JP2013514700A - エネルギー効率の良い統合ルーティングプロトコル - Google Patents

Abstract

サービス要請および利用可能性に基づいて、フレームを送信ノードから受信ノードにルーティングする、リンク層（例えば、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ１、ＯＳＩレイヤ２）ルーティングプロトコルが提案される。ルーティングプロトコルは、レイヤ間の制御メッセージを削減することができ、参加ノードによってアドホックネットワークが利用されている間の継続期間にわたって、非参加ノードをスリープモードに入れることによって、より大きなエネルギー効率を達成することができる。提案される方式は、サービスおよび対応する要求が開始されると直ちにルーティングを可能にすることによって、ネットワーク設定時間を短縮することもできる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００９年１２月２３日に出願されたインド特許出願第１４７６／ＫＯＬ／２００９号の優先権を主張する、２０１０年３月４日に出願された米国特許出願第１２／７１７，１３４号の利益を主張し、両出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

アドホックネットワークは、他のノードにデータを転送する際に、アクセスポイントまたは専用ルータなどの既存のインフラストラクチャに依存せず、代わりに各ノードを利用する、分散型ワイヤレスネットワークである。「目的指向（ｆｏｒ−ｔｈｅ−ｐｕｒｐｏｓｅ）」ネットワークは、協働タスクのために独自のワイヤレスインタフェースを利用するノードのグループによって形成される、アドホックネットワークである。これらのネットワークは一般に、インフラストラクチャネットワークが信頼性に乏しい場合、または存在しない場合に形成され、したがって、通常は存続期間が短く、自己中心的である。自己中心的という語によって、ネットワーク内のノードが、例えばインターネットなど、ネットワーク外部との通信に関心をもたないことがあることが暗示されている。「目的指向」ネットワークは、会議、展示会、または他の任意のそのような場所のために確立することができる。そのようなネットワークは、多数の参加ノードを有することもあり、または有さないこともある。一般に、すべてのノードが、一定の事前定義された地理的限界内に閉じ込められることがある。さらに、ノードは、アプリケーションサポートおよび通信サービスなど、事前定義された１組のサービスを実行していることがある。

「目的指向」ネットワークに対する１つの要望は、ノード間の通信を開始するのに必要とされる時間を短縮する迅速な利用可能性である。これは、ネットワーク起動時間（network start-up time）と、論理分配インフラストラクチャ（logical distribution infrastructure）を定式化するための時間の両方を短縮することを示唆する。これに関して、ネットワーク起動時間とは、主として、単一ホップ内において伝送が開始される以前のトポロジ認識のことであり、一方、論理分配インフラストラクチャは、データ分配のためのツリー構造またはメッシュ構造のことを含意する。これら２つの活動は、ネットワーク性能に大きく影響し得る、エネルギー消費および帯域幅消費が最も大きい活動のなかに含まれる。

今日、ワイヤレスネットワーキングのために広く使用されているＩＥＥＥ ８０２．１１規格は、インフラストラクチャネットワークとアドホックワイヤレスネットワークの両方をサポートするように設計されている。ＩＥＥＥ ８０２．１１は、分散競合ベースキャリアセンシング／衝突回避（キャリア感知多重アクセス／衝突回避、すなわちＣＳＭＡ／ＣＡ）媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルに基づいた分散協調機能（ＤＣＦ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を通して、複数のノードによるワイヤレス媒体へのアクセスを調整する。このプロトコルの下では、送信することを望むノードは、ＤＣＦフレーム間スペース（ＤＩＦＳ：ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）と呼ばれる時間間隔の間に、チャネルステータスをリスンしなければならず、フレームは、デジタルデータ伝送単位である。ＤＩＦＳ間隔の間、チャネルがビジーであると分かった場合、送信ノードは、伝送を延期することができる。ＩＥＥＥ ８０２．１１の制御フレームは、ノードが競合フェーズに入るまでの期間を識別するネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）をノード内において設定するために使用される、継続時間フィールドを有する。ＤＩＦＳの間、チャネルがアイドルであると分かった場合、送信ノードは、ワイヤレス媒体を自由に制御することができ、送信要求（ＲＴＳ：Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレームを起こすことによってそれを行う。受信ノードは、スモールフレーム間スペース（ＳＩＦＳ：Ｓｍａｌｌ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）継続期間の間待ち、その後で、送信可（ＣＴＳ：Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレームを送信する。その後、送信ノードは、ＤＡＴＡフレームを送信し、受信ノードは、肯定応答（ＡＣＫ）フレームを用いてそれに応答するが、その２つは、ＳＩＦＳ継続期間によって隔てられている。このプロトコルは、１ホップだけ離れた隣接ノード間のピアツーピアユニキャスト通信を可能にする。

レイヤの概念を使用して、ネットワーク上でのデータの制御および伝送を特徴付けると便利である。これらの特徴付けでは、ネットワークとネットワーク上で伝送されるものとは、別々の抽象化レイヤに分割され、各レイヤは、それの上位のレイヤに役立つ類似した機能の集まりであり、それの下位のレイヤからサービスを受け取る。

１つのモデルである伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）参照モデルは、ネットワーク機能を４つのレイヤに抽象化する。リンク層に相当するＴＣＰ／ＩＰレイヤ１は、物理アドレッシングの使用を通してフレームの配送を管理することによって、データを転送する機能を提供する。ネットワーク層に相当するＴＣＰ／ＩＰレイヤ２は、ルーティング機能を使用して送信元マシンから目標マシンへのエンドツーエンド接続を維持することによって、ルーティング機能を管理する。トランスポート層に相当するＴＣＰ／ＩＰレイヤ３は、プロセス間通信、誤り訂正のほか、信頼性管理などの他の機能を提供する。ＴＣＰ／ＩＰレイヤ４、すなわちアプリケーション層は、ソフトウェアアプリケーションと直接的に対話し、送信すべきデータを有するアプリケーションの通信パートナの識別情報および利用可能性を決定する。

別のモデルである開放型システム間相互接続参照モデル（ＯＳＩモデル）階層化通信は、７つのレイヤに抽象化される。データリンク層に相当するＯＳＩレイヤ２は、物理アドレッシングを通してネットワークエンティティ間で転送されるデータの配送を管理する点で、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ１と幅広く類似している。ネットワーク層に相当するＯＳＩレイヤ３は、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ２のネットワーク層に類似している。現在存在しているまたは将来開発されるさらなるモデルも、ネットワーク対話性を特徴付けるために使用することができるが、名称は重要ではなく、代わりに、レイヤによって果たされる役割に注目すべきである。

現在、アドホックネットワークに関するルーティング問題は一般に、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ２（ＯＳＩレイヤ３）に相当するネットワーク層から制御される。このレイヤおよび上位レイヤからのルーティング問題および関連問題は、相当な量の制御トラフィックを、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ１に相当するリンク層（ＯＳＩレイヤ２に相当するデータリンク層）にもたらす。さらに、伝送は、性質上、基本的にユニキャストされる。マルチキャスティングおよびブロードキャスティングをサポートするには、追加のプロビジョンを行い、ネットワークの存続期間にわたってそれを維持すべきである。

ネットワークの別の必須の構成要素であるサービスは、ネットワークが実行できる機能を表し、一般にネットワーク運用の中核に存続している。現在、アドホックネットワークに関するサービス関連問題は、アプリケーション層において対処されている。サービス関連プロビジョンも、制御トラフィックをもたらし、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ１（ＯＳＩレイヤ２）において相当な量の制御オーバヘッドを生み出し、帯域幅が不十分な「目的指向」ネットワークに高いコストを提示する。

本発明の特徴は、図面に示されており、図面中、同じ参照番号は、同じ要素を指示している。図面は、この当初の開示の一部を形成する。

送信ノードの観点からのルーティングメカニズム（方法）の一実施形態の例示的な図である。 受信ノードの観点からのルーティングメカニズム（方法）の一実施形態の例示的な図である。 一実施形態の送信状態を説明する遷移図である。 一実施形態の受信状態を説明する遷移図である。 ワイヤレスネットワーク制御フレームに対する一実施形態の変更を示す表である。 ネットワーク通信のためのシステムの例示的な図である。 ネットワーク通信のためのシステムの例示的な図である。 ネットワーク通信のためのシステムの例示的な図である。

以下の説明では、多くの用語が使用される。用語は、以下のように定義することができる。

ノード。コンピュータ、ハンドヘルドデバイス、モバイルデバイス、ネットブック、スマートフォン、モバイルインターネットデバイスなどを含むが、それらに限定されない、ネットワーク上で対話できる任意のデバイス。

送信ノード。データを送信することを望んでいる状態にあるノード。

リスニングノード。送信ノードの１ホップ近傍内に存在する任意のノード。

参加ノード。送信ノードによって送信されたサービスコードに基づいて、送信ノードとの通信に参加することを望むと決定した任意のノード。

非参加ノード。送信ノードによって送信されたサービスコードに基づいて、送信ノードとの通信に参加することを望まないと決定した任意のノード。

図１を参照すると、方法１００の一実施形態におけるステップ１０５において、ノードは、ＣＳＭＡ／ＣＡなどのプロセスを使用して、チャネルを求めて争うことができ、チャネルが空いていると分かった場合、その先に進むことができる。ステップ１１０において、統合サービスコード（integrated service code）を有する第１のフレームが生成される。第１のフレームは、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎなどのＩＥＥＥ ８０２．１１規格プロトコルのいずれかを含むが、それらに限定されない、いくつものルーティングプロトコルに従うことができる。いくつかの実施形態では、図５に示されるように、第１のフレームは、統合送信要求（ＩＲＴＳ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレーム５１０とすることができる。いくつかの実施形態では、ＩＲＴＳフレームは、ＩＥＥＥ ８０２．１１とのバックワード互換性を維持できるように、８０２．１１ ＲＴＳフレーム５１５を含むことができる。いくつかの実施形態では、フレームは、同じ伝送においてデータのパケットを区別できる、または伝送が正しく受信されたかどうかを判定するために使用できる、統合フレームシーケンス番号も有することができる。そのようなフレームは、一意的に識別されるデータパケットを維持することによって、ルーティングループを回避する際に有用なことがある。

サービスコードは、ノード識別子とサービスについての一意識別番号とを含む数を含むが、それらに限定されない、任意の適切なタイプまたは構成を取ることができる。非限定的な一例として、いくつかの実施形態では、サービスコードは、６４ビット長とすることができ、最初の４８ビットは、ネットワーク内のノードを識別し、残りの１６ビットは、ノードによって与えられるサービスを定義することができる。ノード識別子は、例えばノードのＭＡＣ ＩＤ番号など、ノードの識別番号を含むが、それらに限定されない、任意の適切な識別番号とすることができる。一実施形態では、サービスは、ネットワーク上でサービスコードによって知ることができる。一実施形態では、ノードは、コードテーブル内にサービスコードを記憶することができる。一実施形態では、コードテーブルは、すべてのノードで定期的にリフレッシュすることができる。一実施形態では、デフォルトの初期的な１組のサービスが存在することができる。いくつかのデフォルトサービスは、トポロジ評価およびコードテーブル初期化を含むが、それらに限定されない、基本的なネットワーク保守および運用管理を実行することができる。

第１のフレームが生成された後、送信ノードは、フレームを送信するためにネットワークチャネルが空くまで待たなければならないことがある。図１に戻ると、ステップ１２０において、シグナリングプロセスを見ることができるが、このプロセスは、ＩＲＴＳフレームなどの第１のフレームを送信ノードから１つまたは複数のリスニングノードに送信することを求める。伝送自体は、８０２．１１規格デバイス、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送信機、規格外の独自仕様の送信機を含むが、それらに限定されない、任意の形態のワイヤレス送信機を介することができる。伝送は、２．４ＧＨｚの工業、科学、医療（ＩＳＭ）帯域および５ＧＨｚの免許不要全米情報インフラストラクチャ（Ｕ−ＮＩＩ）帯域を含むが、それらに限定されない、任意の適切な周波数帯域を使用することができる。

ステップ１３０に見られるように、第１のフレームが送信ノードからリスニングノードに送信された後、送信ノードは、１つまたは複数のリスニングノードの少なくとも１つが、自らが参加ノードであると決定したかどうかを判定する。いくつかの実施形態では、送信ノードの判定プロセスは、各参加ノードから第２のフレームを受信することを含む。第２のフレームは、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎなどのＩＥＥＥ ８０２．１１規格プロトコルのいずれかを含むが、それらに限定されない、いくつものルーティングプロトコルに従うことができる。いくつかの実施形態では、図５に示されるように、第２のフレームは、ノードのＭＡＣ ＩＤ番号を含むが、それらに限定されない、受信ノードの識別番号を含む、統合送信可（ＩＣＴＳ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレーム５２０とすることができる。いくつかの実施形態では、ＩＣＴＳフレームは、ＩＥＥＥ ８０２．１１とのバックワード互換性を維持できるように、８０２．１１ ＣＴＳフレーム５２５を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＩＣＴＳフレーム５２０は、同じ伝送においてデータのパケットを区別できる、または伝送が正しく受信されたかどうかを判定するために使用できる、フレームシーケンス番号も含むことができる。これは、一意的に識別されるデータパケットを維持することによって、ルーティングループを回避する際に有用なことがある。

参加ノードが存在しない場合、データを転送できるノードが存在しない。一実施形態では、ＩＣＴＳフレームが、所定の時間間隔以内に送信ノードによって受信されない場合、送信ノードは、その伝送をしかるべく標識付けることができ、待ち行列上の他の伝送とともに再び始めることができる。図１に戻ると、一方で、少なくとも１つの参加ノードが存在する場合、送信ノードは、送信ノードから参加ノードにデータの一部を送信することができる（１４０）。

少なくとも１つのリスニングノードが参加ノードであるいくつかの実施形態では、いずれかのリスニングノードが参加ノードであるかどうかの判定は、参加ノードから第２のフレームを受信することを含む。方法１００は、参加ノードから第３のフレームを受信することをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、方法１００は、第３のフレームから経路信頼性を決定することをさらに含むことができる（１６０）。これは、第３のフレームと第２のフレームを比較して、それらの存在または内容における食い違いを分析することを含むが、それらに限定されない、任意の適切な手段によって行うことができる。

第３のフレームは、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎなどのＩＥＥＥ ８０２．１１規格プロトコルのいずれかを含むが、それらに限定されない、いくつものルーティングプロトコルに従うことができる。いくつかの実施形態では、図５に示されるように、第３のフレームは、受信ノードのＭＡＣ ＩＤ番号を含む、統合肯定応答（ＩＡＣＫ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）フレーム５３０とすることができる。いくつかの実施形態では、ＩＡＣＫフレームは、ＩＥＥＥ ８０２．１１とのバックワード互換性を維持できるように、８０２．１１ ＡＣＫフレーム５３５を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＩＡＣＫフレーム５３０は、同じ伝送においてデータのパケットを区別できる、または伝送が正しく受信されたかどうかを判定するために使用できる、フレームシーケンス番号も含むことができる。一例として、一実施形態では、送信ノードが、先の伝送において、必ずしもすべての参加ノードから（ＩＡＣＫフレームなどの）第３のフレームを受信しない場合、送信ノードは、（ＩＣＴＳフレームなどの）第２のフレームを起こしたが、指定された時間以内に第３のフレームを送信ノードに送信することに成功しなかった参加ノードに対して、データの一部を再送しようと試みることができる。一実施形態では、参加ノードは、フレームシーケンス番号に基づいて、現在フレームと再送フレームを区別することによって、電力節約のための適切な戦略を採用することができる。

図２は、ネットワーク上でルーティングを実行するための方法２００を示している。１つまたは複数のリスニングノードが、チャネルステートにアクセスし、進行中の伝送をリスンするために、最初にチャネル評価２０５を実行することができる。ステップ２１０において、１つまたは複数のリスニングノードが、統合サービスコードを含む第１のフレームを受信する。第１のフレームは、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎなどのＩＥＥＥ ８０２．１１規格プロトコルのいずれかを含むが、それらに限定されない、いくつものルーティングプロトコルに従うことができる。いくつかの実施形態では、図５に示されるように、第１のフレームは、ＩＲＴＳフレーム５１０とすることができる。いくつかの実施形態では、フレームは、同じ伝送においてデータのパケットを区別できる、または伝送が正しく受信されたかどうかを判定するために使用できる、統合フレームシーケンス番号も有することができる。そのようなフレームは、一意的に識別されるデータパケットを維持することによって、ルーティングループを回避する際に有用なことがある。一実施形態では、リスニングノードは、フレームを受信するときに、アイドル状態にあることができる。

図２に戻ると、示された方法２００は、ステップ２２０をさらに含み、ステップ２２０において、１つまたは複数のリスニングノードは、統合サービスコードに基づいて、そのリスニングノードが参加ノードであるかどうかを判定する。この判定は、サービスコードを承認サービスコードの内部リストと比較すること、またはサービスコードが禁止サービスコードのリスト上に存在しないこと確認することを含むが、それらに限定されない、任意の適切な手段によって行うことができる。一実施形態では、リスニングノードは、自らがネクストホップ隣接ノードのための中間ルータである場合に、自らが参加ノードであると決定することができる。

サービスコードに基づいて、リスニングノードが参加ノードである場合、参加ノードは、ステップ２３０に進むことができ、ステップ２３０において、参加ノードは、第２のフレームを送信することができる。第２のフレームは、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎなどのＩＥＥＥ ８０２．１１規格プロトコルのいずれかを含むが、それらに限定されない、いくつものルーティングプロトコルに従うことができる。いくつかの実施形態では、図５に示されるように、第２のフレームは、ＩＣＴＳフレーム５２０とすることができる。第２のフレームは、ノードのＭＡＣ ＩＤ番号を含むが、それらに限定されない、参加ノードの識別番号を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＩＣＴＳフレーム５２０は、同じ伝送においてデータのパケットを区別でき、一意的に識別されるデータパケットを維持することによって、ルーティングループを回避する際にやはり有用である、または伝送が正しく受信されたかどうかを判定するために使用できる、フレームシーケンス番号も含むことができる。

図２の実施形態に戻ると、ステップ２４０に示されるように、参加ノードは、送信ノードからデータの一部を受信することができる。いくつかの実施形態では、ステップ２５０に見られるように、方法は、第３のフレームを参加ノードから送信ノードに送信することをさらに含むことができる。この第３のフレームは、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎなどのＩＥＥＥ ８０２．１１規格プロトコルのいずれかを含むが、それらに限定されない、いくつものルーティングプロトコルに従うことができる。いくつかの実施形態では、図５に示されるように、第３のフレームは、ＩＡＣＫフレーム５３０とすることができる。第３のフレームは、ノードのＭＡＣ ＩＤ番号を含むが、それらに限定されない、受信ノードの識別番号を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＩＡＣＫフレーム５３０は、同じ伝送においてデータのパケットを区別できる、または伝送が正しく受信されたかどうかを判定するために使用できる、フレームシーケンス番号も含むことができる。いくつかの実施形態では、参加ノードは、第３のフレームの送信に続いて、アイドル状態に入ることができる。

図２の方法２００の実施形態のステップ２６０に見られるように、いくつかの実施形態は、参加ノードではないリスニングノード上で、スリープモードを開始することをさらに含むことができる。このスリープモードは、非参加ノードのＮＡＶ値を更新すること、ワイヤレス送信機への給電を停止すること、および省電力モードに入ることなどを含むが、それらに限定されない、任意の適切な方法で開始することができる。スリープモードの継続期間は、計算された時間を含むが、それに限定されない、任意の定義された時間間隔とすることができ、非参加ノードは、送信ノードと参加ノードが伝送を完了したときにウェイクアップすることができる。この後、方法は、ステップ２０５に戻ることができる。

一実施形態では、この継続期間は、参加ノードが、（統合サービスコードを含むことができる）第１のフレーム、第２のフレーム、データの一部、および第３のフレームを送信するのに必要とする時間を含む。非限定的な一例として、フレームがそれぞれＩＲＴＳ、ＩＣＴＳ、ＩＡＣＫである実施形態では、スリープモードの継続期間は、時間ｔ_１とすることができ、ｔ_１＝（Ｔ_ＩＲＴＳ＋ＳＩＦＳ＋Ｎ×Ｔ_{ＩＣＴＳ（Ｎ）}＋α×ＳＩＦＳ＋Ｔ_ＤＡＴＡ＋Ｎ×Ｔ_{ＩＡＣＫ（Ｎ）}）−β×Ｔ_ＩＡＣＫである。そのような一実施形態の計算において、Ｔ値は、各フレームまたはデータの一部を送信するための時間であり、ＳＩＦＳは、スモールフレーム間スペースの時間（データフレームと肯定応答の間の時間）であり、Ｎは、それぞれのフレームを送信するノードの数であり、αおよびβは、適切な定数である。一実施形態では、競合および確認のための十分な時間を提供するαおよびβの値を使用することができる。様々な実施形態では、定数αの値は、共通の競合プロセスにも係わらず生じることがある、衝突したＩＣＴＳフレームの再送のための時間を提供するように選択することができる。いくつかの実施形態では、βの値は、後続の伝送の前に、すべての非参加ノードがスリープモードからウェイクアップするように選択することができ、それによって、すべてのノードが媒体にアクセスする機会を有し、伝送のために媒体が空いたときに惰性的にスリープしていないことを保証することができる。一実施形態では、βは、Ｔ_ＩＡＣＫの分数の時間を提供するように選択することができる。いくつかの実施形態では、αおよびβは、それぞれ約３および０．５である。他の実施形態では、もちろん、αおよびβのための他の値も使用することができる。いくつかの実施形態では、スリープの後、ノードは、チャネル評価（ステップ２０５）に戻り、新たに通信に参加することができる。

図３に示される一実施形態では、送信ノードは、アイドル状態３００から移って、競合ループ３１０に入ることができ、そこで、チャネル獲得３１５が行われるまで待ってから、ノードは、自由にシグナリング３２０を開始することができる。示される実施形態では、シグナリング３２０は、ＩＲＴＳフレームなどの第１のフレーム３２５を送信することを含む。第１のフレーム３２５を送信した後、送信ノードは、受信状態３３０に入り、そこで、ＩＣＴＳフレームなどの第２のフレーム３３５を参加ノードから受信するのを待つ。第２のフレームを受信した後に送信ノードが待つ継続期間は、ＳＩＦＳ間隔の整数倍以上の時間を含むが、それに限定されない、任意の適切な時間とすることができる。図３においてｎ（ＩＣＴＳ）＝０として表される、送信ノードによって受信された、ＩＣＴＳフレームなどの第２のフレームの数が０に等しい場合、送信ノードは、参加ノードが存在しないと仮定することができ、アイドル状態３００に戻ることができ、そこで、次の伝送を送信または受信しようと試みるときまで待つことができる。示される実施形態においてｎ（ＩＣＴＳ）≧１として表される、送信ノードによって受信された第２のフレームの数が１以上である場合、送信ノードは、自由にデータ送信３４０を開始することができる。一実施形態では、データを送信した後、送信ノードは、経路信頼性を決定するために使用できる、示される実施形態においてＩＡＣＫフレームとして表される、第３のフレーム３４５を受信するのを待つことができる。

一実施形態では、図４に見られるように、リスニングノードは、ＩＲＴＳフレームなどの第１のフレーム４２５を送信ノードから受信するまで、アイドル状態４００において待つことができる。その後、リスニングノードは、シグナリング状態４３０に入り、そこで、第１のフレーム内のサービスコードに基づいて、リスニングノードが参加ノードであるか、それとも非参加ノードであるかを決定することができる。リスニングノードが参加ノードである場合、リスニングノードは、ＩＣＴＳフレームなどの第２のフレーム４３５を送信ノードに送信する。その後、参加ノードは、自由にデータ受信４４０を開始することができる。一実施形態では、受信ノードは、送信ノードが経路信頼性を決定できるようにすることができる、ＩＡＣＫフレームなどの第３のフレーム４４５を送信することができる。

第１のフレーム４２５を受信した後、リスニングノードが、第１のフレーム内のサービスコードに基づいて、自らは非参加ノードであると決定した場合、リスニングノードは、スリープ状態４５０に入ることができる。このスリープ状態は、参加ノードが、（統合サービスコードを含むことができる）第１のフレーム、ｎ（ＩＣＴＳ）フレーム、データの一部、およびｎ（ＩＡＣＫ）フレームを送信するのに必要とする時間を含む、任意の適切な継続期間にわたることができる。スリープ継続期間が満了した後、非参加ノードは、ウェイクアップして（４６０）、アイドル状態４００に戻ることができ、次の伝送を送信または受信しようと試みるときまで待つことができる。

ここで図６を参照すると、実施形態は、送信ノード６００を含むネットワーク通信のためのシステムも含むことができる。送信ノード６００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブック、ハンドヘルドデバイス、およびスマートフォンなどを含むが、それらに限定されない、任意の適切なタイプを取ることができる。システムは、少なくとも１つの第１のプロセッサ６１０を含む。第１のプロセッサ６１０は、コンピュータプロセッサ、ネットワークプロセッサ、マイクロプロセッサ、または集積回路を含むが、それらに限定されない、任意の適切なタイプまたは構成を取ることができる。第１のプロセッサ６１０は、送信命令６２０を実行するように構成することができる。送信命令６２０は、統合サービスコードを有する第１のフレームを生成するステップを含むことができる。第１のフレームは、図５においてＩＲＴＳフレーム５１０として示されるＩＲＴＳフレームを含むが、それに限定されない、任意の適切なタイプまたは構成を取ることができる。図６に戻ると、サービスコードは、ノード識別子とサービスについての一意識別番号とを含むサービスコードを含むが、それに限定されない、任意の適切なタイプを取ることができる。送信命令６２０は、第１のフレームを送信ノード６００から１つまたは複数のリスニングノード６４０に送信することも含むことができる。伝送プロセスは、送信機−受信機を介する手段、または図６の非限定的な実施形態に示されるように、ワイヤレストランシーバ６３０を介する手段を含むが、それらに限定されない、任意の適切な手段によって実行することができる。送信命令６２０は、少なくとも１つまたは複数のリスニングノード６４０が参加ノード６５０であるかどうかを判定することをさらに含むことができる。これは、参加ノード６５０から第２のフレームを受信すること含むが、それに限定されない、任意の適切な手段によって達成することができる。送信命令６２０は、送信ノード６００から参加ノード６５０にデータの一部を送信することをさらに含むことができる。

図７に示されるように、送信ノード６００を含むシステムのいくつかの実施形態では、少なくとも１つまたは複数のリスニングノード６４０は、少なくとも１つの第２のプロセッサ７１０を含むことができ、第２のプロセッサ７１０は、コンピュータプロセッサ、ネットワークプロセッサ、マイクロプロセッサ、および集積回路を含むが、それらに限定されない、任意の適切なタイプまたは構成を取ることができる。第２のプロセッサ７１０は、受信命令７２０を実行するように構成することができる。受信命令７２０は、第１のフレームを受信するステップを含むことができる。第１のフレームは、図５においてＩＲＴＳフレーム５１０として示されるＩＲＴＳフレームを含むが、それに限定されない、任意の適切なタイプまたは構成を取ることができる。図７に戻ると、受信命令７２０は、サービスコードに基づいて、リスニングノード６４０が参加ノードであるかどうかを判定することをさらに含むことができる。リスニングノード６４０が参加ノードである場合、受信命令７２０は一般に、第２のフレームをリスニングノード６４０から送信ノード６００に送信することをさらに含むことができる。第２のフレームは、図５においてＩＣＴＳフレーム５２０として示されるＩＣＴＳフレームを含むが、それに限定されない、任意の適切なタイプまたは構成を取ることができる。

図８は、本開示に従って、サービス指向アドホックワイヤレスネットワーク通信のために構成された、例示的なコンピューティングデバイス９００を示すブロック図である。非常に基本的な構成９０１においては、コンピューティングデバイス９００は一般に、１つまたは複数のプロセッサ９１０と、システムメモリ９２０とを含む。メモリバス９３０は、プロセッサ９１０とシステムメモリ９２０の間で通信するために使用することができる。

所望の構成に応じて、プロセッサ９１０は、マイクロプロセッサ（μＰ）、マイクロコントローラ（μＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはそれらの任意の組合せを含むが、それらに限定されない、任意のタイプを取ることができる。プロセッサ９１０は、レベル１キャッシュ９１１およびレベル２キャッシュ９１２などの１つまたは複数のレベルのキャッシングと、プロセッサコア９１３と、レジスタ９１４とを含むことができる。例示的なプロセッサコア９１３は、算術論理演算ユニット（ＡＬＵ）、浮動小数点ユニット（ＦＰＵ）、デジタル信号処理コア（ＤＳＰコア）、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。例示的なメモリコントローラ９１５も、プロセッサ９１０とともに使用することができ、またはいくつかの実施では、メモリコントローラ９１５は、プロセッサ９１０の内部部品とすることができる。

所望の構成に応じて、システムメモリ９２０は、（ＲＡＭなどの）揮発性メモリ、（ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの）不揮発性メモリ、またはそれらの任意の組合せを含むが、それらに限定されない、任意のタイプを取ることができる。システムメモリ９２０は、オペレーティングシステム９２１と、１つまたは複数のアプリケーション９２２と、プログラムデータ９２４とを含むことができる。アプリケーション９２２は、図１の方法１００または図２の方法２００に関して説明された機能を含む、本明細書で説明されたような機能を実行するように構成された、サービス指向ネットワークルーティングアルゴリズム９２３を含むことができる。プログラムデータ９２４は、リスニングノードが参加ノードであるかどうかを判定するために、また本明細書で説明されたような（例えば図１〜図４に示されるような）、例えばＩＣＴＳフレームおよびＩＡＣＫフレームなど、様々なフレームで伝送された情報を照合することによって通信信頼性を保証するために有用なことがある、サービス指向識別データ９２５を含むことができる。いくつかの実施形態では、アプリケーション９２２は、適用可能なサービスに基づいたネットワーク参加の決定を、本明細書で説明されたように行うことができるように、オペレーティングシステム９２１上でプログラムデータ９２４を用いて動作するように構成することができる。この説明された基本的な構成９０１は、図８においては、内側の点線内のそれらのコンポーネントによって示されている。

コンピューティングデバイス９００は、追加の特徴または機能、ならびに基本的な構成９０１と任意の必要なデバイスおよびインタフェースの間の通信を円滑化するための追加のインタフェースを有することができる。例えば、バス／インタフェースコントローラ９４０は、ストレージインタフェースバス９４１を介する、基本的な構成９０１と１つまたは複数のデータ記憶デバイス９５０の間の通信を円滑化するために使用することができる。データ記憶デバイス９５０は、着脱可能記憶デバイス９５１、着脱不能記憶デバイス９５２、またはそれらの組合せとすることができる。着脱可能記憶デバイスおよび着脱不能記憶デバイスの例は、いくつかの名前を挙げると、フレキシブルディスクドライブおよびハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気ディスクデバイス、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブまたはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブなどの光ディスクドライブ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ならびにテープドライブを含む。例示的なコンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法または技術で実施された、揮発性および不揮発性の着脱可能および着脱不能な媒体を含むことができる。

システムメモリ９２０、着脱可能記憶デバイス９５１、および着脱不能記憶デバイス９５２は、コンピュータ記憶媒体の例である。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、もしくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、もしくは他の光記憶、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶、もしくは他の磁気記憶デバイス、または所望の情報を記憶するのに使用でき、コンピューティングデバイス９００によってアクセスできる他の任意の媒体を含むが、それらに限定されない。そのようなコンピュータ記憶媒体はいずれも、コンピューティングデバイス９００の一部とすることができる。

コンピューティングデバイス９００は、バス／インタフェースコントローラ９４０を介する、様々なインタフェースデバイス（例えば、出力デバイス９６０、周辺インタフェース９７０、および通信デバイス９８０）から基本的な構成９０１への通信を円滑化するための、インタフェースバス９４２も含むことができる。例示的な出力デバイス９６０は、１つまたは複数のＡ／Ｖポート９６３を介してディスプレイまたはスピーカなどの様々な外部デバイスと通信するように構成できる、グラフィックス処理ユニット９６１およびオーディオ処理ユニット９６２を含む。例示的な周辺インタフェース９７０は、１つまたは複数のＩ／Ｏポート９７３を介して入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイスなど）または他の周辺デバイス（例えば、プリンタ、スキャナなど）などの外部デバイスと通信するように構成できる、シリアルインタフェースコントローラ９７１またはパラレルインタフェースコントローラ９７２を含む。例示的な通信デバイス９８０は、１つまたは複数の通信ポート９８２を介する、通信ネットワークを通じた、１つまたは複数の他のコンピューティングデバイス９９０との通信を円滑化するように構成できる、ネットワークコントローラ９８１を含む。

ネットワーク通信リンクは、通信媒体の一例とすることができる。通信媒体は、搬送波または他のトランスポートメカニズムなどの変調データ信号内のコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータによって一般に具現することができ、任意の情報配送媒体を含むことができる。「変調データ信号」は、情報を信号内に符号化するような方法で設定または変更された特性の１つまたは複数を有する信号とすることができる。限定することなく、例を挙げると、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接配線接続などの有線媒体、ならびに音響、無線周波（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）および他の無線媒体などの無線媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体という用語は、本明細書で使用される場合、記憶媒体と通信媒体の両方を含むことができる。

コンピューティングデバイス９００は、セルフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルメディアプレーヤデバイス、ワイヤレスウェブウォッチデバイス、パーソナルヘッドセットデバイス、アプリケーション固有デバイス、または上記の機能のいずれかを含むハイブリッドデバイスなど、フォームファクタが小さいポータブル（またはモバイル）電子デバイスの一部として実施することができる。コンピューティングデバイス９００は、ラップトップコンピュータ構成と非ラップトップコンピュータ構成の両方を含むパーソナルコンピュータとしても実施することができる。

本開示は、様々な態様の例示として意図された、本出願で説明された特定の実施形態の観点から限定されるべきではない。当業者には明らかなように、本開示の主旨および範囲から逸脱することなく、多くの変更および変形を施すことができる。本明細書で列挙された方法および装置に加えて、本開示の範囲内にある機能的に等価な方法および装置も、上記の説明から当業者には明らかであろう。そのような変更および変形も、添付の特許請求の範囲内に包含されることが意図されている。本開示は、添付の特許請求の範囲、ならびにそのような特許請求の範囲に妥当する均等物の全範囲によってのみ限定されるべきである。本開示は、当然のこととして様々であり得る、特定の方法、試薬、化合物、合成物、または生体系に限定されないことを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定的であることは意図していないことも理解されたい。

本明細書における実質的にすべての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。様々な単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。

通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（例えば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｂｕｔ ｉｓ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（例えば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏ ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈ ｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。

加えて、本開示の特徴または態様がマーカッシュグループに関して説明される場合、本開示が、それによって、マーカッシュグループの個々の要素またはマーカッシュグループの要素からなる部分群に関しても説明されていることが当業者には理解されよう。

当業者であれば理解されるように、文書による説明を提供することなどに関するありとあらゆる目的のため、本明細書で開示されたすべての範囲は、すべての範囲のありとあらゆる可能な部分範囲および部分範囲の組合せも包含する。いずれの列挙された範囲も、当該範囲を十分に説明しており、また当該範囲を少なくとも等分に２分割、３分割、４分割、５分割、１０分割などが可能であることを容易に認識することができる。非限定的な一例として、本明細書で説明された各範囲は、下位３分の１、中間３分の１、および上位３分の１などに容易に分割することができる。やはり当業者であれば理解されるように、「最大で」、「少なくとも」、「よりも大きい」、「よりも小さい」などのすべての言葉は、挙げられた数を含み、上で説明されたように後で部分範囲に分割できる範囲に言及している。最後に、当業者であれば理解されるように、範囲は、各個別要素を含む。したがって、例えば、１つ〜３つのセルを有する群は、１つ、２つ、または３つのセルを有する群に言及している。同様に、１つ〜５つのセルを有する群は、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つのセルを有する群に言及しており、その他についても同様である。

本明細書では様々な態様および実施形態が開示されたが、他の態様および実施形態も当業者には明らかであろう。本明細書で開示された様々な態様および実施形態は説明を目的としたものであり、限定的であることは意図しておらず、真の範囲および主旨は、以下の特許請求の範囲によって示されている。

Claims (26)

1. ネットワークにおいて情報をルーティングするための方法であって、
   統合サービスコードを有する第１のフレームを生成することと、
   前記第１のフレームを送信ノードから１つまたは複数のリスニングノードに送信することと、
   前記１つまたは複数のリスニングノードの少なくとも１つが、自らが参加ノードであると決定したかどうかを判定することと、
   データの一部を前記送信ノードから前記参加ノードに送信することと
   を含む方法。
2. 前記サービスコードが、ノード識別子と、サービスについての一意識別番号とを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のフレームが、送信要求フレームを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記１つまたは複数のリスニングノードの少なくとも１つが、自らが参加ノードであると決定したかどうかを判定することが、少なくとも１つの第２のフレームを前記参加ノードから受信することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの第２のフレームが、送信可フレームを含む、請求項４に記載の方法。
6. 第３のフレームを前記参加ノードから受信することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記第３のフレームから経路信頼性を決定することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記第３のフレームが、肯定応答フレームを含む、請求項７に記載の方法。
9. ネットワーク上で情報をルーティングするための方法であって、
   統合サービスコードを含む第１のフレームを１つまたは複数のリスニングノードにおいて受信することと、
   前記統合サービスコードに基づいて、前記１つまたは複数のリスニングノードが参加ノードであるかどうかを判定することと、
   第２のフレームを前記参加ノードから送信することと
   を含む方法。
10. 前記第２のフレームが、送信可フレームを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第２のフレームが、前記参加ノードのための媒体アクセス制御識別子を含む、請求項９に記載の方法。
12. 第３のフレームを前記参加ノードから送信ノードに送信すること
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
13. 前記第３のフレームが、肯定応答フレームを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 参加ノードではない前記リスニングノード上でスリープモードを開始することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
15. ネットワーク通信のためのシステムであって、
    送信命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記送信命令が、
    統合サービスコードを有する第１のフレームを生成することと、
    前記第１のフレームを送信ノードから１つまたは複数のリスニングノードに送信することと、
    前記１つまたは複数のリスニングノードの少なくとも１つが、自らが参加ノードであると決定したかどうかを判定することと、
    データの一部を前記送信ノードから前記参加ノードに送信することと
    を含む、少なくとも１つのプロセッサ
    を備えるシステム。
16. 前記サービスコードが、ノード識別子と、サービスについての一意識別番号とを含む、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記第１のフレームが、送信要求フレームを含む、請求項１５に記載のシステム。
18. 前記送信命令が、第２のフレームを前記参加ノードから受信することをさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
19. 前記送信命令が、第３のフレームを前記参加ノードから受信することをさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
20. 前記送信命令が、前記第３のフレームから経路信頼性を決定することをさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記第３のフレームが、肯定応答フレームを含む、請求項２０に記載のシステム。
22. ネットワーク通信のためのシステムであって、
    受信命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記受信命令が、
    統合サービスコードを含む第１のフレームを１つまたは複数のリスニングノードにおいて受信することと、
    前記統合サービスコードに基づいて、前記１つまたは複数のリスニングノードが参加ノードであるかどうかを判定することと、
    第２のフレームを前記参加ノードから送信することと
    を含む、少なくとも１つのプロセッサ
    を備えるシステム。
23. 前記第２のフレームが、前記参加ノードのための媒体アクセス制御識別子を含む、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記受信命令が、
    第３のフレームを前記参加ノードから送信ノードに送信すること
    をさらに含む、請求項２２に記載のシステム。
25. 前記第３のフレームが、肯定応答フレームを含む、請求項２４に記載のシステム。
26. 前記受信命令が、参加ノードではない前記リスニングノード上でスリープモードを開始することをさらに含む、請求項２２に記載のシステム。

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