KR20130021639A - 무선 애드혹 네트워크에서의 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템 - Google Patents
무선 애드혹 네트워크에서의 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
중계 노드를 이용한 네트워크 브로드캐스트시, 채널 에러나 MAC 프레임 충돌로 인한 브로드캐스트 패킷 손실을 방지하는 무선 애드혹 네트워크에서의 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템이 개시되어 있다. 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 무선 애드혹 네트워크에서 송신 노드가 중계 노드를 통해 수신 노드로 브로드캐스트(Broadcast) 패킷을 전송하는 방법에 있어서, 상기 송신 노드가 2홉 중계 노드의 수신 횟수를 고려하여 1홉 중계 노드를 추가적으로 선택하여 브로드캐스트 패킷을 전송한다. 따라서, 중계 노드의 개수가 증가하면서 네트워크 브로드캐스트 패킷의 전달 경로 상에 있는 중계 노드들의 수신 횟수가 향상되며, 브로드캐스트 패킷의 전달률이 높아져, 신뢰성 있는 네트워크 브로드캐스트가 가능하다.
Description
본 발명은 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 전송 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 애드혹 네트워크에서 네트워크 브로드캐스트 전달률을 향상시킬 수 있는 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 송수신 시스템에 관한 것이다.
무선 애드혹 네트워크는 네트워크를 구성하는 노드들 간에 자율적으로 구성한 네트워크로써, 노드의 이동에 따른 진출입이 자유롭고, 기지국(base station)이나 액세스 포인트(access point)와 같은 통신 인프라가 없어도 멀티 홉(multi hop) 통신이 가능한 특징이 있다. 따라서 전시나 대규모 재난으로 인해 기존 통신 시설 이용이 불가능한 지역에서 군용 전술통신이나 긴급구조용 통신망으로서 활용 가치가 높다. 무선 애드혹 네트워크는 통신 인프라에 독립적으로 운용되기 때문에, 모든 노드가 단말이자 라우터로써 동작해야 한다. 따라서 송신 노드와 수신 노드가 직접 통신이 불가능한 거리에 있더라도, 다른 중계 노드들을 경유해서 멀티 홉 통신이 이루어질 수 있게 하는 라우팅 프로토콜이 중요한 역할을 하게 된다.
무선 애드혹 네트워크에서 사용되는 라우팅 프로토콜은 크게 on-demand 라우팅 프로토콜과 table-driven 라우팅 프로토콜로 구분할 수 있다. On-demand 라우팅 프로토콜은 경로 정보가 필요할 때에 즉시 필요한 정보들을 수집해서 경로를 설정하는 프로토콜이다. 반면 table-driven 프로토콜은 경로 정보가 당장 필요하지 않아도 노드들이 주기적으로 경로 정보를 교환하여 라우팅 테이블을 갱신하고 있다가, 경로 정보가 필요하게 되면 이미 만들어져 있는 라우팅 테이블을 참조해서 경로를 설정하는 프로토콜이다. Table-driven 라우팅 프로토콜은 경로 정보를 획득하는데 걸리는 시간이 on-demand 라우팅 프로토콜보다 짧다는 장점을 가지고 있지만, 경로 정보가 필요하지 않을 때에도 지속적으로 라우팅 테이블을 갱신하기 위한 오버헤드가 비교적 크다는 단점도 있다.
라우팅 프로토콜에서 중요한 문제 중 하나는 네트워크 브로드캐스트(Broadcast)이다. 네트워크 브로드캐스트는 하나의 송신 노드로부터 네트워크를 구성하는 전체 노드를 대상으로 하는 패킷 전송 형태를 일컫는다. 라우팅 프로토콜에서는 이웃 노드 정보 혹은 경로 탐색 패킷을 전달하기 위해 네트워크 브로드캐스트를 이용하게 된다. 네트워크 브로드캐스트를 구현하기 위한 가장 간단한 방법으로는 플러딩(flooding)이 있다. 플러딩은 수신한 패킷의 목적지 주소가 브로드캐스트 주소인 패킷일 경우, 과거에 같은 패킷을 수신한 적이 없다면 해당 패킷을 재전송하는 방법이다. 구현이 간편하고 이웃 노드들에 대한 정보 교환이 없어도 되는 반면, 네트워크를 구성하는 모든 노드가 하나의 브로드캐스트 패킷을 재전송하는데 참여하게 되기 때문에 효율이 낮은 단점이 있다. Table-driven 라우팅 프로토콜 중 하나인 OLSR(Optimized Link State Routing)은 라우팅 테이블 생성에 필요한 TC(Topology Control) 패킷을 네트워크 브로드캐스트 할 때의 오버헤드를 플러딩 방법보다 줄이기 위해 MPR(Multipoint Relay)을 도입하였다. 각 노드는 자신의 모든 2홉 이웃 노드들을 적어도 한 번 커버할 수 있도록 1홉 이웃 노드들 중 일부를 MPR 노드로 선택한다. MPR 노드로 선택된 노드는 그 자신을 MPR로 선택한 노드로부터 최초로 수신한 브로드캐스트 패킷만 재전송한다. MPR 노드를 이용하면 모든 노드가 재전송에 참여하는 플러딩 방법보다 적은 전송 횟수로 네트워크를 이루는 모든 노드에게 브로드캐스트 할 수 있는 장점이 있다.
OLSR을 사용하는 무선 애드혹 네트워크에서 MPR을 이용한 네트워크 브로드캐스트를 할 경우 전송 횟수를 줄임으로써 효율을 높일 수 있지만, 전송 신뢰성 측면에서는 약점이 남아 있다. 링크 상태가 안정적이지 못한 무선 환경에서는 전송 횟수가 적다는 것은 수신 실패가 발생했을 때 취약하다는 의미가 될 수 있기 때문이다. 또한 MPR을 이용한 중계 전송은 MAC(Medium Access Control) 계층에서의 브로드캐스트를 사용하게 되는데, 현재 널리 사용되고 있는 IEEE 802.11 MAC에서의 브로드캐스트는 1:1전송인 유니캐스트(unicast)와는 달리 RTS(Request To Send) 및 CTS(Clear To Send)를 이용한 4-way handshaking을 사용할 수 없어, 멀티 홉 전송에서의 히든 노드 문제로 인한 충돌이 일어나기 쉽다. 또한 MAC 브로드캐스트 프레임은 MAC계층 ACK를 사용할 수 없기 때문에, backoff window size가 고정되므로 충돌 확률은 더 높아진다. 일반 노드들에 대한 전송 실패뿐만 아니라, MPR 노드를 대상으로 한 전송이 실패할 경우 그 파급 효과는 더 심각하다. MPR 노드는 그 주변에 있는 노드들에게 자신이 수신한 브로드캐스트 패킷을 전달하는 중계 역할을 하는데, MPR 노드가 수신에 실패할 경우 그 주변에 위치한 노드들까지 해당 브로드캐스트 패킷을 수신하지 못하게 된다.
도 1은 종래 OLSR의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 노드 6이 송신 노드가 되어 브로드캐스트 패킷을 전송함에 있어, 노드 6의 1홉 중계 노드인 노드 9에서의 브로드캐스트 패킷 재전송이 실패한 모습이다. 이 때, 종래 OLSR 중계 방식에서는 노드 8, 10 및 13이 브로드캐스트 패킷을 받을 수 없게 됨을 알 수 있다.
종래 OLSR에서는 전달률을 높이기 위해 추가적인 MPR을 선택하는 MPR redundancy 방법을 개시하고 있다. 이것은 모든 2홉 이웃 노드가 1번이 아닌 m번 커버되도록 1홉 이웃 노드 중에서 MPR 노드를 선택하는 것이다. 노드 배치 상황에 따라서는 1홉 이웃 노드들의 개수나 위치가 모든 2홉 이웃 노드를 m번 커버하기에 부족하여, 일부 2홉 이웃 노드들은 m번 미만의 수신 횟수를 갖게 되는 때도 있다. IEEE 802.11과 같은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) 방식의 MAC프로토콜을 사용할 경우, 추가적으로 선택되는 MPR 노드 때문에 MAC 계층에서의 충돌이 잦아질 수 있고, 이로 인해 전달률이 오히려 낮아지는 결과가 벌어질 수 있다. 따라서 추가적으로 선택되는 MPR의 개수를 억제하면서 전달률 향상을 도모하는 방법이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 중계 노드를 이용한 네트워크 브로드캐스트시, 채널 에러나 MAC 프레임 충돌로 인한 브로드캐스트 패킷 손실을 방지하는 무선 애드혹 네트워크에서의 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 무선 애드혹 네트워크에서 네트워크 브로드캐스트 전달률 향상을 위해 2홉 중계 노드에 대한 수신 기회를 추가적으로 줄 수 있는 무선 애드혹 네트워크에서의 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적은 달성하기 위한 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 무선 애드혹 네트워크에서 송신 노드가 중계 노드를 통해 수신 노드로 브로드캐스트(Broadcast) 패킷을 전송하는 방법에 있어서, 상기 송신 노드가 2홉 중계 노드의 수신 횟수를 고려하여 1홉 중계 노드를 추가적으로 선택하여 상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 범위를 정하여 상기 전송 범위에 따라 상기 중계 노드를 선정하는 단계; 상기 선정 단계에서 선정된 1홉 중계 노드 이외에, 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 단계; 및 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계는 상기 2홉 중계 노드가 가질 수 있는 수신 기회를 계산하는 단계; 상기 수신 기회에 따라 상기 1홉 중계 노드의 추가 여부를 결정하는 단계; 및 상기 결정 단계에서 상기 1홉 중계 노드를 추가해야 한다고 결정한 경우, 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 중계 노드 선정 단계는 상기 브로드캐스트 패킷 전송 범위를 정하는 단계; 상기 전송 범위 내에 존재하는 상기 수신 노드 및 상기 중계 노드로부터 상기 브로드캐스트 패킷 중계 정보를 수신하는 단계; 및 상기 중계 정보에 따라 상기 중계 노드를 선정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신 기회 계산 단계는 상기 2홉 중계 노드로부터 수신 기회 정보를 수신하는 단계; 및 상기 수신 기회 정보를 토대로 2홉 중계 노드의 수신 기회를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계에서, 상기 송신 노드는 상기 추가 1홉 중계 노드에 의해 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷이 과도하게 전송되는 것을 방지하기 위해, 상기 추가 1홉 중계 노드의 개수를 일정 수 미만으로 제한할 수 있다.
상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계에서, 상기 송신 노드는 상기 추가 1홉 중계 노드의 개수를 상기 2홉 중계 노드의 배치 상황과 MAC 계층에서의 충돌 발생 여부를 고려하여 제한할 수 있다.
상기 송신 노드는 상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계 이후 상기 송신 노드의 2홉 이웃 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함하는 1홉 중계 노드에 의해 모두 커버되었는지 판단하여, 커버되지 않았다면 상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계로 되돌아갈 수 있다.
상기 2홉 이웃 노드가 모두 커버되었는지에 대한 판단은 상기 2홉 이웃 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함하는 1홉 중계 노드에 의해 얼마나 많은 수신 기회(m번)를 갖는지에 의해 판단될 수 있다.
본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드가 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 재전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 장치는 무선 애드혹 네트워크에서 송신 노드가 중계 노드를 통해 수신 노드로 브로드캐스트(Broadcast) 패킷을 전송하는 장치에 있어서, 상기 송신 노드가 2홉 중계 노드의 수신 횟수를 고려하여 1홉 중계 노드를 추가적으로 선택하여 상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 장치는 상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 범위를 정하여 상기 전송 범위에 따라 상기 중계 노드를 선정하는 중계 노드 선정부; 상기 선정 단계에서 선정된 1홉 중계 노드 이외에, 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 추가 1홉 중계 노드 선택부; 및 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.
상기 추가 1홉 중계 노드 선택부는 상기 2홉 중계 노드가 가질 수 있는 수신 기회를 계산하는 수신 기회 계산부; 상기 수신 기회에 따라 상기 1홉 중계 노드의 추가 여부를 결정하는 추가 여부 결정부; 및 상기 결정 단계에서 상기 1홉 중계 노드를 추가해야 한다고 결정한 경우, 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 선택부를 포함할 수 있다.
상기 중계 노드 선정부는 상기 브로드캐스트 패킷 전송 범위를 정하는 전송 범위 결정부; 상기 전송 범위 내에 존재하는 상기 수신 노드 및 상기 중계 노드로부터 상기 브로드캐스트 패킷 중계 정보를 수신하는 중계 정보 수신부; 및 상기 중계 정보에 따라 상기 중계 노드를 선정하는 선정부를 포함할 수 있다.
상기 수신 기회 계산부는 상기 2홉 중계 노드로부터 수신 기회 정보를 수신하는 기회 정보 수신부; 및 상기 수신 기회 정보를 토대로 2홉 중계 노드의 수신 기회를 계산하는 계산부를 포함할 수 있다.
상기 추가 1홉 중계 노드 선택부는 상기 추가 1홉 중계 노드에 의해 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷이 과도하게 전송되는 것을 방지하기 위해, 상기 추가 1홉 중계 노드의 개수를 일정 수 미만으로 제한할 수 있다.
상기 추가 1홉 중계 노드 선택부는 상기 추가 1홉 중계 노드의 개수를 상기 2홉 중계 노드의 배치 상황과 MAC 계층에서의 충돌 발생 여부를 고려하여 제한할 수 있다.
상기 추가 1홉 중계 노드 선택부는 상기 추가 1홉 중계 노드를 선택한 후에, 상기 송신 노드의 2홉 이웃 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함하는 1홉 중계 노드에 의해 모두 커버되었는지 판단하여, 커버되지 않았다면 상기 추가 1홉 중계 노드를 더 선택할 수 있다.
상기 2홉 이웃 노드가 모두 커버되었는지에 대한 판단은 상기 2홉 이웃 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함하는 1홉 중계 노드에 의해 얼마나 많은 수신 기회(m번)를 갖는지에 의해 판단될 수 있다.
본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 장치는 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드가 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 재전송할 수 있다.
본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템은 무선 애드혹 네트워크에서 송신 노드가 중계 노드를 통해 수신 노드로 브로드캐스트(Broadcast) 패킷을 송수신하는 시스템에 있어서, 상기 송신 노드가 2홉 중계 노드의 수신 횟수를 고려하여 1홉 중계 노드를 추가적으로 선택하여 상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 수 있다.
상기 패킷 송수신 시스템은 상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 범위를 정하여 상기 전송 범위에 따라 상기 중계 노드를 선정하고, 상기 선정된 1홉 중계 노드 이외에 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택한 후, 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 송신 노드; 상기 송신 노드로부터 상기 브로드캐스트 패킷을 수신하여 상기 수신 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 재전송하는 중계 노드; 및 상기 중계 노드로부터 상기 브로드캐스트 패킷을 수신하는 수신 노드를 포함할 수 있다.
본 발명의 무선 애드혹 네트워크에서의 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템에 따르면, 중계 노드의 개수가 증가하면서 네트워크 브로드캐스트 패킷의 전달 경로 상에 있는 중계 노드들의 수신 횟수가 향상되며, 브로드캐스트 패킷의 전달률이 높아져, 신뢰성 있는 네트워크 브로드캐스트가 가능해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 무선 애드혹 네트워크에서의 브로트캐스트 패킷 전송 방법 및 장치, 및 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템에 따르면, 기존 통신 인프라와 독립적으로 작동하는 애드혹 네트워크에서 작동하기 때문에, 군용 전술통신 단말기나 재난 지역에서 긴급 통신을 위한 무선 장비에 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 OLSR 방식의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 개략적으로 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치를 개략적으로 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템을 개략적으로 도시한 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 엔드-투-엔드 지연을 비교한 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 전달률 성능을 비교한 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 중계 노드의 재전송 횟수를 비교한 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 중계 노드의 평균 수신 횟수를 비교한 그래프,
도 10은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 추가 중계 노드 1개가 수신 횟수에 미치는 영향을 비교한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 개략적으로 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치를 개략적으로 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템을 개략적으로 도시한 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 엔드-투-엔드 지연을 비교한 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 전달률 성능을 비교한 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 중계 노드의 재전송 횟수를 비교한 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 중계 노드의 평균 수신 횟수를 비교한 그래프,
도 10은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 추가 중계 노드 1개가 수신 횟수에 미치는 영향을 비교한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 노드 6은 송신 노드이며, 1홉 이웃 노드로 노드 2, 3, 4, 5, 7, 9가 있다. 또한, 2홉 이웃 노드로 노드 1, 10, 11, 12가 있다.
먼저, 노드 6은 자신의 1홉 이웃 노드 중에서 가장 많은 2홉 이웃 노드와 링크를 가지고 있는 순서대로 노드 9와 4가 중계 노드(MPR)로 선택된다. 노드 9와 4는 노드 6을 기준으로 1홉 만큼 떨어져 있다고 해서 1홉 MPR 혹은 1홉 중계 노드라고 정의한다. 노드 9 역시 자신의 1홉 이웃 노드들 중에서 중계 노드를 선택하는데, 이 경우에는 노드 9의 2홉 이웃 노드인 노드 8과 13을 커버할 수 있는 노드 10을 중계 노드로 선택한다. 노드 10은 노드 9의 중계 노드로써, 노드 6을 중심으로 2홉 만큼 떨어져 있다고 해서 2홉 MPR 혹은 2홉 중계 노드라고 정의한다. 노드 6은 노드 9의 헬로우(hello)메시지를 수신하였을 때 노드 10이 중계 노드로 선택된 것을 확인하고 노드 10이 자신의 2홉 중계 노드임을 알 수 있다.
본 발명의 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용할 경우, 다음과 같은 순서로 추가적인 중계 노드를 선택하게 된다. 노드 6은 자신이 브로드캐스트 패킷을 전송했을 때 2홉 중계 노드가 몇 번의 수신 기회를 갖는지를 계산한다. 본 실시예에서는 오직 노드 9를 통해서만 전송받을 수 있기 때문에 1회의 수신 기회를 갖고 있다. 노드 6은 2홉 중계 노드인 노드 10에게 더 많은 수신 기회를 주기 위해 중계 노드로 선택되지 않은 자신의 1홉 이웃 노드(노드 2, 3, 5, 7) 중에서 노드 10에게 전송이 가능한 노드들을 찾게 되고, 그 결과 노드 5가 추가적인 1홉 중계 노드로 선택되게 된다.
이렇게 본 발명의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 활용하여 추가적인 중계 노드를 선택했을 때, 송신 노드, 즉 6번 노드가 브로드캐스트 패킷을 전송하면 다음과 같은 과정을 통해 패킷이 전달된다. 먼저 6번 노드의 1홉 이웃 노드인 노드 2, 3, 4, 5, 7, 9가 노드 6의 브로드캐스트 패킷을 수신한다. 노드 4, 5, 9는 노드 6의 중계 노드이므로, 방금 수신한 브로드캐스트 패킷을 주변 노드들에게 재전송한다. 이들 중계 노드들의 재전송으로 노드 6의 2홉 이웃 노드인 1, 10, 11, 12까지 노드 6의 브로드캐스트 패킷이 전달된다. 노드 10은 노드 9의 중계 노드이자 노드 6의 2홉 중계 노드로써 브로드캐스트 패킷을 노드 5와 노드 9로부터 2번 수신할 수 있다.
도 1의 방식을 참조하면, 노드 9의 브로드캐스트 패킷 재전송 시 노드 10이 수신에 실패했다고 가정하면, 종래 OLSR의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 노드 8, 10, 13이 브로드캐스트 패킷을 받을 수 없게 된다(도 1 참조).
그러나 본 발명의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 활용하여 노드 5를 추가적인 1홉 중계 노드로 선택하면, 노드 10은 노드 5로부터 한 번 더 브로드캐스트 패킷을 수신할 기회가 생기기 때문에 이전의 수신 실패를 만회할 수 있고, 결과적으로 노드 8과 13에게까지 브로드캐스트 패킷을 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 브로드캐스트 패킷의 전성 범위를 정하고 중계 노드를 선정하는 단계(310), 2홉 중계 노드가 가질 수 있는 수신 기회를 계산하는 단계(320), 수신 기회에 따라 1홉 중계 노드 추가 여부를 결정하는 단계(330) 및 2홉 중계 노드로 패킷을 전송 가능한 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 단계(340) 및 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드로 브로드캐스트 패킷을 전송하는 단계(350)를 포함할 수 있다.
중계 노드 선정 단계(310)에서, 송신 노드는 브로드캐스트 패킷을 전송해야할 범위를 정하고, 브로드캐스트 패킷을 수신할 노드를 확정한다. 보다 상세하게는본 단계(310)에서 송신 노드는 브로드캐스트 패킷 전송 범위를 정한다. 전송 범위 내에 존재하는 수신 노드 및 중계 노드로부터 브로드캐스트 패킷 중계 정보를 수신한다. 수신된 중계 정보에 따라 1홉 및 2홉 중계 노드를 포함하는 전체 중계 노드를 선정한다. 이때 선정되는 중계 노드는 수신 노드까지 브로드캐스트 패킷을 최단 거리로 전송할 수 있도록 송신 노드와 수신 노드 사이에 존재하는 노드이다. 수신 노드는 여러 개의 중계 노드를 거쳐 브로드캐스트 패킷을 수신할 수도 있고, 중계 노드 없이 바로 송신 노드의 1홉 이웃 노드가 수신 노드가 될 수도 있다.
수신 기회 계산 단계(320)에서, 송신 노드는 중계 노드 선정 단계(310)에서 선정된 중계 노드 중 2홉 중계 노드가 1홉 중계 노드로부터 브로드캐스트 패킷을 수신할 수 있는 기회를 얼마나 갖는지 계산한다. 송신 노드는 2홉 중계 노드로부터 주변의 1홉 중계 노드의 개수를 포함하는 수신 기회 정보를 수신한다. 이후, 수신 기회 정보를 토대로 2홉 중계 노드가 브로드캐스트 패킷을 수신할 수 있는 수신 기회를 계산한다. 주변에 2홉 중계 노드로 브로드캐스트 패킷을 전송하는 1홉 중계 노드가 많다면, 2홉 중계 노드의 수신 기회는 많아질 것이다. 따라서, 수신 기회 계산 단계(320)는 필요 이상으로 추가 1홉 중계 노드를 선택하는 것을 방지하기 위해, 2홉 노드의 수신 기회가 최대로 얼마나 되는지 판단하기 위함이다.
1홉 중계 노드 추가 여부 결정 단계(330)에서, 송신 노드는 수신 기회 계산 단계(320)에서 계산된 수신 기회에 따라 추가적인 1홉 중계 노드가 필요한지 결정하는 역할을 수행한다. 전술한 바와 같이, 어떤 2홉 중계 노드가 1홉 중계 노드로부터 브로드캐스트 패킷을 수신할 기회가 많다면, 추가적인 1홉 중계 노드는 필요없게 된다. 반대로, 어떤 2홉 중계 노드에 있어서, 주변에 1홉 중계 노드가 많지 않아 수신 기회가 적다면, 추가적인 1홉 중계 노드를 필요로 하게 된다. 따라서, 이러한 경우, 송신 노드는 추가 1홉 중계 노드가 필요하다고 결정한다.
다음으로, 추가 1홉 중계 노드 선택 단계(340)에서, 송신 노드는 추가적인 1홉 중계 노드가 필요하다고 결정한 경우, 2홉 중계 노드에 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 추가적인 1홉 중계 노드를 선택한다. 1홉 중계 노드 추가 여부 결정 단계(330)에서 추가 1홉 중계 노드가 필요 없다고 결정했다면, 송신 노드는 본 단계를 거치지 않고 바로 1홉 중계 노드로 브로드캐스트 패킷을 전송할 것이다. 추가 1홉 중계 노드가 필요하다고 결정했다면, 본 단계(340)에서 2홉 중계 노드에 브로드캐스트 패킷을 전송할 수 있는 적합한 추가 1홉 중계 노드를 선택하게 된다. 추가 1홉 중계 노드는 송신 노드로부터 브로드캐스트 패킷을 수신해야 하기 때문에, 송신 노드의 1홉 이웃 노드 중 하나가 된다. 또한, 2홉 중계 노드로 수신한 브로드캐스트 패킷을 전송해야 하기 때문에 2홉 중계 노드로부터 전송 가능 범위 내에 있어야 한다. 따라서, 송신 노드는 2홉 중계 노드에 브로드패스트 패킷을 전송 가능한 송신 노드의 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택한다. 이때, 추가 1홉 중계 노드를 많이 선택하면, 2홉 중계 노드의 수신 횟수는 많아질 수 있으나, 전송 효율 면에서는 패킷 전송량이 많아지게 되어 좋지 않게 된다. 또한 전술한 바와 같이, MAC 계층에서의 충돌이 잦아질 수 있어 오히려 전달률이 낮아지는 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 송신 노드는 2홉 중계 노드의 배치 상황에 따라 추가 1홉 중계 노드의 수를 MAC 계층에서의 충돌이 발생하지 않도록 적절한 수로 제한할 필요가 있다.
또한, 추가 1홉 중계 노드 선택 단계(340)를 거친 후, 무선 애드혹 네트워크의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 송신 노드의 2홉 이웃 노드들이 1홉 중계 노드에 의해 모두 커버되었는지 판단한다. 이 때, 1홉 중계 노드에 의해 2홉 이웃 노드가 모두 커버되었다고 판단되면 다음 단계인 전송 단계(350)로 넘어가게 되고, 커버되지 않았다고 판단되면, 다시 추가 1홉 중계 노드를 선택 단계(340)로 돌아가 추가적인 1홉 중계 노드를 더 선택하게 된다. 2홉 이웃 노드가 커버되었는지의 판단은 2홉 이웃 노드가 추가 1홉 중계 노드로 인해 m번 이상의 수신 기회를 가질 수 있는지 여부를 통해 판단할 수 있다.
마지막으로, 전송 단계(350)에서, 송신 노드는 중계 노드 선정 단계(310)에서 선정된 1홉 중계 노드와 추가 1홉 중계 노드 선택 단계(340)에서 선택된 추가 1홉 중계 노드로 전송해야 할 브로드캐스트 패킷을 전송한다. 본 발명에 따르면, 추가적으로 선택된 1홉 중계 노드로도 브로드캐스트 패킷을 전송하므로, 2홉 중계 노드에서의 수신 신뢰도가 향상된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크의 브로드캐스트 패킷 전송 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 장치는 중계 노드 선정부(410), 수신 기회 계산부(420), 추가 여부 결정부(430), 추가 1홉 중계 노드 선택부(440) 및 전송부(450)를 포함할 수 있다.
중계 노드 선정부(410)는 브로드캐스트 패킷을 전송해야할 범위를 정하고, 브로드캐스트 패킷을 수신할 노드를 확정한다. 노드 선정은 수신 노드까지 브로드캐스트 패킷을 최단 거리로 전송할 수 있도록 하는 송신 노드와 수신 노드 사이에 존재하는 중계 노드를 선택하는 방식을 취한다. 중계 노드 선정부(410)는 브로드캐스트 패킷 전송 범위를 정한다. 이후, 전송 범위 내에 존재하는 수신 노드 및 중계 노드로부터 브로드캐스트 패킷 중계 정보를 수신한다. 수신된 중계 정보에 따라 1홉 및 2홉 중계 노드를 포함하는 전체 중계 노드를 선정한다.
수신 기회 계산부(420)는 중계 노드 선정부(410)에서 선정된 중계 노드 중에서 2홉 중계 노드가 1홉 중계 노드로부터 브로드캐스트 패킷을 수신할 수 있는 기회를 얼마나 갖는지 계산하는 역할을 수행한다. 2홉 중계 노드 주변의 1홉 중계 노드의 수를 파악하여 2홉 중계 노드가 브로드캐스트 패킷을 수신하는 횟수를 계산할 수 있다. 수신 기회 계산부(420)는 먼저 2홉 중계 노드로부터 주변의 1홉 중계 노드의 개수를 포함하는 수신 기회 정보를 수신한다. 이후, 수신 기회 정보를 토대로 2홉 중계 노드가 브로드캐스트 패킷을 수신할 수 있는 수신 기회를 계산한다.
추가 여부 결정부(430)는 수신 기회 계산부(420)에서 계산된 수신 기회에 따라 추가적인 1홉 중계 노드가 필요한지 결정하는 역할을 수행한다. 전술한 바와 같이, 2홉 중계 노드는 수신 횟수에 따라 추가적인 1홉 중계 노드가 필요할 수도 있고, 필요 없을 수도 있다. 따라서, 추가 여부 결정부(430)는 수신 횟수가 적은 2홉 중계 노드에는 추가적인 1홉 중계 노드가 필요하다고 결정하고, 수신 횟수가 많은 2홉 중계 노드에는 추가적인 1홉 중계 노드가 필요없다고 결정한다.
추가 1홉 중계 노드 선택부(440)는, 앞서 추가 여부 결정부(430)가 2홉 중계 노드에 추가적인 1홉 중계 노드가 필요하다고 결정한 경우, 2홉 중계 노드로 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 추가적인 1홉 중계 노드를 선택하는 역할을 수행한다. 추가 여부 결정부(430)가 추가 1홉 중계 노드가 필요 없다고 결정했다면, 추가 1홉 중계 노드 선택부(440)는 작동할 필요가 없게 된다. 이때 송신 노드는 바로 1홉 중계 노드로 브로드캐스트 패킷을 전송할 것이다. 만약 추가 여부 결정부(430)가 1홉 중계 노드가 필요하다고 결정했다면, 추가 1홉 중계 노드 선택부(440)는 2홉 중계 노드에 브로드캐스트 패킷을 전송할 수 있는 적합한 추가 1홉 중계 노드를 선택하게 된다. 추가 1홉 중계 노드 선택부(440)는 2홉 중계 노드에 브로드패스트 패킷을 전송 가능한 송신 노드의 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택한다. 전술한 바와 같이, 추가 1홉 중계 노드를 너무 많이 선택하면, 2홉 중계 노드의 수신 횟수는 많아질 수 있으나, 전송 효율 면에서는 패킷 전송량이 많아지게 되어 좋지 않게 된다. MAC 계층에서의 충돌이 잦아질 수 있어 오히려 전달률이 낮아질 수 있다. 따라서, 추가 1홉 중계 노드 선택부(440)는 2홉 중계 노드의 배치 상황에 따라 추가 1홉 중계 노드의 수를 MAC 계층에서의 충돌이 발생하지 않도록 적절한 수로 제한하여 선택한다. 추가 1홉 중계 노드 선택부(440)는 송신 노드의 2홉 이웃 노드들이 1홉 중계 노드에 의해 모두 커버되었는지 판단한다. 이때, 1홉 중계 노드에 의해 2홉 이웃 노드가 모두 커버되었다고 판단되면 전송부(450)로 넘어가서 브로드캐스트 패킷을 1홉 중계 노드로 전송하고, 커버되지 않았다고 판단되면, 다시 추가 1홉 중계 노드를 선택부(440)로 돌아가 추가적인 1홉 중계 노드를 더 선택하게 된다. 2홉 이웃 노드가 커버되었는지의 판단은 2홉 이웃 노드가 추가 1홉 중계 노드로 인해 m번 이상 수신 기회를 가질 수 있는지 여부를 통해 판단할 수 있다.
전송부(450)는 중계 노드 선정부(410)에서 선정된 1홉 중계 노드와 추가 1홉 중계 노드 선택부(440)에서 선택된 추가 1홉 중계 노드로 전송해야 할 브로드캐스트 패킷을 전송한다. 본 발명에 따르면, 추가적으로 선택된 1홉 중계 노드로도 브로드캐스트 패킷을 전송하므로, 2홉 중계 노드에서의 수신 신뢰도가 향상된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 무선 애드혹 네크워크에서의 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템은 브로드캐스트 패킷을 송신하는 송신 노드(510), 송신 노드로부터 브로드캐스트 패킷을 수신하여 수신 노드로 재전송하는 중계 노드(520) 및 브로드캐스트 패킷을 수신하는 수신 노드(530)를 포함할 수 있다.
송신 노드(510)는 전술한 바와 같이, 2홉 중계 노드의 수신 횟수를 고려하여 1홉 중계 노드를 추가적으로 선택하여 브로드캐스트 패킷을 전송한다. 송신 노드는(510)는 먼저 브로드캐스트 패킷을 전송할 범위를 정하여 전송 범위에 따라 중계 노드(520)를 선정한다. 그리고 나서, 선정된 중계 노드 중 2홉 중계 노드(523)가 종래 선정되었던 1홉 중계 노드(521)로부터 브로드캐스트 패킷을 전송받을 수 있는 수신 기회를 계산한다. 수신 기회에 따라 1홉 중계 노드(522)의 추가 여부를 결정한다. 1홉 중계 노드를 추가해야 한다고 결정한 경우, 2홉 중계 노드(523)로 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드(522)로 선택한다. 이후, 송신 노드(510)는 종래 1홉 중계 노드(521)와 추가 1홉 중계 노드(522)를 포함한 1홉 중계 노드로 브로드캐스트 패킷을 전송한다.
중계 노드(520)는 송신 노드로부터 브로드캐스트 패킷을 수신하여 수신 노드(530)로 브로드캐스트 패킷을 재전송한다.
수신 노드(530)는 중계 노드(520)로부터 브로드캐스트 패킷을 수신한다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 엔드-투-엔드 지연을 비교한 그래프이다. 여기서 FER(Frame Error Rate)은 0%, 10%, 50%인 것으로 설정한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법과 종래 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 모두 노드 개수가 증가할수록 지연이 완만하게 증가하는 보여준다. 여기서 본 발명에 따른 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 최대 5ms 더 긴 지연 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 이는 노드 개수가 많아질수록 이웃에 위치하는 노드보다는 여러 중계 노드를 거쳐 전달받을 수 있는 곳에 위치하는 노드들의 비중이 높아지고, 다라서 전체적인 지연을 증가시키기 때문으로 분석할 수 있다.
도 7는 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 전달률 성능을 비교한 그래프이다. 전술할 바와 같이 FER(Frame Error Rate)은 0%, 10%, 50%인 것으로 설정한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 노드 개수가 증가함에 따라 노드의 밀도가 높아져 전달률이 상승하는 경향을 보이는데, 노드 개수가 90개를 넘어가면 전달률 상승폭이 줄어드는 것을 확인할 수 있다. FER이 0%인 경우, 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법이 다소 낮은 전달률을 보이지만, FER이 10%인 경우, 그 차이가 줄어들어 FER이 50%인 경우, 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법이 종래 방식보다 1% 정도 높은 전달률 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 중계 노드의 재전송 횟수를 비교한 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 MPR redundancy 방법(ROLSR)에 비해 중계 노드 커버리지가 커질수록 재전송 횟수 증가폭이 적어짐을 확인할 수 있다. 따라서, 중계 노드의 커버리지가 커지면 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법이 재전송 횟수 증가폭이 감소하여 효율적으로 브로드캐스트 패킷을 전송할 수 있는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 중계 노드의 평균 수신 횟수를 비교한 그래프이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 중계 노드의 평균 수신 횟수 성능에서 ROLSR에 근접하는 성능을 나타냄을 알 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법을 적용했을 때와 종래 방식을 적용했을 때의 추가 중계 노드 1개가 수신 횟수에 미치는 영향을 비교한 그래프이다. 이는 종래 OLSR 방법으로 선택되는 중계 노드에 대비하여 중계 노드 1개를 추가 선택했을 때 수신 횟수가 얼마나 향상되는지를 나타낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법은 ROLSR에 비해 추가 선택되는 중계 노드로 인한 수신 횟수 향상이 높다는 것을 알 수 있고, 따라서, 전송 효율이 높아지는 것을 알 수 있다.
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (22)
- 무선 애드혹 네트워크에서 송신 노드가 중계 노드를 통해 수신 노드로 브로드캐스트(Broadcast) 패킷을 전송하는 방법에 있어서,
상기 송신 노드가 2홉 중계 노드의 수신 횟수를 고려하여 1홉 중계 노드를 추가적으로 선택하여 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 전송 방법이,
상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 범위를 정하여 상기 전송 범위에 따라 상기 중계 노드를 선정하는 단계;
상기 선정 단계에서 선정된 1홉 중계 노드 이외에, 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 단계; 및
상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계가,
상기 2홉 중계 노드가 가질 수 있는 수신 기회를 계산하는 단계;
상기 수신 기회에 따라 상기 1홉 중계 노드의 추가 여부를 결정하는 단계; 및
상기 결정 단계에서 상기 1홉 중계 노드를 추가해야 한다고 결정한 경우, 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 중계 노드 선정 단계가,
상기 브로드캐스트 패킷 전송 범위를 정하는 단계;
상기 전송 범위 내에 존재하는 상기 수신 노드 및 상기 중계 노드로부터 상기 브로드캐스트 패킷 중계 정보를 수신하는 단계; 및
상기 중계 정보에 따라 상기 중계 노드를 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 수신 기회 계산 단계가,
상기 2홉 중계 노드로부터 수신 기회 정보를 수신하는 단계; 및
상기 수신 기회 정보를 토대로 2홉 중계 노드의 수신 기회를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계에서,
상기 송신 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드에 의해 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷이 과도하게 전송되는 것을 방지하기 위해, 상기 추가 1홉 중계 노드의 개수를 일정 수 미만으로 제한하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계에서,
상기 송신 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드의 개수를 상기 2홉 중계 노드의 배치 상황과 MAC 계층에서의 충돌 발생 여부를 고려하여 제한하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 송신 노드가
상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계 이후 상기 송신 노드의 2홉 이웃 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함하는 1홉 중계 노드에 의해 모두 커버되었는지 판단하여, 커버되지 않았다면 상기 추가 1홉 중계 노드 선택 단계로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 2홉 이웃 노드가 커버되었는지에 대한 판단이 상기 2홉 이웃 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함하는 1홉 중계 노드에 의해 얼마나 많은 수신 기회(m번)를 갖는지에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 패킷 전송 방법이,
상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드가 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 재전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 방법.
- 무선 애드혹 네트워크에서 송신 노드가 중계 노드를 통해 수신 노드로 브로드캐스트(Broadcast) 패킷을 전송하는 장치에 있어서,
상기 송신 노드가 2홉 중계 노드의 수신 횟수를 고려하여 1홉 중계 노드를 추가적으로 선택하여 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 패킷 전송 장치가,
상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 범위를 정하여 상기 전송 범위에 따라 상기 중계 노드를 선정하는 중계 노드 선정부;
상기 선정 단계에서 선정된 1홉 중계 노드 이외에, 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 추가 1홉 중계 노드 선택부; 및
상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 추가 1홉 중계 노드 선택부가,
상기 2홉 중계 노드가 가질 수 있는 수신 기회를 계산하는 수신 기회 계산부;
상기 수신 기회에 따라 상기 1홉 중계 노드의 추가 여부를 결정하는 추가 여부 결정부; 및
상기 결정 단계에서 상기 1홉 중계 노드를 추가해야 한다고 결정한 경우, 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택하는 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 중계 노드 선정부가,
상기 브로드캐스트 패킷 전송 범위를 정하는 전송 범위 결정부;
상기 전송 범위 내에 존재하는 상기 수신 노드 및 상기 중계 노드로부터 상기 브로드캐스트 패킷 중계 정보를 수신하는 중계 정보 수신부; 및
상기 중계 정보에 따라 상기 중계 노드를 선정하는 선정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서의 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 수신 기회 계산부가,
상기 2홉 중계 노드로부터 수신 기회 정보를 수신하는 기회 정보 수신부; 및
상기 수신 기회 정보를 토대로 2홉 중계 노드의 수신 기회를 계산하는 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 추가 1홉 중계 노드 선택부가,
상기 추가 1홉 중계 노드에 의해 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷이 과도하게 전송되는 것을 방지하기 위해, 상기 추가 1홉 중계 노드의 개수를 일정 수 미만으로 제한하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 16 항에 있어서, 상기 추가 1홉 중계 노드 선택부가,
상기 추가 1홉 중계 노드의 개수를 상기 2홉 중계 노드의 배치 상황과 MAC 계층에서의 충돌 발생 여부를 고려하여 제한하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 추가 1홉 중계 노드 선택부가 상기 추가 1홉 중계 노드를 선택한 후에, 상기 송신 노드의 2홉 이웃 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함하는 1홉 중계 노드에 의해 모두 커버되었는지 판단하여, 커버되지 않았다면 상기 추가 1홉 중계 노드를 더 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 18 항에 있어서,
상기 2홉 이웃 노드가 모두 커버되었는지에 대한 판단이 상기 2홉 이웃 노드가 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함하는 1홉 중계 노드에 의해 얼마나 많은 수신 기회(m번)를 갖는지에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드가 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 전송 장치.
- 무선 애드혹 네트워크에서 송신 노드가 중계 노드를 통해 수신 노드로 브로드캐스트(Broadcast) 패킷을 송수신하는 시스템에 있어서,
상기 송신 노드가 2홉 중계 노드의 수신 횟수를 고려하여 1홉 중계 노드를 추가적으로 선택하여 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템.
- 제 21 항에 있어서, 상기 패킷 송수신 시스템이,
상기 브로드캐스트 패킷을 전송할 범위를 정하여 상기 전송 범위에 따라 상기 중계 노드를 선정하고, 상기 선정된 1홉 중계 노드 이외에 상기 2홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송 가능한 범위 내에 존재하는 1홉 이웃 노드를 추가 1홉 중계 노드로 선택한 후, 상기 추가 1홉 중계 노드를 포함한 1홉 중계 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 전송하는 송신 노드;
상기 송신 노드로부터 상기 브로드캐스트 패킷을 수신하여 상기 수신 노드로 상기 브로드캐스트 패킷을 재전송하는 중계 노드; 및
상기 중계 노드로부터 상기 브로드캐스트 패킷을 수신하는 수신 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 애드혹 네트워크에서 브로드캐스트 패킷 송수신 시스템.
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