KR101269602B1 - Method for transmitting hello message in ad-hoc network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 애드혹 네트워크에서 노드 자신의 이동성 및 이웃 노드의 이동성에 적응적으로 헬로우 인터발(hello interval)을 조절함으로써, 양방향의 링크 끊김 모두 이동성에 적응적으로 신속히 감지할 수 있는 헬로우 메시지 전송 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헬로우 메시지 전송 방법은, 노드는 이웃 노드로부터 헬로우 메시지를 수신한 경우에 헬로우 메시지에 포함된 이웃 노드의 정보를 이용해서 헬로우 메시지 전송 간격을 계산하여 테이블에 저장하는 단계; 상기 노드는 상기 테이블에 저장된 헬로우 메시지 전송 간격 중에 가장 작은 값을 새로운 헬로우 메시지 전송 간격으로 설정하는 단계; 및 상기 노드는 설정된 헬로우 메시지 전송 간격에 따라 헬로우 메시지를 전송하는 단계; 를 포함한다.The present invention provides a method for transmitting a hello message that can adaptively and quickly detect both link disconnections in a wireless ad hoc network by adjusting a hello interval adaptively to a node's own mobility and a neighbor node's mobility. It is about. In the hello message transmission method according to the preferred embodiment of the present invention, when the node receives the hello message from the neighbor node, the hello message transmission interval is calculated using the information of the neighbor node included in the hello message and stored in a table. step; The node setting the smallest value among the hello message transmission intervals stored in the table as a new hello message transmission interval; And transmitting, by the node, a hello message according to a set hello message transmission interval. .
Description
본 발명은 무선 애드혹 네트워크에서 노드 자신의 이동성 및 이웃 노드의 이동성에 적응적으로 헬로우 인터발(hello interval)을 조절함으로써, 양방향의 링크 끊김 모두 이동성에 적응적으로 신속히 감지할 수 있는 헬로우 메시지 전송 방법에 관한 것이다.
The present invention provides a method for transmitting a hello message that can adaptively and quickly detect both link disconnections in a wireless ad hoc network by adjusting a hello interval adaptively to a node's own mobility and a neighbor node's mobility. It is about.
무선 애드혹 네트워크는 중계기 역할을 하는 억세스 포인트(access point) 없이 이동 노드들로만 구성되어 노드들 간에 무선으로 데이터 송수신이 이루어지는 통신 네트워크 방식이다. 무선 애드혹 네트워크는 유선 망에서의 라우터와 같은 경로 설정을 담당하는 노드가 없으므로 모든 노드가 라우터 기능을 지닌 라우터이자 라우팅을 이용하는 클라이언트로 작용한다. 애드혹 네트워크의 노드들은 자신의 주변에 존재하고 자신의 전송범위 안에 위치하여 인식할 수 있는 이웃 노드들과의 협력을 통하여 전송 범위의 밖에 위치하고 있는 노드들과 통신을 하는 멀티홉 라우팅을 사용한다. 이와 같이 무선 애드혹 네트워크는 이동성을 가진 노드들 간에 자율적으로 망을 구성하고 멀티홉 라우팅을 통해 데이터를 전달하므로 이웃노드를 탐색하는 방법이 망 전체 성능에 영향을 주는 주요한 요소가 된다.A wireless ad hoc network is a communication network method in which data is transmitted and received wirelessly between nodes by using only mobile nodes without an access point serving as a relay. Since wireless ad hoc networks have no nodes that are responsible for routing such as routers in wired networks, all nodes act as routers with router functions and clients using routing. Nodes in an ad hoc network use multi-hop routing to communicate with nodes located outside of the transmission range, in cooperation with neighboring nodes that are in their periphery and are aware of being located within their transmission range. As such, wireless ad hoc networks autonomously form networks between mobile nodes and transmit data through multi-hop routing, so the method of discovering neighbor nodes becomes a major factor affecting the overall network performance.
가장 대표적인 이웃노드 탐색 방법은 IETF에서 표준화된 라우팅 프로토콜에서 사용하는 방식인 주기적인 헬로우(periodic hello) 프로토콜이다. 이 주기적인 헬로우 프로토콜 방식은 노드가 정해진 주기를 사용해 헬로우(hello) 메시지를 브로드캐스트 전송방식을 사용해 전송한다. 노드는 이웃 노드 i로부터 헬로우 메시지를 받고 이웃노드 테이블에 이웃노드 i가 있으면 새로운 정보를 갱신하고 그렇지 않으면 이웃노드 i에 대한 새로운 엔트리를 생성한다. 만약 일정한 기준치 시간 동안 헬로우 메시지를 이웃노드 i로부터 받지 못하면 이웃노드 테이블에서 이웃노드 i에 대한 엔트리를 삭제하며 해당 노드와의 링크가 끊어졌다고 판단한다. 이 정보는 라우팅 프로토콜에서 해당 노드로 데이터 전달이 있을 경우 경로를 재탐색하는 시점으로 사용된다. IETF에서 표준화된 AODV 프로토콜에서는 일반적으로 헬로우 인터발(hello interval)을 1초로 하고, 기준치를 헬로우 인터발에 허용된 헬로우 손실(allowed_hello_loss)을 곱한 시간(2초)으로 계산한다. 그러나, 이 방법은 구현이 용이하다는 장점은 가지고 있으나 다양한 이동성을 가지고 있는 환경에 적응적으로 동작하지 못해 망의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.
The most typical neighbor node discovery method is the periodic hello protocol, which is the method used in the IETF standardized routing protocol. This cyclic hello protocol approach uses a fixed period of time for nodes to send hello messages using broadcast transmission. The node receives a hello message from neighbor node i and updates the new information if there is neighbor node i in the neighbor table, and creates a new entry for neighbor node i. If the hello message is not received from the neighbor node i for a predetermined time period, the entry for the neighbor node i is deleted from the neighbor node table and it is determined that the link with the corresponding node is lost. This information is used to re-route the route if there is any data transfer from the routing protocol to that node. In the AODV protocol standardized in the IETF, the hello interval is generally set to 1 second, and the reference value is calculated as the time (2 seconds) multiplied by the allowable hello loss (allowed_hello_loss) for the hello interval. However, this method has an advantage that it is easy to implement, but there is a problem in that the performance of the network is degraded because it does not operate adaptively in an environment having various mobility.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 노드의 이동성에 적응적으로 헬로우 인터발을 조절하는 애드혹 네트워크 노드를 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은 노드의 이동성이 낮은 경우에는 헬로우 인터발을 길게 설정함으로써 망의 오버헤드를 줄이고 노드의 이동성이 높은 경우에는 헬로우 인터발을 짧게 함으로써 이웃 노드와의 링크 끊김 감지 시간을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an ad hoc network node that adjusts the hello interval adaptively to the mobility of the node. That is, the present invention aims to minimize link disconnection detection time with neighboring nodes by reducing the network overhead by setting the hello interval long when the mobility of the node is low and shortening the hello interval when the mobility of the node is high. do.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 헬로우 메시지 전송 방법은, 노드는 이웃 노드로부터 헬로우 메시지를 수신한 경우에 헬로우 메시지에 포함된 이웃 노드의 정보를 이용해서 헬로우 메시지 전송 간격을 계산하여 테이블에 저장하는 단계; 상기 노드는 상기 테이블에 저장된 헬로우 메시지 전송 간격 중에 가장 작은 값을 새로운 헬로우 메시지 전송 간격으로 설정하는 단계; 및 상기 노드는 설정된 헬로우 메시지 전송 간격에 따라 헬로우 메시지를 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a method of transmitting a hello message in an ad hoc network according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, when a node receives a hello message from a neighbor node, the hello message is transmitted using information of a neighbor node included in the hello message. Calculating and storing a message transmission interval in a table; The node setting the smallest value among the hello message transmission intervals stored in the table as a new hello message transmission interval; And transmitting, by the node, a hello message according to a set hello message transmission interval. Characterized in that it comprises a.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 헬로우 메시지 전송 방법은, 노드는 이웃 노드로부터 헬로우 메시지를 수신하는 단계; 상기 노드는 수신한 헬로우 메시지에 포함된 이웃 노드의 정보를 이용해서 헬로우 메시지 전송 간격(HI)을
In another aspect of the present invention, there is provided a method for transmitting a hello message in an ad hoc network, the node comprising: receiving a hello message from a neighbor node; The node determines a hello message transmission interval HI by using information of a neighbor node included in the received hello message.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 노드가 자신의 이동성과 이웃 노드의 이동성을 고려하여 헬로우 인터발을 조절하므로 양방향의 링크 끊김 모두 이동성에 적응적으로 신속히 감지해낼 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention having the configuration as described above, since the node adjusts the hello interval in consideration of its mobility and the mobility of neighboring nodes, both of the link disconnections in both directions can be quickly and adaptively detected.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 애드혹 네트워크에서 헬로우 인터발을 생성방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1은 주의 영역(caution zone)을 도시한 도면이며, 도 2는 노드 이동성에 따른 상대적인 주의 영역 조절 개념에 대하여 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 애드혹 네트워크에서 헬로우 메시지를 계산하는 시점을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 4는 본 발명에 따른 애드혹 네트워크에서 헬로우 메시지를 전송하는 시점을 설명하기 위한 플로우 차트.1 and 2 are diagrams for explaining a method for generating a hello interval in an ad hoc network according to the present invention, FIG. 1 shows a caution zone, and FIG. 2 shows a relative caution zone according to node mobility. Figures for the adjustment concept.
3 is a flowchart illustrating a time point for calculating a hello message in an ad hoc network according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a time point of transmitting a hello message in an ad hoc network according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 애드혹 네트워크에서 헬로우 메시지 전송 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a hello message transmission method in an ad hoc network according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 노드는 이웃 노드로부터 헬로우 메시지(hello message)를 수신한다(도 3의 S101).First, the node receives a hello message from the neighbor node (S101 in FIG. 3).
여기서, 상기 헬로우 메시지는 상기 이웃 노드가 자신의 위치와 이동 속도 등을 포함하는 자신에 대한 정보를 타 노드로 알리기 위하여 전송하는 메시지이다.Here, the hello message is a message transmitted by the neighbor node to inform other nodes of information about itself including its location and moving speed.
다음으로, 상기 노드는 수신한 헬로우 메시지에 포함된 이웃 노드의 정보를 이용해서 자신의 헬로우 메시지 전송 간격(hello interval)을 계산하여 이웃 노드 테이블에 저장한다(S102).Next, the node calculates its hello message transmission interval (hello interval) using the information of the neighbor node included in the received hello message and stores it in the neighbor node table (S102).
여기서, 상기 헬로우 메시지 전송 간격은 헬로우 메시지를 타 노드로 전송하는 시간 간격이다.Here, the hello message transmission interval is a time interval for transmitting the hello message to another node.
도 1에는 주의 영역(caution zone)과 전송 범위를 노드들과 함께 도시하였고, 도 2는 노드 이동성에 따른 상대적인 주의 영역 조절 개념에 대하여 도시하였으며, 이와 같은 도 1과 도 2를 참조하여 상기 S102 단계에서 상기 헬로우 메시지 전송 간격을 계산하는 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.1 illustrates a caution zone and a transmission range with nodes, and FIG. 2 illustrates a relative caution zone control concept according to node mobility. Referring to FIG. 1 and FIG. A method of calculating the hello message transmission interval in the following description.
상기 노드는 헬로우 메시지 전송 간격을 노드 자신(101)과 이웃 노드(102)의 이동성에 적응적으로 조절하기 위하여, 아래 수학식 1을 이용해서 헬로우 메시지 전송 간격을 계산한다.The node calculates the hello message transmission interval using Equation 1 below to adaptively adjust the hello message transmission interval to the mobility of the
[수학식 1][Equation 1]
도 1을 참조하면, 상기 수학식 1에서 R은 전송 범위(transmission range)이며, Dij는 노드 자신(101)과 이웃 노드(102) 간의 상대적인 거리이고, β는 주의 지역(caution-zone) 범위이다. 그리고, vi는 노드 자신(101)의 속도이고, vj는 이웃 노드(102)의 속도이며, 본 발명에서는 두 노드의 이동 방향이 반대인 가장 최악의 상황을 고려하기 위하여 vi와 vj의 합으로 표현하였다. Referring to FIG. 1, in Equation 1, R is a transmission range, D ij is a relative distance between the
상기 수학식 1을 통해 계산되는 헬로우 메시지 전송 간격은 HImin과 HImax 사이의 값을 가지는데, HImin은 미리 결정된 최소 헬로우 메세지 전송 간격이고, HImax는 미리 결정된 최대 헬로우 메시지 전송 간격이다.The hello message transmission interval calculated through Equation 1 has a value between HI min and HI max , where HI min is a predetermined minimum hello message transmission interval and HI max is a predetermined maximum hello message transmission interval.
상기 수학식 1의 β(주의 지역 범위)는 도 2와 아래 수학식 2를 통해 수학식 3으로 나타낼 수 있다.Β of the Equation 1 may be represented by Equation 3 through FIG. 2 and Equation 2 below.
[수학식 2]&Quot; (2) "
[수학식 3]&Quot; (3) "
상기 수학식 2와 수학식 3에서 α는 미리 정해진 주의 지역 문턱 범위(threshold range)이고, R은 전송 범위(transmission range)이며, Dij는 노드 자신(101)과 이웃 노드(102) 간의 상대적인 거리이다.In Equations 2 and 3, α is a predetermined state threshold range, R is a transmission range, and D ij is a relative distance between the
본 발명에서는 동적인 이동성 환경에서 이동성 예측의 오차에 의해 발생하는 헬로우 메시지 전송 간격의 문제를 최소화하기 위하여, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같은 주의 지역(caution-zone)을 사용한다.In the present invention, a caution-zone as shown in FIGS. 1 and 2 is used to minimize the problem of the hello message transmission interval caused by the error of mobility prediction in a dynamic mobility environment.
상기 주의 지역의 범위는 초기 설정된 기준치 값에 의해 결정되며 노드(101, 102)가 이동함에 따라 상대적으로 조절된다. 상기 수학식 3을 통해 이웃 노드(102)가 주의 지역에 가까워질수록 논리적인 주의 지역 범위가 줄어들게 됨을 알 수 있으며, 이와 같은 주의 지역 범위 값이 수학식 1에 반영되어 헬로우 메시지 전송 간격이 계산되게 된다.The range of the caution area is determined by an initially set reference value and is relatively adjusted as the
다음으로, 상기 노드는 이웃 노드 테이블에 저장된 헬로우 메시지 전송 간격 중에 가장 작은 값을 자신의 새로운 헬로우 메시지 전송 간격으로 설정한다(S103).Next, the node sets the smallest value among the hello message transmission intervals stored in the neighbor node table as its new hello message transmission interval (S103).
다음으로, 상기 노드는 자신의 위치와 이동 속도 등의 자신에 대한 정보를 포함시킨 헬로우 메시지를 이전에 설정된 헬로우 메시지 전송 간격에 따라 전송한다.Next, the node transmits a hello message including information about itself, such as its location and moving speed, according to a previously set hello message transmission interval.
다음으로, 상기 노드는 이웃 노드와의 링크가 끊겼다고 판단된 경우에는 남아있는 노드가 있는지 판단하여, 남아 있는 노드가 있다고 판단된 경우에는 남아 있는 이웃 노드에 대응되는 헬로우 메시지 전송 간격 중에 가장 작은 값을 자신의 새로운 헬로우 메시지 전송 간격으로 설정하고, 반면에 남아 있는 노드가 없다고 판단된 경우에는 미리 정해진 헬로우 메시지 전송 간격 최대값(HelloIntervalmax)을 자신의 새로운 헬로우 메시지 전송 간격으로 설정한다(S104~S106, S116).Next, when it is determined that the link with the neighbor node is broken, the node determines whether there is a remaining node, and when it is determined that there is a remaining node, the node has the smallest value among the hello message transmission intervals corresponding to the remaining neighbor node. Is set to its new hello message transmission interval, and if it is determined that there are no remaining nodes, the predetermined hello message transmission interval maximum value (HelloInterval max ) is set to its new hello message transmission interval (S104 to S106). , S116).
한편, 상기 노드는 전원이 켜져서 시스템이 시작되는 경우에 자신의 위치와 이동 속도 등의 자신에 대한 정보를 포함시킨 헬로우 메시지를 전송한다(도 4의 S201, S202). 이후에는 상술한 바와 같은 헬로우 메시지 전송 간격 계산 알고리즘(수학식 1)을 통해 계산된 헬로우 메시지 전송 간격만큼 경과한 시점에 자신의 위치와 이동 속도 등의 자신에 대한 정보를 포함시킨 헬로우 메시지를 전송한다(S203, S215).On the other hand, the node transmits a hello message including information about itself, such as its location and moving speed when the system is started when the power is turned on (S201, S202 of Figure 4). Subsequently, a hello message including information about itself, such as its location and moving speed, is transmitted at a time elapsed by the hello message transmission interval calculated through the hello message transmission interval calculation algorithm (Equation 1) as described above. (S203, S215).
여기서, 상기 노드(100)가 헬로우 메시지에 포함시킨 자신의 위치와 이동 속도를 포함한 정보는 노드(100)에 구비된 GPS부(미도시)를 통해 획득한 정보이다.Here, the information including the position and the moving speed of the node 100 included in the hello message is information obtained through a GPS unit (not shown) provided in the node 100.
그리고, 상기 노드는 헬로우 메시지를 전송한 이후에 이웃 노드와의 링크가 끊겼다고 판단된 경우에, 새롭게 계산된 자신의 헬로우 메시지 전송 간격이 이전의 값과 동일하지 않으면 이와 관련된 정보를 이웃 노드에게 알리기 위해 헬로우 메시지를 전송하며(S213, S214, S215), 이웃 노드로부터 헬로우 메시지를 수신하고 새롭게 계산된 자신의 헬로우 메시지 전송 간격이 이전의 값과 동일하지 않은 경우에 이와 관련된 정보를 이웃 노드에게 알리기 위해 헬로우 메시지를 전송한다(S223, S214, S215).If it is determined that the link with the neighbor node is lost after transmitting the hello message, the node notifies the neighbor node of the related information if the newly calculated hello message transmission interval is not equal to the previous value. In order to receive a hello message (S213, S214, S215), and to receive a hello message from a neighbor node and to inform the neighbor node of the related information when its newly calculated hello message transmission interval is not equal to the previous value. The hello message is transmitted (S223, S214, S215).
그리고, 상기 노드는 헬로우 메시지를 전송한 이후에 노드 자신과 이웃 노드가 정지해 있는 경우에 헬로우 메세지 전송 간격 최대값(HelloIntervalmax)을 새로운 헬로우 메시지 전송 간격으로 설정하며(S223, S224), 이후에 자신이 이동하기 시작하면 이와 관련된 정보를 이웃 노드에게 알리기 위하여 자신의 위치와 이동 속도 등의 자신에 대한 정보를 포함시킨 헬로우 메시지를 전송한다(S235, S215).The node sets the hello message transmission interval maximum (HelloInterval max ) as a new hello message transmission interval when the node itself and the neighbor node are stopped after transmitting the hello message (S223, S224). When the mobile station starts to move, it sends a hello message including information about itself, such as its location and moving speed, to inform the neighbor node of the information related thereto (S235 and S215).
상술한 바와 같은 본 발명은, 노드가 자신의 이동성과 이웃 노드의 이동성을 고려하여 헬로우 메시지 전송 간격을 조절하므로 양방향의 링크 끊김 모두 이동성에 적응적으로 신속히 감지해낼 수 있는 효과가 있다.
As described above, since the node adjusts the hello message transmission interval in consideration of its mobility and the mobility of neighboring nodes, there is an effect that both the disconnection of the link can be detected quickly and adaptively.
101 : 노드 자신
102 : 이웃 노드101: node itself
102: neighbor node
Claims (11)
상기 노드는 상기 테이블에 저장된 헬로우 메시지 전송 간격 중에 가장 작은 값을 새로운 헬로우 메시지 전송 간격으로 설정하는 단계; 및
상기 노드는 설정된 헬로우 메시지 전송 간격에 따라 헬로우 메시지를 전송하는 단계;
를 포함하되, 상기 '테이블에 저장하는 단계'에서, 상기 노드는 메시지 전송 간격을
The node setting the smallest value among the hello message transmission intervals stored in the table as a new hello message transmission interval; And
The node transmitting a hello message according to a set hello message transmission interval;
Wherein in the 'storing in the table', the node sends a message transmission interval
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Essam Natsheh 외 3명. "Adaptive Optimizing of Hello Messages in Wireless Ad-Hoc Networks."The International Arab Journal of Information Technology, Vol. 4, No. 3, July 2007. * |
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Legal Events
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