(57)【要約】  少なくとも２つのネットワークノードを含むクラスタを形成することであって、ネットワークノードの各々が、少なくともワイヤレストランシーバおよび少なくとも１つのアプリケーションサーバを含む、形成することと、ネットワークノードの各々によって、他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからクラスタトポロジーデータを継続的に取得することと、ネットワークノードの各々によって、他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに、取得されたトポロジーデータを継続的に送信することと、送信されたトポロジーデータに少なくとも部分的に基づいて、クラスタヘッドを指定することと、クラスタヘッドによって、クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくとも１つを選択して、それぞれの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関連付けられた１つ以上のサービスを提供することであって、１つ以上のサービスは、すべての他のネットワークノードに提供される、提供することと、を含む方法。【選択図】図１
2021525028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのネットワークノードを含むクラスタを形成することであって、前記ネットワークノードの各々が、少なくともワイヤレストランシーバおよび少なくとも１つのアプリケーションサーバを含む、形成することと、
前記クラスタ内の前記ネットワークノードの各々によって、他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからクラスタトポロジーデータを継続的に取得することと、
前記クラスタ内の前記ネットワークノードの各々によって、前記クラスタ内の前記他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに、前記取得されたトポロジーデータを継続的に送信することと、
前記送信されたトポロジーデータに少なくとも部分的に基づいて、クラスタヘッドを指定することと、
前記クラスタヘッドによって、前記クラスタ内の前記他のネットワークノードのうちの少なくとも１つを選択して、そのそれぞれの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関連付けられた１つ以上のサービスを提供することであって、前記１つ以上のサービスは、すべての他のネットワークノードに提供される、提供することと、を含む方法。
【請求項２】
前記取得することが、前記ネットワークノードのワンホップ隣接ネットワークノードである前記他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからのみである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ワンホップ隣接ネットワークの各々が、前記ネットワークノードの下流に位置する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記送信することが、前記ネットワークノードのワンホップ隣接ネットワークノードである前記他のネットワークノードのうちの前記少なくともいくつかに対してのみである、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記ワンホップ隣接ネットワークの各々が、前記ネットワークノードの上流に位置する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ネットワークノードの各々がモバイルセルラーネットワークノードであり、前記モバイルセルラーネットワークノードの各々が、少なくともアクセス無線、コアネットワーク、バックホール無線デバイス、および１つ以上のアプリケーションサーバを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記モバイルセルラーネットワークノードの各々が、少なくともモバイルロングタームエボリューション（ＬＴＥ）コアを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記アプリケーションサーバが、音声通信、データ通信、プッシュツートーク通信、およびビデオ通信からなる群から選択される少なくとも１つのアプリケーションを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ネットワークノードの各々が、少なくとも１人のエンドユーザに関連付けられている、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ以上のサービスの各々が、前記他のネットワークノードの各々のすべてのエンドユーザに提供される、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記取得することおよび前記送信することが、各ネットワークノードの前記少なくとも１つのアプリケーションサーバに関する情報を取得および送信することを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記選択することが、各ネットワークノードの前記少なくとも１つのアプリケーションサーバに関する前記情報に少なくとも部分的に基づく、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記選択することが、データパスの集中化、ネットワークノード間のホップの最小化、伝送遅延の最小化、ネットワークノード負荷バランシング、帯域幅の最大化、および前記クラスタヘッドによる以前の選択チョイスからなる群から選択されるクラスタパラメータに少なくとも部分的に基づく、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記選択することに含まれないときに、前記ネットワークノードのうちの少なくとも１つは、そのそれぞれのアプリケーションサーバをオフにする、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記取得することおよび前記送信することが、ネットワークノード設定情報を取得および送信することを含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記ネットワークノード設定情報が、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、ハードウェア識別子、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、アプリケーションサーバのアドレス、アプリケーションサーバのタイプ、無線周波数（ＲＦ）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）パラメータ、およびセキュリティ情報のうちの少なくともいくつかを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ネットワークノードの各々が、前記設定情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ネットワークノードの別のものとの競合を検出するように構成されている、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記ネットワークノードが、メッセージを前記別のネットワークノードに送信するようにさらに構成されており、前記メッセージが、前記検出された競合に関するデータを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記メッセージが、前記別のネットワークノードに適用可能であり、かつ前記競合を解決するように構成された、修正された前記設定情報をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記取得することおよび前記送信することが、前記ネットワークノードの前記エンドユーザの少なくとも一部に関連付けられた認証情報を取得および送信することを含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記ネットワークノードの各々が、前記認証情報に少なくとも部分的に基づいて、前記他のネットワークノードの各々に関連付けられた前記エンドユーザの少なくとも一部を認証するように構成されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
システムであって、
少なくとも２つのネットワークノードを含み、前記少なくとも２つのネットワークノードの各々が、
少なくともワイヤレストランシーバと、
少なくとも１つのアプリケーションサーバと、
少なくとも１つのハードウェアプロセッサと、
プログラム命令を記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を含み、前記プログラム命令は、前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサによって、
前記少なくとも２つのネットワークノードを含むクラスタを形成することであって、前記ネットワークノードの各々が、前記クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからクラスタトポロジーデータを継続的に取得する、形成することと、
前記クラスタ内の前記ネットワークノードの各々によって、前記クラスタ内の前記他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに、前記取得されたトポロジーデータを継続的に送信することと、
前記送信されたトポロジーデータに少なくとも部分的に基づいて、クラスタヘッドを指定することと、
前記クラスタヘッドによって、前記クラスタ内の前記他のネットワークノードのうちの少なくとも１つを選択して、そのそれぞれの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関連付けられた１つ以上のサービスを提供することであって、前記１つ以上のサービスが、すべての他のネットワークノードに提供される、提供することと、を行うように実行可能である、システム。
【請求項２３】
前記取得することが、前記ネットワークノードのワンホップ隣接ネットワークノードである前記他のネットワークノードのうちの前記少なくともいくつかからのみである、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ワンホップ隣接ネットワークの各々が、前記ネットワークノードの下流に位置する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記送信することが、前記ネットワークノードのワンホップ隣接ネットワークノードである前記他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに対してのみである、請求項２２〜２４のいずれかに記載のシステム。
【請求項２６】
前記ワンホップ隣接ネットワークの各々が、前記ネットワークノードの上流に位置する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ネットワークノードの各々がモバイルセルラーネットワークノードであり、前記モバイルセルラーネットワークノードの各々が、少なくともアクセス無線、コアネットワーク、バックホール無線デバイス、および１つ以上のアプリケーションサーバを含む、請求項２２〜２６のいずれかに記載のシステム。
【請求項２８】
前記モバイルセルラーネットワークノードの各々が、少なくともモバイルロングタームエボリューション（ＬＴＥ）コアを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記アプリケーションサーバが、音声通信、データ通信、プッシュツートーク通信、およびビデオ通信からなる群から選択される少なくとも１つのアプリケーションを含む、請求項２２〜２８のいずれかに記載のシステム。
【請求項３０】
前記ネットワークノードの各々が、少なくとも１人のエンドユーザに関連付けられている、請求項２２〜２９のいずれかに記載のシステム。
【請求項３１】
前記１つ以上のサービスの各々が、前記他のネットワークノードの各々のすべてのエンドユーザに提供される、請求項２２〜３０のいずれかに記載のシステム。
【請求項３２】
前記取得することおよび前記送信することが、各ネットワークノードの前記少なくとも１つのアプリケーションサーバに関する情報を取得および送信することを含む、請求項２２〜３１のいずれかに記載のシステム。
【請求項３３】
前記選択することが、各ネットワークノードの前記少なくとも１つのアプリケーションサーバに関する前記情報に少なくとも部分的に基づく、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記選択することが、データパスの集中化、ネットワークノード間のホップの最小化、伝送遅延の最小化、ネットワークノード負荷バランシング、帯域幅の最大化、および前記クラスタヘッドによる以前の選択チョイスからなる群から選択されるクラスタパラメータに少なくとも部分的に基づく、請求項２２〜３３のいずれかに記載のシステム。
【請求項３５】
前記選択することに含まれないときに、前記ネットワークノードの少なくとも１つは、そのそれぞれのアプリケーションサーバをオフにする、請求項２２〜３４のいずれかに記載のシステム。
【請求項３６】
前記取得することおよび前記送信することが、ネットワークノード設定情報を取得および送信することを含む、請求項２２〜３５のいずれかに記載のシステム。
【請求項３７】
前記ネットワークノード設定情報が、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、ハードウェア識別子、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、アプリケーションサーバのアドレス、アプリケーションサーバのタイプ、無線周波数（ＲＦ）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）パラメータ、およびセキュリティ情報のうちの少なくともいくつかを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ネットワークノードの各々が、前記設定情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ネットワークノードの別のものとの競合を検出するように構成されている、請求項２２〜３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
前記ネットワークノードが、メッセージを前記別のネットワークノードに送信するようにさらに構成されており、前記メッセージが、前記検出された競合に関するデータを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記メッセージが、前記別のネットワークノードに適用可能であり、かつ前記競合を解決するように構成された、修正された前記設定情報をさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記取得することおよび前記送信することが、前記ネットワークノードの前記エンドユーザの少なくとも一部に関連付けられた認証情報を取得および送信することを含む、請求項２２〜４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
前記ネットワークノードの各々が、前記認証情報に少なくとも部分的に基づいて、前記他のネットワークノードの各々に関連付けられた前記エンドユーザの少なくとも一部を認証するように構成されている、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
プログラム命令が具現化された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品であって、前記プログラム命令が、少なくとも２つのネットワークノードを動作させるために少なくとも１つのハードウェアプロセッサによって実行可能であり、前記ネットワークノードの各々が、
前記少なくとも２つのネットワークノードを含むクラスタを形成することと、
前記クラスタ内の前記ネットワークノードの各々によって、他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからクラスタトポロジーデータを継続的に取得することと、
前記クラスタ内の前記ネットワークノードの各々によって、前記クラスタ内の前記他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに、前記取得されたトポロジーデータを継続的に送信することと、
前記送信されたトポロジーデータに少なくとも部分的に基づいて、クラスタヘッドを指定することと、
前記クラスタヘッドによって、前記クラスタ内の前記他のネットワークノードのうちの少なくとも１つを選択して、それぞれの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関連付けられた１つ以上のサービスを提供することであって、前記１つ以上のサービスが、すべての他のネットワークノードに提供される、提供することと、を行うために、少なくともワイヤレストランシーバと、少なくとも１つのアプリケーションサーバと、を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項４４】
前記取得することが、前記ネットワークノードのワンホップ隣接ネットワークノードである前記他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからのみである、請求項４３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４５】
前記ワンホップ隣接ネットワークの各々が、前記ネットワークノードの下流に位置する、請求項４４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４６】
前記送信することが、前記ネットワークノードのワンホップ隣接ネットワークノードである前記他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに対してのみである、請求項４３〜４５のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４７】
前記ワンホップ隣接ネットワークの各々が、前記ネットワークノードの上流に位置する、請求項４６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４８】
前記ネットワークノードの各々がモバイルセルラーネットワークノードであり、前記モバイルセルラーネットワークノードの各々が、少なくともアクセス無線、コアネットワーク、バックホール無線デバイス、および１つ以上のアプリケーションサーバを含む、請求項４３〜４７のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４９】
前記モバイルセルラーネットワークノードの各々が、少なくともモバイルロングタームエボリューション（ＬＴＥ）コアを含む、請求項４８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５０】
前記アプリケーションサーバが、音声通信、データ通信、プッシュツートーク通信、およびビデオ通信からなる群から選択される少なくとも１つのアプリケーションを含む、請求項４３〜４９のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５１】
前記ネットワークノードの各々が、少なくとも１人のエンドユーザに関連付けられている、請求項４３〜５０のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５２】
前記１つ以上のサービスの各々が、前記他のネットワークノードの各々のすべてのエンドユーザに提供される、請求項４３〜５１のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５３】
前記取得することおよび前記送信することが、各ネットワークノードの前記少なくとも１つのアプリケーションサーバに関する情報を取得および送信することを含む、請求項４３〜５２のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５４】
前記選択することが、各ネットワークノードの前記少なくとも１つのアプリケーションサーバに関する前記情報に少なくとも部分的に基づく、請求項５３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５５】
前記選択することが、データパスの集中化、ネットワークノード間のホップの最小化、伝送遅延の最小化、ネットワークノード負荷バランシング、帯域幅の最大化、および前記クラスタヘッドによる以前の選択チョイスからなる群から選択されるクラスタパラメータに少なくとも部分的に基づく、請求項４３〜５４のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５６】
前記選択することに含まれないときに、前記ネットワークノードの少なくとも１つは、そのそれぞれのアプリケーションサーバをオフにする、請求項４３〜５５のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５７】
前記取得することおよび前記送信することが、ネットワークノード設定情報を取得および送信することを含む、請求項４３〜５６のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５８】
前記ネットワークノード設定情報には、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、ハードウェア識別子、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、アプリケーションサーバのアドレス、アプリケーションサーバのタイプ、無線周波数（ＲＦ）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）パラメータ、およびセキュリティ情報のうちの少なくともいくつかを含む、請求項５７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５９】
前記ネットワークノードの各々が、前記設定情報に少なくとも部分的に基づいて、前記ネットワークノードの別のものとの競合を検出するように構成されている、請求項４３〜５８のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６０】
前記ネットワークノードが、メッセージを前記別のネットワークノードに送信するようにさらに構成されており、前記メッセージが、前記検出された競合に関するデータを含む、請求項５９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６１】
前記メッセージが、前記別のネットワークノードに適用可能であり、かつ前記競合を解決するように構成された、修正された前記設定情報をさらに含む、請求項６０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６２】
前記取得することおよび前記送信することが、前記ネットワークノードの前記エンドユーザの少なくとも一部に関連付けられた認証情報を取得および送信することを含む、請求項４３〜６１のいずれかに記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６３】
前記ネットワークノードの各々が、前記認証情報に少なくとも部分的に基づいて、前記他のネットワークノードの各々に関連付けられた前記エンドユーザの少なくとも一部を認証するように構成されている、請求項６２に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、モバイルワイヤレス通信の分野に関する。
【０００２】
モバイルアドホックネットワークは、モビリティを備える端末によって自律的に形成された一時的なネットワークである。モバイルアドホックネットワークは、インフラストラクチャネットワークが存在しない地域やインフラストラクチャネットワークに基づくネットワークの開発が容易でない地域で一時的にネットワークを形成し、エンドユーザに様々な通信サービスを提供するために開発されている。
【０００３】
モバイルアドホックネットワークはインフラストラクチャネットワークを必要としないため、通信インフラストラクチャの使用が利用不可能な、砂漠または山岳地帯などの通信インフラストラクチャが存在しない地域、または通信インフラストラクチャの設置が容易でない地域に適用することができる。例えば、軍事用、救助活動などに使用するために、アドホックネットワークを一時的に構築することができる。
【０００４】
アドホックネットワークは、デバイスがネットワークに参加し、かつネットワークから離脱し、距離が変化し、かつ受信品質が変化するため、異なるトポロジーに適応する必要があることがよくある。これらの変更は、１つ以上のデバイスが車、電車、飛行機、船、または他のものなどの車両で使用されるときに特に重要かつ高速である。
【０００５】
関連技術の前述の例およびそれに関連する限定は、例示的であり、排他的ではないことが意図される。関連技術の他の限定は、明細書を読み、図を検討すれば、当業者には明らかになるであろう。
【発明の概要】
【０００６】
以下の実施形態およびその態様は、範囲を限定するものではなく、例示的かつ例証的であることを意味するシステム、ツール、および方法に関連して説明および図示される。
【０００７】
一実施形態では、少なくとも２つのネットワークノードを含むクラスタを形成することであって、ネットワークノードの各々が、少なくともワイヤレストランシーバおよび少なくとも１つのアプリケーションサーバを含む、形成することと、クラスタ内のネットワークノードの各々によって、他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからクラスタトポロジーデータを継続的に取得することと、クラスタ内のネットワークノードの各々によって、クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに、取得されたトポロジーデータを継続的に送信することと、送信されたトポロジーデータに少なくとも部分的に基づいて、クラスタヘッドを指定することと、クラスタヘッドによって、クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくとも１つを選択して、それぞれの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関連付けられた１つ以上のサービスを提供し、１つ以上のサービスは、すべての他のネットワークノードに提供される、選択することと、を含む方法が提供される。
【０００８】
一実施形態では、少なくとも２つのネットワークノードを含み、その各々が、少なくともワイヤレストランシーバと、少なくとも１つのアプリケーションサーバと、少なくとも１つのハードウェアプロセッサと、プログラム命令を記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、を含み、少なくとも１つのハードウェアプロセッサによって実行可能なプログラム命令は、少なくとも２つのネットワークノードを含むクラスタを形成することであって、ネットワークノードの各々が、クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからクラスタトポロジーデータを継続的に取得することと、クラスタ内のネットワークノードの各々によって、クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに、取得されたトポロジーデータを継続的に送信することと、送信されたトポロジーデータに少なくとも部分的に基づいて、クラスタヘッドを指定することと、クラスタヘッドによって、クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくとも１つを選択して、それぞれの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関連付けられた１つ以上のサービスを提供することであって、１つ以上のサービスが、すべての他のネットワークノードに提供される、ことと、を行う、システムも提供される。
【０００９】
一実施形態では、プログラム命令が具現化された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含み、プログラム命令が、少なくとも２つのネットワークノードを動作させるために少なくとも１つのハードウェアプロセッサによって実行可能であり、ネットワークノードの各々が、少なくともワイヤレストランシーバと、少なくとも１つのアプリケーションサーバと、を含み、少なくとも２つのネットワークノードを含むクラスタを形成することと、クラスタ内のネットワークノードの各々によって、他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからクラスタトポロジーデータを継続的に取得することと、クラスタ内のネットワークノードの各々によって、クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに、取得されたトポロジーデータを継続的に送信することと、送信されたトポロジーデータに少なくとも部分的に基づいて、クラスタヘッドを指定することと、クラスタヘッドによって、クラスタ内の他のネットワークノードのうちの少なくとも１つを選択して、それぞれの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関連付けられた１つ以上のサービスを提供することであって、１つ以上のサービスが、すべての他のネットワークノードに提供される、ことと、を含む、コンピュータプログラム製品が、さらに提供される。
【００１０】
いくつかの実施形態では、取得することは、ネットワークノードのワンホップ隣接ネットワークノードである他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかからのみである。いくつかの実施形態では、ワンホップ隣接ネットワークの各々は、ネットワークノードの下流に位置する。
【００１１】
いくつかの実施形態では、送信することは、ネットワークノードのワンホップ隣接ネットワークノードである他のネットワークノードのうちの少なくともいくつかに対してのみである。いくつかの実施形態では、ワンホップ隣接ネットワークの各々は、ネットワークノードの上流に位置する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、ネットワークノードの各々はモバイルセルラーネットワークノードであり、モバイルセルラーネットワークノードの各々は、少なくともアクセス無線、コアネットワーク、バックホール無線デバイス、および１つ以上のアプリケーションサーバを含む。いくつかの実施形態では、モバイルセルラーネットワークノードの各々は、少なくともモバイルロングタームエボリューション（ＬＴＥ）コアを含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、アプリケーションサーバは、音声通信、データ通信、プッシュツートーク通信、およびビデオ通信からなる群から選択される少なくとも１つのアプリケーションを含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、ネットワークノードの各々は、少なくとも１人のエンドユーザに関連付けられる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、１つ以上のサービスの各々は、他のネットワークノードの各々のすべてのエンドユーザに提供される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、取得することおよび送信することは、各ネットワークノードの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関する情報を取得および送信することを含む。
【００１７】
いくつかの実施形態では、選択することは、各ネットワークノードの少なくとも１つのアプリケーションサーバに関する情報に少なくとも部分的に基づく。
【００１８】
いくつかの実施形態では、選択することは、データパスの集中化、ネットワークノード間のホップの最小化、伝送遅延の最小化、ネットワークノード負荷バランシング、帯域幅の最大化、および前記クラスタヘッドによる以前の選択チョイスからなる群から選択されるクラスタパラメータに少なくとも部分的に基づく。
【００１９】
いくつかの実施形態では、選択することに含まれないときに、ネットワークノードの少なくとも１つが、そのそれぞれのアプリケーションサーバをオフにする。
【００２０】
いくつかの実施形態では、取得することおよび送信することは、ネットワークノード設定情報を取得および送信することを含む。いくつかの実施形態では、ネットワークノード設定情報は、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、ハードウェア識別子、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、アプリケーションサーバのアドレス、アプリケーションサーバのタイプ、無線周波数（ＲＦ）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）パラメータ、およびセキュリティ情報のうちの少なくともいくつかを含む。
【００２１】
いくつかの実施形態では、ネットワークノードの各々は、設定情報に少なくとも部分的に基づいて、ネットワークノードの別のものとの競合を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、ネットワークノードは、メッセージを別のネットワークノードに送信するようにさらに構成されており、メッセージは、検出された競合に関するデータを含む。いくつかの実施形態では、メッセージは、別のネットワークノードに適用可能であり、かつ競合を解決するように構成された、修正された設定情報をさらに含む。
【００２２】
いくつかの実施形態では、取得することおよび送信することは、ネットワークノードのエンドユーザの少なくとも一部に関連付けられた認証情報を取得することおよび送信することを含む。
【００２３】
いくつかの実施形態では、ネットワークノードの各々は、認証情報に少なくとも部分的に基づいて、他のネットワークノードの各々に関連付けられたエンドユーザの少なくとも一部を認証するように構成される。
【００２４】
上記の例示的な態様および実施形態に加えて、さらなる態様および実施形態は、図を参照することによって、および以下の詳細な説明を検討することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
例示的な実施形態は、参照図に示される。図に示されているコンポーネントおよび機構の寸法は、概して、表示の便宜と明確さのために選択されており、必ずしも縮尺どおりに示されていない。図は以下のとおりである。
【００２６】
【図１】一実施形態による、例示的なモバイルネットワークノードの概略図である。
【図２】一実施形態による、例示的なアドホックモバイルネットワークノードクラスタの概略図である。
【図３】一実施形態による、リレーとして動作するモバイルネットワークノードの概略図である。
【図４】一実施形態による、クラスタトポロジー学習および最適化アルゴリズムを概略的に示す。
【図５Ａ−５Ｂ】一実施形態による、様々なクラスタトポロジーを概略的に示す。
【図６】一実施形態による、クラスタループ防止プロセスを概略的に示す。
【図７】一実施形態による、分散型エンドユーザ認証のためのプロトコルを示す。
【図８】一実施形態による、アドホックモバイルワイヤレスネットワーククラスタの自動形成および管理のためのプロセスにおける例示的な機能ステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本明細書に開示されるのは、複数のモバイルネットワークノードから構成されたアドホックモバイルワイヤレスネットワーククラスタの自動化された効率的な形成および管理のためのシステムおよび方法である。
【００２８】
「アドホックネットワーク」という用語は、一時的なネットワーク構造を意味し、コアが予期せず出現、消失、移動することがあるため、その構成とトポロジーは動的に変更されることになる。アドホックネットワークは、シングルホップまたは／およびマルチホップワイヤレスリンクに基づくことができる。
【００２９】
図１は、一実施形態による、例示的なモバイルネットワークノードの概略図である。いくつかの実施形態では、本開示のネットワークノードのうちの少なくともいくつかは、例えば、以下を含むスタンドアロンのネットワークコアを含む。
・１つ以上のｅＮｏｄｅＢ、ｇＮｏｄｅＢ、および／または他の標準アクセスワイヤレス、
・ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｃｏｒｅ）またはスマートＥＰＣ、
・１つ以上のアプリケーションサーバ、
・ノードのバックホールとして作用し、他のノードに接続するために絶えず検索する、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ＣＰＥなどのワイヤレストランシーバ。
【００３０】
いくつかの実施形態では、本開示は、エンドユーザにすべての通信およびアプリケーション能力を提供することができる完全に独立したネットワークノードを提供する。いくつかの実施形態では、本開示のモバイルネットワークノードは、近傍にあるコアを感知するときに、他のコアと自動的に通信するように構成された分散型モバイルＬＴＥコアである。したがって、本開示のＬＴＥコアは、例えば、標準のＲＡＮデバイス（例えば、ｅＮｏｄｅＢ、ＣＰＥ、モバイルデバイス）を制御し、他のモバイルＬＴＥコアと情報を共有して、統合されたクラスタを形成することを提供する。いくつかの実施形態では、本開示のＬＴＥコアは、例えば、アプリケーション情報、ユーザ情報、ＲＦ情報、ルーティング情報、ノードステータス情報、競合情報、セキュリティ情報などのクラスタ情報内で共有するように構成される。いくつかの実施形態では、本ＬＴＥコアは、例えば、クラスタトポロジーに基づいて、所望の周波数で標準のｅＮｏｄｅＢ（基地局）を制御して、効率的なトラフィックフローを可能にするように構成される。
【００３１】
いくつかの実施形態では、本開示は、互いに接続することによってアドホックネットワークを作成するように構成されたワイヤレスモバイルネットワークノードを提供する。いくつかの実施形態では、ワイヤレスモバイルネットワークノードは、アクセス無線（例えば、ｅＮｏｄｅＢ）、コアネットワーク、バックホール無線デバイス（例えば、ＣＰＥ）、およびローカルアプリケーションサーバ（例えば、音声通信、データ通信、プッシュツートーク通信など）からなる比較的小さなサイズのモバイルセルラーおよび／またはワイヤレス自律型エンティティである。モバイルネットワークノードは、いかなる外部ネットワークにも接続する必要がなく、独立して作用し、ローカルアプリケーションを提供するなど、エンドユーザにサービスを提供することができる。
【００３２】
図２は、一実施形態による、モバイルネットワークノードの例示的なアドホッククラスタの概略図である。いくつかの実施形態では、モバイルネットワークノード１００は、例えば、１つ以上の他のモバイルネットワークノード、例えば、１０２、１０４、１０６に、自動的に接続して、モバイルクラスタを形成して、いくつかのネットワークのエンドユーザに接続を提供するようにすることができる。いくつかの実施形態では、２つ以上のモバイルネットワークノード、例えば、１００、１０２は、ワイヤレスバックホールを使用して互いに接続して、オンザフライワイヤレスアドホックネットワークを作成することができる。いくつかの実施形態では、モバイルネットワークノードのクラスタは、クラスタを構成するネットワークコアの各々のすべてのエンドユーザが、集約されたワイヤレスカバレッジエリアを使用することを可能にする。例えば、それは、エンドユーザ１１０が様々なアプリケーションを利用することを可能にし、クラスタを含むすべてのモバイルネットワークノードのユーザ間の通信を可能にする。
【００３３】
いくつかの実施形態では、本開示はさらに、モバイルネットワークノード間の接続リンクを変更することによって、モバイルネットワークノードのクラスタトポロジーを最適化するために特別なアルゴリズムを提供する。いくつかの実施形態では、最適化されたルーティングは、様々なパラメータ、例えば、現在のノード負荷などに基づくことができる。接続リンクは、モバイルネットワークノードのコアからバックホールデバイスへの指定のコマンドまたはアクセス無線（例えば、ｅＮｏｄｅＢ）を制御するモバイルネットワークノードのコアのいずれかによって制御され得る。モバイルネットワークノードはトポロジーを学習し、トポロジーは、モバイルネットワークノード間で共有される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、本開示は、モバイルネットワークノードがアドホックネットワークを形成し、クラスタ内のルートモバイルネットワークノードを分散方式で動的に選択することを可能にして、すべてのモバイルネットワークノードのアクセス無線が、選択されたモバイルネットワークノードコアから制御されるようにする。ルートが計算され、ネットワークトポロジーおよび複数の他のネットワークパラメータに関連して最適なモバイルネットワークノードの場所にあるように選出される。
【００３５】
いくつかの実施形態では、本開示は、モバイルネットワークノードがアドホックネットワークを形成し、クラスタ内の１つ以上のアンカーアプリケーションサーバを分散方式で動的に選択することを可能にして、すべてのモバイルネットワークノードが選択されたモバイルネットワークノードからサービスの提供を受けるようにする。アンカーは計算され、ネットワークトポロジーおよび他のネットワークの様々なパラメータに関連して最適なモバイルネットワークノードの場所にあるように選出される。
【００３６】
いくつかの実施形態では、本発明のネットワークノードクラスタは、ノード間の直接接続を提供する。図３は、一実施形態による、リレーとして動作するモバイルネットワークノードの概略図である。いくつかの実施形態では、１つ以上のノードがクラスタ内のサブノードへのリレーとして動作するように、クラスタノードが階層化されてもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、本開示の最適化アルゴリズムは、例えば、ループ防止による最大の接続性、ならびに最小の通信遅延を提供する。
【００３８】
いくつかの実施形態では、モバイルネットワークノードの各々は、通信サービスをエンドユーザに提供するスタンドアロンのモバイルワイヤレスネットワークとして動作することができる。いくつかの実施形態では、モバイルネットワークノードは、外部ネットワーク（例えば、インターネット）に接続されてもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、本開示のモバイルネットワークノードのクラスタは、エンドユーザの分散型認証を提供して、ネットワークノードのエンドユーザが、そのネットワークノード内で事前設定される必要なしに、クラスタ内の他のネットワークノードで認証され得る。
【００４０】
いくつかの実施形態では、本開示のネットワークノードのクラスタは、モバイルネットワークノードトポロジーを最適化するように構成されており、モバイルネットワークノードが他のモバイルネットワークノードへの接続を臨機応変に変更し得るようにする。
【００４１】
いくつかの実施形態では、本開示のモバイルネットワークノードは、バックホール機能を介してアクセス無線データをモバイルネットワークノードのクラスタに送信し、アンカーモバイルネットワークノードによって終端される。
【００４２】
いくつかの実施形態では、ネットワークノードの各々は、例えば、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）機能（例えば、ｅＮｏｄｅＢ）、少なくとも１つの統合コアネットワーク、バックホールワイヤレス機能（例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）クライアント端末（ＣＰＥ））、および１つ以上のローカルアプリケーションサーバ（例えば、データ、音声など）を含む。
【００４３】
いくつかの実施形態では、各ネットワークノードは、少なくとも部分的に近傍パラメータに基づいて、１つ以上の他のネットワークノードとアドホッククラスタを自動的に識別して形成するように構成される。
【００４４】
いくつかの実施形態では、ネットワークノードは、クラスタヘッド／ルート／リーダーとして指定されてもよく、ネットワークノード間の通信を管理してもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態では、バックホールデバイスは、ワイヤレス、インバンドまたはアウトオブバンド、有線、任意の他の接続技術であってもよく、２Ｇ、３Ｇ、ＷＬＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、および固定アクセス（イーサネット、ＤＳＬ、ケーブル、ファイバ）を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、インバンドワイヤレスデバイスは、ブリッジモード、ＮＡＴモード、またはルータモードのいずれかで作動する通常のＣＰＥであり得る。いくつかの実施形態では、ノードは、バックホールタイプに敏感であり、かつバックホール特性を利用することができるアルゴリズムを含む。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ノードは、分散型認証を可能にするアルゴリズムおよび通信プロトコルを含むため、異なるモバイルネットワークノードのユーザが、事前設定される必要なしに、他のモバイルネットワークノードで認証され得る。
【００４７】
いくつかの実施形態では、モバイルネットワークノードは、モバイルネットワークノードトポロジーを最適化するアルゴリズムを実行する。情報を交換および共有することによるモバイルネットワークノードネットワークは、接続トポロジーを変更することを決定することができるため、モバイルネットワークノードは、他のモバイルネットワークノードへのそれらの接続を臨機応変に変更してもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、ノードは、ブリッジタイプ／ルータモードのＣＰＥを使用して、他のノードと通信する。いくつかの実施形態では、クラスタトポロジーは、バックホールおよび／またはアクセス無線エンティティ（例えば、ｅＮｏｄｅＢ）を介して他のネットワークノードに接続された１つ以上のネットワークノードを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ネットワークノード内に配置されたプロトコルは、例えば、トポロジー、利用可能なサービス、セキュリティ情報、および／または接続されたノード間のルーティングを自動的に学習する。
【００４９】
いくつかの実施形態では、本開示のモバイルネットワークノードは、マクロセルラータワーを介したノード間通信、および／またはリレーとして動作するネットワークノードを提供してもよい。いくつかの実施形態では、リレーモードのネットワークノードは、バックホールＣＰＥを介してトラフィックをクラスタＲＡＮアンカーに送信し、クラスタＲＡＮアンカーは、ＲＡＮインターフェースを終端し、エンドユーザにサービスを提供する。いくつかの実施形態では、所与のクラスタ内にいくつかのＲＡＮアンカーがあってもよい。
【００５０】
いくつかの実施形態では、本開示のモバイルネットワークノードは、ネットワークのエッジでマルチアクセスエッジコンピューティング（ＭＥＣ）能力を提供し、アプリケーションを実行し、エンドユーザの近くで関連する処理タスクを行うことにより、ネットワークの輻輳が減少し、例えば、高解像度マップ、ローカルビデオ録画、モノのインターネット、ビデオ分析、ローカル通信、セキュリティなどのアプリケーションなどのアプリケーションに対するより良い性能につながる。いくつかの実施形態では、ＭＥＣ技術は、セルラー基地局または他のエッジノードで実装され、エンドユーザのための新しいアプリケーションおよびサービスの柔軟かつ迅速な展開を可能にする。
【００５１】
図４は、一実施形態による、クラスタトポロジー学習および最適化アルゴリズムを概略的に示す。いくつかの実施形態では、全体的なアドホッククラスタトポロジーおよび性能を継続的に学習および最適化するように構成されているクラスタトポロジー学習アルゴリズムが提供される。いくつかの実施形態では、本開示のクラスタトポロジー学習アルゴリズムは、トポロジー、ノードの負荷重量などに基づいて、クラスタ全体のアプリケーションサーバとして動作する１つ以上のアンカーノードを決定するように構成される。いくつかの実施形態では、動的に変化する通信トポロジーを有するネットワークにおいてリーダーを選出するためのアルゴリズムを提示する。このアルゴリズムにより、トポロジーの変化に関係なく、ネットワークに接続されたすべてのコンポーネントが一意のリーダー／ルート含むことを確実にする。
【００５２】
いくつかの実施形態では、リーダーおよび／またはルートの選出は、複数の候補プロセッサの中から一意のプロセッサの選択を必要とする任意のアプリケーション、例えば、グループ通信システム、ビデオ会議、マルチプレーヤーゲームのサブルーチンとして、分散コンピューティングの重要なプリミティブである。いくつかの実施形態では、例えば、Ｉｎｇｒａｍ，Ｒ、  “Ａ  ｌｅａｄｅｒ  ｅｌｅｃｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｗｉｔｈ  ｃａｕｓａｌ  ｃｌｏｃｋｓ”、Ｄｉｓｔｒｉｂ．Ｃｏｍｐｕｔ．  ２６，  ７５−９５  （２０１３）に記載されているような、１つ以上の既知のリーダー選出アルゴリズムを使用してもよい。
【００５３】
クラスタ管理
いくつかの実施形態では、本開示のクラスタ管理アルゴリズムは、クラスタトポロジーの変化に応答して、クラスタルートおよびアンカー指定を動的に調整するように構成されてもよい。
【００５４】
いくつかの実施形態では、各ノードは、その接続ステータスを継続的に認識しており、それがクラスタルート／リーダーであるかどうかを知っている。いくつかの実施形態では、この共有された知識は、例えば、キープアライブメッセージおよび確認応答メッセージによって更新され続けられてもよい。
【００５５】
いくつかの実施形態では、ネットワークノードのクラスタは、アンカー割り当てを管理するために構成された指定された「ルート」またはクラスタヘッドを含んでもよい。いくつかの実施形態では、クラスタルートは、複数のパラメータに基づいて自己指定する。
【００５６】
いくつかの実施形態では、各クラスタノードは、それが接続されているノードの上流に定期的な報告を送信する。いくつかの実施形態では、報告は、サブネット、サーバ、セキュリティ、およびそれ自体が保持する他の情報の詳細を含む、ノードが知っているすべてのトポロジーデータを含む。
【００５７】
いくつかの実施形態では、報告を受信するノードは、その内容をそれ自体の報告に追加し、それは次に、上流の隣接するノードに送信される。したがって、安定したクラスタ状態では、ノードからの報告は、その下流のサブネットワークの完全なトポロジー情報を含む。いくつかの実施形態では、この方法によって、ルート／リーダーがクラスタの完全なトポロジー情報を保持するように、情報がルート／リーダーノードに伝播されてもよい。いくつかの実施形態では、ネットワークノードによるトポロジー報告は、送信ノードに対して上流、下流、および／または横方向に配置された少なくとも１つの接続されたネットワークノードに送信されてもよい。いくつかの実施形態では、トポロジー報告は、送信ノードから１ホップ、２ホップ、および／またはマルチホップ内に配置された接続されたネットワークノードに提供されてもよい。
【００５８】
このような情報に基づいて、ルート／クラスタは、指定されたルーティングパラメータと一致して、様々なアプリケーションのためのアンカーノードを指定することができ得る。いくつかの実施形態では、アンカー指定は、少なくとも部分的に、以下を含むがこれらに限定されない複数の考慮事項およびパラメータに基づいてもよい。
−データパスの集中化、例えば、データがサーバを通過するか、直接ピアツーピアを通過すること、
−アンカーを通過するホップを最小限にすること、
−アンカーを通過する遅延を最小限にすること、
−負荷分散の需要、
−可能な限り広い帯域幅パスを利用すること、および／または
−同様の過去のトポロジーおよび／またはアンカー選択および／または他のクラスタ関連の選択チョイスの評価スコアに関する履歴データ。
【００５９】
いくつかの実施形態では、各タイプのアンカー（すなわち、サービスされる各タイプのアプリケーション）は、リーダー／ルートに実装された適切なポリシーを有する。
【００６０】
いくつかの実施形態では、クラスタルート／リーダーは、アプリケーション能力に関するノード情報に少なくとも部分的に基づいて、アプリケーションアンカーノードを選択するように構成される。いくつかの実施形態では、各アプリケーションについて、クラスタルート／リーダーは、指定された能力を報告するすべてのノードをアンカー候補と見なしてもよい。いくつかの実施形態では、クラスタルート／リーダーは、例えば、アンカーとして動作するときに各候補のネットワーク性能をシミュレートし、各候補をランク付けし、そのようなランク付けに基づいて候補を選択してもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態では、アンカー選択は、ネットワーク負荷のバランスをとるために、以前の選択を考慮に入れる。アプリケーションごとに、選択されたアンカーがリーダーによって、それに接続されているすべてのバブルに通知され、そこからネットワークを介して伝播される。
【００６２】
２つ以上のネットワークノードが接続されると、各ノードのそれぞれのＥＰＣ  ／ネットワークノードコアは自動的に相互に通信して、能力、全体的なクラスタトポロジー、アプリケーションサーバの場所、セキュリティ、管理情報、およびユーザ情報を共有する。
【００６３】
いくつかの実施形態では、ネットワークノードは、どのノードがルートまたはクラスタヘッドとして動作し得るか、およびどのノードが全体としてクラスタにアプリケーションサービスを提供するかを決定する。いくつかの実施形態では、このプロセスは、動的に変化するクラスタトポロジーへのルートおよびアンカー指定の適合を可能にするために、継続的に実行される。
【００６４】
図５Ａは、ノード５０２および５１２を含むクラスタ５００の概略図である。見てわかるように、クラスタ５００内で、ノード５１２はクラスタルートとして指定され、ノード５０２のアプリケーションサーバ５０４は、クラスタ全体に指定されたサービス（例えば、データ、ＰＴＴ）を提供するアンカーノードである。したがって、ノード５０２のエンドユーザ５２０およびノード５１２のエンドユーザ５２２の両方が、アプリケーション５０４からシームレスにサービスを受信する。いくつかの実施形態では、図５Ｂに示されるように、新しいノード５３２がクラスタに参加するときに、動的に変更されたクラスタのノードは、新しいトポロジーに適応し、指定されたルートおよびアプリケーションサーバをアンカーする場所を決定する。例えば、ノード５０２はクラスタのルートとして指定され、アプリケーションサーバは新しいノード５３２にアンカーされて、例えば、クラスタ内で最適なアプリケーションスループットと性能を提供する。
【００６５】
いくつかの実施形態では、クラスタ全体にアプリケーションサービスを提供するアンカーノードの指定により、バブル間のクラスタ全体の通信スループットを低下させることができる。例えば、アプリケーションが分散の概念をサポートしていない場合、ノード間の帯域幅が十分に広くないか、ローカルトラフィックが高いことがある。
【００６６】
いくつかの実施形態では、同じサービスタイプの複数のアンカーが同じノードクラスタ内に共存してもよく、サービスは、クラスタ内および／または階層構造内のいくつかの部分的に分離されたサブネットワークによってクラスタユーザに提供されてもよい。例えば、大規模なネットワークに接続しているクラスタのほとんどのノードは、外部ノードとそのユーザにアクセスせずに、元のノード内で引き続きサービスされてもよいが、少数のノードまたはそれらによってサービスを受ける一部のエンティティも同様に外部ネットワークにアクセスすることができる。この階層的なアンカー構造は、ネットワークの両側間のアクセスをブロックまたは制限する能力を有する「セミルート」として動作するいくつかのノードか、または下位のアクセスノードからのいくつかのサービスを拒否するアクセスの層を採用することによって達成される。
【００６７】
いくつかの実施形態では、アンカー階層能力を採用して、例えば、クラスタ内の単一の集中型アンカーへの接続線が、クラスタ内の全体的な通信が低下する程度までロードされるシナリオ、クラスタ内の特定のポイントでの接続がクラスタが貧弱であるシナリオ、および／またはセキュリティなどの理由で特定の部分の分離が必要とされるシナリオを克服することができる。いくつかの実施形態では、階層アンカーセットアップを実装することは、上記でさらに詳説されたように、複数のパラメータに従ってクラスタルート／リーダーによって自動的かつ中心的に行われる。いくつかの実施形態では、同様の基準に従って、クラスタのサブネットのローカルルート／リーダーとして動作するように構成および有効化されたクラスタ内のノードによって自動的に行われる。いくつかの実施形態では、それは、クラスタまたはクラスタのサブネットの管理者によって手動で行われる。
【００６８】
アンカー階層能力に加えて、いくつかの実施形態では、特定のノードは、クラスタのサブネットまたはクラスタ全体のいずれかのルート／リーダーとしてのみ動作するように具体的に指定または構成され得る。そのように指定または構成されたときに、これらの「サブルート」ノードは、クラスタの残りの部分と保つ任意の接続で選択的となることと、自体のサブネットのメンバーであるノードを制御して、それらのすべてがサブルートをリーダーと見なすように接続することとの両方を行う。
【００６９】
アンカー階層の実装により、サブネットルート／リーダーに従属するノードでアクティブで有効なルーティングコマンドの量が実際に少なくなることにつながる。いくつかの実施形態では、ルーティング能力の制御は、サブネットルート／リーダーがその部下にそれらの能力を制限および／または無効にするように命令することによって中心的に行われる。いくつかの実施形態では、それは、アクティブなアンカー階層ネットワークの一部であり、それ自体の能力を制限するように構成された各ノードの自己規律によって行われる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、各ノードは、同じ種類の重複する「ローカル」および「グローバル」アプリケーションサーバを含んでもよく、ローカルアプリケーションはノードのエンドユーザへのサービスを処理し、グローバルサーバは他のノードからのユーザからのサービス要求を処理する。したがって、異なるノードのユーザ間の通信は、例えば、クラスタ管理アルゴリズムによって選択されたグローバル通信サーバによって処理される。各ノードは、選択したトポロジーに従ってユーザをルーティングする役割を果たす。
【００７１】
図６を参照すると、いくつかの実施形態では、ネットワークノード通信プロトコルは、物理層または論理層で行われ得る、ネットワーク内の「ループ」の能動的防止を含む。したがって、いくつかの実施形態では、例えば、物理的に互いの通信範囲内にある場合でも、それらの間でデータを転送することができない孤立したネットワークスの作成を防ぐために、通信「ループ」が作成される場合、ＬＴＥ接続は、許可されない、および／またはアクティブに切断される。加えて、いくつかの実施形態では、「ループ」を防止することによって、すべてのクラスタトポロジーをツリータイプのグラフとしてモデル化されてもよい。
【００７２】
２つの別々のネットワークが「遭遇」して接続して１つのネットワークを形成するときに、指定されたサービスに対する単一の相互アンカーのチョイスは、常に新しい統合ネットワークのリーダー／ルートによって行われる。
【００７３】
いくつかの実施形態では、クラスタトポロジー学習は、プロアクティブなメッセージングプロセスによって行われてもよい。例えば、各ネットワークノードは、上流に移動してから下流に１回移動するメッセージを送信してもよい。いくつかの実施形態では、上流メッセージトラバーサルは、各ノードによって一定の間隔で行われ、各ノードは、他のノードから受信したすべての情報とともに、そのトラバーサル情報を報告する。いくつかの実施形態では、上流トラバーサルデータは、ルート／リーダーによって受信される。いくつかの実施形態では、ルート／リーダーが比較的安定したクラスタトポロジーを識別すると、最適なネットワークアンカー割り当てが決定される。いくつかの実施形態では、下流メッセージングトラバーサルは、ルート／リーダーによってトリガーされてもよく、メッセージは、各ノードからそれに接続されたすべてのノードに移動してもよい。
【００７４】
クラスタの自己修復能力
本開示のノードのクラスタは、例えば、ノードが互いに接続されているときに、クラスタ構成の問題および／または競合の自動解決を可能にする自己修復能力を提供してもよい。
【００７５】
競合は、同じクラスタ内のノード内の異なるネットワークエンティティの構成が、同一、重複、またはあいまいな識別情報につながって、クラスタ内の一部またはすべてのノードがそれらのエンティティに到達することができないか、または異なるエンティティに到達する状況として定義されてもよい。場合によっては、競合は、クラスタ全体の性能の観点から、クラスタ全体のセットアップと設定に最適ではないネットワークエンティティ設定を含んでもよい。競合は、場合によっては、それぞれのノードでこれらの構成を変更、削除、または無効にすることによって是正されてもよい。例えば、ＩＰアドレスまたはサブネットの設定、ハードウェアの識別、アプリケーションサーバのアドレスとタイプ、ＲＦ周波数、ＲＡＮパラメータ、セキュリティ情報、および関連付けは、クラスタ環境内で潜在的な競合を引き起こす可能性のあるノード関連のパラメータであってもよく、ノードの関連パラメータを是正および／または変更することで解決されてもよい。
【００７６】
いくつかの実施形態では、本開示の競合解決メカニズムは、協調的解決プロセスを提供し、ネットワークノードが互いに通信している。例えば、競合が発生した場合、第１のネットワークノードがクラスタ設定値の修正を試みる、および／または競合したクラスタリソースの使用を停止することがある。いくつかの実施形態では、クラスタルートノードは、クラスタトポロジーに競合がないことを検証し、かつクラスタ構成を修正することによって競合を解決しようと試みるように構成されてもよい。
【００７７】
したがって、いくつかの実施形態では、本開示のノードのクラスタは、クラスタを構成する異なるノードの設定間の競合を解決するために自動自己修復メカニズムを実行するように構成されてもよい。１つ以上のネットワークノードが正しく構成されないことがあるため、自動化された自己修復メカニズムは、すべてのネットワークノードにそれらの設定をクラスタ全体に分散させることを含む。
【００７８】
いくつかの実施形態では、競合解決プロセスは、少なくともクラスタ内の１つ以上のノードによる競合の識別、少なくとも競合に関与するノード、すなわち少なくとも競合を引き起こしているノードおよび競合の解決に関与すべきノードへの競合の通知、解決コースの統一決定、およびそれらを担当するノードによって構成要素の原因となる競合の除去と、を含む。
【００７９】
いくつかの実施形態では、通知はまた、競合のない代替構成の提案を含む。いくつかの実施形態では、競合は、少なくともクラスタのルートによって識別されなければならないが、クラスタ内の他のノードによっても同様に識別されてもよい。
【００８０】
いくつかの実施形態では、本開示の競合解決プロセスは、任意の識別された競合を解決するための設定修正をさらに提供し、修正された設定は、クラスタのすべてのノードにさらに分散されてもよい。
【００８１】
いくつかの実施形態では、すべてのノードは、例えば、競合するノードを制限、削除、および／または無効化することに関する一連の競合解決ルールを保持する。したがって、本開示のクラスタは、競合の解決の統一されたコースのために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、変更または削除されなければならない設定を有するネットワークノードは、そのアクションを実行を担当する。いくつかの実施形態では、複数のノードがその設定を削除し、場合によってはノードを再構成すべきである。自己修復メカニズムは、いくつかの実施形態では、試行錯誤の反復プロセスを処理し、ここで、競合の原因となるノードが新しい設定を提案し、ネットワークが新しい設定による競合について再度チェックされる。
【００８２】
いくつかの実施形態では、ネットワークの修復を目的として設定を変更したノードは、以前の設定の履歴を保持するように構成されてもよく、ネットワークトポロジーの変更またはネットワーク内の他の設定の変更を識別すると、古い設定に戻ってもよく、ノードの古い設定でもネットワーク設定で競合が発生しないようにする。同様に、いくつかの実施形態では、ノードは、それが使用する新しい一時的設定の記録を、それらが解決することになっていた競合の詳細および解決における成功の尺度であったものとともに保持するように構成されてもよい。
【００８３】
ノードは、それ自体の内部でも、スタンドアロン状態であっても、自己修復メカニズムを採用してもよい。これは、論理的または誤った手動設定を検出するのに役立ち、マシンが臨機応変にそれらを直すことを可能にする。
【００８４】
分散型認証
いくつかの実施形態では、本アルゴリズムは、階層方式でユーザプロファイルおよび権限を処理するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、この方法は、各ノードに、必須のエンドユーザ認証情報をクラスタ内のすべての他のノードに広めさせることを含んでもよい。
【００８５】
図７は、エンドユーザが、例えばクラスタ内のノード間をローミングするときのエンドユーザ認証のためのプロトコルを示す。例えば、エンドユーザ６０２は、ノード１からノード２、ノード３にローミングする。例えば、ノード２がそのローカルサービスの範囲内でエンドユーザ６０２を検出するときに、ノード２は、認証子を検索し、その学習テーブルおよびネイバーを更新することができる。
【００８６】
機能ステップ
アドホックモバイルワイヤレスネットワーククラスタの自動形成および管理のためのプロセスにおける例示的な機能ステップを示すフローチャートである図８を参照する。
【００８７】
ステップ８００において、モバイルセルラーネットワークノードは、指定された範囲内で少なくとも１つの他のモバイルセルラーネットワークノードを検出し、各ノードは、例えば、ｅＮｏｄｅＢ、ＥＰＣまたはスマートＥＰＣ、１つ以上のアプリケーションサーバ、およびワイヤレストランシーバを含む。
【００８８】
ステップ８０２において、ネットワークノードは、近接検出に基づいて、ノードのアドホッククラスタを動的に形成し、クラスタトポロジーは、階層的であってもよい。
【００８９】
ステップ８０４において、各ネットワークノードは、クラスタトポロジー情報を継続的に取得、分析、および検証し、その情報は、少なくとも取得ノードの下流のクラスタトポロジー構造を含む。
【００９０】
ステップ８０６において、ノードの１つは、学習されたトポロジー情報に基づいて、クラスタルートとして指定される。
【００９１】
ステップ８０８において、各ノードは、取得された少なくとも下流のトポロジーデータを、クラスタ内のその少なくとも上流のノードと継続的に共有する。
【００９２】
ステップ８１０において、指定されたクラスタルートは、ノードから受信されたネットワークトポロジーデータに基づいて、ノードの中からサービスアンカーを継続的に選出する。選出された各ノードは、その指定されたサービスをすべてのノードのすべてのエンドユーザに提供する。いくつかの実施形態では、現在サービスを提供するように指定されていない各ネットワークノードは、そのサービス能力を非アクティブ化して、計算リソースの使用を最適化する。
【００９３】
本発明は、システム、方法、および／またはコンピュータプログラム製品であり得る。コンピュータプログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令をその上に有するコンピュータ可読記憶媒体（または複数の媒体）を含み得る。
【００９４】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによる使用のために命令を保持および記憶することができる有形デバイスであり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子記憶デバイス、磁気記憶デバイス、光学記憶デバイス、電磁記憶デバイス、半導体記憶デバイス、または前述の任意の好適な組み合わせであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非網羅的なリストには、以下、すなわち、携帯型コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、携帯型コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリスティック、フロッピーディスク、命令がその上に記録された機械的に符号化されたデバイス、および前述の任意の好適な組み合わせが挙げられる。本明細書で使用される際、コンピュータ可読記憶媒体は、それ自体が、電波もしくは他の自由に伝播する電磁波、導波管もしくは他の伝送媒体を介して伝播する電磁波（例えば、光ファイバケーブルを通過する光パルス）、またはワイヤを介して伝送される電気信号などの、一時的な信号であると解釈されるべきではない。むしろ、コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的（すなわち、不揮発性）媒体である。
【００９５】
本明細書で説明するコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれのコンピューティング／処理デバイスに、またはネットワーク、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、および／もしくはワイヤレスネットワークを介して、外部コンピュータもしくは外部記憶デバイスにダウンロードすることができる。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、ワイヤレス伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータ、および／またはエッジサーバを含んでもよい。各コンピューティング／処理デバイス内のネットワークアダプタカードまたはネットワークインターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に記憶するためにコンピュータ可読プログラム命令を転送する。
【００９６】
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＪａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語等の従来の手続き型プログラミング言語、もしくは同様のプログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードもしくはオブジェクトコードのいずれかであってもよい。コンピュータ可読プログラム命令は、ユーザのコンピュータで、一部はユーザのコンピュータで、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとして、一部はユーザのコンピュータおよび一部はリモートコンピュータで、または完全にリモートコンピュータもしくはサーバで、完全に実行され得る。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続でき、または、接続は、外部コンピュータに（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用するインターネット経由で）なされ得る。いくつかの実施形態では、例えば、プログラマブルロジック回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路は、本発明の態様を実行するために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用して電子回路をパーソナライズすることにより、コンピュータ可読プログラム命令を実行することができる。
【００９７】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロック図を参照して本明細書で説明される。フローチャート図および／またはブロック図の各ブロック、ならびにフローチャート図および／またはブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装することができることが理解されよう。
【００９８】
これらのコンピュータ可読プログラム命令は、修正目的コンピュータ、専用コンピュータ、汎用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供されて、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行するプログラムが、フローチャートおよび／またはブロック図のブロック（複数可）で指定された機能／動作を実装するための手段を形成するようにマシンを製作する。これらのコンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータ、プログラマブルデータ処理装置、および／または他のデバイスが特定の手法で機能するように指示することができるコンピュータ可読記憶媒体内に記憶されてもよく、命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体が、フローチャートおよび／またはブロック図のブロック（複数可）で指定された機能／動作の態様を実装する命令を含む製造物品を含むようにする。
【００９９】
コンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、または他のデバイスにロードされ得、コンピュータ、他のプログラマブル装置または他のデバイス上で一連の動作ステップを実行させて、コンピュータ実装プロセスを生成することができ、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックもしくは複数のブロックで指定された機能／動作を実装するようにする。
【０１００】
図中のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を示している。これに関して、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための１つ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、または命令の部分を表し得る。一部の代替実装では、ブロックに記載されている機能が、図に記載されている順序とは異なる順序で発生する場合がある。例えば、連続して示されている２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行される場合があり、またはそのブロックは、関与する機能に応じて逆の順序で実行される場合があり得る。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、およびブロック図および／またはフローチャート図のブロックの組み合わせは、指定された機能または動作を実行するか、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせを実行する特定目的のハードウェアベースのシステムによって実装することができることにも注意されたい。
【０１０１】
本発明の様々な実施形態の説明は、例示の目的で提示されているが、網羅的であること、または開示された実施形態に限定されることは意図されない。説明された実施形態の範囲および趣旨から逸脱することなく、多くの修正および変形が当業者には明らかであろう。本明細書で使用される用語は、実施形態の原理、実際の応用、もしくは実業界で見られる技術に対する技術的改善を最もよく説明するために、または当業者以外の人が本明細書で開示される実施形態を理解することができるように選択されたものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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