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KR20130091123A - Node, method and device for setting routing in wireless mesh network - Google Patents

Node, method and device for setting routing in wireless mesh network Download PDF

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Publication number
KR20130091123A
KR20130091123A KR1020120012411A KR20120012411A KR20130091123A KR 20130091123 A KR20130091123 A KR 20130091123A KR 1020120012411 A KR1020120012411 A KR 1020120012411A KR 20120012411 A KR20120012411 A KR 20120012411A KR 20130091123 A KR20130091123 A KR 20130091123A
Authority
KR
South Korea
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jitter
node
traffic
nodes
routing
Prior art date
Application number
KR1020120012411A
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Korean (ko)
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KR101374035B1 (en
Inventor
정종문
한동혁
남상준
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

본 발명에서는 무선 메쉬 네트워크에서의 노드, 라우팅 설정 방법 및 장치가 개시된다. 무선 메쉬 네트워크에서의 라우팅 설정 방법은 소스 노드에서 목적지 노드에 이르는 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 획득하는 단계(a); 및 상기 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 소스 노드에서 상기 목적지 노드로의 라우팅을 설정하는 단계(b)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 패킷의 지터 특성을 고려하여 라우팅을 설정함으로써 실시간 데이터 전송의 OoS에서 가장 중요하게 여기는 지터 성능의 품질을 보장하는 효과가 있다.Disclosed are a node, a routing setting method, and an apparatus in a wireless mesh network. In the wireless mesh network, a routing setting method includes: (a) obtaining jitter information of each node included in each of multiple paths from a source node to a destination node; And (b) setting routing from the source node to the destination node using the jitter information of each node. According to the present invention, by setting the routing in consideration of the jitter characteristic of the packet, there is an effect of ensuring the quality of jitter performance which is most important in OoS of real-time data transmission.

Description

무선 메쉬 네트워크에서의 노드, 라우팅 설정 방법 및 장치{NODE, METHOD AND DEVICE FOR SETTING ROUTING IN WIRELESS MESH NETWORK}Node and routing setting method and apparatus in wireless mesh network {NODE, METHOD AND DEVICE FOR SETTING ROUTING IN WIRELESS MESH NETWORK}

본 발명의 실시예들은 무선 메쉬 네트워크에서의 노드, 라우팅 설정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지터 정보를 고려한 무선 메쉬 네트워크에서의 노드, 라우팅 설정 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a node, a routing configuration method and apparatus in a wireless mesh network, and more particularly, to a node, a routing configuration method and apparatus in a wireless mesh network considering jitter information.

무선 메쉬 네트워크는 메쉬 라우터와 메쉬 클라이언트(mesh client)로 구성되어 있다. 메쉬 라우터는 서로 다른 네트워크를 연결 시켜 줄 수 있는 브리지(bridge)의 역할과 인터넷으로 연결 고리가 되는 게이트웨이(gateway) 역할을 하며 무선 백본(backbone) 망으로서의 역학을 수행한다. 메쉬 클라이언트는 무선 단말로서 애드 혹 네트워크(ad hoc network)에서와 같이 자신이 직접 데이터를 주고 받는 호스트(host)의 역할 뿐만 아니라 데이터를 전달하는 라우터의 역할도 한다. 또한 메쉬 라우터와 연결되는 게이트웨이의 역할도 한다.A wireless mesh network consists of a mesh router and a mesh client. The mesh router acts as a bridge to connect different networks and as a gateway to the Internet and performs as a wireless backbone network. As a wireless terminal, the mesh client acts as a router for transmitting data as well as a host for directly transmitting and receiving data as in an ad hoc network. It also acts as a gateway to the mesh router.

도 1은 일반적인 무선 메쉬 네트워크의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 것처럼 무선 메쉬 네트워크(100)를 구성하는 메쉬 라우터(101~110)는 무선으로 연결되며, 다른 메쉬 라우터 간에 여러 홉으로 이루어져 있다는 측면에서 기존의 애드 혹 네트워크의 노드(node)와 유사성을 찾아볼 수 있다.1 is a diagram illustrating a structure of a general wireless mesh network. As shown in FIG. 1, the mesh routers 101 to 110 constituting the wireless mesh network 100 are connected wirelessly, and the nodes of the existing ad hoc network are composed of several hops between different mesh routers. Similarities can be found.

하지만, 메쉬 라우터는 이동성과 에너지의 제약이 없고, 출발지나 목적지가 아닌 데이터를 전달해주는 게이트웨이, 브리지의 역할을 담당하는 무선 인프라스트럭쳐(infrastructure) 백본으로 사용된다는 점에서 기존의 애드혹 네트워크의 노드와는 다른 특성을 가지고 있다. 또한, 메쉬 라우터 사이에는 게이트웨이를 거쳐야 하는 데이터의 흐름이 대부분을 차지한다. 특히 서비스 품질을 만족 시켜야 하는 음성이나 영상 데이터 트래픽이 이에 해당한다.However, mesh routers have no mobility and energy constraints, and they are used as wireless infrastructure backbones that act as gateways and bridges that carry data rather than origins or destinations. It has different characteristics. In addition, most of the flow of data that must pass through the gateway between mesh routers. This is especially the case with voice or video data traffic that must satisfy the service quality.

무선 메쉬(mesh) 네트워크에서 실시간 전송이 필요한 인터넷전화(VoIP) 및 영상 전송과 같은 종류의 데이터가 늘어남에 따라 최적의 실시간 데이터 전송을 위해 스케줄링, 패킷 양식(format)등의 분야에서 다양한 기술들이 개발되고 있다. 하지만. 실시간 트래픽(real-time traffic)의 품질 보장을 위한 라우팅 알고리즘 및 프로토콜 연구는 상대적으로 미비하다.As more kinds of data such as VoIP and video transmission are required in the wireless mesh network, various technologies are developed in the fields of scheduling and packet format for optimal real-time data transmission. It is becoming. However. Research on routing algorithms and protocols for quality assurance of real-time traffic is relatively incomplete.

무선 메쉬 네트워크의 기존 라우팅 알고리즘으로는 Optimized Link State Routing protocol(OLSR), Ad Hoc On-demand Distance Vector-Spanning Tree(AODV-ST)등의 무선 메쉬 네트워크 프로토콜에서 Minimum Hop(이하, MH), Expected Transmission Count(이하, ETX) 등의 메트릭(metric)이 사용되고 있다. 학술 논문 C.E. Koksal and H. Balakrishnan,"Quality-Aware Routing Metrics For Time-Varying Wireless Mesh Networks, " IEEE JSAC, vol. 24, no. 11, pp. 1984-94, Nov.2006에는 ETX 알고리즘이 개시되어 있다.Existing routing algorithms for wireless mesh networks include Minimum Hop (MH) and Expected Transmission in wireless mesh network protocols such as Optimized Link State Routing protocol (OLSR) and Ad Hoc On-demand Distance Vector-Spanning Tree (AODV-ST). Metrics such as Count (hereinafter referred to as ETX) are used. Academic Papers C.E. Koksal and H. Balakrishnan, "Quality-Aware Routing Metrics For Time-Varying Wireless Mesh Networks," IEEE JSAC, vol. 24, no. 11, pp. In 1984-94, Nov. 2006, the ETX algorithm is disclosed.

MH는 모든 링크가 1의 링크 비용(link cost)을 가지므로 종단간 전송 경로가 최소의 홉으로 연결되는 라우팅 알고리즘이며, ETX는 노드간 프로브(probe)를 미리 브로드캐스트 전송하여 프로브의 송신 성공률과 수신 성공률을 고려한 알고리즘으로서 전송 성공률이 안정적인 종단간 경로를 선택하는 라우팅 알고리즘이다. 그러나, 종래 연구에서는 실시간 전송에 중요한 QoS(Quality of Serive) 파라미터인 지터(jitter)를 고려한 라우팅 알고리즘은 연구된 바가 없었다.MH is a routing algorithm where the end-to-end transmission path is connected with the minimum hop because every link has a link cost of 1, and ETX broadcasts the inter-node probe in advance, As an algorithm considering the reception success rate, it is a routing algorithm that selects an end-to-end path with stable transmission success rate. However, in the conventional research, no routing algorithm considering jitter, which is a quality of service (QoS) parameter important for real time transmission, has not been studied.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 지터 정보를 고려하여 라우팅을 설정하는 무선 메쉬 네트워크에서의 노드, 라우팅 설정 방법 및 장치를 제안하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a node, a routing setting method and apparatus in a wireless mesh network for setting up a routing in consideration of jitter information.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention may be derived by those skilled in the art through the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 무선 메쉬 네트워크에서의 라우팅 설정 방법에 있어서, 소스 노드에서 목적지 노드에 이르는 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 획득하는 단계(a); 및 상기 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 소스 노드에서 상기 목적지 노드로의 라우팅을 설정하는 단계(b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법이 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, in the routing setting method in a wireless mesh network, obtaining jitter information of each node included in each of the multiple paths from the source node to the destination node (a); And (b) setting the routing from the source node to the destination node using the jitter information of each node.

상기 각 노드들은 상기 각 노드들에 들어오는 트래픽의 우선 순위에 따라 상기 지터 정보를 달리하여 산출할 수 있다.The nodes may calculate different jitter information according to the priority of traffic entering the nodes.

상기 각 노드들에서 상기 지터 정보는 상기 트래픽의 우선 순위, 상기 트래픽의 주기, 상기 트래픽의 도착율 및 상기 트래픽의 서비스율 중 적어도 하나를 이용하여 산출할 수 있다.The jitter information at each node may be calculated using at least one of the priority of the traffic, the period of the traffic, the arrival rate of the traffic, and the service rate of the traffic.

상기 트래픽의 주기는 상기 트래픽의 전송 주기 및 상기 트래픽에 포함된 패킷의 재전송 확률을 이용하여 산출될 수 있다.The period of the traffic may be calculated using the transmission period of the traffic and the retransmission probability of the packet included in the traffic.

상기 단계(b)는, 상기 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 다중 경로 각각의 종단간 지터 분산을 산출하는 단계(b-1); 및 상기 다중 경로 중 상기 종단간 지터 분산이 최소인 어느 하나의 경로를 선택하는 단계(b-2)를 포함할 수 있다.The step (b) may include: calculating end-to-end jitter variance of each of the multipaths using jitter information of each node included in each of the multipaths; And selecting (b-2) any one path among the multipaths having the minimum end-to-end jitter dispersion.

상기 다중 경로 중 어느 하나의 경로의 종단간 지터 분산은 상기 어느 하나의 경로에 포함된 각 노드들의 지터 정보의 분산의 합 및 공분산의 합 중 적어도 하나를 이용하여 산출될 수 있다.The end-to-end jitter variance of any one of the multipaths may be calculated using at least one of the sum of the variance of the jitter information of each node included in the one path and the sum of the covariances.

상기 단계(a)는, 상기 무선 메쉬 네트워크 내의 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이의 모든 노드들에 대한 다중 경로를 획득하고, 상기 다중 경로 각각에 포함되는 상기 노드들을 거치며 축적된 상기 노드들의 지터 정보를 획득하며, 상기 단계(b-1)은 상기 축적된 노드들 각각의 지터 정보를 이용하여 상기 다중 경로 각각의 종단간 지터 분산을 산출할 수 있다.The step (a) is to obtain multipaths for all nodes between the source node and the destination node in the wireless mesh network, and jitter information of the nodes accumulated through the nodes included in each of the multipaths. (B-1) may calculate the end-to-end jitter variance of each of the multipaths using jitter information of each of the accumulated nodes.

상기 단계(a)는 상기 각 노드들로부터 플러딩(flooding)되는 상기 각 노드들의 지터 정보를 획득할 수 있다.The step (a) may obtain jitter information of the respective nodes flooded from the respective nodes.

상기 각 노드들은 상기 지터 정보가 포함된 OLSR(Optimized Link State Routing) 프로토콜의 헬로우 메시지를 상기 각 노드들의 이웃 노드로 플러딩 할 수 있다.Each node may flood a hello message of an optimized link state routing (OLSR) protocol including the jitter information to neighbor nodes of the nodes.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 메쉬 네트워크에서의 라우팅 경로 설정 장치에 있어서, 소스 노드에서 목적지 노드에 이르는 다중 경로 각각에 포함되는 노드들의 지터 정보를 획득하는 지터 정보 획득부; 및 상기 획득된 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 소스 노드에서 상기 목적지 노드로의 라우팅을 설정하는 라우팅 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 장치가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, an apparatus for setting a routing path in a wireless mesh network, the apparatus comprising: a jitter information acquisition unit for acquiring jitter information of nodes included in each of multiple paths from a source node to a destination node; And a routing setting unit configured to set routing from the source node to the destination node using the obtained jitter information of the nodes.

상기 라우팅 설정부는, 상기 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 다중 경로 각각의 종단간 지터 분산을 산출하는 지터 분산 산출부; 상기 다중 경로 중 최소의 종단간 지터 분산을 가지는 경로를 선택하는 경로 선택부를 포함할 수 있다.The routing setting unit may include: a jitter variance calculator for calculating end-to-end jitter variance of each of the multipaths using jitter information of each node included in each of the multipaths; It may include a path selector for selecting a path having the least end-to-end jitter distribution of the multi-path.

상기 다중 경로 중 어느 하나의 경로의 종단간 지터 분산은 상기 어느 하나의 경로에 포함된 각 노드들의 지터 정보의 분산의 합 및 공분산의 합 중 적어도 하나를 이용하여 산출될 수 있다.The end-to-end jitter variance of any one of the multipaths may be calculated using at least one of the sum of the variance of the jitter information of each node included in the one path and the sum of the covariances.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무선 메쉬네트워크에 포함된 노드에 있어서, 상기 노드에 들어오는 트래픽의 우선 순위, 상기 트래픽의 주기, 상기 트래픽의 도착율 및 상기 트래픽의 서비스율 중 적어도 하나를 이용하여 상기 노드의 지터 정보를 산출하는 지터 정보 산출부; 상기 지터 정보를 상기 노드의 이웃 노드로 플러딩(flooding)하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, in a node included in a wireless mesh network, at least one of the priority of the traffic entering the node, the period of the traffic, the arrival rate of the traffic, and the service rate of the traffic A jitter information calculator for calculating jitter information of the node; And a communication unit for flooding the jitter information to a neighboring node of the node.

상기 통신부는 상기 지터 정보가 포함된 OLSR(Optimized Link State Routing) 프로토콜의 헬로우 메시지를 상기 이웃 노드로 플러딩 할 수 있다.The communication unit may flood the neighbor node with a hello message of an optimized link state routing (OLSR) protocol including the jitter information.

본 발명에 따르면, 패킷의 지터 특성을 고려하여 라우팅을 설정함으로써 실시간 데이터 전송의 OoS에서 가장 중요하게 여기는 지터 성능의 품질을 보장하는 효과가 있다.According to the present invention, by setting the routing in consideration of the jitter characteristic of the packet, there is an effect of ensuring the quality of jitter performance which is most important in OoS of real-time data transmission.

도 1은 일반적인 무선 메쉬 네트워크의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크의 노드의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 정보 교환 메시지의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지터 정보를 고려하려 라우팅 을 설정하는 라우팅 설정 장치의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지터 정보를 고려하려 라우팅을 설정하는 방법에 대한 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 설정 방법을 설명하기 위한 의사 코드를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 성능 평가를 위한 무선 메쉬 네트워크의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크가 요구하는 지터 범위(jitter bound)에 따른 각 라우팅 설정 방법의 전달율의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크 환경에서 각 각 라우팅 설정 방법의 종단간 지터의 평균 및 분산의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a structure of a general wireless mesh network.
2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a node of a wireless mesh network according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a routing information exchange message according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a routing setting device for setting routing in consideration of jitter information according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an overall flow of a method for setting routing in consideration of jitter information according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a pseudo code for describing a routing setting method according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a structure of a wireless mesh network for performance evaluation according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a simulation result of a transfer rate of each routing setting method according to jitter bound required by a wireless mesh network according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation result of an average and variance of end-to-end jitter of each routing setting method in a wireless mesh network environment according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

데이터의 실시간 전송에 중요한 QoS(Quality of Serive) 파라미터인 지터(jitter)는 일정한 속도의 지연에서 변화에 의해 지연 속도가 변화하는 편차를 의미한다. 음성 전달 시 지터 딜레이 편차가 크다면 제대로 된 음성을 듣기 어렵다. 따라서, 이하에서는 무선 메쉬 네트워크에서의 지터 정보가 고려된 라우팅 설정 장치 및 방법에 대해 설명하도록 한다.Jitter, a quality of server (QoS) parameter that is important for real-time transmission of data, refers to a deviation in delay speed that is changed by a change in a constant speed delay. If there is a large jitter delay variation in voice transmission, it is difficult to hear the correct voice. Therefore, hereinafter, a routing setting apparatus and method considering jitter information in a wireless mesh network will be described.

무선 메쉬 네트워크는 복수의 무선 메쉬 라우터로 구성되며 이하 설명의 편위를 위해 메쉬 라우터를 노드로 하여 설명하며, 소스 노드는 데이터의 출발점, 목적지 노드는 데이터의 목적지를 의미하는 것으로 가정한다.The wireless mesh network is composed of a plurality of wireless mesh routers and will be described with a mesh router as a node for the sake of clarity, and it is assumed that a source node means a starting point of data and a destination node means a destination of data.

본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 메쉬 네트워크 모델은 다음과 같이 기술할 수 있다. 네트워크 내 각 노드들은 타임슬롯 (time-slot) 기반의 통계적인 시분할 다중화(Statistical Time-Division Multiplexing, statistical TDM) 전송을 하며, ARQ(Automatic Repeat-Request) 프로토콜로는 selective reject ARQ를 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wireless mesh network model may be described as follows. Each node in the network transmits time-slot-based statistical time-division multiplexing (TDM), and may use selective reject ARQ as an Automatic Repeat-Request (ARQ) protocol.

TDM 전송 기반의 무선 메쉬 네트워크의 예로써 IEEE 802.16 네트워크, IEEE 802.15.4e 표준의 Deterministic Synchronized Multichannel Extension (DSME) 등이 있다. Examples of TDM transmission-based wireless mesh networks include IEEE 802.16 networks and Deterministic Synchronized Multichannel Extension (DSME) of the IEEE 802.15.4e standard.

본 발명에 따르면, 노드 간 전송되는 패킷은 우선순위에 따라 경로가 차등화되어 설정될 수 있으며 차등화에 대한 모델은 다음과 같이 가정할 수 있다. According to the present invention, a packet transmitted between nodes may be configured by differentially setting a path according to priority and a model for differential may be assumed as follows.

패킷은 비선점(non-preemptive) 기반의 우선순위를 가질 수 있으며 이때 패킷의 우선순위는 클래스(class)에 따라 오름차순으로 설정될 수 있다. 즉 클래스 1 패킷은 클래스 2 패킷보다 높은 우선순위를 갖는다. 같은 우선순위를 가진 패킷들은 First-In First-Out (FIFO) 전송이 적용될 수 있다. The packet may have a non-preemptive based priority, and the priority of the packet may be set in ascending order according to the class. That is, a class 1 packet has a higher priority than a class 2 packet. Packets with the same priority may be subject to First-In First-Out (FIFO) transmission.

네트워크 시스템은 이산 시간 큐를 따르며 (discrete time queuing process), 타임슬롯은 t가 0보다 크거나 같은 범위에서

Figure pat00001
로 정의된다. m 번째 타임슬롯 구간은 m과 T가 모두 0이 아닐 때,
Figure pat00002
와 같이 정의된다. 노드 간 전송되는 패킷을 포함하는 트래픽은
Figure pat00003
의 전송 주기를 가지며 패킷 재전송 확률
Figure pat00004
를 고려한 트래픽의 주기
Figure pat00005
Figure pat00006
와 같이 정의된다. The network system follows a discrete time queuing process, and the timeslot is in the range where t is greater than or equal to zero.
Figure pat00001
. The m th timeslot interval is when both m and T are nonzero,
Figure pat00002
Respectively. Traffic that includes packets sent between nodes
Figure pat00003
Packet retransmission probability with a transmission period of
Figure pat00004
Frequency of traffic considering
Figure pat00005
The
Figure pat00006
Respectively.

여기서 패킷 재전송 확률은 하기의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.Here, the packet retransmission probability may be expressed as in Equation 1 below.

[수학식 1]
[ Equation 1 ]

Figure pat00007

Figure pat00007

여기서, p는 패킷 에러 확률,

Figure pat00008
는 패킷 재전송의 제한 횟수를 의미한다. 즉 수학식 1은 패킷 에러가
Figure pat00009
번 이상 발생하는 경우 패킷 재전송을 하지 않는 전송 모델에서의 패킷 재전송 확률을 의미한다.Where p is the packet error probability,
Figure pat00008
Denotes a limit number of packet retransmissions. Equation 1 is a packet error
Figure pat00009
If it occurs more than once, it means the probability of packet retransmission in the transmission model that does not retransmit the packet.

네트워크의 트래픽 서비스율(service rate)은 초당

Figure pat00010
패킷이며, 노드 i에서 클래스 n 트래픽의 도착율(arrival rate)은
Figure pat00011
로 정의된다. The traffic service rate of the network is
Figure pat00010
Packet, the arrival rate of class n traffic at node i is
Figure pat00011
.

따라서 노드 i에서 클래스 n 트래픽의 유틸리티는

Figure pat00012
로,
Figure pat00013
와 같이 계산할 수 있으며 노드 i의 유틸리티의 총 합은
Figure pat00014
로 정의된다.Thus, the utility of class n traffic on node i
Figure pat00012
in,
Figure pat00013
And the total sum of the utilities on node i is
Figure pat00014
.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 노드의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a node constituting a wireless mesh network according to an embodiment of the present invention.

노드(200)는 지터 정보 산출부(201) 및 통신부(203)를 포함할 수 있다.The node 200 may include a jitter information calculator 201 and a communicator 203.

지터 정보 산출부(201)는 노드의 지터 정보를 산출한다. 보다 상세하게, 지터 정보 산출부(201)는 노드에 들어오는 트래픽의 우선 순위, 상기 트래픽의 주기, 상기 트래픽의 도착율 및 상기 트래픽의 서비스율 중 적어도 하나를 이용하여 상기 노드의 지터 정보를 산출할 수 있다.The jitter information calculator 201 calculates jitter information of the node. In more detail, the jitter information calculator 201 may calculate jitter information of the node using at least one of a priority of traffic entering the node, a period of the traffic, an arrival rate of the traffic, and a service rate of the traffic. have.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 지터 정보 산출부(201)에서 산출되는 지터 정보는 트래픽의 주기, 트래픽의 우선 순위, 트래픽의 도착률 및 트래픽의 서비스율에 대한 확률 질량 함수((Probability Mass Function, PMF)로 정의할 수 있으며 하기의 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the jitter information calculated by the jitter information calculation unit 201 may include a probability mass function for a period of traffic, a priority of traffic, an arrival rate of traffic, and a service rate of traffic. PMF) and may be expressed as Equation 2 below.

[수학식 2] & Quot; (2 ) & quot ;

Figure pat00015
Figure pat00015

여기서,

Figure pat00016
는 확률 질량 함수로서 노드 i에서 클래스 n 트래픽의 m 번째 패킷이 경험하는 지터에 대한 랜덤 변수
Figure pat00017
가 j일 확률을 의미한다. 지터 랜덤 변수
Figure pat00018
는 노드 i를 지나는 클래스 n 트래픽의 m 번째 패킷과 (m+1) 번째 패킷의 타임슬롯에서의 위치 차이에 기반을 두고 있다.here,
Figure pat00016
Is a random mass function, a random variable for the jitter experienced by the m th packet of class n traffic at node i.
Figure pat00017
Is the probability of j. Jitter random variables
Figure pat00018
Is based on the positional difference in the timeslots of the m th packet and (m + 1) th packet of class n traffic passing through node i.

Figure pat00019
가 j일 확률은 관찰하고자 하는 클래스 n 트래픽보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷이 a개 존재할 확률 (1), 관찰하고자 하는 클래스 n 트래픽보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷이 a개 존재할 때 클래스 n 패킷은 k 개인 조건부 확률 (2) 및 관찰하고자 하는 클래스 n 트래픽보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷이 a개 이며 클래스 n 패킷은 k 개일 때 관찰하고자 하는 트래픽의 m 번째 패킷이 경험하는 지터가 j일 조건부 확률 (3)의 곱으로 유도할 수 있다.
Figure pat00019
Is a probability that a packet has a higher priority than the class n traffic to be observed (1), and a class n packet is k when there is a packet having a higher priority than the class n traffic to be observed. The conditional probability that the jth experienced by the mth packet of the traffic to be observed is 3 when a private conditional probability (2) and a packet with a higher priority than the class n traffic to be observed and k class n packets are (3) Can be derived as a product of

보다 상세하게, 관찰하고자 하는 클래스 n 트래픽보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷이 a개 존재할 확률 (1)은 하기의 수학식 3과 같이 표현할 수 있다. In more detail, the probability (1) of existence of a packet having a higher priority than class n traffic to be observed may be expressed by Equation 3 below.

[수학식 3]
& Quot; (3 ) & quot ;

Figure pat00020

Figure pat00020

여기서,

Figure pat00021
은 관찰하려는 클래스 n 트래픽이 서비스에 들어가기 전에 더 높은 우선순위를 갖는 a개의 패킷이 타임슬롯을 차지하고 있을 확률이다. 높은 우선순위를 갖는 트래픽은
Figure pat00022
인 조건에서
Figure pat00023
의 확률로 도착함을 나타낸다. 이 식은 Bilateral geometric Function (BGF)에 근거하여 유도되며,
Figure pat00024
는 노드 i에서 클래스 1부터 n까지의 모든 재전송되는 패킷들과 우선순위가 높은 패킷들의 도착 확률을 의미한다. 이는
Figure pat00025
을 통해 얻을 수 있다.here,
Figure pat00021
Is the probability that a packet of higher priority occupies timeslot before class n traffic to observe enters service. High priority traffic
Figure pat00022
Under conditions
Figure pat00023
A probability of arrival. This equation is derived based on Bilateral geometric Function (BGF),
Figure pat00024
Denotes the arrival probability of all retransmitted packets and high priority packets of class 1 to n in node i. this is
Figure pat00025
You can get it through

이어서, 관찰하고자 하는 클래스 n 트래픽보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷이 a개 존재할 때 클래스 n 패킷은 k 개인 조건부 확률 (2)는 하기의 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.Subsequently, when there are a packets having a higher priority than the class n traffic to be observed, the k n conditional probability 2 may be expressed by Equation 4 below.

[수학식 4]
[ Equation 4 ]

Figure pat00026

Figure pat00026

여기서,

Figure pat00027
은 (m+1) 번째 타임슬롯에 도착하는 모든 클래스 n 패킷의 수,
Figure pat00028
는 (m+1) 번째 주기에 도착하는 클래스 n 트래픽 보다 높은 우선순위를 가진 패킷들과 ARQ 패킷들의 수를 모두 합친 수를 의미한다. here,
Figure pat00027
Is the number of all class n packets arriving in the (m + 1) th timeslot,
Figure pat00028
Denotes the sum of the number of ARQ packets and packets having higher priority than class n traffic arriving in the (m + 1) th period.

이는

Figure pat00029
와 같이 계산될 수 있으며 여기서,
Figure pat00030
는 노드 i에서 (m+1)번째 주기에 도착하는 모든 클래스(n-1) 패킷의 수를 나타낸다. 단, 지터 특성을 관찰하고자 하는 트래픽의 (m+1) 번째 패킷보다 먼저 버퍼에 들어오는 패킷이여야 한다.this is
Figure pat00029
Can be calculated as
Figure pat00030
Denotes the number of all class (n-1) packets arriving at the (m + 1) th period in node i. However, it must be a packet entering the buffer before the (m + 1) th packet of the traffic for which the jitter characteristic is to be observed.

수학식 4의

Figure pat00031
은 노드 i의 (m+1) 번째 타임슬롯에서 관찰하고자 하는 클래스 n 트래픽보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷이 a개가 존재할 때, 클래스 n 패킷은 k 개인 확률을 나타내는 조건부 확률이다. 이는 T개의 타임슬롯에서 클래스 n 트래픽이 차지할 수 있는 슬롯의 수가
Figure pat00032
개이며, 한 타임슬롯을 차지할 확률이
Figure pat00033
인 경우에 대한 Binomial distribution으로 구할 수 있다. 즉, 하기의 수학식 5의 공식이 성립한다.In Equation (4)
Figure pat00031
Is a conditional probability that represents a probability that k class n packets have a packet having a higher priority than class n traffic to be observed in the (m + 1) th timeslot of node i. This is the number of slots occupied by class n traffic in T timeslots.
Figure pat00032
Dog, and the probability of taking a time slot
Figure pat00033
It can be obtained as Binomial distribution for. That is, the formula of Equation 5 below holds.

[수학식 5]
[ Equation 5 ]

Figure pat00034

Figure pat00034

단, 클래스 n 패킷의 수 k 와 클래스 n 보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷의 수 a가

Figure pat00035
조건을 만족해야 한다. Provided that the number k of class n packets and the number a of packets with higher priority than class n
Figure pat00035
The condition must be met.

이어서, 관찰하고자 하는 클래스 n 트래픽보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷이 a개 이며 클래스 n 패킷은 k 개일 때 관찰하고자 하는 트래픽의 m 번째 패킷이 경험하는 지터가 j일 조건부 확률 (3)은 하기의 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.Then, when there are a packets having a higher priority than the class n traffic to be observed and the class n packets are k, the conditional probability (3) that jitter experienced by the mth packet of the traffic to be observed is j It can be expressed as Equation 6.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00036
Figure pat00036

Figure pat00037

Figure pat00037

수학식 6은 노드 i의 (m+1) 번째 타임슬롯에서 관찰하고자 하는 클래스 n 트래픽보다 높은 우선 순위를 갖는 패킷이 a개가 존재하며 클래스 n 패킷은 k 개일 때 관찰하고자 하는 트래픽의 m 번째 패킷이 경험하는 지터가 j일 조건부 확률로써,

Figure pat00038
인 범위 내에서의 triangle distribution 으로 나타난다. Equation (6) shows that there are a packets having a higher priority than class n traffic to be observed in the (m + 1) th time slot of node i. As a conditional probability that jitter is j,
Figure pat00038
It is represented by a triangle distribution within the range of.

트래픽의 에르고딕(ergodic)한 특성을 고려할 때, 수학식 2로부터 얻을 수 있는 랜덤변수

Figure pat00039
는 노드 i에서 클래스 n 트래픽에 대한 일반적인 (generalized) 지터의 랜덤변수로써
Figure pat00040
로 나타낼 수 있다.Considering the ergodic characteristics of the traffic, the random variable that can be obtained from Equation 2
Figure pat00039
Is a random variable of generalized jitter for class n traffic at node i.
Figure pat00040
.

따라서, 수학식 2의 확률 질량 함수는 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 6의 곱으로 표현할 수 있으며 정리하면 하기의 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.Accordingly, the probability mass function of Equation 2 may be expressed as a product of Equations 3, 4 and 6, and may be expressed as Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00041
Figure pat00041

따라서, 지터 정보 산출부(201)에서 산출되는 지터 정보는 수학식 7과 같이 트래픽의 주기, 트래픽의 우선 순위, 트래픽의 도착률 및 트래픽의 서비스율에 대한 확률 질량 함수(PMF)로 표현될 수 있다.Therefore, the jitter information calculated by the jitter information calculator 201 may be expressed as a probability mass function (PMF) for the period of traffic, the priority of traffic, the arrival rate of traffic, and the service rate of traffic as shown in Equation (7). .

통신부(203)는 지터 정보 산출부(201)에서 산출된 지터 정보를 이웃 노드들로 플러딩(flooding)한다.The communication unit 203 floods the jitter information calculated by the jitter information calculator 201 to neighboring nodes.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신부(203)는 지터 정보를 라우팅 경로 설정 메시지에 담아 전송할 수 있으며 이를 위해 기존의 라우팅 정보 교환 메시지에 추가로 지터 정보를 포함시키기 위한 필드가 추가될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the communication unit 203 may transmit the jitter information in a routing path setting message and a field for including jitter information may be added to the existing routing information exchange message.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 정보 교환 메시지의 일례를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a routing information exchange message according to an embodiment of the present invention.

도 3의 라우팅 정보 교환 메시지는 OLSR(Optimized Link State Routing) 프로토콜에서 링크 감지(link sensing), (neighborhood detection) 및 추후 확장 서비스의 지원을 위해 RFC 3626 문서에 정의된 Hello 메시지 기반으로 지터 정보 교환을 위한 필드가 추가된 메시지 양식이다. The routing information exchange message of FIG. 3 uses the Hello message defined in the RFC 3626 document to support jitter information exchange for support of link sensing, neighborhood detection, and later extended services in the optimized link state routing (OLSR) protocol. Message form with fields added.

도 3에 도시된 바와 같이 RFC 3626에서 정의한 OLSR의 Hello 메시지 기반 지터 정보 전송 메시지는 노드가 계산한 지터의 정보를 이웃 노드들로 전송한다. J 필드(301)는 10비트의 기존 reserved 필드를 할당하고 부동소수점 기반으로 지터 정보를 전송할 수 있다. 단, IEEE 754에 정의된 32비트 단정도(single-precision), 64비트 배정도 (double-precision) 등의 형식은 무선 메쉬 네트워크에 적용하기엔 비트 수가 너무 많으며, 지터 정보는 항상 0보다 큰 값으로 부호를 표시하는데 사용할 비트는 필요하지 않으므로, 부동 소수점을 이루는 부호, 지수부, 가수부의 규격을 따르되 각 구성부에 0비트, 3비트, 7비트를 할당하여 0보다 큰 지터 정보의 분산 값을 0~ 128까지 표현할 수 있으며 0.001 이상의 정확도를 갖도록 한다. 단, 지수부 및 가수부의 비트 할당은 예시적인 것으로 네트워크가 요구하는 정확도 및 지터 정보 분산의 범위에 따라 각 부동 소수점 구성부분의 비트 할당이 다른 실시예가 가능하다. As shown in FIG. 3, the Hello message-based jitter information transmission message of OLSR defined in RFC 3626 transmits jitter information calculated by a node to neighbor nodes. The J field 301 may allocate an existing reserved field of 10 bits and transmit jitter information based on a floating point number. However, the 32-bit single-precision and 64-bit double-precision formats defined in IEEE 754 have too many bits to apply to wireless mesh networks, and jitter information is always signed with a value greater than zero. Since no bits are used to indicate, follow the standard of floating point sign, exponent, and mantissa, but assign 0 bits, 3 bits, and 7 bits to each component so that the variance value of jitter information greater than 0 is 0 ~. It can express up to 128 and has an accuracy of 0.001 or higher. However, the bit allocation of the exponent part and the mantissa part is exemplary, and an embodiment in which the bit allocation of each floating point component is different according to the accuracy and jitter information dispersion required by the network is possible.

또한, 도 3에서 설명한 메시지 양식은 예시적인 것에 불과하며 이로부터 다양한 변형 및 다른 네트워크 프로토콜에서 사용되는 메시지 양식도 적용이 가능할 것이다.In addition, the message format described in FIG. 3 is merely exemplary, and the message format used in various modifications and other network protocols may be applicable thereto.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지터 정보를 고려하려 라우팅을 설정하는 라우팅 설정 장치의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.4 is a block diagram showing a detailed configuration of a routing setting device for setting routing in consideration of jitter information according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면 라우팅 설정 장치는 각 노드에 포함되어 수 있으 라우팅 설정을 수행하는 장치일 며, 노드들로부터 획득한 지터 정보를 이용하여 목적지 노드까지의 경로를 선택한다.According to an embodiment of the present invention, the routing setting device may be included in each node and is a device for performing routing setting, and selects a path to a destination node using jitter information obtained from the nodes.

도 3을 참조하면 라우팅 설정 장치(400)는 지터 정보 획득부(401) 및 라우팅 설정부(403)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the routing setting apparatus 400 may include a jitter information obtaining unit 401 and a routing setting unit 403.

지터 정보 획득부(401)는 소스 노드에서 목적지 노드에 이르는 다중 경로 각각에 포함되는 노드들의 지터 정보를 수신한다. 여기서 지터 정보는 노드(200)의 통신부(203)에서 플러딩 되는 지터 정보일 수 있다.The jitter information acquisition unit 401 receives jitter information of nodes included in each of the multiple paths from the source node to the destination node. The jitter information may be jitter information flooded by the communication unit 203 of the node 200.

지터 정보 획득부(401)에서 획득되는 다중 경로 각각에 포함되는 노드들의 지터 정보는 다중 경로의 정보와 함께 라우팅 테이블에 기록될 수 있다.The jitter information of nodes included in each of the multipaths obtained by the jitter information acquisition unit 401 may be recorded in the routing table together with the multipath information.

라우팅 테이블에 기록되는 정보

Figure pat00042
는 클래스 n 트래픽의 노드
Figure pat00043
부터
Figure pat00044
까지의 라우팅 경로를 의미하며, 기록된 경로
Figure pat00045
에 대한 종단간 지터 정보
Figure pat00046
는 각 노드를 거치며 축적되는 지터의 합이므로
Figure pat00047
를 계산하여 산출할 수 있다. 종단간 지터 정보
Figure pat00048
의 확률 질량 함수(PMF)는 각 경로상의 각 노드에서의 지터 변수
Figure pat00049
의 PMF의 convolution(
Figure pat00050
로 표기함)으로 구할 수 있으며, 하기의 수학식 8과 같이 표현할 수 있다.Information written to the routing table
Figure pat00042
Is a node of class n traffic
Figure pat00043
from
Figure pat00044
The routing path up to and including the recorded path
Figure pat00045
-To-end jitter information for
Figure pat00046
Is the sum of the jitter accumulated over each node,
Figure pat00047
It can be calculated by calculating. End-to-End Jitter Information
Figure pat00048
The probability mass function of is the jitter variable at each node on each path.
Figure pat00049
PMF convolution (
Figure pat00050
It can be expressed as, and can be expressed as shown in Equation 8 below.

[수학식 8]
&Quot; (8) "

Figure pat00051

Figure pat00051

여기서,

Figure pat00052
는 노드
Figure pat00053
부터
Figure pat00054
까지의 종단간 지터 정보
Figure pat00055
의 확률 질량 함수를 의미한다.here,
Figure pat00052
Is a node
Figure pat00053
from
Figure pat00054
End-to-end jitter information
Figure pat00055
Means the probability mass function.

라우팅 설정부(403)는 지터 정보 획득부(401)에서 획득된 노드들의 지터 정보를 이용하여 소스 노드에서 목적지 노드로의 라우팅을 설정한다.The routing setting unit 403 sets the routing from the source node to the destination node using the jitter information of the nodes obtained by the jitter information obtaining unit 401.

일례로, 라우팅 설정부(403)는 소스 노드에서 목적지 노드로의 종단간 지터의 분산이 최소인 경로를 선택할 수 있다.For example, the routing setting unit 403 may select a path having the minimum distribution of end-to-end jitter from the source node to the destination node.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라우팅 설정부(403)는 지터 분산 산출부(411) 및 경로 선택부(413)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the routing setting unit 403 may include a jitter variance calculator 411 and a path selector 413.

지터 분산 산출부(411)는 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 다중 경로 각각의 종단간 지터 분산을 산출한다.The jitter variance calculator 411 calculates the end-to-end jitter variance of each of the multipaths using the jitter information of each node included in each of the multipaths.

이이서, 경로 선택부(413)는 다중 경로 중 최소의 종단간 지터 분산을 가지는 경로를 선택할 수 있다.Here, the path selector 413 may select a path having the minimum end-to-end jitter distribution among the multiple paths.

이때, 지터 분산 산출부(411)에서 산출되는 다중 경로 중 어느 하나의 경로의 종단간 지터 분산은 어느 하나의 경로에 포함된 각 노드들의 지터 정보의 분산의 합 및 공분산의 합 중 적어도 하나를 이용하여 산출될 수 있다.At this time, the end-to-end jitter distribution of any one path among the multiple paths calculated by the jitter variance calculator 411 uses at least one of the sum of the variance and the covariance of the jitter information of the nodes included in any one path. Can be calculated.

본 발명의 일 실시예에 따르면 지터 정보의 분산 값은 하기의 수학식 9와 같이 표현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the variance value of the jitter information may be expressed as in Equation 9 below.

[수학식 9]
&Quot; (9) "

Figure pat00056
Figure pat00056

여기서,

Figure pat00057
는 노드 i에서 클래스 n 트래픽의 지터 분산을 의미한다. 즉, 수학식 7에서 얻을 수 있는 노드의 지터 확률 질량 함수(PMF)로부터 분산 계산 공식으로 유도된다.here,
Figure pat00057
Denotes jitter distribution of class n traffic at node i. That is, the variance calculation formula is derived from the jitter probability mass function (PMF) of the node obtained in Equation (7).

종단간 지터

Figure pat00058
의 분산은 노드
Figure pat00059
부터
Figure pat00060
까지의 종단간 경로상에서 각 지터 변수의 분산의 합 및 공분산의 합으로부터 구할 수 있으며, 아래의 수학식10과 같이 표현할 수 있다.End-to-end jitter
Figure pat00058
Distribution of nodes
Figure pat00059
from
Figure pat00060
It can be obtained from the sum of the variance and the covariance of each jitter variable on the end-to-end path up to and can be expressed by Equation 10 below.

[수학식 10]
[Equation 10]

Figure pat00061

Figure pat00061

여기서,

Figure pat00062
는 노드
Figure pat00063
부터
Figure pat00064
까지의 종단간 지터 분산,
Figure pat00065
는 클래스 n 트래픽의 노드 i 와 노드 j의 지터 변수간의 공분산을 의미한다.here,
Figure pat00062
Is a node
Figure pat00063
from
Figure pat00064
End-to-end jitter dispersion,
Figure pat00065
Denotes the covariance between the j j variables of node i and node j of class n traffic.

노드간 지터가 서로 독립적인 경우

Figure pat00066
이며, 종단간 지터 분산은
Figure pat00067
와 같이 각 노드가 간단한 계산을 수행하여 산출할 수 있다. 시뮬레이션 결과 경로 선택부(413)에서 최소의 종단간 지터 분산을 가지는 경로를 선택하는 경우 지터 변수간 의존도(dependency) 여부에 따른 차이가 크지 않으므로 계산량을 줄여 전력 소모 및 시간 지연을 줄이기 위해 공분산
Figure pat00068
를 0으로 설정하고 계산하는 것이 가능하다.Jitter between nodes is independent of each other
Figure pat00066
End-to-end jitter dispersion is
Figure pat00067
Each node can calculate by performing a simple calculation. When the path selector 413 selects a path with the minimum end-to-end jitter variance, the difference in dependence between jitter variables is not large. Therefore, the covariance is reduced in order to reduce power consumption and reduce time delay.
Figure pat00068
It is possible to set to 0 and calculate.

따라서, 본 발명은 노드 i에서 클래스 n 트래픽의 지터 분산

Figure pat00069
를 라우팅 메트릭으로 설정한다. 즉 각 노드가 자신의 통신환경(트래픽의 주기, 트래픽의 우선순위, 트래픽의 도착율, 서비스율, 패킷 재전송율)로부터 지터 확률 질량 함수 및 분산을 수학식 9와 같이 계산하여 라우팅 메트릭으로 설정한다. 경로 선택부(413)에서 종단간 지터 분산을 최소화하는 경로를 선택하기 위해 지터 분산 산출부(411)는 수학식 10과 같이 라우팅 메트릭의 합인
Figure pat00070
을 최소화하는 경로를 선택하게 된다.Thus, the present invention provides jitter distribution of class n traffic at node i.
Figure pat00069
Is set to the routing metric. That is, each node calculates the jitter probability mass function and variance from its communication environment (traffic period, traffic priority, traffic arrival rate, service rate, packet retransmission rate) as Equation 9 and sets it as a routing metric. In order to select a path that minimizes end-to-end jitter variance in the path selector 413, the jitter variance calculator 411 may calculate a sum of routing metrics as shown in Equation 10.
Figure pat00070
You choose a path that minimizes

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지터 정보를 고려하려 라우팅을 설정하는 방법에 대한 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating an overall flow of a method for setting routing in consideration of jitter information according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 5를 참조하여 각 단계에서 수행되는 과정을 살펴보도록 한다.Hereinafter, a process performed at each step will be described with reference to FIG. 5.

먼저, 단계(S500)에서 지터 정보 획득부(401)는 소스 노드에서 목적 노드에 이르는 다중 경로 각각에 포함되는 노드들의 지터 정보를 획득한다.First, in step S500, the jitter information acquisition unit 401 obtains jitter information of nodes included in each of the multiple paths from the source node to the destination node.

이때, 각 노드들의 지터 정보는 각 노드들에 들어오는 트래픽의 우선 순위에 따라 지터 정보를 달리하여 산출할 수 있으며, 지터 정보는 트래픽의 우선 순위, 트래픽의 주기, 트래픽의 도착율 및 트래픽의 서비스율 중 적어도 하나를 이용하여 산출될 수 있다.In this case, the jitter information of each node may be calculated by varying the jitter information according to the priority of traffic entering each node, and the jitter information may be calculated from among the priority of traffic, the period of traffic, the arrival rate of traffic, and the service rate of traffic. It can be calculated using at least one.

또한, 각 노드들은 지터 정보가 포함된 OLSR(Optimized Link State Routing) 프로토콜의 헬로우 메시지를 상기 각 노드들의 이웃 노드로 플러딩 할 수 있으며, 지터 정보 획득부(401)는 각 노드들로부터 플러딩 되는 헬로우 메시지를 수신하여 각 노드들의 지터 정보를 획득할 수 있다.In addition, each node may flood a hello message of an optimized link state routing (OLSR) protocol including jitter information to neighboring nodes of the respective nodes, and the jitter information acquisition unit 401 is a hello message flooded from each node. To receive jitter information of each node.

보다 상세하게 단계(S500)에서 지터 정보 획득부(401)는 무선 메쉬 네트워크 내의 소스 노드와 목적지 노드 사이의 모든 노드들에 대한 다중 경로를 획득하고, 다중 경로 각각에 포함되는 노드들을 거치며 축적된 노드들의 지터 정보를 획득한다.In more detail, in step S500, the jitter information acquisition unit 401 obtains the multipaths for all nodes between the source node and the destination node in the wireless mesh network, and accumulates through the nodes included in each of the multipaths. Obtain their jitter information.

단계(S505)에서 지터 분산 산출부(411)는 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 다중 경로 각각의 종단간 지터 분산을 산출한다. In step S505, the jitter variance calculator 411 calculates the end-to-end jitter variance of each of the multipaths using jitter information of each node included in each of the multipaths.

마지막으로 단계(S510)에서 경로 선택부(413)는 다중 경로 중 최소의 종단간 지터 분산을 가지는 경로를 선택한다.Finally, in step S510, the path selector 413 selects a path having the minimum end-to-end jitter distribution among the multiple paths.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라우팅 설정 방법을 설명하기 위한 의사(pseudo) 코드를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a pseudo code for explaining a routing setting method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 의사 코드에서 사용한 변수의 표기법 및 설명은 다음과 같다. The notation and description of the variable using FIG. 6 in the pseudo code is as follows.

Figure pat00071
는 무선 메쉬 네트워크 내 모든 노드의 집합,
Figure pat00072
은 트래픽 우선순위에 따라 차등화 무선 메쉬 네트워크에서 다루는 클래스의 집합, s는 소스 노드,
Figure pat00073
은 경로 선택 알고리즘에서 클래스 n 트래픽의 경로로써 선택한 노드의 집합,
Figure pat00074
는 노드 i의 이웃 노드의 집합 (1 홉으로 연결되는 노드의 집합),
Figure pat00075
는 클래스 n 트래픽의 노드 s로부터 노드 i까지의 라우팅 비용, 즉 수학식 9과 수학식 10으로부터 구할 수 있는 지터 정보의 분산을 의미한다.
Figure pat00071
Is a set of all nodes in a wireless mesh network,
Figure pat00072
Is the set of classes covered by the differential wireless mesh network according to traffic priority, s is the source node,
Figure pat00073
Is the set of nodes selected as paths for class n traffic by the path selection algorithm,
Figure pat00074
Is a set of neighboring nodes of node i (a set of nodes connected by one hop),
Figure pat00075
Denotes the routing cost from node s to node i of class n traffic, i.e., the distribution of jitter information that can be obtained from equations (9) and (10).

아래 내용은 의사 코드의 각 부분에 대한 설명이다.Below is an explanation of each part of the pseudo code.

(1)

Figure pat00076
는 (One)
Figure pat00076
The

본 발명의 라우팅 설정 방법은 트래픽을 전송하고자 하는 노드가 네트워크가 지원하는

Figure pat00077
집합에 속한 모든 트래픽 클래스에 대해 소스 노드 s로부터 목적지 노드 i에 이르는 경로
Figure pat00078
를 저장하면서 수행된다. Initialization시 라우팅 알고리즘은 소스 노드 s에 대한 정보만을 가지고 있으므로
Figure pat00079
이다. 알고리즘의 시작 시 소스 노드 s에 대한 지터 정보의 분산 값
Figure pat00080
는 0이며 다른 모든 노드에 대해서는 무한대의 값을 가진다. 즉 임의의 노드 i에 대해서는 지터 정보의 분산 값은
Figure pat00081
로 표현된다. According to the routing setting method of the present invention, a network supported by a node to transmit traffic is provided.
Figure pat00077
Path from source node s to destination node i for all traffic classes in the aggregate
Figure pat00078
Is done while saving it. During initialization, the routing algorithm only contains information about the source node s.
Figure pat00079
to be. Variance value of jitter information for source node s at the start of the algorithm
Figure pat00080
Is 0 and has infinite value for all other nodes. That is, for any node i, the variance of jitter information is
Figure pat00081
Lt; / RTI >

(2)

Figure pat00082
(2)
Figure pat00082

노드 i에서 지터 분산

Figure pat00083
및 지터의 확률 질량 함수는 트래픽 클래스 n에 대한 변수로 각 트래픽 클래스마다 서로 다른 분산값을 가지므로 각 트래픽 클래스마다 지터 최적화된 경로는 서로 다를 수 있다. 일례로 non-preemptive한 우선순위를 갖는 높은 클래스의 트래픽인 경우 다른 트래픽을 고려하지 않고 네트워크 환경이 가장 좋으며 적은 홉으로 전송되는 경로를 선택할 수 있다. 그러나 우선 순위가 낮은 트래픽의 경우 환경이 좋은 경로는 높은 클래스의 트래픽이 선점하여 오히려 지터가 크게 증가할 수 있으므로 상대적으로 적은 트래픽을 수용하는 우회 경로를 택하는 경우 등이 있다. 따라서, 알고리즘은 네트워크가 지원하는 모든 트래픽 클래스 즉,
Figure pat00084
집합에 속한 모든 트래픽 클래스에 대한 경로 설정을 수행한다.Jitter distribution on node i
Figure pat00083
Since the probability mass function of and jitter is a variable for traffic class n, each traffic class has a different variance value, so the jitter optimized path may be different for each traffic class. For example, in the case of high class traffic with non-preemptive priority, the network environment is best without considering other traffic, and the route transmitted with fewer hops can be selected. However, for low-priority traffic, a good environment may be a high-class traffic preempt, which may result in a significant increase in jitter. Thus, the algorithm is responsible for all traffic classes supported by the network,
Figure pat00084
Perform routing for all traffic classes in the set.

(3)

Figure pat00085
(3)
Figure pat00085

본 발명의 알고리즘에 의해 소스 노드 s로부터 노드 i까지의 경로

Figure pat00086
및 해당 경로에 대한 지터 정보의 분산
Figure pat00087
를 라우팅 테이블에 저장하며 동작하게 된다. 네트워크 프로토콜에 따라 네트워크 내 노드들이 라우팅 테이블 형성을 위해 이웃 정보를 요청하는 등, 경로 탐색을 수행하는 동안 알고리즘이 진행되며 네트워크 내 임의의 노드 i 에 대한 링크비용
Figure pat00088
및 경로 정보
Figure pat00089
를 저장해 나가며 네트워크 내 모든 노드
Figure pat00090
,
Figure pat00091
에 대한 경로 설정이 완료되면 알고리즘이 종료된다.Path from source node s to node i by the algorithm of the present invention
Figure pat00086
And distribution of jitter information for that path
Figure pat00087
Will be stored in the routing table. According to the network protocol, the algorithm proceeds during route discovery, such as nodes in the network requesting neighbor information to form a routing table, and link costs for any node i in the network.
Figure pat00088
And route information
Figure pat00089
All nodes in the network
Figure pat00090
,
Figure pat00091
The algorithm terminates when the path setting for is completed.

(4)

Figure pat00092
(4)
Figure pat00092

알고리즘 (4)는 알고리즘 (2)와 (3)에 따라 네트워크 내 모든 노드로부터 지터 정보를 받아가며 수행되며, 매 정보가 업데이트 될 때마다 각 노드는 라우팅 테이블에 저장된 모든 노드 i 에 대해 라우팅 정보가 기록되지 않은 1 홉의 이웃 노드 j, 즉

Figure pat00093
를 만족하는 노드 i, j의 쌍(pair) 중 지터 분산을 최소로 하는 노드 i, j의 쌍(pair)을 라우팅 테이블에 기록한다. 즉,
Figure pat00094
를 최소화하는 연결된 두 노드의 쌍 정보를 라우팅 테이블에 기록한다. 두 노드 i, j의 정보를 아래 알고리즘(5)~(7) 단계에 기록하기 위해 두 노드를 x, y라 명명하고 라우팅 정보 및 링크비용 정보를 저장한다.Algorithm (4) is performed by receiving jitter information from all nodes in the network according to algorithms (2) and (3), and each time each information is updated, each node has the routing information for all nodes i stored in the routing table. One-hop neighbor node j that is not recorded, i.e.
Figure pat00093
The pairs of nodes i and j that minimize jitter distribution among the pairs of nodes i and j satisfying are recorded in the routing table. In other words,
Figure pat00094
Record pair information of two connected nodes to minimize the number in routing table. In order to record the information of the two nodes i and j in the following algorithms (5) to (7), the two nodes are named as x and y, and routing information and link cost information are stored.

(5)

Figure pat00095
(5)
Figure pat00095

알고리즘 (5)는 알고리즘 (4)의 과정에서 저장한 노드 x, y 에 대해, 현재 라우팅 정보를 갖고 있지 않은 1 홉 이웃 노드 중 지터 최적 경로로 선정된 노드 y의 정보를 라우팅 테이블에 추가하는 과정이다. 따라서,

Figure pat00096
집합에 와 같이 y가 추가된다.Algorithm (5) adds the information of node y selected as the jitter optimal path among the 1-hop neighbor nodes that do not have the current routing information to the routing table for nodes x and y stored in the algorithm (4). to be. therefore,
Figure pat00096
On the set Y is added as

(6)

Figure pat00098
(6)
Figure pat00098

알고리즘 (4)의 과정에서 저장한 노드 x, y에 대해 알고리즘 (5)의 과정에서 y의 정보를 라우팅 테이블에 추가하였으므로 소스 노드 s로부터 노드 y까지의 링크 비용 즉 종단간 지터 분산을 테이블에 기록한다. 독립적인 랜덤 변수의 총합의 분산은 각 랜덤 변수의 분산의 총합과 같으므로, 링크 비용은 노드 x까지의 링크 비용(

Figure pat00099
, 지터 분산)과 추가되는 노드 y의 지터 분산
Figure pat00100
을 합하여 구할 수 있다.Since the information of y was added to the routing table in the process of algorithm (5) for the nodes x and y stored in the process of algorithm (4), the link cost from source node s to node y, that is, the end-to-end jitter distribution, was recorded in the table. do. Since the variance of the sum of the independent random variables is equal to the sum of the variance of each random variable, the link cost is the link cost up to node x (
Figure pat00099
, Jitter dispersion) and jitter dispersion of node y added
Figure pat00100
It can be found by adding up.

(7)

Figure pat00101
(7)
Figure pat00101

알고리즘 (4) 내지 (6)의 과정에서 저장한 노드 y의 경로를 라우팅 테이블에 추가한다. 즉, 소스 노드 s에서 노드 x까지의 라우팅 경로

Figure pat00102
에 노드 y를 추가하여 노드 s로부터 노드 y까지의 지터 최적 경로를 완성해 나간다. 이때
Figure pat00103
는 노드 y의 경로가 기존 라우팅 경로
Figure pat00104
의 맨 뒤에 추가됨을 의미한다. 즉, s를 시작으로
Figure pat00105
와 같이 경로가 연결됨을 나타낸다.The path of node y stored in the process of algorithms (4) to (6) is added to the routing table. That is, the routing path from source node s to node x
Figure pat00102
Add node y to complete the jitter optimal path from node s to node y. At this time
Figure pat00103
Is the path of node y
Figure pat00104
Added to the end of the. That is, starting with s
Figure pat00105
This indicates that the path is connected.

이하에서는 OLSR 프로토콜에서 라우팅 메트릭 및 본 발명의 라우틸 설정 방법을 활용하여 네트워크의 지터 성능을 검증하도록 한다. 본 발명이 제안하는 라우팅 설정 방법과 기존 OLSR 프로토콜에서 사용되는 라우팅 설정 방법의 성능 분석을 위해, 도7의 네트워크 구조에서 OLSR기반의 대표적인 라우팅 설정 방법인 ETX 및 MH와 지터 성능을 비교하였다. Hereinafter, the jitter performance of the network is verified by using the routing metric and the route setting method of the present invention in the OLSR protocol. For performance analysis of the routing configuration method proposed by the present invention and the routing configuration method used in the existing OLSR protocol, ETX and MH, which are representative OLSR-based routing configuration methods, are compared with the network structure of FIG.

성능분석을 위해 사용한 네트워크 구조는 브로드캐스트 스케줄링 방법 등의 성능평가에서 주요하게 사용되는 네트워크 구조인 15 노드 네트워크, 30 노드 네트워크 및 40 노드 네트워크 중 도7의 40 노드 네트워크를 기반으로 성능 분석을 하였으며, 도8과 도9는 본 발명의 실시 예에 따른 지터 성능의 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이다.The network structure used for performance analysis was analyzed based on the 40 node network of FIG. 7 of 15 node network, 30 node network and 40 node network, which are the main network structures used in performance evaluation such as broadcast scheduling method. 8 and 9 illustrate simulation results of jitter performance according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 실시 예로 도 7의 구조를 따르며 5개의 트래픽 클래스를 지원하는 차등화 무선 메쉬 네트워크에서 트래픽의 전송 주기 T는 30 슬롯, 초당 트래픽의 서비스율

Figure pat00106
은 30 패킷, 5개의 트래픽 클래스가 각각 20%의 네트워크 용량(capacity)를 차지하며, 무선 메쉬 네트워크의 40 노드가 각 4 노드씩 랜덤하게 0.01, 0.02,
Figure pat00107
, 0.10 의 패킷의 재전송 확률
Figure pat00108
를 갖는 경우에 대해 10,000번의 실험을 수행하여 MH 및 ETX 라우팅 설정 방법과 지터 성능을 비교 분석 하였다.According to an embodiment of the present invention, the transmission period T of the traffic is 30 slots and the service rate of traffic per second in the differential wireless mesh network that follows the structure of FIG. 7 and supports five traffic classes.
Figure pat00106
30 packets, 5 traffic classes each occupy 20% of network capacity, and 40 nodes of the wireless mesh network are randomly selected by 0.01, 0.02,
Figure pat00107
0.10 packet retransmission probability
Figure pat00108
10,000 experiments were performed for the case of the MH and ETX routing setup and jitter performance.

ETX의 노드 x로부터 노드 y로의 링크 비용

Figure pat00109
는 probe의 송신 성공율
Figure pat00110
와 수신 성공율
Figure pat00111
로부터
Figure pat00112
와 같이 구할 수 있으며, MH는 모든 링크의 링크 비용이 1로, 종단간 전송 경로가 최소의 홉으로 연결되는 라우팅을 설정하는 방법이다. Link cost from node x to node y in ETX
Figure pat00109
Is the success rate of the probe
Figure pat00110
And reception success rate
Figure pat00111
from
Figure pat00112
MH is a method of configuring routing in which all link costs are 1 and end-to-end transmission paths are connected with the least hops.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크가 요구하는 지터 범위(jitter bound)에 따른 각 라우팅 설정 방법의 전달율의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a simulation result of a transfer rate of each routing setting method according to jitter bound required by a wireless mesh network according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 요구된 지터 범위보다 적은 종단간 지터로 패킷이 전송될 확률

Figure pat00113
는 클래스 1의 높은 우선 순위를 갖는 트래픽의 경우 본 발명의 라우팅 설정 방법(Minimum Jitter Probability, 이하 MJP), ETX, MH의 경우가 각각 99%, 98%, 98%로 종단간 2 패킷 이내의 지터 범위를 만족하는 등 큰 차이가 없다. 그러나 클래스 5의 가장 낮은 우선 순위를 갖는 트래픽의 경우 MJP, ETX, MH가 각각 24%, 11%, 11%의 확률로 종단간 2 패킷 이내의 지터 범위를 만족하여 큰 성능 차이를 보인다. 클래스 3의 트래픽을 비교하면 MJP는 99%의 패킷이 종단간 지터 범위가 8 패킷 이내로 전달되었으며, ETX 및 MH의 경우 종단간 지터의 범위가 12 패킷으로 매우 큰 범위 값인 경우 비로소 99%의 패킷 전달율을 달성하는 등 확연한 지터 성능 차이를 보인다.Referring to Figure 8, the probability that a packet is transmitted with end-to-end jitter less than the required jitter range.
Figure pat00113
In case of traffic having a high priority of class 1, the jitter probability (MJP), 99%, 98%, and 98% of ETX and MH are jitter within 2 packets from end to end, respectively. There is no big difference such as satisfying the range. However, for the traffic with the lowest priority of class 5, MJP, ETX, and MH have 24%, 11%, and 11% probability of satisfying the jitter range within 2 packets from end to end, respectively. Comparing class 3 traffic, MJP says 99% of packets are delivered within 8 packets of end-to-end jitter range, and only 99% of packets are delivered when the end-to-end jitter range is 12 packets for ETX and MH. To achieve a significant jitter performance difference.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크 환경에서 각 각 라우팅 설정 방법의 종단간 지터의 평균 및 분산의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation result of an average and variance of end-to-end jitter of each routing setting method in a wireless mesh network environment according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 네트워크 유틸리티(

Figure pat00114
)가 0.2, 0.3,
Figure pat00115
, 1 인 경우마다 10,000번씩 시뮬레이션을 수행한 결과이다. 도 9에는 MJP, MH, ETX의 클래스 2, 3, 4 트래픽에 대한 종단간 지터의 평균 및 분산이 기록되어 있어, 그래프의 각 선분이 가리키는 지점으로부터 평균 지터를 확인할 수 있으며 그래프 위/아래에 기록된 숫자로부터 각 라우팅 설정 방법에 대한 분산을 알 수 있다. MH 와 ETX는 비슷한 지터 성능을 보이므로 선분이 거의 겹쳐있으며, 각 선분의 위에 표시된 숫자는 ETX에의한 종단간 지터의 분산, 각 선분의 아래에 표시된 숫자는 MH에 의한 종단간 지터의 분산을 나타낸다. 네트워크의 유틸리티가 1일 때, 클래스 2 트래픽의 평균 지터는 MJP, MH, ETX가 각각 1.1, 1.6, 1.6 패킷으로 평균 지터의 큰 차이는 없으나 MJP가 가장 좋은 성능을 보인다. 네트워크의 유틸리티가 1일 때, 클래스 4 트래픽의 평균 지터는 MJP, MH, ETX가 각각 4.0, 6.0, 6.0으로 MJP 알고리즘을 사용하면 우선순위가 높은 트래픽은 물론 우선순위가 낮은 트래픽도 종단간 지터를 보장할 수 있으며, 우선순위가 낮은 트래픽일수록 지터 QoS 차이가 극명하게 나타남을 알 수 있다.9, a network utility (
Figure pat00114
) Is 0.2, 0.3,
Figure pat00115
, 1 is the result of simulation 10,000 times. In Figure 9, the mean and variance of end-to-end jitter for class 2, 3, and 4 traffic of MJP, MH, and ETX are recorded so that the average jitter can be seen from the point indicated by each segment of the graph and recorded above / below the graph. The distribution of each routing setup method can be seen from the numbers. Since MH and ETX show similar jitter performance, the line segments are almost overlapping, with the numbers above each line representing the distribution of end-to-end jitter by ETX, and the numbers below each line representing the distribution of end-to-end jitter by MH. . When the utility of the network is 1, the average jitter of class 2 traffic is 1.1, 1.6, and 1.6 packets of MJP, MH, and ETX, respectively. There is no significant difference in average jitter, but MJP shows the best performance. When the network's utility is 1, the average jitter for class 4 traffic is MJP, MH, and ETX 4.0, 6.0, and 6.0, respectively. Using the MJP algorithm, low-priority traffic as well as high-priority traffic can be found. It can be assured that the lower priority traffic is more noticeable in jitter QoS differences.

따라서, 본 발명의 지터의 확률적 분석의 분산을 최소화하는 라우팅 설정 방법에 의하는 경우 MH와 ETX 기반의 라우팅 설정 방법들보다 뛰어난 지터 성능(보다 작은 종단간 지터 평균 및 분산)을 기대할 수 있으며 설정된 지터 범위 안에서 MH와 EXT 기반의 라우팅 설정 방법들보다 뛰어난 패킷 전송률을 보이는 효과가 있다.Therefore, when the routing configuration method minimizes the variance of the probabilistic analysis of jitter of the present invention, it is possible to expect better jitter performance (smaller end-to-end jitter average and dispersion) than the MH and ETX based routing configuration methods. Within the jitter range, the packet transfer rate is superior to that of MH and EXT based routing methods.

종래 지터 성능 기반의 라우팅 설정 방법은 트래픽의 우선순위, 도착율, 서비스율에 의한 지터 특성을 고려하지 않았다는 점에서 무선 메쉬 네트워크에서 실시간 전송 트래픽(VoIP, 영상 전송 등)의 QoS 보장이 어렵다는 단점이 있으나, 본 발명에서는 패킷의 지터 특성을 고려하여 실시간 데이터 전송의 OoS에서 가장 중요하게 여기는 지터 성능의 품질을 보장하는 효과가 있다.Conventional jitter performance-based routing configuration method has a disadvantage in that it is difficult to guarantee QoS of real-time transmission traffic (VoIP, video transmission, etc.) in a wireless mesh network in that it does not consider jitter characteristics based on traffic priority, arrival rate, and service rate. In the present invention, in consideration of the jitter characteristic of the packet, it is effective to ensure the quality of the jitter performance which is most important in OoS of real-time data transmission.

또한, 본 발명의 실시예들은 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 본 발명을 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), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 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 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention 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; Examples of program instructions, such as magneto-optical and ROM, RAM, flash memory and the like, can be executed by a computer using an interpreter or the like, as well as machine code, Includes a high-level language code. The hardware devices described above may be configured to operate as at least one software module to perform operations of one embodiment of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100: 무선 메쉬 네트워크 101 내지 110: 메쉬 라우터
200: 노드 201: 지터 정보 산출부
203: 통신부 301: J 필드
400: 라우팅 설정 장치 401: 지터 정보 획득부
403: 라우팅 설정부 411: 지터 분산 산출부
413: 경로 선택부
100: wireless mesh network 101 to 110: mesh router
200: node 201: jitter information calculation unit
203: communication unit 301: J field
400: routing setting device 401: jitter information acquisition unit
403: routing setting unit 411: jitter dispersion calculator
413: path selector

Claims (16)

무선 메쉬 네트워크에서의 라우팅 설정 방법에 있어서,
소스 노드에서 목적지 노드에 이르는 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 획득하는 단계(a); 및
상기 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 소스 노드에서 상기 목적지 노드로의 라우팅을 설정하는 단계(b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
In the routing setting method in a wireless mesh network,
Acquiring jitter information of each node included in each of the multiple paths from the source node to the destination node; And
And (b) establishing a routing from the source node to the destination node using the jitter information of the nodes.
제1항에 있어서,
상기 각 노드들은 상기 각 노드들에 들어오는 트래픽의 우선 순위에 따라 상기 지터 정보를 달리하여 산출하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
The method of claim 1,
Wherein each node calculates the jitter information differently according to the priority of traffic entering the nodes.
제2항에 있어서,
상기 각 노드들에서 상기 지터 정보는 상기 트래픽의 우선 순위, 상기 트래픽의 주기, 상기 트래픽의 도착율 및 상기 트래픽의 서비스율 중 적어도 하나를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
The method of claim 2,
And the jitter information in each of the nodes is calculated using at least one of the priority of the traffic, the period of the traffic, the arrival rate of the traffic, and the service rate of the traffic.
제3항에 있어서,
상기 트래픽의 주기는 상기 트래픽의 전송 주기 및 상기 트래픽에 포함된 패킷의 재전송 확률을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
The method of claim 3,
The period of the traffic is calculated using the transmission period of the traffic and the retransmission probability of the packet included in the traffic.
제1항에 있어서,
상기 단계(b)는,
상기 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 다중 경로 각각의 종단간 지터 분산을 산출하는 단계(b-1); 및
상기 다중 경로 중 상기 종단간 지터 분산이 최소인 어느 하나의 경로를 선택하는 단계(b-2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
The method of claim 1,
The step (b)
(B-1) calculating end-to-end jitter variance of each of the multipaths using jitter information of each node included in each of the multipaths; And
(B-2) selecting one of the multipaths with the least end-to-end jitter distribution.
제5항에 있어서,
상기 다중 경로 중 어느 하나의 경로의 종단간 지터 분산은 상기 어느 하나의 경로에 포함된 각 노드들의 지터 정보의 분산의 합 및 공분산의 합 중 적어도 하나를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
The method of claim 5,
The end-to-end jitter distribution of any one of the multipaths is calculated using at least one of the sum of the variance of the jitter information of each node included in the one path and the sum of the covariances. .
제5항에 있어서,
상기 단계(a)는 상기 무선 메쉬 네트워크 내의 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이의 모든 노드들에 대한 다중 경로를 획득하고, 상기 다중 경로 각각에 포함되는 상기 노드들을 거치며 축적된 상기 노드들의 지터 정보를 획득하며,
상기 단계(b-1)은 상기 축적된 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 다중 경로 각각의 종단간 지터 분산을 산출하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
The method of claim 5,
The step (a) obtains multiple paths for all nodes between the source node and the destination node in the wireless mesh network, and collects jitter information of the nodes accumulated through the nodes included in each of the multiple paths. Earned,
The step (b-1) is to calculate the end-to-end jitter distribution of each of the multi-path using the accumulated jitter information of the nodes.
제7항에 있어서,
상기 단계(a)는 상기 각 노드들로부터 플러딩(flooding)되는 상기 각 노드들의 지터 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
The method of claim 7, wherein
And wherein step (a) obtains jitter information of each of the nodes that are flooded from each of the nodes.
제8항에 있어서,
상기 각 노드들은 상기 지터 정보가 포함된 OLSR(Optimized Link State Routing) 프로토콜의 헬로우 메시지를 상기 각 노드들의 이웃 노드로 플러딩 하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein each node floods a hello message of an optimized link state routing (OLSR) protocol including the jitter information to neighboring nodes of the nodes.
무선 메쉬 네트워크에서의 라우팅 경로 설정 장치에 있어서,
소스 노드에서 목적지 노드에 이르는 다중 경로 각각에 포함되는 노드들의 지터 정보를 획득하는 지터 정보 획득부; 및
상기 획득된 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 소스 노드에서 상기 목적지 노드로의 라우팅을 설정하는 라우팅 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 장치.
In the routing path setting apparatus in a wireless mesh network,
A jitter information acquisition unit for acquiring jitter information of nodes included in each of multiple paths from a source node to a destination node; And
And a routing setting unit configured to set routing from the source node to the destination node by using the obtained jitter information of the nodes.
제10항에 있어서,
상기 각 노드들은 상기 각 노드들에 들어오는 트래픽의 우선 순위에 따라 상기 지터 정보를 달리하여 산출하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 장치.
The method of claim 10,
And each of the nodes calculates the jitter information differently according to the priority of traffic entering the nodes.
제11항에 있어서,
상기 지터 정보는 상기 트래픽의 우선 순위, 상기 트래픽의 주기, 상기 트래픽의 도착율 및 상기 트래픽의 서비스율 중 적어도 하나를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 장치.
12. The method of claim 11,
The jitter information is calculated using at least one of the priority of the traffic, the period of the traffic, the arrival rate of the traffic, and the service rate of the traffic.
제10항에 있어서,
상기 라우팅 설정부는,
상기 다중 경로 각각에 포함되는 각 노드들의 지터 정보를 이용하여 상기 다중 경로 각각의 종단간 지터 분산을 산출하는 지터 분산 산출부; 및
상기 다중 경로 중 최소의 종단간 지터 분산을 가지는 경로를 선택하는 경로 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 장치.
The method of claim 10,
The routing setting unit,
A jitter variance calculator for calculating end-to-end jitter variance of each of the multipaths using jitter information of each node included in each of the multipaths; And
And a path selector for selecting a path having a minimum end-to-end jitter distribution among the multipaths.
제13항에 있어서,
상기 다중 경로 중 어느 하나의 경로의 종단간 지터 분산은 상기 어느 하나의 경로에 포함된 각 노드들의 지터 정보의 분산의 합 및 공분산의 합 중 적어도 하나를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 라우팅 설정 장치.
The method of claim 13,
The end-to-end jitter distribution of any one of the multipaths is calculated using at least one of the sum of the variance of the jitter information of each node included in the one path and the sum of the covariances. .
무선 메쉬네트워크에 포함된 노드에 있어서,
상기 노드에 들어오는 트래픽의 우선 순위, 상기 트래픽의 주기, 상기 트래픽의 도착율 및 상기 트래픽의 서비스율 중 적어도 하나를 이용하여 상기 노드의 지터 정보를 산출하는 지터 정보 산출부; 및
상기 지터 정보를 상기 노드의 이웃 노드로 플러딩(flooding)하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드.
A node included in a wireless mesh network,
A jitter information calculator configured to calculate jitter information of the node using at least one of a priority of traffic entering the node, a period of the traffic, an arrival rate of the traffic, and a service rate of the traffic; And
And a communication unit for flooding the jitter information to a neighbor node of the node.
제15항에 있어서,
상기 통신부는 상기 지터 정보가 포함된 OLSR(Optimized Link State Routing) 프로토콜의 헬로우 메시지를 상기 이웃 노드로 플러딩 하는 것을 특징으로 하는 노드.
16. The method of claim 15,
And the communication unit floods a hello message of an optimized link state routing (OLSR) protocol including the jitter information to the neighboring node.
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