JP2010539829A - 非同期ワイヤレス通信ネットワーク内で情報パケットを送信するための方法及びそれを実装するネットワークノード - Google Patents

非同期ワイヤレス通信ネットワーク内で情報パケットを送信するための方法及びそれを実装するネットワークノード Download PDF

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Abstract

ワイヤレス通信ネットワーク、特にWPAN/WSNネットワークでは、ネットワークノードの電力消費を制限する必要があり、非同期デューティーサイクル化ネットワークでは、この目的のために特殊なMACプロトコルが使用される。本願発明によれば、ソースノード(N1)は、宛先ノード(N2)のスケジュール時刻オフセットだけでなく、宛先ノード(N2)のクロックドリフトも推定する。このようにして、ソースノード(N1)は、この宛先ノード(N2)への情報パケットの送信開始時刻を極めて正確に選択することができ、従って一般に1つの極めて短いプリアンブルのみを送信するだけでよい。2つのノード(N1、N2)間の時刻オフセット及びクロックドリフトの推定は、これらの2つのノード(N1、N2)間の1つ又は複数の以前の送信によって得られる。特に、これらのパラメータに関係する情報は、ソースノード(N1)によって宛先ノード(N2)に送信されたプリアンブルに応答して宛先ノード(N2)からソースノード(N1)に送信される。

Description

本願発明は、非同期ワイヤレス通信ネットワーク内で第1のノードから第2のノードに情報パケットを送信するための方法、及びそれを実装するネットワークノードに関する。
WPAN(ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク)ネットワークは数年来知られており、PAN(パーソナルエリアネットワーク)ネットワークは、ある人に近接するデバイス間で通信するためのコンピュータネットワークと定義できる。WPANネットワークはワイヤレス短距離通信技術を使用するPANネットワークである。
WPANネットワークを実装するために頻繁に使用される通信技術がZigBeeである。
WPANネットワークの主な最近の適用例の1つがWSN(ワイヤレスセンサネットワーク)ネットワークである。
WPANネットワークでは、主要な構成要素は、デバイスとも呼ばれる、ネットワークのノードである。一般に、WPANネットワークは商用電源式デバイスとバッテリ電源式デバイスとの混合からなる。バッテリ電源式デバイスは、それらのバッテリの長寿命を保証するために電力消費を制限するように設計されている。センサネットワークノードは、それらのバッテリのエネルギーがなくなったときに容易に再充電又は交換できないので、適用例の長期展開を達成するために、WSNネットワークにおいてエネルギーを効率的に使用できるようにすることが特に重要である。
主に電力消費の原因であるWPANネットワークのノードの構成要素は無線トランシーバ(送信時と受信時の両方)であり、非同期WPANネットワーク(ノードが同期クロックを有せず、従って同期して送信及び受信しないネットワーク)における電力消費を低減する典型的な方法は、「デューティーサイクル」を使用すること、即ち、デバイスの無線トランシーバを短い時間間隔の間に間欠的に動作させることである。このようにすると、各ノードの動作は(短い)アウェイク間隔と(長い)スリープ間隔との周期的(固定トランシーバ動作周期)シーケンスになる。当然、これは、WPANネットワークにおいて使用される通信プロトコルを複雑にする。
また、従来技術から非同期WSNネットワークが知られており、非同期WSNネットワークでは、全ての(又はほとんど全ての)ノードがバッテリ電源式であり、従って電力消費を制限するように設計されており、無線トランシーバの電力消費を制限するために特殊なMACプロトコルが使用される。
M.Buetterらの論文、「X−MAC:A Short Preamble MAC Protocol for Duty−Cycled Wireless Sensor Networks(X−MAC:デューティーサイクル化ワイヤレスセンサネットワークのための短いプリアンブルMACプロトコル)」、SenSys2006、2006年11月1〜3日、ボールダー、コロラド、米国には、固定長プリアンブルに基づく「X−MAC」と呼ばれるそのようなMACプロトコルの1つが詳細に記述されている。このプロトコルによれば、ソースノードが情報パケットを送信しなければならないとき、その送信機は、各々が宛先ノードのアドレスを含む一連の短い固定長プリアンブルを送信し、プリアンブル間の小休止により、宛先ノードの受信機は、(それ自体の内部動作スケジュールに従って)アウェイクし、プリアンブルのシーケンスを止め、データ、即ち情報パケットのペイロードを受信するための宛先ノードの利用可能性を知らせる肯定応答を送信(send)することができる。ストローブプリアンブルを傍聴している、宛先ではない受信機は、データを受信するためにアウェイクを維持するのではなく、直ちにスリープに戻ることができる。
A.El−Hoiydi及びJ.Decotignieの論文、「WiseMAC:An Ultra Low Power MAC Protocol for Multi−hop Wireless Sensor Networks(WiseMAC:マルチホップワイヤレスセンサネットワークのための超低電力MACプロトコル)」、the First International Workshop on Algorithmic Aspects of Wireless Sensor Networks会報、Lecture Notes in Computer Science(コンピュータサイエンス分野の会議録)、LNCS3121、18〜31ページ、Springer−Verlag、2004年7月には、可変長プリアンブルに基づく「WiseMAC」と呼ばれる別のMACプロトコルが詳細に記述されている。このプロトコルによれば、まずノードの直接隣接の動作スケジュールを学習し、次いでそれを使用して、送信すべき情報パケットの可変長プリアンブルのサイズを最小限に抑え、肯定応答を使用して、宛先ノードによるデータパケットの受信を通知するだけでなく、ソースノードにその次の起動の瞬間までの残り時間を通知する。このようにして、ノードは、全てのその通常の宛先のスケジュール時刻オフセットのテーブルを最新の状態に保つことができ、この情報を使用して、ノードは、最小限のサイズのプリアンブルで、適切な時刻に情報パケットを送信することができる。この論文によれば、プリアンブルの継続時間は、ソースノードのクロックと宛先ノードのクロックとの間の潜在的なクロックドリフトをカバーしなければならず、このドリフトは、最後の肯定応答がソースノードによって受信されてからの時間、即ち、ソースノードから宛先ノードへの最後の送信からの時間に比例し、プリアンブルの必要とされる継続時間TPは、以下によって与えられる。
TP=min(4θL,TW)
ここで、θは、ノードにおいてクロック信号を生成するために使用されるクオーツの周波数許容範囲であり、Lは、送信の間の時間間隔であり、TWは、ネットワークのノードのスケジュールの固定周期であり、「min」は、「最小値」を決定する関数である。
出願人は、ワイヤレス通信ネットワーク、特にWPAN/WSNネットワークでは、少なくとも以下の理由で、知られているプロトコルに関してネットワークノードの電力消費を更に低減する必要があると考えた。
現在のX−MACの場合、一般に、幾つかの固定長プリアンブルを送信する必要がある。実際、電力を節約するために、トランシーバ動作周期をかなり長く(例えば数秒)、アウェイク間隔を極めて短く(例えば数ミリ秒)しなければならないが、周期が長くなると、ノードがアウェイクし、プリアンブル、従ってそれに向けられる情報パケットを検出する前に送信する必要があるプリアンブルの数が多くなる。
WiseMACの場合、一般に長い可変長プリアンブルを送信する必要がある。実際、電力を節約するために、トランシーバ動作周期をかなり長く(例えば数秒)、アウェイク間隔を極めて短く(例えば数ミリ秒)しなければならないが、これらのワイヤレス通信ネットワーク(特にWSNネットワーク)では、2つのノード間の情報パケットの送信があまり頻繁ではなく、クオーツがあまり精密ではないので、プリアンブルの必要とされる継続時間(上式中のTP)がかなり長く、トランシーバ動作周期(上式中のTW)に近くなる傾向がある。
更に、出願人は、階層的な層に従って通信アプリケーションをより良く編成することができるので、固定長プリアンブルに基づくプロトコルが好ましいと考えた。実際、可変長プリアンブルを管理しようとする場合、その送信中にプリアンブルを検出し(受信側)、必要なときにプリアンブルの送信を中断する(送信側)ことができるように、受信及び送信されるロービットストリーム、即ち低レベルデータを高レベルプリミティブによって知り、監視する必要がある。
従って、本願発明の背後にある一般的な技術的問題は、適切な通信方法によって非同期ワイヤレス通信ネットワークにおけるネットワークノードの更なる電力消費をどのように低減するかである。
より詳細には、本願発明は、固定長プリアンブルの使用に基づく解決策を見つけることを目的とする。
上述の問題を解決するために、出願人は、情報パケットの送信を改善するために、ソースノードが宛先ノードのスケジュール時刻オフセットだけでなく、宛先ノードのクロックドリフトも推定することを想到した。このようにして、ソースノードは、この宛先ノードへの情報パケットの送信開始時刻を極めて正確に選択することができ、それによって典型的には1つの極めて短いプリアンブルのみを送信する必要があるのみである。
従って、本願発明は、同期ワイヤレス通信ネットワークの電力消費に近い電力消費であるが、ネットワークのノードの全てクロック信号の同期を必要としない、より簡単な解決策によって結果を達成する。
更に、本願発明は、ネットワークの様々なノードにおける様々なトランシーバ動作周期を考慮に入れることができる。
2つのノード間の時刻オフセット及びクロックドリフトの推定は、これらの2つのノード間の1つ又は複数の以前の送信によって達成される。特に、これらのパラメータに関係する情報は、ソースノードが宛先ノードに送信したプリアンブルに応答して宛先ノードからソースノードに送信される。そのような応答は、宛先ノードのトランシーバ動作周期に関係する情報も含むことができる。
全ての受信した同期情報又は該情報から得られた情報は、ソースノード内のテーブルに記憶することができ、該テーブルにおいて、データの行が全ての又は主な隣接ノードのために与えられている。
複数の以前の送信に基づく場合、推定はより正確である。
推定の信頼性を考慮に入れるために、時刻の進みを送信時刻に与えることができる。複数の以前の送信を推定のために使用する場合、そのような時刻の進みを減じることができる。
別の態様によれば、本願発明はまた、上述の通信方法を実装するのに特に適するように構成されたネットワークノードに関する。
実際、そのようなネットワークノードは、1つ又は複数の他のネットワークノード用の時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とを記憶するように適合されたメモリを備える。(1つ又は複数のノード用の)トランシーバ動作周期情報もそのようなメモリに記憶できる。
本願発明は、添付の図面とともに以下の説明を考察すればより明らかになろう。
本願発明による、WPANネットワーク、特にWSNネットワークの一実施形態を概略的及び部分的に示す図である。 短い固定長プリアンブルサンプリング技法によるソースノード及び宛先ノードの時間図である。 本願発明の一実施形態によって使用される、特定の時刻を強調した、図2の時間図である。 情報パケットを交換するときに図1のネットワークのソースノードによって実行される手順の流れ図である。 情報パケットを交換するときに図1のネットワークの宛先ノードによって実行される手順の流れ図である。 最新のアウェイク間隔の開始を推定するための手順の流れ図である。 図1のネットワークのソースノードの隣接ノードテーブルを示す図である。 図1のネットワークの宛先ノードによって送信されるプリアンブルへの肯定応答中に含まれる同期情報を示す図である。 図7のテーブルを更新するために図1のネットワークのソースノードによって使用される手順の流れ図である。 次のアウェイク間隔の開始を推定するため、及び送信の開始を決定するために図1のネットワークのソースノードによって使用されるこの手順の流れ図である。 本願発明によるネットワークノードのアーキテクチャを概略的に示す図である。
以下の説明及び添付の図面は、本願発明を限定するものではなく、単に例示するものとして解釈すべきであることを理解されたい。
本願発明は非同期ワイヤレス通信ネットワークにより一般的に適用できるとしても、本願発明の記載する実施形態は、WPAN(ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク)、特にZigBee技術を使用するWSN(ワイヤレスセンサネットワーク)(図1参照)に関する。ネットワークノードの動作は、クオーツによるタイマ(通常ローカルタイマ)によって生成される自身のクロック信号を用いて計時される。タイマは、ネットワークノードによって時間間隔の継続時間を測定するためにも使用される。すでに説明したように、そのノードが同期クロックを有せず、従って同期して送信及び受信しない場合、ネットワークは「非同期」と定義される。
図1には、非同期ワイヤレス通信ネットワークNTWKの4つの隣接ノードのみ、即ちノードN1、N2、N3及びN4が示されている。これらの4つのノードは、それらの間の通信を表す3本の矢線によって接続されている。これらの矢印は、ノードN1が情報パケットのソースとしてのみ働き、ノードN2、N3及びN4はこれらの情報パケットの宛先としてのみ働く特定の状況に対応するが、もちろん、これは一般的な場合ではなく、本願発明の説明のために行ったにすぎない。
図1の例では、4つのノードN1、N2、N3及びN4は全てバッテリ電源式であり、「デューティーサイクル」を使用し、即ち、それらのトランシーバは、(短い)アウェイク間隔と(長い)スリープ間隔との周期的(固定トランシーバ動作周期)シーケンスに従って間欠的に動作する。
本願発明の以下の説明では、情報パケットのソースとして働くノードN1は、常時動作するトランシーバを有する、例えば商用電源式とすることもできることに留意されたい。
各ネットワークノードは、その通信を含むノードの動作を決定する適切なコンピュータプログラムを記憶するメモリに関連する制御と処理のユニット(例えばマイクロプロセッサ)を備える。コンピュータプログラムの一部である通信アプリケーションは、階層的な層に従って編成され、従って、通信アプリケーションが、例えばある層におけるプリアンブルの送信を必要とするとき、送信のこの要求は下位層によって処理され、このプリアンブルの物理的な送信は、(多くの異なるアクティビティが制御と処理のユニットによって並列に実行されることにより)正確にではなく統計的にのみ知られる遅延でのみ行われ、例えば肯定応答がノードにおいて物理的に受信されると、この受信はまず下位層によって処理され、次いで正確にではなく統計的にのみ知られる遅延で上位層に渡される。
ネットワークNTWKにおいて使用されるMACプロトコルは、プリアンブルサンプリング並びに短い固定長のプリアンブル及び肯定応答に基づく。
短い固定長プリアンブルサンプリングプロトコルでは、受信機(即ち受信機として働くトランシーバ)は、通信媒体をサンプリングするために短い時間で定期的に起動する。スリープ状態のネットワークノードによって費やされる時間は「スリープ間隔」と呼ばれ、アウェイク状態のネットワークノードによって費やされる時間は「アウェイク間隔」と呼ばれ、アウェイク間隔と後続のスリープ間隔の合計は「トランシーバ動作周期」と呼ばれ、一般的に固定且つ所定のものであり、これらは全てネットワークノードの動作スケジュールに対応する。
図2及び図3では、以下の記号、即ち、RA=ランダムアクセス、PS=プリアンブル送信(send)、PC=プリアンブル確認、PR=受信プリアンブル、AS=肯定応答送信(send)、AC=肯定応答確認、AR=受信肯定応答、DS=データ送信(send)、DC=データ確認、DR=受信データを使用する。
図2を参照すると、ネットワークノード(ソース)は、送信すべき情報パケットを有するとき、情報パケットの一連の短いプリアンブルを無線で物理的に送信し(図2及び図3のPS動作)、これら一連の短いプリアンブルの各々は、宛先ノード(宛先)の識別子を含む。このようにして、ネットワークの多くのノード(少なくとも隣接ノード)はプリアンブルを受信する。プリアンブルを受信したノードは、宛先ノードではない場合、直ちにスリープに戻る。プリアンブルを受信したノードが宛先ノードである場合、そのノードは別のプリアンブルがソースノードによって送信される前に、肯定応答(ACK)をソースノードに返送する(図2及び図3のAS動作)。(送信要求と肯定応答の物理的な送信との間の最大遅延に対応する)タイムアウト内にプリアンブルに応答するノードがない場合、上記ノードは後で別のプリアンブルを送信する(図2のPS動作)。肯定応答を受信すると、ソースノードは情報パケット(データ)のペイロードを宛先ノードに送信する(図2及び図3のDS動作)。
図2では、下を指す小矢印(PS、AS、DS参照)が上位層からMACプロトコルに送信(send)されるメッセージを表し、上を指す小矢印(PC、AC、DC、PR、AR、DR参照)はMACプロトコルから上位層に送信(send)されるメッセージを表し、例えば、下を指す小矢印は、例えばプリアンブル又はペイロードに関するデータを送信する要求に対応し、上を指す小矢印は、データが実際に送信されたことの確認又はデータが実際に受信されたことの通知に対応することができ、黒い囲みは受信及び送信されたデータに対応し、黒い囲みが両方の水平線上にあるとき、データが物理的に送信され、物理的に受信された(それらの間の遅延は、極めて短く、本願発明に関係しない)ことを意味し、2つの囲みを結びつける黒い大矢印は、どちらが送信エンティティで、どちらが受信エンティティであるかを明確にするということに留意されたい。
短い固定長プリアンブルサンプリングはランダムアクセスRAに基づくので、MAC層へのデータ送信(send)するステップと無線でそれらを送信するステップとの間の時間の継続時間はランダムである。ランダムアクセス間隔の継続時間は、データトラフィックとMACプロトコルのパラメータとに依存し、送信間隔の継続時間よりもはるかに大きいことがある。プリアンブルがMAC層に送信(send)されてから、それが実際に無線で送信されるまで、内部ソフトウェア遅延に加えて、ランダムな遅延がある。プリアンブルが受信され、肯定応答が返送(send back)されてから、それが実際に無線で送信されるまで、同じくランダムな遅延がある。これらの遅延は、通信プロトコルのパラメータ、特にそのタイムアウトの値の選択に影響を及ぼす。情報パケットの宛先ノードはアウェイク間隔中に少なくとも1つのプリアンブルを受信するはずなので、アウェイク間隔の継続時間によってパケット正常配信率が決まる。本明細書では、ネットワークがある遅延制約及び信頼性制約を満たすように、アウェイク間隔及びスリープ間隔の継続時間はあらかじめ設定されると仮定する。
上述のイベントは、典型的には2つのネットワークノード間の通信の開始時に、又は、例えば、以下でより良く説明するように、予想外のイベントが2つのネットワークノードの何れかに起こる場合には開始後に、従来技術によって起こるだけでなく、本願発明によっても起こることがある。
(好ましくないとしても)本願発明が除外しない、代替プリアンブルサンプリング技法は、可変長プリアンブルを使用する技法である。
本願発明は、複数のプリアンブル送信する必要性(短い固定長プリアンブルが使用されるとき)又はプリアンブルの継続時間(可変長のプリアンブルが使用されるとき)を回避するか又は少なくとも低減するために、ノードがアウェイクする時刻、即ち、より正確にはアウェイク間隔が開始する時刻に関して学習することによって、ネットワークノード(特に送信するノード)のエネルギー消費を低減するための方法に関する。
以下では、本願発明による、情報のソースとして働くノードN1と情報の宛先として働くノードN2との間の通信を考察する。
ノードN1が複数のプリアンブルを送信することを回避するために、ノードN1はいつノードN2がアウェイクするかを学習しなければならない。それまでは、ノードN1は複数の固定長プリアンブル送信に基づく従来の手法を使用する。そのような知識は統計的にしか得られない。従って、ノードN1によるノードN2のスケジュールの知識は決して完全でない。何れにせよ、以下で説明するように、ノードN1は、時間が経つにつれてますます良く学習することができる。
図3では、以下の3つの時刻を強調する。
・「t」と標示した、宛先ノード、例えばN2においてアウェイク間隔が開始する瞬間。
・「tp,rec」と標示した、宛先ノード、例えばN2においてプリアンブルを完全に受信した瞬間。
・「tp,trans」と標示した、ソースノード、例えばN1においてプリアンブルを完全に送信した瞬間。
正確には、これらの時刻は、対応するイベントが物理的に起きた時刻に対応するのではなく、これらのイベントがMACプロトコルによって上位ソフトウェア層に通知された時刻に対応する。この理由により、例えば、「tp,rec」と「tp,trans」とは、著しくは異ならないとしても正確には対応しない。
ノードN1は、正確に「t」で送信を開始する第1のプリアンブルを送信したとすれば、1つのプリアンブルのみを送信したであろうことが図3から明らかである。「t」で開始し、「tp,rec」で終了する間隔の継続時間は、ノードN1とノードN2との間の時刻オフセットである。従って、本願発明の基本概念の1つは、宛先ノードからソースノードに時刻オフセット情報を送信することである。これは、例えば、宛先ノードによるソースノードからのプリアンブルの受信に応答して行うことができる。
ソースノードN1が、宛先ノードN2の動作スケジュールに対するこの時刻オフセット、及びノードN2の動作スケジュールの周期を知っている場合、今後N1がノードN2に情報パケットを送信する必要があるときはいつでも、N2の周期の倍数にN2の時刻オフセットを加算することによって、ノードN2のトランシーバの次のアウェイク周期の開始を計算し、その内部タイマによっていつ送信を開始すべきかを判断することができる。
何れにせよ、ソースノードN1のクロック周波数は宛先ノードN2のクロック周波数と正確に同じではない。従って、2つのノードN1及びN2のタイマは正確に同じ時刻を計数するわけではない。従来技術によれば、ソースノードによる宛先ノードへの送信の開始におけるエラーを回避するために固定及び所定の安全マージンを使用した。本願発明では、この問題のより高度な解決策を教示する。即ち、本願発明の別の基本概念は、宛先ノードからソースノードにクロックドリフト情報(言い換えれば、クロック周波数の差に関する情報)を送信することである。これは、例えば、宛先ノードによるソースノードからのプリアンブルの受信に応答して行うことができる。
N2の時刻オフセット、N2の動作スケジュール周期、及びN2のクロックドリフトを知ること、より適切に言えば、推定することによって、ノードN1は、高い精度でノードN2に向けた情報パケットの送信を開始し、従って電力を節約することができる。
(例えばノードN2の動作スケジュールの予想外の変更により)ノードN1による推定が完全に間違っている場合、ノードN1は、ノードN2から送信されるプリアンブルへの応答を受信せず、後で再びプリアンブルを送信することになり、学習プロセスは最初から再び開始することになることは言及する価値がある。このようにすると、データは失われないが、幾らかの時間は失われるであろう。本願発明の教示が通信の頑強さを低下させないことは明らかである。
従って、本願発明によれば、非同期ワイヤレス通信ネットワーク内で第1のノード(ソースノード)から第2のノード(宛先ノード)に情報パケットを送信するための方法であって、前記ノードが、それらの動作を計時するためのそれぞれのクロック信号を受信し、少なくとも第2のノードが、アウェイク間隔とスリープ間隔との周期的シーケンスに対応する間欠的動作を有する無線トランシーバを備え、前記情報パケットが、第1のノードによって送信される準備ができたとき、
第1のノードが、第1のノードから第2のノードへの情報パケットの少なくとも1つの以前の送信によって第2のノードのアウェイク間隔の開始時刻を推定し、
第1のノードが、少なくとも推定された前記開始時刻に基づいて送信時刻を決定し、
第1のノードが、前記決定された送信時刻に第2のノードへの前記情報パケットの送信を開始し、
特に、第1のノードが、前記少なくとも1つの以前の送信の時に、例えば第2のノードによる第1のノードからのプリアンブルの受信に応答して、第2のノードから第1のノードに送信される、少なくとも時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とに基づいて前記開始時刻を推定する、方法が提供される。
典型的には第1のノードも、アウェイク間隔とスリープ間隔との周期的シーケンスに対応する間欠的動作を有する無線トランシーバを備え(即ち、「デューティーサイクル」を使用し)、2つのノードの動作スケジュールの周期が同じ(又はほぼ同じ)であり、その場合、時刻オフセットは2つのノードの動作スケジュール間の時刻オフセットとみなすことができるとしても、第1のノードが備えるトランシーバが連続的動作を有するか間欠的動作を有するかは無関係であることに注目すべきである。。
本願発明は更なる有利な特徴を提供し、この更なる有利な特徴は、その一実施形態についての以下の説明から明らかとなろう。
図4及び図5に、情報パケットを交換するときに、ネットワークNTWKのソースノードN1及びネットワークNTWKの宛先ノードN2によってそれぞれ実行される手順の流れ図を示す。
図4を参照すると、ソースノード、例えばN1は、情報パケットを宛先ノード、例えばN2に送信しなければならないとき、次の起動の時刻を推定し(図4のステップ401)、プリアンブルを宛先ノードに送信し(図4のステップ402)、その内部MAC層からプリアンブル確認を受信し(図4のステップ403)、所定のタイムアウトが終了する前に肯定応答が宛先ノードから受信されたかどうかを検査する(図4のステップ404)。検査の結果がはいの場合、最新の起動の時刻を推定し(図4のステップ406)、情報パケットのペイロードを宛先ノードに送信する(図4のステップ407)。検査の結果がいいえの場合、プリアンブル送信の開始からの継続時間が宛先ノードの最大スリープ時間よりも短いかどうかを検査する。検査の結果がはいの場合、新たなプリアンブルを送信する(フローはステップ402を続行する)。検査の結果がいいえの場合、その内部MAC層が「送信失敗」メッセージを発行する(図4のステップ408)。
図5を参照すると、宛先ノード、例えばN2は2重ループを繰り返す。宛先ノードは、「スリープ間隔」の間はスリープし(図5のステップ501)、「アウェイク間隔」の間は起動しアウェイクを維持し(図5のステップ502)、ソースノードからプリアンブルを受信したかどうかを検査する(図5のステップ503)。検査の結果がいいえの場合、スリープに戻る(フローはステップ501を続行する)。検査の結果がはいの場合、適切な肯定応答をソースノードに送信し(図5のステップ504)、次いで、ソースノードから情報パケットのペイロードを受信し(図5のステップ505)、最後に、スリープに戻る(フローはステップ501を続行する)。
この実施形態によれば、最初に行うべきことは、最新のアウェイク間隔の開始を推定することである。
この手順の流れ図を図6に示す。
宛先ノードN2の最新のアウェイク間隔の開始を「t」と呼ぶ(図3)。この時刻を宛先ノードN2が検出及び記憶する(図6のステップ601)。宛先ノードN2は、MACの上の層においてプリアンブルを受信した瞬間をタイムスタンプし(図6のステップ602)、この時刻を「tp,rec」と呼ぶ(図3)。宛先ノードN2は、このプリアンブル受信と最新のアウェイク間隔の開始との間の時間差(又は時間間隔の継続時間)を計算し(図6のステップ603)、tp,rec−tに対応するこの差を「td,rec」と呼ぶ。この情報は宛先ノードN2によって肯定応答ACKに含まれ(図6のステップ604)、次いで、宛先ノードN2によってソースノードN1に送信される(図6のステップ605)。
次に、送信機側(又はソースノード側)においてtを推定する。
ソースノードN1のトランシーバがプリアンブルを送信すると、送信の終わりに、MACの上のソースノードN1のソフトウェア層がプリアンブルの正常送信の確認を受信し、この時刻を「tp,trans」と呼ぶ(図3)。この時刻をソースノードN1が検出及び記憶する(図6のステップ606)。ソースノードと受信ノードの両方のオペレーティングシステムにおけるランダムな処理時間により、tp,transはtp,recと著しくは異ならないとしても、必ずしも等しいわけではない。
宛先ノードN2からソースノードN1に送信(send)される肯定応答ACK中に含まれるtd,rec情報を宛先ノードから受信すると(図6のステップ607)、ソースノードN1は、tp,trans−td,recであるtを推定する(図6のステップ608)。
ここで、εは、宛先ノードとソースノードの上位層におけるパケットの受信の間の確率的時間間隔の継続時間を表す変数である。この確率変数は、Eに等しい平均値とσ2に等しい分散とを有し、この確率変数のパラメータは、ノード上で十分な回数のテストを実行することによって決定される。
この実施形態によれば、2番目に行うべきことは、次のアウェイク間隔の開始の時刻を推定することであり、3番目に行うべきことは、送信の開始の時刻を決定することである。
この手順(即ち、推定及び決定)の流れ図を図10に示す。
ソースノードN1によるそのような推定には、宛先ノードN2のアウェイク間隔の履歴及びソースノードN1によるそれらの間隔の推定値(前節を参照)に基づいて、宛先ノードN2の次のアウェイク間隔に対するある信頼間隔を決定することが必要である。
ソースノード、例えばN1(より一般的には、間欠的動作を有するトランシーバを備えるネットワークの他のノードに情報パケットを送信する必要があるネットワークNTWKの各ノード)は、図7に示す隣接ノードテーブル中に、好ましくは隣接ノード、例えばN2、N3、N4ごとに、起動の瞬間の推定値の履歴に関する情報を記憶する。
テーブルの各隣接ノードエントリは、ソースノードから宛先ノードへの情報パケットの最新の「K」回の送信「w」に関係する(例えば行で構成された)情報を含む。そのような情報は、ソースノードによって行われた各送信の直前の起動の瞬間の推定値(
で示す)と、宛先ノードによって行われた連続する起動の瞬間の間の間隔の継続時間の測定値(
で示す)と、宛先ノードの動作スケジュール周期(Pで示す)とを含む。周期は長期間(更には永久に)一定であると考えられ、従ってエントリごとに1つの値のみ記憶される。何れにせよ、当該テーブルは、理由は何であれ(例えば宛先ノードのバッテリ残量の低下)、周期を宛先ノードによって時々変更することができることの実現性を備えている。
好ましくは、ソースノード、例えばN1から宛先ノード、例えばN2への情報パケットの各送信「w」では(又は少なくとも幾つかの送信では)、ソースノードからのプリアンブルの受信に応答して宛先ノードによってソースノードに送信される肯定応答ACK中に適切な情報が含まれる。情報パケットのペイロードを送信する前に、ソースノードによって宛先ノードに少なくとも1つのプリアンブルが常に送信される。そのような情報の一例は、図8に示したものであり、
を含む。宛先ノードの周期Pは、それが固定且つ所定のものであり、ソースノードによって知られている場合、肯定応答ACK中に含まれないことがある。何れにせよ、図8に示す情報は、理由は何であれ(例えば宛先ノードのバッテリ残量の低下)、周期を宛先ノードによって時々変更することができることの実現性を備えている。
肯定応答ACK中に含まれるそのような測定された情報(
で示す)に基づいて、推定値(
で示す)がソースノード、例えばN1において行われる。
宛先ノード、例えばN2から受信した幾つかの情報(
及びPで示す)は従ってテーブル中の(宛先ノードに対応する)適切な行に記憶され、幾つかの推定値(
で示す)もテーブル中の(宛先の行に対応する)適切な行に記憶される。宛先ノードからの最新のK回の送信のみが考慮され、従って最も古いデータは最新のデータに置き換えられる。
異なるが等価の情報が肯定応答ACKに含まれ、宛先ノードによって送信されることがあり、異なるが等価の情報がソースノードによってテーブル中に記憶されることがあることに留意されたい。
は、ソースノード、例えばN1によるj回目の最新の情報パケット送信から推定された起動の瞬間を示す。従って、肯定応答ACKは常に
を含み、それは、次いでソースノードにおいて
を推定するために使用される。肯定応答ACKはまた、最新の起動の瞬間の値と前の起動の瞬間の値との間の時間間隔の継続時間の測定値、即ち
を含んでおり、この測定値に対する情報パケットは、宛先ノードがソースノードから受信したものである。
肯定応答中に含まれる情報(図8)に基づいてテーブル(図7)を更新するために、ソースノード、例えばN1によって使用される手順の流れ図を図9に示す。
ソースノード、例えばN1が宛先ノード、例えばN2からの肯定応答ACKを受信すると(図9のステップ901)、宛先ノード、例えばN2に対応するテーブルの行中のデータを更新する。即ち、ソースノード、例えばN1は、まず、j∈[2,K]の場合、各エントリwをwj−1に置き換え(図9のステップ902)、次いで式1(図6の流れ図参照)を使用して
を推定し(図9のステップ903)、最後に、
及び
(及び、受信した場合、P)の値を隣接ノードテーブルに挿入する(図9のステップ904)。テーブルの行内のデータを移動する代わりに、代替的にポインタシフト手法をサーキュラーバッファ用などに使用することができる。
起動の瞬間の推定値の履歴を処理する間に考慮に入れなければならないエラーには、時刻オフセットエラーとクロックドリフトエラーの2つのタイプがある。
時刻オフセットエラーは、前述の変数εに対応する。テーブル中の近隣エントリごとの起動の瞬間「j」の推定値
に関連するエラーは、εと標示し、
に対応する。
クロックドリフトは、ソースノードのクロック周波数と送信機ノードのクロック周波数の差から生じる。
数Kの値は、何れかの2つのノード間のパケット送信の周波数及び時刻によるクロック周波数変動に基づいて選択される。
ノードは、情報パケットを送信しようとするとき、宛先ノードの次の起動の瞬間を推定する(図10)。
以下では、宛先ノードの動作スケジュール周期P(アウェイク間隔と後続のスリープ間隔との合計)は、少なくともソースノードから宛先ノードへの情報パケットの2つの連続する送信の間は一定であると仮定する。
最後の起動の瞬間の後の(以下「N」と示す)周期の数は、以下の式
によって計算される数よりも大きいか又はそれに等しい整数であり、ここで、curr_timeは、情報パケットを送信する準備ができた時刻を示す。次いで、次の起動の瞬間を以下の式
によって推定し、ここで、
は、宛先ノードのクロック周波数とソースノードのクロック周波数との間の推定された差であり、そのような推定は、起動の瞬間の間の時間間隔に基づき、以下
のように宛先ノードにおいて測定されるこれらの間隔の継続時間を比較して行うことができる。
は、以下の式
によって推定できる。
目標は、
である
の信頼間隔を知ることである。
の信頼間隔が
であり、
の信頼間隔が[C−ψ,C+ψ]である場合、α=β+NPψである。
例えば、ε但しi∈[1,K]が独立正規分布N(0,σ2)を有すると仮定すると、そのとき、
の99%信頼間隔は
である。
更に、計算を容易にするために、
但しi∈[1,K−1]及びT=NPと仮定すると、
の99%信頼間隔は
である。従って、
これは、十分に大きいK、例えば10を選択すれば、クロックドリフトからのエラーは十分に補償され、従って信頼間隔計算では無視できることを意味する。
は0.99の確率で
の間隔内であるので、宛先ノードの起動の瞬間がソースノードによる送信の開始後に起こることを保証するために、もちろん現在の時刻が
より小さい場合、ソースノードは、時刻
(即ち、時間2αの進みと共に)に送信し始めなければならない。
ソースノード、例えばN1は、実際の時刻が時刻
よりすでに遅いかどうかをチェックする(図10のステップ1005)。はい場合、送信を即時に開始する(図10のステップ1006)。いいえの場合、送信をその時刻に開始する(図10のステップ1006)。即時に送信を開始する代わりに、更なる周期Pの間、送信を遅延させることが可能なことに留意されたい。
標準偏差σが1ミリ秒である場合、送信を0.99よりも高い確率で開始した後に宛先ノードが起動することを保証するために、ノードは、推定された起動の瞬間の約5ミリ秒前に送信し始めるべきであり、それは、宛先ノードのスリープ時間(WPAN/WSNネットワーク中のノードのスリープ時間は一般にほぼ秒である)よりもはるかに短い。
デューティーサイクル化WSNネットワークのためのMACプロトコルの知られている特徴は、上記の詳細な説明の初めに、X−MAC及びWiseMACに関して言及した2つの論文に記載されている。
すでに述べたように、別の態様によれば、本願発明はネットワークノードにも関する。図11に、そのようなネットワークノードNNの一実施形態のアーキテクチャを概略的に示す。
このノードは、ノードNNの全ての回路に電力を供給するためのバッテリBATを備える。
(アンテナに接続された)トランシーバRTXはノードNNの他のネットワークノードとの通信を可能にする。
ノードNNのデューティーサイクル化動作は、トランシーバRTXに接続された制御と処理のユニットCPUによって制御され、ユニットCPUは、(揮発性部分と不揮発性部分からなる)データ及びプログラムのためのメモリMEMにも接続される。
メモリMEMは、図7に示したようなテーブルTABも備え、テーブルTABは、少なくとも時刻オフセット情報及びクロックドリフト情報及び動作スケジュール周期情報(又はそこから得られた情報)を記憶するように適合され、これら情報はノードNNの一部又は全部の隣接ノードに関係し、テーブルTABの内容は、他のネットワークノードに、それらの動作スケジュールと実質的に同期して情報パケットを送信できるようにユニットCPUによって使用される。
ノードNは、その動作を調節し、時間を測定するためのクロック信号CLKを受信するタイマTMを備え、クロック信号CLKはクオーツXによって生成される。
タイマTMは、ノードNNのデューティーサイクル化動作を決定するためにトランシーバRTXに接続される。
ユニットCPUは、時間間隔の継続時間の測定及び情報パケットの送信の時刻の決定を可能にするためにタイマTM及びメモリMEM(特にテーブルTAB)に接続される。
メモリMはプログラムを含み、ユニットCPUは、このプログラムを実行するときに本願発明による送信方法を実施する。

Claims (22)

  1. 非同期ワイヤレス通信ネットワーク内で第1のノード(N1)から第2のノード(N2)に情報パケットを送信するための方法であって、前記ノードは、該ノードの動作を調節するためにそれぞれのクロック信号を使用し、少なくとも前記第2のノード(N2)は間欠的動作を有する無線トランシーバを備え、前記完結的動作はアウェイク間隔とスリープ間隔との周期的シーケンスに対応し、前記情報パケットを前記第1のノード(N1)によって送信する準備ができたとき、
    前記第1のノード(N1)は、前記第1のノード(N1)から前記第2のノード(N2)への情報パケットの少なくとも1つの以前の送信によって前記第2のノード(N2)のアウェイク間隔の開始時刻を推定し、
    前記第1のノード(N1)は、少なくとも推定した前記開始時刻に基づいて送信時刻を決定し、
    前記第1のノード(N1)は、決定した前記送信時刻に前記第2のノード(N2)への前記情報パケットの送信を開始し、
    前記方法は、前記第1のノード(N1)が、前記少なくとも1つの以前の送信のときに、前記第2のノード(N2)から前記第1のノード(N1)に送信した少なくとも時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とに基づいて前記開始時刻を推定することを特徴とする、方法。
  2. 前記第1のノード(N1)から前記第2のノード(N2)への情報パケットの送信のときに、前記第1のノード(N1)は前記第2のノード(N2)から少なくとも時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とを受信し、前記第1のノード(N1)は、前記第1のノード(N1)から前記第2のノード(N2)への情報パケットの複数の以前の送信によって、及び少なくとも受信した前記時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とに基づいて、前記開始時刻を推定する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記開始時刻は、時刻オフセットエラー(t−tp,rec)と、前記第1のノード(N2)の前記周期的シーケンスに関係する周期(P)及び整数(N)によるクロックドリフトエラー(C)の積とに前記第2のノード(N2)への情報パケットの以前の送信に関係する時刻(tp,trans=tp,rec)を加算することによって計算され、前記整数(N)は、前記開始時刻が現在時刻よりも後になるように選択される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記送信時刻は、前記推定における信頼性を考慮に入れた時間(2α)の進みにも基づく、請求項1に記載の方法。
  5. 前記第1のノード(N1)は、行われた最も最近の以前の送信によって前記開始時刻を推定する、請求項2に記載の方法。
  6. 前記第1のノード(N1)から前記第2のノード(N2)への情報パケットの送信のときに、前記第1のノード(N1)は、前記第2のノード(N2)から少なくとも時刻オフセット情報とクロックドリフト情報とを受信し、受信した前記情報又は該情報から得られた情報を記憶する、請求項1に記載の方法。
  7. 前記第1のノード(N1)から前記第2のノード(N2)への情報パケットの送信のときに、前記第1のノード(N1)は、前記第2のノード(N2)の前記周期的シーケンスに関係する周期情報(P)も前記第2のノード(N2)から受信し、記憶し、前記第1のノード(N1)は、記憶した前記周期情報(P)にも基づいて前記開始時刻を推定する、請求項1に記載の方法。
  8. 任意の情報パケットはプリアンブル部分を含み、前記時刻オフセット情報は、前記第1のノード(N1)から前記第2のノード(N2)に送信する情報パケットのプリアンブル部分の受信(tp,rec)と、前記受信に先行する前記第2のノード(N2)のアウェイク間隔の開始(t)との間の間隔の継続時間に対応し、前記継続時間は前記第2のノード(N2)によって測定される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記クロックドリフト情報(C)は間隔の継続時間
    に対応し、前記間隔は前記第1のノード(N1)と前記第2のノード(N2)とに知られ、前記継続時間は前記第2のノード(N2)によって測定又は推定される、請求項1に記載の方法。
  10. 前記継続時間は前記第1のノード(N1)によっても測定又は推定され、前記クロックドリフト(C)は、前記第1のノード(N1)による前記継続時間の測定値又は推定値
    と、前記第2のノード(N2)による前記継続時間の測定値又は推定値
    との間の比に比例する、請求項9に記載の方法。
  11. 前記クロックドリフト(C)は、様々な継続時間に対応する比の平均値に比例する、請求項10に記載の方法。
  12. 前記クロックドリフト情報は、前記第2のノード(N2)の第1のアウェイク間隔の開始
    と、前記第2のノード(N2)の第2のアウェイク間隔の開始
    との間の間隔の継続時間に対応し、前記第1のアウェイク間隔の間に前記第2のノード(N2)は前記第1のノード(N1)から情報パケットを受信し、前記第2のアウェイク間隔の間に前記第2のノード(N2)は前記第1のノード(N1)から後続の情報パケットを受信する、請求項9に記載の方法。
  13. 任意の情報パケットはプリアンブル部分を含み、前記プリアンブル部分は固定且つ所定の継続時間である、請求項1に記載の方法。
  14. 前記第1のノード(N1)は、複数の隣接ノード用の時刻オフセット情報及びクロックドリフト情報、又は該情報から得られた情報を記憶する、請求項1に記載の方法。
  15. 前記第1のノード(N1)は、複数の隣接ノード用の時刻オフセット情報及びクロックドリフト情報及び周期情報、又は該情報から得られた情報を記憶する、請求項1に記載の方法。
  16. 前記非同期ワイヤレス通信ネットワークは、WPANネットワーク、特にZigBeeネットワークである、請求項1に記載の方法。
  17. 非同期ワイヤレス通信ネットワークのためのネットワークノード(N1)であって、前記ネットワークノードは、該ノードの動作を調節し、時間を測定するためのクロック信号(CLK)を生成するタイマ(TM)を備え、前記ネットワークノードは、別のネットワークノード(N2)から前記他のネットワークノード(N2)に関係する少なくとも時刻オフセット情報
    とクロックドリフト情報
    とを受信するように適合されたトランシーバ(RTX)と、少なくとも受信した前記情報又は該情報から得られた情報を記憶するように適合されたメモリ(MEM)と、記憶した前記情報に基づいて前記他のネットワークノード(N2)への情報パケットの送信時刻を決定するために前記タイマ(TM)と前記メモリ(MEM)とに接続された制御と処理のユニット(CPU)とを備えることを特徴とする、ネットワークノード(N1)。
  18. 前記メモリ(MEM)は、前記他のネットワークノード(N2)から受信した前記他のネットワークノード(N2)に関係する時刻オフセット情報
    及びクロックドリフト情報
    及び周期情報(P)、又は該情報から得られた情報を記憶するように適合された、請求項17に記載のネットワークノード(N1)。
  19. 前記メモリ(TAB)は、1つ又は複数の隣接ノード(N2、N3、N4)に関係する同期情報を記憶するように適合され、前記同期情報は、1つ又は複数の隣接ノード(N2、N3、N4)それぞれへの情報パケットの送信のために使用される、請求項17又は18に記載のネットワークノード(N1)。
  20. 前記制御と処理のユニット(CPU)は、請求項1から16の何れか一項に記載の方法を実行するようにプログラムされた、請求項17に記載のネットワークノード(N1)。
  21. 前記制御と処理のユニット(CPU)は、他のネットワークノード(N2)に対する時刻オフセット情報
    とクロックドリフト情報
    とを、前記他のネットワークノード(N2)から情報パケットを受信したときに決定するように適合され、前記トランシーバ(RTX)は、少なくとも決定した前記情報を前記他のネットワークノード(N2)に送信するように適合された、請求項17に記載のネットワークノード(N1)。
  22. 前記トランシーバ(RTX)は、前記他のネットワークノード(N2)に周期情報(P)も送信するように適合された、請求項21に記載のネットワークノード(N1)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9220069B2 (en) 2010-01-07 2015-12-22 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for delay-constrained end-to-end energy optimization for wireless services
JP2016504835A (ja) * 2012-11-30 2016-02-12 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated ピアツーピアネットワークにおける同期メッセージ送信間隔の最適化のためのシステムおよび方法
JP2016123018A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 沖電気工業株式会社 通信装置、通信装置の同期方法、通信プログラム及び通信システム

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101461197B (zh) * 2006-04-20 2013-02-06 生命扫描苏格兰有限公司 血糖系统中发送数据的方法及相应的血糖系统
US8385256B2 (en) * 2007-12-19 2013-02-26 Sasken Communication Technologies Ltd Method and system for efficient synchronization in a wireless communication system
ATE536077T1 (de) * 2008-06-23 2011-12-15 France Telecom Kommunikationssignal-übertragungsverfahren
EP2359537B1 (en) * 2008-10-22 2013-05-01 Telecom Italia S.p.A. Method for setting the operation of a routing node of an asynchronous wireless communication network, network node and communication network implementing the method
JP2010130118A (ja) * 2008-11-25 2010-06-10 Sony Corp 送信装置、受信装置、通信システム、および、受信装置における処理方法
KR101679062B1 (ko) * 2009-04-15 2016-11-24 코닌클리케 필립스 엔.브이. 네트워크에서의 에너지 효율 송신
EP2446671B1 (en) * 2009-06-26 2013-12-25 Nokia Solutions and Networks Oy Wake up procedure for a base station in a communications network
US8588119B2 (en) * 2010-01-21 2013-11-19 Robert Bosch Gmbh Asynchronous low-power multi-channel media access control
US8537906B2 (en) * 2010-01-22 2013-09-17 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for acknowledgment detection during preamble transmission
US8315244B2 (en) * 2010-06-16 2012-11-20 Harris Corporation Wireless communication system with selective preamble synchronization portion and related methods
US11023859B2 (en) 2010-06-17 2021-06-01 CrowdFlower, Inc. Using virtual currency to compensate workers in a crowdsourced task
US10853744B2 (en) 2010-06-17 2020-12-01 Figure Eight Technologies, Inc. Distributing a task to multiple workers over a network for completion while providing quality control
JP5048105B2 (ja) * 2010-06-29 2012-10-17 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド コンピュータへのアクセス方法およびコンピュータ
US9019943B2 (en) 2010-07-29 2015-04-28 Qualcomm Incorporated Systems and methods of communication using tunneled direct link setup (TDLS)
FR2971662B1 (fr) * 2011-02-10 2013-03-15 Commissariat Energie Atomique Methode de communication asynchrone pour reseau de capteurs sans fil
US11087247B2 (en) 2011-03-23 2021-08-10 Figure Eight Technologies, Inc. Dynamic optimization for data quality control in crowd sourcing tasks to crowd labor
KR20120126448A (ko) * 2011-05-11 2012-11-21 한국전자통신연구원 무선 네트워크 시스템에서의 동기 장치 및 방법
CN102340667B (zh) * 2011-09-16 2013-06-12 沈阳航空航天大学 一种面向无线多媒体传感器网络的分布式图像传输方法
US9048936B2 (en) 2012-01-02 2015-06-02 Qualcomm Incorporated Systems and methods for managing on-time of wireless receivers
US11568334B2 (en) 2012-03-01 2023-01-31 Figure Eight Technologies, Inc. Adaptive workflow definition of crowd sourced tasks and quality control mechanisms for multiple business applications
GB2502576B (en) * 2012-05-31 2014-11-12 Canon Kk Method, device, computer program and information storage means for optimizing access to a wireless medium in a communication network
US9731456B2 (en) 2013-03-14 2017-08-15 Sabic Global Technologies B.V. Method of manufacturing a functionally graded article
US20140269667A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for dynamic configuration of packet preambles for synchronization-based transmissions
US9510286B2 (en) 2013-03-27 2016-11-29 Qualcomm Incorporated Systems and methods for synchronization within a neighborhood aware network
JP2016115991A (ja) * 2014-12-11 2016-06-23 富士通株式会社 通信機、送受信システムおよび通信機の制御方法
US10321424B2 (en) * 2015-05-14 2019-06-11 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and system for synchronizing nodes in a wireless network
CN110495220B (zh) * 2017-03-31 2021-11-02 中兴通讯股份有限公司 用于低功率装置同步的方法和设备
CN108521314B (zh) * 2018-03-21 2019-07-09 浙江理工大学 面向实时Wi-Fi网络的时钟漂移补偿方法
CN110519832A (zh) * 2019-07-16 2019-11-29 杭州电子科技大学 一种自适应负载的LoRa星型网络低功耗通信方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006148906A (ja) * 2004-11-15 2006-06-08 Sony Deutsche Gmbh ビーコンレス通信システム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050118650A (ko) * 2004-06-14 2005-12-19 삼성전자주식회사 분산화 개인용무선네트워크에서의 전력절감 기능을 구비한시스템 및 방법
US7701923B2 (en) * 2006-07-10 2010-04-20 Motorola, Inc. Method and apparatus for frame synchronization in a communication network
US20080240163A1 (en) * 2007-04-02 2008-10-02 Texas Instruments Incorporated System and method for maintaining transmission synchrony

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006148906A (ja) * 2004-11-15 2006-06-08 Sony Deutsche Gmbh ビーコンレス通信システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9220069B2 (en) 2010-01-07 2015-12-22 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for delay-constrained end-to-end energy optimization for wireless services
JP2016504835A (ja) * 2012-11-30 2016-02-12 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated ピアツーピアネットワークにおける同期メッセージ送信間隔の最適化のためのシステムおよび方法
JP2016123018A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 沖電気工業株式会社 通信装置、通信装置の同期方法、通信プログラム及び通信システム

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