KR20210052133A - 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치 - Google Patents

전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치 Download PDF

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Abstract

전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법은, 송신 노드가 수신 노드와 접촉하는 경우, 서로 저장된 메시지 정보를 담고 있는 서머리 벡터(Summary Vector, SV)를 교환하여, 전달 예정인 메시지가 있는지 확인하는 단계; 상기 서머리 벡터의 정보를 기초로 상기 수신 노드의 타입을 보행자, 차량 및 트램 중 하나로 확인하여, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계를 분류하는 단계; 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률을 이용하여, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및 상기 메시지 전달 조건을 만족하는 경우 상기 수신 노드에 메시지를 전송하는 단계;를 포함한다. 이에 따라, PRoPHET 라우팅 프로토콜에서 노드의 특성을 고려하여 더욱 효율적인 메시지 전달이 가능하다.

Description

전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치{DELIVERY METHOD FOR MESSAGE BASED DELAY TOLERANT NETWORK ROUTING PROTOCOL USING CHARACTERISTICS OF FORWARDING NODES, RECORDING MEDIUM AND DEVICE FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메시지 송신 노드와 수신 노드 종단 간 라우팅 경로가 보장되지 않는 PRoPHET(Probabilistic Routing Protocol using the History of Encounters and Transitivity)을 기반으로, 접촉 노드의 이동성, 이동 범위 등의 특성을 추가적으로 활용하여 메시지를 목적지까지 성공적으로 전달하고자 하는 라우팅 프로토콜에 관한 것이다.
지연 허용 네트워크(DTN, Delay Tolerant Network)는 송신 노드와 수신 노드 간 안정된 통신 경로가 존재하는 경우에만 통신이 가능한 기존의 통신 네트워크와 달리 송신 노드와 수신 노드 간 안정된 통신 경로가 존재하지 않는 환경에서도 통신이 가능한 통신 네트워크이다.
이를 위해 지연 허용 네트워크에서는 전송 계층 위에 번들 계층을 정의하여 주위에 통신이 가능한 노드를 만날 때까지 오랜 시간 동안 메시지를 저장할 수 있도록 하였다. 지연 허용 네트워크에서는 전달해야 할 메시지를 가진 노드가 주위 노드와의 기회적인 접촉을 통해 한 홉 떨어진 주위 노드로 메시지를 전달한다.
메시지를 가진 노드는 번들 계층의 도움으로 메시지를 자신의 버퍼에 저장하고 이동하다가 다른 노드와 접촉 시 미리 정의된 전달 조건을 만족하는 경우 메시지를 전달하고, 이러한 메시지 전달 과정을 반복하여 수행함으로써 최종 목적지로 메시지의 전달을 도모한다. 이러한 지연 허용 네트워크에서의 메시지 전달 방식은 통상 저장-운반-전달(Store-carry- forward) 방식이라 한다.
지연 허용 네트워크에서는 다른 노드와 접촉 시 접촉 노드로 메시지를 전달할지를 결정하는 기법이 라우팅 프로토콜의 성능에 가장 큰 영향을 미치며 다양한 기법들이 연구되어 왔다.
가장 간단한 지연 허용 라우팅 프로토콜인 Epidemic 프로토콜에서는 주위 노드와 접촉 시 자신이 가진 메시지를 무조건적으로 전달하는 방식으로 동작이 간단하고 메시지의 확산이 빠르다는 장점이 있으나 메시지가 많이 복사되어 이러한 메시지들을 충분히 수용할 수 있을 만큼 버퍼의 크기가 크지 않은 환경에서는 버퍼 오버플로우(Overflow)로 인한 성능 저하가 발생하는 단점이 있다.
인터넷 표준을 제정하는 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 표준으로 제정된 라우팅 프로토콜인 PRoPHET(Probabilistic Routing Protocol using History of Encounters and Transitivity) 프로토콜에서는 노드 간 과거의 접촉 정보를 이용하여 전달 예측률(Delivery predictability)을 계산하고, 저장된 메시지의 목적지 노드에 대해 접촉 노드가 자신보다 더 큰 전달 예측률을 가지는 경우 메시지를 전달한다.
두 노드 간 전달 예측률은 매 접촉 시마다 그 값이 증가하고 가장 최근에 접촉한 이후 시간이 증가함에 따라 그 값이 지수적으로 감소하는 특성을 가진 값으로 정의된다.
그러나, PRoPHET 프로토콜은 과거의 다른 노드와의 접촉 정보를 이용하여 계산한 전달 예측률 외에 노드의 다른 특성을 고려하지 않고 있기 때문에 제한적인 버퍼 용량에서 성능을 높이는데 한계가 있으며 확률만을 고려한 메시지 복사 과정에서 불필요한 메시지 전송이 발생하게 된다.
이러한 불필요한 메시지의 전송은 전체 네트워크망의 오버헤드(overhead)를 증가시키게 되고 최종적으로는 전체 네트워크의 전달 성공율을 저하시키는 문제를 발생시킨다.
KR 10-1471276 B1 KR 10-2019-0035056 A KR 10-2018-0092943 A
A. Lindgren, A. Doria, E. Davies, and S. Grasic, "Probabilistic routing protocol for intermittently connected networks", IETF RFC 6693, Aug. 2012 D. Y. Seo, Y. W. Chung, "An Efficient Context-aware Opportunistic Routing Protocol", The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 65(12), 2218-2224, Dec. 2016
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법은, 송신 노드가 수신 노드와 접촉하는 경우, 서로 저장된 메시지 정보를 담고 있는 서머리 벡터(Summary Vector, SV)를 교환하여, 전달 예정인 메시지가 있는지 확인하는 단계; 상기 서머리 벡터의 정보를 기초로 상기 수신 노드의 타입을 보행자, 차량 및 트램 중 하나로 확인하여, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계를 분류하는 단계; 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률을 이용하여, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및 상기 메시지 전달 조건을 만족하는 경우 상기 수신 노드에 메시지를 전송하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단하는 단계는, 상기 수신 노드의 전달 예측률을 상기 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률과 비교하여, 상기 설정된 전달 예측률 보다 크거나 같은 경우에 메시지 전달 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계는, 트램과 트램, 트램과 차량, 트램과 보행자, 차량과 트램, 차량과 차량, 차량과 보행자, 보행자와 트램, 보행자와 차량 및 보행자와 보행자의 9가지 관계로 분류될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계의 설정된 전달 예측률은, 각각 0 이상 1 이하의 확률 값인 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 및 P9로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8의 값은 미리 설정되고, 상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 상기 수신 노드가 차량인 경우의 P2, P5, P8 값 보다 낮은 값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 수신 노드가 차량인 경우의 P2, P5, P8 값은 상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값 보다 낮은 값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 0으로 설정되고, 상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값은 1로 설정되고, P9 값은 상기 송신 노드의 전달 예측률로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 송신 노드에 저장된 모든 메시지에 대해 반복적으로 수행할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에는, 상기 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치는, 송신 노드가 수신 노드와 접촉하는 경우, 서로 저장된 메시지 정보를 담고 있는 서머리 벡터(Summary Vector, SV)를 교환하여, 전달 예정인 메시지가 있는지 확인하는 정보 확인부; 상기 서머리 벡터의 정보를 기초로 상기 수신 노드의 타입을 보행자, 차량 및 트램 중 하나로 확인하여, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계를 분류하는 접촉 관계 분류부; 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률을 이용하여, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단하는 메시지 전달 조건 판단부; 및 상기 메시지 전달 조건을 만족하는 경우 상기 수신 노드에 메시지를 전송하는 메시지 전송부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 메시지 전달 조건 판단부는, 상기 수신 노드의 전달 예측률을 상기 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률과 비교하여, 상기 설정된 전달 예측률 보다 크거나 같은 경우에 메시지 전달 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계는, 트램과 트램, 트램과 차량, 트램과 보행자, 차량과 트램, 차량과 차량, 차량과 보행자, 보행자와 트램, 보행자와 차량 및 보행자와 보행자의 9가지 관계로 분류되고, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계의 설정된 전달 예측률은, 각각 0 이상 1 이하의 확률 값인 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 및 P9로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8의 값은 미리 설정되고, 상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 상기 수신 노드가 차량인 경우의 P2, P5, P8 값 보다 낮은 값으로 설정되고, 상기 수신 노드가 차량인 경우의 P2, P5, P8 값은 상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값 보다 낮은 값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 0으로 설정되고, 상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값은 1로 설정되고, P9 값은 상기 송신 노드의 전달 예측률로 설정될 수 있다.
이와 같은 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법에 따르면, 보행자, 차량, 트램 노드로 구성된 지연 허용 네트워크 환경에서 각 노드의 이동성을 고려하여 노드 간 접촉 관계를 구분하고, 메시지 전달 조건을 각 접촉 관계마다 달리 설정해줌으로써 기존 PRoPHET의 전달 예측률과 함께 메시지 전달 조건을 활용하여 정교하고 개선된 전송 효율을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 보행자, 차량 및 트램 노드로 구성된 지연 허용 네트워크 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명에서 송신 노드와 수신 노드와의 접촉 관계에 따른 메시지 전달 조건에 대한 표이다.
도 4는 종래 기술의 프로토콜과 본 발명의 프로토콜의 특성을 비교한 표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명과 종래 기술의 성능 비교를 위해 시뮬레이션에서 가정한 환경에 대한 표이다.
도 7은 본 발명과 종래 기술을 보행자의 버퍼 크기를 변화시키면서 전달률 측면에서 비교한 도표이다.
도 8은 본 발명과 종래 기술을 보행자의 버퍼 크기를 변화시키면서 부하율 측면에서 비교한 도표이다.
도 9는 본 발명과 종래 기술을 보행자의 버퍼 크기를 변화시키면서 전달지연 측면에서 비교한 도표이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 보행자, 차량 및 트램 노드로 구성된 지연 허용 네트워크 환경을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치의 블록도이다.
본 발명은 도 1과 같이 이동하는 노드들, 즉 보행자(pedestrian), 차량(car), 트램(tram) 노드로 구성된 네트워크 환경(1)에서, 메시지 송신 노드와 수신 노드 종단 간 라우팅 경로가 보장되지 않아 중계 노드를 통한 저장-운반-전달(Store-Carry-Forwarding) 방식의 메시지 전달 동작을 사용하는 지연 허용 네트워크(Delay Tolerant Network: DTN)에서 노드 간 과거 접촉 정보를 이용하여 전달 예측률을 계산하고, 이를 노드 간 접촉 시 메시지 전달 조건으로 사용하는 PRoPHET(Probabilistic Routing Protocol using the History of Encounters and Transitivity) 기법을 바탕으로 한다.
본 발명에서는 지연 허용 네트워크의 노드가 보행자(pedestrian), 차량(car), 트램(tram)으로 분류된 환경에서 정해진 경로를 주기적으로 이동하는 트램 노드의 특성과 보행자에 비해 넓은 이동 범위를 보다 빠른 속도로 이동할 수 있는 차량 노드의 특성을 고려하여 성능 향상을 도모하는 전달 노드의 특성을 이용한 효과적인 라우팅 프로토콜을 제안한다.
본 발명에서는 '송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계를 '트램-트램', '트램-차량', '트램-보행자', '차량-트램', '차량-차량', '차량-보행자', '보행자-트램', '보행자-차량', '보행자-보행자' 총 9개로 구분하여 각각의 관계에서 효과적인 메시지 전달 기준을 정의하고 이를 통해 성능 향상을 도모한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치(10, 이하 장치)는 정보 확인부(110), 접촉 관계 분류부(130), 메시지 전달 조건 판단부(150) 및 메시지 전송부(170)를 포함한다.
본 발명의 상기 장치(10)는 API 호출 정당성의 자동검증을 수행하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있으며, 상기 정보 확인부(110), 상기 접촉 관계 분류부(130), 상기 메시지 전달 조건 판단부(150) 및 상기 메시지 전송부(170)의 구성은 상기 장치(10)에서 실행되는 상기 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송을 수행하기 위한 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다.
상기 장치(10)는 별도의 노드이거나 또는 노드의 일부 모듈일 수 있다. 또한, 상기 정보 확인부(110), 상기 접촉 관계 분류부(130), 상기 메시지 전달 조건 판단부(150) 및 상기 메시지 전송부(170)의 구성은 통합 모듈로 형성되거나, 하나 이상의 모듈로 이루어 질 수 있다. 그러나, 이와 반대로 각 구성은 별도의 모듈로 이루어질 수도 있다.
상기 장치(10)는 이동성을 가질 수 있다. 상기 장치(10)는, 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
상기 장치(10)는 운영체제(Operation System; OS), 즉 시스템을 기반으로 다양한 소프트웨어를 실행하거나 제작할 수 있다. 상기 운영체제는 소프트웨어가 장치의 하드웨어를 사용할 수 있도록 하기 위한 시스템 프로그램으로서, 안드로이드 OS, iOS, 윈도우 모바일 OS, 바다 OS, 심비안 OS, 블랙베리 OS 등 모바일 컴퓨터 운영체제 및 윈도우 계열, 리눅스 계열, 유닉스 계열, MAC, AIX, HP-UX 등 컴퓨터 운영체제를 모두 포함할 수 있다.
상기 정보 확인부(110)는 송신 노드가 수신 노드와 접촉하는 경우, 서로 저장된 메시지 정보를 담고 있는 서머리 벡터(Summary Vector, SV)를 교환하여, 전달 예정인 메시지가 있는지 확인한다.
상기 접촉 관계 분류부(130)는 상기 서머리 벡터의 정보를 기초로 상기 수신 노드의 타입을 보행자, 차량 및 트램 중 하나로 확인하여, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계를 분류한다.
상기 송신 노드가 트램인 경우, 상기 수신 노드의 노드 타입에 따라, 두 노드의 관계는 ‘트램-트램', '트램-차량', '트램-보행자'로 분류된다.
상기 송신 노드가 차량인 경우, 상기 수신 노드의 노드 타입에 따라, 두 노드의 관계는 ‘차량-트램', '차량-차량', '차량-보행자'로 분류된다.
상기 송신 노드가 보행자인 경우, 상기 수신 노드의 노드 타입에 따라, 두 노드의 관계는 '보행자-트램', '보행자-차량', '보행자-보행자'로 분류되어, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계는 총 9개로 구분되고 각각의 관계에 따라 메시지 전달 기준이 되는 전달 예측률을 다르게 사용한다.
상기 메시지 전달 조건 판단부(150)는 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률을 이용하여, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단한다.
상기 메시지 전달 조건 판단부(150)는, 상기 수신 노드의 전달 예측률을 상기 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률과 비교하여, 상기 설정된 전달 예측률 보다 크거나 같은 경우에 메시지 전달 조건을 만족하는 것으로 판단한다.
상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따른 전달 예측률은 다음과 같다. P1 내지 P8은 각각 0 이상 1 이하의 확률 값으로 정의된다. 이 중 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8의 값은 미리 설정되고, P9는 PRoPHET 전달 예측률로 다르게 정할 수 있다.
'트램-트램': P1
'트램-차량': P2
'트램-보행자': P3
'차량-트램': P4
'차량-차량': P5
'차량-보행자': P6
'보행자-트램': P7
'보행자-차량': P8
'보행자-보행자': P9
이와 같은 본 발명의 노드 타입 별 메시지 전달 조건을 도 3에 표로 정리하였다. 도 3은 본 발명에서 송신 노드와 수신 노드와의 접촉 관계에 따른 메시지 전달 조건에 대한 표이다.
구체적으로, '송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '트램-트램'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P1 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '트램-차량'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P2 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '트램-보행자'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P3 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '차량-트램'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P4 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '차량-차량'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P5 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '차량-보행자'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P6 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '보행자-트램'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P7 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '보행자-차량'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P8 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '보행자-보행자'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 송신 노드의 전달 예측률 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
일 실시예로서, 수신 노드가 트램인 경우의 메시지 전달 조건으로 사용될 전달 예측률 P1, P4, P7 값은 매우 낮은 값으로 설정하여 메시지 저장 공간이 크고 이동성이 우수한 트램 노드에게 메시지 전송 시 전달 조건을 매우 완화하여 많은 메시지를 저장할 수 있도록 한다.
또한, 수신 노드가 차량인 경우의 메시지 전달 조건으로 사용될 전달 예측률 P2, P5, P8의 값도 낮은 값으로 설정하여 보행자 노드에 비해 이동성이 우수한 차량 노드로의 메시지 전달 조건을 완화하여 보다 많은 메시지를 저장할 수 있도록 한다.
수신 노드가 보행자인 P3, P6의 경우 보행자 노드가 목적지인 경우에만 메시지를 전달하고, 보행자 노드 간 접촉의 경우 P9의 값은 기존 PRoPHET의 전달 예측률의 비교 조건을 사용하여 메시지 전달할 수 있도록 한다.
예를 들어, 상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 0으로 설정되고, 상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값은 1로 설정되고, P9 값은 상기 송신 노드의 전달 예측률로 설정될 수 있다.
이를 통해, 수신 노드가 트램인 경우 항상 메시지를 전송하고, 송신 노드가 트램이고 수신 노드가 차량/보행자인 경우 수신 노드가 목적지 노드인 경우에만 메시지를 전달하는 프로토콜의 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 메시지 전송부(170)는 상기 메시지 전달 조건을 만족하는 경우 상기 수신 노드에 메시지를 전송한다. 이러한 절차를 주어진 접촉 시간 동안 모든 메시지에 대해 수행할 수 있도록 동작한다.
종래 기술[선행기술문헌의 비특허문헌 2: D. Y. Seo, Y. W. Chung, "An Efficient Context-aware Opportunistic Routing Protocol", The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 65(12), 2218-2224, Dec. 2016]에서는 보행자(pedestrian), 차량(car), 트램(tram)으로 분류된 지연 허용 네트워크 환경에서 정해진 경로를 주기적으로 이동하는 트램 노드의 특성을 활용하고 있지만, 보행자와 차량의 특성을 갖게 두어 보행자에 비해 더 넓은 범위 및 고속의 이동을 하는 차량의 특성을 고려하지 못하였다.
본 발명에서는 PRoPHET 프로토콜을 기본 프로토콜로 가정하며 PRoPHET 프로토콜 관련 기존 연구 중 보행자, 차량, 트램으로 구성된 지연 허용 네트워크에서 우수한 버퍼 크기를 가지고 지정된 노선을 주기적으로 이동하는 트램의 특성을 활용한 기존의 연구를 확장하였다.
이를 위해 보행자보다 더 큰 버퍼 크기를 가지고 더 고속으로 넓은 범위를 이동하는 차량의 특성을 추가적으로 고려하는 효과적인 라우팅 프로토콜을 제안하였다.
본 발명에서 제안한 프로토콜에서는 두 노드의 접촉 시 총 4개로 구분된 접촉 노드 간의 관계에 기반한 동작으로 구성된 종래의 기법에 대비하여 총 9개로 구분된 접촉 노드의 관계를 이용하여 각각의 관계에서 효과적인 메시지 전달 기준을 정의하고 이를 통해 성능 향상을 도모하였다.
본 발명에서 제안한 프로토콜에서는 배터리로 동작하는 보행자 단말에 비해 충분한 전원을 가지고 충분한 버퍼 공간을 가질 수 있으며 더 고속으로 넓은 범위를 이동하는 차량의 특성을 고려하여 성능 향상을 도모하였다. 이를 위해 도 3와 같이 보행자와 차량을 분리하여 송신 노드 및 수신 노드가 각각 트램, 차량, 보행자인 경우의 총 9가지 조합을 고려한다.
이후, 수신 노드가 차량인 경우 P2, P5 및 P8의 값을 0과 1 사이의 적절한 값으로 정의하고, 고려하는 메시지의 목적지 노드에 대한 수신 차량인 차량의 전달 예측률이 이 값보다 더 큰 경우 메시지를 전달하도록 한다.
단, 종래 프로토콜과의 공정한 비교를 위해 시뮬레이션 수행 시 트램이 수신 노드인 경우 P1, P4 및 P7의 값은 기존과 동일하게 0으로 가정하였고, 송신 노드가 보행자가 아닌 경우 수신 노드가 보행자인 경우에 해당하는 P3 및 P6의 값은 1로 가정하였다.
이를 통해 수신 노드가 트램인 경우 항상 메시지를 전송하고, 송신 노드가 트램이고 수신 노드가 차량/보행자인 경우 수신 노드가 목적지 노드인 경우에만 메시지를 전달하는 프로토콜의 성능을 향상시키고자 하였다.
도 4는 종래 기술의 프로토콜과 본 발명의 프로토콜의 특성을 비교한 표이다.
도 4를 참조하면, 기존 프로토콜과 본 발명에서 제안한 프로토콜의 특성을 송신 노드 및 수신 노드의 특성 분류, 노드의 버퍼 크기, 고려하는 송신 노드 및 수신 노드의 메시지 전달 조건 조합, 수신 노드가 차량인 경우 메시지 전달 조건의 관점에서 비교한다.
본 발명에서 제안한 프로토콜은 종래 연구에서 동일하게 고려된 차량/보행자의 특성을 좀 더 세분화하여 보행자보다 더 큰 버퍼를 가지는 차량을 고려한다. 이후, 이러한 특성을 효과적으로 반영하기 위해 수신 노드가 차량인 경우와 보행자인 경우 서로 다른 메시지 전달 조건을 가정하여 효과적인 메시지 전달을 도모한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법의 흐름도이다.
본 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법은, 도 2의 장치(10)와 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 2의 장치(10)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법은 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송을 수행하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)에 의해 실행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법은, 송신 노드가 수신 노드와 접촉하는 경우(단계 S10), 서로 저장된 메시지 정보를 담고 있는 서머리 벡터(Summary Vector, SV)를 교환하여, 전달 예정인 메시지가 있는지 확인한다(단계 S20).
상기 서머리 벡터의 정보를 기초로 접촉 노드 간 노드의 타입(보행자, 차량, 트램)을 확인하여 노드 타입에 따른 메시지 전달 조건 비교를 위한 준비 과정을 거친다. 구체적으로, 상기 수신 노드의 타입을 보행자, 차량 및 트램 중 하나로 확인하고(단계 S30), 확인된 수신 노드의 타입을 이용하여 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계를 분류한다(단계 S40).
상기 송신 노드가 트램인 경우, 상기 수신 노드의 노드 타입에 따라, 두 노드의 관계는 ‘트램-트램', '트램-차량', '트램-보행자'로 분류된다.
상기 송신 노드가 차량인 경우, 상기 수신 노드의 노드 타입에 따라, 두 노드의 관계는 ‘차량-트램', '차량-차량', '차량-보행자'로 분류된다.
상기 송신 노드가 보행자인 경우, 상기 수신 노드의 노드 타입에 따라, 두 노드의 관계는 '보행자-트램', '보행자-차량', '보행자-보행자'로 분류되어, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계는 총 9개로 구분되고 각각의 관계에 따라 메시지 전달 기준이 되는 전달 예측률을 다르게 사용한다.
상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률을 이용하여, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단한다(단계 S50).
단계 S50에서는 상기 수신 노드의 전달 예측률을 상기 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률과 비교하여, 상기 설정된 전달 예측률 보다 크거나 같은 경우에 메시지 전달 조건을 만족하는 것으로 판단한다.
상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따른 전달 예측률은 다음과 같다. P1 내지 P8은 각각 0 이상 1 이하의 확률 값으로 정의된다. 이 중 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8의 값은 미리 설정되고, P9는 PRoPHET 전달 예측률로 다르게 정할 수 있다.
'트램-트램': P1
'트램-차량': P2
'트램-보행자': P3
'차량-트램': P4
'차량-차량': P5
'차량-보행자': P6
'보행자-트램': P7
'보행자-차량': P8
'보행자-보행자': P9
이와 같은 본 발명의 노드 타입 별 메시지 전달 조건을 도 3에 표로 정리하였다. 도 3은 본 발명에서 송신 노드와 수신 노드와의 접촉 관계에 따른 메시지 전달 조건에 대한 표이다.
구체적으로, '송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '트램-트램'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P1 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '트램-차량'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P2 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '트램-보행자'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P3 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '차량-트램'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P4 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '차량-차량'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P5 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '차량-보행자'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P6 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '보행자-트램'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P7 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '보행자-차량'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 P8 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
'송신 노드-수신 노드'의 접촉 노드 간 관계가 '보행자-보행자'인 경우, 수신 노드의 전달 예측률이 송신 노드의 전달 예측률 보다 크거나 같을 경우에만 수신 노드에 메시지를 전달한다.
일 실시예로서, 수신 노드가 트램인 경우의 메시지 전달 조건으로 사용될 전달 예측률 P1, P4, P7 값은 매우 낮은 값으로 설정하여 메시지 저장 공간이 크고 이동성이 우수한 트램 노드에게 메시지 전송 시 전달 조건을 매우 완화하여 많은 메시지를 저장할 수 있도록 한다.
또한, 수신 노드가 차량인 경우의 메시지 전달 조건으로 사용될 전달 예측률 P2, P5, P8의 값도 낮은 값으로 설정하여 보행자 노드에 비해 이동성이 우수한 차량 노드로의 메시지 전달 조건을 완화하여 보다 많은 메시지를 저장할 수 있도록 한다.
수신 노드가 보행자인 P3, P6의 경우 보행자 노드가 목적지인 경우에만 메시지를 전달하고, 보행자 노드 간 접촉의 경우 P9의 값은 기존 PRoPHET의 전달 예측률의 비교 조건을 사용하여 메시지 전달할 수 있도록 한다.
예를 들어, 상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 0으로 설정되고, 상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값은 1로 설정되고, P9 값은 상기 송신 노드의 전달 예측률로 설정될 수 있다.
이를 통해, 수신 노드가 트램인 경우 항상 메시지를 전송하고, 송신 노드가 트램이고 수신 노드가 차량/보행자인 경우 수신 노드가 목적지 노드인 경우에만 메시지를 전달하는 프로토콜의 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 메시지 전달 조건을 만족하는 경우 상기 수신 노드에 메시지를 전송한다(단계 S60).
이러한 절차를 주어진 접촉 시간 동안 모든 메시지에 대해 수행할 수 있도록 동작하게 한다(단계 S70 및 단계 S80).
본 발명이 제안한 프로토콜의 성능을 상세히 분석하기 위해 지연 허용 네트워크와 같은 기회적 네트워크 환경을 위한 시뮬레이터로 널리 사용되고 있는 ONE(Opportunistic Network Environment) 시뮬레이터[The Opportunistic Network Environment Simulator, http://www.netlab.tkk.fi/tutkimus/dtn/theone/(accessed: Sep. 16, 2019)] 및 [A. Keranen, J. Ott, and T. Karkkainen, "The ONE Simulator for DTN Protocol Evaluation", Proceedings of International Conference on Simulation Tools and Techniques, Rome, Italy, Article No. 55:1-10, Mar. 2009]를 사용하여 아래의 수학식 1 내지 수학식 3에서 정의된 전달률, 부하율, 전달지연을 분석하였다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
[수학식 3]
Figure pat00003
본 시뮬레이션에서는 제안 프로토콜(Proposed)과 종래 프로토콜 [선행기술문헌의 비특허문헌 2: D. Y. Seo, Y. W. Chung, "An Efficient Context-aware Opportunistic Routing Protocol", The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 65(12), 2218-2224, Dec. 2016]과의 공정한 비교를 위해 도 6과 같이 기존 프로토콜에서 사용한 것과 동일한 시뮬레이션 환경을 가정하였다.
다만, 전원을 공급받아 보행자 단말에 비해 우수한 버퍼 공간을 운용할 수 있는 차량의 특성을 반영한 제안 프로토콜의 성능 분석 시뮬레이션을 위해 기존 연구의 보행자 단말의 버퍼 크기와 동일하게 10Mbytes ~ 100Mbytes로 설정한 차량의 버퍼 크기는 제안 프로토콜 및 기존 프로토콜 모두에서 500Mbytes로 설정하였다.
도 7은 보행자의 버퍼 크기를 10Mbytes에서 100Mbytes까지 10Mbytes의 단위로 변화시키면서 전달률을 비교한 그래프이다. 본 발명에서 제안된 프로토콜은 P2, P5, P8의 값을 0, 0.4, 08로 다양하게 변화시킨 상황에서 기존 프로토콜에 비해 항상 우수한 성능을 가지며 최대 약 2.4% 정도 우수한 성능을 가지는 것을 확인할 수 있다.
이는, 보행자와 차량의 특성을 동일하게 가정하여 송신 노드가 트램인 경우 차량이 목적지 노드인 경우에만 메시지를 수신하는 기존 프로토콜에 비해 제안 프로토콜에서는 차량의 경우 목적지 노드인 경우 이외에도 미리 설정한 P2, P5, P8보다 전달 예측률이 더 큰 경우 메시지를 수신하게 함으로써 메시지의 확산을 적절히 도모할 수 있고 이를 통해 메시지의 효과적으로 전달할 수 있기 때문이다.
도 8은 보행자의 버퍼 크기를 10Mbytes에서 100Mbytes까지 10Mbytes의 단위로 변화시키면서 부하율을 비교한 그래프이다. 본 발명에서 제안한 프로토콜은 P2, P5, P8의 값을 0, 0.4, 08로 다양하게 변화시킨 상황에서 기존 프로토콜에 비해 차량이 수신 노드인 경우 전달된 메시지의 수는 증가하지만 전달된 메시지의 수가 상대적으로 증가하여 수학식 2에서 유추하여 볼 수 있는 것처럼 제안 프로토콜에 비해 다양한 P2, P5, P8의 값에 상관없이 항상 우수한 성능을 가지며 최대 17.5% 정도 더 적은 부하율을 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 보행자의 버퍼 크기를 10Mbytes에서 100Mbytes까지 10Mbytes의 단위로 변화시키면서 전달지연을 비교한 그래프이다. 본 발명에서 제안한 프로토콜은 이동 속도 및 이동 범위가 보행자보다 더 큰 차량에게 더 많은 메시지를 전달하여 줌으로써 다양한 P2, P5, P8의 값에 상관없이 기존 프로토콜에 비해 항상 우수한 성능을 가지며 최대 4.9% 적은 전달지연을 가지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 모든 프로토콜에서 전달지연은 보행자의 버퍼의 크기가 증가함에 따라 오버플로우 되는 메시지가 줄어들어 전달지연 또한 감소하는 것을 확인할 수 있다.
본 발명에서는 보행자보다 더 큰 버퍼 크기를 가지고 더 고속으로 넓은 범위를 이동하는 차량의 특성을 고려하여 성능 향상을 도모하는 전달 노드의 특성을 이용한 효과적인 라우팅 프로토콜을 제안하고 그 성능을 분석하였다.
성능 분석 결과 본 발명에서 제안한 프로토콜은 수신 노드의 메시지 전달 기준을 차량과 보행자 노드와 구분하여 차량 노드의 이동성을 효율적으로 활용함으로써 기존 프로토콜에 비해 최대 2.4% 향상된 메시지 전달율, 최대 17.5% 적은 부하율 및 최대 4.9% 적은 전달 지연을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
상기 성능 분석 결과를 통해 다양한 노드로 구성된 지연 허용 네트워크 환경에서는 노드의 이동 범위, 이동 경로, 이동 속도 등 다양한 노드의 특성을 효과적으로 고려한 각 노드의 특성에 맞는 메시지 전달 조건을 설정함으로써 성능을 효과적으로 개선할 수 있음을 검증하였다.
이와 같은, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 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.
본 발명은 메시지 중계 노드들의 서로 다른 특성을 고려한 효과적인 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜을 제안한다. 이를 위해 보행자, 차량, 트램과 같은 메시지 중계 노드로 구성된 제안 프로토콜에서는 보행자보다 더 큰 버퍼 크기를 가지고 고속으로 넓은 범위를 이동하는 차량의 특성을 효과적으로 이용한다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석 결과 본 발명에서 제안하는 프로토콜은 기존 프로토콜보다 최대 2.4% 향상된 전달률, 최대 17.5% 감소된 부하율, 최대 4.9% 감소된 전달지연을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이에, 소스 노드와 목적지 노드 간 안정된 종단 간 통신 경로가 존재하지 않는 환경에서 효율적으로 메시지를 전달할 수 있으므로, 데이터 전송이 필요한 정보 통신 분야에 유용하게 적용될 수 있다.
10: 전달 노드의 특성을 이용한 PRoPHET 기반의 메시지 전송 장치
110: 정보 확인부
130: 접촉 관계 분류부
150: 메시지 전달 조건 판단부
170: 메시지 전송부

Claims (13)

  1. 송신 노드가 수신 노드와 접촉하는 경우, 서로 저장된 메시지 정보를 담고 있는 서머리 벡터(Summary Vector, SV)를 교환하여, 전달 예정인 메시지가 있는지 확인하는 단계;
    상기 서머리 벡터의 정보를 기초로 상기 수신 노드의 타입을 보행자, 차량 및 트램 중 하나로 확인하여, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계를 분류하는 단계;
    상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률을 이용하여, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및
    상기 메시지 전달 조건을 만족하는 경우 상기 수신 노드에 메시지를 전송하는 단계;를 포함하는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단하는 단계는,
    상기 수신 노드의 전달 예측률을 상기 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률과 비교하여, 상기 설정된 전달 예측률 보다 크거나 같은 경우에 메시지 전달 조건을 만족하는 것으로 판단하는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계는, 트램과 트램, 트램과 차량, 트램과 보행자, 차량과 트램, 차량과 차량, 차량과 보행자, 보행자와 트램, 보행자와 차량 및 보행자와 보행자의 9가지 관계로 분류되고,
    상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계의 설정된 전달 예측률은, 각각 0 이상 1 이하의 확률 값인 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 및 P9로 설정되는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8의 값은 미리 설정되고,
    상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 상기 수신 노드가 차량인 경우의 P2, P5, P8 값 보다 낮은 값으로 설정되는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수신 노드가 차량인 경우의 P2, P5, P8 값은 상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값 보다 낮은 값으로 설정되는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 0으로 설정되고,
    상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값은 1로 설정되고, P9 값은 상기 송신 노드의 전달 예측률로 설정되는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송신 노드에 저장된 모든 메시지에 대해 반복적으로 수행하는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체.
  9. 송신 노드가 수신 노드와 접촉하는 경우, 서로 저장된 메시지 정보를 담고 있는 서머리 벡터(Summary Vector, SV)를 교환하여, 전달 예정인 메시지가 있는지 확인하는 정보 확인부;
    상기 서머리 벡터의 정보를 기초로 상기 수신 노드의 타입을 보행자, 차량 및 트램 중 하나로 확인하여, 상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계를 분류하는 접촉 관계 분류부;
    상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률을 이용하여, 상기 수신 노드로의 메시지 전달 조건을 만족하는지 판단하는 메시지 전달 조건 판단부; 및
    상기 메시지 전달 조건을 만족하는 경우 상기 수신 노드에 메시지를 전송하는 메시지 전송부;를 포함하는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 메시지 전달 조건 판단부는,
    상기 수신 노드의 전달 예측률을 상기 접촉 관계에 따라 서로 다르게 설정된 전달 예측률과 비교하여, 상기 설정된 전달 예측률 보다 크거나 같은 경우에 메시지 전달 조건을 만족하는 것으로 판단하는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계는,
    트램과 트램, 트램과 차량, 트램과 보행자, 차량과 트램, 차량과 차량, 차량과 보행자, 보행자와 트램, 보행자와 차량 및 보행자와 보행자의 9가지 관계로 분류되고,
    상기 송신 노드와 상기 수신 노드와의 접촉 관계의 설정된 전달 예측률은, 각각 0 이상 1 이하의 확률 값인 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 및 P9로 설정되는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8의 값은 미리 설정되고,
    상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 상기 수신 노드가 차량인 경우의 P2, P5, P8 값 보다 낮은 값으로 설정되고,
    상기 수신 노드가 차량인 경우의 P2, P5, P8 값은 상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값 보다 낮은 값으로 설정되는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수신 노드가 트램인 경우의 P1, P4, P7 값은 0으로 설정되고,
    상기 수신 노드가 보행자인 경우의 P3, P6 값은 1로 설정되고, P9 값은 상기 송신 노드의 전달 예측률로 설정되는, 전달 노드의 특성을 이용한 지연 허용 네트워크 라우팅 프로토콜 기반의 메시지 전송 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114035021A (zh) * 2021-10-08 2022-02-11 北京航空航天大学 基于EEMD-Prophet的电路故障预测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101341345B1 (ko) * 2012-09-28 2013-12-16 (주)텔레필드 패킷의 특성을 고려한 지연 허용 네트워크에서의 메시지 전송장치 및 방법
KR101471276B1 (ko) 2013-02-19 2014-12-11 연세대학교 산학협력단 지연 허용 네트워크에서의 이동 노드 및 이의 데이터 전달 방법과 이에 관한 기록매체
KR101546759B1 (ko) * 2014-08-22 2015-08-24 숭실대학교산학협력단 지연 허용 네트워크에서 메시지 복사 횟수에 기반한 메시지 전달 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치
KR101765416B1 (ko) * 2016-03-16 2017-08-07 숭실대학교산학협력단 상황 정보 기반 기회적 전송을 통한 지연 허용 네트워크에서의 메시지 전달 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치
KR20180092943A (ko) 2015-11-19 2018-08-20 베니암, 인크. 자율주행 차량을 포함하는 움직이는 사물의 지연 허용 네트워크
KR20190035056A (ko) 2017-09-26 2019-04-03 한양대학교 산학협력단 이동체 기기 및 이의 데이터 전송 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101341345B1 (ko) * 2012-09-28 2013-12-16 (주)텔레필드 패킷의 특성을 고려한 지연 허용 네트워크에서의 메시지 전송장치 및 방법
KR101471276B1 (ko) 2013-02-19 2014-12-11 연세대학교 산학협력단 지연 허용 네트워크에서의 이동 노드 및 이의 데이터 전달 방법과 이에 관한 기록매체
KR101546759B1 (ko) * 2014-08-22 2015-08-24 숭실대학교산학협력단 지연 허용 네트워크에서 메시지 복사 횟수에 기반한 메시지 전달 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치
KR20180092943A (ko) 2015-11-19 2018-08-20 베니암, 인크. 자율주행 차량을 포함하는 움직이는 사물의 지연 허용 네트워크
KR101765416B1 (ko) * 2016-03-16 2017-08-07 숭실대학교산학협력단 상황 정보 기반 기회적 전송을 통한 지연 허용 네트워크에서의 메시지 전달 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치
KR20190035056A (ko) 2017-09-26 2019-04-03 한양대학교 산학협력단 이동체 기기 및 이의 데이터 전송 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. Lindgren, A. Doria, E. Davies, and S. Grasic, "Probabilistic routing protocol for intermittently connected networks", IETF RFC 6693, Aug. 2012
D. Y. Seo, Y. W. Chung, "An Efficient Context-aware Opportunistic Routing Protocol", The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 65(12), 2218-2224, Dec. 2016

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114035021A (zh) * 2021-10-08 2022-02-11 北京航空航天大学 基于EEMD-Prophet的电路故障预测方法

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