(57)【要約】モバイルアドホックネットワークは、複数の無線通信リンクにより互いに接続された複数のモバイルノードを含んでいる。リンク品質をモニタするための本方法（図２）及びシステムは、それぞれのノードで、近隣のノードへのリンクでの送信のために送信情報を記録するステップ（１０２）、記録された送信情報に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算するステップ（１０４）、計算されたパケット誤り率に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてリンク品質を決定するステップ（１０６）を含んでいる。送信情報は、パケットサイズ送信データ、パケットサイズ受信データ、コリジョンデータ及び／又はリトライデータを含んでいることが好ましい。
2005535235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信リンクで互いに接続される複数のモバイルノードを有するモバイルアドホックネットワークにおけるリンク品質を監視するための方法であって、
それぞれのノードで、
近隣のノードへのリンクでの送信のための送信情報を記録するステップと、
記録された送信情報に基づいて、該近隣のノードへのリンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算するステップと、
計算されたパケット誤り率に基づいて、該近隣のノードへのリンクのそれぞれについてリンク品質を決定するステップと、
該近隣のノードへのリンクのそれぞれのリンク品質を閾値と比較するステップと、
リンク品質が該閾値よりも低いとき、新たな経路発見及び新たなチャネル発見のうちの少なくとも１つを実行するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
該送信情報は、パケットサイズ送信データ、パケットサイズ受信データ、コリジョンデータ及びリトライデータのうちの１つ以上のデータを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
該パケット誤り率は、時間を通して近隣のノードに送信されるパケットの送信パケット誤り率、時間を通して近隣のノードから送信されたパケットの受信パケット誤り率、及び時間を通して近隣のノードのための集合的なパケット誤り率に基づいて、それぞれのリンクについて計算される、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
複数のモバイルノードと、該複数のモバイルノードを互いに接続する複数の無線通信リンクとを備えるモバイルアドホックネットワークであって、
それぞれのモバイルノードは、
該無線通信リンクを介して該複数のノードのうちの他のノードと無線で通信する通信装置と、
該通信装置を介して通信を経路制御するコントローラであって、近隣のノードへのリンクでの送信のための送信情報を記録する送信情報記録部と、記録された送信情報に基づいて、該近隣のノードへのリンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算するパケット誤り率計算部と、計算されたパケット誤り率に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてリンク品質を決定するリンク品質決定部とを有するコントローラと、
を備えるネットワーク。
【請求項５】
該コントローラは、該決定されたリンク品質に基づいて、新たな経路発見を行う経路発見部をさらに備える、
請求項４記載のネットワーク。
【請求項６】
該コントローラは、該決定されたリンク品質に基づいて、新たなチャネル発見を実行するチャネル調査部をさらに備える、
請求項４記載のネットワーク。
【請求項７】
該パケット誤り率計算部は、時間を通して近隣のノードに送信されたパケットの送信パケット誤り率、時間を通して近隣のノードから送信されたパケットの受信パケット誤り率、及び時間を通して近隣のノードのための集合的なパケット誤り率に基づいて、それぞれのリンクについてパケット誤り率を計算する、
請求項４記載のネットワーク。
【請求項８】
該集合的なパケット誤り率は、送信されたパケットの隣接したシーケンス番号及び隣接していないシーケンス番号に基づく、
請求項７記載のネットワーク。
【請求項９】
複数のモバイルノードと該複数のモバイルノードを互いに接続する複数の無線通信リンクを有するモバイルアドホックネットワークのためのモバイルノードであって、
該無線通信リンクを介して該複数のノードのうちの他のノードと無線通信する通信装置と、
該通信装置を介して通信を経路制御するコントローラであって、近隣のノードへのリンクでの送信のための送信情報を記録する送信情報記録部と、記録された送信情報に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算するパケット誤り率計算部と、計算されたパケット誤り率に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてリンク品質を決定するリンク品質決定部とを有するコントローラと、
を備えることを特徴とするモバイルノード。
【請求項１０】
該パケット誤り率計算部は、時間を通して近隣のノードに送信されたパケットの送信パケット誤り率、時間を通して近隣のノードから送信されたパケットの受信パケット誤り率、及び時間を通して近隣のノードのための集合的なパケット誤り率に基づいて、リンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算する、
請求項９記載のモバイルノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速に発展するワイヤレスネットワークの領域であるモバイルアドホックネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
物理的に、モバイルアドホックネットワークは、多数の地理的に分散される、１以上の無線チャネルにより無線接続される潜在的なモバイルノードを含んでいる。携帯電話又は衛星ネットワークのような他のタイプのネットワークと比較して、モバイルアドホックネットワークの最も独特な特徴は、固定されたインフラストラクチャがないことである。ネットワークは、モバイルノードのみにより形成され、ネットワークは、ノードが他のノードに送信するか又は他のノードから受信するときに進行して形成される。ネットワークは、ある特定のノードに一般的に依存せず、あるノードがネットワークに結合し又は他のノードがネットワークから離れるときに動的に適合する。
【０００３】
アドホックネットワークは、迅速に展開することができ、非常に必要とされる通信を供給する。アドホックネットワークにより、たとえば、彼らのコンピュータ又はＰＤＡを単にオンすることで形成する場合を除いて、ネットワーク構造を使用することなしに、フィールド又はクラスルームでデータをやり取りすることができる。
【０００４】
モバイルアドホックネットワークの新たなアプリケーションが生まれ続け、通信構造の重要な部分となってきている。固定されたインフラストラクチャがないため、ネットワークを移動、ネットワークに参加又は離れることにつれて自己組成、リコンフィギュアする必要がある。全てのノードは、潜在的に機能的に同一である可能性があり、自然の階層又はネットワークにおけるセントラルコントローラが存在しない場合がある。多くのネットワーク制御機能がノードの間で分散される。ノードはバッテリによりエネルギーが供給され、通信及び計算能力が制限される。システムの帯域幅は、通常制限される。２つのノード間の距離は、無線伝送範囲を超えることがあり、ある伝送は、その目的地に到達する前に他のノードにより中継されなければならない。結果として、ネットワークは、マルチホップトポロジーを有しており、このトポロジーは、ノードが動き回るときに変化する。
【０００５】
インターネット・エンジニアリング・タスクフォース（ＩＥＴＦ）のモバイルアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）のワーキンググループは、マルチキャスティング、プロトコルを含めて、ルーティングを活動的に評価及び標準化してきている。ネットワークトポロジーは、ノードが移動するときに任意に変化するため、情報は、もはや使用されなくなりやすく、異なるノードは、時間的（情報はあるノードでは時代遅れとなり、他のノードでは最新である）及び空間的（あるノードは、それ自身から通常離れていないその周辺におけるネットワークトポロジーのみを知っている）の両方において、異なるネットワークのビューを有することがある。
【０００６】
ルーティングプロトコルは、頻度の高いトポロジー変化、及び精度の低い情報に適合することが必要であり、これら固有の要件のため、これらネットワークにおける経路制御は、他とは非常に異なる。全体のネットワークに関する新鮮な情報を収集することは、費用がかかり、実用的ではないことがある。多くのルーティングプロトコルは、リアクティブ（オンデマンド）プロトコルであり、必要なときにのみ、経路を必要とする目的地へのルーティング情報を収集し、一般に、ある期間の後には使用されない経路を保持しない。このように、ルーティングオーバヘッドは、全ての時間で全ての目的地への経路を保持するプロアクティブプロトコルに比較して非常に低減される。プロトコルにとって適応的であることは重要である。ＡＯＤＶ（Ad Hoc on Demand Distance Vector）、ＤＳＲ（Dynamic Source Routing）、及びＴＯＲＡ（Temporally Ordered
Routing Algorithm）は、ＭＡＮＥＴワーキンググループで提供されるオンデマンドルーティングプロトコルを表している。
【０００７】
他の各種ルーティングプロトコルの例は、Perkinsによる米国特許第5,412,654号に開示されるＤＳＤＶ（Destination-Sequenced Distance Vector）ルーティング、及びHaasによる米国特許第6,304,556号に開示されるＺＲＰ（Zone Routing
Protocol）を含んでいる。ＺＲＰは、ソースノードからの距離に応じてプロアクティブ及びリアクティブアプローチの両者を使用したハイブリッドプロトコルである。
【０００８】
これらの従来のルーティングプロトコルは、ソースノードから目的地ノードまでの経路の選択において最善のアプローチを使用する。典型的に、ホップ数は、かかる最善のアプローチにおいて主要な基準（メトリック）である。言い換えれば、最少のホップ数をもつ経路は、伝送経路として選択される。モバイルアドホックネットワークにおけるＱｏＳ（Quality-of-Service）ルーティングは、関心を得つつある。ＱｏＳを提供するため、プロトコルは、経路を発見することが必要なだけでなく、経路に沿ったリソースの安全を確保することが必要である。ネットワークの制限及び供給される帯域幅のため、及びこれら制限されたリソースを考慮及び制御することができるセントラルコントローラがないため、ノードは、ＱｏＳ経路のために必要とされるリソースを管理するため、互いに交渉しなければならない。このことは、頻度の高いトポロジー変化により更に複雑にされる。これらの制約のため、ＱｏＳルーティングは、ベストエフォートルーティングよりも多くの需要がある。
【０００９】
ＱｏＳルーティングアプローチの幾つかの例は、Chenxi Zhuによる“Medium Access Control and Quality-of-Service Routing for Mobile Ad
Hoc Networks”2001と題された出版物、及びM. Mirhakkak等による“Dynamic Quality-of
Service for Mobile Ad Hoc Networks”MITRE Corp., 2000と題された出版物に説明されている。Zhuは、そのトポロジーが低レートから中間レートで変化する小さなネットワークにおいて、帯域幅が保証されたＱｏＳ経路を確立するころを開示している。Mirhakkak等は、ネットワークがこのレンジ内でサービスを提供するための委託を行う間にＱｏＳの範囲を指定するリソース予約要求に関わっている。
【００１０】
モバイルアドホックネットワークと関連する領域は、別のノードへのリンクが使用可能であるかをどのように判定すべきかである。言い換えれば、所定のノード間のリンクパフォーマンス又は品質が低下する場合があるが、現在のモバイルアドホックネットワークプロトコルは、かかる特性を監視していない。典型的なＩＥＥＥ規格802.11に準拠するワイヤレスネットワークは、もはやビーコンが聞こえないときに、イントラストラクチャモードにおいてのみ、劣化されたリンクパフォーマンスに反応する。また、ＤＳＲのようなルーティングプロトコルは、故障されたリンクについて、ＭＡＣ／ＰＨＹレイヤの基準に依存する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述された背景に鑑みて、本発明の目的は、モバイルアドホックネットワークにおいてリンク品質をより高い精度で測定することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るこの目的、特徴及び利点、並びに他の目的特徴及び利点は、モバイルアドホックネットワークでリンク品質を監視するための方法により提供される。モバイルアドホックネットワークは、複数の無線通信リンクにより互いに接続される複数のモバイルノードを含んでいる。本方法は、それぞれのノードで、近隣のノードへのリンクの送信のための送信情報を記録するステップ、記録された送信情報に基づいて、該近隣のノードへのリンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算するステップ、及び計算されたパケット誤り率に基づいて該近隣のノードへのリンクのそれぞれについてリンク品質を決定するステップを含んでおり、該送信情報は、パケットサイズ送信データ、パケットサイズ受信データ、コリジョンデータ及び／又はリトライデータを含んでいることが好ましい。
【００１３】
近隣のノードへのリンクのそれぞれのリンク品質は、閾値と比較される場合があり、決定されたリンク品質に基づいて、新たなルート発見及び／又はチャネル発見が実行される場合がある。パケット誤り率は、時間を通して近隣のノードに送信されたパケットの送信パケット誤り率、及び時間を通して近隣のノードから送信されたパケットの受信パケット誤り率、及び時間を通して全ての近隣のノードのための集合的なパケット誤り率に基づいて、リンクのそれぞれについて計算されることが好ましい。パケット誤り率（ＰＥＲ）は、ＰＥＲ＝ａ*（ＰＥＲAB＋ＰＥＲBA）／２ ＋ ｂ*ＰＥＲAGGとしてリンクのそれぞれについて計算される場合がある。ここでａ及びｂは、１に等しく結合される重み付け係数である。ＰＥＲABは、時間を通して近隣のノードに送信されたパケットについて、送信されたパケット誤り率である。ＰＥＲBAは、時間を通して近隣するノードから送信されたパケットについて、受信されたパケット誤り率であり。ＰＥＲAGGは、時間を通して近隣のノードについて、集合的なパケットレートである。
【００１４】
送信されたパケット誤り率は、近隣のノードに送信されたバイト数に関する、近隣のノードにより受信されたとして認められたバイト数の比である場合がある。受信されたパケット誤り率は、近隣のノードにより送信されたバイト（又はパケット）数に対する、誤って受信されたバイト（又はパケット）数の比である場合がある。さらに、集合的なパケット誤り率は、送信されたパケットの隣接するシーケンス番号及び隣接していないシーケンス番号に基づいている場合がある。
【００１５】
また、本発明に係る目的、特徴及び利点は、モバイルアドホックネットワークにより提供される。このモバイルアドホックネットワークは、複数のモバイルノード、及び該複数のモバイルノードを互いに接続する複数の無線通信リンクを含んでいる。それぞれのモバイルノードは、無線通信リンクを介して複数のノードのうちの他のノードと無線通信する通信装置、及び該通信装置を介して通信を経路制御するコントローラを含んでいる。コントローラは、近隣のノードへのリンクでの送信のための送信情報を記録する送信情報レコーダ、記録された送信情報に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算するパケット誤り率カリキュレータ、及び計算されたパケット誤り率に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてリンク品質を決定するリンク品質決定ユニットを含んでいる。
【００１６】
さらに、送信情報は、パケットサイズ送信データ、パケットサイズ受信データ、コリジョンデータ及び／又はリトライデータを含んでいることが好ましい。また、コントローラは、決定されたリンク品質に基づいて、新たな経路発見を実行する経路発見ユニット、及び／又は決定されたリンク品質に基づいて新たなチャネル発見を実行するチャネル調査ユニットを含んでいる場合がある。パケット誤り率カリキュレータは、時間を通して近隣のノードに送信されるパケットの送信パケット誤り率、時間を通して近隣のノードに送信されたパケットの受信パケット誤り率、及び時間を通して全ての近隣のノードの集合的なパケット誤り率に基づいて、リンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算する。パケット誤り率（ＰＥＲ）は、ＰＥＲ＝ａ*（ＰＥＲAB＋ＰＥＲBA）／２ ＋ ｂ*ＰＥＲAGGとして、リンクのそれぞれについて計算される場合がある。ここでａ及びｂは、１に等しく結合される重み付け係数である。ＰＥＲABは、時間を通して近隣のノードに送信されるパケットの送信パケット誤り率であり、ＰＥＲBAは、時間を通して近隣のノードから送信される送信されるパケットの受信パケット誤り率であり、及びＰＥＲAGGは、時間を通して近隣のノードの集合的なパケット誤り率である。送信されたパケット誤り率は、近隣のノードに送信されるバイト数に関する、近隣のノードにより受信されたとして認められるバイト数の比であることが好ましい。同様に、受信されたパケット誤り率は、近隣のノードにより送信されたバイト（又はパケット）数に対する、誤って受信されたバイト（又はパケット）数の比である場合がある。また、集合的なパケット誤り率は、送信されたパケットの隣接するシーケンス番号及び隣接していないシーケンス番号に基づいている場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好適な実施の形態が示される添付図面を参照して、本発明が以下に十分に説明される。しかし、本発明は、多くの異なる形式で実施される場合があり、本実施の形態で述べる実施の形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、この開示が詳細かつ完全であって、当業者に対して本発明の範囲を十分に伝達するように、これらの実施の形態が提供される。同じ参照符号は、全体を通して同じ構成要素を示し、プライム表記は、代替的な実施の形態で類似の構成要素を示すために使用される。
【００１８】
当業者により理解されるように、本発明の一部は、方法、データ処理システム、又はコンピュータプログラムプロダクトとして実施される場合がある。したがって、本発明のこれらの部分は、全体的なハードウェアの実施の形態、全体的なソフトウェアの実施の形態、又はソフトウェア態様とハードウェア態様とを結合する実施の形態の形式をとる場合がある。さらに、本発明の一部は、媒体でのコンピュータ読取り可能なプログラムコードを有するコンピュータで使用可能な記憶媒体でのコンピュータプログラムプロダクトである場合がある。いずれか適切なコンピュータ読取り可能な媒体は、限定されるものではないが、スタティックストレージデバイス、ダイナミックストレージデバイス、ハードディスク、光ストレージデバイス、磁気ストレージデバイスを含めて利用される場合がある。
【００１９】
本発明の実施の形態に係る方法、システム及びコンピュータプログラムプロダクトを説明するフローチャートを参照して、本発明が以下に説明される。説明のブロック、説明におけるブロックの組み合わせは、コンピュータプログラムの命令により実現できることを理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータのプロセッサ、特定用途コンピュータのプロセッサ、又はコンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行する命令が１以上のブロックで指定される機能を実現するように、マシンを生成する他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに供給される。
【００２０】
また、これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ読取り可能なメモリに記憶され、このコンピュータ読取り可能なメモリは、コンピュータ読取り可能なメモリに記憶される命令が、フローチャートの１以上のブロックで指定される機能を実現する命令を含む製品となるように、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置に特定の方式で機能することを指示することができる。また、コンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置にロードされ、コンピュータにより実現される処理を生成するため、コンピュータ又は他のプログラマブル装置で一連の動作ステップを実行させ、コンピュータ又は他のプログラマブル装置で実行する命令は、フローチャートの１以上のブロックで指定される機能を実現するためのステップを提供する。
【００２１】
図１〜図５を参照して、以下、モバイルアドホックネットワーク２０におけるリンク品質を監視するための方法が説明される。ネットワーク２０は、ソースノード１と、ソースノードとの間に中間モード２，３及び５を持つ目的地ノード４を含む複数のモバイルノード３０を含んでいる。ラップトップコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）又は携帯電話のようなノード３０は、当業者により理解されるように無線通信リンク３２により接続される。多くのルーティングプロトコルは、リアクティブ（オンデマンド）プロトコルであり、必要なときにのみであって経路を必要とする目的地への経路制御情報を収集し、一般に、ある時間の後に不使用の経路を維持しない。他のルーティングプロトコルは、プロアクティブであり、全ての時間で全ての目的地への経路を保持する。さらに、ＺＲＰのようなハイブリッドルーティングプロトコルが存在する。しかし、これらのタイプのルーティングプロトコルのそれぞれは、制限された時間の間であっても、多くの目的地へのテーブル又は経路のキャッシュを生成及び維持する場合がある。
【００２２】
典型的なリアクティブルーティングアプローチは、目的地ノード４へのルーティングを発見するため、ソースノード１から経路要求ＲＲＥＱを送信することを含んでいる。処理詳細には、所与の目的地ノード４への新たな経路が必要とされるとき、ソースノード１は、ＲＲＥＱパケットを目的地ノードにブロードキャストする。かかるＲＲＥＱパケットは、ＤＳＲ又はＡＯＤＶのようなルーティングプロトコルで使用される。従来のＲＲＥＱブロードキャストは、「ベストエフォート」サービスのために使用される。本発明の方法は、ベストエフォートサービスのためのプロトコルにより確立された従来の手順になお従う場合がある。
【００２３】
さらに、リアクティブルーティングアプローチは、ノードが経路要求ＲＲＥＱをサポートすることができるかを判定するそれぞれの中間ノード２，３及び５を典型的に含んでいる。ノードが特定の要求ＲＲＥＱをサポートすることができない場合、要求が拒否されるか、又は単にノードにより送出されない。たとえばノード３であるノードが特定の要求ＲＲＥＱをサポートすることができる場合、ノードは、他の中間ノード２及び５に経路要求を送出し、そのルート要求についてノードリソースを一時的に確保する。また、中間ノード２及び５は、ノード３から送出された経路要求ＲＲＥＱをサポートすることができるかを判定しなければならない。その場合、経路要求ＲＲＥＱは、目的地ノード４に送出される。
【００２４】
目的地ノード４は、経路要求ＲＲＥＱを受信することに応じて、それぞれ発見された経路についてリプライＲＲＥＰをソースノード１に発生する。言い換えれば、目的地ノード４は、たとえば、１−２−４又は１−３−５−４を含めて、様々な可能性のある経路のいずれかからの該送出された経路要求ＲＲＥＱを受信している場合がある。リプライＲＲＥＰは、それぞれのケースについて生成される。次いで、ソースノード１は、可能性のあるルートを先に説明されたようなルーティングテーブル又はキャッシュに追加する場合がある。次いで、ソースノード１は、目的地ノード４への経路を選択し、ソースノードは、選択された経路の中間ノードに経路確認ＣＯＮＦを送信する場合がある。これは、クオリティオブサービス（ＱｏＳ）ルーティングのようなベストエフォートアプローチ以外のルーティングアプローチを使用して、システムにおける選択されたルートのリソースの使用を確認することである。
【００２５】
勿論、ソースノード１は、たとえば１−２−４又は１−３−５−４のような複数の発見された経路のうちの１つに沿って、メッセージデータを目的地ノード４に送信する。メッセージデータを分散することは、改善された信頼性のために複数の発見された経路に沿って複製メッセージデータを分散することを含む。本実施の形態で使用されるように、「メッセージデータ」は、当業者により理解されるように（限定されるものではないが）ビデオデータ、オーディオデータ、アルファベットデータ等を含めて、モバイルアドホックネットワークにおけるノード間で送出されるいずれかのデータを含むことが意図される。
【００２６】
また、中間ノード２，３及び５、及び／又は目的地ノード４は、ノードが経路要求ＲＲＥＱをサポートし続けることができるかを検出する場合がある。ノードが要求ＲＲＥＱサポートし続けることができない場合、ノードは、エラー通知ＲＥＲＲをソースノード１に発生する場合がある。ソースノード１は、他の発見された経路の使用を維持する一方で、エラー通知ＲＥＲＲの受信に応じて、故障された経路を経路テーブルから除く場合がある。しかし、必要であれば、ソースノード１は、目的地ノード４への新たなルーティングを発見するため、経路要求ＲＲＥＱを再び送信する場合がある。
【００２７】
先に説明されたリアクティブルーティングスキーム、又は従来のプロアクティブ又はハイブリッドルーティングスキームでは、ノードは、ビーコンがもはや聞こえないときに故障又は品質が低下したリンクに反応する。しかし、リンクがなお使用可能であるか又は所定の品質閾値に適合するかを判定するための知的な方法が存在しない。
【００２８】
したがって、本発明の方法は、ブロック１００（図２）で始まり、１以上のノード３０で、近隣のノードへのリンクで送信するための送信情報を記録すること（ブロック１０２）を含んでいる。送信情報は、送信されたパケットサイズ、受信されたパケットサイズ、衝突及び／又はリトライに関するデータを含んでいることが好ましい。かかる情報は、テーブル又はキャッシュに記憶され、連続的又は周期的に更新される。その後、本方法は、記録された送信情報に基づいて近隣のノード３０へのリンク３２のそれぞれについてパケット誤り率（ＰＥＲ）を計算することでブロック１０４に続く。
【００２９】
パケット誤り率は、ある時間を通して近隣のノードに送信されたパケットの送信されたパケット誤り率、ある時間を通して近隣のノードから送信されたパケットの受信されたパケット誤り率、及びある時間を通して全ての近隣のノードのための集合的なパケット誤り率に基づいて、それぞれのリンク３２について計算されるのが好ましい。パケット誤り率（ＰＥＲ）は、ＰＥＲ＝ａ*（ＰＥＲAB＋ＰＥＲBA）／２ ＋ ｂ*ＰＥＲAGGとして、それぞれのリンク３２について計算される場合があり、ここでａ及びｂは、１に等しく結合される重み付け係数である。ＰＥＲABは、時間を通して近隣のノードに送信されたパケットの送信されたパケット誤り率であり、ＰＥＲBAは、時間を通して近隣のノードから送信されたパケットの受信されたパケット誤り率である。ＰＥＲAGGは、時間を通して全ての近隣のノードのための集合的なパケット誤り率である。
【００３０】
送信されたパケット誤り率は、近隣のノードに送信されたバイト数に関する、近隣のノードにより受信されたとして認められたバイト数の比である場合がある。受信されたパケット誤り率は、近隣のノードにより送信されたバイト（又はパケット）数に対する、誤って受信されたバイト（又はパケット数）の比である場合がある。さらに、集合的なパケット誤り率は、送信されたパケットの隣接するシーケンス番号及び隣接していないシーケンス番号に基づいている場合がある。
【００３１】
ブロック１０６で、本方法は、計算されたパケット誤り率に基づいて、近隣のノードへのリンク３２のそれぞれについてリンク品質を決定することを含んでいる。近隣のノードへのリンク３２のそれぞれのリンク品質は、閾値と比較される場合があり（ブロック１０８）、決定されたリンク品質に基づいて、新たな経路発見及び新たなチャネル発見が実行される場合がある（ブロック１１０）。
【００３２】
説明される方法は、当業者により理解されるように、ＤＳＲ（Dynamic Source Routing）又はＡＯＤＶ（Ad-Hoc On-Demand Distance Vector）ルーティングのようなタイプのオンデマンド又はリアクティブルーティングプロトコル、ＤＳＤＶ（Destination
Sequenced Distance-Vector）ルーティングのようなプロアクティブルーティングプロトコル、又はＺＲＰ（Zone Routing Protocol）ルーティングのようなハイブリッドプロアクティブ／リアクティブプロトコルに適用することができる。
【００３３】
ここで、図６及び図７を更に参照して、本発明のシステム態様が説明される。説明されるように、モバイルアドホックネットワーク２０は、複数のモバイルノード３０、該複数のモバイルノードを互いに接続する複数の無線通信リンク３２を含んでいる。それぞれのモバイルノードは、無線通信であって、無線通信リンク３２を介して他のノードと一方向又は双方向に通信するルータ４０（図３）、及び通信装置４２を介して通信を経路制御するコントローラ４４を含んでいる。また、メモリ４６は、コントローラ４４の一部として含まれているか、又はコントローラに関して含まれている場合がある。
【００３４】
図４に示されるように、コントローラ４４は、近隣のノード３０へのリンク３２での送信のための送信情報を記録する送信情報レコーダ５０を少なくとも含んでいる。さらに、送信情報は、パケットサイズ送信データ、パケットサイズ受信データ、コリジョンデータ及び／又はリトライデータを含んでいることが好ましい。また、コントローラ４４は、記録された送信情報に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてパケット誤り率を計算するパケット誤り率計算部５２を含んでいる。パケット誤り率計算部５２は、時間を通して近隣のノードに送信されたパケットの送信パケット誤り率、時間を通して近隣のノードから送信されたパケットの受信パケット誤り率、及び時間を通して全ての近隣のノードのための集合的なパケット誤り率に基づいて、それぞれのリンク３２についてパケット誤り率を計算する。先に説明されたように、パケット誤り率（ＰＥＲ）は、ＰＥＲ＝ａ*（ＰＥＲAB＋ＰＥＲBA）／２ ＋ ｂ*ＰＥＲAGGとして、それぞれのリンクについて計算される場合があり、ここでａ及びｂは１に等しく結合される重み付け係数である。
【００３５】
ＰＥＲABは、時間を通して近隣のノードに送信されるパケットの送信パケット誤り率であり、ＰＥＲBAは、時間を通して近隣のノードから送信されたパケットの受信パケット誤り率であり、及びＰＥＲAGGは、時間を通して全ての近隣のノードのための集合的なパケット誤り率である。送信されたパケット誤り率は、近隣のノードに送信されたバイト数に関する、近隣のノードにより受信されたとして認められるバイト数の比であることが好ましい。同様に、受信されたパケット誤り率は、近隣のノードにより送信されたバイト（又はパケット）数に対する、誤って受信されたバイト（又はパケット）数の比である場合がある。また、集合的なパケット誤り率は、送信されたパケットの隣接するシーケンス番号及び隣接していないシーケンス番号に基づいている場合がある。かかる隣接していないシーケンス番号は、失われたパケットを意味する。
【００３６】
また、コントローラ４４は、計算されたパケット誤り率に基づいて、近隣のノードへのリンクのそれぞれについてリンク品質を決定するリンク品質決定部５４を含んでいる。また、コントローラ４４は、決定されたリンク品質に基づいて新たな経路発見を実行する経路発見部５６、及び／又は決定されたリンク品質に基づいて新たな経路発見を実行するチャネル調査部５８を含んでいる場合がある。
【００３７】
本発明は、レコードの同じ出願人により2002年4月29日に提出された継続中の出願であるシリアル番号10/134,862（代理人事件番号51261）に記載されるような、複数の利用可能なチャネルの効果的な利用のため、モバイルアドホックネットワークにおける動的なチャネル割り当てを利用する場合があり、該継続中の出願は、引用によりその完全な形で本実施の形態に盛り込まれる。説明されたように、IEEE802.11aのようなIEEE802.11のスピンオフは、５ＧＨｚ帯域におけるＩＳＭスペクトルを利用している。この帯域では、多くのチャネルをサポートするために利用可能な更に多くの帯域幅が存在する。結果として、８０２．１１ノードにチャネルを自動的に割り当てるためのプロセスは重要である。かかるチャネル判定は、現在のチャネル利用及び他のチャネルのサンプリングに基づいている。ダイナミックチャネル選択を使用することで、スペクトルが一様に使用されるので良好なパフォーマンスが提供される。さらに、予め決定されたリンク品質がチャネルを使用して現在のノード／ステーションについて維持されるように、チャネルの使用が調節される。
【００３８】
要するに、本発明によれば、ノードは、パケット誤り率（ＰＥＲ）、遅延、コンテンション等の観点でリンク品質を決定することで、別のノードへのリンクのパフォーマンスをモニタする。リンク品質が閾値を下回る場合、ノードは別の経路（又は別のチャネル）を探し出す。それぞれ次のホップについて、本発明は、たとえば、送信されたパケットサイズ、受信されたパケットサイズ、コリジョンカウント及びリトライカウントを記録する。
【００３９】
その後、ＰＥＲは、ＰＥＲ＝ａ*（ＰＥＲAB＋ＰＥＲBA）／２ ＋ ｂ*ＰＥＲAGGとして、それぞれ次のホップのために予測され、ここでａ及びｂは、１に合計される重みであり、ＰＥＲABは、時間Ｔを通してノードＡからノードＢに送信されるパケットのＰＥＲであり、ＰＥＲBAは、時間Ｔを通してノードＡにノードＢから送信されるパケットのＰＥＲである。ＰＥＲAGGは、時間Ｔを通して全ての近隣のノードのための集合ＰＥＲである。
【００４０】
ＰＥＲABは、認識されるバイト数を追跡し、ノードＢに送信される全体のバイト数で割ることで計算される場合があるが、衝突は本来リンク品質の現象ではないので、計算において衝突をカウントすることではない。ノード１がノード２に承認を送出した場合、ノード２からリトライを受信するが、ノード１からの承認が失敗したことを意味する。
【００４１】
また、ＰＥＲABは、受信された信号−雑音比（Ｓ／Ｎ）を使用し、その変調タイプについてビット誤り率（ＢＥＲ）で到達するためのビット当たりのエネルギー−雑音電力スペクトル密度（Ｅｂ／Ｎｏ）の比に変換し、次いで、誤ったビットの平均の数を計算することで計算される場合がある。データレート及び変調タイプは、パケットのセグメントの間に変化する場合がある。ＰＥＲAGGは、全ての送信に関する開始を記録することを含んでいることが好ましい。たとえば、隣接していないシーケンス番号は失われたパケットを意味する。送信又は正しく受信された再送信の平均サイズは、ＰＥＲ計算の目的で使用される場合がある。ＰＥＲAB及びＰＥＲBAに関する履歴がないときにＰＥＲAGGが支配的に使用されるように、係数ａ及びｂが重み付けされる場合がある。また、ＰＥＲAB及びＰＥＲBAに関する豊富な履歴があるときにＰＥＲAGGがほんの少し使用されるように、係数ａ及びｂが重み付けされる場合がある。現在のＭＡＮＥＴアルゴリズムは、標準的なＭＡＣ／ＰＨＹエラー基準に依存し、このＭＡＣ／ＰＨＹエラー基準は、ＭＡＮＥＴを念頭に置いて構築されない。本発明は、より高い精度でリンク品質を測定するため、より多くの情報を使用する。このことは、粗悪なリンクを早期に検出する役割を果たし、不成功を有していた良好なリンクを断念するのを回避する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るモバイルアドホックネットワークの概念図である。
【図２】本発明に係るモバイルアドホックネットワークにおけるリンク品質を監視するための方法ステップを説明するフローチャートである。
【図３】本発明のネットワークに従うノードのルータを説明するブロック図である。
【図４】図３におけるルータのコントローラの詳細を説明するブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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