[go: up one dir, main page]

JP4871355B2 - 無線メッシュネットワークのための分散型学習方法 - Google Patents

無線メッシュネットワークのための分散型学習方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4871355B2
JP4871355B2 JP2008510714A JP2008510714A JP4871355B2 JP 4871355 B2 JP4871355 B2 JP 4871355B2 JP 2008510714 A JP2008510714 A JP 2008510714A JP 2008510714 A JP2008510714 A JP 2008510714A JP 4871355 B2 JP4871355 B2 JP 4871355B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mesh point
mesh
point
interference
ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008510714A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008541603A (ja
JP2008541603A5 (ja
Inventor
ハンス−ユルゲン ロイメルマン
フランセスク ダルマセス
グイド ロラント ヒールツ
グスタフ セバスティアン マックス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2008541603A publication Critical patent/JP2008541603A/ja
Publication of JP2008541603A5 publication Critical patent/JP2008541603A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4871355B2 publication Critical patent/JP4871355B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、無線メッシュネットワークのための分散型学習方法に関する。
MBOA(マルチバンドOFDMアライアンス)は、超広帯域(UWB)周波数帯域上で動作するWPAN(無線パーソナルエリアネットワーク)用の分散型システムである。将来のトラフィックのためのチャンネル資源予約を行うDRP(分散型予約プロトコル)により、上記MBOAシステムは、例えば優先化チャンネルアクセス(PCA)等の他の競合型プロトコルが提供するよりも、単一のホップ通信シナリオにおいて大幅に高いチャンネルアクセス効率を提供する。
メッシュネットワークは、2つの接続構成のうちの一方、即ち全メッシュトポロジ又は部分メッシュトポロジを採用したPAN(パーソナルエリアネットワーク)である。全メッシュトポロジでは、各ノードは他のものの各々に直接接続される。部分メッシュトポロジでは、幾つかのノードは他の全てに接続されるが、ノードの幾つかは、これらが殆どのデータを交換する他のノードのみに接続される。メッシュネットワークは、送信パワー又は受信感度を増加させること無しにネットワーク領域の地理的拡張を提供する能力を有している。また、メッシュネットワークは、経路の冗長性による向上された信頼性、一層容易なネットワーク構造を提供すると共に、データの再送信が一層少ないという潜在能力により装置の電池寿命を増加させることができる。
無線メッシュネットワークは、特に悪い条件において装置がネットワークを介してパケットを送信する際に相互に助け合うようなマルチホップシステムである。或る位置において最小の準備でメッシュネットワークを確立することができる。このようなメッシュネットワークは、アドホックネットワークとも呼ばれる。メッシュネットワークは、数千もの装置に容易に拡張することができるような信頼性のある柔軟なシステムを提供する。
元々、MITにおいて工業用制御及び感知のために開発された無線メッシュネットワーク技術は、アドホックマルチホップネットワークと呼ばれるポイントツーポイントツーポイント(point-to-point-to-point)又はピアツーピアシステムである。斯様なネットワークのノードはメッセージを送信及び受信することができる。更に、メッシュネットワークにおけるノードは、メッセージを近隣のノードのために中継することができるようなルータとしても機能することができる。斯かる中継処理により、無線データのパケットは、信頼性のある通信リンクを持つ中間ノードを通過して、宛先までの道を見付ける。無線メッシュネットワークでは、メッセージを宛先まで中継するために複数のノードが協動する。メッシュ技術はネットワークの全体的信頼性を向上させるが、これは、過酷な工業環境で動作する場合に特に重要である。
図1を参照すると、前記中継処理により、無線データのパケットは、信頼性のある通信リンクを持つ中間ノードを通過することにより、自身の宛先までの道を見付ける。無線メッシュネットワーク10において、複数のノード12、14、16は協動してメッセージを元のノード18から宛先ノード20まで中継する。メッシュ技術10は、ネットワークの全体的信頼性を向上させるが、これは過酷な工業的環境において動作する場合に特に重要且つ有効である。
インターネット及びピアツーピアのルータ型ネットワークと同様に、メッシュネットワーク10は当該ネットワークを介して複数の冗長した通信経路を提供する。ノード間の或るリンク(例えば、ノード14とノード16との間)が何らかの理由(強いRF干渉の発生を含む)で故障した場合、当該ネットワークは代替経路(例えば、ノード14からノード22へ、次いでノード20へ)を介して自動的にメッセージの経路決めを行う。
メッシュネットワークにおいては、ノード間の距離の短縮がリンク品質を劇的に増加させるであろう。ノード間の距離が係数2で減少された場合、結果としての信号は受信部において少なくとも4倍パワフルになる。このことは、個々のノードにおける送信パワーを増加させる必要性なしに、リンクを一層信頼性のあるものにさせる。メッシュネットワークにおいては、当該ネットワークに一層多くのノードを単に追加することにより、到達範囲を拡大し、冗長性を追加し、ネットワークの全体的信頼性を向上させることができる。
超広帯域無線(UWB)は、大量のデジタルデータを広いスペクトルの周波数帯域上で非常に低いパワーで短い距離に対して送信する無線技術である。超広帯域無線は、非常に低いパワー(0.5ミリワット未満)で230フィートまでの距離にわたり大量のデータを伝えることができると共に、一層高いパワーで動作する一層限られた帯域幅での信号を反射する傾向のある扉及び他の障害物を通して信号を伝えるような能力を有する。超広帯域は、手持ち無線装置を他の同様の装置と及び/又は例えばデスクトップコンピュータに接続するための規格であるブルートゥース等の他の短距離無線技術と同等のものである。
超広帯域無線は、非常に正確にタイミングをとられたデジタルパルスを、キャリア信号上で非常に広いスペクトルにわたり(複数の周波数チャンネル上で)同時に放送する。広帯域送信機及び受信機は、パルスを1秒の一兆分の1の数倍(trillionths)以内の高精度で送信及び受信するように協調されねばならない。超広帯域無線システムで使用される如何なる所与の周波数帯域上においても、超広帯域信号は斯かる帯域上の通常の信号よりも少ないパワーしか必要としない。更に、超広帯域信号の予測されるバックグラウンドノイズは、理論的に干渉が可能でないほど低い。
超広帯域無線は種々の状況において使用されており、今日のUWBの2つの有力なアプリケーションは、信号が近くの表面は通過するが遠く離れた表面は反射し、壁又は他の覆いの背後の物体が検出されるのを可能にするレーダ、並びに非常に低いパワーの相対的に低コストの信号が限られた範囲内で非常に高いレートで情報を伝達するのを可能にする様なデジタルパルスを用いた音声及びデータの伝送に関わるアプリケーションを含む。
本発明の実施例は、他の送信が同じ通信リンク上で行われている間に、他のメッシュポイントに同時に送信すべきかを決定する、メッシュネットワークにおけるメッシュポイントのための方法を提供する。メッシュポイントは、該メッシュポイントの送信干渉が他のメッシュポイントからの同時的送信を妨害するならば、他のメッシュポイントへ送信してはならない。更に、送信側メッシュポイントは、当該送信が他のメッシュポイントからの同時的送信からの干渉により受信側メッシュポイントにおいて妨害されるならば、受信側メッシュポイントに送信してはならない。
本発明の一実施例は、当該無線ネットワークに参加している複数のメッシュポイントを有するような無線ネットワークとすることができる。該複数のメッシュポイントの各々は、成功している送信からの干渉により当該無線ネットワークにおける同時的送信を妨害することなしに、自身と上記複数のメッシュポイントにおける少なくとも他の1つとの間での成功する送信の確率を推定する第1の比を計算する。
本発明の他の実施例では、無線ネットワークは複数のメッシュポイントを含み、他のメッシュポイントが同じリンク上で同時に送信している間に第1のメッシュポイントが第2のメッシュポイントに送信することができるかを判定する方法が使用される。該方法は、第1のメッシュポイントにより当該無線ネットワークにおける他のメッシュポイントを検出するステップと、該第1のメッシュポイントにおいて当該無線ネットワークにおける上記検出された他のメッシュポイントの信号強度を決定するステップとを含む。該方法は、第1メッシュポイントにおいて、該第1メッシュポイントが送信している場合に第2メッシュポイントにおいて測定されるであろう信号強度を推定する。該第1メッシュポイントは、次いで、第1の搬送波対干渉(CoI)比を計算する。該方法は、上記第1CoI比を閾値と比較することに基づき、第1メッシュポイントが第2メッシュポイントに送信すべきかを判定することにより継続する。
本発明の実施例は、マルチホップネットワークで使用することができる。更に、本発明の実施例は、限定されるものではないが、将来のIEEE 802.11s(ESS MESH)規格に準拠することを含み、MACプロトコル及びIEEE 802.11規格と一緒に使用することができる。また、本発明の実施例はメッシュネットワーキング(即ち、WPAN)を支援する他の無線規格及び技術にうまく適用することもできる。本発明の実施例は、同一の通信リンク又はチャンネル上で生じる同時的送信を支援するためにメッシュネットワークトポロジを利用する。
上述した発明の開示は、本発明の各実施例又は全ての態様を表そうとするものではないと理解される。
本発明の方法及び装置の一層完全な理解は、添付図面と共に下記の詳細な説明を参照することにより得ることができるであろう。
IEEE 802.11等の無線LAN用の既存の媒体アクセスプロトコルは、マルチホップ通信を効率的にサポートしていない。従って、自動的トポロジ学習及び動的経路構成を可能にするような、無線リンク間で相互接続されたアクセスポイント(AP)の集合としての拡張サービスセット(ESS)を構築するのを可能にする手順を見付け及び定める需要が存在する。ESSメッシュは、局の基本サービスセット(BSS)及びESSとの関係に関しては、有線ESSと機能的に等価である。
本発明の実施例は、一群の802.11アクセスポイント(AP)の間の無線分配システム(WDS)のための媒体アクセス制御(MAC)プロトコルを提供する。アクセスポイントの何れかに関連され、且つ、種々の実施例に従い動作する移動局は、1)所与の群内の如何なるアクセスポイントとも、2)当該群内のアクセスポイントに関連された如何なる移動局とも、及び3)メッシュゲートウェイを介して接続された如何なる外部ネットワークとも通信することができなければならない。
上述した点を可能にするアクセスポイント間の通信は、本発明の実施例における移動局に対して、特に局の位置に関して透明でなければならない。
この例示的無線分配サービスにおけるアクセスポイントは、2重の役割を果たす。一方において、アクセスポイントは基本802.11アクセスポイントとして作用し、関連する局に特別なフィーチャを提供する。他方において、アクセスポイントは自身で無線局であり、自身の基本サービスセット(BSS)に提供したサービスを満たすために互いに通信する。
2つのBSS及び1つの分配システム(DS)を伴う例示的な無線シナリオの典型的シナリオが、図2に示されている。
BSS1(26)における局1(20)、局2(22)及び局3(24)、並びにBSS2(32)における局4(28)及び局5(30)は、2つの重なり合わないBSSを構成している。BSS1(26)におけるアクセスポイント(AP)34及びBSS2(32)におけるアクセスポイント36は、BSS間通信を可能にする。無線分配システム(WDS)において上記通信をサポートするMACメカニズムを以下に説明する。
本発明の実施例による可能性のあるシナリオに関して、下記のような仮定をすることができる。
1)アクセスポイントのアドホック配置:
アクセスポイントの空間的位置は、これらアクセスポイント自身により及び他のアクセスポイントにより未知である。即ち、アクセスポイントは所与の領域に任意に配置することができる。環境の構造、隣接するAPの間の距離及び干渉状況に関する事前の知識はない。更に、AP又は斯かるAP間の障害物に関する地理的情報を得る可能性もない。
2)アクセスポイントのトポロジは半静止的〜静止的である:
如何なるAPの変化の速度も、トラフィックパターン及び関連する局の運動と比較して無視可能である。
3)アクセスポイントのネットワークは完全には接続されていない:
室内条件又はサービスされるべき大きな領域故に、AP間の直接通信の可能性を記述する、該APの通信グラフ(communication graph)が完全に接続されると仮定することはできない。しかしながら、APの各対は、恐らくは幾つかの他のAPの経路により接続されねばならず、これは、当該通信グラフが接続されることを意味する。
この仮定の1つの意味は、集中化された協調の如何なる試みも複雑化させるような、DSにおける簡単な放送の不可能さである。他のものは、APがデータを或るAPから他のAPへ、等々のように中継し、かくして該データが最終宛先まで進行し続けることができるようにするマルチホップメカニズムの必要性である。
マルチホップ通信が必要とされる例示的シナリオを図3に見ることができ、該シナリオは他の無線マルチホップシナリオ40である。AP46とAP48との間のマルチホップ接続44及びDS42の透明な使用により、BSS1(50)における局は、インターネット52に対してゲートウェイとして働く局8(46)に接続することができる。マルチホップ可能化されたDS42無しでは、これは不可能である。何故なら、局4(48)は局8(46)に無線で到達し通信することができないからである。
例示的アクセスポイントは、単一の周波数無線のみを有すればよい。この要件は、APの構成を簡略化すると共にコストを低減するが、DS及び各BSSが同一の無線媒体を共有しなければならないという複雑さを生じ、結果として競合及び効率の低下の可能性が生じる。MACプロトコルの例示的改善は、二重周波数無線又は多周波数無線を用いて達成することができる。
以下に説明する本発明の実施例において、局は、(1)BSSの関連付け及び作成等の管理サービスを提供することが可能な基本802.11アクセスポイントであり、(2)自身のアクセスポイント機能にとり必要な能力を得るために自身のピアの間でマルチホップ通信を使用することができるような、無線分配システムにおける局であり、(3)メッシュネットワーク局又はメッシュポイントであると定義される上述したようなシナリオに置かれると理解されるべきである。
APトラフィックフェーズで使用されるEDCAとは対照的に、例示的MACプロトコルは、メッシュネットワークにおいて効率的なマルチホップ通信を可能にする。等しい長さのネゴシエーションされた送信機会(TxOPs)の使用の結果、全ての隣接するメッシュポイントはTxOPの間において当該メッシュネットワークにおけるどのメッシュポイントが何の役割を果たすかを学習することができるので、予測可能な媒体アクセスが得られる。このメッシュポイントに提供される向上された知識/情報は、当該プロトコルに一層大きな空間的再利用を許容するのを可能にさせ、この結果、例示的メッシュネットワークの容量が増加する。
空間的再利用の可能性に関する簡単な例を、図4に見ることができる。メッシュポイントSTA1(60)、STA2(62)、STA3(64)及びSTA4(68)は、各々、自身のBSS及び恐らくは幾つかの関連する移動局を有している。メッシュポイントSTA1(60)のBSSにおける移動局は、メッシュポイントSTA4(68)をアドレス指定したトラフィックを発生し(STA4(68)は、例えば、インターネットに対するゲートウェイ又はポータルである)、メッシュポイントSTA4(68)はトラフィックに応答する。
メッシュポイントSTA1(60)及びSTA4(68)は互いに受信範囲外にあるので、これらメッシュポイントは互いに直接通信することはできない。これらメッシュポイントは、(1a〜c)及び(2a〜c)として示されるように、メッシュポイントSTA2(62)及びSTA3(64)を介して2、3のホップ経路を使用しなければならない。
メッシュポイントSTA3(64)が、送信の間にメッシュポイントSTA1(60)によりメッシュポイントSTA3(64)において発生される干渉が低い故にリンク(1a)及び(2c)の同時的使用が可能であると推定することができる場合、メッシュポイントSTA3(64)は、使用されるTxOPの数がリンク(1a)に対して使用されるものと同一であるべきであるとのように、メッシュポイントSTA4(68)とネゴシエーションすることができる。後者の情報は、メッシュポイントSTA3(64)にとり、メッシュポイントSTA1(60)とメッシュポイントSTA2(62)との間のネゴシエーション手順を介して直接利用可能である。
同様に、リンク(1c)及び(2a)は同時に使用することができ、その結果、図5に示すような例示的トラフィック/時間図が得られる。図5は、図4のシナリオに対する時間の間の送信の最適は配列である。
上述したシナリオは、外部の観察者の見地から見たメッシュポイントによる最適な振る舞いの一例であるが、このような振る舞いを示すために、メッシュポイントがどの様に動作するかは自明ではない。
EDCA等の既存のMACプロトコルは、並列送信をサポートしていない。参照により本明細書に組み込まれる"無線メッシュネットワークのための分散型媒体アクセスプロトコル"なる名称の本出願の関連特許出願(出願人整理番号: PH000953)には、メッシュネットワークにおいて効率的なマルチホップ通信を可能にする新しいMACプロトコルが教示されている。該文献には、全ての隣接するメッシュポイントはTxOPの間にどのメッシュポイントが何の役割を果たすかを学習することができるので、等しい長さのTxOPのネゴシエーションされた所有権の使用の結果、予測可能な媒体アクセスが得られることが教示されている。この向上された知識は、上記新しいMACプロトコルが一層大きな空間的再利用を提供することを可能にし、これは当該メッシュネットワークの容量の増加に直接つながる。
本発明の実施例は、メッシュネットワークにおけるマルチホップ通信の効率を、なかでも、メッシュポイントが環境を推定することを学習すると共に、該推定された環境において同時的送信が可能であるかを決定するのを可能にする方法を提供することにより更に向上させる。メッシュポイントの可能な内部メカニズムは、次節で説明する。
本発明の実施例の1つのフィーチャは、新たな送信機会(TxOP)又は送信スロットを送信のために使用することができるかを推定するために、種々のメッシュポイントにより使用される新たな学習し且つ分散されるアルゴリズムの定義である。
例示的分散型アルゴリズムは、先ず、当該ネットワークに参加している装置を、ビーコン及び/又は他のメッシュポイントのトラフィックヘッダ又は他のメッシュポイントビーコンから情報を受信することにより検出する。次いで、該例示的分散型アルゴリズムは、自身のネットワークにおける各ノードに関し、受信された信号の強度を測定し記憶する。次に、該分散型アルゴリズムは、当該メッシュポイントの環境におけるリンクの品質を、リンクの搬送波対干渉(CoI)比の各々に基づいて推定する。このCoI情報を用いて、当該メッシュポイントは、異なる既存のリンクを表すグラフ又はテーブルを計算すると共に、該グラフ又はテーブルを用いて既存の環境において同時的な新たな送信を行うことができるかを決定することができる。
[メッシュポイントの学習]
メッシュポイントが同時的送信を利用することができる前に、各メッシュポイントは自身の現在の環境をモデル化するために学習しなければならない。メッシュポイントの現在の環境のモデルは、世界モデルと呼ばれる。この世界モデルは、可能な限り多く現実から抽出されて、可能な限り簡単でなければならない。また、該世界モデルは、指定された送信に対し利用可能な種々のオプションの良好な推定を提供するために、必要な限り詳細でなければならない。該世界モデルは、自身のメッシュポイントのセンサにより継続的に更新される。メッシュポイントのセンサは、物理レイヤの受信主体、並びにTxOP所有権、受信されたビーコン、情報エレメント及び傍受された送信に関する情報である。
時折、新たなTxOP所有権に対するリクエスト又は既存のTxOP所有権の変更に対するリクエストがメッシュポイントにおいて発生する。例えば、新たなTxOP所有権に対するリクエスト又は既存のTxOP所有権の変更に対するリクエストは、新たなトラフィックストリームが関連するメッシュポイントにより開始され、又はTxOP所有権のネゴシエーションのリクエストが隣接するメッシュポイントにより受信されるために生じ得る。これらのリクエストは、意図する役割(送信機又は受信機)及びトラフィックの優先度に関する現在の状態に適合した空きのTxOPを見付けるために前記世界モデルを使用して処理される。
リクエストが世界モデルを使用して処理された後、結果としての情報は、TxOPネゴシエーション処理が適切なTxOPの群を選択し、恐らくは同時的送信につながるようなTxOPを好んで当該ネゴシエーション処理を開始する(又は当該リクエストに回答する)如くに選択される。
ネットワーク内で発生する干渉に適応化させることが可能な局70の抽出された構成を、図6に見ることができる。図6は、干渉認識型メッシュポイント70の一般的構成である。該例示的干渉認識型メッシュポイント又は局70は、複数のメッシュポイント及び/又は局72の環境内に配置される。環境72からの送信は、局のセンサ73により受信される。受信機74は当該局のセンサの一部であり、送信を受信する。該局は、TxOP所有権を決定し(76)、受信されたビーコンを解読する(78)。センサ73からの受信情報は、世界モデル80を形成することができるように処理される。新又は変更TxOPリクエスト82も、世界モデルを継続的に更新することができるように、該世界モデル80に供給される。世界モデル80は、アクチュエータ84に対して、リクエストするための利用可能な又は使用可能なTxOPを供給する。TxOPネゴシエーション86は、上記世界モデル80からの情報及び新又は変更TxOP所有権のリクエストに関する他の情報を用いて実行される。送信機88は、当該局70のTxOPネゴシエーションの結果をネットワーク環境72に送出する。
[学習性能の測定]
ネットワークにおける主体(メッシュポイント及び局等)が、世界モデルを作成するために各主体が自身の環境を如何にして理解するかの学習処理をどの様に実行するかを説明する前に、何がメッシュポイントの良好な振る舞いであるか、及びどの様なタイプの動作がメッシュポイントにより回避されるべきかを先ず定義する。
本発明の実施例は、同時的送信を実行する局の能力に主に関するものである。スループット及び遅延等のQoS要件又は公正条件(fairness conditions)下でのTxOPの最適な選択に関わる他の評価規準は、議論されない。従って、TxOPを選択及びネゴシエーションする該例示的アルゴリズムは、オプションとして各TxOPの格付けと組み合わされた、メッシュポイントからの/メッシュポイントへの指定された送信に適し得る一群のTxOPを得るようなブラックボックスとして扱われる。結果として、当該学習アルゴリズムの性能は、"悪い"TxOPの数と比較した、該ブラックボックスに対して提案する"良い"TxOPの数により測定することができる。
"良い"及び"悪い"TxOPなる用語を一層正確に定義するためには、図7A及び図7Bが有効である。図7A及び7Bは、(A)Tx90が送信している場合、及び(B)Rx100が受信している場合の信号強度の測定値を示している。
両図A及びBは、11のメッシュポイントを伴う例示的環境を示し、これらメッシュポイントの2つが送信側メッシュポイント90及び受信側メッシュポイント100として各々印されている。図7Aにおいて、送信側メッシュポイント90の送信パワー102は、陰影の付けられたグレイ色で描かれている。送信パワー102の強度は、当該メッシュポイントまでの距離に比例する。図7BはRxメッシュポイント100から見た当該環境内の全ての他の局の送信パワーを(陰影の付けられたグレイのラインの形で)示している。両方の場合において、ライン104はTxメッシュポイント90からRxメッシュポイント100へのトラフィックを示している。
TxOPが"良い"かの判定は、当該メッシュポイントの所望の役割に基づいてなされなければならない。即ち、メッシュポイントが送信したい場合、TxOPは、自身の干渉により同時的送信を妨害しないなら"良い"となる。図7Aに示すパワー102の場合、送信するメッシュポイント90は、メッシュポイント1a〜1cにおいて受信されている如何なる送信にも確かに悪く干渉し又は妨害する。メッシュポイント2a〜2dにおける受信に対する影響は、遙かに低いであろう。更に、メッシュポイント2bから2aへの送信は問題とならないであろう一方、メッシュポイント3aと3bとの間の送信は、Tx90の送信102から何も感知しないであろう。更に、送信の影響は、他のメッシュポイントまでの距離に依存するのみならず、同時的送信の送信者の位置にも依存する。即ち、同時的送信者から送信機90までの距離が非常に小さい場合、余り干渉しない。
図7Bに示すような第2の状況は、メッシュポイント100が受信したい場合に発生する。この場合、TxOPは、同時に同時的送信が当該受信機において低い又は妨害しない干渉しか発生しない場合に"良い"と呼ばれる。これは、例えば、メッシュポイント2a〜2b又は3a〜3bが送信している場合の状況である。
図7A及び7Bの図示の環境において、幾つかの簡略化がなされている。信号強度102の形状は、送信するメッシュポイント90を囲む円よりも、もっと複雑であり得る。更に、該形状は時間にわたり一定ではない可能性がある。移動する障害物及び/又は異なるチャンネル条件が送信の影響を変化させ得ると理解される。
[世界モデル]
学習するメッシュポイント70内での世界モデル80の仕事は、取り囲む環境を、所与のTxOPが"良い"か否かの良好な予測を可能にするような最も簡単な方法で表すことである。世界モデルの状態を更新するために前記センサの出力がどの様に使用されるかをも含む、該世界モデルの詳細な構成は、勿論、通信プロトコルの仕様とは無関係であり、異なる目的を満たすために最適化することができる。例えば、必要とされる複雑さ、使用される計算的労力及び予測の正確さの間の取引がなされなければならない。
世界モデル80は、所与のセンサ73の感度及び精度により制限される。ここで述べる場合の最適なモデルは、ネットワーク内の全てのメッシュポイントの位置及びメッシュポイント間のリンクの特性並びに如何なる障害物の配置も知っている。勿論、このような最適なモデルの状況は、現実世界では可能ではない。何故なら、必要とされる情報の幾つかは、莫大な量のオーバーヘッドトラフィックを使用することによってのみ得ることができるか(相互のリンク特性の場合)、又は如何なる状況下でも達成可能ではない(即ち、如何なる障害物の配置も知ること等)。
従って、下記の世界モデルは一例に過ぎない。下記の世界モデルは、使用されるMACプロトコル、及び使用されるMACプロトコルの副産物として得ることが可能な幾つかの情報に依拠する。
例示的な世界モデルは、無線ネットワークにおいては、送信の成功する確率は受信機における有効な信号の強度対干渉する信号の強度により主に決まるという事実から導出される。言い換えると、バックグラウンドノイズ及び同時的送信による干渉の2つの可能性のある原因である。従って、この比(搬送波対干渉(CoI)と呼ばれる)は、
Figure 0004871355
として測定され、ここで、Cは搬送波(キャリア)の信号強度であり、Nは現在のノイズであり、和は他の送信により生成される干渉である。同時的送信が存在する場合、通常はΣI≫Nである。従って、ノイズは些細な場合でなくても無視することができる。
2つの異なるCoI、即ち受信機のCoI及び干渉のCoIを、新たな同時的送信が開始される前に考慮に入れなければならないことに注意することが重要である。
1.受信機CoI
このCoIは、同時的送信の受信機が、一次送信にも拘わらず当該信号を復号することができるような成功する確率を反映する。
2.干渉CoI
新たな同時的送信を導入することにより、送信機は一次(主)送信に対して新たな干渉源を生成する。従って、当該新たなリンクの両メッシュポイントは、この新たな干渉が元の受信機において厳しくなることを回避しなければならない。
本発明の実施例では、世界モデルの現在の状態を、信号強度のグラフ、チャート、データテーブル又は他の適用可能な手段により表すことができる。信号強度グラフは、完全なグラフG=(V,E)及びインテジャを当該グラフの各エッジに接続する重み関数w:E−>Nとすることができる。センサ(Rx主体又はビーコンプロトコル等)により認識される如何なるメッシュポイントも、当該グラフにおいてノードとして表される。2つのノード(X,Y)の間のエッジの重みは、ノードXがデータを送出/送信している場合にノードYにおいて測定される信号強度の推定値である。ノード間のリンクは、仮定により、双方向的であるので、w(X,Y)=w(Y,X)であり、当該グラフは単方向的であり得る。
図8は、5つのメッシュポイントTx、Rx、1、2及び3の例示的グラフを示している。信号強度は、接続エッジの重みとして抽出される。このように、図8は局Tx、Rx及び1〜3を伴うシナリオの信号強度グラフである。各メッシュポイントに対する良好に作成された世界モデルを有することは、当該環境の現在の状態をうまく近似する。次いで、このグラフ(即ち、図8)を有するメッシュポイントは、TxからRxへの同時的送信の間における干渉CoIの推定値を計算することができる。更に、該世界モデルはRxにおける受信機CoIの計算もサポートすることができる。
上記干渉CoIは、同時的送信を表すリンクの重みを、Txにより生成される干渉(w(Tx,[同時的送信の受信機])により与えられる)により除算することにより推定される。これら2つの重みの商が大きいほど、Txが当該送信と干渉する機会は小さくなる。
同様に、受信機はCoIの値を、w(Tx,Rx)と同時的送信の干渉(w(Rx,同時的送信の送信機)により表される)との商として計算する。ここで、大きな指示子は、成功する受信のチャンスが大きいことを表す。
勿論、該例示的方法は、複数の同時的送信に又は複数の受信機送信に容易に拡張することができる。
例示的アルゴリズムは、所有権プロトコルをセンサとして使用して現在の所有権に関する情報が与えられたとして、全ての可能な同時的送信に関するCoIを計算し、次いで全てのTxOPを格付けすることができる。例示的グラフ(又は該グラフから導出されたデータ)は、高い成功率の受信及び他の並行的送信に対する低い干渉率を提供しそうな"良い"TxOPのリストである結果を提供する。更に、計算されたCoI比が十分に高いかを決定する閾値を与えることもできる。他の例として、当該CoIが並行的送信に対し適しているかの判断は、S字状関数:
Figure 0004871355
等の(学習可能な)ソフト閾関数に基づいて行うこともできる。
与えられた例示的グラフにおけるTxからRxへの送信に対する算出されたCoI指示子を表1に見ることができ、ここで、全ての不可能な送信の対(同時のTx−>Rx及びRx−>2等)は省略されている。
Figure 0004871355
表1は、恐らくは送信2−>3に対してのみ並行的で、送信Tx−>Rxは他の可能な送信の殆どに対して同時にスケジュールすることはできないことを明確に示している。別のケースを、図9に示される導入例(図4)のグラフが検証された場合に見ることができるが、該図は図4に示されたシナリオに対する信号強度グラフである。
TxOPにおいてメッシュポイント4(68)からメッシュポイント3(64)への送信がスケジュールされた場合、1−>2に対する干渉指示子は10log*(60/15)=6dBであり、1−>2に対する受信指示子も6dBとなり、これは、低速PHYモードが使用されるなら"可能な"TxOPとして格付けすることができる。
上記グラフ及び関連する重みを確定する如何なる例示的方法をも提示する前に、世界モデルにおいて実行される前記抽出が、有向/指向性アンテナ又はMIMO装置等の種々のタイプの送信技術でも容易に利用することができると理解されるべきである。これらが受信機CoI比を改善し及び/又は干渉CoIを低下させる場合、それらの性能は当該モデルに直接組み込まれる。
同様に、壁等の障害物の効果は、グラフに間接的に影響し、従って組み込むこともできる。
グラフの連続する学習は、2つの別個のタスクに分割することができる。最初に、グラフの構造(V,E)を学習しなければならない。グラフの構造(V,E)は、当該ネットワークの参加者の識別である。第2に、グラフにおける重みが学習される。最初の2つのタスクは、当該局が動作している間に継続的に実行される。斯かる2つのタスクは、環境に適応化可能な速度で実行することができ、これにより、当該モデルが環境の良好な近似となるのを可能にすると共に、変化に反応することができる。学習処理は、使用される3つのセンサ74、76、78の如何なる不十分な及び信頼性のない出力によっても困難にされる。何故なら、これらは上記例示的タスクを満たすように特別には設計されていないからである。このように、前記センサの出力のフィルタ処理は、該例示的学習処理の最も重要な副処理である。
学習処理の他の、そして恐らくは最後の要件は、該学習処理が、自身の知識が2つのCoI値の良好な推定を得るためには不十分であるような状況を認識しなければならないということである。詳細には、学習処理の結果は、干渉CoIが過大評価され、かくして既存の送信を妨害するなら、無視されるべきである。
[ネットワークの参加者の学習]
ネットワーク72における他のメッシュポイントの認識は、例示的なビーコン期間アクセスプロトコルを用いて、及び他のメッシュポイントのトラフィックヘッダを受信することにより容易に実行することができる。上記ビーコンプロトコルから、メッシュポイントは、該ビーコンの送信者、該送信者の隣接者及び斯かる隣接者の隣接者を識別することができる。何故なら、これらの各々はBPOIEの所有者ベクトル(owner vector)で通知されるからである。
MTPの間のトラフィックにおいて、各トラフィック列は初期ヘッダを有し、該ヘッダは各ワゴンの受信者を含み、後続のワゴンの構造を示す。この情報を用いて、メッシュポイントは、TxOPにおいて受信機でなくても該ヘッダを聴取することにより他のメッシュポイントを検出することができる。
メッシュポイントのDEVID(BPにおける又はMTPの間の何れか)の各発生は、メッシュポイントを"生きている"として示す"ping"として見ることができる。メッシュポイントは、"ping"が最初に聞かれる時に当該グラフに含まれることが推奨される。そして、"ping"が聞かれないで経過する時間の量と共に増加する確率で、グラフから削除されるべきである。
[信号強度の学習]
認識される全ての新しいメッシュポイントに対して、他のメッシュポイントからの信号の重み付け又は優先付けが推定されなければならない。これは、幾つかの方法で実行することができる。各センサは、如何にして信号の重みが設定されるべきかに対するヒントを与えるが、残念なことに、センサの出力はしばしば雑音的であり、考慮に入れることができる前にフィルタ処理又は加重されねばならない。
例えば、第1に、現在のグラフがN個のメッシュポイントからなる場合、(N+1)*N/2個の重みを推定しなければならない。これらのリンクのうち、(N−1)は学習するメッシュポイントに直接接続される。直接接続されるリンクは、一層速く且つ一層の信頼度で学習され得る。例示的干渉及び受信機CoIにおいて、重み付けを必要とした4つの信号のうちの3つが送信機又は受信機の直接リンクであったことは注目に値する。重み付けは一次受信機において測定される一次送信の信号強度を記述するので、干渉CoIにおける単一の重み付けられた信号のみが1ホップ距離内であった。干渉CoIの過大評価を防止するために、この加重関数の下限が重要である。
第2に、(N−1)の直接リンクの学習は、ビーコンアクセス期間プロトコルにおけるタイミング情報をPHYレイヤによる何らかの副情報と一緒に使用して実行することができる。ビーコン期間(BP)を使用することにより、メッシュポイントは隣接するメッシュポイントが自身のビーコンを送信している場合に当該時点を感知する。更に、BPにおける厳格な規則により、メッシュポイントは、BP時間の間に他の近くのメッシュポイントが送信していないことも感知するであろう。
BPにおける各ビーコンスロットに対して、PHYレイヤは積分された信号強度を測定し、この強度をMACレイヤに報告することができる。次いで、MACレイヤは、この情報をBPアクセスプロトコルと組み合わせて、特定の隣接者の信号強度の推定値を決定する。
かくして、各リンクにおける重みは、この推定方法を用いて計算することができる。最も容易な解決策は、単に最も現在の推定値をとり、より古い値を無視することであろう。他の、恐らく一層知的な解決策は、移動指数加重平均(running exponential weighted average)を得るために上記推定値のローパスフィルタ処理を実行することであろう。ビーコン期間番号tで得られた最新の測定値が、と表される場合、移動推定値(running estimation)は、
Figure 0004871355
として計算され、ここで、αは新しい測定値の重要性対古い知識の重みを付けるパラメータである。この解決策は、勿論、短い雑音性測定値の問題を解決するが、計算的複雑さを増加させる。
最後に、リンクを学習するための第3の例示的可能性は、測定値を用いて増分(incremental)推定値を得るために1次元カルマンフィルタ(Kalman filter)を使用することである。カルマンフィルタは、未知の分散を伴う加算的ホワイトガウスノイズをPHY測定値のエラーと仮定する。即ち、該フィルタは、現在の予測される"実際の"信号強度を、この推定と一緒に仮定する分散と一緒に計算することができる。カルマンフィルタの利点は、該フィルタが新たな測定値を当該推定の現在の信頼度に比例して加重することである。従って、該フィルタは指数加重平均の強化とみることができる。後者の場合、全ての測定値は同一のαで加重される。これに対し、カルマンフィルタは、この係数を現在の分散に適応化させることができる。
上記指数加重平均と較べた場合の増加された計算的複雑さは、カルマンフィルタの明らかな負の側面である。
上述したメカニズムの1つを使用することにより、学習するメッシュポイントは全ての直接リンクに対する重みを学習又は確立することができる一方、他の全てのリンクは未知のままとなる。前述したように、良好な干渉CoIの計算にとっては、斯かる他のリンクの重みの下限の推定値で十分である。従って、異なる複雑さを持つ2つの異なる方法を使用することができる。
第1の方法を、図10を使用して説明する。図10において、メッシュポイント2(62)は経路1の信号強度を学習したい。この非常に簡単なシナリオにおいて、メッシュポイント2(62)は、メッシュポイント3(64)からメッシュポイント4(68)への送信と同時的である送信を開始したい。従って、メッシュポイント3(62)は干渉CoIを計算しなければならず、これは、メッシュポイント3が送信している場合にメッシュポイント4で検出される信号強度の下限を必要とする。
ここでは、メッシュトラフィックフェーズの間における媒体アクセスプロトコル(MAC)を、この信号強度に関する情報を得るための簡単なセンサとして使用することができる。トレインヘッダでフレームネゴシエーションが使用される場合、各受信機に対してPHYモードが示される。トレインヘッダは基本PHYモードで送信されるので、メッシュポイント2(62)が該ヘッダを受信して読み取り、従って使用されるPHYモードを決定するチャンスは高い。PHYモードは、受信機における信号強度が最小閾値より高い場合にのみ成功裏に受信し読み取ることができるので、メッシュポイント2(62)は最小信号強度を決定することができ、これはCoIにとり十分である。表2は、異なる802.11PHYモードに対する最小信号強度をdBmで示す。
Figure 0004871355
他の可能性のある例示的方法は、結果として追加のオーバーヘッドにおわると思われる。何故なら、ネットワークを介しての受信信号強度に関する情報を配布するために特別なIEを使用するからである。この信号強度IEは3つのフィールドのみからなる。即ち、信号が受信されるメッシュポイント、送信するメッシュポイント、及び最後に信号強度に対する下限を表すデシベル値である。
上記下限は、特にカルマンフィルタが、当該推定のために計算することが可能な信頼区間、分散と共に使用される場合に、上述したように直接リンクの推定により得ることができ、これにより区間の下限を配布するために必要とされる情報を提供する。
SSIEの送信の周波数は、非常に低くなければならない。更に、SSIEをリンクの振る舞いに適応化させることができる。例えば、安定した僅かにのみ変化するリンクに関する情報は、変動するリンクに関する情報よりも少ない頻度で配布される。更に、リンクに関する情報は、現在の知識が非常に意味深いものでない場合、全く送信されるべきでない。
受信されたSSIEにおける直接リンクに関するデータの完全性は、センサからのデータよりも信頼することができる。何故なら、SSIEデータは既にフィルタ処理されており、下限のみが送られるからである。従って、大きなアルファのデータのローパスフィルタ処理は十分であろう。局は、受信されたSSIEを再送信させるか又は破棄するかを決定しなければならないかも知れない。SSIEを破棄する確率は、当該SSIEにおける上述した局に対する最大直接リンク強度に逆比例(disproportional)となるべきである。というのは、更に遠くに離れたメッシュポイントに対しては、情報は無関係となるからである。
本発明の実施例は、無線ネットワークにおける分散された学習方法を可能にし、提供する。該分散型学習方法は、各々の新しい可能性のある同時的送信に対して、当該ネットワークにおける他の装置をビーコンフレーム又はフレームヘッダ又はこれらの集合の受信を読み取ることにより検出するもの、他の装置の信号強度及び/又は送信パワーを近隣の送信を傍受/受信することにより検出し、これにより近隣者のマップを作成して干渉の認識及び空間的なチャンネルの再利用の向上を可能にするもの、全ての検出された装置をグラフのノードとして有する完全なグラフG=(V,E)を作成するもの、2つのノード間のエッジの重み付けられた値w(X,Y)をMACレイヤからのタイミング情報を用いて(即ち、ビーコンアクセス期間において、信号強度を推定することにより)計算するもの、干渉の搬送波対干渉比(CoI)を、同時的送信を表すリンクの加重された値を可能性のある送信機により生成される干渉により除算することにより計算するもの、受信機CoIを、可能性のある送信機と意図する受信機との間の加重された値(w(Tx,Rx))と、同時的送信の干渉との商として計算するもの、全ての可能性のある同時的送信に対してCoIを計算するもの、閾値("良い"TxOPは高い干渉CoI及び高い受信機CoI値を持つ)に基づいて送信すべきか否かを決定するもの、送信すべきか否かを、過去の送信のチャンネル及び受信情報を利用する複雑なアルゴリズム及び手順に基づいて決定するものを含む。本発明の実施例は、更に、リンクの加重された値を、移動指数加重平均により又はカルマンフィルタの使用を含む何らかのフィルタ処理技術を用いることにより推定するステップを含むことができる。更に、判断は、S字状関数等のソフト閾関数、隣接する局の送信の測定情報を記憶、更新及び処理してチャンネル条件に関して適応的に学習すると共にパケットを成功裏に送信するのに十分な期間を識別すること、並びに周囲の隣接者のモデルを形成するための信号強度情報の組み合わせに基づいて行うことができる。

上述した本発明及び方法の多数の変形例及び実施例が可能である。添付図面及び上述した詳細な説明には本発明及び方法の特定の実施例のみしか記載されていないが、本発明は斯かる開示された実施例に限定されるものではなく、添付請求項に記載された本発明から逸脱することなしに、更なる再構成、変形及び置換が可能であると理解される。従って、本発明の範囲は斯かる全ての構成を含み、請求項のみにより限定されると理解されるべきである。
図1は、メッシュネットワークの概要図である。 図2は、例示的な無線シナリオの解説図である。 図3は、例示的な無線マルチホップシナリオの解説図である。 図4は、空間的再利用が可能な簡単な無線メッシュネットワークのサンプルである。 図5は、図4のネットワークに対する時間にわたる送信の最適な整列のチャートである。 図6は、例示的な干渉認識メッシュポイントの全体構造である。 図7Aは、メッシュポイントTXが送信している場合の信号強度の測定値の図である。 図7Bは、メッシュポイントRXが受信している場合の信号強度の測定値の図である。 図8は、局Tx、Rx、1、2及び3を有するシナリオに関する例示的な信号強度のグラフである。 図9は、図4のシナリオに関する例示的な信号強度のグラフである。 図10は、リンク(1)の信号強度を学習するメッシュポイント2の状況の説明を助ける図である。

Claims (11)

  1. 無線ネットワークであって、該無線ネットワークに参加する複数のメッシュポイントを有し、これら複数のメッシュポイントの第1のメッシュポイントは、当該無線ネットワークにおける同時的送信の干渉に対する自身と前記複数のメッシュポイントのうちの第2のメッシュポイントとの間における成功する送信の確率を推定する第1の比を計算し、前記複数のメッシュポイントの前記第1のメッシュポイントは、自身と前記複数のメッシュポイントのうちの前記第2のメッシュポイントとの間における送信からの干渉に対する当該無線ネットワークにおける同時的送信の成功する確率を推定する第2の比を計算し、前記第1のメッシュポイントが前記第2のメッシュポイントに対して送信すべきかを、前記第1の比を第1の閾値と比較すると共に前記第2の比を第2の閾値と比較することに基づいて判定する、無線ネットワーク。
  2. 前記第1の比が受信機の搬送波対干渉比であり、前記第2の比が干渉の搬送波対干渉比である請求項1に記載の無線ネットワーク。
  3. 前記無線ネットワークがメッシュネットワークである請求項1に記載の無線ネットワーク。
  4. 請求項1に記載の無線ネットワークにおいて、前記複数のメッシュポイントのうちの少なくとも1つが世界モデルを作成し、該世界モデルが、当該無線ネットワークに参加する前記複数のメッシュポイントのうちの他のものの少なくとも幾つか、及び当該無線ネットワークに参加する前記複数のメッシュポイントのうちの他のものの前記少なくとも幾つかの各々に関する計算された比を含む無線ネットワーク。
  5. 請求項1に記載の無線ネットワークにおいて、前記複数のメッシュポイントのうちの前記第1のメッシュポイントが前記複数のメッシュポイントのうちの前記第2のメッシュポイントを使用して前記複数のメッシュポイントのうちの第3のメッシュポイントと通信し、前記第1及び第3のメッシュポイントが互いの無線通信範囲外にある無線ネットワーク。
  6. 複数のメッシュポイントを有する無線ネットワークにおいて第1のメッシュポイントが、第3のメッシュポイントが同一のリンク上で第4のメッシュポイントに同時に送信している間に第2のメッシュポイントに対して送信することができるかを判定する方法であって、前記第1のメッシュポイントにより、前記第3のメッシュポイントと前記第4のメッシュポイントとの間における同時的送信の干渉に対する前記第1のメッシュポイントと前記第2のメッシュポイントとの間における成功する送信の確率を推定する第1の比を計算するステップと、前記第1のメッシュポイントが送信する場合の前記第4のメッシュポイントにおける前記第1のメッシュポイントによる干渉に対する前記第3のメッシュポイントと前記第4のメッシュポイントとの間における同時送信の成功する確率を推定する第2の比を計算するステップと、前記第1のメッシュポイントが前記第2のメッシュポイントに対して送信すべきかを、前記第1の比を第1の閾値と比較すると共に前記第2の比を第2の閾値と比較することに基づいて判定するステップとを有する方法。
  7. 複数のメッシュポイントを有する無線ネットワークにおいて第1のメッシュポイントが、第3のメッシュポイントが同一のリンク上で第4のメッシュポイントに同時に送信している間に第2のメッシュポイントに対して送信することができるかを判定する方法であって、
    前記第3のメッシュポイントと前記第4のメッシュポイントとの間における同時送信の信号強度を決定するステップと、
    前記第1のメッシュポイントにより、前記第1のメッシュポイントが送信する場合の前記第4のメッシュポイントにおける前記第1のメッシュポイントによる干渉の信号強度を推定するステップと、
    前記第1のメッシュポイントが送信する場合の前記第4のメッシュポイントにおける前記第1のメッシュポイントによる干渉の信号強度に対する前記第3のメッシュポイントと前記第4のメッシュポイントとの間における同時送信の信号強度の第1の搬送波対干渉(CoI)比を計算するステップと、
    前記第2のメッシュポイントにおける前記第3のメッシュポイントの同時的送信の干渉の信号強度を決定するステップと、
    前記第1のメッシュポイントにより、前記第1のメッシュポイントと前記第2のメッシュポイントとの間における送信の信号強度を推定するステップと、
    前記第2のメッシュポイントにおける前記第3のメッシュポイントの同時的送信の干渉の信号強度に対する前記第1のメッシュポイントと前記第2のメッシュポイントとの間における送信の信号強度の第2の搬送波対干渉(CoI)比を計算するステップと、
    前記第1のメッシュポイントが前記第2のメッシュポイントに対して送信すべきかを、前記第1のCoI比を第1の閾値と比較すると共に前記第2のCoI比を第2の閾値と比較することに基づいて判定するステップとを有する方法。
  8. 請求項7に記載の方法において、前記第1のCoI比が干渉のCoI比であり、前記第2のCoI比が受信機のCoI比である方法。
  9. 請求項7に記載の方法において、前記方法が、前記第1のメッシュポイントにより、前記無線ネットワークにおける他のメッシュポイントを検出するステップを有し、前記検出するステップが、ビーコンフレーム、ビーコンヘッダ又はこれらの集合の受信のうちの少なくとも1つを読み取ることにより実行される方法。
  10. 請求項7に記載の方法において、前記決定するステップが、前記第3のメッシュポイントの信号強度を測定することにより実行される方法。
  11. 請求項7に記載の方法において、前記推定するステップが、MACレイヤのビーコンアクセス期間におけるタイミング情報を用いて前記信号強度を推定することにより実行される方法。
JP2008510714A 2005-05-12 2006-05-12 無線メッシュネットワークのための分散型学習方法 Active JP4871355B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US68070305P 2005-05-12 2005-05-12
US60/680,703 2005-05-12
US75844006P 2006-01-11 2006-01-11
US60/758,440 2006-01-11
PCT/IB2006/051506 WO2006120652A2 (en) 2005-05-12 2006-05-12 Distributed learning method for wireless mesh networks

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008541603A JP2008541603A (ja) 2008-11-20
JP2008541603A5 JP2008541603A5 (ja) 2009-07-02
JP4871355B2 true JP4871355B2 (ja) 2012-02-08

Family

ID=37022389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008510714A Active JP4871355B2 (ja) 2005-05-12 2006-05-12 無線メッシュネットワークのための分散型学習方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8532060B2 (ja)
EP (1) EP1882338B1 (ja)
JP (1) JP4871355B2 (ja)
KR (1) KR101270046B1 (ja)
CN (1) CN101176311B (ja)
AT (1) ATE525830T1 (ja)
DK (1) DK1882338T3 (ja)
ES (1) ES2373973T3 (ja)
WO (1) WO2006120652A2 (ja)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8923163B2 (en) * 2003-12-19 2014-12-30 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Fast opportunistic distributed resource reallocation for established connections in a multihop network
GB0608898D0 (en) * 2006-05-05 2006-06-14 Roke Manor Research System and method for communication
US7756055B2 (en) 2006-05-05 2010-07-13 Roke Manor Research Limited Method of transmission
US7958271B2 (en) * 2007-02-27 2011-06-07 Aruba Networks Cayman Method and system for radio frequency management in a mesh network with a path distance factor
US9668225B2 (en) * 2007-07-10 2017-05-30 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for active successive interference cancellation based on one rate feedback and probability adaptation in peer-to-peer networks
GB2490607B (en) 2008-01-24 2013-03-20 Firetide Inc Channel assignment for wireless access networks
KR100972588B1 (ko) * 2008-07-28 2010-07-28 경희대학교 산학협력단 Ieee 802.11의 mac 프로토콜에 따른 무선 채널의접속 제어 방법
CN102067711B (zh) * 2008-07-30 2013-06-12 上海贝尔股份有限公司 网状网络中用于上、下行逻辑拓扑结构管理的方法和装置
US20130121205A1 (en) * 2009-01-26 2013-05-16 Floyd Backes Method for Selecting an Optimum Access Point in a Wireless Network on a Common Channel
EP2247042A1 (en) * 2009-04-28 2010-11-03 Thomson Licensing, Inc. Device and method for computation of channel loss rate and collision loss rate of communication link(s) in a random access network
CN102006649A (zh) * 2009-08-28 2011-04-06 财团法人工业技术研究院 基于邻近觉察的同时传输的媒介存取控制协议装置与方法
WO2011088619A1 (en) * 2010-01-22 2011-07-28 Nokia Corporation Cellular control sensing for multi-cell device-to-device interference control
US9053503B2 (en) 2011-04-21 2015-06-09 Gilbarco, S.R.L. Fueling environment wireless architecture
US20130155102A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-20 Honeywell International Inc. Systems and methods of accuracy mapping in a location tracking system
US9215609B2 (en) * 2012-10-16 2015-12-15 Aruba Networks, Inc. Method and system for measuring wireless link quality
CN103298060B (zh) * 2013-06-19 2016-01-27 苏州大学 以内容为中心的无线网状网络中继节点布置方法
US9325463B2 (en) 2013-11-19 2016-04-26 Intel IP Corporation High-efficiency WLAN (HEW) master station and methods to increase information bits for HEW communication
BR112016008419A8 (pt) 2013-11-19 2022-10-04 Intel Ip Corp Método, aparelho, e meio legível por computador para escalonamento de múltiplos usuários em redes de área local sem fios
WO2015112197A1 (en) * 2014-01-27 2015-07-30 Eden Rock Communications, Llc Method and system for coexistence of radar and communication systems
TWI615055B (zh) * 2014-02-25 2018-02-11 英特爾Ip公司 存取點輔助式空間再利用之技術
US9386605B2 (en) * 2014-07-11 2016-07-05 Motorola Solutions, Inc. Mobile dynamic mesh cluster bridging method and apparatus at incident scenes
US9705643B2 (en) 2014-07-15 2017-07-11 Intel IP Corporation High-efficiency wireless local-area network devices and methods for acknowledgements during scheduled transmission opportunities
US20170079044A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Qualcomm Incorporated Communication resource allocation
US10051510B2 (en) * 2016-05-27 2018-08-14 Corning Optical Communications Wireless Ltd Front-haul communications system for enabling communication service continuity in a wireless distribution system (WDS) network
CN107592622B (zh) * 2017-07-21 2021-09-17 哈尔滨工程大学 一种基于地理位置信息的机会型并行传输方法
US10613505B2 (en) 2018-03-29 2020-04-07 Saudi Arabian Oil Company Intelligent distributed industrial facility safety system
US10311705B1 (en) * 2018-03-29 2019-06-04 Saudi Arabian Oil Company Distributed industrial facility safety system
US10303147B1 (en) 2018-03-29 2019-05-28 Saudi Arabian Oil Company Distributed industrial facility safety system modular remote sensing devices
US11521090B2 (en) 2018-08-09 2022-12-06 International Business Machines Corporation Collaborative distributed machine learning
US12069557B2 (en) * 2019-12-16 2024-08-20 Lyft, Inc. Mobile mesh network provisioning systems and methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004530349A (ja) * 2001-03-30 2004-09-30 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 集中無線lanにおける同時送信を通じたリンク容量の増加

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY123040A (en) * 1994-12-19 2006-05-31 Salbu Res And Dev Proprietary Ltd Multi-hop packet radio networks
US5949760A (en) * 1997-03-21 1999-09-07 Rockwell International Corporation Simultaneous channel access transmission method for a multi-hop communications radio network
US6317495B1 (en) * 1997-12-19 2001-11-13 Wm. Marsh Rice University Spectral optimization and joint signaling techniques with multi-line separation for communication in the presence of crosstalk
US6456599B1 (en) 2000-02-07 2002-09-24 Verizon Corporate Services Group Inc. Distribution of potential neighbor information through an ad hoc network
US6788670B1 (en) 2000-10-27 2004-09-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method for forwarding in multi-hop networks
US6704301B2 (en) * 2000-12-29 2004-03-09 Tropos Networks, Inc. Method and apparatus to provide a routing protocol for wireless devices
US6785341B2 (en) * 2001-05-11 2004-08-31 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for processing data in a multiple-input multiple-output (MIMO) communication system utilizing channel state information
ATE324723T1 (de) * 2001-05-15 2006-05-15 Koninkl Philips Electronics Nv Overlapping network allocation vector (onav) zum vermeiden von kollisionen in ieee 802.00 wlan das under hcf betrieben wird
KR100510127B1 (ko) * 2002-12-31 2005-08-25 삼성전자주식회사 무선랜 환경에서 핸드오버 방법 및 모바일 노드의핸드오버 장치
US20040151147A1 (en) * 2003-01-31 2004-08-05 Huckins Jeffrey L. Processing wireless packets to reduce roaming host power consumption
CN1886937A (zh) * 2003-12-19 2006-12-27 艾利森电话股份有限公司 用于多跳网络中建立的连接的快速/机会性分布式资源重新分配
US7519371B2 (en) * 2004-02-09 2009-04-14 Qualcomm Incorporated Multi-hop communications in a wireless network
CA2478458A1 (en) 2004-08-20 2006-02-20 Michael Panzara Treatment of pediatric multiple sclerosis
EP1882340B1 (en) 2005-05-12 2009-09-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Distributed medium access protocol for wireless mesh networks

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004530349A (ja) * 2001-03-30 2004-09-30 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 集中無線lanにおける同時送信を通じたリンク容量の増加

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008541603A (ja) 2008-11-20
CN101176311A (zh) 2008-05-07
DK1882338T3 (da) 2011-11-28
US20120106362A1 (en) 2012-05-03
KR101270046B1 (ko) 2013-05-31
CN101176311B (zh) 2013-01-02
ES2373973T3 (es) 2012-02-10
US8532060B2 (en) 2013-09-10
KR20080013890A (ko) 2008-02-13
ATE525830T1 (de) 2011-10-15
EP1882338A2 (en) 2008-01-30
WO2006120652A2 (en) 2006-11-16
WO2006120652A3 (en) 2007-01-11
EP1882338B1 (en) 2011-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4871355B2 (ja) 無線メッシュネットワークのための分散型学習方法
JP5030948B2 (ja) 無線メッシュネットワークに関する分散型媒体アクセスプロトコル
JP4834102B2 (ja) 無線ネットワークにおけるルーティングに対するリンクコスト判定方法及び装置
RU2404525C2 (ru) Способ и устройство для маршрутизации на основе помех в беспроводной ячеистой сети
US7693119B2 (en) Transmission power control over a wireless ad-hoc network
US8411567B2 (en) Swarm intelligence based methods to enable cooperative communication in a mesh network
US20070206503A1 (en) Cross-layer design techniques for interference-aware routing configuration in wireless mesh networks
US20060077942A1 (en) Cooperative wireless communications, such as cooperative medium access control for example
CN110446251B (zh) 无线通信设备和无线通信方法
KR101153970B1 (ko) 무선 메쉬 네트워크의 경로 설정 방법 및 시스템
CN101617549A (zh) 选择多跳无线网络中的接入点或中继节点的方法和设备
JP7021413B2 (ja) 周波数ホッピングシステムのための広帯域ビーコンチャネル
JP5097699B2 (ja) ワイヤレスメッシュネットワークにおいてマルチチャネルリソース予約をする方法
JP6916475B2 (ja) 適応的ネットワーク発見シグナリング
JP2008512024A (ja) 無線網におけるリンク適応のための方法及びシステム
Santhapuri et al. On spatial reuse and capture in ad hoc networks
JP2008512025A (ja) 無線網におけるエラー識別のための方法及びシステム
Raman et al. SIR-based interference-maps for TDMA-based outdoor mesh networks
CN117614889A (zh) 一种用于Mesh组网路由协议的链路质量评估方法
Dai Study on Wireless Ad Hoc Network Considering Hidden Terminal Problem and Intra-Flow Interference Cancellation
Lee et al. A medium access control scheme for providing reliability in wireless ad hoc networks
CN101005426A (zh) 在无线局域网中估计可用吞吐量的设备和方法
Islam et al. WSN11-6: Throughput Performance of Cooperative Diversity in Mobile Ad Hoc Networks
Muneer Design and Evaluation of SFN based Distributed Cooperative Routing Protocol: for Multihop Adhoc Networks
Hasan et al. Adaptive Probabilistic Routing in Wireless Ad Hoc Networks

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090511

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090511

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111005

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111027

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4871355

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250