JP2011525741A

JP2011525741A - 通信信号を伝送する方法

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Publication number: JP2011525741A
Application number: JP2011514101A
Authority: JP
Inventors: ブノワ・ミズコパン; ジャン・シュヴレ; ジャン−マリー・ゴルス
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2029-06-16
Also published as: JP5425194B2; EP2305001B1; US20110110292A1; CN102067712B; WO2010007274A1; US8842598B2; CN102067712A; ATE536077T1; EP2305001A1

Abstract

本発明は、通信ネットワークで通信信号を送信する方法に関し、スリープ状態およびウェイクアップ状態に変わることを前提とする複数のノードと、宛先ノードにデータを送信する前に、初期プリアンブルを送信するステップを実行する送信側ノードと、を具備する。本発明による方法は、初期プリアンブルを中継する送信側ノードの隣接ノードの少なくとも１つの動作を含み、中継動作は、先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルの送信に対応し、第1の中継動作の間に送信されたプリアンブルは、初期プリアンブルから形成され、前記少なくとも１つの中継動作は、データに対する宛先ノードが送信されたプリアンブルを検出するまで続く。

Description

本発明の分野は、ノードからなるネットワークにおける通信信号の伝送である。

キャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）コンテンション伝送モードにおいて、ノードは、メッセージを送信するために、またはノードに送信されたメッセージを受信するために、伝送チャンネルを連続的に監視しなければならない。

宛先ノードに送信するデータを有する送信側ノードは、伝送チャンネルがフリーの場合のみデータを送信する。これにより、データ間の衝突を抑えることができる。連続的な監視を介して、データに関する宛先ノードは、宛先ノードに向けられるデータを検出および受信することができる。

この連続的な監視状態において、ノードは、不必要にエネルギーを消費する。

この問題を軽減するには、いくつかの伝送モードは、ノードがスリープ状態に置かれる手法、例えば“プリアンブルサンプリング”として知られる手法に基づく。

ノードは、全てのノードに対して同じ持続時間を有する時間期間でスリープ状態である。ノードは、場合により非同期の態様にて、この期間の終わりにウェイクアップする。

ウェイクアップの間、ノードは、送信されたデータを検出するために伝送チャンネルを検知する。ノードがウェイクアップしている期間において、ノードが、ノードに向けられたデータを検出しない場合、ノードは、スリープ状態に戻る。ノードは、スリープ期間が経過した後のみに再びウェイクアップする。

その手法により、宛先ノードは、ノードがウェイクアップしている間にノードに向けられたデータを検出することを保証できる。

このため、データを送信するノードは、プリアンブルをデータに先行させる。プリアンブルの持続時間は、少なくともスリープ期間と同じ長さである。故に、データに関する宛先ノードがウェイクアップする時、そのノードは、プリアンブルを受信する。

その伝送モードに対する特定の改良がされない場合、データを送信するノードに隣接する全ノードは、プリアンブルを検出し、データが受信されるまでウェイクアップ状態のままである。データに関する宛先ノードのアドレスを含む領域を分析することにより、宛先ノードでないノードは、それを無視してスリープ状態に戻ることができる。

その伝送モードに対してさらに改良された態様では、プリアンブルに宛先ノードのアドレスを挿入することができる。従って、ノードがプリアンブルを検出する時、そのノードが、データに関する宛先ノードであるか否かを伝えることができる。データに関する宛先ノードである場合、ノードはその後、全データが受信されるまで、データを受信するのに必要な時間にわたってウェイクアップのままになり、そうでない場合、スリープ状態に戻る。

ノードがウェイクアップしている時間は、とても短い。その時間は、ノードがプリアンブルを検出するために必要な最小時間に対応する。これは、スリープ期間よりもかなり短い。例えば、ZigBee伝送モード（ＩＥＥＥ基準８０２．１５．４を参照）について、スリープの持続時間は、約３０ミリ秒のウェイクアップ期間に対して数百ミリ秒オーダである。

その手法を用いて、エネルギー消費は、送信側ノードにおいて原則的に集中される。

いくつかの通信信号は、ノードが従う必要のある規則に支配される。これらの規則は、ノードの活動比率（所定の時間期間における送信時間と沈黙時間との間の比率）またはノードの伝送時間に関することができる。

例えば、ある周波数帯域における超広帯域伝送（ＵＷＢ）に関する欧州の規制では、活動比率は、1秒の期間において５％に制限され、1時間の期間において０．５％に制限され、ノードは、５ミリ秒を越えて連続的に送信することができない。

ノードをスリープ状態に置くプリアンブルサンプリング手法は、上記形式の伝送モードに受け容れられない欠点を有する。なぜなら、プリアンブルの持続時間が、許容された送信時間を越えることがあるからである。

本発明の１つの目的は、ノードのエネルギー消費を管理すると共に、伝送規則に従うプリアンブルサンプリング伝送手法を提案することである。

故に、本発明の第1の局面は、スリープ状態およびウェイクアップ状態に変わることを前提とする複数のノードと、宛先ノードにデータを送信する前に、初期プリアンブルを送信するステップを実行する送信側ノードと、を含む通信ネットワークにおいて通信信号を送信する方法を提供する。方法は、初期プリアンブルを中継する送信側ノードの隣接ノードの少なくとも1つの動作を含み、中継動作は、先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルを送信することに対応し、第1の中継動作の間に送信されたプリアンブルは、初期プリアンブルから形成され、前記少なくとも１つの中継動作は、データに関する宛先ノードが、送信されたプリアンブルを検出するまで継続する。

プリアンブルの中継により、従来技術のプリアンブルと比べて小さなプリアンブルを送信することができる。

故に、ある通信モードに定めた規則に従うことができ、プリアンブルを送信するのに必要なエネルギー消費は、中継機能を実行する隣接ノード間で分割される。

好ましい特徴によると、送信されたプリアンブルは、データを送信する前の残り時間に対応する情報、またはデータを送信する前に達成されるべき中継動作の数に対応する情報を含む。

中継動作の間にプリアンブルを形成することは、データを送信する前の残り時間またはデータを送信する前の中継動作の数に対応する、先行する中継の間に送信されたプリアンブルに含まれる情報を修正することを含む。第1のプリアンブルは、初期プリアンブルに含まれる情報を修正することによって形成される。

各中継動作で修正された、プリアンブルに含まれる情報により、宛先ノードは、プリアンブルを検出する時、宛先ノードに向けられたデータを受信しようとする時を判断することができる。宛先ノードはその後、プリアンブルの検出とデータの受信との間でスリープ状態に戻ることができる。これにより、宛先ノードによる不必要なエネルギー消費を避けることができる。

好ましい特徴によると、プリアンブルの持続時間は、所定の閾値を下回る。

本発明の伝送方法により、かなり小さな大きさのプリアンブルを使用できるので、ある伝送モードによって課された規則に従うことができる。

好ましい特徴によると、送信側ノードは、初期プリアンブル送信後に始まる待ち時間後にデータを送信する。

待ち時間により、宛先ノードは、プリアンブルを受信していつでもデータを受信できる状態になることができる。

好ましい特徴によると、プリアンブルを中継する隣接ノードは、もう１つの隣接ノードがプリアンブルの送信を引き継ぐまで、または送信されたプリアンブルを宛先ノードが検出するまで、プリアンブルの送信を反復する。

もう１つの隣接ノードがプリアンブルを引き継ぐまで、または宛先ノードがプリアンブルを検出するまでの、隣接ノードによるプリアンブルの中継により、宛先ノードに向けられたデータの喪失リスクを軽減することができる。

好ましい特徴によると、送信側ノードは、送信されたプリアンブルを宛先ノードが検出するまで、リスニングモードのままであり、送信されたプリアンブルを検出した後、宛先ノードは、宛先ノードがウェイクアップしており宛先ノードに向けられたデータをいつでも受信できる状態にあることを示す情報を含む確認応答を送信する。宛先ノードによって送信された確認応答を受信した後、送信側ノードは、待ち時間の終わりまで待つ必要なく、データを送信する。

故に、送信側ノードは、宛先ノードが、プリアンブルを検出しウェイクアップしている宛先ノードに向けられたデータをいつでも受信できる状態にあることを知らされる。送信側ノードはその後、待ち時間の経過を待つ必要なく、宛先ノードに向けられたデータを送信することができる。

好ましい特徴によると、方法は、プリアンブルの送信に関する最高の優先度を有する隣接ノードを判断するために、プリアンブルの中継に際して少なくとも２つの隣接ノード間における衝突の管理を含む。優先的な隣接ノードは、ノードのウェイクアップ期間の開始とプリアンブルの送信終了時との間において先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルを監視するのに最長の時間を費やしたノードである。

衝突管理により、本発明の方法の機能を最適化することができる。

本発明はまた、スリープ状態とウェイクアップ状態とに変わることを前提とする複数のノードと、宛先ノードへのデータ送信に先立ち、初期プリアンブルを送信するステップを実行する送信側ノードと、を含む通信ネットワークのノードを提供する。本発明のノードは、初期プリアンブルを中継するための手段を含み、中継動作は、先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルを送信することに対応し、第1の中継動作の間に送信されたプリアンブルは、初期プリアンブルから形成され、中継は、データに関する宛先ノードが、送信されたプリアンブルを検出するまで続く。

本発明の方法に関して定まる利点は、本発明のノードに等しく適用される。

本発明はまた、スリープ状態とウェイクアップ状態とに変わることを前提とする複数のノードと、宛先ノードにデータを送信する前に、初期プリアンブルを送信するステップを実行する送信側ノードと、を含む通信ネットワークを提供する。本発明の方法は、初期プリアンブルを中継するための少なくとも１つのノードを含み、中継動作は、先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルを送信することに対応し、第1の中継動作の間に送信されたプリアンブルは、初期プリアンブルから形成され、中継は、データに関する宛先ノードが、送信されたプリアンブルを検出するまで続く。

本発明はまた、プログラムがコンピュータにより実行される時、上記説明した方法を実行するための命令を含むコンピュータプログラムを提供する。

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して与えられる通信信号伝送方法の好ましい実施形態の記載を読むことで明らかとなる。

図１は、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリングプロトコルを用いる手法に基づく従来技術の伝送モードを示す。図２は、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリング手法に基づく本発明の第１の実施形態による伝送モードを示す。図３は、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリング手法に基づく本発明の第２の実施形態による伝送モードを示す。図４は、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリング手法に基づく本発明の第３の実施形態による伝送モードを示す。図５は、プリアンブルを送信するように適合された２つの隣接ノード間における衝突の管理を示す。図６は、ノードの機能図である。

従来技術および本発明の以下の説明は、複数のノードを含む通信ネットワークに適用される。送信側ノードから隣接ノードを介して宛先ノードに送信された通信信号は、プリアンブルまたはデータに対応することができる。使用される伝送モードは、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリング手法に依存する。

図１は、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリング手法に基づいて通信信号を送信する１つの従来技術のモードを示す。

送信側ノードＮ_１Ｅは、宛先ノードＮ_１ＤにデータＤ_１を送信する。データを送信するこのステップでは、プリアンブルＰ_１を送信するステップが先行する。

プリアンブルＰ_１が宛先ノードＮ_１Ｄの識別を含む伝送モードを検討する。

伝送モードが使用されると仮定すると、宛先ノードＮ_１Ｄは、スリープ期間Ｔ_１Ｅの間でスリープ状態に置かれる。宛先ノードＮ_１Ｄは、短い時間期間Ｔ_１Ｖの間に周期的にウェイクアップする。ウェイクアップ期間の間、例えば図１に示す期間Ｔ´_１Ｖの間、宛先ノードＮ_１Ｄが、データＤ_１の宛先ノードとして宛先ノードＮ_１Ｄを識別するプリアンブルＰ_１を検出する場合、宛先ノードＮ_１Ｄは、データＤ_１の受信の間および全データが受信されるまで、ウェイクアップ状態Ｅにとどまる。

宛先ノードＮ_１Ｄと同様に、ノードＮ_１Ｃは、スリープ期間Ｔ_１Ｅの間でスリープ状態であり、短い時間期間Ｔ_１Ｖの間でウェイクアップしている。ウェイクアップ期間の間、例えば図１に示す期間Ｔ´_１Ｖの間、プリアンブルＰ_１がデータＤ_１の宛先ノードとしてノードＮ_１Ｃを識別しないことをノードＮ_１Ｃが検出する場合、ノードＮ_１Ｃは、プリアンブルＰ_１を送信し終わるまでウェイクアップ状態Ｅのままであり、その後スリープ状態に戻る。

図１に示す通り、送信側ノードＮ_１ＥがプリアンブルＰ_１を送信する時間は、宛先ノードＮ_１Ｄがスリープ状態にある時間期間Ｔ_１Ｅよりも長い。この動作モードにより、宛先ノードＮ_１Ｄが宛先ノードＮ_１Ｄに向けられたデータを受信することを確保できるが、この結果として、プリアンブルＰ_１を送信するために送信側ノードＮ_１Ｅにより消費されるエネルギーが高くなる。

図２は、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリング手法に基づく本発明の第１の実施形態の伝送モードを示す。

送信側ノードＮ_２Ｅは、宛先ノードＮ_２ＤにデータＤ_２を送信する。この送信ステップでは、宛先ノードＮ_２Ｄの識別を含む初期プリアンブルＰ_２を送信するステップが先行する。

プリアンブルＰ_２はまた、以下を含むことができる。
・宛先ノードＮ_２Ｄのアドレス
・データＤ_２を送信する前の残り時間
・送信側ノードＮ_２Ｅのアドレス

この情報は、プリアンブルの端に置かれてもよく、またはプリアンブルの伝送の間にわたって反復されてもよい。

初期プリアンブルＰ_２の持続時間は、従来技術のプリアンブルＰ_１の持続時間よりもかなり短く、結果としてノードがスリープ状態にある期間よりもかなり短い。例えば、プリアンブルＰ_１の持続時間が少なくとも数百ミリ秒である一方で、初期プリアンブルＰ_２の持続時間は、数ミリ秒オーダである。いくつかの国で採用されたＵＷＢシステム規則を満たすために、初期プリアンブルＰ_２の持続時間は、例えば５ミリ秒を下回る。

本発明によると、送信側ノードＮ_２Ｅの隣接ノードによって少なくとも１度だけ中継される少なくとも１サブステップの間に、初期プリアンブルＰ_２が送信される。

データＤ_２を送信する前の残り時間に関する初期プリアンブルＰ_２に含まれる情報はその後、データＤ_２を送信する前に達成されるべき中継動作の数の情報と取り替えられることができる。

本発明の非限定的な例によると、図２は、送信側ノードＮ_２Ｅの隣接ノードＮ_２Ｖ１、Ｎ_２Ｖ２およびＮ_２Ｖ３によって各々実行される３つのサブステップＳＥ_２１、ＳＥ_２２およびＳＥ_２３を示す。

サブステップＳＥ_２１の間、隣接ノードＮ_２Ｖ１は、初期プリアンブルＰ_２が送信側ノードＮ_２Ｅによって送信されている間、時間期間Ｔ_２Ｖの間にウェイクアップしており、プリアンブルＰ_２を検出する。隣接ノードＮ_２Ｖ１は、送信側ノードＮ_２Ｅが初期プリアンブルＰ_２の送信を完了するまで、ウェイクアップ状態Ｅのままである。隣接ノードＮ_２Ｖ１はその後、プリアンブルＰ_２１を順番に送信する。

ノードＮ_２Ｖ１によって送信されたプリアンブルＰ_２１は、送信側ノードＮ_２Ｅによって送信された初期プリアンブルＰ_２から形成される。少なくとも、データＤ_２を送信する前の残り時間に関する情報またはデータＤ_２を送信する前に達成されるべき中継動作の数に関する情報は、ノードＮ_２Ｖ１によって修正および更新される。

サブステップＳＥ_２２の間、隣接ノードＮ_２Ｖ２は、プリアンブルＰ_２１が隣接ノードＮ_２Ｖ１によって送信されている間、時間期間Ｔ_２Ｖの間にウェイクアップしており、プリアンブルＰ_２１を検出する。隣接ノードＮ_２Ｖ２は、隣接ノードＮ_２Ｖ１がプリアンブルＰ_２１の送信を完了するまで、ウェイクアップ状態Ｅのままである。隣接ノードＮ_２Ｖ２は次いで、修正されたプリアンブルＰ_２２を順番に送信する。プリアンブルＰ_２２は、少なくともデータＤ_２を送信する前の残り時間に関する情報またはデータＤ_２を送信する前に達成されるべき中継動作の数に関する情報を修正することによって、先行するプリアンブルＰ_２１から形成される。

サブステップＳＥ_２３の間、隣接ノードＮ_２Ｖ３は、プリアンブルＰ_２２が隣接ノードＮ_２Ｖ２によって送信されている間、時間期間Ｔ_２Ｖの間にウェイクアップしており、プリアンブルＰ_２２を検出する。隣接ノードＮ_２Ｖ３は、隣接ノードＮ_２Ｖ２がプリアンブルＰ_２２の送信を完了するまで、ウェイクアップ状態Ｅのままである。隣接ノードＮ_２Ｖ３はその後、修正されたプリアンブルＰ_２３を順番に送信する。

送信側ノードＮ_２Ｅは、ノードがスリープ状態に置かれる時間期間に少なくとも等しい待ち時間Ｔ_２Ａの終わりにデータＤ_２を送信する。

待ち時間Ｔ_２Ａは、送信側ノードによって定義される。送信側ノードは、できるだけ早くデータを送信することを目的とする。しかし、待ち時間Ｔ_２Ａは特に、ノードのスリープの期間に依存し、少なくともスリープの期間である。

宛先ノードＮ_２Ｄがウェイクアップしている一方で、初期プリアンブルＰ_２から形成されたプリアンブルが送信側ノードの隣接ノードによって中継されている場合、データＤ_２が宛先ノードＮ_２Ｄに向けられてデータＤ_２が送信されるべき時を決定することが可能である。宛先ノードＮ_２Ｄは故に、スリープ状態に戻り、次いでデータＤ_２を受信するために予定された時間でウェイクアップ状態Ｅに戻ることができる。

図３は、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリング手法に基づく、本発明の第２の実施形態の伝送モードを示す。

この実施形態では、プリアンブルを送信するノードが、送信側ノードまたは送信側ノードの隣接ノードであるかに関係なく、隣接ノードまたは宛先ノードでありうるもう１つのノードによってプリアンブルが受信されることをチェックする。

故に、連続してプリアンブルを送信する送信側ノードおよび隣接ノードは、それらが送信したプリアンブルがもう１つのノードによって受信および再伝送されたことを確認するまで、即ちプリアンブルがもう１つのノードによって中継されるまで、送信を監視し続ける。

プリアンブルがもう１つのノードによって中継された場合、前にプリアンブルを送信していたノードがスリープ状態に戻る。プリアンブルを送信するノードは、もう１つのノードが引き継ぐまで、プリアンブルを送信し続ける。

所定のノードがプリアンブルを送信する回数は、もう１つのノードがプリアンブルを受信する時間に依存し、または関連のある規制または伝送標準によって定義される規則、例えばノードの送信時間に依存することができる。

この実施形態の利点は、データの喪失可能性を低減することである。

図３を参照すると、送信側ノードＮ_３Ｅは、宛先ノードＮ_３ＤにデータＤ_３を送信する。

上記説明した本発明の実施形態のように、この送信ステップは、複数の隣接ノードが互いに中継する初期プリアンブルＰ_３を送信するステップが先行する。

初期プリアンブルＰ_３を送信した後、送信側ノードＮ_３Ｅは、ウェイクアップ状態Ｅのままであり、送信を監視して、もう１つのノードが初期プリアンブルＰ_３を受信してプリアンブルＰ_３から形成されたプリアンブルを送信したかを判断する。

隣接ノードＮ_３Ｖ１は、送信側ノードＮ_３Ｅが初期プリアンブルＰ_３を送信している一方で時間期間Ｔ_３Ｖの間でウェイクアップしており、初期プリアンブルＰ_３を検出する。隣接ノードＮ_３Ｖ１は、送信側ノードＮ_３ＥがプリアンブルＰ_３の送信を完了するまで、ウェイクアップ状態Ｅのままである。送信側ノードＮ_３ＥによるプリアンブルＰ_３の送信の完了時、隣接ノードＮ_３Ｖ１は、修正されたプリアンブルＰ_３１を順番に送信する。

本発明の第１の実施形態で説明したように、ノードＮ_３Ｖ１によって送信されたプリアンブルＰ_３１は、少なくともデータＤ_３を送信する前の残り時間に関する情報またはデータＤ３を送信する前に達成されるべき中継動作の数に関する情報が関連する限りにおいて、送信側ノードＮ_３Ｅによって送信された初期プリアンブルＰ_３に関連して修正される。この情報は、ノードＮ_３Ｖ１によって更新される。

送信側ノードＮ_３Ｅがウェイクアップ状態Ｅでありリスニングモードである一方で、隣接ノードＮ_３Ｖ１がプリアンブルＰ_３１を送信しているので、送信側ノードＮ_３Ｅは、初期プリアンブルＰ_３が中継されたことを通知される。送信側ノードＮ_３Ｅは次いで、スリープ状態に戻ることができる。

順番に、プリアンブルＰ_３１を送信した後、隣接ノードＮ_３Ｖ１は、もう１つのノードがプリアンブルを受信した後にプリアンブルＰ_３１から形成されたプリアンブルを送信したかを判断するために、ウェイクアップ状態Ｅのままでありリスニングモードである。

隣接ノードＮ_３Ｖ２は、隣接ノードＮ_３Ｖ１がプリアンブルＰ_３１を送信している一方で時間Ｔ_３Ｖの間でウェイクアップしており、プリアンブルＰ_３１を検出する。隣接ノードＮ_３Ｖ２は、隣接ノードＮ_３Ｖ１がプリアンブルＰ_３１の送信を完了するまで、ウェイクアップ状態Ｅのままである。隣接ノードＮ_３Ｖ１によるプリアンブルＰ_３１の送信の完了時、隣接ノードＮ_３Ｖ２は、プリアンブルＰ_３１から形成されたプリアンブルＰ_３２を順番に送信する。

プリアンブルＰ_３２を送信した後、隣接ノードＮ_３Ｖ２は、送信を監視して、もう１つのノードがプリアンブルを受信した後にプリアンブルＰ_３２から形成されたプリアンブルを送信したかを判断する。

修正されたプリアンブルＰ_３２を中継したノードがない場合、隣接ノードＮ_３Ｖ２は、もう１つのノード（ここで図３を見ると、これは、宛先ノードである）が、送信された最終プリアンブルを受信するまで、連続的にプリアンブルＰ´_３２およびＰ´´_３２を送信する。

プリアンブルＰ´_３２は、少なくともデータＤ_３を送信する前の残り時間に関する情報またはデータＤ_３を送信する前に達成されるべき中継動作の数に関する情報については、プリアンブルＰ_３２に関連して修正される。プリアンブルＰ´_３２に関連して同一のことがプリアンブルＰ´´_３２に適用される。

ノードがスリープ状態である期間に少なくとも等しい時間期間Ｔ_３Ａの終わりに、送信側ノードＮ_３Ｅは、データＤ_３を送信する。

先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルを中継する隣接ノードの数と、プリアンブルが同一のノードによって送信される回数（図３を参照）とは、本発明の一例に過ぎず、本発明を限定するものでない。

図４は、ノードがスリープ状態に置かれるプリアンブルサンプリング手法に基づく、本発明の第３の実施形態の伝送モードを示す。

この実施形態では、送信側ノードは、宛先ノードがプリアンブルを受信したと判断するまで、連続的に修正されるプリアンブルの送信の間に連続的な中継動作を監視する。

上記説明の通り、送信されたプリアンブルは、宛先ノードのアドレス、送信側ノードのアドレス、データを送信する前の残り時間等を含む情報を含む。

データに関する宛先ノードがノードを宛先ノードとして識別するプリアンブルを受信する時、宛先ノードは順番に、宛先ノードがウェイクアップしており宛先ノードに向けられたデータをいつでも受信できる状態にあることを示す情報を含む確認応答を送信することができる。

図４を参照すると、送信側ノードＮ_４Ｅは、宛先ノードＮ_４ＤにデータＤ_４を送信する。

この送信ステップでは、複数の隣接ノードが互いに中継する間、初期プリアンブルＰ_４を送信するステップが先行する。

送信側ノードが初期プリアンブルＰ_４を送信した後、送信側ノードＮ_４Ｅは、ウェイクアップ状態Ｅでありリスニングモードのままである。

プリアンブルＰ_４が送信側ノードＮ_４Ｅによって送信される一方、時間期間Ｔ_４Ｖでウェイクアップしている隣接ノードＮ_４Ｖ１は、初期プリアンブルＰ_４を検出する。隣接ノードＮ_４Ｖ１は、送信側ノードＮ_４Ｅが初期プリアンブルＰ_４の送信を完了するまで、ウェイクアップ状態Ｅのままである。送信側ノードＮ_４Ｅによる初期プリアンブルＰ_４の送信の完了時、隣接ノードＮ_４Ｖ１は順番に、修正されたプリアンブルＰ_４１を送信する。

上記説明した本発明の2つの実施形態のように、ノードＮ_４Ｖ１によって送信されたプリアンブルＰ_４１は、少なくともデータＤ_４を送信する前の残り時間に関する情報またはデータＤ_４を送信する前に達成されるべき中継動作の数に関する情報について、送信側ノードＮ_４Ｅによって送信された初期プリアンブルＰ_４に関して修正される。この情報は、ノードＮ_４Ｖ１によって更新される。

隣接ノードＮ_４Ｖ１がプリアンブルＰ_４１を送信する時、送信側ノードＮ_４Ｅがウェイクアップ状態Ｅでありリスニングモードなので、送信側ノードＮ_４Ｅは、初期プリアンブルＰ_４が中継されたことを知らされる。

プリアンブルＰ_４１が隣接ノードＮ_４Ｖ１によって送信されている一方で時間期間Ｔ_４Ｖの間にウェイクアップしている隣接ノードＮ_４Ｖ２は、プリアンブルＰ_４１を検出する。隣接ノードＮ_４Ｖ２は、隣接ノードＮ_４Ｖ１がプリアンブルＰ_４１の送信を完了するまでウェイクアップ状態Ｅのままである。隣接ノードＮ_４Ｖ１によるプリアンブルＰ_４１の送信の完了時、隣接ノードＮ_４Ｖ２は順番に、修正されたプリアンブルＰ_４２を送信する。

隣接ノードＮ_４Ｖ２がプリアンブルＰ_４２を送信している一方で送信側ノードＮ_４Ｅが未だにウェイクアップ状態Ｅでありリスニングモードなので、送信側ノードＮ_４Ｅは、新たな中継動作が達成されたことを知らされる。

プリアンブルＰ_４２が隣接ノードＮ_４Ｖ２によって送信されている一方で時間期間Ｔ_４Ｖの間にウェイクアップしている宛先ノードＮ_４Ｄは、プリアンブルＰ_４２を検出する。プリアンブルＰ_４２の内容を分析することによって、宛先ノードＮ_４Ｄがデータの宛先であることを判断する。順番に、ノードＮ_４Ｄはその後、ノードＮ_４Ｄが起動されてノードＮ_４Ｄに向けられたデータをいつでも受信できる状態にあることを特定する情報を含む確認応答ＡＲを送信する。確認応答ＡＲは、宛先ノードＮ_４Ｄによる修正後に送信された最終プリアンブルでもよい。

送信側ノードＮ_４Ｅは、ウェイクアップ状態Ｅのままでありリスニングモードなので、宛先ノードＮ_４Ｄから送信された確認応答ＡＲを受信する。送信側ノードＮ_４Ｅはその後、データを送信するために初期に提供された待ち時間Ｔ_４Ａが経過するまで待機することなく、宛先ノードＮ_４Ｄに向けられたデータを送信することができる。

本発明のこの実施形態は、送信側ノードＮ_４Ｅが宛先ノードＮ_４Ｄに対してデータＤ_４を送信するために待機することが必要な時間Ｔ_４Ａを低減する利点を有する。

本発明のこの実施形態はまた、送信側ノードＮ_４Ｅがその隣接ノードの各々に対してウェイクアップ時間期間Ｔ_４Ｖを決定することを可能にする利点を有する。送信側ノードＮ_４Ｅは次いで、その隣接ノードの各々がプリアンブルを中継した後に収集された情報からその隣接ノードの各々に対してウェイクアップ時間期間Ｔ_４Ｖのテーブルを構築することができる。これにより送信側ノードＮ_４Ｅは、その隣接ノードのうち１つにアドレスされたデータの以後における送信を最適化することができる。

本発明はまた、プリアンブルを中継する時に衝突管理を提供する。

これは、少なくとも2つの隣接ノードが同じプリアンブルを受信してそれをいつでも中継できる状態にある時、どの隣接ノードがプリアンブルを中継するかを判断することを伴う。

これを判断することは、プリアンブルの送信について対象となる隣接ノードの各々のウェイクアップ時間を考慮する。

プリアンブルの送信中に隣接ノードのウェイクアップ時間が早いほど、プリアンブルの中継に対するそのノードの優先度が高い。

プリアンブル送信時間は、送信モードによって定義された規則を含む規則または他の制約を満たすために予め定義される。

結果的に、隣接ノードは、ウェイクアップしてプリアンブルを受信する時間と、プリアンブルの送信を終える対応する時間との間の残り時間を測定することができる。

他の隣接ノードとの衝突を避けるために、プリアンブルを検出した隣接ノードは、プリアンブルの送信終了時と隣接ノード自身がプリアンブル送信する必要がある時との間で、リスニングモードに移行する。この待ち時間の間に隣接ノードがプリアンブルを受信しない場合、これは、他の隣接ノードがプリアンブルを送信しておらず、他の隣接ノードがプリアンブルの中継に対する最高の優先度を備えた隣接ノードであることを意味する。

ノードがプリアンブルを送信する前の待ち時間は、ノードがプリアンブルを受信していた時間に反比例する。プリアンブルが本当に送信されるか確認するために、待ち時間はまた、所定の閾値より短い。

図５は、プリアンブルを送信できる2つの隣接ノード間の衝突管理を示す。

ノードＮ_５は、プリアンブルＰ_５を送信する。

ノードＮ_５は、初期プリアンブルＰ_５を送信する送信側ノード、またはプリアンブルを中継する隣接ノードでもよい。

２つの隣接ノードＮ_５Ｖ１およびＮ_５Ｖ２は、それら各々のウェイクアップ時間Ｔ_５Ｖの間でプリアンブルＰ_５を受信する。隣接ノードＮ_５Ｖ１および_Ｎ５Ｖ２は次いで、各時間δ_１およびδ_２でプリアンブルＰ_５の送信が終るまで、プリアンブルＰ_５を監視する。

比較的長い（δ_１がδ_２よりも長い）間プリアンブルＰ_５の送信を監視する隣接ノードＮ_５Ｖ１は、プリアンブルＰ_５の送信に対する最高の優先度を有するノードである。

ノードＮ_５Ｖ１が順番にプリアンブルＰ_５を送信する前におけるノードＮ_５Ｖ１の待ち時間ｄ_ａ１は、ノードＮ_５Ｖ２の待ち時間ｄ_ａ２よりも短い。

待ち時間ｄ_ａ２の間、ノードＮ_５Ｖ２は、プリアンブルが送信されたことを認識する。従って、ノードＮ_５Ｖ２は、プリアンブルを送信する必要が無く、スリープ状態に戻ることができる。

スリープ状態に戻る代わりに、ノードＮ_５Ｖ２は、後続の中継を一様に監視し、中継が正しく進まない場合、即ち中継が妨害された場合、プリアンブルの送信に介在する。

衝突管理を説明するために上記説明したノード数は、単なる例示であって、本発明を限定するものではない。

図６は、ノードの機能図である。

送信側ノード、宛先ノードまたは隣接ノードの何れかであるノードＮは、送信側モジュールＥＭを含む。ノードのこの送信側モジュールＥＭは、通信信号の生成を可能にする。上記説明の通り、生成された信号は、プリアンブルまたはデータに対応することができる。

ノードＮはまた、上記説明した信号に類似する通信信号を受信するためのモジュールＲＥを含む。

ノードＮはまた、プリアンブルまたはデータに対応する通信信号を伝える伝送チャンネルを監視するためのモジュールＭＥを含む。監視モジュールＭＥは、受信側モジュールＲＥに組み込まれてもよい。

ノードＮはまた、プリアンブルの内容を解釈するためのモジュールＩＮを含む。モジュールＩＮは特に、プリアンブルに含まれた情報を読み取ることができる。

ノードＮはまた、プリアンブルに統合されるべき情報を生成するための、およびプリアンブルの内容を修正するための生成モジュールＧＥを含む。

ノードＮはまた、時間を測定するための手段ＭＴを含む。

ノードＮはまた、モジュールＥＭ、ＲＥ、ＭＥ、ＩＮ、ＧＥの各々へ、および手段ＭＴへ接続され、それらの動作を制御するように適合された図示しない制御ユニットを含む。

上記説明したモジュールおよび手段は、上記説明した方法のステップを実行するように適合される。

故に、ノードは、送信側モジュールＥＭを用いてプリアンブルの送信を中継することができる。中継は、先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルを送信することに対応する。プリアンブルは、生成モジュールＧＥによって形成される。第1の中継動作によって送信されたプリアンブルは、初期プリアンブルから形成され、中継は、データの宛先ノードが送信済プリアンブルを検出するまで続く。

モジュールＥＭ、ＲＥ、ＭＥ、ＩＮ、ＧＥおよび手段ＭＴは、コンピュータプログラムを形成するソフトウェアモジュールでもよい。本発明は従って、ノードによる上記説明した方法の実行に関するソフトウェア命令を含むコンピュータプログラムに供する。

ソフトウェアモジュールは、データ媒体に格納されるかまたはデータ媒体によって伝送されてもよい。これは、ハードウェア格納媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク若しくはハードディスク、または伝送可能媒体、例えば電気、光学若しくは無線信号でもよい。

本発明は、アドホックネットワーク、特にセンサからなるネットワークで使用されてもよい。ノードに対応するセンサは、温度、圧力等のプローブでもよい。

Claims

スリープ状態およびウェイクアップ状態に変わることを前提とする複数のノードと、宛先ノードにデータを送信する前に初期プリアンブルの送信のステップを実行する送信側ノードと、を具備する通信ネットワークにおける通信信号を送信する方法であって、
初期プリアンブルを中継する送信側ノードの隣接ノードの少なくとも１つの動作を含み、中継動作は、先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルの送信に対応し、第1の中継動作の間に送信されたプリアンブルは、初期プリアンブルから形成され、前記少なくとも１つの中継動作は、データに関する宛先ノードが送信されたプリアンブルを検出するまで続くことを特徴とする方法。
送信されたプリアンブルは、データを送信する前の残り時間に対応する情報、またはデータを送信する前に達成されるべき中継動作の数に対応する情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
プリアンブルの持続時間は、所定の閾値を下回ることを特徴とする請求項1または２に記載の方法。
送信側ノードは、初期プリアンブルの送信が終った時に始まる待ち時間の後、データを送信することを特徴とする請求項１〜３の何れか1項に記載の方法。
プリアンブルを中継する隣接ノードは、もう１つの隣接ノードがプリアンブルの送信を引き継ぐまで、または宛先ノードが送信されたプリアンブルを検出するまで、プリアンブルの送信を反復することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
送信側ノードは、宛先ノードが送信されたプリアンブルを検出するまで、リスニングモードのままであることを特徴とする請求項１〜５の何れか1項に記載の方法。
送信されたプリアンブルを検出した後、宛先ノードは、宛先ノードがウェイクアップしており宛先ノードに向けられたデータを受信できる状態にあることを示す情報を含む確認応答を送信することを特徴とする請求項６に記載の方法。
宛先ノードによって送信された確認応答を受信した後、送信側ノードは、待ち時間の終わりを待つことなくデータを送信することを特徴とする請求項４および７に記載の方法。
プリアンブルの送信に対する最高の優先度を有する隣接ノードを判断するために、プリアンブルの中継の間に少なくとも２つの隣接ノード間の衝突の管理を含むことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
優先的な隣接ノードは、ノードのウェイクアップ期間の開始とプリアンブルの送信の終了との間における先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルを監視する最長の時間を費やしたノードであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
スリープ状態およびウェイクアップ状態に変わることを前提とする複数のノードと、宛先ノードにデータを送信する前に初期プリアンブルを送信するステップを実行する送信側ノードとを具備する通信ネットワークのノードであって、
初期プリアンブルを中継するための手段を含み、中継動作は、先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルを送信することに対応し、第1の中継動作の間に送信されたプリアンブルは、初期プリアンブルから形成され、中継は、データに関する宛先ノードが送信されたプリアンブルを検出するまで続くことを特徴とするノード。
スリープ状態およびウェイクアップ状態に変わることを前提とする複数のノードと、宛先ノードにデータを送信する前に初期プリアンブルを送信するステップを実行する送信側ノードとを具備する通信ネットワークであって、
初期プリアンブルを中継するための少なくとも１つのノードを含み、中継動作は、先行する中継動作の間に送信されたプリアンブルから形成されたプリアンブルを送信することに対応し、第1の中継動作の間に送信されたプリアンブルは、初期プリアンブルから形成され、中継は、データに関する宛先ノードが送信されたプリアンブルを検出するまで続くことを特徴とする通信ネットワーク。
プログラムがコンピュータによって実行される時、請求項１〜１０の何れか１項による方法を実行するための命令を含むコンピュータプログラム。