KR101752601B1 - Routing path setup method for reliable data delivery in uav ad-hoc networks - Google Patents
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Abstract
일 실시예에 따른 무인 비행체간 에드혹 네트워크에서 데이터 전달을 위한 라우팅 경로 설정 방법은, 소스 노드로부터 목적지 노드로 데이터 전달 경로의 탐색을 위한 경로 요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계; 상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계; 상기 경로 요청 패킷을 목적지 노드가 수신함에 따라 기 설정된 시간동안 또 다른 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신하는 단계; 상기 목적지 노드가 상기 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계; 및 상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 단계를 포함할 수 있다. A routing path establishment method for data transfer in an unmanned ad hoc network according to an embodiment includes broadcasting a route request packet for searching a data transfer path from a source node to a destination node; Re-broadcasting the route request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the route request packet transmitted from the source node; Receiving another plurality of route request packets for a predetermined time as the destination node receives the route request packet; The destination node determining an optimal path based on the plurality of path request packets and unicasting the path response packet to the source-direction preceding node; And starting data transmission from the source node as the path response packet is delivered to the source node via the directional antenna.
Description
아래의 설명은 무인 비행체(UAV)간 에드혹 네트워크를 구성하여 데이터를 원하는 비행체에 전달하기 위한 경로를 설정하는 것으로, 더욱 상세하게는 비행하는 인접 비행체와의 예상되는 연결 설정시간 및 비행 위험도를 고려하여 최적의 경로를 결정하는 방법에 관한 것이다.
In the following description, an ad hoc network between unmanned aerial vehicles (UAVs) is constructed to set up a path for transferring data to a desired air vehicle. More specifically, the estimated connection time and the risk of flying with the adjacent air vehicle are considered Thereby determining an optimal path.
상업용 드론 이나 군사용 무인 비행체를 포함하는 광범위한 UAV 응용에서 드론 간의 정보 전달에 있어 정보의 소소에서 정보의 종단점 간에 직접 통신이 불가능할 경우 복수개의 UAV를 이용한 릴레이를 이용하는 에드혹 네트워크가 필요하게 된다.In a wide range of UAV applications, including commercial drones and military unmanned aerial vehicles, if there is no direct communication between the endpoints of the information at the source of information in the transfer of information between the drones, an ad hoc network using relays using multiple UAVs will be required.
무인 비행체 에드혹 네트워크의 라우팅 경로 설정에 있어 빠른 비행체의 이동과 이에 따른 잦은 경로 단절은 비행체 간의 데이터 통신 재설정 오버헤드를 증가시키므로 데이터 전송의 품질을 떨어뜨리게 된다.In the routing path of the unmanned aerial vehicle network, the rapid movement of the aircraft and frequent route disconnection increases the data communication overhead due to the increase of the data communication re - establishment overhead.
또한, 전 방향으로 방사되는 옵니디렉션날 안테나를 이용한 경로 설정 프로토콜은 상대적으로 작은 전파 반경을 갖게 되어 비행체 이동에 따른 안정정인 경로 유지를 어렵게 한다. In addition, the routing protocol using the omnidirectional antenna that radiates in all directions has a relatively small propagation radius, which makes it difficult to maintain a stable path according to the movement of the moving object.
따라서 효율적인 무인 비행체 에드혹 네트워크의 데이터 경로 설정을 위하여 지향성 안테나를 이용한 경로 설정 프로토콜과 이동체의 움직임을 예측하여 경로 단절 예측시간을 고려한 최적 경로 설정 방법이 필요하다.
Therefore, in order to establish the data path of an efficient unmanned aerial vehicle ad hoc network, there is a need for a route setting protocol using a directional antenna and an optimal path setting method considering the movement discontinuity prediction time.
본 발명은 무인 비행체간 데이터 전송을 위한 라우팅 경로 설정 방법 및 시스템을 제공할 수 있다. The present invention can provide a routing path setting method and system for data transmission between unmanned aerial vehicles.
또한, 본 발명은 라우팅 경로 설정에서 이동체의 빠른 움직임 상황에서도 오랫동안 경로가 유지될 수 있도록 제공함으로써 경로를 재설정함에 따른 오버헤드를 줄이는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide a method and system for reducing the overhead due to path reestablishment by providing a route for a long time even in a fast moving situation of a moving object in a routing path setting.
또한, 본 발명은 위치 및 이동정보를 활용하여 전파 반경을 넓힘으로써 경로의 신뢰성을 향상시키는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다. Further, the present invention can provide a method and system for improving the reliability of a path by widening the radio wave radius by utilizing position and movement information.
또한, 본 발명은 경로 재설정 시에 실제 경로의 단절 이전에 자동으로 적절한 재설정 시점을 결정하여 데이터 전송과 동시에 경로 재설정을 수행함으로써 경로 단절로 인한 데이터 전송 중단을 줄이는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a method and system for reducing an interruption of data transmission due to a path disconnection by determining an appropriate reconfiguration time automatically before disconnection of an actual path at the time of path reconfiguration and performing path reconfiguration at the same time as data transmission.
또한, 본 발명은 경로 재설정 시에 목적지 노드로의 경로 요청 브로드캐스팅의 범위를 줄임으로써 경로 재설정 오버헤드를 줄이는 방범 및 시스템을 제공할 수 있다.
In addition, the present invention can provide a crime prevention and system for reducing the path re-setting overhead by reducing the range of the path request broadcasting to the destination node at the time of path re-setting.
일 실시예에 따르면, 무인 비행체간 에드혹 네트워크에서 데이터 전달을 위한 라우팅 경로 설정 방법은, 소스 노드로부터 목적지 노드로 데이터 전달 경로의 탐색을 위한 경로 요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계; 상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계; 상기 경로 요청 패킷을 목적지 노드가 수신함에 따라 기 설정된 시간동안 또 다른 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신하는 단계; 상기 목적지 노드가 상기 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계; 및 상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, a routing path establishment method for data delivery in an unmanned ad hoc network includes: broadcasting a route request packet for searching a data delivery path from a source node to a destination node; Re-broadcasting the route request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the route request packet transmitted from the source node; Receiving another plurality of route request packets for a predetermined time as the destination node receives the route request packet; The destination node determining an optimal path based on the plurality of path request packets and unicasting the path response packet to the source-direction preceding node; And starting data transmission from the source node as the path response packet is delivered to the source node via the directional antenna.
일측에 따르면, 상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계는, 상기 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 소스 노드와 링크의 연결이 유지되는 최대 연결 기대 시간을 계산하고, 상기 소스 노드 및 상기 릴레이 노드간 지향성 안테나를 사용할 경우의 상기 소스 노드 및 상기 릴레이 노드의 현재 위치를 3차원 이동 속도를 고려하여 상기 최대 연결 기대 시간을 계산한 후, 상기 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 경로 요청 패킷에 존재하는 정보를 이용하여 수신된 경로의 유틸리티 값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the step of re-broadcasting the route request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the route request packet transmitted from the source node includes the steps of: Calculating a maximum connection expectation time at which a connection between the source node and the relay node is maintained and calculating a current position of the source node and the relay node when the directional antenna between the source node and the relay node is used, And calculating a utility value of the received path by using the information existing in the route request packet by the relay node receiving the route request packet after calculating the expected time.
또 다른 일측에 따르면, 상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계는, 상기 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 노드의 역방향 테이블에 기록되어 있는 유틸리티 값이 존재함에 따라 새로운 경로 요청 패킷으로부터 계산된 값이 상기 역방향 테이블의 유틸리티 값보다 클 경우, 상기 역방향 테이블의 유틸리티 값을 상기 새로운 경로 요청 패킷의 정보에 기반하여 업데이트하고, 상기 역방향 테이블의 유틸리티 값이 존재하지 않는 경우, 상기 새로운 경로 요청 패킷에 기반하여 역방향 테이블을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the step of re-broadcasting the path request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the path request packet transmitted from the source node includes the steps of: When a value calculated from a new route request packet is greater than a utility value of the reverse table according to the presence of a utility value recorded in the reverse table of the node, the utility value of the reverse table is calculated based on the information of the new route request packet And generating a reverse table based on the new route request packet when the utility value of the reverse table does not exist.
또 다른 일측에 따르면, 상기 목적지 노드가 상기 수신한 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계는, 상기 목적지 노드에서 최적경로 결정 후 상기 소스 노드로 상기 경로 응답 패킷을 전송함에 있어서, 상기 목적지 노드 및 릴레이 노드들의 역방향 테이블을 이용하여 상기 경로 응답 패킷의 수신 시점에서의 상기 소스방향 이전 노드의 현재 위치를 추정하고 지향성 안테나를 통해 정해진 각도로 상기 경로 응답 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the destination node determines an optimal path based on the received plurality of path request packets and unicasts the path response packet to the source direction preceding node, The method of
또 다른 일측에 따르면, 상기 목적지 노드가 상기 수신한 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계는, 상기 경로 응답 패킷을 송신한 노드의 3차원 위치 정보 및 속도 정보에 기반하여 상기 경로 응답 패킷을 전송하고, 상기 경로 응답 패킷을 수신한 상기 릴레이 노드가 상기 경로 응답 패킷에 포함된 상기 경로 응답 패킷을 송신하는 노드의 정보에 기초하여 순방향 테이블의 정보를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the destination node determines an optimal path based on the received plurality of path request packets and unicasts the path response packet to the source direction preceding node, Based on the information of the node that transmits the path response packet included in the path response packet, the relay node, which has received the path response packet, transmits the path response packet based on the three- And updating the information of the forward table.
또 다른 일측에 따르면, 상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 단계는, 상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로부터의 상기 경로 응답 패킷의 정보를 이용하여 예상 경로 단절 예산 시간 이전에 경로 재설정을 수행하기 위한 재설정 타이머를 운용하여 타이머 값을 계산하고, 상기 타이머 값이 종료된 경우 현재 시점에서의 목적지 노드의 예상 위치를 중심으로 미리 결정된 각도를 갖는 지향성 안테나를 이용하여 경로 재설정 요청 패킷을 송신하고, 상기 릴레이 노드가 상기 목적지 노드의 예상 위치로 지향성 안테나를 이용하여 상기 경로 재설정 요청 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect, the step of starting data transmission from the source node as the path response packet is communicated to the source node via the directional antenna may comprise: receiving the information of the path response packet from the destination node A reset timer for performing a route reset before the expected route cut-off budget time is operated to calculate a timer value, and when the timer value is ended, the reset timer is set to a predetermined angle around the predicted position of the destination node at the current time Transmitting a route reset request packet using the directional antenna and transmitting the route reset request packet using the directional antenna to the expected position of the destination node by the relay node.
일 실시예에 따르면, 무인 비행체간 에드혹 네트워크에서 데이터 전달을 위한 라우팅 경로 설정 시스템은, 소스 노드로부터 목적지 노드로 데이터 전달 경로의 탐색을 위한 경로 요청 패킷을 브로드캐스팅하는 제1 브로드캐스팅부; 상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 제2 브로드캐스팅부; 상기 경로 요청 패킷을 목적지 노드가 수신함에 따라 기 설정된 시간동안 또 다른 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신하는 수신부; 상기 목적지 노드가 상기 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 유니캐스팅부; 및 상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 데이터 전송부를 포함할 수 있다.
According to an embodiment, a routing path setting system for data transfer in an unmanned ad hoc network includes a first broadcasting unit for broadcasting a path request packet for searching a data transfer path from a source node to a destination node; A second broadcasting unit for re-broadcasting the path request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the path request packet transmitted from the source node; A receiving unit for receiving another plurality of route request packets for a predetermined time according to the destination node receiving the route request packet; A unicasting unit for the destination node to determine an optimal path based on the plurality of path request packets and to unicast the path response packet to the source direction preceding node; And a data transmission unit for starting data transmission from the source node as the path response packet is transmitted to the source node through the directional antenna.
본 발명은 목적지 노드에서 소스 노드로의 경로 응답 패킷을 전송함에 있어서, 인접 비행체의 예측된 위치로 지향성 안테나를 이용하여 경로 응답 패킷을 전송함으로써 보다 신뢰성 있는 경로 정보의 전송을 가능하게 한다. In transmitting the path response packet from the destination node to the source node, the path response packet is transmitted using the directional antenna at the predicted position of the neighboring vehicle, thereby enabling more reliable transmission of the path information.
또한, 본 발명은 라우팅 경로를 설정함에 있어서, 이동체의 빠른 움직임 상황에서도 오랫동안 경로가 유지될 수 있도록 제공함으로써 경로를 재설정하는데 오버헤드를 줄일 수 있다.
In addition, in setting the routing path, the present invention can reduce the overhead for reestablishing the path by providing the path for a long time even in the fast moving state of the moving object.
도 1은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 무인비행체(UAV)간 데이터 전달을 위한 에드혹 네트워크 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 경로 탐색을 수행하는 릴레이 노드에서 송신되는 경로요청 패킷의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 경로 요청 패킷을 수신한 노드가 경로 요청 패킷을 송신한 노드와의 최대 연결시간을 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 경로 요청 패킷을 수신한 노드가 생성한 소스 노드로의 역방향 테이블을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 지향성 안테나를 이용하여 경로 응답 패킷을 전달하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 경로 응답 패킷을 수신한 노드가 작성하는 목적지 노드로의 순방향 테이블을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 목적지 노드 및 소스 노드로의 경로에 따른 릴레이 노드에서 송신되는 경로 응답 패킷의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 소스 노드에서의 경로 재설정을 위한 경로 재설정 요청 패킷의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 경로 재설정 요청 패킷의 전송 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a routing path setting system according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating an ad hoc network configuration for data transfer between UAVs according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a format of a route request packet transmitted from a relay node performing a route search between a source node and a destination node in a routing path setting system according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram for explaining a process of calculating a maximum connection time between a node that has received a route request packet and a node that has transmitted a route request packet in the routing path configuration system according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram illustrating a reverse table to a source node generated by a node receiving a route request packet in a routing path setting system according to an exemplary embodiment.
6 is a diagram for explaining a process of transmitting a path response packet using a directional antenna in a routing path setting system according to an embodiment.
7 is a diagram illustrating a forward table to a destination node created by a node that has received a route response packet in the routing path setting system according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram illustrating a format of a path response packet transmitted from a relay node according to a path from a routing path setup system according to an embodiment to a destination node and a source node.
9 is a diagram illustrating a format of a path reset request packet for path reset at a source node in a routing path setting system according to an embodiment.
10 is a diagram for explaining an example of transmission of a path reset request packet in a routing path setting system according to an embodiment.
이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 무인 비행체 에드혹 네트워크에서 최적 경로 설정 방법을 상세히 설명한다.
Hereinafter, an optimal path setting method in an unmanned aerial vehicle ad hoc network will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템은 무인비행체(UAV)의 3차원 위치 정보를 측정할 수 있는 GPS(Global Positioning System) 기능을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 무인비행체에 따른 각 시점에서의 x, y, z 방향으로의 평균 속도를 측정하여 향후 방향별 이동 속도를 추정하거나 과거의 평균 이동속도를 계산할 수 있다. The routing path setting system according to the embodiment may include a Global Positioning System (GPS) function capable of measuring three-dimensional position information of a UAV. Also, it is possible to estimate the moving speed of each direction or to calculate the average moving speed in the past by measuring the average speed in the x, y, and z directions at each viewpoint according to each unmanned aerial vehicle.
아래의 실시예에서는 무인 비행체간 에드혹 네트워크를 구성하여 데이터를 원하는 비행체에 전달하기 위한 경로를 설정하는 것으로, 인접 비행체와의 예상되는 연결 설정시간 및 비행 위험도를 고려하여 최적의 경로를 결정하는 방법을 설명하기로 한다. 더욱 상세하게는, 라우팅 경로 설정 시스템은 최적의 경로를 설정하기 위하여 인접 비행체의 위치정보, 예측이동 속도정보, 경로의 최소 단절 예측 시간, 경로 위험도 등을 계산하여 저장하고, 종단점에서 이를 기반으로 UAV 에드혹 통신을 위한 최적의 경로를 결정하는 방법을 설명하기로 한다.In the following embodiments, an ad hoc network between unmanned aerial vehicles is constructed to set up a path for transferring data to a desired air vehicle, and a method for determining an optimal path considering the expected connection setting time and the risk of flight with an adjacent air vehicle Will be described. More specifically, the routing path setting system calculates and stores the position information of the neighboring vehicle, the predicted moving speed information, the minimum disconnection prediction time of the route, the route risk, and the like in order to set an optimal route. A method for determining an optimal path for the ad hoc communication will be described.
도 1은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a routing path setting system according to an embodiment.
라우팅 경로 설정 시스템(100)은 무인 비행체간 에드혹 네트워크에서 데이터 전달을 위한 라우팅 경로를 설정하기 위한 것으로, 제1 브로드캐스팅부(110), 제2 브로드캐스팅부(120), 수신부(130), 유니캐스팅부(140) 및 데이터 전송부(150)를 포함할 수 있다. The routing
제1 브로드캐스팅부(110)는 소스 노드로부터 목적지 노드로 데이터 전달 경로의 탐색을 위한 경로 요청 패킷을 브로드캐스팅할 수 있다. The
제2 브로드캐스팅부(120)는 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅할 수 있다. 제2 브로드캐스팅부(120)는 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 소스 노드와 링크의 연결이 유지되는 최대 연결 기대 시간을 계산하고, 소스 노드 및 상기 릴레이 노드간 지향성 안테나를 사용할 경우의 소스 노드 및 릴레이 노드의 현재 위치를 3차원 이동 속도를 고려하여 최대 연결 기대 시간을 계산한 후, 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 경로 요청 패킷에 존재하는 정보를 이용하여 수신된 경로의 유틸리티 값을 계산할 수 있다. The
제2 브로드캐스팅부(120)는 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 노드의 역방향 테이블에 기록되어 있는 유틸리티 값이 존재함에 따라 새로운 경로 요청 패킷으로부터 계산된 값이 상기 역방향 테이블의 유틸리티 값보다 클 경우, 역방향 테이블의 유틸리티 값을 새로운 경로 요청 패킷의 정보에 기반하여 업데이트하고, 역방향 테이블의 유틸리티 값이 존재하지 않는 경우, 새로운 경로 요청 패킷에 기반하여 역방향 테이블을 생성할 수 있다. The
수신부(130)는 경로 요청 패킷을 목적지 노드가 수신함에 따라 기 설정된 시간동안 또 다른 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신할 수 있다. The
유니캐스팅부(140)는 목적지 노드가 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅할 수 있다. 유니캐스팅부(140)는 목적지 노드에서 최적경로 결정 후 소스 노드로 상기 경로 응답 패킷을 전송함에 있어서, 목적지 노드 및 릴레이 노드들의 역방향 테이블을 이용하여 경로 응답 패킷의 수신 시점에서의 소스방향 이전 노드의 현재 위치를 추정하고 지향성 안테나를 통해 정해진 각도로 경로 응답 패킷을 전송할 수 있다. 유니캐스팅부(140)는 경로 응답 패킷을 송신하는 노드의 3차원 위치 정보 및 속도 정보에 기반하여 경로 응답 패킷을 전송하고, 경로 응답 패킷을 수신한 릴레이 노드가 경로 응답 패킷에 포함된 경로 응답 패킷을 송신하는 노드의 정보에 기초하여 순방향 테이블의 정보를 갱신할 수 있다. The unicasting
데이터 전송부(150)는 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 소스 노드에 전달됨에 따라 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작될 수 있다. 데이터 전송부(150)는 소스 노드가 목적지 노드로부터의 경로 응답 패킷의 정보를 이용하여 예상 경로 단절 예산 시간 이전에 경로 재설정을 수행하기 위한 재설정 타이머를 운용하여 타이머 값을 계산하고, 타이머 값이 종료된 경우 현재 시점에서의 목적지 노드의 예상 위치를 중심으로 미리 결정된 각도를 갖는 지향성 안테나를 이용하여 경로 재설정 요청 패킷을 송신하고, 릴레이 노드가 목적지 노드의 예상 위치로 지향성 안테나를 이용하여 경로 재설정 요청 패킷을 전송할 수 있다. The
도 2는 일 실시예에 따른 무인비행체(UAV)간 데이터 전달을 위한 에드혹 네트워크 구성을 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating an ad hoc network configuration for data transfer between UAVs according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 무인비행체(UAV) 에드혹 네트워크 구조를 나타낸 것으로, 데이터 전송을 희망하는 소스 노드(201)와 데이터의 종단점인 목적지 노드(203), 소드 노드(201)로부터 목적지 노드(203)로의 직접(direct) 전송이 불가능할 때, 중간에 데이터를 전달하는 역할을 담당할 수 있는 중간 노드인 릴레이 노드(202)가 존재할 수 있다. 이에 따라 소스 노드(201)로부터 목적지 노드(203) 사이에 데이터가 송수신될 수 있다. 2 shows a UAV ad hoc network structure in which a
도 3은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 경로 탐색을 수행하는 릴레이 노드에서 송신되는 경로요청 패킷의 포맷을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a format of a route request packet transmitted from a relay node performing a route search between a source node and a destination node in a routing path setting system according to an exemplary embodiment.
도 3은 소스 노드가 목적지 노드로의 데이터를 전달하기 위한 경로 탐색을 위해 브로드캐스팅하는 경로 요청(Route Request) 패킷의 포맷을 나타낸 것이다. 경로 요청 패킷은 무지향성(옴니디렉션날) 안테나를 통해 모든 방향으로 전파된다. FIG. 3 shows a format of a route request packet broadcasted by a source node for path search for transferring data to a destination node. The path request packet is propagated in all directions through an omnidirectional antenna.
이때, 릴레이 노드는 경로 요청 패킷을 수신한 후 목적지까지의 경로를 이미 알고 있는 경우는 경로 응답(Route Reply) 패킷을 송신하고, 목적지까지의 경로를 알고 있지 않은 경우, 무지향성 안테나를 통해 모든 방향으로 경로 요청 패킷을 재브로드캐스팅할 수 있다. In this case, when the relay node receives the route request packet and then knows the route to the destination, the relay node transmits a route reply packet. If the route to the destination is not known, Lt; RTI ID = 0.0 > re-broadcast < / RTI >
경로 요청 패킷은 소스 노드 및 목적지 노드까지의 탐색 경로(301) 필드, 소스 노드의 경로 요청 시간(302) 필드, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 식별 주소(311) 필드, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 위치 벡터(312) 필드, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 이동 속도 벡터(313) 필드, 홉 카운트(314) 필드, 경로 최대 위험도 값(321) 필드, 경로 최소 연결 예상 시간 값(322) 필드로 구성될 수 있다. The route request packet includes a
경로 요청 패킷의 탐색 경로(301) 필드는 탐색 경로 정보 및 소스 노드의 경로 요청 시간(302) 필드는 소스 노드의 경로 요청 시간 정보로, 소스 노드에 의해 쓰여진 값이 그대로 유지된다. In the
경로 요청 패킷을 송신한 노드의 식별 주소(311) 필드, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 위치 벡터(312) 필드, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 이동 속도 벡터(313) 필드, 홉 카운트(314) 필드는 릴레이 노드의 식별 주소, 위치 벡터, 이동 속도 벡터로 변경될 수 있다. A
경로 최대 위험도 값(321) 필드, 경로 최소 연결 예상 시간 값(322) 필드는 경로 상의 최대 위험도 값 및 최소 연결 예상 시간 값으로 상황에 따라 필드 값이 변경되거나 그대로 유지될 수 있다. 이때, 각각의 노드는 현재 위치에서 무인 비행체의 비행 위험도 값을 갖는다.The path maximum risk value (321) field and the path minimum connection expected time value (322) field are the maximum risk value and the minimum connection expected time value on the route, and the field value can be changed or maintained according to the situation. At this time, each node has the flying risk value of the unmanned aerial vehicle at the current position.
라우팅 경로 설정 시스템에서 무지향성 안테나를 사용하였을 때의 최대 전송 거리는 로 표시하고, 각 의 지향성 안테나를 사용할 경우 최대 전송거리는 로 표기할 수 있다. The maximum transmission distance when the omnidirectional antenna is used in the routing path setting system is And each Directional antenna, the maximum transmission distance is .
경로 요청 패킷을 수신한 노드(예를 들면, 목적지 노드 또는 릴레이 노드)는 경로 요청 패킷을 송신한 노드(예를 들면, 소스 노드 또는 릴레이 노드)와 링크의 연결이 유지될 수 있는 최대 연결 기대 시간을 계산할 수 있다. 이때, 경로의 최대 연결 기대 시간은 경로 요청 패킷을 수신한 노드 및 경로 요청 패킷을 송신한 노드, 두 노드 간에 지향성 안테나를 사용했을 경우 두 노드의 현재 위치 및 3차원 이동 속도를 고려하여 계산될 수 있다. A node (e.g., a destination node or a relay node) that has received a route request packet can determine the maximum connection expectation time at which a link can be maintained with a node (e.g., a source node or a relay node) Can be calculated. In this case, the maximum connection expected time of the path can be calculated considering the node receiving the route request packet and the node transmitting the route request packet, and using the directional antenna between the two nodes, considering the current position and the three- have.
도 4는 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 경로 요청 패킷을 수신한 노드가 경로 요청 패킷을 송신한 노드와의 최대 연결시간을 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a process of calculating a maximum connection time between a node that has received a route request packet and a node that has transmitted a route request packet in the routing path configuration system according to an exemplary embodiment.
경로 요청 패킷을 송신한 노드(401)와 경로 요청 패킷을 수신한 노드(402) 사이의 최대 연결시간과 최대 전송거리의 관계를 나타내었다. 예를 들면, 시점에 경로 요청 패킷이 수신되었고, 시점에 경로 요청 패킷을 송신한 노드(401)와 경로 요청 패킷을 수신한 노드(402)의 거리가 에 이르렀다면 경로 요청 패킷을 송신한 노드(401)와 경로 요청 패킷을 수신한 노드(402)간 최대 연결 기대 시간은 가 된다.The relationship between the maximum connection time and the maximum transmission distance between the
경로 요청 패킷을 수신한 노드(402)는 경로 요청 패킷에 존재하는 정보를 이용하여 수신된 경로의 유틸리티 값을 계산할 수 있다.The
이때, 유틸리티 값은 아래의 수학식 1을 이용하여 계산할 수 있다. 수학식 1에서 는 수신된 경로 요청 패킷에 포함된 경로 최소 연결 예상 시간 값과 경로 요청 패킷을 송신한 노드(401)와 경로 요청 패킷을 수신한 노드(402) 사이에 계산된 최대 연결 기대 시간 중에 작은 값으로 설정될 수 있다. 또한 는 수신된 경로요청 패킷에 있는 홉카운트 값에 1을 더한 값이다. 은 수신된 경로 요청 패킷의 경로 최대 위험도 값과 경로 요청 패킷을 수신한 노드(402)의 위험도 값 중 작은 값으로 계산될 수 있다. 는 각 항목별 가중치를 의미한다.At this time, the utility value can be calculated by using the following equation (1). In Equation (1) Is set to a small value among the path minimum connection expected time value included in the received route request packet and the maximum connection expected time calculated between the
수학식 1:Equation 1:
경로 요청 패킷을 수신한 노드(402)는 상기 경로 요청 패킷의 수신한 노드의 역방향 테이블에 이미 기록된 유틸리티 값이 존재할 경우, 새로운 경로 요청 패킷으로부터 계산된 값이 기존의 역방향 테이블의 유틸리티 값보다 클 경우, 역방향 테이블의 유틸리티 값을 새로운 경로요청 패킷의 정보에 기반하여 변경할 수 있다. 이때, 만약 기존의 역방향 테이블에 유틸리티 값이 존재하지 않을 경우, 새로운 경로 요청 패킷으로부터 계산된 값에 기반하여 역방향 테이블을 생성할 수 있다.If a utility value already recorded in the reverse table of the node receiving the route request packet exists, the
도 5는 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 경로 요청 패킷을 수신한 노드가 생성한 소스 노드로의 역방향 테이블을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a reverse table to a source node generated by a node receiving a route request packet in a routing path setting system according to an exemplary embodiment.
노드 i 는 경로 요청 패킷을 송신한 노드(501)이고, 노드 j는 경로 요청 패킷을 수신한 노드(502)일 때, 노드 j의 역방향 테이블을 설명하기로 한다. Node i is the
역방향 테이블은 소스 노드와 목적지 노드의 식별자(511), 경로 요청 패킷을 송신한 송신 노드(501)의 식별자(512), 경로 요청 패킷을 송신한 송신 노드(소스 방향 이전 노드)(501)의 3차원 위치 벡터(513), 소스 방향 이전 노드(501)의 3차원 이동 속도 벡터(514), 소스 방향 이전 노드의 위치정보 획득 시간(515), 현재 경로의 유틸리티 값(516)을 포함할 수 있다. The reverse table includes an
목적지 노드가 아닌 릴레이 노드는 도 3의 경로 요청 패킷의 포맷에 기초하여 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 식별 주소(311) 필드에 릴레이 노드의 식별자 정보, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 위치 벡터(312) 필드에 위치 정보, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 이동 속도 벡터(313) 필드에 속도 정보 각각을 기록할 수 있다. 릴레이 노드는 홉 카운트(314) 필드, 경로 최대 위험도 값(321) 필드, 경로 최소 연결 예상 시간 값(322) 필드에 새롭게 갱신된 경로 정보를 기록하여 무지향성 안테나를 이용하여 주변에 브로드캐스팅할 수 있다.The relay node, which is not the destination node, transmits the identifier information of the relay node to the identification address (311) field of the node that transmitted the route request packet based on the format of the route request packet of FIG. 3, 312) field, and the
목적지 노드는 최초 경로 요청 패킷을 수신시, 일정시간 대기하여 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신할 수 있다. 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신함에 따라 상기 수학식 1을 이용하여 최적의 경로를 결정하고, 결정된 최적의 경로에 따른 경로 요청 패킷을 송신한 노드(소스방향 이전 노드)에게 경로 응답(Route Reply) 패킷을 유니캐스팅할 수 있다. 이때, 경로 응답 패킷을 수신한 릴레이 노드는 상기 노드의 역방향 테이블을 참조하여 소스 방향 이전 노드로 경로 응답 패킷을 송신할 수 있다.The destination node can receive a plurality of route request packets by waiting for a predetermined time when receiving the initial route request packet. The Node B determines an optimal path by using Equation (1) according to receiving a plurality of path request packets, and transmits a Route Reply packet to the node (the source node before the source node) that has transmitted the path request packet according to the determined optimal path. Can be unicasted. At this time, the relay node receiving the path response packet can transmit the path response packet to the source node in the source direction by referring to the reverse table of the node.
경로 응답 패킷은 사전에 결정된 각 를 갖는 지향성 안테나를 이용하여 송신될 수 있다. 지향성 안테나의 지향 중심점은 역방향 테이블에 저장되어 있는 소스방향 이전 노드의 3차원 위치정보, 이동속도 정보, 위치정보 갱신 시간을 이용하여 현재 시점에서 소스방향 이전 노드의 예상 위치점에 향하도록 할 수 있다.The path response packet includes a pre-determined angle Lt; RTI ID = 0.0 > directional < / RTI > The directional center point of the directional antenna can be directed to the predicted position point of the previous node in the source direction at the present point in time using the three-dimensional position information, the moving speed information, and the position information update time of the node in the source direction stored in the reverse table .
도 6은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 지향성 안테나를 이용하여 경로 응답 패킷을 전달하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 6 is a diagram for explaining a process of transmitting a path response packet using a directional antenna in a routing path setting system according to an embodiment.
도 6은 경로 요청 패킷과 경로 응답 패킷의 전파 범위를 나타낸 것이다. 경로 요청 패킷은 무지향성 안테나를 이용하여 전송되며, 경로 응답 패킷은 지향성 안테나를 이용하여 소스방향 이전 노드의 예측 이동점을 중심으로 각을 포함하는 전파 범위를 갖도록 전송될 수 있다. 6 shows the propagation range of the path request packet and the path response packet. The path request packet is transmitted using the omnidirectional antenna, and the path response packet is transmitted through the directional antenna, And may be transmitted to have a propagation range including angles.
지향성 안테나를 사용할 경우 같은 송신 전력으로 기 설정된 거리 이상의 거리를 전송할 수 있으므로 보다 신뢰성 있는 경로 응답 패킷의 전송이 가능하다. 이때, 경로 응답 패킷이 무지향성 안테나를 이용하여 전송될 경우, 경로 응답 패킷이 소스방향 이전 노드에게 올바르게 전송되지 못할 것이다. When a directional antenna is used, it is possible to transmit a distance over a predetermined distance with the same transmission power, so that a more reliable path response packet can be transmitted. At this time, when the path response packet is transmitted using the omnidirectional antenna, the path response packet will not be correctly transmitted to the node before the source direction.
경로 응답 패킷을 수신한 릴레이 노드는 상기 노드의 순방향 테이블을 작성할 수 있다. 순방향 테이블은 목적지 방향으로의 상기 릴레이 노드의 다음 노드에 대한 정보를 기록한다.The relay node receiving the path response packet can create the forward table of the node. The forward table records information on the next node of the relay node in the destination direction.
도 7은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 경로 응답 패킷을 수신한 노드가 작성하는 목적지 노드로의 순방향 테이블을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a forward table to a destination node created by a node that has received a route response packet in the routing path setting system according to an exemplary embodiment.
경로 응답 패킷을 수신한 노드(702)의 순방향 테이블 구성을 나타낸 것이다. 노드 j 가 경로 응답 패킷을 송신한 노드(701)이고, 노드 i가 경로 응답 패킷을 수신한 노드(702)일 때, 순방향 테이블은 다음과 같이 설명될 수 있다. And the forwarding table configuration of the
노드 i의 순방향 테이블은 소스 노드와 목적지 노드의 식별자(711), 경로 응답 패킷을 송신한 목적지 방향으로의 다음 노드의 식별자(712), 목적지 방향으로의 다음 노드(경로 응답 패킷을 송신한 노드)(701)의 3차원 위치 벡터(713), 목적지 방향으로의 다음 노드(701)의 이동 속도 벡터(714), 목적지 방향으로의 다음 노드(701)의 위치정보 획득 시간(715)을 포함할 수 있다. The forward table of the node i includes an
경로 응답 패킷을 수신한 노드(702)는 자신의 순방향 테이블을 참조하여 소스방향 이전 노드로 경로 응답 패킷을 전송함에 있어 일부의 필드 값을 변경할 수 있다.The
도 8은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 목적지 노드 및 소스 노드로의 경로에 따른 릴레이 노드에서 송신되는 경로 응답 패킷의 포맷을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a diagram illustrating a format of a path response packet transmitted from a relay node according to a path from a routing path setup system according to an embodiment to a destination node and a source node.
경로 응답 패킷의 포맷은 소스 노드 및 목적지 노드 사이의 탐색 경로(801) 필드, 소스 노드의 경로 요청 시간(802) 필드, 목적지 노드가 선택한 경로의 최소 연결 예상 시간 값(803) 필드, 목적지 노드의 위치 벡터(804) 필드, 목적지 노드의 이동속도 벡터(805) 필드, 목적지 노드의 경로 응답 시간(806) 필드를 포함할 수 있다. 이때, 소스 노드의 경로 요청 시간(802) 필드는 소스 노드의 경로 요청 시간으로 경로 요청 패킷에 존재하는 시간을 유지하여 그대로 사용할 수 있다. The format of the path response packet includes a
경로 응답 패킷의 포맷은 경로 응답 패킷을 송신한 노드의 식별주소(811) 필드, 경로 응답 패킷을 송신한 노드의 위치벡터(812) 필드, 경로 응답 패킷을 송신한 노드의 이동속도 벡터(813) 필드를 더 포함할 수 있다. The format of the path response packet includes an
소스 노드 및 목적지 노드 사이의 탐색 경로(801) 필드, 소스 노드의 경로 요청 시간(802) 필드, 목적지 노드가 선택한 경로의 최소 연결 예상 시간 값(803) 필드, 목적지 노드의 위치 벡터(804) 필드, 목적지 노드의 이동속도 벡터(805) 필드, 목적지 노드의 경로 응답 시간(806) 필드는 목적지 노드에 의해 쓰여진 값이 그대로 유지되며, 경로 응답 패킷을 송신한 노드의 식별주소(811) 필드, 경로 응답 패킷을 송신한 노드의 위치벡터(812) 필드, 경로 응답 패킷을 송신한 노드의 이동속도 벡터(813) 필드는 릴레이 노드의 식별주소, 위치벡터, 이동속도 벡터로 변경될 수 있다. A
경로 응답 패킷이 소스 노드에 전달됨에 따라 소스 노드는 데이터 전송을 시작할 수 있다. 이때, 소스 노드는 수학식 2에 의해 정의되는 경로 재요청 시간 타이머 값 을 계산할 수 있다. As the path response packet is delivered to the source node, the source node can begin data transmission. At this time, the source node calculates the path request time timer value < RTI ID = 0.0 > Can be calculated.
이때, 는 소스 노드가 경로 응답 패킷을 수신한 시간, 는 경로 응답 패킷에 있는 소스 노드의 경로 요청 시간, 는 경로 응답 패킷의 경로 최소 연결 예상 시간 값을 의미한다. 또한 는 경로 단절 예상 시간 이전에 경로 재설정을 수행하기 위한 조정 파라미터이다.At this time, The time at which the source node received the path response packet, Is the path request time of the source node in the path response packet, Means the path minimum connection expected time value of the path response packet. Also Is an adjustment parameter for performing a path reset prior to the expected path disconnect time .
수학식 2:Equation 2:
소스 노드는 타이머 값()을 시간에 따라 감소시킬 수 있다. 이때, 만약 타이머 값이 0이 될 경우, 경로 재설정 요청을 시작할 수 있다. 이때, 경로 재설정 요청 패킷은 미리 결정된 각 를 갖는 지향성 안테나를 이용하여 목적지 노드 방향으로 전송될 수 있다.The source node uses the timer value ( ) Can be reduced with time. At this time, if the timer value becomes 0, a path reset request can be started. At this time, the path reset request packet includes a predetermined angle Lt; RTI ID = 0.0 > directional < / RTI > antenna.
도 9는 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 소스 노드에서의 경로 재설정을 위한 경로 재설정 요청 패킷의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram illustrating a format of a path reset request packet for path reset at a source node in a routing path setting system according to an embodiment.
경로 재설정 요청 패킷은 앞서 설명한 경로 요청 패킷에 목적지 노드의 위치 벡터 필드, 목적지 노드의 이동속도 벡터 필드 및 목적지 노드의 경로응답 시간 필드가 더 포함될 수 있다.The path reset request packet may further include a location vector field of the destination node, a moving speed vector field of the destination node, and a path response time field of the destination node in the route request packet described above.
더욱 상세하게는, 경로 재설정 요청 패킷의 포맷은 경로 요청 패킷은 노스 노드 및 목적지 노드까지의 탐색 경로(901) 필드, 소스 노드의 경로 요청 시간(902) 필드, 목적지 노드의 위치 벡터(903) 필드, 목적지 노드의 이동속도 벡터(904) 필드, 목적지 노드의 경로응답 시간(905) 필드, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 식별 주소(911) 필드, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 위치 벡터(912) 필드, 경로 요청 패킷을 송신한 노드의 이동 속도 벡터(913) 필드, 홉 카운트(914) 필드, 경로 최대 위험도 값(921) 필드, 경로 최소 연결 예상 시간 값(922) 필드로 구성될 수 있다. More specifically, the format of the path reset request packet includes a
도 10은 일 실시예에 따른 라우팅 경로 설정 시스템에서 경로 재설정 요청 패킷의 전송 예를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining an example of transmission of a path reset request packet in a routing path setting system according to an embodiment.
목적지 노드의 위치벡터, 목적지 노드의 이동속도 벡터, 목적지 노드의 경로응답 시간에 대한 각각의 정보는 목적지 노드가 전송한 경로 응답 패킷에 포함되어 있으므로 소스 노드(1001)는 현재 시간에서 목적지 노드(1003)의 예상 위치를 추정할 수 있다. 소스 노드(1001)는 목적지 노드(1003)의 예상 위치를 중심으로 지향성 안테나를 사용하여 경로 재설정 요청 패킷을 전송할 수 있다.Since each information of the destination node's position vector, the destination node's moving speed vector, and the destination node's path response time is included in the route response packet transmitted by the destination node, the
이때, 경로 재설정 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드(1002)는 소스 노드(1001)와 동일한 방식으로 현재 시점에서의 목적지 노드(1003)의 위치를 추정하여 경로 재설정 요청 패킷을 전송한다.At this time, the
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be embodyed temporarily. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (7)
소스 노드로부터 목적지 노드로 데이터 전달 경로의 탐색을 위한 경로 요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계;
상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계;
상기 경로 요청 패킷을 목적지 노드가 수신함에 따라 기 설정된 시간동안 또 다른 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신하는 단계;
상기 목적지 노드가 상기 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계; 및
상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에게 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 단계
를 포함하고,
상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계는,
상기 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 소스 노드와 링크의 연결이 유지되는 최대 연결 기대 시간을 계산하고, 상기 소스 노드 및 상기 릴레이 노드간 지향성 안테나를 사용할 경우의 상기 소스 노드 및 상기 릴레이 노드의 현재 위치를 3차원 이동 속도를 고려하여 상기 최대 연결 기대 시간을 계산한 후, 상기 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 경로 요청 패킷에 존재하는 정보를 이용하여 수신된 경로의 유틸리티 값을 계산하는 단계
를 포함하는 라우팅 경로 설정 방법.A routing path establishment method for data transfer in an unmanned ad hoc network,
Broadcasting a route request packet for searching a data transmission path from a source node to a destination node;
Re-broadcasting the route request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the route request packet transmitted from the source node;
Receiving another plurality of route request packets for a predetermined time as the destination node receives the route request packet;
The destination node determining an optimal path based on the plurality of path request packets and unicasting the path response packet to the source-direction preceding node; And
Wherein the path response packet is transmitted to the source node via a directional antenna,
Lt; / RTI >
Wherein the step of re-broadcasting the path request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the path request packet transmitted from the source node comprises:
Wherein the relay node calculates a maximum connection expected time at which a relay node that has received the route request packet maintains a link with the source node and calculates a maximum connection expected time at which the source node and the relay node use the directional antenna between the source node and the relay node The relay node receiving the route request packet calculates the utility value of the received route using the information existing in the route request packet after calculating the maximum connection expected time in consideration of the three- step
/ RTI >
상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계는,
상기 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 노드의 역방향 테이블에 기록되어 있는 유틸리티 값이 존재함에 따라 새로운 경로 요청 패킷으로부터 계산된 값이 상기 역방향 테이블의 유틸리티 값보다 클 경우, 상기 역방향 테이블의 유틸리티 값을 상기 새로운 경로 요청 패킷의 정보에 기반하여 업데이트하고, 상기 역방향 테이블의 유틸리티 값이 존재하지 않는 경우, 상기 새로운 경로 요청 패킷에 기반하여 역방향 테이블을 생성하는 단계
를 포함하는 라우팅 경로 설정 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the step of re-broadcasting the path request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the path request packet transmitted from the source node comprises:
When a value calculated from a new route request packet is greater than a utility value of the reverse table when a relay node receiving the route request packet has a utility value recorded in an reverse table of the node, Updating the new route request packet based on the information of the new route request packet and generating a reverse route table based on the new route request packet when the utility value of the reverse route table does not exist
/ RTI >
소스 노드로부터 목적지 노드로 데이터 전달 경로의 탐색을 위한 경로 요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계;
상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계;
상기 경로 요청 패킷을 목적지 노드가 수신함에 따라 기 설정된 시간동안 또 다른 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신하는 단계;
상기 목적지 노드가 상기 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계; 및
상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에게 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 단계
를 포함하고,
상기 목적지 노드가 상기 수신한 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계는,
상기 목적지 노드에서 최적경로 결정 후 상기 소스 노드로 상기 경로 응답 패킷을 전송함에 있어서, 상기 목적지 노드 및 릴레이 노드들의 역방향 테이블을 이용하여 상기 경로 응답 패킷의 수신 시점에서의 상기 소스방향 이전 노드의 현재 위치를 추정하고 지향성 안테나를 통해 정해진 각도로 상기 경로 응답 패킷을 전송하는 단계
를 포함하는 라우팅 경로 설정 방법.A routing path establishment method for data transfer in an unmanned ad hoc network,
Broadcasting a route request packet for searching a data transmission path from a source node to a destination node;
Re-broadcasting the route request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the route request packet transmitted from the source node;
Receiving another plurality of route request packets for a predetermined time as the destination node receives the route request packet;
The destination node determining an optimal path based on the plurality of path request packets and unicasting the path response packet to the source-direction preceding node; And
Wherein the path response packet is transmitted to the source node via a directional antenna,
Lt; / RTI >
Wherein the step of determining an optimal path based on the plurality of path request packets received by the destination node and unicasting the path response packet to a source-
The method of claim 1, further comprising: determining, at the destination node, the route reply packet to the source node after determining an optimal route, using the reverse table of the destination node and the relay nodes, And transmitting the path response packet at a predetermined angle via the directional antenna
/ RTI >
상기 목적지 노드가 상기 수신한 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계는,
상기 경로 응답 패킷을 송신한 노드의 3차원 위치 정보 및 속도 정보에 기반하여 상기 경로 응답 패킷을 전송하고, 상기 경로 응답 패킷을 수신한 상기 릴레이 노드가 상기 경로 응답 패킷에 포함된 상기 경로 응답 패킷을 송신하는 노드의 정보에 기초하여 순방향 테이블의 정보를 갱신하는 단계
를 포함하는 라우팅 경로 설정 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the step of determining an optimal path based on the plurality of path request packets received by the destination node and unicasting the path response packet to a source-
Wherein the relay node transmits the route reply packet based on the three-dimensional location information and the speed information of the node that has transmitted the route reply packet, and the relay node receiving the route reply packet transmits the route reply packet included in the route reply packet Updating the information of the forward table based on the information of the transmitting node
/ RTI >
소스 노드로부터 목적지 노드로 데이터 전달 경로의 탐색을 위한 경로 요청 패킷을 브로드캐스팅하는 단계;
상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 단계;
상기 경로 요청 패킷을 목적지 노드가 수신함에 따라 기 설정된 시간동안 또 다른 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신하는 단계;
상기 목적지 노드가 상기 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 단계; 및
상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에게 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 단계
를 포함하고,
상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 단계는,
상기 소스 노드가 상기 목적지 노드로부터의 상기 경로 응답 패킷의 정보를 이용하여 예상 경로 단절 예산 시간 이전에 경로 재설정을 수행하기 위한 재설정 타이머를 운용하여 타이머 값을 계산하고, 상기 타이머 값이 종료된 경우 현재 시점에서의 목적지 노드의 예상 위치를 중심으로 미리 결정된 각도를 갖는 지향성 안테나를 이용하여 경로 재설정 요청 패킷을 송신하고, 상기 릴레이 노드가 상기 목적지 노드의 예상 위치로 지향성 안테나를 이용하여 상기 경로 재설정 요청 패킷을 전송하는 단계
를 포함하는 라우팅 경로 설정 방법.A routing path establishment method for data transfer in an unmanned ad hoc network,
Broadcasting a route request packet for searching a data transmission path from a source node to a destination node;
Re-broadcasting the route request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the route request packet transmitted from the source node;
Receiving another plurality of route request packets for a predetermined time as the destination node receives the route request packet;
The destination node determining an optimal path based on the plurality of path request packets and unicasting the path response packet to the source-direction preceding node; And
Wherein the path response packet is transmitted to the source node via a directional antenna,
Lt; / RTI >
Wherein the step of starting data transmission from the source node as the path response packet is delivered to the source node via a directional antenna,
The source node calculates a timer value by operating a reset timer for performing path resetting before the estimated path disconnection budget time using the information of the path response packet from the destination node, and when the timer value is ended, The relay node transmits a path reset request packet using a directional antenna having a predetermined angle around a predicted position of a destination node at a time point, and the relay node transmits the path reset request packet ≪ / RTI >
/ RTI >
소스 노드로부터 목적지 노드로 데이터 전달 경로의 탐색을 위한 경로 요청 패킷을 브로드캐스팅하는 제1 브로드캐스팅부;
상기 소스 노드로부터 송신된 경로 요청 패킷을 릴레이 노드가 수신함에 따라 상기 경로 요청 패킷을 무지향성 안테나를 통해 재브로드캐스팅하는 제2 브로드캐스팅부;
상기 경로 요청 패킷을 목적지 노드가 수신함에 따라 기 설정된 시간동안 또 다른 복수 개의 경로 요청 패킷을 수신하는 수신부;
상기 목적지 노드가 상기 복수 개의 경로 요청 패킷에 기초하여 최적의 경로를 결정하여 소스방향 이전 노드에게 경로 응답 패킷을 유니캐스팅하는 유니캐스팅부; 및
상기 경로 응답 패킷이 지향성 안테나를 통하여 상기 소스 노드에 전달됨에 따라 상기 소스 노드로부터 데이터 전송이 시작되는 데이터 전송부
를 포함하고,
상기 제2 브로드캐스팅부는,
상기 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 소스 노드와 링크의 연결이 유지되는 최대 연결 기대 시간을 계산하고, 상기 소스 노드 및 상기 릴레이 노드간 지향성 안테나를 사용할 경우의 상기 소스 노드 및 상기 릴레이 노드의 현재 위치를 3차원 이동 속도를 고려하여 상기 최대 연결 기대 시간을 계산한 후, 상기 경로 요청 패킷을 수신한 릴레이 노드가 상기 경로 요청 패킷에 존재하는 정보를 이용하여 수신된 경로의 유틸리티 값을 계산하는
라우팅 경로 설정 시스템.
1. A routing path setting system for data transfer in an unmanned ad hoc network,
A first broadcasting unit for broadcasting a path request packet for searching a data transfer path from a source node to a destination node;
A second broadcasting unit for re-broadcasting the path request packet through the omnidirectional antenna as the relay node receives the path request packet transmitted from the source node;
A receiving unit for receiving another plurality of route request packets for a predetermined time according to the destination node receiving the route request packet;
A unicasting unit for the destination node to determine an optimal path based on the plurality of path request packets and to unicast the path response packet to the source direction preceding node; And
A data transmission unit for starting data transmission from the source node as the path response packet is transmitted to the source node through a directional antenna,
Lt; / RTI >
Wherein the second broadcasting unit comprises:
Wherein the relay node calculates a maximum connection expected time at which a relay node that has received the route request packet maintains a link with the source node and calculates a maximum connection expected time at which the source node and the relay node use the directional antenna between the source node and the relay node The relay node receiving the route request packet calculates the utility value of the received route using the information existing in the route request packet after calculating the maximum connection expected time in consideration of the three-
Routing routing system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160109860A KR101752601B1 (en) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | Routing path setup method for reliable data delivery in uav ad-hoc networks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020160109860A KR101752601B1 (en) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | Routing path setup method for reliable data delivery in uav ad-hoc networks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101752601B1 true KR101752601B1 (en) | 2017-06-29 |
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ID=59280186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020160109860A KR101752601B1 (en) | 2016-08-29 | 2016-08-29 | Routing path setup method for reliable data delivery in uav ad-hoc networks |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101970413B1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-04-18 | 이화여자대학교 산학협력단 | Terrestrial network topology inference method using uavs |
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-
2016
- 2016-08-29 KR KR1020160109860A patent/KR101752601B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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