JP5782923B2 - 無線通信ネットワーク、無線通信方法及び無線通信ネットワークで使用されるノード - Google Patents

Description

本発明は、無線通信技術に関するものであり、特に、無線通信ネットワークで使用される通信方法及び無線通信ネットワークで使用されるノードに関するものである。

マルチチャネル通信は、通信システムの性能を大幅に改善することが分かっている。IEEE 802.11規格では、利用可能な周波数帯域は、ユーザによる選択のために複数の周波数ポイントに分割される。

利用可能なマルチチャネル割り当て方法では、一般に、チャネル割り当ては、ノード間の分散アルゴリズムにより調整される。この方法は、制御情報のオーバヘッドが大きい点で問題がある。

従って、マルチチャネル通信をサポートする無線通信ネットワークの通信方法は、制御情報のオーバヘッドを低減するために改善される必要がある。

本発明の概要は、本発明の幾つかの態様の基本的な理解を与えるために以下に与えられる。本発明の概要は、本発明の包括的なものではないことを理解されたい。本発明の鍵となる部分又は重要な部分を決定すること、又は本発明の範囲を定義することが意図されていない。本発明は、後に説明される更に詳細な説明の前書きとして、簡略化された形式で幾つかの概念を簡単に提供するものである。

本発明の目的は、少なくとも、従来技術における問題点及び欠点の一部を少なくとも解消して、制御情報のオーバヘッドを低減することができる、無線通信ネットワーク、無線通信ネットワークの通信方法及び無線通信ネットワークのノードを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の１実施の形態によれば、無線通信ネットワークで使用される通信方法が提供される。無線通信ネットワークは、複数のピアノードを含み、この複数のノードは、制御チャネルと複数のデータチャネルを通して互いに通信する。通信方法は、複数のノードのなかのソースノードが、利用可能なデータチャネル情報をルーティング要求信号により送信すること、複数のノードのうちの中間ノードが、ソースノード又は他の中間ノードにより受信された利用可能なデータチャネル情報を変更し、ルーティング要求信号を介して、変更された利用可能なデータチャネルを送信すること、複数のノードのうちの宛先ノードが、ソースノード又は中間ノードから送信された利用可能なデータチャネル情報に従って、宛先ノードとソースノードとの間、又は宛先ノードと中間ノードとの間の通信のための合意されたデータチャネルを決定すること、宛先ノード及び／又は中間ノードが、前の中継点としての中間ノード及び／又はソースノードに、合意されたデータチャネルの識別情報（ID）をルーティング応答信号により通知することを含む。

上記目的を達成するため、本発明の別の実施の形態によれば、無線通信ネットワークで使用されるノードが提供される。無線通信ネットワークは、複数のピアノードを含み、複数のノードは、制御チャネルと複数のデータチャネルを通して通信する。ノードは、ルーティング要求信号を介して利用可能なデータチャネル情報を送信する利用可能なデータチャネル情報送信部、ソースノード又は中間ノードから受信した利用可能なデータチャネル情報を変更し、変更された利用可能なデータチャネル情報をルーティング要求信号により送信する利用可能なデータチャネル情報変更部、ソースノード又は中間ノードから受信した利用可能なデータチャネル情報に従って、宛先ノードとソースノードとの間又は宛先ノードと中間ノードとの間の通信のための合意されたデータチャネルを決定する合意されたデータチャネル決定部、前の中継点としての中間ノード及び／又はソースノードに、合意されたデータチャネルの識別情報（ID）をルーティング応答信号により通知する合意されたデータチャネル通知部を備える。

上記目的を達成するため、本発明の別の実施の形態によれば、無線通信ネットワークが提供される。無線通信ネットワークは、互いのピアである上述された複数のノードを含む。

本発明の実施の形態によれば、無線通信ネットワークにおける通信の制御情報のオーバヘッドは比較的小さい。

本発明のこれらの利点及び他の利点は、添付図面を参照して本発明の最良の実施の形態に関する以下の詳細な説明を通して明らかとなるであろう。

本発明は、添付図面と共に与えられる以下の説明を参照して良好に理解される。添付図面において、同じ又は類似の参照符号は、同じ又は類似の部材を表すために使用される。以下の詳細な説明と共に全ての添付図面は明細書に含まれ、明細書の一部を形成するものであり、本発明の好適な実施の形態を例示し、本発明の原理及び利点を説明するために更に使用される。

当業者であれば、添付図面のエレメントは、簡単さ及び明確さのために示されており、必ずしもスケーリングされていないことを理解されるはずである。たとえば、図面における幾つかのエレメントは、本発明の実施の形態の理解を容易にするため、他のエレメントに比較してサイズ的に拡大されている。
本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法を示すフローチャートである。 本発明の別の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法で使用されるMRREQ（マルチチャネルルーティング要求信号）フレームのフォーマットを示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法で使用されるMRREP（マルチチャネルルーティング応答信号）フレームのフォーマットを示す図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用されるノードの概念を示すブロック図である。

本発明の例示的な実施の形態は、添付図面をと共に以下に詳細に記載される。明確さ及び簡単さのため、実際の実施の形態の全ての特徴がこの説明において記載されない。しかし、異なる実施の形態に従って変化する場合がある、システム及び事業に関連する制約との整合のような、開発者の特定の目的を達成するため、実施の形態に特化した多くの判定が係る実施の実施の形態を展開するプロセスにおいて行われることを理解されたい。さらに、開発作業は非常に複雑且つ時間を消費するものであるが、本発明の開示から恩恵を受ける当業者にとって、開発作業は、単なる定型業務であることを理解されたい。

ここで、添付図面及び説明において、不要な詳細により本発明の開示が曖昧になることを回避するため、本発明に係るスキームに密接に関連するデバイス構造及び／又は処理ステップのみが記載され、本発明と関係している多くの事項を有さない、当業者により既に知られている部分及び処理の表現及び記載は省略されることを理解されたい。

図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法の概念図である。無線通信ネットワークは、制御チャネル及び複数のデータチャネルを通して互いに通信する複数のピアノードを含む。

図１に示されるように、本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法は、ステップＳ１０１から開始する。

ステップＳ１０１で、複数のノードのうちでソースノードは、利用可能なデータチャネル情報をルーティング要求信号により送信する。

ステップＳ１０２で、複数のノードのうちの中間ノードは、ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネル情報を変更し、変更された利用可能なデータチャネル情報をルーティング要求信号により送信する。

ステップＳ１０３で、複数のノードのうちの宛先ノードは、ソースノード又は中間ノードから受信した利用可能なデータチャネル情報に従って、宛先ノードとソースノードとの間又は宛先ノードと中間ノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを決定する。

ステップＳ１０４で、宛先ノード及び／又は中間ノードは、前のホップとしての中間ノード、及び／又はソースノードに、合意されたデータチャネルの識別情報（ID）をルーティング応答信号により通知する。

実施の形態では、制御チャネルは、ルーティング要求／応答信号、ハンドシェーキング信号等のような制御情報を送信するために主に使用される。制御信号の調整下で、異なるチャネルが異なるリンクについて使用される。制御チャネルは、全てのノードについてデフォルトのチャネルである場合がある。

例において、ソースノードが宛先ノードと通信する必要があるとき、ソースノードは、ルーティング発見プロセスを始動し、すなわち、ソースノードは、ルーティング要求信号をブロードキャストすることで、対応するルーティング（経路）を探す。ルーティング要求信号は、MRREQ（マルチチャネルルート要求）信号と呼ばれる。MRREQが宛先ノード自身に到達したとき、ルーティングが決定される。宛先ノード又は中間ノードは、宛先ノードでの到達を可能にするルーティングプロセスをソースノードに通知するため、選択されたルートに沿ってルーティング応答信号を返す。ルーティング応答信号は、MRREP（マルチチャネルルート応答）信号と呼ばれる。

図３は、本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法で使用される例示的なMRREQフレームフォーマットを示す。図３に例示されるように、MRREQは、以下のフィールドを含む。フレーム制御フィールドは、２バイトを含み、あるフレームのタイプの情報を示す。ソースIDフィールドは、６バイトを含み、あるソースノードを識別する。宛先IDフィールドは、６バイトを含み、ある宛先ノードを識別する。キューIDフィールドは、１バイトを含み、あるキューを識別する。データチャネルフィールドは、３バイトを含み、あるデータチャネルの情報を示す。ホップカウントフィールドは、１バイトを含み、ソースノードから現在のノードへのホップカウント（中継点の数）を示す。FCSは、フレームチェックシーケンスであり、１バイトを含む。データチャネルフィールドは、チャネル状態フィールド及びチャネル重み付け値情報を含む。

例において、データチャネルフィールドは、１２バイトのチャネル状態情報と、１２バイトのチャネル優先指標の値を含む。１２バイトのチャネル状態情報は、１２のデータチャネルの状態、すなわちアクティブ状態又はポジティブ状態を示す。さらに、１２バイトとデータチャネルとの関係は、予め決定される。１２バイトのチャネル優先指標の値は、４チャネルの優先指標の値を示し、それぞれのチャネル優先指標の値は、３バイトにより示される。４チャネルは、チャネル状態情報の開始で４つの利用可能なデータチャネルである。

別の例では、データチャネルフィールドは、利用可能なデータチャネルの識別情報と利用可能なデータチャネルの優先指標の値とを含む。

図４は、本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法で使用される例示的なMRREPフレームのフォーマットを示す。図４によれば、MRREPは、以下のフィールドを含む。フレーム制御フィールドは、２バイトを含み、あるフレームのタイプのような情報を示す。ソースIDフィールドは、６バイトを含み、あるソースノードを識別するために使用される。宛先IDフィールドは、６バイトを含み、ある宛先ノードを識別するために使用される。キューIDフィールドは、１バイトを含み、あるキューを識別する。予約されたチャネルIDフィールドは、３バイトを含み、宛先ノードとソースノードとの間又は宛先ノードと中間ノードとの間の予約されたチャネルを識別する。ホップカウントフィールドは、１バイトを含み、ソースノードから宛先ノードへのホップカウント（中継点の数）を示す。FCSは、フレームチェックシーケンスであり、１バイトを含む。

なお、本発明の実施の形態で使用されるMRREQ及びMRREPのフレームフォーマットは、図３及び図４に示されるものに限定されないことを理解されたい。幾つかのフィールドが追加、低減又は省略される場合がある。たとえば、あるフィールドの長さは、図３及び図４のものとは異なる場合がある。たとえば、本発明の実施の形態におけるフレームフォーマットは、以下の通りである。AODV（Ad-hoc On-demand Distance Vector）プロトコル又はDSR（Dynamic Source Routing）プロトコルのRREQ及びRREPのフレームフォーマットに基づいて、上述されたデータチャネルフィールド又は予約されたチャネルIDフィールドをそれぞれを追加する。さらに、本発明の実施の形態に直接関連しないフィールドは、詳細に説明されない。当業者であれば、これらのフィールドの意味を理解することができる。

例では、ステップＳ１０１において、利用可能なデータチャネル情報は、上述されたMRREQフレームにより送信される。利用可能なデータチャネル情報における優先指標の値は、当業者により理解することができ且つ詳細には記載されない、ノードのレシオカバレッジ（ratio coverage）のチャネル利用、干渉レベル及び他の特徴に従って決定される。たとえば、優先指標の値は、標準化される場合があり、すなわち、優先指標の値の範囲は、０と１を含めてこれらの間で定義される。

例では、ステップＳ１０２において、ソースノードの隣り合うノードは、ソースノードから送信されたルーティング要求信号を受信する。隣り合うノードが宛先ノードではない場合、すなわち、隣り合うノードが中間ノードである場合、中間ノードは、受信されたルーティング要求信号における利用可能なデータチャネル情報を変更し、変更された利用可能なデータチャネル情報をルーティング要求信号により送信する場合がある。変更された利用可能なデータチャネル情報を受信したノードが宛先ノードでない場合、そのノードは利用可能なデータチャネル情報を変更し、ルーティング要求信号が宛先ノードに到達するまで、ルーティング要求信号を送信する。

例では、ステップＳ１０２において、ルーティング要求信号は、MRREQフレームである。中間ノードは、MRREQフレームにおけるデータチャネルフィールドを変更する。さらに、中間ノードは、ホップカウントフィールドを変更し、ソースIDフィールドと宛先IDフィールドを変えない。例では、中間ノードは、受信される利用可能なデータチャネル情報において利用可能なデータチャネルを含む優先指標の値を、以下の値と置き換える。中間ノードについて利用可能なデータチャネルが存在する場合、利用可能なデータチャネルの優先指標の値と、受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積、又は、中間ノードについて受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じ利用可能なデータチャネルが存在しない場合には０。

たとえば、ソースノードから受信されたルーティング要求信号から（第一の中間ノードと呼ばれる）中間ノードにより取得される利用可能なチャネル１，２及び３の（重み付けされた値と呼ばれる）優先指標の値が0.75，0.62及び0.80であり、且つ第一の中間ノード自身の利用可能なチャネルがチャネル１，２及び３を含む場合、第一の中間ノードは、ルーティング要求信号におけるチャネル１，２及び３の優先指標の値を0.30（≒0.75×0.51），0.30（≒0.62×0.48）、0.17（≒0.80×0.21）にそれぞれ変更する。第一の中間ノードは、ルーティング要求信号を介して変更された利用可能なデータチャネル情報を送信する。第二の中間ノードがルーティング要求信号を受信し、第二の中間ノード自身の利用可能なチャネルは、チャネル１，２及び３を含み、且つ優先指標の値がそれぞれ0.48，0.77及び0.50である場合、第二の中間ノードは、ルーティング要求信号におけるチャネル１，２及び３の優先指標の値を0.18（≒0.38×0.48）、0.23（≒0.30×0.77）及び0.09（≒0.17×0.50）にそれぞれ変更する。先の例において、チャネル１及び２のみが第二の中間ノードで利用可能であり、且つチャネル３が利用可能でなく、且つチャネル１及び２のそれぞれの優先指標の値が0.48及び0.77である場合、第二の中間ノードは、ルーティング要求信号におけるチャネル１，２及び３の優先指標の値を0.18（≒0.38×0.48）、0.23（≒0.30×0.77）及び0（≒0.17×0）にそれぞれ変更する。

例では、中間ノードは、合意されたチャネルを決定した後に、前のホップによる合意されたチャネルを前のホップに通知するため、ルーティング要求信号について前のホップのノードを記録する。当業者であれば、更に詳細に記載されないが、様々な方法により前のホップのノードを記録する場合がある。

例では、ステップＳ１０３において、宛先モジュールは、ソースノード又は中間ノードから受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルの優先指標の値に従って、新たな優先指標の値を計算する。新たな優先指標の値は、以下の通りである。宛先ノードについて利用可能なデータチャネルが存在する場合、利用可能なデータチャネルの優先指標の値と、受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積、又は、宛先ノードでの受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じ利用可能なデータチャネルが存在しない場合にはゼロ。次いで、宛先ノードは、宛先ノードとソースノードとの間の予約されたデータチャネルとして、最も高い優先指標の値の利用可能なチャネルを決定する。また、予約されたデータチャネルは、宛先ノードとそれぞれの中間ノードとの間の通信のための予約されたデータチャネルとなる。複数のチャネルの優先指標の値の全てが最も高い場合、合意されたチャネルとして最も高い優先指標の値のチャネルから１つのチャネルが任意に選択される。たとえば、中間ノードから（又はソースノードから直接的に）受信されたルーティング要求信号から宛先ノードにより取得された利用可能なチャネル１，２及び３の優先指標の値がそれぞれ0.18，0.23及び0.09であり、宛先ノードの利用可能なチャネルがチャネル１，２及び３を含み、それらの優先指標の値が0.66，0.58及び0.86である場合、宛先ノードによりそれぞれ計算される利用可能なチャネル１，２及び３の新たな優先指標の値は、0.12（≒0.18×0.66）、0.13（≒0.23×0.58）及び0.07（≒0.09×0.86）である。従って、宛先ノードは、最も高い優先指標の値のチャネル２を、宛先ノードとソースノードとの間又は宛先ノードと中間ノードとの間の通信のための予約されたチャネルとして決定する。例では、ソースノードから宛先ノードへのルーティングにおける全てのノードは、同じ予約されたデータチャネルを使用することができる。

例では、ステップＳ１０４において、宛先ノードは、ルーティング応答信号を介して合意されたデータチャネルの識別情報を、前のホップとしての中間ノードに通知する。宛先ノードの前のホップとしての中間ノードは、ソースノードが合意されたデータチャネルについて通知されるまで、合意されたデータチャネルの識別情報を、宛先ノードの前のホップとしての中間のノードの前のホップであるノードに通知する。予め決定されたデータチャネルをソースノードに送出するプロセスにおいて、宛先ノードへのルートは、その経路のそれぞれのノードに沿って確立される。それぞれのノードは、ルーティングテーブルを記憶する場合がある。ルーティングテーブルはこの通信の識別情報、次のホップの識別情報及びこのノードと次のノードとの間の通信のために予約されたチャネルを含む。当業者は、詳細には記載されない、明細書を読んで様々なやり方でノードのルーティングテーブルを実現する場合がある。たとえば、当業者は、AODV及びDSRのようなプロトコルでの実現を参照する場合がある。

例では、ルーティング応答信号は、MRREPフレームである。MRREPフレームにおける合意されたチャネルIDフィールドは、合意されたデータチャネルの識別情報を保持する。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０４を通して、ソースノードと宛先ノードとの間でルートが確立される。次いで、ソースノード及び宛先ノードは、このルートを介してデータを送信する。ソースノードと宛先ノードとの間のデータ伝送のプロセスは、当業者に知られており、詳細に記載されない。

図２は、本発明の別の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法を例示する。

図２に示されるように、本発明の別の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される通信方法は、ステップＳ２０１から開始する。

ステップＳ２０１で、ソースノードは、利用可能なデータチャネル情報をルーティング要求信号により送信する。

ステップＳ２０２で、中間ノードは、受信された利用可能なデータチャネル情報をそれ自身の利用可能なデータチャネル情報と置き換え、変更された利用可能なデータチャネル情報をルーティング応答信号により送信する。

ステップＳ２０３で、中間ノードは、それ自身と、前のホップ又はソースノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを決定する。

ステップＳ２０４で、宛先ノードは、宛先ノードと前のホップとしての中間ノードとの間の合意されたデータチャネルを決定する。

ステップＳ２０５で、宛先ノードと中間ノードは、前のホップとしての中間ノード又はソースノードに、合意されたデータチャネルの識別情報をルーティング応答信号により通知する。

ステップＳ２０１は、図１におけるステップＳ１０１と同じであり、詳細に記載されない。

例では、ソースノードから受信したルーテイング要求信号から（第一の中間ノードと呼ばれる）中間ノードにより取得された利用可能なチャネル１，２及び３の（重み付けされた値と呼ばれる）優先指標の値が、それぞれ0.75，0.62及び0.80であり、第一の中間ノード自身の利用可能なチャネルがチャネル１，２及び３を含み、その優先指標の値がそれぞれ0.51，0.48及び0.21である場合、第一の中間ノードは、ルーティング要求信号におけるチャネル１，２及び３の優先指標の値をそれぞれ0.51，0.48及び0.21に変更する。第一の中間ノードは、変更された利用可能なデータチャネル情報をルーティング要求信号により送信する。第二の中間ノードがルーティング要求信号を受信し、第二の中間ノード自身の利用可能なチャネルがチャネル１，２及び３を含み、且つ優先指標の値がそれぞれ0.48，0.77及び0.50である場合、第二の中間ノードは、ルーティング要求信号におけるチャネル１，２及び３の優先指標の値をそれぞれ0.48，0.77及び0.50に変更する。先の例において、チャネル１及び２のみが第二の中間ノードで利用可能であり、チャネル３が利用可能ではなく、且つチャネル１及び２の優先指標の値がそれぞれ0.48及び0.77である場合、第二の中間ノードは、ルーティング要求信号におけるチャネル１，２及び３の優先指標の値をそれぞれ0.48，0.77及び0に変更する。

例では、ステップＳ２０３で、中間ノードは、それ自身と、前のホップの利用可能なデータチャネル情報と自身の利用可能なデータチャネル情報とを通して前のホップとしての中間ノード又はソースノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを決定する。たとえば、中間ノードは、前のホップの受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルの優先指標の値に従って新たな優先指標の値を計算する。新たな優先指標の値は、以下の通りである。中間ノードについて利用可能なデータチャネルが存在する場合に、利用可能なデータチャネルと、受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積、又は、中間ノードについて受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じ利用可能なデータチャネルが存在しない場合にはゼロ。次いで、最も高い新たに計算された優先指標の値をもつチャネルが合意されたデータチャネルとして決定される。複数のチャネルの優先指標の値の全てが最も高い場合、合意されたチャネルとして最も高い優先指標の値のチャネルから１つのチャネルが任意に選択される。

たとえば、ソースノードから受信されたルーティング要求信号から第一の中間ノードにより取得された利用可能なチャネル１，２及び３の優先指標の値が、それぞれ0.75，0.62及び0.80であり、第一の中間ノード自身の利用可能なチャネルがチャネル１，２及び３を含み、且つその優先指標の値が0.51，0.48及び0.21である場合、第一の中間ノードにより計算されたチャネル１，２及び３の新たな優先指標の値は、それぞれ0.38（≒0.75×0.51）、0.30（≒0.62×0.48）及び0.17（≒0.80×0.21）である。従って、最も高い優先指標の値のチャネル１が、ソースノードと第一の中間ノードとの間の通信のために予約されたチャネルとして決定される。同様に、第一の中間ノードから受信されたルーティング要求信号から第二の中間ノードにより取得された利用可能なチャネル１，２及び３の優先指標の値がそれぞれ0.51，0.48及び0.21であり、第二の中間ノードの利用可能なチャネルがチャネル１，２及び３を含み、その優先指標の値が0.48，0.77及び0.50である場合、第二の中間ノードにより計算されたチャネル１，２及び３の新たな優先指標の値は、それぞれ0.24（≒0.51×0.48）、0.37（≒0.48×0.77）及び0.11（≒0.21×0.50）である。従って、第二の中間ノードは、最も高い優先指標の値のうちのチャネル２を、第一の中間ノードと第二の中間ノードとの間の通信のために予約されたチャネルとして決定する。

例において、ステップＳ２０４で、宛先ノードは、前のホップとしての中間ノードから受信された利用可能なデータチャネル情報と、宛先ノード自身の利用可能なデータチャネル情報とに従って、宛先ノードと前のホップとしての中間ノードとの間の通信のために合意されたチャネルを決定する。たとえば、宛先ノードは、前のホップの受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルの優先指標の値に従って新たな優先指標の値を計算する。新たな優先指標の値は、以下の通りである。宛先ノードについて利用可能なデータチャネルが存在する場合、利用可能なデータチャネルの優先指標の値と、受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積、又は、宛先ノードについて受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じ利用可能なデータチャネルが存在しない場合にはゼロ。次いで、新たに計算された最も高い優先指標の値をもつチャネルが合意されたチャネルとして決定される。複数のチャネルの優先指標の値が全て最も高い場合、合意されたチャネルとして最も高い優先指標の値のチャネルから１つのチャネルが任意に選択される。たとえば、第二のノードから受信されたルーティング要求信号から宛先ノードにより取得された利用可能なチャネル１，２及び３の（重み付けされた値と呼ばれる）優先指標の値がそれぞれ0.48，0.77及び0.50であり、宛先ノード自身の利用可能なチャネルがチャネル１，２及び３を含み、その優先指標の値が0.66，0.58及び0.86である場合、宛先ノードにより計算されるチャネル１，２及び３の新たな優先指標の値は、それぞれ0.32（≒0.48×0.66）、0.45（≒0.77×0.58）、0.43（≒0.50×0.86）である。従って、最も高い優先指標の値のチャネル２が第二の中間ノードと宛先ノードとの間の通信のための予約されたチャネルとして決定される。

例として、ステップＳ２０５では、宛先ノードと中間ノードは、それぞれソースノード、又は前のホップとしての中間ノードに、合意されたデータチャネルの識別情報をルーティング応答信号により通知する。たとえば、宛先ノードは、前のホップであるノードに、それ自身と、前のホップであるノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを、ルーティング応答信号により通知する。ソースノード以外のそれぞれのノードにより、予め決定されたデータチャネルを前のホップのノードに送信するプロセスにおいて、宛先ノード以外のそれぞれのノードは、次のホップのノードへのルートを確定し、これによりソースノードから宛先ノードへの完全なルートが形成される。それぞれのノードは、ルーティングテーブルを記憶する。ルーティングテーブルは、この通信の識別情報、次のホップの識別情報、次のホップとの通信のために予約されたチャネルを含む。当業者は、詳細に記載されない、明細書を読んで様々なやり方でノードのルーティングテーブルを実現する場合がある。あとえば、当業者は、AODV及びDSRのようなプロトコルにおける実現を参照するであろう。

例では、ルーティング応答信号は、MRREPフレームである、合意されたチャネルIDフィールドは、合意されたデータチャネルの識別情報を保持する。

当業者は、図１及び図２に示された実施の形態において、図示された順序でステップが正確に実行される必要がないことを理解されたい。たとえば、図２のステップＳ２０３では、前のホップのノードとの通信のために合意されたチャネルを決定した後、中間ノードがステップＳ２０５を実行し、ステップＳ２０４を実行することなしに、合意されたチャネルを、中間の前のホップのノードに通知する場合がある。

本発明の実施の形態の通信方法によれば、ノードのチャネル予約及び通信がマルチチャネルピアネットワークで実現され、チャネル利用及びネットワークのスループットの改善を可能にする。

本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用される上述された通信方法は、図５に示される無線通信ネットワークで使用されるノードにより実現される。

図５は、本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用されるノードの概念を示すブロック図である。無線通信ネットワークは、複数のピアのノードを含み、複数のピアのノードは、制御チャネルと複数のデータチャネルを通して互いに通信する。図５に示されるように、本発明の実施の形態に係る無線通信ネットワークで使用されるノード５００は、利用可能なデータチャネルの情報送信ユニット５０１、利用可能なデータチャネルの情報変更ユニット５０２、合意されたデータチャネルの決定ユニット５０３、及び合意されたデータチャネルの通知ユニット５０４を含む。

利用可能なデータチャネルの情報送信ユニット５０１は、利用可能なデータチャネル情報をルーティング要求信号により送信する。

利用可能なデータチャネルの情報変更ユニット５０２は、ソースノード又は中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報を変更し、変更された利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信する。

合意されたデータチャネルの決定ユニット５０３は、ソースノード又は中間ノードから受信した利用可能なデータチャネル情報に従って、宛先ノードとソースノードとの間又は宛先ノードと中間ノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを決定する。言い換えれば、合意されたデータチャネルの決定ユニット５０３が宛先ノードである場合、合意されたデータチャネルの決定ユニット５０３は、宛先ノードとソースノードとの間又は宛先ノードと中間ノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを決定する。

合意されたデータチャネルの通知ユニット５０４は、前のホップとしての中間ノード及び／又はソースノードに、合意されたデータチャネルの識別情報をルーティング応答信号により通知する。

例において、利用可能なデータチャネル情報は、利用可能なデータチャネルとそれぞれの優先指標の値を含む。

例において、利用可能なデータチャネルの情報変更ユニット５０２は、データチャネルの情報変更ユニット５０２が位置されるノードにより受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルの優先指標の値を以下の値で置き換える。データチャネルの情報変更ユニット５０２が位置されるノードについてデータチャネルが存在する場合、利用可能なデータチャネルの優先指標の値と、受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積、データチャネルの情報変更ユニット５０２が位置されるノードについて受信された利用可能なデータチャネル情報における利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルが存在しない場合にはゼロ。

例において、合意されたデータチャネルの決定ユニット５０３は、それ自身の利用可能なデータチャネル情報と共に、ソースノード又は中間ノードから受信された利用可能なデータチャネル情報に従って、それ自身と、前のホップとしての中間ノード又はソースノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを更に決定する。

１つの例において、利用可能なデータチャネルの情報変更ユニット５０２は、受信された利用可能なデータチャネルの情報を、利用可能なデータチャネルの情報変更ユニット５０２が位置されるノードの利用可能なデータチャネルの情報で置き換える。

更に、別の例では、ノード５００は、他のノードからのルーティング要求信号を受信する利用可能なデータチャネルの情報受信ユニット（図示せず）を更に含む。例において、ノード５００は、他のノードからルーティング応答信号を受信する合意されたデータチャネル受信ユニット（図示せず）を更に含んでおり、ルーティング応答信号は、合意されたデータチャネルの識別情報を含む。

本発明の実施の形態のノードを使用することで、チャネル予約及びノードの通信がマルチチャネルピアネットワークで実現され、チャネル利用及びネットワークのスループットを改善する。さらに、本発明の実施の形態における制御情報のオーバヘッドは小さい。本発明の実施の形態の係る無線通信ネットワークで使用される上述された通信方法の動作プロセスを読むことで、図５で示される無線通信ネットワークで使用されるノードの上述された様々な部分の機能をどのように実現すべきかが非常に明らかとなる。従って、明確さのために、上述された様々な部分の機能をどのように実現すべきかは、詳細に記載されない。

さらに、本発明の実施の形態のノードは図５で示される図を参照して記載されるが、当業者であれば、図５に示される概念図は単なる例示的なものであるが、この開示の範囲の制限にないことを理解されるはずである。当業者は、実際の必要に応じて図５に示される概念図を変更する場合がある。

本発明の実施の形態によれば、無線通信ネットワークが提供され、このネットワークは、本発明に係る無線通信ネットワークで使用される複数のピアノードを含む。本発明の実施の形態の無線通信ネットワークによれば、チャネル予約及びノードの通信がマルチチャネルピアネットワークで実現され、チャネル利用及びネットワークのスループットの改善を可能にする。さらに、本発明の実施の形態における制御情報のオーバヘッドは小さい。

本発明及びその利点が記載されたが、特許請求の範囲により定義される本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに様々な変形、置き換え及び変更が行われることを理解されたい。

最後に、記載において、第一及び第二のような関連する用語は、それらのエンティティ又は動作の間の実際の関係又は順序を必要とするか又は意味することなしに、あるエンティティ又は動作と別のエンティティ又は動作を区別するために使用される。さらに、用語「含む“include”」、「備える“comprise”」又は他の変形例は、非排他的な包含を含むように意図される。従って、一連のエレメントを含むプロセス、方法、製品又は装置は、それらのエレメントを含むだけではなく、特に列挙されない他のエレメント、又はプロセス、方法、製品又は装置に固有のエレメントをも含む。制限することなしに、文章「ある・・・を含む」により定義されるエレメントは、前記エレメントを含むプロセス、方法、製品又は装置における他の同じエレメントを排除しない。

本発明の実施の形態は添付図面を参照して詳細に記載されたが、本発明を制限することなしに、上述された実施の形態は、本発明を例示するために単に使用される。当業者にとって、様々な変更及び変形は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに行われる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその等価な概念により定義される。

以下、本発明の特徴点を付記として示す。
（付記１）
無線通信ネットワークで使用される通信方法であって、
前記無線通信ネットワークは、複数のピアのノードを有し、複数のノードは、制御チャネルと複数のデータチャネルとを通して互いに通信し、
当該通信方法は、
前記複数のノードのうちのソースノードが、利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信するステップと、
前記複数のノードのうちの中間ノードが、前記ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報を変更し、変更された利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信するステップと、
前記複数のノードのうちの宛先ノードが、前記ソースノード又は前記中間ノードから送信された利用可能なデータチャネルの情報に従って、前記宛先ノードと前記ソースノードとの間又は前記宛先ノードと前記中間ノードとの間の通信のための合意されたデータチャネルを決定するステップと、
前記宛先ノード及び／又は前記中間ノードが、前の中継点としての中間ノード及び／又は前記ソースノードに、前記合意されたデータチャネルの識別情報をルーティング応答信号により通知するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
（付記２）
前記利用可能なデータチャネルの情報は、利用可能なデータチャネルの識別情報及びそれぞれの優先指標の値を含む、
付記１記載の通信方法。
（付記３）
前記複数のノードのうちの前記中間ノードが、受信された利用可能なデータチャネルの情報を変更するステップは、
受信された利用可能なデータチャネルの情報における利用可能なデータチャネルの優先指標の値を、前記中間ノードについてデータチャネルが存在する場合には、前記利用可能なデータチャネルの優先指標の値と、前記利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積で置き換え、前記中間ノードについて前記利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルが存在しない場合にはゼロで置き換えるステップを含む、
付記２記載の通信方法。
（付記４）
前記中間ノードが、前記ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報と、前記中間ノード自身の利用可能なデータチャネルの情報とに従って、前記中間ノード自身と、ルーティングにおける中継点となる中間ノード又は前記ソースノードとの間の通信について合意されたデータチャネルを決定するステップと、
前記中間ノードが、前の中継点としての中間ノード及び／又は前記ソースノードに、前記合意されたデータチャネルを前記ルーティング応答信号により通知するステップとを更に含む、
付記２記載の通信方法。
（付記５）
前記複数のノードのうちの前記中間ノードが、前記ソースノード又は前記他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報を変更するステップは、
前記利用可能なデータチャネルの情報を前記中間ノードの利用可能なデータチャネル情報で置き換えるステップを含む、
付記４記載の通信方法。
（付記６）
無線通信ネットワークで使用されるノードであって、
前記無線通信ネットワークは、複数のピアのノードを有し、複数のノードは、制御チャネルと複数のデータチャネルとを通して互いに通信し、
当該ノードは、
利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信する利用可能なデータチャネルの情報送信手段と、
前記ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報を変更し、変更された利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信する利用可能なデータチャネルの情報変更手段と、
前記ソースノード又は前記中間ノードから送信された利用可能なデータチャネルの情報に従って、前記宛先ノードと前記ソースノードとの間又は前記宛先ノードと前記中間ノードとの間の通信のための合意されたデータチャネルを決定する合意されたデータチャネルの決定手段と、
前の中継点としての中間ノード及び／又は前記ソースノードに、前記合意されたデータチャネルの識別情報をルーティング応答信号により通知する合意されたデータチャネルの通知手段と、
を備えることを特徴とするノード。
（付記７）
前記利用可能なデータチャネルの情報は、前記利用可能なデータチャネルの識別情報及びそれぞれの優先指標の値を含む、
付記６記載のノード。
（付記８）
前記利用可能なデータチャネルの情報変更手段は、
受信した利用可能なデータチャネルの情報における利用可能なデータチャネルの優先指標の値を、前記中間ノードについてデータチャネルが存在する場合には、前記利用可能なデータチャネルの優先指標の値と、前記利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積で置き換え、前記中間ノードについて前記利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルが存在しない場合にはゼロで置き換える、
付記７記載のノード。
（付記９）
前記合意されたデータチャネルの決定手段は、前記ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報と、前記中間ノード自身の利用可能なデータチャネルの情報とに従って、前記中間ノード自身と、前の中継点としての中間ノード又は前記ソースノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを決定する、
付記７記載のノード。
（付記１０）
前記利用可能なデータチャネルの情報変更手段は、受信した利用可能なデータチャネルの情報を当該ノードの利用可能なデータチャネル情報で置き換える、
付記９記載のノード。
（付記１１）
付記６乃至１０の何れか記載の複数のピアのノードを備える、無線通信ネットワーク。

５０１：利用可能なデータチャネルの情報送信手段
５０２：利用可能なデータチャネルの情報変更手段
５０３：合意されたデータチャネルの決定手段
５０４：合意されたデータチャネルの通知手段

Claims (7)

1. 無線通信ネットワークで使用される通信方法であって、
   前記無線通信ネットワークは、複数のピアのノードを有し、複数のノードは、制御チャネルと複数のデータチャネルとを通して互いに通信し、
   当該通信方法は、
   前記複数のノードのうちのソースノードが、利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信するステップと、
   前記複数のノードのうちの中間ノードが、前記ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報を変更し、変更された利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信するステップと、
   前記複数のノードのうちの宛先ノードが、前記ソースノード又は前記中間ノードから送信された利用可能なデータチャネルの情報に従って、前記宛先ノードと前記ソースノードとの間又は前記宛先ノードと前記中間ノードとの間の通信のための合意されたデータチャネルを決定するステップと、
   前記宛先ノード及び／又は前記中間ノードが、前の中継点としての中間ノード及び／又は前記ソースノードに、前記合意されたデータチャネルの識別情報をルーティング応答信号により通知するステップと、
   を含み、
   前記利用可能なデータチャネルの情報は、利用可能なデータチャネルの識別情報及びそれぞれの優先指標の値を含み、
   前記複数のノードのうちの前記中間ノードが、受信した利用可能なデータチャネルの情報を変更するステップは、
   受信した利用可能なデータチャネルの情報における利用可能なデータチャネルの優先指標の値を、前記中間ノードについて前記データチャネルが存在する場合には、前記利用可能なデータチャネルの優先指標の値と、前記利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積で置き換え、前記中間ノードについて前記利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルが存在しない場合にはゼロで置き換えるステップを含む、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記中間ノードが、前記ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報と、前記中間ノード自身の利用可能なデータチャネルの情報とに従って、前記中間ノード自身と、ルーティングにおける中継点となる中間ノード又は前記ソースノードとの間の通信について合意されたデータチャネルを決定するステップと、
   前記中間ノードが、前の中継点としての中間ノード及び／又は前記ソースノードに、前記合意されたデータチャネルを前記ルーティング応答信号により通知するステップとを更に含む、
   請求項１記載の通信方法。
3. 前記複数のノードのうちの前記中間ノードが、前記ソースノード又は前記他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報を変更するステップは、
   前記利用可能なデータチャネルの情報を前記中間ノードの利用可能なデータチャネルの情報で置き換えるステップを含む、
   請求項２記載の通信方法。
4. 無線通信ネットワークで使用されるノードであって、
   前記無線通信ネットワークは、複数のピアのノードを有し、複数のノードは、制御チャネルと複数のデータチャネルとを通して互いに通信し、
   当該ノードは、
   利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信する利用可能なデータチャネルの情報送信手段と、
   前記ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報を変更し、変更された利用可能なデータチャネルの情報をルーティング要求信号により送信する利用可能なデータチャネルの情報変更手段と、
   前記ソースノード又は前記中間ノードから送信された利用可能なデータチャネルの情報に従って、前記宛先ノードと前記ソースノードとの間又は前記宛先ノードと前記中間ノードとの間の通信のための合意されたデータチャネルを決定する合意されたデータチャネルの決定手段と、
   前の中継点としての中間ノード及び／又は前記ソースノードに、前記合意されたデータチャネルの識別情報をルーティング応答信号により通知する合意されたデータチャネルの通知手段と、
   を備え、
   前記利用可能なデータチャネルの情報は、前記利用可能なデータチャネルの識別情報及びそれぞれの優先指標の値を含み、
   前記利用可能なデータチャネルの情報変更手段は、
   受信した利用可能なデータチャネルの情報における利用可能なデータチャネルの優先指標の値を、前記中間ノードについて前記データチャネルが存在する場合には、前記利用可能なデータチャネルの優先指標の値と、前記利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルの優先指標の値との積で置き換え、前記中間ノードについて前記利用可能なデータチャネルと同じであるデータチャネルが存在しない場合にはゼロで置き換える、
   ことを特徴とするノード。
5. 前記合意されたデータチャネルの決定手段は、前記ソースノード又は他の中間ノードから受信した利用可能なデータチャネルの情報と、前記中間ノード自身の利用可能なデータチャネルの情報とに従って、前記中間ノード自身と、前の中継点としての中間ノード又は前記ソースノードとの間の通信のために合意されたデータチャネルを決定する、
   請求項４記載のノード。
6. 前記利用可能なデータチャネルの情報変更手段は、受信した利用可能なデータチャネルの情報を当該ノードの利用可能なデータチャネル情報で置き換える、
   請求項５記載のノード。
7. 請求項４乃至６の何れか記載の複数のピアのノードを備える無線通信ネットワーク。
   

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