KR20080087640A - 차량 간 통신을 위한 차량들의 로컬 피어 그룹을 구성하는그룹 헤더 기반 방법 - Google Patents

차량 간 통신을 위한 차량들의 로컬 피어 그룹을 구성하는그룹 헤더 기반 방법 Download PDF

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KR20080087640A
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텔코디아 테크놀로지스, 인코포레이티드
가부시키가이샤 도요다 아이티가이하츠센타
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Abstract

네트워크를 구성하고 유지하는 방법 및 로컬 피어 그룹(LPG)으로 그루핑된 복수개의 이동장치들을 가지는 상응하는 애드혹 이동장치 간 네트워크가 개시된다. 그룹 헤더 노드(GH)는 로컬 피어 그룹(LPG)의 복수개의 이동 무선 장치들에서 선택된다. 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 하트비트 메시지를 포함하는 복수개의 제어 메시지들을 고정된 간격으로 발송함으로써, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 제어하고 관리한다. 또한, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)은 1개 이상의 그룹 노드(GN)를 포함한다. 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)는 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)와 상기 그룹 헤더 노드(GH) 사이에 생성된 네트워크 링크를 거쳐 상기 그룹 헤더 노드(GH)와 통신할 수 있다. 상기 그룹 노드들(GN)은 상기 그룹 헤더 노드(GH)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다. 로컬 피어 그룹(LPG)에 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)가 있으면, 헤더 레졸루션이 오직 1개의 그룹 헤더 노드(GH)를 선택하기 위해 발생한다.
애드혹 네트워크, 이동 장치, 로컬 피어 그룹(LPG), 그룹 헤더 노드, 그룹 노드

Description

차량 간 통신을 위한 차량들의 로컬 피어 그룹을 구성하는 그룹 헤더 기반 방법{Group-Header Based Method to Organize Local Peer Group of Vehicles for Inter-Vehicle Communication}
본 출원은, "Group-Header Based Method to Organize Local Peer Group of Vehicles for inter-Vehicle Communication"의 명칭으로, Wai Chen 등에 의해 2005년 11월 22일자 출원된 미국특허출원 제11/285,593호로부터 미국특허법 제119조에 의거하여 우선권을 주장하고, "Linked Equivalent Cell Header-Based Approach and Protocol for Organizing an Ad-hoc Network"의 명칭으로, Wai Chen 등에 의해 2005년 11월 22일자 출원된 미국특허출원 제11/284,731호와 관련된 것이며, 각각의 출원은 본 출원에 참고자료로서 포함된다.
본 발명은 모바일(mobile) 환경에서의 통신을 위한 애드혹 무선 네트워크(ad-hoc wireless network)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 거의 실시간(near-instantaneous) 통신을 달성하는 이동 장치 간(moving-device to moving-device) 애드혹 무선 네트워크의 확립 및 유지에 관한 것이다.
무선 홈 네트워크든지, 이른바 로컬 카페(local cafes), 패스트푸드 체인(fast food chains) 또는 호텔들에서의 핫스팟(hot spot) 네트워크인 오피스 네트워크이든지, 와이파이(WiFi) 기술들의 전도시에 걸친 구현들(citywide implementations)이든지 무선 기술은 오늘날 모든 생활 측면들에서 일반적인 것이 되었다. 사회에서의 상기 무선 추진의 목표는 정보에 대한 접속성(accessibility)을 제공하는 것과 사회 전체가 컴퓨터 네트워크들 및 특히 인터넷의 폭넓은 허용성과 활용을 통하여 향유하는 생산성을 높이는 것이다. 802.11a/b/g와 같은 무선 네트워킹 기술은 와이파이-가능 장치들(WiFi-enabled devices)이 표준 유선 네트워크에 있을 때와 같이 선들의 제약 없이 서로 연결하는 것을 허용한다. 사람들은 네트워크 커버리지 영역(network coverage area) 내에서 그들의 물리적 위치에 상관없이 네트워크에 연결된 상태를 유지하는 자유로움을 제공받는다.
상기 목표를 고려하여, 여러 도시들은 도시를 위한 무선 네트워크를 형성하는 것을 시도해 왔다. 예를 들면, 2004년 7월 29일에 미시간주 그랜드 하벤(Grand Haven)은 도시의 6평방 마일을 커버하고 미시간 호수 내측으로 15마일 확장된 전도시에 걸친 무선 네트워크의 구현을 가진 미국에서 첫 번째 와이파이(WiFi) 도시임의 우수성을 주창하였다. 많은 도시 관리들은 와이파이(WiFi)를 사업을 유인하고 유지하기 위한 하수, 전력, 전화 및 교통과 같은 인프라스트럭쳐(infrastructure) 필수품으로서 인식한다. 도시 관리자들을 위한 상기 시스템들의 이점들은, 도시 고용자들간의 통신을 제공하는 것에서부터 공공 서비스 발표들, 상황 보고들 및 다른 유용한 정보를 일반 시민들에게 제공하는 것에까지 걸쳐 많다.
더 큰 무선 상호 통신 능력을 위한 추진에서, 일상생활의 일 영역이 뒤쳐진다. 미국의 도로들과 고속도로들은 기초적인 위성 시스템과 무선 전화기 시스템 이상의 무선 기술에 의해 크게 손대지 않은 상태로 남아있다. 하지만 미국 도로들 상의 무선 네트워크 기술 구현들로부터 얻을 수 있는 이점들이 많다. 가장 현저한 것들 중에는 직접적으로 영향을 받을 수도 있는 모든 차량들에 중계될 수 있는 교통 상황 보고들, 앰버(Amber) 경고들, 기상 보고들 등이 있다.
또한, 자동차들을 함께 네트워킹하는 것은 근처의 다른 차량들에 영향을 줄 수도 있는 차량에 관한 정보의 중계를 허용한다. 예를 들면, 자동차는 갑자기 정지할 수도 있다. 이러한 행위는 상기 정지한 자동차 뒤의 모든 차량들에게 실시간으로 보고될 수 있고, 이로써 다른 차량들의 운전자들이 덜 긴급하게 필요 조치를 취하게 된다. 이러한 측면은 교통사고와 혼잡을 감소시키는 명확한 결과를 가진다. 이러한 유형의 무선 네트워킹은, 한정되지 아니하지만, 긴급한 도로 장애물 경고, 교차로 조정(intersection coordination), 숨겨진 차도 경고, 차선 변경 또는 통합 원조(merging assistance)를 포함하는 차량 안전 애플리케이션들의 많은 측면들에서 나타날 수도 있다.
차량 안전 통신들(Vehicle safety communications; VSC)은 차량 간(vehicle-to-vehicle) 통신 및 차량-인프라스트럭쳐 간(vehicle-with-infrastructure) 통신으로 넓게 분류될 수도 있다. 차량 간 통신에서, 차량들은 정적 인프라스트럭쳐로부터의 지원 없이 서로 통신한다. 차량들은 그것들이 서로 동일한 무선 통신(radio) 범위 내에 있을 때 또는 다른 차량들을 거쳐 멀티홉(multiple-hop) 중계 가 가능할 때, 서로 통신한다. 차량-인프라스트럭쳐 간 통신에서, 차량들은 노변 무선 액세스 포인트들(roadside wireless access points)과 같은 인프라스트럭쳐의 지원으로 서로 통신한다. 또한, 상기 경우에, 차량들은 인프라스트럭쳐와만 통신할 수도 있다.
주요 VSC 성능 조건들은, 충돌 방지와 같은 다양한 VSC 애플리케이션들을 지원하기 위하여, 낮은 레이턴시(latency)(약 100 미리세컨드(ms))와 지속적인 처리량(throughput)(또는 동일하게는, 경고 메시지들을 성공적으로 수신하는 인접 차량들의 백분율)을 포함한다.
단순히 이동 차량에 무선 안테나를 설치하고 그 후 미조정된(uncoordinated) 통신을 전송하는 것만으로는 상기 조건들을 만족하는데 충분하지 못하다. 구체적으로는, 미조정된 데이터를 전송함으로써, 발송 전파들는 복수개의 메시지들로 채워지게 될 것이고, 이는 무선 통신 대역폭이 한정됨에 따라 무선 통신 전파들의 전파방해(jamming)를 가져오게 된다.
따라서, 상기 차량들은 서로의 전송을 방해하고, 전송을 위한 무선 통신 대역폭을 위해 서로 경쟁한다. 또한, 모든 메시지들은 요구되는 전송 방향에 대한 어떠한 고려도 없이 모든 방향들로 전파된다.
또한, 각 차량은 다른 차량의 네트워크 구성들과 매치되지 않는다.
높은 이동성(mobility)과 고유 관계의 부족은 차량들의 종래의 구성을 차량 그룹들 문제로 만든다(예를 들어, 차량이 그 이웃에 관하여 사전에 어떤 것도 알지 못한다). 안전 통신을 설정하는데 필요한 모든 정보는 차량들 사이에서 거의 실시 간으로 교환되어야만 하고, 그룹들 내의 차량들은 안전 통신이 일어날 수 있도록 거의 실시간으로 그들 자신을 구성하여야만 한다. 미조정된 차량들의 높은 이동성은 인접 차량들 또는 차량 그룹들의 빈번한 변경을 의미하고, 차량 그룹들 내에서 지원 서버들(support-servers)을 사용하는 어려움들(이동성, 주소, 이름, 미디어 세션(media session))을 제기한다. 상기 주요 차이점들은 기존의 전략상의 애드혹(ad-hoc) 네트워킹 기술들이 안전 통신을 위한 차량 그룹들에 직접 적용될 수 없게 한다.
핫스팟들과 같은 다른 곳에 사용되는 와이파이(WiFi) 방법들을 사용하는 것은 커버리지(coverage), 데이터 트래픽 볼륨(data traffic volume) 및 레이턴시 (latency) 문제들 때문에 비실용적이다. 대도시 주위의 통상적인 러시아워(rush hour) 통근은 3개 차선 고속도로의 1200미터 길이 당 600대 차량들 정도의 많은 차량 밀도를 가져올 수 있다. 또한, 차량들 모두는 30 내지 60mph의 속도로 각각의 커버리지 영역들을 통과한다. 대부분의 무선 시스템들은 그것들의 네트워크에서 그러한 큰 변화율을 처리하도록 설비되어 있지 않다.
구체적으로는, 차량이 커버리지 영역(coverage area)으로 진입함에 따라, 무선 액세스 포인트 또는 라우터(router)에 의해 확인되어 나오는 구성 명령어들이어야 할 필요가 있다. 차량이 상기 커버리지 영역들을 벗어날 때, 상기 무선 액세스 포인트 또는 라우터는 상기 차량의 기록들을 업데이트하여 상기 차량을 그것의 네트워크로부터 제거할 필요가 있다. 이로써 특정 커버리지 영역을 통과하는 차량의 속도는 무선 액세스 포인트 또는 라우터에 의해 발송되어져 범위 내의 모든 차량들 에 의해 응답될 필요가 있는 정보의 업데이팅, 예를 들어 핸드쉐이킹(handshaking)의 빈도를 결정한다. 정보를 동시에 전송하는 상기 차량들 모두가 곧 상기 시스템을 매우 쉽게 압도할 수 있다.
차량 간 통신 네트워크를 확립하기 위한 여러 시도들이 행해져 왔다. 예를 들면, FleetNet과 CarTalk2000이 모두 차량 간 통신 네트워크로 개발되었다. 상기 시스템들 모두는 위치 정보를 위하여 각 차량의 지피에스(GPS) 시스템을 사용하였다. FleetNet은 "애드혹(ad-hoc)" 네트워크들을 위한 인프라스트럭쳐로서 고정 노드 및 이동 노드 모두를 사용한다. 상기 고정 노드는 서버 라우터, 게이트웨이(gateway) 라우터 및 클라이언트(client) 서버 라우터로서 기능할 수 있다. 복수개의 고정 노드들의 사용은 인프라스트럭쳐을 설치, 유지, 관리하는데 상당한 재정적 비용과 오버헤드(overhead)를 초래한다. 또한, 상기 FleetNet 시스템은 위치 기반 라우팅과 위치 인식(location awareness)을 사용한다. 구체적으로는, 그것들의 시스템의 백본(backbone)으로서, 위치 데이터는 활용되는 통신 프로토콜들에 중대한 역할을 담당한다.
또한, CarTalk2000은 위치 기반 프로토콜을 사용한다. CarTalk2000 기반 차량간(inter-vehicle) 시스템에 참여한 각 차량은 언제든지 차량의 현 위치를 검출하기 위해 GPS 장치들을 장착하여야 한다. 또한, CarTalk2000은 토포로지컬 정보 라우팅(Topological Information Routing), 프로시저 라우팅(Procedure Routing) 및 애드혹 온디맨드 거리 벡터 프로토콜(Ad-hoc On-Demand Distance-Vector Protocol), 동적 소스 라우팅(Dynamic Source Routing), 하이브리드 라우팅(Hybrid Routing) 등과 같은 리액티브 라우팅(Reactive Routing)과 같은 다수의 상이한 라우팅 프로토콜들을 사용한다. 상기 라우팅 프로토콜들의 각각은 복잡하고 별개인 프로토콜 규칙들(rules)의 세트(set)를 사용한다.
CarTalk2000 시스템의 주요 단점은 인접 노드들이 대역폭 트래픽(traffic)을 상당히 증가시킨다는 발견이다. 각 노드는 그 존재를 보고하는 그 인접 차량들에 비컨(beacon)을 주기적으로 전송한다. 높은 트래픽 영역(traffic area)에서, 이것은 빈번한 비컨 메시지 충돌(beacon message collision)을 가져온다.
하지만 상기 GPS 네트워크들은 상당한 단점을 가진다. 높은 이동성 차량 환경에서, GPS 정보는 빠르게 구식이 된다. GPS 위치(GPS-positional) 라우팅을 수행하기 위한, 차량들 사이에서의 지속적으로 변경되는 GPS 정보의 교환은 너무 많은 프로토콜 오버헤드와 무선 대역폭 낭비를 초래한다. 따라서 그러한 GPS 위치 라우팅 기술은 최소의 통신 레이턴시 또는 지속적인 멀티홉(multiple-hop) 처리량을 달성할 수 없다.
따라서 과도한 대역폭과 상당한 프로토콜 오버헤드를 필요로 하지 않고 최소의 통신 레이턴시 또는 지속적인 멀티홉 처리량을 달성하는 동안, 엄중한 VSC 성능 조건들을 달성할 수 있는 애드혹(ad-hoc) 네트워크를 형성할 필요가 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 복수개의 이동 장치들을, 메시지 전송을 조정하여 중계하고 메시지 전달의 범위와 방향을 제어하는 로컬 피어 그룹(Local Peer Group; LPG)과 같은 관리 그룹으로 분류함으로써 이동 장치 간 통신을 위한 적절한 통신 범위를 생성하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 로컬 피어 그룹들(LPG)을 확립하고 유지하기 위한 간단한 프로토콜 및 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 노드들 사이의 관리 데이터 전송을 위한 프로토콜을 제공하는 것이다.
따라서 복수개의 이동 노드들 사이의 애드혹 무선 네트워크를 확립하고 유지하기 위한 방법이 본 출원에서 개시된다. 상기 노드들은 상기 노드들을 오더링(ordering)하지 않고 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 동적으로 형성한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 제어하기 위한 그룹 헤더 노드(group header node; GH)가 상기 복수개의 이동 노드들 중에서 선택된다. 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 하트비트 메시지(heartbeat message)를 포함하는 복수개의 제어 메시지들을 발송함으로써 상기 제어를 달성한다. 상기 하트비트 메시지는 고정된 간격으로 발송된다. 또한, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 그룹 헤더 노드가 아닌 다른 복수개의 이동 노드들이 소정의 한계 값(threshold value)에 기반하여 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인(join) 할 수 있는지 여부를 결정한다. 상기 그룹 헤더 노드가 아닌 다른 복수개의 이동 노드들이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 그룹 노드들(group node; GN)로서 조인할 수 있는 것으로 결정되면, 상기 그룹 헤더 노드(GH)와 상기 그룹 헤더 노드가 아닌 다른 복수개의 이동 노드들 사이의 네트워크 링크를 확립함으로써 상기 애드혹 네트워크가 생성된다.
상기 그룹 헤더 노드(GH)는 고유의 그룹 헤더 아이디(identification; ID)를 할당받고, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 제어하고 관리하는 기능을 한다. 상기 복수개의 제어 메시지들은 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 모든 그룹 노드들(GN)의 아이디(ID)를 포함하는 그룹 멤버십 메시지(group membership message), 로컬 피어 그룹(LPG), 그룹 헤더 노드(GH) 아이디(ID) 및 타임스탬프(timestamp)를 더 포함한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 그룹 노드들(GN)의 아이디(ID)는 상기 그룹 노드들(GN)로부터의 상태 메시지(status massage) 발송을 통해 주기적으로 업데이트된다. 그룹 멤버십 리스트 메시지(group membership list message)는 상기 하트비트 메시지에 포함될 수 있고, 상기 고정된 간격으로 발송될 수 있다.
상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 1개 이상의 그룹 헤더 노드들(GH)이 있으면, 헤더 레졸루션(header resolution)이 발생하여 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 오직 1개의 그룹 헤더 노드(GH)를 선택한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 모든 그룹 헤더 노드들(GH)은 헤더 레졸루션 메시지를 발송한다. 그 후, 상기 그룹 헤더 노드들(GH)은 헤더 레졸루션 모드(header resolution mode)로 동작하고, 소정의 선택 기준에 기반하여 오직 1개의 그룹 헤더 노드(GH)를 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택을 선택하는 헤더 레졸루션을 실시한다. 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 선택된 후, 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는 그룹 헤더 노드 선택 메시지(GH selected message)를 발송하고, 다른 그룹 헤더 노드들(GH)은 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)를 통해 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 그룹 노드들(GN)로서 조인한다. 상기 소정의 선택 기준 중 하나는, 상기 하트비트 메시지를 발송하는 제1 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택되는 것이다.
상기 그룹 헤더 노드(GH)의 무선 통신 커버리지 내의 모든 노드들은 상기 하트비트 메시지를 수신한다. 상기 노드는 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 조인 로컬 피어 그룹 메시지(join local peer group message)를 발송할지 여부를 결정한다. 상기 결정은 1개 이상의 변수와 소정의 한계 값의 비교에 기반한다. 상기 1개 이상의 변수는 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 노드들의 개수와 상기 홉 계수(hop count)이다. 상기 소정의 한계 값은 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 허용된 노드들 최대 개수 또는 최대 홉의 개수이다. 상기 1개 이상의 변수의 어느 하나 또는 모두가 그 상응하는 소정의 한계 값을 초과하지 않으면, 상기 노드는 상기 조인 로컬 피어 그룹 메시지를 발송한다. 상기 1개 이상의 변수 중 어느 하나가 그 상응하는 소정의 한계 값을 초과하면, 상기 노드는 상기 조인 로컬 피어 그룹(LPG) 메시지를 발송하지 않는다.
다른 방법으로는, 상기 노드는 결정 없이 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 조인 로컬 피어 그룹(LPG) 메시지를 발송하고, 상기 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 동일한 변수들 및 소정의 한계 값에 기반하여 상기 결정을 실시한다.
상기 애드혹 네트워크를 확립하고 유지하는 방법은, 상기 그룹 노드들(GN)에서 상기 그룹 헤더 노드(GH)로부터 상기 하트비트 메시지를 수신하는 단계, 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 각 그룹 노드(GN)에서의 하트비트 주기보다 큰 값으로 타이머를 임의로 설정하고 다음의 하트비트 메시지를 기다리는 단계, 및 하트비트 메시지가 그룹 노드(GN)에 의해 수신되지 않을 때 상기 타이머를 감소시키는 단계를 더 포함하고, 상기 다음의 하트비트 메시지를 수신하기 전에 상기 타이머가 만료하면, 만료한 첫 번째 타이머를 가진 그룹 노드(GN)는 그 자신의 하트비트 메시지를 발송하여 새로운 그룹 헤더 노드(GH)로서 기능하고, 상기 하트비트 메시지를 발송한 첫 번째 그룹 노드(GN)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 된다.
또한, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 그룹 노드들(GN)의 업데이트된 리스트를 유지하기 위하여, 그룹 노드(GN)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈할 때, 상기 상태 메시지가 소정의 시간 간격 후에 상기 그룹 노드(GN)로부터 수신되지 않으면, 상기 그룹 노드(GN)의 아이디(ID)는 상기 그룹 멤버십 메시지에서 제거된다. 다른 방법으로는, 상기 그룹 노드(GN)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 확정적으로 이탈한 메시지를 발송할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 방법은 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 1개 이상의 게이트웨이 노드(gateway node)를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 1개 이상의 게이트웨이 노드는 복수개의 메시지들을 상기 그룹 노드들(GN)에서 상기 그룹 헤더 노드(GH)로 중계하는 기능을 한다. 상기 1개 이상의 게이트웨이 노드는 상기 그룹 노드들(GN)로부터 수신된 복수개의 상태 메시지들을 수집하고, 소정의 시간이 경과한 후 메모리에 상기 복수개의 상태 메시지들을 저장하고, 상기 복수개의 상태 메시지들의 집합을 포함하는 1개의 메시지를 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 발송한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 방법은 1개 이상의 제2 그룹 헤더 노드(GH)를 선택하는 단계를 더 포함한다. 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈할 때, 상기 1개 이상의 제2 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 된다.
또한, 1개 이상의 로컬 피어 그룹(LPG)을 포함하는 애드혹 무선 네트워크 시스템이 개시된다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)은 오더링(ordering)되지 않은 복수개의 이동 무선 장치들로 동적으로 형성된다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)은, 상기 복수개의 이동 무선 장치들로부터 선택되고 고유의 그룹 헤더 아이디(ID)를 할당받은 1개의 그룹 헤더 노드(GH)를 포함한다. 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 하트비트 메시지를 포함하는 복수개의 제어 메시지들을 고정된 간격으로 발송함으로써 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 제어하고 관리한다. 또한, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)은 소정의 한계 값이 상기 1개 이상의 로컬 피어 그룹(LPG)에 의해 도달되지 않았을 때, 상기 그룹 헤더 노드(GH)의 무선 통신 범위 내의 복수개의 이동 무선 장치들 중 남아 있는 이동 무선 장치들로 형성되는 1개 이상의 그룹 노드(GN)를 포함한다. 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)는 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)와 상기 그룹 헤더 노드(GH) 사이에 생성된 네트워크 링크를 거쳐 상기 그룹 헤더 노드(GH)와 통신할 수 있다. 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)는 상기 그룹 노드(GN)에 관한 정보를 포함하는 상태 메시지를 상기 그룹 헤더 노드(GH)로 발송한다.
이하, 본 발명의 상기 특징들, 이점들, 장점들과 다른 특징들, 이점들, 장점들은 첨부 도면들을 참조함으로써 명료해질 것이다. 동일한 참조 번호들은 도면들 에 걸쳐 동일한 구조들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 2개의 로컬 피어 그룹들의 일 예를 도시한다.
도 2a는 본 발명에 따른 그룹 헤더 노드(Group Header node; GH)의 내부 구조의 일부분의 블록도를 도시한다.
도 2b는 본 발명에 따른 그룹 노드(Group Node; GN)의 내부 구조의 일부분의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로컬 피어 그룹(LPG)의 형성 및 유지에 대한 흐름도를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤더 레졸루션 규칙들(header resolution rules)을 사용하는 헤더 레졸루션의 3개의 상이한 예들을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그룹 헤더 노드(GH) 기반 로컬 피어 그룹(LPG) 형성에 대한 유한 상태 머신(finite state machine)을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로컬 피어 그룹(LPG)을 2개 노드들로 형성한 것을 도시한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠재적 통합 시나리오들(potential merging scenarios)의 3개의 상이한 예들을 도시한다.
도 7은 노드가 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하는지를 결정하는 다른 방법을 도시한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로컬 피어 그룹(LPG)을 도시한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 로컬 피어 그룹(LPG)을 도시한다.
본 발명에 따르면, 노드들 또는 이동 장치들은 관리할 수 있는 그룹들로 구성된다. 상기 그룹들은 노드들 사이의 데이터 전송을 조정하는데 사용된다. 상기 그룹들은 인접 노드들의 상대 위치(relative location)에 기반하여 구축된다. 상기 그루핑(grouping) 또는 로컬 피어 그룹(Local Peer Group; LPG)은, 한정되지 아니 하지만 차량 안전 애플리케이션들과 정보 애플리케이션들을 포함하는 무선 통신들을 지원하도록, 로컬 피어 그룹들(LPG)간 뿐만 아니라 단일의 로컬 피어 그룹(LPG) 내에서 라우팅을 하고, 애드혹 무선 네트워크에서의 전송을 조직화하는 기반이다.
로컬 피어 그룹들(LPG)의 목적은 인접 노드들 사이의 조정도들(degrees of coordination)을 구축하는 것이다. 상기 인접 노드들은 무선 통신 성능을 가진 이동 장치들이다. 이동 무선 장치는 피디에이(PDA), 랩탑 컴퓨터(laptop), 휴대 전화기(cell phone) 또는 무선 장치가 부착되거나 내장된 이동 차량이다. 구체적으로는, 이동 장치들은 통신 장치들을 가진 보행자들뿐만 아니라, 차량들 내에 설치되거나 상기 차량 내에 독립적으로 만들어진 관련 통신 장치들을 구비한 차량들을 포함한다. 바람직한 실시예는 고유의 통신 장치들을 가진 이동 차량들이다.
2 가지 유형의 조정도들이 있다. 제1 유형은 거의 순간적인 메시징을 위한 인트라 LPG(intra-LPG) 통신에 사용되는, 근처의 이동 장치들의 엄격한 조정이다. 예를 들면, 긴급한 도로 장애물 경고 또는 또 다른 유형의 비상 또는 안전 메시지 를 전송하는 것은 인터 LPG(inter-LPG) 메시징을 사용하여 수행된다. 상기 메시지들은 일반적으로 100ms 레이턴시를 필요로 한다.
제2 유형은 근처의 이동 장치들을 그루핑하는 느슨한 조정이다. 상기 유형의 조정은 연결되거나 상호 연결된 로컬 피어 그룹들(LPGs) 사이의 인터 LPG 통신을 지원하는데 사용된다. 예를 들면, 인터 LPG 통신은 도로 인식 애플리케이션 및 운전자의 시야를 확장하는데 사용될 수 있다.
로컬 피어 그룹(LPG)은 바로 근처의 복수개의 노드들로부터 동적으로 형성된다. 구체적으로는, 제1 노드는 무선 통신 신호를 발송하고, 상기 제1 노드의 범위 내의 다른 노드들은 상기 무선 통신 신호를 수신하는 능력을 가진다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)은 무선 통신 커버리지에 기반하여 형성되기 때문에, 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 노드들은 임의의 고정 인프라스트럭쳐의 필요 없이 단일 홉(single-hop) 또는 멀티홉(multi-hop)을 통해 서로 통신할 수 있다.
도 1은 2개의 로컬 피어 그룹들(LPG)을 도시한다. 제1 로컬 피어 그룹(LPG; 100)은 4개의 노드들(110, 111, 112, 113)을 각각 포함한다. 상기 4개의 노드들(110, 111, 112, 113)의 각각은 서로에게 데이터를 발송할 수 있다. 제2 로컬 피어 그룹(LPG; 120)은 노드들(121, 122, 123, 124, 125, 126)을 각각 포함한다. 상기 노드들(121 내지 126)의 각각은 서로에게 데이터를 발송할 수 있다. 상기 유형의 전송은 인트라 LPG 전송이고, 순간적으로 일어난다. 상기 제1 로컬 피어 그룹(LPG; 100)의 노드들(110 내지 113)은 인터 LPG 통신을 사용함으로써 상기 제2 로컬 피어 그룹(LPG; 120)의 노드들(121 내지 126)에 데이터를 발송할 수 있다. 상 기 2개의 로컬 피어 그룹들(LPG; 100, 120)은 애드혹(ad-hoc) 네트워크(150)를 형성한다.
본 발명의 제1 실시예에서, 로컬 피어 그룹(LPG)은 2개의 상이한 종류의 노드들, 즉 그룹 헤더 노드(Group Header Node; GH) 및 그룹 노드(Group Node; GN)로 형성된다.
그룹 헤더 노드(GH)는, 노드들의 어떤 오더링(ordering) 또는 어떤 인프라스트럭쳐 없이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 유지하고 제어하도록 지정된 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 이동 장치 또는 노드이다.
각 노드 또는 이동 무선 장치는 그룹 헤더 노드(GH) 또는 그룹 노드(GN)로서 동작할 수 있다. 따라서, 각 노드는 상기 노드가 그룹 헤더 노드(GH) 또는 그룹 노드(GN)로서 기능하거나 동작하는 것을 허용하는 소자들(elements) 또는 수단들(means)을 각각 포함한다. 도 2a 및 도 2b는 노드가 그룹 헤더 노드(GH; 도 2a) 또는 그룹 노드(GN; 도 2b)로서 동작하는 것을 허용하는 여러 개의 수단들 또는 소자들을 도시한다. 하지만 노드가 그룹 헤더 노드(GH) 또는 그룹 노드(GN) 중 어느 하나로서 동작할 때조차, 구조적인 소자들 또는 수단들 모두 상기 그룹 헤더 노드(GH) 및 그룹 노드(GN)에 존재하나, 오직 특정 소자들만이 동작 모드에 기반하여 기능한다.
또한, 도 2a 및 도 2b는 노드가 각각 그룹 헤더 노드(GH) 또는 그룹 노드(GN) 중 어느 하나일 때 기능하는 특정 수단들 또는 특징들만을 도시한다. 하지만 상기 특징들은 오직 설명의 목적으로 도시된 것이고, 다른 특징들 및 소자들이 상기 노드에 포함될 수도 있고, 포함된다. 또한, 그룹 헤더 노드(GH)를 위한 메모리부 및 그룹 노드(GN)를 위한 메모리 수단과 같은 특징의 구체적인 명칭은 설명의 목적상, 상기 2개의 특징들과 그것들의 기능 사이의 혼동을 방지하는데 사용된다. 하지만 실제로, 상기 소자, 즉 메모리는 모든 노드들에 대해 동일하나, 소자 소자는 상기 노드가 그룹 헤더 노드(GH) 대 그룹 노드(GN)로서 동작할 때, 상이하게 기능한다.
도 2a는 노드가 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 선택될 때 기능하는 이동 장치와 커플링되는 무선 장치의 내부 구조의 일부분의 블록도를 도시한다. 상기 이동 장치 또는 노드가 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 선택될 때, 적어도 다음의 소자들, 즉 메모리부(200), 클록(clock; 205), 타이머(210), 하트비트 발생 수단(215), 전송/수신부(220), 제어 수단(225) 및 전원장치(230)가 기능한다. 상기 메모리부(200)는 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 또는 플래시(flash)를 포함하는 임의의 종류의 메모리일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 단기(short-term) 메모리는 캐시(cashe)이다. 상기 메모리부는 상기 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID), 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID), 그룹 리스팅(group listing), 소정의 최대 로컬 피어 그룹(LPG) 크기, 로컬 피어 그룹(LPG)의 노드들의 개수 및 다른 종류의 제어 변수들과 같은 로컬 피어 그룹(LPG)에 관한 정보를 저장한다.
상기 클록(205)은 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)의 타이밍을 유지하는데 사용된다. 구체적으로는, 상기 클록(205)은 내부 클록으로서 기능하고, 타이머(210)를 설정하기 위한 기반으로 사용된다. 상기 타이머(210)는 하트비트 메시지(510)를 발 송하는 때를 결정하는데 사용된다. 즉, 상기 타이머(210)는 하트비트 간격(T)을 결정한다. 상기 제어 수단(225) 또는 마이크로프로세서는, 상기 하트비트 메시지(510)의 발생, 상기 타이머(210)에 기반하여 상기 하트비트 메시지(510)를 발송하는 때, 노드가 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 진입하는 것을 허용하거나 거부하는지를 포함하는 상기 그룹 헤더 노드(GH)의 모든 프로세스들을 제어한다. 또한, 상기 제어 수단은 상세히 후술하는 헤더 레졸루션을 담당한다. 상기 하트비트 발생 수단(215)은 상기 메모리부(200)에 저장되는 데이터로부터 하트비트 메시지(510)를 생성하거나 발생시키는데 역할을 담당한다.
상기 그룹 헤더 노드(10)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 식별하고 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 관한 정보를 제공하는 "하트비트" 또는 하트비트 메시지(510)라고 불리는 신호를 주기적으로 전송한다. 하드비트 메시지(510)는 상세히 후술하기로 한다. 상기 주기는 고정된 간격(T)이다. 상기 간격(T)의 값은 설계 또는 동작의 필요에 따라 선택할 수 있다. 또한, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 모든 노드들의 리스트를 유지한다. 상기 리스트는 메모리부(200)에 저장된다. 상기 리스트는 노드들이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 진입하거나 이탈함에 따라 끊임없이 변경된다. 상기 리스트는 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 진압하는 때 또는 노드들로부터의 상태 업데이트(이로써 노드가 여전히 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 있음을 나타냄)가 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 의해 수신되는 때의 타임스탬프(time stamp)를 포함한다. 상기 리스트는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 다양한 관리 및 제어 기능들을 위하여 사용된다. 예를 들면 상기 리스트는 그 룹 크기를 추적하고, 특정 노드를 차단하는데 사용될 수 있고, 헤더 레졸루션을 위하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 리스트는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 다른 노드들 모두에게 주기적으로 발송된다.
상기 로컬 피어 그룹(LPG) 하트비트 메시지(510)는 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)의 무선 통신 근처의 모든 노드들에 발송된다. 상기 메시지는 제어 채널을 거쳐 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 다른 노드들로 전송된다. 상기 채널은 제어 및 시그널링(signaling) 사용 전용의 무선 채널일 수도 있고, 정보 교환을 위한 모든 노드들에 의해 공유된 무선 채널일 수도 있다. 상기 채널(들)의 사용은 몇몇 무선 미디어 액세스 제어 프로토콜(들)(wireless medium access control protocol(s))에 의해 관리될 수도 있다. 상기 하트비트 메시지(510)는 상세히 후술하는 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID) 및 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID) 모두를 포함하는 고유의 아이디를 포함한다. 상기 하트비트 메시지(510) 또는 메시지는 다음 하트비트의 시간, 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 노드들의 개수, 로컬 피어 그룹(LPG)에 대한 소정의 최대 크기, 전송을 위한 홉들(hops)의 개수 및 허용된 홉들의 개수에 대한 최대 한계와 같은 로컬 피어 그룹(LPG)의 다른 변수들을 더 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 하트비트 메시지(510)는 그룹 멤버십 리스트 메시지(group membership list message; 540)를 포함한다.
상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 모든 액티브(active) 그룹 노드들(GN; 20)에 상기 그룹 멤버십 리스트 메시지(540)를 전송한다. 상기 그룹 멤버십 리스트 메시지(540)는 헤더 레졸루션(header resolution)에 사용되고, 또한 그룹 헤더 노드(GH)가 다른 그룹 노드들(GN)을 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 상태에서 계속 업데이트 되도록 하는데 사용된다. 상기 그룹 멤버십 리스트 메시지(540)는 상기 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID) 및 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID), 상기 그룹 멤버십 리스트 메시지가 전송되는 때의 타임스탬프, 및 각각의 그룹 노드(GN)를 위한 아이디(ID)를 포함한다.
상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 제어한다. 모든 다른 노드들은 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인(join)한다. 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 임의의 노드로부터 조인 메시지를 수신하여 상기 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있는지 여부를 결정한다. 상기 결정은 1개 이상의 소정의 한계 값에 기반한다. 소정의 한계 값은 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 노드 크기 또는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 허용된 최대 홉 계수(count)가 될 수 있다.
구체적으로는, 일단 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 전송/수신부를 거쳐 노드로부터 조인 메시지(550)를 수신하면, 제어 수단(225)은 메모리(200)로부터 노드 계수 또는 홉 계수를 검색한다. 또한, 제어 수단(225)은 상응하는 소정의 한계 값을 검색한다. 그 후, 제어 수단(225)은 상기 소정의 한계 값을 상기 상응하는 변수와 비교하여 상기 소정의 한계 값을 초과하였는지 여부를 결정한다. 예를 들면, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 노드 계수 값을 상기 최대 노드 크기 값과 비교한다. 다른 방법으로는, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 홉 계수를 허용된 최대 홉 계수와 비교할 수 있다. 다른 방법으로는, 상기 비교들이 모두 실시될 수 있다.
어느 하나 또는 모두의 소정의 한계 값들이 초과되었으면, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 노드가 로컬 피어 그룹(LPG)에 진입하는 것을 부인한다. 그 후, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 노드에 거절 메시지(rejection message)를 전송한다. 상기 소정의 한계 값이 초과되지 않았으면, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 노드의 진입을 허용한다. 그 후, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 노드에 승인 메시지(acceptance message)를 전송한다. 일단 상기 노드가 그룹 노드(GN; 20)가 되면, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 노드 계수를 증가시키고 새로운 값을 상기 메모리부에 저장한다.
일반적으로, 임의의 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 오직 1개의 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 존재한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 모든 다른 노드들은 일반 노드(general node) 또는 그룹 노드(GN)이다. 그룹 노드(GN; 20)는 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 진입하고, 상태 신호(status signal; 560)를 상기 그룹 노드(GN; 20)에 주기적으로 발송한다. 상기 노드들은 상기 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하고 싶다는 것을 나타내는 노드 조인 메시지(550)를 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 발송한다. 상기 메시지는 노드 아이디(ID) 및 타임스탬프(TimeStamp)를 포함한다. 일단 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하여 그룹 노드(GN; 20)가 되면, 상기 그룹 노드(GN; 20)는 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 노드 상태 메시지(560)를 주기적으로 발송한다. 상기 그룹 노드(GN) 상태 메시지(560)는 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 의해 업데이트된 멤버십 리스트를 유지하는데 사용된다. 상기 노드 상태 메시지(560)는, 상기 메시지 가 노드 아이디(ID) 및 타임스탬프 (TimeStamp)를 포함하는 것에 있어 상기 조인 메시지(550)와 유사하다. 상기 그룹 노드(GN) 내의 외부 클록은 상기 타임스탬프를 결정한다. 일반적으로, 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 1개 이상의 그룹 노드(GN; 20)가 존재한다. 따라서 복수개의 노드 상태 메시지들(560)이 한번에 발송되는 것으로 인한 방해를 방지하기 위하여, 상기 노드 상태 메시지(560)는 상기 하트비트 간격(T)보다 작은, 임의로 선택된 간격으로 발송된다. 그러므로 각각의 그룹 노드(GN; 20)는 다른 그룹 노드(GN; 20)와 다른 시간에 그 노드 상태 메시지(560)를 발송한다.
도 2b는 노드가 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하여 그룹 노드(GN)가 될 때 기능하는 이동 장치와 커플링된 무선 장치의 내부 구조의 일부분의 블록도를 도시한다. 상기 노드 또는 이동 장치와 커플링된 무선 장치는 메모리 수단(250), 클록(255), 타이머(256), 전송/수신부(260), 제어부(265) 및 전원장치(270)를 포함한다. 상기 메모리 수단(250)은 디램(DRAM), 에스램(SRAM) 또는 플래시(Flash)를 포함하는 임의의 종류의 메모리일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 단기(short-term) 메모리는 캐시(cache)이다. 상기 클록(255)은 상기 그룹 노드(GN; 20)의 타이밍을 유지하는데 사용된다. 구체적으로는, 상기 클록(255)은 내부 클록으로서 기능하고, 타이머(256)가 신호를 발송하는 때를 결정하는데 사용되는 경우에 상기 타이머(256)를 설정하기 위한 기반으로 사용된다. 상기 제어부(265) 또는 마이크로프로세서는 다른 그룹 노드들(GN) 또는 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 신호들을 전송 또는 발송하는 단계, 로컬 피어 그룹(LPG)에 진입하는 것을 요청하는 단계 및 상기 메모리 수단에 정보를 저장하는 단계를 포함하는 상기 그룹 노드(GN; 20)의 모든 프로 세스들을 제어한다.
주기적으로, 그룹 노드(GN; 20)는 상태 메시지(560)를 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 전송하고, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 하트비트 메시지(510)를 수신한다. 임의의 로컬 피어 그룹(LPG) 근처의 새로운 노드는, 이미 임의의 그룹의 일부분인 바로 근처의 인접 노드와 통신하거나, 주기적으로 전송되는 로컬 피어 그룹(LPG) 하트비트를 검출함으로써 로컬 피어 그룹(LPG)을 검출한다. 그 후, 상기 새로운 노드는 그룹 헤더 노드(GH; 10)에, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하는 것을 요청할 수 있다. 특정 로컬 피어 그룹(LPG)에 관한 정보는 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 수신된 하트비트 메시지(510)로부터 결정된다.
상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 새로운 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있는지 여부를 결정한다. 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상기 새로운 노드가 조인할 수 있다고 결정하면, 상기 새로운 노드는 그룹 노드(GN; 20)로서 상기 그룹에 조인한다.
이제, 상기 그룹 노드(GN; 20)의 동작을 설명하기로 한다. 상기 그룹 노드(GN; 20)는 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 하트비트 메시지(510)를 수신한다. 상기 하트비트 메시지(510)는, 상세히 후술하는 바와 같이, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 대한 고유의 아이디와 같은 정보 및 다른 종류들의 제어 정보를 포함한다. 상기 하트비트 메시지(510)를 수신한 후, 상기 그룹 노드(GN; 20)의 제어부(265)는 타이머(256)를 최소값이 상기 하트비트 주기(T+?)와 동일한 임의의 값으로 설정한다. 그 다음의 하트비트가 상기 주기 내에 수신되면, 상기 그룹 노드(GN; 20)는 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 여전히 그것의 근처에 있음을 인식한다. 하트비트가 수신되지 않으면, 상기 그룹 노드(GN; 20)는 그 자신을 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 선정한다.
구체적으로는, 현재의 그룹 헤더 노드(GH) 하트비트 메시지(510)가 T, 즉 하트비트 간격보다 큰 시간에 수신되지 않을 때, 새로운 그룹 헤더 노드(GH)의 선정이 이루어진다. 각각의 그룹 노드(GN; 20)는 그것의 타이머(256)를 T보다 더 큰 임의의 값, 예를 들어 T+?로 설정하고 하트비트 메시지(510)를 기다린다. 하트비트 메시지(510)가 현재의 그룹 헤더 노드(GH) 또는 새로운 그룹 헤더 노드(GH)로부터 수신되기 전에 상기 타이머가 만료되면, 상기 노드는 그 자신을 새로운 그룹 헤더 노드(GH)로서 선정하여 새로운 하트비트 메시지(510)를 전송하고, 따라서 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 다른 노드들이 현재의 그룹 헤더 노드(GH)가 존재한다는 것을 인식한다. 자신의 타이머가 만료된 첫 번째 노드는 그것의 현재 알려진 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)를 가진 그 자신의 하트비트 메시지(510)를 전송하고, 그 자신을 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 선정한다. 로컬 피어 그룹(LPG) 하트비트 메시지(510)가 수신될 때, 다른 노드들(GN; 20)은 그것을 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 식별하는 고유의 아이디를 적어도 포함하는, 상기 메모리 수단(250)에 저장된 이전의 로컬 피어 그룹(LPG) 하트비트 정보와 비교한다. 상기 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)가 동일하나 상기 그룹 헤더 노드(GH)가 변경되었으면, 상기 노드는 상기 그룹이 분할하였거나, 이전의 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 이탈한 것(즉, 그룹 헤더 노드(GH) 차량이 고속도로로부터 이탈하였거나, 도로 교차로에서 상이한 회전을 하였거나, 상이한 차량 속도로 인하여 상기 그룹으로부터 단순히 분리되었는 것)으로 인식한다. 또한, 그룹 헤더 노드(GH; 10)의 변경은 상기 노드(GN; 20)가 이전의 그룹과 동일한 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)를 가진 그룹으로 이동한 것을 의미한다. 상기 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)가 상이하고, 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상이하면, 상기 노드는 그것이 새로운 그룹으로 이동하였고, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 거쳐 상기 그룹에 조인한다는 것을 인식한다.
상기 경우들 중 어떤 경우이든지, 상기 노드는 궁극적으로 그것이 상기 하트비트 정보를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 일부임을 결정한다. 상기 노드가 몇몇의 이유로 그것이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 일부가 되지 못한 것을 인식하면, 상기 노드는 요청을 통하여 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 조인할 수 있다.
고유의 아이디는 각각의 로컬 피어 그룹(LPG)을 식별한다. 상기 고유의 아이디들에 대한 여러 개의 가능한 포맷들(formats)이 존재한다. 그룹 헤더 노드(GH) 번호에 기반하여 인코딩되는 상기 고유의 아이디를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 식별이 가능하다. 하지만 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 변경됨에 따라, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 고유한 아이디 또한 변경되고, 노드가 그것의 로컬 피어 그룹(LPG) 변경인지 오직 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 아이디(ID)인지를 분간할 수 없게 되는 결과를 가져온다. 반면에, 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 이탈할 때, 로컬 피어 그룹(LPG) 고유의 아이디는 원래의 아이디(ID)로 고정될 수 있다. 하지만 이것은 단일의 로컬 피어 그룹(LPG)이 분할할 때, 로컬 피어 그룹(LPG) 고유의 아이디 중복의 원인이 된다. 2개 이상의 그룹들이 동일한 고유의 아이디를 가지게 된 다. 바람직한 실시예에서, 고유의 아이디는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 고유하게 식별하는 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)와 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID) 번호 모두에 기반하여 인코딩된다. 그룹 헤더 노드(GH; 10)에는 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID) 번호가 부여된다. 네트워크의 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)에는 GH1이 부여되고, 그 다음은 GH2 등이 부여된다. 초기화되면, 상기 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)는 그룹 헤더 노드(GH) 번호에 관련된다. 그러므로 그룹 헤더 노드(GH) 번호는 처음에 고유의 아이디를 결정하나, 상기 그룹 헤더 노드(GH)가 변경됨에 따라 상기 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID) 고유의 아이디는 새로운 그룹 헤더 노드(GH) 번호를 포함하도록 변경된다. 또한, 단일의 로컬 피어 그룹(LPG)이 다중의 로컬 피어 그룹들(LPG's)로 분할될 때, 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)는 2개 이상의 새로운 로컬 피어 그룹들(LPG's)에 공통이나, 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID)가 상이하고 상기 고유의 아이디가 상이하게 때문에 동일한 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)를 가진 로컬 피어 그룹들(LPG's)을 구분하는데 사용될 수 있다.
로컬 피어 그룹(LPG)은 근처의 1개 이상의 노드로 형성된다. 도 3은 로컬 피어 그룹(LPG)을 1개 이상의 노드들로 형성하고 유지하는 프로세스를 도시한다. 처음에, 단계(S1)에서, 각각의 이동 장치는 그 자신을 오직 그 자신을 포함하는 로컬 피어 그룹(LPG)에 대한 그룹 헤더 노드(GH)로서 식별할 수도 있다. 이동 장치들이 서로 근접함에 따라(예를 들어 교차로, 고속도로 진입로, 또는 도로의 차량 속도 차로 인한 차량들), 이동 장치들은 서로의 동일한 무선 통신 커버리지 내에 들어온다. 이제 상기 동일한 무선 통신 커버리지 내의 상기 이동 장치들은 1개 이상의 노 드를 포함하는 로컬 피어 그룹(LPG)을 형성하기 시작한다. 일반적으로, 하트비트 메시지(510)를 전송하는 첫 번째 노드가 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 간주된다. 각각의 개별 노드는 그 자신의 로컬 피어 그룹(LPG)으로서 시작하고, 이로써 그 자신의 로컬 피어 그룹(LPG)의 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 간주된다. 따라서, 각각의 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 도 5에 도시하는 바와 같이, 그것의 하트비트 메시지(510)를 발송한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 물리적 크기는 무선 통신 전파가 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 진행할 수 있는 반경 거리에 의해 결정된다. 상기 반경 거리 내의 임의의 노드는 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 그룹 노드(GN; 20)가 될 수 있다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)가 있으면, 헤더 레졸루션이 발생한다.
임의의 로컬 피어 그룹(LPG) 근처의 새로운 노드는, 이미 그룹의 일부분인 근처의 인접 노드와 통신하거나, 주기적으로 발송되는 로컬 피어 그룹(LPG) 하트비트를 검출함으로써, 로컬 피어 그룹(LPG)을 검출한다. 그 후, 단계(S2)에서, 상기 새로운 노드는 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)에, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하도록 요청할 수 있다. 그 후, 단계(S3)에서, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있는지 여부를 결정한다. 상기 결정에 기반하여, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 노드를 승인할 수 있거나(S4a), 상기 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 진입하는 것을 부인할 수 있다(S4b). 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는, 단계(S4b)에서, 소정의 개수의 노드들이 이미 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 존재하거나 전송에 필요한 홉들의 개수가 한계를 초과하면, 조인 하는 것을 부인할 수 있다. 다른 방법으로는, 새로운 노드가 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 수신된 로컬 피어 그룹(LPG) 하트비트 정보로부터 크기 한계를 체크함으로써, 소정의 기준에 기반하여 상기 그룹에 조인할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 이것은, 상기 크기 한계에 이미 도달하였으면, 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 추가적인 불필요한 메시징하는 것을 방지한다. 이것은 조인 메시지(550)를 발송하기 이전에 발생한다.
구체적으로는, 단계(S700)에서, 상기 그룹 노드(GN; 20)가 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 하트비트 메시지(510)를 수신한다. 상기 하트비트 메시지(510)는 노드 계수, 로컬 피어 그룹(LPG)에 대한 소정의 최대 노드 크기, 홉 계수 및 소정의 최대 홉 계수를 포함한다. 그 후, 단계(S710)에서, 그룹 노드(GN; 20)는 상기 노드 계수 또는 홉 계수 중 어느 하나 또는 모두를 상응하는 한계 값, 즉 소정의 최대 로컬 피어 그룹(LPG) 노드 크기 또는 소정의 최대 홉 계수와 비교하는 것에 기반하여, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있는지 여부를 결정한다. 그 후, 상기 그룹 노드(GN; 20)의 제어부(265)는 소정의 한계 값을 상응하는 변수와 비교하여 상기 소정의 한계 값을 초과하는지 여부를 결정한다. 예를 들면, 상기 그룹 노드(GN; 20)는 상기 노드 계수 값을 상기 최대 로컬 피어 그룹(LPG) 노드 크기 값과 비교한다. 다른 방법으로는, 상기 그룹 노드(GN; 20)는 상기 홉 계수를 상기 허용된 최대 홉 계수와 비교할 수 있다. 다른 방법으로는, 상기 비교 모두를 실시할 수 있다.
소정의 한계 값들 중 어느 하나 또는 모두가 초과되었으면, 상기 그룹 노 드(GN; 20)는 단계(S720)에서, 그 조인 메시지(550)를 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 발송하지 않는다. 그 후, 상기 그룹 노드(GN; 20)는 상이한 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 거쳐 또 다른 로컬 피어 그룹 (LPG)에 조인하려고 시도한다. 소정의 한계 값들 모두가 초과되지 않으면, 상기 그룹 노드(GN; 20)는 단계(S730)에서 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 조인 메시지(550)를 발송한다. 상기 조인 메시지(550)를 수신하면, 상기 그룹 노드(GN)는 이미 어떠한 소정의 한계 값도 도달하지 않은 것으로 결정하였기 때문에, 상기 그룹 노드(GN; 10)은 승인 메시지를 발송한다. 그 후, 상기 그룹 노드(GN)는 상태 메시지(560)를 주기적으로 발송하기 시작한다.
상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 모든 그룹 노드(GN)들의 현재 리스트를 유지하는 것은 상기 그룹 헤더 노드(GH)의 책임이기 때문에, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 단계(S5)에서 그룹 노드(GN)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈하였는지 여부를 끊임없이 모니터링(monitor) 한다. 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈하였을 때, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는, 상기 이탈 노드로부터 주기적인 멤버 상태 업데이트를 수신하지 못하기 때문에, 상기 그룹 헤더 노드(GH)의 메모리부(200)에 저장된 그룹 리스트로부터 그룹 노드(GN; 20)를 에이지(age)한다. 상기 에이징 프로세스는 다음과 같이 동작한다. 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 단계(5a)에서 상기 그룹 노드(GN; 20)로부터 상태 메시지(560)를 수신한 후, 일정 기간 동안에 각각의 그룹 노드(GN; 20)의 멤버십을 살아있는 상태로 유지한다. 상기 그룹 노드(GN; 20)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈할 때, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 그룹 노드(GN; 20)로부터 상태 메시지(560)를 수신하는 것을 중단하고, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 상기 그룹 노드(GN; 20) 멤버십을 유지하는 것을 중단한다. 그 후, 단계(S5b)에서, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 약간 후에 로컬 피어 그룹(LPG) 리스트에서 상기 노드를 제거한다. 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 그룹 헤더 노드(GH; 20)로부터 어떤 상태 업데이트도 수신하지 않은 채 그룹 헤더 노드(GH; 20)의 멤버십을 보유하는 실제의 시간 한계는 시스템 설계 또는 동작 변수이다. 예를 들면, 상기 시간 한계는 약 T+D에, 그룹 노드(GN; 20)에 의해 상태 메시지를 전송하는 최대 시간을 더한 것이 될 수도 있다. 상기 시간 한계의 종단에서, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 그 메모리(200)에서 그룹 노드(GN; 20)의 기록을 제거한다. 이것은, 소정의 최대 크기 값에 도달되지 못하면, 새로운 노드들이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 멤버십이 허용되지 않도록 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 노드들의 개수에 대한 현재 계수뿐만 아니라 업데이트된 멤버십을 계속 유지하는 것을 도와준다. 다른 방법으로는, 상기 이탈 모드는 그것이 더 이상 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 일부가 아니라는 메시지를 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 암시적으로 전송할 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 하트비트 메시지(510)는 그룹 멤버십 리스트 메시지(540)를 포함할 수 있다. 다른 방법으로는, 상기 그룹 멤버십 리스트 메시지(540)는 개별적으로 전송되는 메시지일 수 있다. 또한, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 의해 발송되는 여러 개의 다른 종류의 메시지도 존재한다. 예를 들면, 헤더 레졸루션 메시지(520)가 발송되어 헤더 레졸루션의 프로세스를 초기화한다. 상기 종류의 메시지는 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 있을 때에만 발송된다. 또한, 상기 헤더 레졸루션 메시지(520)는 그룹 헤더 노드(GH; 10)에서 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 또 다른 그룹 헤더 노드(GH; 10)로만 발송된다. 상기 헤더 레졸루션 메시지(520)는 그룹 헤더 아이디(GH ID), 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID) 및 그룹 멤버십 리스트를 포함한다.
헤더 레졸루션이 발생한 후, 추가 메시지가 그룹 헤더 노드(GH; 10)에서 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 발송된다. 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지(530)는 그룹 헤더 노드들(GH)에게 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH)의 선택을 통지하는데 사용된다. 상기 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지(530)는 상기 그룹에 대한 상기 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID)와 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)를 포함한다.
동일한 로컬 피어 그룹(LPG) 또는 동일한 근처에 2개 이상의 액티브 그룹 헤더 노드들(GH; 10)이 있으면, 단계(S1a)에서 헤더 레졸루션이 발생하는지 여부가 결정된다. 이것은, 동일한 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 다수의 그룹 헤더 노드들(GH; 10)은, 불필요한(잠재적으로 심지어 혼란스러운) 제어 신호들이 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 전송되거나 발송되어 대역폭 및 용량의 낭비를 가져오기 때문에, 동일한 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 다수의 그룹 헤더 노드들(GH; 10)이 있는 것을 방지하기 위한 것이다. 헤더 레졸루션은 2개 이상의 그룹 헤더 노드들(GH)로부터 1개의 그룹 헤더 노드(GH)를 선택하도록 기능한다. 각각의 그룹 헤더 노드(GH)는 단계(S6)에서 그룹 헤더 노드(GH) 헤더 레졸루션 메시지(520)를 발송한다. 이것은 단 계(S7)에서 모든 그룹 헤더 노드들(GH)이 헤더 레졸루션 모드에서 동작한다는 것을 알려준다. 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는 소정의 선택 기준에 기반하여 선택된다. 4개의 다른 선택 기준이 있다. 어떤 것이든지 사용될 수가 있다. 제1 기준은 최저 아이디(ID) 번호를 가진 그룹 헤더 노드(GH)가 선택되는 것이다. 제2 기준은 최고 아이디(ID) 번호를 가진 그룹 헤더 노드(GH)가 선택되는 것이다. 제3 선택 기준은 제1 하트비트 메시지(510)를 발송하는 그룹 헤더 노드(GH)가 선택되는 것이 될 수 있다. 마지막으로, 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 가장 최근의 노드들을 가진 그룹 헤더 노드(GH)가 선택된다. 즉 대부분은 그룹 멤버십 리스트와 매치한다.
도 3a 내지 도 3c는 헤더 레졸루션 규칙들 중 하나를 사용하는, 본 발명의 실시예에 따른 헤더 레졸루션의 3개의 상이한 예들을 도시한다. 도 3a는 2개의 그룹 헤더 노드들(GH; 10)(각각의 로컬 피어 그룹(LPG)은 크기가 1임)이 동일한 근처에 들어올 때의 예를 도시한다. 각각의 개별 노드는 그 자신의 로컬 피어 그룹(LPG)으로서 시작하고, 따라서 그 로컬 피어 그룹(LPG)의 그룹 헤더 노드(GH; 10)이다. 2개의 단일 노드 로컬 피어 그룹들(LPG)이 서로 근접할 때, 그것들은 어느 것이 크기 2의 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 되는지를 결정할 필요가 있다. 그룹 헤더 노드들(GH; 10) 중 하나는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 남아있는 반면에, 다른 그룹 헤더 노드는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 그룹 노드(GN; 20)가 된다.
도 3a에서, 각각의 노드(GH A; 300, GH E; 301)는 서로의 하트비트 메시지(510)를 수신한다. 그룹 헤더 노드 A(GH A; 300)는 로컬 피어 그룹 1(LPG1)에 있 고, 그룹 헤더 노드 E(GH E; 301)는 로컬 피어 그룹 3(LPG3)에 있다. 그것의 수신이 있으면, 그룹 헤더 노드들(GH; 10)은 헤더 레졸루션 메시지(520)를 발송하고, 노드들(GH A; 300, GH E; 301)은 그룹 리스트들을 교체하여 상기 노드들이 동일한 로컬 피어 그룹(LPG)에서 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 중복하고 있는지 여부를 결정한다. 다른 방법으로는, 상기 그룹 리스트는 사익 헤더 레졸루션 메시지(520)의 일부가 된다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 오직 1개의 노드가 있는 상기 구성에서는, 상기 노드들은 상기 그룹 리스트를 검사함으로써 그것들이 각각의 로컬 피어 그룹(LPG)의 오직 1개의 노드인 것을 인지한다. 각 그룹 리스트는 오직 1개의 노드만 가진다. 상기 그룹 리스트는 메모리 또는 캐시의 그룹 리스트와 비교된다. 이것은 상기 노드들(GH A; 300, GH E; 301) 중 하나가 불필요한 그룹 헤더 노드(GH; 10)라는 것을 의미한다. 따라서 상기 노드들(GH A; 300, GH E; 301) 중 하나는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 남고, 다른 노드는 단지 정규 그룹 노드(GN; 20)가 되어 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다.
상기 선택 프로세서는 상기 노드들 중 어느 것이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택되는지를 결정하는 미리 정의된 선택 기준을 사용한다. 예를 들면, 낮은 아이디(ID)를 가진 노드는 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택될 수 있다. 다른 방법으로는, 높은 아이디(ID) 번호를 가진 노드는 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택될 수 있다. 상기 선택 기준은 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 생성 이전에 미리 결정된다. 도 3a의 예에 도시한 바와 같이, 낮은 아이디(ID)를 가진 노드는 여전히 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 남는다. 또한, 새로운 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 남는 그룹 헤더 노드(GH; 10)의 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)는 상기 새로운 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)를 결정한다. 예를 들면, 도 3a에 도시한 바와 같이, 상기 새로운 그룹을 위한 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)는 로컬 피어 그룹 1(LPG1; 305)이고, 상기 그룹 노드(GN)는 노드 E(306)이다. 헤더 레졸루션이 완료된 후, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 그것이 새로운 그룹 헤더 노드(GH)라는 것을 알리는 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지(530)를 기존 그룹 헤더 노드(GH)에 발송한다.
도 3b는 헤더 레졸루션의 제2 예를 도시한다. 본 예에서, 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 하트비트 메시지(510)를 수신함 없이 1개 이상의 그룹 노드(GN; 20)의 임의로 설정된 타이머들(256) 중 하나가 종료, 즉, 잠재적으로 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈하였음을 나타내기 때문에, 단일의 로컬 피어 그룹(LPG)에 2개 이상의 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 있다. 상기 그룹 노드(GN; 20)는, 기존 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈하였다고 추정하고, 따라서 그 자신을 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 선택한다. 하지만 상기 그룹 노드(GN; 20)가 하트비트 메시지(510)를 수신하지 못한 것에 대해 여러 이유들이 있다. 예를 들면, 복수개의 다른 신호들이 동일한 대역폭을 거쳐 전송됨으로써 야기되는 무선 채널의 혼잡은, 하트비트 메시지(510)의 방해를 야기할 수 있고, 그룹 노드(GN)가 상기 신호를 수신하는 것을 차단할 수 있다.
따라서 동일한 로컬 피어 그룹(LPG) 내에서 발송되고 수신되는 다수의 그룹 헤더 노드(GH) 하트비트 메시지(510)가 있다. 도 3b에서 도시한 바와 같이, 로컬 피어 그룹(LPG; 330)에 3개의 그룹 헤더 노드들(GH; 10), 즉, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 331), 그룹 헤더 노드 C(GH C; 333), 그룹 헤더 노드 E(GH E; 335)가 있다. ㅅ상기 그룹 헤더 노드들(GH; 331, 333, 335)의 각각은 상기 헤더 레졸루션 메시지(520)의 일부분인 수신된 그룹 리스트들을 상기 메모리부(200)에 저장된 그룹 리스트와 비교한다. 하지만 그룹 헤더 노드들(GH; 331, 333, 335)이 각각 이미 동일한 로컬 피어 그룹(LPG; 330)에 있기 때문에, 상기 리스트 상의 모든 또는 본질적으로 모든 노드들이 동일하다. 그러나 로컬 피어 그룹(LPG)은 이것이 불필요한 제어인 것처럼 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)를 가질 수 없고, 따라서 상기 노드들(GH; 331, 333, 335) 중 하나는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)로 남고, 다른 노드들은 단지 정규 그룹 노드(GN)가 되어 새로운 그룹 헤더 노드(GH)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다.
상기 선택 프로세스는 노드들 중 어느 것이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택되는지를 결정하는 미리 정의된 선택 기준을 사용한다. 예를 들면, 이미 새로운 하트비트 메시지(510)를 전송한 노드가 로컬 피어 그룹(LPG; 330)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택된다. 다른 방법으로는, 원래의 그룹 헤더 노드(GH)가 새로운 그룹 헤더 노드(GH)로서 재선택될 수 있다. 상기 선택 기준은 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 생성 이전에 미리 결정된다. 도 3b의 예에서 도시한 바와 같이, 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 330)은 임의의 시간에 3 개의 그룹 헤더 노드들(GH A; 331, GH C; 333, GH E; 335)를 갖는다. 본 예의 목적상, 그룹 헤더 노드 C(GH C; 333)는 원래의 그룹 헤더 노드(GH)이나, 상기 그룹 헤더 노드 A(GH A)의 타이머(256)가 만료할 때, 상기 그룹 헤더 노드 A(GH A)는 하트비트 메시지(510)를 발송하고 그 자신을 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 선택한다. 바람직한 실시예에서, 상기 그룹 헤더 노드 A(GH A; 331)는, 가장 최근의 하트비트 메시지(510)를 전송하였기 때문에, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 331)가 된다. 다른 2개의 그룹 헤더 노드들(GH C; 333, GH E; 335)은 각각 정규 노드들(GN; 342, 344)이 된다. 또한, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 331)의 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)는 남아있는 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)를 결정한다. 헤더 레졸루션이 완료된 후, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 그것이 새로운 그룹 헤더 노드(GH)임을 알리는 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지(530)를 기존 그룹 헤더 노드(GH)로 발송한다.
도 3c는 헤더 레졸루션의 제3 예를 도시한다. 제3 예에서, 또 다른 로컬 피어 그룹(LPG)으로부터의 그룹 헤더 노드(GH)가 이미 그룹 헤더 노드(GH)를 가진 것보다 더 큰 크기의 로컬 피어 그룹(LPG)에 진입하기 때문에, 로컬 피어 그룹(LPG)에 2개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)가 있다. 도 3c에 도시한 바와 같이, 노드 A는 로컬 피어 그룹(LPG; 362)을 위한 그룹 헤더 노드 A(GH A; 360)이고, 노드 E는 로컬 피어 그룹(LPG; 372)을 위한 그룹 헤더 노드 E(GH E; 370)이다. 로컬 피어 그룹(LPG; 372)을 위한 그룹 헤더 노드 E(GH E)가 로컬 피어 그룹(LPG; 362)의 무선 수신 범위에 진입하기 때문에, 상기 2개의 그룹 헤더 노드들(GH; 360, 370)의 각각 은 그것의 하트비트 메시지(510)를 발송하고, 상기 2개의 그룹 헤더 노드들(GH; 360, 370)의 각각은 서로의 하트비트 메시지(510)를 수신한다. 상기 하트비트(510)는 그것의 로컬 피어 그룹(LPG; 362, 372) 내의 모든 노드들에 관한 정보를 포함하는 그룹 리스트 신호를 포함한다. 다른 방법으로는, 그룹 헤더 노드들(GH; 360, 370)은 개별적인 그룹 리스트 신호를 발송할 수 있다. 또한, 일단 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 존재한다고 결정되면, 상기 그룹 헤더 노드들(GH; 360, 370)은 상기 그룹 멤버십 리스트를 포함하는 헤더 레졸루션 메시지(510)를 발송한다.
상기 그룹 헤더 노드들(GH; 360, 370)의 각각은 상기 수신된 그룹 멤버십 리스트들을 메모리부(200)에 저장된 그룹 리스트와 각각 비교한다. 상기 그룹 리스트들은, 상기 그룹 헤더 노드들(GH)이 상이한 로컬 피어 그룹(LPG)으로부터 온 것이기 때문에, 공통의 노드들을 전혀 가지지 않거나 거의 가지지 않는다. 다른 방법으로는, 각각의 그룹 헤더 노드(GH; 360, 370)는, 그것의 메모리부(200)에 저장된 그것의 그룹 리스트 상의 몇몇 또는 모든 노드들에 질문하여(query) 노드가 여전히 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 1개의 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 노드들이 동일하지 않다고, 예를 들어 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 있지 않다고 결정하면, 상기 그룹 헤더 노드 E(GH E)는 그것이 새로운 그룹(로컬 피어 그룹(LPG 362))으로 이동했다는 것을 인식한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 362) 내에 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)가 있기 때문에, 헤더 레졸루션은, 이것이 불필요한 제어인 것처럼, 로컬 피어 그룹(LPG)이 1개 이상의 그룹 헤더 노 드(GH)를 가질 수 없기 때문에, 상기 노드들 중 하나를 그룹 헤더 노드(GH)가 되도록 선택하여야 한다. 따라서, 도 3c에서, 노드들 중 하나인 그룹 헤더 노드(GH; 360)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)로 남고, 다른 노드들은 단지 정규 그룹 노드(GN)가 되어 남은 그룹 헤더 노드(GH)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다.
상기 선택 프로세스는 노드들 중 어느 것이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택되는지를 결정하는데 미리 정의된 선택 기준을 사용한다. 예를 들면, 가장 최근의 노드들의 그룹을 가진 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 362)을 위한 그룹 헤더 노드(GH), 예를 들어 메모리부(200)의 그룹 리스트를 다른 그룹 헤더 노드(GH)로부터 발송된 수신된 그룹 리스트와 비교할 때, 최대수의 노드들의 매치(matches)를 가지는 그룹 헤더 노드(GH)가 선택된다. 다른 방법으로는, 그것이 다른 로컬 피어 그룹(LPG)으로 이동한 것으로 결정되는 그룹 헤더 노드(GH)는, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)이 이미 그룹 헤더 노드(GH)를 가지고 있기 때문에 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 그룹 노드(GN)로 강등될 수 있고, 상기 그룹 헤더 노드(GH)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있다. 상기 선택 기준은 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 생성 이전에 미리 결정된다. 도 3c의 예에서 도시한 바와 같이, 로컬 피어 그룹 (LPG; 362, 372) 각각은 오직 1개의 그룹 헤더 노드(GN; 360, 370)를 가졌다. 그룹 헤더 노드 E(GH E; 370)가 로컬 피어 그룹(LPG; 362)의 근처에 진입하여 2개의 그룹 헤더 노드(GH)가 로컬 피어 그룹(LPG; 360)에 있게 한다. 그룹 헤더 노드(GH; 360, 370) 모두가 그것들의 하트비트 메시지(510) 를 발송한다.
바람직한 실시예에서, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 360)는 선택 기준을 사용하여 현재의 로컬 피어 그룹(LPG)과 공통으로 가장 많은 노드들을 가지기 때문에, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 360)가 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 된다. 다른 그룹 헤더 노드(GH E; 370)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 정규 노드 또는 그룹 노드(GN; 382)가 된다. 또한, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 360)의 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)를 결정한다. 헤더 레졸루션이 완료된 후, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 그것이 새로운 그룹 헤더 노드(GH)라는 것을 통지하는 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지(530)를 기존 그룹 헤더 노드(GH)에 발송한다. 헤더 레졸루션이 완료된 후, 단계(S8)에서, 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지(530)를 발송한다. 그 후, 상기 프로세스는 단계(S1)로 되돌아가고, 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는 하트비트 메시지(510)를 발송한다.
도 4는 그룹 헤더 노드(GH) 기반 로컬 피어 그룹(LPG) 형성을 위한 유한 상태 머신(finite state machine)을 도시한다. 그룹 헤더 노드(GH) 기반 로컬 피어 그룹(LPG)의 경우, 임의의 노드(이동 장치)가 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택/선정된다. 각각의 이동 장치는 턴 온(turn on) 상태(400)에서 초기화된다. 차량 또는 노드가 홀로 있으면, 상기 이동 장치는 전이(transition; 405)을 거쳐 그 자신의 로컬 피어 그룹(LPG) 및 그룹 헤더 노드(GH)가 됨으로써, 그것의 상태를 상태(400)에서 상태(410)로 변경한다. 다른 이동 장치들을 마주치면, 상기 이동 장치는 전 이(415)을 거쳐 그룹 노드(GN)로서 그룹에 조인함으로써, 그 상태를 상태(400)에서 상태(420)로 변경한다. 다른 방법으로는, 전이(435)에서, 다른 노드들을 마주치고 각각이 그것들 자신의 하트비트 메시지(510)를 전송할 때, 헤더 레졸루션이 발생한다(430). 상기한 바와 같이, 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 있고 다중의 하트비트들의 발송이 전이(435)에서 발생할 때, 헤더 레졸루션이 발생한다. 헤더 레졸루션(430)은 1개의 노드를 상태(430)에서 상태(410)로의 전이(445)을 거쳐 그룹 헤더 노드(GH)가 되게 하고, 모든 다른 노드들을 상태(430)에서 상태(420)로의 전이(455)을 거쳐 그룹 노드(GN)가 되게 한다. 각각의 노드는 그룹 헤더 노드(GH) 또는 그룹 노드(GN)가 될 수 있다. 예를 들면, 로컬 피어 그룹(LPG)의 그룹 헤더 노드(GH)가 사라질 때, 그룹 노드는 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 될 수 있고, 헤더 레졸루션이 발생할 때, 그룹 헤더 노드(GH)는 그룹 노드가 될 수 있다. 또한, 그룹 노드(GN)의 설정 타이머(356)가 만료하면, 그룹 노드는 상태(420)에서 상태(410)로의 전이(425)을 거쳐 그룹 헤더 노드(GH)가 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 그룹 헤더 노드(GH) 제어형 로컬 피어 그룹(LPG)에 기반한 2개의 노드들로 로컬 피어 그룹(LPG)을 형성한 예를 도시한다.
도 5는 2개의 노드들(A; 500, B; 502)를 도시하고, 이들 노드들의 각각은 초기에 그 자신의 로컬 피어 그룹(LPG)을 형성하고, 그룹 헤더 노드(GH)가 된다. 둘 모두는 하트비트 메시지(510)를 발송하고, 서로의 하트비트 메시지(510)를 수신한다. 상기 신호를 수신하면, 그룹 헤더 노드(GH; 10) 둘 모두는 다른 그룹 헤더 노 드(GH)가 근처에 있음을 인지하고 헤더 레졸루션 메시지(520)를 발송한다. 그 후, 둘 모두는 헤더 레졸루션 모드(S7)로 진입하고, 1개의 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 그룹 크기가 2인 로컬 피어 그룹(LPG)을 위하여 선택된다. 상기하고 도 3a에 도시한 바와 같이, 임의의 노드가 미지 정의된 선택 기준을 사용하여 선택된다. 노드 A(500)는 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 선택되어 그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)가 되고, 노드 B(502)는 상기 그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하여야 한다. 상기 그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)는 노드 B(502)에게 통지하는 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지(530)를 발송한다. 각각의 소정의 고정 주기(T)로, 상기 그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)는 그것의 하트비트 메시지(510)를 발송한다. 또한, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)는 그룹 멤버십 리스트 메시지(540)를 전송한다. 상기 멤버십 리스트 메시지(540)는 상기 하트비트 메시지(510)에 포함될 수 있다. 다른 방법으로는, 상기 그룹 멤버십 리스트 메시지(540)는 개별적인 메시지가 될 수 있고, 덜 빈번하게(T+b의 주기로) 전송되거나 발송될 수 있다. 노드 B(502)가 상기 하트비트 메시지(510)를 수신할 때, 노드 B(502)는 상기 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다는 것을 요청하는 조인 로컬 피어 그룹(LPG) 메시지(550)를 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 발송한다.
그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)는 노드 B(502)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 진입하는 것을 허용할지 여부를 결정한다. 상기 결정은 상기 로컬 피어 그룹 (LPG)의 최대 허용 크기에 기반할 수가 있다. 또한, 이것은 그룹을 위한 최대 허용 홉들에 의해 결정될 수도 있다. 상기 기준들은, 정보가 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 모든 그룹 노드들(GN; 20)에 발송되는데 소요되는 시간을 제한하고, 인트라 로컬 피어 그룹(intra-LPG) 발송된 제어 메시지들의 수를 제한하기 위해 제공된다. 이것은 로컬 피어 그룹(LPG)이 차량 안전 통신 애플리케이션들을 지원하는데 중요한 고려사항이다.
구체적으로는, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 하트비트가 그것이 드롭되기(dropped) 이전에 진행할 수 있는 홉들의 수를 제한할 수 있다. 하지만 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 변경됨에 따라, 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 상이한 부분에 있을 수도 있고, 동일한 홉 계수가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 구조를 변경할 수 있기 때문에, 그룹의 멤버들이 변경될 수도 있다. 예를 들어, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 일부분이었던 몇몇 노드들이 이탈하고, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 일부분이 아닌 노드들이 이제 그것의 일부분이 될 수 있다. 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 변경될 때 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 멤버십을 안정적으로 유지하는 일 방법은, 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 1개의 홉만큼 이격한 노드들이 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 더 많은 개수의 홉만큼 이격한 노드들보다 더 빨리 만료하도록 타이머(256) 주기들을 변경하는 것이다. 이것은, 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 떠나면, 기존 그룹 헤더 노드(GH)에 더 인접한 노드들이 인계하는 기회를 개선할 수 있다. 이로써 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 멤버십은 외부 노드들을 제외하고 너무 많이 변경되지 않을 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)가 노드 B(502)에 상기 로컬 피어 그룹 (LPG)로 진입하는 것을 허용하면, 노드 B(502)는 그룹 노드 B(GN B)가 된다. 그 후, 상기 그룹 노드 B(GN B)는 그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)가 그룹의 모든 노드들의 업데이트된 멤버십 리스트를 유지할 수 있도록 상태 업데이트들을 전송하는 상태 메시지들(560)을 상기 그룹 헤더 노드 A(GH A; 504)로 발송한다. 상기 상태 메시지들(560)은 무선 채널을 통하여 임의의 시간 간격들(하트비트 간격(T)보다 작음)로 그룹 노드(GN; 20)에서 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 발송된다. 이것은 상기 무선 채널이, 동시에 그룹 노드들(GN; 20)에서 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 모두 발송되는 상태 메시지들(560)로 인해 폭주되는 것을 방지하기 위함이다. 이상적으로는, 각각의 그룹 노드(GN; 20)는 상이한 시간에 상기 상태 메시지(560)를 발송한다.
더 많은 노드들이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 근처에 진입함에 따라, 각각의 새로운 노드는 그룹 헤더 노드(GH)의 하트비트 메시지(510)를 수신하고, 조인 메시지(550)를 발송함으로써 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하는 것을 요청한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 허용 크기 또는 최대 허용 홉들에 도달하지 않는 한, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 노드가 그룹의 그룹 노드(GN; 20)로 되는 것을 허용한다.
로컬 피어 그룹들(LPG)의 통합(merging)은 1개 이상의 로컬 피어 그룹(LPG)이 동일한 근처에 있을 때 발생하나, 전체 로컬 피어 그룹(LPG)은 집단으로 다른 로컬 피어 그룹(LPG)과 통합하지 못한다. 임의의 로컬 피어 그룹(LPG)의 노드들은, 한번에 1개의 노드씩 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 거쳐 다른 로컬 피어 그룹(LPG)과 조인함으로써, 다른 로컬 피어 그룹(LPG)과 통합한다. 이것은 개인 차량이 그 자신 의 속도와 다른 차량들 간의 임의의 간격으로 주행하는 도로들 상의 차량들에게 일반적이다. 그러므로 로컬 피어 그룹(LPG)에 차량들을 통합하는 것은 일반적으로 한번에 1개의 차량에 발생한다. 또한, 이것은 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 허용 크기 또는 최대 허용 홉 계수가 도달되지 않았음을 보장한다.
도 6a 내지 도 6c는 잠재적인 통합 시나리오들의 3개의 상이한 예들을 도시한다. 도 6a는 2개의 로컬 피어 그룹들(LPG) 중 오직 1개가 그룹 헤더 노드(GH; 10), 즉, 그룹 헤더 노드A(GH A; 600)를 갖는 제1 예를 도시한다. 로컬 피어 그룹 1(LPG1; 650)은 4개의 노드들(A, B, C, D)로 구성되고, 노드 A(600)는 그룹 헤더 노드(GH; 10)이고, 노드 B, C, D는 각각 그룹 노드(GN; 601, 602, 603)이다. 로컬 피어 그룹 2(LPG2; 660)는 3개의 노드들 E(605), P(606), Q(607)을 각각 포함한다. 로컬 피어 그룹 2(LPG2; 660)는 그룹 헤더 노드(GH)를 가지지 않는다. 로컬 피어 그룹 2(LPG2; 660)는 그룹 헤더 노드 A(GH A; 600)에 신호를 발송함으로써, 각각의 노드 E, P, Q가 로컬 피어 그룹 1(LPG1; 650)에 조인하도록 요청하게 함으로써, 로컬 피어 그룹 1(LPG1; 650)과 통합한다. 노드들 E,P,Q는 그룹 헤더 노드 A(GH A; 600)로부터 하트비트 메시지(510)를 수신하고, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 600)에 조인 메시지(550)를 발송함으로써 응답한다. 그룹 헤더 노드 A(GH A; 600)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 허용 크기 또는 최대 허용 홉 계수인지를 결정함으로써, 노드들 E(605), P(606) ,Q(607)이 상기 로컬 피어 그룹에 진입하는 것을 허용하는지 여부를 결정한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 허용 크기 또는 최대 허용 홉 계수이면, 그룹 헤더 노드 A(GH A; 600)는 상기 노드들이 그룹 노드(GN)들이 되 는 것을 허용하고, 계수기를 증가시켜 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 노드들의 번호를 업데이트한다. 그 후, 새로운 그룹 노드(GN)들은 그것의 상태 메시지를 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 주기적으로 발송한다.
도 6b는 어떤 그룹도 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 갖지 않는 제2 예를 도시한다. 도 6b에서, 로컬 피어 그룹 1(LPG1; 650)은 4개의 노드들 A(610), B(611), C(612), D(613)로 각각 구성된다. 로컬 피어 그룹 2(LPG2)는 상기한 바와 같이, 동일한 3개의 노드들 E(605), P(606), Q(607)로 구성된다. 이러한 상태에서, 하트비트 메시지(510)를 발송하는 첫 번째 노드는, 필요하면(즉, 2 이상의 그룹 헤더 노드들(GH; 10)), 상기한 바와 같은 헤더 레졸루션 규칙들을 사용하여, 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 된다. 각각의 노드는, 상기 노드가 하트비트 메시지(510)를 수신하지 못하면 만료하는 임의로 설정된 타이머(256)를 가지고, 따라서 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 그것의 타이머가 첫 번째 만료하는 노드가 된다.
그 후, 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 새로운 로컬 피어 그룹(LPG)을 구성한다. 새로운 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID) 번호는 그룹 헤더 노드(GH) 번호에 기반한다. 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 그것의 하트비트 메시지(510)를 주기적으로 발송하고, 다른 노드들은 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다.
구체적으로는, 다른 노드들은 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)에 조인 메시지(550)를 발송한다. 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 허용 크기 또는 최대 허용 홉 계수가 도달되었는지 여부를 결정함 으로써, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 노드들이 진입하는 것을 허용할지 여부를 결정한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 허용 크기 또는 최대 허용 홉 계수가 도달되지 않았으면, 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 노드들이 그룹 노드들(GN; 20)이 되는 것을 허용하고, 계수기를 증가시켜 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 노드들의 번호를 업데이트한다. 그 후, 상기 새로운 그룹 노드들(GN)은 그것의 상태 메시지(560)를 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 주기적으로 발송한다.
도 6c는 로컬 피어 그룹(LPG) 둘 모두가 그룹 헤더 노드들(GH; 10) 및 함께 조인한 상이한 로컬 피어 그룹들(LPG)로부터의 노드들을 가지는 경우의 병합의 제3 실시예를 도시한다. 도 6c에서, 로컬 피어 그룹 1(LPG1; 650)은 그룹 헤더 노드 A(GH A; 600)를 갖고, 로컬 피어 그룹 2(LPG2; 660)는 그룹 헤더 노드 Q(GH Q; 640)를 가진다. 상기 로컬 피어 그룹 1(LPG1; 650)은 그룹 노드들(GN) B(601), C(602), D(603)를 각각 갖고, 상기 로컬 피어 그룹 2(LPG2; 660)는 그룹 노드들(GN) E(606), P(607)를 갖는다. 헤더 레졸루션은 결합된 로컬 피어 그룹들(LPG)을 위한 1개의 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 결정하는데 사용된다. 그룹 헤더 노드(GH A; 600) 및 그룹 헤더 노드 Q(GH Q; 640)는 헤더 레졸루션 메시지(520)를 발송하고, 헤더 레졸루션 모드로 진입한다. 상기 새로운 결합된 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기한 헤더 레졸루션 규칙들에 기반하여, 예를 들어 소정의 선택 기준에 기반하여 결정된다. 일단 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 선택되면, 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 새로운 로컬 피어 그룹(LPG)을 구성한다. 그 후, 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는 그것의 하트비트 메시지(510) 를 주기적으로 발송하고, 다른 노드들은 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다.
다른 노드들은 조인 메시지(530)를 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 발송한다. 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 허용 크기 또는 최대 허용 홉 계수가 도달되었는지 여부를 결정함으로써, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 노드들이 진입하는 것을 허용할지 여부를 결정한다. 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 최대 허용 크기 또는 최대 허용 홉 계수가 도달되지 않았으면, 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 노드들이 그룹 노드들(GN; 20)이 되는 것을 허용하고, 계수기를 증가시켜 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 노드들의 번호를 업데이트한다. 그 후, 상기 새로운 그룹 노드들(GN; 20)은 그것의 상태 메시지(560)를 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 주기적으로 발송한다. 상기 새로운 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)는 그룹 헤더 노드(GH) 번호에 기반한다.
로컬 피어 그룹(LPG) 내의 어떤 노드이든지 그룹 헤더 노드(GH; 10)와 통신적으로 격리 상태가 될 때, 예를 들어 즉 무선 통신 전송을 위한 범위를 벗어날 때, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 분할이 발생한다. 상기 경우에, 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 가진 그룹은 이전처럼 계속된다. 더 이상 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 하트비트 메시지(510)를 수신할 수 없는 노드(들)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)으로부터 분할하고, 그것들 자신의 로컬 피어 그룹(LPG)을 생성하거나 또 다른 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다. 노드가 로컬 피어 그룹(LPG)에서 분할할 때, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는, 이탈하는 노드로부터 주기적인 업데이트 또는 상태 메시지(560)를 수신하지 않기 때문에, 상기한 바와 같이, 그룹 리스트의 그룹 노드(GN; 20)를 에이지(age)한다. 즉, 그룹 헤더 노드(GH)의 메모리부(200)에 저장한다. 그 후, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 미리 설정된 시간 후에 로컬 피어 그룹(LPG) 리스트에서 상기 노드를 제거한다. 이것은, 소정의 최대 크기 값이 도달되지 않았으면, 새로운 노드들이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 멤버십이 되는 것을 허용되지 않도록, 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 노드들의 수에 대한 현재의 계수뿐만 아니라 업데이트된 멤버십 리스트를 유지하는 것을 돕는다.
원래의 로컬 피어 그룹(LPG)에서 분할한 노드들은, 새로운 그룹을 형성한다면, 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 선택할 필요가 있다. 상기 노드들 중 하나는, 하트비트 메시지(510)가 하트비트 간격(T)에 수신되지 않은 후에 타이머(256)가 만료하는 때, 예를 들어 타이머(256)가 만료할 때, 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 된다. 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)는, 필요하면(즉, 2개 이상의 그룹 헤더 노드들(GH; 10)), 헤더 레졸루션 규칙들을 사용하여 선택된다. 상기 새로운 그룹은 상기 기존 그룹과 동일한 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID)를 사용하나, 고유함을 제공하는 새로운 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID)를 사용한다. 원래의 로컬 피어 그룹(LPG)에서 분할한 다른 노드들은 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 통하여 상기 새로운 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인한다. 상기 노드들은 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 하트비트 메시지(510)를 수신하고, 조인 메시지(550)를 발송한다. 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 소정의 최대 크기에 도달할 때까지 또는 상기 최대 홉 계수에 도달할 때까지, 상기 노드들 모두가 조인하는 것을 허용한다. 다른 방법으로는, 상기 노드가 상기 결정을 할 수 있다.
반면에, 상기 원래의 로컬 피어 그룹(LPG)에서 분할한 노드들, 예를 들어 노드들 E,P,G,F는 또 다른 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있다. 상기 노드들은 다른 로컬 피어 그룹(LPG)의 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 거쳐 조인한다. 상기 노드들은 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터 하트비트 메시지(510)를 수신하고, 상기 다른 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하는 것을 요청하는 조인 메시지(550)를 발송한다. 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 소정의 한계 값에 기반하여 상기 노드들이 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있는지 여부를 결정한다.
노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈할 때, 다른 노드들은 상기 로컬 피어 그룹(LPG)의 상태의 변경을 통지받아야 한다. 그룹 노드(GN; 20)가 그룹을 이탈하면, 그룹 노드(GN; 20)는 상기 노드가 이탈하고 있음을 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 적극적으로 알려줄 수 있다. 그 후, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 그것의 메모리부(200)로부터 그룹 노드 아이디(GN ID)를 확정적으로 제거한다. 다른 방법으로는, 그룹 노드(GN; 20)가 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈하면, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 그룹 노드(GN; (20)로부터 임의로 발송된 상태 메시지(560)를 수신하지 않는다. 그 후, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기한 바와 같이, 상기 노드를 에이지(age)하고, 미리 설정된 시간 후에 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 그것의 메모리부로부터 그룹 노드 아이디(GN ID)를 제거한다.
상기 이탈중인 노드가 그룹 헤더 노드(GH; 10)이면, 하트비트 메시지(510)가 발송되지 않고, 그룹 노드들(GN; 20)의 어느 것도 하트비트 메시지(510)를 수신하 지 않는다. 따라서, 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 선택되어야 한다. 새로운 하트비트 메시지(510)를 발송하는 첫 번째 그룹 노드(GN; 20)는 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 간주된다. 그것의 타이머(256)가 만료된 노드는 상기 하트비트 메시지(510)를 발송한다. 그 후, 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 상기 하트비트 메시지(510) 및 메모리에 저장된 최종의 인지된 그룹 리스트를 발송한다. 다른 노드들은 계속하여 로컬 피어 그룹(LPG)의 그룹 노드들(GN; 20)이다. 그것들은 이제 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 상기 상태 메시지(560)를 발송한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예를 도시한다. 제2 실시예에 따르면, 복수개의 제2 헤더 노드들 또는 코어(core) 노드들(800)은 로컬 피어 그룹(LPG; 810)을 조정하고 제어하는 것을 돕는데 사용될 수 있다. 상기 복수개의 제2 헤더 노드들(800)은 그룹 헤더 노드(GH)처럼 기능하고 그룹 리스트 정보를 수신하도록 선택된다. 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 여전히 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 810)에 있을 때, 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 810)의 제2 그룹 헤더 노드(들)(GH; 800)는 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 대하여 핫 스탠바이(hot standby)로서 기능하도록 정보를 수집한다. 즉, 제2 그룹 헤더 노드(들)(GH; 800)는 정보를 수집하나, 그러하지 않으면, 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 810)을 관리하는 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 기능하지 않는다. 제2 그룹 헤더 노드들(GH; 800)은 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 810)을 이탈할 때, 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 810)의 구조에 대해 최소 영향을 미치도록, 즉 제1 그룹 헤더 노드(GH)에 대해 최대 홉 계수 내에 있었던 노드들이 여전히 상기 새로운 그룹 헤 더 노드(GH; 10)에 대해 최대 홉 계수 내에 있도록, 상기 제1 그룹 헤더 노드(GH)에 대한 노드들의 근접도에 기반하여 선택된다. 로컬 피어 그룹(LPG) 구조 안정성을 높이는 일 방법은 상기 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터의 홉들의 개수에 기반하여 제2 그룹 헤더 노드들(GH; 800)을 선택하는 것이다.
제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 810)을 이탈할 때, 상기 제2 헤더 노드들(800) 중 하나가 그룹 헤더 노드(GH)로서 인계받는다. 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 810)을 이탈할 때, 그것은 상기 코어 노드(들)에 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 인계받는 것을 통지한다. 제2 그룹 헤더 노드(들)(GH; 800)에 통지하는 것이 불가능하면, 상기 제2 그룹 헤더 노드(들)(GH; 800)는, 상기 이탈된 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)로부터의 하트비트 메시지가 수신되지 않기 때문에, 상기 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)가 상기 타이머의 만료에 의해 이탈하였음을 인지한다. 그 후, 제2 그룹 헤더 노드(들)(GH; 800)는 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 인계받는다. 제2 그룹 헤더 노드들(GH; 800)은 그룹 헤더 노드들처럼 기능하고 그룹 리스트 정보를 수신하기 때문에, 그룹 헤더 노드들 사이의 전이는 거의 순간적이다. 핫 스탠바이에서 1개 이상의 제2 노드들(800)이 있으면, 그것들 중 하나가 선택된다. 상기 선택은 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 인계받을 미리 설정된 순서에 기반할 수도 있고, 상기 이탈하는 제1 그룹 헤더 노드(GH; 10)에 가장 인접한 노드가 새로운 그룹 헤더 노드(GH; 10)로서 인계할 수도 있다. 로컬 피어 그룹(LPG; 810)의 나머지 노드들은 정규 노드들(815)이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 로컬 피어 그룹(LPG; 910)은 그룹 헤더 노드(GH; 10), 복수개의 게이트웨이 노드들(900) 및 정규 노드들(905)로 형성된다. 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 특수한 게이트웨이 노드 또는 클러스터헤드(clusterhead)이다. 본 실시예에서, 오직 그룹 헤더 노드(GH; 10) 및 게이트웨이 노드들(900)만이 메시지를 전달할 수 있다. 이것은, 상기한 바와 같이, 그룹 헤더 노드(GH)만을 기반한 구성으로부터 무선 채널에서의 메시지들의 흐름을 감소시킨다. 상기한 실시예에서, 그룹 헤더 노드(GH; 10)와 각 노드 사이에서 정보를 교환하고, 또한 로컬 피어 그룹(LPG; 910)의 구조를 유지하기 위해 전송되는 복수개의 제어 메시지들이 있다. 이것은 무선 채널이 상기 메시지들에 의해 점유되어 혼잡해지는 결과를 가져온다.
본 실시예에서, 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 제1 실시예에 대해 개시된 바와 같은 동일한 헤더 레졸루션을 사용하여 선택되고, 로컬 피어 그룹(LPG; 910)은 상기 로컬 피어 그룹(LPG; 910) 내에 1개의 중심형 그룹 헤더 노드(GH; 10)를 갖는다. 여기서, 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 다른 노드들과 다른 구조가 없다. 그 후, 상기 그룹 헤더 노드(GH; 10)는 무선 통신 전송 범위 내의(상기 그룹 헤더 노드(GH)에 대한 제1 홉 거리 내의) 임의의 노드에 하트비트 메시지(510)를 발송한다. 하트비트 메시지(510)를 수신한 노드들은 그것들의 무선 통신 전송 범위 내에 하트비트 메시지(510)를 재발송한다. 상기 하트비트 메시지(510)는 상기 홉 계수 한계에 도달할 때까지 노드들에 의해 계속 재발송된다. 각각의 노드는 상이한 인접 노드들로부터 하트비트 메시지(510)의 다수의 사본들을 수신할 수도 있다. 각 노드 에 대해, 첫 번째 비중복 하트비트 메시지(510)의 전달 노드는 그것의 게이트웨이 노드(900)가 되고, 게이트웨이 노드(900)가 통지된다. 그룹 헤더 노드(GH; 10) 또는 게이트웨이 노드들(900)을 제외한 모든 노드들은 정규 노드들(905)이 된다.
미리 정의된 선택 기준에 기반하여 여러 개의 노드들이 로컬 피어 그룹(LPG; 910)을 위한 게이트웨이 노드(900)로서 선택되고, 모든 다른 노드들은 정규 노드들(905)이 된다. 정규 노드(905)는 메시지를 전송할 수 있다. 하지만 정규 노드들(905)은 메시지를 전달할 수 없다. 로컬 피어 그룹(LPG; 910)의 그룹 헤더 노드(GH; 10)와 1개 이상의 게이트웨이 노드(900)는 메시지 전달을 취급한다. 또한, 하트비트 메시지(510) 그 자체가 로컬 피어 그룹(LPG) 구조를 유지하는데 사용되고, 따라서 로컬 피어 그룹(LPG) 구성 목적을 위한 다른 제어 메시지를 생성할 필요가 없다. 또한, 비록 몇몇 노드들이 상이한 지점들로 이동하더라도, 하트비트 메시지(510)는 매번 새로운 구조를 생성하는데 사용된다.
구체적으로는, 게이트웨이 노드들(900)은 그룹 헤더 노드(GH)의 초기 최대 전송 범위(915)를 초과하여 그룹 헤더 노드(GH; 10)의 무선 통신 범위를 확장(확장된 범위(920))하는데 사용된다. 각각의 정규 노드(905)는 상태 메시지들(560)을, 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 상태 메시지(560)를 중계하는 게이트웨이 노드들(900)에 발송할 수 있다. 게이트웨이 노드들(900)은 소정의 기간(P)을 대기하고 그것이 수신하는 모든 상태 메시지들(560)을 수집한다. 상기 상태 메시지(들)(560)는 메모리에 저장된다. 일단 소정의 기간이 만료하면, 게이트웨이 노드(들)(900)는, 게이트웨이 노드(들)(900)가 소정의 기간(P) 동안에 수신하였던 복수개의 상태 메시지 들(560)의 전체를 포함하는 1개의 메시지를 발송한다. 상기 메시지는 다른 게이트웨이 노드들(900)을 통하여 그룹 헤더 노드(GH; 10)로 중계될 수 있다.
그룹 헤더 기반 로컬 피어 그룹(LPG)의 이점 하나는, 로컬 피어 그룹(LPG)의 크기(즉, 각각의 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 노드들의 개수)가, 각각의 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 통신 레이턴시 상에 몇몇 낮은 경계를 제공하기 위하여 각각의 로컬 피어 그룹(LPG)의 무선 대역폭 부하를 제한하도록 제어될 수 있다는 것이다. 상기 그룹 헤더 기반 로컬 피어 그룹(LPG)의 또 다른 이점은 각각의 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 그룹 헤더 노드(GH)와 그룹 노드들(GN)의 정보 및, 상기 그룹 헤더 노드(GH)로부터 이격된 홉들의 개수가, 상기 정보가 있으면 각각의 노드는 그것의 라우팅 테이블의 구축에 있어 (상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의) 모든 다른 노드에 대한 다음 홉(next-hop) 노드를 목적지로서 더욱 효율적으로 선택할 수 있기 때문에, (인트라 로컬 피어 그룹(intra-LPG) 통신을 위한) 효율적인 라우팅(routing) 및 멀티캐스팅(multicasting) 프로토콜들을 가져올 수 있다는 것이다. 코어 노드(들)의 사용은 라우팅 및 멀티캐스팅 통신에 중요한 그룹 헤더 기반 로컬 피어 그룹(LPG)의 안정성을 더 추가한다. 게이트웨이 노드들의 사용은 (로컬 피어 그룹(LPG)을 유지하는) 제어 트래픽의 양을 감소시킴으로써, 무선 대역폭 활용을 개선하고 통신 레이턴시를 감소시킨다.
각각의 이동 무선 장치 또는 노드는 상기 장치가 상술한 기능들을 수행하는 것을 허용하는 메모리 수단에 설치된 프로그램을 포함한다.
상기 프로그램 또는 소프트웨어 패키지는 제조시 상기 이동 무선 장치에 설 치될 수 있다. 다른 방법으로는, 상기 프로그램은 설치 후에 원격지로부터 상기 이동 무선 장치에 업로드될 수 있다.
본 출원에서, 본 발명을 특정의 전형적인 실시예를 참조하여 설명하였다. 임의의 변경 및 수정은 본 발명의 범위를 벗어남 없이 당업자에게 자명하다. 상기 전형적인 실시예들은 예시적이고, 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 한정하지 아니한다.

Claims (22)

  1. 복수개의 이동 노드들 간의 애드혹 무선 네트워크를 구성 및 유지하는 방법으로서, 상기 복수개의 이동 노드들은 상기 복수개의 이동 노드들을 오더링(ordering)함 없이 동적으로 형성된 로컬 피어 그룹(LPG)으로 나눠지며, 상기 방법은,
    상기 복수개의 이동 노드들에서 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)를 선택하는 단계로서, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 고유의 그룹 헤더 아이디(identification; ID)를 할당받고, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 제어하며 관리하는, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH) 선택 단계;
    상기 선택된 그룹 헤더 노드(GH)로부터의 하트비트 메시지 신호를 포함하는 복수개의 제어 메시지들을 발송하는 단계로서, 상기 하트비트 메시지는 고정 간격으로 발송되는, 제어 메시지 발송 단계;
    상기 복수개의 이동 노드들 중 다른 노드들이 소정의 한계 값에 기반하여 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인(join)할 수 있는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 복수개의 이동 노드들 중 상기 다른 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 그룹 노드들(GN)로서 조인할 수 있다고 결정되면, 상기 복수개의 이동 장치들 중 상기 다른 노드들 사이의 네트워크 링크를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 1개 이상의 그룹 헤더 노드들(GH)이 있을 때, 상기 그룹 헤더 노드(GH) 선택 단계는,
    상기 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)의 각각으로부터 헤더 레졸루션 메시지를 발송하는 단계;
    소정의 선택 기준을 기반으로 하여 오직 1개의 그룹 헤더 노드(GH)를 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택하도록 헤더 레졸루션을 실시하는 단계; 및
    선택된 새로운 그룹 헤더 노드(GH)에 의해 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지를 발송하고, 상기 1개 이상의 그룹 헤더 노드들(GH) 중 다른 노드들은 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소정의 선택 기준은 상기 하트비트 메시지를 발송하는 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)의 첫 번째 노드에 기반하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하트비트 메시지는, 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID), 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID) 번호, 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 노드들의 개수, 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 허용된 최대 노드들의 개수, 홉 계수, 최대 홉 및 다음의 하트비트 메시지의 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    무선 통신 범위 내의 상기 복수개의 이동 노드들의 상기 다른 노드들에 의해 상기 하트비트 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 그룹 헤더 노드(GH)에 조인 로컬 피어 그룹(LPG) 메시지를 발송하는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 결정은 1개 이상의 변수와 상기 소정의 한계 값의 비교에 기반하고, 상기 1개 이상의 변수는 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 노드들의 개수 및 상기 홉 계수를 포함하고, 상기 소정의 한계 값은 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 허용된 최대 노드들의 개수 및 최대 홉이고,
    상기 복수개의 이동 노드들 중 상기 다른 노드들은, 상기 1개 이상의 변수가 상기 소정의 한계 값을 초과하지 않으면 상기 조인 로컬 피어 그룹 메시지를 발송 하고, 상기 1개 이상의 변수가 상기 소정의 한계 값을 초과하면 상기 조인 로컬 피어 그룹 메시지를 발송하지 않는 것을 특징으로 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하트비트 메시지를 수신하면, 상기 복수개의 이동 노드들 중 상기 다른 노드들은 조인 로컬 피어 그룹(LPG) 신호를 그룹 헤더 노드(GH)에 발송하고,
    상기 복수개의 이동 노드들 중 상기 다른 노드들이 조인할 수 있는지 여부를 결정하는 단계는 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 의하여 실시되며,
    상기 결정은 1개 이상의 변수와 상기 소정의 한계 값의 비교에 기반하고, 상기 1개 이상의 변수는 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 노드들의 개수 및 홉 계수를 포함하며, 상기 소정의 한계 값은 최대 노드들의 개수 및 최대 홉들이고,
    상기 그룹 헤더 노드(GH)는, 상기 1개 이상의 변수가 상기 소정의 한계 값을 초과하지 않으면 상기 복수개의 이동 노드들 중 상기 다른 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 그룹 노드들(GN)로서 조인하는 것을 허용하고, 상기 1개 이상의 변수가 상기 소정의 한계 값을 초과하면 상기 복수개의 이동 노드들 중 상기 다른 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하는 것을 허용하지 않는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 제어 메시지들은 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 모든 그룹 노드들(GN)의 아이디(ID)를 포함하는 그룹 멤버십 메시지, 로컬 피어 그룹 아이디(LPG) ID), 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID) 및 타임스탬프를 더 포함하고,
    상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 그룹 노드들(GN)의 아이디(ID)는 상기 그룹 노드들(GN)로부터 발송된 상태 메시지를 통해 주기적으로 업데이트되는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    소정의 시간 간격 후에 상기 상태 메시지가 상기 그룹 노드(GN)로부터 수신되지 않으면, 또는 확정적인 이탈 메시지가 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 의해 상기 그룹 노드(GN)로부터 수신되면, 상기 그룹 노드(GN)의 아이디(ID)가 상기 그룹 멤버십 메시지에서 제거되는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 노드들(GN)에서 상기 그룹 헤더 노드(GH)로부터 상기 하트비트 메 시지를 수신하는 단계;
    상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 각 그룹 노드(GN)의 하트비트 주기보다 큰 값으로 타이머를 임의로 설정하고, 다음의 하트비트 메시지를 기다리는 단계; 및
    하트비트 메시지가 수신되지 않을 때 상기 타이머를 감소시키는 단계로서, 상기 타이머가 상기 다음의 하트비트 메시지를 수신하기 이전에 만료하면, 만료하는 첫 번째 타이머를 가진 상기 그룹 노드(GN)는 그 자신의 하트비트 메시지를 발송하고 새로운 그룹 헤더 노드(GH)로서 기능하며, 상기 하트비트 메시지를 발송하는 상기 첫 번째 그룹 노드(GN)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 되도록 하는, 타이머 감소 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 그룹 멤버십 메시지는 상기 하트비트 메시지에 포함되고, 상기 고정된 간격으로 발송되는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 1개 이상의 게이트웨이 노드를 선택하는 단계를 더 포함하고,
    상기 1개 이상의 게이트웨이 노드는 상기 그룹 노드들(GN)로부터의 복수개의 메시지들을 상기 그룹 헤더 노드(GH)로 중계하도록 기능하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 1개 이상의 게이트웨이 노드는 상기 그룹 노드들(GN)로부터 수신한 복수개의 상태 메시지들을 수집하고, 상기 복수개의 상태 메시지들을 메모리에 저장하고, 소정의 기간이 경과한 후에 상기 복수개의 상태 메시지들의 집합을 포함하는 1개의 메시지를 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 발송하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    1개 이상의 제2 그룹 헤더 노드(GH)를 선택하는 단계를 더 포함하고,
    상기 그룹 헤더 노드(GH)가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 이탈할 때, 상기 1개 이상의 제2 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH)가 되는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지 방법.
  14. 1개 이상의 로컬 피어 그룹(LPG)을 포함하고, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)은 복수개의 이동 무선 장치들로 동적으로 형성되고, 상기 복수개의 이동 무선 장치들은 오더링(ordering)되지 않았으며, 상기 로컬 피어 그룹(LPG)은,
    상기 복수개의 이동 무선 장치들에서 선택되고, 고유의 그룹 헤더 아이디(ID)를 할당받는 1개의 그룹 헤더 노드(GH)로서, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 하트비트 메시지를 포함하는 복수개의 제어 메시지들을 고정된 간격으로 발송함으로써 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 제어하고 관리하는 1개의 그룹 헤더 노드(GH); 및
    소정의 한계 값이 1개 이상의 로컬 피어 그룹(LPG)에 의해 도달되지 않았을 때 상기 그룹 헤더 노드(GH)의 무선 통신 범위 내의 상기 복수개의 이동 무선 장치들 중 나머지 이동 무선 장치들로부터 생성되는 1개 이상의 그룹 노드(GN)를 포함하고,
    상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)는 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)와 상기 그룹 헤더 노드(GH) 사이에 생성된 네트워크 링크를 거쳐 상기 그룹 헤더 노드(GH)와 통신할 수 있고, 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)는 상기 그룹 노드(GN)에 관한 정보를 포함하는 상태 메시지를 상기 그룹 헤더 노드(GH)를 발송하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수개의 이동 무선 장치들 중 상기 나머지 이동 무선 장치들로부터 선택된 1개 이상의 게이트웨이 노드를 더 포함하고,
    상기 1개 이상의 게이트웨이 노드는 상기 하나 이상의 그룹 노드(GN)로부터의 복수개의 메시지들을 상기 그룹 헤더 노드(GH)로 중계하도록 기능하고, 상기 복수개의 메시지들은 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)에서 상기 그룹 헤더 노드(GH)로의 상태 메시지를 포함하며,
    상기 1개 이상의 게이트웨이 노드는 상기 1개 이상의 그룹 노드(GN)로부터 수신된 상기 상태 메시지를 수집하고, 상기 상태 메시지를 메모리에 저장하며, 소정의 시간이 경과한 후에, 상기 소정의 시간 동안에 상기 1개 이상의 게이트웨이 노드에 의해 수신된 상기 모든 상태 메시지들 집합을 포함하는 1개의 집합 상태 메시지를 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 발송하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 이동 무선 장치는 메모리부, 타이머, 제어 수단, 전송/수신부 및 하트비트 발생 수단을 포함하고,
    상기 하트비트 발생 수단은 고정된 간격으로 하트비트 메시지를 발생하고, 상기 하트비트 메시지는 로컬 피어 그룹 아이디(LPG ID) 번호, 그룹 헤더 노드 아이디(GH ID), 로컬 피어 그룹(LPG)에서의 노드들의 개수, 상기 로컬 피어 그 룹(LPG) 내에 허용된 노드들의 최대 개수, 홉 계수, 최대 홉 및 다음 하트비트 메시지의 시간을 포함하고,
    상기 이동 무선 장치들이 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택될 때, 상기 고정된 간격은 상기 타이머에 의해 계수되고,
    상기 타이머가 만료할 때, 상기 하트비트 발생 수단은 상기 메모리부에 저장된 정보에 기반하여 상기 하트비트 메시지를 발송하고, 상기 제어 수단은 상기 소정의 값을 1개 이상의 변수와 비교함으로써 상기 복수개의 이동 장치들의 상기 나머지 이동 무선 장치들 중 하나가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 조인할 수 있는지 여부를 결정하며,
    상기 복수개의 이동 장치들의 상기 나머지 이동 무선 장치들 중 상기 하나가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있는 것으로 결정되면 상기 제어 수단은 상기 전송/수신부에 그룹 노드(GN) 승인 메시지를 발송하도록 명령하고, 반면에 상기 제어부가 상기 복수개의 이동 장치들의 상기 나머지 이동 무선 장치들 중 상기 하나가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 없는 것으로 결정하면, 상기 제어 수단은 상기 전송/수신부에 그룹 노드(GN) 부인 메시지를 발송하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 나머지 복수개의 이동 무선 장치들이 그룹 노드(GN)로서 선택된 때, 상 기 노드는 메모리 수단, 타이머, 제어부 및 전송/수신부를 포함하고,
    상기 전송/수신부는 상태 메시지를 고정된 간격으로 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 발송하고, 상기 고정된 간격은 상기 타이머에 의해 계수되며,
    상기 타이머가 만료된 때, 상기 전송/수신부는 상기 메모리 수단에 저장된 정보에 기반하여 상기 상태 메시지를 발송하고,
    상기 타이머는 상기 전송/수신부에 의해 상기 하트비트 메시지가 수신되면 상기 하트비트 주기보다 큰 임의의 시간으로 설정(set)되고, 상기 타이머는 또 다른 하트비트 메시지가 수신되면 리셋(reset)되며,
    상기 타이머가 만료하기 이전에 상기 하트비트 메시지가 상기 전송/수신부에 의해 수신되지 않으면, 상기 제어부는 상기 전송/수신부에 상기 메모리 수단에 저장된 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 관한 정보를 포함하는 그 자신의 하트비트 메시지를 발송하고 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 새로운 그룹 헤더 노드(GH)로서 기능하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내에 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)가 있으면, 상기 1개 이상의 그룹 헤더 노드(GH)는 각각의 다른 그룹 헤더 노드(GH)에 헤더 레졸루션 메시지를 발송하고,
    소정의 선택 기준에 기반하여 1개의 그룹 헤더 노드(GH)를 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)로서 선택하는 헤더 레졸루션 모드에 진입하고,
    1개의 그룹 헤더 노드(GH)가 선택된 후, 상기 1개의 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG) 내의 모든 다른 그룹 노드들(GN)에 그룹 헤더 노드(GH) 선택 메시지를 발송하고, 그 후, 상기 하트비트 메시지를 발송하며,
    상기 1개 이상의 그룹 헤더 노드들(GH) 중 다른 노드들은 상기 새로운 그룹 헤더 노드(GH)를 거쳐 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인하는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크 시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 나머지 복수개의 이동 무선 장치들이 상기 하트비트 메시지를 수신할 때, 상기 나머지 복수개의 이동 무선 장치는 상기 그룹 헤더 노드(GH)에 조인 로컬 피어 그룹(LPG) 메시지를 발송할 것인지 여부를 결정하고,
    상기 결정은 1개 이상의 변수와 소정의 한계 값과의 비교에 기반하고,
    상기 복수개의 이동 무선 장치들 중 상기 나머지 무선 장치들은, 상기 1개 이상의 변수가 상기 소정의 한계 값을 초과하지 않는 것으로 결정되면 상기 조인 로컬 피어 그룹(LPG) 메시지를 발송하고, 상기 1개 이상의 변수가 상기 소정의 한계 값을 초과하면 상기 조인 로컬 피어 그룹(LPG) 메시지를 발송하지 않는 것을 특징으로 하는 애드혹 무선 네트워크 시스템.
  20. 복수개의 이동 노드들 사이의 애드혹 무선 네트워크를 구성 및 유지하는 애드혹 네트워크에 있어서,
    상기 복수개의 이동 노드들은 상기 복수개의 이동 노드들을 오더링(ordering)함 없이 동적으로 형성된 로컬 피어 그룹(LPG)으로 나눠지고, 상기 네트워크는 컴퓨터 독출형 저장 매체에 제공된 컴퓨터 독출형 프로그램 코드를 실행하는 프로세서를 포함하며,
    상기 컴퓨터 독출형 코드는,
    상기 프로세서가,
    상기 복수개의 이동 노드들에서 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 위한 그룹 헤더 노드(GH)를 선택하는 단계로서, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 고유의 그룹 헤더 아이디(ID)를 할당받고, 상기 그룹 헤더 노드(GH)는 상기 로컬 피어 그룹(LPG)을 제어하고 관리하는 단계;
    상기 선택된 그룹 헤더 노드(GH)로부터의 하트비트 메시지를 포함하는 복수개의 제어 메시지들을 발송하는 단계로서, 상기 하트비트 메시지는 고정된 간격으로 발송되는 단계;
    상기 복수개의 이동 노드들의 다른 노드들이 소정의 한계 값에 기반하여 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 조인할 수 있는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 복수개의 이동 노드들의 상기 다른 노드가 상기 로컬 피어 그룹(LPG)에 그룹 노드들(GN)로서 조인할 수 있는 것으로 결정되면 상기 복수개의 이동 노드들 의 상기 다른 노드들 사이에 네트워크 링크를 생성하는 단계를 실행하도록 하는 명령들을 갖는 것을 특징으로 하는 복수개의 이동 노드들 사이의 애드혹 무선 네트워크의 구성 및 유지를 위한 애드혹 네트워크.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 복수개의 무선 장치들은 1개 이상의 이동 차량인 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 복수개의 무선 장치들은 이동 차량과 커플링되거나, 이동 차량에 내장된 1개 이상의 무선 장치인 것을 특징으로 하는 애드혹 네트워크.
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