KR20090069960A - Communication system and method for effective route repair in ad hoc network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 애드 혹 네트워크에서 효율적인 경로 복구를 위한 통신 시스템 및 통신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a communication system and a communication method for efficient path recovery in an ad hoc network.
네트워크 구조가 동적으로 변화하는 애드 혹 네트워크의 특성으로 인하여 라우팅 프로토콜은 애드 혹 네트워크를 구성하는데 핵심적인 기술이다. 애드 혹 네트워크에서 라우팅 프로토콜은 경로 설정 하는 방식에 따라 크게 세 가지로 분류하면, 각 노드들이 주기적으로 라우팅 정보를 갱신하여 저장하는 프로액티브(proactive) 방식의 라우팅 프로토콜, 데이터 전송이 요구되는 경우에 목적지까지의 라우팅 정보를 얻는 리액티브(reactive) 방식의 라우팅 프로토콜 및 두 방식을 혼합한 하이브리드(hybrid) 방식의 라우팅 프로토콜이 있다.Due to the characteristics of the ad hoc network whose network structure changes dynamically, the routing protocol is a key technology for constructing the ad hoc network. In ad hoc networks, routing protocols can be classified into three types according to the routing method.The proactive routing protocol in which each node periodically updates and stores routing information, and a destination when data transmission is required There is a reactive routing protocol that obtains routing information up to and a hybrid routing protocol that combines both methods.
애드 혹 네트워크에서는 리액티브 방식의 라우팅 프로토콜이 주로 사용하는데, 리액티브 방식의 라우팅 프로토콜은 새로운 목적지에 대해 신속하게 경로를 획득할 수 있고, 경로 연결에 필요치 않은 노드들에 대한 라우팅 정보를 필요로 하지 않음으로 제약적인 성능을 가진 이동 노드들로 구성되는 애드 혹 네트워크에 적합한 알고리즘을 가지고 있다.Reactive routing protocols are commonly used in ad hoc networks. Reactive routing protocols can quickly route to new destinations and do not require routing information for nodes that are not required to route. Nonetheless, it has an algorithm suitable for an ad hoc network composed of mobile nodes with limited performance.
라우팅 프로토콜의 동작은 데이터 전송이 필요시에 실행하는 경로 탐색 절차와 설정된 경로를 유지하는 경로 유지 절차로 나눌 수 있으며 이 때 사용하는 메시지는 경로 요청 메시지, 경로 응답 메시지, 경로 오류 메시지이다. The routing protocol can be divided into a path search procedure that executes data transmission when necessary and a path maintenance procedure that maintains a set path. The messages used at this time are a path request message, a path response message, and a path error message.
경로 요청 메시지는 출발지 노드가 목적지 노드까지 경로 탐색을 위해 사용한다. 출발지 노드는 경로 요청 메시지를 애드 혹 네트워크 내의 다른 노드들에게 브로드캐스팅 방식으로 전송한다. 경로 요청 메시지를 받은 노드가 데이터를 보내야하는 목적지 노드이거나 목적지 노드까지의 라우팅 정보를 가지고 있는 중간 노드라면 경로 요청 메시지에 대한 응답으로 경로 응답 메시지를 사용하게 된다. 경로 응답 메시지는 유니캐스트 방식으로 출발지 노드에 전송된다. 만일, 경로 요청 메시지를 수신한 노드가 상기 언급한 내용에 적용되지 않는다면, 출발지 노드에서 수신한 중간 노드까지의 라우팅 정보를 저장한 후, 이웃 노드에게 경로 요청 메시지를 전송한다. 경로 오류 메시지는 개설된 라우팅 경로가 단절되었을 때, 단절된 노드의 상위 노드가 단절된 경로의 정보를 출발지 노드에게 전송하기 위해 사용한다.The route request message is used by the source node for route discovery to the destination node. The source node sends the route request message to other nodes in the ad hoc network in a broadcast manner. If the node receiving the route request message is a destination node to which data should be sent or an intermediate node having routing information to the destination node, the route response message is used in response to the route request message. The route response message is sent to the source node in a unicast manner. If the node that receives the route request message does not apply to the above-mentioned content, the routing information from the source node to the intermediate node received is stored, and then the route request message is transmitted to the neighbor node. The path error message is used by the parent node of the disconnected node to transmit the information of the disconnected path to the source node when the established routing path is disconnected.
본 발명은 애드 혹 네트워크(ad-hoc network)에서 경로의 단절이 발생하면 필터링을 통해 저장된 경로 정보를 바탕으로 대체 통신 시스템을 찾아 지역 복구를 행함으로써 상기 경로가 복구되기까지의 지연시간을 감소시켜 데이터 전송 단절을 최소화할 수 있는 통신 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention reduces the delay time until the path is restored by searching for an alternative communication system based on the stored path information through the filtering when the path is disconnected in an ad hoc network. Provided is a communication system and method capable of minimizing data transmission disconnection.
본 발명은 주기적인 위치 확인 메시지를 이용하지 않고, 경로 재검색을 시도하는 빈도수를 감소시켜 네트워크 및 대역폭에 대한 부하를 감소시킬 수 있는 통신 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention provides a communication system and method that can reduce the load on the network and bandwidth by reducing the frequency of attempting to re-route the route without using periodic location messages.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템은 경로 요청 메시지 및 경로 응답 메시지 중 적어도 하나의 메시지를 송신 및 수신하는 메시지 송수신부, 상기 하나의 메시지에 해당하는 경로 정보를 필터링하는 필터링부 및 상기 필터링된 경로 정보를 저장하는 경로 정보 저장부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a communication system includes a message transceiver for transmitting and receiving at least one message of a path request message and a path response message, a filter for filtering path information corresponding to the one message, and the filtered part. It includes a route information storage for storing the route information.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 필터링부는 일정수의 긍정 오류를 허용하고 필터링 대상 데이터의 크기를 감소시키는 필터링 방법에 따라 상기 경로 정보를 필터링할 수 있다.According to an aspect of the invention, the filtering unit may filter the path information according to a filtering method that allows a certain number of false positives and reduces the size of the data to be filtered.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 필터링부는 상기 경로 정보를 기선정된 크기의 블록으로 구분하여 개별적으로 필터링하고, 개별적으로 필터링된 블록들을 연결하여 하나의 필터값으로 변환할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the filtering unit may separately filter the path information into blocks having a predetermined size, and convert the filtered path information into a single filter value by connecting the individually filtered blocks.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 통신 시스템은 목적지 통신 시스템으로의 경로 단절을 인지하는 경로 단절 인지부 및 상기 목적지 통신 시스템까지의 경로 정보를 포함하는 대체 통신 시스템을 상기 경로 정보 저장부에서 검색하는 대체 통신 시스템 검색부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 대체 통신 시스템 검색부는, 상기 경로 요청 메시지에 포함된 상기 목적지 통신 시스템의 주소 정보 및 특정 통신 시스템의 식별자 정보를 필터링하여 생성된 필터값에 기초하여 상기 대체 통신 시스템을 검색할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the communication system for searching in the path information storage for an alternative communication system including a path disconnect recognition unit for detecting a path disconnection to a destination communication system and path information to the destination communication system. It may further include an alternative communication system search unit. In this case, the alternative communication system search unit may search for the alternative communication system based on a filter value generated by filtering address information of the destination communication system and identifier information of a specific communication system included in the path request message.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템은 수신된 메시지에 해당하는 경로 정보를 필터링하여 제1 필터값을 생성하는 제1 필터값 생성부, 목적지 통신 시스템의 주소 정보 및 특정 통신 시스템의 식별자 정보를 필터링하여 제2 필터값을 생성하는 제2 필터값 생성부 및 상기 제1 필터값 및 상기 제2 필터값에 기초하여 상기 특정 통신 시스템의 대체 통신 시스템 여부를 확인하는 대체 통신 시스템 확인부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a communication system may include: a first filter value generator that generates a first filter value by filtering path information corresponding to a received message, address information of a destination communication system, and identifier information of a specific communication system; And a second filter value generator for filtering and generating a second filter value, and an alternative communication system checking unit for checking whether the specific communication system is an alternative communication system based on the first filter value and the second filter value.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 방법은 경로 요청 메시지 및 경로 응답 메시지 중 적어도 하나의 메시지를 수신하는 단계, 상기 수신된 메시지에 해당하는 경로 정보를 필터링하여 저장하는 단계 및 상기 수신된 메시지에 따라 상기 경로 요청 메시지를 전송하거나 또는 상기 경로 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a communication method includes receiving at least one message of a path request message and a path response message, filtering and storing path information corresponding to the received message, and receiving the message according to the received message. Transmitting the route request message or the route response message.
본 발명의 일실시예에 따른 통신 방법은 수신된 메시지에 해당하는 경로 정보를 필터링하여 제1 필터값을 생성하는 단계, 목적지 통신 시스템의 주소 정보 및 특정 통신 시스템의 식별자 정보를 필터링하여 제2 필터값을 생성하는 단계 및 상기 제1 필터값 및 상기 제2 필터값에 기초하여 상기 특정 통신 시스템의 대체 통신 시스템 여부를 확인하는 단계를 포함한다.The communication method according to an embodiment of the present invention includes generating a first filter value by filtering path information corresponding to a received message, filtering address information of a destination communication system and identifier information of a specific communication system, and then filtering the second filter. Generating a value and determining whether the specific communication system is an alternative communication system based on the first filter value and the second filter value.
본 발명에 따르면, 애드 혹 네트워크(ad-hoc network)에서 경로의 단절이 발생하면 필터링을 통해 저장된 경로 정보를 바탕으로 대체 통신 시스템을 찾아 지역 복구를 행함으로써 상기 경로가 복구되기까지의 지연시간을 감소시켜 데이터 전송 단절을 최소화할 수 있다.According to the present invention, when a path break occurs in an ad hoc network, the delay time until the path is restored by searching for an alternative communication system based on the stored path information and performing local recovery is performed. It can be reduced to minimize data transmission disconnection.
본 발명에 따르면, 주기적인 위치 확인 메시지를 이용하지 않고, 경로 재검색을 시도하는 빈도수를 감소시켜 네트워크 및 대역폭에 대한 부하를 감소시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the load on the network and bandwidth by reducing the frequency of attempting to re-route the path without using the periodic location message.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다양한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 애드 혹 네트워크의 개괄적인 모습을 도시한 일례이다. 애드 혹 네트워크(100)는 복수개의 노드로 구성될 수 있고, 하나의 노드에서 서로 이웃한 노드간의 통신을 통해 목적한 노드로 메시지를 전달할 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 출발지 노드 'S'(101)에서 목적지 노드 'D'(102)로 상기 메시지를 전송하고자 하는 경우, 출발지 노드 'S'(101)은 우선 경로 테이블을 검색하여 목적지 노드 'D'(102)까지의 경로가 존재하는지를 확인하고, 상기 경로가 존재하지 않는 경 우, 이웃한 노드로 경로 요청 메시지를 전송한다.1 is an example illustrating an overview of an ad hoc network. The
이때, 상기 경로 요청 메시지는 브로드캐스트로 전송될 수 있고, 전송범위에 포함되어 상기 경로 요청 메시지를 수신하는 노드가 상기 이웃한 노드일 수 있다. 즉, 도 1의 일례에서는 노드 'A'(103) 및 노드 'B'(104)에서 출발지 노드 'S'(101)가 전송한 상기 경로 요청 메시지를 수신한다고 가정한다.In this case, the route request message may be transmitted by broadcast, and a node that is included in a transmission range and receives the route request message may be the neighboring node. That is, in the example of FIG. 1, it is assumed that the node 'A' 103 and the node 'B' 104 receive the route request message transmitted from the source node 'S' 101.
상기 경로 요청 메시지를 수신한 노드 'A'(103) 및 노드 'B'(104)는 상기 경로 요청 메시지가 포함하는 목적지 노드 'D'(102)에 대한 정보에 기초하여 상기 경로 요청 메시지를 재전송하거나 또는 경로 응답 메시지를 출발지 노드 'S'(101)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 노드 'A'(103)는 상기 경로 요청 메시지의 목적지가 자신이거나 또는 상기 목적지에 대한 정보를 저장하고 있는 경우에는 상기 경로 응답 메시지를 출발지 노드 'S'(101)로 전송하고, 상기 목적지가 아니거나 상기 목적지에 대한 정보를 저장하고 있지 않은 경우에는 자신의 이웃한 노드로 상기 경로 요청 메시지를 재전송할 수 있다. 도 1의 경우에서는 노드 'A'(103)의 이웃한 노드로서 노드 'B'(104) 및 노드 'C'(105)를 예로 들고 있다.The node 'A' 103 and the node 'B' 104 which have received the route request message retransmit the route request message based on the information on the destination node 'D' 102 included in the route request message. Or send a path response message to the source node 'S' 101. For example, the node 'A' 103 transmits the route response message to the source node 'S' 101 when the destination of the route request message is itself or stores information about the destination. If it is not the destination or if the information on the destination is not stored, the route request message can be retransmitted to its neighbor node. In the case of FIG. 1, node 'B' 104 and node 'C' 105 are taken as examples of neighboring nodes of node 'A' 103.
즉, 출발지 노드 'S'(101)와 목적지 노드 'D'(102) 사이에 상기 목적지에 대한 정보를 저장하고 있는 노드가 존재하는 경우에는 상기 노드에서 출발지 노드 'S'(101)로 상기 경로 응답 메시지를 전송하고, 상기 목적지에 대한 정보를 저장하고 있는 노드가 존재하지 않는 경우에는 목적지 노드 'D'(102)에서 상기 경로 요청 메시지를 수신한 후, 상기 경로 응답 메시지를 출발지 노드 'S'(101)로 전송한다. 예를 들어, 노드 'Y'(106)에서 목적지 노드 'D'(102)까지의 경로에 대한 정보를 저 장하고 있는 경우, 노드 'Y'(106)는 상기 경로 요청 메시지를 재전송하는 대신, 상기 경로 응답 메시지를 출발지 노드 'S'(101)로 전송한다.That is, when there is a node storing information about the destination between the source node 'S' 101 and the destination node 'D' 102, the path from the node to the source node 'S' 101 is detected. If there is no node that transmits a response message and stores information on the destination, after receiving the route request message at the destination node 'D' 102, the route response message is sent to the source node 'S'. Send to 101. For example, if storing information about a route from node 'Y' 106 to destination node 'D' 102, node 'Y' 106 instead of resending the route request message, The route response message is transmitted to the source node 'S' 101.
이때, 상기 노드(위의 일례에서 노드 'Y'(106)) 또는 목적지 노드 'D'(102)에서 상기 경로 응답 메시지는 전송하고자 하는 경우에는 상기 경로 요청 메시지에 기록된 경로 테이블에 기초하여 출발지 노드 'S'(101)까지의 최적의 경로를 확인하고, 상기 최적의 경로로 상기 경로 응답 메시지가 전송되도록 할 수 있다.At this time, when the node (node 'Y' 106 in the above example) or the destination node 'D' 102 wishes to transmit, the route response message is based on a route table recorded in the route request message. The optimal path to the node 'S' 101 may be identified and the path response message may be transmitted to the optimal path.
이러한 방법으로, 출발지 노드 'S'(101)에서 상기 경로 응답 메시지를 수신하면, 목적지 노드 'D'(102)까지의 경로가 설정 가능해지고, 상기 경로를 통해 목적지 노드 'D'(102)로 최초 목적한 메시지를 전송할 수 있게 된다.In this way, when the route response message is received at the source node 'S' 101, the route to the destination node 'D' 102 can be set, and to the destination node 'D' 102 via the route. The first intended message can be sent.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 통신 시스템의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2에 도시된 통신 시스템(200)은 도 1을 통해 설명한 애드 혹 네트워크(100)에 포함될 수 있는 하나의 노드에 대응하는 시스템이거나 또는 상기 노드에 포함될 수 있는 시스템으로서, 메시지 송수신부(201), 필터링부(202), 경로 정보 저장부(203), 메시지 전송 제어부(204), 경로 단절 인지부(205) 및 대체 통신 시스템 검색부(206)를 포함한다.2 is a block diagram illustrating an internal configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention. The
메시지 송수신부(201)는 경로 요청 메시지 및 경로 응답 메시지 중 적어도 하나의 메시지를 송신 및 수신한다. 예를 들어, 통신 시스템(200)은 도 1을 통해 설명한 애드 혹 네트워크(100)에서 출발지 노드로서 상기 경로 요청 메시지를 송신하고, 상기 경로 응답 메시지를 수신하거나 목적지 노드로서 상기 경로 요청 메시지를 수신하고, 상기 경로 응답 메시지를 송신할 수 있다. 또는 상기 출발지 노드 및 상기 목적지 노드 사이의 중간 노드로서 상기 경로 요청 메시지 및 상기 경로 응답 메시지를 수신 및 송신할 수 있다.The
필터링부(202)는 상기 하나의 메시지에 해당하는 경로 정보를 필터링한다. 이때, 필터링부(202)는 일정수의 긍정 오류를 허용하고 필터링 대상 데이터의 크기를 감소시키는 필터링 방법에 따라 상기 경로 정보를 필터링할 수 있다. 또한, 상기 긍정 오류를 줄이기 위해 필터링부(202)는 상기 경로 정보를 기선정된 크기의 블록으로 구분하여 개별적으로 필터링하고, 개별적으로 필터링된 블록들을 연결하여 하나의 필터값으로 변환할 수 있다. 상기 경로 정보를 필터링하는 방법에 대해서는 도 3을 통해 더욱 자세히 설명한다.The
경로 정보 저장부(203)는 상기 필터링된 경로 정보를 저장한다. 즉, 상기 경로 정보를 모두 저장하기 않고, 상기 필터링을 통해 크기가 감소된 상기 필터링된 경로 정보를 상기 하나의 필터값으로 변환하여 저장함으로써 저장되는 데이터의 크기를 크게 감소시킬 수 있다.The route
메시지 전송 제어부(204)는 상기 하나의 메시지에 따라 상기 경로 요청 메시지의 재전송 또는 상기 경로 응답 메시지의 전송을 제어한다. 이때, 메시지 전송 제어부(204)는 상기 경로 요청 메시지가 포함하는 목적지 통신 시스템의 식별자 또는 주소에 기초하여 통신 시스템(200)이 목적지 통신 시스템이거나 또는 상기 목적지 통신 시스템의 정보를 저장하고 있는 경우, 상기 경로 응답 메시지가 출발지 통신 시스템으로 전송되도록 제어할 수 있다. 반면, 통신 시스템(200)이 상기 목적지 통신 시스템이 아니고 상기 정보를 저장하고 있지 않은 경우에는 상기 경로 요 청 메시지가 다시 자신의 이웃한 통신 시스템으로 전송되도록 제어할 수 있다.The message
경로 단절 인지부(205)는 목적지 통신 시스템으로의 경로 단절을 인지한다. 이때, 경로 단절 인지부(205)는 상기 경로 단절이 인지되는 경우, 통신 시스템(200)이 상기 목적지 통신 시스템 및 상기 출발지 통신 시스템 중 어느 시스템에 보다 근접하였는지 판단하여 상기 출발지 통신 시스템에 보다 근접한 경우, 경로 오류 메시지를 상기 출발지 통신 시스템으로 전송하여 상기 출발지 통신 시스템에서 경로 재검색이 시작되도록 할 수 있다. 반면, 통신 시스템(200)이 상기 목적지 통신 시스템에 보다 근접한 경우에는 통신 시스템(200)에서 지역 복구를 수행하게 된다. 이러한 상기 지역 복구는 상기 경로 단절을 복구하고자 하는 것으로 아래 설명되는 대체 통신 시스템 검색부(206)에서 검색되는 대체 통신 시스템을 이용하여 상기 경로 단절을 복구할 수 있다.The path
대체 통신 시스템 검색부(206)는 상기 목적지 통신 시스템까지의 경로 정보를 포함하는 대체 통신 시스템을 경로 정보 저장부(203)에서 검색한다. 이때, 대체 통신 시스템 검색부(206)는 상기 경로 요청 메시지에 포함된 상기 목적지 통신 시스템의 주소 정보 및 특정 통신 시스템의 식별자 정보를 필터링하여 생성된 필터값에 기초하여 상기 대체 통신 시스템을 검색할 수 있다. 여기서, 상기 필터값은 상기 주소 정보 및 상기 식별자 정보를 기선정된 크기의 블록으로 구분하고, 구분된 블록을 개별적으로 필터링하여 생성될 수 있고, 대체 통신 시스템 검색부(206)는 경로 정보 저장부(203)에 포함된 필터링된 경로 정보 중 상기 필터링된 블록 모두와 일치하는 필터링된 경로 정보가 존재하는 경우, 상기 특정 통신 시스템을 상 기 대체 통신 시스템으로서 검색할 수 있다. 이와 같이 상기 대체 통신 시스템을 검색하는 방법에 대해서는 도 5를 통해 더욱 자세히 설명한다.The alternate communication
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템은 경로가 단절된 경우에 필터링을 통해 저장된 경로 정보를 이용하여 목적지 통신 시스템까지의 경로에 대한 정보를 포함하는 대체 통신 시스템을 확인하고, 상기 대체 통신 시스템을 이용하여 지역 복구를 수행함으로써, 경로가 다시 복구되기까지의 지연시간을 감소시켜 데이터 전송 단절을 최소화할 수 있다. 또한, 주기적인 위치 확인 메시지를 사용하지 않고 경로 재검색을 시도하는 빈도수를 줄여 네트워크 트래픽 및 대역폭에 대한 부하를 감소시킬 수 있다.As described above, the communication system according to an embodiment of the present invention identifies an alternative communication system including information on a path to a destination communication system by using the stored path information through filtering when the path is disconnected, and the alternative communication. By performing local recovery using the system, it is possible to minimize the data transmission interruption by reducing the delay before the path is restored. In addition, it can reduce the load on network traffic and bandwidth by reducing the frequency of attempting to re-route the route without using periodic positioning messages.
도 3은 경로 정보를 필터링하는 방법의 일례이다. 여기서, 경로 정보(301)는 상기 경로 요청 메시지 및 상기 경로 응답 메시지에 의해 설정되는 경로 테이블 정보를 포함할 수 있다. 도 4는 경로 요청 메시지에 따라 설정되는 경로 테이블 정보의 일례이다. 도 4는 도 1에서 설명한 애드 혹 네트워크(100)의 일례에서 상기 경로 요청 메시지를 수신하는 각각의 노드 'A', 'B', 'C', 'X' 및 'Y'에서의 상기 경로 테이블 정보의 일례를 나타낸다. 즉, 상기 경로 요청 메시지 및 상기 경로 응답 메시지를 수신할 때마다 이러한 상기 경로 테이블 정보를 모두 설정 및 저장하기 위해서는 매우 큰 저장 공간을 필요로 한다. 그러나, 애드 혹 네트워크의 노드들은 일반적으로 자원의 한계가 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템에서는 상기 경로 테이블 정보를 필터링하여 저장하는 방법을 제시한다.3 is an example of a method of filtering route information. Here, the
이때, 상기 필터링 방법으로 블룸 필터(bloom filter)를 이용하는 방법을 들 수 있다. 상기 블룸 필터는 소수의 긍정 오류(false positive)를 허용하게 하여, 데이터의 크기를 크게 줄일 수 있다. 즉, 상기 블룸 필터는 다수의 해시 함수를 사용하여 데이터의 크기를 줄이게 되는데, 입력 데이터의 크기와 상관없이 출력 데이터의 크기는 일정하다. 또한, 출력 데이터의 크기와 해시 함수의 개수에 의하여 긍정 오류의 비율이 줄어드는 성향을 가지고 있다. 이러한 상기 블룸 필터의 다른 성질로는 여러 개의 입력 데이터를 하나의 출력 데이터로 만들 수 있다는 것이고, 부정 오류(false negative)가 발생하지 않는다는 것이다.In this case, a method using a bloom filter may be used as the filtering method. The bloom filter allows a small number of false positives to significantly reduce the size of the data. That is, the bloom filter reduces the size of data by using a plurality of hash functions. The size of the output data is constant regardless of the size of the input data. In addition, the ratio of false positives is reduced by the size of the output data and the number of hash functions. Another characteristic of the bloom filter is that it is possible to make several input data into one output data, and that no false negative occurs.
즉, 경로 정보(301)를 기선정된 크기의 블록으로 구분하여 일정수의 블록(302)을 생성하고, 일정수의 블록(302) 각각을 상기 블룸 필터를 이용하여 필터링하여 상기 각각의 블록에 대한 필터값을 생성할 수 있다. 상기 필터값들은 서로 연결되어 하나의 필터값(303)으로 저장될 수 있다.That is, the predetermined number of
도 5는 대체 통신 시스템을 검색하는 방법을 설명하기 위한 일례이다. 도 5의 일례에서는 4개의 블록으로 블록화된 경로 정보(501)에서 상기 4개의 블록 각각은 개별적으로 필터링되고, 각각의 필터값들은 하나의 필터값(502)으로 저장될 수 있다.5 is an example for explaining a method of searching for an alternative communication system. In the example of FIG. 5, each of the four blocks may be individually filtered in the
하나의 통신 시스템에서 경로 단절을 인식하면, 상기 통신 시스템은 목적지 통신 시스템까지의 경로 정보를 포함하는 대체 통신 시스템을 상술한 바와 같이 저장된 하나의 필터값(502)을 이용하여 검색할 수 있다.Upon recognizing a path break in one communication system, the communication system can retrieve the alternate communication system containing the path information to the destination communication system using the one stored
우선, 상기 통신 시스템은 상기 경로 요청 메시지에 포함된 상기 목적지 통신 시스템의 주소 정보 및 특정 통신 시스템의 식별자 정보인 대체 통신 시스템 검 색 데이터를 기선정된 크기의 블록으로 구분할 수 있고, 이때 상기 블록의 크기는 상기 4개의 블록 각각과 동일하게 구분될 수 있다.First, the communication system may classify alternative communication system search data, which is address information of the destination communication system and identifier information of a specific communication system, included in the path request message into blocks of a predetermined size, wherein The size may be equally distinguished from each of the four blocks.
이후, 상기 통신 시스템은 블록화된 대체 통신 시스템 검색 데이터(503)의 블록 각각을 필터링하여 필터값(504)을 생성하고, 하나의 필터값(502)의 일부분 또는 전부가 필터값(504) 전체와 일치하는지 여부를 확인함으로써 상기 특정 통신 시스템이 상기 목적지 통신 시스템으로의 경로 정보를 알고 있는지 확인할 수 있다.The communication system then filters each block of blocked alternate communication
만약, 하나의 필터값(502)이 필터값(504) 전체와 일치하지 않는 경우에는 상기 특정 통신 시스템 대신 다른 통신 시스템의 식별자를 이용하여 동일한 필터링 및 비교 과정을 수행하거나 또는 다른 저장된 필터값과 필터값(504)을 비교함으로써 상기 목적지 통신 시스템에 대한 경로 정보를 포함하는 대체 통신 시스템을 검색할 수 있다.If one
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 통신 방법을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a communication method according to an embodiment of the present invention.
단계(S601)에서 통신 시스템은 경로 요청 메시지 및 경로 응답 메시지 중 적어도 하나의 메시지를 수신한다. 예를 들어, 상기 통신 시스템은 도 1을 통해 설명한 애드 혹 네트워크(100)에서 출발지 노드로서 상기 경로 응답 메시지를 수신하거나 목적지 노드 또는 중간 노드로서 상기 경로 요청 메시지를 수신할 수 있다.In step S601, the communication system receives at least one message of a path request message and a path response message. For example, the communication system may receive the route response message as a source node or the route request message as a destination node or an intermediate node in the
단계(S602)에서 상기 통신 시스템은 상기 수신된 메시지에 해당하는 경로 정보를 필터링하여 저장한다. 이때, 상기 통신 시스템은 일정수의 긍정 오류를 허용하고 필터링 대상 데이터의 크기를 감소시키는 필터링 방법에 따라 상기 경로 정보를 필터링할 수 있다. 또한, 상기 긍정 오류를 줄이기 위해 상기 통신 시스템은 상기 경로 정보를 기선정된 크기의 블록으로 구분하여 개별적으로 필터링하고, 개별적으로 필터링된 블록들을 연결하여 하나의 필터값으로 변환할 수 있다.In step S602, the communication system filters and stores path information corresponding to the received message. In this case, the communication system may filter the path information according to a filtering method that allows a certain number of false positives and reduces the size of the data to be filtered. In addition, in order to reduce the false positive, the communication system may divide the path information into blocks having a predetermined size and individually filter them, and connect the individually filtered blocks to convert one filter value.
단계(S603)에서 상기 통신 시스템은 상기 수신된 메시지에 따라 상기 경로 요청 메시지를 전송하거나 또는 상기 경로 응답 메시지를 전송한다. 즉, 상기 통신 시스템은 애드 혹 네트워크(100)에서 상기 중간 노드로서 상기 경로 요청 메시지를 전송하거나 상기 경로 응답 메시지를 전송할 수 있고, 또는 상기 목적지 노드로서 상기 경로 요청 메시지를 전송할 수 있다.In step S603, the communication system transmits the path request message or the path response message according to the received message. That is, the communication system may transmit the path request message or the path response message as the intermediate node in the
단계(S604)에서 상기 통신 시스템은 상기 경로 요청 메시지의 목적지 통신 시스템으로의 경로 단절을 인지하는 경우, 단계(S605)를 수행한다. 여기서, 단계(S601) 내지 단계(S603)는 상기 경로 요청 메시지 또는 상기 경로 응답 메시지를 수신한 경우에 수행될 수 있고, 단계(S605)는 상술한 바와 같이 단계(S604)에서와 같이 상기 경로 단절을 인지하는 경우에 수행될 수 있다.In step S604, when the communication system recognizes the path disconnection of the path request message to the destination communication system, step S605 is performed. Here, steps S601 to S603 may be performed when the path request message or the path response message is received, and step S605 may be performed by disconnecting the path as in step S604 as described above. It may be performed when it is recognized.
즉, 상기 통신 시스템은 상기 경로 단절이 인지되는 경우, 상기 통신 시스템이 상기 목적지 통신 시스템 및 상기 출발지 통신 시스템 중 어느 시스템에 보다 근접하였는지 판단하여 상기 출발지 통신 시스템에 보다 근접한 경우, 경로 오류 메시지를 상기 출발지 통신 시스템으로 전송하여 상기 출발지 통신 시스템에서 경로 재검색이 시작되도록 할 수 있다. 반면, 상기 통신 시스템이 상기 목적지 통신 시스템에 보다 근접한 경우에는 상기 통신 시스템에서 지역 복구를 수행하게 된다. 상기 지역 복구는 상기 경로 단절을 복구하고자 하는 것으로 아래 설명되는 단계(S605)와 같이 수행될 수 있다.That is, when the path disconnection is recognized, the communication system determines whether the communication system is closer to the destination communication system or the source communication system, and determines a path error message when the communication system is closer to the source communication system. Transmission to a source communication system may be such that the route re-search is started in the source communication system. On the other hand, when the communication system is closer to the destination communication system, local communication is performed in the communication system. The area recovery may be performed as step S605 described below to recover the path disconnection.
단계(S605)에서 상기 통신 시스템은 상기 목적지 통신 시스템까지의 경로 정보를 포함하는 대체 통신 시스템을 검색한다. 이때, 상기 통신 시스템은 상기 경로 요청 메시지에 포함된 상기 목적지 통신 시스템의 주소 정보 및 특정 통신 시스템의 식별자 정보를 필터링하여 생성된 필터값 및 상기 필터링된 경로 정보에 기초하여 상기 대체 통신 시스템을 검색할 수 있다. 보다 자세하게, 상기 통신 시스템은 상기 필터링된 경로 정보가 상기 필터값을 모두 포함하는 경우, 상기 대체 통신 시스템을 검색할 수 있다. 이는 동일한 필터링 방법에 의해 필터링된 상기 필터값과 상기 필터링된 경로 정보에서 상기 필터링된 경로 정보가 상기 필터값을 모두 포함하는 경우, 상기 식별자 정보 및 상기 주소 정보를 모두 포함한다고 판단할 수 있고, 이를 통해, 상기 특정 통신 시스템이 상기 주소 정보를 포함하고 있음을 알 수 있기 때문이다.In step S605, the communication system searches for an alternative communication system including route information to the destination communication system. In this case, the communication system may search for the alternative communication system based on the filter value generated by filtering the address information of the destination communication system and the identifier information of the specific communication system included in the path request message and the filtered path information. Can be. In more detail, when the filtered path information includes all of the filter values, the communication system may search for the alternative communication system. It may be determined that the filter information filtered by the same filtering method and the filtered route information include both the identifier information and the address information when the filtered route information includes all of the filter values. This is because it is known that the specific communication system includes the address information.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 통신 시스템의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 여기서, 통신 시스템(700)은 도 7에 도시된 바와 같이 제1 필터값 생성부(701), 제2 필터값 생성부(702) 및 대체 통신 시스템 검색부(703)를 포함한다.7 is a block diagram illustrating an internal configuration of a communication system according to another embodiment of the present invention. Here, the
제1 필터값 생성부(701)는 수신된 메시지에 해당하는 경로 정보를 필터링하여 제1 필터값을 생성하고, 제2 필터값 생성부(702)는 목적지 통신 시스템의 주소 정보 및 특정 통신 시스템의 식별자 정보를 필터링하여 제2 필터값을 생성한다. 이때, 제1 필터값 생성부(701)는 상기 경로 정보를 기선정된 크기의 블록으로 구분하여 개별적으로 필터링하고, 상기 개별적으로 필터링된 블록들을 연결하여 상기 제1 필터값을 생성할 수 있고, 제2 필터값 생성부(702)는 상기 주소 정보 및 상기 식별자 정보를 상기 블록과 동일한 크기의 블록으로 구분하여 개별적으로 필터링하여 상기 제2 필터값을 생성할 수 있다.The first
또한, 상기 수신된 메시지는 경로 요청 메시지 및 경로 응답 메시지 중 적어도 하나의 메시지를 포함할 수 있고, 상기 경로 정보는 상기 경로 요청 메시지 또는 상기 경로 응답 메시지에 의해 설정되는 경로 테이블 정보를 포함할 수 있다.The received message may include at least one message of a route request message and a route response message, and the route information may include route table information set by the route request message or the route response message. .
즉, 통신 시스템(700)은 상기 경로 요청 메시지 또는 상기 경로 응답 메시지를 수신하는 경우, 상기 경로 정보를 상기 제1 필터값으로서 생성할 수 있고, 상기 생성된 제1 필터값을 경로 단절 시의 대처를 위해 저장할 수 있다. 이후, 통신 시스템(700)은 상기 경로 단절을 인지하는 경우에 대체 통신 시스템을 검색하기 위해 제2 필터값 생성부(702)에서 상기 제2 필터값이 생성되도록 할 수 있다.That is, when the
대체 통신 시스템 검색부(703)는 상기 제1 필터값 및 상기 제2 필터값에 기초하여 상기 특정 통신 시스템의 대체 통신 시스템 여부를 확인한다. 여기서, 대체 통신 시스템 검색부(703)는 상기 제1 필터값이 상기 필터값 각각과 일치하는 값을 모두 포함하는 경우, 상기 특정 통신 시스템을 상기 대체 통신 시스템으로 확인할 수 있다. 즉, 부정 오류를 포함하지 않고, 긍정 오류만을 허용하는 필터링 방법을 이용하여 상기 제1 필터값 및 상기 제2 필터값을 생성하고, 상기 제2 필터값이 상기 제1 필터값에 포함됨을 확인함으로써, 상기 특정 통신 시스템이 상기 목적지 통신 시스템의 경로 정보를 알고 있음을 확인할 수 있다.The alternative communication
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 통신 방법을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a communication method according to another embodiment of the present invention.
단계(S801)에서 통신 시스템은 수신된 메시지에 해당하는 경로 정보를 필터링하여 제1 필터값을 생성한다. 이때, 상기 통신 시스템은 상기 경로 정보를 기선정된 크기의 블록으로 구분하여 개별적으로 필터링하고, 상기 개별적으로 필터링된 블록들을 연결하여 상기 제1 필터값을 생성할 수 있다.In step S801, the communication system filters the path information corresponding to the received message to generate a first filter value. In this case, the communication system may filter the path information by dividing the path information into blocks having a predetermined size and connecting the individually filtered blocks to generate the first filter value.
단계(S802)에서 상기 통신 시스템은 목적지 통신 시스템의 주소 정보 및 특정 통신 시스템의 식별자 정보를 필터링하여 제2 필터값을 생성한다. 이때, 상기 통신 시스템은 상기 주소 정보 및 상기 식별자 정보를 상기 블록과 동일한 크기의 블록으로 구분하여 개별적으로 필터링하여 상기 제2 필터값을 생성할 수 있다.In step S802, the communication system filters the address information of the destination communication system and the identifier information of the specific communication system to generate a second filter value. In this case, the communication system may generate the second filter value by separately dividing the address information and the identifier information into blocks having the same size as the block.
단계(S803)에서 상기 통신 시스템은 상기 제1 필터값 및 상기 제2 필터값에 기초하여 상기 특정 통신 시스템의 대체 통신 시스템 여부를 확인한다. 이때, 상기 통신 시스템은 상기 제1 필터값이 상기 필터값 각각과 일치하는 값을 모두 포함하는 경우, 상기 특정 통신 시스템을 상기 대체 통신 시스템으로 확인할 수 있다.In step S803, the communication system checks whether the specific communication system is an alternative communication system based on the first filter value and the second filter value. In this case, when the first filter value includes all of the values corresponding to each of the filter values, the communication system may identify the specific communication system as the alternative communication system.
이러한 단계(S803)은 상기 통신 시스템에서 경로 단절을 인지하는 경우에 수행될 수 있다. 즉, 부정 오류를 포함하지 않고, 긍정 오류만을 허용하는 필터링 방법을 이용하여 상기 제1 필터값 및 상기 제2 필터값을 생성하고, 상기 제2 필터값이 상기 제1 필터값에 포함됨을 확인함으로써, 상기 특정 통신 시스템이 상기 목적지 통신 시스템의 경로 정보를 알고 있음을 확인할 수 있다.This step S803 may be performed when a path disconnection is recognized in the communication system. That is, the first filter value and the second filter value are generated using a filtering method that does not include a negative error and allows only a positive error, and confirms that the second filter value is included in the first filter value. The specific communication system may verify that the path information of the destination communication system is known.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템 또는 통신 방법을 이용하면, 애드 혹 네트워크에서 경로의 단절이 발생하면 필터링을 통해 저장된 경로 정보를 바탕으로 대체 통신 시스템을 찾아 지역 복구를 행함으로써 상기 경로가 복구 되기까지의 지연시간을 감소시켜 데이터 전송 단절을 최소화할 수 있고, 주기적인 위치 확인 메시지를 이용하지 않고, 경로 재검색을 시도하는 빈도수를 감소시켜 네트워크 및 대역폭에 대한 부하를 감소시킬 수 있다.As described above, when using a communication system or a communication method according to an embodiment of the present invention, when a path disconnection occurs in an ad hoc network, the path is found by searching for an alternative communication system based on the stored path information through filtering and performing local recovery. It can reduce the data transmission interruption by reducing the delay time to recover, and reduce the load on the network and bandwidth by reducing the frequency of attempting to rescan the path without using the periodic positioning message.
본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Embodiments according to the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means can be recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will belong to the scope of the present invention. .
도 1은 애드 혹 네트워크의 개괄적인 모습을 도시한 일례이다.1 is an example illustrating an overview of an ad hoc network.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 통신 시스템의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an internal configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 경로 정보를 필터링하는 방법의 일례이다.3 is an example of a method of filtering route information.
도 4는 경로 요청 메시지에 따라 설정되는 경로 테이블 정보의 일례이다.4 is an example of route table information set according to a route request message.
도 5는 대체 통신 시스템을 검색하는 방법을 설명하기 위한 일례이다.5 is an example for explaining a method of searching for an alternative communication system.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 통신 방법을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a communication method according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 통신 시스템의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating an internal configuration of a communication system according to another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 통신 방법을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a communication method according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
200: 통신 시스템200: communication system
201: 메시지 송수신부201: message transceiver
202: 필터링부202: filtering unit
203: 경로 정보 저장부203: path information storage unit
204: 메시지 전송 제어부204: message transmission control unit
205: 경로 단절 인지부205: path disconnect recognition unit
206: 대체 통신 시스템 검색부206: alternative communication system search unit
Claims (20)
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KR102159275B1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-23 | 국방과학연구소 | Method for managing route in mobile ad-hoc network |
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