KR20090060931A - 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법 - Google Patents

무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법은 데이터를 발생시키는 소스 노드가 상기 데이터의 최종 목적지인 목적 노드의 위치를 파악하는 단계; 매 홉마다 주변 노드들의 위치정보를 이용하여 최적의 중계 노드를 선택하여 데이터를 전달(forwarding)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 무선 링크 계층 특성을 이용하여 안정적인 데이터 전송을 위하여 사용되는 부가적인 제어 메시지 오버헤드를 줄이고 공유 채널 상의 충돌을 감소시키는 효율적이며 안정적인 라우팅이 가능하다.
무선 센서 네트워크, 애드 혹 라우팅, 크로스 레이어 라우팅

Description

무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법{Method for cross-layer based routing in wireless sensor network}
본 발명은 무선 센서 네트워크 환경하에서 무선 링크의 특성을 고려하여 무선 센서 네트워크에서의 성능의 감소를 가져왔던 사전 정보 교환 메시지의 오버헤드를 현저하게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 효율적이고 안정적인 라우팅을 가능하게 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제번호;2005-S-038-03, 과제명: UHF RF-ID 및 Ubiquitous 네트워킹 기술 개발].
무선 센서 네트워크는 최근 부상하는 유비쿼터스 네트워크의 핵심 기술이며 환경 감시 및 고속도로 교통 정보 관리, 건물 감시 등의 다양한 잠재적인 응용 분야를 가지고 있다. 무선 센서 네트워크는 센서 모듈과 네트워크 모듈을 갖는 센서 노드들로 이루어지며 많은 수의 센서 노드들이 목표 지역에 배치되어 유기적으로 동작하며 하나의 네트워크를 형성한다.
이러한 무선 센서 네트워크 환경에서는 많은 수의 무선 센서 노드가 애드혹 방식으로 연결되어 하나의 네트워크를 형성하며 상호협력적으로 동작한다. 무선 센서 네트워크의 주된 목적은 관찰하고자 하는 대상이나 현상을 센서가 측정하여 정보를 생성하고 이를 특정 목적지까지 전달(forwarding)하는 것이며 목적지까지의 효율적인 정보 전달을 위하여 라우팅 기술이 필요하다. 기존의 전통적인 라우팅 기술은, 목적지까지 생성된 정보를 전달하기 위하여 분산되어 있는 센서들간의 경로를 설정하고 이 경로를 이용하여 생성된 정보를 전달하는 방법을 사용하였다. 이러한 방법을 이용하기 위해서는 망의 구성 정보가 요구되는데, 이동성이 있는 노드들로 구성된 무선 센서 네트워크와 같이 토폴로지 변경이 빈번한 환경에서는 망의 구성 정보를 유지하는 데에 많은 에너지가 소비되고 많은 전송 지연이 발생할 수 있다. 이에 망 정보를 교환하는 오버헤드를 줄이기 위하여 각 노드의 위치 정보를 활용한 지리적 라우팅 방법이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선 애드혹(Ad-hoc)망에서 노드들의 이동 가능성으로 발생하는 안정적이지 못한 통신 환경에서의 최적화되고 안정적인 라우팅을 제공할 수 있는 알고리즘을 제안하고, 이에 따라 무선 센서 네트워크 환경에서의 전체적인 네트워크 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법은 데이터를 발생시키는 소스 노드(source node)가 상기 데이터의 최종 목적지인 목적 노드(destination node)의 위치를 파악하는 단계; 매 홉마다 주변 노드들의 위치정보를 이용하여 최적의 중계 노드(relay node)를 선택하여 상기 소스 노드로부터 상기 목적 노드로 상기 중계 노드들을 거쳐 상기 데이터를 전달(forwarding)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무선 링크 계층 특성을 이용하여 안정적인 데이터 전송을 위하여 사용되는 부가적인 제어 메시지 오버헤드를 줄이고 공유 채널 상의 충돌을 감소시키는 효율적이며 안정적인 라우팅 방법이다. 이는 특히, 패킷 중계 실패시에도, 낮은 전송 속도와 멀티 홉(multi-hop) 전송이라는 특성으로 패킷 재전송에 따른 오버헤드가 큰 무선 센서 네트워크상에서 전체 네트워크 스루풋(throughput)을 높이는 등의 성능 향상을 가져올 수 있다. 이 밖에도, 노드 간에 동기화되지 않은 슬립 타임을 가지는 비동기 네트워크에서도 본 기법을 활용할 수 있다.
본 발명에 의한 무선 라우팅 방법은 수신자 기반의 방식에 기초하고 있다. 이러한 수신자 중심의 라우팅 기법에서는 각각의 무선 노드들이 상호 협력적(cooperative/opportunistic)으로 동작하는 분산 알고리즘을 사용함으로써, 새로운 노드의 출현 및 이동 혹은 기존 노드의 수명이 다하는 등의 토폴로지 변동에 유연하게 대처할 수 있다. 즉, 송신자가 무선 링크를 통해 패킷을 전송하면 송신자의 전송 신호를 들을 수 있는 다수의 수신자가 있을 수 있기 때문에 이러한 다양성을 활용하면 멀티 홉 무선 네트워크의 성능을 매우 향상시킬 수 있다.
결국 본 발명은 무선 센서 네트워크에서의 라우팅 방법에 관한 것으로, 특히 무선 링크 계층의 특성을 이용하여 네트워크 토폴로지 정보의 교환 없이 신뢰성 있는 라우팅을 가능하게 하는 방법이다. 네트워크 레이어의 하부 레이어 정보를 바탕으로 라우팅에서의 사전 정보 교환 메시지의 오버헤드 감소 및 효율적이고 안정적인 라우팅 알고리즘의 제공으로 무선 센서 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 다만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 용이하게 이해할 수 있는 기술적인 사항은 설명을 생략하기로 한다. 도 1은 본 발명에서 사용하는 프로그레스(progress)의 정의를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법을 설명하기 위한 노드 구성을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법의 과정을 보여주는 흐름도이고, 도 4는 도 3의 데이터를 전달하는 과정(S330단계)을 보다 상세하게 보여주는 흐름도이다. 그리고 도 5는 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램이다.
먼저, 본 발명에서 사용되는 용어를 정의한다. 소스 노드는 데이터를 발생시켜 목적 노드에게 데이터를 전달하려고 하는 노드이다. 목적 노드는 소스 노드가 데이터를 전달하고자 하는 최종 목적 노드이다. 중계 노드는 소스 노드와 목적 노드가 전송 거리 밖에 있을 경우, 다중 홉으로 목적 노드까지 데이터가 전달될 수 있도록 중계(relay)해 주는 노드이다. 송신 노드는 한 홉(Hop)의 전송에서 데이터를 송신하는 노드이다. 수신 노드는 한 홉의 전송에서 데이터를 수신하는 노드이다. 다음 중계 노드는 중계 노드의 데이터를 들은 노드 중, 가장 먼저 중계를 시작한 노드이다. 프로그레스(progress)는 송신 노드와 목적 노드를 이은 직선 거리에 송신 노드와 수신 노드의 직선 거리를 투영한 거리이다. 도1은 이러한 프로그레스를 나타낸 도면으로, S는 송신 노드, D는 목적 노드, R은 수신 노드, r은 S의 전송 거리, p는 노드 R의 프로그레스를 나타낸다.
이제, 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법의 바람직한 일 실시예를 설명한다. 무선 센서 네트워크를 구성하는 각각의 노드들은 위성 위치 확인 시스템(GPS), 갈릴레오(Galileo) 등의 추가적 인 하드웨어를 이용한 위치 확인 서비스나 무선 센서 네트워크가 가지고 있는 RF(Radio Frequency)를 이용해 위치를 파악하여 가상 좌표를 얻는 기술 등 각 노드의 위치를 파악할 수 있는 위치 정보를 활용한다. 이러한 정보를 이용하여 데이터 라우팅은 (a) 소스 노드가 목적 노드의 위치를 파악한 후(S310단계) (b) 매 홉마다 주변 노드들의 위치정보를 이용하여 최적의 중계 노드를 선택하여 데이터를 전달하게 된다.(S330단계)
(a)단계에서 소스 노드는 자신의 좌표, 자신의 식별번호, 목적 노드의 식별번호, 메시지 식별번호를 포함하는 목적 노드 탐색 메시지(discovery message)를 방송(broadcasting)한다. 중간 노드들은 이를 계속 방송하고, 목적 노드가 이 메시지를 받으면 목적 노드 자신의 좌표를 포함하여 응답 메시지(reply message)를 소스 노드에게 전송한다. 이러한 목적 노드 탐색을 위하여 기존의 DSR, AODV 등의 잘 알려진 모바일 애드 혹 네트워크(MANET: Mobile ad-hoc Network) 라우팅 알고리즘을 사용할 수 있다.
(b)단계에서 소스 노드는 자신의 식별번호, 자신의 좌표, 목적 노드의 식별번호, 목적 노드의 좌표, 메시지 식별번호를 포함한 데이터 패킷을 중계 노드를 거쳐 목적 노드로 본 발명에 의한 전달 기법으로 전송한다(S330단계). 이 과정을 도 4를 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 우선 (1) 송신 노드가 소스 노드의 식별번호, 소스 노드의 좌표, 송신 노드의 식별번호, 송신 노드의 좌표, 목적 노드의 식별번호, 목적 노드의 좌표, 메시지 식별번호를 포함한 데이터를 방송한다(S405단계). (2) 송신 노드의 방송을 듣고, 송신 노드의 전송 거리 내에 있던 주변 노드들 이 자신의 우선 순위에 따라 경쟁 윈도우(CW: Contention Window)를 계산하여 데이터 중계를 대기한다(S410단계). (3) 가장 낮은 경쟁 윈도우(CW)값을 계산한 경쟁 승자 노드가 가장 먼저 방송을 통해 데이터를 전달한다(S420단계). (4) 상기 (2)에서 대기한 노드들 중 상기 (3)의 승자 노드의 전송 범위 내에 있는 노드가 승자 노드의 방송을 듣고 데이터 전달을 취소한다(S430단계). (5) 송신 노드가 상기 (3)의 방송을 듣고 주위 노드들의 전달 취소를 위해 억제 메시지(suppression message)를 전송한다(S440단계). (6) 상기 (5)의 억제 메시지(suppression message)를 듣고 상기 (2)에서 대기한 노드들 중 상기 (4)에서 전달을 취소하지 않은 노드들이 데이터 전달을 취소한다.
상기 (2) 단계에서 방송을 들은 노드들 중 최적의 위치에 있는 노드가 패킷을 전달하도록 하기 위해 각각의 노드가 경쟁 윈도우(CW)값을 계산하는 알고리즘에서는 (가) 송신 노드와 수신 노드간의 거리를 송신 노드와 목적 노드간의 직선에 투영(projection)한 프로그레스(progress) p와 (나) 송신 노드 S와 목적 노드 D를 이은 직선 SD와 수신노드 R의 최단거리 d를 고려하였다. 각 수신 노드 R의 CW값은 수신 노드의 최대 경쟁 윈도우값 CWmax, 송신 노드의 전송거리 r, (가)의 프로그레스, 그리고 송신 노드와 목적 노드의 직선에 얼마나 가까이 있는지를 나타내는 (나)의 d값을 고려하여 아래의 수학식 1과 같이 계산한다.
Figure 112008049580783-PAT00001
수신 노드의 최대 경쟁 윈도우값인 CWmax에 1보다 작은 계수
Figure 112008049580783-PAT00002
을 곱하여 수신 노드의 경쟁 윈도우값 CWR이 CWmax 값보다 작은 값을 가지도록 한다. 송신 노드로부터 목적 노드를 향한 직선방향으로의 진행거리를 나타내는 프로그레스 p가 클수록 계수가 작아지기 때문에, 목적 노드를 향하여 더 많이 진행할 수 있는 노드가 더 작은 CWR 값을 가져 우선순위를 갖게 된다. 만일 CWR 값 계산에 있어서 프로그레스만을 고려한다면, 송신 노드로부터 목적 노드까지의 최단 경로라고 할 수 있는 직선 SD에서는 멀리 떨어져 있지만 프로그레스는 더 큰 수신 노드가 직선 SD에 더 가까운 수신 노드보다 우선 순위를 가질 수 있기 때문에, 수신 노드와 직선 SD의 거리 d 값을 함께 고려하여 최적의 CWR 값을 가질 수 있도록 하였다. 즉, d가 클수록 계수가 커지기 때문에 직선 SD에서 멀리 떨어진 노드는 큰 CWR 값, 즉 낮은 우선 순위을 가지게 된다. 따라서 송신 노드로부터 목적 노드로의 최단 경로에 가까우면서 목적 노드를 향하여 가능한 많이 진행할 수 있는 최적의 노드가 승자 노드가 되어 데이터를 중계하게 된다. 또한
Figure 112008049580783-PAT00003
의 최대값은
Figure 112008049580783-PAT00004
즉, 2.414 정도의 값을 가지기 때문에, 계수에 1/3을 곱하여 CWR이 CWmax보다 작은 값을 가지도록 한다.
또한, 전달 시에 최적의 위치에 있는 승자 노드만이 데이터를 전송하도록 하 기 위하여 다음과 같은 기법을 이용한다. 우선 상기 (4)에서 가장 먼저 데이터를 전달하는 승자 노드의 전송 범위 내에 있는 노드들은 자신들이 전송하기 전에 승자 노드로부터 자신이 전달하려는 데이터와 동일한 전달 데이터를 받게 되므로 전송을 취소한다. 다음으로 상기 (5)에서 송신 노드의 방송은 들었지만, 승자 노드의 전송 거리 밖에 있는 노드들은 송신 노드가 보내는 억제 메시지를 듣고 데이터 전송을 취소하게 된다. 이를 위하여 모든 노드의 전송 거리, 캐리어 센스 거리(carrier sense range)는 동일하고, 캐리어 센스 거리는 전송 거리의 2배 이상이라고 가정한다. 이 노드들은 승자 노드를 캐리어 센스 범위 내에 두고 있으므로, 승자 노드가 데이터 전송을 완료할 때까지는 데이터 전송을 할 수 없게 된다. 또한 승자 노드의 전송 완료 후 DIFS(Distributed Interframe Space)만큼의 시간을 기다린 다음 백오프(backoff) 카운터 값에 따른 경쟁을 시작하게 되므로, 승자 노드가 데이터 전송 완료 후 SIFS(Short Interframe Space)만큼만 기다린 다음 송신 노드가 억제 메시지를 보내면, 다른 노드들의 경쟁 이전에 중계 대기 중인 노드들에 억제 메시지를 전달 할 수 있게 된다.
도 2는 앞서 설명한 본 발명에 의한 전달 기법의 설명을 위한 도면이다. F는 중계 노드, D는 목적 노드이다. E 이후부터 D까지 위치한 노드들은 그림에서 생략하였다. Rtx F는 F의 전송 거리, Rtx A는 A의 전송거리이며, Rcs c는 C의 캐리어 센스 거리이다. 도 5는 이어지는 설명을 돕기 위한 타이밍 다이어그램을 나타낸 도면이다.
먼저 (a) 송신 노드 F가 전달을 위해 데이터를 방송하면 F의 전송 거리 내에 있는 노드 A, B, C가 듣게 된다. (b) 노드 A, B, C는 데이터 수신이 끝난 후 DIFS만큼 기다린 후에 경쟁 윈도우를 기반으로 경쟁을 시작한다. 여기서 사용되는 경쟁 윈도우(CW: Contention Window)는 상기의 (가)~(나)를 고려하여 가장 최적의 노드가 가장 작은 값을 가지도록 하여 처음으로 데이터를 전달하도록 한다. 결정된 CW값은 다음과 같이 사용한다. 경쟁을 시작한 노드들은 [0,CW] 범위 내의 백오프 카운터(backoff counter)인 정수 b를 무작위로 선택하여 b번째 유효 슬롯에 데이터 전송을 시도한다. 상기의 예에서 A가 3, B가 5, C가 15의 b값을 가진다면, (c) A는 F로부터의 데이터 수신을 끝내고 DIFS만큼의 시간을 기다린 후, 3번째 슬롯 타임(slot time)까지 기다렸다가 데이터 전달을 시작하게 된다. 이 때에는 데이터 전송, SIFS, 억제메시지의 전송 시간만큼 수신자가 NAV(Network Allocation Vector)를 설정하도록 하여 다음 중계 노드인 E의 데이터 중계와 F의 억제메시지의 충돌(collision)을 방지하도록 한다. (d) B는 5번의 슬롯 타임을 기다리기 위해 백오프 카운터(backoff counter)를 한 슬롯당 1씩 감소시키고 있다가 3번의 슬롯 타임이 지난 후 A가 먼저 전송을 시작하면 데이터를 수신하게 되고, B가 전달하려는 데이터를 A가 먼저 전달하였으므로 자신의 전송을 취소하게 된다. (e) A의 데이터 전달을 알게 된 F는 A의 전송이 끝난 후 SIFS만큼만 기다린 후에 억제메시지(suppression message)를 방송하여 다른 노드들의 전달을 막는다. F의 억제메시지가 데이터 전달을 대기중인 노드들의 전달 시작보다 먼저 도착하여야 하므로, SIFS만큼만 기다린 후 억제메시지를 방송한다. (f) C는 15번의 슬롯 타임을 기다리기 위해 백오프 카운터를 한 슬롯당 1씩 감소시키고 있다가 3번의 슬롯 타임이 지 난 후, 캐리어 센스 범위 내에 A가 있으므로 A의 전송을 감지하여 유효 슬롯 타임을 가지지 못하고 A의 전송이 끝날 때까지 기다리게 된다. A의 전송이 끝난 후 DIFS만큼 기다린 후 남은 12번의 슬롯 타임을 기다렸다가 다시 전송을 하려고 하지만, 그 전에 F의 억제메시지(suppression message)를 받고, 데이터 전달을 취소하게 된다.
이와 같은 라우팅 기법을 적용하면 별도의 선행 제어 메시지의 송수신 프로세스 없이 중계 노드는 데이터를 수신하는 즉시 다음 중계 노드로 데이터를 전달할 수 있으므로 효율적이며 빠른 데이터 전송이 가능해지며, 수신자 중심의 지리적 라우팅 방법을 기반하였으므로 토폴로지(topology) 변경이 빈번한 무선 네트워크 환경에서 안정적인 라우팅을 하는 데에 효과적이게 된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에서 사용하는 프로그레스(Progress)의 정의를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법을 설명하기 위한 노드 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 도 3의 데이터를 전달하는 과정(S330단계)을 보다 상세하게 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 의한 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램이다.

Claims (8)

  1. 데이터를 발생시키는 소스 노드가 상기 데이터의 최종 목적지인 목적 노드의 위치를 파악하는 단계; 및
    매 홉마다 주변 노드들의 위치정보를 이용하여 최적의 중계 노드를 선택하여 상기 소스 노드로부터 상기 목적 노드로 상기 중계 노드들을 거쳐 상기 데이터를 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터를 전달하는 단계는
    송신 노드가 데이터를 방송하는 단계;
    송신 노드의 방송을 수신한 주변 노드들 중에서 승자 노드로 선택된 노드가 가장 먼저 방송을 통해 데이터를 전달하는 단계;
    상기 주변 노드들 중에서 상기 승자 노드의 전송 범위내의 노드들이 상기 승자 노드의 방송을 수신한 후 자신들의 데이터 전달을 취소하는 단계; 및
    상기 송신 노드가 상기 승자 노드의 방송을 수신한 후, 상기 데이터 전달을 취소하는 단계에서 데이터 전달을 취소하지 않은 주변 노드들의 데이터 전달을 취소시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 데이터는
    상기 소스 노드의 식별번호와 좌표, 상기 송신 노드의 식별번호와 좌표, 상기 목적 노드의 식별번호와 좌표, 및 상기 데이터의 메시지 식별번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 승자 노드로 선택된 노드가 가장 먼저 방송을 통해 데이터를 전달하는 단계는
    상기 주변 노드들이 자신의 우선순위에 따라 경쟁 윈도우를 계산하여 데이터 중계를 대기하는 단계; 및
    상기 주변 노드들 중 가장 낮은 경쟁 윈도우를 계산한 승자 노드가 가장 먼저 방송을 통해 데이터를 전달하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 송신 노드가 데이터 전달을 취소하지 않은 주변 노드들의 데이터 전달을 취소시키는 단계는
    상기 송신 노드가 상기 승자 노드의 방송을 수신한 후 상기 주변 노드들의 전달을 취소하라는 억제 메시지를 송신하는 단계; 및
    데이터 중계를 대기하던 주변 노드들 중에서 상기 데이터 전달을 취소하는 단계에서 데이터 전달을 취소하지 않은 노드들이 상기 억제 메시지를 수신하고 데이터 전달을 취소하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에 서의 크로스 레이어 라우팅 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 경쟁 윈도우값은
    송신 노드와 수신 노드간의 거리를 송신 노드와 목적 노드간의 직선에 투영한 프로그레스;
    송신 노드와 목적 노드를 이은 직선과 수신 노드 간 최단거리;
    송신 노드의 전송 거리; 및
    수신 노드의 최대 경쟁 윈도우값;을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 경쟁 윈도우값(CWF(r,d,p))은
    Figure 112008049580783-PAT00005
    인 것을 특징으로 하며,
    여기서, p는 송신 노드와 수신 노드간의 거리를 송신 노드와 목적 노드간의 직선에 투영한 프로그레스, d는 송신 노드와 목적 노드를 이은 직선과 수신 노드 간 최단거리, r은 송신 노드의 전송 거리, CWmax는 수신 노드의 최대 경쟁 윈도우값인 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 송신 노드가 데이터 전달을 취소하지 않은 주변 노드들의 데이터 전달을 취소시키는 단계는
    상기 승자 노드의 전송거리 밖에 있으면서 상기 송신 노드의 데이터 방송을 수신한 노드가 데이터를 전달 하기 전에 DIFS(Distributed Interframe Space)만큼 대기하는 단계; 및
    상기 승자 노드가 데이터 전송을 완료한 후 SIFS(Short Interframe Space)만큼 기다린 후 송신 노드가 억제 메시지를 방송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 센서 네트워크에서의 크로스 레이어 라우팅 방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101034205B1 (ko) * 2009-07-28 2011-05-12 고려대학교 산학협력단 무선 애드혹 네트워크의 라우팅 경로 생성장치 및 방법, 그리고 무선 애드혹 네트워크의 노드장치 및 그에 의한 라우팅 경로 생성방법
KR101148785B1 (ko) * 2010-11-24 2012-05-24 재단법인대구경북과학기술원 라우팅설정장치 및 라우팅설정방법
KR101229163B1 (ko) * 2009-12-04 2013-02-01 인텔 코포레이션 중계 데이터 경로 아키텍처를 형성하는 방법, 사용자 평면 데이터 경로 시스템 및 중계 데이터 경로 아키텍처를 형성하는 시스템
KR20140080617A (ko) * 2012-12-12 2014-07-01 한국전자통신연구원 무선 이동 메쉬 백홀 네트워크에서 종단간 지연 시간을 최소화하기 위한 라우팅 방법 및 장치
KR101417195B1 (ko) * 2010-10-18 2014-07-09 한국전자통신연구원 다계층 네트워크에서의 계층간 경로 설정 방법 및 시스템
KR101641952B1 (ko) * 2015-05-26 2016-07-22 한국기술교육대학교 산학협력단 멀티 홉 라우팅 경로의 균형설정 비율에 따른 노드 경로 수정 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101034205B1 (ko) * 2009-07-28 2011-05-12 고려대학교 산학협력단 무선 애드혹 네트워크의 라우팅 경로 생성장치 및 방법, 그리고 무선 애드혹 네트워크의 노드장치 및 그에 의한 라우팅 경로 생성방법
KR101229163B1 (ko) * 2009-12-04 2013-02-01 인텔 코포레이션 중계 데이터 경로 아키텍처를 형성하는 방법, 사용자 평면 데이터 경로 시스템 및 중계 데이터 경로 아키텍처를 형성하는 시스템
KR101417195B1 (ko) * 2010-10-18 2014-07-09 한국전자통신연구원 다계층 네트워크에서의 계층간 경로 설정 방법 및 시스템
US9130868B2 (en) 2010-10-18 2015-09-08 Electronics And Telecommunications Research Institute Cross layer path provisioning method and system in multi layer transport network
KR101148785B1 (ko) * 2010-11-24 2012-05-24 재단법인대구경북과학기술원 라우팅설정장치 및 라우팅설정방법
KR20140080617A (ko) * 2012-12-12 2014-07-01 한국전자통신연구원 무선 이동 메쉬 백홀 네트워크에서 종단간 지연 시간을 최소화하기 위한 라우팅 방법 및 장치
KR101641952B1 (ko) * 2015-05-26 2016-07-22 한국기술교육대학교 산학협력단 멀티 홉 라우팅 경로의 균형설정 비율에 따른 노드 경로 수정 방법

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