説明

通信方法、発信及び受信局並びに関連するコンピュータプログラム

本発明は、メトリックの各値に関連付けられている複数の通信ノード(2)を備えたネットワーク(1)内の無線チャネル(4)上の通信方法を提案し、(a)第1ノードから、無線チャネル上にリクエストを発信するステップと、(b)少なくとも1つの第2ノード(A)による前記リクエストを受信した後に、前記第2ノードに関連付けられたメトリック値の関数として決定された遅延を含む応答メッセージを発信するステップとを具備することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遠隔通信ネットワークに使用される通信技術に関する。限定はされないが、特に、アドホックネットワークに適用される。
【背景技術】
【0002】
アドホックネットワークは、固定インフラストラクチャの全くない通信ネットワークである。いくつかの数の無線局には、無線発信(emission)手段及び/又は受信手段と、アドホックネットワークのノードを形成するための適切なプロトコルとが備えられている。
【0003】
アドホックネットワークを構成するこれらの局は、固定又はポータブルコンピュータ、ポケットコンピュータ、携帯電話、ビークル(vehicle)、家庭用電気製品などの形態をとっている。また、発信−受信手段は、センサ又はアクチュエータなどの単純な物体に設けることができる。したがって、センサのアドホックネットワークによって、例えば、装置の監視又は制御を目的として、情報収集を実行することができる。
【0004】
アドホックネットワークの成功は、ネットワークのノードを構成している局の寿命に、大きく依存している。ノードは、一方では、一般に、電池(一般に高価で、かつ、交換又は再充電することが困難又は不可能でさえある)によって電力供給され、かつ、他方では、電池又はバッテリなどのエネルギ源は汚染源であるので、特に、エネルギ節約は、長寿命のセンサネットワークを設計するための重要な要素である。
【0005】
アドホックネットワークは、深刻な動作制限を有している。まず、固定されたインフラストラクチャが存在していない。ノードは、交換を可能にするために、協調しなければならない。加えて、ネットワークの構造は変化している。特に、ノードのエネルギ蓄積がなくなるとノードは消えるが、新規ノードをネットワークに組み込むことができる。データが1つのノードから最終受信ノードにディスパッチ(dispatch)される必要があるとき、データは、中間ノードの間のいくつかの連続ホップを経由して(各中間ノードは、以前のノード及び次のノードの無線範囲内にある)転送される。
【0006】
特に、データを発信しやすい各ノードが、これらのデータをノード(一方では、発信ノードの無線範囲内に位置し、かつ、他方では、データを受信及び発信するための次の中間ノードになることに最も適切である)にアドレス指定させるため、各ノードは、無線範囲内にあるノードに関する情報を有している。所定ノードの無線範囲内にあるノードは、所定ノードの1ホップ隣接(1-hop neighbourhood)を構成し、ノードの導入又は消失、所定ノードと隣接するノードとの間の距離、ノードの転送電力、ノードにそれぞれ設けられたアンテナのゲイン及び放射パターン、インターフェースなどのいくつかの要素の関数として変化する。
【0007】
特に、その1ホップ隣接のノードに関して、各ノードXに利用可能なこの情報は、経路決定のフレームワーク内で、ノードXの1ホップ隣接を構成しているこれらの中から、ノードYを定義することに利用される。Xは、ターゲットノードDに最終的に回送されるメッセージをアドレス指定しなければならない。
【0008】
従来技術では、1ホップ隣接を定義するこの情報は、情報の周期的な交換の助けによって取得されている。各ノードは、このノードに関連付けられたその識別子及び値(メトリックと呼ばれている)を含む「ハロー(HELLO)」と呼ばれているデータパケットを、周期的にディスパッチする。したがって、発信されたハローパケットをリスニング(listen)することによって、各ノードXは、データテーブル(ノードXがハローパケットを最近受信したノードの識別子、及び、それらの各メトリック値を含む)を構築及び維持する。このテーブルはノードXの1ホップ隣接を形成するノードを定義する。データを転送するために、ノードXがその1ホップ隣接のノードの中からノードを選択しなければならないとき、それは、それに利用可能なデータテーブルの関数としてこの選択を行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
この技術はやはり欠点を有している。まず、ノードの情報テーブルを更新可能なハローパケットのディスパッチは、所定期間でだけ行われる。したがって、テーブルに含まれた情報は急速に陳腐化し、このため、この情報を利用してなされた決定は必ずしも適切とは限らない。
【0010】
加えて、これらの体系的な交換によって、受信した新規ハローパケット内に含まれた情報を、ノードが使用するか否かとは独立して、わずかではない量のエネルギを消費する。
【0011】
加えて、情報交換及びテーブル利用のためのこのメカニズムは、ルーティング層に属していると見ることができ、かつ、MAC層のレベルで電流を制限することを考慮していないので、エネルギ損失につながる。
【0012】
したがって、ノードレベルで、その1ホップ隣接のノードを特徴付ける陳腐化していない情報を収集し、かつ、ノードのエネルギ消費を制限する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の第1態様によれば、本発明は、メトリックの各値に関連付けられている複数の遠隔通信ノードを備え、
a)第1ノードから、無線チャネル上にリクエストを発信するステップと、
b)少なくとも1つの第2ノードによるリクエストを受信した後に、前記第2ノードに関連付けられたメトリック値の関数として決定された遅延を含む応答メッセージを発信するステップと
を具備しているネットワーク内の無線チャネル上の通信方法を提案する。
【0014】
したがって、本発明による方法は、その1ホップ隣接に位置している1つのノード又はいくつかのノードのメトリックを、第1ノードに確認させる。1ホップ隣接に関するこの情報は、第1ノードがこの情報を必要とするとき、リクエストに応じてだけ提供される。これによって、一方では、その陳腐化を制限させることができ、他方では、エネルギを節約させることができる。
【0015】
1態様では、遅延は、メトリックの増加関数又は減少関数である。この構成によって、その1ホップ隣接のノードの中から、第1ノード(例えば、それがターゲットノードに最も近いか、又は、最大残渣エネルギを有するなどのため、特に、それに関係のある)がノードの応答をはじめに受信することができる。
【0016】
1態様では、第1ノードは、リクエストに応答して、メッセージを発信するのが初めてである第2ノードを選択する。
【0017】
第1態様では、ノードは、断続的に無線チャネルをリスニングするように構成され、かつ、第1モードでは、第1ノードは、無線チャネル上にはじめに発信された応答メッセージの受信の最後に、無線チャネルリスニングの非活動モードに切り替わり、かつ、リクエストの発信からカウントする固定期間の最後まで、前記期間は、メトリックの最小値及び最大値の関数として固定されている。この構成によって、最も適合していると同時にネットワークがノードの全体電気エネルギを節約するのを可能にする1ホップ隣接のポイントに、データを転送させることができる。
【0018】
1態様では、第2ノードは、前記固定期間の最後に、活動リスニングモードに切り替わるように構成されている。この構成によって、リクエストに応答した第1ノードの1ホップ隣接の第2ノードのセットは、発信されたショートメッセージをすべてリスニングすることができる(第1モードでは、第1ノードによってこの時、選択された第2ノードを示す)。それ以降、選択されなかった第2ノードは、受信の非活動モードに戻ることができる。
【0019】
1態様では、方法は、第2モードに、リクエストメッセージの発信の最後からすぐに次のステップを具備している。
・選択されたノードを示す第1ノードによる選択メッセージを発信し、その後、リクエストの発信からカウントする固定期間の最後まで、無線チャネルを占有する目的で、データメッセージ及びジャミングメッセージを発信するステップ(この期間は、メトリックの最小値及び最大値の関数として固定されている)。
【0020】
この構成によって、最も適合していると同時にネットワークがノードの全体電気エネルギを節約するのを可能にする1ホップ隣接のポイントに、データを転送させることができる。
【0021】
1態様では、第1ノードは、固定閾値と第2ノードの応答メッセージの発信における遅延によって示されたメトリック値との間で、実行する比較の関数として、第1モード及び第2モードの中から、モードを選択する。
【0022】
この構成によって、第1ノードのリクエストに対する第1応答の発信以前に、時間スパンの関数として、交換のモードを構成することができ、エネルギの節約を可能にする効果がある。
【0023】
1態様では、第2ノードは、その応答メッセージを発信した後に、受信の活動モードに切り替わる。この構成によって、第2モードに基づき、ディスパッチされたデータを受信するように構成させることができる。
【0024】
1態様では、第2ノードによって、応答メッセージの発信以前に決定された遅延は、リクエストの発信の最後から、第1ノード及び第2ノードの両方によって、カウントされる。
【0025】
第2態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークのノードを形成するための発信/受信局を提案する。局は、
1)無線チャネル上にリクエストを発信する手段と、
2)リクエストに応答してメッセージを、少なくとも1つのノードから受信する手段と、
3)リクエストに応答する前記メッセージの発信に関係し、かつ、前記ノードに関連付けられたメトリック値に依存している遅延を計測するための一時的な計測手段と、
4)前記計測された遅延の関数として、ノードを選択するための手段と
を具備している。
【0026】
第3態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークのノードを形成するための発信/受信局を提案する。局は、
1)ノードからリクエストを受信するための手段と、
2)継続時間を計測するための一時的な計測手段と、
3)リクエストを受信し、かつ、一時的な計測の手段の助けで設定されたノードに関連付けられたメトリック値の関数として、決定された遅延を含む前記リクエストに応答してメッセージを発信するための手段と
を具備している。
【0027】
第4態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークを提案する。ノードは、本発明の第2及び第3態様に基づく、発信/受信局を備えている。
【0028】
第5態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークを形成するための発信/受信局内にインストールされるコンピュータプログラムを提案する。このプログラムは、局の処理手段によってプログラム実行中に、次のステップを実行するための命令を具備している。
1)無線チャネル上にリクエストを発信するステップ
2)リクエストに応答してメッセージを、少なくとも1つのノードから受信するステップ
3)リクエストに応答する前記メッセージの発信に関係し、かつ、前記ノードに関連付けられたメトリック値に依存している遅延を計測するステップ
4)前記計測された遅延の関数としてノードを選択するステップ
【0029】
第6態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークを形成するための発信/受信局内にインストールされるコンピュータプログラムを提案する。このプログラムは、前記局の処理手段によってプログラム実行中に、次のステップを実行するための命令を具備している。
1)ノードからリクエストを受信するステップ
2)リクエストを受信したノードに関連付けられたメトリック値の関数として、決定された継続時間を計測するステップ
3)前記計測された継続時間の助けで設定された遅延を含む、前記リクエストに応答してメッセージを発信するステップ
【0030】
したがって、本発明によれば、1ホップ隣接に関する情報は、ノードがこの情報を必要とするときリクエストに応じて、かつ、体系的な方法ではなくリクエストされる。本発明による方法によって、特に、エネルギを節約させることができ、かつ、陳腐化情報をもはや扱うことがない。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】図1は、本発明の実行のモードにおけるアドホック無線ネットワークの図である。
【図2】図2は、ノードによってリスニングされている断続的なチャネルを図示している。
【図3a】図3aは、第1モードにおけるノードS,A,B及びCの時間軸tに関連して、発信及び受信の動作を表している。
【図3b】図3bは、第2モードにおけるノードS,A,B及びCの時間軸tに関連して、発信及び受信の動作を表している。
【発明を実施するための形態】
【0032】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明からより明確になる。以下の説明は、単に説明的であって、かつ、添付図面と併せて読まなければならない。
【0033】
図1は、検討される実施例(各々がアドホックネットワーク1のノードを構成することを意図する複数の発信―受信局2を備えたアドホックネットワーク)における遠隔通信ネットワーク1の一部を表している。
【0034】
ノード2は、共有の無線チャネル4を経由して、隣接するノードと信号を交換する目的で、物理層(OSIモデルの層1)及びリンク層(OSIモデルの層2)の処理オペレーションを確実に行う、アンテナ5’にリンクした処理モジュール5を含む発信/受信手段3を備えている。
【0035】
発信/受信手段3は、カウンタ8をさらに備えている。
【0036】
発信/受信手段3は、制御手段7によって、ターンオン/ターンオフされる。
【0037】
これらのモジュールは、ノードSに関して図1に示されている。ネットワーク1のノードA,B,B,Dも、類似したモジュールを備えている。
【0038】
ノード2の多様な回路は、電池などのノード2に設けられた電源(図示せず)から、電気エネルギを供給される。
【0039】
大部分の場合には、モジュール5によって実行されたデジタル処理オペレーションは、適切なプログラムの制御下で、ノード2の中央プロセッサによって実行される。これらのプログラムのうちの1つは、本発明に基づき、モジュール5に実装される。
【0040】
所定ノードの1ホップ隣接を形成しているノードは、所定ノードの無線範囲内に配置されているノードである。即ち、ノードは、中間ノードを経由して通ってメッセージを中継する必要がなく、無線チャネル4上の所定ノードとメッセージを直接交換することができる。
【0041】
図1に示すように、ノードSの1ホップ隣接のノードは、無線チャネル4によって、ノードSに直接リンクされたノードA,B及びCである。
【0042】
チャネル4上に発信されたメッセージは、それを発信したノードのアドレス、及び、それが対象とした1又は複数のノードのアドレスを組み込んでいる。
【0043】
各ノードは、メトリックによってとられた値に関連付けられている。特に、ノードA,B,Cは、メトリック値f,f,fにそれぞれ関連付けられている。
【0044】
図を参照して検討される特定の実施例では、メトリックは、例えば、メトリックが関連付けられているノードと、ターゲットノードNtarget及びf=1,f=3,f=2との間の距離を表す関数である。ネットワーク1のノードのメトリックは、固定された間隔(fmin,fmax)になっている。
【0045】
ノードSは、データメッセージDATAをターゲットノードNtargetに送信しなければならない。その1ホップ隣接のどのノードがメッセージDATAをディスパッチしなければならないかを決定するため、ノードSは、その1ホップ隣接に関する情報(特に、それが構成されるノードの定義及び関連したメトリック情報)にアクセスする必要がある。検討されている実施例では、ノードSは、最小のメトリックを示すその1ホップ近傍のノードの中から、ノードを選択するように構成されている。
【0046】
次いで、ノードSの処理モジュール5は、メッセージREQを定式化し、かつ、ノードSのアンテナ5’を経由して、無線チャネル4上にそれを転送する。メッセージREQは、ノードSの1ホップ隣接を特徴付ける情報の提供をリクエストする。それは、ノードSの識別子を示す。
【0047】
したがって、ノードSによって定式化されたメッセージREQは、m*k個のマイクロフレーム(mは厳密に0以上の整数、TM1,TM2・・・TMm*k)のシーケンスを有している。シーケンスの各マイクロフレームTMj(j=1〜m*k)は、現在のマイクロフレームTMi以降に転送される、残っているシーケンスのマイクロフレームの数の表示を有している。
【0048】
検討されている実施例では、各マイクロフレームTMj(j=1〜m*k)は、例えば、メッセージが1ホップ隣接に関する情報に対するリクエストであることを示すフィールド、ノードSの識別子を示すフィールド、及び、転送される残りのマイクロフレーム(m*k−j)の数を示すフィールドを有している。
【0049】
加えて、ネットワーク1の各ノード2は、起動の瞬間(ノートがそのとき起動していると言われる)に、活動無線リスニングモード(発信/受信手段ターンオン)になるように構成され、かつ、これらの起動の瞬間中(ノードがそのとき眠っていると言われる)に、非活動無線リスニングモード(発信/受信手段ターンオフ)になるように構成されている。多様なノードの活動及び非活動無線リスニングモードの瞬間は、必ずしも同時に起こる必要はない。制御手段7は、発信/受信手段をターンオフ及びターンオンするように命令することによって、ノードをスリープさせ、かつ、起動させるように構成されている。
【0050】
この断続的な無線チャネルリスニングによって、受動リスニングのオーバヘッドコストを削減することを可能にし、かつ、ノードのエネルギ消費を制限することを可能にする。
【0051】
したがって、図2に示すように、所定の継続時間d(時間軸tに沿った矩形25によって表された)の短時間でかつ周期的な起動の瞬間中には、ノード2は活動無線リスニングモード(無線ターンオン)である。2つの連続する起動の瞬間は、長い起動間の期間26(受信ノード2が非活動リスニングモードである期間)によって、間隔を空けられている。2つの連続する起動の瞬間25の開始を分離している時間は、Twに等しい。
【0052】
起動の瞬間25中、ノードは、活動無線リスニングモードに切り替わって、無線チャネル4をリスニングし、かつ、チャネル上に転送されたメッセージがあるか否かを判断する。チャネルが空いているとノードが判断した場合、それは、瞬間25の終わりに、非活動無線リスニング状態(無線ターンオフ)に戻る。他方で、リスニングの瞬間25中に信号の存在を検出した場合、それは、活動無線リスニングモードを維持して、マイクロフレームを受信し、かつ、デコードする。
【0053】
メッセージを発信しなければならないノードは、無線チャネル4が空いているときだけ、このメッセージを発信する。
【0054】
ノードSによって定式化されたメッセージREQの継続時間は、継続時間Tw(ネットワーク1のノード2の2つの連続する周期的な起動の瞬間の開始を分離している)以上である。これによって、無線チャネル4上の各ノードリスニングの継続時間dの起動の瞬間中に、メッセージREQがブロードキャストされることを補償することを可能にする。
【0055】
メッセージREQの転送の最後からすぐに(時点T1)、ノードS(メッセージREQを受信している)の1ホップ隣接において、ノードに対する少なくとも1つの第1確認応答メッセージを検出するため、ノードSは、そのカウンタ8をトリップ(trip)し、かつ、無線チャネル4に対して活動無線リスニングのモードに切り替わる。
【0056】
図3a及び図3bには、ノードSとその1ホップ隣接のノードとの間の交換の第1モード(図3a)及び第2モード(図3b)におけるノードS,A,B,Cの発信中(時間軸上に網掛けされたゾーン)及びリスニング中(時間軸下に網掛けされたゾーン)の種々のステップを時間の関数として示している。
【0057】
図3a及び図3bを参照すれば、リクエストREQの発信に続いて、起動のときに、ノードSの無線範囲内の各ノード(即ち、ノードSの1ホップ隣接の各ノードA,B,C)は、無線チャネル4上に信号の発信を検出し、その結果、メッセージREQのマイクロフレームを受信する。
【0058】
したがって、その処理モジュール5の助けで、ノードAは、周期的な起動の時点25中に、メッセージREQのマイクロフレームを受信する。それは、受信されたメッセージREQのマイクロフレームから転送される残りのメッセージREQのマイクロフレームの数の表示を抽出し、かつ、この表示の関数、及び、マイクロフレームの継続時間の関数として、ノードSによるメッセージREQの転送の最後の時点T1を推定する。また、それは、値Δ=(f−fmin).Δtを計算する。ここで、fはノードAに関連付けられたメトリック値であり、かつ、Δtは所定の定数である。
【0059】
いったんマイクロフレームがノードAによって受信されると、ノードAの制御手段7は、ノードAがスリープするように命令する。時点T1にノードAはそのカウンタ8をトリガする。継続時間dの起動期間
【0060】
【数1】

【0061】
の間に、無線チャネル4をポーリングするように、いったんカウンタ8が値Δと等しい時間スパンをカウントすると、ノードAの制御手段7は、ノードAの発信/受信手段3が起動するように命令する。無線チャネル4が空いている場合、処理モジュール5の助けで、ノードAは、ノードAがメッセージREQを実際に受信したことを示す確認応答メッセージACKを発信する。この確認応答メッセージACKは、ノードSの識別子及びノードAの識別子を具備している。
【0062】
いったん確認応答メッセージACKが発信されると、無線チャネル4をポーリングし、かつ、チャネル4上にその注意喚起のためのメッセージの転送が存在すか否かを検出するように、ノードAの制御手段7は、継続時間dの活動リスニング期間
【0063】
【数2】

【0064】
を命令する。逆の場合には、ノードAの各制御手段7は、時点T2(T2=T1+(fmax−fmin).Δt+d+TACK、ここで、TACKは、確認応答フレームの発信の継続時間である)まで、ノードAがスリープするように命令する。制御手段7は、継続時間dのリスニング期間
【0065】
【数3】

【0066】
のため、ノードAの発信/受信手段3が、この時点T2に起動するように命令する。
【0067】
同様に、ノードB及びCは、それらの各処理モジュール5の助けで、各25と25の周期的な起動の瞬間中に、信号REQのマイクロフレームを受信する。それらは、受信された各マイクロフレームから、転送される残りのマイクロフレームの各数の表示を抽出し、かつ、そこから、ノードSによるメッセージREQの転送の最後の時点T1を推定する。また、それらは、各値Δ=(f−fmin).Δt及びΔ=(f−fmin).Δt(ここで、f及びfはノードB及びCに関連付けられたメトリックである)を計算する。
【0068】
いったん信号REQのマイクロフレームが受信されると、ノードB及びCの各制御手段7は、ノードB及びCがスリープするように命令する。時点T1に、ノードB及びCは、それらの各カウンタ8をトリガする。ノードBのための継続時間dの起動期間
【0069】
【数4】

【0070】
の間、及び、ノードCのための継続時間dの起動時間
【0071】
【数5】

【0072】
の間に、無線チャネル4をポーリングするように、ノードBに対して、いったんカウンタが値Δと等しい時間スパンをカウントし、ノードCに対して、いったんカウンタが値Δと等しい時間スパンをカウントすると、それらの各制御手段7は、ノードB及びCの発信/受信手段が起動するように命令する。リスニング
【0073】
【数6】

【0074】
中に、無線チャネル4が空いている場合、ノードBは、ノードBがメッセージREQを実際に受信したことを示す確認応答メッセージACKを発信する。この確認応答メッセージACKは、ノードSの識別子及びノードBの識別子を具備している。そして、リスニング
【0075】
【数7】

【0076】
中に、無線チャネル4が空いている場合、ノードCは、ノードSの識別子及びノードCの識別子を具備し、かつ、ノードCがメッセージREQを実際に受信したことを示す確認応答メッセージACKを発信する。
【0077】
いったん確認応答信号ACK及びACKが発信されると、無線チャネル4をポーリングし、かつ、チャネル4上にそれらの注意喚起のためのメッセージの転送が存在するか否かを検出するように、ノードB及びCの各制御手段7は、継続時間dの活動リスニング期間
【0078】
【数8】

【0079】
と、
【0080】
【数9】

【0081】
のそれぞれを命令する。逆の場合には、ノードB及びCの各制御手段7は、時点T2まで、ノードB及びCがスリープするように命令する。各制御手段7は、継続時間dのリスニング期間
【0082】
【数10】

【0083】
と、
【0084】
【数11】

【0085】
のそれぞれのため、ノードB及びCの発信/受信手段が、この時点T2に起動するように命令する。
【0086】
したがって、ノードA,B,C及びSは、時点T1及びT2で同期される。
【0087】
さらに、上記したように、ノードは、メッセージREQの関数として決定された時点T2(例えば、チャネル4は、それを発信するためにそれらが探索を始めたときと時点T2の間に占有されるので)以降に、メッセージREQを受信し、その後、確認応答メッセージを発信するためにもはや探索しないように構成されている。
【0088】
次いで、メッセージREQの発信以来、無線チャネル4をリスニングしているノードSは、ノードによって発信された第1確認応答メッセージ(ここでは、ノードAの確認応答メッセージACK)を受信する。検討されている本実施例において、ノードAに関連付けられたメトリックfは、ノードSの1ホップ隣接のノードに関連付けられたノード中では、最小のメトリックである。次いで、ノードSのカウンタ8によって与えられた情報は、d+Δ=d+f.Δtである。Δt及びdは既知なので、ノードSは、そこから、確認応答メッセージACK内に示された識別子によってタグ付けされたノードAに関連付けられたメトリックの値fを推定する。
【0089】
したがって、ノードAがその1ホップ隣接のノードであり、かつ、さらに、ノードAが最小のメトリック値を示すその1ホップ隣接のノードであるという情報に、ノードSはアクセスする。
【0090】
次いで、ノードSは、情報(d+Δ)を所定の閾値Δthresh=fthresh.Δtと比較する。
【0091】
好ましくは、
【0092】
【数12】

【0093】
であり、ここで、Nは、前記ノードを含むノードの1ホップ隣接における平均数である。
【0094】
【数13】

【0095】
の場合、ノードSの制御手段7は、図3aに示したように、時点T2まで、ノードSがスリープするように命令する。
【0096】
したがって、時点T1+d+Δ及びT1+d+Δに、ノードB及びCが各確認応答メッセージACK及びACKを発信するとき、ノードSはそれらを受信しない。
【0097】
時点T2に、ノードSの制御手段7は、ノードSが起動するように命令する。次いで、ノードSは、その識別子によってタグ付けされたノードAが、ノードSによって選択されることをアドバイスするメッセージELEC1を発信し、その後、データメッセージDATAを発信する。
【0098】
そのとき、それらが活動リスニング期間
【0099】
【数14】

【0100】
にあるので、メッセージELC1は、ノードSの1ホップ隣接のノードA,B及びCによって受信される。選定されたノードがノードAであることを示すこのメッセージによって、ノードB及びCの制御手段7は、継続時間dの活動リスニング期間
【0101】
【数15】

【0102】
の終わりに、それらがスリープするように命令する。同時に、ノードAは、データメッセージDATAを受信するように、期間
【0103】
【数16】

【0104】
を超過して活動リスニングモードを維持する。
【0105】
確認応答メッセージACK及びACKを発信するために消費されたエネルギの合計は、ノードAによって発信された確認応答メッセージACKを受信した以降に、無線チャネル4をリスニングし続けた場合に、ノードSが消費するエネルギよりも少ない。
【0106】
ノードによって実行された比較ステップの間に、d+Δ>Δthreshを決定する場合、そのとき、図3bに示されるように、ノードSは、その識別子によってタグ付けされたノードAが選択されることをアドバイスするメッセージELEC2を発信し、その後、データメッセージDTAを発信し、次いで、時点T2まで無線チャネル4を占有することを意図したジャミング信号OCCを発信する。
【0107】
そのとき、活動リスニング期間
【0108】
【数17】

【0109】
にあるので、メッセージELEC2はノードAによって受信される。選定されたノードがノードAであることを示すこのメッセージによって、データメッセージDATAを受信するように、ノードAは、期間
【0110】
【数18】

【0111】
を超過して活動リスニングモードを維持する。
【0112】
ノードB及びCが、各時点T1+d+Δ及びT1+d+Δに、それらの各確認応答メッセージACK及びACKを発信するために探索するとき、それらは、継続時間dの起動期間
【0113】
【数19】

【0114】
及び
【0115】
【数20】

【0116】
の間に、無線チャネル4をポーリングし、かつ、無線チャネルが占有されていることを見出す。無線チャネルが実質的に空いているとき、時点T2を過ぎているので、それらは、それらの確認応答メッセージを発信するためにもはや探索しない。
【0117】
ジャミング信号OCCを発信するためにSが消費するエネルギは、ノードB及びCが確認応答信号ACK及びACKを発信することによって消費するエネルギよりも少ない。
【0118】
したがって、第1確認応答メッセージを受信するための時間スパンに対応する時間の関数として、ノードSの行動を構成することによって、追加的なエネルギ節約を可能にしている。
【0119】
上記したメトリックは、ターゲットノードに対する距離を表している。本発明は、例えば、ノードの残渣エネルギ、計測された温度、所定ノードまでのホップ数、地理的な座標(X,Y,Z)などを表す他のメトリックに関連して、実行することができる。
【0120】
上記したノードSの1ホップ隣接のノードによって計算された遅延は、隣接のノードに関連付けられたメトリック値とメトリックの最小値との間の差分によって多重化された定数に等しい。他の実施例では、この遅延は、ノード間に合意されて、ノードSが関係するメトリックをはじめに受信することができるメトリックの汎用関数であり得る。
【0121】
ノードSによって構成された選択基準は変化し得る(上記したようなターゲットノードに対する最小距離、ターゲットノードに対する最大距離、最小又は最大エネルギ、最小又は最大の計測された温度など)。したがって、本実施例によれば、確認応答メッセージが発信される遅延は、メトリックの増加又は減少関数であることが好ましい。
【0122】
図を参照して説明された実施例では、受信したターゲットにデータを運ぶのに必要なホップ数ができるだけ最小となるように、ノードSは、受信したメトリック情報を使用して、データをアドレス指定するその1ホップ隣接のノードを選択する。他の実施例では、受信したメトリック情報は、最も高い残渣エネルギを示す隣接のノードを選択することに利用され、その結果、より低い残渣エネルギを示す隣接のノードのエネルギを節約する。
【0123】
本発明の他の実施例では、取得されたメトリック情報は、大規模なノードを備えたアドホックネットワークにおいて、より効果的なルーティングになるように、クラスタと呼ばれるノードグループを構築するために使用される。
【0124】
上記した実施例では、ノードSは、その1ホップ隣接の全体に関する情報を受信しないが、最も関係のあるノードに関する情報だけ受信する。他の実施例では、ノードSは、その1ホップ隣接のノードに対する全ての確認応答信号を受信し、かつ、このように受信した種々のメトリック値を利用する。
【0125】
本発明によって提供される更なる利点は、上に示した動作がMAC層によって管理されていることである。これに対して、従来技術では、その1ホップ隣接の確認のために必要なハローパケットの管理は、ルーティング層(レベル3)のレベルで、実行されていた。したがって、2つの層が連結的に設計されている事実に起因したエネルギ損失はより少なく、層の間の相互作用がないことに起因したエネルギ損失はない。
【符号の説明】
【0126】
1 アドホックネットワーク
2 発信―受信局
3 発信/受信手段
4 無線チャネル
5 処理モジュール
5’ アンテナ
7 制御手段
8 カウンタ
A,B,B,D,E,S ノード

【特許請求の範囲】
【請求項1】
メトリックの各値に関連付けられている複数の通信ノード(2)を備えたネットワーク(1)内の無線チャネル(4)上の通信方法であって、
a)第1ノード(S)から、無線チャネル上にリクエスト(REQ)を発信するステップと、
b)少なくとも1つの第2ノード(A)による前記リクエストを受信した後に、前記第2ノードに関連付けられたメトリック値(f)の関数として決定された遅延(d+Δ)を含む応答メッセージ(ACK)を発信するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項2】
前記遅延(Δ)は、前記メトリックの増加関数又は減少関数であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第1ノード(S)による選択ステップをさらに具備し、
前記第2ノード(A)は、前記リクエスト(REQ)に応答してメッセージ(ACK)を発信するのが初めてであることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
前記ノード(2)は、断続的に前記無線チャネルをリスニングするように構成され、
第1モードでは、第1ノード(S)は、前記無線チャネル上にはじめに発信された前記応答メッセージ(ACK)の受信の最後に、無線チャネル(4)に対するリスニングの非活動モードに切り替わり、かつ、
前記リクエストの発信からカウントする固定期間の最後(T2)まで、前記期間は、前記メトリックの最小値(fmin)及び最大値(fmax)の関数として固定されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項5】
前記第2ノード(A)は、前記固定期間の最後(T2)に、活動リスニングモードに切り替わるように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記固定期間の終わり(T2)からすぐに、
1)選択されたノードを示す前記第1ノード(S)によって、選択メッセージ(ELEC1)を発信し、次いで、データメッセージ(DATA)を発信するステップと、
2)前記第2ノード(A)によって前記選択メッセージを受信し、次いで、前記メッセージ内に示されたノードが前記第2ノードではない場合、前記第2ノードを、非活動無線リスニングモードに切り替え、そうでなければ、前記データメッセージを受信する目的で、活動無線リスニングモードに維持するステップと
を具備することを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項7】
第2モードでは、前記リクエストメッセージ(REQ)の前記発信の最後からすぐに、
選択されたノードを示す前記第1ノード(S)によって、選択メッセージ(ELEC2)を発信し、その後、前記リクエストの前記発信からカウントする前記固定期間の最後(T2)まで、前記無線チャネルを占有する目的で、前記データメッセージ(DATA)及びジャミングメッセージ(OCC)を発信するステップ
を具備し、
前記期間は、前記メトリックの最小値(fmin)及び最大値(fmax)の関数として固定されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
前記第1ノード(S)は、固定された閾値と、前記第2ノード(A)の前記応答メッセージ(ACK)の発信における前記遅延との間で実行する比較の関数として、前記第1モード及び前記第2モードの中からモードを選択することを特徴とする請求項7及び請求項4乃至6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記第2ノード(A)は、その応答メッセージ(ACK)を発信した後に、受信の活動モードに切り替わることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
前記第2ノードによって、前記応答メッセージの前記発信前に前記決定された遅延(d+Δ)は、前記リクエスト(REQ)の前記発信の前記最後(T1)からカウントされることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項11】
無線チャネル(4)上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けらている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワーク(1)のノード(2)を形成するための発信/受信局(S)であって、
1)前記無線チャネル上にリクエスト(REQ)を発信するための手段と、
2)前記リクエストに応答してメッセージを、少なくとも1つのノードから受信するための手段と、
3)前記リクエストに応答する前記メッセージの前記発信に関係し、かつ、前記ノードに関連付けられた前記メトリックの前記値に依存する遅延を計測するための一時的な計測手段と、
4)前記計測された遅延の関数として、ノードを選択するための手段と
を具備する局。
【請求項12】
無線チャネル(4)上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワーク(1)のノード(2)を形成するための発信/受信局であって、
1)ノードからリクエスト(REQ)を受信するための手段と、
2)前記リクエストを受信した前記ノード(A)に関連付けられた前記メトリック値(f)の関数として、決定された遅延(d+Δ)を含む前記リクエストに応答してメッセージ(ACK)を発信するための手段と
を具備する局。
【請求項13】
無線チャネル(4)上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノード(2)を備えた遠隔通信ネットワークであって、
前記ノードは、請求項11及び12に基づく発信/受信局を備えることを特徴とするネットワーク。
【請求項14】
無線チャネル(4)上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワーク(1)のノード(2)を形成するための発信/受信局にインストールされるコンピュータプログラムであって、
前記プログラムは、前記局の処理手段による前記プログラムの実行中に、
1)前記無線チャネル上にリクエスト(REQ)を発信するステップと、
2)前記リクエストに応答してメッセージ(ACK)を、少なくとも1つのノード(A)から受信するステップと、
3)前記リクエストに応答する前記メッセージの前記発信に関係し、かつ、前記ノードに関連付けられた前記メトリックの前記値に依存している遅延(d+Δ)を計測するステップと、
4)前記計測された遅延の関数として、ノードを選択するステップと
を実行するための命令を具備することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項15】
無線チャネル(4)上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワーク(1)のノード(2)を形成するための発信/受信局にインストールされるコンピュータプログラムであって、
前記局は、請求項11に基づく局と通信するように構成され、
前記プログラムは、前記局の処理手段による前記プログラムの実行中に、
1)ノード(S)からリクエスト(REQ)を受信するステップと、
2)前記リクエストを受信した前記ノード(A)に関連付けられた前記メトリック値(f)の関数として、決定された期間(Δ)の助けで設定された遅延(d+Δ)を含む前記リクエストに、応答メッセージ(ACK)を発信するステップと
を実行するための命令を具備することを特徴とするコンピュータプログラム。

【図1】
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【図2】
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【図3a】
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【図3b】
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【公表番号】特表2009−542069(P2009−542069A)
【公表日】平成21年11月26日(2009.11.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−515929(P2009−515929)
【出願日】平成19年6月19日(2007.6.19)
【国際出願番号】PCT/FR2007/051474
【国際公開番号】WO2007/148016
【国際公開日】平成19年12月27日(2007.12.27)
【出願人】(591034154)フランス・テレコム (290)
【Fターム(参考)】