(57)【要約】８０２．１１標準規格に準拠した無線アドホック通信ネットワークなどの通信ネットワークにおける送信ノードおよび受信ノード間の少なくとも一つの通信リンクを評価するシステムおよび方法。このシステムおよび方法において、各データ・パケットが前記送信ノードにより各リンクを通じて送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、各リンクに対して前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクにそれぞれ割り当てる動作が実行される。このシステムおよび方法によれば、前記２つのノード間で送信されるデータ・パケットの内容を審査して、ＴＰＬを割り出すことができるとともに、前記通信ネットワークの物理層から、前記ＲＳＳＩ値を受信することが可能である。したがって、本システムおよび方法によれば、追加のデータ・パケットを、前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信する際に使用するリンクを、前記リンク品質値に基づき判断できる。具体的に述べると、最高のリンク品質値を有するリンクが選択される。
2005519564.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した、前記通信ネットワーク内の送信ノードおよび受信ノード間の少なくとも一つの通信リンクを評価するシステムにおいて、
前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てるようにしたプロセッサを具備することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記２つのノード間で送信されるデータ・パケットの内容を審査して、前記ＴＰＬを割り出すようにしたパケット・アナライザをさらに具備する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記通信ネットワークの物理層から前記ＲＳＳＩ値を受信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサが、追加のデータ・パケットを、前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するかどうか、前記リンク品質値に基づき判断するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ネットワークにアドホック無線通信ネットワークが含まれ、前記プロセッサが、それぞれ前記アドホック無線通信ネットワーク内の無線ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに、前記リンク品質値を割り当てるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ネットワークに８０２．１１ネットワークが含まれ、前記プロセッサが、それぞれ前記８０２．１１ネットワーク内の無線８０２．１１ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに、前記リンク品質値を割り当てるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサが、前記リンク品質値を、等式ＬＱＲ＝１−（ＴＰＬ−ＲＳＳＩ）／（ＴＰＬ−ＲＳ）で表されるリンク品質率（ＬＱＲ）として計算することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサが、前記リンク品質値を、それぞれ、前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクの一つに割り当てるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサが、追加のデータ・パケットを前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するときに通る選択ルートとして、前記リンク品質値に基づき、前記通信リンクの中の一つを選択するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記選択ルートとして、前記通信リンクの中のリンク品質値が最も高い一つを選択することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサが、パケット当たりの前記リンク品質値を割り当てることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
通信ネットワーク内の送信ノードおよび受信ノード間の少なくとも一つの通信リンクを評価する方法において、
前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てることから成る方法。
【請求項１３】
さらに、前記２つのノード間で送信されるデータ・パケットの内容を審査して、前記ＴＰＬを割り出すことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、前記通信ネットワークの物理層から前記ＲＳＳＩ値を受信することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、追加のデータ・パケットを、前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するかどうか、前記リンク品質値に基づき判断することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ネットワークにアドホック無線通信ネットワークが含まれ、前記割当処理において、それぞれ前記アドホック無線通信ネットワーク内の無線ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに前記リンク品質値が割り当てられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ネットワークに８０２．１１ネットワークが含まれ、前記割当処理において、それぞれ前記８０２．１１ネットワーク内の無線８０２．１１ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに前記リンク品質値が割り当てられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記割当処理において、前記リンク品質値を、等式ＬＱＲ＝１−（ＴＰＬ−ＲＳＳＩ）／（ＴＰＬ−ＲＳ）で表されるリンク品質率（ＬＱＲ）として計算することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記割当処理において、前記リンク品質値を、それぞれ、前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクの一つに割り当てることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、追加のデータ・パケットを前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するときに通る選択ルートとして、前記リンク品質値に基づき、前記通信リンクの中の一つを選択することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記選択処理において、前記選択ルートとして、前記通信リンクの中のリンク品質値が最も高い一つを選択することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記割当処理において、パケット当たりの前記リンク品質値を割り当てることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
通信ネットワーク内の送信ノードおよび受信ノード間の少なくとも一つの通信リンクを評価する通信ネットワーク内での使用に適した、命令から成るコンピュータ可読媒体において、前記命令は、
前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てるようにした、第１組の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２４】
前記２つのノード間で送信されるデータ・パケットの内容を審査して、前記ＴＰＬを割り出すようにした第２組の命令をさらに具備する請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２５】
前記通信ネットワークの物理層から前記ＲＳＳＩ値を取得するようにした第３組の命令をさらに具備する請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２６】
追加のデータ・パケットを、前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するかどうか、前記リンク品質値に基づき判断するようにした第４組の命令をさらに具備する請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記ネットワークにアドホック無線通信ネットワークが含まれ、前記第１組の命令により、それぞれ前記アドホック無線通信ネットワーク内の無線ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに、前記リンク品質値が割り当てられることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
前記ネットワークに８０２．１１ネットワークが含まれ、前記第１組の命令により、それぞれ前記８０２．１１ネットワーク内の無線８０２．１１ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに前記リンク品質値が割り当てられることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
前記第１組の命令により、前記リンク品質値を、等式ＬＱＲ＝１−（ＴＰＬ−ＲＳＳＩ）／（ＴＰＬ−ＲＳ）で表されるリンク品質率（ＬＱＲ）として計算することを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３０】
前記第１組の命令により、前記リンク品質値を、それぞれ、前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクの一つに割り当てることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３１】
追加のデータ・パケットを前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するときに通る選択ルートとして、前記リンク品質値に基づき、前記通信リンクの中の一つを選択するようにした第５組の命令をさらに具備する請求項３０に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３２】
前記第５組の命令により、前記選択ルートとして、前記通信リンクの中のリンク品質値が最も高い一つを選択することを特徴とする請求項３１に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３３】
前記第５組の命令により、パケット当たりの前記リンク品質値を割り当てることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、８０２．１１ネットワークなどのネットワークにおいて、受信信号強度表示および送信電力レベルを用い、レイヤＩＩ経路指定用リンクの保全性を判断するシステムおよび方法に関するものである。さらに詳しく述べると、本発明は、通信ネットワーク内のノード間でデータ・パケットを送信する際に最も適したリンクを選択するために、パケット当たりの受信信号強度表示とパケット当たりの送信電力レベルを用いて、該ノード間のリンクの経路損失を計算するシステムと方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、「アドホック」ネットワークとして知られる、一種の移動体通信網が開発されてきた。この種のネットワークでは、各ユーザ端末（以下、「移動体ノード」）が、相手側移動体ノードの基地局またはルータとして動作可能なことから、複数の基地局から成る一定の構造基盤を持つ必要性が解消される。したがって、送信元移動体ノードから送信先移動体ノードに送信されるデータ・パケットは、通常、複数の中間移動体ノードを経由して、送信先移動体ノードに届けられる。アドホック・ネットワークの詳細については、メイヤー（Ｍａｙｏｒ）に許可された米国特許第５，９４３，３２２号に記載されており、その全内容を本願に引用して援用する。
【０００３】
さらに、より高度なアドホック・ネットワークも開発中であり、このようなネットワークでは、移動体ノード同士が、従来のアドホック・ネットワークで行なうような通信を相互に行なえるだけでなく、さらに、これら移動体ノードが一定のネットワークにアクセスできるようになり、したがって、他の種類のユーザ端末、例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）や、インターネットなどの他のネットワーク上のユーザ端末との通信が可能になる。このような種類のアドホック・ネットワークの詳細については、２００１年６月２９日に出願された米国特許出願第０９／８９７，７９０号の「ＰＳＴＮおよびセルラー・ネットワークに接続されたアドホック・ピアツーピア移動無線アクセス・システム（“Ad hoc Peer-to-Peer Mobile Radio Access System Interfaced to the PSTN and Cellular Networks”）」、また、２００１年３月２２日に出願された米国特許出願第０９／８１５，１５７号の「個別の予備チャネルを備えた共有パラレル・データ・チャネルに調整チャネル・アクセスを行なうアドホック・ピアツーピア無線ネットワーク向け時分割プロトコル（“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”）」、さらに、２００１年３月２２日に出願された米国特許出願第０９／８１５，１６４号の「アドホック・ピアツーピア移動無線アクセス・システム向けの優先順位に基づく経路指定（“Prioritized-Routing for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer, Mobile Radio Access System”）」に記載されており、前記各特許出願の全内容を本願に引用して援用する。
【０００４】
ノードがパケット化データを宛先ノードに送信すると、該ノードは、通常、経路表を確認し、その宛先ノードが経路表に含まれているかどうか判断することは、当業者には理解できる。宛先ノードが該ノードの経路表に含まれている場合、その宛先ノードに通じる経路を通って、データが送信される。宛先ノードがそのノードの経路表に含まれていない場合は、該パケットが、ノードの経路表に記載されている１または複数の他のノードに送信され、これら他のノードは、各自の経路表に該宛先表が含まれているか判断する。この処理は、該データ・パケットが、最終的に宛先ノードに届くまで継続される。
【０００５】
この種のアドホック・ネットワークでは、送信元および送信先ノード間でデータ・パケットが経由する中間ノードの経路を決めるアルゴリズムは、通常、送信元および送信先ノード間の最短距離に準じている。すなわち、データ・パケット・トランスポート媒体が無線方式であるとすれば、経路指定には最小の電力が求められる。しかしながら、このようなアルゴリズムによって、データ・パケットの配送が、必ずしも予測通りに行なわれるとは限らない。例えば、データ・パケットの経路指定が、中間ノードの過密状態によって遅れる場合もある。また、データ・パケットの配送がうまく行なわれずに、ノード間に雑音の多い無線リンクが発生する場合もある。さらに、このようなノードの多くが移動体であるために、リンクの状態が常に変化していることもあり得る。
【０００６】
さらに、ノードがリンクを通じてデータ・パケットを送信する際に必要となる電力レベルだけでなく、ノードがリンクを通じてデータ・パケットを受信する信号強度などの他の要因も、リンクの保全性を示すものである。現在、アドホック無線通信ネットワークや、特に８０２．１１標準規格に準拠して動作する端末を使用するネットワークでは、ノード間のデータ・パケット送信に用いられるリンクの適合性を判断するに当たって、受信信号強度や送信電力レベルを考慮に入れていない。８０２．１１標準規格の詳細については、ＩＳＯ／ＩＥＣ８８０２−１１、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ８０２．１１の「情報技術、システム間の通信および情報交換、ローカルおよびメトロポリタン・エリア・ネットワーク固有の要件（“Information Technology - Telecommunications and Information Exchange Between Systems - Local and Metropolitan Area Network Specific Requirements”）」（第１１部  無線メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）仕様（Part 11: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications））に記載されており、その全内容を本書に引用して援用する。さらに、８０２．１１標準規格に関する説明は、ボブ・オオハラ（Ｂｏｂ  Ｏ’Ｈａｒａ）およびアル・ペトリック（Ａｌ  Ｐｅｔｒｉｃｋ）による「ＩＥＥＥ８０２．１１ハンドブック‐設計者の手引き（ＩＥＥＥ８０２．１１  Ｈａｎｄｂｏｏｋ：  Ａ  Ｄｅｓｉｇｎｅｒ’ｓ  Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ）」（１９９９年、ＩＥＥＥ発行）に掲載されており、その全内容を本願に引用して援用する。
【０００７】
したがって、ノード間でデータ・パケットの経路指定用にそのリンクを使用するかどうか判断するに当たって、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により、該リンクで受信する信号の強度と該リンクで信号を送信する送信電力に基づき、ノード間のリンクの保全性を評価できるようにするシステムおよび方法が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、受信データ・パケットに含まれる送信電力レベル情報と、該データ・パケット受信時の受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）とを用いて、無線アドホック通信ネットワークのノード間のリンクの経路損失を計算するシステムおよび方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の別の目的は、リンクで送受信されるデータ・パケットのパケット当たりのＲＳＳＩとパケット当たりの送信電力レベルとを用いて、８０２．１１ネットワークなどの無線通信ネットワーク内の移動体ユーザ端末などのノードが、自ノードと別のノードとのリンクの経路損失を計算することにより、該リンクの適合性を判断できるようにするシステムおよび方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、アドホック無線通信ネットワーク、詳しくは、８０２．１１ネットワークにおいて、各パケットのトランスポート媒体として損失が最小の経路を各ノードに選択させることにより、該ノード間の通信を向上させるシステムおよび方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記ならびにその他の目的は、８０２．１１標準規格に準拠した無線アドホック通信ネットワークなどの通信ネットワークにおける送信ノードおよび受信ノード間の少なくとも一つの通信リンクを評価するシステムおよび方法を提供することにより、実質的に実現される。本システムおよび方法は、各データ・パケットが送信ノードによって各リンクを通じて送信される送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、データ・パケットを受信する受信ノードの受信感度（ＲＳ）値、および各リンクごとにネットワークによって付与される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値に基づいて、リンク品質値を各通信リンクにそれぞれ割り当てる動作を実行する。本システムおよび方法では、２つのノード間で送信されているデータ・パケットの内容を審査して、ＴＰＬを判断することができるとともに、通信ネットワークの物理層からＲＳＳＩ値を受信できる。したがって、本システムおよび方法によれば、追加データ・パケットを、通信リンク経由で送信ノードにより受信ノードに送信する際に使用するリンクを、リンク品質値に基づき判断することが可能である。具体的に言えば、最高のリンク品質値を有するリンクが選択される。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と、利益と、新規な特徴とは、添付図面と併せて以下の詳細な説明を読めば、さらに容易に理解することができる。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例によるパケット交換方式のアドホック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。具体的に述べると、ネットワーク１００は、複数の移動無線ユーザ端末１０２‐１〜１０２‐ｎ（概して、ノードまたは移動体ノード１０２と呼ぶ）と、複数のアクセス・ポイント１０６‐１〜１０６‐ｎ（概して、ノードまたはアクセス・ポイント１０６と呼ぶ）を有するある一定のネットワーク１０４とを含み、ノード１０２が一定のネットワーク１０４にアクセスできるようにしている。一定のネットワーク１０４には、例えば、中心となるローカル・アクセス・ネットワーク（ＬＡＮ）と、複数のサーバおよびゲートウェイ・ルータとが含まれており、したがって、ノード１０２が、他のネットワーク、例えば、他のアドホック・ネットワーク、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、および、インターネットなどにアクセスできるようになっている。さらに、ネットワーク１００には、他のノード１０２、１０６、または１０７の間でデータ・パケットの経路指定を行なう複数の一定のルータ１０７‐１〜１０７〜ｎ（概して、ノードまたは一定のルータ１０７と呼ぶ）も含まれている。
【００１４】
当業者に理解できる通り、ノード１０２、１０６、１０７は、直接相互に通信したり、各ノード１０２間で送信されているデータ・パケットに対して単一のルータまたは複数のルータとして動作する１または複数の他のノード１０２、１０６、または１０７を介して通信することができ、このことは、メイヤー（Ｍａｙｏｒ）に許可された米国特許第５，９４３，３２２号と、上記に引用された米国特許出願第０９／８９７，７９０号、第０９／８１５，１５７号、および第０９／８１５，１６４号に記載されている。具体的に述べると、図２に示す通り、各ノード１０２、１０６、１０７は、トランシーバ１０８を備え、該トランシーバ１０８は、アンテナ１１０に接続され、かつ制御装置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、１０７と送受信することができる。パケット化データ信号には、例えば、音声、データ、またはマルチメディアを取り入れることもできる。
【００１５】
各ノード１０２、１０６、１０７は、特に、それ自体、および、ネットワーク１００内の他のノード１０２、１０６、または１０７に関する経路情報を格納できるランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）などのメモリ１１４をさらに具備している。ノード１０２、１０６、および１０７は、例えば、新規ノード１０２がネットワーク１００に参入した場合、または、ネットワーク１００の既存のノード１０２が移動した場合、定期的に同報通信機構を通じて相互に各経路情報（ルーティング広告または経路表情報と呼ぶ）をやり取りする。あるノード１０２、１０６、または１０７が、経路表の更新を同報通信すると、付近の各ノード１０２、１０６、または１０７が、同報通信を行なったノード１０２、１０６、または１０７の同報通信範囲（例えば、無線周波数（ＲＦ）範囲）内にあれば、該付近のノードだけが、同報通信された経路表の更新を受信する。例えば、ノード１０２‐１、１０２‐２、および１０２‐７が、ノード１０２‐６の無線周波数の同報通信範囲内にあるとすれば、ノード１０２‐６が、経路表情報を同報通信すると、この情報が、ノード１０２‐１、１０２‐２、１０２‐７によって受信される。しかし、ノード１０２‐３、１０２‐４、１０２‐５〜１０２‐ｎが、同報通信範囲外であれば、これらノードのいずれも、ノード１０２‐６から同報通信された経路表情報を受信しない。
【００１６】
次に、本発明の実施例によりリンクの保全性を評価する方法の一例について、図１‐図４を参照しながら説明する。具体的に述べると、本発明の実施例では、８０２．１１物理層から得られるパケット当たり受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）と、パケット当たり送信電力レベルとを組み合わせて使用することにより、ネットワーク１００（本例では、前記「背景技術」で述べた８０２．１１無線ネットワーク）内で送信されるパケット用リンクの経路損失を評価する。
【００１７】
パケット当たり経路損失は、今後、パケットが、８０２．１１に準拠した２つのノード１０２、１０６、または１０７の間のリンク上でうまく送信できる可能性を判断するだけでなく、該リンクの保全性を判断する測定基準として使用できる。当業者に理解できる通り、スイッチング層として周知のネットワーク１００のレイヤＩＩにおける経路指定アルゴリズムでは、パケットの配送に成功する可能性の低いリンクが削除される確率を利用できる。
【００１８】
図３について説明すると、４つのノード１０２‐１、１０２‐２、１０２‐３、１０２‐４は、それぞれ、ノードＮ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３としても識別され、２つのルートを形成するように描かれている。第１のルートは、ノードＮ０、Ｎ１、Ｎ３から成り、第２のルートは、Ｎ０、Ｎ２、Ｎ３から成る。本例では、ノードＮ０が発信ノードであり、ノードＮ３４が宛先ノードであり、ノードＮ１およびＮ２が中間ノードである。次に、図３〜図５を参照しながら、本発明の実施例により経路損失を計算する方法の一例について説明する。
【００１９】
図４および図５に示す通り、ネットワーク１００内の各ノードＮ０〜Ｎ３は、同報通信範囲内にある他のノードに対して、ルーティング広告を定期的に同報通信している。本例において、ノードＮ３は、ノードＮ３の同報通信範囲内にあるノードＮ２およびＮ１に対し、ルーティング広告を同報通信する。同報通信されるルーティング広告には、そのヘッダに、デシベル（Ｄｂｍ）単位の送信電力レベル（ＴＰＬ）に関する情報が含まれている。すなわち、パケット送信を行なう前に、ノード３の制御装置１１２は、この情報が該パケットのヘッダに含まれるようにする。ＲＳＳＩは、８０２．１１物理層の実装系から取得できる。さらに、各ノードは、受信感度（ＲＳ）を識別するが、この受信感度は、該ノードが、受信データ・パケットからデータをうまく復元できるようにデータ・パケットを含んだ受信信号を受信できる最低レベルの信号強度である。つまり、この限界ＲＳ値を下回る値で受信された信号は、ノイズとみなされる。以下の等式は、ノードＮ３からノードＮ２までと、ノードＮ３からノードＮ１までのリンクに関するリンク品質率の値を計算する方法の一例を示すものであり、ネットワーク１００内の無線ノード間のパケット当たりリンク品質の測定に利用可能な比率を計算できる。
ＬＱＲ＝１−（ＴＰＬ（Ｄｂｍ）−ＲＳＳＩ（Ｄｂｍ））／（ＴＰＬ（Ｄｂｍ）−ＲＳ（Ｄｂｍ））
【００２０】
本例では、図３に示す各ノードＮ０〜Ｎ３は、２０ＤｂｍのＴＰＬ値を有している。ノードＮ０は−９０ＤｂｍのＲＳ値を、ノードＮ１およびノードＮ２は、それぞれ−８５ＤｂｍのＲＳ値を、また、ノードＮ３は−９５ＤｂｍのＲＳ値を有している。本例では、ノードＮ３からノードＮ２までのリンクのＲＳＳＩが−７０Ｄｂｍであり、ノードＮ３からノードＮ１までのリンクのＲＳＳＩが−８０Ｄｂｍである。したがって、上記のＬＱＲ式を、Ｎ２におけるＴＰＬ、ＲＳ、ＲＳＳＩ値に当てはめると、ＬＱＲ値は、ノードＮ２の制御装置１１２によって、次のように計算できる。
１−［（（２０Ｄｂｍ−（−７０Ｄｂｍ））／（２０Ｄｂｍ−（−８５Ｄｂｍ））］＝０．１４２ＬＱＲ
【００２１】
また、ノードＮ３からＮ２までのリンクのＲＳＳＩ値が、−８０Ｄｂｍであり、上記ＬＱＲ式を計算すると次のような結果が得られる。
１−［（（２０Ｄｂｍ−（−８０Ｄｂｍ））／（２０Ｄｂｍ−（−８５Ｄｂｍ））］＝０．０４８ＬＱＲ
【００２２】
上記の通り、ノードＮ３からノードＮ１までのルートは、ノードＮ３からノードＮ２までのルートよりもＬＱＲ値が高い。このため、ノードＮ３からノードＮ１までのルートの方が保全性レベルが高く、このため、将来、パケットが、ノードＮ３からノードＮ２までのルートを採った場合に比べて、このルートを採る方が接続に成功する可能性が高いことを示している。さらに、図４および図５に示す通り、ノードＮ１は、ノードＮ１の同報通信範囲内にあるノードＮ０およびＮ３に対して、ルーティング広告を同報通信する。ノードＮ０およびＮ３は、前記の方法で、受信したルーティング広告に基づき各ＬＱＲを計算する。さらに、ノードＮ１によって同報通信されたルーティング広告には、ノードＮ３からノードＮ１までのリンクに対して計算されたＬＱＲに関する情報も含まれている。また、ノードＮ２は、Ｎ２の同報通信範囲内にあるノードＮ０およびＮ３に対して、ルーティング広告を同報通信する。ノードＮ２によって同報通信されたルーティング広告には、ノードＮ３からノードＮ２までのリンクに対して計算されたＬＱＲに関する情報も含まれている。
【００２３】
したがって、ノードＮ０およびＮ３の各制御装置１１２は、前記の方法で、受信したルーティング広告に基づき各ＬＱＲを計算する。ここで、ノードＮ０は、その同報通信範囲内にある任意のノードに対して任意のルーティング広告を同報通信するように図示されていないが、これは、前記の通り、本例におけるノードＮ０は、データ・パケットを宛先ノードＮ３に送信する発信ノードであるために、ノード０によるルーティング広告の記述は、本解説の目的から外れたものになるためである。ただし、すべてのノードと同様に、ノードＮ０は、その同報通信範囲内にあるノードに対して、ルーティング広告の同報通信を行なう。
【００２４】
さらに、本例では、ノードＮ０が発信ノードであり、データ・パケットを宛先ノードＮ３に送信することから、ノードＮ０の制御装置１１２は、２つの経路、すなわち、ノードＮ０、Ｎ１、Ｎ３を含む経路とノードＮ０、Ｎ１、Ｎ３を含む経路の総リンク品質率（ＡＬＱＲ）の計算も行なう。したがって、ノード０は、前記の計算通り、Ｎ３からＮ１およびＮ１からＮ０までの各リンクのＬＱＲを加算することにより、ノードＮ０、Ｎ１、Ｎ３を含む経路のＡＬＱＲを計算する。この経路のＡＬＱＲは、図５に示す通り、計算値が０．１３５となる。同様に、ノード０は、前記の計算通り、Ｎ３からＮ２およびＮ２からＮ０までの各リンクのＬＱＲを加算することにより、ノードＮ０、Ｎ２、Ｎ３を含む経路のＡＬＱＲを計算する。この経路のＡＬＱＲは、図５に示す通り、計算値が０．３２４となる。他のすべての変数が等しいとすれば、ノードＮ０の制御装置１１２は、ＡＬＱＲが最も高い経路、すなわち、ノードＮ０、Ｎ２、Ｎ３を含む経路を選択する。
【００２５】
前述の通り、各パケットの配送に伴って、ＬＱＲの確認が実施される。これにより、以上説明した本発明の実施例による技法によって、最適なルートを連続的に判断する手段が実現する。したがって、ノード１０２の移動が、無線ネットワーク１００のパケット送信の品質に多大な影響を与えるようなことはない。さらに、発信元ノードＮ０によりＬＱＲの移動平均を保持できることにより、予想リンク信頼性を判断できるため、どのルートを選択するか判断する場合に、この移動平均を利用できる。すなわち、時間の経過とともに、各リンクのＬＱＲを累積できるため、リンクの品質を測る統計上さらに重要な指標にすることも可能である。
【００２６】
また、選択されたルートを採る将来のパケットのＬＱＲ値が、さらに高い値になることも想定できるが、前記の通り、ＬＱＲ値の確認が継続的に行なわれる。したがって、現在使用されているルートの変動するＬＱＲ値に基づいて、将来の選択ルートが変更される可能性もある。例えば、現在使用されているルートのＬＱＲ値が減少することもあり、また別の例では、現在使用されているルートが同じＬＱＲ値を維持しているが、未使用ルートのＬＱＲ値が高くなるような場合も考えられる。
【００２７】
以上、本技法を８０２．１１プロトコルに関連して説明してきたが、本技法の発明を他のプロトコルを包含したものに修正しても、本発明の範囲を逸脱しないことは当業者に明らかである。例えば、前述した技法は、ホームＲＦ、ブルートゥース等の他の種類の無線媒体にも利用できる。
【００２８】
本発明の実施例についていくつか詳細に述べてきたが、本発明の新規内容および利点を大きく逸脱しない限り、例示した実施例において、多くの修正が可能なことは、当業者であれば、容易に理解できる。したがって、このような修正はすべて、請求項に規定されている本発明の範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例により、ノード間のリンクの保全性を評価するシステムおよび方法を用い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に示されるネットワークに用いら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】本発明の実施例により、図１に示すアドホック無線通信ネットワーク内のノード間の２つのルートの経路損失を比較したブロック図である。
【図４】本発明の実施例により、図１に示すネットワーク内のノード間のリンクの品質値を計算するために行なわれる動作の一例を示すタイミング図である。
【図５】本発明の実施例により、図１に示すネットワーク内のノード間のリンクの品質値を計算するために行なわれる動作の一例を示すタイミング図である。
【図１】
2005519564.tif 000003
【図２】
2005519564.tif 000004
【図３】
2005519564.tif 000005
【図４】
2005519564.tif 000006
【図５】
2005519564.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月11日(2004.2.11)
【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】
通信ネットワーク内での使用に適した、前記通信ネットワーク内の送信ノードおよび受信ノード間の少なくとも一つの通信リンクを評価するシステムにおいて、
前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てるようにしたプロセッサを具備することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記２つのノード間で送信されるデータ・パケットの内容を審査して、前記ＴＰＬを割り出すようにしたパケット・アナライザをさらに具備する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記通信ネットワークの物理層から前記ＲＳＳＩ値を受信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサが、追加のデータ・パケットを、前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するかどうか、前記リンク品質値に基づき判断するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ネットワークにアドホック無線通信ネットワークが含まれ、前記プロセッサが、それぞれ前記アドホック無線通信ネットワーク内の無線ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに、前記リンク品質値を割り当てるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ネットワークに８０２．１１ネットワークが含まれ、前記プロセッサが、それぞれ前記８０２．１１ネットワーク内の無線８０２．１１ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに、前記リンク品質値を割り当てるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサが、前記リンク品質値を、等式ＬＱＲ＝１−（ＴＰＬ−ＲＳＳＩ）／（ＴＰＬ−ＲＳ）で表されるリンク品質率（ＬＱＲ）として計算することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサが、前記リンク品質値を、それぞれ、前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクの一つに割り当てるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサが、追加のデータ・パケットを前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するときに通る選択ルートとして、前記リンク品質値に基づき、前記通信リンクの中の一つを選択するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記選択ルートとして、前記通信リンクの中のリンク品質値が最も高い一つを選択することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサが、パケット当たりの前記リンク品質値を割り当てることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
通信ネットワーク内の送信ノードおよび受信ノード間の少なくとも一つの通信リンクを評価する方法において、
前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てることから成る方法。
【請求項１３】
さらに、前記２つのノード間で送信されるデータ・パケットの内容を審査して、前記ＴＰＬを割り出すことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、前記通信ネットワークの物理層から前記ＲＳＳＩ値を受信することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、追加のデータ・パケットを、前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するかどうか、前記リンク品質値に基づき判断することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ネットワークにアドホック無線通信ネットワークが含まれ、前記割当処理において、それぞれ前記アドホック無線通信ネットワーク内の無線ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに前記リンク品質値が割り当てられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ネットワークに８０２．１１ネットワークが含まれ、前記割当処理において、それぞれ前記８０２．１１ネットワーク内の無線８０２．１１ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに前記リンク品質値が割り当てられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記割当処理において、前記リンク品質値を、等式ＬＱＲ＝１−（ＴＰＬ−ＲＳＳＩ）／（ＴＰＬ−ＲＳ）で表されるリンク品質率（ＬＱＲ）として計算することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記割当処理において、前記リンク品質値を、それぞれ、前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクの一つに割り当てることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
さらに、追加のデータ・パケットを前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するときに通る選択ルートとして、前記リンク品質値に基づき、前記通信リンクの中の一つを選択することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記選択処理において、前記選択ルートとして、前記通信リンクの中のリンク品質値が最も高い一つを選択することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記割当処理において、パケット当たりの前記リンク品質値を割り当てることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
通信ネットワーク内の送信ノードおよび受信ノード間の少なくとも一つの通信リンクを評価する通信ネットワーク内での使用に適した、命令から成るコンピュータ可読媒体において、前記命令は、
前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てるようにした、第１組の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２４】
前記２つのノード間で送信されるデータ・パケットの内容を審査して、前記ＴＰＬを割り出すようにした第２組の命令をさらに具備する請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２５】
前記通信ネットワークの物理層から前記ＲＳＳＩ値を取得するようにした第３組の命令をさらに具備する請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２６】
追加のデータ・パケットを、前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するかどうか、前記リンク品質値に基づき判断するようにした第４組の命令をさらに具備する請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記ネットワークにアドホック無線通信ネットワークが含まれ、前記第１組の命令により、それぞれ前記アドホック無線通信ネットワーク内の無線ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに、前記リンク品質値が割り当てられることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
前記ネットワークに８０２．１１ネットワークが含まれ、前記第１組の命令により、それぞれ前記８０２．１１ネットワーク内の無線８０２．１１ノードである前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクに前記リンク品質値が割り当てられることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
前記第１組の命令により、前記リンク品質値を、等式ＬＱＲ＝１−（ＴＰＬ−ＲＳＳＩ）／（ＴＰＬ−ＲＳ）で表されるリンク品質率（ＬＱＲ）として計算することを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３０】
前記第１組の命令により、前記リンク品質値を、それぞれ、前記送信ノードおよび受信ノード間の前記通信リンクの一つに割り当てることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３１】
追加のデータ・パケットを前記通信リンク経由で前記送信ノードにより前記受信ノードに送信するときに通る選択ルートとして、前記リンク品質値に基づき、前記通信リンクの中の一つを選択するようにした第５組の命令をさらに具備する請求項３０に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３２】
前記第５組の命令により、前記選択ルートとして、前記通信リンクの中のリンク品質値が最も高い一つを選択することを特徴とする請求項３１に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３３】
前記第５組の命令により、パケット当たりの前記リンク品質値を割り当てることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項３４】
前記プロセッサが前記受信ノードに用いられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記通信ネットワークにおいて、前記受信ノードが移動無線ノードであることを特徴とする請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記プロセッサが前記受信ノードに用いられることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記受信ノードが移動体であることを特徴とする請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記プロセッサが前記受信ノードに用いられることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記受信ノードが移動体であることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記受信ノードが前記割当ステップを実行することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項４１】
前記通信ネットワークにおいて、前記受信ノードが移動無線ノードであることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記受信ノードが前記割当ステップを実行することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項４３】
前記受信ノードが移動体であることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記受信ノードが前記割当ステップを実行することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項４５】
前記受信ノードが移動体であることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１組の命令によって、前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てるように、前記受信ノードが制御されることを特徴とする請求項２３に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項４７】
前記通信ネットワークにおいて、前記受信ノードが移動無線ノードであることを特徴とする請求項４６に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項４８】
前記第１組の命令によって、前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てるように、前記受信ノードが制御されることを特徴とする請求項２７に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項４９】
前記受信ノードが移動体であることを特徴とする請求項４８に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項５０】
前記第１組の命令により、前記データ・パケットが前記送信ノードにより送信された送信電力レベル（ＴＰＬ）値と、前記データ・パケットを受信する前記受信ノードの受信感度（ＲＳ）値と、前記ネットワークにより提供される受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）値とに基づき、リンク品質値を前記通信リンクに割り当てるように、前記受信ノードが制御されることを特徴とする請求項２８に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【請求項５１】
前記受信ノードが移動体であることを特徴とする請求項５０に記載の命令から成るコンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
2005519564.tif 000008
2005519564.tif 000009