KR20140060095A - 무선통신 시스템에서 라우팅 경로 설정 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 라우팅 경로 설정 방법 및 장치 Download PDF

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KR20140060095A
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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 라우팅 경로 설정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 라우팅 경로를 설정하기 위한 노드 선정 단말의 방법은, 상기 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 측정하는 과정과, 상기 측정된 거리 정보를 적어도 하나의 인접 단말로 전송하는 과정과, 상기 적어도 하나의 인접 단말로부터 상기 단말을 기준으로 측정된 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 수신하는 과정과, 상기 제 2 거리가 가장 긴 인접 단말을 라우팅 경로의 다음 단말로 결정하는 과정을 포함하여, 복잡한 연산 과정없이 각 단말에서 독립적인 연산을 수행하여, 최소한의 중간 단말들로 최적의 데이터 라우팅 경로를 설정할 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 라우팅 경로 설정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SETTING A ROUTING PATH IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 단말들 사이의 라우팅 경로를 설정하는 기술에 관한 것이다.
애드혹 무선 네트워크는 다수의 무선국들이 액세스 포인트나 다른 유선 네트워크 연결을 사용하지 않고 서로 간에 직접 통신을 수행하는 모드로서, 피어투피어(peer-to-peer) 모드의 한 종류이다. 애드혹 무선 네트워크는 무선 인프라스트럭쳐가 존재하지 않는 곳에서 신속하고 용이하게 무선 네트워크를 설정할 수 있어 유용하다.
애드혹 무선 네트워크에서는 라우팅 알고리즘을 따라 소스 단말과 타겟 단말(혹은 목적 단말) 사이에 중간 노드(혹은 중간 단말)를 선정하여 라우팅 경로를 형성한다. 종래에 공지된 대부분의 라우팅 알고리즘은 소스 단말과 타겟 단말 사이에 최소의 중간 노드를 선정하는 것에 목적을 두고 있다. 그러나, 최소 중간 노드를 갖는 라우팅 경로가 반드시 최적의 라우팅 경로인 것은 아니다. 예를 들어, 소스 단말과 타겟 단말 사이의 중간 노드가 소스 단말의 커버리지 영역 내 가장 자리에 위치하는 경우, 소스 단말 혹은 중간 노드의 이동으로 인해 데이터를 전송하는 라우팅 경로가 끊어질 수 있는 단점이 있다. 그러나, 소스 단말과 타겟 단말 사이에 비교적 많은 수의 중간 노드들로 형성된 라우팅 경로는 다수의 중간 노드들의 파워 소모량을 증가시키는 단점을 가진다.
예를 들어, 공지된 라우팅 알고리즘들 중에서 위치 정보를 이용하는 대표적인 라우팅 알고리즘으로, LAR(Location-Aided Routing algorithm)이 있다. LAR은 타겟 단말이 단위 시간 동안에 평균 속도로 이동할 수 있는 예상 영역(expected zone)과 예상 영역을 기준으로 소스 단말이 메시지를 전송해야할 요청 영역(request zone)을 결정하고, 요청 영역 내에서 중간 단말을 선정하는 알고리즘이다. LAR은 소스 단말이 요청 영역 내 모든 단말들과 라우팅 경로 설정을 위한 메시지를 송수신하기 때문에, 불필요하게 많은 메시지가 전달되는 단점이 있으며, 타겟 단말의 평균 속도를 이용하기 때문에, 타겟 단말의 이동 속도의 변화가 큰 경우에 예상 영역을 결정하는데 오차가 발생될 수 있으며, 이는 요청 영역을 결정하는 연산에도 영향을 미칠 수 있다. 즉, 종래의 LAR은 요청 영역에 포함된 모든 단말들의 연산 및 전송 파워를 불필요하게 소모시키는 단점이 있다.
따라서, 단말의 전송 파워 소모량 및 라우팅 경로의 끊김 현상을 모두 고려한 라우팅 알고리즘이 제시될 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예는 무선통신 시스템에서 단말의 위치 정보를 이용하는 라우팅 경로 설정 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 실시 예는 무선통신 시스템의 소스 단말에서 타겟 단말에 이르는 직선 형태의 가상의 선을 이용하여 라우팅 경로를 설정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선통신 시스템에서 소스 단말과 타겟 단말 사이의 가상의 선에 직교하는 중간 단말로부터의 선을 이용하여, 가상의 선과 직교 선의 접점을 결정하고, 소스 단말과 접점까지의 거리를 이용하여 중간 단말을 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선통신 시스템에서 단말의 최대 속도를 바탕으로 중간 노드 선정 제외 영역을 결정하고, 중간 노드 선정 제외 영역에 포함되지 않는 인접 단말을 중간 단말로 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선통신 시스템의 단말에서 경로 설정에 대한 응답 메시지를 수신한 경우, 응답 메시지를 전송한 단말과 이전 노드로 설정된 단말이 동일한 단말인지 여부를 결정하여 라우팅 경로를 설정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 라우팅 경로를 설정하기 위한 노드 선정 단말의 방법은, 상기 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 측정하는 과정과, 상기 측정된 거리 정보를 적어도 하나의 인접 단말로 전송하는 과정과, 상기 적어도 하나의 인접 단말로부터 상기 단말을 기준으로 측정된 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 수신하는 과정과, 상기 제 2 거리가 가장 긴 인접 단말을 라우팅 경로의 다음 단말로 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 라우팅 경로 설정을 위한 인접 단말의 방법은, 노드 선정 단말로부터 상기 노드 선정 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 포함하는 신호를 수신하는 과정과, 상기 타겟 단말이 상기 인접 단말인지 여부를 검사하는 과정과, 상기 타겟 단말이 상기 인접 단말이 아닐 시, 상기 거리 정보를 이용하여 상기 노드 선정 단말을 기준으로 상기 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 측정하는 과정과, 상기 제 2 거리를 상기 노드 선정 단말로 전송하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 라우팅 경로를 설정하기 위한 노드 선정 단말은, 적어도 하나의 인접 단말과 신호를 송수신하는 송수신 부와, 상기 노드 선정 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리 정보를 적어도 하나의 인접 단말로 전송하며, 상기 적어도 하나의 인접 단말로부터 상기 단말을 기준으로 측정된 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 수신하고, 상기 제 2 거리가 가장 긴 인접 단말을 라우팅 경로의 다음 단말로 결정하는 기능을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 라우팅 경로 설정을 위한 인접 단말은, 적어도 하나의 다른 단말과 신호를 송수신하는 송수신부와, 노드 선정 단말로부터 상기 노드 선정 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 포함하는 신호를 수신하고, 상기 타겟 단말이 상기 인접 단말인지 여부를 검사하고, 상기 타겟 단말이 상기 인접 단말이 아닐 시, 상기 거리 정보를 이용하여 상기 노드 선정 단말을 기준으로 상기 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 측정한 후, 상기 제 2 거리를 상기 노드 선정 단말로 전송하는 기능을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서는 무선통신 시스템에서 단말의 위치 정보를 바탕으로 소스 단말에서 타겟 단말에 이르는 직선 형태의 가상의 선을 이용하여 라우팅 경로를 설정함으로써, 복잡한 연산 과정없이 각 단말에서 독립적인 연산을 수행하여, 최소한의 중간 단말들로 최적의 데이터 라우팅 경로를 설정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에서는 단말의 최대 속도를 바탕으로 중간 노드 선정 제외 영역을 결정한 후, 결정된 중간 노드 선정 제외 영역을 바탕으로 데이터 라우팅 경로를 깨뜨릴 수 있는 단말을 제외한 나머지 단말들 중에서 중간 노드의 역할을 수행할 단말을 선택함으로써, 견고한 라우팅 경로를 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프로젝션 라인 및 쉐도우 라인을 나타내는 도면,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따라 프로젝션 라인 및 쉐도우 라인을 바탕으로 라우팅 경로를 설정하는 예를 나타내는 도면,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따라 소스 단말과 타겟 단말 사이에 라우팅 경로를 설정하는 신호 흐름을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 중간 노드 선정 제외 영역을 나타내는 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따라 라우팅 경로를 설정하는 소스 단말의 절차를 도시하는 도면,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시 예에 따라 라우팅 경로를 설정하는 중간 단말의 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 라우팅 경로를 설정하는 타겟 단말의 절차를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 라우팅 경로를 설정하는 단말의 블럭 구성을 도시하는 도면, 및
도 9 및 도 10은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 라우팅 경로 설정에 대한 성능 그래프를 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명의 실시 예는 무선통신 시스템에서 단말의 위치 정보를 이용하는 라우팅 경로를 설정하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다. 본 발명의 실시 예에서 중간 노드, 중간 단말 및 다음 단말은 라우팅 경로의 중간 노드를 지칭하는 동일한 의미로서, 이하 설명에서는 이 용어들을 혼용하여 사용한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프로젝션 라인 및 쉐도우 라인을 나타내고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 소스 단말 S(100)와 타겟 단말 T(102, 혹은 목적 단말)의 데이터 송수신을 위해, 소스 단말 S(100)와 타겟 단말 T(102) 사이에 라우팅 경로를 설정한다. 이를 위해, 먼저 소스 단말 S(100)는 타겟 단말 T(102)에 이르는 가상의 선(이하 '프로젝션 라인(Projection Line)'이라 칭함, 121)을 생성하고, 프로젝션 라인(121)의 길이를 계산한다. 이때, 프로젝션 라인(121)의 길이는 소스 단말 S(100)의 위치 정보와 타겟 단말 T(102)의 위치 정보를 바탕으로 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로젝션 라인(121)의 길이는 소스 단말 S(100)의 위치를 나타내는 좌표 (XS, YS, ZS)와 타겟 단말 T(102)의 위치를 나타내는 좌표 (XT, YT, ZT)를 바탕으로 하기 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, PROJS는 소스 단말 S(100)과 타겟 단말 T(102) 사이의 프로젝션 라인의 길이를 의미한다.
또한, 본 발명에서는 소스 단말 S(100)에 인접한 단말(111)이 소스 단말 S(100)과 타겟 단말 T(102) 사이의 프로젝션 라인(121)에 직교하는 가상의 선(123)을 생성하고, 프로젝션 라인(121)과 가상의 선(123)이 교차하는 점(125)에서 소스 단말 S(100)을 잇는 선(이하 '쉐도우 라인(Shadow Line)'이라 칭함, 127)의 거리를 계산한다. 여기서, 쉐도우 라인은 소스 단말 S(100)을 기준으로 측정된 타겟 단말 T(102)에 대한 인접 단말 각각의 상대적인 거리를 나타낼 수 있다. 쉐도우 라인(127)의 거리는 프로젝션 거리, 소스 단말 S(100)와 인접한 단말(111) 사이의 거리, 타겟 단말 T(102)와 인접한 단말(111) 사이의 거리를 바탕으로 계산할 수 있다. 예를 들어, 쉐도우 라인(127)의 거리는 하기 수학식 2와 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00002
여기서, SHADA는 인접 단말 A(111)의 쉐도우 라인(123)의 길이를 의미하며, DISTS는 인접 단말 A(111)와 소스 단말 S(100) 사이의 거리를 의미하며, DISTT는 인접 단말 A(111)와 타겟 단말 T(102) 사이의 거리를 의미하며, PROJS(121)는 소스 단말 S(100)에서 타겟 단말(102)에 이르는 프로젝션 라인(121)의 길이를 의미한다. 여기서, 쉐도우 라인의 길이는 양수(positive number) 혹은 음수(negative number)일 수 있다.
본 발명에서는 소스 단말 S(100)에 인접한 다수의 단말들 중에서 쉐도우 라인의 거리가 가장 긴 인접 단말을 중간 노드의 역할을 수행할 단말로 선택한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 소스 단말 S(100)로부터 신호 수신이 가능한 다수의 인접 단말들 중에서 타겟 단말 T(102)에 가장 가까운 인접 단말을 중간 단말로 선택한다.
이후, 본 발명의 실시 예에 따라 중간 단말이 타겟 단말 T(102)에 이르는 프로젝션 라인을 생성하여, 프로젝션 라인의 길이를 계산하고, 이를 바탕으로 상술한 방식과 같이 쉐도우 라인의 길이를 계산하여, 다음 중간 단말을 선택하는 방식을 반복적으로 수행한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따라 프로젝션 라인 및 쉐도우 라인을 바탕으로 라우팅 경로를 설정하는 예를 나타내고 있다. 여기서, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 각 단말들은 이동으로 인해 위치가 변경될 수 있다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 소스 단말 S(100)는 소스 단말 S(100)에서 타겟 단말 T(102)에 이르는 프로젝션 라인(120)을 생성하고, 프로젝션 라인(120)의 길이 정보를 인접한 단말들(111, 114 및 116)으로 전송한다. 그러면, 프로젝션 라인(120)의 길이 정보를 수신한 인접한 단말들(111, 114, 116) 각각은 프로젝션 라인(120)에 대한 쉐도우 라인(121, 122, 123)의 길이를 계산하고, 쉐도우 라인(121, 122, 123)의 길이 정보를 소스 단말 S(100)로 전송한다. 그러면, 소스 단말 S(100)는 인접한 단말들(111, 114, 116) 중에서 가장 긴 쉐도우 라인을 갖는 단말 A(111)를 다음 노드, 즉 중간 단말로 선택하고, 단말 A(111)에 중간 단말로 선택되었음을 알린다.
그러면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 중간 단말로 선택된 단말 A(111)는 단말 A(111)에서 타겟 단말 T(102)에 이르는 프로젝션 라인(130)을 생성하고, 프로젝션 라인(130)의 길이 정보를 인접한 단말들(112, 113 및 116)으로 전송한다. 그러면, 프로젝션 라인(130)의 길이 정보를 수신한 인접한 단말들(112, 113 및 116) 각각은 프로젝션 라인(130)에 대한 쉐도우 라인(131, 132, 133)의 길이를 계산하고, 쉐도우 라인(131, 132, 133)의 길이 정보를 단말 A(111)로 전송한다. 그러면, 단말 A(111)는 인접한 단말들(112, 113 및 116) 중에서 가장 긴 쉐도우 라인을 갖는 단말 C(113)를 다음 노드, 즉 중간 단말로 선택하고, 단말 C(113)에 중간 단말로 선택되었음을 알린다.
이후, 도 2C에 도시된 바와 같이, 중간 단말로 선택된 단말 C(113)는 단말 C(113)에서 타겟 단말 T(102)에 이르는 프로젝션 라인(140)을 생성하고, 프로젝션 라인(140)의 길이 정보를 인접한 단말들(102, 111, 112, 115)로 전송한다. 이때, 타겟 단말 T(102)가 단말 C(113)의 커버리지 내에 존재하므로, 단말 C(113)로부터 라우팅 경로 설정을 위한 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 타겟 단말 T(102)가 중간 노드로 선택된 단말 C(113)로 응답 신호를 전송하고, 이 응답 신호는 중간 노드로 선택된 단말 C(113)와 단말 A(111)를 통해 소스 단말 S(100)로 전달되어, 소스 단말 S(100)와 타겟 단말 T(102) 사이에 라우팅 경로가 설정된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따라 소스 단말과 타겟 단말 사이에 라우팅 경로를 설정하는 신호 흐름을 도시하고 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 먼저 소스 단말(100)은 301단계에서 소스 단말(100)에서 타겟 단말(102)에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 계산한다. 이후, 소스 단말(100)은 303단계에서 계산된 프로젝션 라인의 길이를 포함하는 Q-RREQ(Query-Routing Request) 메시지를 인접한 단말들(111, 112)로 전송한다. 이때, Q-RREQ 메시지는 Q-RREQ 메시지를 전송하는 단말의 ID와 위치 정보(혹은 위치 좌표), 타겟 단말의 ID와 위치 정보, 및 Q-RREQ 메시지를 전송하는 단말에서 타겟 단말에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 포함한다. 예를 들어, 도 2a를 참조하면, 소스 단말 S(100)가 전송하는 Q-RREQ 메시지는, 소스 단말 S(100)의 ID, 소스 단말 S(100)의 위치 정보, 타겟 단말 T(102)의 ID, 타겟 단말 T(102)의 위치 정보, 소스 단말 S(100)에서 타겟 단말 T(102)에 이르는 프로젝션 라인(120)의 길이 정보를 포함한다.
Q-RREQ 메시지를 수신한 인접 단말 A(111) 및 인접 단말 B(112) 각각은 305단계에서 소스 단말(100)의 프로젝션 라인 길이 정보를 이용하여 쉐도우 라인의 길이를 계산한다. 예를 들어, 도 2a를 참조하면, 인접 단말 A(111)는 Q-RREQ 메시지로부터 프로젝션 라인(120)의 길이 정보와 소스 단말 S(100)의 위치 정보 및 타겟 단말 T(102)의 위치 정보를 확인한 후, 소스 단말 S(100)와 인접 단말 A(111) 사이의 거리 및 타겟 단말 T(102)와 인접 단말 A(111) 사이의 거리를 계산한 후, 수학식 2에 나타낸 바와 같은 방식으로 쉐도우 라인(121)의 길이를 계산한다. 이후, 인접 단말 A(111) 및 인접 단말 B(112) 각각은 307단계에서 계산된 쉐도우 라인의 길이를 포함하는 A-RREQ(Acknowledgement-Routing Request) 메시지를 소스 단말 T(100)로 전송한다. 이때, A-RREQ 메시지는 Q-RREQ메시지를 전송한 단말의 ID 및 위치 정보와 A-RREQ 메시지를 전송하는 단말의 ID와 위치 정보, 및 계산된 쉐도우 라인의 길이를 포함한다. 예를 들어, 도 2a를 참조하면, 단말 A(111)가 소스 단말 S(100)의 Q-RREQ에 응답하여 전송하는 A-RREQ 메시지는, 소스 단말 S(100)의 ID, 소스 단말 S(100)의 위치 정보, 인접 단말 A(111)의 ID, 인접 단말 A(111)의 위치 정보, 인접 단말 A(111)에서 계산된 쉐도우 라인(121)의 길이 정보를 포함한다.
인접 단말들(111, 112)로부터 A-RREQ 메시지를 수신한 소스 단말 S(100)는 309단계에서 레드 존(Red-Zone)을 결정하고, 결정된 레드 존을 기반으로 최적의 쉐도우 라인을 갖는 인접 단말을 라우팅 경로의 다음 단말(혹은 중간 단말)로 선택한다. 여기서, 레드 존은, 중간 노드를 선정하는 단말의 커버리지 내에 포함되어 있으나 중간 노드 선정에서 제외되는 영역으로서, 단말의 속도를 고려하여 다음 데이터 전송 시에 라우팅 경로가 깨질 수 있는 확률이 높은 영역으로 결정된다. 즉, 중간 노드를 선정하는 단말의 커버리지 내 영역(혹은 최대 전송 반경에 대응하는 영역)은 중간 노드 비선정 영역과 중간 노드 선정 영역으로 구분될 수 있다.
레드 존은 하기 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 중간 노드를 선정하는 단말의 최대 전송 반경 및 단말의 최대 속도를 바탕으로 결정한다.
Figure pat00003
여기서, RRED(d)는 중간 노드 선정 영역의 반경으로서, 레드 존을 결정하기 위한 거리로 사용된다. 또한, R은 중간 노드를 선정하는 단말의 최대 전송 반경을 의미한다. 또한, r은 단위 시간당 단말의 이동 반경으로서, 단말의 최대 이동 속도인 vmax와 단위시간 t에 의해 결정된다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 단말의 최대 전송 반경에 대응하는 영역 중에서, 수학식 3에 따라 결정된 RRED(d)에 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역을 중간 노드 선정에서 제외되는 레드 존(410)으로 결정한다. 본 발명에서는 레드 존에 위치한 인접 단말이 현 시점에서는 라우팅 경로를 깨트리지 않으나, 단말의 이동으로 인해 다음 시점에 라우팅 경로를 깨트릴 수 있는 것으로 간주하여, 레드 존에 위치한 인접 단말을 중간 노드 선정 대상에서 제외한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 소스 단말(100)의 레드 존(410)이 결정되고, 단말 B(112)의 단위 시간당 이동 반경을 나타내는 영역이 소스 단말(100)의 커버리지 영역 중에서 레드 존(410)에 해당하고, 단말 A(111)의 단위 시간당 이동 반경을 나타내는 영역은 소스 단말(100)의 커버리지 영역 중에서 레드 존(410) 이외의 영역에 해당하는 경우를 가정하면, 소스 단말(100)은 단말 B(112)의 쉐도우 라인의 길이가 단말 A(111)의 쉐도우 라인의 길이보다 길더라도, 단말 B(112)가 아닌 단말 A(111)를 라우팅 경로의 다음 노드로 선택할 수 있다. 여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 중간 노드를 선정하는 소스 단말(100)의 최대 전송 반경에 해당하지 않는 영역도 중간 노드 선정 대상 영역에서 제외됨은 당연하다. 따라서, 중간 노드를 선정하는 소스 단말(100)의 최대 전송 반경 밖에 위치한 단말 D(114)도 중간 노드 선정 대상에서 제외된다.
여기서, 인접 단말의 이동 반경을 나타내는 영역은, 인접 단말 각각에서 직접 계산하여 중간 노드 선정 단말로 전송할 수도 있으며, 인접 단말이 위치 정보만을 중간 노드 선정 단말로 전송하면, 중간 노드를 선정 단말에서 계산할 수도 있다.
인접 단말의 이동 반경을 나타내는 영역은, 중간 노드를 선정하는 단말과 인접 단말과의 거리에 따라 하기 수학식 4에 나타낸 바와 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00004
여기서, r은 단위 시간당 단말의 이동 반경으로서, 단말의 최대 이동 속도인 vmax와 단위시간 t에 의해 결정된다. 또한, R은 중간 노드를 선정하는 단말의 최대 전송 반경을 의미하며, d는 중간 노드를 선정하는 소스 단말 S(100)과 인접 단말 사이의 거리를 의미한다. 또한, α1은
Figure pat00005
이고, α2 는
Figure pat00006
이다.
즉, 소스 단말 S(100)은 소스 단말 S(100)의 최대 전송 반경에 대응하는 영역 중에서 레드 존을 제외한 영역을 이동 반경 영역으로 갖는 인접 단말들을 후보 중간 단말로 결정하고, 후보 중간 단말들 중에서 쉐도우 라인의 길이가 가장 긴 단말을 다음 단말(혹은 중간 단말)로 선택한다. 여기서는, 인접 단말 A(111)와 인접 단말 B(112) 중에서 인접 단말 A(111)가 다음 단말로 선택됨을 가정한다.
이후, 소스 단말 S(100)은 311단계에서 다음 단말로 선택된 단말 A(111)의 정보를 라우팅 테이블에 기록한다. 여기서, 라우팅 테이블은 소스 단말 ID, 타겟 단말 ID, 이전 단말 ID 및 다음 단말 ID를 포함할 수 있다. 이때, 소스 단말 S(100)의 이전 단말은 존재하지 않기 때문에, 이전 단말 ID는 존재하지 않는 것으로 기록될 수 있다.
이후, 소스 단말 S(100)는 313단계에서 중간 단말로 선택됨을 나타내는 D-RREQ(Decision-Routing Request) 메시지를 인접 단말 A(111)로 전송한다. 이때, D-RREQ 메시지는 D-RREQ 메시지를 전송하는 단말 S(110)의 ID와 위치 정보(혹은 위치 좌표), 중간 단말로 선택된 단말 A(111)의 ID와 위치 정보를 포함한다.
이후, 중간 단말로 선택된 단말 A(111)는 315단계에서 자신의 라우팅 테이블에 라우팅 경로에 대한 정보를 기록한다. 여기서, 라우팅 테이블은 소스 단말 ID, 타겟 단말 ID, 이전 단말 ID 및 다음 단말 ID를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말 A(111)는 자신의 라우팅 테이블에 소스 단말의 ID로 단말 S(100)의 ID, 타겟 단말의 ID로 단말 T(102)의 ID, 이전 단말 ID로 소스 단말 S(100)를 기록할 수 있다.
이후, 중간 단말 A(111)는 317단계에서 중간 단말 A(111)에서 타겟 단말(102)에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 계산한다. 이후, 중간 단말 A(111)는 319단계에서 계산된 프로젝션 라인의 길이를 포함하는 Q-RREQ 메시지를 인접한 단말들(112, 113)로 전송한다. 여기서, 중간 단말 A(111)가 전송하는 Q-RREQ 메시지는, 중간 단말 A(111)의 ID, 중간 단말 A(111)의 위치 정보, 타겟 단말 T(102)의 ID, 타겟 단말 T(102)의 위치 정보 및 도 2b에 도시된 바와 같은 중간 단말 A(111)에서 타겟 단말 T(102)에 이르는 프로젝션 라인(130)의 길이 정보를 포함한다.
Q-RREQ 메시지를 수신한 인접 단말 B(112) 및 인접 단말 C(113) 각각은 321단계에서 중간 단말 A(111)의 프로젝션 라인 길이 정보를 이용하여 쉐도우 라인의 길이를 계산한다. 예를 들어, 도 2b를 참조하면, 인접 단말 B(112)는 Q-RREQ 메시지로부터 프로젝션 라인(130)의 길이 정보와 중간 단말 A(111)의 위치 정보 및 타겟 단말 T(102)의 위치 정보를 확인한 후, 중간 단말 A(111)와 인접 단말 B(112) 사이의 거리 및 타겟 단말 T(102)와 인접 단말 B(112) 사이의 거리를 계산한 후, 수학식 2에 나타낸 바와 같은 방식으로 쉐도우 라인(131)의 길이를 계산한다. 이후, 인접 단말 B(112) 및 인접 단말 C(113) 각각은 323단계에서 계산된 쉐도우 라인의 길이를 포함하는 A-RREQ 메시지를 중간 단말 A(111)로 전송한다. 이때, A-RREQ 메시지는 Q-RREQ 메시지를 전송한 단말의 ID 및 위치 정보와 A-RREQ 메시지를 전송하는 단말의 ID와 위치 정보, 및 계산된 쉐도우 라인의 길이를 포함한다. 예를 들어, 도 2b를 참조하면, 단말 B(112)가 중간 단말 A(111)의 Q-RREQ에 응답하여 전송하는 A-RREQ 메시지는, 중간 단말 A(111)의 ID, 중간 단말 A(111)의 위치 정보, 인접 단말 B(112)의 ID, 인접 단말 B(112)의 위치 정보, 인접 단말 B(112)에서 계산된 쉐도우 라인(131)의 길이 정보를 포함한다.
인접 단말들(112, 114)로부터 A-RREQ 메시지를 수신한 중간 단말 A(111)는 325단계에서 레드 존(Red-Zone)을 결정하고, 결정된 레드 존을 기반으로 최적의 쉐도우 라인을 갖는 인접 단말을 라우팅 경로의 다음 단말(혹은 중간 단말)로 선택한다. 여기서, 레드 존은, 중간 노드를 선정하는 단말 A의 커버리지 내에 포함되어 있으나 중간 노드 선정에서 제외되는 영역으로서, 단말의 속도를 고려하여 다음 데이터 전송 시에 라우팅 경로가 깨질 수 있는 확률이 높은 영역으로 결정된다. 즉, 중간 단말 A(111)는 수학식 3을 이용하여 결정되는 레드 존 및 수학식 4에 나타낸 바와 같이 결정되는 각 인접 단말의 이동 반경을 나타내는 영역을 바탕으로, 중간 단말 A(111)의 최대 전송 반경에 대응하는 영역 중에서 레드 존을 제외한 영역을 이동 반경 영역으로 갖는 인접 단말들을 후보 중간 단말로 결정한 후, 후보 중간 단말들 중에서 쉐도우 라인의 길이가 가장 긴 단말을 다음 단말(혹은 중간 단말)로 선택한다. 여기서는, 인접 단말 B(112)와 인접 단말 C(113) 중에서 인접 단말 C(113)가 다음 단말로 선택됨을 가정한다.
이후, 중간 단말 A(111)는 327단계에서 다음 단말로 선택된 단말 C(113)의 정보를 라우팅 테이블에 기록한다. 여기서, 중간 단말 A(111)은 상술한 315단계에서 기록된 라우팅 테이블에 다음 단말의 ID 즉, 단말 C(113)의 ID를 추가적으로 기록한다.
이후, 중간 단말 A(111)는 329단계에서 중간 단말로 선택됨을 나타내는 D-RREQ 메시지를 인접 단말 C(113)로 전송한다. 이때, D-RREQ 메시지는 D-RREQ 메시지를 전송하는 단말 A(111)의 ID와 위치 정보(혹은 위치 좌표), 중간 단말로 선택된 단말 C(113)의 ID와 위치 정보를 포함한다.
이후, 중간 단말로 선택된 단말 C(113)는 331단계에서 자신의 라우팅 테이블에 라우팅 경로에 대한 정보를 기록한다. 여기서, 라우팅 테이블은 소스 단말 ID, 타겟 단말 ID, 이전 단말 ID 및 다음 단말 ID를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말 C(111)는 자신의 라우팅 테이블에 소스 단말의 ID로 단말 S(100)의 ID, 타겟 단말의 ID로 단말 T(102)의 ID, 이전 단말 ID로 단말 A(111)를 기록할 수 있다.
이후, 중간 단말 C(113)는 333단계에서 중간 단말 C(113)에서 타겟 단말(102)에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 계산한다. 이후, 중간 단말 C(113)는 335단계에서 프로젝션 라인의 길이를 포함하는 Q-RREQ메시지를 인접한 단말들로 전송한다. 여기서, 중간 단말 C(113)가 전송하는 Q-RREQ 메시지는, 중간 단말 C(113)의 ID, 중간 단말 C(113)의 위치 정보, 타겟 단말 T(102)의 ID, 타겟 단말 T(102)의 위치 정보 및 도 2C에 도시된 바와 같은 중간 단말 C(111)에서 타겟 단말 T(102)에 이르는 프로젝션 라인(140)의 길이 정보를 포함한다.
이때, Q-RREQ 메시지를 수신한 타겟 단말 T(102)는 수신된 Q-RREQ 메시지의 타겟 단말의 ID가 자신의 ID와 동일함을 확인하고, 수신된 Q-RREQ 메시지가 자신과 소스 단말 S(100)의 라우팅 경로를 설정하기 위한 것임을 판단하고, 337단계에서 Q-RREQ를 전송한 중간 단말 C(113)를 라우팅 테이블에 여기서, 라우팅 테이블은 소스 단말 ID, 타겟 단말 ID, 이전 단말 ID 및 다음 단말 ID를 포함할 수 있다. 예를 들어, 타겟 단말 T(102)는 자신의 라우팅 테이블에 소스 단말의 ID로 단말 S(100)의 ID, 타겟 단말의 ID로 단말 T(102)의 ID, 이전 단말 ID로 중간 단말 C(113)를 기록할 수 있다. 이때, 타겟 단말 T(102)가 소스 단말 S(100)가 전송하는 데이터의 최종 목적지이기 때문에 다음 단말은 존재하지 않는 것으로 기록될 수 있다.
이후, 타겟 단말 T(102)는 339단계에서 RREP(Routing Response) 메시지를 이전 단말인 중간 단말 C(113)로 전송한다. 여기서, RREP 메시지는 소스 단말의 ID, 소스 단말의 위치 정보, 타겟 단말의 ID 및 타겟 단말의 위치 정보를 포함할 수 있다. 이후, RREP 메시지를 수신한 중간 단말 C(113)는 341단계에서 다음 단말을 타겟 단말 T(102)로 기록한다. 즉, 중간 단말 C(113)는 321단계에서 기록된 라우팅 테이블의 다음 단말 ID에 타겟 단말 T(102)의 ID를 추가적으로 기록한다. 이후, 중간 단말 C(113)는 343단계에서 라우팅 테이블에 기록된 이전 단말의 ID를 확인하고, 이전 단말인 중간 단말 A(111)로 RREP 메시지를 전달한다.
이후, 중간 단말 A(111)는 RREP 메시지의 전송 단말의 ID를 확인하고, 345단계에서 RREP 메시지 전송 단말의 ID와 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말의 ID를 비교한다. 만일, RREP 메시지를 전송한 단말 C(113)의 ID와 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말 ID가 동일하지 않은 경우, 중간 단말 A(111)는 라우팅 경로에 오류가 발생한 것으로 판단하고, 319단계로 되돌아가 다음 단말을 다시 선택하기 위한 동작을 재수행한다. 반면, RREP 메시지를 전송한 단말의 ID와 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말 ID가 동일한 경우, 중간 단말 A(111)는 중간 단말 A(111)의 다음 단말을 단말 C(113)로 최종 결정한다. 이후, 중간 단말 A(111)는 347단계에서 라우팅 테이블에 기록된 이전 단말의 ID를 확인하고, 이전 단말인 소스 단말 S(100)로 RREP 메시지를 전달한다.
RREP 메시지를 수신한 소스 단말 S(100)는 RREP 메시지의 전송 단말의 ID를 확인하고, 349단계에서 RREP 메시지 전송 단말의 ID와 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말의 ID를 비교한다. 만일, RREP 메시지를 전송한 단말 A(111)의 ID와 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말 ID가 동일하지 않은 경우, 소스 단말 A(111)는 라우팅 경로에 오류가 발생한 것으로 판단하고, 303단계로 되돌아가 다음 단말을 다시 선택하기 위한 동작을 재수행한다. 반면, RREP 메시지를 전송한 단말의 ID와 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말 ID가 동일한 경우, 소스 단말 S(100)는 다음 단말을 단말 A(111)로 최종 결정하고, 라우팅 경로 설정이 완료를 판단한다 이후, 소스 단말 S(100)는 351단계에서 타겟 단말 T(102)로 전송하기 위한 데이터를 라우팅 경로를 통해 전송한다.
이와 같이, 라우팅 경로를 설정할 경우, 라우팅 경로의 중간 단말들은 전체 라우팅 경로에 대한 정보를 가질 필요가 없이, 데이터를 수신할 이전 단말과 데이터를 전송할 다음 단말의 정보만을 가진다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따라 라우팅 경로를 설정하는 소스 단말의 절차를 도시하고 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 소스 단말은 501단계에서 소스 단말에서 타겟 단말에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 계산한다. 여기서, 프로젝션 라인의 길이는 소스 단말의 위치 정보(혹은 좌표) 및 타겟 단말의 위치 정보를 이용하여 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
이후, 소스 단말은 503단계에서 프로젝션 라인의 길이를 포함하는 Q-RREQ 메시지를 인접 단말들로 전송한다. 이때, Q-RREQ 메시지는 소스 단말의 ID와 위치 정보(혹은 위치 좌표), 타겟 단말의 ID와 위치 정보, 및 소스 단말에서 타겟 단말에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 포함한다.
이후, 소스 단말은 505단계에서 미리 설정된 대기 시간 이내에 적어도 하나의 인접 단말로부터 A-RREQ 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 만일, 미리 설정된 대기 시간(TTL:Time to Live) 이내에 적어도 하나의 인접 단말로부터 A-RREQ가 수신되지 않을 경우, 소스 단말은 503단계로 되돌아가 Q-RREQ 메시지를 재전송한다.
반면, 미리 설정된 대기 시간 이내에 적어도 하나의 인접 단말로부터 A-RREQ 메시지가 수신된 경우, 소스 단말은 507단계로 진행하여 수신된 A-RREQ 메시지 내에 포함된 해당 인접 단말의 쉐도우 라인 값을 확인한다.
이후, 소스 단말은 509단계에서 중간 단말 선정 제외 영역을 나타내는 레드 존을 결정하고, 511단계에서 A-RREQ를 전송한 인접 단말들 중에서 소스 단말의 최대 전송 반경 내에 위치하면서, 레드 존에 해당하지 않는 위치의 인접 단말들을 후보 중간 단말로 결정하고, 후보 중간 단말들 중에서 쉐도우 라인의 길이가 가장 긴 단말을 다음 단말(혹은 중간 단말)로 결정한다. 여기서, 소스 단말의 레드 존은 상술한 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 소스 단말의 최대 전송 반경 및 단말의 단위 시간당 이동 반경을 이용하여 결정한다. 또한, 인접 단말이 소스 단말의 최대 전송 반경 내에 위치하면서, 레드 존에 해당하지 않는 위치에 있는지 여부는 상술한 수학식 4에 나타낸 바와 같이, 각 인접 단말의 이동 반경을 나타내는 영역을 이용하여 결정할 수 있다. 이때, 각 인접 단말의 이동 반경을 나타내는 영역은 해당 인접 단말에서 직접 계산할 수도 있으며, 소스 단말에서 계산할 수도 있다. 즉, 소스 단말은 소스 단말의 최대 전송 반경에 대응하는 영역을 중간 단말 비선정 영역(레드 존)과 중간 단말 선정 영역으로 구분할 수 있으며, 중간 단말 선정 영역에 위치한 인접 단말들을 후보 중간 단말로 결정할 수 있다.
이후, 소스 단말은 513단계에서 다음 단말을 라우팅 테이블에 기록한다. 여기서, 소스 단말의 라우팅 테이블은 소스 단말 ID, 타겟 단말 ID, 이전 단말 ID 및 다음 단말 ID를 포함할 수 있다. 이때, 소스 단말 S(100)의 이전 단말은 존재하지 않기 때문에, 이전 단말 ID는 존재하지 않는 것으로 기록될 수 있다.
이후, 소스 단말은 515단계에서 중간 단말로 선택됨을 나타내는 D-RREQ 메시지를 다음 단말로 전송한다. 이때, D-RREQ 메시지는 D-RREQ 메시지를 전송하는 단말의 ID와 위치 정보(혹은 위치 좌표), 중간 단말로 선택된 인접 단말의 ID와 위치 정보를 포함한다.
이후, 소스 단말은 517단계에서 미리 설정된 대기 시간 이내에 RREP 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 만일, 미리 설정된 대기 시간 이내에 RREP 메시지가 수신되지 않을 시, 소스 단말은 라우팅 경로가 손실된 것으로 판단하고 다음 단말을 다시 선택하기 위해 503단계로 되돌아가 Q-RREQ 메시지를 인접 단말들로 재전송한다. 여기서, 미리 설정된 대기 시간은 D-RREQ 메시지를 전송한 시점을 기준으로 측정될 수 있으며, 505단계에서의 대기 시간과 다른 크기로 설정될 수 있다.
반면, 미리 설정된 대기 시간 이내에 RREP 메시지가 수신될 시, 소스 단말은 519단계로 진행하여 RREP 메시지를 전송한 단말과 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말이 일치하는지 여부를 검사한다. 만일, RREP 메시지를 전송한 단말과 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말이 일치하지 않을 경우, 소스 단말은 라우팅 경로가 손실된 것으로 판단하고, 다음 단말을 다시 선택하기 위해 503단계로 되돌아가 인접 단말들로 Q-RREQ 메시지를 재전송한다.
반면, RREP 메시지를 전송한 단말과 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말이 일치할 경우, 소스 단말은 라우팅 경로 설정이 완료된 것으로 결정하고, 521단계로 진행하여 타겟 단말에 대한 데이터를 다음 단말로 전송한다. 이때, 다음 단말로 전송된 데이터는 라우팅 경로를 통해 타겟 단말로 전송된다.
이후, 소스 단말은 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 종료한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시 예에 따라 라우팅 경로를 설정하는 중간 단말의 절차를 도시하고 있다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 중간 단말은 601단계에서 중간 노드 선정 단말로부터 프로젝션 라인 길이를 포함하는 Q-RREQ 메시지를 수신한다. 이때, 중간 단말은 라우팅 경로를 설정하고자 하는 소스 단말로부터 Q-RREQ 메시지를 수신할 수도 있으며, 중간 단말로부터 Q-RREQ 메시지를 수신할 수도 있다. 여기서, 설명의 편의를 위해 Q-RREQ 메시지를 전송한 단말을 중간 노드 선정 단말이라 칭하기로 한다.
중간 단말은 603단계에서 Q-RREQ 메시지에 포함된 프로젝션 라인 길이 정보를 이용하여 쉐도우 라인의 길이를 계산한다. 이때, 쉐도우 라인의 길이 정보는, 프로젝션 라인 길이 정보, 중간 노드 선정 단말의 위치, 타겟 단말의 위치 정보를 이용하여 상술한 수학식 2에 나타낸 바와 같이 계산할 수 있다.
이후, 중간 단말은 605단계에서 쉐도우 라인의 길이를 포함하는 A-RREQ 메시지를 중간 노드 선정 단말로 전송한다. 이후, 중간 단말은 미리 설정된 대기 시간 이내에 D-RREQ 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 여기서, 미리 설정된 대기 시간은 A-RREQ 메시지 전송 시점을 기준으로 측정될 수 있다. 만일, 미리 설정된 대기 시간 이내에 D-RREQ 메시지가 수신되지 않을 경우, 중간 단말은 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 종료한다.
반면, 미리 설정된 대기 시간 이내에 D-RREQ 메시지가 수신된 경우, 중간 단말은 자신이 중간 노드로 선정된 것으로 판단하고, 609단계에서 D-RREQ 메시지를 전송한 중간 노드 선정 단말을 이전 단말로 라우팅 테이블에 기록한다. 또한, 중간 단말은 라우팅 테이블에 소스 단말 ID 및 타겟 단말 ID를 기록한다.
이후, 중간 단말은 611단계에서 Q-RREQ 메시지에 포함된 타겟 단말의 위치 정보를 바탕으로 중간 단말에서 타겟 단말에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 계산한다. 여기서, 프로젝션 라인의 길이는 중간 단말의 위치 정보(혹은 좌표) 및 타겟 단말의 위치 정보를 이용하여 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
이후, 중간 단말은 613계에서 프로젝션 라인의 길이를 포함하는 Q-RREQ 메시지를 인접 단말들로 전송한다. 이때, Q-RREQ 메시지는 중간 단말의 ID와 위치 정보(혹은 위치 좌표), 타겟 단말의 ID와 위치 정보, 및 중간 단말에서 타겟 단말에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 포함한다. 또한, Q-RREQ 메시지는 소스 단말의 ID 를 포함할 수 있다.
이후, 중간 단말은 615단계에서 미리 설정된 대기 시간 이내에 적어도 하나의 인접 단말로부터 A-RREQ 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 만일, 미리 설정된 대기 시간(TTL:Time to Live) 이내에 적어도 하나의 인접 단말로부터 A-RREQ가 수신되지 않을 경우, 중간 단말은 하기 627단계로 진행한다.
반면, 미리 설정된 대기 시간 이내에 적어도 하나의 인접 단말로부터 A-RREQ 메시지가 수신된 경우, 중간 단말은 617단계로 진행하여 수신된 A-RREQ 메시지 내에 포함된 해당 인접 단말의 쉐도우 라인 값을 확인한다. 이후, 중간 단말은 619단계에서 중간 단말 선정 제외 영역을 나타내는 레드 존을 결정하고, 621단계에서 A-RREQ를 전송한 인접 단말들 중에서 중간 단말의 최대 전송 반경 내에 위치하면서, 레드 존에 해당하지 않는 위치의 인접 단말들을 후보 중간 단말로 결정하고, 후보 중간 단말들 중에서 쉐도우 라인의 길이가 가장 긴 단말을 다음 단말(혹은 중간 단말)로 결정한다. 여기서, 중간 단말의 레드 존은 상술한 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 중간 단말의 최대 전송 반경 및 단말의 단위 시간당 이동 반경을 이용하여 결정한다. 또한, 인접 단말이 중간 단말의 최대 전송 반경 내에 위치하면서, 레드 존에 해당하지 않는 위치에 있는지 여부는 상술한 수학식 4에 나타낸 바와 같이, 각 인접 단말의 이동 반경을 나타내는 영역을 이용하여 결정할 수 있다. 이때, 각 인접 단말의 이동 반경을 나타내는 영역은 해당 인접 단말에서 직접 계산할 수도 있으며, 중간 단말에서 계산할 수도 있다.
이후, 중간 단말은 623단계에서 다음 단말을 라우팅 테이블에 기록한다. 즉, 중간 단말은 상술한 609단계에서 기록된 라우팅 테이블에 다음 단말 ID를 추가로 기록할 수 있다.
이후, 중간 단말은 625단계에서 중간 단말로 선택됨을 나타내는 D-RREQ 메시지를 다음 단말로 전송한다. 이때, D-RREQ 메시지는 D-RREQ 메시지를 전송하는 단말의 ID와 위치 정보(혹은 위치 좌표), 중간 단말로 선택된 인접 단말의 ID와 위치 정보를 포함한다. 여기서, D-RREQ 메시지는 소스 단말의 ID를 포함할 수도 있다.
이후, 중간 단말은 627단계에서 미리 설정된 대기 시간 이내에 RREP 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 만일, 미리 설정된 대기 시간 이내에 RREP 메시지가 수신되지 않을 시, 중간 단말은 라우팅 경로가 손실된 것으로 판단하고 다음 단말을 다시 선택하기 위해 613단계로 되돌아가 Q-RREQ 메시지를 인접 단말들로 재전송한다. 여기서, 미리 설정된 대기 시간은 D-RREQ 메시지를 전송한 시점을 기준으로 측정될 수 있으며, 615단계에서의 대기 시간과 다른 크기로 설정될 수 있다.
반면, 미리 설정된 대기 시간 이내에 RREP 메시지가 수신될 시, 중간 단말은 629단계로 진행하여 RREP 메시지를 전송한 단말이 타겟 단말인지 여부를 검사한다. 만일, 타겟 단말일 경우, 중간 단말은 633단계로 바로 진행하여 라우팅 테이블에 기록된 이전 단말로 응답 메시지를 전송한다. 이때, 중간 단말은 라우팅 테이블에 다음 단말의 ID로 타겟 단말의 ID를 기록할 수 있다.
반면 타겟 단말이 아닐 경우, 중간 단말은 631단계로 진행하여 RREP 메시지를 전송한 단말과 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말이 일치하는지 여부를 검사한다. 만일, RREP 메시지를 전송한 단말과 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말이 일치하지 않을 경우, 중간 단말은 라우팅 경로가 손실된 것으로 판단하고, 다음 단말을 다시 선택하기 위해 613단계로 되돌아가 인접 단말들로 Q-RREQ 메시지를 재전송한다.
반면, RREP 메시지를 전송한 단말과 라우팅 테이블에 기록된 다음 단말이 일치할 경우, 중간 단말은 라우팅 경로 설정이 완료된 것으로 결정하고, 633단계로 진행하여 RREP 메시지를 라우팅 테이블에 기록된 이전 단말로 전송한다.
이후, 중간 단말은 635단계에서 이전 단말 혹은 다음 단말로부터 데이터가 수신되는지 여부를 검사하고, 데이터가 수신될 시 라우팅 테이블에 기록된 이전 단말 혹은 다음 단말로 데이터를 전달한다.
이후, 중간 단말은 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 종료한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 라우팅 경로를 설정하는 타겟 단말의 절차를 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 타겟 단말은 701단계에서 인접 단말로부터 프로젝션 라인 길이를 포함하는 Q-RREQ 메시지를 수신하고, 703단계로 진행하여 Q-RREQ 메시지에 포함된 타겟 단말의 ID가 자신의 ID와 동일한지 여부를 비교한다. 만일, Q-RREQ 메시지에 포함된 타겟 단말의 ID가 자신의 ID와 동일하지 않을 경우, 타겟 단말은 603단계로 진행하여 이하 단계를 수행한다.
반면, Q-RREQ 메시지에 포함된 타겟 단말의 ID가 자신의 ID와 동일할 경우, 타겟 단말은 705단계로 진행하여 해당 인접 단말로 RREP 메시지를 전송한다. 이후, 타겟 단말은 소스 단말로부터의 데이터를 해당 인접 단말을 통해 수신하고, 본 발명의 실시 예에 따른 절차를 종료한다.
상술한 설명에서는, RREP 메시지를 한번 전송하는 것으로 설명하였으나, 라우팅 경로의 유지를 판단하기 위해서 타겟 단말은 주기적으로 RREP 메시지를 송신할 수 있다. 이때, 소스 단말 및 라우팅 경로의 중간 단말들은 다음 단말로부터 주기적으로 RREP 메시지가 수신되지 않을 경우, 다음 단말로 라우팅 에러(RRER: Routing Error) 메시지를 전송하여 RREP 메시지의 재전송을 요청하거나, 라우팅 경로에 이상이 발생하였음을 판단하고, Q-RREQ 메시지를 재전송하여 라우팅 경로를 재설정하기 위한 동작을 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 라우팅 경로를 설정하는 단말의 블럭 구성을 도시하고 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은 제어부(800), 송수신부(810) 및 저장부(820)를 포함하여 구성되며, 특히, 제어부(800)는 라우팅 경로 제어부(802)를 포함한다.
제어부(800)는 단말의 전반적인 동작을 제어 및 처리하고, 본 발명에 따라 라우팅 경로 제어부(802)를 포함함으로써, 소스 단말과 타겟 단말 사이의 라우팅 경로를 설정하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 라우팅 경로 제어부(802)는 프로젝션 라인 계산부(804)를 포함함으로써, 단말이 소스 단말 혹은 중간 단말인 경우에 해당 단말에서 타겟 단말에 이르는 프로젝션 라인의 길이를 계산하고, 계산된 프로젝션 라인의 길이를 포함하는 Q-RREQ 메시지를 인접 단말들로 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 또한, 라우팅 경로 제어부(802)는 는 레드 존 결정부(806)를 포함함으로써, 단말이 소스 단말 혹은 중간 단말인 경우에 해당 단말의 레드 존을 결정하고, 레드 존과 인접 단말의 이동 반경을 나타내는 영역을 바탕으로 라우팅 경로의 다음 단말 즉, 다음 중간 단말을 선택하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 이때, 라우팅 경로 제어부(802)는 인접 단말로부터 A-RREQ 메시지를 수신하고, A-RREQ를 전송한 인접 단말들 중에서, 인접 단말의 이동 반경 영역이 단말의 최대 전송 반경에 대응하는 영역 중 레드 존 이외의 영역과 중복되는 인접 단말들을 후보 중간 단말로 결정하고, 후보 중간 단말들 중에서 쉐도우 라인의 길이가 가장 긴 단말을 라우팅 경로의 다음 단말로 선택한다. 라우팅 경로 제어부(802)는 중간 노드로 선택되었음을 알리는 D-RREQ 메시지를 선택된 다음 단말로 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
또한, 라우팅 경로 제어부(802)는 쉐도우 라인부(808)를 포함함으로써, 인접 단말로부터 다른 단말을 타겟 단말로하는 Q-RREQ 메시지가 수신된 경우에, 쉐도우 라인의 길이를 계산하고, Q-RREQ 메시지를 전송한 단말로, 계산된 쉐도우 라인의 길이를 포함하는 A-RREQ 메시지를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 또한, 라우팅 경로 제어부(802)는 인접 단말로부터 단말 자신을 타겟 단말로하는 Q-RREQ 메시지가 수신된 경우에, RREP 메시지를 전송하기 위한 기능을 제어 및 처리한다.
또한, 라우팅 경로 제어부(802)는 다음 단말이 선택된 경우, 라우팅 테이블(822)에 다음 단말의 정보를 기록하고, 인접 단말로부터 D-RREQ가 수신된 경우, 라우팅 테이블에 이전 단말의 정보를 기록하기 위한 기능을 제어 및 처리한다. 즉, 라우팅 경로 제어부(802)는 상술한 도 3 내지 도 7에서 설명한 기능들을 수행하기 위한 제어 및 처리를 수행한다.
송수신부(810)는 제어부(700)의 제어에 따라 인접 단말, 다음 단말, 이전 단말 혹은 타겟 단말과 신호를 송수신 처리한다.
저장부(720)는 단말의 동작에 필요한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하며, 본 발명에 따라 라우팅 테이블(722)을 포함한다. 라우팅 테이블(722)은 라우팅 경로 제어부(702)에 의해 기록되고, 라우팅 경로에 이상이 발생한 경우 라우팅 경로 제어부(702)에 의해 갱신될 수 있다. 라우팅 테이블(722)은 소스 단말의 ID, 타겟 단말의 ID, 이전 단말의 ID 및 다음 단말의 ID를 포함할 수 있다. 추가로, 라우팅 테이블(722)은 소스 단말의 위치 정보, 타겟 단말의 위치 정보, 이전 단말의 위치 정보 및 다음 단말의 위치 정보를 포함할 수 있다.
도 9 및 도 10은 종래 기술과 본 발명의 실시 예에 따른 라우팅 경로 설정에 대한 성능 그래프를 도시하고 있다. 여기서, LAR은 배경 기술에서 설명한 LAR(Location-Aided Routing algorithm) 기법을 의미하며, TATR은 본 발명에서 제안한 기법을 의미한다.
도 9를 참조하면, 가로축은 단말이 이동하다가 일시적으로 정지하는 시간을 나타내며, 세로축은 패킷을 성공적으로 전달한 확률을 나타낸다. 도 9를 참조하면, 단말의 일시 정지 시간이 0부터 40초 이내일 경우에는 본 발명의 TATR 기법에 비해 종래의 LAR 기법의 패킷 전달 성공률이 높으나, 단말의 일시 정지 시간이 60초 이상인 경우에는 본 발명에서 제안한 TATR 기법의 패킷 전달 성공률이 종래 LAR 기법에 비해 높은 것을 알 수 있다.
도 10을 참조하면, 가로축은 단말이 이동하다가 일시적으로 정지하는 시간을 나타내며, 세로축은 라우팅 경로의 홉 수를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 TATR 기법이 종래의 LAR 기법에 비해 라우팅 경로의 홉 수가 작은 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 TATR 기법에 따라 라우팅 경로를 설정하는 경우, 종래 LAR 기법에 따라 라우팅 경로를 설정하는 경우에 비해, 소스 단말과 타겟 단말 사이의 라우팅 경로에 포함된 중간 단말들의 수가 적음을 알 수 있다. 이는 결과적으로, 시스템 전체의 전송 파워 및 연산 파워를 감소 효과를 가져온다.
또한, 도면으로 나타내지는 않았으나, 본 발명의 TATR 기법이 종래 LAR 기법에 비해, 라우팅 경로 설정을 위한 제어 메시지를 송신하는 횟수를 줄일 수 있는 이점이 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (22)

  1. 라우팅 경로를 설정하기 위한 노드 선정 단말의 방법에 있어서,
    상기 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 거리 정보를 적어도 하나의 인접 단말로 전송하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 인접 단말로부터 상기 단말을 기준으로 측정된 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 수신하는 과정과,
    상기 제 2 거리가 가장 긴 인접 단말을 라우팅 경로의 다음 단말로 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 거리는, 상기 제 1 거리에 대응하는 상기 단말에서 타겟 단말에 이르는 제 1 라인에 대해, 인접 단말에서 직교하는 라인을 그렸을 때, 상기 단말에서 상기 직교하는 라인과 제 1 라인이 만나는 접점까지의 거리를 나타내는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 거리가 가장 긴 인접 단말을 라우팅 경로의 다음 단말로 결정하는 과정은,
    상기 단말의 최대 전송 반경에 대응하는 영역 및 각 단말의 이동 반경에 대응하는 영역을 바탕으로 상기 제 2 거리를 전송한 다수의 인접 단말들 중에서 후보 단말을 선택하는 과정과,
    선택된 후보 단말이 다수개인 경우, 선택된 다수의 후보 단말들 중에서 제 2 거리가 가장 긴 후보 단말을 다음 단말로 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 거리를 전송한 다수의 인접 단말들 중에서 후보 단말을 선택하는 과정은,
    상기 단말의 최대 전송 반경 및 각 단말의 단위 시간당 이동 반경을 이용하여 상기 단말의 최대 전송 반경 내에 대응하는 영역을 후보 단말 선정 영역과 후보 단말 비선정 영역으로 구분하는 과정과,
    상기 후보 단말 선정 영역에 위치한 인접 단말들을 후보 단말로 선택하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 결정된 다음 단말로 라우팅 경로의 중간 노드로 선택되었음을 알리는 신호를 전송하는 과정과,
    미리 설정된 시간 이내에 응답 신호가 수신되는지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 미리 설정된 시간 이내에 응답 신호가 수신될 시, 상기 응답 신호를 전송한 단말과 상기 결정된 다음 단말이 일치하는지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 응답 신호를 전송한 단말과 상기 결정된 다음 단말이 일치할 시, 라우팅 경로의 설정을 완료하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 라우팅 경로의 이전 단말이 존재하는지 여부를 판단하는 과정과,
    상기 라우팅 경로의 이전 단말이 존재할 시, 상기 응답 신호를 상기 이전 단말로 전달하는 과정을 더 포함하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 미리 설정된 시간 이내에 응답 신호가 수신되지 않거나, 혹은 상기 응답 신호를 전송한 단말과 상기 결정된 다음 단말이 일치하지 않을 시, 상기 측정된 거리 정보를 적어도 하나의 인접 단말로 재전송하여 상기 다음 단말을 재선택하는 과정을 더 포함하는 방법.
  8. 라우팅 경로 설정을 위한 인접 단말의 방법에 있어서,
    노드 선정 단말로부터 상기 노드 선정 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 포함하는 신호를 수신하는 과정과,
    상기 타겟 단말이 상기 인접 단말인지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 타겟 단말이 상기 인접 단말이 아닐 시, 상기 거리 정보를 이용하여 상기 노드 선정 단말을 기준으로 상기 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 측정하는 과정과,
    상기 제 2 거리를 상기 노드 선정 단말로 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 거리는, 상기 제 1 거리에 대응하는 상기 노드 선정 단말에서 타겟 단말에 이르는 제 1 라인에 대해, 상기 단말에서 직교하는 라인을 그렸을 때, 상기 노드 선정 단말에서 상기 직교하는 라인과 제 1 라인이 만나는 접점까지의 거리를 나타내는 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 노드 선정 단말로부터 라우팅 경로의 중간 노드로 선택되었음을 알리는 신호를 수신되는지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 중간 노드로 선택되었음을 알리는 신호가 수신될 시, 상기 인접 단말이 노드 선정 단말로 동작하는 과정을 더 포함하는 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 타겟 단말이 상기 인접 단말일 시, 상기 노드 선정 단말로 응답 신호를 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  12. 라우팅 경로를 설정하기 위한 노드 선정 단말에 있어서,
    적어도 하나의 인접 단말과 신호를 송수신하는 송수신 부와,
    상기 노드 선정 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리 정보를 적어도 하나의 인접 단말로 전송하며, 상기 적어도 하나의 인접 단말로부터 상기 단말을 기준으로 측정된 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 수신하고, 상기 제 2 거리가 가장 긴 인접 단말을 라우팅 경로의 다음 단말로 결정하는 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 노드 선정 단말.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2 거리는, 상기 제 1 거리에 대응하는 상기 노드 선정 단말에서 타겟 단말에 이르는 제 1 라인에 대해, 인접 단말에서 직교하는 라인을 그렸을 때, 상기 노드 선정 단말에서 상기 직교하는 라인과 제 1 라인이 만나는 접점까지의 거리를 나타내는 노드 선정 단말.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 노드 선정 단말의 최대 전송 반경에 대응하는 영역 및 각 단말의 이동 반경에 대응하는 영역을 바탕으로 상기 제 2 거리를 전송한 다수의 인접 단말들 중에서 후보 단말을 선택하고, 선택된 후보 단말이 다수개인 경우, 선택된 다수의 후보 단말들 중에서 제 2 거리가 가장 긴 후보 단말을 다음 단말로 결정하는 노드 선정 단말.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 노드 선정 단말의 최대 전송 반경 및 각 단말의 단위 시간당 이동 반경을 이용하여 상기 노드 선정 단말의 최대 전송 반경 내에 대응하는 영역을 후보 단말 선정 영역과 후보 단말 비선정 영역으로 구분하고, 상기 후보 단말 선정 영역에 위치한 인접 단말들을 후보 단말로 선택하는 노드 선정 단말.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 결정된 다음 단말로 라우팅 경로의 중간 노드로 선택되었음을 알리는 신호를 전송하고, 미리 설정된 시간 이내에 응답 신호가 수신되는지 여부를 검사하고, 상기 미리 설정된 시간 이내에 응답 신호가 수신될 시, 상기 응답 신호를 전송한 단말과 상기 결정된 다음 단말이 일치하는지 여부를 결정하고, 상기 응답 신호를 전송한 단말과 상기 결정된 다음 단말이 일치할 시, 라우팅 경로의 설정을 완료하는 기능을 제어하는 노드 선정 단말.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제어부는, 라우팅 경로의 이전 단말이 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 라우팅 경로의 이전 단말이 존재할 시, 상기 응답 신호를 상기 이전 단말로 전달하는 노드 선정 단말.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 설정된 시간 이내에 응답 신호가 수신되지 않거나, 혹은 상기 응답 신호를 전송한 단말과 상기 결정된 다음 단말이 일치하지 않을 시, 상기 측정된 거리 정보를 적어도 하나의 인접 단말로 재전송하여 상기 다음 단말을 재선택하는 기능을 제어하는 노드 선정 단말.
  19. 라우팅 경로 설정을 위한 인접 단말에 있어서,
    적어도 하나의 다른 단말과 신호를 송수신하는 송수신부와,
    노드 선정 단말로부터 상기 노드 선정 단말과 타겟 단말 사이의 제 1 거리를 포함하는 신호를 수신하고, 상기 타겟 단말이 상기 인접 단말인지 여부를 검사하고, 상기 타겟 단말이 상기 인접 단말이 아닐 시, 상기 거리 정보를 이용하여 상기 노드 선정 단말을 기준으로 상기 타겟 단말에 대한 제 2 거리를 측정한 후, 상기 제 2 거리를 상기 노드 선정 단말로 전송하는 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 인접 단말.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 제 2 거리는, 상기 제 1 거리에 대응하는 상기 노드 선정 단말에서 타겟 단말에 이르는 제 1 라인에 대해, 상기 노드 선정 단말에서 직교하는 라인을 그렸을 때, 상기 노드 선정 단말에서 상기 직교하는 라인과 제 1 라인이 만나는 접점까지의 거리를 나타내는 인접 단말.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 제어부는, 노드 선정 단말로부터 라우팅 경로의 중간 노드로 선택되었음을 알리는 신호를 수신되는지 여부를 검사하고, 상기 중간 노드로 선택되었음을 알리는 신호가 수신될 시, 상기 인접 단말이 노드 선정 단말로 동작하는 기능을 제어하는 인접 단말.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 타겟 단말이 상기 인접 단말일 시, 상기 노드 선정 단말로 응답 신호를 전송하는 기능을 제어하는 인접 단말.
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