KR20100070662A - 이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 장치 및 그 방법 - Google Patents

이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 이동노드 및 기지국의 네트워크 계층에서 데이터 링크 계층을 통해 제공된 이웃노드의 링크품질에 따라 라우팅 경로를 설정 및 유지하여 애드 혹 네트워크를 구성하기 위한, 이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 애드 혹 네트워크 라우팅 장치에 있어서, 이웃노드의 링크품질을 수집하여 각각의 이웃노드에 대한 경로설정용 정보를 저장하기 위한 저장 수단; 및 상기 저장 수단의 경로설정용 정보를 이용해 상기 각 이웃노드의 링크품질에 기초하여 목적지 노드로의 경로를 탐색하기 위한 경로 탐색 수단을 포함한다.
애드 혹 네트워크, 라우팅 경로, 링크품질, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층

Description

이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR THE AD-HOC NETWORK ROUTING BASED ON THE LINK QUALITY OF NEIGHBORHOOD NODE}
본 발명은 이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동노드 및 기지국의 네트워크 계층에서 데이터 링크 계층을 통해 제공된 이웃노드의 링크품질에 따라 라우팅 경로를 설정 및 유지하여 애드 혹 네트워크를 구성하기 위한, 이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
IEEE 802.16 기술을 이용하는 와이브로 시스템은 2∼5㎞의 전파 도달 범위를 갖는 기지국과 이동노드로 이루어지며, PMP(Point to Multi Point) 모드 및 메시(mesh) 모드로 구분된다.
PMP 모드에서는 업링크(Up-Link)와 다운링크(Down-Link)를 구분하여 기지국 및 이동노드 간의 통신을 처리한다. 통신을 시도하는 이동노드는 업링크를 통해 기 지국으로 대역폭 요청 메시지를 전송하여 자신이 필요한 대역폭을 요청하고, 기지국은 다운링크를 통해 품질 보장 및 유효 자원 기반으로 대역폭을 할당한다. 이때, 이동노드 간의 통신은 기지국의 중계를 통해 이루어진다.
메시 모드에서는 기지국의 중계 없이 이동노드 간에 통신을 처리할 수 있다. 메시 모드에서는 업링크와 다운링크가 명확히 구분되지 않을 뿐만 아니라, IP 기반의 데이터를 전달하기 위한 라우팅 기술이 제안되고 있지 않기 때문에, IPv4 혹은 IPv6와 같은 IP 기반 데이터 통신을 수행하기 어려운 단점이 있다.
따라서 메시 모드에서는 애드 혹 네트워크를 구성하는 이동노드 및 기지국 간에 IP 기반의 라우팅 기능을 수행할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 즉, 종래의 메시 모드에서는 이동노드가 네트워크 계층에서 자신의 IP 패킷만을 송수신하는 기능뿐만 아니라 애드 혹 네트워크를 구성하기 위해 필수적으로 필요한 IP 기반의 라우팅 기능을 수행할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
전술한 바와 같이, 상기와 같은 종래 기술은 메시 모드에서 IP 기반의 데이터를 전달하기 위한 라우팅 기술이 제안되고 있지 않기 때문에, IPv4 혹은 IPv6와 같은 IP 기반 데이터 통신을 수행하기 어려운 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
따라서 본 발명은 이동노드 및 기지국의 네트워크 계층에서 데이터 링크 계층을 통해 제공된 이웃노드의 링크품질에 따라 라우팅 경로를 설정 및 유지하여 애드 혹 네트워크를 구성하기 위한, 이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 애드 혹 네트워크 라우팅 장치에 있어서, 이웃노드의 링크품질을 수집하여 각각의 이웃노드에 대한 경로설정용 정보를 저장하기 위한 저장 수단; 및 상기 저장 수단의 경로설정용 정보를 이용해 상기 각 이웃노드의 링크품질에 기초하여 목적지 노드로의 경로를 탐색하기 위한 경로 탐색 수단을 포함한다.
한편, 본 발명의 방법은 애드 혹 네트워크 라우팅 방법에 있어서, 이웃노드와 애드 혹 네트워크를 형성하는 단계; 데이터 링크 계층을 통해 상기 이웃노드의 링크품질을 수집하는 단계; 및 상기 이웃노드의 링크품질에 기초하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정하는 설정 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, 프로세서를 구비한 소스노드에, 이웃노드와 애드 혹 네트워크를 형성하는 기능; 데이터 링크 계층을 통해 상기 이웃노드의 링크품질을 수집하는 기능; 및 상기 이웃노드의 링크품질에 기초하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기와 같은 본 발명은, 이동노드 및 기지국의 네트워크 계층에서 데이터 링크 계층을 통해 제공된 이웃노드의 링크품질에 따라 라우팅 경로를 설정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 메시 모드에서 IP 기반의 데이터를 전달하기 위한 라우팅 기술을 제안함으로써, IPv4 혹은 IPv6와 같은 IP 기반 데이터 통신을 수행할 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 애드 혹 네트워크 시스템에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 애드 혹 네트워크 시스템은, 고정된 기반 시설(infrastructure)이 없이 기지국과 기지국 간, 기지국과 이동노드 간, 이동노드와 이동노드 간에 IEEE 802.16 기술을 이용한 와이브로 시스템의 메시 모드로 네트워크를 구성하고 유지해 나가는 무선통신 네트워크 시스템이다.
특히, 본 발명에 따른 애드 혹 네트워크를 형성하기 위해, 이동노드(mobile node; 111, 112) 및 기지국(base station; 121, 122)에서는 네트워크 계층(network layer)에서 링크계층(link layer)을 통해 확인된 '이웃노드(neighbor node)들의 링크품질에 관련된 정보(예를 들어, 이웃노드의 무선링크 대역폭, 무선신호의 세기, 무선신호의 신호대잡음비 등)'에 기초한 라우팅 기능을 수행한다.
이는 애드 혹 네트워크의 이동노드(111, 112)가 스스로 네트워크를 구성하고 유지하기 위한 라우팅 기술이 필요하며, 이때 이웃노드와의 떨어진 거리(즉, 홉수)만을 이용하여 경로를 설정하지 않고 무선환경이라는 특수성을 반영하여 경로를 설정하기 위함이다. 예를 들어, 제 1 애드 혹 네트워크에서 이동노드 A가 이동노드 C까지 네트워크 경로를 설정하는 경우에, '이동노드 A-이동노드 C'간 구간 무선링크의 대역폭이 1Mbps이고, '이동노드 A-이동노드 B-이동노드 C'간 구간 무선링크의 대역폭이 10Mbps라 가정한다. 여기서, '이동노드 A-이동노드 C'간 구간이 이동노드 A에서 이동노드 C까지의 최단경로이나, 대역폭은 '이동노드 A-이동노드 B-이동노드 C'간 구간 무선링크의 대역폭이 더 넓다. 이에 따라, 이동노드 A에서는 이웃노드의 링크품질에 상관없이 최단경로인 '이동노드 A-이동노드 C'를 경로로 설정하지 않고 이웃노드의 링크품질에 관련된 무선링크의 대역폭이 넓은 경로인 '이동노드 A-이동노드 B-이동노드 C'를 경로로 설정하게 된다.
이를 위해, 이동노드(111, 112) 및 기지국(121, 122)에서는 애드 혹 네트워크를 구성하기 위해, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer) 간의 크로스레이어(cross-layer)를 통한 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보를 공유한다(후술할 도 2a 및 도 2b 참조). 이에 따라, 제 1 애드 혹 네트워크에 있는 이동노드(111)는 기지국(121)에 의한 중계 없이 무선신호 도달거리 내에 있는 이웃노드와 직접 통신할 수 있고, 무선신호 도달거리 내에 있는 이웃노드의 중계를 통해 무선신호 도달거리를 벗어나 있는 이웃노드와 통신할 수 있다. 즉, 이웃노드(111, 112)는 이웃노드를 탐색하여 애드 혹 네트워크를 구성하고, 데 이터 전송을 위한 라우팅 경로의 생성, 유지보수 및 삭제하는 기능을 수행한다. 이때, 기지국(121, 122)은 제 1 애드 혹 네트워크에 있는 이동노드(111)와 제 2 애드 혹 네트워크에 있는 이동노드(112) 간에 주고받는 데이터를 중계한다.
따라서 본 발명에서는 이동노드 및 이동노드 간, 이동노드 및 기지국 간, 기지국 및 기지국 간에 경로를 설정할 때, 이웃노드의 링크품질에 기초하여 경로를 설정하게 된다. 이하, 본 발명의 네트워크 계층에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 네트워크 계층에 대한 일실시예 설명도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 네트워크 계층(210)은 무선링크의 라우팅 경로를 선택하거나 탐색할 때, 공유 저장부(230)에 저장된 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보를 이용한다. 이때, 데이터 링크 계층(220)은 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보를 수집하여 공유 저장부(230)에 저장한다. 이와 같이, 네트워크 계층(210) 및 데이터 링크 계층(220)은 크로스레이어 기반의 라우팅을 제공할 수 있는 공유 저장부(230)를 공유하면서, 공유 저장부(230)에 서로 접근하여 정보를 저장하고 해당 정보를 이용할 수 있도록 한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 네트워크 계층(210)은 크로스레이어 기반의 라우팅 기능을 수행하기 위한 구체적 구성요소로서, 라우팅 테이블(211), 경로 탐색부(212), 및 경로 유지부(213)를 포함한다. 여기서, 경로 유지 부(213)는 본 발명의 부가요소이다.
네트워크 계층(210)은 이웃노드로의 무선환경에 따른 경로를 설정하기 위해, 공유 저장부(230)의 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보를 조회하여 라우팅 테이블(211)을 구성한다. 여기서, 라우팅 테이블(211)에는 이웃노드의 IP 주소, 이웃노드의 단말기 종류, 및 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보 등이 포함된다.
네트워크 계층(210)은 경로 탐색부(212)를 이용하여 라우팅 테이블(211)에 기초하여 목적지 노드로의 경로 탐색 및 검색을 수행하며, 경로 유지부(213)를 이용하여 이미 설정된 목적지 노드로의 경로를 유지 및 보수한다. 이는 라우팅 테이블(211)에 기초하여 네트워크 계층(210) 및 데이터 링크 계층(220)의 정보를 결합하여 크로스레이어 기반의 라우팅을 제공할 수 있음을 의미한다.
도 3은 본 발명에 따른 이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 방법에 대한 일실시예 흐름도이다. 여기서는 소스 노드에서 목적지 노드까지 이웃노드의 링크품질에 기반하여 라우팅 경로를 설정하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 소스 노드는 메시 모드 제어 메시지를 브로드캐스트하여 무선신호 도달거리 내에 위치하는 이웃노드 및 기지국 간에 애드 혹 네트워크를 구성한다(S301).
이때, 소스 노드는 목적지 노드가 동일 애드 혹 네트워크에 있는지를 기지국을 통해 확인하는데, 목적지 노드가 자신이 접속하는 기지국과 동일 기지국에 접속 하는지를 확인함으로써 동일 애드 혹 네트워크에 있는지를 확인한다(S302).
상기 확인 결과(S302), 소스 노드 및 목적지 노드가 동일 기지국에 접속하는 경우에, 소스 노드는 무선신호 도달범위 내에 있는 이웃노드의 링크품질을 수집한다(S303).
이때, 소스 노드는 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보를 수집하여 라우팅 테이블을 구성하고, 라우팅 테이블의 링크품질에 관련된 정보에 따라 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정한다(S304).
이후, 소스 노드는 라우팅 경로에 따라 목적지 노드로 데이터를 전송한다(S305).
상기 확인 결과(S302), 소스 노드 및 목적지 노드가 동일 기지국에 접속하지 않는 경우에, 소스 노드는 기지국을 통해 타 기지국을 경유해 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정한 후에(S306) S305 과정으로 진행한다. 이때, 소스 노드는 전술한 S303 과정 및 S304 과정과 같이 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보에 따라 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정한다.
만약에, 이웃노드의 링크품질이 변하거나 무선신호의 도달거리가 멀어지는 경우에, 소스 노드는 라우팅 정보의 우선순위를 변경하거나 삭제함으로써 라우팅 경로를 재설정한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴 퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명이 적용되는 애드 혹 네트워크 시스템에 대한 일실시예 구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 네트워크 계층에 대한 일실시예 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 이웃노드의 링크품질에 기반한 애드 혹 네트워크 라우팅 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
210 : 네트워크 계층 211 : 라우팅 테이블
212 : 경로 탐색부 213 : 경로 유지부
220 : 데이터 링크 계층 230 : 공유 저장부

Claims (10)

  1. 애드 혹 네트워크 라우팅 장치에 있어서,
    이웃노드의 링크품질을 수집하여 각각의 이웃노드에 대한 경로설정용 정보를 저장하기 위한 저장 수단; 및
    상기 저장 수단의 경로설정용 정보를 이용해 상기 각 이웃노드의 링크품질에 기초하여 목적지 노드로의 경로를 탐색하기 위한 경로 탐색 수단
    을 포함하는 애드 혹 네트워크 라우팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경로설정용 정보는,
    상기 각 이웃노드의 IP 주소, 상기 각 이웃노드의 단말기 종류, 및 상기 각 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보인 것을 특징으로 하는 애드 혹 네트워크 라우팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보는,
    상기 이웃노드의 무선링크 대역폭, 무선신호의 세기, 및 무선신호의 신호대 잡음비인 것을 특징으로 하는 애드 혹 네트워크 라우팅 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각 이웃노드의 링크품질에 관련된 정보는,
    데이터 링크 계층을 통해 수집되어 공유 저장부에 저장된 후 상기 데이터 링크 계층과 공유하는 애드 혹 네트워크 라우팅 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경로 탐색 수단에 의해 탐색되어 기 설정된 상기 목적지 노드로의 경로를 유지 및 보수하기 위한 경로 유지 수단
    을 더 포함하는 애드 혹 네트워크 라우팅 장치.
  6. 애드 혹 네트워크 라우팅 방법에 있어서,
    이웃노드와 애드 혹 네트워크를 형성하는 단계;
    데이터 링크 계층을 통해 상기 이웃노드의 링크품질을 수집하는 단계; 및
    상기 이웃노드의 링크품질에 기초하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정하는 설정 단계
    를 포함하는 애드 혹 네트워크 라우팅 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이웃노드의 링크품질은,
    상기 이웃노드의 무선링크 대역폭, 무선신호의 세기, 및 무선신호의 신호대잡음비인 것을 특징으로 하는 애드 혹 네트워크 라우팅 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이웃노드의 링크품질은,
    데이터 링크 계층을 통해 수집되어 공유 저장부에 저장된 후 상기 데이터 링크 계층과 공유하는 애드 혹 네트워크 라우팅 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 설정 단계는,
    상기 목적지 노드가 동일 기지국에 속하지 않으면, 기지국을 경유하여 상기 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정하는 애드 혹 네트워크 라우팅 방법.
  10. 프로세서를 구비한 소스노드에,
    이웃노드와 애드 혹 네트워크를 형성하는 기능;
    데이터 링크 계층을 통해 상기 이웃노드의 링크품질을 수집하는 기능; 및
    상기 이웃노드의 링크품질에 기초하여 목적지 노드로의 라우팅 경로를 설정하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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