(57)【要約】ネットワーク管理情報を、多数の既存ノードを包含するアドホック・マルチホップ無線ネットワークにおいて高い信頼性で伝達する。第１ノードによって近隣ノードから受取ったネットワーク管理情報に基づき、専用チャンネル内の特定タイムスロットを選択する。競合チャンネル経由で、特定タイムスロットが第１ノードの何れかの近隣ノードによって使用されているか否か判定する。特定タイムスロットが未使用であると判定すると、第１ノードに特定タイムスロットを割当て、ネットワーク管理情報を周期的に送信する。
2009525701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドホックネットワークにおいてネットワーク管理情報を伝達する伝達方法であって、前記アドホックネットワークは多数の既存ノードを包含するアドホック・マルチホップ無線ネットワークであり、
前記伝達方法は、
第１ノードによって、近隣ノードからの前記ネットワーク管理情報に基づき、専用チャンネル内の特定タイムスロットを選択することと、
競合チャンネル経由で、前記特定タイムスロットが前記第１ノードからの前記近隣ノードの何れかによって使用されているか否か判定することと、
前記特定タイムスロットが未使用であると判定した場合、前記特定タイムスロットを前記第１ノードに割当てることと
を含む、伝達方法。
【請求項２】
前記専用チャンネルは専用の高信頼情報伝達チャンネルを有し、前記高信頼情報伝達チャンネルはスーパーフレーム内に複数のタイムスロットを含み、
ハローメッセージを周期的に配信すべく、近隣の各々の既存ノードには前記高信頼情報伝達チャンネル内のタイムスロットの１つが割当てられ、前記ハローメッセージは各々の前記既存ノードの視点から観察された前記ネットワーク管理情報を含み、
前記伝達方法は更に、前記第１ノードによって、前記アドホックネットワーク内の近隣ノードから、前記ネットワーク管理情報を含む前記高信頼情報伝達チャンネルを受信することと、
前記第１ノードによって、所定数のスーパーフレームが検出されるまで前記高信頼情報伝達チャンネルを監視することと
を含む、請求項１記載の伝達方法。
【請求項３】
前記第１ノードによって、前記第１ノードにおける前記専用チャンネル内の前記特定タイムスロットを選択することは、
前記既存ノードから前記高信頼情報伝達チャンネル経由で受信した前記ネットワーク管理情報に基づき、未使用であると認識された前記専用チャンネル内のタイムスロットを前記第１ノードによって判定することと、
前記第１ノードによって、未使用の前記タイムスロットのうちの特定の１つを選択することと
を含む、請求項２記載の伝達方法。
【請求項４】
各々の前記スーパーフレーム内の１つ以上の前記タイムスロットは、前記高信頼情報伝達チャンネル用のタイムスロットとして使用され、
各々の前記スーパーフレーム内の他の前記タイムスロットは、前記競合チャンネルに割当てられる、請求項２記載の伝達方法。
【請求項５】
各々の前記スーパーフレーム内の１つ以上の前記タイムスロットは、前記高信頼情報伝達チャンネル用のタイムスロットとして使用され、
各々の前記スーパーフレーム内の他のすべての前記タイムスロットは、前記競合チャンネルに割当てられる、請求項４記載の伝達方法。
【請求項６】
前記特定タイムスロットが前記近隣ノードの何れかによって使用されているか否かを前記競合チャンネル経由で判定することは、
前記第１ノードから高信頼情報伝達割当通知メッセージを、競合チャンネル経由で送信することであって、前記高信頼情報伝達割当通知メッセージは、前記第１ノードが前記特定タイムスロットの使用を望んでいることを前記近隣ノードに知らせることと、
前記既存ノードによって、前記競合チャンネルを高信頼情報伝達割当通知情報に関して監視することと、
前記第１ノードによって、少なくとも幾つかの前記既存ノードから前記競合チャンネル経由で応答を受取ることと、
前記競合チャンネル経由で、前記第１ノードのレンジ内に位置する前記既存ノードからの応答に基づき、前記特定タイムスロットが前記第１ノードからの前記近隣ノードの何れかによって使用されているか否か判定することと
を含む、請求項２記載の伝達方法。
【請求項７】
前記特定タイムスロットが未使用であると判定した場合に、前記第１ノードに前記特定タイムスロットを割当てることは、
前記特定タイムスロットが他の前記既存ノードによって使用されている場合、前記既存ノードの１つから前記第１ノードに拒否メッセージを送信することと、
所定時間内に拒否メッセージが受信されない場合、前記第１ノードに特定の未使用タイムスロットを割当てることと
を含み、
前記伝達方法は更に、拒否メッセージが所定時間内に受信されない場合、前記第１ノードから特定の未使用タイムスロットによってハローメッセージを配信することを含み、前記ハローメッセージは前記ネットワーク管理情報を含む、請求項６記載の伝達方法。
【請求項８】
前記伝達方法は更に、前記第１ノードにおいて、前記第１ノードが前記既存ノードの１つから拒否メッセージを受信した場合、前記第１ノードが未使用タイムスロットと判定する他の特定の未使用のタイムスロットを選択することを含み、特定の未使用タイムスロットが前記既存ノードの近隣ノードによって使用されていると前記既存ノードが判定した場合、拒否メッセージが送られる、請求項７記載の伝達方法。
【請求項９】
前記第１ノードが、前記既存ノードから前記高信頼情報伝達チャンネル経由で受信した前記ネットワーク管理情報に基づき、未使用であると認識された前記専用チャンネル内の前記タイムスロットを判定することは、
前記第１ノードによって、前記特定タイムスロット内のハローメッセージに対応するエネルギの検出を試みることと、
前記第１ノードによって、前記特定タイムスロット内の前記ハローメッセージの復号を試みることと、
前記特定タイムスロット内の前記ハローメッセージを復号できない場合、前記前記特定タイムスロットを干渉によって影響されていると指定することと
を含む、請求項３記載の伝達方法。
【請求項１０】
前記伝達方法は更に、
前記第１ノードが前記ハローメッセージを復号できない場合、前記特定タイムスロット内の干渉情報を含むハローメッセージを配信することであって、前記干渉情報は、前記特定タイムスロットが干渉によって影響されていることの指標を含むことと、
前記第１ノードによって、認識された前記ネットワーク管理情報を周期的に配信するために、未使用の前記タイムスロットの他の特定の１つを選択することと
を含む、請求項９記載の伝達方法。
【請求項１１】
前記伝達方法は更に、
前記第１ノードから、競合チャンネル経由で高信頼情報伝達解除メッセージを送信することによって前記特定タイムスロットを解除することと、
前記既存ノードは、前記高信頼情報伝達解除メッセージを受信すると、前記特定タイムスロットを未使用であるとマークすることと
を含む、請求項１記載の伝達方法。
【請求項１２】
前記ネットワーク管理情報は、特定の高信頼情報伝達タイムスロットを用いて送信され、前記ネットワーク管理情報は、
ノードの視点からのネットワーク活動情報と、
使用中の前記高信頼情報伝達タイムスロットを識別する情報と、
干渉によって影響された前記高信頼情報伝達タイムスロットを識別する干渉情報と
を含む、請求項２記載の伝達方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信に係り、具体的には移動アドホック・マルチホップ・ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークの種類には、インフラストラクチャーベースの無線ネットワークと、アドホック無線ネットワークとがある。
インフラストラクチャーベースの無線ネットワークは、固定された有線ゲートウェイを有する通信ネットワークを典型的に含む。多くのインフラストラクチャーベースの無線ネットワークは、移動ユニットか、または有線ネットワークに接続された固定基地局と通信するホストを使用する。移動ユニットは、基地局との無線リンクを介して通信している間、地理的に移動できる。移動ユニットは、１つの基地局のレンジ外に移動して出ると、新規基地局に接続されるか、または「ハンドオーバ」されて、新規基地局を通して有線ネットワークと通信開始する。インフラストラクチャーベースの時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）ネットワークは、典型的に中央の固定コントローラ（たとえば基地局）を介して中央スケジューリングを使用する。これらのネットワークにおいて、時分割多重アクセスプロトコルは、タイムスロットをネットワーク内の各々のフローまたはユーザに割当てるために使用できる。たとえば回路交換時分割多重アクセスベース音声システムは、通常１フレーム内の単一のタイムスロットを、単一の音声接続に一定時間割当てる。一方、集中的にデータを搬送する傾向のあるシステムは、典型的に動的割当方式を使用してタイムスロットを割当てる。たとえば要求があった場合にタイムスロットを割当てるために、要求割当多重アクセス（ＤＡＭＡ）方式を使用できる。
【０００３】
アドホックネットワークは、インフラストラクチャーベースの無線ネットワークたとえばセルラネットワークまたは衛星ネットワークと比較して、自己形成ネットワークである。つまりアドホックネットワークは、固定インフラストラクチャーが全く無くても動作でき、或る場合には完全に移動ノードのみからアドホックネットワークが形成される。アドホックネットワークは、典型的に多数の地理的に分散した移動可能なユニットを含む。これら移動可能ユニットは、しばしば「ノード」と呼ばれ、１つ以上のリンク（たとえばラジオ周波数通信チャンネル）によって相互に無線接続される。ノードは、インフラストラクチャーベースのネットワークまたは有線ネットワークによって支援されることなく、無線メディアを介して互いに通信できる。これらのノード間のリンクまたは接続は、アドホックネットワーク内において既存ノードが移動したり、アドホックネットワークに新規ノードが加わるかまたは進入したり、既存ノードがアドホックネットワークから離れるか退出したりすると、任意の方法で動的に変化し得る。アドホックネットワークのトポロジーは著しく変化し得るので、アドホックネットワークをこれらの変化に動的に適応させることのできる技術が必要とされる。中央コントローラが存在しないため、多くのネットワーク・コントロール機能をノード間に分散させることによって、トポロジーの変化に対応してノードが自己組織または再構成されるようにすることが可能である。
【０００４】
ノード特性の１つは、各々のノードが単一の「ホップ」だけ離れたノードと短いレンジで直接通信できることである。これらのノードは、しばしば「近隣ノード」と呼ばれる。或るノードがパケットを目的地ノードに向けて送信し、ノードが１ホップ以上離間しているとする。たとえば２個のノードの間の距離が、ノードのラジオ伝送レンジを超えるか、またはノード間に物理的な障壁が存在する場合を考える。この場合、パケットは、目的地ノードに到達するまで中間ノードによって中継される。このような状況において、各々の中間ノードは、パケット（たとえばデータや制御情報）に、次のノードまでのルートに沿った経路を指定する。最後にパケットは最終目的地に到達する。パケットを次のノードに中継するために、各々のノードは、近隣ノードとの対話を通して集めたルーティング情報を維持しなければならない。最新のネットワークトポロジーを反映させるために、ルーティング情報を周期的にネットワークに配信することもできる。または、正確な経路情報を維持する目的で伝送される情報量を減らすために、ネットワークノードは、必要な場合だけルーティング情報を交換するようにしてもよい。特許文献１に記載されているメッシュ・スケーラブル・ルーティング（ＭＳＲ）として知られる方法では、複数のノードは、周期的たとえば２秒毎に、ハローメッセージ（ＨＥＬＬＯメッセージ）を送る。ハローメッセージは、ルーティング情報と、中央ノードへのルートに関連するマトリクスとを含む。移動ノードは、ハローメッセージから抽出された情報を使用して、ハンドオフを実行するための最も効率的な方法を決定する。特許文献１は、参照されて本願に組入れられる。しかし、多くの場合、ハローメッセージは信頼できる方法では伝送されず、よって伝送経路情報の効率に影響を与え、その結果として通信信頼性に影響することもある。
【０００５】
無線ローカル・エリア・ネットワーク（無線ＬＡＮ）は、ネットワーク内のノードにタイムスロットを割当てるために、典型的にＩＥＥＥ８０２．１１ｘまたはＩＥＥＥ８０２．１６などのプロトコルを使用する。
【０００６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｘプロトコルは、固定アクセスポイント（固定ＡＰ）を使用する。固定アクセスポイントは、基地局が無線セルラネットワーク内のオペレーションを管理するのと類似の方法で、ネットワークオペレーションを管理する。しかし、アドホック・マルチホップ・ネットワーク内におけるノードの動的な性質を考慮すると、これらのプロトコルは効率的な資源管理を提供できない。またＩＥＥＥ８０２．１６プロトコルは、基地局を使用して、タイムスロットを各々のノードに割当てる。各々のノードは、ネットワークの「スロット割当マトリックス」を再配信する。しかし、タイムスロットの集中割当は、大量のネットワーク管理情報の交換を必要とするため、貴重な通信帯域を消費する。集中タイムスロット割当技術は典型的には、通信経路の長さが比較的小さい（たとえば１ホップのみ）ネットワークに応用される。集中タイムスロット割当技術をマルチホップ・ネットワークに応用すると、ネットワークの周辺ノードから中央ノードに情報を伝達したり、中央ノードから周辺ノードに情報を戻したりするために多大な時間が必要とされるため、問題になり得る。集中タイムスロット割当技術は、ノードが移動可能であることと、ネットワーク内の各々のノードに情報を伝達するために比較的長時間必要とされることとのため、すべてのネットワークノードに到達するためには非効率的である。これら理由から、ノードのトポロジーが頻繁に変化する移動マルチホップ・ネットワークでは、集中タイムスロット割当技術は用いられない。
【０００７】
最新の時分割多重アクセスベースの無線ネットワークは、一般的に、特定の変調と比較的小さいデータ転送速度を用いる音声データの搬送用に設計されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１４３８４２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これらネットワークで使用されている技術は、時間依存データを可変変調且つ高いデータ転送速度で搬送するシステムには、簡単には応用できない。時間依存データには、たとえば対話型の音声やビデオ、あるいは非対話型データたとえば一方通行のオーディオやビデオなどがある。
【０００９】
上記のタイムスロット割当プロトコルは、インフラストラクチャーベースのネットワークに使用できるが、性能は劣る。更に、ノード位置と各々のリンクのデータ転送速度が動的に変化するアドホック・マルチホップ・ネットワークでは、機能しない恐れもある。
【００１０】
従って、アドホック・マルチホップ・ネットワークにおいてタイムスロット割当するためのノード間における伝達技術を提供することが望ましい。また、そのような技術はタイムスロットの再使用を許すことが望ましい。更に、そのような技術は、過度なコンピュータの諸経費を必要としないことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本技術は、任意の数の既存ノードを含むアドホック・マルチホップ無線ネットワークにおいて、信頼できる伝達ネットワーク管理情報を伝達するために提供される。新規ノードがアドホックネットワークに入ると、専用チャンネル内の特定タイムスロットを選択する。そして競合チャンネル（コンテンション・チャンネル）経由で、特定タイムスロットが２つのホップのうちの何れかの近隣ノードによって使用されているか否か判定する。専用チャンネル上の新規ノードと関連して、近隣ノードはネットワーク管理情報を配信する。ネットワーク管理情報は、割当決定するために使用される。特定タイムスロットが利用可能であると識別されると、新規ノードは信頼できる配信情報に対して特定タイムスロットを選択する。特定タイムスロットが利用可能であるとの識別は、たとえば直ぐ近隣のノード、または直ぐ近隣のノードからの近隣ノードの何れによっても特定タイムスロットが使用されていないと識別されることによって行われる。
【００１２】
添付の図面は、それぞれの図面を通して同じ参照番号が同一であるか、または機能的に類似の要素を示し、以下の詳細な説明と共に明細書に組入れられてその一部をなし、種々異なる実施例を更に図示し、種々異なる原理および本発明に従うすべての利点を説明するために用いられる。
【００１３】
当業者ならば、図中の要素は単純かつ明瞭であることを主眼に示され、必ずしも縮尺通りではないことを認識する。たとえば本発明の実施例に対する理解を助けるために、図中の幾つかの要素の寸法は他の要素に比べて誇張されていることもある。
【００１４】
本発明に従う実施例を詳細に説明する前に、これらの実施例は、一次的にアドホックネットワーク内においてノードにタイムスロットを割当てることに関して、複数の方法ステップおよび装置構成要素を組合わせたものであることを明記しておく。従って装置構成要素および方法ステップは、妥当な場合は図中で慣用的な記号で表され、本発明の実施例を理解するのに適切な特定の詳細のみ示し、以下の説明の利益を受ける通常当業者にとって自明であるような詳細によって開示を曖昧にすることを避けた。
【００１５】
この文書において、第１と第２や上部と下部などの関係を表す用語は、ある構成要素や動作を他の構成要素や動作から区別するためにのみ使用することがあり、それらの構成要素や動作の間に必ずしも実際にそのような関係や秩序があることを要求または含意するものではない。「含む」またはこれに類する用語は、非排他的な包含を意味するものとして用いられている。たとえば一連の要素を含むプロセス、方法、個物または装置は、それらの要素のみを含むのではなく、明示的に列挙されない、またはそのようなプロセス、方法、個物もしくは装置に固有ではない他の要素を含むこともある。「１つの・・・を含む」と表現された要素は、それ以上の制約を意味せず、当該要素を含むプロセス、方法、個物または装置に同一の要素が別に存在することを排除するものではない。
【００１６】
以下に説明する本発明の実施例が１つ以上の慣用的なプロセッサと、１つ以上のプロセッサを制御する独自の内蔵プログラム命令からなってよく、特定の非プロセッサ回路と組合わせて、以下に説明する要領でアドホックネットワークにおいてノードにタイムスロットを割当てるための機能の一部、ほとんどまたは全部を実現するものであることは認識される。非プロセッサ回路は、ラジオ受信器、ラジオ送信器、信号ドライブ、クロック回路、電源回路、ユーザ入力装置を含んでよいが、これらに限るものではない。これらの機能はアドホックネットワーク内におけるノードへのタイムスロット割当方法のステップとして解釈されてよい。または、幾つかの、またはすべての機能は、内蔵プログラム命令を有しないステートマシンによって実現され、または１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）において各々の機能または特定の機能の組合せがカスタム論理として実現されることも可能であろう。もちろん２つのアプローチの組合せを使用することもできよう。以下に、これらの機能の方法および手段が説明されている。更に、通常当業者ならば、場合によって多大な努力が必要とされ、また利用可能な時間、最新技術および経済的考慮が誘因となって多くの設計選択肢があるにも関わらず、以下に開示されたコンセプトと原理に導かれるならば、そのようなソフトウェア命令とプログラムとＩＣを最小限の実験で容易に生成できることが予想される。
【００１７】
以下に「代表的」（模範的）という言葉は、「例、事例、実例として用いられる」ということを意味する。以下に「代表的」として説明される実施例は、必ずしも他の実施例よりも選好され、または有利であると解釈されてはならない。この発明の詳細な説明に記載されるすべての実施例は、発明を作製または使用することを可能にするために当業者に提供される代表的な実施例であり、請求項によって定義された発明の範囲に制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（代表的なノード）
図１は、本発明の幾つかの実施例に従う代表的なノード１００のブロック図である。ノード１００はプロセッサ１０１、送信回路１０３と受信回路１０５を包含するトランシーバ１０２、アンテナ１０６、ディスプレイ１０７、入力デバイス１０８、プロセッサ１０１によって実行された動作命令を記憶するためのプログラムメモリ１０９、バッファメモリ１１１、１つ以上の通信インタフェース１１３、および取外可能な記憶ユニット１１５を含む。図示されていないが、ノード１００はアンテナスイッチ、デュープレクサ、サーキュレータ、または、情報パケットを送信回路１０３からアンテナ１０６に、逆にアンテナ１０６から受信回路１０５に中継供給するための他の高度に独立した手段（図示略）を包含することが好ましい。ノード１００は好ましくは少なくとも図１に示されたすべての要素と、ノード１００にとって特定の機能を実行するために必要なその他の何らかの要素を包含した統合ユニットである。またはノード１００は適当に相互連結されたユニットまたはデバイスの集合体を含んでもよく、そのようなユニットまたはデバイスはノード１００の要素によって実行される機能と等しい機能を実行する。たとえばノード１００はラップトップ型コンピュータおよび無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）カードを含んでよい。
【００１９】
プロセッサ１０１は１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、ステートマシン、論理回路、または動作命令またはプログラミング命令に基づき情報を処理するその他の何らかのデバイスを包含することが好ましい。このような動作命令またはプログラミング命令は、好ましくはプログラムメモリ１０９に記憶される。プログラムメモリ１０９は、何らかの形式のＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）またはＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）を包含したＩＣ（集積回路）メモリチップ、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスク・リード・オンリー・メモリ）、ハードディスク・ドライブ、ＤＶＤ（デジタル・ビデオ・ディスク）、フラッシュメモリカード、またはデジタル情報を記憶するその他の何らかの媒体であってよい。当業者ならばプロセッサ１０１がステートマシンまたは論理回路によって実行される１つ以上の機能を有する場合、対応する動作命令を包含するプログラムメモリ１０９はステートマシンまたは論理回路内に内蔵されてよいことを認識するであろう。以下に、プロセッサ１０１によって実行される動作と、ノード１００の残余の動作について詳しく説明する。
【００２０】
送信回路１０３および受信回路１０５は、ノード１００が情報パケットを他のノードに送り、また他のノードから取得することを可能にする。この点で、送信回路１０３および受信回路１０５は無線通信チャンネル経由によるデジタル送信またはアナログ送信を可能にする慣用的な回路を包含する。送信回路１０３および受信回路１０５はセルラ型エアインタフェース(たとえばGlobal System for Mobile Communications （ＧＳＭ）、Code Division Multiple Access （ＣＤＭＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）、Universal Mobile Telecommunications System（ＵＭＴＳ）など)と、アドホックネットワーク型エアインタフェース（たとえばＢＬＵＥＴＯＯＴＨ，８０２．１１  ＷＬＡＮ（無線ローカル・エリア・ネットワーク）、８０２．１６  ＷｉＭａｘなど）の何れを経由しても動作できるように設計される。
【００２１】
送信回路１０３および受信回路１０５の実施形態は、ノード１００の実施形態に応じて異なる。たとえば送信回路１０３と受信回路１０５は、適当な無線モデム、あるいは双方向無線通信デバイスの慣用的な送受信コンポーネントとしてインストールできる。送信回路１０３と受信回路１０５が無線モデムとしてインストールされた場合、モデムはノード１００に内蔵可能であるか、またはノード１００に挿入可能である（たとえばＰＣメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）カードにインストールされた無線ラジオ周波数（ＲＦ）モデムにおいて実現）。無線通信デバイスのために、送信回路１０３と受信回路１０５が公知の技術に従い、無線デバイスのハードウェアおよびソフトウェア・アーキテクチャの一部としてインストールされていることが好都合である。送信回路１０３および／または受信回路１０５の機能のすべてではないにしてもほとんどは、プロセッサ１０１のようなプロセッサ内にインストールされてよい。しかしここではプロセッサ１０１、送信回路１０３および受信回路１０５は、理解しやすくするために意図的に分けて記載している。
【００２２】
受信回路１０５は、近隣デバイスとの通信がネットワーク通信の周波数帯と異なる周波数帯にある場合、少なくとも１つの帯域幅およびまたは複数の帯域幅からＲＦ信号を受信できる。受信回路１０５は択一的に第１受信器と第２受信器、または２つ以上の帯域幅で受信できる１つの受信器を含んでよい。トランシーバ１０２は少なくとも１組の送信回路１０３を包含する。少なくとも１つの送信回路（送信器）１０３は多重周波数帯で複数のデバイスに送信できてよい。受信回路１０５と同様に、デュアル送信器としての送信回路１０３は択一的に一方の送信器が近隣ノードに送信するか、またはWLANと直接接続を構築するために使用され、他方の送信器がセルラ基地局に送信するために使用されてよい。
【００２３】
アンテナ１０６は無線搬送周波数を含む周波数レンジで電磁エネルギを放射または受信する公知の構造または進歩した構造を含む。
バッファメモリ１１１はＲＡＭなどの揮発性メモリであってよく、本発明に従い受信された情報パケットを一時的に記憶するために使用される。
【００２４】
ノード１００がビデオソースからビデオ情報を受信するように設計されている場合、ノード１００は更にMoving Picture Experts Group規格（ＭＰＥＧ）またはその他のビデオ復号規格を復号できるビデオ復号器を包含することが好都合である。更にノード１００がビデオ情報を送信できる場合、ノード１００は更にビデオデータを上記のビデオ規格の少なくとも１つに符号化できるビデオ符号器を包含することが好ましい。そのようなビデオ符号器およびビデオ復号器は好ましくはプロセッサ１０１の一部としてインストールされている。
【００２５】
ノード１００がアドホックネットワーク内に入ると、新規ノードの近傍に位置する他のノードから送信されている専用チャンネルの受信を開始する。
受信回路（受信器）１０５は、アンテナ１０６を経由して専用チャンネルを受信できる。専用チャンネルは、複数のタイムスロットが他のノードの何れかによって使用されているか否かの情報を含む。プロセッサ１０１は、専用チャンネル内のタイムスロットのうち、未使用であると認識された特定タイムスロットを１つ選択（決定または判定）できる。特定タイムスロットの選択は、ノード１００が近隣ノードから受信した情報に基づく。次に送信回路１０３は、競合チャンネルを介して、割当通知メッセージを送信できる。割当通知メッセージは、ノード１００が特定タイムスロットをノード１００に割当てるよう要求していることを、近隣ノードに知らせる。次に受信回路１０５は、競合チャンネル経由で、近隣ノードから応答を受けることができる。プロセッサ１０１は応答に基づき、特定タイムスロットが近隣の何れかの既存ノードによって使用されているか否か、また特定タイムスロットがアドホックネットワーク内の何れかのノードと干渉しているか否か判定できる。割当通知メッセージを送信後、新規ノードが所定時間内に拒否メッセージを受信しなければ、送信回路１０３は特定タイムスロットによってハローメッセージを送信できる。ハローメッセージは、アドホック通信ネットワーク内の他のノードに、現時点においてノード１００が特定タイムスロットを使用していることを知らせる。
【００２６】
（代表的なアドホックネットワーク２００）
図２は、代表的なアドホック・マルチホップ・ネットワークとしてのアドホックネットワーク２００のブロック図を示す。図２は、アドホックネットワーク２００が多数の既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌを含む状態を示す。アドホックネットワーク２００をアドホック通信ネットワーク、アドホック無線ネットワーク、またはアドホック・マルチホップ通信ネットワークと称してもよい。
【００２７】
ノード２２０Ａ〜２２０Ｌは典型的に、インフラストラクチャーレスモードとインフラストラクチャーモード双方の同期動作をサポートする。ノード２２０Ａ〜２２０Ｌは、インフラストラクチャーベースのネットワークたとえばアクセスポイント２３０を包含するネットワークと、インフラストラクチャーから完全に自由なクライアントベースのピアツーピア・ネットワークとの間をシームレスに移動できる。
【００２８】
アドホックネットワーク２００は、複数のノード２２０Ａ〜２２０Ｌ間で形成できる。各々のノード２２０Ａ〜２２０Ｌは、無線リピータ、ルーティング手段、およびまたはアクセスポイント２３０を有する。クライアントは、インフラストラクチャーベースのネットワークと、クライアントベースのピアツーピア・ネットワークとの間をシームレスに移動できる。当業者ならば、図２でアドホックネットワーク２００はインフラストラクチャーモード（たとえばアクセスポイント２３０および／またはセルラ基地局を包含）で動作するものとして示されているが、図２のアドホックネットワーク２００がネットワーク・インフラストラクチャーの存在を必要としないことを理解するであろう。むしろノード２２０Ａ〜２２０Ｌは、典型的にインフラストラクチャーレスモードとインフラストラクチャーモード双方の同期動作をサポートする。
【００２９】
アドホックネットワーク２００において、ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの相互通信は、ネットワーク内の他のノード２２０Ａ〜２２０Ｌに到達するために互いに「ホップ」できる。ノード２２０Ａ〜２２０Ｌは一般に、パケット化されたオーディオ、ビデオおよび／またはデータ情報を受信できる無線デバイスであることができる。代表的なプロセッサ、送信器、受信器およびアンテナなど、代表的なノード内の幾つかのコンポーネントが、図１に示される。ノード２２０Ａ〜２２０Ｌは、搬送周波数で送信された情報を交換でき、それぞれ１つ以上の無線通信チャンネルを有する。
【００３０】
インフラストラクチャーモードでは、アクセスポイント２３０は典型的に有線ネットワーク（図示略）に結合され、１つ以上のオーディオ、ビデオおよび／またはデータ情報ソースを提供できる。アクセスポイント２３０は、たとえばセルラ基地局または他の無線アクセスポイントであってよい。
【００３１】
図２には示さないが、通常の当業者ならば、ノード２２０Ａ〜２２０Ｌはセルラベースのネットワーク（図示略）に無線通信媒体を経由して情報パケットを通信でき、それぞれセルラベースのネットワークで利用される多重接続方式に依存する１つ以上の無線通信チャンネルを包含することを認識するであろう。
【００３２】
各々のノード２２０Ａ〜２２０Ｌは、周期的にハローメッセージを配信して存在を通知する。逆に、各々のノード２２０Ａ〜２２０Ｌは、自身の近隣に位置するノードのリストを維持することによって、近隣ノードを識別できる。「近隣ノード」とは、ノード同士で通信できるように、それぞれのノード２２０Ａ〜２２０Ｌから１ホップ離れたノードである。特定ノードの近隣ノードリストは、アドホックネットワーク２００のトポロジーが変化するに連れて、動的に変化する。
【００３３】
図３は、図２に示す代表的なアドホックネットワーク２００のブロック図に、新規ノード（第１ノード）２２０Ｍが入ってタイムスロットを得ようとする状態を示す。図４は、本発明の幾つかの実施例のアドホックネットワーク２００において新規ノード２２０Ｍにタイムスロットを割当てるための代表的な方法４００を示すフローチャートである。図３と図４の方法４００を関連付けて説明することによって、アドホックネットワーク２００内においてノードがタイムスロットを占有し、そしてタイムスロットを用いて信頼できるネットワーク管理情報を伝達する技術を説明する。各々のノード２２０Ａ〜２２０Ｌは、何らかの特定の時間に、アドホックネットワーク２００内の各々のノード２２０Ａ〜２２０Ｌによって維持されている近隣ノードのリストつまり「近隣ノードリスト」によって定義された唯一固有の近隣ノードを有する。特定ノードが特定の近隣ノードに包含されるための条件は、特定ノードと近隣のホストノードの間の距離、送信エネルギ、そしてこれら２つのノード間の経路損失などの要因に依存する。アドホックネットワーク２００のノード２２０Ａ〜２２０Ｌは移動できるので、各々のノード２２０Ａ〜２２０Ｌの近隣ノードは、絶えず変化する。図３に示すアドホックネットワーク２００は、ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの数と同じ数の近隣ノードを有する。
【００３４】
新規ノード２２０Ｍがアドホックネットワーク２００に入る場合、アドホックネットワーク２００は多数の既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌを包含し、これら既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌがアドホックネットワーク２００の一部をなしている。これら既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの各々は、各々の既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの視点から観察したネットワーク管理情報を含むハローメッセージを周期的に配信するために、専用チャンネルによって１つのタイムスロットが割当てられている。ネットワーク管理情報は、たとえば既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの視点からのネットワーク活動情報と、使用中のタイムスロットを識別する情報と、干渉によって影響されているタイムスロットを識別する干渉情報とを包含できる。新規ノード２２０Ｍがアドホックネットワーク２００に入ると、これらの既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌのうちのノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊは、新規ノード２２０Ｍの近隣ノードとなる。
【００３５】
各々のノード２２０Ａ〜２２０Ｍは、共通時計によって同期されている。送信時間を制御する時計に同期させ、かつ唯一のタイムスロットを割当てることによって、何れかの特定の時間に、何れかの特定の近隣ノードに、２つ以上のノードから信号が送信されるようなことを防ぐことができる。これらのノード２２０Ａ〜２２０Ｍは、周知の技術によって時計に同期させることができる。そのような技術の例として、米国特許出願番号１１／１６９８１５（出願日２００５年６月２９日）「アドホック・マルチホップ無線ネットワークに時分割多重接続方式をインストールするための方法およびシステム」があるが、これは本発明の受託者に委託され、参照を求めることによって全体が本文書に組入れられる。
【００３６】
図４は、本発明の幾つかの実施例に従いアドホックネットワーク２００内において新規ノード２２０Ｍにタイムスロットを割当てるための代表的な方法４００を示すフローチャートである。
【００３７】
新規ノード２２０Ｍがアドホックネットワーク２００に入る場合、ステップ４１０において近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊの各々から、また幾つかの実施例では新規ノード２２０Ｍの通信レンジ内に位置する他の既存ノードから、専用チャンネルを受信開始する。専用チャンネルは、既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの少なくとも１つから送られたネットワーク管理情報（ＮＭＩ）を包含する。近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊの各々から受信されたネットワーク管理情報は、これら近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊによって「使用中」であるか、あるいはこれら近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊの近隣に位置する既存ノードによって「使用中」であると、近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊが認識した専用チャンネル内のタイムスロットに関する情報を含む。たとえばもし近隣ノード２２０Ｊが、近隣ノードリストにノード２２０Ｈとノード２２０Ｋを有するならば、近隣ノード２２０Ｊのネットワーク管理情報は、近隣ノード２２０Ｊか、または近隣ノード２２０Ｊの近隣に位置する既存ノード２２０Ｈ，２２０Ｋによって「使用中」の専用チャンネル内のタイムスロットに関する情報を包含する。同様に、既存ノード２２０Ｈ，２２０Ｋは、既存ノード２２０Ｄ，２００Ｅ，２２０Ｆ，２２０Ｌがノード２２０Ｈまたはノード２２０Ｋの近隣ノードである限り、既存ノード２２０Ｄ，２００Ｅ，２２０Ｆ，２２０Ｌによって使用されている専用チャンネル内のタイムスロットに関する情報を有することができる。
【００３８】
上述した技術は、新規ノード２２０Ｍがアドホックネットワーク２００に接近および進入するプロセスについて説明したものである。同じ技術は、ノードの近隣ノードリストが変化する場合、たとえばノードが近隣ノードを獲得したり失ったりする場合、またはノードが゛固定近隣ノードもしくは可動近隣ノードの間を移動する場合にも用いることもできる。たとえば、或るノードが新規な近隣ノードを獲得すると、獲得した近隣ノードの近隣に位置するノードは、異なるタイムスロットを使用することがある。よって、新規な近隣ノードを獲得したノードは、タイムスロットの利用可能性に関して新規制約を加えてよい。このようにすると、獲得した近隣ノードは、タイムスロット割当において可能な衝突を識別し、そのような衝突をノードに信号で伝えて割当が修正され得る。また、或るノードが近隣ノードを失うと、ノードは追加のタイムスロットを獲得する。たとえば近隣ノードが失われたことに伴い、タイムスロットの利用可能性に関する幾つかの制約が消滅する。従って、情報を信頼できる方法によって配信するために選択できる利用可能なタイムスロットが増える。
【００３９】
図５は、代表的な実施形態に従う専用チャンネルの代表的な多層フレーム構造５００を示す。この例では専用チャンネルは複数のスーパーフレーム（０〜Ｊ）からなる。各々のスーパーフレーム（０〜Ｊ）は、複数の時間フレーム（０〜Ｋ）からなる。各々の時間フレーム（０〜Ｋ）は、複数のタイムスロット（０〜Ｎ）からなる。各々の既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌには、専用チャンネル内のタイムスロット５３０の１つが割当てられている。専用チャンネル内において割当てられた各々のタイムスロットは、既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの視点から観察されたネットワーク管理情報を含むハローメッセージを周期的に配信するために使用できる。多層フレーム構造５００の１つの可能な実施形態において、各々のスーパーフレームの持続時間が５００ミリ秒（ｍｓ）である。各々のスーパーフレーム５１０は、それぞれ１０ミリ秒（ｍｓ）の５０個の時間フレーム５２０に区分できる。更に５０個の時間フレーム５２０の各々は、３５個のタイムスロット５３０に細分できる。
【００４０】
専用チャンネルの多層フレーム構造は、時分割多重アクセスまたはキャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）プロトコルをサポートできる。或る実施形態においては、各々の時間フレームの１つのタイムスロット５３０Ａを専用チャンネル用のタイムスロットとして使用し、各々の時間フレームの別のタイムスロットを競合チャンネルに割当てることができる。また別の実施形態においては、各々の時間フレームの２つのタイムスロット５３０Ａ，５３０Ｂを専用チャンネル用のタイムスロットとして使用し、各々の時間フレームのその他すべてのタイムスロットを、競合チャンネルに割当てることができる。或る実施例において、時間フレームの高信頼情報伝達（ＲＩＤ：Reliable Information Distribution）が割当てられていない部分は、競合（コンテンション）を認める方式たとえばキャリア検知多重アクセス方式のために残しておくことができる。または２つのタイムスロットに分割して、一方のタイムスロットは時分割多重アクセス方式に使用され、他方のタイムスロットはコンテンション方式に使用されるようにできる。
【００４１】
ステップ４２０において新規ノード２２０Ｍは、専用チャンネルを監視することによって、どのタイムスロットがアドホックネットワーク２００内の他の既存ノードによっては使用さていないと認識するか判定（決定）する。
【００４２】
たとえば一実施形態において、新規ノード２２０Ｍは、ステップ４２２で時間周期が経過するまで待機する。時間周期は、所定数のスーパーフレーム５１０が検出されるまでの時間周期と対応できる。図４に破線で示された実施形態では、新規ノード２２０Ｍは、ステップ４２２で時間周期が経過したか否か判定する。時間周期が経過していない場合、本処理はステップ４１０に戻り、新規ノード２２０Ｍは専用チャンネルを受信し続ける。または新規ノード２２０Ｍが時間周期が経過したと判定したら、たとえば所定数のスーパーフレームを検出したら、本処理はステップ４２４に進む。新規ノード２２０Ｍは、どのタイムスロットがアドホックネットワーク２００内の既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌによっては使用されていないと認識するか、判定（決定）する。つまり新規ノード２２０Ｍは、専用チャンネル経由で既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌから受信したネットワーク管理情報に基づき、専用チャンネル内のどのタイムスロットが未使用であると認識するか決定する。
【００４３】
幾つかの実施形態において、新規ノード２２０Ｍは、直ぐ近隣のノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊから専用チャンネル経由で受信したネットワーク管理情報が、直ぐ近隣のノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊのうち何れによっても特定タイムスロットが使用されていないことを示すと、専用チャンネル内のあるタイムスロットが未使用であると推定する。換言すれば、特定タイムスロットは、新規ノード２２０Ｍと、新規ノード２２０Ｍから３ホップ以上離れた既存ノードとによって使用されることができる。しかし、特定タイムスロットは、新規ノード２２０Ｍと、新規ノード２２０Ｍから２ホップ以下離れた既存ノードとによっては、干渉を招くため使用できない。他の実施形態において、新規ノード２２０Ｍは、新規ノード２２０Ｍにおける特定タイムスロット内のハローメッセージに対応するエネルギの検出または復号を試みる。もしハローメッセージを復号できない場合、新規ノード２２０Ｍは、特定タイムスロットを未使用であると認識（指定）する。
【００４４】
ステップ４３０において新規ノード２２０Ｍは、未使用であると認識した専用チャンネル内のタイムスロットのうちの特定のタイムスロットの１つを、選択する。
ステップ４４０において新規ノード２２０Ｍは、要求たとえば割当通知メッセージを、競合チャンネル経由で少なくとも幾つかの既存ノードに送信する。要求は、新規ノード２２０Ｍからの近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊに、新規ノード２２０Ｍが特定タイムスロットを新規ノード２２０Ｍに割当てるよう要求していることを知らせる。
【００４５】
ステップ４５０において、新規ノード２２０Ｍのレンジ内に位置する既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの各々は、競合チャンネルを監視することによって、割当通知メッセージを受信する。新規ノード２２０Ｍの近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊの各々は、割当通知メッセージを受信したら、選択された特定タイムスロットが利用可能つまり未使用であるか、または直ぐ近隣のノードによって使用されているか否か判定する。近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊの各々は、選択された特定タイムスロットが利用可能つまり未使用であるか、または近隣ノードによって使用されているかを示す応答を送信する。
【００４６】
たとえば一実施形態において、近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊの何れかが、他の既存ノードによって特定タイムスロットが使用されていると判定した場合、近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊから競合チャンネルによって送信される応答は、拒否メッセージを含む。拒否メッセージは、近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊのうちの１つが、更なる近隣ノードの１つたとえば他の近隣ノード２２０Ｃ，２２０Ｄ，２２０Ｈ，２２０Ｋによって特定タイムスロットが使用されていると判定した場合に送信され得る。他の実施形態において、各々の応答は、どのタイムスロットが既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌの何れによって使用されているかに関する情報を含む。たとえば各々の応答は、近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊおよびそれら近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊの近隣に位置するノードに関係するネットワーク管理情報を含む。応答は、選択された特定タイムスロットが、何れの既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌによって使用されているかを示す情報を包含する。
【００４７】
図４に示されていない他の実施形態において、近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊの各々は、周期的に送信されるハローメッセージに干渉情報を含むことができる。干渉情報は、特定タイムスロットが干渉によって影響されていることの指示を含む。つまり干渉する近隣ノードは、新規タイムスロットを獲得する本処理の再スタートを知ることができる。たとえばノード２２０Ｉは、特定タイムスロットに対応するエネルギの検出と復号を試みることできる。ノード２２０Ｉは、復号できない場合、周期的に送信されるハローメッセージに、特定タイムスロットが干渉によって影響されていることを示す干渉情報を含むことができる。たとえばノード２２０Ｄ，２２０Ｍが互いに「干渉している」場合、たとえばノード２２０Ｄ，２２０Ｍに同じタイムスロットが割当てられた場合、ノード２２０Ｄ，２２０Ｍは、特定タイムスロットが両ノード２２０Ｄ，２２０Ｍをサポートできないことを知るであろう。ノード２２０Ｄ，２２０Ｍが干渉情報を受信したら、ノード２２０Ｄ，２２０Ｍの少なくとも１つまたはノード２２０Ｄ，２２０Ｍの双方は、ステップ４１０に戻り、新規タイムスロットを獲得する本処理を再スタートできる。たとえば新規ノード２２０Ｍおよび／またはノード２２０Ｄは、未使用と認識する他の特定タイムスロットを選択できる。干渉情報は、ノード２２０Ｄ，２２０Ｍに割当てられたタイムスロットが、ノード２２０Ｉによって干渉されていると認識されることを示す情報である。
【００４８】
ステップ４６０において新規ノード２２０Ｍは、競合チャンネル経由で他のノードから応答を受信する。ステップ４７０において新規ノード２２０Ｍは、応答に基づき、選択した特定タイムスロットが、既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌのうちの２ホップ以内の近隣に位置する何れかのノードによって使用されているか否か判定する。
【００４９】
ステップ４７０において新規ノード２２０Ｍは、選択した特定タイムスロットが既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌのうちの２ホップ以内の近隣に位置するノードのうちの１つによって使用されていると応答に基づき判定した場合、たとえば新規ノード２２０Ｍが、近隣ノード２２０Ｇ，２２０Ｉ，２２０Ｊのうちの１つから拒否メッセージを受信した場合、本処理はステップ４２４にループバックする。そして新規ノード２２０Ｍは、未使用のタイムスロットと認識する他の特定タイムスロットを決定（判定）する。
【００５０】
ステップ４７０において新規ノード２２０Ｍは、特定タイムスロットが何れの２ホップ以内のノードによっても使用されていない、つまり「未使用」と判定した場合、ステップ４８０に進む。ステップ４８０において新規ノード２２０Ｍは、特定タイムスロットによってハローメッセージを送信する。新規ノード２２０Ｍによって送信されたハローメッセージは、特定タイムスロットが新規ノード２２０Ｍに割当てられ且つ使用されていることを示すネットワーク管理情報を含む。たとえば新規ノード２２０Ｍは、特定タイムスロットが他の既存ノードによっては使用されていないことを示す応答メッセージを近隣ノードから受信したら、ハローメッセージを送信できる。または新規ノード２２０Ｍは、割当通知メッセージを送信後に、所定時間周期内に拒否メッセージを受信しない場合、ハローメッセージを送信できる。
【００５１】
ステップ４９０において新規ノード２２０Ｍは、選択したタイムスロット、つまり新規ノード２２０Ｍに割当てられたタイムスロットが、依然として新規ノード２２０Ｍにとって必要であるか否か判定する。新規ノード２２０Ｍがもはや特定タイムスロットを必要としなくなると、ステップ４９５において新規ノード２２０Ｍは、競合チャンネル経由で解除メッセージを送信することによって、特定タイムスロットを解除できる。既存ノード２２０Ａ〜２２０Ｌは、解除メッセージを受信すると、特定タイムスロットを未使用であるとマークする。よって特定タイムスロットは、特定タイムスロットを確保して使用しようとする近隣の他のノードによって利用できるようになる。新規ノード２２０Ｍが、依然として選択したタイムスロットを使用することを望む場合、本処理はステップ４８０にループバックする。そして新規ノード２２０Ｍは、選択したタイムスロットによって、当該タイムスロットが依然として新規ノード２２０Ｍに割当てられていることを示すハローメッセージを送信し続ける。
【００５２】
図６は、代表的な実施形態において、受信したタイムスロット割当要求を処理するための代表的な方法６００を示すフローチャートである。これら技術は、たとえばタイムスロットの割当を求める新規ノード２２０Ｍからの要求を受信したネットワークノードによって使用される。典型的には、要求を受信する各々のノードによって同じ動作が実行されるであろう。
【００５３】
ステップ６６０において、新規ノード２２０Ｍの通信レンジ内に位置するノードは、新規ノード２２０Ｍから要求メッセージを受信する。要求メッセージは、新規ノード２２０Ｍの近隣ノードに、特定タイムスロットが新規ノード２２０Ｍに割当てられるように新規ノード２２０Ｍが要求していることを知らせる。
【００５４】
ステップ６７０において、受信したノードは、ネットワーク管理情報をチェックする。よって受信ノードは、要求されたタイムスロット、たとえば新規ノード２２０Ｍによって要求されたタイムスロットが、近隣ノードの何れかによって使用されているか否か判定する。連続２回の送信の間に時間がたとえば最大で数秒経過するため、各々のノードは、タイムスロットの利用可能性に関する情報が周期的に送信されているにも関わらず、得られた情報が実際とは異なることがある。つまり、新規ノード２２０Ｍは、既に使用されているタイムスロットを要求するものの、要求したタイムスロットが現在使用さているという通知をまだ受信していないことが生じる可能性が僅かにある。
【００５５】
受信ノードは、要求されたタイムスロットが何れの近隣ノードによっても使用されていないと判定すると、ステップ６８０に進む。ステップ６８０において受信ノードは、要求されたタイムスロットを、新規ノード２２０Ｍに割当てる。そしてステップ６８２において、受信ノードは、要求されたタイムスロットが新規ノード２２０Ｍによって「使用中」であることを示すハローメッセージを、送信する。ハローメッセージは、他のノードにも、アドホックネットワーク２００に新規ノード２２０Ｍが加わったことを知らせる。
【００５６】
他方、受信ノードが、要求されたタイムスロットが使用中であると判定すると、ステップ６９０において受信ノードは、新規ノード２２０Ｍに拒否メッセージを送って要求を拒否する。そしてステップ６９２において、受信ノードは、チャンネル内のタイムスロットの利用可能性に関する最新情報を含むように更新した割当通知メッセージを送信する。最新情報は、要求されたタイムスロットが、特定ノードによって「使用中」であることを示す。
【００５７】
上述したように、アドホックネットワーク２００において動作するノードに、タイムスロットを動的に割当てる技術が提供される。アドホックネットワーク２００の各々のノードは、近隣の他のノード、たとえば近隣ノードまたは他の既存ノードから提供されたネットワーク管理情報を利用して、アドホックネットワーク２００内においてタイムスロットを獲得できる。
【００５８】
上記の説明において本発明の特定の実施例を説明した。しかし当業者ならば以下の請求項に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、種々の修正や変更をなし得ることを理解する。たとえば上記の説明はアドホック・マルチホップ・ネットワーク内のノードの認証について記述するが、これらのタイムスロット割当技術は、たとえばマルチキャストグループにも応用できることが認識されなければならない。マルチキャストグループにおいては、アドホックネットワーク内のノードのサブセットはマルチキャストグループに属し、これらノードは上記のタイムスロット割当技術を用いてタイムスロットを互いに割当てる。
【００５９】
更に、図４〜図６は、これら技術を新規ノード２２０Ｍがアドホックネットワーク２００に接近および進入する状況に応用できることを説明するものであるが、図４〜図６に説明された技術は、ノードが専用チャンネル上のタイムスロット割当に衝突または対立すると通知される状況にも応用できることが理解されるであろう。たとえば或るノードは、他のノードと同じ特定タイムスロットが割当てられたという信号を受信した場合、新規タイムスロットを獲得するために同じ技術を応用できる。
【００６０】
従って説明および図面は制限的な性格のものではなく例示的な性格のものであり、そのような修正は本発明の範囲内に含まれることが意図されている。何らかの利益、利点もしくは解決を生じさせ、またはより明確にするかもしれない利益、利点もしくは問題解決は、いかなる請求項の決定的な、必要な、もしくは本質的な特徴または要素とも解釈されてはならない。本発明は専ら添付の請求項と、この出願の係属中になされる補正および公開された請求項のすべての等効物によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ノードのブロック図。
【図２】ピアツーピア・アドホック・マルチホップ・ネットワークのブロック図。
【図３】新規ノードがアドホック通信ネットワークに入り、タイムスロットを得ようとしている状態のブロック図。
【図４】アドホック・マルチホップ・ネットワーク内における、ノードへのタイムスロット割当方法を示すフローチャート。
【図５】専用チャンネルの多層フレーム構造を示す図。
【図６】受信したタイムスロット割当要求の処理方法を示すフローチャート。
【図１】
2009525701.tif 000003
【図２】
2009525701.tif 000004
【図３】
2009525701.tif 000005
【図４】
2009525701.tif 000006
【図５】
2009525701.tif 000007
【図６】
2009525701.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月31日(2008.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドホックネットワークにおいてネットワーク管理情報を伝達する伝達方法であって、前記アドホックネットワークは多数の既存ノードを包含するアドホック・マルチホップ無線ネットワークであり、
前記伝達方法は、
第１ノードによって、近隣ノードからの前記ネットワーク管理情報に基づき、専用チャンネル内の特定タイムスロットを選択することと、
競合チャンネル経由で、前記特定タイムスロットが前記第１ノードからの前記近隣ノードの何れかによって使用されているか否か判定することと、
前記特定タイムスロットが未使用であると判定した場合、前記特定タイムスロットを前記第１ノードに割当てることと
を含む、伝達方法。
【請求項２】
前記専用チャンネルは専用の高信頼情報伝達チャンネルを有し、前記高信頼情報伝達チャンネルはスーパーフレーム内に複数のタイムスロットを含み、
ハローメッセージを周期的に配信すべく、近隣の各々の既存ノードには前記高信頼情報伝達チャンネル内のタイムスロットの１つが割当てられ、前記ハローメッセージは各々の前記既存ノードの視点から観察された前記ネットワーク管理情報を含み、
前記伝達方法は更に、前記第１ノードによって、前記アドホックネットワーク内の近隣ノードから、前記ネットワーク管理情報を含む前記高信頼情報伝達チャンネルを受信することと、
前記第１ノードによって、所定数のスーパーフレームが検出されるまで前記高信頼情報伝達チャンネルを監視することと
を含む、請求項１記載の伝達方法。
【請求項３】
前記第１ノードによって、前記第１ノードにおける前記専用チャンネル内の前記特定タイムスロットを選択することは、
前記既存ノードから前記高信頼情報伝達チャンネル経由で受信した前記ネットワーク管理情報に基づき、未使用であると認識された前記専用チャンネル内のタイムスロットを前記第１ノードによって判定することと、
前記第１ノードによって、未使用の前記タイムスロットのうちの特定の１つを選択することと
を含む、請求項２記載の伝達方法。
【請求項４】
各々の前記スーパーフレーム内の１つ以上の前記タイムスロットは、前記高信頼情報伝達チャンネル用のタイムスロットとして使用され、
各々の前記スーパーフレーム内の他の前記タイムスロットは、前記競合チャンネルに割当てられる、請求項２記載の伝達方法。
【請求項５】
各々の前記スーパーフレーム内の１つ以上の前記タイムスロットは、前記高信頼情報伝達チャンネル用のタイムスロットとして使用され、
各々の前記スーパーフレーム内の他のすべての前記タイムスロットは、前記競合チャンネルに割当てられる、請求項４記載の伝達方法。
【請求項６】
前記特定タイムスロットが前記近隣ノードの何れかによって使用されているか否かを前記競合チャンネル経由で判定することは、
前記第１ノードから高信頼情報伝達割当通知メッセージを、競合チャンネル経由で送信することであって、前記高信頼情報伝達割当通知メッセージは、前記第１ノードが前記特定タイムスロットの使用を望んでいることを前記近隣ノードに知らせることと、
前記既存ノードによって、前記競合チャンネルを高信頼情報伝達割当通知情報に関して監視することと、
前記第１ノードによって、少なくとも幾つかの前記既存ノードから前記競合チャンネル経由で応答を受取ることと、
前記競合チャンネル経由で、前記第１ノードのレンジ内に位置する前記既存ノードからの応答に基づき、前記特定タイムスロットが前記第１ノードからの前記近隣ノードの何れかによって使用されているか否か判定することと
を含む、請求項２記載の伝達方法。
【請求項７】
前記特定タイムスロットが未使用であると判定した場合に、前記第１ノードに前記特定タイムスロットを割当てることは、
前記特定タイムスロットが他の前記既存ノードによって使用されている場合、前記既存ノードの１つから前記第１ノードに拒否メッセージを送信することと、
所定時間内に拒否メッセージが受信されない場合、前記第１ノードに特定の未使用タイムスロットを割当てることと
を含み、
前記伝達方法は更に、拒否メッセージが所定時間内に受信されない場合、前記第１ノードから特定の未使用タイムスロットによってハローメッセージを配信することを含み、前記ハローメッセージは前記ネットワーク管理情報を含む、請求項６記載の伝達方法。
【請求項８】
前記伝達方法は更に、前記第１ノードにおいて、前記第１ノードが前記既存ノードの１つから拒否メッセージを受信した場合、前記第１ノードが未使用タイムスロットと判定する他の特定の未使用のタイムスロットを選択することを含み、特定の未使用タイムスロットが前記既存ノードの近隣ノードによって使用されていると前記既存ノードが判定した場合、拒否メッセージが送られる、請求項７記載の伝達方法。
【請求項９】
前記第１ノードが、前記既存ノードから前記高信頼情報伝達チャンネル経由で受信した前記ネットワーク管理情報に基づき、未使用であると認識された前記専用チャンネル内の前記タイムスロットを判定することは、
前記第１ノードによって、前記特定タイムスロット内のハローメッセージに対応するエネルギの検出を試みることと、
前記第１ノードによって、前記特定タイムスロット内の前記ハローメッセージの復号を試みることと、
前記特定タイムスロット内の前記ハローメッセージを復号できない場合、前記前記特定タイムスロットを干渉によって影響されていると指定することと
を含む、請求項３記載の伝達方法。
【請求項１０】
前記伝達方法は更に、
前記第１ノードが前記ハローメッセージを復号できない場合、前記特定タイムスロット内の干渉情報を含むハローメッセージを配信することであって、前記干渉情報は、前記特定タイムスロットが干渉によって影響されていることの指標を含むことと、
前記第１ノードによって、認識された前記ネットワーク管理情報を周期的に配信するために、未使用の前記タイムスロットの他の特定の１つを選択することと
を含む、請求項９記載の伝達方法。
【請求項１１】
前記伝達方法は更に、
前記第１ノードから、競合チャンネル経由で高信頼情報伝達解除メッセージを送信することによって前記特定タイムスロットを解除することと、
前記既存ノードは、前記高信頼情報伝達解除メッセージを受信すると、前記特定タイムスロットを未使用であるとマークすることと
を含む、請求項１記載の伝達方法。
【請求項１２】
前記ネットワーク管理情報は、特定の高信頼情報伝達タイムスロットを用いて送信され、前記ネットワーク管理情報は、
ノードの視点からのネットワーク活動情報と、
使用中の前記高信頼情報伝達タイムスロットを識別する情報と、
干渉によって影響された前記高信頼情報伝達タイムスロットを識別する干渉情報と
を含む、請求項２記載の伝達方法。
【請求項１３】
複数のノードによって共有されるタイムスロットによってネットワーク管理情報を高信頼度伝達するためのアドホック無線ネットワークであって、前記アドホック無線ネットワークは、
複数の既存ノードであって、各々の前記既存ノードにはハローメッセージを周期的に配信するための専用チャンネルにおけるタイムスロットが割当てられ、前記ハローメッセージは各々の前記既存ノードの視点から観察したネットワーク管理情報を含むことと、
前記既存ノードの後で前記アドホック無線ネットワークに入る新規ノードと
を備え、
前記新規ノードは、
どのタイムスロットが使用中かに関する情報を含む前記専用チャンネルを受信することと、
未使用であると前記新規ノードが認識する前記専用チャンネルにおける特定タイムスロットの一つを選択することと、
競合チャンネル経由で少なくとも１つの前記既存ノードに割当通知メッセージを送信することであって、前記割当通知メッセージは前記新規ノードに対する近隣ノードに、前記特定タイムスロットが前記新規ノードに割当てられることを前記新規ノードが要求していることを通知することと、
前記競合チャンネル経由で前記近隣ノードから応答を受信することと、
前記応答に基づき、前記特定タイムスロットが前記既存ノードの何れかによって使用中であるか否か判定することと、
前記特定タイムスロットが前記既存ノードの何れによっても使用されていないと前記応答が知らせる場合、または前記割当通知メッセージを配信してから所定時間内に前記新規ノードが拒否メッセージを受信しない場合、前記特定タイムスロットを用いてハローメッセージを送信することと
を行うように構成される、アドホック無線ネットワーク。
【国際調査報告】
2009525701.tif 000009