따르면, 이것은 라우팅 정보를 끊임없이 최신으로 유지하는 사전예방형(proactive) 프로토콜을 이용하여 구축될 수도 있고, 수신처 노드(22)로 데이터를 전송할 필요가 있을 때에만 주문된 경로들을 발견해내는 반응형(reactive) 프로토콜을 이용하여 구출될 수도 있으며, 또한 이들의 조합으로 구축될 수도 있다. 따라서, 이와 같은 프로토콜 등의 임의의 적당한 이동 애드-혹 네트워크 프로토콜이 경로 구축을 위해 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
이동 애드-혹 네트워크가 여전히 초기단계에 머물러 있고, 어떠한 범용적인 표준안이 아직도 채택되어 있지 않지만, 이동 애드-혹 네트워크내의 데이터 통신은, 다른 무선 네트워크와 마찬가지로, 개방형 시스템 상호연결 (OSI) 구조 (또는 이것의 변형형태)를 따르게 된다. 배경지식으로서, 이 OSI는 일곱개의 서로 다른 제어 계층, 즉, (최상부에서부터 최하부방향으로) 응용층, 표현층, 세션층, 전송층, 네트워크층, 데이터 링크층, 및 물리층을 포함하는 네트워크 프로토콜 계층이다.
일반적으로, OSI 모델에서는, 개시 노드 또는 터미널에서 응용층을 시작으로 하고 물리층을 종점으로 하여, 하나의 층으로부터 다음의 층으로 제어가 이동해 간다. 그런 다음 데이터가 네트워크를 거쳐 송신되고, 이 데이터가 수신처 터미널/노드에 도달되면, 상기 계층의 역순으로 처리된다(즉, 물리층에서부터 응용층). 또한, 각 특정 계층에 대응하는 데이터는 일반적으로 네트워크계에서 패킷으로서 일컬어지는 프로토콜 데이터 단위(PDU)로 편성된다.
본 발명에 따르면, 제어기(31)는 프로토콜 멀티계층(32)에 따라 유사하게 작동함으로써 QoS 동작을 위한 집적화된 프레임워크를 제공해 준다. 일반적으로, 프로토콜 멀티계층은 상부 프로토콜 층(33), 하나 또는 그 이상의 중간 프로토콜 층(34), 및 하부 프로토콜 층(35)을 포함함에 따라, 향상된 QoS 기능을 제공하기 위하여 보상 QoS 동작을 실행한다.
더 구체적으로, 도 2에서는 이러한 프로토콜 멀티계층(32')의 일 실시예가 도시되어 있으며, 도 8 및 도 9에서는 이를 이용한 관련방법이 도시되어 있다. 여기서, 보다 용이한 설명과 이해를 위하여, 도 8 및 도 9에서 도시된 방법의 각 단계들을 수행하는 각각의 프로토콜 층들을 점선으로 구분하면서 그 명칭을 표기하였다. 프로토콜 멀티계층(32')에 따르면, 블럭 80을 시작점으로 하여, 제어기(31)는, 응용층(36')에서, 이동 애드-혹 네트워크(20)를 통한 데이터 전송에서의 서비스 품질 (QoS) 임계치를 설정한다(블럭 81). 더 구체적으로, 응용층(36')은 바람직한 실시예로서, 전송될 데이터가 생성되거나 또는 처리되는 층이다.
QoS 임계치 (또는, 서비스 형태, TOS)는 이 상부층에서 운용되는 특정의 응 용에 따라 달라진다. 예를 들어, 비디오 또는 음성 데이터와 같은 시간 민감 데이터는 그들의 무결성을 유지하기 위하여, 문자 데이터 화일보다 높은 QoS 임계치를 요구할 것이다. 특정 응용에서 요구되는 QoS 임계치를 정의하는 하나의 일반적인 방법은 데이터 전송에서 견뎌낼 수 있는 전체 종단간(end-to-end) 지연에 의한 것이다. 하지만, QoS 임계치를 정의하기 위하여 이와 다른 수 많은 QoS 파라미터값들이 본 발명에 사용될 수도 있다. 즉, 본 발명의 분야의 당업자에 자명하듯이, 상기의 파라미터값들에는, 예를 들어, 이용가능한 대역폭, 에러율, 종단간 지연 변화, 홉 수치, 예상가능한 경로의 내구성, 우선권 등 중의 하나 또는 그 이상을 포함될 수 있다.
응용층(36') 밑에 있는 QoS 지지층(37')에서, 제어기(31)는 QoS 임계치 및 모드를 기초로 데이터 수신 확인이 필요한지를 판단한다(블럭 82). 즉, 본 발명의 분야의 당업자에 자명하듯이, 어떤 환경하에서는, 전송 데이터의 수신을 확인을 알려주는("Ack") 수신 이동 노드 및/또는, 데이터의 정확한 수신이 확인되지 않았음을 소스 이동 노드(21)에 통지하는("Nack") 수신 이동 노드를 갖는 것이 바람직하다. QoS 지지층(37')은, 도 2에서 도시된 바와 같이, OSI 모델에 관하여 세션층 및/또는 전송층으로서 개념상으로 고려될 수도 있다.
데이터 수신확인은, 특히, 소스 이동 노드(21)가 인접 노드에 대하여 "확실한" 다중전송 동작을 수행할 필요가 있을 때에 유용해진다. 예를 들어, 만약 이동 노드들이 클러스터 또는 그룹으로 편성되고, 소스 이동 노드(21)가 클러스터 리더 노드로서 역할을 하는 경우, 업데이트된 네트워크 토폴로지 정보 또는 다른 제어 데이터를 클러스터내의 다른 노드들에 송신할 필요가 있게된다. 따라서, 소스 이동 노드(21)는 다른 노드들이 이런 중요한 데이터의 수신의 확인을 알려주기를 요청할 수 있다. 물론, 데이터 수신 확인은, 데이터의 중요도 및 여분의 Ack/Mack 전송에서 요구되어지는 오버헤드를 기초로 필요에 따라, 이와 다른 환경에서 사용될 수 있다.
더욱이, QoS 지지층(37')에서 수행되는 또 다른 특별한 효과적인 기능은 높은 수준의 승인제어이다. 더 구체적으로, 블럭 89를 시작으로, 제어기(31)는 다른 이동 노드들로부터 수신된 각각의 QoS 경로 요청과 소스 노드(21)에서의 내부 QoS 값을 기초로 다른 이동 노드들로부터의 트래픽을 승인여부를 판단한다. 즉, 제어기(31)는, 본질적으로, 자신 고유의 QoS 요건/자원 및 소스 노드(21)의 자원으로의 액세스를 요청하는 다른 이동 노드들의 QoS 요건/자원을 기초로, 현재 지원할 수 있는 트래픽의 형태를 판단한다.
예를 들어, QoS 값은, 이용가능한 전력, 이용가능한 대역폭, 최근의 에러율, 및 최근의 지연 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 설명의 간결함을 위하여, 도 2에서는 승인제어동작이 QoS 지지층(37')으로부터 분리되어 블럭 47'에서 수행되는 것으로 도시되어 있다. 하지만, 이러한 일부 또는 모든 동작들은 QoS 지지층(37')에서 동일한 제어기 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있다(또한, 이들은 개별적인 프로세서들에 의해 또는 다른 층들에서 실행될 수도 있다). 상기와 같은 승인제어동작에 관한 더욱 자세한 설명은, 2002년 4월 29일에 출원되고, 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 동시출원번호 제10/134,173호에 마련되어 있으며, 이 출원내 용은 본 명세서에서 참조로서 병합되어 있다.
QoS 지지층(37') 밑에 있는 QoS 패킷 코딩층(38')에서, 제어기(31)는 수신처 이동 노드 (또는 노드들)에 대한 전송을 위하여 응용층(36')으로부터의 데이터를 인코딩한다(블럭 83). 본 발명의 분야의 당업자에 자명하듯이, 물론 다른 이동 노드들로부터 수신되어 응용층(36')의 제어기(31)에 의해 사용될 데이터 패킷은 QoS 패킷 코딩층(38')에서 인코딩되는 것뿐만이 아니라, 송신처 이동노드에서 사용된 인코딩 알고리즘에 대한 보상 인코딩 알고리즘을 사용하여 인코딩될 수도 있다.
특별히 효과적인 코딩방법의 하나는, QoS 임계치를 기초로 데이터에 대한 오류 정정 데이터를 생성하기 위하여, 제어기(31)가 순방향 오류정정(FEC)을 이용하여 데이터를 인코딩하는 것에 관한 것이다. 또한, 제어기(31)는 수신처 이동 노드(25)에 대한 복수개의 전송 데이터 경로들을 선택할 수 있다. 이 경우, 제어기(31)는 효과적으로 오류정정 데이터 및 전송될 데이터 패킷을 인터리빙하며, 인터리빙된 데이터를 선택된 복수개의 경로들에 걸쳐 배급시킨다(블럭 91).
FEC를 실행하고, 복수개의 경로들에 걸쳐 인터리빙된 데이터를 배급시킴에 따라, 이동 애드-혹 네트워크는 경로들 중의 하나의 경로가 손실되었을지라도, 훼손된 데이터 패킷을 보정토록해줌과 동시에, 필요에 따라 새로운 경로를 형성하면서 계속적으로 전송이 이루워지도록 해준다. 또한, FEC 인코딩과 관련된 부가적인 데이터 양이 복수개의 경로들에 걸쳐 분산됨에 따라, 증가 대역폭 요건을 완화시킬수 있게 된다. QoS 패킷 코딩층(38')에서 수행되는 FEC/인터리빙 동작에 관련된 보다 자세한 설명은, 2003년 2월 19일에 출원되고, 본 발명의 양수인에게 양도된 미 국 동시출원번호 제10/369,313호에 마련되어 있으며, 이 출원내용은 본 명세서에서 참조로서 병합되어 있다.
경로 선택은 QoS 코딩층(38') 밑에 있는 QoS 경로 선택층(39')에서 수행된다(블럭 84). 일반적으로, 제어기(31)는 QoS 경로요청을 인접 이동노드들에 전송토록하여 소망의 수신처 이동 노드(또는 노드들)에 대한 가능할 수 있는 경로들을 발견해낸다. 그런 다음, 어느 수준의 QoS 레벨을 경로가 지원 또는 제공할 수 있는 지를 나타내는 지시 또는 수치가 포함된 경로 확인이 소스 이동 노드(21)에 응답한다. 그런 다음, 이용가능한 경로들의 목록이 라우팅 테이블(45')내에 저장되고, 이로부터 제어기(31)는 라우팅 알고리즘을 기초로 소망의 경로(들)을 선택한다. 이동 애드-혹 네트워크상에서의 하나 또는 그 이상의 경로들에 걸쳐 데이터를 생성하고 전송하는 것에 관한 몇 가지 특별히 효과적인 방법들은, 2002년 8월 8일에 출원된 미국 동시출원번호 제10/214,997호, 2002년 6월 19일에 출원된 미국 동시출원번호 제10/174,721호, 및 관리번호 제 GCSD-1468 (51334)호, "트래픽 상태정보에 근거한 이동 애드-혹 네트워크에서의 경로 선택"으로 명칭된 동시출원에 제시되어 있으며, 이 출원 모두는 본 발명의 양수인에게 양도되고, 그 내용들은 본 명세서에서 참조로서 병합되어 있다.
또한, 블럭 92에서, 제어기(31)는, QoS 임계치 및 송신 데이터를 전송하는데에 요구되는 이용 에너지수준 (예를 들어, 전력)을 기초로, QoS 경로 선택층(39')에서 데이터를 송신할 때에 로드-레벨링을 선택적으로 실행할 수도 있다. 이것은 전력소비, 이용가능한 QoS, 및 주어진 응용예에서 요구되어지는 QoS를 효과적으로 주어진 상황에 알맞게 균형잡히도록 해준다. 로드-레벨링 동작에 관련된 보다 자세한 설명은, 관리번호 제 GCSD-1470 (51336)호, "종단간 지연감소를 지원하는 이동 애드-혹 네트워크에서의 로드 레벨링, QoS 및 에너지 레벨링"으로 명칭된 동시출원에 제시되어 있으며, 이 출원의 내용은 본 명세서에서 참조로서 병합되어 있다.
또한, 블럭 93에서, QoS 경로 선택층(39') 아래의 QoS 전송층(40')에서, 제어기(31)는 단일전송 통신 모드와 다중전송 통신 모드 중 하나를 선택하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 제어기(31)는 응용층(36')에서 특정 형태의 통신 모드가 주어진 응용을 위한 QoS 전송층(40')에 선택되도록 명령내릴 수 있다(예를 들면, 클러스터 리더 노드 방송을 위한 신뢰성 있는 다중전송 통신).
다른 응용에서, 특정 통신 모드는 응용층(36')에 필수적으로 지정되지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 제어기(31)는 QoS 임계치를 기초로, 어떤 통신 모드가 적당한지를 판단할 수 있다. 물론, 이러한 판단은 또한 특정 무선 통신 장치(30) 자원의 이용 가능성, 특정 형태의 전송이 다른 이동 노드에 뜻밖의 간섭을 유발할 가능성이 있는지의 여부 등과 같은 다른 요인을 고려한다. 보다 상세하게는, 특정 통신 모드가 응용층(36')에 지정된 경우일지라도, 제어기는, 전술한 하나 이상의 요인들에 의거하여, QoS 전송층(40')에서 다른 통신 모드를 사용해야하는지를 판단한다.
또한, 블럭(85)에서, QoS 전송층(40') 아래의 QoS 트래픽층(41')에서, 제어기(31)는 바람직하게는 데이터 트래픽 흐름을 제어하고 또한 QoS 임계치를 유지하기 위해 그 데이터 대기열(queue)을 관리한다. 보다 상세하게는, 하나의 유용한 실 시예에서 전술한 QoS 경로 요청은 각각의 트래픽 흐름 식별자 및 제 2 QoS 임계치 또는 그와 관련된 상한을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 블럭(94)에서, 제어기(31)는 각각의 트래픽 흐름 식별자에 기초하여 허용 트래픽을 효과적으로 단속함으로써, 허용 트래픽이 확실하게 각각의 제 2 QoS 임계치를 초과하지 않도록 해둘 수 있게 된다. 이러한 트래픽 단속에 관한 추가 상세는 본 양수인에게 양도되고 2002년 4월 29일에 출원되어 동시-출원중인 미국 출원 번호 제 10/134,414호에 제공되며, 여기에 전체적으로 참조되어 병합된다.
또한, QoS 트래픽층(41') 아래의 적어도 하나의 하부 프로토콜층에서, 제어기(31)는, 본 발명의 분야의 당업자에 의해 자명하듯이, 상부의 층으로부터 제공받은 명령/데이터를 기초로, 무선 통신 장치(30)와 협력하여, 데이터를 선택된 경로를 거쳐 수신처 이동 노드(25)로 전송함으로써, 도 8에 도시된 방법을 종결시킨다(블럭87).
또한, 단일전송 및 다중전송 모드가 모두 제어기(31)에 의해 실행될 때, 제어기는 선택된 특정 통신 모드에 기초하여 데이터를 전송하기 위해 무선 통신 장치(30)와 유용하게 협력할 수 있다. 즉, 블럭(95 내지 98)에서, 다양한 신호 전송 특성이, 선택된 경로(들)에 대한 QoS 값과 함께, 사용중인 특정 형태의 통신 모드에 의존하여 조정되거나 맞추어질 수 있고, 그리하여 도 9에 도시되는 방법으로 결론된다(블럭(99)). 신호 전송 및 수신 특성의 조정은 이하에서 더 기술될 것이다.
보다 상세하게는, 프로토콜의 하부 계층(32')은 바람직하게는 QoS 트래픽층(41') 아래의 전파 적응층(42'), 전파 적응층 아래의 매체 접근(MAC)층(43'), 및 MAC층 아래의 물리(PHY)층(44')을 포함한다. 전파 적응층(42')은 상부 프로토콜층과 MAC 및 PHY층 사이의 인터페이스를 제공하고, 이 중 후자는 제어기(31)가 무선 통신 장치(30)와 물리적으로 인터페이스하는 곳에 위치한다. 물론, 예를 들면, 링크층과 같은 다른 층이 계층(32') 내에 포함될 수 있고, 여기서 기술된 기능의 일부는 특정 실시예에서 다른 층에서 실행될 수 있다는 것은 기술분야에서 당업자에게 인지될 것이다.
따라서, 블럭(95)에서, 물리층(44')에서, 제어기(31)는 바람직하게, 무선 통신 장치(30)와 협력하여 선택된 경로에 대한 QoS 값을 판단하는 것이 바람직한데, 이것은 QoS 조정이 취해질 필요가 있는지 여부 또는 경로를 통해 더 이상 통신이 불가능한지의 여부를 판단하는데에 사용된다. QoS 값은 성립된 경로에서의 QoS를 유지하기 위해 사용되는 것만이 아니라, 도 2의 블럭 46'에서 도시된 바와 같이, 경로 발견 및 경로 선택을 위해서도 일반적으로 사용된다. 반복적으로 언급하지만, 설명의 간결함을 위하여, 블럭 46'가 전파 적응층(42')으로부터 분리된 것으로 도시되고 있지만, 상기의 동작은 사실상 전파 적응층(또는 다른 층)에서 수행된다는 것을 유념한다.
블럭 96에서, 선택된 경로에서의 QoS 값을 모니터링함으로써, QoS 경로 선택층(39')에서, 제어기(31)는 QoS 값이 QoS 임계치 이하로 떨어졌는지 여부를 판단한다. 블럭 97에서, 만약 QoS 값이 QoS 임계치 이하로 떨어진 경우, 물리층(44')에서, 제어기(31)는 무선 통신 장치(30)와 협력하고, QoS 값을 향상시키기 위하여 하나 이상의 신호 특성을 조정한다.
이제 추가적으로 도 3-7 및 10-11을 참조하면, 신호 특성이 QoS를 향상시키기 위해 어떻게 조정될 수 있는지의 특정 예가 기술될 것이다. 제 1 예는 QoS 값이 선택된 경로를 따라 다음 이동 노드와 같은 원하는 이동 노드로의 신호 접속이 원하지 않는 레벨(예를 들면, QoS 임계치 이하)로 감소되었다고 나타낼 때이다.
소스 이동 노드(51) 및 이에 인접한 이동 노드(52-58)를 포함하는 도 3에서 도시된 이동 애드혹 네트워크(50)에 대하여, 소스 이동 노드는 반지름(r1)으로 규정되는 영역(59')으로 전송한다. 전술한 바와 같이 QoS 임계치를 설정하고 QoS 값을 판단하며 원하는 경로를 선택한 후(블럭(100-103)), QoS 값이 QoS 임계치 이하로 떨어졌다고 판단될 때(블럭(104)), 제어기(31)는 도 4에 도시되는 바와 같이 신호 전송 전력을 증가시키기 위해 PHY층(44')에서 무선 통신 장치(44')와 협력한다. 감소된 신호 접속의 판단은, 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 에러율, 수신된 신호 강도 등과 같은 하나 이상의 QoS 인자에 기초하여 만들어질 수 있다.
결과적으로, 이동 애드혹 네트워크(50')의 전송 영역(59')은 반지름(r1)보다 더 큰 반지름(r2)의 원에 의해 규정된다. 그러므로, 예를 들면, 소스 이동 노드(51)가 초기에 이동 노드(54)와 통신하였고 그것이 범위 바깥으로 이동한 경우(도 3에서 도시되는 바와 같이), 신호 전송 전력 증가는 이 노드가 통신 영역(59') 내에 있게 한다.
물론, 인접한 이웃 이동 노드에 원하지 않는 간섭 유발을 피하기 위해 반대의 접근도 받아들여질 수 있다. 서로 간섭하는 소스 이동 노드(61) 및 이웃 이동 노드(62)를 예시적으로 포함하는 도 5에서 도시되는 이동 애드혹 네트워크(60)를 고려한다. 보다 상세하게는, 소스 이동 노드(61)로부터 이동 노드(63-67)로의 전송은 이동 노드(62)에서 원하지 않는 간섭을 유발한다. 그러므로, 예를 들면, QoS 값이 이동 노드(62)로부터의 간섭이 QoS 임계치를 만족하지 않게 한다고 표시하는 경우, 제어기(31)는 두 개의 이동 노드(61 및 62)가 서로 간섭한다고 판단하고 따라서 그 신호 전송 전력을 감소시킬 수 있다. 이러한 방법으로, 그 신호 전송 영역(68)은 반지름(r11)(도 5)에 의해 규정되는 원으로부터 반지름(r21)(도 6)에 의해 규정되는 더 작은 원으로 감소되고, 이동 노드(62')로 더 이상의 간섭을 유발하지 않는다.
신호 전력에 추가하여, 다른 신호 특성이 유사한 결과(즉, 증가된 노드간 접속도 또는 감소된 간섭)를 달성하기 위하여 조정될 수 있다. 예를 들면, 도 7에서 예시된 경우에서, 신호 전송 안테나 패턴(또는 빔 형태)이 도시된 바와 같이 전송 영역(68'')으로부터 이동 노드(62'')를 제외하기 위해 변경된다. 다른 유사한 기술은 원하는 방향에서 신호 전송 이득을 조정하는 것이고, 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 이 또한 전송 영역에 영향을 준다.
또한, QoS 값이 QoS 임계치 이하로 떨어졌는지의 판단에 기초하여 신호 전송 전력, 신호 전송 이득, 및/또는 신호 전송 패턴을 조정하여, 제어기(31)는 또한 더 많은 이동 노드와 결합하기 위해 신호 전송 영역을 유용하게 조정할 수 있다. 이는 특히, 예를 들면, 추가 경로가 요구될 때, 또는 새로운 노드가 노드의 클러스터 또 는 그룹에 결합할 때 유용할 수 있다.
블럭(106)에서, 다른 신호 특성이 향상된 QoS를 제공하기 위해 선택적으로 조정될 수 있다. 예를 들면, 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 수행된 에러 코딩은 변경될 수 있다. 유사하게, 제어기(31)는 QoS 값이 QoS 임계치보다 크거나 같은 경우 제 1 변조 기술을 사용하고 다른 경우 제 2 변조 기술을 사용하여 데이터를 변조하기 위해 무선 통신 장치(30)와 협력할 수 있다. 예시로서, 적당한 변조 기술은 TDMA, CDMA, FDMA, 및 SDMA 등을 포함할 수 있다. 블럭(107)에서, 전송은 조정된 신호 특성에 따라 수행되고, 그리하여 도시된 방법으로 결론짓는다(블럭(108)).
또한, 제어기(31)는 원하는 데이터 속도로 데이터를 전송하기 위해 무선 통신 장치(30)와 협력할 수 있다. 이러한 방법으로, 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 제어기(31)는 또한 이용 가능한 QoS에 기초하여 필요에 따라 데이터 속도를 조정하기 위해 무선 통신 장치(30)와 협력할 수 있다.
유사한 기술이 또한 특정 노드가 인접 간섭 노드로부터 수신하는 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 즉, 수신지 이동 노드는 데이터를 수신중인 경로에 대한 QoS 값이 응용층(36')에서 맞춰진 (소스 이동 노드에 의해 제공되고 양 노드에서 승낙되거나, 독립적으로 성립될 수 있는) QoS 임계치 이하로 떨어졌는지를 판단할 수 있다. 이러한 경우에, 블럭(110' 및 111')(도 11)에서, 제어기(31)는 데이터를 수신할 때 간섭 이동 노드에 의해 생성된 간섭을 감소시키기 위해 전술한 바와 유사하게, 예를 들면, 전체 신호 수신 이득 및/또는 신 호 수신 패턴을 조정할 수 있다.
또한, 무선 통신 장치(30)는 또한 도 2의 MAC/PHY 열(47a'-47c')에 예시되는 복수의 채널로 작동할 수 있다. 그러므로, 주어진 경로가 복수의 채널 중 하나와 관련되는 경우, 제어기(31)는 선택된 경로의 QoS 레벨이 QoS 임계치 이하로 떨어질 때 하나 이상의 다른 이용 가능한 물리적 채널을 탐색 또는 모니터하기 위해 무선 통신 장치(30)와 협력할 수 있다. 이러한 채널 모니터링 및 선택의 자세한 상세는 2002년 4월 29일 출원되고 본 양수인에게 양도된 미국 출원 번호 제 10/134,862호에 제공되고, 여기에 전체적으로 참조되어 병합되었다. 물론, 열(47a'-47c')은 변조형, 통신 모드형 등과 같은 다른 물리층 셋팅 또는 “노브(knobs)”에 해당할 수 있다.
본 발명의 프로토콜 계층이 증강된 QoS를 제공하기 위한 QoS 작동 협력을 효과적이고 편리하게 조직하기 위한 QoS 프레임워크를 제공하는 것은 기술분야에서 당업자에게 인지될 것이다. 또한, 본 발명은 특정 응용 및 사용 시나리오를 위한 콤포넌트 기반 개발을 허락하는 전체적이고 통합된 프레임워크를 제공한다. 또한, 이는 트래픽 상태(예를 들면, 이용도, 잔여 용량, 홉의 수, 통과 지연 등)의 사용이 다중 대체 소스-대-수신지 패킷 경로의 생성을 돕는 것을 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면, 전파 수용층(42')은 다중 전파 인터페이스(예를 들면, 다른 전파 형태, 인터페이스, 물리적 채널 등)의 사용을 유용하게 허락할 수 있다. 또한, 본 발명은 도달 범위를 증가시키고, 간섭을 감소시키며, 도달되는 이 웃 노드의 수를 증가시키고, 그리고 신뢰도를 향상시키기 위해 QoS-구동 PHY층 적용을 제공한다. 또한, 데이터 패킷은 원해지는 바처럼 더 큰 에러 보정 등을 제공하기 위해 상부 프로토콜층에서 코딩되고, 다중 경로가 또한 종단간 지연을 줄이는 것과 동시에 더 큰 신뢰도 및 처리량을 제공하기 위해 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 무선통신장치와 이에 연결된 제어기를 각각 포함하는 복수개의 이동 노드들을 갖는 이동 애드-혹 네트워크(MANET)로서,
    프로토콜 멀티계층에 따라 작동하는 상기 제어기는,
    응용층에서, 서비스 품질(QoS) 임계치를 설정하며;
    상기 응용층 밑에 있는 QoS 지지층에서, 상기 QoS 임계치를 기초로 데이터 수신 확인의 필요여부를 판단하며;
    상기 QoS 지지층 밑에 있는 QoS 코딩층에서, 적어도 하나의 수신처 이동 노드로의 전송을 위하여 상기 응용층으로부터의 데이터를 인코딩하며;
    상기 QoS 코딩층 밑에 있는 QoS 경로선택층에서, 상기 QoS 임계치를 기초로 상기 적어도 하나의 수신처 이동 노드에 대한 적어도 하나의 경로를 선택하며;
    상기 QoS 경로선택층 밑에 있는 QoS 트래픽층에서, 상기 QoS 임계치를 기초로 데이터 트래픽흐름을 제어하며; 및
    상기 QoS 트래픽층 밑에 있는 적어도 하나의 하부 프로토콜층에서, 상기 적어도 하나의 선택된 경로를 통하여 상기 적어도 하나의 수신처 이동 노드로 데이터를 전송하기 위하여, 상기 무선통신장치와 협력하는;것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 QoS 경로선택층과 QoS 트래픽층 사 이의 QoS 전송층에서, 상기 QoS 임계치를 기초하여 단일전송통신 모드와 다중전송통신 모드 중 하나의 모드를 선택하며; 그리고, 상기 적어도 하나의 하부 프로토콜 층에서, 상기 선택한 통신 모드를 기초로 상기 데이터를 전송하기 위하여 상기 무선통신장치와 협력하는 것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 QoS 지지층들에서, 상기 제어기는 다른 이동 노드들부터 수신된 각각의 QoS 경로요청들과 내부 QoS 수치를 기초로 다른 이동 노드들로부터의 트래픽 승인여부 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 QoS 패킷코딩층에서, 상기 제어기는:
    상기 QoS 임계치를 기초하여 상기 데이터에 대한 오류 정정 데이터를 발생시키기 위하여 순방향오류정정(FEC) 알고리즘을 사용하여 데이터를 인코딩하며, 및
    상기 오류 정정 데이터 및 전송 이전의 상기 데이터를 인터리빙하는 것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 QoS 경로선택층에서, 상기 제어기는 상기 QoS 임계치와 송신 데이터의 전송에 필요한 이용 에너지 수준을 기초로 상기 송신 데이터에 관한 로드-레벨링(load-leveling)을 이행하는 것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크.
  6. 무선 통신 장치를 포함하는 복수개의 이동 노드 들을 포함하는 이동 애드혹 네트워크(MANET)에서의 이동 노드를 프로토콜 멀티계층에 따라 동작시키는 방법으로서,
    응용층에서, 서비스 품질(QoS) 임계치를 설정하는 단계;
    상기 응용층 밑에 있는 QoS 지지층에서, 상기 QoS 임계치를 기초하여 데이터 수신 확인의 필요여부를 판단하는 단계;
    상기 QoS 지지층 밑에 있는 QoS 코딩층에서, 적어도 하나의 수신처 이동 노드로의 전송을 위하여 상기 응용층으로부터의 데이터를 인코딩하는 단계;
    상기 QoS 코딩층 밑에 있는 QoS 경로선택층에서, 상기 QoS 임계치를 기초로 상기 적어도 하나의 수신처 이동 노드에 대한 적어도 하나의 경로를 선택하는 단계;
    상기 QoS 경로선택층 밑에 있는 QoS 트래픽층에서, 상기 QoS 임계치를 기초로 데이터 트래픽흐름을 제어하는 단계; 및
    상기 QoS 트래픽층 밑에 있는 적어도 하나의 하부 프로토콜에서, 상기 적어도 하나의 선택된 경로를 통해 상기 무선통신장치들로 하여금 상기 적어도 하나의 수신처 이동 노드로 데이터를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크에서 이동노드를 동작시키는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 QoS 경로선택층과 QoS 트래픽층 사이의 QoS 전송층에서, 상기 QoS 임계치를 기초하여 단일전송통신 모드와 다중전송통신 모드 중 하 나의 모드를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 통신모드를 기초로 상기 데이터를 전송시키기 위하여 상기 무선통신장치와 협력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크에서 이동노드를 동작시키는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 QoS 지지층에서, 다른 이동 노드들부터 수신된 각각의 QoS 경로요청들과 내부 QoS 수치를 기초로 다른 이동 노드들로부터의 트래픽 승인여부 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크에서 이동노드를 동작시키는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 QoS 패킷코딩층에서,
    상기 QoS 임계치를 기초로 상기 데이터에 대한 오류 정정 데이터를 발생시키기 위하여 순방향오류정정(FEC) 알고리즘을 사용하여 데이터를 인코딩하는 단계;, 및
    상기 오류 정정 데이터 및 전송 이전의 상기 데이터를 인터리빙하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애드혹 네트워크에서 이동노드를 동작시키는 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 QoS 경로선택층에서, 상기 QoS 임계치와 송신 데이터의 전송에 필요한 이용 에너지 수준을 기초로, 상기 송신 데이터에 관한 로드-레벨링(load-leveling)을 이행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 애 드혹 네트워크에서 이동노드를 동작시키는 방법.
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