KR20090030685A - 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템및 방법 - Google Patents

무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템및 방법 Download PDF

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KR20090030685A KR1020070096143A KR20070096143A KR20090030685A KR 20090030685 A KR20090030685 A KR 20090030685A KR 1020070096143 A KR1020070096143 A KR 1020070096143A KR 20070096143 A KR20070096143 A KR 20070096143A KR 20090030685 A KR20090030685 A KR 20090030685A
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Abstract

본 발명은 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 송신노드에서 수신노드까지 검색된 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 각 경로의 전송품질을 계산하고, 이 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택하도록 구현함으로써 신뢰성 있는 데이터 전송이 가능하도록 하고, 무선 네트워크상에서의 트래픽(Traffic) 증가를 방지할 수 있도록 한 것이다.
무선 네트워크, 데이터 전송, 전송경로, 경로 선택

Description

무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템 및 방법{System and Method for determining a reliable transmission path on the wireless network}
본 발명은 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 데이터 통신을 위해 무선통신장치가 온디맨드(On-demand) 형식으로 검색한 다중 경로중 적절한 전송경로를 선택하여 결정하는 기술에 관련한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 한국전자통신연구원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-047-01, 과제명: 무선홈네트워크 기반 HD급 멀티미디어 시스템 개발].
종래의 경우, 무선 라우팅 장치 등의 무선통신장치는 데이터 통신을 위해 무선 네트워크상에서 송신노드와 수신노드간의 전송경로를 결정할 때, 최단 경로를 선택하도록 구현되었다.
도 1 은 AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 알고리즘을 이용하여 최단 경로를 선택하는 과정을 도시한 도면으로, 송신노드 S(11)에서 전송할 데 이터가 있을 경우, 송신노드 S(11)가 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지를 브로드캐스팅(Broadcasting)한다. 라우트 요청(RREQ) 메시지를 수신한 노드 E, D, A는 다시 이웃 노드에게 라우트 요청(RREQ) 메시지를 브로드캐스팅한다. 이 때, 라우트 요청(RREQ) 메시지를 이미 수신한 노드는 중복되는 라우트 요청(RREQ) 메시지를 수신할 경우, 이를 무시한다.
이 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지의 브로드캐스팅(Broadcasting) 과정을 반복하게 되면, 수신노드 D(12)가 라우트 요청(RREQ) 메시지를 수신하게 되고, S->E->F->J->D의 최단 경로가 생긴다. 그러면, 수신노드 D(12)가 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지에 해당 최단 경로의 정보를 첨부하여 보내면, 송신노드 S(11)가 최단 경로를 알게 되고, 데이터를 이 최단 경로로 전송한다.
한편, AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)-Multi 라우팅 알고리즘은 수신노드가 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지를 중복하여 수신할 수 있도록 한 것으로, 이 AODV-Multi 방식에서는 수신노드 D(21)가 S->E->F->J->D 와 S->D->G->I->D의 두 개의 최단 경로로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 수신하게 되고, 수신노드 D(12)가 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지에 이 두 개의 최단 경로의 정보를 첨부하여 보내면, 송신노드 S(11)가 두개의 최단 경로 정보를 얻게 되고, 데이터를 이 두개의 최단 경로로 각각 전송한다.
그러나, 무선 네트워크에서는 외부 환경의 변화와 이동성 때문에 경로가 단절될 수도 있고, 반복되는 재전송으로 인한 전송 지연이 발생할 수 있기 때문에 최단 경로보다는 신뢰성 있는 경로를 찾는 것이 더 큰 의미가 있을 수 있다.
따라서, 본 발명자는 데이터 통신을 위해 무선통신장치가 온디맨드(On-demand) 형식으로 검색한 다중 경로중 신뢰성 경로를 선택하여 전송경로로 결정하도록 한 기술에 대한 연구를 하게 되었다.
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 데이터 통신을 위해 무선통신장치가 검색한 다중 경로중 신뢰성 경로를 선택하여 전송경로로 결정하도록 한 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템 및 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템 및 방법은 송신노드에서 수신노드까지 검색된 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 각 경로의 전송품질을 계산하고, 이 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택하는 것을 특징으로 한다.
이렇게 함에 의해 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템 및 방법은 무선통신장치가 검색한 다중 경로중 신뢰성 있는 경로를 선택하여 전송경로로 결정함으로써 무선 네트워크상에서의 예기치 않은 외부 환경의 영향을 최소화할 수 있어 신뢰성 있는 데이터 전송이 가능하고, 무선 네트워크상에서의 트래픽(Traffic) 증가를 방지할 수 있는 유용한 효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명 을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템의 일 실시예에 따른 블럭도이다. 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)은 송신노드로부터 수신노드로 데이터를 전송하기 위한 라우팅 장치 등의 무선통신장치에 탑재되는 하드웨어 또는 소프트웨어의 형태로 존재하며, 도면에 도시한 바와 같이 전송품질 계산부(110)와, 전송경로 선택부(120)를 포함한다.
상기 전송품질 계산부(110)는 송신노드에서 수신노드까지 검색된 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 각 경로의 전송품질을 계산한다. 이 때, 상기 품질결정 파라미터는 이웃 노드와의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI : Link Quality Indication)의 변동값, 각 노드에서의 수신신호세기(RSS : Received Strengthen Signal), 이웃 노드와의 재전송수(the number of retry) 등 각 노드와 노드 사이의 전송 품질을 나타낼 수 있는 포괄적인 개념의 정보이다. 이 전송품질 계산부(110)에 의한 전송품질 계산에 관련해서는 추후 구체적인 실시예를 통해 자세히 설명한다.
상기 전송경로 선택부(120)는 상기 전송품질 계산부(110)에 의해 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택한다. 이 전송경로 선택부(120)에 의한 최고 전송품질의 경로 선택에 관련해서는 추후 구체적인 실시예를 통해 자세히 설명한다.
따라서, 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)은 송신노드에서 수신노드까지 검색된 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 상기 전송품질 계산부(110)가 각 경로의 전송품질을 계산하고, 상기 전송경로 선택부(120)가 상기 전송품질 계산부(110)에 의해 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택함으로써 데이터 통신을 위해 무선 네트워크상에서 송신노드와 수신노드간의 전송경로를 결정할 때, 최단 경로를 선택하는 종래와는 달리 신뢰성 있는 경로를 선택하게 된다.
한편, 본 발명을 확장하여 적용할 경우, 본 발명을 예컨대, 도 1 에 도시한 바와 같은 AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)-Multi 라우팅 알고리즘과 같은 종래의 다중의 최단 경로를 선택하는 기술과 결합하여, 먼저 종래의 기술을 이용해 다중의 최단 경로를 검색하고, 이 검색된 최단 경로들 중에서 최고 전송품질의 경로를 전송경로로 선택하도록 구현할 수도 있다. 이렇게 할 경우에는 데이터 전송 신뢰성 및 전송 속도를 더욱 보장할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)이 통신부(130)를 더 포함한다.
상기 통신부(130)는 송신노드에서 전송된 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지에 대응하여 수신노드가 전송한 적어도 2개의 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지를 수신한다. 이 때, 상기 라우트 응답(RREP) 메시지는 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 정보와, 상기 전송경로상의 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터를 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 이 실시예는 무선통신장치가 온디맨드(On-demand) 형식으로 송신노드와 수신노드간의 다중 경로를 검색하기 위한 것으로, 송신노드로부터 발송된 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지를 다중 경로를 통해 수신한 수신노드는 각 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 정보를 포함한 라우트 응답(RREP) 메시지를 각각의 전송경로로 전송하고, 라우트 응답(RREP) 메시지를 수신한 각 전송노드상의 노드들 각각은 자신의 품질결정 파라미터를 측정하여 이를 라우트 응답(RREP) 메시지에 포함하여 이웃 노드로 전송한다.
그러면, 송신노드에 최종으로 도착한 적어도 2개의 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지 각각에는 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 정보와, 상기 전송경로상의 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터가 포함되어 있고, 각 라우트 응답(RREP) 메시지에 포함된 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 정보를 통해서는 다중 경로를 알 수 있고, 각 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지에 포함된 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터를 획득하게 된다. 상기 획득된 각 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지에 포함된 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터를 이용해서 상기 전송품질 계산부(110)가 각 경로의 전송품질을 계산하고, 상기 전송경로 선택부(120)가 상기 전송품질 계산부(110)에 의해 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택함으로써 신뢰성 있는 경로를 선택하게 된다.
한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)이 데이터 처리부(140)를 더 포함한다.
상기 데이터 처리부(140)는 상기 전송경로 선택부(120)에 의해 선택된 최고 전송품질의 경로를 이용해 데이터를 전송하도록 처리한다. 즉, 이 실시예는 상기 전송경로 선택부(120)에 의해 최고 전송품질의 경로가 선택되면, 상기 데이터 처리부(140)가 이 최고 전송품질의 경로를 이용해 송신노드로부터 전송되는 데이터를 수신노드로 전송하도록 한 것으로, 이렇게 함에 의해 데이터 전송시 무선 네트워크상에서의 예기치 않은 외부 환경의 영향을 최소화할 수 있어 신뢰성 있는 데이터 전송이 가능하고, 다중 경로 각각으로 데이터를 전송하지 않고 최고 전송품질의 경로로만 데이터를 전송하므로, 무선 네트워크상에서의 트래픽(Traffic) 증가를 방지할 수 있게 된다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)을 다음과 같이 무선통신장치내에서 구현할 수 있다. 도 3 은 무선통신장치의 전체 네트워크 계층 구조를 도시한 도면이다. 도면에 도시한 바와같이, 무선통신장치의 전체 네트워크 계층은 물리 계층(Physical Layer), 데이터 링크 계층(Data Link Layer), 네트워크 계층(Network Layer), 전송 계층(Transport Layer)을 포함한다.
상기 물리 계층(Physical Layer)은 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)의 통신부(130)에 해당하며, 응용 계층(Application Layer)인 송신노드에서 전송된 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지를 네트워크상으로 송신하고, 수신노드가 전송한 적어도 2개의 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지를 네트워크로부터 수신하고, 라우트 응답(RREP) 메시지로부터 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터를 획득한다. 이 때, 상기 라우 트 응답(RREP) 메시지는 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 정보와, 상기 전송경로상의 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터를 포함한다.
상기 데이터 링크 계층(Data Link Layer)은 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)의 전송품질 계산부(110)에 해당하며, 상기 물리 계층(Physical Layer)에서 수신한 라우트 응답(RREP) 메시지에 포함된 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 정보로부터 검색된 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 각 경로의 전송품질을 계산한다.
상기 네트워크 계층(Network Layer)은 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)의 전송경로 선택부(120)에 해당하며, 상기 데이터 링크 계층(Data Link Layer)에서 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택한다.
상기 전송 계층(Transport Layer)은 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템(100)의 데이터 처리부(140)에 해당하며, 상기 네트워크 계층(Network Layer)에서 선택된 최고 전송품질의 경로를 이용해 데이터를 전송하도록 처리한다. 따라서, 무선통신장치가 데이터 전송시 무선 네트워크상에서의 예기치 않은 외부 환경의 영향을 최소화할 수 있어 신뢰성 있는 데이터 전송이 가능하고, 무선 네트워크상에서의 트래픽(Traffic) 증가를 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 상기 품질결정 파라미터 종류별로 상기 전송품질 계산부(110)에 의한 전송품질 계산 및 전송경로 선택부(120)에 의한 최고 전송품질의 경로 선택의 구체적인 실시예를 알아본다.
예컨대, 상기 품질결정 파라미터로 이웃 노드와의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI : Link Quality Indication)의 변동값이 사용되는 경우에는 상기 전송품질 계산부(110)가 각 경로에 포함되는 각 노드들의 링크 품질 지수(LQI : Link Quality Indication) 변동값의 합산값을 해당 경로의 전송품질로 계산할 수 있다. 이 때, 상기 전송경로 선택부(120)는 상기 전송품질 계산부(110)에 의해 계산된 합산값 중 최고값을 가지는 경로를 최고 전송품질의 경로로 선택하는 것이 바람직하다.
도 4 는 두 이웃하는 노드간의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI)의 증가를 나타내는 도면이고, 도 5 는 두 이웃하는 노드간의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI)의 감소를 나타내는 도면이다.
도면에서, 시각 t1 은 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전송하는 시점, 시각 t2 는 라우트 응답(RREP) 메시지를 전송하는 시점, Q1은 시각 t1에서 측정된 링크 품질 지수값(LQI : Link Quality Indication), Q2는 시각 t2에서 측정된 링크 품질 지수값(LQI)이다.
도 4 와 같이, t2시점의 링크 품질 지수값(LQI) Q2와 t1시점의 링크 품질 지수값(LQI) Q1을 차감한 값이 양수일 경우 링크 품질이 증가했다고 볼 수 있으며, 도 5 와 같이, t2시점의 링크 품질 지수값(LQI) Q2와 t1시점의 링크 품질 지수값(LQI) Q1을 차감한 값이 음수일 경우 링크 품질이 감소했다고 볼 수 있다.
이 경우의 각 노드의 링크 품질 지수(LQI) 변동값은 해당 노드가 이웃의 제 1 노드로 라우트 응답(RREP) 메시지를 전송하는 시각(t2)에서의 링크 품질 지수값(Q2)에서 해당 노드가 이웃의 제 2 노드로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전송하는 시각(t1)에서의 링크 품질 지수값(Q1)을 차감한 값(Q2-Q1)이 된다.
그러면, 상기 전송품질 계산부(110)가 각 경로에 포함되는 각 노드의 링크 품질 지수(LQI) 변동값인 상기 차감한 값(Q2-Q1)들의 합산값을 해당 경로의 전송품질로 계산할 수 있고, 상기 전송경로 선택부(120)는 상기 전송품질 계산부(110)에 의해 계산된 합산값 중 최고값을 가지는 경로를 최고 전송품질의 경로로 선택하게 된다.
이와는 다른 방법으로, 도 4 와 같이 t1시점의 링크 품질 지수값(LQI)과 t2시점의 링크 품질 지수값(LQI) Q2을 포함하는 직선의 기울기((Q2-Q1)/(t2-t1))가 양수일 경우 링크 품질이 증가했다고 볼 수 있으며, 도 5 와 같이, t1시점의 링크 품질 지수값(LQI)과 t2시점의 링크 품질 지수값(LQI) Q2을 포함하는 직선의 기울기((Q2-Q1)/(t2-t1))가 음수일 경우 링크 품질이 감소했다고 볼 수도 있다. 이 때, 상기 기울기((Q2-Q1)/(t2-t1))값에 의해 실질적으로 데이터를 전송하는 시점 t에서의 링크 품질 지수값(LQI) Q를 예측할 수 있다.
이 경우의 각 노드의 링크 품질 지수(LQI) 변동값은 해당 노드가 이웃의 제 1 노드로 라우트 응답(RREP) 메시지를 전송하는 시각(t2)에서의 링크 품질 지수값(Q2)에서 해당 노드가 이웃의 제 2 노드로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전송하는 시각(t1)에서의 링크 품질 지수값(Q1)을 차감한 값(Q2-Q1)을 해당 노드가 이웃의 제 1 노드로 라우트 응답(RREP) 메시지를 전송하는 시각(t2)에서 해당 노드가 이웃의 제 2 노드로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전송하는 시각(t1)을 차감한 값(t2-t1)으로 나눈값((Q2-Q1)/(t2-t1))이 된다.
그러면, 상기 전송품질 계산부(110)가 각 경로에 포함되는 각 노드의 링크 품질 지수(LQI) 변동값인 상기 나눈값((Q2-Q1)/(t2-t1))들의 합산값을 해당 경로의 전송품질로 계산할 수 있고, 상기 전송경로 선택부(120)는 상기 전송품질 계산부(110)에 의해 계산된 합산값 중 최고값을 가지는 경로를 최고 전송품질의 경로로 선택하게 된다.
도 6 은 링크 품질 지수(LQI)를 이용한 신뢰성 있는 전송경로 결정 과정을 도시한 도면이다. 먼저, AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)-Multi 라우팅 알고리즘을 통해 두개의 경로(S->A->C->D, S->B->D)를 검색했다 가정하자. 전송노드 S(21)가 전송할 데이터가 있으면, 먼저 시각 t1 에서 라우트 요청(RREQ) 메시지를 노드 A 및 B로 전송한다. 그러면, 라우트 요청(RREQ) 메시지를 수신한 노드 A 및 B는 시각 t2 에서 각각 노드 C 및 수신노드 D(22)로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전송한다.
그 다음, 시각 t3 에서 노드 C는 수신노드 D(22)로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전송하고, 수신노드 D(22)는 노드 B로 라우트 응답(RREP) 메시지를 각각 전송한다. 그 다음, 시각 t4 에서 수신노드 D(22)는 노드 C로, 노드 B는 송신노드 S(21)로 각각 라우트 응답(RREP) 메시지를 전송한다. 마지막으로, 시각 t5, t6 일 때 각각 노드 C가 노드 A로, 노드 A가 송신노드 S(21)로 라우트 응답(RREP) 메시지 를 전송한다.
도 6 에 도시된 각 그래프는 각 노드에서 측정된 각 노드의 링크 품질 지수(LQI)로, 위쪽의 그래프는 좌측부터 경로 S->A->C->D에 포함되는 노드 S, 노드 A, 노드 C에서 측정된 링크 품질 지수(LQI)이고, 아래쪽 그래프는 좌측부터 경로 S->B->D에 포함되는 노드 S, 노드 B에서 측정된 링크 품질 지수(LQI)이다.
도면에서, 경로 S->A->C->D 에 포함되는 노드 S, 노드 A, 노드 C에서 측정된 링크 품질 지수(LQI) 변동값은 각각 양, 음, 양 값을 가지며, 경로 S->B->D에 포함되는 노드 S, 노드 B에서 측정된 링크 품질 지수(LQI) 변동값은 음, 음 값이 되므로, 두 경로 각각의 링크 품질 지수(LQI) 변동값의 합산값은 경로 S->A->C->D가 크므로, S->B->D의 경로가 더 짧음에도 불구하고, S->A->C->D의 경로가 전송경로로서 선택되게 된다. 즉, 이 말은 데이터 전송시 무선 네트워크상에서 최단 경로를 찾는 종래와는 달리, 본 발명은 품질이 우수한 즉, 신뢰성 있는 경로를 선택하여 데이터를 전송한다는 것을 의미한다.
한편, 상기 품질결정 파라미터로 각 노드에서의 수신신호세기(RSS : Received Strengthen Signal)가 사용되는 경우에는 상기 전송품질 계산부(110)가 각 경로에 포함되는 각 노드들의 수신신호세기(RSS)의 합산값을 해당 경로의 전송품질로 계산할 수 있다. 이 때, 상기 전송경로 선택부(120)는 상기 전송품질 계산부(110)에 의해 계산된 합산값 중 최고값을 가지는 경로를 최고 전송품질의 경로로 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 이 경우는 수신신호세기가 강할수록 품질이 더 우수하다 할 수 있으므로, 상기 품질결정 파라미터로 각 노드에서의 수신신호세 기(RSS)를 적용하여 최고 전송품질의 경로를 선택하도록 한 것이다.
한편, 상기 품질결정 파라미터로 이웃 노드와의 재전송수(the number of retry)가 사용되는 경우에는 상기 전송품질 계산부(110)가 각 경로에 포함되는 각 노드들의 재전송수(the number of retry)의 합산값을 해당 경로의 전송품질로 계산할 수 있다. 이 때, 상기 전송경로 선택부(120)는 상기 전송품질 계산부(110)에 의해 계산된 합산값 중 최저값을 가지는 경로를 최고 전송품질의 경로로 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 이 경우는 재전송수가 적을수록 품질이 더 우수하다 할 수 있으므로, 상기 품질결정 파라미터로 이웃 노드와의 재전송수를 적용하여 최고 전송품질의 경로를 선택하도록 한 것이다.
상기 품질결정 파라미터로 수신신호세기(RSS) 또는 재전송수(the number of retry)를 사용한 경우에도 상기 링크 품질 지수(LQI)를 사용한 경우와 유사한 원리에 의해 최고 전송품질의 경로가 선택되므로, 도면을 통한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템의 전송경로 결정 절차를 도 7 을 참조하여 알아본다. 도 7 은 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
무선통신장치의 응용 계층(Application Layer)에서 데이터를 전송요청(S110)하면, 네트워크 계층(Network Layer)에서 이미 검색된 적어도 하나의 경로가 존재하는지 판단(S120)한다.
만일, 상기 단계 S120의 판단결과 경로가 존재하는 경우에는 무선통신장치가 전송품질 계산단계(S130)에서 데이터 링크 계층(Data Link Layer)을 통해 송신노드에서 수신노드까지 검색된 경로들 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 각 경로의 전송품질을 계산한다.
이 때, 상기 품질결정 파라미터는 이웃 노드와의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI : Link Quality Indication)의 변동값, 각 노드에서의 수신신호세기(RSS : Received Strengthen Signal), 이웃 노드와의 재전송수(the number of retry) 등 각 노드와 노드 사이의 전송 품질을 나타낼 수 있는 포괄적인 개념의 정보이다.
상기 전송품질 계산단계(S130)에 의해 각 경로의 전송품질이 계산되면, 전송경로 선택단계(S140)에서 무선 통신 장치가 네트워크 계층(Network Layer)을 통해 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택한다. 상기 전송품질 계산 및 최고 전송품질 경로 선택에 관련한 구체적인 실시예는 기 설명했으므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
상기 전송경로 선택단계(S140)에 의해 최고 전송품질의 경로가 선택되면, 데이터 처리단계(S150)에서 무선통신 장치가 전송 계층(Transport Layer)을 통해 선택된 최고 전송품질의 경로를 이용해 데이터를 전송한다.
만일, 상기 단계 S120의 판단결과 경로가 존재하지 않은 경우에는 무선통신장치가 물리 계층(Physical Layer)을 통해 송신노드에서 전송된 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지를 전송(S210)한다.
그러면, 도 6 에 도시한 바와 같은 각 노드간의 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지 및 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지 전송과정을 거쳐 통신단계(S220)에서 무선통신장치의 물리 계층(Physical Layer)을 통해 적어도 2개의 라우트 응답(RREP) 메시지가 수신된다.
상기 통신단계(S220)에 의해 수신되면, 라우트 응답(RREP) 메시지에는 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 정보와, 상기 전송경로상의 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터가 포함되어 있으므로, 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로상의 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터를 획득(S230)할 수 있다.
그러면, 무선통신장치는 상기 전송품질 계산단계(S130)에서 데이터 링크 계층(Data Link Layer)을 통해 상기 획득된 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 즉, 송신노드에서 수신노드까지 검색된 경로들 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 각 경로의 전송품질을 계산한다.
상기 전송품질 계산단계(S130)에 의해 각 경로의 전송품질이 계산되면, 전송경로 선택단계(S140)에서 무선 통신 장치가 네트워크 계층(Network Layer)을 통해 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택한다.
상기 전송경로 선택단계(S140)에 의해 최고 전송품질의 경로가 선택되면, 데이터 처리단계(S150)에서 무선통신 장치가 전송 계층(Transport Layer)을 통해 선택된 최고 전송품질의 경로를 이용해 데이터를 전송한다.
따라서, 이렇게 함에 의해 본 발명은 데이터 전송시 무선 네트워크상에서의 예기치 않은 외부 환경의 영향을 최소화할 수 있어 신뢰성 있는 데이터 전송이 가 능하고, 다중 경로 각각으로 데이터를 전송하지 않고 최고 전송품질의 경로로만 데이터를 전송하므로, 무선 네트워크상에서의 트래픽(Traffic) 증가를 방지할 수 있게 되므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 신뢰성 있는 데이터 전송이 필요한 무선통신장치 전반에서 이용할 수 있다.
도 1 은 AODV(Ad-Hoc On-demand Distance Vector) 라우팅 알고리즘을 이용하여 최단 경로를 선택하는 과정을 도시한 도면
도 2 는 본 발명에 따른 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템의 일 실시예에 따른 블럭도
도 3 은 무선통신장치의 전체 네트워크 계층 구조를 도시한 도면
도 4 는 두 이웃하는 노드간의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI)의 증가를 나타내는 도면
도 5 는 두 이웃하는 노드간의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI)의 감소를 나타내는 도면
도 6 은 링크 품질 지수(LQI)를 이용한 신뢰성 있는 전송경로 결정 과정을 도시한 도면
도 7 은 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 방법의 일 실시예에 따른 흐름도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 전송경로 결정 시스템 110 : 전송품질 계산부
120 : 전송경로 선택부 130 : 통신부
140 : 데이터 처리부

Claims (16)

  1. 송신노드에서 수신노드까지 검색된 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 각 경로의 전송품질을 계산하는 전송품질 계산부와;
    상기 전송품질 계산부에 의해 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택하는 전송경로 선택부를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템이:
    송신노드에서 전송된 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지에 대응하여 수신노드가 전송한 적어도 2개의 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지를 수신하는 통신부를;
    더 포함하되, 상기 라우트 응답(RREP) 메시지가 라우트 요청(RREQ) 메시지의 전송경로 정보와, 상기 전송경로상의 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템이:
    상기 전송경로 선택부에 의해 선택된 최고 전송품질의 경로를 이용해 데이터를 전송하도록 처리하는 데이터 처리부를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 품질결정 파라미터가:
    이웃 노드와의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI : Link Quality Indication)의 변동값 또는 각 노드에서의 수신신호세기(RSS : Received Strengthen Signal) 또는 이웃 노드와의 재전송수(the number of retry)인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전송품질 계산부가:
    각 경로에 포함되는 각 노드들의 링크 품질 지수(LQI : Link Quality Indication) 변동값의 합산값을 해당 경로의 전송품질로 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전송경로 선택부가:
    상기 전송품질 계산부에 의해 계산된 합산값 중 최고값을 가지는 경로를 최고 전송품질의 경로로 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 노드의 링크 품질 지수(LQI) 변동값은:
    해당 노드가 이웃의 제 1 노드로 라우트 응답(RREP) 메시지를 전송하는 시각(t2)에서의 링크 품질 지수값(Q2)에서 해당 노드가 이웃의 제 2 노드로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전송하는 시각(t1)에서의 링크 품질 지수값(Q1)을 차감한 값(Q2-Q1)인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 노드의 링크 품질 지수(LQI) 변동값은:
    해당 노드가 이웃의 제 1 노드로 라우트 응답(RREP) 메시지를 전송하는 시각(t2)에서의 링크 품질 지수값(Q2)에서 해당 노드가 이웃의 제 2 노드로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전송하는 시각(t1)에서의 링크 품질 지수값(Q1)을 차감한 값(Q2-Q1)을 해당 노드가 이웃의 제 1 노드로 라우트 응답(RREP) 메시지를 전송하는 시각(t2)에서 해당 노드가 이웃의 제 2 노드로 라우트 요청(RREQ) 메시지를 전 송하는 시각(t1)을 차감한 값(t2-t1)으로 나눈값((Q2-Q1)/(t2-t1))인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 전송품질 계산부가:
    각 경로에 포함되는 각 노드들의 수신신호세기(RSS)의 합산값을 해당 경로의 전송품질로 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전송경로 선택부가:
    상기 전송품질 계산부에 의해 계산된 합산값 중 최고값을 가지는 경로를 최고 전송품질의 경로로 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 전송품질 계산부가:
    각 경로에 포함되는 각 노드들의 재전송수(the number of retry)의 합산값을 해당 경로의 전송품질로 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송경로 선택부가:
    상기 전송품질 계산부에 의해 계산된 합산값 중 최저값을 가지는 경로를 최고 전송품질의 경로로 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 시스템.
  13. 무선 통신 장치가 데이터 링크 계층(Data Link Layer)을 통해 송신노드에서 수신노드까지 검색된 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 품질결정 파라미터를 참조하여 각 경로의 전송품질을 계산하는 전송품질 계산단계와;
    무선 통신 장치가 네트워크 계층(Network Layer)을 통해 상기 전송품질 계산단계에 의해 계산된 각 경로의 전송품질로부터 최고 전송품질의 경로를 선택하는 전송경로 선택단계를;
    포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 방법이:
    무선 통신 장치가 물리 계층(Physical Layer)을 통해 송신노드에서 전송된 라우트 요청(RREQ : Rout REQuest) 메시지에 대응하여 수신노드가 전송한 적어도 2 개의 라우트 응답(RREP : Rout REPlay) 메시지를 수신하는 통신단계를;
    더 포함하되, 상기 라우트 응답(RREP) 메시지가 해당 라우트 응답(RREP) 메시지의 수신 경로 정보와, 상기 수신 경로상의 각 노드에서 측정된 품질결정 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 방법이:
    무선통신 장치가 전송 계층(Transport Layer)을 통해 상기 전송경로 선택단계에 의해 선택된 최고 전송품질의 경로를 이용해 데이터를 전송하도록 처리하는 데이터 처리단계를;
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 품질결정 파라미터가:
    이웃 노드와의 전송 품질을 나타내는 링크 품질 지수(LQI : Link Quality Indication)의 변동값 또는 각 노드에서의 수신신호세기(RSS : Received Strengthen Signal) 또는 이웃 노드와의 재전송수(the number of retry)인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크상에서의 신뢰성 있는 전송경로 결정 방법.
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