(57)【要約】無線ネットワークにおいてデータを伝送するシステム及び方法を提供する。ルーティング・テーブル情報は、各使用可能ノードに関連づけられたシステムの重みを含む。各使用可能ノードに関連づけられた他の要素の中でも、システムの重み、サービス品質要件に少なくとも部分的に基づいて、最適なノードが選択される。ノードは、好ましくはパケット単位ごとに選択される。
2005531173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワーク内での使用に適合したノードであって、
他の複数のノードの少なくとも１つに信号を送信するように適合されたトランシーバと、
前記他の複数のノードそれぞれに関連づけられた、それぞれのネットワークの重みを有するデータを含むルーティング情報を格納するように適合されたメモリと、
前記ネットワークの重みに基づいた前記他のノードの１つに前記信号を送信するための前記トランシーバを制御するように適合されたコントローラと、を備えたノード。
【請求項２】
前記他の複数のノードがそれぞれ、複数のネットワークの１つに関連づけられ、かつ前記ネットワークの重みがそれぞれ、前記ネットワークのそれぞれ１つに関連づけられる、請求項１に記載のノード。
【請求項３】
前記ノードが、アドホック（ａｄ−ｈｏｃ）無線ネットワークを含む前記通信ネットワーク内で機能するように適合された、請求項１に記載のノード。
【請求項４】
前記通信ネットワークが、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークを含む、請求項３に記載のノード。
【請求項５】
前記コントローラが、送信電力レベル、受信した信号強度指示、リンク品質、及びサービス品質要件でなるグループから選択された複数の要素の少なくとも１つにさらに基づいた前記他のノードの１つに前記信号を送信するための前記トランシーバを制御するようにさらに適合された、請求項１に記載のノード。
【請求項６】
前記コントローラが、前記ネットワークの重み及び前記複数の要素に基づいた前記他の複数のノードそれぞれにコストを割り当てるように適合された、請求項５に記載のノード。
【請求項７】
前記コントローラが、各ノードに割り当てられた前記コストに基づいた前記他の複数のノードの１つを選択するように適合された、請求項６に記載のノード。
【請求項８】
前記コントローラが、パケット単位ごとに、前記他の複数のノードの１つを選択するように適合された、請求項１に記載のノード。
【請求項９】
前記コントローラが、パケット単位ごとに、前記他の複数のノードそれぞれにコストを割り当てるように適合された、請求項６に記載のノード。
【請求項１０】
前記コントローラが、最低コストに関連づけられた、前記他のノードの少なくとも１つを選択する、請求項７に記載のノード。
【請求項１１】
前記ルーティング情報が、ルーティング・テーブルを含み、前記コントローラが、前記ネットワークの重み及び前記ルーティング・テーブルに基づいた前記他のノードの１つに前記信号を送信するための前記トランシーバを制御するようにさらに適合された、請求項１に記載のノード。
【請求項１２】
送信を受信するための１群の使用可能ノードを決定し、
各使用可能ノードに関連づけられたネットワーク識別を判定し、
各ネットワーク識別に関連づけられた、ネットワークの重みを判定し、
前記ネットワークの重みに基づいて、各使用可能ノードへの送信に関連するコストを計算し、
前記コストに基づいて、前記使用可能ノードの１つを選択し、
前記選択されたノードにデータを送信する、ステップを備えた通信ネットワークを制御する方法。
【請求項１３】
１群の使用可能ノードを決定する前記ステップが、ルーティング・テーブルを検索することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
経路広告を受信し、かつ、前記ルーティング・テーブルを更新するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記通信ネットワークが、アドホック無線ネットワークを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記通信ネットワークが、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記コストを計算するステップが、送信電力レベル、受信した信号強度指示、リンク品質、及びサービス品質要件でなるグループから選択された複数の要素の少なくとも１つに基づいて、前記コストを計算することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記選択するステップが、最低コストに関連づけられた前記使用可能ノードを選択することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記選択するステップ及び送信するステップが、パケット単位ごとに実施される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
通信ネットワークを制御するように適合された命令からなるコンピュータ読取り可能媒体であって、
送信を受信するための１群の使用可能ノードを決定するために、前記通信ネットワークを制御するように適合された第１の命令群と、
各使用可能ノードに関連づけられたネットワーク識別を判定するために、前記通信ネットワークを制御するように適合された第２の命令群と、
各ネットワーク識別に関連づけられた、ネットワークの重みを判定するために、前記通信ネットワークを制御するように適合された第３の命令群と、
前記ネットワークの重みに基づいた各使用可能ノードへの送信に関連するコストを計算するために、前記通信ネットワークを制御するように適合された第４の命令群と、
前記コストに基づいて、前記使用可能ノードの１つを選択するために、前記通信ネットワークを制御するように適合された第５の命令群と、
前記選択されたノードにデータを送信するために、前記通信ネットワークを制御するように適合された第６の命令群と、を備えたコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２１】
前記第１の命令群が、前記使用可能ノードを決定するために、ルーティング・テーブルを検索するようにさらに適合された、請求項２０に記載の、命令からなるコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２２】
経路広告を受信し、かつ前記ルーティング・テーブルを更新するために、前記通信ネットワークを制御するように適合された第７の組の命令をさらに備えた、請求項２１に記載の、命令からなるコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２３】
前記通信ネットワークが、アドホック無線ネットワーク内のノードを備えた、請求項２０に記載の、命令からなるコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２４】
前記無線ネットワークが、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークである、請求項２３に記載の、命令からなるコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２５】
前記第４の命令群が、送信電力レベル、受信した信号強度指示、リンク品質、及びサービス品質要件でなるグループから選択された複数の要素の少なくとも１つに基づいて、前記コストを計算するために、前記ネットワークを制御するようにさらに適合された、請求項２０に記載の、命令からなるコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２６】
前記第５の命令群が、最低コストに関連づけられた前記使用可能ノードを選択するようにさらに適合された、請求項２０に記載の、命令からなるコンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２７】
前記第５群及び第６群の命令が、パケット単位ごとに実行される、請求項２０に記載の、命令からなるコンピュータ読取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々なネットワーク・オペレータに関連づけられた重みを用いて、８０２．１１ネットワークなどのネットワーク内でのレイヤ２（Ｌａｙｅｒ  ＩＩ）ルーティングにおいて最適なリンクを決定するシステム及び方法に関する。より詳細には、本発明は、ノードの間でデータ・パケットを送信するのに最も適したリンクを選択するために、重なり合った様々なシステム環境において特定のネットワーク・システムに関連づけられるリンクに割り当てられた重みを用いて、８０２．１１ネットワークなどの通信ネットワーク内のノードの間の最適経路を計算するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、「アドホック（ａｄ−ｈｏｃ）」ネットワークとして知られるタイプのモバイル通信ネットワークが開発されている。このタイプのネットワークでは、各ユーザ端末（これ以降、「モバイル・ノード」と呼ぶ）は、他のモバイル・ノードのための基地局としてもルータとしても操作することができ、したがって基地局の固定基盤（ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の必要性をなくすことができる。したがって、ソース・モバイル・ノードから宛先モバイル・ノードに送信されるデータ・パケットは、通常、宛先モバイル・ノードに到達するまでにいくつかの中間モバイル・ノードを介して経路指定される。
【０００３】
アドホック・ネットワークの詳細は、参照としてその内容全体が本明細書に組み込まれている、Ｍａｙｏｒに対する米国特許第５，９４３，３２２号において述べられている。モバイル・ノードが従来のアドホック・ネットワーク内で互いに通信することを可能にすることに加え、さらに、モバイル・ノードが固定ネットワークにアクセスし、したがって公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）及びインターネットなどの他のネットワーク上などの他のタイプのユーザ端末と通信することを可能にする、より高度なアドホック・ネットワークも開発されている。こうしたタイプのアドホック・ネットワークの詳細は、２００１年６月２９日に出願した米国特許出願第０９／８９７，７９０号「Ａｄ  Ｈｏｃ  Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｄ  ｔｏ  ｔｈｅ  ＰＳＴＮ  ａｎｄ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、２００１年３月２２日に出願した米国特許出願第０９／８１５，１５７号「Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｄ−Ｈｏｃ，Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ  Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ  ｔｏ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｄａｔａ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｗｉｔｈ  Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ」、及び２００１年３月２２日に出願した米国特許出願第０９／８１５，１６４号「Ｐｒｉｏｒｉｔｉｚｅｄ−Ｒｏｕｔｉｎｇ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｄ−Ｈｏｃ，Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ，Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ」に記述されており、前記特許出願それぞれの内容全体が、参照として本明細書に組み込まれている。
【０００４】
当業者には理解され得るであろうが、ノードが、宛先ノードにパケット化されたデータを送信するとき、ノードは、通常、そのルーティング・テーブルを検査して、宛先ノードがそのルーティング・テーブルに含まれているかどうか判定する。宛先ノードがノードのルーティング・テーブルに含まれている場合、データは、宛先ノードにつながる経路を介して伝送される。宛先ノードがノードのルーティング・テーブルに列挙されていない場合、パケットは、ノードのルーティング・テーブルに列挙されている１つ又は複数の他のノードに送信され、そうした他のノードが、そのルーティング・テーブルに宛先テーブルが列挙されているかどうか判定する。この処理は、データ・パケットが最終的に宛先ノードに到達するまで続く。
【０００５】
こうしたタイプのアドホック・ネットワークでは、ソース・ノードと宛先ノードの間でデータ・パケットを経路指定するための中間ノードの経路を決定するのに用いられるアルゴリズムは一般に、ソース・ノードと宛先ノードの間の最短距離に基づき、又は、データ・パケット移送媒体が無線であると仮定すると、その経路指定を実施するのに必要とされる最小電力に基づく。しかし、このようなアルゴリズムは、データ・パケットの受渡しに関連するコストを必ずしも最適化するわけではない。例えば、データ・パケットの経路指定は、中間ノードにおける輻輳のせいで遅延させられる場合がある。また、データ・パケットの受渡しの失敗が、ノードの間のノイズのある無線リンク上で起こり得る。さらに、ノードの多くがモバイルなので、リンクの状態は絶えず変わり得る。最後に、一部の経路は、別のネットワークに属す機器の使用を必要とし、したがって受渡しのための追加コストを被る場合がある。
【０００６】
現在、アドホック無線通信ネットワーク、特に、８０２．１１標準に従って動作する端末を利用したそうしたネットワークは、ノードの間でのデータ・パケットの送信に使うリンクの適切性を判定するとき、「ネットワーク外部の」機器の使用に関連するコストを考慮しない。８０２．１１標準の詳細は、ＩＳＯ／ＩＥＣ８８０２−１１、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ８０２．１１「Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  −  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  −  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ」、Ｐａｒｔ  １１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓに述べられており、その内容全体が参照として本明細書に組み込まれている。また、８０２．１１標準の記述内容は、Ｂｏｂ  Ｏ’Ｈａｒａ及びＡｌ  Ｐｅｔｒｉｃｋによる、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  Ｈａｎｄｂｏｏｋ：Ａ  Ｄｅｓｉｇｎｅｒ’ｓ  Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ、ＩＥＥＥ、１９９９という本において見られ、その内容全体が参照として本明細書に組み込まれている。
【０００７】
セルラー・システムでは、異なるセルラー・システムのオペレータが互いに共同契約を行うことによって、どちらのシステムの加入者も、両方のシステムの基盤を利用できるようにすることが一般的である。セルラー・システムのオペレータは、通常、各システムがどのようにして別のシステムの加入者によるシステムの使用を計上し、そうした使用に対して補償されるかを定めるシステム間サービス内容合意書を作成する。このようにして、セルラー・システムのオペレータは、より多くの基盤、したがってより広いカバー・エリアへのアクセスを加入者に提供することができる。
【０００８】
同様に、多数のアドホック・ピアツーピア・ネットワークのサービス・エリアが重なる可能性もある。サービス・エリアが重なる場合、多数のネットワークのオペレータが、システム間のサービス内容合意に参入して、多数のシステム内のネットワーク・エレメントの間での協働的な経路指定を可能にすることがしばしば有利である。残念ながら、このシステムでは、システム・オペレータが、より多くのトラフィック・シェアを獲得し、又はトラフィック負荷によって別のシステムを枯渇させるために経路を誤って広告するという不正及び悪用の機会がある。不正又は悪用がない場合でも、システム・オペレータは、各経路において使用される基盤に関連づけられたシステムに従って、選択的に経路を選ぶことが有利であろう。
【０００９】
したがって、ノードの間での、データ・パケットの経路指定にどのリンクを使うかを決定するために、８０２．１１ネットワークなどの無線アドホック通信ネットワークが、ノードの間の様々なリンクに関連づけられたコストを評価することを可能にするシステム及び方法が必要である。コストは、リンクに従って機器が属すシステム、及びシステム・オペレータの間で実施されているシステム間のサービス内容合意に少なくとも部分的に基づく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、別のエンティティによって制御される基盤ノードを介してパケットを伝送するためのコストを考慮することによって、無線ネットワークの動作コストを最小限にするシステム及び方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、使用可能ノード、及び使用可能ノードに関連づけられたネットワーク・オペレータを識別し、信頼できるシステムのみを介してパケットを伝送することによって、アドホック無線ネットワークのセキュリティを向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
こうした目的及び他の目的は、無線ネットワーク内で通信を行うシステム及び方法を提供することによって、ほぼ達成される。本発明によるシステムは、他の複数のノードの少なくとも１つに信号を送信するように適合されたトランシーバを備える１つのノードを利用する。このノードは、ルーティング情報を格納するメモリをさらに含み、この情報は、他の各ノードに関連づけられたシステムの重みを含むルーティング・テーブルの形でよい。このノードは、ルーティング・テーブル及び各ノードに関連づけられたシステムの重みに基づいて、複数のノードの１つに信号を送信するトランシーバを制御するように適合されたコントローラをさらに含む。
【００１３】
本発明は、通信システムを制御する方法の形でさらに実施される。この方法は、ルーティング・テーブルから１群の使用可能ノードを決定すること、各使用可能ノードに関連づけられたシステム識別を判定すること、各システム識別に関連するシステムの重みを判定すること、システムの重みに基づいて、各使用可能ノードへの送信に関連するコストを計算すること、コストに基づいて使用可能ノードの１つを選択すること、及び選択されたノードにデータを送信することを含む。
【００１４】
本発明のこうした目的及び他の目的、利点並びに新規な特徴は、添付の図面と併せ読むと、以下の詳細な説明からより容易に理解されよう。
【実施例】
【００１５】
図面において、同じ番号は同じ特徴及び構造を指すことが理解されよう。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態を利用するアドホック・パケット交換無線通信ネットワーク１００の一例を示すブロック図である。具体的には、ネットワーク１００は、複数のモバイル無線ユーザ端末１０２−１〜１０２−ｎ（まとめてノード又はモバイル・ノード１０２と呼ばれる）と、ノード１０２に固定ネットワーク１０４へのアクセスを提供する複数のアクセス・ポイント１０６−１、１０６−２、．．．１０６−ｎ（まとめてノード又はアクセス・ポイント１０６と呼ばれる）を有する固定ネットワーク１０４とを含む。固定ネットワーク１０４は、他のアドホック・ネットワーク、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、及びインターネットなどの他のネットワークへのアクセスをノード１０２に提供するための、例えばコア・ローカル・アクセス・ネットワーク（ＬＡＮ）並びに複数のサーバ及びゲートウェイ・ルータを含む。ネットワーク１００は、他のノード１０２、１０６、又は１０７の間でデータ・パケットを経路指定する複数の固定ルータ１０７−１〜１０７−ｎ（まとめてノード又は固定ルータ１０７と呼ばれる）をさらに含む。
【００１７】
当業者には理解され得るであろうが、上で参照した、Ｍａｙｏｒへの米国特許第５，９４３，３２２号、米国特許出願第０９／８９７，７９０号、第０９／８１５，１５７号、及び第０９／８１５，１６４号に記載されているように、ノード１０２、１０６、及び１０７は、互いに直接通信することも、ノード１０２の間で送信されるデータ・パケット用の１つのルータ又はルータ群として動作する１つ又は他の複数のノード１０２、１０６、又は１０７を介して通信することもできる。具体的には、図２に示すように、各ノード１０２、１０６、及び１０７は、アンテナ１１０に結合されるとともにコントローラ１１２の制御下で、パケット化されたデータ信号などの信号をノード１０２、１０６、又は１０７との間で受信し送信することができるトランシーバ１０８を含む。パケット化されたデータ信号は、例えば音声、データ、又はマルチメディアを含むことができる。
【００１８】
各ノード１０２、１０６、及び１０７は、ネットワーク１００内のそのノード自体或いは他のノード１０２、１０６、又は１０７に関係するルーティング情報を特に格納することができる、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）などのメモリ１１４をさらに含む。ノード１０２、１０６、及び１０７は、例えば、新規ノード１０２がネットワーク１００に入ったとき、又はネットワーク１００内の既存ノード１０２が移動したとき、ルーティング広告又はルーティング・テーブル情報と呼ばれるそれぞれのルーティング情報を、ブロードキャスト機構を介して相互に定期的に交換する。ノード１０２、１０６、又は１０７は、そのルーティング・テーブルの更新をブロードキャストし、近くのノード１０２、１０６、又は１０７は、ブロードキャスト側ノード１０２、１０６、又は１０７のブロードキャスト範囲（例えば、無線周波数（ＲＦ）範囲）内にある場合にのみ、ブロードキャストされたルーティング・テーブルの更新を受信する。例えば、ノード１０２−１、１０２−２、及び１０２−７が、ノード１０２−６のＲＦブロードキャスト範囲内であると仮定すると、ノード１０２−６が、そのルーティング・テーブル情報をブロードキャストすると、その情報は、ノード１０２−１、１０２−２、及び１０２−７によって受信される。しかし、ノード１０２−３、１０２−４、及び１０２−５〜１０２−ｎが、ブロードキャスト範囲外にある場合は、そうしたノードはどれも、ノード１０２−６からブロードキャストされたルーティング・テーブル情報を受信しない。
【００１９】
図３は、様々なサービス・プロバイダ環境における、送信側ノード１１と受信側ノード１２の間の通信用の可能な３つの経路を示す。第１の経路は、ノード１１から、中間ノード１０を経由してノード１２までである。第１の経路において、関連する３つのノードはそれぞれ、サービス・プロバイダＡに関連づけられる。ノード１１からノード２０を経由してノード１２への第２の経路は、サービス・プロバイダＢに関連づけられたノード２０の使用を含む。最後に、ノード１１からノード３０を経由してノード１２への第３の経路は、サービス・プロバイダＣに関連づけられたノード３０の使用を含む。
【００２０】
サービス・プロバイダは、それ自体の基盤機器と、確立された共同契約を確立するのに用いられているシステム識別子及び各システムに関連づけられたシステムの重みを有するプロバイダ加入者の装置とを提供する。システムの重みからなるテーブルは、例えば、各ノード１０２、１０６、又は１０７のメモリ１１４に格納される。したがって、無線トランシーバは、その隣接リストから次のホップ経路を選択し始めるとき、可能な各リンクに関連づけられたシステムの重みを用いて、パケット経路の全コストを最小限にする。好ましくはサービス品質（ＱｏＳ）要件を含む他の考慮事項も、可能な経路からの選択を行うノードによって考慮され得ることに留意されたい。したがって、ノード１１が、３つの経路１１−２０−１２、１１−１０−１２、及び１１−３０−１２から選択を行うことができるとともに、他の要素が等しい場合、ノード１１は、別のプロバイダのノードを経由する、よりコストのかかる経路ではなく、「構内」経路を選択する。ただし、構内経路が使用不可能な場合は、ノードは、ＱｏＳ要件を維持するために、パケットを渡すのに経由すべき「外部」ノードを選択することができる。
【００２１】
図４は、本発明の実施形態による、次のホップ・リンクを選択する方法を示すフローチャートである。図２に示したようなノード１０２、１０６、１０７は、ステップ４００で、ノードから送信されたパケットを任意選択的に受信する。或いは、ノードは、送信されるべきパケットを発信することもできる。ステップ４０２で、近くのノードから経路広告が受信される。ノード１０２、１０６、１０７は、ステップ４０４で、受信した経路広告に基づいて、そのルーティング・テーブルを更新する。ステップ４０６で、ノードは、可能な「次のホップ」リンクの組を、ルーティング・テーブルに基づいて決定する。次の各ホップ・ノードに関連づけられたシステムｉｄが、ステップ４０８で判定される。次の可能ホップのリスト中の各システムｉｄごとに、ノードは、ステップ４１０で、各システムｉｄに関連づけられた重みを取り出し、各リンクに対して「システムの重み」を計算する。重みは、サービス・プロバイダの間のサービス・レベル共同合意に基づく。
【００２２】
各可能リンクのコストは、ステップ４１２で評価される。計算されたシステムの重みに加え、各可能リンクのコストは、他の可能な要素の中でも、リンクの持続性、送信電力、輻輳、及びＱｏＳ要件を考慮する。ステップ４１４で、ノード１０２、１０６、１０７は、最適な次のホップ・リンクを選択し、ステップ４１６で、パケットは、選択されたリンクを介して送信される。処理ステップ４００〜４１６は、好ましくは、送信される各パケットに対して繰り返される。
【００２３】
本発明は、非常に様々なネットワーク・トポロジ及びプロトコルに適用できることが理解されよう。したがって、例えば、ＩＰｖ４パケット・ネットワークにおいて、ＩＰサブネット番号（適切にマスクされている）が、ある特定のＩＰｖ４プロバイダを一義的に識別するのに使われる。同様に、経路指定が、リンク層機構によって増加し、又は交代された場合、レイヤ２識別子が、プロバイダを一義的に識別するのに使われる。
【００２４】
本発明によるシステム及び方法は、リンクを広告する「不正」ルータへの応答にはさらに有利である。不正ルータがオンラインになり、経路を広告した場合、本発明による装置は、不正ルータのシステムｉｄを調べる。本発明による装置は、不正ルータのシステムｉｄを与えられていないので、不正ルータを無視し、そうすることによって、セキュリティ上の危険を回避することができる。
【００２５】
上述した発明は、いくつかの方法で、アドホック・ピアツーピア無線ネットワークに有利に適用できることが当業者には理解されよう。一例として、上記の原理は、様々なプロバイダが重なり合っている環境におけるシステムの会計及び課金システムに適用することができる。このような実施形態では、ネットワーク・エレメントは、それが経路指定する各パケットをカウントする。このようにして、課金及び逆課金が、共有された経路指定を補償するのに用いられる。カウントは、好ましくは、経路指定された各パケットのソース又は宛先システムに基づいて行われる。課金情報は、ローカルなシステム識別子を使用するとみなすことができる。転送の方向に応じて、この識別子は、ソース・アドレスでも宛先アドレスでもよい。無線から無線への、又は無線から固定への転送では、好ましくはパケットのソースが用いられる。固定から無線への転送では、好ましくは宛先アドレスが用いられる。したがって、他のシステム・オペレータから使用される、ルーティング・サービス用の課金システムが提供される。
【００２６】
本発明のさらなる実施形態では、ルーティング・メトリックは、システム識別子の関数でよい。このようなシステムにおいて、ルーティング・テーブルは、パケットを発信し又は受信している無線トランシーバのシステム識別子に応じて最適経路を指定する。したがって、経路選択は、基盤所有者が、コストのかかるエレメントを回避するように、又は経路指定の補償を行わないシステムからのパケットの経路指定を回避するようにパケットを操作するようなやり方で起こる。
【００２７】
本発明は、重なり合う多数のネットワークが、単一のシステム内部での経路指定を保つことを可能にする点において有利である。本発明は、ネットワーク・オペレータが、そのシステムのコストを最適化することを可能にし、可能な経路を信頼できるシステム・エレメントに限定することによって、セキュリティの向上を可能にする。さらに、本発明は、ＱｏＳが、パケットの可能な経路によって制御されることを可能にする。さらに、本発明は、それを経由して経路指定すると追加コストを課し得る他のシステム・エレメントを用いることによって、ネットワーク内の輻輳が、必要な場合のみ迂回されることを可能にする。
【００２８】
当然ながら、本発明の原理は、ソース・ルーティング・ネットワークに適用できることが当業者には容易に理解されよう。ソース・ルーティング・ネットワークにおいて、ソース・ノードは、メッセージが、その宛先ノードまでの途上で、どのノードを横切るかを正確に決定する。一連のホップが、メッセージの部分として含められる。この場合、ソース・ノードは、各メッセージの経路を決定するために、他の要素の中でも、上述した「重み要素」を利用する。したがって、本発明は、各ノードが次のホップをそれぞれ独立に決定するネットワークに限定されることを意図しているのではなく、経路がソース・ノード又は他の何らかのノードで全体的又は部分的に定められるネットワークに適用されることを意図している。
【００２９】
以上、本発明のいくつかの例示的な実施形態のみを詳細に説明したが、本発明の新規な教示及び利点から著しく逸脱することなく、例示的な実施形態において多くの変更形態が可能であることが、当業者には容易に理解されよう。したがって、このようなすべての変更形態は、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲に含まれることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態による、様々なシステム環境におけるシステム間のサービス内容合意に基づいて、ノードの間のリンクのコストを評価するシステム及び方法を利用するアドホック無線通信ネットワークの一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すネットワークにおいて利用されるノードの構成要素の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による、図１に示すアドホック無線通信ネットワーク及び他のネットワークにおけるノードの間の異なる３つの経路に関連するコストの比較を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態による、最適経路を決定する方法を示すフローチャートである。
【図１】
2005531173.tif 000003
【図２】
2005531173.tif 000004
【図３】
2005531173.tif 000005
【図４】
2005531173.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月22日(2004.3.22)
【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】
ノードとそれ自体の無線アドホック・ピアツーピア（ａｄ−ｈｏｃ  ｐｅｅｒ−ｔｏ−ｐｅｅｒ）通信ネットワーク内の他のノードと通信するよう適合しかつ少なくとも１つの他の無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内の他のノードと通信するよう適合した前期ノードにおいて、該ノードは、
前記他のノードの少なくとも１つに信号を送信するように適合されたトランシーバを有し、
複数のネットワークの重みを有するデータを含むルーティング情報を格納するように適合されたメモリを有し、前記他のノードのそれぞれが、他のノードの動作中に前記ネットワークのそれぞれ１つを識別する、それぞれのネットワークに割り当てられたネットワークの重みを有し、
ネットワークの重みが所望の基準を満たす、前記他のノードの１つに前記信号を送信するための前記トランシーバを制御するように適合されたコントローラを有する、ノード。
【請求項２】
前記通信ネットワークの少なくとも１つが、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークを含む、請求項１に記載のノード。
【請求項３】
前記コントローラが、前記トランシーバを制御するようにさらに適合し、送信電力レベル、受信した信号強度指示、リンク品質、及びサービス品質要件からなるグループから選択された複数の要素のうちの少なくとも１つにさらに基づいた前記他のノードの１つに前記信号を送信する、請求項１に記載のノード。
【請求項４】
前記コントローラが、前記ネットワークの重みに基づいた前記他の複数のノードそれぞれに割り当てられる経済コストを算定するように適合された、請求項１に記載のノード。
【請求項５】
前記コントローラが、各ノードに割り当てられた前記経済コストに基づいた前記他の複数のノードの１つを選択するように適合された、請求項４に記載のノード。
【請求項６】
前記コントローラが、パケット単位ごとに、前記他の複数のノードの１つを選択するように適合された、請求項１に記載のノード。
【請求項７】
前記コントローラが、パケット単位ごとに、前記他の複数のノードそれぞれに割り当てられる前記経済コストを算定するように適合された、請求項４に記載のノード。
【請求項８】
前記コントローラが、最低経済コストに関連づけられた、前記他のノードの少なくとも１つを選択する、請求項５に記載のノード。
【請求項９】
前記ルーティング情報が、ルーティング・テーブルを含み、かつ前記コントローラが、前記ネットワークの重み及び前記ルーティング・テーブルに基づいた前記他のノードの１つに前記信号を送信するための前記トランシーバを制御するようにさらに適合された、請求項１に記載のノード。
【請求項１０】
無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内のノードを制御する方法において、
前記ノードは、それ自体の無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内の他のノードと通信するように適合し、かつ他の少なくとも１つの無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内の他のノードと通信するように適合し、前記方法は、
前記ノードからの送信を受信するための使用可能ノードを決定し、
各使用可能ノードに割り当てられたネットワーク識別を判定し、各ネットワーク識別はネットワーク識別を割り当てられた前記ノードが動作している前記ネットワークを識別し、
各ネットワーク識別に対応するそれぞれのネットワークの重みを判定し、
割り当てられたネットワーク識別に対応するネットワークの重みが所望の基準を満たす、前記使用可能ノードの１つを選択し、
前記ノードから前記選択されたノードにデータを送信する、方法。
【請求項１１】
１群の使用可能ノードを決定する前記ステップが、ルーティング・テーブルを検索することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
経路広告を受信するステップと、前記ルーティング・テーブルを更新するステップとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記通信ネットワークの少なくとも１つが、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ネットワークの重みに基づいた各使用可能ノードへの送信に関連する経済コストを計算するステップをさらに含み、
前記選択するステップが、前記経済コストに基づいた前記使用可能ノードの前記１つを選択する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
送信電力レベル、受信した信号強度指示、リンク品質、及びサービス品質要件でなるグループから選択された複数の要素の少なくとも１つに基づいたオーバヘッド・コストを計算することをさらに含み、
前記選択するステップが、前記オーバヘッド・コスト及び前記経済コストに基づいた前記使用可能ノードの前記１つを選択する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記選択するステップが、最低経済コストに関連づけられた前記使用可能ノードを選択することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記選択するステップ及び送信するステップが、パケット単位ごとに実施される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内のノードを制御するように適合した命令からなるコンピュータ読取り可能媒体であって、前記ノードは、これ自体の無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内の他のノードと通信し、かつ他の無線アドホック・ピアツーピア内の少なくとも１つの他のノードと通信するように適合し、前記コンピュータ読取り可能媒体は、
前記ノードからの送信を受信するための使用可能ノードを決定するために、前記ノードを制御するように適合された第１の命令群を有し、
各使用可能ノードに割り当てられたネットワーク識別を判定するために前記ノードを制御するように適合した第２の命令群を有し、各ネットワーク識別が、ネットワーク識別を割り当てられた前記ノードが動作している前記ネットワークを識別し、
各ネットワーク識別に対応するそれぞれのネットワークの重みを判定するために、前記ノードを制御するように適合された第３の命令群を有し、
割り当てられたネットワーク識別に対応するネットワークの重みが所望の基準を満たす、前記使用可能ノードの１つを選択するために、前記ノードを制御するように適合された第４の命令群を有し、
前記選択されたノードにデータを送信するために、前記ノードを制御するように適合された第５の命令群を有する、コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項１９】
前記第１の命令群が、前記使用可能ノードを決定するために、ルーティング・テーブルを検索するようにさらに適合された、請求項１８に記載の、コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２０】
経路広告を受信し、かつ前記ルーティング・テーブルを更新するために、前記ノードを制御するように適合された第６の命令群をさらに備える、請求項１９に記載の、コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２１】
前記通信ネットワークの少なくとも１つが、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークを含む、請求項１８に記載の、コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２２】
前記ネットワークの重みに基づいた各使用可能ノードへの送信に関連する経済コストを計算するために、前記ノードを制御するように適合された第６の命令群をさらに備え、
前記第４の命令群が、前記経済コストに基づいた前記使用可能ノードの１つを選択するために、前記ノードを制御するように適合された、請求項１８に記載の、コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２３】
送信電力レベル、受信した信号強度指示、リンク品質、及びサービス品質要件でなるグループから選択された複数の要素の少なくとも１つに基づいたオーバヘッド・コストを計算するために、前記ノードを制御するように適合された第７の命令群をさらに備え、かつ前記第４の命令群が、前記オーバヘッド・コスト及び前記経済コストに基づいた前記選択ノードを選択するために、前記ノードを制御するようにさらに適合された、請求項２２に記載の、コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２４】
前記第４の命令群が、最低経済コストに関連づけられた前記使用可能ノードを選択するようにさらに適合された、請求項２２に記載の、コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２５】
前記第４及び第５の命令群が、パケット単位ごとに実行される、請求項１８に記載の、コンピュータ読取り可能媒体。
【請求項２６】
無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内のノードを制御する方法において、
前記ノードは、それ自体の無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内の他のノードと通信するように適合し、かつ他の少なくとも１つの無線アドホック・ピアツーピア通信ネットワーク内の他のノードと通信するように適合し、前記方法は、
前記ノードが、それ自体のネットワーク内で動作する他のいずれかのノードと通信することができるかどうか判定し、
前記ノードが、それ自体のネットワーク内で動作する前記他のノードの少なくとも１つと通信することができる場合、前記他のノードの１つを、通信用に選択されたノードとして選択し、
前記ノードが、それ自体のネットワーク内で動作する他のどのノードとも通信することができない場合、それ自体のネットワークではない少なくとも１つのネットワーク内で動作する他のいずれかのノードと通信することができるかどうか判定し、前記他のノードのそれぞれが、前記ノードが動作している前記ネットワークを識別する、それぞれのネットワークの重みを割り当てられ、
前記ノードが、少なくとも１つの他のネットワーク内で動作する他の複数のノードと通信することができる場合、割り当てられたネットワークの重みが所望の基準を満たす、前記他のノードの１つを、通信用に選択された前記ノードとして選択する、ステップを含む方法。
【請求項２７】
前記ノードから前記選択されたノードにデータ・パケットを送信することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記判定するステップのそれぞれが、ルーティング・テーブルを検索して、前記ノードが通信を行うことができる使用可能ノードを決定することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記通信ネットワークの少なくとも１つが、ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記ステップのそれぞれが、パケット単位ごとに実施される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記ネットワークの重みのそれぞれが、前記ネットワークにおいて、前記ノードから前記ノードの１つにパケットを送信するための経済コストを表す、請求項２６に記載の方法。
【国際調査報告】
2005531173.tif 000007