(57)【要約】  本発明は、生起ノード１０から信号を受信するための複数の協調ノード２１−２３から少なくとも１つの協調ノードを選択するための方法、装置、システム及びコンピュータプログラムに関し、バックオフ処理の少なくとも２つの段が設けられ、候補の協調ノード２１−２３は、前記生起ノード１０に対する各自のチャンネル条件に従って夫々のバックオフ数を決め、前記第２の段は、第１の段が上手くいかなかった場合又は第２の協調ノードが選択される場合に行われる。
2011501551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生起ノードから信号が伝送される協調ノードを選択するための装置において、
バックオフ処理の第１の段において、前記生起ノードに対するチャンネル条件に基づく第１のバッグオフ数を決める、並びに前記バックオフ処理の第２の段において、前記生起ノードに対する後続するチャンネル条件に基づくと共に、前記生起ノード及び前記バックオフ処理の前記第１の段における他の候補の協調ノードの少なくとも１つのノードの反応に基づいて少なくとも第２のバックオフ数を決める装置。
【請求項２】
各バックオフ段の終わりに、前記生起ノードの反応に基づいて、前記バックオフ処理の現在の段が上手くいったかどうか判断する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記生起ノードから応答が無いこと及び別の候補の協調ノードによる反応の少なくとも１つに基づいて、前記現在の段が上手くいったかどうか判断する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の段の終わりに、前記生起ノードから協調ノードへのフィードバック基づいて、前記現在の段が上手くいったかどうか判断し、前記フィードバックは、協調ノードの選択が上手く行われたかどうかに関する又は前記選択を失敗したのはどのスロットかに関する情報を有する請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記生起ノードからの前記フィードバックは、どの協調ノードが前記バックオフ処理の前記第２の段から除外されたかを示す情報を有する請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記現在の段が上手くいったかどうかの判断から得られる情報に基づいて、前記第２のバックオフ数を決める請求項１乃至５の何れか一項に記載の装置。
【請求項７】
対応するチャンネル条件の数を計算するために、前記バックオフ処理の前記第１の段において多数の遊休スロットを使用する請求項１乃至６の何れか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のバックオフ数を計算するために、前記第１の段の元々のチャンネル条件の数から前記対応するチャンネル条件の数を減算する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記生起ノードからのフィードバックは、前記第２のバックオフ数を得るために、前記対応するチャンネル条件の数と組み合わされるよう提案される新しい係数の値を有する請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置から信号が伝送される少なくとも１つの協調ノードを選択する装置において、
候補の協調ノードが前記装置に対する各自のチャンネル条件に従ってバックオフ数を決めるバックオフ処理の第１の段を開始する、及び前記第１の段が上手くいかなかった場合又は第２の協調ノードが選択される場合、前記バックオフ処理の後続する第２の段を開始する装置。
【請求項１１】
前記バックオフ処理の前記第１の段の間における衝突の検出に応じて、前記候補の協調ノードに対する応答を生成する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の段の終わりに、前記候補の協調ノードにフィードバックを供給する装置において、前記フィードバックは、前記協調ノードの前記選択が上手くいったかどうか、又は前記選択を失敗したのはどのスロットかを示している請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記フィードバックは、どの協調ノードが前記バックオフ処理の第２の段から除外されたかを示している情報を有する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記フィードバックは、前記候補の協調ノードにおけるバックオフ数を得るために、前記対応するチャンネル条件の数と組み合わされるよう提案される新しい係数の値を有する請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
生起ノードから信号を受信するための複数の協調ノードから少なくとも１つの協調ノードを選択する方法において、前記方法は、前記候補の協調ノードが前記生起ノードに対する各自のチャンネル条件に従って夫々のバックオフ数を決めるバックオフ処理の少なくとも２つの段を有し、前記第２の段は、前記第１の段が上手くいかなかった場合又は第２の協調ノードが選択される場合に行われる方法。
【請求項１６】
コンピュータ装置上で実行するとき、請求項１５に記載の方法のステップを生じさせるコード手段を有するコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１７】
請求項１に記載の装置を各々有する複数の協調ノードから少なくとも１つの協調ノードを選択するシステムにおいて、前記少なくとも１つの協調ノードに信号を送信する生起ノードに請求項１０に記載の装置をさらに有するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、それに限定されないが、例えばＷＬＡＮのような伝送システムにおける少なくとも１つの協調ノード(cooperative node)を選択する装置、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＩＥＥＥ８０２.１１仕様に規定されるようなＷＬＡＮは、現在略どこにでも存在している。この８０２．１１規格は、全ての局がＣＳＭＡ／ＣＡ(carrier sense multiple access with collision avoidance)の形式であるＤＣＦ(distributed coordination function)を実施することを義務付ける。ＣＳＭＡ／ＣＡは、伝送前に全ての局が最初に媒体を検知することを確認するコンテンション型のプロトコルである。主要な目標は、局が同時に伝送するのを避けることであり、これが衝突及び対応する再伝送をもたらす。フレームを送るために待っている局が（別の局の伝送を意味する）媒体における特定のしきい値よりも上のエネルギーを検知する場合、アクセスを待っている局は、その媒体がフレームを伝送する前の遊休（アイドル）になるまで待っている。前記プロトコルの衝突回避態様は、エラーのない受信を確認するために、受信している局が送信している局に送る受け取り通知の使用に関する。ある程度複雑になったとしても、媒体にアクセスするこの処理は、全員が礼儀正しく、各人は、他に誰も話していないとき、単に話すだけの会議として見られることができる。加えて、その人が話していることを理解している参加者が同意をしてうなずいている。
【０００３】
マルチホップリレー(multihop relaying)技術は、様々なネットワークノードを介して信号が中継（リレー）されることであり、広い受信可能範囲を達成するため、及び送信器において高い出力の使用を必要とせずに無線チャンネル障害を軽減するために、例えばＷＬＡＮ又はセンサネットワークのような将来のセルラー及びアドホック無線通信システムに対し期待できる解決法である。最近では、マルチホップ型の拡張ネットワークにおいて積極的に研究されている新しい概念はマルチユーザ協調ダイバーシティであり、ここでは、幾つかの端末又はネットワークノードが互いに各自のメッセージの伝送を支援するためのある種の連合を形成する。一般的に、協調リレーシステムは、生起ノード(source node)に多数の協調リレー又はノードへメッセージをマルチキャストさせ、これらシステムは、目標とする宛先ノードに処理したバージョンを再送する。この宛先ノードは、可能であれば送信元の元々の信号も考慮して、前記リレーから受信される信号を組み合わせる。
【０００４】
S. Shankar他著、"Cooperative communication MAC(CMAC)- A New MAC protocol for Next Generation Wireless LANs", IEEE WireComm, Jun 2005、並びにBletsas他著、"A Simple Cooperative Diversity Method based on Network Path Selection", IEEE Journal on Selected Areas of Communications, Mar 2006(MIT)において、２つの方法が開示され、これら方法は、いわゆる"バックオフ処理(backoff process)"に基づき、これは有線通信システム、例えばIEEE 802.3（イーサーネット）と同様に無線通信システム、特にIEEE 802.11及びIEEE 802.15のようなＷＬＡＮ及びＷＰＡＮシステムに広く用いられる。このバックオフ処理は、例えばD. Bertsekas及びR. Gallager著、"Data Networks"、Capter4, Prentice Hall, 1992に示されるように、多くの多重競合局間においてチャンネルにランダムアクセスするための通信システムに使用される。通常は、ＣＳＭＡプロトコルと組み合わされる。このバックオフ処理は、全ての参加している局によってチャンネルへの公平なアクセスを可能にするため、及び分散方式におけるネットワークの混雑具合に従って伝送を調節するために取り入れられている。
【０００５】
局が伝送を開始する前に、局は、あるコンテンションウィンドウ（ＣＷ）内にあるランダムなバックオフ数（ＢＯ）、すなわち［０，ＣＷ］を選択する。局は、前前記チャンネルへの公平なアクセスを達成するために、前記コンテンションウィンドウにわたり前記ランダムなバックオフ数ＢＯを一様に選択する。ある局がパケットを送った後、他の局が伝送していたために伝送が衝突したことを知った場合、この局は、そのコンテンションウィンドウを２倍、２＊ＣＷにして、前記処理を繰り返す。衝突を知るために、局は、衝突検出回路を用いるか又は衝突を知らせる受信器を信頼するかのどちらかである。
【０００６】
バックオフ処理は、１つの協調ノードの選択を目的とするために再利用される。両方の解決法において、１段だけのバックオフ処理が設計される。Bletsas他著、"Simple Cooperative Diversity Method based on Network Path Selection", IEEE Journal on Selected Areas of Communications, Mar 2006(MIT)において、前記バックオフ処理は、最良の協調ノードの選択のために再利用されることが提案されている。
【０００７】
図２は、協調ノードを選択するのに使用されるバックオフ処理に従う動作の基本の流れ図を示す。ここで、瞬間のチャンネル条件に従って、ステップＳ１０１において、各協調ノードは、λの係数を用いて前記瞬間のチャンネル条件（ＣＣ）に反比例しているバックオフ数（ＢＯ）を決める。次いで、前記チャンネルを検知し、ステップＳ１０２からＳ１０５のループ手順において、前記チャンネルがＢＯのスロットに対し遊休であると判断する場合、このときステップＳ１０６において伝送を開始する。そうでなければ、ステップＳ１０３において、前記チャンネルはビジーであると判断する場合、前記チャンネルが再び遊休となるまで、延期及び待機する。故に、最良のチャンネル条件を持つ協調ノードが最小のＢＯ数を決定し、前記チャンネルがＢＯのスロットに対し遊休であるとき、前記チャンネルをつかまえる。
【０００８】
バックオフ処理はよく知られているので、この方法は実行するのが簡単であり、容易に受け入れられ得る一方、適切な係数λを選択することが難しい。これは、協調ノードの分布は実際には分からず、一様な分布に従っているとは考えにくい。さらに、全ての協調ノードが非常に良好なチャンネル条件又は非常に悪いチャンネル条件の何れか一方を持つ場合がある。例えば、協調ノードが対数正規分布であるが、異なる平均値を持つ場合、分からない分布である協調ノード間において潜在的な衝突を減少させるように、係数λは大きい数に選ばれなければならない。しかしながら、より大きなλは、より大きなＢＯ数及び競合する前のより大きな遊休時間を意味するので、オーバーヘッドは増大する。
【０００９】
これは、バックオフ処理が競争している局の公平な仲裁を目標としている一方、最良な協調ノードの選択には不公平となることが問題となる。従って、協調ノードの分布を知らずにバックオフ処理を利用することは効率的ではない。例えば、協調ノードが比較的強力なチャンネル条件を持つ場合、例えばλの２７の値は、例えば１０スロットの平均的遅延で９５％の上手くいく最良の協調ノードの選択となる。そうでなければ、協調ノードが比較的弱いチャンネル条件を持つ場合、上記λの２７の値は、９６％の上手くいく選択となるが、選択における前記平均的遅延は５５スロットとなり、これはかなり大きい。従って、簡単なバックオフに基づく選択手順は、最良の協調ノードの迅速な選択を提供するには十分ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、最良の協調ノードを迅速に選択するための選択手順を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本目的は、請求項１及び１０に記載の装置、並びに請求項１５に記載の方法により達成される。ソフトウェアに基づく実施において、上記目的は、コンピュータ装置上で実行するとき、上記方法のステップを生じさせるためのコード手段を有するコンピュータプログラムプロダクトにより達成される。
【００１２】
従って、バックオフ処理に基づく協調ノードの改善した選択が提案される。多重の選択段を取り入れること及び早めのフィードバックを利用することにより、最良の協調ノードがより少ないオーバーヘッドで特定されることができる。もう１つの利点は、協調ノードの潜在的な分布に関係なく、前記オーバーヘッドは殆ど変化がないことである。提案される多段に基づくバックオフ手順において、最良の協調ノードは従って１回で選択されるのではなく、むしろ複数の短いラウンドで選択される。第１の段において、主要目的は、送信元が協調ノードの分布に関して大まかに学ぶことである。第１ラウンドからのこの知識を用いて、生起ノード又は送信元は、それら協調ノードにフィードバックを（任意に）提供することにより、少なくとも１つの後続する段における選択をより細かく行う。協調ノードの存在が送信元に知らされる又は知らされなくてもよい。提案される方法は特に、チャンネル条件に関して協調ノードの分布が生起ノードに知られていない、すなわち協調ノードは互いに隠され、バックオフ処理において衝突が起こる実際的な事例によく適している。
【００１３】
提案される方法は、１つの最良のノードだけでなく、協調のために最初の数個の最良のノードも選択するのに繰り返し使用されることができる。
【００１４】
候補の協調ノード内又はノードにある装置は、各バックオフ段の終わりに生起ノードの反応に基づいて、前記バックオフ処理の現在の段が上手くいったかどうか判断するのに適する。提案される選択方式はこれにより、潜在的な協調ノードの迅速な選択を可能にする。さらに特定した実施例において、前記協調ノード内又はノードにある装置は、生起ノードからの応答が無いこと、及びもう別の候補の協調ノードにより行われる反応の少なくとも１つに基づいて、現在の段が上手くいったかどうか判断するのに適する。前記装置は、現在の段が上手くいったかどうかの判断から得られる情報に基づいて、第２のバックオフ数を決める。代わりのさらに特定した実施例において、前記協調ノード内又はノードにある装置は、前記第１の段の終わりに生起ノードから協調ノードへのフィードバックに基づいて、前記現在の段が上手くいったかどうか判断するのに適し、このフィードバックは、協調ノードの選択が上手く行われたか又はどのスロットの選択が失敗したかに関する情報を有する。
【００１５】
例として、生起ノードからのフィードバックは、どの協調ノードが前記バックオフ処理の第２の段から除外されたかを示す情報を有する。
【００１６】
もう１つの実施例によれば、前記協調ノード内又はノードにある装置は、対応するチャンネル条件の数を計算するために、バックオフ処理の第１の段において多数の遊休スロットを使用するのに適する。特定の例において、前記対応するチャンネル条件の数は、第２のバックオフ数を計算するために、前記第１の段の元々のチャンネル条件の数から減算される。オプションとして、生起ノードからのフィードバックは、第２のバックオフ数を得るために、対応するチャンネル条件の数と組み合わされるよう提案される新しい係数の値を有する。
【００１７】
他の有利な展開は、従属請求項に規定される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】様々な実施例によるハンドシェイク手順を含む無線ネットワーク環境の概略的なブロック図。
【図２】協調ノードにおけるバックオフ数を決めるための手順の流れ図。
【図３】単段のバックオフ処理の概略的な信号図。
【図４】第１の実施例による協調ノードにおける多段のバックオフ処理の流れ図。
【図５】前記第１の実施例による例示的な多段のバックオフ処理の概略的な信号図。
【図６】第２の実施例による協調ノードにおける多段のバックオフ処理の流れ図。
【図７】前記第２の実施例による例示的な多段のバックオフ処理の概略的な信号図。
【図８】第３の実施例による協調ノードにおける多段のバックオフ処理の流れ図。
【図９】前記第３の実施例による例示的な多段のバックオフ処理の概略的な信号図。
【図１０】第４の実施例により生起ノードにおける多段のバックオフ処理の流れ図。
【図１１】様々な実施例のソフトウェアに基づく実施の概略的なブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、添付する図面を参照して、様々な実施例に基づいて説明されている。
【００２０】
以下において、図１に示されるような及びＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェイク手順を含む、無線アドホックネットワーク環境、例えばＷＬＡＮに基づいて、様々な実施例が説明される。
【００２１】
図１によれば、生起ノード（又は送信元）１０は、例示的に３つの候補の協調ノード（又は局）２１から２３にアクセスする。
【００２２】
生起ノード１０の協調ノード２１から２３は、この生起ノードに対し比較的良好なチャンネル条件を持つ。生起ノードが最良の協調ノードを求めるＲＴＳ(Request-To-Send)のようなパケットを送信するとき、各協調ノード２１から２３は、生起ノード１０に対する協調ノードのチャンネル条件ＣＣを示す各自の受信電力に既定の小さな値λを乗算する。この乗算は、チャンネル条件に比例していると共に、協調ノード２１から２３の夫々の応答ＣＴＳ１、ＣＴＳ２及びＣＴＳ３の送信タイミングを決めるバックオフ数ＢＯとなる。小さなλの値は、小さなバックオフ数を意味する。これは、生起ノード１０及び協調ノード２１から２３は、ほんの数バックオフスロット内の協調ノードに関して学ぶことができることを意味している。
【００２３】
図３は、単段のバックオフ処理の概略的な信号図である。生起ノード１０からＲＴＳパケットを受信する３つの協調ノード２１から２３に対し、各々がＢＯ数を決める。この場合、協調ノードＮ１  ２１、Ｎ２  ２２及びＮ３  ２３は夫々、０．１、０．５及び０．８のチャンネル条件ＣＣ（小さい数ほど良好な条件を意味する）を持つ。小さなλは、予め承諾されてあり、３である。故に、チャンネル条件ＣＣ及びλを乗算し、最も近い大きな整数に丸める(round off)ことは、夫々１、２及び３を与える。これは、第１の協調ノード（Ｎ１）２１は、スロットＳｌ１に送られ、Ｎ２  ２２はスロトＳｌ２に送られ、Ｎ３  ２３はスロットＳｌ３に送られる。
【００２４】
第１の協調ノード（Ｎ１）２１は、応答パケット、例えばＣＴＳ（Clear-To-Send）をスロットＳｌ１にある生起ノード１０に返信する。残り協調ノードＮ２  ２２及びＮ３  ２３のキャリアセンシング(carrier sensing)は、この伝送を検出し、自分の伝送を控える。故に、最良のノード、この場合Ｎ１  ２１が最良の協調ノードであると特定される。
【００２５】
この事例は、簡単な事例であり、ある段において選択は既に終了している。
【００２６】
しかしながら、協調ノード２１から２３の全てが悪い条件を持つ場合、λの値が非常に大きくなるように選択されない限り、単一のバックオフ段において選択を上手く行うことは難しい。１つの例は、協調ノード２１から２３が０．８１、０．８２及び０．８３の条件を持つことである。このとき、不利益は、最良のノードがその大きなＢＯ数をカウントダウンする前の長い待ち時間である。
【００２７】
以下の実施例に従って、それにより上記状態に対する多段の選択が提案される。
【００２８】
図４は、第１の実施例による、多段のバックオフ処理の流れ図を示し、これが協調ノード２１から２３の各々で行われる。この実施例において、全ノードがキャリアセンシング機構により互いに聞くことができるとき、第１の競合段(contention stage)の後に送信元からのフィードバックは必要ない。
【００２９】
ステップＳ２０１において、図２に類似した第１のバックオフ段が実施される。次いで、ステップＳ２０２において、関係している協調ノードは前記第１のバックオフ段の間、より良い協調ノードを検出したか、例えば別の協調ノードから先行するＣＴＳ応答が受信されたかどうか調べる。そうである場合、この協調ノードに対する多段のバックオフ手順は終了する。そうでなければ、より良い協調ノードが検出されなかった場合、ステップＳ２０３において、生起ノード（又は送信元）１０からの応答を受信したかどうか調べる。そうである場合、この協調ノードに対する多段のバックオフ手順は終了する。そうでなければ、生起ノード１０からの応答を受信しなかった場合、上の結果及び自身のチャンネル条件に基づいて、新しいλの値が導出され（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５において、（図２に類似した）第２のバックオフ段がこの新しいλの値に基づいて計算された第２のＢＯ数を用いることにより実施される。
【００３０】
図５は、第１の実施例による例示的な多段のバックオフ処理の概略的な信号図を示す。ここで、協調ノード２１から２３は夫々、０．４５、０．５５及び０．８８のチャンネル条件ＣＣを持つと仮定される。最初の（小さな）λの値３は、各ノードに対し夫々２、２及び３のＢＯ数を与える。従って、協調ノード２１及び２２は、第１のスロットＳｌ１において伝送を検知せず、第２のスロットＳｌ２において各自のＣＴＳパケットを同時に伝送する。そのうちに生起ノード１０において衝突が発生する。第３の協調ノード２３は、自分よりもより良い条件を持つノードがあることをキャリアセンシング（図４のステップＳ２０２参照）することにより、第２のスロットＳｌ２から学ぶことができる。従って、第３の協調ノード２３に対する多段のバックオフ手順はここで終了する。
【００３１】
生起ノード１０においてＣＴＳの受信を可能にするためのある既定時間の後に、第１の競合中又はバックオフ段における衝突が存在したので、この生起ノード１０は単に何も行わない。第２の競合中又はバックオフ段において、第１及び第２の協調ノード２１及び２２は、生起ノード１０から潜在的な応答が無いことにより、生起ノード１０に衝突があったことを学ぶ。さらに、これらノードは、第１の競合中の段において、第１のスロットにおいてノードの送信が無かったいう各自の知識からも学んでいる。従って、第１及び第２の協調ノード２１及び２２は、図４のステップＳ２０５に従って、第２のバックオフ段を実施するために新しいバックオフカウンタを利用することにより、これらノードが第２の時間を競合すべきであると断定する。第１及び第２の協調ノード２１及び２２は、全部で３つのスロットの中から第１のスロットにおいて衝突が存在しなかったこと、及び０．３３（１／３）よりもより良い条件を持つノードが存在しなかったことを新しく知る。故に、図４のステップＳ２０４において、各ノードは自身のチャンネル条件の値から値０．３３を導出し、可能であればより大きな新しいλの値、例えば５で再び乗算する。第１及び第２の協調ノード２１及び２２は、前記第２の段に対し以下のＢＯ数１、２を持つ。故に、第１の協調ノード２１は、このときＣＴＳを上手く伝送することが可能であり、最良の協調ノードと特定される。
【００３２】
一般的に、協調ノード２１から２３は本来、生起ノード１０により到達されることができるが、これらノードは互いに隠されることができる。この場合、より短いスロット数を待つ最良の協調ノードにより伝送されるＣＴＳパケットは、前記最良の協調ノードから隠されると共に、より長いスロット数を待つ別の協調ノードにより伝送されるが、最初のＣＴＳが終了する前である、別のＣＴＳパケットにより破損されそうなので、何れにしても単段の選択は失敗し易い。
【００３３】
図６は、上記条件に十分適した多段の選択に関連する第２の実施例に従う協調ノードにおける多段のバックオフ処理の流れ図を示す。
【００３４】
ステップＳ３０１において、図２に類似した第１のバックオフ段が実施される。次いで、ステップＳ３０２において、関係している協調ノードは前記第１のバックオフ段の間、より良い協調ノードを検出したか、例えば別の協調ノードから先行するＣＴＳ応答が受信されたかどうか調べる。そうである場合、この協調ノードに対する多段のバックオフ手順は終了する。そうでなければ、より良い協調ノードが検出されなかった場合、ステップＳ３０３において、生起ノード（又は送信元）１０から新しいＲＴＳメッセージを受信したかどうか調べる。そうではない場合、この協調ノードに対する多段のバックオフ手順は終了する。そうでなければ、生起ノード１０から新しいＲＴＳメッセージが受信された場合、上の結果及び自身のチャンネル条件に基づいて、新しいλの値が導出され（ステップＳ３０４）、ステップＳ３０５において、（図２に類似した）第２のバックオフ段がこの新しいλの値に基づいて計算された第２のＢＯ数を用いることにより実施される。
【００３５】
図７は、第２の実施例による例示的な多段のバックオフ処理の概略的な信号図を示す。ここで、協調ノード２１から２３は夫々、０．６８、０．７８及び０．８８のチャンネル条件ＣＣを持つと仮定される。最初の（小さな）λの値は、全てのノードに対し３、３及び３のＢＯ数を与える。故に、第３のスロットＳｌ３において、全ての協調ノード２１から２３は、ＣＴＳパケットを伝送し、これが生起ノードに衝突を生じさせる。生起ノード１０は、スロットＳｌ１及びＳｌ２においてチャンネルは遊休であるが、このチャンネルはスロットＳｌ３において衝突を体験することを学ぶ。全ての協調ノード２１から２３は、多かれ少なかれ同じ（悪い）チャンネル条件を持つと断定する。故に、第２の競合又はバックオフ段において、送信元はこの情報を第２のＲＴＳパケットにおいて全ての協調ノード２１から２３にフィードバックする。全ての協調ノードは、全部で３つのスロットの中から最初の２つのスロットに衝突が存在しなかったこと、及び０．６７（２／３）よりもより良い条件を持つノードが存在しなかったことを新しく知る。故に、各ノードは、各自のチャンネル条件から０．６７を導出し、可能であればより大きな新しいλの値、例えば５０で再び乗算する。協調ノード３２から２３は次いで、第２の段に対し以下のＢＯ数１、６を持つ。従って、第１の協調ノード２１は、ＣＴＳを上手く伝送することが可能であり、最良の協調ノードと特定される。
【００３６】
図８は、第３の実施例による協調ノードにおける多段のバックオフ処理の流れ図を示す。この実施例は、提案した多段の選択処理が１つの最良な協調ノードだけでなく、最初の数個の最良な協調ノードも選択するのに繰り返し使用され得ることを説明している。これは、例えば、A. Nosratinia, T.E. Hunter及びHedayatの"Cooperative communication in wireless network", IEEE Communications Magazine, Oct 2004に開示されるように、協調通信方式に非常に有用である。
【００３７】
ステップＳ４０１において、図２に類似した第１のバックオフ段が実施される。次いで、ステップＳ４０２において、関係している協調ノードは生起ノード（又は送信元）１０から新しいＲＴＳメッセージを受信したかどうか調べる。そうでない場合、この協調ノードに対する多段のバックオフ手順は終了する。そうでなければ、生起ノード１０から新しいＲＴＳメッセージが受信された場合、上の結果及び自身のチャンネル条件に基づいて、新しいλの値が導出され（ステップＳ４０３）、ステップＳ４０４において、（図２に類似した）第２のバックオフ段がこの新しいλの値に基づいて計算された第２のＢＯ数を用いることにより実施される。
【００３８】
図９は、第３の実施例による例示的な多段のバックオフ処理の概略的な信号図を示し、ここで全ての協調ノード２１から２３は、互いに隠されてないと仮定される。
【００３９】
ここで、前記協調ノード２１から２３は夫々、０．２５、０．５５及び０．８５のチャンネル条件ＣＣを持つと仮定される。図８のステップＳ４０１において、前記第１のバックオフ段に対しλはここで３と仮定する。この第１のバックオフ段において、第１の協調ノード２１は、スロットＳｌ１において伝送するので、この第１の協調ノード２１は従って最良の協調ノードと特定される。しかしながら、生起ノード１０は、依然として第２の最良の協調ノードを知る必要があり、故に第２の最良の協調ノードを求める第２のバックオフ段において第２のＲＴＳを伝送する。この第２の最良の協調ノードは、第１のバックオフ段における第２のスロットＳｌ２又は第３のスロットＳｌ３にのみ存在することができるので、残りの第２及び第３の協調ノード２２及び２３は（３つのスロットのうちの１つのスロットに対応する）０．３３を導出し、再び新しいλの値、すなわち３を乗算する。第２の最良の協調ノードは、第２のバックオフ段において最も早いＣＴＳを送信することにより競合に勝つ。
【００４０】
以下において、生起ノード１０に対する例示的な処理方式が詳細に説明されている。
【００４１】
図１０は、第４の実施例による生起ノード１０における多段のバックオフ処理の流れ図を示す。
【００４２】
第１の初期ステップＳ５００において、実行する変数ｎが１に設定される。次いで、ステップＳ５０１において、生起ノード１０はＲＴＳメッセージを送信し、第１のバックオフ段を開始する。次いで、ステップＳ５０２において、協調ノード２１から２３からのＣＴＳ応答の間に衝突が起こったかどうか調べる。起こっていない場合、ステップＳ５０３において、一番早いＣＴＳ応答に基づいてｎ番目の最良の協調ノードが決められる。次いで、前記実行する変数ｎはステップＳ５０４において増分され、ステップＳ５０５において最大値ｎｍａｘに達したかどうか調べられる。最大値に達した場合、多段のバックオフ手順は終了する。そうでなければ、前記最大値ｎｍａｘに達しなかった場合、前記手順はステップＳ５０１に戻り、新しいＲＴＳメッセージが送られ、第２の最良の協調ノードを決める等を行う。
【００４３】
しかしながら、ステップＳ５０２において衝突が判定された場合、協調ノード２１から２３に対するチャンネル条件はステップＳ５０６において、受信したＣＴＳ応答に基づいて導出され、ステップＳ５０７において、追加のＲＴＳメッセージが送られ他のバックオフ段を開始する。ステップＳ５０２、Ｓ５０６及びＳ５０７は、ステップＳ５０２において衝突が検出されなくなるまで繰り返され、ステップＳ５０３においてｎ番目に最良の協調ノードが決められる。
【００４４】
故に、第４の実施例において、提案される多段のバックオフ手順は、単一の最良の協調ノードのより早い選択及び幾つかの最良の協調ノードの選択の両方に使用される。
【００４５】
図１１は、提案される選択機構のソフトウェアベースの実施の概略的なブロック図を示す。ここで、生起ノード１０及び協調ノード２１から２３は各々、処理ユニット２１０を有し、このユニットは、メモリ２１２に記憶される制御プログラムのソフトウェアルーチンに基づいて制御を行う制御ユニットを備える如何なる処理器又はコンピュータ装置でもよい。夫々の図４、６、８及び１０に関連して開示された上記機能の処理ステップを実行するために、プログラムコード命令がメモリ２１２から取り出され、前記処理ユニット２１０の制御ユニットに読み込まれる。これら処理ステップは、入力データＤＩに基づいて実行され、出力データＯＤを発生させる。ここで生起ノード１０において、入力データＤＩは受信したＣＴＳ応答に対応し、出力データＯＤは第２及び他のバックオフ段に対する追加のフィードバック情報を備える新しいＲＴＳメッセージ若しくは要求に対応又は開始する。他方、協調ノードにおいて、入力データは（生起ノード１０からの）受信したＲＳＴ要求又は（他の協調ノードからの）ＣＴＳ応答に対応し、出力データはＣＴＳ応答に対応又は開始する。
【００４６】
現時点では、図４、６、８及び１０の機能は同様に、別個のハードウェア又は単一の処理ユニットとして実施される。
【００４７】
要約すると、生起ノード１０から信号を受信するための複数の宛先ノード２１から２３から少なくとも１つの宛先ノードを選択するための方法、装置、システム及びコンピュータプログラムプロダクトが開示され、ここでは少なくとも２つのバックオフ処理の段が設けられ、候補の宛先ノード２１から２３は、生起ノード１０に対する各自のチャンネル条件に従って、夫々のバックオフ数を決定し、ここで第２の段は、第１の段が上手くいかなかった場合又は第２の宛先ノードが選択された場合に行われる。
【００４８】
本発明は上記実施例に限定されるのではなく、例えば移動局とアクセスポイントとの間にワンホップ(one-hop)通信が行われる仮想セルラーネットワーク又はマルチホップ(multi-hop)のアドホックネットワークのような、センサネットワークを含む如何なる他のネットワーク型に使用されることができる。その上、本発明は、進行中のIEEE802.11規格、例えばIEEE802.15.5標準化及び将来の拡張に応用可能である。その上、提案される選択方式は、他の宛先ノードを選択するのに使用されてもよいので、"協調ノード"という用語は、生起又は送信ノードにより選択される如何なる種類の宛先又は標的ノードを含んでいると意味される。加えて、応答タイミングを決めたバックオフ数は、チャンネル条件及びλの値以外の如何なる適切なパラメタも用いることにより計算されてもよい。
【００４９】
最後であるが重要なことに、"有する"又は"有している"という用語は、特許請求の範囲を含む本明細書に用いられるとき、述べた特徴、手段、ステップ又は構成要素の存在を明示することを意味しているが、１つ以上の他の特徴、手段、ステップ、構成要素若しくはそれらの集合の存在又は追加を排除するものではない。さらに、請求項における要素が複数ある表現を用いていないことが、このような要素が複数あることを排除するものではない。その上、如何なる参照符号も特許請求の範囲を制限しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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