KR20100051693A

KR20100051693A - 유틸리티 스마트-그리드 네트워크 내의 라우팅 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20100051693A
Application number: KR1020107004432A
Authority: KR
Inventors: 조지 3세 플래머; 라즈 바스와니
Original assignee: 실버 스프링 네트웍스, 인코포레이티드
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-05-17
Also published as: MX2010001063A; CN101803309A; MY156044A; BRPI0813859A2; AU2008282973A1; JP2010536199A; RU2010107193A; US8279870B2; TWI418183B; US20090034419A1; WO2009017602A1; TW200917741A; EP2171928A1; CA2694404A1; CN101803309B; AU2008282973A2

Abstract

무선 유틸리티 네트워크는 무선 유틸리티 네트워크와 통신하는 다수의 유틸리티 노드를 포함한다. 무선 유틸리티 네트워크로의 게이트웨이는 무선 유틸리티 네트워크 내의 유틸리티 노드와 통신하고, 무선 유틸리티 네트워크를 최소한 하나의 다른 네트워크에 접속시킨다. 패킷은 전송된 패킷 내에 포함된 라우트에 따라 한 유틸리티 노드에서 다른 유틸리티 노드로 전송된다. 전송된 패킷 내에 포함된 라우트는 포함된 라우트의 갱신된 경로 비용을 판정하기 위해 수신된 네트워크 정보로 갱신되고, 경로 비용에 기초하여 양호한 라우트를 선택하기 위해 대체 라우트와 비교된다. 선택된 양호한 라우트는 패킷 내에 포함되고, 패킷은 선택된 양호한 라우트에 따라 다른 노드에 전송된다.

Description

유틸리티 스마트-그리드 네트워크 내의 라우팅 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM OF ROUTING IN A UTILITY SMART-GRID NETWORK}

본 발명은 상품 전달 시스템에 관해 모니터하고, 제어하며, 보고하기 위한 통신 시스템의 사용에 관한 것이다.

통합 네트워크 플랫폼은 유틸리티 스마트-그리드(utility smart-grid)의 상이한 컴포넌트 및 장치를 모니터하고 제어하기 위해 개시된다. 플랫폼은 하나 이상의 무선 네트워크 및 최소한 하나의 광역 네트워크로 구성되어, 몇 가지 계열의 네트워크화된 스마트-그리드 모니터링 및 제어 장치를 다수의 게이트웨이를 통해 네트워크 관리 서버("서버")와 상호접속시킨다. 각 게이트웨이에는 제어기, 패킷 포매터(packet formatter), 최소한 하나의 rf 트랜시버(transceiver), 네트워크 라우터(router) 및 메모리가 구비된다. 각 네트워크 노드는 유틸리티 그리드 컴포넌트(예를 들어, 변압기, 서브 스테이션, 급전선, 소비자 위치 계량기)와 인터페이싱하고, 무선 네트워크 내의 게이트웨이들 중의 하나를 통해 서버와 통신한다. 네트워크 노드들의 각각은 최소한 하나의 고유 네트워크 주소, 양호하게 IPv4 또는 IPv6 주소 및 계층-2 MAC 주소를 갖는다. 노드는 다음 기능 중의 어느 하나: (a) 다수의 스마트-그리드 장치 중의 하나로부터 센서 또는 유틸리티 계량기 판독 데이터 신호를 수신하고, 패킷 통신 프로토콜을 사용하여 데이터 메시지를 송신하는 기능; (b) 스마트-그리드 관리 서버로부터 명령 신호를 수신하여 실행하고, 상태 보고서를 다시 보내는 기능; (c) 장치 재구성, 소프트웨어 업데이트, 보안 업데이트 등을 수신하여 실행하고, 상태 신호를 다시 보내는 기능; (d) 폴링, 이벤트 보고 등에 응답함으로써 스마트-그리드의 정전 검출 기능에 참여하는 기능 중의 어느 하나를 실행하도록 구성된다.

네트워크 장치 및 게이트웨이는 장치가 자신의 데이터 메시지를 출구 지점(게이트웨이)으로/으로부터 송/수신하기 위한 최적화된 라우팅 정보를 밝혀내고 사용할 수 있다. 네트워크 장치에 의해 밝혀진 최적화된 라우팅 정보는 "로컬" 라우팅 정보라 칭해질 수 있다. 게이트웨이에 의해 밝혀지고 최적화되어 각 네트워크 노드에 이용 가능하게 된 정보는 "중앙 집중" 라우팅 정보라 칭해진다. 각 네트워크 노드에 의한 라우트 최적화 프로세스는 개시된 새로운 기술에 기초하여 실제 링크 및 경로 비용을 분석하고 활용하는 것을 포함한다. 노드는 최소 가능 홉, 가장 강력한 홉, 최저 트래픽 홉, 가장 빠른 홉, 또는 링크/경로 비용 알고리즘의 결과에 기초한 것 중의 하나에 기초하여 라우트를 선택한다.

게이트웨이는 또한 출구로 가기 위해 무선 네트워크 내의 게이트웨이에 등록된 각 네트워크 노드에 대한 이용가능 라우팅 정보를 수집한다. 게이트웨이는 또한 각 노드에 관련된 링크 및 경로 비용을 수집하여 분석하고, 고급 링크/경로 비용 계산의 분석에 기초하여 라우팅 테이블을 최적화한다. 게이트웨이는 최소 가능 홉, 가장 강력한 홉, 최저 트래픽 홉, 가장 빠른 홉, 또는 링크/경로 비용 알고리즘의 결과에 기초한 것 중의 하나에 기초하여 라우트를 선택할 것이다. 게이트웨이는 또한 하나 이상의 중간 노드를 통해 상이한 노드로부터 수신된 패킷의 분석에 기초하여 라우팅 테이블 내의 라우팅 정보를 갱신한다. 게이트웨이는 유니캐스트(unicast) 모드로 또는 노드로부터의 최신 라우팅 정보에 대한 요청에 응답하여, 무선 네트워크 내의 각 노드에 최신 라우팅 정보를 전달한다.

"로컬" 라우팅 정보 최적화 동안에, 배터리로 동작하는 노드는 배터리 충전영향에 기초하여 출구 지점으로의 하나 이상의 홉의 라우트를 선택할 수 있고, 최저 배터리 충전 영향에 기초하여 라우트를 이용할 수 있다. 노드는 또한, 비상시를 제외하고는, "네트워크 정책"으로서의 배터리 전원 공급식 중간 노드 대신에 중간 홉으로서 고정 전원 공급식 노드를 이용할 수 있다. 라우트 선택은 또한 배터리의 조건(최신의/가장 새로운, 완전 충전 대 충전 부족 등)에 대해 배터리-동작 노드에 관한 정보에 기초할 수 있다. 한 특정 실시예에서, 소스 노드 및 게이트웨이에 의한 라우트 선택은 소스 노드 및 게이트웨이에 의해 수신된 이웃 노드들의 최신 링크 조건 정보에 기초할 수 있다.

게이트웨이는 배터리 전원 공급식 노드의 식별에 대한 정보를 라우팅 테이블 내에 유지하고, 각 노드는 자신의 재량대로, 라우트 선택시에 이 정보를 이용할 수 있다.

각 노드 및 게이트웨이가 라우트 최적화 시에 측정하고 이용할 수 있는 한가지 다른 중요한 링크 및 네트워크 파라미터는 주위 잡음 레벨을 포함한다. 이 파라미터는 네트워크 내에서 전체 네트워크 효율에 영향을 미치고, 대부분은 네트워크 내의 모든 노드의 송신된 전력 레벨에 관련된다. 낮은 송신 전력 레벨은 총체적으로 낮은 주위 잡음을 초래하여, 작은 송신 전력 레벨에서 양호한 링크 품질을 달성하는데 기여하고, "네트워크 효율"이라고도 칭해지는 개선된 네트워크 처리량을 달성하는데도 기여한다.

여기에 설명된 양호한 실시예에서, 네트워크 노드는 하나 이상의 무선 네트워크 및 관련된 게이트웨이에 등록될 수 있고, 그들의 일부가 될 수 있다. 그러므로, 노드는 자신의 데이터 메시지에 대한 하나 이상의 출구 지점을 갖고, 자신이 속하는 무선 네트워크들의 각각에 대한 분리된 최적화 라우팅 정보를 가질 것이다. 각 노드는 자신이 속하는 네트워크들의 각각에 대한 고유한 계층-2 및 MAC 네트워크 주소를 가질 것이다. 이것은 다중-출구/다중-입구 네트워크 구성이라 불린다.

도 1은 한 가능한 실시예에 따른, 스마트-그리드 물리적 기반구조와 중복되는 네트워크 구성을 설명하는 스마트-그리드 네트워크의 그래픽 표현.
도 2는 한 가능한 실시예에 따른, 유틸리티 무선 네트워크 내의 노드들의 라우팅 맵.
도 3은 한 가능한 실시예에 따른, 유틸리티 네트워크 노드의 기능도.
도 4는 한 가능한 실시예에 따른, 무선 네트워크 게이트웨이의 기능도.
도 5는 한 가능한 실시예에 따른, 네트워크 광고(NADV) 메시지 포맷의 한 예.
도 6은 한 가능한 실시예에 따른, 소스 노드에서의 라우팅 테이블의 한 예.
도 7은 한 가능한 실시예에 따른, 게이트웨이에의 소스 노드 등록 메시지의 포맷의 한 예.
도 8은 한 가능한 실시예에 따른, 스마트-그리드 네트워크 내의 노드에 의한 라우트 검색의 한 예.
도 9는 한 가능한 실시예에 따른, 네트워크 노드에서의 라우트 선택 프로세스의 설명.
도 10은 한 가능한 실시예에 따른, 스마트-그리드 무선 네트워크에서의 라우팅 검색 및 최적화 프로세스의 한 예.
도 11은 한 가능한 실시예에 따른, 라우트 검색 및 최적화 프로세스 동안에 밝혀진 예시적인 라우팅 테이블.
도 12는 한 가능한 실시예에 따른, 예시적인 스마트-그리드 무선 네트워크 내의 노드에 의한, 출구를 위한 양호한 게이트웨이의 검색의 한 예.
도 13, 14 및 15는 한 가능한 실시예에 따른, 예시적인 스마트-그리드 무선 네트워크 내의 3개의 노드에 의한 라우트 최적화 프로세스의 3개의 예.
도 16은 한 가능한 실시예에 따른, 예시적인 스마트-그리드 무선 네트워크 내의 소스 노드로의 게이트웨이에 의한 복귀(다운스트림) 라우트 선택의 한 예를 설명하는 도면.
도 17은 한 가능한 실시예에 따른, 단계별 라우트 설정 프로세스의 흐름도.
도 18은 한 가능한 실시예에 따른, 노드 등록을 위한 게이트웨이 프로세스 제어의 설명.
도 19는 한 가능한 실시예에 따른, 라우팅 프로세스 동안의 게이트웨이 프로세스 제어의 설명.
도 20은 한 가능한 실시예에 따른, 라우팅의 패킷 처리를 위한 노드 제어기 프로세스 제어의 한 예.
도 21은 한 가능한 실시예에 따른, 패킷 처리를 위한 노드 RF 인터페이스 프로세스 제어의 한 예.
도 22는 한 가능한 실시예에 따른, 게이트웨이 라우팅 테이블 갱신 프로세스의 한 예.

스마트-그리드 네트워크

전기 유틸리티 그리드는 통상적으로 다음과 같이 이루어진다:

- 전력 생성(분산 소스)

- 송전 및 스위칭(매우 높은 전압)

- 배전 네트워크(낮은 전압)

- 소비자 및 댁내 전력 전달 및 모니터링 전자제품.

달리 명시하지 않는 한, 유틸리티라는 용어는 전기 유틸리티를 나타내기 위해 사용될 것이다. 유틸리티 산업은 로드하기 위한 세대를 연결하는 방사상 시스템에서, 에너지 생성 관리에서부터 최종 소비자 에너지 사용까지 완전한 접속성 및 상호 운용성을 갖는 진정한 대화형 디지털 네트워크로 전환하고 있다. 이러한 완전한 능력의 네트워크 기반 유틸리티 기반구조는 스마트-그리드라 칭해졌다. 양방향의 동적 정보 흐름을 지원하는 네트워크는 흔히 스마트-그리드 네트워크라 칭해진다. 달리 명시하지 않는 한, 스마트-그리드 네트워크라는 용어는 위에서 열거된 4개의 컴포넌트를 모두 포함할 수 있는(4개 모두를 포함하지 않아도 됨) 유틸리티 네트워크를 나타내기 위해 사용될 것이다. 일단 구현되면, 스마트-그리드 네트워크는 또한 가정 내의 가전제품 및 설비를 모니터하고 제어하는 댁내 네트워크와 같은 보조 네트워크 및 장치를 지원할 수 있다. 또한, 주의할 점은 스마트-그리드 네트워크 및/또는 유틸리티 네트워크가 유틸리티, 예를 들어 물 및 가스에 의해 가동된 다른 상품 전달 시스템에서 사용될 수 있다는 것이다. 주어진 유틸리티 네트워크는 2가지 이상의 상품 유형, 예를 들어 전기 및 가스를 포함할 수 있어서, 2개의 상품의 제어 및/또는 모니터링을 할 수 있게 한다.

한 양호한 실시예에서, 스마트-그리드 네트워크는 WAN 및 개인 네트워크를 통해 서버와 양방향 통신을 하는 하나 이상의 무선 네트워크 내의 장치 노드 및 게이트웨이로 이루어진다. 여기에 설명된 한 실시예는 스마트-그리드의 모든 컴포넌트 사이의 양방향 정보 흐름을 용이하게 하기 위해 유연하게 확장될 수 있는 스마트-그리드 네트워크의 배전 세그먼트에서의 지능적인 양방향 패킷 라우팅 능력을 제공한다.

도 1은 유틸리티 스마트-그리드 기반구조의 컴포넌트와 중복되는 스마트-그리드 네트워크를 도시한 것이다. 스마트-그리드의 배전 모니터링 및 제어 장치들에 위치한 네트워크화 장치들(150)은 2개 이상의 게이트웨이(140)를 가질 수 있는 무선 네트워크(110)의 일부이다. 게이트웨이(140)는 무선 네트워크 노드(150)를 제2 네트워크 WAN(120)을 통해 도달가능한 스마트-그리드 서버(130)에 접속한다. 2개 이상의 WAN(120) 및 2개 이상의 서버(130)가 있을 수 있다. 스마트-그리드의 그외 다른 컴포넌트(예를 들어: 에너지 생성 설비, 고전압 변압기 스테이션, 고전압 간선 송전선 및 고전압 스위칭 스테이션)의 원격 모니터링 및 제어를 제공하는 그외 다른 무선 네트워크(111 및 112)가 스마트-그리드 네트워크 내에 있을 수 있다. 이들 무선 네트워크 내의 네트워크화 장치(152, 153, 154)는 하나 이상의 게이트웨이(140) 및 하나 이상의 WAN(120)을 통해 스마트-그리드 서버(130)와 양방향 통신을 한다.

도시된 바와 같이, 스마트-그리드 서버는 제2 네트워크(WAN, 인터넷, 인트라넷, 기타) 내에 있다. 제2 네트워크는 IP 네트워크(IPv4 또는 IPv6)일 수 있다. 그외 다른 유형의 제2 네트워크가 또한 본 발명의 능력 내에서 이용될 수 있다. 표준 라우터, 브리지 및 기타 네트워크 인터페이스는 게이트웨이(140)를 제2 네트워크 및 스마트-그리드 서버(120)와 접속시키기 위해 사용될 수 있다.

무선 네트워크(110)는 하나 이상의 게이트웨이(140)를 포함할 수 있다. 게이트웨이(140)는 현재 양호한 실시예에서, 제1 네트워크(무선 네트워크)의 장치와 제2 네트워크(WAN) 내의 스마트-그리드 서버 사이의 메인 인터페이스이고, 모든 필요한 패킷 재포매팅 및 주소 변환 서비스를 제공한다. 현재 양호한 하나의 실시예에서, 게이트웨이(140)는 RF 라디오 및 라디오 제어기를 갖는 서버로서 구현될 수 있어서, 게이트웨이가 무선 네트워크 내의 라디오를 갖는 다른 장치와 통신할 수 있게 한다. 달리 명시하지 않는 한, 게이트웨이 및 액세스 포인트라는 용어는 교환 가능한 것으로 고려될 수 있다. 무선 네트워크는 제2 네트워크와 다른 유형의 패킷 포매팅을 이용할 수 있다. 무선 네트워크가 비IP 패킷 구조, 또는 제2 네트워크와 다른 IP 패킷 구조(예를 들어: IPv6 대 IPv4, X.25 대 IPv4 등)를 사용하는 경우에, 게이트웨이는 제1 네트워크와 제2 네트워크 사이에서 패킷을 전송하기 전에 필요한 프로토콜 변환을 실행한다.

양호한 실시예는 스마트-그리드 네트워크의 배전 부분과 관련하여 설명된다. 본 분야에 숙련된 기술자들에게, 여기에 개시된 방법 및 시스템은 스마트-그리드 네트워크의 그외 다른 컴포넌트 또는 서브 컴포넌트에 동일하게 적용 가능하다. 스마트-그리드 네트워크의 배전 부분은 도 2에서 설명된다. 무선 네트워크-1(230)은 게이트웨이-1(240) 및 다수의 네트워크 노드(250)(251, 252, 253,..으로 나타냄)로 이루어진다. 게이트웨이(240)는 WAN-1(220)을 통해 스마트-그리드 서버-1(210)에 접속된다. 상이한 실시예에서, 무선 네트워크-1 내에는 2개 이상의 게이트웨이가 있을 수 있다. 이와 유사하게, 스마트-그리드 배전 네트워크 내에는 2개 이상의 무선 네트워크가 있을 수 있고, 2개 이상의 WAN이 각 무선 네트워크를 하나 이상의 스마트-그리드 서버에 접속시킨다.

여기의 예시적인 실시예에서는 무선 네트워크 내에 최소한 세 부류의 네트워크 장치 노드가 있다. CPD로 표시된 노드는 장치 위치(통상적으로 전기 계량기 위치)에서 그리드의 부하 선에 의해 전력이 공급되는 고정 전원 공급 네트워크 노드이다. BPD로 표시된 노드는 그리드 부하 선에 의해 전력이 공급될 수 없는 장치에 통상적으로 위치한 배터리 전원 공급 노드이다(예로는 수도 계량기, 가스 계량기에 위치한 노드 및 전기 계량기에서의 노드가 있는데, 이들 노드는 몇 가지 이유로 계량기에서 더 멀리 떨어져 있어야 하고 부하 선으로부터 전력을 끌어올 수 없다). 다른 유형의 노드는 R로 표시되고, 이들은 이웃 노드들로부터의 패킷을 게이트웨이 쪽으로 더욱 업스트림으로 또는 예정된 노드 쪽으로 다운스트림으로, 활동적으로 다시 보내고, 새로운 타깃으로 향하게 하며, 재편성하는 릴레이(relay) 또는 중계기(repeater)로서 동작한다. 릴레이는 전봇대에 장착되어 전원에 가까이 있을 수 있고, 배터리에 의해 백업될 수 있다. 소정 수의 CPD 노드는 또한, 이들이 그리드 전력 정전의 경우에 계속 기능할 수 있도록 하기 위해 배터리 백업을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 장치 노드는 계량기가 위치해 있을 수 있는 전원으로부터 더욱 멀리 떨어진 위치로 인해 배터리로 동작해야 한다.

무선 네트워크 내의 장치 노드 및 게이트웨이의 기능적 컴포넌트는 도 3 및 4에서 설명된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 장치 노드(300)는 장치 인터페이스(320), 노드 디지털 제어기(330), 저장 메모리(340), 무선 RF 트랜시버(350)(또는 라디오) 및 안테나(360)를 포함할 수 있다. 장치 인터페이스(320)는 스마트-그리드 장치(도시 생략)에 접속할 수 있다. 노드 디지털 제어기(또는 노드 제어기)는 양방향 정보 흐름, 라우팅 데이터 분석, 라우트 최적화, 라우트 선택, 메시지 생성 및 처리, 및 명령/제어/모니터링 기능을 관리할 수 있다. 양호한 실시예에서, RF 트랜시버(350) 및 안테나(360)는 주파수대 902-928 MHz 대역에서 동작하고, DSSS CDMA, FHSS CDMA 및 OFDM 라디오 액세스 기술 중의 하나를 사용한다. 그외 다른 주파수 대역 및 변조 방식은 전적으로 본 발명의 능력 내에서 실행 가능하다. 무선 네트워크 내에서 < 1 kb/s에서부터 1.0 Mb/s 이상까지 이르는 데이터 속도는 현재의 무선 기술로 용이하게 조정된다. 주의할 점은 노드 장치(300)가 무선 네트워크 내의 노드로도 칭해질 수 있고, 또는 유틸리티 노드로도 칭해질 수 있다는 것이다. 노드 서브시스템은 노드 제어기 및 노드 라디오로 칭해질 수 있다.

무선 네트워크(230)는 하나 이상의 게이트웨이(240)를 포함하고, 게이트웨이는 아래의 도 4에서 설명된다. 게이트웨이(400)는 WAN 인터페이스/라우터(450), 메모리(440), 게이트웨이 디지털 제어기(또는 게이트웨이 제어기)(430) 및 무선 RF 트랜시버(420)를 포함할 수 있다. WAN/인터페이스 라우터(450)는 하나 이상의 WAN(220)을 통해 하나 이상의 스마트-그리드 서버(210)와 양방향 디지털 패킷 통신 링크를 유지한다. 무선 RF 트랜시버(420) 및 안테나(410)는 각 네트워크 장치 노드(250)와 양방향 패킷 통신 링크를 유지한다. 게이트웨이 디지털 제어기는 WAN 및 무선 네트워크와의 양방향 정보 흐름, 라우팅 데이터 분석, 라우트 최적화, 라우트 선택, 메시지 생성 및 처리, 네트워크 노드를 통한 스마트-그리드 장치의 명령/제어/모니터링, 모든 네트워크 노드의 등록 및 주소 테이블의 유지, 및 관련 기능을 관리한다. 게이트웨이는 또한 스마트-그리드 네트워크 내의 요청 및 명령 실행시에 스마트-그리드 서버를 위한 프록시로서 기능할 수 있다. 게이트웨이가 서버로서 포함된 실시예에서, 위에서 설명된 바와 같이, 게이트웨이 제어기는 서버 제어기로 칭해질 수 있다. 게다가, 이러한 실시예에서, 게이트웨이 트랜시버는 서버 트랜시버 또는 서버 라디오로 칭해질 수 있다.

스마트-그리드 무선 네트워크 내의 패킷 라우팅

스마트-그리드 무선 네트워크의 배전 컴포넌트 내의 패킷 라우팅의 양호한 실시예가 여기에서 설명되고, 예시적인 실시예가 제공된다.

라우팅 시스템

양호한 실시예에서, 라우팅 시스템은 다음 컴포넌트를 포함할 수 있다:

- 라우트 경로 검색

- 경로 정보 유지관리

- 게이트웨이 및 업스트림 이웃에의 노드 등록

- 게이트웨이에서의 라우팅 테이블

- 라우트 최적화 및 갱신

라우팅 서브시스템의 현재 양호한 실시예는 계층 2를 위한 코드 엔티티 DLF(Data Link Forwarder), 및 이웃 노드들을 획득하고 이웃들 사이의 타이밍 정보를 유지하기 위한 코드 엔티티 MLME(Media Access Control Sub-Layer Management Entity)를 이용한다. DLF는 API 집합을 통해 MLME에 접속한다.

라우트 경로 검색

이 프로세스는 도 2를 이용하여 설명된다.

CPD-7(257) 및 R-1(255)과 같은 노드(모든 CPD 및 R 노드에 적용됨)는 예를 들어, 다음과 같을 때, 네트워크 검색을 시작할 수 있다:

· 실행 가능한 출구 노드가 없을 때(임의의 게이트웨이와 관련되지

않을 때)

· 업스트림 노드와의 통신이 관리상 또는 경로 실패나 전달 손실로 인해

끊어졌을 때

· 노드가 등록되는 무선 네트워크의 게이트웨이들 중의 하나에 대한

주기적 등록 메시지가 최소한 3번 실패했을 때

· 새로운 무선 네트워크가 그외 다른 노드로부터의 인입 메시지를 통해

광고될 때.

BPD-1(2561 및 2581)과 같은 노드는 예를 들어, 그들의 지명된 마스터(CPD 노드(256 및 258))로의 링크가 끊어진 경우에, 네트워크 검색을 시작할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 노드는 2개의 기본 프로세스: 브로드캐스트 검색 및 이웃 쿼리를 사용하여 이웃하는 노드를 검색한다. 한 노드가 올라올 때, MLME는 "브로드캐스트 검색 프로세스"를 통해 그 노드의 모든 인접 노드(또는 직접 접속된 링크)를 찾을 수 있다. 이 MLME는 브로드캐스트 검색 프레임의 송신을 시작해야 할 때를 판정하기 위해 임의로 이 프로세스를 행할 수 있다. 양호한 실시예에서, 이 프로세스는 브로드캐스트 검색 프레임이 주파수 대역 902-928 MHz에서 동작하는 무선 네트워크상에서 보내진다는 것을 보증한다. 이 프로세스는 또한 그외 다른 무선 액세스 방법으로 그리고 그외 다른 주파수 대역에서 행해질 수 있다.

예시적인 실시예에서, 브로드캐스트 검색에 대한 2가지 모드: 적극적 모드 및 소극적 모드가 있다. 전원이 켜지면, 장치는 대략 밀리초 정도일 수 있는 무작위 간격으로 검색 프레임을 내보내는 적극적 검색 모드로 들어갈 수 있다. 이 장치는 적극적 검색 기간이 만료되었을 때 소극적 검색 모드로 들어갈 수 있다. 소극적 검색 모드에서, 노드는 통상적으로 수 분 정도인, 브로드캐스트 검색 프레임의 송신 사이의 훨씬 더 긴 시간을 기다릴 수 있다.

일단 검색 프로세스가 이웃(인접 노드) 또는 이웃들의 집합을 찾았으면, MLME는 그들의 직접 이웃을 찾기 위해 검색된 이웃을 쿼리할 수 있다(양호하게, 모든 직접 이웃은 응답시에 제공될 것이다). 이것은 (어느 한 특정 장치의 접촉을 기대하고 많은 수의 프레임을 브로드캐스트하는 것에 비해) 더욱 신속하게 네트워크 환경을 검색하기 위해 행해질 수 있다. 이웃 쿼리 메커니즘은 양호하게 단순 쿼리/응답이다: 이웃 쿼리를 수신하는 노드는 양호하게 그 목록 내의 모든 노드에 기준을 적용하고, 양호하게, 기준에 "일치"하는 모든 노드는 이웃 응답시에 배치된다. 주어진 기준이 없는 경우에, 목록 내의 모든 노드는 이웃 응답시에 배치될 수 있다.

MLME는 검색이 종료될 때를, 즉 모든(양호하게) 노드가 그들의 이웃을 찾기 위해 쿼리되었고, 그들 이웃에 도달하고자 하는 시도가 이루어졌을 때를 DLF에 통지할 수 있다.

MLME에 의해 만들어진 이웃 목록을 사용하여, DLF는 광고된 출구 라우트를 시도하여 찾을 수 있다. 그것은 MLME의 이웃 테이블 내의 장치로부터 "네트워크 광고"(NADV) 메시지를 들으려고 귀기울임으로써 이 작업을 달성할 수 있다.

NADV 메시지는 출구 라우트의 경로 비용 및 홉 수(hop count)를 포함할 수 있는 출구 라우트 집합을 광고할 수 있다. 경로 비용은 모든 후보 경로 가운데서 그 출구(AP)와 관련된 최저 비용이다. 홉 수는 그 출구에 도달하기 위해 취해져야 하는 홉의 최고 수이다. 홉 수는 경로 무한 루프를 방지하기 위해 사용되고, 경로 비용과 함께 사용되지는 않는다. NADV 메시지의 포맷은 도 5에 도시된다. 목적지 주소는 네트워크 광고가 최종적으로 나오고 있는 노드의 MAC 또는 계층-2 IP(IPv4 또는 IPv6) 주소이다. 대부분의 경우에, 그것은 네트워크가 그들의 출구(게이트웨이) 노드에 의해 식별되기 때문에 출구 지점(또는 게이트웨이)이다.

NADV 메시지의 형태로 수신된 광고로부터, 각 노드는 이용 가능한 네트워크, 각 네트워크를 식별하는 출구 노드(게이트웨이) 및 그 출구 노드로의 이용 가능한 경로를 열거하는 라우팅 테이블을 구성할 수 있다. 양호하게, 이용 가능한 경로들의 각각은 홉 순서, 경로의 유형을 나타내는 플래그, 및 링크 및 경로 비용으로 묘사된다. 플래그는 라우트의 종류를 표시하는데 - 그것이 테이블 내의 영구적 엔트리인지, 수신 노드에 의해 광고될 수 있는지 등등을 표시한다. 양호한 실시예에서, 노드는 네트워크에 대한 총 비용(링크 및 경로 비용)이 낮은 하나 이상의 업스트림 노드에 등록하기로 결정할 것이다. 그외 다른 실시예는 네트워크로의 장기 출구 제공시의 링크의 검증된 신뢰성을 포함하는 그외 다른 기준을 사용할 수 있다. 등록된 노드는 라우팅시에 우선권을 얻을 수 있다. NADV 메시지의 일부로서 수신된 그외 다른 정보는 장치의 유형(BPD, CPD, R, CD) 및 설치된 날짜를 포함할 수 있다. 주위 네트워크 잡음 데이터를 축적한 그러한 노드들은 또한 그 정보를 포함할 수 있다. 이 잡음 임계치는 수신 범위 내의 집계된 네트워크 트래픽의 표시자이다. 이 레벨은 적합한 비트 오류율(BER)로 이웃에 도달하기 위해 각 노드에 필요한 송신 전력을 결정한다. 모든 노드가 낮은 평균 집계 전력을 송신하는 경우에, 잡음 레벨은 더 낮아질 것이고, 더 많은 노드가 주파수 대역 내에 수용될 수 있게 하므로, 네트워크 효율이 개선될 것이다. 이것은 밀도가 높은 네트워크에서 중요한 요인이다.

그외 다른 실시예는 다음과 같은 NADV의 특성: 그 노드에서의 전형적인 트래픽 부하, 그 설치 날짜 및 운용되게 의뢰된 날짜를 고려할 수 있다. 그외 다른 실시예는 그 노드에서의 전형적인 트래픽 밀도, 백업 배터리 전력 사용 가능성, 및 소스 노드에 의한 신뢰성 있는 라우팅 맵의 설정시에 유용한 기타 특성을 포함할 수 있다.

도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 라우팅 테이블은 라우트 집합을 통해 출구로 가기 위한 모든 경로, 및 그 라우트 내의 각 홉에 관한 정보를 반영하도록 구성된다. 예를 들어, 소스 노드가 등록되는 2개의 게이트웨이(출구 지점)가 있을 수 있다. 각각에 대해, 도 6에 도시된 예에서는, 하나의 라우트가 도시된다. 각 라우트에 대해, N개의 홉이 있을 수 있다. 각 라우트의 각 홉에 대해, 라우팅 테이블은 링크 비용, 경로 비용, 노드의 유형, 주소, 품질/트래픽 정보, NADV 프로세스를 통해 수신된 기타 적절한 정보를 유지한다. 각 네트워크 출구 지점에 대해 라우팅 테이블 내에 열거된 2개 이상의 라우트가 있을 수 있다. 이 정보는 최신 네트워크 상태를 반영하기 위해 끊임없이 갱신된다.

라우팅 테이블 정보로부터, 노드는 일련의 목적지 주소(L2 또는 MAC), 각 주소와 관련된 유형, 노드들에 대한 기타 관련 요인, 성능 계수, 및 출구로 가기 위한 경로 비용을 갖는 패킷 전송 또는 라우팅 테이블을 구성할 수 있다. 현재 양호한 실시예에서, 유형은 목적지와 관련된 선택 선호도를 반영하고, 몇 가지 유형 중의 하나: (1) 소스-라우티드/로컬 검색된 유형; (2) 소스-라우티드/게이트웨이로부터 수신된 유형; (3) 홉 바이 홉 유형; (4) 직접 인접 라우트 유형; (5) 통과 네트워크 트래픽의 추적으로부터 찾아낸 브레드-크럼(bread-crumb) 라우트 유형 중의 하나일 수 있다.

도 6은 열거될 수 있는 라우트 유형의 예를 제공한다. 현재 양호한 실시예의 소스 라우트 유형의 경우에 있어서, 그것은 소스 노드로부터의 다음 홉(노드 1)과 함께 열거된다. 소스-라우티드 유형의 목적지의 경우에, 홉의 어레이는 전송 테이블 내에 목적지와 함께 명시적으로 표시된다(노드 1....N). 동일한 목적지에 대한 다수의 엔트리는 유형 플래그, 장치 유형, 메시지 유형 및 경로 비용에 의해 결정될 수 있는 선호도 순서로 열거될 수 있다. 현재 양호한 실시예에서, 목적지 주소에 도달하고자 시도할 때, 노드는 양호한 게이트웨이를 통해 출구로 가기 위해 라우팅 테이블 내의 제1 엔트리를 먼저 사용할 것이고, 라우팅 테이블 엔트리는 경로 비용 및 링크 비용을 증가시키는 순서로 링크된 목록 내에 유지된다. 그외 다른 실시예에서, 라우팅 알고리즘은 목적지 주소로의 전송 경로 집합을 조직함으로써, 각 목적지에 대한 소스 라우트 엔트리를 생성하기 위해 소스 노드에 유지된 라우팅 정보를 참작한다. 또 다른 실시예에서, 노드는 소정의 시점에 통과하는 트래픽으로부터 찾아낸 브레드-크럼 라우트를 사용할 것이다.

경로 정보 유지관리

현재 양호한 실시예에서, 라우팅 테이블 내의 양호한 라우트의 호핑(hopping) 순서로 노드 1 또는 2로서 라우팅 테이블 내에 있는 업스트림 및 다운스트림 이웃은 클록을 동기화하기 위해 사용되고 노드들이 여전히 서로 패킷을 교환할 수 있다는 것을 보증하기 위해 사용된 MLME 비컨(beacon) 또는 타깃이 된 주기적 킵얼라이브(keepalive) 메시지를 통해 항상 유지된다. 이러한 지속적인 접촉 및 피드백은 다음을 포함할 수 있는 다양한 목적을 위해 L2 라우팅 계층에 의해 사용될 수 있다:

· 이웃 노드 갱신은 타이밍 갱신 비컨 내의 다운스트림 장치로 통신된다.

· 노드들은 그들의 다운스트림 또는 업스트림이 사라진 경우에 검출하기

위해 MLME를 사용한다.

노드의 업스트림 링크 특성은 예를 들어, 다음과 같을 때 변경될 수 있다:

· 업스트림 노드가 사라질 때

· 새로운 양호한 업스트림이 검출될 때

· 링크 품질이 변할 때(시간이 지남에 따라 평활화됨).

현재 양호한 실시예에서, 이들 규칙은 경로 내의 모든 업스트림 노드에 회귀적으로 적용된다. 조정이 발생할 때, 노드는 그 출구 노드들의 각각에 대한 비용을 다시 계산한다. 업스트림에 대한 노드의 비용이, 임계치에 의해 설정된 것과 같은 통계적으로 의미 있는 방식으로 노드가 거쳐 가는 네트워크들 중의 하나에 대한 비용을 변경시킬 때, 노드는 다음의 MLME 비컨 집합 내의 이러한 정보를 자신의 다운스트림 노드들에 배포한다.

현재 양호한 실시예에서, 네트워크 정보의 변경은 "이웃 목록" 메시지로 전달되는데, 프로토콜 유형 필드는 변경들의 부분 목록이 배포되고 있다는 것을 나타내는 0x2로 설정된다. 한 실시예에서, 이것은 새로운 네트워크의 추가, 또는 기존 네트워크의 비용 변경을 반영할 수 있다. 업스트림이 사라져서, 특정 네트워크가 효과적으로 더 이상 라우팅할 수 없게 될 때, "이웃 목록" 메시지는 네트워크가 업스트림 노드 네트워크 목록에서 제거되었다는 것을 나타내기 위해 0x3으로 설정된 프로토콜 유형으로 보내진다.

현재 양호한 실시예에서, 게이트웨이는 자신에게만 유니캐스팅되는 주기적 네트워크 등록 메시지에 의해 네트워크 토폴로지의 변경에 대해 통지받는다. 이들 메시지는 라우팅 정보 전달 프로세스의 일부로서, 게이트웨이에 의한 게이트웨이의 네트워크 내의 모든 노드에 의해 송신될 수 있고, 그들의 업스트림 노드들의 완전한 목록, 및/또는 그들 각각에 대한 링크 비용을 포함할 수 있다.

현재 양호한 실시예에서, MLME는 라우팅 목적을 위한 링크 비용을 결정하기 위해 DLF에 의해 사용될 수 있는 2개의 평활화된(smoothed) 평균: 평활화된 RSSI 및 평활화된 정보 성공 퍼센트를 유지한다. "평활화된"이라는 용어는 데이터에 행해진 평균화 유형을 나타낸다. 현재 양호한 실시예에서, 평균화는 수식을 사용하는데: 평활화된 평균 = A * 평균 + B * 샘플; B = (1-A)이다. 이러한 유형의 평균화는 (최근의 N개의 샘플을 저장하는 것과 대조적으로) 저장을 위해 많은 양의 메모리를 필요로 하지 않고, 또한 제어 가능한 양의 "이력"을 갖는다. 이력이라는 용어는 새로운 값이 현재의 평활화된 평균에 얼마나 영향을 미치는지를 나타낸다. 이것은 A 및 B 값에 의해 제어될 수 있는데: 큰 A 값은 작은 A값보다 평균이 더 많은 이력을 갖는다는 것을 의미한다. 그외 다른 실시예는 일반적인 네트워크 조건 하에서 바람직한 기타 평균화 기술을 사용할 수 있다.

RSSI는 수신 신호 강도 표시자이다. 이 값은 노드로부터 수신된 모든 프레임에 대해 측정될 수 있다. 양호하게, 임의의 프레임이 노드로부터 수신될 때, 그 프레임의 RSSI는 평균화 수식을 사용하여 평균해서 평활화된 RSSI로 된다.

현재 양호한 실시예에서, "정보(info)" 성공 퍼센트 기준은 링크 품질의 최상의 척도로서, 그러므로 라우팅 결정을 할 때에, 평활화된 RSSI 계산과 함께 사용된다. "정보" 성공 퍼센트는 패킷 성공률의 기록이다. "정보"라는 용어는 통신을 시작한 것과는 다른 프레임을 나타내기 위해 사용된다. 호핑 순서상 타깃이 된 노드로 보내진 제1 프레임은 간섭으로 인해 또는 사용중인 수신기로 인해 실패할 수 있다. 정보 성공 퍼센트는 타깃이 된 노드가 귀기울이고 있는 그러한 프레임들만을 포함하고, 통신 시작시의 프레임을 포함하지 않을 때, 수신기의 로드에 따라 거의 변하지 않는 링크 품질 척도를 제공한다. 정보 성공 퍼센트는 링크 품질의 최상의 표시자인 것으로 고려된다.

업스트림 이웃 및 게이트웨이에의 노드 등록

각 노드는 네트워크 내에서 라우팅을 위해 자신이 사용하고자 하는 업스트림 노드에 명시적으로 등록할 수 있다. 이 등록은 업스트림 노드가 이제 등록 노드에 대한 최신의 타이밍 정보를 유지하고, 다운스트림 라우팅 테이블 엔트리를 유지하려고 시도할 것이라는 것을 의미한다. 이것은 트래픽이 출구 쪽으로뿐만 아니라 다시 노드로 흐를 수 있다는 것을 보증한다.

노드는 "업스트림 레지스터" 메시지를 보냄으로써 자신의 업스트림 노드에 등록한다. "업스트림 레지스터" 메시지는 장치 ID, 장치의 유형 및 이웃 비용(이웃 헬스 메트릭(health metric))을 포함한다. 이웃 헬스 메트릭은 업스트림이 과부하 걸렸을 때 다운스트림 노드를 선별하기 위해 사용된다. 낮은 이웃 헬스 메트릭(그러므로 아마 낮은 경로 다이버시티)을 갖는 노드는 잠재적으로, 높은 이웃 헬스 메트릭을 갖는 노드보다 먼저 선택된다. 이웃 비용은 잠재적 및 활동적 업스트림 노드들의 수들의 조합에 기초한 이웃 헬스 메트릭이다.

잠재적 업스트림 노드는 "업스트림 등록 확인 응답" 메시지를 사용하여 "업스트림 등록" 메시지에 대해 긍정적으로 또는 부정적으로 확인 응답한다. 노드의 "이웃 헬스"는 이 확인 응답의 값에 기초하여 갱신된다. 잠재적 업스트림 노드는 확인 응답된 업스트림 노드보다 낮은 가중치를 부여한다.

"업스트림 등록 확인 응답" 메시지는 "업스트림 등록" 메시지 내의 요청자에 의해 보내진 순서 번호를 포함할 수 있다. 응답의 상태 코드는 다음 중의 하나일 수 있다:

· 0x0, 성공적으로 추가된 노드

· 0x1, 추가되지 못한 노드

· 0x2, 높은 부하로 인해 거절된 노드

· 0x3, 노드가 이미 유지되고 있음

노드는 유니캐스트 "게이트웨이 등록" 메시지(GREG)를 보냄으로써 하나 이상의 게이트웨이에 스스로 등록할 수 있다. GREG 메시지는 등록하는 노드가 업스트림 노드로서 사용하는 게이트웨이의 네트워크 내의 노드의 주소 목록, 및 이들 업스트림 노드들의 각각과 관련된 링크 비용을 포함한다. 이 GREG 메시지는 또한 (이들 네트워크의 출구 노드에 의해 표현된) 기타 후보 네트워크 목록, 및 그들의 비용을 포함할 수 있다. 본질적으로, 소스 노드는 자신이 등록된 각 게이트웨이에 자신의 라우팅 테이블 정보를 전송하고, 그 정보를 정기적으로 또는 변경 발생시에 갱신한다.

GREG 메시지의 포맷은 도 7에 제공된다. 유형은 이것이 GREG 메시지라는 것을 나타내도록 설정된다. M 비트는 보내기 위한 데이터가 더 많이 있는 경우에 설정된다. 순서 번호는 등록 메시지의 순서 번호이다. 메시지 번호는 등록 메시지가 여러 부분에서 보내질 때 사용된다. 각 GREG 라우트는 그 라우트를 위한 모든 라우팅 테이블 엔트리 정보(홉의 수, 홉 노드 주소, 링크 및 경로 비용, 노드 유형)를 설명하고, 출구 노드에 대한 모든 가능한 라우트는 등록하는 노드에 의해 사용된 경로 내의 제1 업스트림 노드에 의해 식별된다.

노드가 게이트웨이에 성공적으로 등록될 때, 게이트웨이는 노드를 자신의 라우팅 테이블 내에 배치하고, 노드의 최신 상태 정보를 유지할 것이다. 노드는 (12시간 정도마다 또는 라우팅 테이블 내에서 변경이 발생할 때) 주기적 등록 메시지 및 라우팅 테이블 업데이트를 게이트웨이에 보낸다. 게이트웨이는 소스 노드로부터의 후속 게이트웨이 등록 메시지를 보면 자신의 라우팅 테이블을 갱신할 것이다. 게이트웨이가 3개의 연속적인 등록 메시지를 놓치면, 노드는 게이트웨이의 라우팅 테이블에서 선별될 것이고, 노드는 자신을 재등록할 필요가 있을 것이다. 몇몇 실시예에서, 게이트웨이는 자신의 라우팅 테이블 엔트리와 함께 소스 노드에게 재등록하라고 요청하는 통지 메시지를 소스 노드에 보낼 수 있다. 아래에 설명되는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 게이트웨이는 또한 자신의 네트워크 내에서 각각의 등록된 소스 노드에 대한 라우팅 정보를 밝혀내고, 그 정보를 소스 노드에 전달한다. 이 정보는 "소스 라우팅 테이블"과 구별하기 위해 "게이트웨이 라우팅 테이블"로서 식별된다. 소스 노드는 테이블 중의 어느 하나로부터 라우트를 선택하거나, 또는 라우트 최적화 프로세스 동안에 정기적으로 2개를 병합하고, 중복 엔트리를 폐기하는 옵션을 갖는다.

성공적인 처음의 등록에 응답하여, 게이트웨이는 네트워크 구성 정보를 내려보낼 수 있다. 이것은 그 중에서 특히, 게이트웨이의 글로벌 라우트 가능 IPv6 전치부호(prefix), 게이트웨이의 MAC 주소, DNS 서버 주소, 네트워크 전송 타이머, 및 L2/L3 라우팅에 관한 임의의 기타 변수를 포함할 수 있다.

게이트웨이가 너무 많은 노드로 과부하 걸리면, 게이트웨이는 다른 후보 네트워크를 갖는 노드를 선별하기 시작할 수 있고, 영향을 받은 노드에 이러한 중단 메시지를 보낼 수 있다. 게이트웨이는 GREG 메시지 내에 보고된 상이한 네트워크를 살펴봄으로써 이것을 평가할 수 있고, 네트워크로부터 최고 헬스 후보를 제거할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 게이트웨이는 분리된 폴더 내에 중단된 노드의 라우팅 정보를 단순히 저장할 수 있고, 우연히 노드가 예외 메시지 및 약식 등록을 보내는 어떤 경우에 그 정보를 회복시킬 수 있다. 이것은 빠른 등록 프로세스를 트리거할 것이고, 게이트웨이는 소스 노드 출구 지원을 제공하고, 또한 저장된 라우팅 테이블 정보를 그 노드에 유니캐스팅할 것이다.

라우트 검색의 예

라우트에 올라가고 라우트를 검색하는 노드의 현재 양호한 프로세스는 도 8을 사용하여 다음과 같이 요약될 수 있다. 도 8은 게이트웨이(840)를 통해 WAN(820) 내의 스마트-그리드 서버(810)에 접속된 무선 네트워크(830) 내의 몇몇 노드를 도시한 것이다. 노드는 릴레이 R-1(851) 및 R-2(852); 고정 전원 공급식 장치 노드 CPD-1(861), CPD-2(862), CPD-3(863), CPD-4(864); 배터리 전원 공급식 장치 노드 BPD-1(871)가 있다. 네트워크는 실제로 다수의 노드, 하나 이상의 게이트웨이, 하나 이상의 무선 네트워크, 하나 이상의 WAN 및 하나 이상의 스마트-그리드 서버로 이루어질 수 있다. 릴레이 R-1(851), R-2(852) 및 게이트웨이 GW-1(840)은 이미 작동하고 있는 것으로 가정된다. 이 예는 네트워크에서 나타나는 프로세스가 아래에 설명되는 노드(CPD 및 BPD)를 설명한다. 표 1a 및 1b는 검출되고 설정되는 모든 링크의 링크 비용을 열거한다. 노드들이 그들의 동작 수명을 지속할 때, 그들은 개선된 출구를 제공하는 추가 노드 및 라우트를 검출할 것이라는 것을 주의해야 한다.

표 1a

표 1b

CPD-1(861)이 나타날 때, MLME 이웃 스캔은 제1 단계에서 R-1(851) 및 R-3(852) 인접 노드를 발견한다. 인접 노드의 설정시에, R-1(851) 및 R-3(852)은 네트워크 광고 메시지를 보낸다. 구체적으로, 제2 단계에서, R-1(851)은 하나의 출구 라우트를 광고하는 네트워크 광고 메시지를 GW-1(840)을 통해 WAN-1(820)에 보낸다. 메시지는 GW-1(840)의 MAC 주소, 네트워크 주소 클래스 또는 서브넷 마스크(IPv6 또는 IPv4 주소), R-1(851)에 의해 알 수 있는 CPD-1(861)에 대한 인접성 비용, 출구 노드(2)에 도달하기 위해 취하는 최대 홉 수, 및 네트워크(50)로 나가는 경로의 최저 비용을 포함한다. 이것은 [R-1 851 sends NADV(25, MAC_ADDRESS(GW-1 840), 2, 40)] 형태로 등록된다. 주의할 점은, R-2(852)는 경로 비용이 R-1(851)에 의해 광고된 것보다 크기 때문에, CPD-1(861)에 응답하여 GW-1(840)로 가는 직접 라우트를 광고하지 않지만; R-2를 통한 출구 라우트의 경로 비용 정보는 후속 쿼리시에 CPD-1에 이용 가능하게 된다는 것이다. 발달된 네트워크에서, CPD-1(861)은 이웃 노드들로부터 링크 및 경로 비용을 갖는 2개 이상의 NADV 메시지를 수신할 수 있다. 제3 단계는 CPD-1(861)이 경로 비용 및 링크 비용을 추가함으로써 네트워크의 총 비용을 계산하게 하고, 사용하기 위한 다음 업스트림 홉의 순서화된 목록을 생성하게 하며, 경로 비용을 증가시키는 순서로 각 옵션에 대한 라우팅 맵을 생성하게 한다. 제4 단계에서, CPD-1(861)은 이 출구로 가기 위한 다른 가능한 노드가 없다는 것을 보고하는 업스트림 등록 메시지를 R-1(851)에 보냄으로써 R-1(851)에 등록하려고 시도한다. 제5 단계는 R-1(851)이 CPD-1(861)을 양방향으로의 라우팅 지원을 위한 노드로서 수락한다는 업스트림 등록 확인 응답 메시지를 CPD-1(861)에 보낸다. CPD-1(861)은 이 출구로 가기 위한 다른 실행가능한 노드를 갖지 않기 때문에 수락된다. 제6 단계에서, CPD-1(861)은 게이트웨이 등록 메시지를 보냄으로써 GW-1(840)에 등록하려고 시도한다. CPD-1(861)은 사용하고자 하는 업스트림 노드로서 R-1(851)을 보고한다. 제7 단계는 GW-1(840)이 게이트웨이 등록 확인 응답 메시지를 보냄으로써 CPD-1(861)을 수락하고, CPD-1(861)에 네트워크 구성(그 중에서 특히, IPv6 주소, DNS 주소, GW-1(840)의 네트워크 전치부호)을 보내는 경우에 계속된다. 이것은 이제 CPD-1(861)이 위에서 설명된 바와 같이 처음에 결정한 라우트를 통해 네트워크를 빠져나가기 위해 GW-1(840)을 사용할 수 있게 한다.

발달된 네트워크에서, CPD-1(861)은 자신이 속한 무선 네트워크 내에서 동일한 게이트웨이 또는 그외 다른 게이트웨이로의 라우팅을 위해 실행가능한 것으로 본 그외 다른 업스트림 노드들로 이 프로세스를 반복할 수 있다. 프로세스는 노드 CPD-1(861)이 2개 이상의 무선 네트워크에 속하는 경우에 유사하게 반복된다.

다음에, 제8 단계에서, CPD-1(861)은 GW-1(840)을 통해 자신의 IPv6 주소로 동적 DNS(RFC 2136) 갱신(UPDATE) 메시지를 WAN-1 DNS 서버에 보낸다. 노드는 네트워크 출구 지원을 제공하고 있는 게이트웨이를 통해 자신이 속한 각 네트워크에 대해 이 DNS 등록을 반복한다.

도 8은 CPD-4(864) 및 BPD-1(871)에 관한 2가지 더 많은 예를 예시하기 위해 사용될 수 있다. CPD-4(864)는 75의 총 비용으로(표 1a 및 1b 참조) 출구로 가기 위해 CPD-3(863) 및 R-2(852)를 통한 GW-1(840)로의 3개의 홉 라우트를 설정하고, GW-1(840) 및 DNS 서버에 등록한다.

BPD-1(871)은 유사하게, 70의 총 비용으로 CPD-2(862), CPD-1(861) 및 R-1(851)을 통한 4홉 라우트를 검색하고 GW-1(840)에 등록한다. 배터리 전원 공급식 노드인 BPD-1(871)은 자신이 달성할 수 있는 최저 경로 비용을 고려할 것이다. 한 실시예에서, BPD-1(871)은 라인 전원 공급식 노드(이 경우에, 라우트 검색 프로세스 및 등록을 행하기 위한 CPD-2(862))에 의존한다.

네트워크에서 변경이 발생할 때 라우트를 갱신하는 방법은 무선 네트워크(830) 내의 CPD-4(864)에 의한 대체 라우트 검색의 예를 사용하여 예시된다. 변경된 라우트는 도 8에 도시되는데, 유일한 차이점은 점선으로 표시되고, 점선은 노드 CPD-4(864)가 GW-1(840)로의 더 낮은 비용인 2 홉 라우트를 발견했다는 것을 나타내고, 출구로 가기 위한 총 경로 비용은 이전의 3홉 라우트 비용인 75 대신에 이제 60이다. 이 검색은 소스 노드에 의해, 그리고 이웃으로부터의 임의의 메시지 또는 라우트 광고에 귀기울임으로써, 일상적인 이웃 유지 관리 프로세스에서 발생한다.

먼저, R-2(852)는 MLME를 통해 CPD-4(864)를 갱신하고, 업스트림 전송 경로로서 60의 총 경로 비용에 대한 GW-1(840)로의 출구 라우트를 갖는다는 통지를 한다. 그 다음, CPD-4(864)는 경로 비용 및 링크 비용을 추가함으로써 네트워크의 총 비용을 다시 계산하고, 사용하기 위한 다음 업스트림 홉의 재순서화된 목록을 생성한다. 업스트림 노드 CPD-3(863)은 75의 총 비용을 갖지만, 업스트림 노드 R-2(852)는 60의 총 비용을 갖는다. 그러므로, R-2(852)는 이제 더 우선시되고, 목록 내에서 CPD-3(863)보다 위에 배치된다. 라우트 정보의 재순서화된 목록은 표 1a 및 1b에 표시된다. 마지막으로, CPD-4(864)는 자신의 다음의 주기적 게이트웨이 등록 메시지를 통해 GW-1(840)에 갱신된 정보를 보낸다.

현재 양호한 하나의 실시예에서, 여기에 설명된 라우팅 프로토콜은 모든 노드로의 라우트를 계산하고 배포하기 위해 무선 네트워크의 루트에 있는 하나의 게이트웨이에 의존하는 것 이외에 네트워크 노드의 집단 컴퓨팅 자원을 이용하도록 설계된다. 소스 노드는 각 라우트 및 각 홉에 대한 관련된 경로 비용을 갖는 출구 라우트 광고에 기초하여, 하나 이상의 게이트웨이를 통해 WAN 네트워크로 나가기 위해, 순서화된 다수의 업스트림 라우트의 양호한 집합을 선택한다. 일차 라우트 업스트림 또는 게이트웨이로의 실패시에, 소스 노드의 데이터베이스 내의 이차 라우트 및/또는 게이트웨이로의 대체는 라우트가 이미 미리 모아져있기 때문에 다시 모으기 위한 라우팅 알고리즘을 조금도 기다리지 않고 즉시 일어난다.

현재 양호한 하나의 실시예에서, 각 노드는 자신이 사용하고자 하는 모든 업스트림 노드에 자신을 등록한다. 업스트림 노드는 이제 그 노드에 대한 다운스트림 라우팅 테이블 엔트리를 유지할 수 있다. 소스 노드로 향한 트래픽은 그 주소와 함께 라우팅 테이블 엔트리로부터의 홉 집합으로 라우팅될 수 있다. 물론, 목적지 주소가 통상적으로 포함된다. 패킷이 통과해야 하는 노드들의 전체 순서화된 목록이 메시지 헤더 내에 게이트웨이에 의해 명시적으로 표시되는 소스 라우팅도 또한 이 알고리즘의 범위 내에 있다. 본 발명에서 개시된 라우팅 프로토콜은 각 노드가, 최상의 출구 라우트 솔루션을 갖는 양호한 이웃 노드 집합을 통해 다수의 라우트를 가질 수 있게 한다. 현재의 발명은 임의의 링크 실패 데이터를 고려하여 양호한 경로를 끊임없이 갱신함으로써, 그리고 일상적인 검색 프로세스에 의해 그리고 이웃 노드로부터의 모든 NADV 메시지에 귀기울이는 것에 의해 소스 노드가 알게 되는 더 나은 라우트 옵션을 포함하여 라우팅 테이블 엔트리를 또한 갱신함으로써, 소스 라우팅 기술에 있어서의 확장가능 라우트 검색 루프를 방지한다. 소스 노드는 또한 라우팅 테이블 내에 유지하고 있는 모든 출구 라우팅 옵션을 자신의 다운스트림 이웃에게 광고한다.

여기에 설명된 예시적인 라우팅 프로토콜은 노드를 통과하는 트래픽으로부터 노드에 의해 수집된 대체 라우트인 "브레드크럼" 라우트를 위한 준비를 한다. "브레드크럼" 라우트는 할당된 메모리가 가득 찰 때, 및 그 라우트들이 지정된 양의 시간 후에 무효로 될 때, 노드의 라우팅 테이블로부터 폐기된다. 광고된 라우트 이외의 이들 라우트는 패킷의 성공적인 전송을 보장하는 노드에 이용 가능한 예비 링크의 목록을 확장하는데 도움이 된다.

여기에 설명된 예시적인 라우팅 프로토콜은 IPv6 네트워크 내의 목적지로 패킷을 라우팅하기 위해 노드에 이용가능한 다음 홉들의 정렬 및 우선적인 순서화를 가능하게 한다. 정렬 로직은 서로 다른 구현에서 다를 수 있다. 현재의 실시예에서, 정렬 로직은 목적지에 대한 경로 비용 및 원하는 홉에 대한 링크 비용뿐만 아니라 라우트 정보의 출처를 사용한다. 예를 들어, 드문 경로를 사용하여 통과 트래픽으로부터 수집된 "브레드-크럼" 라우트로부터 입수된 다음 홉은 매력적인 경로 비용을 제공한 하나 이상의 이웃 노드를 통해 자주 사용되고 있으면서 소스 노드에 의해 정기적으로 사용되어 온 것으로 태그가 붙은 라우트보다 작은 선호도가 부여된다. "브레드-크럼" 범주 또는 "멀티-홉" 범주 내의 다수의 다음 홉은 경로 비용에 따라 순서화된 목록으로 정렬될 수 있다.

다수의 네트워크에서 등록되도록 허용되는 노드(노드가 다수의 IP 주소를 갖게 함), 및 노드의 호스트네임을 해결하는 구성가능 정책에 따라 이들 IP 주소를 정렬할 수 있는 DNS 서버를 사용하여, 이제 무선 네트워크 내로의 트래픽의 진입을 제어하는 방법이 있다.

게이트웨이에서의 라우팅 테이블

앞에서 설명된 바와 같이, 각 소스 노드는 게이트웨이에 등록하고, 라우팅 정보(라우트), 및 게이트웨이로의 각 라우트에 대한 인접한 "제1 노드"를 전송한다. 정보는 또한 링크 비용, 경로 비용, 노드 유형, 라우팅 테이블 내의 모든 중간 노드의 주소, 양호한 라우트, 주위 잡음 정보, 및 배터리 동작 장치에 관한 정보를 포함한다. 게이트웨이는 도 6에 도시된 예와 유사한 포맷으로 이 정보를 저장한다. 라우팅 테이블을 위한 그외 다른 포맷도 또한 사용될 수 있지만, 정보 내용은 동일할 것이다. 이 정보는 무선 네트워크 내의 각 노드에 대해 밝혀내는 라우팅 정보와 게이트웨이에 의해 비교된다. 게이트웨이는 네트워크 토폴로지 정보 및 각 노드의 위치를 가질 수 있다. 게이트웨이는 처음에, 최소의 홉 수를 이용하여 각 노드에 대한 작업 라우트를 구성한다. 정보는 네트워크 내의 다양한 노드로부터 수신된 패킷의 분석으로 증대된다. 수신된 패킷 내의 라우팅 정보, 및 경로 및 링크 비용 및 노드 유형과 같은 관련된 정보는 각 노드에 대해 게이트웨이가 갖고 있는 초기 엔트리에 대해 비교된다. 비교는 라우팅 테이블이 갱신되게 한다. 게이트웨이 라우팅 테이블을 갱신하는 프로세스는 도 22에 도시된다. 몇몇 노드에 대한 갱신 정보가 빠진 경우에, 게이트웨이는 그들 노드에 REQ 메시지를 보내고, 응답을 요청할 수 있다. 응답은 라우팅 테이블이 갱신되게 할 것이다. 3번의 분리된 시도에서 수신된 응답이 없는 경우에, 게이트웨이는 노드의 이웃에 메시지를 브로드캐스팅하고, 이웃 노드들이 예정 노드로의 경로를 갖는지에 관해 이웃 노드들로부터 응답을 구할 수 있다. 모든 시도가 실패한 경우에, 게이트웨이는 자신의 등록 목록에서 노드를 제거한다. 노드는 네트워크 출구를 찾기 위해 재등록해야 할 것이다.

게이트웨이는 일상적으로, 라우팅 테이블 업데이트를 네트워크 내의 각 노드에 유니캐스트 메시지 내에 보낸다. 몇몇 실시예에서, 노드는 최신 라우팅 테이블 정보를 제공하도록 게이트웨이에 언제든지 요청할 수 있다. 출구로 가기 위한 노드로의 이용가능한 라우트에 대한 이러한 정보는 또한 요청한 경우에 그 이웃에도 이용가능하게 된다.

각 노드는 로컬 생성된 라우트 및 게이트웨이 공급 라우팅 테이블의 조합일 수 있는 라우팅 테이블 데이터베이스를 가질 것이고, 링크/경로 비용, 노드 유형, 홉 수, 중간 노드의 특성, 주위 잡음 레벨, 및 각 홉에 대한 신호 품질 정보와 같은 모든 적절한 정보를 포함할 것이다. 각 노드는 라우트 선택, 라우트 최적화 시에 이 정보를 사용할 수 있고, 이웃 노드에 대한 NADV 메시지를 사용하여 게이트웨이로의 출구 라우트를 찾을 수 있다.

라우트 최적화 및 갱신

그러므로 최적화 프로세스는 스마트-그리드 네트워크 환경에 존재하는 몇 가지 요인을 수반할 수 있다. 몇몇 경우에, 새로운 방해물은 몇몇 라우트를 실행 불가능하게 만들 수 있고, 방해물의 제거, 또는 새로운 이웃 또는 릴레이의 사용 가능성은 새로운 경로를 개설할 수 있으며, 신호 조건은 특정 라우트들이 멀티-홉인 경우라도 특정 라우트들의 사용을 강요할 수 있다. 안정된 네트워크에서의 궁극적 목적은 무선 네트워크 내의 게이트웨이들 중의 하나를 통해 네트워크 노드에서 스마트-그리드 서버로 강력하고 신뢰성 있는 패킷 전달을 용이하게 하기 위한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 노드는 더 낮은 링크 및 경로 비용을 갖는 새로운 라우트를 끊임없이 검색할 수 있다. 이러한 새로운 라우트 옵션이 검출될 때마다, 새로운 라우트 내의 제1 전진 노드가 확인된다. 정보는 일상적인 재등록 메시지 교환 동안에 게이트웨이에 등록된다. 게이트웨이 및 새로운 라우트의 바로 옆의 제1 노드로부터 ACK 메시지를 수신한 후, 새로운 라우트는 라우팅 테이블에 추가되고, 모든 중복 또는 실행 불가능 라우트는 라우팅 테이블에서 제거된다. 게이트웨이는 모든 노드에 대해 정기적으로 라우팅 테이블의 유사한 갱신을 행한다. 소스 노드는 링크 및 경로 조건을 모니터하고, 라우팅 테이블 내의 링크 및 경로 비용과 품질 파라미터를 정기적으로 갱신하며, 최신 이용가능 정보에 기초하여 다시 목록의 우선순위를 매긴다. 다양한 최적화 프로세스는 다양한 실시예에서 사용될 수 있다.

라우트 선택

소스 노드는 도 9에 설명된 바와 같이, 라우트 선택 알고리즘을 이용하여 각 메시지에 대한 라우트를 선택한다. 프로세스는 메시지 프로세서(911)가, 라우팅 테이블이 이전 번의 메시지 송신 이후의 목적지 주소로 변경했다는 플래그를 노드 제어기로부터 수신하는 경우에만 반복될 필요가 있을 수 있다.

노드 제어기(910)는 메시지 요청을 시작하고, 또한 임의의 라우팅 테이블 갱신 또는 상태에 관한 플래그(912)를 메시지 프로세서(911)에 송신한다. 메시지 프로세서(911)는 메시지 우선순위를 정렬한다(920). 보통 메시지인 경우에, 메시지 유형 및 목적지 주소 정보가 밝혀진다(930). 우선순위 메시지인 경우에, 특정 플래그, 메시지 유형 및 목적지 주소가 밝혀진다(940). 참조번호(930 및 940)의 출력은 메시지 프로세서(911)의 라우팅 테이블 갱신 기능(912)으로 피드백된다. 갱신이 없는 경우에, 메시지는 (중간 노드들의 주소, 플래그, 목적지 주소, 링크 및 경로 비용, 메시지 유형, 장치 유형의 열을 갖는) 미리 선택된 목적지 라우팅 맵이 첨부되고, 노드 RF 트랜시버(970)에 전송하기 위해 노드 제어기(910)에 반환된다. 노드 RF 트랜시버(970)는 임의의 MAC 주소 및 프리미티브를 추가할 수 있고, 메시지를 라우팅 맵 내의 제1 노드에 전송한다.

라우팅 테이블 갱신 기능(912)이 라우팅 테이블 갱신이 있었다는 플래그를 수신한 경우에, 메시지는 라우트 선택 알고리즘(960)에 전송된다. 라우트 선택 알고리즘(960)은 라우팅 테이블 데이터베이스(950)를 정기적으로 분석하여, 우선순위 목록을 설정하고, 무용 및 중복 라우트를 제거하며, 링크 및 경로 비용을 갱신하고, 장치 유형을 갱신하며, 배터리 전력 보존과 관련된 특정 규칙 및 기타 적절한 계수를 설정한다. 라우팅 데이터베이스(950)는 각 네트워크 및 그 네트워크 내의 각 출구 지점에 대한 라우트들의 우선순위화 집합을 갖는다. 라우트 맵은 홉 수(951), 링크/경로 비용(952), 라우트의 중간 노드에서의 트래픽 밀도(953), 노드 특징(라인 전력, 배터리 전력, 설치 날짜, 신뢰성 계수) 및 링크/경로 품질 정보(RSSI, 정보 성공률, 주위 잡음)(955)를 포함할 수 있다. 라우트 선택 프로세스(960)는 또한 라우트 비교 및 선택 프로세스에서 사용하기 위해 데이터베이스 내에 게이트웨이 제공 라우팅 맵(956)을 갖는다.

라우트 선택 알고리즘은 네트워크 잡음 레벨, 배터리 전력, 각 중간 노드에서의 트래픽 균형에 미치는 최소한의 영향으로 최저 경로 비용으로 신뢰성 있고 빠른 메시지 전달에 영향을 미치는 모든 요인을 고려하여 메시지를 목적지에 라우팅하기 위해 사용하기 위한 양호한 라우트 맵을 선택한다. 몇몇 실시예에서, 라우트 선택 알고리즘은 라우팅 맵 내의 홉의 링크 조건, 국한된 정전, 및 성공적 패킷 전달에 영향을 미칠 수 있는 기타 요인에 관해 이용가능한 최신 정보를 가질 수 있고, 최신 이용가능 정보에 기초하여 라우트 선택을 할 수 있다.

라우트 선택 알고리즘의 출력은 라우팅 맵 정보가 첨부되어 노드 제어기(910)의 메시지 프로세서 기능(911)으로 피드백될 수 있다. 적합하게 구성된 메시지는 임의의 MAC 프리미티브를 추가하고 라우팅 맵 내의 제1 노드에 전송하기 위해 노드 RF 트랜시버(970)에 보내진다.

스마트-그리드 무선 네트워크 내의 패킷 라우팅의 예

도 10은 스마트-그리드 네트워크 및 패킷 라우팅의 예를 제공한다. 예시적인 네트워크는 하나 이상의 WAN(1020)에 접속된 하나 이상의 스마트-그리드 서버(1010)로 이루어진다. 무선 네트워크(1030)는 스마트-그리드의 배전 세그먼트 부분에 걸쳐 있다. 실제로, 스마트-그리드 네트워크 내에 2개 이상의 무선 네트워크가 있을 수 있다. 여기에 제시된 예에서는, 스마트-그리드 무선 네트워크를 WAN(1020)을 통해 서버(1010)에 접속하는 3개의 게이트웨이(1040)가 있다. 여기에 제시된 예에서는, 무선 네트워크(1030) 내에 약 27개의 장치 노드(1050)가 있다. 실제로, 무선 LAN 내에 더 많거나 적은 수의 장치가 있을 수 있고, 이용가능 대역폭, 스마트-그리드 패킷 트래픽 및 기타 관련 요인에 따라 순수하게 네트워크 아키텍처에 기초한 제한이 있을 수 있다. 이 장치 노드들의 일부는 단지, 임의의 유틸리티 계량기 인터페이스들을 구비하지 않은 패킷 리피터들/릴레이들일 수 있다.

각 노드는 검색(DISCOVERY) 메시지를 이웃 장치에 발송하고, 하나 이상의 게이트웨이에 데이터 패킷을 보내기 위한 최상의 최적한 라우트 집합을 설정하기 위해, 수신된 NADV 메시지와 함께 이웃들로부터의 라우팅 정보를 축적한다. 이 정보는 게이트웨이에 전송된다. 각 노드가 이웃들의 집합을 통해 게이트웨이로 가거나 직접 게이트웨이로 가는 라우트를 갖는 것으로 설정함에 따라, 각 노드는 라우트를 검색하는 임의의 장치를 자신의 목록에 추가하고, 검색 장치 및 게이트웨이 둘 다에 알린다. 알고리즘은 게이트웨이 및 장치 라우팅 테이블 내에 동일한 라우트에 대한 다수의 엔트리가 없도록 모든 중복 정보가 제거될 때까지 반복된다. 임의의 장치는 자신이 액세스하는 게이트웨이로부터 최신 라우팅 테이블을 요청하여 얻을 수 있다. 각 게이트웨이는 그 게이트웨이를 통해 네트워크 출구 및 입구를 검색하는 장치에 대응하는 자체 라우팅 테이블을 유지한다. 라우팅 정보를 설정하고 통상적으로 최적화하는 방법이 앞에서 설명되었다.

라우트 최적화 시나리오는 다음과 같이 더욱 설명된다:

도 11은 무선 네트워크(1030) 내의 27개의 노드에 대한 3개의 게이트웨이로의 모든 가능한 라우트를 열거한 것이다. 앞에서 설명된 바와 같이, 3개의 게이트웨이는 하나 이상의 중복 무선 네트워크의 일부일 수 있다. 결과적으로, 27개의 노드는 하나 이상의 무선 네트워크에 속할 수 있고, 네트워크 출구/입구, 및 하나 이상의 게이트웨이에의 등록을 설정할 수 있다. 여기에 제시된 예에서는 3개의 게이트웨이: GW1, GW2 및 GW3이 있다.

도 12는 27개의 노드에 대해 3개 중의 양호한 게이트웨이의 목록을 도시한 것이다.

도 13, 도 14 및 도 15는 라우팅 최적화 프로세스의 예를 나타낸다.

도 13은 노드 1의 경우를 설명한다. 이 노드의 양호한 게이트웨이는 GW1이다. 초기 라우트 검색 프로세스에서, 노드 1은 GW1로의 2개의 3홉 라우트를 식별한다. 그외 다른 이웃 노드에 귀기울이고, 수신된 NADV 메시지를 분석한 후, 노드 1은 GW1에 이용가능한 3개의 2홉 라우트가 있다는 것을 인식한다. 추가 최적화 후에, 노드 1은 최상의 신호 품질 및 패킷 전달 신뢰도를 제공하는 노드 5를 통한 2홉 라우트를 검색한다. 이 정보는 대체 라우팅 옵션과 함께 가장 양호한 라우트로서 GW1과 공유된다.

노드 1은 또한 노드 12를 통하는 2홉 라우트를 갖는 GW2를 액세스할 수 있고, 노드 9 및 16을 통하는 최저 3개의 홉 라우트를 갖는 GW3을 액세스할 수 있다고 판정한다. 이 정보는 수신된 신호 품질, 및 이웃 노드로부터 수신된 정보에 기초하여 도달된다. 노드 1은 GW2 및 GW3에 정보를 등록하는 것과 함께 이 정보를 저장한다. GW2는 양호한 대체용이고, GW3은 GW1 및 GW2가 이용 불가능하게 되지 않는 한 사용될 수 없다.

도 14는 양호한 게이트웨이가 GW2이고, 최적화된 라우트가 GW2로의 직접 라우트인 노드 11의 예를 나타낸다. 양호한 대체는 노드 7을 통하는 2 홉 라우트를 갖는 GW1이다.

도 15는 양호한 게이트웨이가 GW3이고, 최적화된 라우트가 노드 16을 통하는 2 홉 라우트인 노드 9의 예를 나타낸다. 양호한 대체는 노드 13을 통하는 2 홉 라우트를 갖는 GW2이다.

위에서 나타낸 모든 예에서, 그리고 본 발명의 양호한 실시예에서, 이것은 최종 라우팅 엔트리를 만들고 라우팅 테이블 정보를 다른 네트워크 노드와 공유하는 소스 노드에 있는 도 9의 노드 제어기(910) 내의 라우트 선택 알고리즘이다.

우리가 알 수 있는 바와 같이, 게이트웨이로의 직접 홉을 갖는 노드 그룹(릴레이 노드, 및 CPD 노드의 선택 그룹)이 있다. 이들 노드는 게이트웨이로의 최적 라우팅을 찾는 다른 노드 그룹에 대한 릴레이가 되고, 게이트웨이는 각 노드에 대한 우선순위화된 라우팅 테이블을 구성하고 이것을 그 노드와 공유할 때 이 라우팅 시나리오를 용이하게 한다. 그외 다른 끝 부분에서, 게이트웨이로의 멀티홉(2 이상의 홉) 라우팅을 달성할 수 있을 뿐인 노드 그룹이 있다. 이들 경우에, 신뢰도, 릴레이 노드의 이전의 이력, 신호 강도 모두는 한 노드에 대한 양호한 라우팅 경로를 선택할 때 최적화 프로세스의 일부가 된다.

각 게이트웨이에 의해 저장된 라우팅 테이블은 또한 무급전 릴레이의 전략적 배치가 네트워크 내의 노드들로부터의 패킷 라우팅을 개선하고, 패킷 트래픽 흐름의 균형을 맞추는 것을 도울 것인지에 관한 통찰력을 제공한다. 신뢰성 있는 패킷 전달, 최소 송신 전력, 경로 및 링크 비용, 에러가 없는 동작, 최소 홉 수는 모두 라우팅 최적화의 일부분이다.

게이트웨이에 의한 역방향 라우트 선택의 예

도 16은 게이트웨이가 LAN 장치로부터 수신된 데이터 패킷에 대한 복귀 라우트를 설정하고 사용하는 방법의 예를 도시한 것이다. 여기에 제시된 예는 도 10에서 설명되고, 도 13, 14 및 15에서 더욱 설명된 예시적인 무선 네트워크에 대응한다. 이들은 게이트웨이 GW1, GW2 및 GW3으로의 노드 1, 19 및 11에 대한 최적 라우트에 대응한다. 앞에서 설명된 바와 같이, 게이트웨이 제어기는 각각의 대응하는 게이트웨이에 대한 무선 네트워크 노드로의 모든 최적 라우트를 기록하고 유지한다. 실시간 라우팅 정보가 없으면, 게이트웨이는 자신이 패킷을 전송 또는 송신하고 있는 노드에 대한 라우트를 추출하기 위해 라우팅 테이블을 이용한다. 대부분의 경우에, 게이트웨이에서 노드로의 실시간 패킷 응답은 단순히 패킷에서 라우팅 주소 헤더를 추출하여, 게이트웨이에서 예정 노드로의 복귀 노드에 대해 그것을 반대로 하는 프로세스를 따른다. 이것은 도 16에서 설명된다. 전달이 실패한 경우 또는 게이트웨이가 장치로부터 ACK 응답을 받지 못한 경우에, 게이트웨이 프로세스는 예정된 목적지 노드로의 대체 라우팅을 식별하여 사용하기 위해 라우팅 테이블을 이용한다.

라우트 선택 프로세스 흐름의 예

도 17은 단순한 라우트 설정 프로세스의 예이다. 이것은 GW2로의 출구 라우트를 설정하기 위해 이웃 노드 2 및 21과 통신하는 노드 1의 예를 사용한다. 노드 1은 이웃 "검색(DISCOVER)" 메시지(1701)를 이웃 노드 2에 보낸다. 노드 1은 또한 이 프로세스를 하나 이상의 다른 이웃과 함께 시도할 수 있다. 노드 2는 ACK 응답 메시지(1702)를 보낸다. 노드 1은 이제 "라우트 정보 요청" 메시지(1703)를 보낸다. 노드 2는 노드 ID 등을 요청하고 노드 1에게 GW2로의 경로가 있다는 것을 알려주는 "라우트 정보 응답" 메시지(1704)를 보낸다. 노드 1은 자신의 ID 정보를 제공하고, 인증 코드 메시지(1705)를 노드 2에 요청한다. 노드 2는 메시지(1706) 내에 인증 코드와 함께 자신의 링크 정보를 노드 1에 보낸다. 노드 1이 축적한 정보에 기초하여, 노드 1은 예비 소스 라우트 맵 및 패킷(1707)을 생성하여 노드 2에 전송한다. 라우트 맵에 표시된 대로, 노드 2는 노드 1에 ACK를 시작한 후에 노드 21에 그 소스 라우트 맵 및 패킷을 전송한다. 노드 21은 패킷 내의 라우트 맵에 따라 출구 노드 GW2에 그 소스 라우트 맵 및 패킷을 전송한다. 노드 21은 또한 노드 2로의 ACK를 생성한다. GW2는 노드 1을 등록하고, 네트워크 주소 및 전치 부호(이것은 IPv4 또는 IPv6 포맷일 수 있음)와 함께 최적 라우트 맵을 노드 1에 보낸다. 이 복귀 패킷 통신에서, GW2는 단순히 라우팅 헤더를 반대로 하여, 노드 21 및 노드 2를 통해 노드 1로 이 순서대로 패킷을 보낸다. GW2에 패킷을 송신할 때 추후 사용을 위해 노드 1에 의해 사용될 라우팅 맵은 노드 2 및 21을 통하는 동일한 초기 라우트일 수 있고, 또는 GW2가 자신의 라우팅 테이블 내에 갖고 있는 갱신된 정보에 기초하여 상이한 라우트일 수 있다. 이 예에서, 노드 1에 의해 사용될 소스 라우트는 이전과 동일한 것으로 가정된다. 이 예는 장치들이 그들의 패킷을 전송하기 위한 출구 지점으로의 최적 라우트를 찾는 경우의 꽉 짜여진 라우팅 방법을 보여준다.

라우팅 프로세스 제어

도 18은 게이트웨이 라우팅 프로세스 제어 시의 노드 등록 기능(1800)의 설명이다. 이 기능은 LAN 및 WAN 인터페이스 모듈로부터의 도움으로, 주로 게이트웨이 디지털 제어기 및 메모리에 존재한다. 제1 프로세스는 노드 등록을 수반한다. 노드 등록 기능(1800)은 무선 네트워크 내의 노드로부터 수신된 패킷의 처리(1810), 노드의 식별(1820), 노드가 등록 요청을 보내고 있고 현재 등록되지 않은 경우의 등록 테이블의 갱신(1840), 그 노드에의 네트워크 주소의 할당(1853), 및 소스 노드 및 그 이웃에 등록 정보를 통신하기 위해 출력 프로세스 제어 버퍼(1860)에 등록 정보와 함께 ACK 메시지를 보내는 것을 수반한다. 노드가 이미 등록되었으면, 프로세스는 장치에 의한 특정 요청 및 정보를 처리하는 다음 단계로 계속 진행한다. 프로세스 제어는 미리 설정된 "시퀀스 타임아웃" 내에 달성될 것이다. 이것은 "재시도" 모드를 트리거할 것이다.

도 19는 게이트웨이 프로세스 제어의 라우팅 정보 처리 기능을 설명한다. 이 기능은 각 노드로부터 수신된 패킷을 판독하고(1910), 패킷 헤더 내의 라우트 ID가 다르면, 라우팅 테이블을 갱신하기 위한 프로세스(1940)가 트리거된다. 이 프로세스(1940)에서, 라우팅 트리는 변경을 식별하기 위해 분석되고, 새로운 라우팅 정보는 라우팅 테이블 내로 입력되며, 기존의 엔트리는 폐기된다. 그 다음, 이 정보는 저장을 위해 LAN 관리 모듈에 보내지고, 더욱 보급하기 위해 무선 네트워크 노드에 보내진다. 그 다음, 패킷은 다시 패킷 처리 모듈(1930)에 전송된다. 라우팅 정보가 동일하면, 패킷은 바로 패킷 처리 모듈(1930)로 보내진다. 패킷이 데이터 패킷이면, 적절한 주소 태그가 있는 목적지로의 전송을 위해 GW 전송 버퍼로 보내진다. 패킷이 정보 요청 유형이면, 요청이 참조번호(1960)에서 처리되고, 장치가 요청한 정보는 출력 프로세스 제어 버퍼에 보내진다. 각 동작 시퀀스의 종료시에, 시퀀스 타임아웃(1962)이 확인되고, 재시도(RETRY) 트리거가 촉구된다.

한 양호한 실시예에서, 확산 스펙트럼 모뎀은 그 스펙트럼 효율 및 간섭 허용한계로 인해 사용된다. 그러나, 본 발명은 그외 다른 유형의 라디오(TDMA, DSSS-CDMA, FHSS-CDMA, OFDM/OFDMA, 기타)으로 실시될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 큰 주파수 범위(예를 들어: 900 MHz, 1.9 GHz 및 2.4 GHz, 5.1 GHz)에 걸쳐 무선 네트워크를 통해 실시될 수 있다.

표준 보안 솔루션(예를 들어: AES 256, SHA, RSA 2048)은 패킷을 캡슐화하기 위해 사용될 수 있다.

도 20은 들어오는 패킷 및 보내는 패킷을 처리하는 장치 프로세스 제어를 설명한다. 보내는 패킷은 다음을 수반할 수 있다:

· 초기 검색, 개시 신호(sign-on), 등록, ACK 메시지, 미리 결정된 상태

메시지, 최후 메시지 등

· 조회하는 무선 네트워크 노드 및 게이트웨이에 보내진 응답 및 ACK

메시지

· 라우팅 설정 및 갱신 메시지

· 네트워크 주소 갱신 메시지

· 정상 동작의 양방향 메시지 처리

모듈(2071(라우팅 정보), 2072(계량기 데이터, 장치 상태), 2073(라우팅 정보 및 네트워크 주소))은 보내는 데이터 및 관리 패킷의 구성을 지원한다. 장치 송/수신 버퍼(2010)는 장치 디지털 제어기(DDC)(2020)를 지원한다. 수신된 패킷은 DDC의 패킷 처리 기능(2030)에서 식별되어 처리된다. 기타 장치로부터의 패킷은 "기타 장치 패킷" 기능(2041)에서 식별되어 처리되고, 게이트웨이 패킷은 게이트웨이 패킷 기능(2042)에서 처리된다. 기타 장치로부터의 라우팅 정보 및 메시지 갱신은 기능(2051)에서 처리되고, 실제 데이터 패킷은 기능(2052)에서 처리된다. 저장 및/또는 동작을 위한 정보 아이템은 입/출력 처리 모듈(2060)로 전송된다. 이와 유사하게, 게이트로부터의 라우팅 갱신 및 메시지 응답은 기능(2053)에서 처리된다. 데이터 패킷은 기능(2054)에서 처리된다. 저장 및/또는 동작을 위한 정보 아이템은 입/출력 처리 모듈(2060)로 전송된다. 입/출력 처리 모듈은 장치 송신 모듈로 전송하기 위한 적절한 패킷 헤더, 페이로드 정보를 생성하기 위해 DDC의 패킷 처리 기능(2030)과 접속한다.

도 21은 장치 RF 인터페이스 내의 프로세스 제어를 도시한 것이다. RF 인터페이스 프로세스 제어(2112)는 장치 디지털 제어기(2111) 및 장치 송/수신 모듈(2113)과 상호작용한다. RF 인터페이스 프로세스 제어(2112)가 실행하는 3가지 메시지 기능이 있다:

- 시한(timed) 응답 메시지의 처리(2120). 이 모드에서, 프로세스는 상태

및 ID 메시지의 사전 프로그램된 전송 및 게이트웨이 프로세스

제어로부터의 확인 응답을 처리한다.

- 유틸리티 서버, 게이트웨이 또는 기타 장치로부터의 조회의 처리(2130).

- 데이터 메시지의 처리(2140) 및 전송을 위한 이들의 업스트림 송신

(예를 들어: 계량기 판독, 정전 조건).

시한 응답 모드(2120)에서, 초기화 프로세스는 참조번호(2121)에서 시작된다. 판정은 이벤트의 타이밍으로 이루어진다(2122). 응답 메시지는 구성되어, 참조번호(2123)에서 전송을 위해 업스트림 송신된다. 목적지 소스로부터의 ACK 메시지의 수신은 참조번호(2124)에서 처리된다. ACK가 긍정 응답이면, 클록은 다음 이벤트를 위해 다시 순환된다. 부정 응답이 수신된 경우에는 재시도(RETRY) 동작(2125)을 트리거할 것이다. 타임아웃이 발생했거나, 반복된 재시도 메시지가 실패한 경우에는, 메시지 인증 프로세스(2150)가 호출된다. 이것은 이 조건의 존재에 관한 브로드캐스트 경고 메시지(2160)를 트리거할 것이다.

조회(2130) 및 데이터 메시지(2140)의 처리는 유사한 단계별 프로세스를 따른다. 다시 한번, 반복된 재시도가 실패하면, 브로드캐스트 경고 메시지(2160)가 트리거된다.

명백한 바와 같이, 게이트웨이 제어기는 제2 네트워크 내의 유틸리티 서버를 위한 에이전트 및 프록시로서 동작한다. 게이트웨이 제어기는 유틸리티로부터/로 무선 네트워크 내의 장치로/로부터 모든 데이터 메시지를 라우팅한다. 게다가, 게이트웨이는 네트워크 주소, ID 정보, 네트워크 출구/입구 지점으로서 게이트웨이를 사용하는 무선 네트워크 내의 모든 장치의 상태를 유지한다. 게이트웨이 제어기는 또한 유틸리티 서버에 의해 게이트웨이에 위임된 특정 기능(예를 들어: 폴링, 상태 모니터링, 네트워크 등록, 라우팅 테이블 유지 관리, DNS 인터페이스, 정보 보급, 네트워크 제어)을 실행한다. 그 모니터링 작업을 효과적으로 실행하기 위해, 게이트웨이 제어기는 장치 ID 및 네트워크 주소 유지 관리(MAC 및 IP 주소), 라우트 유지 관리, 상태 유지 관리, 폴링, 관리 기능, 문제 검출 및 확인, 및 네트워크 성능 제어를 포함하여, 예정된 작업의 목록을 정기적으로 실행한다.

게이트웨이 제어기는 반복 명령 메시지의 트리거를 제어하기 위해 타임아웃 기간을 사용한다. 특정 타임 윈도우 내에 부정 ACK 응답을 수신하거나 메시지를 전혀 수신하지 못한 경우에, 게이트웨이 제어기는 이 조건을 (변경될 때까지) 기록하고, 특정 타임 윈도우를 갖는 반복(REPEAT) 또는 재시도(RETRY) 메시지를 발송한다. 반복 시도의 수는 미리 설정될 수 있다. 장치가 여러 번의 반복에 응답하지 않는 경우에, 게이트웨이는 노드가 그중의 어느 것과 통신했는지 평가하기 위해 무응답 노드의 이웃을 핑(ping)할 수 있다. 노드가 완전히 고장 났다는 확고한 결론에 도달하고 개선책을 위해 이 상태를 유틸리티 서버에 통신하기 전에, 게이트웨이 제어기에 의해 사용된 프로세스가 있다. 그러므로, 게이트웨이 제어기는 무선 네트워크 내의 모든 장치에 관한 모든 정보를 기록하고 저장한다. 게이트웨이 제어기는 또한 노드 데이터베이스의 갱신, 소프트웨어 구성/설정, 보안 설정 등을 실행하고, 제2 네트워크 내의 유틸리티 서버에 무선 네트워크 노드 상태를 정기적으로 보고한다. 노드는 데이터베이스로부터 삭제될 수 있고, 새로운 노드 및 그 ID와 주소가 정기적으로 추가될 수 있다.

노드, 게이트웨이 및 유틸리티 서버로의 긴급 메시지는 우선적으로 처리되고, 네트워크 내에서의 그 메시지들의 전송은 모든 일상적인 트래픽(예를 들어; 폴링)을 선점한다.

도면 및 명세서에서, 본 발명의 전형적인 양호한 실시예가 개시되었다. 명세서 및 도면에서 이용된 용어 및 예는 단지 설명을 위해 사용될 것일 뿐이고, 다음의 청구범위에서 설명되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 분야에 숙련된 기술자들이라면, 그외 다른 변형, 변경 및 표현이, 여기에 개시된 본 발명 및 이 문서에 제공된 명세서의 범위 및 정신 내에서 이루어질 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다. 그러므로, 다음의 청구범위는 광범위한 포괄적 의미로 해석되어야 한다.

Claims

라우팅(routing) 방법으로서,
무선 유틸리티 네트워크 내의 최소한 하나의 다른 노드로부터 갱신된 링크 정보를 수신하는 단계;
상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 한 노드로부터 패킷을 수신하는 단계 - 상기 패킷은 목적지 주소로의 라우트(route)를 포함하고, 상기 라우트는 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 하나 이상의 노드를 통하는 경로(path)를 지정함-;
상기 목적지 주소로의 대체 라우트가 있는지 판정하는 단계;
상기 목적지 주소로의 최소한 하나의 대체 라우트를 판정한 경우에, 양호한 라우트를 판정하기 위해 상기 최소한 하나의 대체 라우트를 상기 패킷 내에 포함된 라우트와 비교하는 단계;
양호한 라우트가 상기 최소한 하나의 대체 라우트인 경우에, 상기 패킷 내에 포함된 라우트를 상기 양호한 라우트로 대체하는 단계; 및
상기 포함된 라우트에 따라 상기 패킷을 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 양호한 라우트의 판정은 최소한 하나의 이웃 유틸리티 노드로부터 상기 유틸리티 노드에 의해 얻은 상기 수신된 갱신 링크 정보를 포함하고, 상기 얻은 정보는 상기 양호한 라우트의 판정을 위한 비교를 하도록 상기 패킷 내에 포함된 라우트의 갱신된 경로 비용을 판정하기 위해 사용되는 라우팅 방법.
제1항에 있어서, 경로 비용을 갱신하기 위해 사용된 상기 수신된 링크 비용 정보는, 최소 가능 홉(hop) 수, 가장 강력한 홉들, 최저 트래픽 홉들 또는 가장 빠른 홉들 중의 하나를 지정하는 라우팅 방법.
제2항에 있어서, 상기 수신된 링크 비용 정보는 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 최소한 하나의 링크에 대한 링크 비용을 지정하는 라우팅 방법.
제2항에 있어서, 상기 수신된 패킷 내에 포함된 라우트는 상기 무선 유틸리티 네트워크와 관련된 게이트웨이에 의해 판정된 라우팅 방법.
제2항에 있어서, 경로 비용은, 최소 가능 홉 수, 가장 강력한 홉들, 최저 트래픽 홉들 또는 가장 빠른 홉들, 낮은 링크 비용들을 갖는 링크들 중의 최소한 하나의 조합에 기초하는 라우팅 방법.
제2항에 있어서, 상기 수신된 링크 비용 정보는 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 다른 노드에 전송하기 위해 상기 유틸리티 노드에 의해 수신된 패킷들로부터 검색되는 라우팅 방법.
제2항에 있어서, 상기 수신된 링크 비용 정보는 이웃 유틸리티 노드들의 정보에 대한 최소한 하나의 요청에 응답하여 수신되는 라우팅 방법.
제2항에 있어서, 상기 선택된 라우트를 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 최소한 하나의 다른 노드에 전송하는 단계를 더 포함하는 라우팅 방법.
제8항에 있어서, 상기 선택된 라우트가 전송 이전의 상기 패킷에 포함된 라우트인 경우에, 상기 선택된 라우트를 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 최소한 하나의 다른 노드에 전송하는 단계는 상기 선택된 라우트에 대한 상기 갱신된 경로 비용을 전송하는 단계를 포함하는 라우팅 방법.
무선 유틸리티 네트워크로서,
무선 유틸리티 네트워크 내에 통신하도록 배열된 다수의 유틸리티 노드; 및
상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 상기 유틸리티 노드들 중의 최소한 하나와 통신하도록 배열된 상기 무선 유틸리티 네트워크로의 최소한 하나의 게이트웨이 - 상기 최소한 하나의 게이트웨이는 상기 무선 유틸리티 네트워크를 최소한 하나의 다른 네트워크에 접속시킴-;
를 포함하고,
상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 한 유틸리티 노드에서 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 다른 유틸리티 노드로 전송된 패킷은 상기 전송된 패킷 내에 포함된 라우트에 따라 전송되며,
상기 전송된 패킷 내에 포함된 라우트는 상기 포함된 라우트의 갱신된 비용을 판정하기 위해 수신된 네트워크 정보로 갱신되고, 경로 비용에 기초하여 양호한 라우트를 선택하기 위해 대체 라우트들과 비교되며,
상기 선택된 양호한 라우트는 상기 패킷 내에 포함되고, 상기 패킷은 상기 선택된 양호한 라우트에 따라 상기 유틸리티 네트워크 내의 다른 노드에 전송되는
무선 유틸리티 네트워크.
제10항에 있어서, 경로 비용을 갱신하기 위해 사용된 상기 수신된 링크 비용 정보는, 최소 가능 홉 수, 가장 강력한 홉들, 최저 트래픽 홉들 또는 가장 빠른 홉들 중의 하나를 지정하는 무선 유틸리티 네트워크.
제10항에 있어서, 상기 수신된 링크 비용 정보는 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 다른 노드에 전송하기 위해 상기 유틸리티 노드에 의해 수신된 패킷들로부터 검색되는 무선 유틸리티 네트워크.
제10항에 있어서, 상기 수신된 링크 비용 정보는 이웃 유틸리티 노드들의 정보에 대한 최소한 하나의 요청에 응답하여 수신되는 무선 유틸리티 네트워크.
제10항에 있어서, 상기 선택된 라우트를 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 최소한 하나의 다른 노드에 전송하는 것을 더 포함하는 무선 유틸리티 네트워크.
제14항에 있어서, 상기 선택된 라우트가 전송 이전의 상기 패킷에 포함된 라우트인 경우에, 상기 선택된 라우트를 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 최소한 하나의 다른 노드에 전송하는 것은 상기 선택된 라우트에 대한 상기 갱신된 경로 비용을 전송하는 것을 포함하는 무선 유틸리티 네트워크.
무선 네트워크로서,
서버 제어기, 및 무선 네트워크 내의 통신을 위한 라디오를 포함하는 최소한 하나의 서버 - 상기 서버 제어기는 상기 서버 라디오를 통해 패킷들의 수신 및 송신을 제어하고, 상기 서버 제어기는 상기 무선 네트워크 내의 노드들로의 라우트를 선택할 수 있음-; 및
노드 제어기 및 노드 라디오를 포함하는 상기 무선 네트워크 내의 다수의 노드 - 상기 노드 제어기는 상기 노드 라디오를 통해 패킷들의 수신 및 송신을 제어하고, 상기 노드 제어기는 상기 최소한 하나의 서버로의 라우트를 선택할 수 있음-;
를 포함하고,
상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 한 유틸리티 노드에서 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 상기 서버로 전송된 패킷은 상기 전송된 패킷 내에 포함된 라우트에 따라 전송되며,
상기 전송된 패킷 내에 포함된 라우트는 상기 포함된 라우트의 갱신된 경로 비용을 판정하기 위해 수신된 네트워크 정보로 갱신되고, 경로 비용에 기초하여 양호한 라우트를 선택하기 위해 대체 라우트들과 비교되며,
상기 선택된 양호한 라우트는 상기 선택된 양호한 라우트에 따라 상기 유틸리티 네트워크 내의 다른 노드에 전송되는 상기 패킷 내에 포함되는
무선 네트워크.
제16항에 있어서, 상기 선택된 라우트의 포함은 상기 전송된 패킷 내에 포함된 라우트를 대신하는 무선 네트워크.
제16항에 있어서, 경로 비용을 갱신하기 위해 사용된 상기 수신된 링크 비용 정보는, 최소 가능 홉 수, 가장 강력한 홉들, 최저 트래픽 홉들 또는 가장 빠른 홉들 중의 하나를 지정하는 무선 네트워크.
제16항에 있어서, 경로 비용은, 최소 가능 홉 수, 가장 강력한 홉들, 최저 트래픽 홉들 또는 가장 빠른 홉들 중의 최소한 하나의 조합에 기초하는 무선 네트워크.
제16항에 있어서, 상기 수신된 링크 비용 정보는 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 다른 노드에 전송하기 위해 상기 유틸리티 노드에 의해 수신된 패킷들로부터 검색되는 무선 네트워크.
제16항에 있어서, 상기 수신된 링크 비용 정보는 이웃 유틸리티 노드들의 정보에 대한 최소한 하나의 요청에 응답하여 수신되는 무선 네트워크.
제16항에 있어서, 상기 선택된 양호한 라우트는 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 최소한 하나의 다른 노드에 전송되는 무선 네트워크.
제22항에 있어서, 상기 선택된 양호한 라우트가 전송 이전의 상기 패킷에 포함된 라우트인 경우에, 상기 선택된 라우트를 상기 무선 유틸리티 네트워크 내의 최소한 하나의 다른 노드에 전송하는 것은 상기 선택된 라우트에 대한 상기 갱신된 경로 비용을 전송하는 것을 포함하는 무선 네트워크.
제23항에 있어서, 한 노드로부터 패킷을 수신하는 상기 서버는 갱신된 경로 비용 정보를 검색하기 위해 상기 패킷을 검사하고, 상기 갱신된 경로 비용 정보는 라우트 선택시에 상기 서버 제어기에 의해 사용되는 무선 네트워크.
제24항에 있어서, 상기 서버는, 최소 가능 홉 수, 가장 강력한 홉들, 최저 트래픽 홉들 또는 가장 빠른 홉들 중의 최소한 하나에 기초하여 라우트의 경로 비용을 계산하는 무선 네트워크.