JP2020533849A - シーケンスベースの通信ネットワークのための通信ノード - Google Patents
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Abstract
Description
− 通信システムへのエントリーを管理し、および/または
− 通信シーケンス内で場所のスワップを開始および管理し、および/または
− 中断されたネットワークを再確立する、ようにプログラムされている。
最初に、通信ノードCNは、他ノードN1〜N4から受信した信号を評価する。受信した信号に基づいて、それぞれの通信リンクのチャネルまたはリンクの品質を記述する品質データを決定する。品質データは、品質値G(N1,CN)、G(N2,CN)、G(N3,CN)およびG(N4,CN)からなるか、あるいはこれらを含んでもよい。
G(Ni,CN)=sum(s1, ... si, ... st)/t
ここで、siは、1≦i≦tで、時刻インスタンスiで受信された基準信号のプリアンブルの受信信号強度を指す。
G(N1,CN)>G(N2,CN)、G(N3,CN)およびG(N4,CN)
である場合、通信ノードCNは、その最適な先行ノードとして通信ノードN1を選択してもよい。
例えば、
である場合、通信ノードCNは、通信ノードN4または通信ノードN1をその将来の先行ノードとして選択する可能性がある。しかし、G4,1はG1,2よりかなりより良いため、通信ノードN1をその先行ノードとして選択すると、「良い」(G4,1=4)リンクN4−>N1が変更されないままで、比較的「悪い」(G1,2=2)リンクN1−>N2が置き換えられるため、全体的なリンク品質が改善される可能性がある。G(CN,N2)は意思決定時には必ずしも知られていないが、G1,2=2よりもより良い可能性があり、これは、例えば、G(N2,CN)の品質値によって示され得る。
− Acq4は、N4がノードN1の先行ノードである場合、結果として得られる平均チャネル品質を指定し、
− Acq2は、N2がノードN1の先行ノードである場合、結果として得られる平均チャネル品質を指定し、
− Acq3は、N3がノードN1の先行ノードである場合、結果として得られる平均チャネル品質を指定する。
N2−>N1−>N3−>N4
N2−>N3−>N1−>N4
Acq2>Acq1、Acq3およびAcq4
であるためである。
新しいステーションがすでに存在するリング(例えば、EchoRingネットワーク)に参加したい場合、通常の手順では、既存のネットワーク内のいくつかの他のステーションの勧誘発表を待って、次いで、特別なメッセージを通じて、ネットワークへの参加の関心を示すようにステーションに指令する。これは、リンク状態を考慮することなくなされる。上述の手順では、新しいステーションは、勧誘メッセージに答える前に、最初に既存のネットワークのすべてのステーションに対するチャネル状態を観察する。したがって、十分なチャネル情報を収集した後、ステーションは、最も好ましいリンク条件を有するステーションからの勧誘メッセージに答えることを選択する。チャンネル観測は、システム内の通常のトークン伝送をオーバーヒアリングすることにより、ステーションによって行われ得る。
通信システム(例えば、EchoRingシステム)の動作中に、リンク状態が著しく変化する可能性があり、新しいトークンパッシングシーケンスを古いものよりもより良い選択にする。ランタイムでのシステムの再構成を調整するために、上述のメカニズムは好ましいと思われる:ステーションは、分散チャネル状態情報に基づいて、トークンパッシングシーケンスが(ペアされたスイッチのみを考慮して)他のステーションのいずれかとその順序でそれらの位置を変更することによって改善され得るかどうかを定期的にチェックする。そうするためには、各局にトークンパッシングシーケンスが提供されなければならず、これは、別のメッセージによって発表され得るか、あるいはネットワークの動作から観察され得る。このような好ましいスイッチが発見されると、ステーションは、送信されるペイロード情報を保持しない場合、それ自身の到来トークンの保持時間を使用して、スイッチを開始してもよい。この開始は、まず、スイッチをするステーションの前任者とのスイッチを要求することによって行われてもよい。これがスイッチを確認する場合、それは、それの前任者にさらに発表され、その後に別の確認が続いてもよい。これが同様に確認される場合、最終的にスイッチするステーションに発表されてもよい。2つの他の前任者もスイッチの最終発表をオーバーヒアリングする。この最終メッセージが対応するステーションによって確認される場合、スイッチは次のトークンローテーションで実行されてもよい。
急激なチャネルの変化または干渉により、リングシステム(例えば、EchoRingシステム)が完全に崩壊する可能性がある。これが起きる場合、リフォームを担当する専用のステーションは、ネットワークのダウンタイムを大幅に短縮することができる。このようなステーションは、リング動作中の周期的な発表を通じて定義され得る。リングが崩壊する場合、再構築は以下の方法で実行される:リングに以前に属していたステーションは、ネットワークに参加するためにそれらの関心を持って定期的にアナウンスメッセージを送信する。これらのメッセージは、それらが他のパケット伝送から測定したオーバーヒアリングされた以前のチャネル状態についての情報を含有する。これらはリンクを識別するステーションアドレスを含むべきである。この情報が専用ステーションによって収集されると、収集されたチャネル状態情報に関して最も信頼性の高いトークンパッシングシーケンスを生成する。これに基づいて、新しいリングへのステーションのエントリーの勧誘を開始し、新しいシーケンスを発表する。新しいシーケンスでこのメッセージをオーバーヒアリングするステーションは、リングに参加する順番になるまでリングを待つ。
Claims (34)
- 所与の通信シーケンスに従って、通信システムにおける他のノードと通信可能な通信ノードであって、
当該通信ノードは、前記通信シーケンス内のその通信ノードの最適な位置と、対応する最適な先行ノードを決定するように構成された分析ユニットを含む、通信ノード。 - 前記通信システムは、トークンパッシングベースの無線リングシステムであり、トークンは前記所与の通信シーケンスに従ってノードからノードへ渡され、それによってリング状トークンパッシングシーケンスを形成し、当該通信ノードは、前記通信システムの前記他の通信ノードの各々から受信される信号に関するチャネル品質を測定するように構成されており、
当該通信ノードは、さらに、前記リング状トークンパッシングシーケンスに関して、その割り当てられた下流通信ノードにそれぞれの測定された品質値を転送するように構成され、1つのリングサイクルの後に、前記通信ノードの各々が、前記通信システムにおいて各可能な通信リンクの品質に関する知識を有するようにする、請求項1に記載の通信ノード。 - 当該通信ノードは、前記トークンの一部として、あるいは前記トークン内で前記測定された品質値を送信するように構成されている、請求項2に記載の通信ノード。
- 当該通信ノードは、前記測定された品質値に基づいてチャネル品質マトリックスを生成するように構成されている、請求項2〜3のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 当該通信ノードは、前記チャネル品質マトリックスを、前記トークンの一部として、あるいは前記トークン内でその割り当てられた下流通信ノードに送信するように構成されている、請求項2〜4のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記通信システムはトークンパッシングベースの無線ネットワークであり、トークンは、前記所与の通信シーケンスに従って1つのノードから次のノードに渡されて、トークンパッシングシーケンスを形成する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記分析ユニットは、前記通信システムに参加した後に、前記通信シーケンス内のその通信ノードの最適な位置を決定するように構成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記分析ユニットは、前記通信システムに参加する前に、前記通信シーケンス内のその通信ノードの前記最適な位置を決定するように構成されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記分析ユニットは、通信リンクの品質を記述する品質データに基づいて前記最適な位置を決定するように構成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記品質データは、前記通信ノードと前記通信システムの少なくとも2つの他のノードとの間の通信リンクの品質を記述するデータを含む、請求項9に記載の通信ノード。
- 前記品質データは、前記通信システムの前記ノード間で交換されるデータを含み、前記通信システムの各ノードとその対応する先行ノードとの間の前記通信リンクの品質を記述する、請求項9〜10のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記分析ユニットは、前記通信システムに参加する前に、前記通信シーケンス内のその通信ノードの前記最適な位置を決定するように構成され、
当該通信ノードの制御ユニットは、前記通信システムへの入場を管理するように構成されており、
前記制御ユニットは、前記通信システムのノードから受信した参加メッセージを評価し、前記分析ユニットによって識別された前記最適な先行ノードからの前記参加メッセージを受け入れ、前記通信システムの他のノードからの参加メッセージを無視する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の通信ノード。 - 前記分析ユニットは、前記通信システムに参加した後に、前記通信シーケンス内のその通信ノードの前記最適な位置を決定するように構成されており、
前記通信ノードの制御ユニットは、その最適な位置に到達するか、あるいは少なくともその位置を改善するために、前記通信システムの別のノードと場所をスワップするように構成されている、請求項1〜12のいずれか一項に記載の通信ノード。 - 当該通信ノードは、前記通信システムの中断後に、復元された通信システムに参加するための要求と、中断された前記通信システムのノード間の前記通信リンクの品質を記述する記憶された品質データを送信するように構成されている、請求項1〜13のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 当該通信ノードは、前記通信システムの中断後に、前記通信システムの旧ノードから品質データを受信し、最適な新しい通信シーケンスを決定し、最適な新しい通信シーケンスを決定し、前記新しい通信シーケンスを発表し、前記新しい通信シーケンスに従って前記通信システムへのノードの入場を勧誘する専用ノードとして機能することができる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 所与の通信シーケンスに従って、通信システムにおける他のノードと通信可能な通信ノードを動作させる方法は、
前記通信シーケンス内の前記通信ノードの最適な位置と、対応する最適な先行ノードとが決定される、方法。 - 前記通信システムは、トークンパッシングベースの無線リングシステムであり、トークンは前記所与の通信シーケンスに従ってノードからノードへ渡され、それによってリング状トークンパッシングシーケンスを形成し、
前記通信ノードは、前記通信システムの前記他の通信ノードの各々から受信される信号に関してチャネル品質を測定し、
前記通信ノードは、さらに、前記リング状トークンパッシングシーケンスに関して、その割り当てられた下流通信ノードにそれぞれの測定された品質値を転送し、1つのリングサイクルの後に、前記通信ノードの各々が、前記通信システムにおいて各可能な通信リンクの品質に関する知識を有するようにする、請求項16に記載の方法。 - 前記通信ノードは、前記トークンの一部として、あるいは前記トークン内で前記測定された品質値を送信する、請求項17に記載の方法。
- 前記通信ノードは、前記測定された品質値に基づいてチャネル品質マトリックスを生成する、請求項17〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記通信ノードは、前記チャネル品質マトリックスを、前記トークンの一部として、あるいは前記トークン内でその割り当てられた下流通信ノードに送信する、請求項17〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記通信システムに参加する前に、対応する前記最適な先行ノードが決定され、
最適な先行ノード以外のノードからの参加メッセージが無視され、
前記最適な先行ノードからの参加メッセージが待たれ、受信したら受け入れられる、請求項16〜20のいずれか一項に記載の方法。 - 前記通信シーケンス内の前記通信ノードの最適な位置は、前記通信システムに参加した後に決定され、
前記通信ノードがその最適な位置に到達するか、あるいは少なくともその位置を改善するために、場所のスワップが開始される、請求項16〜21のいずれか一項に記載の方法。 - 前記通信ノードは、前記通信システムの中断後に、前記通信システムの旧ノードから品質データを受信し、最適な新しい通信シーケンスを決定し、最適な新しい通信シーケンスを決定し、前記新しい通信シーケンスを発表し、前記新しい通信シーケンスに従って前記通信システムへのノードの入場を勧誘する専用ノードとして機能する、請求項16〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 所与の通信シーケンスに従って、通信システムにおいて他のノードと通信可能なノードを含む通信システムであって、
前記通信ノードの各々は、前記通信シーケンス内のその通信ノードの最適な位置と、対応する最適な先行ノードを決定するように構成された分析ユニットを含む、通信システム。 - 前記通信システムは、トークンパッシングベースの無線リングシステムであり、トークンは前記所与の通信シーケンスに従ってノードからノードへ渡され、それによってリング状トークンパッシングシーケンスを形成し、
各通信ノードは、前記通信システムの前記他の通信ノードの各々から受信される信号に関してチャネル品質を測定するように構成されており、
前記通信ノードの各々は、さらに、前記リング状トークンパッシングシーケンスに従って、その割り当てられた下流通信ノードにそれぞれの測定された品質値を転送するように構成され、1つのリングサイクルの後に、前記通信ノードの各々が、前記通信システムにおいて各可能な通信リンクの品質に関する知識を有するようにする、請求項24に記載の通信システム。 - 前記通信ノードの各々は、前記トークンの一部として、あるいは前記トークン内で前記測定された品質値を送信するように構成されている、請求項25に記載の通信システム。
- 戦記通信ノードの各々は、前記測定された品質値に基づいてチャネル品質マトリックスを生成するように構成されている、請求項25〜26のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記通信ノードの各々は、前記チャネル品質マトリックスを、前記トークンの一部として、あるいは前記トークン内でその割り当てられた下流通信ノードに送信するように構成されている、請求項25〜27のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記トークンパッシングシーケンスは単純リング形状であり、所与のノードを出発した後、前記トークンは、前記トークンパッシングシーケンス全体を完了し、前記トークンパッシングシーケンスの他のノードの各々によって転送された後に、この所与のノードに再び到達するようにする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記トークンパッシングシーケンスは拡張リング形状であり、各トークンパッシングシーケンス中に1つ以上のノードが前記トークンを1回より多く受信および転送するようにする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の通信ノード。
- 前記トークンパッシングシーケンスは単純リング形状であり、所与のノードを出発した後、前記トークンは、前記トークンパッシングシーケンス全体を完了し、前記トークンパッシングシーケンスの他のノードの各々によって転送された後に、この所与のノードに再び到達するようにする、請求項16〜23のいずれかに記載の方法。
- 前記トークンパッシングシーケンスは拡張リング形状であり、各トークンパッシングシーケンス中に1つ以上のノードが前記トークンを1回より多く受信および転送するようにする、請求項16〜23のいずれかに記載の方法。
- 前記トークンパッシングシーケンスは単純リング形状であり、所与のノードを出発した後、前記トークンは、前記トークンパッシングシーケンス全体を完了し、前記トークンパッシングシーケンスの他のノードの各々によって転送された後に、この所与のノードに再び到達するようにする、請求項24〜28のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記トークンパッシングシーケンスは拡張リング形状であり、各トークンパッシングシーケンス中に1つ以上のノードが前記トークンを1回よりも多く受信および転送するようにする、請求項24〜28のいずれか一項に記載の通信システム。
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