JP2015130559A - 計算方法、計算プログラムおよび計算装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の実施形態の計算方法は、それぞれ複数の端末に含まれる第1の端末と第2の端末とが直接接続可能な確率と、第2の端末と複数の基地局に含まれる第1の基地局とが直接接続可能な確率とを用いて、第1の基地局と第2の端末とが(h−1)回(hは2以上かつ有限な整数)のホップで接続可能で、且つ、第1の端末と第2の端末とが直接接続可能な第1の確率を計算する。第1の端末が複数の基地局のうち少なくとも1の基地局にh回のホップで接続可能な第2の確率を、第1の確率を用いて計算する。
【選択図】図6
Description
図1において、ネットワークシステム1は、1以上の基地局12と、無線通信により基地局12と通信を行う1以上の端末13とを含む。各端末13は、例えば、無線機、無線センサノード、無線を利用するユーザの無線端末である。また、各基地局12は、例えば、無線アクセスポイント、コンセントレータである。
次に、第1の実施形態に係る通信ネットワークの接続確率の計算方法について説明する。以下に説明する各実施形態に示す計算方法は、最大ホップ数=hが与えられた場合に、ネットワークシステム1に含まれる各端末13が、ネットワークシステム1に含まれる全ての基地局12のうち少なくとも1にh接続可能な確率Phを算出する。ユーザは、この確率Phを用いて、ネットワークシステム1の評価を行うことができる。以下の各実施形態では、この確率Phを、各ノード間の直接接続可能な確率(以下、適宜、直接接続確率と呼ぶ)に基づき算出する。
C1=(P1 Bi,Sj) …(1)
A=(P1 Si,Sj) …(2)
Ith:相互情報量の閾値
X:無線チャネルの変動を表すランダム変数
FX:変数の相補累積確率分布関数(CCDF)
SNR:Signal to Noise Ratio
SNR=α・d-η …(4)
Ch-1=(Ph-1 Bi,Sj) …(5)
次に、第1の実施形態の応用例について説明する。応用例では、第1の実施形態で求めた確率Ph Sjを用いて、ネットワークシステム1の接続性を評価する。
第1の実施形態による効果について説明する。上述した非特許文献1は、ノードの位置がランダムなネットワークにおいて、任意の2のノード間にルートがある確率を計算する方法を提案している。しかしながら、非特許文献1では、ホップ数すなわち中間ノード数を考慮していないため、ホップ数が制限されたネットワークシステムに適用することが困難であった。
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、上述した第1の実施形態とは異なる手順で計算を行い、確率Ph Sjを計算する。図10は、第2の実施形態に適用可能な計算装置150の機能を示す機能ブロック図である。図10において、計算装置150は、入力部110と、確率計算部111’と、出力部112とを有する。なお、これらのうち、入力部110および出力部112は、上述した図5と共通するので、詳細な説明は省略する。
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、上述の第2の実施形態のステップS22の計算を利用して、ネットワークシステム1に含まれる各端末13に設定可能なランクrを設定する。
次に、各実施形態に係る計算装置100および150を実現可能な構成について、図13を用いて説明する。図13に例示されるように、計算装置100および150は、例えば一般的なコンピュータ装置2100により実現可能である。なお、計算装置100および150は、同様のハードウェア構成で実現可能であるので、以下では、煩雑さを避けるため、計算装置100で代表させて説明する。
次に、各実施形態に適用可能なハードウェア構成の別の例について説明する。この別の例では、第1の実施形態による計算装置100や、第2の実施形態による計算装置150をネットワーク・クラウド上に構成した計算システムの例である。図14は、各実施形態に適用可能な計算システムの別の例の構成を示す。なお、計算装置100および150は、同様の構成で実現可能であるので、以下では、煩雑さを避けるため、計算装置100で代表させて説明する。また、図14において、上述の図5と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
12,12a,12b 基地局
13,13a,13b 端末
100,150 計算装置
110 入力部
111,111’ 確率計算部
112 出力部
1110,1510 第1計算部
1111,1511 第2計算部
1112,1512 取得部
Claims (12)
- 複数の端末と複数の基地局とを含む無線ネットワークに関する計算を行う計算方法であって、
それぞれ前記複数の端末に含まれる第1の端末と第2の端末とが直接接続可能な確率と、該第2の端末と前記複数の基地局に含まれる第1の基地局とが直接接続可能な確率とを用いて、該第1の基地局と該第2の端末とが(h−1)回(hは2以上かつ有限な整数)のホップで接続可能で、且つ、該第1の端末と該第2の端末とが直接接続可能な第1の確率を計算する第1の計算ステップと、
前記第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局にh回のホップで接続可能な第2の確率を、前記第1の確率を用いて計算する第2の計算ステップと
を有する
ことを特徴とする計算方法。 - 前記無線ネットワークの接続の容易さを、前記複数の端末それぞれの前記第2の確率のうち最小の値を用いて評価する評価ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の計算方法。 - 前記無線ネットワークの接続の容易さを、前記複数の端末それぞれの前記第2の確率を乗じた値を用いて評価する評価値を求める評価ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の計算方法。 - 複数の端末と複数の基地局とを含む無線ネットワークに関する計算を行う計算方法であって、
それぞれ前記複数の端末に含まれる第1の端末と第2の端末とが直接接続可能で、且つ、該第2の端末と前記複数の基地局に含まれる第1の基地局とが直接接続可能な確率を用いて該第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局に直接接続可能な確率を求め、該確率を用いて、該第2の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局に(h−1)回(hは2以上かつ有限な整数)のホップで接続可能で、且つ、該第2の端末が該第1の端末と直接接続可能な第1の確率を計算する第1の計算ステップと、
前記第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局にh回のホップで接続可能な第2の確率を、前記第1の確率を用いて計算する第2の計算ステップと
を有する
ことを特徴とする計算方法。 - 前記無線ネットワークの接続の容易さを、前記複数の端末それぞれの前記第2の確率のうち最小の値を用いて評価する評価ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項4に記載の計算方法。 - 前記無線ネットワークの接続の容易さを、前記複数の端末それぞれの前記第2の確率を乗じた値を用いて評価する評価値を求める評価ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項4に記載の計算方法。 - 端末からの送信方向を制限するためのランクを、前記第2の確率を閾値と比較した結果に基づき、前記複数の端末のそれぞれに設定する設定ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項4乃至請求項6の何れか1項に記載の計算方法。 - 前記第2の計算ステップは、
前記第2の確率を、前記第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局にr回(rは、0以上且つh以下の整数)のホップで接続可能な確率として、rを1ずつ順次増加させてさらに計算し、
前記設定ステップは、
前記第1の確率を閾値と比較した結果に基づき、前記ランクをrに設定する
ことを特徴とする請求項7に記載の計算方法。 - 複数の端末と複数の基地局とを含む無線ネットワークに関する計算を行う計算方法をコンピュータに実行させるための計算プログラムであって、
前記計算方法は、
それぞれ前記複数の端末に含まれる第1の端末と第2の端末とが直接接続可能な確率と、該第2の端末と前記複数の基地局に含まれる第1の基地局とが直接接続可能な確率とを用いて、該第1の基地局と該第2の端末とが(h−1)回(hは2以上かつ有限な整数)のホップで接続可能で且つ該第1の端末と該第2の端末とが直接接続可能な第1の確率を計算する第1の計算ステップと、
前記第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局にh回のホップで接続可能な第2の確率を、前記第1の確率を用いて計算する第2の計算ステップと
を有する
ことを特徴とする計算プログラム。 - 複数の端末と複数の基地局とを含む無線ネットワークに関する計算を行う計算方法をコンピュータに実行させるための計算プログラムであって、
前記計算方法は、
それぞれ前記複数の端末に含まれる第1の端末と第2の端末とが直接接続可能で、且つ、該第2の端末と前記複数の基地局に含まれる第1の基地局とが直接接続可能な確率を用いて該第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局に直接接続可能な確率を求め、該確率を用いて、該第2の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局に(h−1)回(hは2以上かつ有限な整数)のホップで接続可能で、且つ、該第2の端末が該第1の端末と直接接続可能な第1の確率を計算する第1の計算ステップと、
前記第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局にh回のホップで接続可能な第2の確率を、前記第1の確率を用いて計算する第2の計算ステップと
を有する
ことを特徴とする計算プログラム。 - 複数の端末と複数の基地局とを含む無線ネットワークに関する計算を行う計算装置であって、
それぞれ前記複数の端末に含まれる第1の端末と第2の端末とが直接接続可能な確率と、該第2の端末と前記複数の基地局に含まれる第1の基地局とが直接接続可能な確率とを用いて、該第1の基地局と該第2の端末とが(h−1)回(hは2以上かつ有限な整数)のホップで接続可能で且つ該第1の端末と該第2の端末とが直接接続可能な第1の確率を計算する第1の計算部と、
前記第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局にh回のホップで接続可能な第2の確率を、前記第1の確率を用いて計算する第2の計算部と
を有する
ことを特徴とする計算装置。 - 複数の端末と複数の基地局とを含む無線ネットワークに関する計算を行う計算装置であって、
それぞれ前記複数の端末に含まれる第1の端末と第2の端末とが直接接続可能で、且つ、該第2の端末と前記複数の基地局に含まれる第1の基地局とが直接接続可能な確率を用いて該第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局に直接接続可能な確率を求め、該確率を用いて、該第2の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局に(h−1)回(hは2以上かつ有限な整数)のホップで接続可能で、且つ、該第2の端末が該第1の端末と直接接続可能な第1の確率を計算する第1の計算部と、
前記第1の端末が前記複数の基地局のうち少なくとも1の基地局にh回のホップで接続可能な第2の確率を、前記第1の確率を用いて計算する第2の計算部と
を有する
ことを特徴とする計算装置。
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