(57)【要約】  競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするためのシステムおよび方法を提供する。競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするためのシステムおよび方法において、ネットワーク内のアクセスポイントが作成される。アクセスポイントは、ネットワークにアクセスする要求を第２のノードから受信するように構成される、ネットワークに接続された第１のノードである。アクセスポイントと第２のノードとの間で送信された信号の電力が測定される。第２のノードがネットワークにアクセスする確率は、アクセスポイントと第２のノードとの間で送信された信号の測定された電力に基づいて決定される。第２のノードがネットワークにアクセスすることを許可するかどうかの決定は、決定された確率に基づいて行われる。【選択図】図１
2015504624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするための方法であって、
前記ネットワーク内のアクセスポイントであって、前記ネットワーク内の前記アクセスポイントは第１のノードとなるアクセスポイントを作成する段階と、
前記アクセスポイントと第２のノードとの間で送信された信号の電力を測定する段階と、
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力に基づいて、前記第２のノードが前記ネットワークにアクセスする確率を決定する段階と、
決定された前記確率に基づいて、前記第２のノードが前記ネットワークにアクセスすることを許可するかどうかを決定する段階とを含み、前記第１のノードは、前記ネットワークにアクセスすることを試みる前記第２のノードから要求を受信する前記ネットワークに接続される方法。
【請求項２】
前記第２のノードが前記ネットワークにアクセスすることを許可するかどうかを決定することは、競合機構に基づき、
前記ネットワークへの前記アクセスは、競合ウィンドウを開く前記アクセスポイントに基づき、前記競合ウィンドウは、複数の番号付けされたスロットを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記確率は、前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力に基づいて、前記第２のノードに前記競合ウィンドウの前記複数の番号付けされた前記スロットのうちの１つまたは複数を割り当てることによって決定され、
前記複数の番号付けされた前記スロットのうちの１つまたは複数は、前記第２のノードが選択することを許可された前記競合ウィンドウのスロットである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の番号付けされた前記スロットのうちの１つまたは複数は、連続的に番号付けされたスロットの並びであり、
前記第２のノードは、前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力に基づいて、連続的に番号付けされたスロットの複数の並びのうちの１つが割り当てられる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の並びは、他の並びのスロットと重複するスロットを有する並びを含まない、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の並びは、他の並びのスロットと重複するスロットを有する並びを含む、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力が高い場合、前記第２のノードはより小さい番号が付けられたスロットの並びが割り当てられ、
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力が低い場合、前記第２のノードは、より大きい番号が付けられたスロットの並びが割り当てられる、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のノードが競合期間中に最も小さい番号が付けられた選択スロットを選択した場合、前記第２のノードは、前記ネットワークにアクセスすることを許可される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の前記測定された電力が高い場合、前記第２のノードは前記ネットワークにアクセスする、より高い確率を有すると決定され、
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の前記測定された電力が低い場合、前記第２のノードは、前記ネットワークにアクセスする、より低い確率を有すると決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ネットワークは、先進的メータリング・インフラストラクチャ（ＡＭＩ）ネットワークである、請求項１または９に記載の方法。
【請求項１１】
競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするためのシステムであって、
アクセスポイントであって、前記アクセスポイントは第１のノードとなるアクセスポイントを備え、前記第１のノードは、前記ネットワークにアクセスすることを試みる第２のノードから要求を受信する前記ネットワークに接続され、
前記第２のノードは、
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された信号の電力を測定し、
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力に基づいて、前記第２のノードが前記ネットワークにアクセスする確率を決定し、
決定された前記確率に基づいて、前記ネットワークへのアクセスを要求する
システム。
【請求項１２】
前記ネットワークへの前記アクセスは競合機構に基づき、
前記ネットワークへの前記アクセスは競合ウィンドウを開く前記アクセスポイントに基づいて生成され、前記競合ウィンドウは複数の番号付けされたスロットを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記確率は、前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力に基づいて、前記第２のノードに前記競合ウィンドウの前記スロットのうちの１つまたは複数を割り当てることによって決定され、前記複数の番号付けされた前記スロットのうちの１つまたは複数は、前記第２のノードが選択することを許可された前記競合ウィンドウのスロットである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の番号付けされた前記スロットのうちの１つまたは複数は、連続的に番号付けされたスロットの並びであり、
前記第２のノードは、前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力に基づいて、連続的に番号付けされたスロットの複数の並びのうちの１つが割り当てられる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数の並びは、他の並びのスロットと重複するスロットを有する並びを含まない、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数の並びは、他の並びのスロットと重複するスロットを有する並びを含む、請求項１４または１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力が高い場合、前記第２のノード、はより小さい番号が付けられたスロットの並びが割り当てられ、
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力が低い場合、前記第２のノードにはより大きい番号が付けられたスロットの並びが割り当てられる、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第２のノードが競合期間中に最も小さい番号が付けられた選択スロットを選択した場合、前記第２のノードは、前記ネットワークへのアクセスを許可される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力が高い場合、前記第２のノードは、前記ネットワークにアクセスする、より高い確率を有すると決定され、
前記アクセスポイントと前記第２のノードとの間で送信された前記信号の測定された前記電力が低い場合、前記第２のノードは、前記ネットワークにアクセスする、より低い確率を有すると決定される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ネットワークは、先進的メータリング・インフラストラクチャ（ＡＭＩ）ネットワークである、請求項１１または１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照  本開示は、２０１１年１１月８日に出願された米国仮特許出願第６１／５５７，３２１号に対する優先権を主張し、この仮特許出願は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本特許文献に記載される技術は、概して通信ネットワークに関し、より具体的には通信ネットワークにおいて使用する、競合をベースとしたネットワークアクセス機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
競合をベースとしたネットワークアクセス機構は、様々な異なる種類の通信ネットワークのネットワーク通信プロトコルにおいて採用されている。例えば、競合をベースとしたネットワークアクセス機構は、とりわけローカル・エリア・ネットワーク（例えば、イーサネット（登録商標）ネットワーク）、無線ネットワーク（例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１基準に基づく無線ネットワーク）、ホーム・エリア・ネットワーク（ＨＡＮ）システム、および先進的メータリング・インフラストラクチャ（ＡＭＩ）ネットワークにおいて採用されている。競合をベースとしたシステムにおいて、競合者ノードは、通信ネットワークにおける権利またはステータスを求めて競争する（例えば、共有の放送媒体で送信する権利、または通信ネットワークに接続されたノードのネットワークに参加する権利）。競合をベースとしたシステムにおけるかかる競争は、通信チャネルを表すいくつかのスロット（例えば、１６または３２）に分割されたウィンドウである競合ウィンドウ内で典型的に発生する。競合において、それぞれの競合者ノードが競合ウィンドウのスロットから通信チャネルを選択し、選択した通信チャネルを用いて競合参加メッセージを送信する。数個の競合者ノードがネットワークへの参加を同時に企てた場合、最も小さいスロットを選択した競合者ノードが競合に勝利したと決定され、勝利したノードをネットワークに接続するために、ネットワーク内の新規のリンクが作成される。一旦ネットワークに接続されると、勝利したノードおよびネットワークの他の接続されたノードは、様々な異なるプロトコル（例えば、キャリアセンス多重アクセスプロトコル（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、時分割多重アクセスプロトコル（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）など）を介して通信媒体へのアクセスを共有し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするためのシステムおよび方法を対象とする。競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするための方法において、ネットワーク内のアクセスポイントが作成される。アクセスポイントは、ネットワークに接続された第１のノードであり、第２のノードから要求を受信し、ネットワークにアクセスする。アクセスポイントと第２のノードとの間で送信された信号の電力が測定される。第２のノードがネットワークにアクセスする確率は、アクセスポイントと第２のノードとの間で送信された信号の測定された電力に基づいて決定される。第２のノードがネットワークにアクセスすることを許可するかどうかの決定は、決定された確率に基づいて行われる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
別の例では、競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするためのシステムは、アクセスポイントを含む。アクセスポイントは、ネットワークに接続された第１のノードであり、第２のノードから要求を受信し、ネットワークにアクセスする。また、本システムは第２のノードを含み、第２のノードはアクセスポイントと第２のノードとの間で送信された信号の電力を測定する。また、第２のノードは、アクセスポイントと第２のノードとの間で送信された信号の測定された電力に基づいて、第２のノードがネットワークにアクセスする確率を決定する。第２のノードは、決定された確率に基づいて、ネットワークへのアクセスを要求する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】アクセスポイントとネットワークへのアクセスを要求しているノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするためのシステムの例のブロック図である。
【０００７】
【図２Ａ】アクセスポイントとネットワークアクセスを要求する複数のノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、ネットワークを生成するために、アクセスポイントによって、およびネットワークアクセスを要求するノードによってそれぞれ実施される段階の例を説明したフローチャートである。
【図２Ｂ】アクセスポイントとネットワークアクセスを要求する複数のノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、ネットワークを生成するために、アクセスポイントによって、およびネットワークアクセスを要求するノードによってそれぞれ実施される段階の例を説明したフローチャートである。
【０００８】
【図３Ａ】アクセスポイントとネットワークへのアクセスを要求しているノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、徐々に構築されたネットワークトポロジーの例を示す。
【図３Ｂ】アクセスポイントとネットワークへのアクセスを要求しているノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、徐々に構築されたネットワークトポロジーの例を示す。
【図３Ｃ】アクセスポイントとネットワークへのアクセスを要求しているノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、徐々に構築されたネットワークトポロジーの例を示す。
【０００９】
【図４Ａ】ノードとアクセスポイントとの間の距離に基づいてノードに割り当てられた、スロットの並びを有する競合ウィンドウの例を図示する。
【図４Ｂ】ノードとアクセスポイントとの間の距離に基づいてノードに割り当てられた、スロットの並びを有する競合ウィンドウの例を図示する。
【００１０】
【図５】先進的メータリング・インフラストラクチャ（ＡＭＩ）システムの例を説明するブロック図である。
【００１１】
【図６】競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするための方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、アクセスポイントと、ネットワークへのアクセスを要求しているノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、競合をベースとした通信ネットワークにアクセスする例示的システムのブロック図である。図１において、複数のノード１０６がアクセスポイント１０４を経由した通信ネットワーク１０２へのアクセスを要求する。アクセスを要求する複数のノード１０６は、様々な異なる種類のデバイスを表し得る。一例では、通信ネットワーク１０２はインターネットであり、複数のノード１０６は、異なる有線または無線デバイス（例えば、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、携帯情報端末、スマートフォン、携帯電話、およびインターネットを介してデータを送受信するように装備された他のデバイス）を備え得る。別の例では、通信ネットワーク１０２は先進的メータリング・インフラストラクチャ（ＡＭＩ）ネットワークであり、複数のノード１０６はメータ（例えば、電気メータ）およびＡＭＩネットワークでデータを送受信する電力線通信（ＰＬＣ）モデムを有するロードに相当する。図１は、通信ネットワーク１０２にアクセスすることを試みるｎ個のノード１０６を図示しており、ｎは数百または数千の数であることができ、よって多数のノードがネットワークアクセスを要求していることを表し得る。
【００１３】
アクセスポイント１０４は通信ネットワーク１０２に接続され、複数のノード１０６のうちの１つまたは複数によって通信ネットワーク１０２にアクセスするために用いられる。一例では、アクセスポイント１０４は、無線デバイスノード１０６を通信ネットワーク１０２に接続して無線ネットワークを形成する基地局デバイスである。別の例では、アクセスポイント１０４はそれ自体が、通信ネットワーク１０２へのアクセスを予め得て、その後複数のノード１０６のうちの１つまたは複数にネットワークアクセスを提供する中央制御器として機能するノードである。アクセスポイント１０４は、複数のノード１０６のうちの１つまたは複数に通信ネットワーク１０２へのアクセスを供与するために、競合をベースとしたネットワークアクセス機構を利用し得る。
【００１４】
通信ネットワーク１０２内にどのようにして次のリンクを生成するかの決定（すなわち、複数のノード１０６のうちのどれに通信ネットワーク１０２へのアクセスが与えられるべきかを決定すること）は、アクセスポイント１０４と通信ネットワーク１０２へのアクセスを要求している複数のノード１０６のそれぞれとの間で送信された信号の電力１１０の測定に基づく。信号の測定された電力１１０は、他の変数の中でもとりわけ、アクセスポイント１０４と複数のノード１０６との間の距離によって決定される。通信ネットワーク１０２へのアクセスを要求している複数のノード１０６は図１においてアクセスポイント１０４から等しい距離に位置するように図示されているが、システムの例において、複数のノード１０６のうちの一定のものは、アクセスポイント１０４への距離が他のノードよりも近く、アクセスポイント１０４への距離が他のノードよりも近い複数のノード１０６に、比較的より高い送信電力を有する信号をアクセスポイント１０４へと送信させることをもたらす。
【００１５】
アクセスポイント１０４は、図２Ａにおいて示される段階に基づいて、複数のノード１０６のうちのどれに通信ネットワーク１０２へのアクセスが与えられるべきかを決定し得る。図２Ａは、アクセスポイントによって、アクセスポイントとネットワークアクセスを要求している複数のノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいてネットワークを生成するために実施される例示的段階を説明するフローチャート２００である。２０２において、アクセスポイントは複数のノード１...ｎから要求を受信し、通信ネットワークにアクセスする。２０４において、アクセスポイントは、アクセスポイントと複数のノードのそれぞれとの間で送信された信号の電力を測定する。２０６において、送信された信号の測定された電力を用いて、アクセスポイントは、複数のノードのそれぞれについて、そのノードにネットワークへのアクセスが与えられる確率を決定する。アクセスポイントが、アクセスポイントと特定のノードとの間で送信された、より強い電力の信号を測定した場合、この特定のノードは、ネットワークにアクセスする、より高い確率を有すると決定される。アクセスポイントが、アクセスポイントと特定のノードとの間で送信された、より弱い電力の信号を測定した場合、この特定のノードは、ネットワークにアクセスする、より低い確率を有すると決定される。２０８において、アクセスポイントは、決定された確率に基づいて、アクセスポイントと複数のノードのうちの１つまたは複数との間に、ネットワーク内の新規のリンクを生成する。ネットワークへのアクセスを供与したことを複数のノードに通知するために、機構が用いられる。
【００１６】
図２Ａのフローチャート２００で、アクセスポイントは、アクセスポイントと複数のノードとの間で送信された信号の電力の測定を用いて、複数のノードのうちのどのノードにネットワークへのアクセスが与えられるのかを決定する。本方法の下では、アクセスポイントが、アクセスポイントと複数のノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて確率を決定することにより、究極的にネットワークアクセスを制御する一方で、複数のノードは単にネットワークへのアクセスを要求するのみである。別の例では、図２Ｂのフローチャート２５０において示されるように、アクセスポイントと複数のノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づく確率の決定は、むしろネットワークアクセスを要求している複数のノードのそれぞれによって行われる（例えば、図１の例ではノード１０６）。図２Ｂは、アクセスポイントとノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、ネットワークへのアクセスを要求するための、ノードによって実施される例示的段階を示す。２５２において、ネットワークへのアクセスを試みているノードが、アクセスポイントとノードとの間で送信された信号の電力を測定する。２５４において、ノードが信号の電力の測定に基づいてネットワークへのアクセスを得る確率を決定する。２５６において、ノードが決定された確率に基づいてネットワークへのアクセスを要求する。ネットワークにアクセスする要求は、複数の他のノードもまたネットワークへのアクセスを要求しているとき、競争という文脈において行われ得る。ノードがアクセスポイントとノードとの間で送信された高い電力の信号を測定した場合、このノードは、自身がネットワークにアクセスする、より高い確率を有すると決定し、このより高い確率に基づいてアクセスのために競争する。ノードがアクセスポイントとノードとの間で送信された低い電力の信号を測定した場合、このノードは、自身がネットワークにアクセスする、より低い確率を有すると決定し、このより低い確率に基づいてアクセスのために競争する。ネットワークアクセスのための競争は、例えば、競合をベースとしたネットワークアクセス機構を介してもよい。
【００１７】
図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃは、アクセスポイントとネットワークへのアクセスを要求する複数のノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、徐々に構築された例示的ネットワークトポロジーを示す。図３Ａは、時間の第１のポイントにおけるネットワークトポロジー３００を示す。時間の第１のポイントにおいて、複数のノードがネットワーク３０２に接続されており、かつ複数のノードがネットワーク３０４へのアクセスを要求する。図３Ａはネットワーク３０４へのアクセスを求めている５つのノードを説明しているが、いくつかの例では、アクセスを要求するノードの数は数百または数千であり得る。ネットワークが有限な帯域幅であり、当該ネットワークへのアクセスを要求するノードが多いので、すべてのノードに対してネットワーク３０４へのアクセスを同時に与えることができない。よって、ネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードは、ネットワークにアクセスするために競争（例えば、競合をベースとしたネットワークアクセス機構を介して）することがあり、およびアクセス競争に勝利したと決定された複数のノードに１つずつネットワーク内の新規のリンクが生成され得る。
【００１８】
一例では、ネットワーク３０２にすでに接続されたノードは、様々な時間のポイントにおいて、ネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードのうちの１つまたは複数に、ネットワークに参加するための機会を提供する。図３Ａにおいて、接続されたノード１．３．１は、ネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードのうちの１つに、ネットワークに参加するための機会を提供し得る。接続されたノード１．３．１は、他のノードからネットワークにアクセスする要求を受け取り、この要求に基づいてネットワーク内に新規のリンクを生成することにより、アクセスポイントとして機能する。どのように新規のリンクを生成するか決定する（すなわち、ネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードのうちのどれにアクセスを与えるべきかを決定する）際、アクセスポイントとネットワークへのアクセスを要求している複数のノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づく通信ネットワークにアクセスするためのシステムが利用される。本システムにおいて、接続されたノード１．３．１は、ネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードからネットワークにアクセスする要求を受信し、接続されたノード１．３．１と求めている複数のノードのそれぞれとの間で送信された信号の電力が測定される。ネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードのそれぞれについて、アクセスポイントとノードとの間で送信された信号の測定された電力に基づいて、そのノードにネットワークアクセスが与えられる確率が決定される。ネットワーク内の新規のリンクは、決定された確率に基づいて、ネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードのうちの１つまたは複数に対して生成される。
【００１９】
図３Ｂは、前述の段階に基づいてネットワーク内の新規のリンクが生成された後の、時間の第２のポイントでの、ネットワークトポロジー３５０を示す。図３Ｂにおいて、ネットワーク内の新規のリンクが、接続されたノード１．３．１と、以前にネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードのうちの１つであったノード１との間に生成されている。ネットワーク内のノード１へのリンクは、接続されたノード１．３．１によって提供されるアクセスポイントへのノード１の近接度に基づいて作成される。ネットワーク３０４へのアクセスを要求する他のノードと比較すると、ノード１は接続されたノード１．３．１に距離が最も近く、よって、送信された信号の測定された電力は、ノード１と接続されたノード１．３．１との間で最も高くなる。ノード１と接続されたノード１．３．１との間で送信された信号が最も高い測定された電力を有するため、ノード１はネットワークへのアクセスが与えられる高い確率を有すると決定される。この高い確率により、ノード１は接続されたノード１．３．１によって採用されたネットワークアクセス競争機構に勝利するようにバイアスされる。ノード１は、よってネットワークアクセス競争に勝利し、図３Ｂにおいて示されるように、ネットワーク内の新規のリンクが、接続されたノード１．３．１とノード１との間に生成されるようにする。
【００２０】
図３Ｃは、時間の第３のポイントでのネットワークトポロジー３７０を示す。ネットワークへのアクセスを得た後、ノード１自身が、ネットワーク３０４へのアクセスを要求する複数のノードのうちの別のものへの新規のリンクをネットワーク内に作成し得る。図３Ｃにおいて、ノード１はネットワーク内に、以前はネットワークへのアクセスを要求するノードのうちの１つであったノード３への新規のリンクを作成した。ネットワーク内のノード３へのリンクは、ノード１によって提供されるアクセスポイントへのノード３の近接度に基づく。ネットワーク３０４へのアクセスを要求する他のノードと比較すると、ノード３はノード１に距離が最も近く、よって、ノード３とノード１との間で送信された信号が最も高い測定された電力を有する。この信号の高い測定された電力のため、ノード３はネットワークへのアクセスが与えられる高い確率を有すると決定される。この高い確率により、ノード３はネットワークアクセス競争に勝利し、図３Ｃにおいて示されるように、ネットワーク内の新規のリンクが、ノード１とノード３との間に生成される。
【００２１】
図４Ａおよび図４Ｂは、複数のノードとアクセスポイントとの間の距離に基づいてノードに割り当てられた、スロットの並びを有する例示的競合ウィンドウを図示する。競合をベースとしたネットワークアクセスシステムにおいて、複数の競合者ノードがネットワークに参加する権利のために競争する。競合をベースとしたシステムにおけるこの競争は、通信チャネルを表すいくつかのスロットに分割されたウィンドウである競合ウィンドウ（例えば、図４Ａおよび図４Ｂの各々の競合ウィンドウ４００、４５０）を介して発生する。一例では、競合ウィンドウはネットワーク内のアクセスポイント（例えば、別のノードをネットワークに接続させようと試みている、ネットワークに接続された基地局またはノード）によって開かれる。競合期間中、それぞれの競合者ノードが競合ウィンドウのスロットの中から通信チャネルを選択し、その選択したチャネルを用いて競合参加メッセージを送信する。数個の競合者ノードがネットワークへの参加を同時に企てた場合、最も小さいスロットを選択した競合者ノードが競合に勝利したと決定され、勝利したノードをネットワークに接続するために、ネットワーク内の新規のリンクが作成される。
【００２２】
図４Ａおよび図４Ｂは、アクセスポイントと、ネットワークへのアクセスを要求する複数のノードのそれぞれとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて動作する競合ウィンドウを示す。前述したように、通信ネットワークは、アクセスポイントと、ネットワークへのアクセスを要求する複数のノードのそれぞれとの間で送信された信号の電力の測定に基づいてアクセスされ得る。このようにネットワークにアクセスするとき、ノードにネットワークへのアクセスが与えられる確率は、信号の測定された電力に基づき、およびネットワーク内の新規のリンクは、複数のノードのそれぞれについての確率に基づいて生成される。競合をベースとしたネットワークアクセス機構という文脈において、ノードにネットワークへのアクセスが与えられる確率は、競合ウィンドウの番号付けされたスロットのうちの１つまたは複数をノードに割り当てることによって決定され得る。ノードに割り当てられた、番号付けされたスロットのうちの１つまたは複数は、競合期間中にノードが選択することのできるスロットである。よって、競合ウィンドウのスロットを選択するとき、特定のノードのスロット選択の選出は、ノードにネットワークへのアクセスが与えられるという決定された確率に基づいて制約される。より高い確率を持つノードはより小さい番号が付けられたスロットが割り当てられ、よってネットワークへのアクセスを得る、より高い見込みを有する。より低い確率を持つノードは、より大きい番号が付けられたスロットが割り当てられ、よってネットワークへのアクセスを得る、より低い見込みを有する。
【００２３】
図４Ａは、複数の非重複のスロットの並びを有し、それぞれのスロットの並びがネットワークアクセスを要求している特定のクラスのノードのために確保されている、競合ウィンドウ４００を示す。図４Ａの例では、アクセスポイント４０２に非常に近いノードは、スロット０、１、２、３のみを選択できる。競合ウィンドウの最も小さい番号が付けられたスロットを選択しているノードが競合に勝利するため、アクセスポイント４０２に非常に近いノードは、アクセスポイントからさらに遠いノードとの競合に勝利するようにバイアスされる。アクセスポイント４０４に比較的近いノードは、スロット４、５、６、７のみを選択でき、アクセスポイント４０６から遠いノードは、スロット８、９、１０、１１のみを選択でき、およびアクセスポイント４０８から非常に遠いノードは、スロット１２、１３、１４、１５のみを選択できる。
【００２４】
図４Ａの例では、ノードのアクセスポイントへの近接度の決定は、物理的な距離測定に基づいて行われるのではなく、むしろノードへのアクセスを要求しているネットワークのそれぞれとアクセスポイントとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて行われる。よって、より高い測定された電力を有する信号を持つノードは、より小さい番号が付けられたスロットの並びが割り当てられ、より低い測定された電力を持つノードには、より大きい番号が付けられたスロットの並びが割り当てられる。複数のノードのそれぞれに、番号付けされたスロットのうちの１つまたは複数を割り当てることにより（すなわち、それぞれのノードにスロット４０２、４０４、４０６、４０８の並びのうちの１つを割り当てる）、アクセスポイントとノードとの間で送信された信号の電力の測定に基づいて、ノードがネットワークにアクセスする確率が決定される。アクセスポイントと複数のノードのうちの１つまたは複数との間のネットワーク内の新規のリンクは、決定された確率に基づいてその後に生成され得る。
【００２５】
図４Ｂは、複数の重複するスロットの並びを有し、スロットのそれぞれの並びがネットワークアクセスを要求している特定のクラスのノードのために確保されている、競合ウィンドウ４５０を示す。図４Ｂの例では、アクセスポイント４５２に非常に近いノードは、スロット０〜５のみを選択できる。より小さい番号が付けられたスロット０〜５のみを選択できることにより、アクセスポイント４５２に非常に近いノードは、アクセスポイントからさらに遠いノードとの競合に勝利するようにバイアスされる。アクセスポイント４５４に比較的近いノードは、スロット３〜８のみを選択でき、アクセスポイント４５６から遠いノードは、スロット５〜１２のみを選択でき、アクセスポイント４５８から非常に遠いノードは、スロット８〜１５のみを選択できる。図４Ａおよび図４Ｂに記載のスロットの例示的並びは、様々な方法で修正され得る（例えば、より多くの並びまたはより少ない並びを定義して、並びのサイズを変えることによって）。
【００２６】
図５は、例示の先進的メータリング・インフラストラクチャ（ＡＭＩ）システム５００を説明したブロック図である。ＡＭＩとは、エネルギー使用を測定、収集、ならびに分析し、かつ様々な通信媒体を経由して電気メータ、ガスメータ、および水道メータなどのデバイスと互いにやりとりするシステムを指す。ＡＭＩシステムは、具体的なエネルギー使用データを頻繁に収集する能力があり、よってユーティリティ会社の時間を基準とした料金設定および需要応答プログラムを使用可能にする。ＡＭＩシステムにおいて用いられる一般的なチャネルアクセス方法は、通信チャネルが専らとある送信ノードに反復して配分される、所定の時間スロットに分割される、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）である。ＡＭＩシステムは、よって、数百または数千のノードを含む大型のＴＤＭＡネットワークを含み得る。起動している、またはネットワークへの接続を失ったノードは、競合をベースとした機構を経由してネットワークアクセスを取得することを要求することがある。ノードが多数のため、数多くの競合者ノードが競合ウィンドウを開いたネットワーク内の既存のノードを介して、ネットワークへのアクセスを得るために競争し得る。競合ウィンドウを開いているノードによって生成された新規のリンクは、リンクの信号対雑音比（ＳＮＲ）に基づく、これらの新規のリンクの物理的速度（すなわち、メガビット／秒）によって特徴付けられる。ＳＮＲは電力に比例し、および電力は新規に接続されたノードと競合ウィンドウを開いているノードとの間の距離に依存する。
【００２７】
図５において、例示的ＡＭＩシステム５００がユーティリティ分配システムという文脈において用いられる。図５に示されるように、ユーティリティサービスは、ユーティリティ・プロバイダ５００によって分配システム５０４を通して様々なロードＬ１〜Ｌｎ５０２へと届けられる。一例では、提供されるユーティリティサービスは電力である。ロード５０２によるユーティリティサービスの消費は、ロードの位置でメータＭ１〜Ｍｎ５０６によって測定される。ＡＭＩシステム５００において、目標はノードのそれぞれとユーティリティ・プロバイダ５００との間に送信パスを確立することであり得る。
【００２８】
一例では、メータ５０６はスマートメータであり、ネットワーク通信のために用いられる電力線通信（ＰＬＣ）モデムを含む。メータ５０６は、ネットワークを介してロード５０２と通信してもよく（例えば、ホーム・エリア・ネットワークを介して）、ロードは、例えば、スマート家電であり得る。さらに、メータ５０６は、ＡＭＩネットワーク５１０を介してユーティリティ・プロバイダ５００または他のメータ５０６のうちのいずれかと通信し得る。ＡＭＩネットワーク５１０を通じたメータ５０６とユーティリティ・プロバイダ５００との間の通信は、ユーティリティサービスのロード５０２との分離または接続の予定決め、自動メータ読み取り（ＡＭＲ）、スマートグリッド適用を含む数々の目的のため、およびインターネット、ビデオ、および音声などの、追加的なサービスを提供するために用いられ得る。ＡＭＩネットワーク５１０は、有線、無線、または有線と無線の組み合わせであることができる。ＡＭＩネットワークトポロジーは、上述の電力をベースとした競合機構を用いて構築され得る。
【００２９】
図６は、競合をベースとした通信ネットワークにアクセスするための方法を説明したフローチャート６００である。６０２において、ネットワーク内のアクセスポイントが作成される。アクセスポイントは、ネットワークに接続されたノードであり、要求を別のノードから受信し、ネットワークにアクセスする。６０４において、アクセスポイントとネットワークへのアクセスを要求しているノードとの間で送信された信号の電力が測定される。６０６において、アクセスを要求しているノードにネットワークへのアクセスが与えられる確率が、アクセスポイントとノードとの間で送信された信号の測定された電力に基づいて決定される。６０８において、この確率に基づいて、このノードがネットワークにアクセスすることを許可するかどうかの決定が行われる。
【００３０】
本開示は詳細にかつ具体的な実施形態を参照して記載したが、実施形態の趣旨および範囲を逸脱することなく様々な変更および修正形態を実行し得ることは、当業者には明らかであろう。よって、本開示が添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内にあることを条件として、本開示の修正形態および変形形態を包含することを意図する。
【００３１】
本明細書および特許請求の範囲の全体における記載で用いられる場合、「１つの（ａ）」「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」の意味は、文脈が明確にそうではないと指示しない限り、複数の参照を含むことを理解されたい。また、本明細書および特許請求の範囲の全体における記載で用いられる場合、「内に（ｉｎ）」の意味は、文脈が明確にそうではないと指示しない限り、「内に（ｉｎ）」および「上に（ｏｎ）」を含む。さらに、本明細書および特許請求の範囲の全体における記載で用いられる場合、「それぞれ（ｅａｃｈ）」の意味は、文脈が明確にそうではないと指示しない限り、「あらゆる（ｅａｃｈ  ａｎｄ  ｅｖｅｒｙ）」を意味することを要求しない。最後に、本明細書および特許請求の範囲の全体における記載で用いられる場合、「および（ａｎｄ）」および「または（ｏｒ）」の意味は、接続語としての意味と離接語としての意味の両方を含み、文脈が明確にそうではないと指示しない限り、どちらの意味としても用いられてよい。「除く（ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ  ｏｆ）」という語句は、離接の意味のみが適用され得るような状況を指すために用いられ得る。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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