JP4949433B2

JP4949433B2 - マルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置、方法、及びシステム

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Publication number: JP4949433B2
Application number: JP2009120246A
Authority: JP
Inventors: 士恒程; 經堯黄
Original assignee: 國立交通大學
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2029-05-18
Also published as: TWI388164B; TW201029397A; JP2010171917A

Description

本発明は、無線ネットワーク情報交換装置、方法、及びシステムに関し、特に、マルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換によりパケット衝突を防ぐための装置、方法、及びシステムに関するものである。

無線ネットワークとは、実体的なケーブルを使用せずに、無線方式によりデータ伝送を行うことで、異なるノード間を相互に接続させてデータを交換させるようなネットワークシステムを指す。無線ネットワークシステムにおいて、パケット衝突（ｐａｃｋｅｔｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）は無線ネットワークのエネルギー消耗をもたらす主な要因である。特に、ボディ・エリア・ネットワーク（ＢｏｄｙＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）において、パケット衝突によるエネルギー消耗がボディ・エリア・ネットワークシステムの機能に大きな影響を及ぼす。従来の技術では、一般には有線ネットワークの協力により無線ネットワークの伝送スケジュール情報を交換したり、無線ネットワークグループを介して直接にアクセスし、共同の無線ネットワークノードを介して伝送スケジュール情報を交換したりする方式により、無線ネットワーク間のパケット衝突を防げる新たな伝送スケジュールを生成する。しかしながら、有線ネットワークの協力によりパケット衝突を防ぐ方式は無線ネットワークの移動性を低下させてしまうため、この種の無線ネットワークが実体的なケーブルを介して有線ネットワークに接続し、他の無線ネットワークと情報を交換するようにしなければならない。この種の無線ネットワークは、広範囲に移動することができず、かつ、高い移動性を有するネットワークに利用できないため、ボディ・エリア・ネットワークに適さない。また、無線ネットワークグループを介して直接にアクセスする方式は下記の欠点があるため、ボディ・エリア・ネットワークにも適さない。
（１）結合の過程では、ネットワークエッジにあるノードは、衝突が発生しない限り互いの存在を知り得ない。しかしながら、衝突そのものはボディ・エリア・ネットワークのエネルギーを無駄に消耗する。
（２）結合の過程では、衝突により周波数帯域幅を大幅に低減させるため、低減の程度が各ノードの必要な最小限の周波数帯域幅を越えると、ネットワークの伝送を中断したり乱したりすることにより、ノードの間の信号を激しく失わせるようになってしまう。
（３）ネットワークグループの結合の過程では、ネットワーク全体の結合の情報は必ず先にエッジにあるノードを経由して伝送スケジュールを決定できるノードへ転送するため、この過程では周波数帯域幅を余計に必要とし、情報伝送の制御にエネルギーを消耗するようになってしまう。

公知文献では、例えば、特許文献１の米国特許第５３１３４６５号には、有線幹線を利用して有線ネットワークの結合を完成する方法を提供し、特に、どのようにして二つのネットワークの間で情報を交換するかに関することが開示されている。しかしながら、有線幹線を使用する場合、無線ネットワークがアクセスする際のパケット衝突が起こるような問題がない。また、特許文献２の米国特許第６４６６６０８号は、分散型ブルートゥース（ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）ネットワークの結合方法に関し、特に、ブルートゥースネットワークの結合では、周波数ホッピング（ｈｏｐｐｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の同期により結合の目的を達成することができる。しかしながら、この方式は直接アクセス式ネットワークを使用するため、結合の過程ではパケット衝突が起こる恐れもある。また、特許文献３の米国特許第６６９１１７３号は、有線又は共同無線ノードの協力による無線ネットワークの結合方法を提供する。しかしながら、有線ネットワークの結合の場合、ネットワークの機動性を制限するようになる一方、共同無線ノードの結合の場合、ネットワークが直接にアクセスするようになり、直接アクセス式ネットワークの結合の過程ではパケット衝突の問題も起こる。また、特許文献４の米国特許第６９７５６１３号は、二つ以上の無線ネットワークの結合方式及び周波数帯域幅の分配を提供する。周波数帯域幅の分配機能はパケット衝突の発生を防ぎ、伝送効率を向上させることができるが、無線ネットワークの結合の初期では依然として直接アクセス式ネットワークを介してやり取りを行うため、アクセス過程ではパケット衝突が起こる。

上記の従来技術から、これまでの無線ネットワークシステムのエネルギー消耗が依然としてボディ・エリア・ネットワークの要求を満足させることができないということが分かる。従って、無線ネットワークシステムのエネルギー消耗を低減するために、マルチホップ無線ネットワークグループ間のパケット衝突を解決できる方法及び装置を提供し、その方法及び装置を低消耗の必要があるボディ・エリア・ネットワークに適用することは、極めて重要な課題となっている。

米国特許第５３１３４６５号明細書米国特許第６４６６６０８号明細書米国特許第６６９１１７３号明細書米国特許第６９７５６１３号明細書

本発明は、パケット衝突と無線ネットワークノードのエネルギー消耗を低減し、従来の無線ネットワークよりエネルギーの要求が比較的少ないボディ・エリア・ネットワークを実現することができるマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置、方法、及びシステムを提供する。

本発明に係るマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法は、（１）中央ノード及び複数のネットワークノードをそれぞれ有する第１無線ネットワークグループと少なくとも一つの第２無線ネットワークグループとを提供するステップと、（２）前記第１無線ネットワークグループの中央ノードが第１伝送範囲のチャネルを介して同じチャネルを有する第２無線ネットワークグループの中央ノードとグループ情報を交換し、前記グループ情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードが前記第１伝送範囲より小さい第２伝送範囲のチャネルを介して前記第１無線ネットワークグループのネットワークノードと相互にノード情報を伝送するステップとを含む。

本発明に係るマルチホップ無線ネットワークグループの間の情報交換システムは、中央ノード及び複数のネットワークノードを有する第１無線ネットワークグループと、中央ノード及び複数のネットワークノードを有する少なくとも一つの第２無線ネットワークグループと、を含み、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードが第１伝送範囲のチャネルを介して同じチャネルを有する第２無線ネットワークグループの中央ノードとグループ情報を交換し、前記グループ情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードが前記第１伝送範囲より小さい第２伝送範囲のチャネルを介して前記第１無線ネットワークグループのネットワークノードと相互にノード情報を伝送する。

本発明に係るマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置は、複数のネットワークノードを有する第１無線ネットワークグループと少なくとも一つの第２無線ネットワークグループとの間のデータ交換メカニズムに適用されるものであって、前記第１無線ネットワークグループに配置され、第１伝送範囲のチャネルを介して前記第２無線ネットワークグループとグループ情報を交換し、前記第１伝送範囲より小さい第２伝送範囲のチャネルを介して前記第１無線ネットワークグループのネットワークノードとノード情報を相互に伝送するための中央ノードを含む。

上記のように、本発明は、伝送範囲が比較的大きい無線チャネルと伝送範囲が比較的小さい無線チャネルにより、マルチホップ無線ネットワークグループ間の伝送スケジュール情報の交換を実現し、マルチホップ無線ネットワークグループにおける各無線ノードの伝送スケジュールを予め決定することで、無線ネットワークグループ間におけるデータ伝送時のパケット衝突を防ぎ、ノードのエネルギー消耗を低減して、無線ネットワークグループの効率を向上させる。

本発明に係る第１の実施形態における無線ネットワークを模式的に示す図である。本発明に係る実施形態の方法のフローチャートを示す。無線ネットワークグループにおけるノードが新たな伝送スケジュールを共同で立てる方法を示す。無線ネットワークグループにおけるノードが新たな伝送スケジュールを共同で立てる方法を示す。本発明に係る第２の実施形態における無線ネットワークを模式的に示す図である。本発明に係る第３の実施形態における無線ネットワークを模式的に示す図である。

以下、具体的な実施形態によって本発明の実施形態を説明する。当業者は、本明細書に記載の内容から本発明のその他の利点や効果を容易に理解することができる。

図１は、本発明に係る第１の実施形態における無線ネットワークを模式的に示す図である。図１では、二つの無線ネットワークグループ１００Ａ，１００Ｂを示す。無線ネットワークグループ１００Ａ，１００Ｂはそれぞれ中央ノード（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＮｏｄｅ）１１０Ａ，１１０Ｂ及び複数の無線センサノード（ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｏｄｅ）１２０Ａ〜１２４Ａ，１２０Ｂ〜１２４Ｂを含み、中央ノード１１０Ａ，１１０Ｂはそれぞれデータを記録するためのデータベースを有する。無線ネットワークグループ１００Ａにおいて、中央ノード１１０Ａは伝送範囲が比較的小さいチャネル１７０Ａを利用して同じネットワークグループにおける無線センサノード１２０Ａ〜１２４Ａとノード情報を互いに伝送する。同様に、無線ネットワークグループ１００Ｂにおいて、中央ノード１１０Ｂは伝送範囲が比較的小さいチャネル１７０Ｂを利用して同じネットワークグループにおける無線センサノード１２０Ｂ〜１２４Ｂとのやり取りを行う。中央ノード１１０Ａと中央ノード１１０Ｂは、それぞれ伝送範囲が比較的大きいチャネル１８０Ａ，１８０Ｂを利用してグループ情報を交換する。グループ情報は、伝送スケジュール情報又は伝送要求情報である。また、中央ノードには、無線ネットワークグループにおける各ノードの伝送時間と各ノードのデータ伝送量を記録し、かつ、データ伝送量の要求を予期するための伝送スケジュールデータベースを設置してもよい。

具体的に実施する際、先ず、中央ノード１１０Ａは、伝送範囲が比較的大きいチャネル１８０Ａを利用して同じチャネルを有する無線ネットワークグループ１００Ｂにおける中央ノード１１０Ｂと伝送スケジュールを交換することで、新たな伝送スケジュール情報を調整する。次に、中央ノード１１０Ａは、二つのグループ同士の間にパケット衝突が生ずることを防ぐように、新たな伝送スケジュール情報に基づいて伝送範囲が比較的小さいチャネル１７０Ａを利用してネットワークノードとリソースの分配を調整する。

図２は、本発明に係る実施形態の方法のフローチャートを示す。本発明に係る方法は、二つの無線ネットワークグループが相互に近接している場合のマルチホップ無線ネットワークの間に伝送されるパケット衝突を防ぐためのプロセスである。ステップ２１０において、第１無線ネットワークグループ（例えば、符号１００Ａ）における中央ノード（例えば符号１１０Ａ）は、伝送範囲が比較的大きいチャネル（例えば符号１８０Ａ）を利用して同じチャネルを有する第２無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ｂ）が近接していることを発見する。ステップ２２０において、第１無線ネットワークグループにおける中央ノード（例えば符号１１０Ａ）により、データベース（図示せず）に記録された同じ無線ネットワークグループにおけるネットワークノードの伝送スケジュール情報をアクセスする。ステップ２３０において、パケット衝突が発生する前に、第１無線ネットワークグループにおける中央ノード（例えば符号１１０Ａ）は、伝送範囲が比較的大きいチャネル（例えば符号１８０Ａ）を利用して無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ）における各ネットワークノードの伝送スケジュール情報を第２無線ネットワークグループにおける中央ノード（例えば符号１１０Ｂ）に伝送する。ここでは、当該伝送スケジュール情報は、無線ネットワークグループにおける各ノードが伝送範囲の比較的小さいチャネルを利用するパケット伝送時点やノードデータ伝送量や必要なノードデータ伝送量要求を含む。ステップ２４０において、異なるネットワークグループにその伝送スケジュール情報を相互に共用した後、無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ、符号１００Ｂ）における各ノードはそれらの伝送スケジュール情報に基づいて新たな伝送スケジュールを共同で立てることにより、異なるネットワークグループが伝送範囲の比較的小さいチャネルにおけるパケット衝突を防ぐことができる。ステップ２５０において、伝送範囲が比較的小さいチャネルにおけるパケット衝突を防ぐために、無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ、符号１００Ｂ）におけるノードは新たな伝送スケジュールを用いる。

好ましい実施形態において、第１無線ネットワークグループ１００Ａにおける中央ノード１１０Ａと第２無線ネットワークグループ１００Ｂにおける中央ノード１１０Ｂは、伝送要求情報を相互に発送し、予め設置された判断メカニズムにより新たな伝送スケジュールを生成することにより、パケット衝突を防ぐことができる。例えば、第１無線ネットワークグループ１００Ａにおける中央ノード１１０Ａは、パケットデータを受送信するような要求がある時に第２無線ネットワークグループ１００Ｂにおける中央ノード１１０Ｂに伝送要求情報を自発的に発送するようにしているが、同時点で第２無線ネットワークグループ１００Ｂにおける中央ノード１１０Ｂもパケットデータを受送信するような要求がある可能性もあるため、判断メカニズムにより二つの中央ノードのどちらが優先にリソースを取得するかを決めることができる。例えば、二つの中央ノードはそれぞれ数値をランダムに生成し、当該数値を比較し、数値が大きい方が優先に伝送リソースを取得できる。

他の好ましい実施形態において、ネットワークノードは、中央ノードが伝送リソースを振り分けることを需求するように、中央ノードに要求情報を自発的に発送してもよい。例えば、ボディ・エリア・ネットワークにおいて、各ノードがデータを中央ノードに発送するための必要な周波数はいずれも異なるため、強制的に各ノードが同一の時点でデータを中央ノードに発送させられたら、エネルギーの無駄になってしまう。従って、本実施形態において、特定のノードは、データ伝送の要求がある場合、要求の情報を中央ノードに発送し、中央ノードが当該ノードの要求に応じて伝送スケジュールを調整することにより、一部のノード装置のエネルギー消耗をさらに低減し、待機時間を延ばすことができる。

また、他の好ましい実施形態において、本発明は、複数のネットワークノードを有する第１無線ネットワークグループと少なくとも一つの第２無線ネットワークグループの間のデータ交換メカニズムに適用されるものであって、当該データ交換装置は中央ノードであって、第１無線ネットワークグループに配置し、伝送範囲が比較的大きいチャネルを介して該第２無線ネットワークグループとグループ情報を交換し、伝送範囲が比較的小さいチャネルを介して該第１無線ネットワークグループにおけるネットワークノードとノード情報を相互に発送する情報交換装置（図示せず）をさらに提供する。

図３と図４は、無線ネットワークグループにおけるノードが新たな伝送スケジュールを共同で立てる方法を示す。図３において、伝送時間のずらしにより同時点でパケットを伝送することによるパケット衝突を防ぐ。図４において、一方の伝送時点を犠牲にする（退避する）ことによって、同時点でパケットを伝送することによるパケット衝突を防ぐ。上述の二つの方法は単独で使用してもよく、組み合わせて使用してもよい。以下、詳細に説明する。

図３（ａ）は、無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ、符号１００Ｂ）における元伝送スケジュールを示す。図３（ａ）に示すように、第２の時点でパケット衝突が起こるようになるため、共同で新たな伝送スケジュールを立てなければならない。図３（ｂ）において、伝送時間のずらし方式を用いる。図３（ｂ）に示すように、先ず、第１無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ）は第１の時点でパケット３１０を伝送し、次に、第２無線ネットワークグループである無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ｂ）は第２の時点でパケット３３０を伝送し、そして、第１無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ）は次の時点（例えば第４の時点）でパケット３２０を伝送し、そして、第２無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ｂ）は次の時点（例えば第５の時点）でパケット３４０を伝送する。図３（ｂ）に示すずらし方式によりパケットを伝送することで、同時点でパケットを伝送することによるパケット衝突を防ぐ。

図４（ａ）は、無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ、符号１００Ｂ）における元伝送スケジュールを示す。図４（ａ）に示すように、第２の時点でパケット衝突が起こるようになるため、共同で新たな伝送スケジュールを立てなければならない。図４（ｂ）において、一方の伝送時点を犠牲にする（退避する）方式を用いる。図４（ｂ）に示すように、先ず、第１無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ）は第１の時点でパケット４１０を伝送し、次に、第２の時点で、第１無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ）がパケット４２０を伝送させるように、第２無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ｂ）はパケット４３０を伝送することを犠牲にし（退避し）、そして、無線ネットワークグループ（例えば符号１００Ａ、符号１００Ｂ）は正常的に自らのスケジュールの時点でそれぞれパケット（例えば符号４４０）を伝送する。図４（ｂ）に示す犠牲（退避）方式によりパケットを伝送することで、同時点でパケットを伝送することによるパケット衝突を防ぐ。

図５は、本発明に係る第２の実施形態における無線ネットワークを模式的に示す図である。注意すべきなのは、本実施形態は、本発明が二つ以上の無線ネットワークグループに適用することを例にして説明するに過ぎず、本発明を限定するものではないということである。図５は、三つの無線ネットワークグループ５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃを示す。無線ネットワークグループ５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃは、それぞれ中央ノード５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃを有し、且つ、それぞれ複数の無線センサノード５２０Ａ〜５２４Ａ，５２０Ｂ〜５２４Ｂ，５２０Ｃ〜５２４Ｃを有する。中央ノード５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃは、それぞれデータを記録するためのデータベース５０５Ａ，５０５Ｂ，５０５Ｃを有する。無線ネットワークグループ５００Ａにおいて、中央ノード５１０Ａは、伝送範囲が比較的小さいチャネル５７０Ａを介して同じネットワークグループにおける無線センサノード５２０Ａ〜５２４Ａとやり取りを行う。同様に、無線ネットワークグループ５００Ｂ，５００Ｃにおいて、中央ノード５１０Ｂ，５１０Ｃは、それぞれ伝送範囲が比較的小さいチャネル５７０Ｂ，５７０Ｃを介して同じネットワークグループにおける無線センサノード５２０Ｂ〜５２４Ｂ，５２０Ｃ〜５２４Ｃとやり取りを行う。中央ノード５１０Ａと中央ノード５１０Ｂ，５１０Ｃは、それぞれ伝送範囲が比較的大きいチャネル５８０Ａ，５８０Ｂ，５８０Ｃを介して相互にやり取りを行う。また、データベース５０５Ａ，５０５Ｂ，５０５Ｃは、属する無線ネットワークにおける各ノードの伝送時間と各ノードのデータ伝送量を記録し、データ伝送量の要求を予期するための無線ネットワークグループにおけるパケット伝送用の伝送スケジュールデータベースである。

図６は、本発明に係る第３の実施形態における無線ネットワークを模式的に示す図である。図６は、図１に模式的に示す無線ネットワークと類似しているため、類似の構成要素に類似の符号を付して、ここでは、類似の構成要素の機能と作動ステップに関する説明を省略する。無線ネットワークグループ（例えば符号６００Ａ、符号６００Ｂ）は、伝送範囲が比較的大きいチャネル（例えば符号６８０Ａ、符号６８０Ｂ）を介して互いに存在することが予め分かるとともに、共同でマスタ無線ネットワークグループ（ＭａｓｔａｅｒＷｉｒｅｌｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋＧｒｏｕｐ）（例えば符号６００Ａ）を推選する。伝送範囲が比較的大きいチャネルを介して、全ての無線ネットワークグループは、ネットワークにおけるパケット伝送時点やノードデータ伝送量や必要なノードデータ伝送量の要求に関する情報をマスタ無線ネットワークグループにフィードバックする。マスタ無線ネットワークグループは、これらの情報に基づいて、全ての無線ネットワークグループにおける各無線ノードが伝送範囲の比較的小さいチャネル（例えば符号６７０Ａ、符号６７０Ｂ）での伝送スケジュールを統一的に決めて各無線ネットワークグループにおける各無線ノードに返信する。各無線ノードは、新たな伝送スケジュールを用いることにより、伝送範囲が比較的小さいチャネルにおけるパケット衝突を防ぐ。

上記の三つの実施形態において、伝送範囲が比較的大きいチャネルと伝送範囲が比較的小さいチャネルは、それぞれ二つの異なる無線システムに使用することができる。伝送スケジュールの情報を二つの異なる無線システムの間に相互にやり取りさせることができるために、これらの無線システムの間には相互にやり取りするためのチャネルを立てなければならない。

また、上記の三つの実施形態において、伝送範囲が比較的大きいチャネルと伝送範囲が比較的小さいチャネルは同一の無線システムに使用してもよい。この場合、当該無線システムにおける二つのチャネルを区別する方法としては、時間分割や、周波数分割や、異なる通信符号化により得られたチャネル分割などを使用することができる。時間分割を用いる場合、異なる時点で伝送範囲が比較的大きいチャネルと伝送範囲が比較的小さいチャネルを形成するために、無線ノードにはパワーを動的に調整可能なアンテナ増幅器又は二つのパワーの大きさが異なるアンテナ増幅器を使用しなければならない。周波数分割を用いる場合、異なる周波数で伝送範囲が比較的大きいチャネルと伝送範囲が比較的小さいチャネルを形成するために、無線ノードには周波数に従いパワーを調整可能なアンテナ増幅器又は二つのパワーの大きさが異なるアンテナ増幅器を使用しなければならない。符号分割を用いる場合、異なる符号化で伝送範囲が比較的大きいチャネルと伝送範囲が比較的小さいチャネルを形成するために、無線ノードには符号化するとき二つの異なる大きさの符号信号を生成したり、又は二つのパワーの大きさが異なるアンテナ増幅器を使用したりしなければならない。

また、上記した実施形態は、本発明の原理や効果を説明するための例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が本明細書に記載の実施形態に種々の修飾と変更が可能であることは言うまでもない。また、上記した実施形態における構成要素の数量は例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。従って、本発明の保護範囲は特許請求の範囲に記載されるものである。

１００Ａ、１００Ｂ、５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ、６００Ａ、６００Ｂ無線ネットワークグループ
１１０Ａ、１１０Ｂ、５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃ、６１０Ａ、６１０Ｂ中央ノード
１２０Ａ、１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ、１２４Ａ、１２０Ｂ、１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ、１２４Ｂ、５２０Ａ、５２１Ａ、５２２Ａ、５２３Ａ、５２４Ａ、５２０Ｂ、５２１Ｂ、５２２Ｂ、５２３Ｂ、５２４Ｂ、５２０Ｃ、５２１Ｃ、５２２Ｃ、５２３Ｃ、５２４Ｃ、６２０Ａ、６２１Ａ、６２２Ａ、６２３Ａ、６２４Ａ、６２０Ｂ、６２１Ｂ、６２２Ｂ、６２３Ｂ、６２４Ｂ無線センサノード
１７０Ａ、１７０Ｂ、５７０Ａ、５７０Ｂ、５７０Ｃ、６７０Ａ、６７０Ｂ伝送範囲が比較的小さいチャネル
１８０Ａ、１８０Ｂ、５８０Ａ、５８０Ｂ、５８０Ｃ、６８０Ａ、６８０Ｂ伝送範囲が比較的大きいチャネル
３１０、３２０、３３０、３４０、４１０、４２０、４３０、４４０パケット
５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃ、６０５Ａ、６０５Ｂデータベース

Claims

（１）中央ノード及び複数のネットワークノードをそれぞれ有する第１無線ネットワークグループと少なくとも一つの第２無線ネットワークグループとを提供するステップと、
（２）前記第１無線ネットワークグループの中央ノードが第１伝送範囲のチャネルを介して同じチャネルを有する第２無線ネットワークグループの中央ノードとグループ情報を交換し、前記グループ情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードが前記第１伝送範囲より小さい第２伝送範囲のチャネルを介して前記第１無線ネットワークグループのネットワークノードと相互にノード情報を伝送するステップと、
（３）前記第１無線ネットワークグループと前記少なくとも一つの第２無線ネットワークグループは、共同で一つのマスタ無線ネットワークグループを推選し、前記マスタ無線ネットワークグループを介して、前記第１伝送範囲のチャネルを伝送し、全ての無線ネットワークグループは、ネットワークにおける少なくともノードデータ伝送量を前記マスタ無線ネットワークグループにフィードバックし、前記マスタ無線ネットワークグループは、前記ノードデータ伝送量に基づいて、全ての無線ネットワークグループにおける無線ノードが前記第２伝送範囲での伝送スケジュールを統一的に決めて、各無線ネットワークグループにおける各無線ノードに返信し、各無線ノードは、新たな伝送スケジュールを用いるステップと
を含むことを特徴とするマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記グループ情報は伝送スケジュール情報であり、パケット衝突を防ぐために、交換された伝送スケジュール情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードと前記第２無線ネットワークグループの中央ノードとが新たな伝送スケジュール情報を生成することを特徴とする請求項１に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記グループ情報は伝送要求情報であり、パケット衝突を防ぐために、交換された伝送要求情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードと前記第２無線ネットワークグループの中央ノードとが新たな伝送スケジュール情報を生成することを特徴とする請求項１に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記第１伝送範囲のチャネル及び前記第２伝送範囲のチャネルがそれぞれ異なる無線システムに使用されることを特徴とする請求項１に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記中央ノードが、前記第１伝送範囲のチャネルと前記第２伝送範囲のチャネルとの間の情報を交換させるためのやり取りインタフェースを含むことを特徴とする請求項４に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記第１伝送範囲のチャネル及び前記第２伝送範囲のチャネルが同じ無線システムに使用されることを特徴とする請求項１に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記第１無線ネットワークグループ及び前記第２無線ネットワークグループは、同じ無線システムにおいて、時間分割、周波数分割、又は符号分割の何れかにより、前記第１伝送範囲のチャネルと前記第２伝送範囲のチャネルとを区別することを特徴とする請求項６に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記新たな伝送スケジュール情報は、パケット衝突を防ぐために、前記ネットワークノードのパケット伝送スケジュールをずらすことを特徴とする請求項２に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記新たな伝送スケジュール情報は、パケット衝突を防ぐために、前記ネットワークノードの衝突の発生が予期されるパケット伝送スケジュールを退避させることを特徴とする請求項２に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
前記新たな伝送スケジュール情報は、パケット衝突を防ぐために、前記ネットワークノードのパケット伝送スケジュールをずらし、前記ネットワークノードの衝突の発生が予期されるパケット伝送スケジュールを退避させることを特徴とする請求項２に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換方法。
中央ノード及び複数のネットワークノードを有する第１無線ネットワークグループと、
中央ノード及び複数のネットワークノードを有する少なくとも一つの第２無線ネットワークグループと、を含み、
前記第１無線ネットワークグループの中央ノードが第１伝送範囲のチャネルを介して同じチャネルを有する第２無線ネットワークグループの中央ノードとグループ情報を交換させ、前記グループ情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードが前記第１伝送範囲より小さい第２伝送範囲のチャネルを介して前記第１無線ネットワークグループのネットワークノードと相互にノード情報を伝送し、
前記第１無線ネットワークグループと前記少なくとも一つの第２無線ネットワークグループは、共同で一つのマスタ無線ネットワークグループを推選し、前記マスタ無線ネットワークグループを介して、前記第１伝送範囲のチャネルを伝送し、全ての無線ネットワークグループは、ネットワークにおける少なくともノードデータ伝送量を前記マスタ無線ネットワークグループにフィードバックし、前記マスタ無線ネットワークグループは、前記ノードデータ伝送量に基づいて、全ての無線ネットワークグループにおける無線ノードが前記第２伝送範囲での伝送スケジュールを統一的に決めて、各無線ネットワークグループにおける各無線ノードに返信し、各無線ノードは、新たな伝送スケジュールを用いることを特徴とするマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換システム。
前記グループ情報は伝送スケジュール情報であり、パケット衝突を防ぐために、交換された伝送スケジュール情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードと前記第２無線ネットワークグループの中央ノードとが新たな伝送スケジュール情報を生成することを特徴とする請求項１１に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換システム。
前記グループ情報は伝送要求情報であり、パケット衝突を防ぐために、交換された伝送要求情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードと前記第２無線ネットワークグループの中央ノードとが新たな伝送スケジュール情報を生成することを特徴とする請求項１１に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換システム。
前記第１伝送範囲のチャネル及び前記第２伝送範囲のチャネルがそれぞれ異なる無線システムに使用されることを特徴とする請求項１１に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換システム。
前記第１無線ネットワークグループ及び前記第２無線ネットワークグループは、同じ無線システムにおいて、時間分割、周波数分割、又は符号分割の何れかにより、前記第１伝送範囲のチャネルと前記第２伝送範囲のチャネルとを区別することを特徴とする請求項１１に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換システム。
パケット衝突を防ぐために、前記第１無線ネットワークグループは、前記ネットワークノードのパケット伝送スケジュールをずらし、新たな伝送スケジュール情報を生成することを特徴とする請求項１２に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換システム。
パケット衝突を防ぐために、前記第１無線ネットワークグループは、ネットワークノードの衝突の発生が予期されるパケット伝送スケジュールを退避させることを特徴とする請求項１２に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換システム。
複数のネットワークノードを有する第１無線ネットワークグループと少なくとも一つの第２無線ネットワークグループとの間のデータ交換メカニズムに適用されるマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置において、
前記第１無線ネットワークグループに配置され、第１伝送範囲のチャネルを介して前記第２無線ネットワークグループとグループ情報を交換し、前記第１伝送範囲より小さい第２伝送範囲のチャネルを介して前記第１無線ネットワークグループのネットワークノードとノード情報を相互に伝送するための中央ノードを含み、
前記第１無線ネットワークグループと前記少なくとも一つの第２無線ネットワークグループは、共同で一つのマスタ無線ネットワークグループを推選し、前記マスタ無線ネットワークグループを介して、前記第１伝送範囲のチャネルを伝送し、全ての無線ネットワークグループは、ネットワークにおける少なくともノードデータ伝送量を前記マスタ無線ネットワークグループにフィードバックし、前記マスタ無線ネットワークグループは、前記ノードデータ伝送量に基づいて、全ての無線ネットワークグループにおける無線ノードが前記第２伝送範囲での伝送スケジュールを統一的に決めて、各無線ネットワークグループにおける各無線ノードに返信し、各無線ノードは、新たな伝送スケジュールを用いることを特徴とするマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置。
前記グループ情報は伝送スケジュール情報であり、パケット衝突を防ぐために、交換された伝送スケジュール情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードと前記第２無線ネットワークグループの中央ノードとが新たな伝送スケジュール情報を生成することを特徴とする請求項１８に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置。
前記グループ情報は伝送要求情報であり、パケット衝突を防ぐために、交換された伝送要求情報に基づいて、前記第１無線ネットワークグループの中央ノードと前記第２無線ネットワークグループの中央ノードとが新たな伝送スケジュール情報を生成することを特徴とする請求項１８に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置。
前記第１伝送範囲のチャネル及び前記第２伝送範囲のチャネルがそれぞれ異なる無線システムに使用されることを特徴とする請求項１８に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置。
前記第１無線ネットワークグループ及び前記第２無線ネットワークグループは、同じ無線システムにおいて、時間分割、周波数分割、又は符号分割の何れかにより、前記第１伝送範囲のチャネルと前記第２伝送範囲のチャネルとを区別することを特徴とする請求項１８に記載のマルチホップ無線ネットワークグループの間情報交換装置。
パケット衝突を防ぐために、前記第１無線ネットワークグループは、前記ネットワークノードのパケット伝送スケジュールをずらし、新たな伝送スケジュール情報を生成することを特徴とする請求項１８に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置。
パケット衝突を防ぐために、前記第１無線ネットワークグループは、ネットワークノードの衝突の発生が予期されるパケット伝送スケジュールを退避させることを特徴とする請求項１８に記載のマルチホップ無線ネットワークグループ間の情報交換装置。