JP5683723B2 - ワイヤレス通信ネットワーク中のトポロジ・マッピングを向上させるための方法 - Google Patents
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Description
uv|uv∈E、u、v∈X
E1={uv|uv∈E、u、v∈X}
E2=E1∪{uv|uv∈E、u∈X、v∈Y}
E3=E2∪{uv|u、v∈E and hG(u、v)=3}
として定義される。集合E1およびE2中の辺は、重み1を有し、一方集合E3\E2中の辺は、重み3を有して、リンクのエンド・ポイントの間の最小中継回数(minimum hop count)を表す。
Z0フェーズの始めで、基地局は、同期信号をすべてのノードに送って、CH選択プロセスを開始させる。基地局は、各ノードによってノードIDとともに使用されるランダム・シードRを送って、そのランダム・シード発生器を初期化させる。ここで、各ノードu∈Vは、長さWのフレーム中でランダムにスロットを選択する(一様分布から)。ノードは、それらのスロット・タイムが来るまで、チャネルをリッスンする。それらノードのスロットが来た場合、それらは、1物理層シンボルとしてランダム文字列を送信し、CHの役目を担う。送信ノードは、このスロット中で送信する他のノードと衝突することがあるが、それらは、それを無視し、このスロット中で衝突するすべてのノードは、CHの役目を担うことになる。
既に述べたように、Z0フェーズの終わりで、各非CHノードは、前のセクション中で述べた手法に従って、一意のシグネチャ中でそのアイデンティティを送出することになり、その手法は、長さkのスロットのウィンドウ中でd回までのノードによる送信に基づく。Z1フェーズでは、基地局は、それが、CTG2またはCTG3を見出したいと望むかどうかを規定し、その評価されるユーザ密度に基づき、kおよびdを規定する。非CHノードは、それらのIDとともに、より早期に基地局によって提供されるランダム・シードRを使用して、サイズkのフレームからランダムにdスロットを選択する。各非CHノードは、それが選択するdスロットのそれぞれ中でランダム・データに相当する802.11物理層シンボルを送信する。なお、このシンボルは、何らプリアンブルの必要が無く、送信できることは留意すべきである。というのは、それが、受信機における信号の同期に影響を与えないからである。実際、ノードは、受信された信号を復号する必要が無いので、同期の疑問は、意味が無い。
第2番目のフェーズでは、各非CHノードvは、CTG2を発見するためにフェーズZ1中でそれらが行うのと同じように、ψ(v)を送出する。ψ(v)中の各1のビットは、データ・シンボルに変換され、0のビットは、送信が無いことによってマークを付けられ、1μsの保護持続期間が、ダイジェスト中の各ビットを処理する間に挿入される。CHは、この情報を漏れ聞いたとき、それらのψダイジェストをブロードキャストしている、その1回中継の隣接するノードのすべてから聞いている。ウィンドウKの各スロット中で、CHノードは、送信を検出した場合、このスロットに対応するビットに、Ψ2ダイジェスト中で1としてマークを付け、送信が無い場合、0のビットとしてそれにマークを付ける。
このフェーズでは、基地局は、Ψ1、Ψ2、さらにまた各CHノードからフェーズZ0中に送信されたスロット番号を獲得する。
CTG3中のそれらの間に重み3の辺を有する2つのノードu、v∈Xでは、G中でそれらの間に3回中継の最短経路が存在する。uとvの間の少なくとも1つの特定の経路の基地局による識別は、以降、対処する。
Claims (20)
- クラスタを形成し、基地局への共通の通信リンクを有する複数の移動ノードの間で、ネットワーク・トポロジを決定するための、ワイヤレス通信システムにおける方法であって、各移動ノードが一意のアイデンティティを有し、前記方法が、
前記移動ノードの少なくとも1つに、送信スロット中に信号を送信させるステップを含み、前記少なくとも1つのノードは、それによって、クラスタ・ヘッド(CH:cluster head)になり、さらに、
前記CH以外の移動ノード(以降、「非CHノード」と称する)において、送信フレーム中で1つ又は複数の送信間隔を選択するステップと、
前記非CHノードのそれぞれに、前記選択された送信間隔中、所与の非CHノードに対して信号を送信させるステップと、
少なくとも1つの信号が受信される前記送信間隔によって非CHノードから受信した送信信号の第1のダイジェストを、前記CHが作成するステップと、
前記ダイジェスト、前記CHについてのノード・アイデンティティ及び前記CH信号が送信された前記送信スロットの関数として、前記ノードのクラスタに関するコンパクトなトポロジ・グラフを構築するステップとを含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、
前記非CHノードのそれぞれが、
(1) 一連の送信間隔中に他の非CHノードからの送信信号を検出する、
(2) 前記送信フレームにわたって送信される信号を検出したとき、前記フレームの送信間隔中の少なくとも1つの送信信号の有無をベクトルとして記録する、
(3) 前記ベクトルを前記CHに送信する、方法。
- 請求項1に記載の方法において、
前記CHが第1のダイジェストを作成するステップは、前記送信フレーム中の前記送信間隔のそれぞれの間、前記非CHノードのそれぞれから送信される信号の有無について、バイナリ・ベクトルとして、ログをとるステップをさらに含む、方法。
- 請求項1に記載の方法において、
前記非CHノードにおいて送信間隔を選択するステップは、前記非CHノードのそれぞれによって選択される前記送信間隔の少なくとも1つに、他の送信する非CHノードとの干渉が無いことが保証されるように実施される、方法。
- 請求項1に記載の方法において、
該コンパクトなトポロジ・グラフを構築するステップは、該第1のダイジェスト、該CHについてのノード・アイデンティティ、及び該CH信号が送信された該送信間隔に基づいて、基地局によって実施される、方法。
- 請求項1に記載の方法において、
ノード識別のプライバシーは、ノード・アイデンティティの通信を該基地局とのトランザクションのみに限定することにより維持される、方法。
- クラスタを形成し、基地局への共通の通信リンクを有する複数の移動ノードの間で、ネットワーク・トポロジを決定するための、ワイヤレス通信システムにおける方法であって、各移動ノードが一意のアイデンティティを有し、該方法が、
該複数の移動ノードの少なくとも1つに、送信スロット中に信号を送信させるステップを含み、該少なくとも1つのノードは、それによって、クラスタ・ヘッド(CH)になり、
該CH以外の各移動ノード(以降、「非CHノード」と称する)は、送信フレーム中で1つ又は複数の送信間隔を選択するように構成され、各非CHノードは、さらに、その選択された送信間隔中に信号を送信するように構成され、
該CHは、少なくとも1つの信号が受信される該送信間隔によって、非CHノードから受信した送信信号の第1のダイジェストを作成し、該方法は、さらに、
該ダイジェスト、該CHについてのノード・アイデンティティ、及び該CH信号が送信された該送信スロットの関数として、該ノードのクラスタに関するコンパクトなトポロジ・グラフを構築するステップを含む、方法。
- 請求項7に記載の方法において、
該非CHノードのそれぞれが、
(1) 一連の送信間隔中に他の非CHノードからの送信信号を検出する、
(2) 該送信フレームにわたって送信される信号を検出したとき、該フレームの送信間隔中の少なくとも1つの送信信号の有無をベクトルとして記録する、
(3) 該ベクトルを該CHに送信する、方法。
- 請求項8に記載の方法において、
該CHは、所与の信号が該非CHノードによって送信される該ベクトルに基づいて検出される該送信間隔によって送信信号の第2のダイジェストを作成する、方法。
- 請求項9に記載の方法において、
該第1のダイジェスト及び該第2のダイジェスト、該CHについてのノード・アイデンティティ、及び該CH信号が送信される該送信間隔の関数として、第2のコンパクトなトポロジ・グラフを構築するステップをさらに含む、方法。
- 請求項8に記載の方法において、
該非CHノードのそれぞれは、所定の閾値に対する受信される信号のエネルギーの関数として、所与の送信間隔中の送信信号の前記有無を決定する、方法。
- 請求項7に記載の方法において、
該CHが第1のダイジェストを作成するステップは、該送信フレーム中の該送信間隔の各々の間、該非CHノードのそれぞれから送信される信号の有無について、バイナリ・ベクトルとしてログをとるステップをさらに含む、方法。
- 請求項12に記載の方法において、
該CHは、所定の閾値に対する受信される信号のエネルギーの関数として、所与の送信間隔中の送信信号の前記有無を決定する、方法。
- 請求項7に記載の方法において、
該非CHノードにおいて送信間隔を選択するステップは、該非CHノードのそれぞれによって選択される前記送信間隔の少なくとも1つに、他の送信する非CHノードとの干渉が無いことが保証されるように実施される、方法。
- 請求項14に記載の方法において、
該非CHノードの各々が、長さkの送信間隔のウィンドウ中でd個の送信間隔まで送信し、k及びdは該基地局によって提供される整数値である、方法。
- 請求項15に記載の方法において、
所与の非CHノードが送信するd個までの送信間隔の該所与の非CHノードによる決定は、シード値のランダム・ハッシュ及び該所与の非CHノードについての識別子の表示に基づいており、該シード値は、該基地局によって該非CHノードに提供される、方法。
- 請求項7に記載の方法において、
該コンパクトなトポロジ・グラフを構築するステップは、該第1のダイジェスト、該CHについてのノード・アイデンティティ、及び該CH信号が送信された該送信間隔に基づいて、基地局によって実施される、方法。
- 請求項7に記載の方法において、
ノード識別のプライバシーは、ノード・アイデンティティの通信を該基地局とのトランザクションのみに限定することにより維持される、方法。
- クラスタを形成し、基地局への共通の通信リンクを有する複数の移動ノードの間で、ネットワーク・トポロジを決定するための、ワイヤレス通信システムにおける方法であって、各移動ノードが一意のアイデンティティを有し、前記方法が、
前記移動ノードの1つによって、送信スロット中に信号を送信するステップを含み、前記1つの移動ノードは、それによって、クラスタ・ヘッド(CH)になり、さらに、
前記CH以外の残りの複数の移動ノード(以降、「非CHノード」と称する)のそれぞれから、送信フレーム中の1つ又は複数の送信間隔中に、信号を受信するステップと、
前記信号が受信される前記送信間隔によって、前記非CHノードから受信する送信信号の第1のダイジェストを、前記CHが作成するステップと、
前記第1のダイジェスト、前記CHについてのノード・アイデンティティ、及び前記CH信号が送信された前記送信スロットを基地局に送信するステップとを含む、方法。
- 請求項19に記載の方法において、
前記CHが第1のダイジェストを作成するステップは、バイナリ・ベクトルとして、前記送信フレーム中の前記送信間隔のそれぞれ中に前記非CHノードのそれぞれから送信される信号の有無についてログをとるステップをさらに含む、方法。
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