JP2004336767A - モバイルアドホックネットワークにおける予測ルート維持 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モバイルアドホックネットワークは、複数のモバイルノードと、前記モバイルノードを接続する複数のワイヤレス通信リンクよりなる。前記方法は、前記ネットワークにおいてルートを探索し、使用し、ネットワークにおいてルート障害を予測し、前記予測されたルート障害に基づいてルート維持を実行する。
【選択図】図3
Description
一部とするには高速で動き過ぎている。
ない)条件のエリアに動き、信頼性のレベルが最低限予測可能なAODVを使用
できなくなる。
行う必要があるとの命令を、ΨCnがアプリケーションから受け取る。
とΨTdは、ΨRtの他のコンポーネントに対してスレーブである。
発生する前にAOI内の障害を予測し、障害に対するルート維持方法を予測する
ものである。
および従来からある非予測的コンポーネント(この場合、AODV)が
ルートテーブル(キャッシュ)を変更する。
10 ΨRtの実行によって、変更されたデータが付随するTRSPおよびTSSPに
記録される。
11 各ネットワークコンポーネント(ノード、リンク、セグメント、ルート)の安定性
および状態をトラックするため、付随するTRSPとTSSPの情報ベースが生成
され、更新される。
12 情報ベースに集積されたすべてのデータがルートキャッシュ分析から得られたもの
ではない。このデータおよびそれに関係したデータが、もし別のQoSおよびトラ
フィック管理情報ベースがそのようなデータを集積している場合は、それらから
集めることができる。このデータは、リンクおよびノード状態を送信しているノー
ドから直接集めることもできる。
ため、他のノードまたはそれ自身に要求することができる。もしこの要求が送られたノードにルートまたはルートセグメントがあれば、その要求は、ルートが必要とされた後所定の時間が経過するまでそのルートが失効しないようにノードに要求する効果も有する。一般的なMANET環境においてこの予測手段が有効であるためには多くの基礎的要件を満たさなければならない。以下のリストは順不同である。
1 予測手段はオンタイムで実行できなければならない。
・ ネットワーク内の小さな変化のすべてに追随するリアルタイムの実行は一般的に必要ない。小さな変化でもクリティカルな場合にリアルタイムで実行する。
・ ハードウェアとバンド幅の改善は特定のアプリケーションでは役に立つが、最も広い範囲のアプリケーションでは役に立つとはいえない。
2 広い範囲で適用可能な予測手段は、信頼できる予測をすることができる前に多数のデータ(100データポイント以上)の収集を要求してはいけない。
・ リアルタイムを考慮する以上のものである。多数のデータを集めることは、すべての意味のある収集は少しのデータポイントにおいて発生するので、しばしば可能でさえない。
・ ネットワーク内で多数のノードが同時に多量のデータを集めることは、過大なオーバーヘッドにつながり、データのバンド幅とネットワークの素早い反応を脅かす。
3 予測手段は、関連するネットワーク条件が設計者が期待する基準を「幾分」超えているときであっても、信頼できる予測をすることができるという意味で強くなければならない。
4 予測手段は複雑である必要はないが、予測手段自身の振る舞いは、予測手段が仕えるアプリケーションの許容できる予測可能性の範囲内になければならない。
5 このストラテジックかつ基本的な予測手段の技術的土台は、このリストの上記要件の優先順位に係らず、機能するのに十分強くなければならない。
・ この優先順位は、アプリケーションごとに変化する。
1 データベース(ΨDb)
2 サンプリング、データベース更新、およびタクティクス(SDUT)
3 知識ベース(ΨKb)
4 サンプリング、知識ベース更新、およびタクティクス(SKUT)
5 統計的数値的フォーキャスト(SNF)
6 情報構造インターフェイス(ISI)
7 ファジファイヤFuzzifier(ΨFz)
8 推論エンジン(ΨRe)
9 デファジファイヤDefuzzifier(ΨDf)
これらのコンポーネントについては、ΨRtの予測機能としてこれらのコンポーネントを使用するアルゴリズムとともに以下に説明する。
1 ネットワーク内に最初にあるノード数
2 ネットワークで許容されるノードの最大数(サンプリングされていれば、不定期的に)
3 各ノードの位置(頻繁にサンプリングされる)
4 各ノードの可能なまたは許されている最大速度
5 各ノードのID − 多くの場合IPv4/v6アドレスまたはATMアドレス(サンプリングされる)
6 通信のために使用可能な各ノードのパワー容量
7 ノード通信パワー利用率
8 通信のために現在残存しているパワー容量(サンプリングされる)
9 予定された時刻におけるノードの期待位置
10 予定された時刻におけるノードの期待位置それぞれの確立
11 いろいろな時刻において相互に通信していると計画されているノードのペアまたはグループ
12 ノードの所定の動きパターン
13 サービスを離脱すると計画されているノード
14 サービスに加わると計画されているノード
15 所定の必要なソースルーティングパス
16 ノードの動きの許容された位置境界
17 ノードの移動率 − 速度と加速度(頻繁にサンプリングされる)
18 ノード送信距離
19 ノード受信距離
20 アンテナタイプ(多方向性、方向性、単方向性)
21 アンテナが現在示している方向(方向性である場合)
22 計画された未来におけるアンテナの示す方向
23 リンクの品質(安定性、信頼性、入手性等)
これらのパラメータ、すなわちパワー関連の情報は、ΨRtで一般的であり、層(layer)特有の情報を処理しΨRtのΨRpとその他のコンポーネントが必要とするパラメータを出力するカスタムインターフェイス(図6のインターフェイス参照)により導かれる。このタクティクスにより、ΨRtとそのすべてのコンポーネントは、すべてのタイプのハードウェア、MAC、ミッションプラン等からなるいかなるタイプのネットワークにもトランスポータブルとなる。特に、ΨRpは、使用する前にこれらパラメータの一部をファジー値に変換する(fuzzify)。
この重みは3通りの基本的な方法により設定することができる。1)ノンパラメトリック統計的推定、2)パラメトリック統計的推定、3)固定的決定論的値。
ファジー論理の別の長所は、計算資源とメモリ資源を少ししか要さず、結果がどのように得られたのか理解するために容易に追跡できることである。
単一のルートがある場合、ルートが必要とされるときに入手できるためには、MTTRR1>>1/μでなければならない。MTTFR1が小さすぎる場合、複数のルートを維持すれば、ほとんど常に、デスティネーションへのルートが入手可能であるとするために、全体としてより大きなMTTFを得ることができる。
1−与えられたデスティネーションノードについて一度に一つだけのルートをしようする(他のルートは、主要なルートに障害が発生した場合に代替ルートとして使用できる。障害が発生したルートの探索に必要な時間に一時的にルートがなくなる場合もある)。
1−各デスティネーションへの最低ルート性能計量を満足する各ルートのλR(障害回数/秒)の値を、ΨRfから受信する情報により更新する。
新しいルートが見つかった場合、ルートの使用にその新しいルートを含めるよう適合させる。どのように行うかは、複数のルートを使用するストラテジーによる。例えば、ネットワーク−時間符号化が使用される場合、符号レートとインターリーブパラメータは、追加ルートを適応させるように修正される。そのデスティネーションノードへのトラフィック(パリティを含む)の一部は、新しいルートを経由して送られてもよい。
ターゲットとなるノードの部分集合内の各ノードのID
1 各ターゲットノード周辺のNホップの周辺探索
2 探索パケットのTime−to−Live
3 送出するトポロジーレポートの数
4 各トポロジーレポートのサンプリング期間
トポロジー探索の結果は、ルート探索パケットの伝播を制限するために使用できる。この結果は、ルート探索が、またそれゆえルートが及ぶべきノードの部分集合を特定することができる。Ψルーティングのためのデフォルトトポロジー探索は、トポロジー探索起動時間においてソースノードSnにより特定されるエリアのみに限定されるリンク状態トポロジー探索法である。
22 通信デバイス
24 コントローラ
26 メモリ
30 ルート探索手段
32 ルート必要性予測手段
34 トポロジー/ダイナミクス予測手段
36 ルートテーブル
40 ルート維持手段
Claims (10)
- 複数のモバイルノードと、前記モバイルノードを接続する複数のワイヤレス通信リンクよりなるモバイルアドホックネットワークを動作させる方法であって、
前記ネットワーク内の未来において必要とされる、ソースからデスティネーションまでの一組のワイヤレス通信リンクとモバイルノードよりなるルートを予測し、
少なくとも部分ルートと完全ルートのうち一つを含むルートを、予測された未来における通信の必要性に基づき探索し、
探索したルートを記憶し、
記憶したルートについて前記ネットワークにおけるルート障害を予測し、
前記予測したルート障害に基づき、ネットワーク内のルート維持を実行することを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、
ルート維持の実行は、障害が発生すると予測されたルートを代替する代替ルートを探索することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項2記載の方法であって、
代替ルートの探索は、障害が発生すると予測された各ルートに対して入手し得るルートを探索することを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、
ルート維持の実行は、ルート障害を減らすためにリンクの送信パワーを上げることを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、
ルート維持の実行は、ルート障害を減らすためにリンクに追加チャネルを割り当てる事を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、
ルート維持の実行は、障害が発生すると予測されたルートを代替する代替ルートが記憶されているか判断することを含む方法。 - モバイルアドホックネットワークであって、
複数のモバイルノードと、
前記モバイルノードを接続する複数のワイヤレス通信リンクとを有し、
各モバイルノードは、
前記ワイヤレス通信リンクを経由して他のモバイルノードと無線通信する通信手段と、
前記通信手段による通信をルーティングする制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記ネットワークで、ソースからデスティネーションへの一組のワイヤレス通信リンクとモバイルノードよりなるルートのうち、部分ルートおよび完全ルートを定義するルートキャッシュ手段と、
少なくとも部分ルートおよび完全ルートの一方を含むルートを探索し、前記ルートキャッシュ手段を更新するルート探索手段と、
前記ルートキャッシュ手段において定義されたルートの障害を予測するルート障害予測手段と、
予測されたルート障害に基づき前記ネットワークにおいてルート維持を実行するルート維持手段とを有することを特徴とするモバイルアドホックネットワーク。 - 請求項7記載のネットワークであって、
前記ルート維持手段は、障害が発生すると予測されたルートを代替する代替ルートの探索を前記ルート探索手段に指示することを特徴とするネットワーク。 - 請求項7記載のネットワークであって、
前記ルート維持手段は、ルート障害を減らすためにリンクの送信パワーを上げることを特徴とするネットワーク。 - 請求項7記載のネットワークであって、
前記ルート維持手段は、ルート障害を減らすためリンクに追加チャネルを割り当てることことを特徴とするネットワーク。
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