KR20110061610A - 차량 이동 벡터를 이용한 라우팅 - Google Patents

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KR20110061610A
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제프리 이. 스미스
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파워웨이브 코그니션, 인크.
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Abstract

이동 노드를 위한 무선 애드 혹 네트워크 내 통신을 개선하기 위한 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법이 공개된다. 이동 노드가 일정 속도로 이동하며 이때 상기 노드가 미래에 있게될 것으로 기대되는 것으로부터 유리한 장점이 발견된다. 라우팅이 설명되며, 다음 통신이 발생되고 패킷이 하나 또는 둘 이상의 상응하는 위치로 보내질 위치를 평가한다. 다양한 다른 설명 기술이 개선된 무선 통신을 제공한다.

Description

차량 이동 벡터를 이용한 라우팅{VEHICULAR MOBILITY VECTOR BASED ROUTING}
본 발명은 2008.9.4. 미국 출원 번호 61/094,394 ; 2008.9.5. 미국 출원 번호 61/094,546; 2008.11.26. 미국 출원 번호 61/118,232; 2008.9.5. 미국 출원 번호 61/094,584; 2008.9.5. 미국 출원 61/094,611; 2008.9.8. 미국 출원 61/095,298; 2008.9.9. 미국 출원 61/095,310; 208.10.6. 미국 출원 61/103,106; 2008.11.5.61/111,384; 2008.11.6. 미국출원 61/112,131; 그리고 2008.12.9. 미국 출원 61/121,169 을 우선권 주장의 기초로 한다.
본 발명은 2009.4.3. 미국 출원 12/418,363 를 우선권 주장이 기초로 한다.
본 발명 출원은 또한 2008.4.4. 미국 출원 61/042,431; 2008.4.4. 미국 출원 61/042,442; 2008.6.23. 미국 출원 61/074,930; 2008.7.22. 미국 출원 61/082,618 ; 2008.7.22. 미국 출원 61/082,642; 2008.7.30. 미국 출원 61/084,738; 2008.7.30. 미국 출원 61/084,773 그리고 2008.8.5.미국 출원 61/086,242과도 관련된 발명이다. 이들 출원에 대하여는 직접 또는 미국 출원12/418,363을 통하여 우선권이 주장되었다.
상기 출원 발명은 본원 발명의 기초로 한다.
본원 발명은 네트워킹에 대한 것이며 특히 이동 시 한 노드(node)와의 무선 네트워킹에 대한 것이다.
네트워킹 및 통신이 다수의 무선 통신 기술을 포함하는 매우 복잡한 분야이며, 트기 이동 노드들을 감안하는 때 그러하다. 노드 그리고 링크들은 무선 네트워크의 일 부분으로 존재한다. 노드들은 접근 포인트, 백홀(backhaul) 접근 포인트, 가입자 장치, 이동 노드, 그리고 다른 통신 포인트들의 형태일 수 있다. 링크들은 다양한 형태의 테이터가 통신될 연결이다. 이 같은 링크들은 무선 네트워크를 형성하는 다양한 노드들 사이에 존재한다. 오늘날 대부분의 무선 통신은 셀-기반 인프라를 가지며, 이때 노드들은 기지국과 통신한다. 선택적으로, 무선 통신은 한 애드 혹 네트워크에 의해 수행될 수 있으며, 이때 다양한 노드들이 서로 통신할 수 있고 한 무선 네트워크는 이동 노드가 서로 그리고 다양한 고정 노드들과 근접하고 멀어지는 때 변한다.
당연히, 이들 무선 네트워크는 분산된다. 상기 네트워크에 대한 수정은 통신을 느리게 하며 혹은 통신 품질을 제한하는 방해스런 기술에 의해 달성된다. 이 같은 네트워크 수정은 전형적으로 그 같은 수정을 지원하기 위한 보다 많은 통신을 필요로 하는 이동 노드들을 갖는 키(key) 통신을 필요로 한다. 상기 수정들은 자주 통신되고 있는 라우팅 경로 변경을 포함한다. 이동 노드가 무선 애드혹 네트워크가 한 라우팅 솔루션에서 커버할 수 있는 속도보다 빠르게 이동하는 때, 상기 데이터가 상기 이동 노드들이 더이상 도달될 수 없는 노드 또는 접근 포인트들을 통해 경로 배정되는 때는 이동 노드는 데이터를 상실한다. 따라서 이동 노드들을 지원하여 무선 통신을 향상시키야 하는 필요가 존재한다.
매우 높은 이동 노드들을 갖는 무선 애드 혹 네트워킹을 위한 개선 발명이 공개된다. 다양한 방법, 기술, 장치 등이 무선 애드 혹 네트워크 통신을 용이하게 하기 위해 설명된다.
매우 높은 이동 노드들을 갖는 무선 애드 혹 네트워킹을 위한 개선 발명이 공개된다. 다양한 방법, 기술, 장치 등이 무선 애드 혹 네트워크 통신을 용이하게 하기 위해 설명된다. 실시 예에서, 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법으로서, 상기 방법이 상기 무선 애드 혹 네트워크 내 한 노드를 식별하고, 이 때 상기 노드는 이동 노드이고 상기 노드가 일정 속도 이상으로 이동하고 있으며; 상기 노드를 위한 한 이동 벡터를 결정하고; 상기 노드에 대한 위치 데이터 그리고 이동 벡터를 기초로 경로 예측 평가를 계산하고; 그리고 스코프된(scoped) 멀티캐스팅을 수행하여, 상기 경로 예측 평가를 기초로 하여 상기 노드가 있을 것으로 예측되는 위치로 데이터를 전송하도록 함을 포함한다.
상기 계산 경로 예측 평가가 상기 노드가 상기 이동 벡터를 기초로 하여 한 상이한 백홀(backhaul) 접근 포인트 영역으로 이동한다고 평가함을 포함한다. 몇 실시 예는 상기 상이한 백홀 접근 포인트 영역으로 전송함을 더욱 비교한다.
상기 노드가 상기 스코프된 멀티캐스팅(scoped multicasting)의 일부로서 데이터를 릴레이하지 못하도록 제한된다. 상기 노드가 한 특정 백홀 접근 포인트와 통신한다. 일정 실시 예에서, 상기 노드와 유사한 이동 벡터를 갖는 제 2 이동 노드 사이에서 통신함을 더욱 포함한다.
상기 통신이 제 2 이동 노드를 통하여 상기 데이터를 릴레이함을 포함함한다. 상기 이동 벡터가 글로벌 위치확인 시스템(GPS) 기술을 사용하여 결정된다. 상기 데이터가 상기 이동 벡터를 기초로 하여 멀티플 위치 노드로 전송된다. 상기 멀티플 위치 노드 가운데 하나가 상기 노드의 한 홉 (hop) 이웃이 아닌 것으로 발견되므로, 상기 멀티플 위치 노드 가운데 하나에서의 데이터가 버려진다.
일정 실시 예에서, 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체로서;
실행되는 때, 무선 애드 혹 네트워크가; 상기 무선 애드 혹 네트워크 내 한 노드를 식별하고, 이 때 상기 노드는 이동 노드이고 상기 노드가 일정 속도 이상으로 이동하고 있으며; 상기 노드에 대한 한 이동 벡터를 결정하고; 상기 노드에 대한 위치 데이터 그리고 이동 벡터를 기초로 경로 예측 평가를 계산하고; 그리고 스코프된(scoped) 멀티캐스팅을 수행하여, 상기 경로 예측 평가를 기초로 하여 상기 노드가 있을 것으로 예측되는 위치로 데이터를 전송하도록 하는 단계를 수행 하게 한다. 일정 실시 예에서, 상기 컴퓨터 판독 가능 매체가 상이한 백홀 접근 포인트 영역으로 전송하는 단계를 더욱 수행한다. 일정 실시 예에서, 상기 컴퓨터 판독가능 매체가 상기 노드와 유사한 이동 벡터를 갖는 제 2 이동 노드 사이에서 통신하는 단계를 더욱 수행한다.
본원 발명의 다양한 특징, 장점 및 다양한 실시 예 장점이 다음 설명에서 더욱 분명해질 것이다.
본 발명은 다음 도면을 참고로 상세히 설명한다.
도 1은 애드 혹 네트워크(MANET)의 블록 도.
도 2는 MANET 내에서 장치에 의해 사용될 수 있는 MANET 무선 프로토콜을 도시한 도면.
도 3은 무선 애드 혹 네트워크내 한 토드의 블록 도.
도 4는 차량 이동 트래픽을 도시한 도면.
도 5는 의도된 위치로 전송하는 방법에 대한 흐름도.
도 6은 두개의 MANET BAP 도메인을 포함한는 MANET을 도시한 도면.
도 7은 MANET 프로토콜 내 노드에 의해 유지된 정보를 도시한 도면.
본 발명은 이동 노드들을 돕는 장치에 특히 초점을 둔 무선 애드 혹 네트워크에서의 다양한 방법, 장치 및 기술에 대한 설명을 제공한다.
일반적으로, MANET(100)(본원 명세서에서 네트워크 100으로 칭하여지기도 한다.)는 가입자 장치(100), 접근 포인트(120), 그리고 백홀 접근 포인트(130)(인터넷과 같은 코어 네트워크(150)로 연결하기 위한)를 포함할 수 있으며, 도 1에서 도시된 바와 같이 서로 연결되어 있다.
앞서 설명을 제한함이 없이, 하나 또는 둘 이상의 가입자 유닛(110)이 상기 MANET(100) 내에 기하학적으로 이동하지 않는 고정 장치(170)일 수 있다. 도 1에서 도시된 장치-장치 링크들은 설명의 목적인 것이며, 어떠한 의미로도 상기 MANET(100) 내 장치의 어떠한 상응하는 프로토콜에 따라 시간에 따라 발생되고, 제거되며, 수정될 수 있는 상기 MANET(100) 내 장치 들 사이 링크의 특성 또는 수에 제한을 가하고자 함이 아니다.
일반적으로, 상기 MANET(100) 내 장치 또는 컴포넌트들 사이 링크들은 무선 링크들이다. 그러나 상기 백홀 접근 포인트(130) 및 코어 네트워크(150) 사이와 같은 다양한 위치에서 유선 링크가 선택적으로 사용될 수 있기도 하다. 상기 MANET(100)을 유지시키기 위해, 대표적으로 하나 또는 둘 이상의 프로토콜이 상기 장치들 사이 개별 데이터 링크의 발생, 제거, 및 수정을 조정하고, 그리고 상기 장치들 사이의 트래픽 및 제어 정보를 경로 배정하기 위해 참석 장치들 사이에서 공유된다.
가입자 장치(110)는 적절한 프로토콜에 따른 상기 MANET(100)에 참석하는 범용 노드들을 포함할 수 있다. 가입자 장치(110)는 가령, 데이터를 송신하거나 수신하는 터미널 노드를 포함한다. 가입자 장치(110)는 또한 혹은 대신하여 다른 가입자 장치(110)로 그리고 다른 가입자 장치로부터 트래픽을 경로 배정하기 위한 중간 노드로 적절하게 사용될 수 있기도 하다. 따라서 본원 명세서에서 설명되는 한 애드 혹 네트워크는 확장 가능하며, 새로운 가입자 장치(110)가 상기 MANET(100)에서 출현할 수 있기 때문에, 이들은 다른 노드들 사이에서 트래픽을 경로배정하는 MANET(100) 조직의 일부를 형성한다.
한 새로운 가입자 장치(112)가 상기 MANET(100)내로 안내되며, 새로운 링크(114)가 상기 새로운 가입자 장치(112)가 탐지되는 때 추가된다. 상기 장치들은 또한 주기적으로 떠나는 가입자 장치(116)와 같이 주기적으로 상기 MANET(100)을 떠나기도 한다. 상기 떠나는 가입자 장치(116)가 상기 네트워크를 떠나기 때문에, 상기 떠나는 가입자 장치(116)와 다른 가입자 장치(110), 접근 포인트(122), 고정 장치(170), 백홀 접근 포인트(130) 및/또는 다른 장치들 사이 링크들은 단절될 수 있다.
가령 한 장치가 상기 MANET(100)의 기하학적인 경계를 지나 이동하는 때, 상기 MANET(100) 내 장치들을 꺼지는 때(또는 이들의 무선 또는 네트워킹 능력이 중단되는 때), 또는 하드웨어 또는 소프트웨어 오작동이 발생되는 때 상기와 같은 경우가 발생된다. 상기 MANET(100)는 중앙 통제 방식 또는 분산 방식으로 새로운 및/또는 떠나는 장치 및/또는 링크들을 탐지하여 상기 MANET(100) 내 장치들에 대한 연속 연결을 유지시키도록 한다.
일반적으로, 가입자 장치(100)는 상기 MANET(100)에 참석하도록 된, 무선 인터페이스, 네트워크 프로토콜 스택(들)을 포함하는 네트워크 또는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 상기 인터네 프로토콜은 잘 구축된 어드레싱 기법 등을 사용하기위해 상기 MANET(100)내 가입자 장치(110)에서 사용될 수 있다.
한 가입자 장치(100)가 한 셀룰러 폰, 개인 디지털 어시스턴트(PDA), 무선 전자 메일 클라이언트, 랩탑 컴퓨터, 팜탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 비디오 장치, 디지털 카메라, 전기 장치, 센서, 탐지기, 디스플레이, 미디어 플레이어, 네비게이션 장치, 스마트 전화, 무선 네트워킹 카드, 무선 라우터(가령 지역 와이파이 네트워크), 저장 장치, 프린터, 또는 네트워크에 유용하게 참석할 수 있는 각종 다른 장치를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서는 가입자 장치가 위치와 타이밍 레퍼런트를 제공하는 GPS 수신기를 포함할 수 있기도 하다. 실시 예에서, 각 가입자 장치(110)는 상기 MANET(100)로의 허여된 접근이 있기 전에 인증되거나 허가를 받을 수 있다.
접근 포인트(120)가 상기 상기 MANET(100)로 영구 또는 안정된 인프러스트럭쳐을 만들도록 제공될 수 있다. 안 접근 포인트(120)가 고정되거나 이동 할 수 있는 크기로 제한 될 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 접근 포인트(120)는 상기 상기 MANET(100) 내에서 자유롭게 이동할 수 있는 이동 접근 포인트(122)일 수 있다. 상기 접근 포인트(120)는 상기 설명된 가입자 장치(110)에서와 동일한 네트워크 기능 및 프로토콜 스택을 사용할 수 있다. 상기 접근 포인트(120)는 또한 혹은 대신하여 상기 MANET(100) 내 더욱 특별한 역할과 상통하는 다른 기능을 포함할 수 있기도 하다.
한 특징에 따라, 상기 접근 포인트(120)는 네트워크 트래픽을 소모하거나 이들로부터 기원하는 어떠한 관련 계산 장치도 갖지 않을 수 있다. 즉, 상기 접근 포인트(120)는 상기 MANET(100)내 참석자들 그물망을 형성할 뿐일 수 있으며, 다른 네트워크 참석자들 사이에서 트래픽을 릴레이하기만 할 수 있다. 한 접근 포인트(120)는 또한 한 파워 인프라로의 물리적 연결을 포함하여, 한 위치에서 물리적으로 설치되고 배터리 교체 등을 위한 규칙적인 유지 없이도 자동으로 동작하도록 할 수 있다.
또 다른 특징에 따라, 접근 포인트(120)가 상태 및 진단과 관련된, 또는 소프트웨어 업데이트 등을 위한 최소한의 추가 회로를 포함할 수 있기도 하다. 접근 포인트(120)의 스패닝(spanning) 네트워크를 배치함으로써, 가입자 장치(110)가 존재하지 않거나 규칙적으로 존재할 것으로 기대되지 않는 지역에서, 네트워크가 계속해서 개선될 수 있도록 한다. 실시 예에서, 한 접근 포인트(120)는 벽, 마루, 지면, 천청, 지붕, 유틸리티 폴 등에 설치하는 것을 포함하여, 실내 및 실외의 다양한 장소에서 설치되거나 또는 숨겨질수 있도록, 적절한 크기와 중량을 갖도록 만들어 진다.
접근 포인트(120) 각각은 RFC 778, RFC 891, RFC 956, RFC 958, RFC 1305, RFC 1361, RFC 1769, RFC 2030, 및 RFC 4330에서 설명된 네트워크 타이밍 프로토콜 어느 것에서든 사용된 타이밍 레퍼런스를 포함하거나 사용하며, 이들 모두는 The Internet Engineering Task Force(더 인터넷 엔지니어링 테스크 포스)에서 공개된다. 접근 포인트 각각은 또한 혹은 대신하여, 위치와 타이밍 레퍼런스를 제공하는 GPS 수신기를 포함하며, 혹은 어떤 다른 개방된 또는 독점사용의 타이밍 시스템이 사용될 수 있다.
실시 예에서, 상기 접근 포인트(120)는 이동 가입자 장치(110) 보다 큰 전송 파워 및/또는 안테나 이득을 가질 수 있으며, 따라서 상기 MANET(100)내 어떤 다른 장치 보다 물리적으로 큰 커버리지를 제공한다.
상기 MANET(100)는 상기 MANET(100)내 노드를 인터넷과 같은 한 코어 네트워크(150)로 연결시키도록 동작하는 하나 또는 둘 이상의 백홀 접근 포인트(130)를 포함할 수 있다. 한 인터페이스에서, 한 백홀 접근 포인트(130)가 무선 라디오 인터페이스, 프로토콜 스택(들) 그리고 상기 MANET(100)내 다른 노드들의 다른 컴포넌트들을 가질 수 있다. 또 다른 인터페이스에서, 상기 백홀 접근 포인트(130)는 상기 코어 네트워크(150)로 적절한 인터페이스를 제공할 수 있다.
상기 백홀 접근 포인트(130)는 가령, 인터넷 트래픽 등을 위해 고속 데이터 용량을 제공하는 조직 접근 포인트 등에서 사용될 수 있다. 가령, 상기 조직 접근 포인트는 Gig-E 라우터 사이트 또는 OC-3/12 에드-드롭 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 백홀 접근 포인트(130)는 백홀 연결을위해 두 개의 Gig-E 인터페이스를 포함할 수 있다. 본원 명세서에서 설명한 바와 같이, 백홀 연결을 위해 수에 관계없이 다양한 적절한 인터페이스들이 한 백홀 접근 포인트(130)와 함께 사용될 수 있다.
한 백홀 접근 포인트(130)가 상기 MANET(100)내 다수 접근 포인트(120)에 서비스 할 수 있으며, 그와 같은 접근 포인트에서 네트워크 적재를 분산시키도록 할 수 있다. 선택적으로, 단일 백홀 접근 포인트(130)가 단일 접근 포인트(120)에 서비스되기도 한다. 한 백홀 접근 포인트(130)에 의해 서비스된 접근 포인트(120)의 수는 인트라-MANET 트래픽 및 엑스트라-MANET 트래픽 양, 멀티캐스트 대 유니캐스트 데이터 특성 및 방향과 같은 다양한 인수들에 달려 있다.
백홀 액세스 포인트(130) 그리고 접근 포인트(120) 사이 이 같은 관계는 때때로 지역 내 다른 가입자 장치(110) 존재, 네트워크 조건들, 네트워크 트래픽 수요 등에 따라 변경될 수 있다. 어떤 경우 혹은 어떤 동작 조건하에서는, 한 접근 포인트(120)가 하나 이상의 백홀 접근 포인트(130)와 관련될 수 있다.
한 가장자리 라우터(160)가 상기 코어 네트워크(150)와 하나 또는 둘 이상의 백홀 접근 포인트(130) 사이에 포함될 수 있다. 상기 가장자리 라우터(160)는 상기 MANET(100)내와 상기 코어 네트워크(150) 사이 경로배정을 용이하게 할 수 있다. 상기 코어 네트워크(150)는 한 가장자리 라우터(160)를 통하여 한 백홀 접근 포인트(130)에 연결될 수 있으며, 혹은 상기 가장자리 라우터(160)를 통하지 않고 한 백홀 접근 포인트(130)에 직접 연결될 수 있다. 두개 이상의 가장자리 라우터(160)가 사용되어 다수의 백홀 접근 포인트(130)들을 접촉하도록 할 수 있다.
실시 예에서, 한 가장자리 라우터(160)가 멀티플 백홀 접근 포인트(130)에 접촉할 수 있다. 상기 가장자리 라우터(160)는 상기 MANET(100)와 상기 코어 네트워크(150) 사이 연결을 유지시키기 위한 어떠한 장치 또는 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 MANET(100)내에서 네트워크 활동을 더욱 지지하거나 향상시킬 수 있다. 가령 상기 가장자리 라우터(160)로는 산업 표준 및/또는 사설 어드레스 레절루션 프로코콜 서버, 애플리케이션 서버, 방화벽, 도메인 네임 시스템 서버, 다이네믹 호스트 구성 프로코콜 서버, 및/또는 오퍼레이션스, 어드미니스트레이션, 메인트넌스 및 프로비젼널 서버, 등등, 그리고 이들의 조합을 포함한다.
이들 다양한 컴포넌트는 상기 가장자리 라우터(160)내로 통합될 수 있으며, 혹은 상기 가장자리 라우터(160)의 동작을 지짖하는 분리된 (물리적 및/또는 논리적) 시스템으로 제공될 수 있다. 이들 지원 시스템은 일반적으로 상기 MANET(100)내 광대역 인터넷 연결, 상기 MANET(100)과 상기 코어 네트워크(150) 사이 방송 통신 등을 지원하고, 그리고 멀티플 백홀 접근 포인트(130)를 사용하여 가입자 장치(110)들 사이인터-MANET(및/또는 인트라-MANET) 트래픽을 효율적으로 경로 배정하도록 한다.
상기 코어 네트워크(150)는 상기 MANET(100) 바깥 어떠한 네트워크 자원도 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 어떠한 수의 각기 다른 코어 네트워크가 될 수 있으며, 이들은 가령 한 백홀 접근 포인트(130)를 통해 상기 MANET(100)로 연결된 제 2 코어 네트워크(152)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 코어 네트워크(152)는 상기 코어 네트워크(150)로부터 완전히 독립적일 수 있거나, 혹은 고정된 또는 다른 타입의 네트워크를 통해 상기 코어 네트워크(150)에 연결될 수 있다. 상기 코어 네트워크(150)는 단일 네트워크를 형성하기 위해 상기 MANET(100)의 본질적으로 다른, 지리적으로 원격한 및/또는 지역 인스턴스들을 연결시킬 수 있다.
상기 코어 네트워크(150)는 LANs, MANs, WANs 등을 포함하는 IP 네트워크의 모든 형태를 포함할 수 있다. 상기 코어 네트워크(150)는 또한 또는 대신에 공중 인터넷, 공중 스위치 전화 네트워크, 셀룰러 통신 네트워크, 또는 어떠한 다른 네트워크, 또는 데이터 트래픽, 음성 트래픽, 미디어 방송 등의 네트워크 조합등을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 상기 코어 네트워크(150)는 배타적으로 단일 영역의 행정구역, 또는 다수의 행정 구역, 또는 행정 구역의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 고정 장치(170)는 어떤 이유로 상기 MANET(100)내에서 물리적으로 이동하지 않는 가입자 장치(110)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 MANET(100)내 이 같이 고정된 물리적 포인트들은 적재 밸런싱, 중복 등에 사용될 수 있는, 트래픽을 위한 유용한 경로배정 선택을 제공할 수 있다. 일례로서 가령 상기 MANET(100)내 고정되 데스크 탑 컴퓨터를 포함할 수 있다.
상기 MANET(100)내 통신은 본원 명세서에서 MANET 무선 프로토콜(MWP)로 칭하여 지는 프로토콜을 통해 달성될 수 있다. 일반적으로, MWP에 따라 상기 MANET(100)에 참석한 상기 노드 들 어는 것도 무선 소프트웨어와 폼웨어 엎그레이드를 가능하게 하는 하드웨어 플렛폼을 포함할 수 있으며, 이는 가령 특정 또는 범용 계산 장치, 메모리, 디지털 신호 처리기, 무선-주파수 컴포넌트, 안테나, 및 상기 참석 노드들에서 상기 MWP를 실행하기 위해 적절한 다른 적절한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다.
실시 예에서, 접근 포인트(120) 중 하나와 같은 상기 장치들의 어느 것도, 이더넷 네트워크 어뎁터 또는 그와 동등한 IP 네트워크 어탭터, 라우터, 등등과 같은 다른 네트워크들을 위한 한 어댑터를 포함하여, 비-MANET 장비가 그와 같은 장치를 통해 상기 MANET(100)에 참석할 수 있도록 한다. 코어 네트워크(150, 152)로의 연결이 도시되었으나, 이 같은 연결은 선택적이라는 것을 이해 할 것이다. 한 MANET(100)(접근 포인트(120)와 함께 혹은 접근 포인트 없이)가 어떠한 다른 네트워크로의 연결없이 독립적으로 유지 될 수 있으며, 가입자 장치(110)가운데 데이터를 트래픽할 유일한 목적으로 위해 유용하게 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 MANET(100)내 장치들에 의해 사용된 한 MANET 무선 프로토콜(MWP)을 도시한다.
일반적으로, 한 프로토콜 스택은 네트워크 장치들 사이에서 통신하기 위한 한 기준 모델을 제공하여, 각 기증 층이 이웃하는 층들의 실현 세부사항에 관계없이 디자인되고, 수정되며, 또는 배치되면서, 네트워크 통신을 위해 필요한 또는 유용한 기능이 이용될 수 있도록 한다. 본원 명세서에서 설명된 방법 및 시스템은 적절한 프로토콜 스택을 사용하여 장치들 사이에서 무선 통신을 지원할 수 있도록 한다.
이는 MANET에서 사용하기에 적합하게 적용시키거나 또는 변경시키거나, 혹은 완전히 상이한 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인으로, 가령 오픈 시스템 인터커넥션(Open Systems Interconnection)(OSI) 기준 모델(7개 층 레벨 애플리케이션이 있는, 프리젠테이션, 센션, 트랜스포트, 네트워크, 데이터 링크(LLC & MAC), 그리고 피지컬), 또는 TCP/IP 모델(4 개층 레벨 애플리케이션이 있는, 트랜스포트, 인터넷, 링크)을 포함한다.
물리적인 인터페이스, 미디엄 접근 제어, 라우팅 등을 지원하는 한 프로토콜 스택의 낮은 층(들)은 수정이 되어, 이동 무선 애드혹을 수용하도록 하며, 산업-표준 프로토콜이 상기 라우팅 층(가령 MANET 경계에서 및/또는 경계를 지나 경로 배정하기 위해) 및 그 층 위에서 지원된다. 이와 같이 하여, 산업 표준 애플리케이션 및 장치들이 상기 MANET내에서 사용되며 상기 MANET 인프라를 사용하여 통신을 관리한다. 따라서, 캐리어 또는 서비스 제공자의 경우에서와 같이, 간섭없이 상기 고정된 인터넷을 위해 디자인된 애플리케이션들은 상기 MANET내에서 사용될 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다.
다양한 실시 예에서, 각 층 내 기능들이 장치-장치에 따라 증가되고, 줄어들며, 혹은 수정될 수 있다. 가령, 상기 층들 각각의 기능들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 특정 요구에 부합하도록 될 수 있다. 특정한 한 층의 기능이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 소프트웨처 및/또는 하드웨어로 실현될 수 있다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 한 MANET 무선 프로토콜(MWP) 스택 층들은 경로배정 층(202), 미디엄 접근 제어("MAC") 층(204), 그리고 한 물리적 층(206)을 포함한다. 일례로서, 이들 층들 각각 그리고 관련된 기능들이 하기에서 상세히 설명된다.
상기 경로배정 층(202)은 IPv4/RFC 791 및 BGP4/RFC 4271과 같은 산업 표준을 실시 하여, 스코프 링크 상태 경로배정(scoped link state routing) 및/또는 수신기-오리엔트 멀티캐스트와 같은 OSPF/RFC 2740을 대체하도록 한다. 이 같은 ㅊMD은 가령 있다. 상기 경로배정 층(202)은 또한 무선 애드 혹 네트워킹 기술을 실현하여 MANET와 고정된 네트워크 사이 경계에서 산업-표준 유니캐스트 및 멀티캐스트 경로배정 프로토콜을 지원하며 상기 MANET내에서 적정 유니캐스트 및 멀티캐스트 경로배정 제공한다.
상기 MAC 층(204)은 인캡슐레이션, MAC 802.3, ARP/RFC 826, 및 DHCP 위해 RFCs 894/1042 와 같은 미디엄 접근 제어를 위한 산업 표준을 실현한다. 상기 MAC 층(204)은 또한 무선 애드 혹 네트워킹 기술을 실현하여 가령 이웃하는 발견 관리, 적응성 데이터 속도, 및 사설의 대기 행렬 서빙과 같은 802.2 LLC and 802. Iq 을 대체하도록 한다. 이와 유사하게 PPP/RFC's 1661/2516는 사설의 링크 스케듈링 및/또는 노드 활성 멀티플 접근(NAMA) 채널 접근으로 대체될 수 있다.
상기 MAC 층(204)은 가령, 지연-민감 트래픽을 우선순위 결정하도록 하는, 채널 접근 및/또는 대기 행렬을 사용하여 서비스 품질 차별화를 지원한다. 이 같은 층에서, 이웃하는 매니즈먼트는 한-홉(one-hop) 이웃들과의 메세지 교환을 통하여, 각 노드'의 로컬 한-홉 및 두-홉 각각에서 장치들과 트랙 변경을 위한 네트워크 엔트리를 만들수 있다.
상기 MAC 층(204)은 가령 링크 조건들과 노드가 접속된 방식(버스 토폴로지)에 따라 간섭을 최소로 하면서 전송 용량을 최대로 하여, MANET 내 링크-링크 베이스로 전송 파워를 조정하여 적응성 있는 파워 조정을 지원할 수 있다. 적응성 데이터 속도가 링크-링크 베이스로 사용되어 개별 링크 조건에 따라 전송 용량을 최대로 한다. 대기 행렬 서비스는 물리적 층(206)을 통해 데이터 대기 전송을 위한 버퍼를 제공하며, 차별화된 서비스 품질을 사용할 수 있다. 동시에, 채널 접근이 사용되어 어느 노드가 각 TDMA 타임 슬롯 내에서 전송되는 가를 결정하도록 하며, 한 스케듈이 서비스 품질 파라미터에 의해 영향을 받는다.
상기 물리적 층(206)은 물리적 층 통신, 로컬 지역 노드 트래킹 알고리즘(LANTA) 네트워크 타이밍, 그리고 슬롯-슬롯 구성 파형의 세그먼트 및 재 결합과 같은 무선 기술을 실현할 수 있으며, 뿐 만아니라, 타임 도메인 멀티플 접근 및 주파수 도메인 멀티플 접근 파형, 또는 시간, 주파수, 코딩 등을 기반으로 하는 멀티플렉싱 또는 멀티플 접근을 지원하는 파형을 포함하는 멀티플 파형 모드를 실현할 수 있다. 일반적인 네트워크 타이밍이 또한 상기 물리적 층(206)내에 제공되며, 시간과 주파수 에러를 교정하여 모든 노드가 공통 타임베이스로 동작할 수 있도록 한다. 동시에, 파형 모드 셀프-발견이 사용되어 수신기 각각이 어느 파형 모드가 송신기로부터 보내졌는 가를 독자적으로 발견할 수 있도록 한다.
이들 및 다른 기능들이 그리고 한 MANET 무선 프로토콜 스택의 동작 세부사항들이 가령 2009.4.3. 미국 출원 12/418,363 에서 상세히 설명되며, 본원 명세서에서 참고로 인용된다.
도 3은 상기에서 설명된 MANET과 같은 무선 애드 혹 네트워크에서의 한 노드 블록도이다. 상기 노드는 가입자 장치, 접근 포인트, 또는 백홀 접근 포인트와 같이 상기에서 설명된 장치 가운데 어느 하나 일 수 있다. 일반적으로, 상기 노드(300)는 데이터 소스(302), 데이터 링크(304), 신호 처리기(306), 라디오(308), 데이터 대기행렬(310), 경로배정 정보(312), 그리고 이웃 정보(140를 포함할 수 있다. 다음 설명은 기본적으로 일반적인 사항에 대한 것이며, 다수의 처리 장치, 저장 장치, 그리고 무선 주파수 하드웨어가 적절히 사용되어 유사한 효과를 가져올 수 있다. 상기 설명은 본원 명세서에서 설명된 시스템 및 방법에 관련한 MANET 노드 동작을 아웃라인하는 것이며, 어떠한 의미로도 본 발명을 도 3에서 도시된 특정한 기술로 제한하고자 함이 아니다.
상기 데이터 소스(302)는 상기 노드(300)와 관련된 다른 하드웨어 및/또는 소프트웨어 또는 어떠한 애플리케이션도 포함할 수 있다. 이는 가령 랩탑 또는 다른 포터블 계산 장치에서 사용되는 프로그램, 웹 서버 또는 클라이언트, 디지털 카메라 또는 비디오 등등 과 같은 멀티미디어 입/출력 장치를 포함할 수 있다. 더욱 더 일반적으로, 데이터를 송신하거나 수신하는 장치, 센서, 탐지기 등이 상기 노드(300)에서 데이터 소스(302)로서 동작할 수 있다. 접근 포인트(104)와 같은 몇 몇 노드는 독립한 데이터 소스(302)를 가질 수 없으며 다른 노드들 사이에서 데이터를 릴레이하는 MANET(100) 네트워크 요소로서 배타적으로 작용할 수 있으며, 상기 설명된 바와 같은 네트워크 안정도를 제공한다.
상기 데이터 링크(304)는 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하며, 이들은 이웃 관리, 데이터 패킷의 세그먼트화 및 재조합, 서비스 품질(QoS) 관리, 데이터 대기행렬 서비스, 채널 접근, 적응성 데이터 속도, 그리고 다른 적절한 데이터 링크 기능과 같은 데이터 링크 층 기능을 실현한다.
일반적으로, 상기 데이터 링크(304)는 데이터 소스(302)의 참석을 조정하며, 더욱 일반적으로, 한 MANET 내의 노드(300)의 참석을 조정한다. 도 3에서의 상기 데이터 링크(304)는 종래의 오픈 시스템 인터컨넥션(OSI) 모델로부터 그 수에 관계 없이 하측 층(가령 물리적 층) 또는 상측 층(가령, 경로 배정, 운반, 세션, 프리젠테이션, 애플리케이션) 프로토콜을 실현 할 수 있으며, 어떠한 그와 같은 프로토콜 및 관련 기능도 상기 데이터 소스(302) 에서 실행되는 IP 스택에서, 또는 단일 처리기(306) 또는 라디오(308)내 폼웨어에서, 또는 도 3에서 도시되지 않은 추가의 기능 블럭에서와 같은, 상기 노드(300)내 어느 곳에서도 실현될 수 있다.
가령, 경로배정 프로토콜은 상기 데이터 링크(304) 하드웨어/소프트웨어 내에서 실현될 수 있으며, 상기 MANET(100) 내 노드들이 적절한 경로 배정 기능을 공유하도록 한다. 따라서 본원 명세서에서 설명된 일정 요소들이 한 정식 프로토콜 스택 데이터 링크 층 내에 적절히 위치하여질 수 있으며, 이 같은 발명 시스템 및 방법은 종래 프로토콜 스택에 대한 다양한 변경을 가하여 또는 어떠한 형식적인 프로토콜 스택에도 관계없이 실시될 수 있는 것임을 이해 할 것이다.
상기 데이터 링크(304)는 상기 데이터 링크 층으로부터 이웃 정보를 수지바는 링크 매니저를 포함하며, 상기 노드(300)를 위한 이웃 정보(314)를 형성하고 유지시킨다. 이 같은 테이블이 사용되어 이웃들로의 경로 배정을 설정하도록 하며, 하기에서 더욱 설명되는 바와 같이 하나 그리고 두 합(hop) 이웃으로부터의 정보로 주기적으로 갱신된다. 상기 링크 매니저는 링크-링크 베이스로 한 노드에 대한 모든 활성 링크에서의 통계를 모니터하여 링크 품질 게산 그리고 여기서 설명된 다른 기능들을 지원하도록 한다.
메타데이터라는 용어는 상기 노드(300)에 대한 이웃 정보(314)를 의미하는 것이며, 또는 하나 또는 둘 이상의 정보 특징 노드, 데이터 링크 또는 다른 네트워크 특징에 대한 이웃 정보로서, 노드들 사이에서 공유되어 노드들이 참석하는 그리고 통신하는 네트워크를 설명하도록 하는 것이다. 일반적으로, 상기 메타데이터는 적어도 하나의 메타데이터 항목을 포함하며, 어떠한 수의 메타데이터 항목도 이웃하는 노드 수 그리고 노드 들 사이에서 교환될 정보의 양에 따라 유용하게 사용될 수 있다.
상기 신호 처리기(306)는 상기 노드(300)에서 데이터를 송수신함과 관련된 파형 처리 및 타이밍 기능을 포함할 수 있다. 이는 가령 네트워크 타이밍, 시간-슬롯 및/또는 프레임-기반 파형 구성, 하나 또는 둘 이상의 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 파형 모드 패밀리 유지(또는 다른 전송 모드 파형), 파형 모드의 수신기 탐지, 에러 교정 코딩 등등을 포함할 수 있다.
일반적으로, 상기 신호 처리기(306)는 디지털 신호 처리기, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이, 애플리케이션-특정 집적 회로, 마이크로처리기, 또는 다른 범용 또는 특정-목적 계산 장치의 적절한 조합으로 실시 될 수 있다. 상기 신호 처리기(306)는 마이크로처리기, 마이크로제어기, 디지털 신호 처리기, 애플리케이션-특정 집적 회로, 프로그램 가능-어레이 논리 장치, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이 또는 상기 설명된 바와 같은 디지털 및/또는 아날로그 신호들을 처리하거나 처리하도록 프로그램될 수 있는 상기 장치들의 조합일 수 있음을 이해 할 것이다.
한 실시 예에서, 직교 주파수 분할 멀티플레싱(OFDM) 파형은 적응성 데이터 속도 통신을 위해 사용될 수 있다. 상기 OFDM 파형의 모드들은 가령 7.2 MHz 구상 위상-이동 키잉(Quadrature Phase-Shift Keying)(QPSK), 4.8 MHz QPSK, 2.4 MHz QPSK, 1.2 MHz QPSK, 1.2 MHz 이진 위상-이동 키잉(Binary Phase-Shift Keying) (BPSK)을 포함한다.
상기 파형을 송신하기 위한 유효 데이터 속도는 에러 교정과 같은 다른 파라미터에 의해 영향을 받을 수 있다. 적응성 속도 시스템의 실시를 용이하게 하기 위해, 상기 전송 모드가 한 주문된 리스트로 조직(organized)될 수 있으며, 이 리스트는 신호 러바스트니스(robustness)를 줄이는 것에 상응하여 데이터 속도의 단조롭게 증가시킴을 포함하는 것이며, 따라서 전송 모드로 링크 품질을 고유하게 맵핑함을 허용한다. 한 특징에 따라, 한 링크를 통해 데이터를 전송하도록 선택된 실제 파형 모드가 이웃 노드들로의 링크를 위한 링크 품질 적절한 평가에 따라 적응성있게 선택될 수 있다.
상기 라디오(308)는 일반적으로 MANET 내 다른 노드들로 무선 에어 인터페이스를 통해 데이터 대기 행렬(310)으로부터 데이터를 전송하도록 동작되며 그리고 보충 데이터 수신을 수행하도록 하고, 상기 데이터 링크(304) 그리고 상기 신호 처리기(306)(제어 정보, 패킷 헤더 정보와 함께)에 의해 조직되고 암호화된다.
상기 라디오(308)는 어떠한 무선 주파수 아날로그 회로 등도 포함하며, 상기 신호 처리기(306)로 결합되어 노드(300)에서 사용된 디지털 리프리젠테이션과 다른 노드들과의 무선 주파수 통신에서 사용된 아날로그 리프리젠테이션 사이 데이터 및 제어 정보를 변환시킨다.
실시 예에서, 낮은 파워 라디오(308)가 사용되며, 여기서 상기 노드(300)가 배터리-파워 이동 장치이다. 다른 실시 예에서, 높은-파워 라디오(308)가 사용되며, 여기서 상기 노드(300)는 고정된 파워 인프라에 연결된 접근 포인트 또는 백홀 접근 포인트이다. 실시 예에서, 상기 라디오(308) 및 신호 처리기(306)는 측정된 링크 품질에 따라 송신 모드를 변경시킬 수 있는 적응성 데이터 속도 코딩, 에러 교정, 등등을 제공한다.
상기 데이터 대기행렬(310)은 노드(300)으로부터 전송하기위해 어떠한 데이터도 포함할 수 있다. 이는 가령 데이터 소스(302)로부터의 데이터, 상기 MANET내 다른 노드들로부터 노드(300)에 의해 릴레이된 데이터, 및/또는 상기 노드(300)로부터 데이터 패킷 내에 전송하도록 된 제어 정보를 포함할 수 있다. 상기 데이터 대기 행렬(310)은 적절한 방식으로 조직될(organized) 수 있으며 단일의 선입 선출 대기 행렬, 멀티플 대기행렬, 우선순위 정해진 대기행렬 등을 포함할 수 있다.
한 실시 예에서, 상기 노드(300)는 멀티플 우선순위 대기행렬을 포함하여, QoS 트래픽과 같은 다양한 서비스 레벨을 제공하는 데 도움이 되도록 할 수 있다. 일반적으로, 상기 데이터 대기행렬(310) 내 데이터는 상기 MANET 내에서 전송을 위한 상기 데이터 링크(304), 신호 처리기(306), 그리고 라디오(308)로 적절한 대기행렬 메카니즘에 따라 전달된다.
경로 배정 또는 포워딩 테이블과 같은 라우팅 정보(312)는 상기 노드(300)에 의해 라우팅 기능을 지원하도록 제공될 수 있다. 일반적으로, 일반적으로, 이는 가령 수신자 주소 또는 식별자, 수신자로의 경로 비용(적절한 비용 계산과 함께), 그리고 그 같은 경로을 통한 다음 홉(hop)을 포함한다. 서비스 품질과 같은 다른 정보 및 다양한 경로 및 링크에 대한 다른 매트릭스가 더욱더 세밀한 라우팅 결정을 위해 제공될 수 있다.
이웃 정보(314)는 데이터베이스, 플랫 파일, 라우팅 테이블, 또는 상기 노드(300) 내 다른 적절히 조직된 휘발성 또는 비 휘발성 저장장치내에 유지될 수 있다. 상기 이웃 정보(314)는 상기 MANET 유지 및 MANET 노드 각각의 라우팅 기능들을 지원한다.
상기 MANET 내에서, 노드 각각은 다른 노드와 상호 작용하여 지역 네트워크 연결, 이동 용량을 독자적으로 식별하도록 하며, 상기 네트워크를 통하여 경로를 동적으로 형성시키도록 한다. 상기 노드의 라우팅 기능(상기 이웃 정보(314)에 의해 지원되는)은 지연-민감(가령 음성) 트래픽, 지연-인내 트래픽 등등을 서비스(QoS) 우선순위 품질과 함께 수용할 수 있다.
상기 이웃 정보(314)는 이들 노드들과 관련된 정보와 함께 이웃 노드들의 식별을 포함할 수 있다. 이는 한-홉 이웃(즉, 상기 노드(300)와 직접 무선 통신하는 이웃 노드), 두-홉 이웃(즉, 단 하나의 다른 노드만을 통해 상기 노드(300)와 통신하는 이웃 노드), 또는 어떤 다른 노드 또는 상기 MANET 내 참석자를 포함할 수 있다.
한 특징에서, 이웃 정보(314)는 상기 라디오(308)를 위한 링크 품질 정보를 포함하며, 이는 물리적 층 그리고 데이터 링크 데이터 조합으로부터 얻어질 수 있고, 현재 존재하는 채널 조건에 따라 상기 통신 데이터 전송 속도를 적응시키도록 사용될 수 있다. 상기 이웃 정보는 또한 QoS 데이터를 위한 다음 홉들을 선택하도록 사용된 QoS 데이터를 포함할 수 있다. 다른 유용한 정보로는 대역폭 사용, 노드 웨이트, 노드 위치(논리적 또는 물리적), 그리고 QoS 타입 각각 및/또는 다른 우선순위 타입에 대한 대기행렬 대기 시간을 포함할 수 있다.
한 특징에 따라, 상기 이웃 정보(314)는 이웃 노드와 주기적 교환 동안에(제어 전송동안과 같은) 모아질 수 있으며, 이는 상기 데이터 링크(304)의 링크 메니저 조정하에 발생될 수 있다. 가령, 상기 노드(300)는 상기 노드(300)가 이웃과 함께 가질 수 있는 링크 각각에 대하여 출력 대역폭(즉, 데이터 전송 요구)을 결정할 수 있으며, 이를 한-홉(hop) 이웃들로 전송할 수 있다.
이와 유사하게, 상기 노드(300)는 한-홉 이웃 각각으로부터 출력 대역폭을 수신할 수 있다. 이 같은 데이터를 사용하여, 노드(300) 각각은 그 자신의 입력 대역 폭(즉, 데이터 수신 요구)을 이웃 노드로의 링크 각각으로부터 더욱 계산할 수 있으며, 그리고 이 같은 정보가 다음에 한-홉 이웃과 교환될 수 있다. 한-홉 이웃과의 시스템-와이드 교환에 이어, 상기 노드(300)(그리고 상기 MANET 내 모든 다른 노드)가 상기 노드(300)에 대한 상대적인 출력 요구를 나타내는 한 노드 웨이트를 계산할 수 있다. 가령, 상기 노드 웨이트, W.는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00001
여기서 BWout은 상기 노드(300)의 링크 각각을 위한 총 출력 또는 전송 요구이며, BWin 는 총 입력이거나, 상기 노드(300)의 링크 각각에 대한 요구를 수신한다. 마지막으로, 상기 노드(300)는 상기 노드 웨이트를 이웃하는 노드 각각으로 전송할 수 있으며, 그리고 다음에 한 노드 웨이트를 이웃하는 노드 각각으로부터 수신한다.
상기 노드 웨이트, W.는 제어 정보를 위해 사용된 비트 수에 따라 그 값을 제한함으로써, 또는 경로배정 또는 다른 MANET 기능을 더욱 미세하게 제어하기 위해 상기 노드 웨이트에 대한 보충 조정을 제공함으로써, 다른 이웃 정보(314)와 함깨 사용하기 위해 더욱 처리될 수 있다. 상기 이웃 정보(314)의 유지를 위해 정보의 공유가 가령, 상기 데이터 링크(304)에 의해 제어될 수 있으며, 이는 언제 한 홉 이웃과 정보를 공유할 것인지를 결정하기 위해 적절한 기술을 적용시킨다. 한 특징에 따라, 상기 데이터 링크(304)는 상기 MANET 에서 한 노드의 추가 또는 삭제와 같은 변경이 탐지되는 때마다 데이터를 전송할 수 있다.
상기에서 지적된 바와 같이, 이웃 정보(314), 라우팅 정보(312), 및/또는 데이터 대기행렬(310) 어느 하나, 그리고 앞선 예 어느 하나와 관련된 상태 또는 다른 정보가 한 네트워크에 참석하는 노드 사이에서 공유되며, 모든 그와 같은 정보가 본원 명세서에서 사용된 메타데이터 의미에 포함되는 것이다.
또 다른 특징에 따라, 위치-알고있는 노드(300)를 갖고 있는 MANET의 경우(가령, 글로벌 위치 확인 시스템(GPS) 데이터, 신호 세기 데이터, 등등을 사용하여), 상기 이웃 정보(314)가 위치 데이터를 포함하여 위치-기초 라우팅 등등을 지원하도록 한다.
상기 설명에서는 일반적인 의미로 MANET를 설명하였지만, 하기에서 이동 노드의 더욱 세부적인 처리에 대하여 설명될 것이다.
도 4는 무선 애드 혹 네트워크 내 차량 이동 트래픽, 즉 매우 이동성이 높고 빠른 이동 노드를 도시한다. 일반적으로, 차량(415)은 상대적으로 높은 속도(가령 시간당 60마일 또는 그 이상)로 MANET 클라우드(410)를 통해 이동한다. 결과적으로, 상기 차량 내 한 MANET 장치는 상기 MANET 클라우드 내에서 다른 노들들과 그 공간적 관계를 신속하게 스위치하며, 가장 가까운 백홀 접근 포인트(BAP) 멀리에서 신속한 변경을 경험하고 심지어 각기 다른 BAP가 가장 가까이에 있을 수 있도록 할 정도록 위치들을 충분히 변경한다.
이 같은 이동은 도 4에서 화살표(425)로 도시되며, 우측에서 좌측으로 이동을 표시한다. 한 차량이 도 4에서 도시되며, 상기 차량(415)은 모터 사이클, 자전거, 헬리콥터, 모터 보트, 또는 다른 차량, 또는 더욱 일반적으로 신속하게 이동하는 MANET-가능 무선 장치와 같은 상대적으로 신속하게 이동할 수 있는 차량일 수 있으며, 신속하게 이동하는 능력을 갖는 것으로 알려져 있다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 차량(415)은 한 새로운 위치(420)로 이동할 수 있다. 일반적으로, 상기 차량은 한 MANET(410)내에 남아 있다. 상기 MANET(410)는 BAPs(451-455) 및 링크(450)를 통해 가장자리 라우터(460)와 통신한다. 상기 가장자리 라우터(460)는 한 고정 네트워크(435)와 통신하며 인터넷과 같은 네트워크로 그리고 네트워크로부터 트래픽(440)을 제공한다.
한 일정 시간에, 한 초기 포인트에서 차량(415)으로부터의 트래픽(430)이 BAP(451)을 통해 흐른다. 일정 주기의 시간 차량(415)이 위치(420)로 이동할 수 있다. 한 이동 벡터(425)가 계산되어 상기 이동 이후 상기 차량에 대한 기대된 이동을 결정할 수 있다. 상기 이동 벡터(425)를 계산하고 초기 위치를 안뒤에, 데이터가 상기 차량이 기대된 위치로 보내질 수 있다.
상기 차량은 자신의 본래 위치 가까이에 있거나 상당히 멀리 이동했을 수 있다. 차량이 자신의 본래 위치 가까이 있다면 그러면 많은 통신 라우팅 부분들이 본래의 라우팅과 유사할 수 있다. 만약 차량이 상당히 멀리 이동하였다면, 그러면 상기 기대된 라우팅은 상기 본래의 경로와는 크게 상이할 수 있다. 한 새로운 위치(420)가 한 이동 벡터(425)에 기초하여 기대될 수 있다.
상기 새로운 위치(420)는 상기 이동 벡터에 기초하여 한 기대된 위치 범위 일 수 있다. 상기 위치 범위는 차량 밀집, 가속 및 다른 인수들의 지식에 기초하여 정해진다. 트래픽은 일례로서 454, 455와 같은 멀티플 BAPs를 통해 보내진다. 데이터가 BAP(454)를통해 한 라우트(445) 그리고 BAP(455)를 통해 한 라우트(466)와 같은 멀티플 라우트로 보내질 수 있다. 어느 BAP이든 가까이 위치하는 것이 상기 데이터를 새로운 위치(420)에 있는 차량으로 통신할 수 있다. 상기 MANET는 상기 위치의 한-홉 이웃 내 한 노드 또는 백홀 접근 포인트를 결정할 수 있다. 상기 위치(420)의 한 홉 이웃 내에 있는 노드는 상기 데이터와 통신할 수 있다. 다른 위치에 도달한 데이터는 상기 네트워크로부터 삭제되거나 제거될 수 있다.
이 같은 차량 이동 확경에서, 다수의 제한이 한 차량 노드에서 적용되어 차량 노드로/로부터 라우팅의 최적화를 달성하도록 할 수 있다. 먼저, 차량 이동 노드가 고정 또는 낮은 속도 노드로 또는 그와 같은 노드로부터 트래픽의 릴레이에 참석하는 것이 금지될 수 있다. 이는 상기 노드가 상기 스코프된 멀티캐스팅(scoped multicasting) 일부로서 데이터를 릴레이 하는 것을 제한함을 포함한다. 이 같은 금지는 빠른 이동 노드에 의해 발생된 MANET 토폴러지(topology) 내 리플을 줄일 수 있다.
두번째로, 차량 이동 노드들은 파워 요구가 받아들여지면(가령 전송을 위해 높은 파워가 요구되지 않는다면) 특정 백홀 접근 포인트와 통신하는 것이 바람직하다. 세번째로, 차량 이동 노드들은 위에 높인 셀룰러 네트워크로 핸드오프 할 수 있으며, 높은-파워 전송 양자 택일이 상기 MANET 클라우드 내에서 이용될 수 있다. 네번재로, 차량 이동 노드들은 상기 노드에 의해 유사한 이동 벡터를 갖는 두번째 이동 노드와 통신을 시도한다. 상기 통신은 다른 차량 이동 노드가 같은 방향으로 한 접근 포인트를 향해 이동하기 때문에 상기 두번째 이동 노드를 통해 데이터를 릴레이함을 포함한다.
다수의 제한이 가장자리 라우터 및/또는 백홀 접근 포인트에서 적용될 수 있기도 하다. 한 특징에 따라, 한 가장자리 라우터가 클로벌 위치 확인 시스템(GPS)데이터, 도달 타임 차이(TDOA), 또는 다른 적절한 위치 기술 또는 이들의 조합을 사용하여 상기 이동 노드를 위한 이동 벡터(가령 속도 및 방향을 포함)를 계산할 수 있다.
상기 벡터 데이터를 사용하여, 상기 에지 라우터는 한 스코프된 영역을 기대할 수 있다. 이는 도 4에 도시되며, 여기서 상기 이동 노드가 리턴 트래픽을 위한 것이다. 상기 가장자리 라우터는 이에 따라 스코프된 멀티캐스트 트래픽을 상기 차량 노드가 있을 것으로 기대되는 한 영역 내 차량 노드로 보낸다. 이와 유사하게, 상기 차량 노드를 발견한 노드들이 이들 트래픽을 상기 차량 노드로 릴레이한다. 접근 포인트들이 이들의 영역 또는 도메인 내 차량 노드를 발견하는 때 이와 유사하게 동작할 수 있다.
도 5는 기대된 위치로 전송하는 방법(500)을 위해 흐름도를 도시한다. 흐름도(500) 내 다량한 블록 또는 스텝이 도시된다. 정확한 순서는 변할 수 있으며 일전 스텝이 반복되거나 삭제될 수 있다.
단계(500)에서 도시된 바와 같이, 한 노드가 파워 업 또는 부트 업이 있게되면 또는 상기 노드가 한 MANET 또는 BAP 영역의 지리적 위치내로 이동하는 때 한 MANET 로 들어간다. 네트워크 엔트리 시간에, 상기 노드는 그 이웃에 대한, 한 BAP로의 라우팅 경로에 대한, 또는 이전의 동작에 대한 아무런 지식을 갖지 않을 수 있다. 이와 유사하게, 스텝(510)은 한 이동 노드가 한 BAP 도메인으로부터 또 다른 BAP 도메인으로 이동하는 때를 나타낸다. 지식의 결여는 파워 업의 결여 그리고 정보의 필요와 유사하며, 다음 단계들은 유사하다.
단계(515)에서 도시된 바와같이, 상기 노드는 그 이웃, 그 이웃에 대한 정보 그리고 그 이웃에 대한 정보를 발견하는 것으로 진행될 수 있다. 상기 노드로의 하나 또는 둘 이상의 이웃 노드가 발견될 수 있다. 이 같은 정보의 발견은 상기 무선 애드 혹 내 한 노드를 식별함을 포함하며, 여기서 상기 노드는 한 이동 노드이고 상기 노드는 일정 속도 이상으로 이동한다.
상기 발견된 정보는 서빙 BAP에 대한 이웃 노드의 경로 코스트를 포함한다. 상기 발견된 정보는 상기 노드 또는 상기 노드의 이웃 이동을 포함한다. 상기 노드는 그 이웃에 대하여 발견된 정보를 이웃 테이블로 추가시킨다. 이 같은 이동 정보가 BAP로 보내진다. 상기 이동 정보는 또한 한 가장자리 라우터로 보내지며 상기 MANET 및 네트워크 내 그 밖의 장소에 보유된다. 상기 노드의 현재 위치는 마찬가지로 상기 BAP, 가장자리 라우터, 또는 유용한 것을 간주되는 네트워크 내 다른 위치로 보내진다.
단계(520)에서 도시된 바와 같이, 상기 처리는 노드에 대한 이동 벡터를 결정함을 포함할 수 있다. 상기 현재 위치는 이 같은 포인트에서 알려질 수 있거나 결정될 수 있다. 상기 이동 벡터는 2 또는 3 차원 현재 속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 노드에 대한 가속도 또는 감속도에 대한 정보가 또한 계산될 수 있다. 또한, 가능한 속도 변화에 대한 정보가 현재의 또는 전형적인 차량 트래픽 정체 또는 다른 이동 변화로 인해 평가될 수 있다.
현재의 위치 및 이동 벡터가 GPS, 셀룰러 또는 다른 신호 삼각 측량, TDOA, 및 다른 기술을 사용하여 결정될 수 있다. Geo 위치 정보는 이동 벡터를 결정하는 데 도움이 되도록 사용될 수 있다. 전체 이동이 고려될 수 있다. 가령 만약 저체 이동이 원 또는 일정 호를 그리는 것으로 알려진다면, 그러면 예측 및 이동 벡터는 이동이 일직선으로 예측되는 경우와는 다를 것이다. 상기 호 또는 원의 반경은 곡선 이동 벡트를 계산하는 데 사용될 수 있다.
단계(525)에서 도시된 바와 같이, 상기 처리는 노드에 대한 위치 데이터 그리고 이동 벡터를 기초로 하여 경로 예측 평가를 계산함을 포함한다. 상기 이동 노드에 대한 다음 위치가 예측될 수 있다. 상기 예측은 상기 노드에 대한 마지막 위치 그리고 결정된 이동 벡터를 기초로 하여 만들어진다.
상기 예측은 특정적이며 혹은 상기 이동 노드가 시간 상 특정 포인트에 있게 될 일정 범위 가능한 위치를 제공할 수 있다. 다음 위치는 상기 본래의 위치 가까이 있을 수 있으며, 혹은 상기 본래 위치로부터 멀리 떨어져 있을 수 있기도 하다.
다음 위치는 한 다른 BAP 영역에 있을 수 있으며, 혹은 다수의 각기 다른 BAP 영역 가까이에 있을 수 있다. 여기서 로드웨이 또는 다른 차량 경로 등이 알려지면(명백한 맵핑을 통해 또는 노드에 대한 역사적인 데이터을 통해), 위치 예측은 차량 이동에 대한 상응하는 가정에 기초를 두게 된다.
또한, 실제 차량 트래픽 패턴(가령, 정체, 인터섹션, 톨 부쓰, 로드웨이 사건 등)이 분석되어서 속도와 방향 변경을 예측하는 데 도움이 되도록 하며, 데이터는 다른 MANET 노드, 셀룰러 장치 등에 대한 관찰로부터 오게되거나, 혹은 데이터는 트래픽 보고 서비스와 같은 제 3자 정보 제공자로부터 오게된다.
단계(530)에서 도시된 바와 같이, 상기 처리는 계산된 상기 경로 예측 평가를 바탕으로 하여 노드가 있을 것으로 기대되는 위치로 데이터를 전송하기 위해 스코프된 멀티캐스팅을 수행함을 포함한다. 상기 데이터는 다음 예측된 위치로 전송될 수 있다.
상기 데이터는 또한 스코프된 멀티캐스팅을 사용하여, 상기 이동 벡터를 기초로하여 멀티플 위치로 전송될 수 있다. 상기 스코프된 멀티캐스팅은 일단 상기 노드가 다음 전송 위치에 도달하기만 하면 한 경로 결정이 수행되기 위해 대기하는 것과는 달리, 노드가 그와 같은 위치에 있을 것으로 기대되는 멀티플 위치로 데이터를 전송하는 것으로 설명될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법으로서,
    상기 무선 애드 혹 네트워크 내 한 노드를 식별하고, 이 때 상기 노드는 이동 노드이고 상기 노드가 일정 속도 이상으로 이동하고 있으며;
    상기 노드를 위한 한 이동 벡터를 결정하고;
    상기 노드에 대한 위치 데이터 그리고 이동 벡터를 기초로 경로 예측 평가를 계산하고; 그리고
    스코프된(scoped) 멀티캐스팅을 수행하여, 상기 경로 예측 평가를 기초로 하여 상기 노드가 있을 것으로 예측되는 위치로 데이터를 전송하도록 함을 포함하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 계산 경로 예측 평가가 상기 노드가 상기 이동 벡터를 기초로 하여 한 상이한 백홀(backhaul) 접근 포인트 영역으로 이동한다고 평가함을 포함함을 특징으로 하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 상이한 백홀 접근 포인트 영역으로 전송함을 더욱더 포함함을 특징으로 하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 노드가 상기 스코프된 멀티캐스팅(scoped multicasting)의 일부로서 데이터를 릴레이하지 못하도록 제한됨을 특징으로 하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 노드가 한 특정 백홀 접근 포인트와 통신함을 특징으로 하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 노드와 유사한 이동 벡터를 갖는 제 2 이동 노드 사이에서 통신함을 특징으로 하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 통신이 제 2 이동 노드를 통하여 상기 데이터를 릴레이함을 포함함을
  8. 제 1항에 있어서, 상기 이동 벡터가 글로벌 위치확인 시스템(GPS) 기술을 사용하여 결정됨을 특징으로 하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 데이터가 상기 이동 벡터를 기초로 하여 멀티플 위치 노드로 전송됨을 특징으로 하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 멀티플 위치 노드 가운데 하나가 상기 노드의 한 홉 (hop) 이웃이 아닌 것으로 발견되므로, 상기 멀티플 위치 노드 가운데 하나에서의 데이터가 버려짐을 특징으로 하는 무선 애드 혹 네트워크를 통해 무선 통신을 하기 위한 방법.
  11. 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체로서;
    실행되는 때, 무선 애드 혹 네트워크가;
    상기 무선 애드 혹 네트워크 내 한 노드를 식별하고, 이 때 상기 노드는 이동 노드이고 상기 노드가 일정 속도 이상으로 이동하고 있으며;
    상기 노드에 대한 한 이동 벡터를 결정하고;
    상기 노드에 대한 위치 데이터 그리고 이동 벡터를 기초로 경로 예측 평가를 계산하고; 그리고
    스코프된(scoped) 멀티캐스팅을 수행하여, 상기 경로 예측 평가를 기초로 하여 상기 노드가 있을 것으로 예측되는 위치로 데이터를 전송하도록 하는 단계를 수행 하게 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 계산 경로 예측 평가가 상기 노드가 상기 이동 벡터를 기초로 하여 한 상이한 백홀(backhaul) 접근 포인트 영역으로 이동한다고 평가함을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  13. 제 12항에 있어서, 실행되는 때, 상기 상이한 백홀 접근 포인트 영역으로 전하는 단계를 더욱 수행함을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 노드가 상기 스코프된 멀티캐스팅(scoped multicasting)의 일부로서 데이터를 릴레이하지 못하도록 제한됨을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 노드가 한 특정 백홀 접근 포인트와 통신함을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  16. 제 11항에 있어서, 실행되는 때, 상기 노드와 유사한 이동 벡터를 갖는 제 2 이동 노드 사이에서 통신하는 단계를 더욱 수행함을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 통신이 제 2 이동 노드를 통하여 상기 데이터를 릴레이함을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 이동 벡터가 글로벌 위치확인 시스템(GPS) 기술을 사용하여 결정됨을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  19. 제 11항에 있어서, 상기 데이터가 상기 이동 벡터를 기초로 하여 멀티플 위치 노드로 전송됨을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 멀티플 위치 노드 가운데 하나가 상기 노드의 한 홉 (hop) 이웃이 아닌 것으로 발견되므로, 상기 멀티플 위치 노드 가운데 하나에서의 데이터가 버려짐을 특징으로 하는 무선 통신에 대한 지시를 지니는 판독 가능 매체.
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