JP5031033B2 - 協調macプロトコルにおける自動パートナー選択 - Google Patents
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Description
a.(受信RTSフレーム101に基づき)送信元と中継器との間の、及び(受信CTSフレーム102に基づき)送信先と中継器との間のリンク品質を算出/推定するステップ。
b.CTSフレーム102に含まれる算出されたリンク品質及びリンク情報に基づき、パートナーとなるため中継器自身を評価する(優秀、良好、悪い)ステップ。
c.自己評価で「優秀」及び「良好」の場合、中継器が、PCTSフレーム103を送信するためのコンテンション前に、それぞれ2つのスロット及び1つのスロットのためビジートーンを送信し、それ以外の場合には、沈黙を守るステップ。
d.送信されたビジートーン402を受信しない(hear)中継器が、
− 1からNの間でランダムに選択されたスロット数の間バックオフを実行するステップと、
− PCTSフレーム103を送信するためコンテンションを実行するステップとを実行するステップ。
・パートナー選択が、フレーム毎に基づき実行されることができ、従って、動的なトポロジを用いる無線ネットワークに適している。
・パートナー選択が、中間の中継器によりなされる。中間の中継器は本質的に、好適な選択をするためのより良好な(及び、おそらくより多くの)情報を持つ。
・パートナー選択が、完全に分散された態様において実現される。従って、可能性のある(potential)信号オーバヘッドが減らされる。
・ビジートーンを使用することの利点は、2つある。
1.中継器が協調するつもりがあるかどうかを送信元が2つ未満の時間スロットにおいて決定するのに役立つ。こうして、信号オーバヘッドが減らされる。
2.異なる「レート」の中継器の間での衝突確率が減らされる。
・パートナー選択が、フレーム毎ベースで実行され、従って、動的なトポロジを備える無線ネットワークに適している。
・パートナー選択が、中間の中継器500.R.kにより実行される。中間の中継器は本質的に、より良好な選択をするためのより好適な(及び、おそらくより多くの)情報を持つ。
・パートナー選択が、完全に分散された態様において実現される。従って、可能性のある信号オーバヘッドが減らされる。
・ビジートーンを使用することの利点は、2つある。
1.中継器が協調するつもりがあるかどうかを送信元が2つの時間スロットにおいて決定するのに役立つ。こうして、信号オーバヘッドが減らされる。
2.異なる「レート」の中継器の間での衝突確率が減らされる。
Claims (20)
- 協調無線通信システムであって、
協調MACプロトコルと、
各デバイスが送信元、送信先及び中継器並びにこれらの組み合わせのいずれかであるような態様で、前記協調MACプロトコルを使用するよう構成される複数のデバイスとを有し、
前記協調MACプロトコルが、
送信される各フレームに対するフォワードエラー制御と、
前記送信元デバイスにより送信されるRTS及び前記送信先デバイスにより送信されるCTSの両方を受信する中継器デバイスだけが、自己評価に基づき、情報が通信される前記送信元及び前記送信先に対してパートナーとして協調するかどうかを決定するよう、中継器デバイスから協調を要求する前記送信元デバイス及び前記送信元の送信先デバイスに対するRTS、CTS及びPCTSハンドシェーキング手順とを有する、協調無線通信システム。 - 前記複数の中継器デバイスが、
CTSフレーム及びRTSフレームにおいて受信されたリンクデータと自己評価データとを格納するローカルメモリと、
− 前記リンクデータに基づき、前記リンクデータとしてリンクの品質を推定及び格納する品質推定要素と、
− 前記リンクデータに基づき、送信元と送信先との間の通信を中継する候補中継器として、前記中継器デバイスの自己評価を評価及び格納する評価要素とを含むパートナー決定モジュールと、
前記自己評価が評価における所定の選択セットの1つであるとき、情報が通信される前記送信元及び前記送信先に対してパートナーとして協調するよう自己選択するパートナー参加モジュールとを更に有する、請求項1に記載のシステム。 - 前記パートナー参加モジュールが、
送信元デバイスとして前記中継器デバイスの制御のために実行される送信元要素と、
送信先デバイスとして前記中継器デバイスの制御のために実行される送信先要素とを含むよう更に構成される、請求項2に記載のシステム。 - 自己選択を実行する候補中継器デバイスが存在しないとき、前記送信元及び前記送信先が、DATA及びACKフレームそれぞれにおける「予約持続時間」を修正し、未使用のチャネル時間が解放される、請求項2に記載のシステム。
- 前記候補中継器デバイスがパートナーとして自己選択するとき、前記パートナーは、前記自己評価に基づき持続時間の間ビジートーンを送信し、前記パートナーが、前記送信元と前記送信先との間の中継器として機能したいという意欲を示すよう、PCTSフレームの通信のためコンテンションを実行し、少なくとも1つのビジートーンを受信しない自己選択されたパートナーだけが、前記PCTSフレームを送信するため、及び自己選択されたパートナーの間の衝突を回避するためにコンテンションを実行し、前記少なくとも1つのビジートーンを受信しない自己選択されたパートナーがそれぞれ、前記PCTSフレームを送信する前に、1から所定の整数Nまでのアイドルスロットからランダムに選択されるバックオフ時間を待つため、前記パートナー参加モジュールのバックオフ要素を実行する、請求項2に記載のシステム。
- 前記自己評定が、優秀、良好、及び悪いからなるグループから選択される評価であり、前記評価における所定の選択セットは、2スロット及び1スロットに対して送信される対応するビジートーンを持つ、優秀及び良好からなるグループである、請求項5に記載のシステム。
- 前記送信元要素が、CTSフレームの受信の後最短フレーム送信間隔+1スロット時間の間ビジートーンを受信しない場合、前記送信元要素は、パートナーが存在しないという仮定に基づき、非協調シナリオに基づき通信を実行し、
前記送信元要素が、少なくとも1つのビジートーンの後正しくPCTSフレームを受信する場合、前記送信元要素は、パートナーとして前記自己選択された中継器と協調することにより通信を実行し、
前記送信元要素が、少なくとも1つのビジートーンの後前記自己選択されたパートナーからエラーを伴うPCTSフレームを受信する場合、前記送信元要素は、非協調的なシナリオに基づき通信を実行し、及び前記送信元要素により続いて送信されるDATAフレームにおいて協調の必要性がないことを示し、
前記自己選択されたパートナーが、前記送信元から協調の必要性を示すRTSフレーム及びDATAフレームの両方を受信する場合、前記自己選択されたパートナーだけが、後続においてパートナーとして参加するよう処理が実行されるべく、前記送信元が送信元要素を含むよう更に構成される、請求項6に記載のシステム。 - 無線通信システムで協調する方法において、
協調MACプロトコルを提供するステップと、
各デバイスが、送信元、送信先、中継器及びこれらの組み合わせのいずれかであるよう、前記協調MACプロトコルを使用するよう構成される複数のデバイスを提供するステップとを有し、
前記協調MACプロトコル提供ステップが、
送信された各DATAフレームのためフォワードエラー制御を含むステップと、
送信元デバイス及び前記送信元の送信先デバイスに対するRTS、CTS及びPCTSハンドシェーキング手順を提供するステップとを有し、
前記ハンドシェーキング手順が、
(a)前記送信元デバイスにより送信されるRTS及び前記送信先デバイスにより送信されるCTSの両方における中継器デバイスからの協調をリクエストするステップと、
(b)前記送信されるRTS及び送信されるCTSの両方を受信する中継器デバイスが、情報を通信する前記送信元及び前記送信先とパートナーとして協調するか否かを自己評価に基づき決定するステップとを有する、方法。 - 前記複数の各デバイスが、
前記CTSフレーム及び前記RTSフレームにおいて受信されるリンクデータ、及び前記中継器デバイスにより生成される自己評価データを格納するローカルメモリと、
− 前記リンクデータとしてリンクの品質を推定及び格納するステップを実行する品質推定要素と、
− 前記リンクデータに基づき、前記送信元と前記送信先との間の通信の中継のため候補中継器として、自己評価のステップを実行し、及び前記デバイスのローカルメモリに前記自己評価を格納する評価要素とを含む、パートナー決定モジュールと、
前記格納された自己評価が評価における所定の選択セットの1つであるとき、情報を通信するステップを実行することにより前記送信元と前記送信先とに対してパートナーとして協調するステップを実行するため、自己選択を実行するパートナー参加モジュールとを備えるよう、前記デバイスを提供するステップを更に有する、請求項8に記載の方法。 - 前記パートナー参加モジュールが、
送信元デバイスとして前記中継器デバイスの制御のため実行される送信元要素を提供するステップと、
送信先デバイスとして前記中継器デバイスの制御のため実行される送信先要素を提供するステップとを実行するよう更に構成される、請求項9に記載の方法。 - 自己選択する候補中継器デバイスが存在しないとき、前記送信元及び前記送信先の両方が、個別のDATA及びACKフレームにおける「予約持続時間」を修正するステップを実行し、未使用のチャネル時間が解放される、請求項9に記載の方法。
- 前記候補中継器デバイスがパートナーとして自己選択するとき、前記パートナーが、
前記自己評価に基づき、持続時間の間ビジートーンを送信するステップと、
前記送信元と前記送信先との間の中継器として機能する意思を示すためPCTSフレームを通信するためのコンテンションを実行するステップであって、コンテンションを実行している自己選択されたパートナーの間での衝突を回避するため、前記少なくとも1つのビジートーンを受信しない自己選択されたパートナーだけが、コンテンションステップを実行する、ステップとを実行し、
前記少なくとも1つのビジートーンを受信しない各自己選択されたパートナーが、前記PCTSフレームを送信する前に1からアイドルスロットまでのランダムに選択されるバックオフ時間を待つために前記パートナー参加モジュールのバックオフ要素を実行するステップを実行する、請求項9に記載の方法。 - 前記自己評価が、優秀、良好、及び悪いからなるグループから選択される評価であり、評価における前記所定の選択セットは、前記自己評価により決定される2スロット及び1スロットでの対応するビジートーン通信持続時間を持つ、優秀及び良好からなるグループである、請求項12に記載の方法。
- 前記送信元要素が、CTSフレームの受信の後最短フレーム送信間隔+1スロット時間の間ビジートーンを受信しない場合、前記送信元要素は、パートナーが存在しないという仮定に基づき、非協調的なシナリオに基づき通信を実行するステップと、
前記送信元要素が、少なくとも1つのビジートーンの後正しくPCTSフレームを受信する場合、前記送信元要素は、パートナーとして前記自己選択された中継器と協調することにより通信を実行するステップと、
前記送信元要素が、少なくとも1つのビジートーンの後前記自己選択されたパートナーからエラーを伴うPCTSフレームを受信する場合、前記送信元要素は、
(a)非協調的なシナリオに基づき通信を実行し、
(b)前記送信元要素により続いて送信されるDATAフレームにおいて協調の必要性がないことを示す、ステップと、
前記自己選択されたパートナーが、前記送信元から協調の必要性を示すRTSフレーム及びDATAフレームの両方を受信する場合、前記自己選択されたパートナーだけが、後続においてパートナーとして参加するステップとを実行するような送信元要素を含むよう前記送信元を構成するステップを更に有する、請求項13に記載の方法。 - 協調無線通信に関するデバイスであって、
協調MACプロトコルと、
送信元、送信先及び中継器並びにこれらの組み合わせのいずれかとして前記デバイスを制御するため、前記協調MACプロトコルを使用するパートナー参加モジュールとを有し、
前記協調MACプロトコルが、
送信される各フレームに対するフォワードエラー制御と、
前記デバイスが、前記送信元デバイスにより送信されるRTS及び前記送信元デバイスの送信先デバイスにより送信されるCTSの両方を受信するときのみ、前記デバイスが、自己評価に基づき、情報を通信する前記送信元デバイス及び前記送信先デバイスに対してパートナーとして協調するかどうかを決定するよう、前記デバイスから協調を要求する前記送信元デバイスに対するRTS、CTS及びPCTSハンドシェーキング手順と有する、協調無線通信システムに関するデバイス。 - CTSフレーム及びRTSフレームにおいて受信されるリンクデータと自己評価データとを格納するローカルメモリと、
− 前記リンクデータに基づきリンクの品質を推定及び格納する品質推定要素と、
− 前記リンクデータ及びリンクデータの品質に基づき、前記送信元と前記送信先との間の通信を中継する候補中継器として、前記デバイスを自己評価し、前記自己評価を格納する評価要素とを含む、パートナー決定モジュールと、
前記自己評価が評価における所定の選択セットの1つであるとき、情報を通信する前記送信元と前記送信先とに対してパートナーとして協調するよう前記デバイスを自己選択するパートナー参加モジュールとを更に有する、請求項15に記載のデバイス。 - 前記パートナー参加モジュールが、
送信元デバイスとして前記デバイスの制御のために実行される送信元要素と、
送信先デバイスとして前記デバイスの制御のために実行される送信先要素とを含むよう更に構成される、請求項16に記載のデバイス。 - 前記デバイスがパートナーとして自己選択し、及び前記少なくとも1つのビジートーンを受信しないとき、
前記デバイスが、前記自己評価に基づき、持続時間の間ビジートーンを送信し、
コンテンションを実行している他の自己選択されたデバイス間での衝突を回避するため、前記デバイスが、前記PCTSフレームを送信する前、1から所定の整数Nのアイドルスロットからランダムに選択されるバックオフ時間を待つため、前記パートナー参加モジュールのバックオフ要素を実行し、
前記デバイスは、中継器として機能する意思のあることを示すため、PCTSフレームの通信のためコンテンションを実行する、請求項16に記載のデバイス。 - 前記自己評定が、優秀、良好、悪いからなるグループから選択される評価であり、前記評価における所定の選択セットは、2スロット及び1スロットの対応するビジートーン送信持続時間を持つ、優秀及び良好からなるグループである、請求項18に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、送信元デバイスとして機能するとき、
前記送信元要素が、送信先デバイスからCTSフレームの受信の後最短フレーム送信間隔+1スロット時間の間ビジートーンを受信しない場合、前記送信元要素は、利用可能なパートナーデバイスが存在しないという仮定に基づき、非協調的なシナリオに基づき通信を実行し、
前記送信元要素が、少なくとも1つのビジートーンの後自己選択されたパートナーから正しくPCTSフレームを受信する場合、前記送信元要素は、前記PCTSフレームを送信した前記自己選択されたパートナーと協調することにより通信を実行し、
前記送信元要素が、少なくとも1つのビジートーンの後自己選択されたパートナーからエラーを伴うPCTSフレームを受信する場合、前記送信元要素は、非協調的なシナリオに基づき通信を実行し、前記送信元要素により続いて送信されるDATAフレームにおいて協調の必要性がないことを示すよう構成される送信元要素を、前記パートナー参加モジュールが更に有し、
前記デバイスが前記送信元から協調の必要性を示すRTSフレーム及びDATAフレームの両方を受信する場合、前記自己選択されたパートナーとしての前記デバイスだけが、パートナーとして参加する、請求項19に記載のデバイス。
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