KR20110030163A - 무선 네트워크 시스템 및 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법 - Google Patents

무선 네트워크 시스템 및 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 네트워크 시스템에서 최적의 라우팅 경로를 설정하고 유지하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 무선 환경에 따라 최적 라우팅 경로를 설정하여 통신을 수행하는 무선 네트워크 시스템으로서, 라우터로부터 무선 상태 정보를 수신하여 최적의 통신 경로를 계산하고 라우팅 테이블에 라우팅 경로 정보를 설정하는 코디네이터; 엔드 디바이스들과 무선 연결되어 정보를 수신하고 라우팅 경로에 따라 정보를 전송하며, 엔드 디바이스들의 무선 상태 정보를 상기 코디네이터로 보고하는 복수의 라우터; 및 상기 코디네이터 또는 상기 라우터와 무선 연결되어 정보를 송신하는 복수의 엔드 디바이스;를 포함하는 무선 네트워크 시스템이 개시된다.
무선 네트워크, 라우팅 경로, 코디네이터, 엔드 디바이스

Description

무선 네트워크 시스템 및 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법{Wireless network system and method for processing routing path setup in wireless network system}
본 발명은 무선 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 네트워크 시스템에서 최적의 라우팅 경로를 설정하고 유지하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 무선 네트워크는 케이블 대신 전파를 통해서 무선으로 통신을 수행할 수 있도록 인프라를 구성한 통신 시스템이다. 이러한 무선 네트워크 기술 중 애드혹(ad-hoc) 네트워크를 구성하여, 상호간에 무선 통신을 하면서 주변으로부터 감지된 물리적 환경에 대한 정보를 궁극적으로 관리노드로 보내는 기술들이 요즘 각광받고 있는 유비쿼터스 센서 네트워크, 무선 센서 네트워크 및 무선 제어 네트워크 기술 등이다.
유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network: USN)는 각종 센서에서 수집한 정보를 무선으로 수집할 수 있도록 구성한 네트워크를 일컫는다. 이와 유사한 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network: WSN)는 센서로 센싱이 가능 하고 수집된 정보를 가공하는 프로세서가 달려 있으며, 이를 전송하는 소형 무선 송수신 장치인 센서 노드와 이를 수집하여 외부로 내보내는 싱크 노드로 구성된 네트워크를 일컫는다. 아울러, 무선 제어 네트워크(Wireless Control Network: WCN)는 위의 유비쿼터스 센서 네트워크와 무선 센서 네트워크와 유사하고 센서 대신 제어를 담당하는 제어 유닛들이 구비되어 이루어진 네트워크이다.
이와 같은 무선 네트워크들은 사람의 접근이 불가능한 취약 지구에 다수의 네트워크 노드를 설치하여 사람이 감시하는 것과 같은 역할을 수행할 수 있게 한다. 이러한 무선 네트워크들은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 기술 및 초소형 네트워크 디바이스 기술 등이 발전함에 따라 매우 활성화되고 있으며, 홈 오토메이션 및 생태 모니터링 뿐만 아니라, 사회기반시설 안전 감시, 산불 감시, 산업시설 감시, 국방 등의 분야에서 널리 활용되고 있다.
이러한 무선 네트워크는 대부분 다수의 말단 노드와, 이 말단 노드로부터 수신되는 정보를 수신하여 이를 감시하는 관리 단말 또는 서버 등으로 전송하는 라우터와, 이 네트워크의 라우팅 경로를 설정하고 관리하는 코디네이터와, 수신되는 정보들을 모니터링하는 관리 단말(서버) 등으로 구성된다.
상술한 무선 네트워크에서 가장 중요한 기술은 정확한 정보를 신속하게 전달하는 신뢰성이다. 또한, 전력 소모 문제도 매우 중요한 요소이다. 따라서, 무선 네트워크에 구성된 각 장비들은 항시 통신 가능한 상태를 유지해야 신뢰성을 보장할 수 있다.
이를 위해 기존에는 무선 네트워크를 구성하는 말단 노드나 라우터에 장애가 발생하는 경우에, 해당 장애가 발생한 장비를 우회하여 통신을 수행하도록 라우팅 경로를 재설정하는 방안이 이용되었다.
그러나 기존의 방안에서는 장애가 발생한 시점부터 원활한 통신이 불가능하기 때문에, 통신의 연속성이나 신뢰성을 보장할 수 없는 문제가 있었다. 또한, 장애가 발생하지는 않았더라도 말단 노드와 라우터 간의 통신 상태가 나빠질 경우 원활한 정보의 통신이 이루어지지 않는 문제점도 있다. 즉, 말단 노드는 수시로 이동하게 되므로 주변 환경의 영향을 받아 통신 중인 라우터와의 무선 상태가 악화될 경우가 많은데, 통신이 완전히 두절되지 않는다 해도 통신 상태 악화에 따라 정확한 정보가 전달되지 않거나 데이터가 훼손되는 등의 문제가 발생할 우려가 있다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 무선 네트워크의 통신 상태를 항상 최적의 상태로 유지할 수 있도록, 각 장비에서의 무선 상태에 따라 라우팅 경로를 수시로 재설정할 수 있는 네트워크 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
아울러, 무선 네트워크 시스템의 무선 상태 감시 및 라우팅 경로 재설정 처리시에 말단 노드의 부하 및 전체 시스템의 부하를 최소화할 수 있도록 하는 네트워크 시스템 및 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선 네트워크 시스템은, 무선 환경에 따라 최적 라우팅 경로를 설정하여 통신을 수행하는 무선 네트워크 시스템으로서, 라우터로부터 무선 상태 정보를 수신하여 최적의 통신 경로를 계산하고 라우팅 테이블에 라우팅 경로 정보를 설정하는 코디네이터; 엔드 디바이스들과 무선 연결되어 정보를 수신하고 라우팅 경로에 따라 정보를 전송하며, 엔드 디바이스들의 무선 상태 정보를 상기 코디네이터로 보고하는 복수의 라우터; 및 상기 코디네이터 또는 상기 라우터와 무선 연결되어 정보를 송신하는 복수의 엔드 디바이스;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 네트워크 시스템에서 무선 환경에 따라 최적의 라우팅 경로를 설정하는 처리 방법으로서, (a) 무선 네트워크 시스템에 구성된 복수의 라우터로부터, 라우터 주변의 엔드 디바이스에 대한 무선 상태 정보를 수신하는 단계; (b) 수신된 무선 상태 정보를 근거로 최적의 통신 경로를 계산하고 라우팅 테이블에 라우팅 경로 정보를 설정하는 단계; 및 (c) 상기 라우팅 테이블에 설정된 라우팅 경로에 따라 무선 네트워크 시스템의 각 라우터 및 엔드 디바이스의 통신 경로가 설정되어 통신을 수행하는 단계;를 포함하는 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 무선 네트워크 시스템의 라우터에서 수시로 엔드 디바이스와의 무선 상태를 체크하여 코디네이터로 보고하고, 코디네이터에서는 수신된 무선 상태 정보를 근거로 최적의 라우팅 경로를 계산하고 설정하도록 함으로써, 항상 최적의 통신 상태를 유지할 수 있어 통신 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 라우터에서 무선 상태를 체크하여 설정된 임계값 이하로 상태가 나빠질 경우에 이를 이벤트로 보고하여 라우팅 경로를 재설정 처리하도록 함으로써, 시스템의 부하를 줄이고 엔드 디바이스에서 이루어지는 작업을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도면에서와 같이, 본 발명에 따른 무선 네트워크 시스템은, 다수의 지역에 분포된 다수의 엔드 디바이스들(300)과, 상기 엔드 디바이스들(300)과 무선 연결되 어 통신을 수행하는 복수의 라우터들(200)과, 상기 라우터들(200)의 라우팅 경로를 설정하고 관리하는 코디네이터(100)를 포함한다. 또한, 본 발명의 무선 네트워크 시스템은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN), 무선 센서 네트워크(WSN), 무선 제어 네트워크(WCN) 등을 모두 포함한다. 아울러, 상기 무선 네트워크 시스템은, 상기 엔드 디바이스들로부터 정보를 수신 및 수집하는 중앙 서버를 포함할 수 있다.
상기 코디네이터(100)는 라우터들(200)과 연결되고, 엔드 디바이스(301)와도 직접 연결될 수 있다. 상기 코디네이터(100)는 상기 라우터들(200)로부터 무선 상태 정보를 수신하여 트래픽, 병목 현상 등을 고려하여 최적의 라우팅 경로를 계산하고 라우팅 테이블에 이를 설정 저장하는 역할을 수행한다. 물론, 엔드 디바이스(301)가 직접 연결된 경우에는 상기 엔드 디바이스(301)의 무선 상태를 측정하고 그 무선 상태 정보를 함께 고려하여 라우팅 경로 계산한다.
상기 라우터(200)는 하위에 다수의 엔드 디바이스(300)와 무선 접속되어 정보를 수신하고, 라우팅 경로에 따라 수신된 정보를 전송 처리하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 라우터(200)는 주변의 통신 가능한 엔드 디바이스들(300)의 무선 상태를 측정하여 상기 코디네이터(100)로 제공하는 역할도 수행하게 된다.
상기 엔드 디바이스(100)는 다수의 지역에 분포하고, 상기 라우터들(200) 중 어느 하나에 무선 접속되며, 측정한 정보나 생성한 정보 또는 제어 정보 등을 송신하는 역할을 수행한다. 무선 센서 네트워크에 이용되는 엔드 디바이스는 센서를 구비하여, 센서에서 측정되는 정보를 송신하며, 무선 제어 네트워크에 이용되는 엔드 디바이스는 입력되는 제어값이나 제어 신호를 송신하는 역할을 수행하게 된다.
따라서, 상기 엔드 디바이스들(100)에서 송신되는 정보들은 각 라우터들(200)을 통해 설정된 라우팅 경로에 따라 최종 목적지로 전송된다. 이때, 도면에서의 예에서 처럼 각 엔드 디바이스들(100)은 위치 이동 및 주변 무선 상태 변화에 따라 라우팅 경로가 재설정될 경우, 무선 접속되는 라우터 또는 코디네이터가 변경될 수 있다. 즉, 현재 도면에서는 특정 엔드 디바이스(301)가 코디네이터(100)에 무선 접속되어 있으나, 라우팅 경로 재설정 처리 후에는 특정 라우터(201)로 무선 접속될 수 있다. 또한, 특정 라우터(201)에 무선 접속되어 통신 중인 특정 엔드 디바이스(303)는 라우팅 경로 재설정 처리 후 특정 라우터(202)로 무선 접속될 수 있다. 이는 주변 환경, 장애 여부 및 무선 상태에 따라 최적의 라우터(200) 또는 코디네이터(100)로 무선 접속을 하도록 경로가 재설정 처리되기 때문이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 코디네이터 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 코디네이터 장치(100)는 업데이트 제어 모듈(110), 무선 상태 수집 모듈(120), 업데이트 처리 모듈(130), 라우팅 테이블(150) 등을 포함한다.
상기 업데이트 제어 모듈(110)은 전체 무선 네트워크의 라우팅 경로 업데이트 시기를 제어하는 역할을 수행한다. 상기 업데이트 제어 모듈(110)은 주기적 처리부(112), 이벤트 처리부(114) 등으로 이루어진다.
상기 주기적 처리부(112)는 소정 시간을 주기로 라우팅 경로 업데이트 처리를 수행하도록 제어하는 역할을 수행한다. 상기 소정 시간 주기는 운영자가 설정하 도록 하며, 주기가 짧을수록 무선 통신의 신뢰성 및 최적화가 가능하고, 주기가 길 수도록 시스템의 부하는 줄어들게 된다.
상기 이벤트 처리부(114)는 라우터에서 발생하는 이벤트를 수신하여 라우팅 경로 업데이트 처리를 수행하도록 제어하는 역할을 수행한다. 상기 라우터에서 발생하는 이벤트는 라우터에 무선 접속 중인 엔드 디바이스 중에 무선 상태가 일정치 이하로 떨어지는 무선 악화 상태일 때에 발생하는 이벤트이다. 이렇게 라우터에서의 무선 상태 악화에 따른 이벤트 발생 보고를 수신하면, 보다 원활한 무선 통신 상태를 유지할 수 있도록 전체 라우팅 경로를 재설정하는 업데이트 처리를 수행하게 된다. 상기 이벤트 처리부(114)를 통해 무선 상태가 악화될 때에만 라우팅 경로 업데이트 처리를 수행하도록 하여, 전체 시스템의 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 엔드 디바이스가 직접 무선 접속되어 있는 경우에는 해당 엔드 디바이스와의 무선 상태를 감시하여, 미리 설정된 통신 품질 임계값 이하로 떨어질 경우에 이벤트가 발생하고 이벤트 보고를 수신한 것으로 판단하여, 라우팅 경로를 업데이트 처리하도록 제어할 수 있다.
상기 무선 상태 수집 모듈(120)은 각 라우터에서의 무선 상태 정보를 수집 처리하는 역할을 수행한다. 상기 무선 상태 수집 모듈(120)은 정보 수집 지시부(122), 무선 상태 수신부(124), 관련 구역 설정부(126) 등으로 이루어진다.
상기 정보 수집 지시부(122)는 상기 업데이트 제어 모듈(110)에서 업데이트 처리를 진행할 경우, 각 라우터에 현재 무선 상태를 측정하여 보고하도록 지시하는 역할을 수행한다.
상기 무선 상태 수신부(124)는 각 라우터에서 전송하는 무선 상태 정보를 수신하는 역할을 수행한다. 아울러, 상기 무선 상태 수신부(124)는 각 라우터 이외에 엔드 디바이스가 직접 무선 연결되어 있는 경우에는 해당 엔드 디바이스와의 무선 상태를 직접 측정할 수도 있다. 또한, 수신되는 무선 상태 정보로는 LQI(Link Quality Indicator)값, RSSI(Receive Signal Strength Indication)값 등이 이용된다.
상기 관련 구역 설정부(126)는 라우팅 경로에 관련되는 라우터들을 구역별로 구분하여 설정하는 역할을 수행한다. 상기 관련 구역 설정부(126)는 매번 전체 네트워크의 라우팅 경로를 재설정하지 않고, 특정 구역별로 라우팅 경로를 재설정 처리하고자 할 경우 이용될 수 있다. 즉, 상기 업데이트 제어 모듈(110)의 이벤트 처리부(114)를 통해 라우팅 경로 업데이트 처리를 수행하고자 할 경우, 이벤트가 발생되어 이벤트 보고를 수신한 라우터 주변의 관련 구역에 포함되는 라우터들로부터 무선 상태 정보를 수신하고, 업데이트 처리에 이용할 수 있도록 한다. 이를 통해, 시스템의 부하를 줄이고 효과적인 라우팅 경로 재설정 처리를 수행할 수 있다.
상기 업데이트 처리 모듈(130)은 최적의 통신 경로를 계산하고, 계산된 경로에 따라 라우팅 테이블에 설정 저장 처리하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 업데이트 제어 모듈(110)을 통해 업데이트 처리가 시작되면, 상기 무선 상태 수집 모듈(120)에서 수집되는 각 라우터에서의 무선 상태 정보를 토대로 최적 라우팅 경로를 산출하고 라우팅 테이블 업데이트를 수행하게 된다. 상기 업데이트 처리 모듈(130)은 최적 경로 계산부(132), 라우팅 테이블 설정부(134) 등으로 이루어진다.
상기 최적 경로 계산부(132)는 수신된 무선 상태 정보를 근거로 최적 상태의 통신 경로를 계산하여 라우팅 경로 정보를 산출하는 역할을 수행한다. 상기 최적 상태의 통신 경로 계산시에는 전체 네트워크의 트래픽과 병목 현상 등을 고려하게 된다. 또한, 최적 상태의 순위별로 라우팅 경로를 산출할 수도 있다.
상기 라우팅 테이블 설정부(134)는 상기 최적 경로 계산부(132)에서 계산하여 산출된 라우팅 경로 정보를 라우팅 테이블에 저장하여 라우팅 테이블의 업데이트를 처리하는 역할을 수행한다.
상기 라우팅 테이블(150)은 무선 네트워크의 라우팅 경로 정보가 저장된 데이터베이스이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 테이블의 정보 구성에 대한 예시를 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 라우팅 테이블의 예에서는 정보 구성이 최적 순위별로 경로 정보가 저장되어 있다. 이때, 경로 정보는 구역별로 구분되어 저장되고, 이 구역별 경로의 전체 경로 정보가 또 다른 항목으로 저장된다. 즉, 최적 순위 1번 행에는 관련있는 구역을 A구역, B구역, C구역 등으로 구분하여 해당 구역의 경로 정보가 저장된다. 따라서, 특정 구역에만 라우팅 경로가 재설정된 경우에는 라우팅 테이블에서 해당 구역의 경로 정보만을 업데이트 처리하게 된다. 또한, 전체 경로는 상기 구역별 경로 정보가 모두 포함되는 경로 정보가 저장 관리된다. 또한, 상기 라우팅 테이블(150)은 코디네이터 장치(100) 이외에 중앙 서버나 모니터링 서버 또는 관리 서버 등에 구비될 수도 있다.
상기 중앙 서버는, 상기 라우팅 테이블에 설정되어 있는 라우팅 경로를 통해 상기 엔드 디바이스들(300)로부터 측정된 정보 또는 제어 정보 등을 수신하거나 수집하는 역할을 수행한다. 이를 통해, 운영자들이 엔드 디바이스들(300)의 전체 상태를 모니터링하거나 관리할 수 있도록 한다.
아울러, 다른 실시예로 본 발명의 무선 네트워크 시스템은, 중앙 서버와 코디네이터(100) 그리고 엔드 디바이스들(300)로만 구성될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 라우터 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 라우터 장치(200)는 엔드 디바이스 관리 모듈(210), 이벤트 모듈(220), 정보 전송 모듈(230) 등을 포함한다.
상기 엔드 디바이스 관리 모듈(210)은 주변에 무선 통신 가능한 엔드 디바이스들 및 현재 무선 접속중인 엔드 디바이스들을 관리하는 역할을 수행한다. 상기 엔드 디바이스 관리 모듈(210)은 무선 상태 확인부(212)를 포함한다. 상기 무선 상태 확인부(212)는 주변의 무선 통신 가능한 엔드 디바이스 및 현재 무선 접속중인 엔드 디바이스의 무선 상태를 체크하는 역할을 수행한다. 이때에 체크하거나 측정하는 무선 상태 정보로는 예를 들어 LQI, RSSI 값 등이 이용될 수 있다.
상기 이벤트 모듈(220)은 무선 연결된 엔드 디바이스와의 무선 상태에 따라 이벤트를 발생하고 코디네이터로 이벤트를 보고하는 역할을 수행한다. 즉, 현재 통신 경로 상에 연결 설정이 되어 있는 엔드 디바이스와의 무선 상태가 악화될 경우, 이벤트를 발생하여 상위의 코디네이터 장치로 이를 보고하여 라우팅 경로 재설정 처리를 수행하도록 할 수 있다. 상기 이벤트 모듈(220)은 이벤트 발생부(222), 이 벤트 보고부(224) 등으로 이루어진다.
상기 이벤트 발생부(222)는 하위에 연결된 엔드 디바이스의 무선 통신 상태가 특정치 이하로 떨어질 경우 이벤트를 발생하는 역할을 수행한다. 즉, 엔드 디바이스의 무선 상태를 모니터링 하고, 미리 설정되어 있는 무선 상태의 통신 품질 임계값과 비교하여, 무선 상태가 이 임계값 이하로 내려갈 경우 이벤트를 발생시킨다. 물론, 상기 이벤트 발생부(222)는 하위에 연결된 다수의 엔드 디바이스를 모니터링하여 이벤트를 발생할 수 있다.
상기 이벤트 보고부(224)는 이벤트가 발생할 경우 상위 코디네이터로 발생한 이벤트를 보고하는 역할을 수행한다. 이때, 이벤트 보고시에는 상기 엔드 디바이스 관리 모듈(210)을 통해서 주변 엔드 디바이스들의 무선 상태 정보를 측정하여 이벤트 보고와 함께 측정된 무선 상태 정보를 전송할 수도 있다. 이는, 코디네이터에서 라우팅 경로 재설정 처리시에 이용하도록 하기 위함이다.
상기 정보 전송 모듈(230)은 엔드 디바이스에서 수신되는 각종 정보를 수신하여 라우팅 경로에 따른 목적지로 전송하는 역할과, 이벤트 보고 데이터와 무선 상태 정보 데이터를 코디네이터로 송신 처리하는 역할을 수행한다. 상기 정보 전송 모듈(230)은 정보 수신부(232), 정보 송신부(234) 등으로 이루어진다.
상기 정보 수신부(232)는 무선 연결된 하위의 엔드 디바이스들로부터 정보를 수신하는 역할을 수행한다. 또한, 코디네이터로부터 수신되는 정보 수집 지시 신호를 수신하는 역할을 수행한다. 엔드 디바이스들로부터 수신되는 정보로는 센서를 통해 감지되는 정보, 입력되는 정보 및 제어 처리 정보 등을 예로 들 수 있다. 상 기 정보 수집 지시 신호는, 코디네이터로부터 전송되는 신호로 라우팅 경로를 재설정 처리하기 위해 주변의 엔드 디바이스에 대한 무선 상태 정보를 측정하여 전송하라는 제어 신호이다. 상기 정보 수집 지시 신호를 수신하면 상기 엔드 디바이스 관리 모듈(210)에 무선 상태를 측정하도록 하고, 후술할 정보 송신부(234)를 통해 측정된 무선 상태 정보를 코디네이터로 응답하여 송신하도록 한다.
상기 정보 송신부(224)는 엔드 디바이스로부터 수신되는 정보를 라우팅 경로에 따라 목적지로 송신하고, 또한 이벤트 보고 데이터 및 무선 상태 측정 데이터 등을 코디네이터로 송신 처리하는 역할을 수행한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법의 절차를 나타낸 순서도이다.
도면에서와 같이, 본 발명에 따른 라우팅 경로 설정 처리 방법은 먼저, 라우터들로부터 주변 엔드 디바이스들의 무선 상태 정보를 수신하는 절차가 진행된다. 이때에 각 라우터들은 주변 엔드 디바이스들에 대한 무선 상태를 측정하게 되고, 이렇게 측정된 무선 상태 정보를 수신하게 된다. 또한, 무선 상태 수신 절차는 일정한 주기로 진행될 수도 있고, 하위 노드에서 발생하는 특정 이벤트에 따라 진행할 수도 있다.(S10)
이렇게 무선 상태 정보가 수신되면, 수신된 무선 상태 정보를 근거로 최적 통신 경로를 계산하는 절차가 진행된다. 이때에는 전체 네트워크의 트래픽 및 각 노드들에서의 병목 현상 등을 고려하여 경로를 계산한다. 아울러, 최적 순위별로 통신 경로를 계산할 수도 있다.(S20)
다음으로, 최적 통신 경로의 계산 결과가 산출되면, 라우팅 테이블에 산출된 라우팅 경로 정보를 업데이트 처리하는 절차를 진행하게 된다. 이때에 라우팅 테이블에는 최적 순위별로 경로 정보를 저장하고, 또한 관련 구역별로 라우팅 경로를 구분하여 저장할 수도 있다.(S30)
이와 같이, 라우팅 테이블의 업데이트 처리가 완료되면 무선 네트워크 시스템은 새로 업데이트된 라우팅 테이블을 참조하여 통신 라우팅 경로를 새로이 설정하는 세팅 절차가 진행된다. 이에 따라, 각 라우터들과 엔드 디바이스들의 무선 연결 상태가 변경될 수 있다.(S40)
라우팅 경로가 세팅되면, 무선 네트워크의 각 노드들은 세팅된 경로를 통해 무선통신을 수행하는 절차가 이루어지게 된다. 이렇게 새롭게 세팅된 라우팅 경로는 최적의 무선 상태를 이루게 됨으로써, 전체적인 무선 네트워크의 정확성과 신속성을 향상시킬 수 있고 이를 통해 네트워크의 신뢰성을 보장할 수 있게 된다.(S50)
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법에서 이벤트를 통한 절차의 예시를 나타낸 도면이다.
도면에서와 같이, 먼저 라우터는 하위에 무선 연결된 엔드 디바이스와의 무선 상태를 감시하는 절차를 진행한다. 이때에는 LQI, RSSI 값 등을 무선 상태 감시에 이용하게 된다. 또한, 라우터에 다수의 엔드 디바이스가 무선 연결될 수 있고, 연결된 엔드 디바이스들 모두에 무선 상태를 감시하게 된다.(1)
라우터에서는 무선 상태를 감시하면서 동시에 해당 엔드 디바이스의 무선 상태와 미리 설정된 무선 상태 품질 임계값을 비교하는 절차를 진행한다. 여기서, 미 리 설정되는 무선 상태 품질 임계값은 무선 통신이 정상적으로 이루어질 수 있는 정도의 무선 상태 값이다. 즉, 무선 상태 품질 임계값은 무선 통신 품질을 보장할 수 있을 정도로 설정하게 된다.(2)
이렇게, 무선 상태 품질 임계값과 감시하는 엔드 디바이스의 무선 상태를 비교하여, 임계값 이하로 무선 상태 값이 떨어지는지 여부를 판단하는 절차를 진행한다. 임계값 이하로 무선 상태 값이 떨어지지 않는 경우에는 상기 단계 (1)의 절차인 무선 상태 감시 절차를 계속해서 수행하게 된다. 여기서, 무선 상태 품질 임계값 이하로 무선 연결된 엔드 디바이스의 무선 상태가 떨어저도 무선 통신에 장애가 발생하지는 않는다. 다만, 통신 품질이 저하되기 때문에 정확한 데이터의 전송에 지장이 발생할 우려가 높아지는 문제가 있다. 또한, 이 무선 상태 품질 임계값의 설정 기준에 따라 무선 통신 품질을 고품질로 유지할지 평범한 수준의 품질로 유지할지를 조절할 수 있게 된다. 품질 임계값의 수준을 높일 경우 시스템에 부하가 증가할 것이고, 임계값의 수준을 낮출 경우 부하는 줄어들지만 통신 품질의 하락이 발생할 것이다.(3)
상기 단계 (3)에서 엔드 디바이스의 무선 상태 값이 임계값 이하로 떨어진 것으로 판단된 경우에는 이벤트를 발생하는 절차가 진행된다. 이벤트가 발생되면 즉시 이벤트 메시지를 생성하는 절차를 진행한다. 이벤트 메시지는 상기 엔드 디바이스의 통신 품질이 임계값 이하로 떨어졌다는 정보와 엔드 디바이스 식별정보 라우터 식별정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 라우터 주변의 무선 통신 가능한 엔드 디바이스들의 무선 상태 측정 정보가 함께 상기 이벤트 메시지에 포함될 수 있다.
이렇게 이벤트가 발생되어 이벤트 메시지가 생성되면, 이를 중앙의 코디네이터로 전송하는 이벤트 보고 절차가 이루어진다.(4)
코디네이터에서는 이벤트 보고를 수신하면, 전체 라우터로부터 무선 상태를 제공받는 무선 상태 정보 수집 절차를 진행하게 된다. 이때에는 전체 라우터로부터 무선 상태 값을 수집할 수도 있고, 이벤트 보고가 수신된 라우터에 관련된 구역의 라우터들로부터만 무선 상태 값을 수집할 수도 있다. 이는 전체 부하를 줄이기 위함이다. 즉, 이벤트 보고가 수신된 라우터에 관련된 구역은 전체 라우팅 경로에 영향을 주지 않기 때문에, 해당 구역의 무선 상태 정보만 수집하게 된다.(5)
무선 상태 정보들이 수집되면 라우팅 경로를 업데이트 처리하는 절차가 이루어지게 된다. 이때에는 수집된 무선 상태 정보들을 토대로 최적 통신 경로를 계산하고, 산출된 경로 정보를 라우팅 테이블에 업데이트 저장하여 적용하게 된다.(6)
이를 통해 전체 무선 네트워크에서 어느 한 곳의 엔드 디바이스에 무선 품질이 하락할 경우, 이를 이벤트로 보고받아 라우팅 경로를 업데이트하여 다시금 최적의 라우팅 경로를 설정하게 되고, 결국 전체 무선 네트워크의 통신 품질을 유지할 수 있게 된다.(7)
또한, 도면에는 도시되지 않았지만 코디네이터에서는 이벤트 보고가 수신되지 않는 경우에도, 일정 시간을 주기로 해서 전체 무선 네트워크의 라우팅 경로를 업데이트 처리하는 절차를 진행할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 코디네이터 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 라우터 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 테이블의 정보 구성에 대한 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법의 절차를 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법에서 이벤트를 통한 절차의 예시를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 코디네이터 200 : 라우터
300 : 엔드 디바이스

Claims (15)

  1. 무선 환경에 따라 최적 라우팅 경로를 설정하여 통신을 수행하는 무선 네트워크 시스템으로서,
    라우터로부터 무선 상태 정보를 수신하여 최적의 통신 경로를 계산하고 라우팅 테이블에 라우팅 경로 정보를 설정하는 코디네이터;
    엔드 디바이스들과 무선 연결되어 정보를 수신하고 라우팅 경로에 따라 정보를 전송하며, 엔드 디바이스들의 무선 상태 정보를 상기 코디네이터로 보고하는 복수의 라우터; 및
    상기 코디네이터 또는 상기 라우터와 무선 연결되어 정보를 송신하는 복수의 엔드 디바이스;를 포함하는 무선 네트워크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우터는,
    하위에 연결된 엔드 디바이스들의 무선 상태가 미리 설정된 통신품질 임계값 이하로 떨어질 경우, 이벤트를 발생하고 상기 코디네이터로 보고하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 라우터는,
    상기 이벤트 보고시, 주위의 엔드 디바이스들의 무선 상태를 측정하여 상기 코디네이터로 함께 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 코디네이터는,
    상기 엔드 디바이스가 직접 연결된 경우, 연결된 해당 엔드 디바이스의 무선 상태가 미리 설정된 통신품질 임계값 이하로 떨어지면, 상기 라우터로부터 무선 상태 정보를 수신하여 최적 통신 경로 계산 및 라우팅 경로 설정 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코디네이터는,
    소정 시간을 주기로 라우터로부터 무선 상태 정보를 수신하여, 라우팅 경로 정보를 재설정 처리하는 업데이트를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우팅 테이블은, 상기 각 라우터와 상기 각 엔드 디바이스의 통신 경로 정보가 최적 경로 순위별로 구분되어 저장되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코디네이터는,
    상기 엔드 디바이스가 직접 연결된 경우, 해당 엔드 디바이스의 무선 상태를 측정하여 상기 라우터로부터 수신한 정보와 함께 최적 통신 경로 계산 및 라우팅 경로 설정 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 코디네이터는,
    최적의 통신 경로 계산시에 전체 네트워크의 트래픽 및 병목 현상을 고려하여 최적의 라우팅 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 상태는 LQI(Link Quality Indicator), RSSI(Receive Signal Strength Indication) 값을 통하여 측정하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는,
    유비쿼터스 센서 네트워크(USN), 무선 센서 네트워크(WSN), 무선 제어 네트 워크(WCN)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔드 디바이스들로부터 라우팅 경로에 따라 전송되는 정보를 수신하고 상기 라우팅 테이블이 저장되는 중앙 서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  12. 무선 환경에 따라 최적 라우팅 경로를 설정하여 통신을 수행하는 무선 네트워크 시스템으로서,
    엔드 디바이스들의 무선 상태 정보를 확인하여 최적의 통신 경로를 계산하고 라우팅 테이블에 라우팅 경로 정보를 설정하는 코디네이터;
    상기 코디네이터와 무선 연결되며 상기 라우팅 테이블의 라우팅 경로에 따라 정보를 전송하는 복수의 엔드 디바이스; 및
    상기 엔드 디바이스들로부터 라우팅 경로에 따라 전송되는 정보를 수신하고 상기 라우팅 테이블이 저장되는 중앙 서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템.
  13. 무선 네트워크 시스템에서 무선 환경에 따라 최적의 라우팅 경로를 설정하는 처리 방법으로서,
    (a) 무선 네트워크 시스템에 구성된 복수의 라우터로부터, 라우터 주변의 엔 드 디바이스에 대한 무선 상태 정보를 수신하는 단계;
    (b) 수신된 무선 상태 정보를 근거로 최적의 통신 경로를 계산하고 라우팅 테이블에 라우팅 경로 정보를 설정하는 단계; 및
    (c) 상기 라우팅 테이블에 설정된 라우팅 경로에 따라 무선 네트워크 시스템의 각 라우터 및 엔드 디바이스의 통신 경로가 설정되어 통신을 수행하는 단계;를 포함하는 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 단계 (a)는,
    (1) 무선 네트워크 시스템에 구성된 복수의 라우터 하위에 무선 연결된 엔드 디바이스들의 무선 상태를 감시하는 단계;
    (2) 상기 엔드 디바이스의 무선 상태가 미리 설정된 통신품질 임계값 이하로 떨어질 경우 이벤트를 발생하는 단계; 및
    (3) 이벤트 발생시 상기 복수의 라우터로부터 주변의 엔드 디바이스에 대한 무선 상태 정보를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 단계 (a)는,
    무선 네트워크 시스템에 구성된 복수의 라우터로부터, 소정 시간을 주기로 라우터 주변의 엔드 디바이스에 대한 무선 상태 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 시스템에서 라우팅 경로 설정 처리 방법.
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