JP4642080B2

JP4642080B2 - アドホックなメッシュネットワークの実施のための方法および装置

Info

Publication number: JP4642080B2
Application number: JP2007532677A
Authority: JP
Inventors: アミトカルハン，
Original assignee: キョウセラワイヤレスコープ．
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: EP1800443A1; CN101023640B; EP1800443B8; WO2006039189A1; ATE467999T1; US20080311930A1; JP2008514140A; US20060068822A1; DE602005021235D1; KR20070062524A; EP1800443B1; CN101023640A; ES2345939T3

Description

（分野）
本発明は、ＭＥＴＨＯＤＡＮＤＡＰＰＡＲＡＴＵＳＦＯＲＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮＯＦＡＤＨＯＣＭＥＳＨＮＥＴＷＯＲＫと題され、同一出願人であって同時係属中の米国特許出願第１０／９５４，４０４号に関連し、上記出願は、参照することにより、本明細書にその全体が援用される。

（背景）
伝統的に、セルラネットワークのような無線通信ネットワークは、所望のカバーエリアを重複し合うエリアに分割することによって開発されてきた。各エリアは、ポイント・トゥ・マルチポイントのアーキテクチャを用いることにより、基地局によってサービスされてきた。伝統的なアプローチに関する問題のうちの１つは、システムの構築に関連する多大なコストである。伝統的な無線通信ネットワークはまた、拡張することが困難であり得る。なぜならば、拡張を計画し、調整することに関連するコストがかかるためである。基地局のリソースは、制限され得る。加えて、いくつかの場合では、２つのモバイル無線通信デバイスが低伝送電力で直接的に通信することが、基地局を介して通信することよりも、要求され得る。

伝統的な無線通信ネットワークの欠点に対する１つの解決策は、メッシュネットワーク（ｍｅｓｈｎｅｔｗｏｒｋ）の使用である。メッシュネットワークにおいては、いくつかの通信デバイスが、ピア・トゥ・ピアな方法で動作する。従来技術のメッシュネットワークの例は、図１１に示されている。図１１は、ダイヤグラム６００である。ダイヤグラム６００は、いくつかのモバイル通信デバイス６０３，６０７，６１０，６１２，６１５を含む。ダイヤグラムはまた、通信接続６１７のような、いくつかの通信接続を示している。地上波ネットワークに接続された基地局６２０もまた、示されている。ダイヤグラムに示されているように、モバイル通信デバイス６０３は、モバイル通信デバイス６０７との通信接続を有している。モバイル通信デバイス６０７は、モバイル通信デバイス６１０，６１２に追加的に接続されているが、モバイル通信デバイス６１０，６１２は、追加的に互いに接続されてはいない。モバイル通信デバイス６１２はまた、通信接続６１７により、モバイル通信デバイス６１５に接続されている。最後に、モバイル通信デバイス６１５は、基地局６２０に追加的に接続されている。

モバイル通信デバイス６０３，６０７，６１０，６１２，６１５の各々、および基地局６２０は、始点デバイスと終点デバイスとの間の通信信号を中継する能力を有する。例えば、モバイル通信デバイス６０３がモバイル通信デバイス６１５にメッセージを送信することを仮定する。モバイル通信デバイス６０３は、モバイル通信デバイス６０７に伝送し得る。モバイル通信デバイス６０７は、モバイル通信デバイス６１２に伝送し得る。最後に、モバイル通信デバイス６１２は、モバイル通信デバイス６１５に伝送し得、モバイル通信デバイス６０３および６１５の間のメッセージの送信を完成させ得る。上記で議論されたメッセージが地上波ネットワークを介して送信される場合に、モバイル通信デバイス６１５が基地局６２０にメッセージを伝送し得、なおかつ、基地局６２０が地上波ネットワークにメッセージを伝送し得るということは、当業者には明白であり得る。

すべてのメッシュネットワークが基地局を含むわけではない。いくつかの場合、メッシュネットワークは、複数の無線通信デバイスの間において単独で通信するように用いられ得る。加えて、いくつかの場合、メッシュネットワークは、複数の通信デバイス（モバイルではない）の間に配置され得る。図１に示されている例は、考えられ得る１つの例に過ぎない。メッシュネットワークは、多くの利点を有する。メッシュネットワークは、ＰＭＰを配置することに関する経済的な負担に関連する問題を解決することに役立ち得る。加えて、メッシュネットワークは、典型的には、より多くのデバイスを追加することにより、容易に拡張される。追加的なデバイスは、より多くの通信経路（例えば、図１１に示される通信経路６１７）を形成するという利点を有し得る。いくつかの場合において、最大数の通信デバイス（例えば、図１１に示されている、モバイル通信デバイス６０３，６０７，６１０，６１２，６１５）が存在し得ることは、明白であり得る。

いくつかの場合、キャパシティは増大し得る。特に、複数のデバイスが基地局を介して通信するときに要求され得る電力よりも低い電力が、複数のデバイスの間の通信に用いられる場合、典型的には、伝送に用いられる低い電力のために、より多くのデバイスが、不足した帯域幅リソースを共有することが可能でなければならない。

メッシュネットワークはいくつかの利点を有するが、典型的に、メッシュネットワーク内の中継ユニットは、相手方との通信の間に、任意の所望の通信を遅延することが強いられる。多くの場合、中継ユニットは、単一の送受信器のみを有する。いくつかの場合において、送受信器は、第１の通信信号を中継することに用いられるとき、その他の通信を送信および受信することに利用可能ではあり得ない。モバイル通信デバイスにおいて、制限された個数の送受信器を効率的に用いることが、有利であり得る。

特に、機能させるために典型的にはバッテリー電源を用いるモバイル無線デバイスにおいて、電力は制限されたリソースである。伝送電力の非効率的な使用は、通話時間の短縮化、または、メッシュネットワークのその他のユーザとの干渉の増大、あるいは、その両方を引き起こし得る。いくつかの場合、伝送を容易にするためには、基地局または複数の基地局を用いることよりも、２つのモバイル通信デバイスの間で直接的に伝送することが、より効率的であり得る。特に、２つのモバイル通信デバイスが互いに接近しているとき、それらデバイスが直接的に通信することが、より効率的であり得る。いくつかの場合、アドホック（ａｄｈｏｃ）なネットワークは、複数の通信デバイスが直接的に通信するときを正確に予測する場合に、より効率的に動作する。

アドホックなネットワークにおいて、どの通信デバイスが通信に利用可能であるかを決定することは、困難であり得る。アドホックなネットワークはまた、少数の通信デバイスを有するエリアにおいて、アクティブ状態を維持することが困難であり得る。加えて、多数の「ホップ（ｈｏｐ）」を用いることにより、ユーザが通信することを可能にすることは、非効率的である。通信に利用可能なデバイスを予測する方法を見出し、アドホックネットワークにおける将来のデバイス接続を正確に予測し、さらに、予測を用いることによってアドホックネットワーク内における「ホップ」の数を最小化することは、有利であり得る。

典型的に、ポイント・トゥ・マルチポイント（ＰＴＭ）の通信システムは、システムを配備することに関連する顕著な経済的負担を有する。いくつかの場合において、基地局を配置することのコストは、法外に高額であり得る。多くの場合においてコストは法外なほどには高額ではないが、考えられ得る別の問題は、ネットワークの配置に関連する支出が、ネットワークの消費者の使用から産出される収入よりも以前に、発生し得るということである。これらの問題を解決するために提唱されてきた方法のうちの１つは、メッシュネットワークを用いることである。メッシュネットワークにおいて、多数の通信デバイスは、ピア・トゥ・ピアで「アドホック」な方法で動作する。考えられ得る複数の通信デバイスの間において、複数の通信デバイスの間のリンクが確立され、通信メッセージが、１つの通信デバイスから別の通信デバイスに中継される。

しかしながら、メッシュネットワークを用いることは、いくつかの問題を有している。例えば、メッシュネットワークにおける２つのデバイスの間で通信メッセージを中継するために、１つ以上の通信デバイスが用いられる場合、メッシュネットワーク内の中継ユニットは、相手側の通信を中継する間、任意の所望の通信を遅延することが強いられる。

現在の位置、または、将来の位置の予測を用いることにより、アドホックなメッシュネットワークの性能は、多くの場合に改善され得る。現在の位置、または、将来の位置の予測は、複数のデバイスの間で通信チャネルをいつ設定するかを決定するために用いられ得る。加えて、現在の位置、および将来の位置の予測は、通信を所望する複数の通信デバイスの間の経路を提供するために、どのデバイスを設定するかを決定するために用いられ得る。位置は、衛星利用測位システム（ＧＰＳ）受信器を用いることにより、決定され得る。ＧＰＳ受信器は、衛星から受信した信号を用いることにより、位置を決定する。ＧＰＳ受信器は、位置を決定するために用いられる一般的なデバイスではあるが、その他のデバイスもまた、考えられ得る。一般に、ＧＰＳ受信器はまた、速度および加速度をも決定し得る。速度および加速度は、将来の位置を予測するために用いられ得る。予測は、複数の通信デバイスの間の通信チャネルをいつ設定するかを決定するために用いられ得る。最終目的地を「知っている（ｋｎｏｗ）」デバイスを用いるとき、予測の使用は、さらに改善され得る。そのようなデバイスの例は、自動車ナビゲーションシステム（内蔵の地図とＧＰＳ受信器とを用いて最終目的地にドライバーを案内する）を含むが、それには限定されない。多くの場合、通信デバイスの将来の位置は、速度および加速度に加え、最終目的地および移動の経路が既知であるときに、非常に正確に予測され得る。

メッシュネットワークにおける通信デバイスに対し、位置および速度に関する情報を用いることは、いくつかの利点を有する。メッシュネットワークは、ＰＭＰ通信システムを配置する経済的負担に関連する問題を解決することに役立ち得る。

さらに、将来の位置の予測は、ネットワーク内での通信デバイスの動きに関連する問題を解決することに役立ち得る。将来において、２つのデバイスが互いの領域に存在することが予測される場合、いくつかの場合では、２つのデバイスの間の通信は、両デバイスが互いに対して直接的に通信することができるようになるまで、遅延され得る。通信を遅延させることにより、通信デバイスを中継する必要性は排除される。これは、当然ながら、１つの特別な例に過ぎない。別の例として、いくつかの場合において、複数のデバイスの間の干渉は、伝送デバイスの伝送電力を低減することにより、低減され得る。加えて、将来２つの通信デバイスが互いに接近することが予測されるとき、両デバイスが互いに接近することによって伝送電力が低減され得るようになるまで待機することには、意味があり得る。これと同じアイディアは、２つよりも多いデバイスを含む場合に拡張され得る。例として、３つの通信デバイスの現在および将来の位置が既知である場合、これらデバイスが通信する最良のときを予測することが、可能であり得る。位置情報と将来の位置の予測とを用いることにより、いくつかの場合では、中継デバイスの個数が、低減され得る。加えて、典型的に、伝送電力が低減される場合に、通話時間および待機時間が、増大し得る。

本発明および本発明の利点のさらに完全な理解のために、以下、添付の図面、表、添付物を参酌することにより、後述の詳細な記述に対する参照がなされる。

（詳細な記述）
図１を参照して、アドホックなネットワークにおける複数のモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラム１００が、議論される。ダイヤグラム１００は、複数のモバイル無線通信デバイス１０２，１０４，１０８，１１２，１１５，１１８を含んでいる。複数のモバイル無線通信デバイス１０２，１０４，１０８，１１２，１１５，１１８のうちの各々は、円で囲まれて示されている。例として、円１１１は、モバイル無線通信デバイス１０８を囲んでいる。円１１１は、モバイル無線通信デバイスが通信し得るエリアを表している。別のモバイル無線通信デバイスが円の内部にあるとき、上記モバイル無線通信デバイスは、互いに通信し得る。特に、円は、モバイル無線通信デバイスの伝送が受信され得る距離を表している。このことは、図２に関連してさらに議論される。

ダイヤグラム１００は、第１のアドホックなネットワーク１２５と、第２のアドホックなネットワーク１２８とを含んでいる。第１のアドホックなネットワーク１２５は、モバイル無線通信デバイス１０２，１０４，１０８を含んでいる。第２のアドホックなネットワークは、モバイル無線通信デバイス１１２，１１５を含んでいる。ダイヤグラム１００において、モバイル無線通信デバイス１１８は、アドホックなネットワークの一部分ではない。

第１のアドホックなネットワーク１２５において、モバイル無線通信デバイス１０２、１０４，１０８の各々は、通信し得る。モバイル無線通信デバイス１０２は、モバイル無線通信デバイス１０４と直接的に通信し得る。モバイル無線通信デバイス１０４は、モバイル無線通信デバイス１０８と直接的に通信し得る。モバイル無線通信デバイス１０２および１０８は、モバイル無線通信デバイス１０４を用いることにより、間接的に通信し得る。第２のアドホックなネットワーク１２８は、２つのモバイル無線通信デバイス１１２および１１５を含む。複数のモバイル無線通信ネットワークの各々は、互いに通信し得る。

例えば衛星利用測位システム（ＧＰＳ）受信器を用いて決定され得る速度および位置の情報を用いることにより、現在および将来のいつかにおいて、どのモバイル無線通信デバイスが通信し得るのかを決定するための予測が、なされ得る。ダイヤグラム１００に示されているモバイル無線通信デバイス１０２，１０４，１０８，１１２，１１５，１１８は、典型的には移動する。このため、典型的に、例えば第１のアドホックなネットワーク１２５および第２のアドホックなネットワーク１２８のように、通信することが可能なデバイスは、コンスタントに変化する。アドホックなネットワークにおける特定のデバイスは、変化し得る。アドホックなネットワークは、新しいアドホックなネットワークが形成され得る間に、存在しなくなる。

アドホックなネットワークに関連する位置および速度の情報を用いることの利点は、モバイル無線通信デバイスのリソースをより効率的に用いる能力を含む。例えば、通信しなければならない２つのデバイスが将来において互いの領域内に存在することが予測されるとき、いくつかの場合において、両デバイスの間の通信は、両デバイスが直接的に通信し得るようになるまで遅延され、これにより、通信デバイスを中継する必要性が排除され得る。

図２を参照して、以下、モバイル無線通信デバイス１５３を示す別のダイヤグラム１５０が、議論される。モバイル無線通信デバイス１５３は、モバイル無線通信デバイス１０２，１０４，１０８，１１２，１１５，１１８と同じまたは類似なものである。加えて、モバイル無線通信デバイス１５３は、円１５６で囲まれて示されている。円１５６は、図１で示されている円１１１と同じまたは類似な円である。円が同じまたは類似なものであるということにより、それは円が同じまたは類似な概念を表しているということが、当業者には、明白である。特に、モバイル無線通信デバイス（この場合では１５３）が通信信号を伝送し得る距離である。

円１５６は、例示を意図されているに過ぎないということに留意することは、重要である。エリアの実際の形状は、伝送をブロックし得る例えば丘のような地理的な特徴のために、変動し得る。例えば谷および建物のようなその他の地理的な特徴もまた、エリアの形状を変化させ得る。多くの場合、エリアは円ではあり得ない。加えて、エリアは受信器に基づいて変動し得る。いくつかの受信器は、他の受信器よりも、はるかに遠くからの信号を受信することが可能であり得る。円１５６は、概念を絵画的に表現することを意図されているに過ぎない。特に、モバイル無線通信デバイスの伝送は、典型的には、有限のエリアを介して受信され得る。上記エリアは、いくつかの要因、例えば、伝送電力、地理的特徴、送信器の性質、受信器の性質、およびその他の要因に基づいて変動し得る。伝送電力における差は、図４に関連してさらに議論される。予測性のアドホックなネットワークを用いることの利点は、いくつかの場合においては、その他の通信デバイスとの干渉が小さいことを含み得る。このことは、複数のデバイスが互いに接近するということが予測されるときまでにデバイスの通信が遅延されるときに用いられ得る伝送電力が、低いことに起因する。

ここで、図３Ａ〜Ｂが議論される。図３Ａは、ダイヤグラム２００を示している。ダイヤグラム２００は、モバイル無線通信デバイス２０２，２０５および２０７を含んでいる。モバイル無線通信デバイス２０２，２０５および２０７は、図１に示されているモバイル無線通信デバイス１０２，１０４，１０８，１１２，１１５および１８８と同じまたは類似なものである。加えて、モバイル無線通信デバイス２０２，２０５および２０７は、図２のモバイル無線通信デバイス１５３と同じまたは類似なものである。モバイル無線通信デバイス２０２，２０５，２０７は、矢印２２０，２２２および２２５で指示されているように、動くものとして示されている。動きはさらに、図３Ｂに示される位置の変化によっても指示されている。図３Ａにおいて、モバイル通信デバイス２０２は、モバイル通信デバイス２０７と直接的に通信することが可能ではない。しかしながら、その後になって、デバイス２０２，２０７が、直接的に通信することが可能であり得るということが、予測され得る。その後のデバイス２０２，２０５，２０７の位置は、図３Ｂに示されている。予測されたように、デバイス２０２および２０７は直接的に通信し得る。

図４は、モバイル無線デバイス２７７を示すダイヤグラム２７５である。モバイル無線デバイスは、第１の伝送領域を示す第１の円２７９と、第２の伝送領域を示す第２の円２８２とにより、囲まれている。典型的に、モバイル無線通信デバイスの領域は、伝送電力を増大または低減させることにより、変化し得る。図４は、概して、２つの伝送電力レベルを有するモバイル無線デバイス２７７を示している。より多くの伝送電力レベルが考えられ得る。典型的に、モバイル無線通信デバイスは、２つよりも多くの伝送電力の設定を有する。図４では、簡略化された例として、２つのものが示されている。

典型的に、モバイル無線デバイス２７７の伝送領域は、伝送電力に影響を受けるが、その他の要因もまた、領域への影響を有し得る。例として、受信を行なうモバイル無線デバイスにおけるアンテナのタイプは、受信を行なうモバイル無線デバイスの、伝送を行なうモバイル無線デバイスから伝送された信号を受信する能力を変化させ得る。円は、概してモバイル無線通信デバイスが有限の領域を有しているということを表しているが、上記領域は、伝送電力およびエリアの地理を含む多くの要因、ならびに、その他の要因に影響される。

アドホックなネットワークに対して位置を用いることの利点は、いくつかの場合では、低電力の伝送が用いられ得る将来の時点を予測することによってバッテリー電力をセーブする能力を含む。いくつかの場合において、「バッテリー電力（ｂａｔｔｅｒｙｐｏｗｅｒ）」という用語が用いられているが、その他の形態のモバイル電源もまた考えられ得るということに、留意されたい。その他のモバイル電源は、燃料電池を用いるモバイル無線通信デバイスを含み得るが、それには限定されない。加えて、いくつかの場合において、別の利点は、改善された全体的な通信効率を含む。いくつかの場合において、この増大された効率は、メッシュネットワークにおけるその他のユーザとの干渉の低減に起因し得る。上記で議論された予測は、図５に関連して以下でさらに議論される。

図５を参照すると、ダイヤグラム３００が示されている。ダイヤグラム３００は、２つのモバイル無線通信デバイス３０３および３１０を示している。無線通信デバイス３０３および３１０は、概ね互いに向かって動く。図に示されているように、モバイル無線デバイス３０３および３１０は、高伝送電力設定を用いて通信し得る。図面に示されているようにモバイル無線通信デバイス３０３および３１０が互いに向かって動き続ける場合に、モバイル無線通信デバイス３０３および３１０が、将来におけるいつかの時点で低電力設定を用いて通信することが可能であり得るということが、ダイヤグラム３００から見出される。

いくつかの場合において、将来の時点まで待機し、低電力設定で伝送することが、有利であり得る。モバイル伝送が遅延され得るか否かを決定しようとするときに、いくつかの要因が考慮され得る。これらの要因のうちのいくつかは、複数のモバイルデバイスが互いに近づき合う速さ、時間的にどれだけ正確にメッセージが伝送されるかということ、予測が正確であることの確率を含み得る。いくつかの要因、または、それら要因の組み合わせは、いつメッセージを伝送するかを決定するために検討され得る。いくつかの場合において、デバイスが低電力設定を用いるのに十分なほどに接近する前に、モバイル無線通信デバイスの方向が変化し得るということが、理解され得る。図６を参照すると、ダイヤグラム３５０が示されている。ダイヤグラム３５０は、３つのモバイル無線通信デバイス３５４，３５７および３５９を含んでいる。モバイル無線通信デバイス３５４，３５７および３５９は、円３７５，３７７，３７９，３８４，３８７および３９０によって示されるように、各々を電力設定するように含んでいる。

ダイヤグラム３５０に見出され得るように、モバイル無線デバイス３５４は、２つのモバイル無線通信デバイスが高電力レベル（円３７５および３９０によって示されている）で伝送するときに、モバイル無線デバイス３５９と直接的に通信し得る。代替的に、モバイル無線デバイス３５７を用いることにより、モバイル無線通信デバイス３５４および３５９は、低電力レベル（円３７９、３８４および３８７によって示されている）で伝送する間に、通信し得る。

いくつかの場合において、低電力レベルで伝送することが、有利であり得る。典型的に、低電力レベルで伝送することは、モバイル無線通信デバイス３５４および３５９におけるバッテリー電力をセーブし、いくつかの場合では、低電力で伝送することは、その他の通信デバイスとの干渉を低減し得る。加えて、モバイル無線通信デバイス３５４および３５９は、いくつかの場合では、低伝送電力で伝送するときに、その他の電子伝送との干渉を低減し得る。しかしながら、デバイス３５４および３５９が高伝送電力レベルで伝送するときに、モバイル無線デバイス３５７は、低バッテリーレベルを用い得る。加えて、モバイル無線デバイス３５７は、自らの伝送回路および受信回路を、その他の伝送を送信および受信するために用いることが可能であり得る。

図７は、モバイル無線デバイス４３８を含むダイヤグラム４３５を示している。モバイル無線デバイスは、円４４０内に示されている。円は、概して、モバイル無線デバイス４３８の伝送領域を示している。円は、概して伝送領域を示しているに過ぎないということが、理解され得る。伝送領域は、円ではない他の形状であり得、地理、伝送電力、伝送アンテナのタイプ、および受信アンテナのタイプを含む、多くの要因に基づいて、領域が変動し得る。円は、一般的な概念を記述することを意味している。モバイル無線デバイス４３８は、指向性の伝送を送信することが可能である。ダイヤグラム４３５に示されているように、モバイル無線デバイス４３８は、４つの方向４４３，４４６，４４９，４５２に伝送し得る。指向性のアンテナを用いることにより、モバイル無線デバイスは、特定のモバイル無線通信デバイスに伝送することが可能であり得、伝送を行なっているモバイル無線通信デバイスと同じエリアには存在しないその他のモバイル無線通信デバイスに引き起こされる干渉の大きさを制限する。例として、モバイル無線デバイスが、エリア４４３に存在し、別のモバイル無線デバイスが、エリア４４９に存在すると仮定する。モバイル無線通信デバイス４３８が、エリア４４３におけるモバイル無線デバイスに伝送しようとしている場合、上記モバイル無線通信デバイス４３８は、その他任意の方向４４６，４４９，４５２には伝送せずに、方向４４３に伝送し得る。

ダイヤグラム４３５は、指向性アンテナを含むモバイル無線デバイスの簡略化であるということが、理解され得る。４つの異なる方向４４３，４４６，４４９，４５２が示されているが、より多くの伝送方向またはより少ない方向を有するシステムが、考えられ得る。加えて、指向性アンテナを含む電子伝送デバイスが、一般的に既知であったり、理解されるものであったりすることが、理解され得る。本出願の目的は、指向性アンテナまたはその他任意の指向性の伝送方法を用いて伝送することが可能な、任意の特定の方法またはデバイスを記述することではない。しかしながら、モバイル無線通信デバイスに用いる伝送方向は、記述されたデバイスおよび方法を用いることにより、予測され得る。

モバイル無線デバイス４３８は指向性アンテナを有するものとして示されているが、これは、考えられ得る１つの例に過ぎない。いくつかの場合、伝送を行なう通信デバイスおよび受信を行なう通信デバイスの両方が、指向性アンテナからの利益を享受する。加えて、いくつかの場合、無線デバイスまたは無線通信システムにおけるデバイスは、モバイル無線通信デバイスではあり得ない。図面は、考え得る１つの例に過ぎない。当業者には、その他の例が理解され得る。

図８を参照して、ダイヤグラム４７５が議論される。ダイヤグラム４７５は、第１のモバイル通信デバイス４８２と、第２のモバイル通信デバイス４８４とを示している。第１のモバイル通信デバイス４８２は、第１の円４７７によって囲まれている。第２のモバイル通信デバイス４８４は、第２の円４７９によって囲まれている。いくつかの場合、第１のモバイル通信デバイス４８２は、第２のモバイル通信デバイス４８２からの伝送を受信することが可能であり得るが、第２のモバイル通信デバイス４８４は、第１のモバイル通信デバイス４８２からの伝送を受信することが可能ではあり得ない。例えば、第２のモバイル通信デバイス４８４は、第１のモバイル通信デバイス４８２よりも大きな伝送電力を用いて伝送することが可能ではあり得ない。このことは、ダイヤグラム４７５に示されている。第１の円４７７は、第２の円４７９よりも小さなものとして示されている。

図４，５，６、および８に関連して示されている円のサイズは、概して、モバイル無線デバイスの領域を示している。上述のように、円は、伝送電力を示し得るが、その他の要因もまた、モバイル無線デバイスの領域に影響し得る。加えて、モバイル無線通信デバイスの領域は、複数の要因の関数であり得る。モバイル無線デバイスの領域に影響を与え得るその他の要因は、局所的なエリアの地理、伝送を行なうデバイスの伝送アンテナ、受信を行なうデバイスの受信アンテナを含むが、それらには限定されない。

円は、概してモバイル無線通信デバイスの伝送領域を示しているが、概して、モバイル無線デバイスの伝送領域は、円ではあり得ない。丘、谷および建物を含む地理的な特徴のために、形状は、異なる方向で変動し得る。図面において用いられている円は、モバイル無線通信デバイスの伝送が、典型的には、一定の有限領域を介して、または、一定の有限領域内で、バックグラウンドノイズを介してのみ受信され得るという概念を記述することを助けることを意図されているに過ぎない。

図９を参照して、以下、ダイヤグラム４８０が議論される。多くの自動車、特に新しい自動車は、ドライバーが位置（例えば、住所）を見つけることを助けるナビゲーションシステムを含んでいる。典型的に、これらのナビゲーションシステムは、位置を決定するためにＧＰＳ衛星を用い、所望の位置に向けた移動の経路を決定する内蔵のマッピング能力を有している。多くのシステムは、自動車に組み込まれているが、ハンドヘルド型のシステムも、考えられ得る。加えて、ナビゲーションシステムは、その他のタイプの車両にも組み込まれ得る。当業者には、特定のタイプのナビゲーションシステムおよび特定の実施方法が、変動し得るということが、明白である。ナビゲーションシステムからの情報は、２つのモバイル通信システムがいつ通信することが可能であるかを予測するために、用いられ得る。

ダイヤグラム４８０は、第１の位置４８２にあるモバイル通信デバイスを含んでいる。モバイル通信デバイスは、第１の所定の経路４８６に沿って移動する。ダイヤグラム４８０はまた、第３の位置４９２にある第２のモバイル通信デバイスをも含んでいる。第２のモバイル通信デバイスは、第２の所定の経路４８８に沿って移動する。ダイヤグラムにおいて見出されるように、第１のモバイル通信デバイスが位置４８４にあり、第２のモバイル通信デバイスが位置４９０にあるときに、モバイル無線通信デバイスは、通信することが可能であり得る。典型的に、ナビゲーションシステムは、車両がある位置に到着するときを推定する。複数のモバイル無線通信デバイスが、同時または同じようなときに位置４８４および４９０に到着する場合、上記デバイスは、通信することが可能ではあり得ない。位置４８４および４９０は、最終目的地であり得るが、位置４８４および４９０はまた、長い移動経路に沿った中間的な位置でもあり得る。当業者には、モバイル無線通信デバイスが、位置４８４および４９０に停車し得ないということが、明白であり得る。加えて、モバイル無線通信デバイスは、移動経路に沿ったその他の位置と通信することが可能であり得る。

ナビゲーションシステム、または、ナビゲーションシステムの一部分は、モバイル通信デバイスの一部分であり得る。例として、モバイル通信デバイスは、ＧＰＳ受信器と、ＧＰＳ信号に基づいて位置を決定する回路とを含み得る。上記デバイスはまた、ある位置に向けた経路を決定するためのマップディスプレイとソフトウェアとを含み得る。有利にも、いくつかの場合では、ナビゲーション情報を用いた将来の位置に関する改善された予測が含まれ得る。

図１０を参照して、以下、モバイルハンドセット５００が議論される。モバイルハンドセット５００は、アンテナ５０２を含む。アンテナ５０２は、外部のアンテナとして示されているが、その他の構成もまた、考えられ得る。アンテナ５０２は、内蔵型のアンテナであり得る。加えて、アンテナは、複数のアンテナであり得る。

ハンドセットはまた、送受信器５０７をも含む。送受信器は、プロセッサに接続されている。プロセッサは、モバイル局モデム（ＭＳＭ）、プロセッサ、マイクロプロセッサ、または、マイクロコントローラであり得る。加えて、プロセッサは、例えば、離散型ロジックまたはプログラマブルロジックデバイス（例えば、フィールドプログラマブルロジックデバイス（ＦＰＧＡ）またはコンプレックスロジックデバイス（ＣＰＬＤ））のような回路であり得る。プロセッサ５１０は、モバイル電源５１２に結合される。モバイル電源５１２は、バッテリーまたは燃料電池であり得、加えて、その他の電源もまた、考えられ得る。図１０は、ケース５０５に囲まれた、モバイル電源５１２、プロセッサ５１０、および送受信器５０７を示している。しかしながら、ケース５０５に囲まれるコンポーネントが変動し得ることが、理解され得る。

図１０は、モバイル通信デバイスの１つの考えられ得る例であるが、その他の例もまた、考えられ得る。利点は、改善されたネットワーク性能を含み得る。改善は、低伝送電力が用いられ得るときに行なわれ得、所定の地理的エリアでより多くのモバイル無線通信デバイスが動作することを潜在的に可能にする。

本出願の図面は、概して、一定の比率で拡大縮小するようには描かれておらず、なんらの比率も示されていない。加えて、図１〜１０は、モバイル無線通信デバイスを示しているが、当業者には、いくつかの場合において、１つ以上の基地局、または、固定された無線デバイスが含まれ得るということが、明白である。本発明の範囲は、請求の範囲によってのみ、制限される。

図１は、アドホックなネットワークにおける複数のモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図２は、モバイル無線通信デバイスである。図３Ａは、第１の一連の位置にある、アドホックなネットワークにおける複数のモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図３Ｂは、第２の一連の位置にある、アドホックなネットワークにおける複数のモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図４は、複数の伝送電力設定を用いるモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図５は、概ね互いに向かって動く２つのモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図６は、２つの伝送電力設定を用いる３つのモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図７は、直接的に通信することができるモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図８は、２つのモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムであり、２つのモバイル無線通信デバイスの各々は、異なる伝送電力レベルを有している。図９は、所定の経路に沿って所定の目的地に向けて移動する２つのモバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図１０は、モバイル無線通信デバイスを示すダイヤグラムである。図１１は、アドホックなネットワークのダイヤグラムである（従来技術）。

Claims

複数のモバイル無線通信デバイスの間で通信する方法であって、
アドホックなメッシュネットワーク（１２５、１２８）における複数のデバイス（２０２、２０５、２０７）のうちの第１の無線通信デバイス（２０２）と第２の無線通信デバイス（２０７）との間で通信を確立するステップであって、前記複数のデバイス（２０２、２０５、２０７）のうちの各デバイスは、前記複数のデバイスのチェーンを介して、直接的な通信および間接的な通信のうちの一方によって、前記複数のデバイスのうちの別のデバイスと通信することが可能であり、前記第１の無線通信デバイス（２０２）の第１の通信範囲は、前記第２の無線通信デバイス（２０７）の通信範囲と重複せず、その結果、前記第１の通信デバイスと前記第２の通信デバイスとの間の通信は、少なくとも第３の無線通信デバイス（２０５）を利用することが可能であり、前記第３の無線通信デバイス（２０５）は、前記第１の通信範囲および前記第２の通信範囲と重複する第３の通信範囲を有し、
前記方法は、
前記第１の無線通信デバイス（２０２）の位置、方向、速さ（２２０）を取得するステップと、
前記第２の無線通信デバイス（２０７）の位置、方向、速さ（２２５）を取得するステップと、
前記第１の無線通信デバイス（２０２）および前記第２の無線通信デバイス（２０７）の前記取得された位置、方向、速さに基づいて、前記第３の無線通信デバイス（２０５）を用いることなく、前記第１の無線通信デバイス（２０２）が前記第２の無線通信デバイス（２０７）と直接的に通信することが可能であるか否かを予測するステップと、
前記第１の無線通信デバイス（２０２）と前記第２の無線通信デバイス（２０７）との間で前記直接的な通信が確立されることが可能になるまで、前記予測に基づいて、前記第１の無線通信デバイス（２０２）と前記第２の無線通信デバイス（２０７）との間の通信を延期するか否かを決定するステップと
を含むことを特徴とする、方法。
前記第１の無線通信デバイスは、前記第２の無線通信デバイスの位置、方向、速さを別の通信デバイスから決定する、請求項１に記載の方法。
前記別の通信デバイスは、前記第３の無線通信デバイス（２０５）である、請求項２に記載の方法。
前記別の通信デバイスは、基地局である、請求項２に記載の方法。
前記予測するステップは、ナビゲーションデバイスを用いることを含む、請求項１に記載の方法。
前記予測するステップは、高電力設定で伝送することによって前記第１の無線通信デバイスおよび前記第２の無線通信デバイスが直接的に通信することが可能であることを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
前記予測するステップは、将来の時点で、低伝送電力を用いて前記第１の無線通信デバイスおよび前記第２の無線通信デバイスが通信することが可能になることを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
前記第１の無線通信デバイスおよび前記第２の無線通信デバイスは、低伝送電力で将来の時点で直接的に通信する、請求項７に記載の方法。
複数のデバイス（２０２、３０５、２０７）の間で通信を確立するアドホックなメッシュネットワーク（１２５）であって、
前記アドホックなメッシュネットワーク（１２５）は、複数のデバイス（２０２、３０５、２０７）のうちの第１の無線通信デバイス（２０２）と、第２の無線通信デバイス（２０７）と、少なくとも第３の無線通信デバイス（２０５）とを含み、
前記複数のデバイス（２０２、２０５、２０７）のうちの各デバイスは、前記複数のデバイスのチェーンを介して、直接的な通信および間接的な通信のうちの一方によって、前記複数のデバイスのうちの別のデバイスと通信するように構成されており、前記第１の無線通信デバイス（２０２）の第１の通信範囲は、前記第２の無線通信デバイス（２０７）の通信範囲と重複せず、その結果、前記第１の通信デバイスと前記第２の通信デバイスとの間の通信は、少なくとも第３の無線通信デバイス（２０５）を利用し、前記第３の無線通信デバイス（２０５）は、前記第１の通信範囲および前記第２の通信範囲と重複する第３の通信範囲を有し、
前記複数のデバイス（２０２、２０５、２０７）のうちの各無線通信デバイスは、
プロセッサと、
アンテナと、
前記アンテナと前記プロセッサとに結合された送受信器と、
前記送受信器と前記プロセッサとに電力供給するように構成されたモバイル電源と、
前記プロセッサと前記送受信器と前記モバイル電源とを囲むケースと
を含み、
前記プロセッサは、
各無線通信デバイスの位置、方向、速さを決定することと、
前記アドホックなメッシュネットワークにおける各無線通信デバイスの通信範囲内の複数の他の無線通信デバイスの位置、方向、速さを取得することと、
前記位置、方向、速さと前記取得された位置、方向、速さとに基づいて、各無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスと通信することが可能であるか否か、および、前記複数の他の無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの別の無線通信デバイスと直接的に通信することが可能であるか否かを予測することと、
各無線通信デバイスと前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスとの間で前記直接的な通信が確立されることが可能になるまで、前記予測に基づいて、各無線通信デバイスと前記複数の他の無線通信デバイスのうちの前記１つの無線通信デバイスとの間の通信を延期することと
を行うように構成されていることを特徴とする、アドホックなメッシュネットワーク（１２５）。
前記プロセッサは、
所定の時点で、高伝送電力レベルを用いて各無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスと通信することが可能であることを予測することと、
前記所定の時点で、前記複数の他の無線通信デバイスのうちの前記１つの無線通信デバイスに伝送することを前記送受信器に行わせることと
を行うように構成されている、請求項９に記載のアドホックなメッシュネットワーク（１２５）。
前記プロセッサは、
所定の時点で、低伝送電力レベルを用いて各無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスと通信することが可能であることを予測することと、
前記所定の時点で、前記複数の他の無線通信デバイスのうちの前記１つの無線通信デバイスに伝送することを前記送受信器に行わせることと
を行うように構成されている、請求項９に記載のアドホックなメッシュネットワーク（１２５）。
前記プロセッサは、
特定の方向に伝送することによって各無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスと通信することが可能であることを予測することと、
前記特定の方向で、前記複数の他の無線通信デバイスのうちの前記１つの無線通信デバイスに伝送することを前記送受信器に行わせることと
を行うように構成されている、請求項９に記載のアドホックなメッシュネットワーク（１２５）。
前記プロセッサは、
ナビゲーションデバイスからの情報を用いて、所定の時点で、各無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスと通信することが可能であることを予測することと、
前記所定の時点で、前記複数の他の無線通信デバイスのうちの前記１つの無線通信デバイスに伝送することを前記送受信器に行わせることと
を行うように構成されている、請求項９に記載のアドホックなメッシュネットワーク（１２５）。
前記ナビゲーションデバイスは、各無線通信デバイスの内部にある、請求項１３に記載のアドホックなメッシュネットワーク（１２５）。
前記プロセッサは、
少なくとも１つの追加的なモバイル無線通信デバイスを介して通信することによって、所定の時点で、低伝送電力レベルを用いて各無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスと通信することが可能であることを予測することと、
前記所定の時点で、前記少なくとも１つの追加的なモバイル無線通信デバイスに低伝送電力で伝送することを前記送受信器に行わせることと
を行うように構成されている、請求項９に記載のアドホックなメッシュネットワーク（１２５）。
前記プロセッサは、
少なくとも１つの追加的なモバイル無線通信デバイスを介して通信することによって、所定の時点で、低伝送電力レベルを用いて各無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスと通信することが可能であることを予測することと、
前記所定の時点で、高伝送電力レベルを用いて各無線通信デバイスが前記複数の他の無線通信デバイスのうちの１つの無線通信デバイスと通信することが可能であることを予測することと、
前記少なくとも１つの追加的なモバイル無線通信デバイスを用いることなく、前記所定の時点で、前記複数の他の無線通信デバイスのうちの前記１つの無線通信デバイスに高電力で伝送することを前記送受信器に行わせることと
を行うように構成されている、請求項９に記載のアドホックなメッシュネットワーク（１２５）。