JP2005537762A - モバイルアドホックネットワークにおける知的通信ノードオブジェクトビーコンフレームワーク - Google Patents

Abstract

モバイルアドホックネットワーク（図２）は、複数の無線モバイルノードと該ノードを接続する複数の無線通信リンクから構成される。本発明による方法は、モバイルアドホックネットワークにおけるノード通知またはモバイルノードグループによるノード通知からなる。モバイルノードグループは、複数のモバイルノードの２以上の一時的または継続的関連を有する。本方法は、ビーコン信号を使用してノード/グループ状態情報を送信するステップと、対応するモバイルノードまたはノードグループのノード/グループ状態を判断するステップと、前記判断された状態に基づき前記ビーコン信号を変化させるステップとから構成される。

Description

発明の詳細な説明

［発明の技術分野］
本発明は、通信ネットワーク分野に関し、より詳細には、モバイルアドホック無線ネットワーク及び関連する方法に関する。
［発明の背景］
無線ネットワークの急速に進展するエリアとして、モバイルアドホックネットワークがあげられる。物理的には、モバイルアドホックネットワークは、１以上の無線周波数チャネルにより無線接続される多数の地理的に分散した潜在的モバイルノードを含む。セルラーネットワークやサテライトネットワークなどの他のタイプのネットワークと比較して、モバイルアドホックネットワークの最も顕著な特徴は、固定的なインフラストラクチャが不要であるという点である。純粋なモバイルアドホックネットワークは、モバイルノードのみから構成され、ノードが他のノードと送受信するとき、ネットワークが空中に形成される。ノード移動パターンは、連続的パターンからスタート−ストップパターンに至るまで何れであってもよい。一般に、ネットワークは、特定のノードに依存するものではなく、一部のノードが当該ネットワークに加わったり、あるいは退出したりするのに応じて動的に調整される。

アドホックネットワークは、迅速に配置することが可能であり、大量の必要とされる通信を提供することができる。アドホックネットワークは、例えばコンピュータやＰＤＡを単にスイッチオンすることによりユーザによって構成されるものを除いて、何れのネットワーク構成を利用することなく、フィールドや教室でのユーザによるデータ交換を可能にする。

モバイルアドホックネットワークの新たなアプリケーションが出現し続けており、それらは通信構成の重要な部分となりつつある。固定的なインフラストラクチャが不要であるため、移動、参加あるいはネットワークからの退出時に、ノードは自己組織化及び再構成される必要がある。すべてのノードは潜在的には機能的に同一のものとすることができ、ネットワークには自然的階層または中央コントローラがなくてもよい。多数のネットワーク制御機能がノード間に分散されている。しばしばノードは電池により電力供給されており、限られた通信及び計算能力しか備えない。システムの帯域幅は、通常限定的なものである。しばしば、２つのノード間の距離は、無線送信範囲を超えるものであり、送信先に到達する前に他のノードにより送信が中継される必要がある。このため、ネットワークはマルチホップ（ｍｕｌｔｉｈｏｐ）トポロジーを備え、このトポロジーはノードの移動に従って変更される。

ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のＭＡＮＥＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ−Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）ワーキンググループは、マルチキャスティングを含むルーティングプロトコルの評価及び標準化を積極的に行ってきた。ネットワークトポロジーはノードの移動に従って任意に変化するため、情報は陳腐化してしまい、しばしば異なるノードは、時間的（情報は、一部のノードでは古いものとなってしまうが、他のノードでは現在のものとなるかもしれない）及び空間的（ノードは、当該ノードから通常は離れていない近隣におけるネットワークトポロジーのみを知るようにしてもよい）にネットワークの異なる様相を有する。

ルーティングプロトコルは、頻繁なトポロジー変動と不正確な情報に適応する必要がある。これら独自の要求のため、これらのネットワークにおけるルーティングは他のものとは大きく異なるものとなる。ネットワーク全体に関する最新情報の収集は、しばしばコストのかかるものとなり、実際的ではない。多くのルーティングプロトコルは、Ｒｅａｃｔｉｖｅ型（オンデマンド）プロトコルである。すなわち、これらのルーティングプロトコルは、必要なときのみ送信先へのルーティングに必要なルーティング情報を収集し、一般には一定時間後の未使用のルートは維持しない。このようにして、定期的にすべての送信先へのルートを維持するＰｒｏａｃｔｉｖｅ型プロトコルと比較して、ルーティングオーバヘッドは大きく低減させることができる。プロトコルは適応的であることが重要である。ＡＯＤＶ（Ａｄ Ｈｏｃ ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）、ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）及びＴＯＲＡ（Ｔｅｍｐｏｒａｌｌｙ Ｏｒｄｅｒｅｄ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）は、ＭＡＮＥＴワーキンググループにより与えられたオンデマンドルーティングプロトコルを代表するものである。

他の様々なルーティングプロトコルの例としては、Ｐｅｒｋｉｎｓに対する米国特許第５，４１２，６５４号に開示されているＤＳＤＶ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）と、Ｈａａｓに対する米国特許第６，３０４，５５６号に開示されているＺＲＰ（Ｚｏｎｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）があげられる。ＺＲＰは、送信元ノードからの距離に基づくＰｒｏａｃｔｉｖｅとＲｅａｃｔｉｖｅ両方のアプローチを利用したハイブリッドプロトコルである。

上記従来のルーティングプロトコルは、送信元ノードから送信先ノードへのルートの選択においてベストエフォート（ｂｅｓｔ ｅｆｆｏｒｔ）アプローチを利用している。典型的には、このようなベストエフォートアプローチでは、ホップ数が主要な基準（メトリック）である。言い換えると、最小のホップを有するルートが送信ルートとして選択される。

アドホックネットワークに対するものを含む既存の通信ノード通知及び通信ノード近隣発見アプローチは、存在を通知するためのノードからの一定またはランダムな送信レートの「ｈｅｌｌｏ」メッセージなどのネットワーク状態独立機構のみを利用する。このような送信される通知は「ビーコン」と呼ばれ、従来のアプローチはこのビーコンに情報を付与するものでなかった。他のノードは、このようなビーコンを検出し、スクラッチからネットワーク構成するか、あるいは既存のネットワークに新たに検出されたノードを追加するか、あるいはこの新たに検出されたノードとの通信を不可とものであるかもしれない。
［発明の概要］
上記背景に鑑み、本発明の課題は、通信ノードオブジェクトによるその存在の知的かつ適応的な通知及び/または他のノードオブジェクトまたはこのようなビーコンを送信するノードオブジェクトのネットワークによる対応する検出（近隣発見）に対する「知的通信ノードオブジェクトビーコンフレームワーク（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏｄｅ Ｏｂｊｅｃｔ Ｂｅａｃｏｎ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）」と呼ばれる一般的なフレームワークを提供することである。

本発明による上記及び他の課題、特徴及び効果は、モバイルアドホックネットワークにおけるモバイルノードまたはモバイルノードグループによる存在を通知するための方法により提供される。モバイルアドホックネットワークは、複数の無線モバイルノードと該ノードを接続する複数の無線通信リンクとを備える。モバイルノードグループは、複数のモバイルノードの２以上の一時的または継続的な関連付けを備える。本方法は、ビーコン信号を利用してノード/グループ情報を送信するステップと、対応するモバイルノードまたはノードグループのノード/グループ状態または状態群を決定するステップと、決定された状態または状態群に基づきビーコン信号を変化させるステップとを備える。ビーコン信号は、対応するモバイルノードまたはノード群のステータスに関する情報を含む。

好ましくは、ビーコン信号を変化させるステップは、送信レート、送信頻度及び送信パターンの変動を含む。また好ましくは、前記状態には、ノード速度などのノード/グループ移動、ノード加速及び/または対応するモバイルノードのノード移動パターンが含まれる。ここで、ビーコン信号を変化させるステップは、ノード移動の増加に基づき送信レートを増加させることを含む。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）、ローカルランドマーク（ｌｏｃａｌ ｌａｎｄｍａｒｋ）または三角測量の利用及び/またはモバイルノードの慣性の測定によって、ノード移動が決定されてもよい。

さらに、あるいは代わって、前記状態は、エラーレート及び/または利用可能な帯域幅などのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を備えてもよい。ここで、ビーコン信号を変化させるステップは、ＱｏＳの低下に基づき、送信レートの増加及び/または送信頻度の変更を行うようにしてもよい。ビーコン信号の送信レートは、利用可能な帯域幅に基づくレート閾値を超えるべきでない。グループビーコン信号が、モバイルノードグループのモバイルノードの一部により送信される。このようなモバイルノードの一部には、当該グループの１つのモバイルノードからすべてのモバイルノードまで含まれる。また、ビーコン信号は、モバイルアドホックネットワークのノード間のリンクに関する情報などの当該ネットワークのステータスに関する情報を含む。

本発明による課題、特徴及び効果はまた、複数の無線モバイルノードと該ノードを接続する複数の無線通信リンクを備えるモバイルアドホックネットワークにより提供される。各モバイルノードは、無線通信リンクを介し複数のノードの他のノードと無線通信する通信装置と、該無線装置を介し通信をルーティングするコントローラとを備える。コントローラは、ステータス信号の生成及び送信を行うビーコン信号生成装置と、モバイルノードの状態を判断する状態判定ユニットとを備える。ビーコン信号生成装置は、モバイルノードの判断された状態に基づきビーコン信号を変化させる。再び、ビーコン信号は、モバイルノードのステータスに関する情報を含む。

ビーコン信号はさらに、複数のモバイルノードの少なくとも２つの一時的または継続的関連付けであるモバイルノードグループのステータスに関する情報を含むようにしてもよい。ここで、状態判定ユニットはさらに、モバイルノードグループの状態を判断し、ビーコン信号生成装置は、判定されたモバイルノードグループの状態に基づきビーコン信号を変化させる。ビーコン信号生成装置は、ビーコン信号の送信レート、送信頻度及び/または送信パターンを変化させるようにしてもよい。

ノード状態はノード移動を含み、ビーコン信号生成装置はノード移動の増加に基づき送信レートを増大させ、ノード移動の減少に基づき送信レートを低下させることにより、ビーコン信号を変化させるようにしてもよい。ノード移動には、対応するモバイルノードまたはノードグループのノード速度、ノード加速及び/またはノード移動パターンが含まれる。状態判定ユニットは、ノード移動を判断するためのＧＰＳ装置を備えてもよく、三角測量を利用することにより、及び/またはモバイルノードの慣性を測定することにより、相対速度を追跡することによりローカルランドマークを利用してノード移動を判断するようにしてもよい。

さらに、ノード状態にはＱｏＳが含まれてもよく、ビーコン信号生成装置は、ＱｏＳの低下に基づき、送信レートの増大及び/または送信頻度の変更によりビーコン信号を変化させる。ビーコン信号生成装置は、利用可能な帯域幅に基づくレート閾値を超えてビーコンステータス信号の送信レートを増大すべきではない。再び、ビーコン信号はまた、モバイルアドホックネットワークのノードを接続するリンクに関する情報などの該ネットワークのステータスに関する情報を含むようにしてもよい。
［好適実施例の詳細な説明］
以下において、本発明の好適実施例が図示される添付された図面を参照することにより、本発明がより詳細に説明される。しかしながら、本発明は、多数の異なる形態により実現されてもよく、ここで与えられる実施例に限定されるものと解釈されるべきでない。むしろこれらの実施例は、本開示が完全なものとなるよう、かつ当業者に本発明の範囲を十分に伝えることができるように提供されるものである。明細書中の同一の数字は同一の要素を参照するものであり、主要な表記は他の実施例における同様の要素を示すのに使用される。

当業者には理解されるように、本発明は部分的に、方法、データ処理システムまたはコンピュータプログラムプロダクツとして実現されてもよい。従って、本発明のこれらの部分は、完全なハードウェア構成、完全なソフトウェア構成またはソフトウェアとハードウェア構成の組み合わせの形態をとるようにしてもよい。さらに、本発明は部分的には、コンピュータ読み出し可能プログラムコードを有するコンピュータ利用可能記憶媒体上のコンピュータプログラムプロダクツであってもよい。以下に限定するものではないが、静的及び動的記憶装置、ハードディスク、光記憶装置及び磁気記憶装置を含む任意の適切なコンピュータ読み出し可能媒体が利用されてもよい。

本発明の実施例による方法、システム及びコンピュータプログラムプロダクツのフローチャートを参照することにより、本発明が以下で説明される。図の各ブロック及びブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令により実現可能であるということは理解されるであろう。このようなコンピュータプログラム命令は、マシーンを構成する汎用コンピュータ、特定用途コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに与えられ、これにより、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介し実行される命令が１以上のブロックにおいて指定される機能を実現することができる。

また、コンピュータ読み出し可能メモリに格納されている命令が１以上のフローチャートにおけるブロックで指定される機能を実現する命令を有する物品を構成するように、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置が特定の機能を実行するよう指示可能な上記コンピュータプログラム命令は、コンピュータ読み出し可能メモリに格納されるようにしてもよい。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータあるいは他のプログラム可能データ処理装置にロードされ、当該コンピュータあるいは他のプログラム可能装置上で実行される命令がフローチャートのブロックに指定される機能を実現するためのステップを提供するようコンピュータあるいは他のプログラム可能装置により実現されるプロセスを生成するため、一連の動作ステップをコンピュータあるいは他のプログラム可能装置上で実行するようにしてもよい。

まず図１及び２を参照するに、モバイルアドホックネットワーク１０におけるノード通知方法が説明される。ネットワーク１０は、間に中間ノードを有する送信元ノードＳと送信先ノードＤを含む複数のモバイルノード１２を備える。ラップトップコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）または携帯電話などのノードが、当業者には理解されるように、無線通信リンク１４により接続される。

以下において、問題点が説明される。図１では、モバイルアドホックネットワーク１０のスナップショットが示されている。経路発見を通じて、送信元ノードＳから送信先ノードＤへの２つの経路Ｒ１及びＲ２が特定されている。第２経路Ｒ２は、送信元ノードＳにより送信先ノードＤへのそれの主要経路として特定されたものである。第１経路Ｒ１は、第２経路Ｒ２が無効となった場合にのみ利用される。

従来、送信元ノードＳと送信先ノードＤを含む２つの経路Ｒ１とＲ２の各ノード１２は、ある一定の周期で近隣発見ビーコンを送信する。経路Ｒ２の一部のノード１２が速く移動しすぎて、これらノードからの次のビーコンの送信前に当該経路の近隣ノード１２の範囲外となってしまうと、ビーコン送信レート（またはビーコンレートと呼ばれる）は、送信元ノードＳがそれの経路テーブルまたは経路キャッシュの更新を要するレートに追いつくことが不可能となる。

送信元ノードＳは、誤って経路Ｒ２が有効であると考えているため、当該経路Ｒ２を使用して送信先ノードＤに情報を送信しようとするであろう。このため、いくつかのリンク１４とノード１２は、完了不可能なタスクを実行するのに連携することになるであろう。これは、時間の損失とネットワーク１０の帯域幅の非効率な使用を招くであろう。このとき、経路Ｒ１による再送が必要となり、外れているノード１２が経路Ｒ１とＲ２の両方に共通する場合、全く新たな経路の発見が必要となるであろう。これは、潜在的には重大な問題である送信元ノードＳから送信先ノードＤへの有効な経路を発見するための時間の損失を招くことになるであろう。

上述のように、本発明の課題は、任意の通信ノードオブジェクトによるその存在の知的かつ適応的な通知及び/またはそのようなビーコンを送信するノードオブジェクトのネットワークあるいは他のノードオブジェクトによる対応する検出（近隣発見）のための知的通信ノードオブジェクトビーコンフレームワーク（ＩＣＢＦ）と呼ばれる一般的なフレームワークを提供することである。また、従来のビーコン手法は、ノードビーコン及びノード近隣発見の概念を他の一時的または継続的なノードの関連付けによる通信が潜在的に可能な一時的または継続的なノードの関連までに拡張するものではない。ＩＣＢＦは、このような任意の一般化されたノード関連を「ノード通信オブジェクト関連（ＮＣＯＡ）」として、そして当該関連に対応するビーコンを「ＮＣＯＡビーコン」としてそれぞれ定義する。図１に示されるネットワーク１０では、モバイルノード１２のグループＧ（ＮＣＯＡ）には、複数のモバイルノードの２以上の一時的または継続的関連が含まれる。

本発明の方法は（図２）、ブロック１００から開始され、対応するモバイルノード１２のノード/グループ/ネットワーク状態を判断し（ブロック１０２）、判断された状態に基づきビーコン信号波形を変化させ（ブロック１０４）、ビーコン信号を用いてノード/グループ/ネットワーク情報を送信し（ブロック１０６）、その後ブロック１０８で終了される。ビーコン信号には、対応するモバイルノードまたはノードグループの状態に関する情報が含まれる。また、ビーコン信号には、ネットワークのノード１２間のリンク１４のステータスに関する情報など、モバイルアドホックネットワーク１０の状態に関する情報が含まれる。ビーコン信号の送信にはさらに、モバイルアドホックネットワーク１０の複数のノード１２に送信されるビーコン信号のタイプを通知するためビーコンプロパティ信号を利用したビーコン信号情報の送信が含まれる。

好ましくは、ビーコン信号は、ビーコン波形を一緒になって規定する送信レート、送信頻度及び送信パターンから構成される。また好ましくは、前述の状態には、対応するモバイルノード１２またはモバイルノード群（ＮＣＯＡ）Ｇの速度、加速度及び/または移動パターンなどのノード/グループ移動が含まれる。ここで、ビーコン信号を変化させることには、ノード移動の増大に基づく送信レートの増大が含まれる。ノード移動は、ＧＰＳ、ローカルランドマーク及び三角測量を利用することにより、及び/またはモバイルノード１２の慣性を測定することにより決定されてもよい。

さらに、あるいはその代わりに、前記条件は、ビット/パケットエラーレート及びまたは利用可能な帯域幅などのＱｏＳの尺度及び/または情報優先度を含む。ここで、ビーコン信号を変化させることには、ＱｏＳの低下または情報優先度の上昇に基づく送信頻度またはパターンの変更及び/または送信レートの増大が含まれてもよい。同様に、ビーコン信号を変化させることには、ＱｏＳの上昇または情報優先度の低下に基づく送信レートの低下及び/または送信頻度またはパターンの変更が含まれてもよい。ビーコン信号の送信レートは、利用可能帯域幅に基づくレート閾値を超えるべきでない。グループビーコン信号は、モバイルノード１２のグループの一部のモバイルノード１２により送信される。このようなモバイルノード１２の一部には、当該グループＧの１つのモバイルノード１２からすべてのモバイルノード１２まで含まれる。グループＧのすべてのモバイルノード１２が含まれるときに最大となり、ビーコンを送信するグループＧの１つのみのモバイルノード１２しか含まれていないとき最小となる。

近隣発見方法（図３）は、ブロック２００から開始され、初期検出レート、初期検出頻度及び最大検出頻度を規定する（ブロック２０２）。本方法は、ブロック２０４において、初期検出レート及び初期検出頻度を用いて与えられたモバイルノード１２における可変的ビーコン信号を探索し、ブロック２０６において、初期検出頻度により可変的ビーコン信号を探索しながら、初期検出レートから最大検出レートまで検出レートを増大させる。

最大検出レートは、近隣モバイルノード１２により送信される最大検出レートに従い設定されるか、あるいは所定のものであってもよい。また、検出レートは、近隣モバイルノード１２の可変的ビーコン信号のプロパティを変化させる時間を規定する機能に従って増加させるようにしてもよい。可変的ビーコン信号は、上述のような送信レート、送信頻度及び送信パターンの少なくとも１つを変化させるものであってもよく、本方法は、可変的ビーコン信号を探索しながら、初期検出頻度から検出頻度を変化させる（ブロック２０８）。本方法はまた、ビーコンプロパティ信号を介し近隣モバイルノードから受け取るビーコン信号情報を処理することにより、近隣モバイルノード１２から送信される可変的ビーコン信号のタイプを決定し（ブロック２１０）、ブロック２１２において終了される。

さらに図３及び４を参照して、本発明のシステムの特徴が説明される。上述のように、モバイルアドホックネットワーク１０は、複数の無線モバイルノード１２と、当該ノードを接続する複数の無線通信リンク１４とを有する。各モバイルノード１２は、無線通信リンク１４を介し複数のノードの他のノードと無線通信するための通信装置４２を備えるルータ４０を有する。また、ルータ４０は、通信装置４２を介し通信をルーティングするためのコントローラ４４を有する。また、メモリ４６が、コントローラ４４の一部として、またはコントローラ４４と接続して設けられてもよい。

コントローラ４４は少なくとも、ビーコン信号の生成及び送信を行うビーコン信号生成装置５０と、モバイルノード１２の状態を判断する状態判定ユニット５２とを有する。ビーコン信号生成装置５０は、モバイルノード１２の判定された状態に基づきビーコン信号を変化させる。再び、ビーコン信号には、モバイルノード１２の状態に関する情報が含まれる。ビーコン信号にはさらに、上述されたような複数のモバイルノード１２の少なくとも２つの一時的または継続的関連であるモバイルノード１２のグループＧのステータスに関する情報が含まれてもよい。

ここで、状態判定ユニット５２はさらに、モバイルノード１２のグループＧの状態を判断し、この判定されたモバイルノード１２のグループＧの状態に基づき、ビーコン信号生成装置５０がビーコン信号を変化させる。再び、ビーコン信号は、送信レート、送信頻度及び送信パターンから構成される。

ノード/グループ状態にはノード/グループ移動が含まれ、ビーコン信号生成装置５０は、ノード/グループ移動の増大に基づき、送信レートの上昇または送信頻度またはパターンの変更により、あるいはノード/グループ移動の低下に基づき送信レートの低下または送信頻度またはパターンの変更によりビーコン信号を変化させるようにしてもよい。ノード/グループ移動には、対応するモバイルノード１２またはノードグループＧのノード/グループ速度、ノード/グループ加速度及び/またはノード/グループ移動パターンが含まれる。状態判定ユニット５２は、ノード/グループ移動を決定するためのＧＰＳを備えるようにしてもよいし、及び/または三角測量を用いて相対速度を追跡し、及び/またはモバイルノード１２またはノードグループＧの慣性を測定することにより、ローカルランドマークを利用してノード/グループを決定するようにしてもよい。

さらに、ノード/グループ状態にはＱｏＳ及び/または情報優先度が含まれ、ビーコン信号生成装置５０は、ＱｏＳの低下または情報優先度の上昇に基づく送信頻度またはパターンの変更及び/または送信レートの増大、ＱｏＳの上昇または情報優先度の低下に基づく送信レートの低下及び/または送信頻度またはパターンの変更を行うことにより、ビーコン信号を変化させる。ビーコン信号生成装置５０は、利用可能な帯域幅に基づくレート閾値を超えてビーコン信号の送信レートを上昇させるべきではない。再び、ビーコン信号は、モバイルアドホックネットワーク１０のノード１２を接続するリンク１４に関する情報など、ネットワーク１２の状態に関する情報を含むようにしてもよい。さらに、ビーコン信号生成装置５０は、モバイルアドホックネットワーク１０の複数のノード１２に送信されるビーコン信号のタイプを通知するためビーコンプロパティ信号を利用して、ビーコン信号情報を送信するようにしてもよい。

ビーコン信号検出器５４が、初期検出頻度及び初期検出レートから最大検出レートまで増大される検出レートにおける可変的ビーコン信号を探索するため含まれる。最大検出レートは、近隣モバイルノード１２により送信される最大検出レートに基づくものであってもよいし、あるいは所定のものであってもよい。ビーコン信号検出器５４は、近隣モバイルノード１２の可変的ビーコン信号のプロパティを変更する時間を規定する機能に従って検出レートを増大させ、ビーコンプロパティ信号を介し近隣モバイルノードから受信されるビーコン信号情報を処理することにより、近隣モバイルノード１２から送信される可変的ビーコン信号のタイプを決定するようにしてもよい。

再び、図のブロック及びブロックの組み合わせは、当該ブロックにおいて指定される機能を実現するようプロセッサに設けられるコンピュータプログラム命令により実現することができるということを理解すべきである。

要約すると、ＩＣＢＦ複数タイプのビーコン及び対応するビーコン検出機構を開発するための基本的フレームワークを規定するものである。ノード移動を説明するためビーコンに与えられるこのような１つの一般的機能は、ＮＣＯＡまたはノード１２のグループの速度及び加速度の受付け及び知的処理を行うための機構である。これらの両方または一方が増えると、ＮＣＯＡビーコンレートが増大され、これにより、聴取するノード１２は情報を送信しようとするのに利用される前に、影響を受ける経路を陳腐なものとしてマークするため、自身の経路テーブル（キャッシュ）を時間調整することができる。ＩＣＢＦは、ビーコンレートが必要なリンク１４の有用な帯域幅を減少させる所まで増大されるのを認めるべきでなく、これにより、トリガーされるとき、これを制限するルールが適切に有効とされる。

ＩＣＢＦは、他の「組込み」ネットワーク検出パラメータ検出機構がＮＣＯＡビーコン波形の調整のため定義され、システムにリンクするためのフレームワークを規定する。例えば、チャネル上のビットエラー変化率、有効帯域幅変化率、Ｓの近隣のＮＣＯＡ/個別ノード数の変化率などがあげられる。

ＩＣＢＦには、従来の近隣発見ビーコンが可能とするものよりも最適な回数で新たな経路の生成をシミュレートするネットワークの現在ルーティングアルゴリズムに情報を送信するためのインタフェース機構を備える。この機構はまた、生成プロセスにおける経路が、経路全体を決定する時間により有効とされる可能性を高める。

ＩＣＢＦは、ネットワークまたは非ネットワークノード１２あるいはノードＧのグループが上記可変的ビーコンを検出することを可能にするデフォルト機構として「ブロードバンドビーコンレートランプ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｂｅａｃｏｎ Ｒａｔｅ Ｒａｍｐ）」（Ｂ^２Ｒ^２）探索を規定する。Ｂ^２Ｒ^２は、ある初期ビーコン頻度での探索レートの初期値から開始される。これから、Ｂ^２Ｒ^２は、ビーコンを探索するための複数の可能な方策の１つを用いる。ＩＣＢＦにより指定される方策の例として、所定の一定の最大検出率、都合の良い時間に送信ノードにより他のノードにわたされる最大検出率、与えられたノードのビーコンレートのプロパティを変更する時間を指定する機能、及びネットワークのＮＣＯＡ/ノードビーコン送信手法が複数の通信チャネルを介した各ＮＣＯＡ/ノードビーコンを配信するものである場合、ビーコン検出器が複数の通信チャネルを介しビーコンに対して「ｓｕｒｆ」することが可能である「ビーコンチャネルサーフィング（Ｂｅａｃｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｕｒｆｉｎｇ）」（これはセキュリティ及び雑音チャネルの回避に有用となりうる）があげられる。

ＩＣＢＦは、ＮＣＯＡ/ノードと所定のビーコンとの関連を提供し、ビーコンタイプをネットワークに通知する。これにより適切なビーコン検出器を選択することができる。ＮＣＯＡ/ノードビーコン波形の各タイプに対して、ＮＣＯＡ/ノードビーコンの潜在的可変性に適応可能な対応するビーコン検出器が規定されてもよい。ビーコンは、知的または非知的に、その近隣に通知すべきオブジェクトの能力に影響を与える状態に対し動的に調節可能なものである。ノード移動（速度、加速度、パターン）とＱｏＳは、ビーコン送信レート、送信頻度及びパターン（これら３つの特性が一緒になってビーコンの波形を構成する）におそらく影響を与える状態のクラスの例である。

ＩＣＢＦは、ネットワークに関する知識の伝搬、ネットワークに関する知識の利用及びＮＣＯＡと個々のノードとの知的やりとりを可能にする近隣発見ビーコンを含むようルーティング負荷を分散させる。ＩＣＢＦは、エンハンスト３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ及び通信以上のものをサポートすることが可能である。

本発明の多くの改良及び他の実施例が、上記説明及び関連する図面に与えられる教示の効果を有する当業者に想到されるであろう。従って、本発明は開示された具体的実施例に限定されるものではなく、改良及び実施例が添付された請求項の範囲内に属する物とされるということは理解されるべきである。

図１は、本発明によるモバイルアドホックネットワークの概略図である。 図２は、本発明によるモバイルアドホックネットワークのモバイルノードまたはモバイルノードグループによるノード通知方法の各ステップを示すフローチャートである。 図３は、本発明によるモバイルアドホックネットワークのモバイルノードまたはモバイルノードグループによる近隣検出方法の各ステップを示すフローチャートである。 図４は、本発明によるノードのルータを示す概略図である。 図５は、図４のルータのコントローラを詳細に示す概略図である。

Claims (16)

1. 複数の無線モバイルノードと該ノードを接続する複数の無線通信リンクから構成されるモバイルアドホックネットワークにおけるノード通知のための方法であって、
   ビーコン信号を使用して、与えられたモバイルノードからのノード状態情報を送信するステップと、
   前記与えられたモバイルノードのノード状態を判断するステップと、
   前記判断されたノード状態に基づき前記ビーコン信号を変化させるステップと、
   から構成されることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法であって、
   前記ビーコン信号を変化させるステップは、送信レート、送信頻度及び送信パターンの少なくとも１つを変化させることからなることを特徴とする方法。
3. 請求項２記載の方法であって、
   前記ノード状態は、ノード移動を含み、
   前記ビーコン信号を変化させるステップは、ノード移動の増大に基づき前記送信レートを引き上げ、ノード移動の低下に基づき前記送信レートを引き下げることからなることを特徴とする方法。
4. 請求項２記載の方法であって、
   前記ノード状態は、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を含み、
   前記ビーコン信号を変化させるステップは、ＱｏＳの変化に基づき送信レート、送信頻度及び送信パターンの少なくとも１つを変化させることからなることを特徴とする方法。
5. 請求項２記載の方法であって、
   前記ノード状態は、情報優先度を含み、
   前記ビーコン信号を変化させるステップは、情報優先度の変化に基づき送信レート、送信頻度及び送信パターンの少なくとも１つを変化させることからなることを特徴とする方法。
6. 請求項１記載の方法であって、
   前記ビーコン信号はさらに、前記モバイルアドホックネットワークの状態に関する情報を含むことを特徴とする方法。
7. 複数の無線モバイルノードと該ノードを接続する複数の無線通信リンクから構成されるモバイルアドホックネットワークにおける、前記複数のモバイルノードの少なくとも２つの一時的または継続的関連を有するモバイルノードグループによるノード通知のための方法であって、
   ビーコン信号を使用して、前記グループの複数のモバイルノードの少なくとも１つのモバイルノードからのグループステータス情報を送信するステップと、
   前記モバイルノードグループのグループ状態を判断するステップと、
   前記判断されたグループ状態に基づき前記ビーコン信号を変化させるステップと、
   から構成されることを特徴とする方法。
8. 請求項７記載の方法であって、
   前記ビーコン信号を変化させるステップは、送信レート、送信頻度及び送信パターンの少なくとも１つを変化させることからなることを特徴とする方法。
9. 請求項８記載の方法であって、
   前記グループ状態は、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を含み、
   前記ビーコン信号を変化させるステップは、ＱｏＳの変化に基づき送信レート、送信頻度及び送信パターンの少なくとも１つを変化させることからなることを特徴とする方法。
10. 請求項８記載の方法であって、
    前記グループ状態は、情報優先度を含み、
    前記ビーコン信号を変化させるステップは、情報優先度の変化に基づき送信レート、送信頻度及び送信パターンの少なくとも１つを変化させることからなることを特徴とする方法。
11. 請求項７記載の方法であって、
    前記モバイルノードグループの一部のモバイルノードによりビーコン信号が送信され、
    前記一部のモバイルノードは、前記グループの１つのモバイルノードからすべてのモバイルノードまで有する、
    ことを特徴とする方法。
12. 複数の無線モバイルノードと、
    複数の無線通信リンクと、
    から構成されるモバイルアドホックネットワークであって、
    各モバイルノードは、
    前記複数の無線通信リンクを介し前記複数のモバイルノードの他のノードと無線通信する通信装置と、
    前記通信装置を介する通信をルーティングするコントローラと、
    から構成され、
    該コントローラは、
    ビーコン信号を利用して状態情報の生成及び送信を行うビーコン信号生成装置と、
    前記モバイルノードの状態を判断する状態判定ユニットと、
    から構成され、前記ビーコン信号生成装置は、前記モバイルノードの判断された状態に基づき前記ビーコン信号を変化させる、
    ことを特徴とするネットワーク。
13. 請求項１２記載のネットワークであって、
    前記ビーコン信号はさらに、前記複数のモバイルノードの少なくとも２つの一時的または継続的関連を有するモバイルノードグループのステータスに関する情報を含み、
    前記状態判定ユニットはさらに、前記モバイルノードグループの状態を判断し、
    前記ビーコン信号生成装置は、前記モバイルノードグループの判断された状態に基づき前記ビーコン信号を変化させる、
    ことを特徴とするネットワーク。
14. 請求項１２記載のネットワークであって、
    前記ビーコン信号生成装置は、送信レート、送信頻度及び送信パターンの少なくとも１つを変化させることにより前記ビーコン信号を変化させることを特徴とするネットワーク。
15. 請求項１４記載のネットワークであって、
    前記ノード状態は、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を含み、
    前記ビーコン信号生成装置は、ＱｏＳの変化に基づき前記送信レートと前記送信頻度の少なくとも１つを変化させることにより前記ビーコン信号を変化させる、
    ことを特徴とするネットワーク。
16. 請求項１４記載のネットワークであって、
    前記ノード状態は、情報優先度を含み、
    前記ビーコン信号生成装置は、情報優先度の変化に基づき前記送信レートと前記送信頻度の少なくとも１つを変化させることにより前記ビーコン信号を変化させる、
    ことを特徴とするネットワーク。

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