(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークにおける送信元ノードと宛先ノードとの間のデータパケット送信に関する方法において、
前記宛先ノードが、初期スリープ時間期間の持続時間ＳＰｉｎｉｔ及び初期起動時間期間の持続時間ＬＰｉｎｉｔを伴い構成され、
送信開始を示し、マイクロプリアンブルにセグメント化されるプリアンブルを前記送信元ノードが送信するステップであって、前記マイクロプリアンブルが、リスニングスロットにより分離される、ステップと、
前記マイクロプリアンブルの少なくとも１つを受信すると、「受信準備完了」パケット、言い換えるとＲＴＲパケットと呼ばれる前記宛先ノードの存在を示すパケットを前記宛先ノードが送信するステップと、
前記ＲＴＲパケットに基づき、前記宛先ノードに向けられるデータパケットを前記送信元ノードが送信するステップとを有し、
前記プリアンブルを送信するステップが、
ＳＰｉｎｉｔ及びＬＰｉｎｉｔに基づき、前記プリアンブル送信に関連付けられるパケットの送受信に関する前記ネットワークにおける全体のエネルギー消費を最小化する前記マイクロプリアンブルの最適なサイズを前記送信元ノードが決定するステップを有する、方法。
【請求項２】
最初のマイクロプリアンブルが、前記宛先ノードに対して前記送信元ノードにより送信される最初の要素であり、
最後のマイクロプリアンブルの直後に送信される要素は、前記データパケットである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記マイクロプリアンブルを送信する前に、前記送信元ノードが、ランダムなサイズのオフセットを決定し、前記オフセットを前記最適なサイズに適用することにより前記マイクロプリアンブルのサイズを修正するステップを有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記宛先ノードが、起動時間期間に入るとき、他のノードとパケットを交換するのに使用されるチャネル上の進行中のトラフィックを観測するステップと、
前記観測に基づき、スリープ時間期間の前記持続時間ＳＰを前記宛先ノードが適合させるステップとを有する、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記スリープ時間期間の持続時間ＳＰの適合が、
前記チャネルがビジーであると観測される場合、前記スリープ時間期間の持続時間が減少され、
前記チャネルがアイドルであると観測される場合、前記スリープ時間が増加されるよう行われる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記観測ステップが、少なくとも２つの観測を実行するステップと、前記観測の結果を前記宛先ノードのメモリに格納するステップとを有し、前記格納された結果に基づき、複数の観測後に、前記適合ステップが実行される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記送信元ノードにより送信される前記プリアンブルにおいて優先順位フィールドを導入するステップを更に有し、前記フィールドが、優先順位値を有する、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記ネットワークが、第１の送信元ノード、第２の送信元ノード及び宛先ノードを有し、
前記第１の送信元ノードが、送信チャネル上で前記宛先ノードに対して第１のマイクロプリアンブルを送信するステップと、
前記第１の送信元ノードが、リスニングスロットの間、前記送信チャネルを監視し、前記宛先ノードに対して第２の送信元ノードにより送信される第２のマイクロプリアンブルを検出するステップと、
前記第１のノードが、前記第１のマイクロプリアンブルに埋め込まれる優先順位値と前記第２のマイクロプリアンブルに埋め込まれる優先順位値とを比較するステップと、
前記第１のノードが、前記比較の前記結果に基づき、追加的なマイクロプリアンブルの送信を止める又は送信し続けることを決定するステップとを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
マイクロプリアンブル及びアイドルスロットの数が、前記第１の送信元により送信される前記プリアンブルと前記第２の送信元により送信される前記プリアンブルとで異なる、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
ネットワークにおいて宛先ノードにデータパケットを送信する送信元ノードであって、
前記宛先ノードは、初期スリープ時間期間の持続時間ＳＰｉｎｉｔ及び初期起動時間期間の持続時間ＬＰｉｎｉｔを伴い構成され、
送信開始を示し、リスニングスロットにより分離されるマイクロプリアンブルにセグメント化されるプリアンブルを送信し、
前記マイクロプリアンブルの少なくとも１つを受信した前記宛先ノードが送信する「受信準備完了」パケット、言い換えるとＲＴＲパケットと呼ばれる前記宛先ノードの存在を示すパケットを受信し、
前記ＲＴＲパケットに基づき、前記宛先ノードに向けられるデータパケットを送信し、
前記プリアンブルの送信において、
ＳＰｉｎｉｔ及びＬＰｉｎｉｔに基づき、前記プリアンブル送信に関連付けられるパケットの送受信に関する前記ネットワークにおける全体のエネルギー消費を最小化する前記マイクロプリアンブルの最適なサイズを決定する、送信元ノード。
【請求項１１】
ネットワークにおいて送信元ノードからデータパケットを受信する宛先ノードであって、
初期スリープ時間期間の持続時間ＳＰｉｎｉｔ及び初期起動時間期間の持続時間ＬＰｉｎｉｔを伴い構成され、
送信開始を示し、リスニングスロットにより分離されるマイクロプリアンブルにセグメント化されるプリアンブルを前記送信元ノードから受信し、
前記マイクロプリアンブルの少なくとも１つを受信すると、「受信準備完了」パケット、言い換えるとＲＴＲパケットと呼ばれる前記宛先ノードの存在を示すパケットを送信し、
前記ＲＴＲパケットに基づき前記送信元ノードが送信する前記宛先ノードに向けられるデータパケットを受信し、
前記マイクロプリアンブルの最適なサイズが、ＳＰｉｎｉｔ及びＬＰｉｎｉｔに基づき、前記プリアンブル送信に関連付けられるパケットの送受信に関する前記ネットワークにおける全体のエネルギー消費を最小化するように前記送信元ノードにより決定される、宛先ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークにおける、即ち、体エリアネットワークにおけるデータの送信に関する。
【０００２】
本発明は、例えば、電界を介して人体にわたり情報を送信する体結合通信（ＢＣＣ）を実行するネットワークに関連する。より詳細には、本発明は、この種のネットワークに関する低電力送信方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線センサネットワークに関する多くの媒体アクセス制御プロトコルは、しばしばバッテリ駆動であるという事実によりノードが一般にエネルギー制限される上記ネットワークにおいて、低電力送信を可能にするべく提案された。実際に、これらのネットワークにおいて、ノードは、同じスケジュールを用いてスリープ及び起動を周期的に行う。すると、ノードがパケットを送信したいとき、いつすべてのネットワークが起動され、この時点で送信することができるかをこのノードは知っている。斯かる方法は、ネットワークの完全な同期を必要とする。こうして、非常に効率的であるとしても、トポロジが非常に動的であるＢＣＣ体エリアネットワークには、このプロトコルはうまく適合されない。なぜなら、ノードはユーザにより着用され、いつでも取り付けられる又は取り除かれるために影響されやく、従って、ネットワーク全体を適切に同期化させるほとんどすべての試みが妨げられるからである。更に、この種のネットワークにおけるデバイスは、わずかな送信期間のためだけに一日中着用される場合があるので、同期は、現実的に有益ではなく、エネルギーの浪費を表す。
【０００４】
他の既存のプロトコルは、非同期スリープスケジュールを使用する。これらのプロトコルにおいて、各ノードは、他の全てのノードから独立して起動及びスリープする。送信ノードが別のノードに到達したいとき、このノードは長いプリアンブルを送信する。このプリアンブルは、任意の受信側ノードの２つの起動時間の間の最大時間より長いサイズを持つ。こうして、この長いプリアンブルは、ターゲット受信機を「キャッチ」し、その後データを送信する。通常、長いプリアンブルが先行し、コンテンション要素がすぐ後に続く。このコンテンション要素は、同時送信を検出し、衝突を避けるために使用される。この方法は非常に強力である。なぜなら、この方法は、ノードを調整することなしに非同期ネットワークを持つことを可能にするからである。しかしながら、長いプリアンブルは、かなりのオーバーヘッドである。実際、送信が開始することを示す長いプリアンブルを受信側ノードがキャッチするとすぐ、このノードは、データを取得する前に、プリアンブルの終わりまで待たなければならない。これは、相当なエネルギー損失を表す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プリアンブルの長いサイズから生じるオーバーヘッドを減らすための可能なソリューションは、リスニングスロットにより切り離される複数のマイクロプリアンブルへとこのプリアンブルをセグメント化することである。こうして、長いプリアンブルによりもたらされる遅延を減少させるため、できるだけ小さなマイクロプリアンブルが使用されるいくつかのプロトコルが提案された。これらのプロトコルにおいて、完全なプリアンブルを形成する第１のマイクロプリアンブルが、コンテンション要素の後にあり、最後のプリアンブルも、コンテンション要素により続かれる。しかしながら、これらのプロトコルは、エネルギー効率が良くない。なぜなら、例えばユーザの体に置かれるセンサデバイスを有する医学センサネットワークといった体エリアネットワークに関してこのプロトコルが想定されるからである。
【０００６】
従って、本発明の目的は、既存のプロトコルより少ないエネルギー消費をもたらす無線ネットワークにおけるパケットの送信方法を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、減少したオーバーヘッド及び減少したレイテンシを持つ方法を提案することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、ネットワークにおける同時送信の間の衝突を回避する方法を提供することである。
【０００９】
本発明の更に別の目的は、ネットワークにおける進行中のトラフィックに対して動的に適合されることができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、送信の間ではなく受信の間に、体結合通信システムが多くのエネルギーを用いるという予想外の観測に基づかれる。この要素に基づき、本発明は、ネットワークにおける送信元ノードと宛先ノードとの間のデータパケット送信に関する方法を提案する。この方法は、
上記ノードが、初期スリープ時間期間の持続時間ＳＰｉｎｉｔ及び初期起動時間期間の持続時間ＬＰｉｎｉｔを伴い構成され、
送信開始を示し、マイクロプリアンブルへとセグメント化されるプリアンブルを上記送信元ノードが送信するステップであって、上記マイクロプリアンブルが、リスニングスロットにより分離される、ステップと、
上記マイクロプリアンブルの少なくとも１つを受信すると、「受信準備完了」パケット、言い換えるとＲＰＲパケットと呼ばれる上記ノードの存在を示すパケットを上記宛先ノードが送信するステップと、
上記ＲＴＲパケットに基づき、上記宛先ノードに向けられるデータパケットを上記送信元ノード送信するステップとを有し、
上記プリアンブルを送信するステップが、
ＳＰｉｎｉｔ及びＬＰｉｎｉｔに基づき、上記プリアンブル送信に関連付けられるパケットの送受信に関する上記ネットワークにおける全体のエネルギー消費を最小化する上記マイクロプリアンブルの最適なサイズを上記送信元ノードが決定するステップを有する。
【００１１】
本発明は、既存の方法より少ないエネルギー消費をもたらすマイクロプリアンブルのサイズを計算することを可能にする。好ましい実施形態において、上記マイクロプリアンブルのサイズ及び上記リスニングスロットの和が、ＳＰｉｎｉｔ＋２＊ＬＰｉｎｉｔという値に等しいよう、上記マイクロプリアンブルの最適なサイズが決定される。
【００１２】
更に、前述したように、従来の方法は、チャネルの可用性をチェックするため、プリアンブルの前後でコンテンション要素を使用する。しかしながら、これらの要素の送信は、エネルギーを必要とし、従って、本発明の特定の実施形態では、これらを抑制することが提案される。従って、ある実施形態において、本発明による方法は、最初のマイクロプリアンブルが、上記宛先ノードに対して上記送信元ノードにより送信される最初の要素であり、最後のマイクロプリアンブルの直後に送信される上記要素は、上記データパケットである。こうして、このコンテンションフリーな方法は、エネルギーコストの面で非常に効率的である。しかし、送信前にチャネルの可用性をチェックするためのコンテンション要素が使用されるものではないので、ネットワークの異なるノードからの送信間で衝突のリスクがある。
【００１３】
斯かる衝突を回避するために、ある実施形態では、この方法は、上記マイクロプリアンブルを送信する前に、上記送信元ノードが、ランダムなサイズのオフセットを決定し、上記オフセットに上記最適な値を適用することにより上記マイクロプリアンブルのサイズを修正するステップを有する。こうして、マイクロプリアンブルのサイズは最適値の周りに設定され、その結果、１つの送信機が起動し、別のプリアンブルを検出すると、この送信機は送信を止める。
【００１４】
本発明による方法は、異なる体結合通信用途での使用を目的とする。そのため、トラフィックパターンは本当に多様である。低いデューティサイクルは、低密度トラフィックに関して非常に効率的であるが、高スループットが、用途によって必要とされるとき、低デューティサイクルはネットワークのパフォーマンスを低下させる。例えばセキュリティドアでのユーザ識別は、わずかなデータ（小さなパケットサイズ）を１日に数回（低頻度）予測不可能な態様（低い周期性）で必要とする。他方、センサが体上のデータをストリームするような継続的な患者モニタリングは、多くのデータ（大きなパケットサイズ）を継続的に（高頻度）非常に予測可能な態様（高い周期性）で送信することを必要とする。いくつかの用途では、日中のほとんどの間アクティブではない（即ちほとんど用いられない）が、使用されるときは、多くのデータ送信を必要とする。これは、ＭＡＣプロトコルが、トラフィックが低いときはエネルギー消費を最小化し、高トラフィック時には信頼性及び効率性を最大化することができなければならないことを意味する。従って、ある実施形態において、本発明は、チャネルにおける進行中のトラフィックを観測することにより、ネットワークにおける全てのデバイスが、スリープ時間を動的かつ独立的に変更することを可能にする方法を提案する。すると、この方法は、
上記宛先ノードが、起動時間期間に入るとき、上記他のノードとパケットを交換するのに使用される上記チャネル上の進行中のトラフィックを観測するステップと、
上記観測に基づき、スリープ時間期間の上記持続時間ＳＰを上記宛先ノードが適合させるステップとを有する。
【００１５】
特定の実施形態において、上記スリープ時間期間の上記持続時間ＳＰの上記適合は、
上記チャネルがビジーであると観測される場合、上記スリープ時間期間の持続時間が減少され、
上記チャネルがアイドルであると観測される場合、上記スリープ時間が増加されるよう行われる。
【００１６】
更に、別の特定の実施形態において、上記観測ステップが、少なくとも２つの観測を実行するステップと、上記観測結果を上記ノードのメモリに格納するステップとを有し、上記格納された結果に基づき、複数の観測後に、上記適合ステップが実行される。
【００１７】
トラフィックに基づくスリープ時間期間の動的な適合に関連付けられるこれら全ての特徴は、本発明の他の特徴と独立して、従来のＭＡＣプロトコルと共に使用されることができる点に留意されたい。
【００１８】
体結合通信ネットワークのいくつかの用途において、異なるデータ交換に関して優先順位が存在する場合がある。例えば、データパケットが警報又は任意の他の重要なイベントを表す場合、必要とされる高い優先順位でこのパケットを処理することが有益であろう。この観点において、本発明のある実施形態は更に、上記送信元ノードにより送信される上記プリアンブルにおいて優先順位フィールドを導入するステップを更に有し、上記フィールドが、優先順位値を有する。斯かる特徴は、コンテンションフリーなＭＡＣプロトコルの正常なアクセススキームをオーバーパスすることを可能にする。このアイデアは、上記ネットワークが、第１の送信元ノード、第２の送信元ノード及び宛先ノードを有し、
上記第１の送信元ノードが、送信チャネル上で上記宛先ノードに対して第１のマイクロプリアンブルを送信するステップと、
上記第１の送信元ノードが、リスニングスロットの間、上記送信チャネルを監視し、上記宛先ノードに対して第２の送信元ノードにより送信される第２のマイクロプリアンブルを検出するステップと、
上記第１のノードが、上記第１のマイクロプリアンブルに埋め込まれる優先順位値と上記第２のマイクロプリアンブルに埋め込まれる優先順位値とを比較するステップと、
上記第１のノードが、上記比較の上記結果に基づき、追加的なマイクロプリアンブルの送信を止める又は送信し続けることを決定するステップとを有する。
【００１９】
斯かる優先順位問題を取扱う別の態様は、可変数のリスニングスロットを用いることである。すると、ある実施形態において、マイクロプリアンブル及びアイドルスロットの数が、上記第１の送信元により送信される上記プリアンブルと上記第２の送信元により送信される上記プリアンブルとで異なる。実際、より高い数のリスニングスロットを用いる送信機は、より少ないリスニングスロットを持つ別の送信機より、チャネルを取得しない傾向がある。これは単に、第１の送信機がより高い確率で第１のチャネルを監視することになるためである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による方法の間の異なるノードの処理を示す時間図である。
【図２】マイクロプリアンブルの最適なサイズの説明を示す図である。
【図３】最適な数のリスニングスロットの説明を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態において使用される決定自動化を示す図である。
【図５】プリアンブルの異なるセグメント化を示す図である。
【図６】同時の送信の間、１つのノードに対するチャネルアクセスの確率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のこれら及び他の側面が、以下に説明される実施形態を参照して明らかとなり、これらの実施形態を参照して説明されることになる。
【００２２】
本発明が、以下、添付の図面を参照して、例を用いて、より詳細に説明される。
【００２３】
本発明は、本書ではノードと呼ばれる複数の通信デバイスを有するネットワークにおけるデータパケット送信の方法に関する。特定の実施形態において、これらのノードは、体結合通信を用いる体エリアネットワークの一部である。従ってノードは、ユーザの体に着用されることができる。ＢＣＣネットワークはしばしば、一般に短い時間、ユーザの体にユーザにより着用されるか、又はユーザにより触れられるノードを有する。ネットワークの一部であるノードの数は、従って、小さく、例えば約１０とすることができる。更に、斯かるネットワークのトポロジ、即ちネットワークにおけるノードの数及びそれらの位置は、非常に動的である。実際、ユーザがドアで特定されるために識別子を着用する場合、ネットワークは、日中のほとんどの時間は単一のノードで、そして、非常に短い時間期間だけ２つのノードから構成される。別の例は、継続的に窃盗から自身を守る多くのＢＣＣ対応マルチメディアデバイスを着用するユーザとすることができる。その場合、窃盗保護アプリケーションが実行される必要があるが、ユーザは、ネットワークのトポロジを修正する特殊なデバイスを身につけるよういつでも決める、又は特殊なデバイスにこのトポロジを修正させるよういつでも決めることができる。
【００２４】
ＢＣＣネットワークの主な要件は、体全体をカバーすることに関連付けられる。これは、ユーザの体に接触する任意のノードが、同じユーザと接触するだけでなく、他の任意のノードと通信することができるべきであることを意味する。
【００２５】
本書に記載される実施形態において、ネットワークの各ノードは、特殊な時間期間の間、チャネルをスキャンすることができ、このチャネルの状態を戻す起動受信機を具備する。
【００２６】
ノードは、周期的に起動及びスリープする。本実施例では、ノードは、最初に、時間期間ＳＰの間スリープし、時間期間ＬＰの間起動するよう構成される。送信元ノードが宛先ノードにパケットを送信したいとき、このノードは、マイクロプリアンブルＤＡにセグメント化されるプリアンブルを送信する。これらのマイクロプリアンブルは、リスニングスロットにより分離される。特定の実施形態において、リスニングスロットの持続期間値は、宛先ノードの起動期間ＬＰに等しい。宛先ノードが実際にマイクロプリアンブルを検出するとすぐに、このノードは、その存在を通知するため、「受信準備完了」又はＲＴＲパケットを送信元ノードに送信する。ＲＴＲパケットを受信すると、送信元ノードは、マイクロプリアンブルを送信するのを止めて、データパケットの送信へと直接進む。この実施形態において、宛先アドレス、即ち宛先ノードのアドレスは、このノードがマイクロプリアンブルの実際の宛先であると決定することを可能にするため、マイクロプリアンブルに埋め込まれる。
【００２７】
前述したように、本発明による方法は、パケット送信の間、全体のエネルギー消費を最小化することを可能にするマイクロプリアンブルの最適なサイズを決定することを目的とする。
【００２８】
受信電力が送信電力とほぼ同じである、即ちｋ＝１でＰＲＸ＝ｋＰＴＸが成り立つシステムに対して、プリアンブルのサイズは、Ｌｐｒｅａｍｂｌｅ＝（２ｎ―１）＊ＳＰとなる。ここで、
0005675772.tif 000002
が成り立つ。宛先ノードの起動時間がプリアンブルサイズにわたり一様に分散され、この時間は、プリアンブル送信時間から独立していると仮定すると、プリアンブルの平均サイズが、
0005675772.tif 000003
として得られることができる。プリアンブル対する平均的エネルギー消費は、
0005675772.tif 000004
である。しかしながら、前述したように、本発明は、ＢＣＣネットワークにおいて、受信電力が、送信電力より高い、即ちｋ＞１となるという観察に基づいている。すると、Ｌｐｒｅａｍｂｌｅ＝（２ｎ'―１）＊ＳＰとなる。ここで、
0005675772.tif 000005
が成り立つ。従って、この場合、平均エネルギー消費は、
0005675772.tif 000006
である。ここで、本発明の目的は、このエネルギーを最小化するマイクロプリアンブルの最適なサイズを算出することである。マイクロプリアンブルのサイズが、
0005675772.tif 000007
であると仮定する。ここで、ｐは整数である。すると、プリアンブルの平均サイズは
0005675772.tif 000008
となり、プリアンブルに関する平均エネルギー消費は
0005675772.tif 000009
となる。ｐに関してエネルギーを最小化することにより、マイクロプリアンブルのサイズが決定され、
0005675772.tif 000010
となることが分かる。
【００２９】
図２は、ｋ＝１０の場合におけるマイクロプリアンブルの最適なサイズの説明を示す。図３は、最適な数のリスニングスロットの説明を示す。
【００３０】
前述したように、ＢＣＣシステムにおけるＴＸパワーとＲＸパワーとの間には強い非対称性がある。従って、効率的なＭＡＣプロトコルは、おそらくＴＸモードにおいて費やされる時間を犠牲にして、ＲＸモードでノードが費やす時間を最小化する傾向を持つべきである。ノードがＲＸモードであるための主な原因の１つは、コンテンションである。衝突を避けるための古典的アルゴリズムは、ＣＳＭＡ／ＣＡである。この概念を使用すると、ノードは、チャネルがアイドルであるのを待つ。そのため、チャネルの状態をチェックするため、これらのノードは、一定時間の間ＲＸモードにとどまる。これが、エネルギーのかなりの使用となる原因である。特に、ＢＣＣネットワークにおいて受信が高コストとなる原因である。
【００３１】
これに対処するため、本発明のＭＡＣプロトコルは「コンテンションフリー」であるよう提案される。これは、ＢＣＣネットワークにおけるノードが、チャネルをチェックすることなしに通信を始めることを意味する。即ち、ノードは、スリープモードから直接ＴＸモードになる。これは、衝突の処理に関する問題を生じさせる。まず、長いマイクロプリアンブルの構造が使用される。これは、マイクロプリアンブルに関して特殊な、最適なサイズの使用を意味する。このサイズは、必ずしも最短ではない可能性がある。衝突問題を解決するため、最適なサイズ周辺でマイクロプリアンブルのサイズがランダム化される。プリアンブルが、ｎのマイクロプリアンブルを持ち、結果的に、ｎ―１のリスニングスロットがあると仮定する。すると、−Ｒから＋Ｒの間で一様に分散されるｎ―１の乱数ｒｉが生成される。これは、ランダム化の強度を表す。ここで、ｉは、
0005675772.tif 000011
にある。すると、プリアンブルのサイズは、
0005675772.tif 000012
である。
【００３２】
明らかに、例えばマイクロプリアンブルのサイズがヌル又は負でないことを確実にするため、斯かる計算は、いくつかの制約を尊重しなければならない。
【００３３】
マイクロプリアンブルの長さがランダム化されず、全てのアイドルスロットが同時に発生する場合、３つのノードは、チャネルがアイドルであると検出し、送信し続ける。プリアンブル後、それらは全て、それらのデータを送信して、衝突を引き起こす。マイクロプリアンブルの長さがランダム化される場合には、スロットが同時には発生しない特定の確率がある。リスニングスロットの間、ノードがチャネル上でプリアンブルを検出すると、このノードは、自身のプリアンブルを送信することを止める。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態において、ノードのスリープ時間ＳＰは、チャネル上で進行中のトラフィックを観察することにより、動的及び独立的に適合される。実際、データレート及びトラフィックパターンの観点から、非常に異なる要件が、ＢＣＣネットワークに関して存在する。低いデューティサイクルは、低密度トラフィックに関して非常に効率的であるが、アプリケーションにより高スループットが必要とされるとき、これはネットワークのパフォーマンスを低下させる。特定のアプリケーションは、長い時間期間において非常に少ない情報を送信し、多くの情報を送信する間、突如高スループットを必要とする。バイタルサイン監視を考えることができる。そこでは、ほとんどの時間キープアライブ情報メッセージだけが送信され、特殊なパターンが検出されるとすぐに多くのデータが送信される。斯かる問題を解決するため、デューティサイクルが自動的に適合されることを可能にするアルゴリズムが開発された。これは、ネットワーク上で進行中のトラフィックの各ノードからの観察に基づかれる。ノードは、定期的に、即ちスリープ時間ごとに起動し、起動受信機を用いてチャネルをスキャンし、チャネルの状態をテーブルに保存する。
【００３５】
スキャン後は、３つの異なるイベントが存在する。
１．チャネルがアイドルであり、ノードがそのキューにおいてパケットを持たない場合、ノードは０を保存する。
２．チャネルがアイドルであり、ノードがそのキューにおいてパケットを持つ場合、ノードは１を保存する。
３．チャネルがビジーである場合、ノードは１を保存する。
【００３６】
従って、各ノードは、０及び１のシークエンスを集める。例えば、000001000001000011100となる。このシークエンスから、各ノードは、スリープ期間適用規則を修正する。保存される０及び１の最大数は、ウインドウと呼ばれる。規則は、ウインドウ全体に適用される。
【００３７】
ここでは、以下の規則を用いて２のウィンドウサイズをテストした。
００：スリープ期間を増やす（例えば、長さを２倍する）。
０１：何もしない。
１０：何もしない。
１１：スリープ期間を減らす（例えば、長さを２分の１にする）。
【００３８】
図４は、これらの規則を表す自動化を示す。この自動化は、２に等しいウィンドウサイズに関して記載されるが、ＳＰに適用される関数だけでなく、このパラメータは、容易に修正されることができる。即ちＴｓｌｅｅｐ＊２又はＴｓｌｅｅｐ／２とすることができる。
【００３９】
ウインドウのサイズＷは、システムの反応性を修正し、増加／減少に関する関数は、反応の強度を修正する。特殊なアプリケーションの要件と整合させるため、これらのパラメータを調整することが可能である。
【００４０】
本発明の他の機能と独立して、ノードのスリープ時間のこの適合は、従来の通信法でも使用されることができる。
【００４１】
ここで、本発明の別の実施形態では、異なるノードにより送信されるプリアンブル間の衝突を避けるため、可変数のリスニングスロットが使用される。実際、図５で見られることができるように、プリアンブルＢは明示的に、プリアンブルＡより高い優先順位を持つ。なぜなら、それらが共に同時に送信される場合、プリアンブルＢが常に通過するからである。
【００４２】
２つのノード１及び２により送信され、個別の数のリスニングスロットｋ１及びｋ２を持つ２つの衝突プリアンブルを仮定する。すると、
0005675772.tif 000013
となる。ｄは、マイクロプリアンブルのサイズがランダム化されないという単純な場合において、２つのプリアンブルの個別の第１のリスニングスロットの間の距離として表され、
0005675772.tif 000014
となる。
【００４３】
図６は、ノード２がノード１に対して利点を持つ確率を示す。ｋ２が５よりかなり小さいとき、ノード２は常に、優先順位を持つ（即ち、チャネルにアクセスする）ということがはっきり分かる。逆に、ｋ２が５より大きいとき、ノード１が優先順位を持つ。ｋ２＝５の周りで、Ｒの値は、高く、チャネルにアクセスする確率に非常に影響する。以下の優先順位スキームが提案される。ここで、ｋｏｐｔは、コンテンションフリーＭＡＣにおいて算出されるｋに対する最適なエネルギー値（value energy wise）である。
【表１】
0005675772.tif 000015
【００４４】
本願明細書及び請求項において、ある要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」という単語は、斯かる要素が複数存在することを除外するものではない。更に、「有する」という単語は、記載される要素又はステップ以外の他の要素又はステップの存在を除外するものではない。
【００４５】
請求項において括弧内の参照符号が含まれることは、理解を助けるためのものであり、限定することを目的とするものではない。
【００４６】
本開示を読めば、他の修正が当業者に対して明らかであろう。斯かる修正は、体エリアネットワークの従来技術において既に知られており、本書に説明される特徴の代わりに、又はこれに加えて使用されることができる他の特徴を含むことができる。
【図１】
0005675772.tif 000016
【図２】
0005675772.tif 000017
【図３】
0005675772.tif 000018
【図４】
0005675772.tif 000019
【図５】
0005675772.tif 000020
【図６】
0005675772.tif 000021