KR100465208B1

KR100465208B1 - Ａｄ－ｈｏｃ 네트워크 병용 무선이동통신 시스템,통신장치, 및 통신방법

Info

Publication number: KR100465208B1
Application number: KR10-2002-0018049A
Authority: KR
Inventors: 조광선
Original assignee: 조광선
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: US20040147223A1; KR20030079198A; CA2443871A1; AU2003214695A1; WO2003084146A1

Abstract

본 발명은 AD-HOC을 병용하는 무선 이동 노드 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정 통신설비를 이용하는 무선 이동 노드에 있어서, 송신 이동 노드와 수신 이동 노드가 동일한 AD-HOC 네트워크를 형성하는 경우 단일 또는 다중의 홉을 이용하는 AD-HOC 네트워크를 통해 통신하는 것을 특징으로 하는 통신기술에 관한 것으로, 특히 송신 이동 노드, 수신 이동 노드, 비참여 이동 노드, 및 상기 이동 노드간의 통신을 제어하고, 상기 송신 이동 노드와 상기 수신 이동 노드의 통신을 매개하는 고정 통신설비를 포함하여 구성되는 본 발명에 따른 통신 시스템은, 상기 이동 노드는 이동 노드간 AD-HOC 네트워크를 형성하여 직접 통신을 하기 위한 제2 주파수 통신수단을 포함하되; 상기 송신 이동 노드, 상기 수신 이동 노드, 상기 비참여 이동 노드가 상기 제2 주파수 통신수단을 통해 AD-HOC 네트워크를 형성할 수 있는 경우, 상기 송신 이동 노드와 상기 수신 이동 노드는 상기 AD-HOC 네트워크를 통해 통신할 수 있는 것을 특징으로 함으로써, 통신비용을 저감하고 및 효율적으로 운용할 수 있는 무선이동통신 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

ＡＤ－ＨＯＣ 네트워크 병용 무선이동통신 시스템, 통신장치, 및 통신방법 {System, Apparatus, and Method for Wireless Mobile Communication in association with Mobile AD-HOC Network Support}

본 발명은 AD-HOC을 병용하는 무선 이동 노드 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정 통신설비를 이용하는 무선 이동 노드에 있어서, 송신 이동 노드와 수신 이동 노드가 동일한 AD-HOC 네트워크를 형성하는 경우 단일 또는 다중 홉(multi-hop)을 이용하는 AD-HOC 네트워크를 통해 통신하는 것을 특징으로 하는 통신기술에 관한 것이다.

최근에는, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 휴대 통신장치를 이용한 무선통신의 이용이 보편화됨에 따라 다양한 무선 통신 시스템이 개발되고 있다. 그런데, 대부분의 무선통신 시스템은 단일 홉(hop)을 근간으로 하는 고정된 통신설비 및 망을 이용하는 방식을 채택한다. 이에 반해 AD-HOC 네트워크는 고정된 통신설비 및 망을 이용하지 않고, 다수의 이동 노드(휴대 통신장치)로 구성이 되어 자체적으로 단일 또는 다중홉 (multi-hop)을 제공하는 망을 형성, 유지, 관리할 수 있는 통신방법이다.

도 1은 AD-HOC 네트워크의 개념을 도시하는 시스템 구성도이다. 송신 이동 노드(30)와 수신 이동 노드(40)는 중간에 개재하는 통신에 직접적으로 참여하지 않는 비참여 이동 노드(32,34,36,38)가 데이터를 라우팅하는 단일 또는 다중 홉 방식으로 통신을 수행한다. 각 이동 노드(30,32,34,36,38,40)는 수시로 라우팅 정보를 교환함으로써, 이동 노드의 위치변화, 이동노드의 부가 또는 제거 등의 변화에 따라 AD-HOC 망을 재구성을 하기 때문에, 시시각각 변하는 통신환경에 능동적으로 대처할 수 있고, 일부 이동 노드가 오동작을 하는 경우에도 다른 라우팅 경로를 통해 통신을 수행함으로써, 안정적인 통신을 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 고정 통신설비를 사용하지 않기 때문에 저렴하게 통신 네트워크를 구축할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점들로 인해 AD-HOC 네트워크는 주로 군용통신, 긴급재난 통신, 소규모 컴퓨터 네트워크 등에서 사용되고 있다.

도 2는 종래의 무선이동통신 시스템을 도시하는 구성도이다. 종래의 무선이동통신 시스템은 복수의 기지국(22,24,26), 각 기지국마다 구비되는 기지국 안테나, 기지국 제어기(BSC : Base Station Controller), 및 복수의 기지국을 제어하기 위한 이동통신 교환기(PCX : PCs eXchange), 가입자의 위치를 파악하기 위한 HLR(Home Location Register) 등을 포함하는 이동통신 교환국(20 : MSC : MobileSwitching Center) 등의 고정통신 설비(fixed network infrastructure)를 사용하여 통신이 이루어진다.

가입자간의 통신은 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다. 먼저, 송신 가입자 단말기(12)는 자신이 속하는 제1 기지국(22)과 통신을 설정하고(102), 이동통신 교환국(20)은 HLR에 등록된 수신 가입자 단말기(14)의 위치를 파악하여, 수신 가입자 단말기(14)가 속하는 제2 기지국(26)을 유선망을 통해 연결하고(106), 제2 기지국(26)은 최종적으로 수신 가입자 단말기(14)와 통신을 설정한다(108). 즉, 종래의 무선통신 시스템의 통신설정 과정은 이동통신 교환국(20)의 제어 및 매개를 통해 이루어지게 되는 것이다.

고정 통신설비를 사용하여 통신을 수행하는 경우는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 통신사업자가 광역 통신 서비스를 제공하기 위해서는 대용량의 이동통신 교환국(20) 및 다수의 기지국(22,24,26)을 구축하여야 하고, 이에 따라 소요되는 설비투자비 및 시설관리비용으로 인해 가입자는 고가의 통신서비스 사용료를 부담하는데, 특히, 모든 통신은 필수적으로 고정 통신설비를 사용하기 때문에 수신 가입자와 송신 가입자가 근거리에 있는 경우에도 고가의 통신서비스 사용료를 부담하여야 한다.

둘째, 모든 통신은 고정 통신설비의 제어 및 매개로 이루어지기 때문에, 기지국이 커버하는 영역을 벗어난 가입자는 통신서비스를 제공받을 수 없다.

셋째, 서비스 제공자별로 상이한 방식의 고정 통신설비를 사용하기 때문에,가입자가 가입한 서비스 제공자의 서비스 영역을 벗어나면 통신서비스를 제공받을 수 없다. 예를 들어 CDMA 단말기를 사용하는 가입자는 GSM을 채택한 국가에서는 자신의 단말기를 통해 통신서비스를 제공받을 수 없다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자체적으로 AD-HOC 네트워크를 형성할 수 있는 이동 노드를 이용함으로써 종래의 무선이동단말의 기능 및 고정 통신설비의 중계기능을 동시 제공할 수 있는 통신시스템, 통신방법 및 그에 적합한 통신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시례는, 단말기가 고정 통신설비의 서비스 제공지역을 벗어나는 경우에도 상기 고정 통신설비를 이용하여 통신 서비스를 제공받을 수 있는 통신시스템, 통신방법 및 그에 적합한 통신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시례는, 상이한 방식의 통신서비스가 제공하는 고정 통신설비의 서비스 제공지역에서도 상기 고정 통신설비를 이용하여 통신 서비스를 제공받을 수 있는 통신시스템, 통신방법 및 그에 적합한 통신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

마지막으로, 본 발명의 또 다른 실시례는, 단말기간에 AD-HOC 네트워크를 사용하여 통신하는 경우, 통신상황에 따라 능동적으로 통신모드를 변경할 수 있는 통신시스템, 통신방법 및 그에 적합한 통신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 AD-HOC 네트워크의 개념도.

도 2는 종래의 이동통신 시스템을 도시하는 구성도.

도 3은 본 발명의 실시례에 따른 AD-HOC 병용 통신 시스템을 도시하는 구성도.

도 4는 본 발명의 실시례에 따른 AD-HOC 병용 통신 장치를 도시하는 구성도.

도 5는 본 발명의 실시례에 따른 각 이동 노드의 통신 아키텍처를 도시하는 구성도.

도 6은 본 발명의 실시례에 따른 송신이동노드와 기지국간 AD-HOC 통신방법을 도시하는 흐름도.

도 7은 본 발명의 실시례에 따른 기지국과 수신이동노드간 AD-HOC 통신방법을 도시하는 흐름도.

도 8은 본 발명의 실시례에 따른 이동 노드 검출과 라우팅 테이블 교환방법을 도시하는 흐름도.

도 9는 본 발명의 실시례에 따른 AD-HOC 통신모드 전환방법을 도시하는 흐름도.

도 10은 본 발명의 실시례에 따른 AD-HOC 병용 무선 데이터 통신 시스템을 도시하는 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 이동통신 교환국 22,24,26 : 기지국

34,36,38,40 : 이동 노드 210 : 주파수 합성부

230 : 기저대역 프로세서 232 : 통신 프로세싱부

234 : 라우팅 프로세싱부 236 : 비컨 프로세싱부

240 : 메모리부 250 : I/O 인터페이스부

상기한 목적을 달성하기 위하여, 송신 이동 노드, 수신 이동 노드, 비참여 이동 노드, 및 상기 이동 노드간의 통신을 제어하고, 상기 송신 이동 노드와 상기 수신 이동 노드의 통신을 매개하는 고정 통신설비를 포함하여 구성되는 본 발명에 따른 통신 시스템은, 상기 이동 노드는 이동 노드간 AD-HOC 네트워크를 형성하여 직접 통신을 하기 위한 제2 주파수 통신수단을 포함하되; 상기 송신 이동 노드, 상기 수신 이동 노드, 상기 비참여 이동 노드가 상기 제2 주파수 통신수단을 통해 AD-HOC 네트워크를 형성할 수 있는 경우, 상기 송신 이동 노드와 상기 수신 이동 노드는 상기 AD-HOC 네트워크를 통해 통신할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 고정 통신설비의 제어를 받고, 상기 고정 통신설비를 거쳐 다른 단말기와 통신을 하는 본 발명에 따른 통신장치는, 상기 고정 통신설비를 통한 통신을 수행하기 위한 제1 주파수 통신수단; AD-HOC 네트워크를 통해 다른 통신수단에 데이터 신호, 비컨신호, 라우팅 테이블을 송수신하기 위한 제2 주파수 통신수단; 상기 통신수단을 제어하기 위한 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, AD-HOC 네트워크를 형성하기 위해 제2 주파수 도달거리내의 다른 통신수단을 감지하는 기능을 수행하는 비컨 프로세싱부; 상기 비컨 프로세싱부로부터 감지결과, 및 수신되는 다른 통신수단의 라우팅 테이블에 따라 라우팅 테이블을 작성하는 기능을 수행하는 라우팅 프로세싱부; 상기 라우팅 테이블에 통신을 원하는 다른 통신수단이 포함된 경우는 상기 제2 주파수 통신수단을 활성화시키고, 그렇지 않은 경우에는 제1 주파수 통신수단을 활성화시키는 기능을 수행하는 통신 프로세싱부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제1 주파수를 통해 고정 통신설비의 제어를 받아 고정 통신설비를 통해 이동 노드간 통신을 수행하는 본 발명에 따른 통신방법은, 상기 이동 노드가 제2 주파수의 도달거리 내의 다른 이동 노드를 파악하는 제1 단계; 각각의 이동 노드간에 연쇄적으로 라우팅 테이블을 교환하여 라우팅 토폴로지를 생성하여 AD-HOC 네트워크를 형성하는 제2 단계; 송신 이동 노드가 통신을 원하는 수신 이동 노드가 상기 라우팅 토폴로지에 존재하는 경우 상기 제2 주파수를 이용하여 비참여 통신 이동 노드로 구성되는 상기 AD-HOC 네트워크를 통해 상기 목적 이동 노드와 통신하고, 그렇지 않은 경우는 상기 제1 주파수를 이용하여 상기 고정 통신설비를 통해 상기 목적 이동 노드와 통신하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시례에 따른 AD-HOC 병용 통신 시스템의 구성도이다. AD-HOC 병용 통신 시스템은 종래의 고정 통신 설비(CDMA,TDMA,GSM,GPRS,IMT2000 등)와 동일한 고정 통신 설비(20,22,24,26)와 자체적으로 AD-HOC 네트워크를 형성할 수 있는 이동 노드(32,34,35,36,37,38,40,42,44,46)로 구성된다.

각 이동 노드는 이동 노드간 AD-HOC 네트워크를 형성하여 직접 통신을 하기 위한 제2 주파수 통신수단을 포함한다. 설명의 편의를 위해 이하에서는 고정 통신 설비를 이용한 무선 통신을 제1 주파수 통신, 그에 사용되는 주파수를 제1 주파수라 하고, AD-HOC 통신을 제2 주파수 통신, 그에 사용되는 주파수를 제2 주파수라고정의한다.

바람직하게는 제2 주파수는 비면허로 사용 가능한 주파수를 의미하며 이러한 주파수의 예로는 2.4 GHz의 ISM (Industrial Scientific and Medical) 주파수 또는 5 GHz의 U-NII (Unlicensed National Information Infrastructure) 주파수가 있다. 비면허 주파수라 함은 무선통신을 하기 위해 별도의 인허가 없이 자유로이 사용할 수 있는 주파수 대역을 말하며, ISM 주파수 대역은 원래 비면허로 약한 전계강도를 이용하여 산업, 과학 및 의료용으로 할당된 대역이다. U-NII 주파수는 무선 LAN에 사용하기 위한 미국의 무면허 국가정보하부구조로써 허가없이 자유롭게 사용할 수 있는 주파수 영역이다.

송신 이동 노드(34)와 수신 이동 노드(40)가 동일한 AD-HOC 네트워크에 포함되는 경우는, 송신 이동 노드(34)는 통신에 참여하지 않는 중계 이동 노드(35,36,37,38)들을 통해 다중-홉(112,114,116,118,120)으로 데이터를 수신 이동 노드(40)로 전달한다. 이때 데이터는 반드시 음성 데이터일 필요는 없고 영상 데이터, 문자 데이터, 멀티미디어 데이터 등 패킷화 하여 전송할 수 있는 모든 형태의 데이터를 포함한다.

송신 이동 노드(34)와 수신 이동 노드(40)가 동일한 AD-HOC 네트워크에 포함되지 않는 경우는, 도 2에 도시된 종래의 통신 시스템과 마찬가지 방법으로 고정 통신설비(20,22,26)를 통해 통신할 수 있다.

그런데, 송신 이동 노드(34)와 수신 이동 노드(40)가 AD-HOC 네트워크 및 고정 통신설비를 통해서 연결할 수 없는 경우도 있을 수 있다. 이 경우는 바람직하게는, 송신 이동 노드(34)와 수신 이동 노드(40)가 각각 제1 AD-HOC 네트워크와 제2 AD-HOC 네트워크에 포함되는 경우, 제1 AD-HOC 네트워크와 제2 AD-HOC 네트워크는 고정 통신설비를 통해 연결될 수 있다. 이러한 통신시스템의 이점은 주로 송신 단말기(34)와 수신 단말기(40) 중 적어도 하나가 통신서비스 영역을 벗어나거나, 고정 통신설비가 지원하는 통신방식을 사용하지 않는 경우에 나타난다.

먼저, 송신 단말기(44)는 CDMA 방식이고, 고정 통신설비와 수신 단말기(40)는 GSM 방식인 경우를 예를 들면, 송신 단말기(44)와 수신 단말기(40)가 동일한 AD-HOC 네트워크를 구성하는 경우는 제2 주파수를 사용하여 중계 이동 노드(34,35,36,37,38)를 통해 서로 통신을 할 수 있으나, 동일한 AD-HOC 네트워크를 구성하지 않는 경우는, 먼저, 송신 단말기는 동일한 AD-HOC 네트워크를 구성하는 다른 이동 노드(34,35) 중 GSM 방식을 사용하는 이동 노드(34)와 제2 주파수 통신을 통해 연결을 하고(103), 이동 노드(34)는 제1 주파수 통신(GSM)을 통해 기지국(22)으로 데이터를 라우팅한다(102). 이동통신 교환국(20)은 기지국(22)으로부터의 데이터를 수신 이동 노드(40)가 위치하는 기지국(26)으로 전달하고(104,106), 기지국은 제1 주파수 통신(GSM)을 통해 수신 이동 노드(40)로 전달(108)함으로써 통신이 설정된다.

다음으로, 송신 이동 노드(32)가 제1 주파수 통신 서비스 지역을 벗어난 경우는 기지국(22)에 연결할 수 있는 중계 이동 노드(34)까지 제2 주파수 통신을 통해 연결(122)되는 것을 제외하고는 상기의 통신방법과 동일하게 통신이 수행된다.

수신 이동 노드(46)가 송신 이동 노드(34) 및 고정 통신설비와 상이한 통신방식을 사용하는 경우도 비슷한 방식으로 통신이 수행된다. 먼저, 송신 이동 노드(34)는 수신 이동 노드(46)와 제2 주파수 통신을 통해 연결할 수 없으므로, 기지국(22)과 제1 주파수 통신을 통해 연결되고(102), 이동통신 교환국(20)은 기지국(22)으로부터의 데이터를 수신 이동 노드(40)와 동일한 AD-HOC 네트워크를 포함하고 동일한 제1 주파수 통신방식을 사용하는 중계 이동 노드(40)가 위치하는 기지국(26)으로 데이터를 전달하고(104,106), 기지국(26)은 제1 주파수 통신을 통해 중계 이동 노드(40)로 데이터를 전달하고(108), 중계 이동 노드(40)는 제2 주파수 통신을 통해 수신 이동 노드(46)로 데이터를 전달함으로써(105) 통신이 수행된다.

수신 이동 노드(42)가 제1 주파수 통신 서비스 지역을 벗어난 경우는 기지국(26)에서 중계 이동 노드(40)의 제2 주파수 통신을 통해 수신 이동 노드(42)로 연결(124)되는 것을 제외하고는 상기의 통신방법과 동일하게 통신이 수행된다.

예를 들어 송신 이동 노드는 다른 제1 주파수 통신방법을 사용하고, 수신 이동 노드는 서비스 지역을 벗어 난 경우와 같이, 바람직하게는 상기의 4가지 경우는 병행하여 이루어 질 수 있고, 더욱 바람직하게는 각 기지국(22,24,26)은 제2 주파수 통신수단을 더 포함하여 이동 노드와 함께 AD-HOC 네트워크를 형성하거나, 셀내의 이동 노드의 라우팅 테이블을 제1 주파수 통신을 통해 수신받을 수 있다.

본 발명은 셀룰러 서비스나 PCS 서비스 등의 이동전화 서비스 뿐만 아니라 Bluetooth, 무선 ATM, 또는 무선 LAN 과 같은 무선 데이터통신 서비스에서도 적용이 가능하다. 도 10은 무선 데이터통신을 이용한 실시례를 도시한 도면이다. 무선데이터통신을 이용하는 경우의 시스템 구성 및 각 시스템 구성요소간의 동작방법은 도 3의 이동전화 서비스를 이용한 실시례와 동일하나, 고정 통신설비의 구조가 상이하다. 무선 데이터통신 서비스의 고정 통신설비는 임의의 지역을 커버하는 다수의 액세스 포인트(Access Point:22',24',26'), 라우터(23,25,27), 및 인터넷과 같은 컴퓨터 네트워크(20')로 구성이 되며, 컴퓨터 네트워크와(20')는 각각의 라우터(23,25,27)와 동축선로 또는 광케이블과 같은 설비로 연결된다. 액세스 포인트(22',24',26')는 도 3의 기지국(22,24,26), 라우터(23,25,27)는 기지국제어기(도 3에는 미도시), 컴퓨터 네트워크(20')는 이동통신교환국(20)에 의해 연결된 이동통신망에 각각 대응한다. 무선 데이터 통신 서비스의 경우도 이동통신 서비스의 경우와 동작이 동일하므로 도 10에 관련한 동작의 설명은 도 3에 관련한 동작의 설명을 준용한다.

도 4는 본 발명의 실시례에 따른 AD-HOC 병용 통신장치의 구성도이다. 통신장치는 안테나(200), 주파수합성부(210), 인코더/디코더부(222,224,226,228), 기저대역 프로세서(230), I/O 인터페이스부(250), 출력부(252), 입력부(254), 메모리부(240)로 구성된다. 본 발명에 따른 통신장치는 종래의 무선이동통신장치와는 다르게 제2 주파수 통신을 위한 제2 변조기(216), 제2 복조기(218), 제2 인코더(226), 제2 디코더(228) 및 라우팅 프로세싱부(234), 비컨 프로세싱부(236)을 포함하는 기저대역 프로세서(230)를 구비한다.

AD-HOC 네트워크를 통한 무선통신에 사용되는 주파수는 일반적인 이동통신용 주파수와 상이하기 때문에 주파수합성부(210)에서는 제2 변조기(216) 및 제2 복조기(218)를 포함한다. 또한, AD-HOC 네트워크를 통한 무선이동통신은 서비스별 통신방식이나 국가별 통신사양에 구애받지 않는 범용성을 지니기 위해서는 제1 주파수 통신용 인코더(222) 및 디코더(224)와 다른 별도의 인코더(226) 및 디코더(228)를 포함할 수 있다.

또한 기저대역 프로세서는 일반적인 무선통신용 단말기에서 제공하는 기능외에 라우팅 프로세싱부(234) 및 비컨 프로세싱부(236)를 더 포함을 하는데, 비컨 프로세싱부(236)는 AD-HOC 네트워크를 형성하기 위해 제2 주파수 도달거리내의 다른 통신수단의 존재를 감지하는 기능을 수행한다. 라우팅 프로세싱부(234)는 비컨 프로세싱부로(236)부터 감지결과와 다른 통신수단의 라우팅 테이블에 따라 최단 또는 최적의 경로를 포함하는 라우팅 테이블을 생성 및 유지하는 기능을 수행한다. 통신 프로세싱부(232)는 자신의 라우팅 테이블에 통신을 원하는 다른 통신수단의 라우팅 정보가 포함된 경우는 상기 제2 주파수 통신수단(216,218)을 활성화시키고, 그렇지 않은 경우에는 제1 주파수 통신수단(212,214)을 활성화시키는 기능을 수행한다. 그런데, 비컨 프로세싱부(236), 라우팅 프로세싱부(234), 및 통신 프로세싱부(232)의 구분은 기능에 의한 구분이고, 실제적으로는 하나의 칩으로 구현되는 프로세서에서 동시에 또는 별개의 칩으로 구성된 복수개의 프로세서에서 병렬적으로 수행되는 것이 일반적이다.

바람직하게는, 통신 프로세싱부(232)는 제1 주파수 통신수단(212,214)을 통해 고정 통신설비(20,22,24,26)와 통신할 수 없는 경우, 라우팅 테이블에 존재하는 고정 통신설비(20,22,24,26)와 통신할 수 있는 다른 통신장치로 상기 제2 주파수통신수단(216,218)을 통해 데이터를 라우팅 시킨 후 고정 통신설비(20,22,24,26)를 통해 목적지 통신장치와 통신하도록 하는 라우팅 제어정보를 포함시켜 데이터를 전송하도록 제어할 수 있다.

도 8을 참조하여 라우팅 테이블 작성방법을 설명하면, 다음과 같다. 비컨 프로세싱부(236)는, 주기적으로(S60) 제2 주파수 통신수단(216,218)을 통해 비컨신호(beacon signal)를 방송(broadcast)하고(S20), 이 비컨신호에 응답하는 다른 통신장치의 확인신호(acknowledgement signal)를 수신받아(S30) 라우팅 프로세싱부(234)로 전달하고, 상기 라우팅 프로세싱부(234)는, 비컨 프로세싱부(236)로부터 수신받은 확인신호 및 다른 통신장치로부터 수신받은 라우팅 테이블을 취합하여 라우팅 테이블을 작성(S40)한 후, 이러한 라우팅 테이블을 다른 통신장치로 방송한다(S50).

바람직하게는 라우팅 테이블은 다른 통신장치에 대한 통신장치 식별자, 홉(hop) 수, 전력소모량 및 위치 정보를 포함할 수 있다. 이때 식별자 및 홉 수의 정보는 일반적인 컴퓨터 네트워크에서 사용되는 라우팅 테이블에서도 유사한 정보를 포함하는데, 본원 발명은 이러한 정보외에도 전력소모량 및 위치 정보를 더 포함할 수 있다. 휴대장치의 특성상 배터리를 이용하여 한정된 시간만 통신장치를 사용할 수 있기 때문에, 전력이 많이 소모된 통신장치를 중계 이동 노드로 사용하는 경우, 단시간만에 상기 통신장치의 전력 소진으로 인해 통신이 불안정할 수 있으므로, 라우팅 알고리즘에 전력소모량 및 위치정보를 파라미터로써 고려해야 한다.

통신장치 식별자는 통신장치에 부여되는 전화번호 (또는 해당 노드에 부여된고유한 전자적 일련번호), MAC 어드레스, IPv4에 의한 어드레스, 및 IPv6에 의한 어드레스 중 두 개 이상의 매핑정보일 수 있다. 매핑정보로 전화번호를 이용하는 경우는, 각국의 상이한 전화번호 체계로 인하여 서비스이용이 제한될 수 있으나, 고유의 MAC 어드레스 및 IP 어드레스를 사용하는 경우는 국가간 통신체계와 무관하게 호환성을 보장할 수 있다.

바람직하게는, 제2 주파수를 이용한 무선 데이터 통신의 통신양에 따라 적절한 통신모드를 선택할 수 있도록, 통신 프로세싱부(232)는 수시로 송수신되는 데이터 트래픽 양, 제2 주파수를 점유하고자 하는 각 통신장치간의 채널 경쟁정도, 제2 주파수 범위 내의 통신가능한 인접 통신장치 수의 개별정보를 포함하는 통신상황 정보를 점검하여, 이러한 개별정보 중 어느 하나가 설정치 이상인 것으로 판단되면, 중앙 제어 통신모드로 통신하고, 그렇지 않은 경우는 분산 제어 통신모드로 통신하도록 제어할 수 있다.

데이터 통신은 분산 제어 통신모드(distributed control mode 또는 contention mode)와 중앙 제어 통신모드(centralized mode 또는 allocation mode)로 대별할 수 있다. 분산 제어 통신모드는 ALOHA, CSMA(Carrier Sense Multiple Access)와 같이, 채널에 접속할 수 있는 패킷을 직접 경쟁방식으로 정하며, 충돌문제는 랜덤한 재전송 방식을 통해 해결을 한다. 분산 제어 통신모드는 프로토콜이 단순하고, 트래픽 부하가 낮은 경우 효율적이고 패킷 지연없이 채널을 활용할 수 있는 장점이 있는 반면, 채널의 트래픽 로드가 증가함에 따라 충돌이 빈번하게 발생하고, 패킷 딜레이는 지수적으로 증가함으로 인해 성능이 급격히 저하되는 단점이 있다.

중앙 제어 통신모드는 slotted ALOHA, reservation ALOHA, PRMA (Packet Reservation Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), reservation TDMA, 폴링, ISMA (Inhibit Sense Multiple Access), 또는 블루투스와 같이, 스케쥴링(scheduling) 알고리즘을 이용하는 통신 모델로써 각 노드에 타임슬롯을 예약 또는 폴링 (Polling)에 의해 할당하는 방법으로 동기화된 통신을 제공한다. 중앙 제어 통신모드는 노드마다 타임슬롯을 할당하기 때문에 패킷간의 충돌을 방지할 수 있으며, 채널에 과중한 트래픽 로드가 걸리는 경우에도 안정적으로 통신을 수행할 수 있는 장점이 있는 반면, 트래픽 로드가 적은 경우에도 필수적으로 발생하는 사용하지 않는 슬롯 및 이의 처리에 따른 패킷 지연이 존재하기 때문에 적은 트래픽에서는 분산 제어 통신모드에 비해 효율적이지 못하다는 단점이 있다.

본 발명의 바람직한 실시례에 따르면, 트래픽 로드가 적은 경우에는 분산 제어 통신모드를 이용하고, 트래픽 로드가 많은 경우에는 중앙 제어 통신모드를 이용하여 이동 노드간 제2 주파수 통신을 수행함으로써, 채널활용의 효율성을 극대화시킬 수 있다. 도 9는 본 발명의 실시례에 따른 통신모드 전환방법을 도시하는 흐름도이다. 먼저, 이동 노드가 활성화되면 기본적으로 분산제어 통신모드(S310)를 사용하여 제2 주파수 통신을 수행한다(S320). 이때 초기모드로 중앙제어 통신모드를 활용할 수도 있다. 다음으로, 이동 노드는 자신과 통신하는 다른 이동 노드간의 트래픽, 제2 주파수를 사용하는 단일 채널상에 각 통신장치가 패킷을 송수신하기 위해 채널 확보를 위한 경쟁정도, 제2 주파수 통신을 통해 접속 가능한 인접이동노드의 수와 같은 개별정보를 포함하는 통신상황을 수시로 또는 주기적으로 점검한다(S330). 다음으로, 점검된 상황정보에 따라 현재의 통신상황이 중앙제어 통신모드에 또는 분산제어모드에 더 적합한 상황인지를 판단한다(S340). 예를 들어, 트래픽이 설정치 이상이거나(S342), 경쟁정도가 설정치 이상이거나(S344), 접속노드가 설정치 이상(S346)과 같은 개별 판단조건을 이용하여 판단한다. 판단결과, 중앙제어 통신모드가 적합한 경우는 중앙제어 통신모드로 전환(S350)하고, 그렇지 않은 경우는 분산제어 통신모드를 유지(S360)하며 제2 주파수 통신을 수행한다(S320).

그런데, 중앙제어 통신모드로 통신하는 경우에는 호스트/클라이언트 시스템처럼 각 이동노드에 타임슬롯을 할당할 기준 이동 노드를 정해야 한다. 이러한 기준 이동 노드는 동일한 AD-HOC 네트워크 내에서 적어도 하나 이상이어야 한다. 기준 이동 노드를 선정하기 위한 조건은, 가장 전원 상태가 양호한 이동 노드, 가장 위치 변화가 적은 이동 노드, 제2 주파수의 도달거리 내에 가장 많은 단말기를 포함하는 이동 노드 중 적어도 어느 하나의 판단방법을 사용하여 군집된 (Clustered) 무선이동노드로부터 리더(leader)이동노드를 지정한다.

도 5는 본 발명의 실시례에 따른 프로토콜의 계층구조를 도시하는 도면이다.

프로토콜의 계층구조는 일반적인 인터넷 프로토콜과 같이 응용 계층(320,310), 전달 계층(330), 네트워크 계층(340), 링크 계층(350), 물리 계층(370)으로 이루어지고, 본 발명의 경우는 네트워크 계층(340)과 링크계층(350)에 이동성 모듈(360)을 더 포함한다.

응용 계층은 데이터 통신(310)이나 음성 통신(320)을 지원하기 위한 프로그램을 포함하고, 전달 계층(330)은 점대점 통신을 설정하기 위해 인터넷에서 지원하는 TCP(Transmission Control Protocol) 및 UDP(User Datagram Protocol)와 같은 프로토콜을 제공한다. 이때 QoS(Quality of Service)나 흐름 및 혼잡 제어를 위한 프로토콜 역시 전달 계층(330)에서 제공한다.

네트워크 계층(130)은 통신 비참여 이동 노드를 통해 수신 및 송신 이동 노드간에 패킷 데이터를 라우팅하기 위한 프로토콜을 제공한다. 링크 계층(350)은 상위 계층의 요구에 따라 신뢰적인 전송 및 QoS를 지정하기 위한 프로토콜을 제공하고, LAC(Link Access Control), MAC(Media Access Control), MAC 컨트롤러, 이동성 모듈을 포함한다. LAC는 상위계층간의 일대일 통신 또는 일대다 통신을 관리하기 위한 부계층(sub layer)이고, MAC는 다양한 종류의 데이터를 신뢰적으로 송수신하기 위해 통신매체에 대한 액세스 지원, 상이한 데이터 스트림의 멀티플렉싱(multiplexing) 및 디멀티플렉싱 (De-multiplexing), 전송오류 프레임의 보정, 및 동기화등의 서비스를 관리하기 위한 프로토콜을 제공하는 부계층이고, MAC 컨트롤러는 고정 통신설비를 이용하는 제1 주파수 통신인지 AD-HOC 네트워크를 이용하는 제2 주파수 통신인지에 따라 이에 부합하는 MAC 계층과 물리계층을 지정하기 위해 사용된다. 이동성 모듈(360)은 전술한 바와 같은 전화번호(또는 해당 노드에 부여된 고유한 전자적 일련번호), MAC 어드레스, IP 어드레스와 같은 매핑정보 및 라우팅에 필요한 각종 파라미터를 관리하기 위해 사용된다. 물리계층(400)은상위 계층으로부터 전달되는 데이터를 통신에 적합한 형태로 코딩, 변조, 암호화하는 프로토콜이다.

AD-HOC 네트워크를 통해 제2 주파수 통신을 하는 경우, 송신 이동노드의 응용계층(320,310)의 데이터는 전달계층(330), 네트워크 계층(340), 링크 계층(350), 물리 계층(370)을 거쳐 중계이동노드로 전송된다(400). 중계이동노드는 전송되는 데이터를 중계하는 라우터로써 기능을 하기 때문에, 중계를 위한 패킷이 입력되는 경우는 물리계층, 링크계층을 통해 이동성 모듈 및 네트워크계층만 거칠 뿐, 전달계층이나 응용계층은 거치지 않고, 수신 이동 노드로 전달한다. 수신 이동 노드는 전달 이동 노드와는 달리 수신되는 데이터를 사용하기 때문에 응용계층까지 수신 데이터를 전달한다. 도 5에는 설명의 편의를 위해 하나의 중계 이동 노드를 거치는 경우를 도시하였으나, 송신 이동 노드와 수신 이동 노드 사이에 두 개 이상의 중계 이동 노드가 개재하는 경우에도 동일한 방법으로 통신이 수행된다.

제1 주파수를 통해 고정 통신설비의 제어를 받아 고정 통신설비를 통해 이동 노드간 통신을 수행하는 본 발명의 통신방법은 다음과 같다. 먼저, 이동 노드가 제2 주파수의 도달거리 내의 다른 이동 노드를 파악하는 제1 단계를 거친다. 이러한 이동 노드를 파악하는 방법은 전술한 것과 같이 비컨신호 방송 및 확인신호 회신의 방법을 통해 이루어질 수 있다.

다음으로, 각각의 이동 노드간에 연쇄적으로 라우팅 테이블을 교환하여 라우팅 토폴로지를 생성하여 AD-HOC 네트워크를 형성하는 제2 단계를 거친다. 이러한 라우팅 방법은 종래의 컴퓨터 네트워크에서 사용하는 라우팅 방법과 유사하지만,전술한 바와 같이, 배터리와 같은 한정된 전원으로 사용되는 이동 단말기임을 고려하여, 전력 및 위치 상황에 관한 정보를 라우팅 테이블에 포함시킴으로써, 전력 및 위치 상황을 고려한 라우팅 알고리즘을 통해 라우팅이 수행되는 것이 바람직하다.

다음으로, 송신 이동 노드가 통신하고자 하는 수신 이동 노드가 라우팅 토폴로지에 존재하는 경우 제2 주파수를 이용하여 비통신 참여 이동 노드로 구성되는 AD-HOC 네트워크를 통해 목적 이동 노드와 통신하고, 그렇지 않은 경우는 제1 주파수를 이용하여 고정 통신설비를 통해 목적 이동 노드와 통신하는 제3 단계를 거친다. 이때 AD-HOC 네트워크로 송신 및 수신 이동 노드가 연결되는 경우, 반드시 AD-HOC 네트워크를 통해 통신하는 제2 주파수 통신을 우선적으로 사용하여야 하는 것은 아니고, 사용자의 선택에 따라 이 경우에도 제1 주파수 통신을 사용할 수 있다.

바람직하게는, 송신 이동 노드가 고정 통신설비와 통신할 수 없는 경우, 상기 송신 이동 노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크를 구성하는 이동 노드 중 고정 통신설비와 통신할 수 있는 이동 노드로 데이터를 라우팅시켜 고정 통신설비와 통신할 수도 있다. 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 먼저, 송신 이동노드에서 수신 이동노드가 지정이 되면(S100), 송신 이동노드는 자신의 라우팅 테이블에 수신 이동노드가 포함되어 있는지를 검색한다(S110). 포함된 경우는 제2 주파수 통신을 이용하여 AD-HOC 네트워크를 구성하는 통신에 참여하지 않는 이동 노드를 중계 이동 노드로 하여(S120) 데이터를 송신 이동 노드에서 수신 이동 노드로 라우팅(S120) 함으로써 송수신노드간의 통신이 설정된다(S122).

라우팅 테이블에 수신 이동노드가 포함되지 않는 경우는 제1 주파수 통신을이용하기 위해, 송신 이동노드가 기지국과 같은 고정 통신설비와 연결이 가능한지 여부를 판단한다(S130). 고정 통신설비와 연결이 가능한 경우에는 일반적인 이동통신방법과 마찬가지로 고정통신설비의 중계를 통해(S132) 송신 및 수신 이동노드간의 통신이 설정된다(S134).

송신 이동노드가 제1 주파수 통신의 서비스 영역을 벗어나거나, 고정 통신설비와 다른 통신 방식을 사용하기 때문에 고정통신 설비와 통신을 할 수 없는 경우는, 송신 이동노드와 동일한 AD-HOC 네트워크에 속하는 다른 이동 노드 중 고정 통신설비와 통신할 수 있는 중계 이동 노드가 있는지를 판단한다(S140). 그러한 이동 노드가 존재하지 않는 경우 통신설정은 실패하고 통신을 종료한다(S148). 중계 이동 노드가 존재하는 것으로 판단된 경우에는, 중계 이동 노드를 통해 송신 이동 노드는 기지국과 통신을 하게 되어, 고정통신설비의 중계를 통해(S144), 수신 이동 노드와 통신이 설정된다(S146).

반면, 수신 이동 노드가 고정 통신설비와 통신할 수 없는 경우, 수신 이동 노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크를 구성하는 이동 노드 중 고정 통신설비와 통신할 수 있는 이동 노드가 고정 통신설비로부터 데이터를 수신 받아 수신 이동 노드로 라우팅시킬 수 있다. 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 먼저, 송신 이동노드에서 수신 이동노드가 지정이 되면(S200), 송신 이동노드는 자신의 라우팅 테이블에 수신 이동노드가 포함되어 있는지를 검색한다(S210). 포함된 경우는 제2 주파수 통신을 이용하여 AD-HOC 네트워크를 구성하는 통신에 참여하지 않는 이동 노드를 중계 이동 노드로 하여(S220) 데이터를 송신 이동 노드에서 수신 이동 노드로라우팅한다(S220).

라우팅 테이블에 수신 이동노드가 포함되지 않는 경우는 송신 이동노드는 제1 주파수 통신을 통해 고정 통신설비와 연결이 된다(S230). 이동통신 교환국은 HLR을 조회하여 송신 이동노드가 원하는 수신 이동노드가 제1 주파수 통신을 통해 접속이 가능한지 여부를 판단한다(S232). 고정 통신설비와 연결이 가능한 경우에는 일반적인 이동통신방법과 마찬가지로 송신 및 수신 이동노드간의 통신이 설정된다(S234).

수신 이동노드가 제1 주파수 통신의 서비스 영역을 벗어나거나, 고정 통신설비와 다른 통신 방식을 사용하기 때문에 고정통신 설비와 통신을 할 수 없는 경우는, 수신 이동노드와 동일한 AD-HOC 네트워크에 속하는 다른 이동 노드 중 고정 통신설비와 통신할 수 있는 중계 이동 노드가 있는지를 판단한다(S240). 그러한 이동 노드가 존재하지 않는 경우 통신설정은 실패하고 통신을 종료한다(S246). 중계 이동 노드가 존재하는 것으로 판단된 경우에는, 중계 이동 노드를 통해 기지국은 수신 이동 노드와 통신을 하게 되어, 고정통신설비 및 중계 이동 노드의 중계를 통해(S242), 수신 이동 노드와 통신이 설정된다(S244).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 AD-HOC 네트워크 병용 통신 시스템, 통신장치, 및 통신방법에 따르면, 종래의 무선이동통신을 이용할 수 있으면서도, 송신 및 수신 이동노드가 동일한 AD-HOC 네트워크를 형성하는 경우에는 고정 통신설비를 사용하지 않고 중계 이동 노드를 통해 경제적이고, 안정적인 이동 통신을 수행할 수 있는 현저한 효과가 있다. 또한 본 발명의 바람직한 실시례에 따르면, 송신 이동 노드 또는 수신 이동 노드가 전파 음영 지역과 같은 서비스 제한 지역에 존재하거나 고정 통신설비와 상이한 통신방식을 사용하는 경우에도 AD-HOC 네트워크를 통해 고정 통신설비를 사용하여 상호간 통신할 수 있는 현저한 효과가 있다. 마지막으로, 본 발명의 다른 바람직한 실시례에 따르면, AD-HOC 네트워크를 사용하여 통신하는 경우에 있어서, 통신상황에 따라 유연하게 분산 제어 통신모드와 중앙 제어 통신모드를 사용할 수 있기 때문에 효과적으로 채널을 사용할 수 있는 현저한 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

송신 이동 노드, 수신 이동 노드, 비참여 이동 노드, 및 상기 이동 노드간의 통신을 제어하고, 상기 송신 이동 노드와 상기 수신 이동 노드의 통신을 매개하는 고정 통신설비를 포함하여 구성되는 통신 시스템에 있어서,

상기 이동 노드는 이동 노드간 AD-HOC 네트워크를 형성하여 직접 통신을 하기 위한 제2 주파수 통신수단을 포함하되;

상기 송신 이동 노드, 상기 수신 이동 노드, 상기 비참여 이동 노드가 상기 제2 주파수 통신수단을 통해 상호 통신이 가능한 AD-HOC 네트워크를 형성할 수 있는 경우, 상기 송신 이동 노드와 상기 수신 이동 노드는 상기 AD-HOC 네트워크를 통해 통신할 수 있는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 송신 이동 노드와 상기 수신 이동 노드가 각각 제1 AD-HOC 네트워크와 제2 AD-HOC 네트워크에 포함되는 경우, 상기 제1 AD-HOC 네트워크와 상기 제2 AD-HOC 네트워크는 상기 고정 통신설비를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제2 주파수는 비면허주파수를 사용하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 송신 이동 노드 및 상기 수신 이동 노드가 서로 상이한 통신방식을 이용하는 제1 고정 통신설비 및 제2 고정 통신설비를 각각 이용하고, 상기 수신 이동 노드가 상기 송신 이동노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크에 포함되지 않는 경우, 상기 송신 이동 노드는 AD-HOC 네트워크로 연결되는 상기 제2 고정 통신설비를 이용하는 비통신 참여 이동 노드와 제2 주파수 통신을 통해 연결하고, 상기 비통신 참여 이동 노드는 상기 제2 고정 통신설비를 이용하여 상기 수신 이동 노드와 통신을 연결하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 송신 이동 노드 및 상기 수신 이동 노드가 서로 상이한 통신방식을 이용하는 제1 고정 통신설비 및 제2 고정 통신설비를 각각 이용하고, 상기 송신 이동 노드가 상기 수신 이동노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크에 포함되지 않는 경우, 상기 송신 이동 노드는 상기 제1 고정 통신설비를 통해 상기 수신 이동노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크의 상기 제1 고정 통신설비를 이용하는 비통신 참여 이동 노드와 접속하고, 상기 비통신 참여 이동 노드는 상기 AD-HOC 네트워크를 통해 상기 수신 이동 노드에 접속하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 송신 이동 노드 및 상기 수신 이동 노드가 서로 상이한 통신방식을 이용하는 제1 고정 통신설비 및 제2 고정 통신설비를 각각 이용하고, 상기 송신 이동 노드가 상기 수신 이동노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크에 포함되지 않는 경우, 상기 송신 이동 노드는 상기 제1 고정 통신설비를 통해 상기 수신 이동노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크의 상기 제1 고정 통신설비를 이용하는 비통신 참여 이동 노드와 접속하고, 상기 비통신 참여 이동 노드는 상기 AD-HOC 네트워크를 통해 상기 수신 이동 노드에 접속하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 이동 노드는 주기적으로 제2 주파수로 비컨신호를 발생하고, 상기 비컨신호를 수신한 상기 이동 노드는 확인신호를 회신하여 상기 제2 주파수 도달거리 내의 다른 이동 노드를 인식하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 이동 노드는 상기 인식한 이동 노드에 대한 라우팅 테이블을 작성하여 상기 제2 주파수 도달거리내의 다른 이동 노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 라우팅 테이블은 다른 이동 노드에 대한 이동 노드 식별자, 홉 수, 전력소모량, 및 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 이동 노드 식별자는,

상기 이동 노드에 부여되는 고유한 전자적 일련번호, MAC 어드레스, IPv4에 의한 어드레스, 및 IPv6에 의한 어드레스 중 두 개 이상의 매핑정보인 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이동 노드간의 통신은,

각 이동 노드는 수시로 트래픽, 사용채널 점유를 위한 경쟁정도, 제2 주파수 범위 내의 통신가능한 인접 이동 노드 수의 개별정보를 포함하는 통신상황 정보를 점검하고;

상기 개별정보 중 어느 하나가 설정치 이상인 것으로 판단되면, 중앙 제어 통신모드로 통신하고, 그렇지 않은 경우는 분산 제어 통신모드로 통신하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 분산 제어 통신모드는 ALOHA 또는 CSMA 중 어느 하나이고, 상기 중앙 제어 통신모드는 slotted ALOHA, reservation ALOHA, PRMA, TDMA, reservation TDMA, 폴링, ISMA 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 중앙제어 통신모드로 통신하는 경우, 동일한 AD-HOC 네트워크를 형성하는 이동 노드 중 통신슬롯 할당을 제어하기 위한 적어도 하나의 기준 이동 노드를 선정하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 기준 이동 노드를 선정하기 위한 조건은, 가장 전원 상태가 양호한 이동 노드, 가장 위치 변화가 적은 이동 노드, 제2 주파수의 도달거리 내에 가장 많은 단말기를 포함하는 이동 노드 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 시스템.
고정 통신설비의 제어를 받고, 상기 고정 통신설비를 거쳐 다른 단말기와 통신을 하는 통신장치에 있어서,

상기 고정 통신설비를 통한 통신을 수행하기 위한 제1 주파수 통신수단;

AD-HOC 네트워크를 통해 다른 통신장치에 데이터, 비컨신호, 라우팅 테이블을 송수신하기 위한 제2 주파수 통신수단;

상기 통신장치를 제어하기 위한 프로세서를 포함하되,

상기 프로세서는,

AD-HOC 네트워크를 형성하기 위해 제2 주파수 도달거리내의 다른 통신장치를감지하는 기능을 수행하는 비컨 프로세싱부;

상기 비컨 프로세싱부로부터 감지결과 및 다른 통신장치로부터 수신한 라우팅 테이블에 따라 자신의 라우팅 테이블을 작성하는 기능을 수행하는 라우팅 프로세싱부;

상기 라우팅 테이블에 통신을 원하는 다른 통신장치가 포함된 경우는 상기 제2 주파수 통신수단을 활성화시키고, 그렇지 않은 경우에는 제1 주파수 통신수단을 활성화시키는 기능을 수행하는 통신 프로세싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제 15 항에 있어서,

상기 제2 주파수는 비면허주파수를 사용하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 통신 프로세싱부는,

상기 제1 주파수 통신수단을 통해 상기 고정 통신설비와 통신할 수 없는 경우, 라우팅 테이블에 존재하는 상기 고정 통신설비와 통신할 수 있는 다른 통신장치로 상기 제2 주파수 통신수단을 통해 데이터를 라우팅 시킨 후 상기 고정 통신설비를 통해 목적지 통신장치와 통신하도록 하는 라우팅 제어정보를 포함시켜 데이터를 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 비컨 프로세싱부는,

주기적으로 상기 제2 주파수 통신수단을 통해 비컨신호를 방송하고, 상기 비컨신호에 응답하는 다른 통신장치의 확인신호를 수신받아 상기 라우팅 프로세싱부로 전달하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제 18 항에 있어서, 상기 라우팅 프로세싱부는,

상기 비컨 프로세싱부로부터 수신받은 상기 확인신호 및 다른 통신장치로부터 수신받은 라우팅 테이블을 취합하여 라우팅 테이블을 작성하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제 19 항에 있어서,

상기 라우팅 테이블은 다른 통신장치에 대한 통신장치 식별자, 홉수, 전력소모량 및 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제 20 항에 있어서,

상기 통신장치 식별자는 상기 통신장치에 부여되는 고유한 전자적 일련번호, MAC 어드레스, IPv4에 의한 어드레스, 및 IPv6에 의한 어드레스 중 두 개 이상의 매핑정보인 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 통신 프로세싱부는,

수시로 트래픽, 사용주파수 채널의 사용점유 경쟁정도, 제2 주파수 범위 내의 통신가능한 통신장치 수의 개별정보를 포함하는 통신상황 정보를 점검하고;

상기 개별정보 중 어느 하나가 설정치 이상인 것으로 판단되면, 중앙 제어 통신모드로 통신하고, 그렇지 않은 경우는 분산 제어 통신모드로 통신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제 22 항에 있어서,

상기 분산 제어 통신모드는 ALOHA 또는 CSMA 중 어느 하나이고;

상기 중앙 제어 통신모드는 slotted ALOHA, reservation ALOHA, PRMA, TDMA, reservation TDMA, 폴링, ISMA 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신장치.
제1 주파수를 통해 고정 통신설비의 제어를 받아 고정 통신설비를 통해 이동 노드간 통신을 수행하는 통신방법에 있어서,

상기 이동 노드가 제2 주파수의 도달거리 내의 다른 이동 노드를 파악하는 제1 단계;

각각의 이동 노드간에 연쇄적으로 라우팅 테이블을 교환하여 라우팅 토폴로지를 생성하여 AD-HOC 네트워크를 형성하는 제2 단계;

송신 이동 노드가 통신을 원하는 수신 이동 노드가 상기 라우팅 토폴로지에존재하는 경우 상기 제2 주파수를 이용하여 비통신 참여 이동 노드를 구성하는 상기 AD-HOC 네트워크를 통해 상기 목적 이동 노드와 통신하고, 그렇지 않은 경우는 상기 제1 주파수를 이용하여 상기 고정 통신설비를 통해 상기 목적 이동 노드와 통신하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 이동통신 방법.
제 24 항에 있어서,

상기 제2 주파수는 비면허주파수를 사용하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 이동통신 방법.
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 제3 단계는

상기 송신 이동 노드가 상기 고정 통신설비와 통신할 수 없는 경우, 상기 송신 이동 노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크를 구성하는 이동 노드 중 상기 고정 통신설비와 통신할 수 있는 이동 노드로 데이터를 라우팅시켜 상기 고정 통신설비와 통신하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 이동통신 방법.
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 제3 단계는,

상기 수신 이동 노드가 상기 고정 통신설비와 통신할 수 없는 경우, 상기 수신 이동 노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크를 구성하는 이동 노드 중 상기 고정 통신설비와 통신할 수 있는 이동 노드가 상기 고정 통신설비로부터 데이터를 수신받아 상기 수신 이동 노드로 라우팅시키는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 이동통신방법.
제 26 항에 있어서, 상기 제3 단계는,

상기 수신 이동 노드가 상기 고정 통신설비와 통신할 수 없는 경우, 상기 수신 이동 노드를 포함하는 AD-HOC 네트워크를 구성하는 이동 노드 중 상기 고정 통신설비와 통신할 수 있는 이동 노드가 상기 고정 통신설비로부터 데이터를 수신받아 상기 수신 이동 노드로 라우팅시키는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 이동통신 방법.
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,

상기 라우팅 테이블은 다른 이동 노드에 대한 이동 노드 식별자, 홉 수, 전력소모량, 및 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 이동 노드 식별자는 상기 이동 노드에 부여되는 고유한 전자적 일련번호, MAC 어드레스, IPv4에 의한 어드레스, 및 IPv6에 의한 어드레스 중 두 개 이상의 매핑정보인 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 방법.
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 제3 단계는,

상기 AD-HOC 네트워크를 이용하여 통신하는 경우

각 이동 노드는 트래픽, 사용주파수 채널의 사용점유 경쟁정도, 제2 주파수 범위 내의 통신가능한 이동 노드 수의 개별정보를 포함하는 통신상황 정보를 수시로 점검하고;

상기 개별정보 중 어느 하나가 설정치 이상인 것으로 판단되면, 중앙 제어 통신모드로 통신하고, 그렇지 않은 경우는 분산 제어 통신모드로 통신하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 분산 제어 통신모드는 ALOHA 또는 CSMA 중 어느 하나이고, 상기 중앙 제어 통신모드는 slotted ALOHA, reservation ALOHA, PRMA, TDMA, reservation TDMA, 폴링, ISMA 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 중앙제어 통신모드로 통신하는 경우, 동일한 AD-HOC 네트워크를 형성하는 이동 노드 중 통신슬롯 할당을 제어하기 위한 적어도 하나의 기준 이동 노드를 선정하는 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 방법.
제 33 항에 있어서,

상기 기준 이동 노드를 선정하기 위한 조건은, 가장 전원 상태가 양호한 이동 노드, 가장 위치 변화가 적은 이동 노드, 제2 주파수의 도달거리 내에 가장 많은 단말기를 포함하는 이동 노드 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 AD-HOC 병용 통신 방법.