JP5144653B2 - 通信方法、発信及び受信局並びに関連するコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、遠隔通信ネットワークに使用される通信技術に関する。限定はされないが、特に、アドホックネットワークに適用される。

アドホックネットワークは、固定インフラストラクチャの全くない通信ネットワークである。いくつかの数の無線局には、無線発信(emission)手段及び／又は受信手段と、アドホックネットワークのノードを形成するための適切なプロトコルとが備えられている。

アドホックネットワークを構成するこれらの局は、固定又はポータブルコンピュータ、ポケットコンピュータ、携帯電話、ビークル(vehicle)、家庭用電気製品などの形態をとっている。また、発信−受信手段は、センサ又はアクチュエータなどの単純な物体に設けることができる。したがって、センサのアドホックネットワークによって、例えば、装置の監視又は制御を目的として、情報収集を実行することができる。

アドホックネットワークの成功は、ネットワークのノードを構成している局の寿命に、大きく依存している。ノードは、一方では、一般に、電池（一般に高価で、かつ、交換又は再充電することが困難又は不可能でさえある）によって電力供給され、かつ、他方では、電池又はバッテリなどのエネルギ源は汚染源であるので、特に、エネルギ節約は、長寿命のセンサネットワークを設計するための重要な要素である。

アドホックネットワークは、深刻な動作制限を有している。まず、固定されたインフラストラクチャが存在していない。ノードは、交換を可能にするために、協調しなければならない。加えて、ネットワークの構造は変化している。特に、ノードのエネルギ蓄積がなくなるとノードは消えるが、新規ノードをネットワークに組み込むことができる。データが１つのノードから最終受信ノードにディスパッチ(dispatch)される必要があるとき、データは、中間ノードの間のいくつかの連続ホップを経由して（各中間ノードは、以前のノード及び次のノードの無線範囲内にある）転送される。

特に、データを発信しやすい各ノードが、これらのデータをノード（一方では、発信ノードの無線範囲内に位置し、かつ、他方では、データを受信及び発信するための次の中間ノードになることに最も適切である）にアドレス指定させるため、各ノードは、無線範囲内にあるノードに関する情報を有している。所定ノードの無線範囲内にあるノードは、所定ノードの１ホップ隣接(1-hop neighbourhood)を構成し、ノードの導入又は消失、所定ノードと隣接するノードとの間の距離、ノードの転送電力、ノードにそれぞれ設けられたアンテナのゲイン及び放射パターン、インターフェースなどのいくつかの要素の関数として変化する。

特に、その１ホップ隣接のノードに関して、各ノードＸに利用可能なこの情報は、経路決定のフレームワーク内で、ノードＸの１ホップ隣接を構成しているこれらの中から、ノードＹを定義することに利用される。Ｘは、ターゲットノードＤに最終的に回送されるメッセージをアドレス指定しなければならない。

従来技術では、１ホップ隣接を定義するこの情報は、情報の周期的な交換の助けによって取得されている。各ノードは、このノードに関連付けられたその識別子及び値（メトリックと呼ばれている）を含む「ハロー(HELLO)」と呼ばれているデータパケットを、周期的にディスパッチする。したがって、発信されたハローパケットをリスニング(listen)することによって、各ノードＸは、データテーブル（ノードＸがハローパケットを最近受信したノードの識別子、及び、それらの各メトリック値を含む）を構築及び維持する。このテーブルはノードＸの１ホップ隣接を形成するノードを定義する。データを転送するために、ノードＸがその１ホップ隣接のノードの中からノードを選択しなければならないとき、それは、それに利用可能なデータテーブルの関数としてこの選択を行う。

この技術はやはり欠点を有している。まず、ノードの情報テーブルを更新可能なハローパケットのディスパッチは、所定期間でだけ行われる。したがって、テーブルに含まれた情報は急速に陳腐化し、このため、この情報を利用してなされた決定は必ずしも適切とは限らない。

加えて、これらの体系的な交換によって、受信した新規ハローパケット内に含まれた情報を、ノードが使用するか否かとは独立して、わずかではない量のエネルギを消費する。

加えて、情報交換及びテーブル利用のためのこのメカニズムは、ルーティング層に属していると見ることができ、かつ、ＭＡＣ層のレベルで電流を制限することを考慮していないので、エネルギ損失につながる。

したがって、ノードレベルで、その１ホップ隣接のノードを特徴付ける陳腐化していない情報を収集し、かつ、ノードのエネルギ消費を制限する必要がある。

本発明の第１態様によれば、本発明は、メトリックの各値に関連付けられている複数の遠隔通信ノードを備え、
ａ）第１ノードから、無線チャネル上にリクエストを発信するステップと、
ｂ）少なくとも１つの第２ノードによるリクエストを受信した後に、前記第２ノードに関連付けられたメトリック値の関数として決定された遅延を含む応答メッセージを発信するステップと
を具備しているネットワーク内の無線チャネル上の通信方法を提案する。

したがって、本発明による方法は、その１ホップ隣接に位置している１つのノード又はいくつかのノードのメトリックを、第１ノードに確認させる。１ホップ隣接に関するこの情報は、第１ノードがこの情報を必要とするとき、リクエストに応じてだけ提供される。これによって、一方では、その陳腐化を制限させることができ、他方では、エネルギを節約させることができる。

１態様では、遅延は、メトリックの増加関数又は減少関数である。この構成によって、その１ホップ隣接のノードの中から、第１ノード（例えば、それがターゲットノードに最も近いか、又は、最大残渣エネルギを有するなどのため、特に、それに関係のある）がノードの応答をはじめに受信することができる。

１態様では、第１ノードは、リクエストに応答して、メッセージを発信するのが初めてである第２ノードを選択する。

第１態様では、ノードは、断続的に無線チャネルをリスニングするように構成され、かつ、第１モードでは、第１ノードは、無線チャネル上にはじめに発信された応答メッセージの受信の最後に、無線チャネルリスニングの非活動モードに切り替わり、かつ、リクエストの発信からカウントする固定期間の最後まで、前記期間は、メトリックの最小値及び最大値の関数として固定されている。この構成によって、最も適合していると同時にネットワークがノードの全体電気エネルギを節約するのを可能にする１ホップ隣接のポイントに、データを転送させることができる。

１態様では、第２ノードは、前記固定期間の最後に、活動リスニングモードに切り替わるように構成されている。この構成によって、リクエストに応答した第１ノードの１ホップ隣接の第２ノードのセットは、発信されたショートメッセージをすべてリスニングすることができる（第１モードでは、第１ノードによってこの時、選択された第２ノードを示す）。それ以降、選択されなかった第２ノードは、受信の非活動モードに戻ることができる。

１態様では、方法は、第２モードに、リクエストメッセージの発信の最後からすぐに次のステップを具備している。
・選択されたノードを示す第１ノードによる選択メッセージを発信し、その後、リクエストの発信からカウントする固定期間の最後まで、無線チャネルを占有する目的で、データメッセージ及びジャミングメッセージを発信するステップ（この期間は、メトリックの最小値及び最大値の関数として固定されている）。

この構成によって、最も適合していると同時にネットワークがノードの全体電気エネルギを節約するのを可能にする１ホップ隣接のポイントに、データを転送させることができる。

１態様では、第１ノードは、固定閾値と第２ノードの応答メッセージの発信における遅延によって示されたメトリック値との間で、実行する比較の関数として、第１モード及び第２モードの中から、モードを選択する。

この構成によって、第１ノードのリクエストに対する第１応答の発信以前に、時間スパンの関数として、交換のモードを構成することができ、エネルギの節約を可能にする効果がある。

１態様では、第２ノードは、その応答メッセージを発信した後に、受信の活動モードに切り替わる。この構成によって、第２モードに基づき、ディスパッチされたデータを受信するように構成させることができる。

１態様では、第２ノードによって、応答メッセージの発信以前に決定された遅延は、リクエストの発信の最後から、第１ノード及び第２ノードの両方によって、カウントされる。

第２態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークのノードを形成するための発信／受信局を提案する。局は、
１）無線チャネル上にリクエストを発信する手段と、
２）リクエストに応答してメッセージを、少なくとも１つのノードから受信する手段と、
３）リクエストに応答する前記メッセージの発信に関係し、かつ、前記ノードに関連付けられたメトリック値に依存している遅延を計測するための一時的な計測手段と、
４）前記計測された遅延の関数として、ノードを選択するための手段と
を具備している。

第３態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークのノードを形成するための発信／受信局を提案する。局は、
１）ノードからリクエストを受信するための手段と、
２）継続時間を計測するための一時的な計測手段と、
３）リクエストを受信し、かつ、一時的な計測の手段の助けで設定されたノードに関連付けられたメトリック値の関数として、決定された遅延を含む前記リクエストに応答してメッセージを発信するための手段と
を具備している。

第４態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークを提案する。ノードは、本発明の第２及び第３態様に基づく、発信／受信局を備えている。

第５態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークを形成するための発信／受信局内にインストールされるコンピュータプログラムを提案する。このプログラムは、局の処理手段によってプログラム実行中に、次のステップを実行するための命令を具備している。
１）無線チャネル上にリクエストを発信するステップ
２）リクエストに応答してメッセージを、少なくとも１つのノードから受信するステップ
３）リクエストに応答する前記メッセージの発信に関係し、かつ、前記ノードに関連付けられたメトリック値に依存している遅延を計測するステップ
４）前記計測された遅延の関数としてノードを選択するステップ

第６態様によれば、本発明は、無線チャネル上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワークを形成するための発信／受信局内にインストールされるコンピュータプログラムを提案する。このプログラムは、前記局の処理手段によってプログラム実行中に、次のステップを実行するための命令を具備している。
１）ノードからリクエストを受信するステップ
２）リクエストを受信したノードに関連付けられたメトリック値の関数として、決定された継続時間を計測するステップ
３）前記計測された継続時間の助けで設定された遅延を含む、前記リクエストに応答してメッセージを発信するステップ

したがって、本発明によれば、１ホップ隣接に関する情報は、ノードがこの情報を必要とするときリクエストに応じて、かつ、体系的な方法ではなくリクエストされる。本発明による方法によって、特に、エネルギを節約させることができ、かつ、陳腐化情報をもはや扱うことがない。

図１は、本発明の実行のモードにおけるアドホック無線ネットワークの図である。 図２は、ノードによってリスニングされている断続的なチャネルを図示している。 図３ａは、第１モードにおけるノードＳ，Ａ，Ｂ及びＣの時間軸ｔに関連して、発信及び受信の動作を表している。 図３ｂは、第２モードにおけるノードＳ，Ａ，Ｂ及びＣの時間軸ｔに関連して、発信及び受信の動作を表している。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明からより明確になる。以下の説明は、単に説明的であって、かつ、添付図面と併せて読まなければならない。

図１は、検討される実施例（各々がアドホックネットワーク１のノードを構成することを意図する複数の発信―受信局２を備えたアドホックネットワーク）における遠隔通信ネットワーク１の一部を表している。

ノード２は、共有の無線チャネル４を経由して、隣接するノードと信号を交換する目的で、物理層（ＯＳＩモデルの層１）及びリンク層（ＯＳＩモデルの層２）の処理オペレーションを確実に行う、アンテナ５’にリンクした処理モジュール５を含む発信／受信手段３を備えている。

発信／受信手段３は、カウンタ８をさらに備えている。

発信／受信手段３は、制御手段７によって、ターンオン／ターンオフされる。

これらのモジュールは、ノードＳに関して図１に示されている。ネットワーク１のノードＡ，Ｂ，Ｂ，Ｄも、類似したモジュールを備えている。

ノード２の多様な回路は、電池などのノード２に設けられた電源（図示せず）から、電気エネルギを供給される。

大部分の場合には、モジュール５によって実行されたデジタル処理オペレーションは、適切なプログラムの制御下で、ノード２の中央プロセッサによって実行される。これらのプログラムのうちの１つは、本発明に基づき、モジュール５に実装される。

所定ノードの１ホップ隣接を形成しているノードは、所定ノードの無線範囲内に配置されているノードである。即ち、ノードは、中間ノードを経由して通ってメッセージを中継する必要がなく、無線チャネル４上の所定ノードとメッセージを直接交換することができる。

図１に示すように、ノードＳの１ホップ隣接のノードは、無線チャネル４によって、ノードＳに直接リンクされたノードＡ，Ｂ及びＣである。

チャネル４上に発信されたメッセージは、それを発信したノードのアドレス、及び、それが対象とした１又は複数のノードのアドレスを組み込んでいる。

各ノードは、メトリックによってとられた値に関連付けられている。特に、ノードＡ，Ｂ，Ｃは、メトリック値ｆ_Ａ，ｆ_Ｂ，ｆ_Ｃにそれぞれ関連付けられている。

図を参照して検討される特定の実施例では、メトリックは、例えば、メトリックが関連付けられているノードと、ターゲットノードＮ_{ｔａｒｇｅｔ}及びｆ_Ａ＝１，ｆ_Ｂ＝３，ｆ_Ｃ＝２との間の距離を表す関数である。ネットワーク１のノードのメトリックは、固定された間隔（ｆ_ｍｉｎ，ｆ_ｍａｘ）になっている。

ノードＳは、データメッセージＤＡＴＡをターゲットノードＮ_{ｔａｒｇｅｔ}に送信しなければならない。その１ホップ隣接のどのノードがメッセージＤＡＴＡをディスパッチしなければならないかを決定するため、ノードＳは、その１ホップ隣接に関する情報（特に、それが構成されるノードの定義及び関連したメトリック情報）にアクセスする必要がある。検討されている実施例では、ノードＳは、最小のメトリックを示すその１ホップ近傍のノードの中から、ノードを選択するように構成されている。

次いで、ノードＳの処理モジュール５は、メッセージＲＥＱを定式化し、かつ、ノードＳのアンテナ５’を経由して、無線チャネル４上にそれを転送する。メッセージＲＥＱは、ノードＳの１ホップ隣接を特徴付ける情報の提供をリクエストする。それは、ノードＳの識別子を示す。

したがって、ノードＳによって定式化されたメッセージＲＥＱは、ｍ＊ｋ個のマイクロフレーム（ｍは厳密に０以上の整数、Ｔ_Ｍ１，Ｔ_Ｍ２・・・Ｔ_Ｍｍ＊ｋ）のシーケンスを有している。シーケンスの各マイクロフレームＴ_Ｍｊ（ｊ＝１〜ｍ＊ｋ）は、現在のマイクロフレームＴ_Ｍｉ以降に転送される、残っているシーケンスのマイクロフレームの数の表示を有している。

検討されている実施例では、各マイクロフレームＴ_Ｍｊ（ｊ＝１〜ｍ＊ｋ）は、例えば、メッセージが１ホップ隣接に関する情報に対するリクエストであることを示すフィールド、ノードＳの識別子を示すフィールド、及び、転送される残りのマイクロフレーム（ｍ＊ｋ−ｊ）の数を示すフィールドを有している。

加えて、ネットワーク１の各ノード２は、起動の瞬間（ノートがそのとき起動していると言われる）に、活動無線リスニングモード（発信／受信手段ターンオン）になるように構成され、かつ、これらの起動の瞬間中（ノードがそのとき眠っていると言われる）に、非活動無線リスニングモード（発信／受信手段ターンオフ）になるように構成されている。多様なノードの活動及び非活動無線リスニングモードの瞬間は、必ずしも同時に起こる必要はない。制御手段７は、発信／受信手段をターンオフ及びターンオンするように命令することによって、ノードをスリープさせ、かつ、起動させるように構成されている。

この断続的な無線チャネルリスニングによって、受動リスニングのオーバヘッドコストを削減することを可能にし、かつ、ノードのエネルギ消費を制限することを可能にする。

したがって、図２に示すように、所定の継続時間ｄ（時間軸ｔに沿った矩形２５によって表された）の短時間でかつ周期的な起動の瞬間中には、ノード２は活動無線リスニングモード（無線ターンオン）である。２つの連続する起動の瞬間は、長い起動間の期間２６（受信ノード２が非活動リスニングモードである期間）によって、間隔を空けられている。２つの連続する起動の瞬間２５の開始を分離している時間は、Ｔｗに等しい。

起動の瞬間２５中、ノードは、活動無線リスニングモードに切り替わって、無線チャネル４をリスニングし、かつ、チャネル上に転送されたメッセージがあるか否かを判断する。チャネルが空いているとノードが判断した場合、それは、瞬間２５の終わりに、非活動無線リスニング状態（無線ターンオフ）に戻る。他方で、リスニングの瞬間２５中に信号の存在を検出した場合、それは、活動無線リスニングモードを維持して、マイクロフレームを受信し、かつ、デコードする。

メッセージを発信しなければならないノードは、無線チャネル４が空いているときだけ、このメッセージを発信する。

ノードＳによって定式化されたメッセージＲＥＱの継続時間は、継続時間Ｔｗ（ネットワーク１のノード２の２つの連続する周期的な起動の瞬間の開始を分離している）以上である。これによって、無線チャネル４上の各ノードリスニングの継続時間ｄの起動の瞬間中に、メッセージＲＥＱがブロードキャストされることを補償することを可能にする。

メッセージＲＥＱの転送の最後からすぐに（時点Ｔ１）、ノードＳ（メッセージＲＥＱを受信している）の１ホップ隣接において、ノードに対する少なくとも１つの第１確認応答メッセージを検出するため、ノードＳは、そのカウンタ８をトリップ(trip)し、かつ、無線チャネル４に対して活動無線リスニングのモードに切り替わる。

図３ａ及び図３ｂには、ノードＳとその１ホップ隣接のノードとの間の交換の第１モード（図３ａ）及び第２モード（図３ｂ）におけるノードＳ，Ａ，Ｂ，Ｃの発信中（時間軸上に網掛けされたゾーン）及びリスニング中（時間軸下に網掛けされたゾーン）の種々のステップを時間の関数として示している。

図３ａ及び図３ｂを参照すれば、リクエストＲＥＱの発信に続いて、起動のときに、ノードＳの無線範囲内の各ノード（即ち、ノードＳの１ホップ隣接の各ノードＡ，Ｂ，Ｃ）は、無線チャネル４上に信号の発信を検出し、その結果、メッセージＲＥＱのマイクロフレームを受信する。

したがって、その処理モジュール５の助けで、ノードＡは、周期的な起動の時点２５_Ａ中に、メッセージＲＥＱのマイクロフレームを受信する。それは、受信されたメッセージＲＥＱのマイクロフレームから転送される残りのメッセージＲＥＱのマイクロフレームの数の表示を抽出し、かつ、この表示の関数、及び、マイクロフレームの継続時間の関数として、ノードＳによるメッセージＲＥＱの転送の最後の時点Ｔ１を推定する。また、それは、値Δ_Ａ＝（ｆ_Ａ−ｆ_ｍｉｎ）．Δｔを計算する。ここで、ｆ_ＡはノードＡに関連付けられたメトリック値であり、かつ、Δｔは所定の定数である。

いったんマイクロフレームがノードＡによって受信されると、ノードＡの制御手段７は、ノードＡがスリープするように命令する。時点Ｔ１にノードＡはそのカウンタ８をトリガする。継続時間ｄの起動期間

の間に、無線チャネル４をポーリングするように、いったんカウンタ８が値Δ_Ａと等しい時間スパンをカウントすると、ノードＡの制御手段７は、ノードＡの発信／受信手段３が起動するように命令する。無線チャネル４が空いている場合、処理モジュール５の助けで、ノードＡは、ノードＡがメッセージＲＥＱを実際に受信したことを示す確認応答メッセージＡＣＫ_Ａを発信する。この確認応答メッセージＡＣＫ_Ａは、ノードＳの識別子及びノードＡの識別子を具備している。

いったん確認応答メッセージＡＣＫ_Ａが発信されると、無線チャネル４をポーリングし、かつ、チャネル４上にその注意喚起のためのメッセージの転送が存在すか否かを検出するように、ノードＡの制御手段７は、継続時間ｄの活動リスニング期間

を命令する。逆の場合には、ノードＡの各制御手段７は、時点Ｔ２（Ｔ２＝Ｔ１＋（ｆ_ｍａｘ−ｆ_ｍｉｎ）．Δｔ＋ｄ＋Ｔ_ＡＣＫ、ここで、Ｔ_ＡＣＫは、確認応答フレームの発信の継続時間である）まで、ノードＡがスリープするように命令する。制御手段７は、継続時間ｄのリスニング期間

のため、ノードＡの発信／受信手段３が、この時点Ｔ２に起動するように命令する。

同様に、ノードＢ及びＣは、それらの各処理モジュール５の助けで、各２５_Ｂと２５_Ｃの周期的な起動の瞬間中に、信号ＲＥＱのマイクロフレームを受信する。それらは、受信された各マイクロフレームから、転送される残りのマイクロフレームの各数の表示を抽出し、かつ、そこから、ノードＳによるメッセージＲＥＱの転送の最後の時点Ｔ１を推定する。また、それらは、各値Δ_Ｂ＝（ｆ_Ｂ−ｆ_ｍｉｎ）．Δｔ及びΔ_Ｃ＝（ｆ_Ｃ−ｆ_ｍｉｎ）．Δｔ（ここで、ｆ_Ｂ及びｆ_ＣはノードＢ及びＣに関連付けられたメトリックである）を計算する。

いったん信号ＲＥＱのマイクロフレームが受信されると、ノードＢ及びＣの各制御手段７は、ノードＢ及びＣがスリープするように命令する。時点Ｔ１に、ノードＢ及びＣは、それらの各カウンタ８をトリガする。ノードＢのための継続時間ｄの起動期間

の間、及び、ノードＣのための継続時間ｄの起動時間

の間に、無線チャネル４をポーリングするように、ノードＢに対して、いったんカウンタが値Δ_Ｂと等しい時間スパンをカウントし、ノードＣに対して、いったんカウンタが値Δ_ｃと等しい時間スパンをカウントすると、それらの各制御手段７は、ノードＢ及びＣの発信／受信手段が起動するように命令する。リスニング

中に、無線チャネル４が空いている場合、ノードＢは、ノードＢがメッセージＲＥＱを実際に受信したことを示す確認応答メッセージＡＣＫ_Ｂを発信する。この確認応答メッセージＡＣＫ_Ｂは、ノードＳの識別子及びノードＢの識別子を具備している。そして、リスニング

中に、無線チャネル４が空いている場合、ノードＣは、ノードＳの識別子及びノードＣの識別子を具備し、かつ、ノードＣがメッセージＲＥＱを実際に受信したことを示す確認応答メッセージＡＣＫ_Ｃを発信する。

いったん確認応答信号ＡＣＫ_Ｂ及びＡＣＫ_Ｃが発信されると、無線チャネル４をポーリングし、かつ、チャネル４上にそれらの注意喚起のためのメッセージの転送が存在するか否かを検出するように、ノードＢ及びＣの各制御手段７は、継続時間ｄの活動リスニング期間

と、

のそれぞれを命令する。逆の場合には、ノードＢ及びＣの各制御手段７は、時点Ｔ２まで、ノードＢ及びＣがスリープするように命令する。各制御手段７は、継続時間ｄのリスニング期間

と、

のそれぞれのため、ノードＢ及びＣの発信／受信手段が、この時点Ｔ２に起動するように命令する。

したがって、ノードＡ，Ｂ，Ｃ及びＳは、時点Ｔ１及びＴ２で同期される。

さらに、上記したように、ノードは、メッセージＲＥＱの関数として決定された時点Ｔ２（例えば、チャネル４は、それを発信するためにそれらが探索を始めたときと時点Ｔ２の間に占有されるので）以降に、メッセージＲＥＱを受信し、その後、確認応答メッセージを発信するためにもはや探索しないように構成されている。

次いで、メッセージＲＥＱの発信以来、無線チャネル４をリスニングしているノードＳは、ノードによって発信された第１確認応答メッセージ（ここでは、ノードＡの確認応答メッセージＡＣＫ_Ａ）を受信する。検討されている本実施例において、ノードＡに関連付けられたメトリックｆ_Ａは、ノードＳの１ホップ隣接のノードに関連付けられたノード中では、最小のメトリックである。次いで、ノードＳのカウンタ８によって与えられた情報は、ｄ＋Δ_Ａ＝ｄ＋ｆ_Ａ．Δｔである。Δｔ及びｄは既知なので、ノードＳは、そこから、確認応答メッセージＡＣＫ_Ａ内に示された識別子によってタグ付けされたノードＡに関連付けられたメトリックの値ｆ_Ａを推定する。

したがって、ノードＡがその１ホップ隣接のノードであり、かつ、さらに、ノードＡが最小のメトリック値を示すその１ホップ隣接のノードであるという情報に、ノードＳはアクセスする。

次いで、ノードＳは、情報（ｄ＋Δ_Ａ）を所定の閾値Δ_{ｔｈｒｅｓｈ}＝ｆ_{ｔｈｒｅｓｈ}．Δｔと比較する。

好ましくは、

であり、ここで、Ｎは、前記ノードを含むノードの１ホップ隣接における平均数である。

の場合、ノードＳの制御手段７は、図３ａに示したように、時点Ｔ２まで、ノードＳがスリープするように命令する。

したがって、時点Ｔ１＋ｄ＋Δ_Ｂ及びＴ１＋ｄ＋Δ_Ｃに、ノードＢ及びＣが各確認応答メッセージＡＣＫ_Ｂ及びＡＣＫ_Ｃを発信するとき、ノードＳはそれらを受信しない。

時点Ｔ２に、ノードＳの制御手段７は、ノードＳが起動するように命令する。次いで、ノードＳは、その識別子によってタグ付けされたノードＡが、ノードＳによって選択されることをアドバイスするメッセージＥＬＥＣ１を発信し、その後、データメッセージＤＡＴＡを発信する。

そのとき、それらが活動リスニング期間

にあるので、メッセージＥＬＣ１は、ノードＳの１ホップ隣接のノードＡ，Ｂ及びＣによって受信される。選定されたノードがノードＡであることを示すこのメッセージによって、ノードＢ及びＣの制御手段７は、継続時間ｄの活動リスニング期間

の終わりに、それらがスリープするように命令する。同時に、ノードＡは、データメッセージＤＡＴＡを受信するように、期間

を超過して活動リスニングモードを維持する。

確認応答メッセージＡＣＫ_Ｂ及びＡＣＫ_Ｃを発信するために消費されたエネルギの合計は、ノードＡによって発信された確認応答メッセージＡＣＫ_Ａを受信した以降に、無線チャネル４をリスニングし続けた場合に、ノードＳが消費するエネルギよりも少ない。

ノードによって実行された比較ステップの間に、ｄ＋Δ_Ａ＞Δ_{ｔｈｒｅｓｈ}を決定する場合、そのとき、図３ｂに示されるように、ノードＳは、その識別子によってタグ付けされたノードＡが選択されることをアドバイスするメッセージＥＬＥＣ２を発信し、その後、データメッセージＤＴＡを発信し、次いで、時点Ｔ２まで無線チャネル４を占有することを意図したジャミング信号ＯＣＣを発信する。

そのとき、活動リスニング期間

にあるので、メッセージＥＬＥＣ２はノードＡによって受信される。選定されたノードがノードＡであることを示すこのメッセージによって、データメッセージＤＡＴＡを受信するように、ノードＡは、期間

を超過して活動リスニングモードを維持する。

ノードＢ及びＣが、各時点Ｔ１＋ｄ＋Δ_Ｂ及びＴ１＋ｄ＋Δ_Ｃに、それらの各確認応答メッセージＡＣＫ_Ｂ及びＡＣＫ_Ｃを発信するために探索するとき、それらは、継続時間ｄの起動期間

及び

の間に、無線チャネル４をポーリングし、かつ、無線チャネルが占有されていることを見出す。無線チャネルが実質的に空いているとき、時点Ｔ２を過ぎているので、それらは、それらの確認応答メッセージを発信するためにもはや探索しない。

ジャミング信号ＯＣＣを発信するためにＳが消費するエネルギは、ノードＢ及びＣが確認応答信号ＡＣＫ_Ｂ及びＡＣＫ_Ｃを発信することによって消費するエネルギよりも少ない。

したがって、第１確認応答メッセージを受信するための時間スパンに対応する時間の関数として、ノードＳの行動を構成することによって、追加的なエネルギ節約を可能にしている。

上記したメトリックは、ターゲットノードに対する距離を表している。本発明は、例えば、ノードの残渣エネルギ、計測された温度、所定ノードまでのホップ数、地理的な座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）などを表す他のメトリックに関連して、実行することができる。

上記したノードＳの１ホップ隣接のノードによって計算された遅延は、隣接のノードに関連付けられたメトリック値とメトリックの最小値との間の差分によって多重化された定数に等しい。他の実施例では、この遅延は、ノード間に合意されて、ノードＳが関係するメトリックをはじめに受信することができるメトリックの汎用関数であり得る。

ノードＳによって構成された選択基準は変化し得る（上記したようなターゲットノードに対する最小距離、ターゲットノードに対する最大距離、最小又は最大エネルギ、最小又は最大の計測された温度など）。したがって、本実施例によれば、確認応答メッセージが発信される遅延は、メトリックの増加又は減少関数であることが好ましい。

図を参照して説明された実施例では、受信したターゲットにデータを運ぶのに必要なホップ数ができるだけ最小となるように、ノードＳは、受信したメトリック情報を使用して、データをアドレス指定するその１ホップ隣接のノードを選択する。他の実施例では、受信したメトリック情報は、最も高い残渣エネルギを示す隣接のノードを選択することに利用され、その結果、より低い残渣エネルギを示す隣接のノードのエネルギを節約する。

本発明の他の実施例では、取得されたメトリック情報は、大規模なノードを備えたアドホックネットワークにおいて、より効果的なルーティングになるように、クラスタと呼ばれるノードグループを構築するために使用される。

上記した実施例では、ノードＳは、その１ホップ隣接の全体に関する情報を受信しないが、最も関係のあるノードに関する情報だけ受信する。他の実施例では、ノードＳは、その１ホップ隣接のノードに対する全ての確認応答信号を受信し、かつ、このように受信した種々のメトリック値を利用する。

本発明によって提供される更なる利点は、上に示した動作がＭＡＣ層によって管理されていることである。これに対して、従来技術では、その１ホップ隣接の確認のために必要なハローパケットの管理は、ルーティング層（レベル３）のレベルで、実行されていた。したがって、２つの層が連結的に設計されている事実に起因したエネルギ損失はより少なく、層の間の相互作用がないことに起因したエネルギ損失はない。

１ アドホックネットワーク
２ 発信―受信局
３ 発信／受信手段
４ 無線チャネル
５ 処理モジュール
５’ アンテナ
７ 制御手段
８ カウンタ
Ａ，Ｂ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｓ ノード

Claims (14)

1. メトリックの各値に関連付けられている複数の通信ノード（２）を備えたネットワーク（１）内の無線チャネル（４）上の通信方法であって、
   ａ）第１ノード（Ｓ）から、無線チャネル上にリクエスト（ＲＥＱ）を発信するステップと、
   ｂ）少なくとも１つの第２ノード（Ａ）による前記リクエスト（ＲＥＱ）を受信した後に、遅延（ｄ＋Δ_Ａ）を含む応答メッセージ（ＡＣＫ_Ａ）を発信するステップと
   を具備し、
   前記第２ノード（Ａ）による前記応答メッセージ（ＡＣＫ _Ａ ）の発信前に、前記第２ノード（Ａ）が、受信されたリクエスト（ＲＥＱ）に示されたリクエスト（ＲＥＱ）のマイクロフレームの数の表示、および、マイクロフレームの継続時間の関数として、リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）を推定し、前記第２ノード（Ａ）に関連付けられたメトリック値（ｆ _Ａ ）の関数として、遅延（ｄ＋Δ _Ａ ）を決定し、かつ、前記リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）から決定された遅延（ｄ＋Δ _Ａ ）をカウントすることを特徴とする方法。
2. 前記遅延（ｄ＋Δ_Ａ）は、前記メトリックの増加関数又は減少関数であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１ノード（Ｓ）による選択ステップをさらに具備し、
   前記第２ノード（Ａ）は、前記リクエスト（ＲＥＱ）に応答してメッセージ（ＡＣＫ_Ａ）を発信するのが初めてであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ノード（２）は、断続的に前記無線チャネルをリスニングするように構成され、
   第１モードでは、第１ノード（Ｓ）は、前記無線チャネル上にはじめに発信された前記応答メッセージ（ＡＣＫ_Ａ）の受信の最後に、無線チャネル（４）に対するリスニングの非活動モードに切り替わり、かつ、
   前記リクエストの発信からカウントする固定期間の最後（Ｔ２）まで、前記期間は、前記メトリックの最小値（ｆ_ｍｉｎ）及び最大値（ｆ_ｍａｘ）の関数として固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第２ノード（Ａ）は、前記固定期間の最後（Ｔ２）に、活動リスニングモードに切り替わるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記固定期間の終わり（Ｔ２）からすぐに、
   １）選択されたノードを示す前記第１ノード（Ｓ）によって、選択メッセージ（ＥＬＥＣ１）を発信し、次いで、データメッセージ（ＤＡＴＡ）を発信するステップと、
   ２）前記第２ノード（Ａ）によって前記選択メッセージを受信し、次いで、前記メッセージ内に示されたノードが前記第２ノードではない場合、前記第２ノードを、非活動無線リスニングモードに切り替え、そうでなければ、前記データメッセージを受信する目的で、活動無線リスニングモードに維持するステップと
   を具備することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 第２モードでは、前記リクエストメッセージ（ＲＥＱ）の前記発信の最後からすぐに、
   選択されたノードを示す前記第１ノード（Ｓ）によって、選択メッセージ（ＥＬＥＣ２）を発信し、その後、前記リクエストの前記発信からカウントする前記固定期間の最後（Ｔ２）まで、前記無線チャネルを占有する目的で、前記データメッセージ（ＤＡＴＡ）及びジャミングメッセージ（ＯＣＣ）を発信するステップ
   を具備し、
   前記期間は、前記メトリックの最小値（ｆ_ｍｉｎ）及び最大値（ｆ_ｍａｘ）の関数として固定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記第１ノード（Ｓ）は、固定された閾値と、前記第２ノード（Ａ）の前記応答メッセージ（ＡＣＫ_Ａ）の発信における前記遅延との間で実行する比較の関数として、前記第１モード及び前記第２モードの中からモードを選択することを特徴とする請求項７及び請求項４乃至６のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記第２ノード（Ａ）は、その応答メッセージ（ＡＣＫ_Ａ）を発信した後に、受信の活動モードに切り替わることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 無線チャネル（４）上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワーク（１）のノード（２）を形成するための発信／受信局（Ｓ）であって、
    １）前記無線チャネル上にリクエスト（ＲＥＱ）を発信するための手段と、
    ２）前記リクエスト（ＲＥＱ）に応答してメッセージを、少なくとも１つのノードから受信するための手段と、
    ３）前記リクエスト（ＲＥＱ）に応答する前記メッセージの発信に関係し、かつ、前記ノードに関連付けられた前記メトリックの前記値に依存する遅延を計測するための一時的な計測手段と、
    ４）前記計測された遅延の関数として、ノードを選択するための手段と
    を具備し、
    少なくとも１つノードが、リクエスト（ＲＥＱ）を受信し、受信されたリクエスト（ＲＥＱ）に示されたリクエスト（ＲＥＱ）のマイクロフレームの数の表示、および、マイクロフレームの継続時間の関数として、リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）を推定し、前記少なくとも１つのノードに関連付けられたメトリック値の関数として、遅延を決定し、かつ、前記リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）から決定された遅延を計測する局。
11. 無線チャネル（４）上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワーク（１）のノード（２）を形成するための発信／受信局であって、
    １）ノードからリクエスト（ＲＥＱ）を受信するための手段と、
    ２）遅延（ｄ＋Δ_Ａ）を含む前記リクエスト（ＲＥＱ）に応答してメッセージ（ＡＣＫ_Ａ）を発信するための手段と
    を具備し、
    前記ノード（Ａ）による前記メッセージ（ＡＣＫ _Ａ ）の発信前に、前記ノード（Ａ）が、受信されたリクエスト（ＲＥＱ）に示されたリクエスト（ＲＥＱ）のマイクロフレームの数の表示、および、マイクロフレームの継続時間の関数として、リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）を推定し、前記ノード（Ａ）に関連付けられたメトリック値（ｆ _Ａ ）の関数として、遅延（ｄ＋Δ _Ａ ）を決定し、かつ、前記リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）から決定された遅延（ｄ＋Δ _Ａ ）をカウントする局。
12. 無線チャネル（４）上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノード（２）を備えた遠隔通信ネットワークであって、
    前記ノードは、請求項１０及び１１に基づく発信／受信局を備えることを特徴とするネットワーク。
13. 無線チャネル（４）上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワーク（１）のノード（２）を形成するための発信／受信局にインストールされるコンピュータプログラムであって、
    前記プログラムは、前記局の処理手段による前記プログラムの実行中に、
    １）前記無線チャネル上にリクエスト（ＲＥＱ）を発信するステップと、
    ２）前記リクエスト（ＲＥＱ）に応答してメッセージ（ＡＣＫ_Ａ）を、少なくとも１つのノード（Ａ）から受信するステップと、
    ３）前記リクエスト（ＲＥＱ）に応答する前記メッセージの発信に関係し、かつ、前記ノードに関連付けられた前記メトリックの前記値に依存している遅延（ｄ＋Δ_Ａ）を計測するステップと、
    ４）前記計測された遅延の関数として、ノードを選択するステップと
    を実行するための命令を具備し、
    少なくとも１つのノードが、リクエスト（ＲＥＱ）を受信し、受信されたリクエスト（ＲＥＱ）に示されたリクエスト（ＲＥＱ）のマイクロフレームの数の表示、および、マイクロフレームの継続時間の関数として、リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）を推定し、前記少なくとも１つのノードに関連付けられたメトリック値の関数として、遅延（ｄ＋Δ _Ａ ）を決定し、かつ、前記リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）から決定された遅延（ｄ＋Δ _Ａ ）を計測することを特徴とするコンピュータプログラム。
14. 無線チャネル（４）上で通信するように構成され、かつ、メトリックの各値に関連付けられている複数のノードを備えた遠隔通信ネットワーク（１）のノード（２）を形成するための発信／受信局にインストールされるコンピュータプログラムであって、
    前記局は、請求項１０に基づく局と通信するように構成され、
    前記プログラムは、前記局の処理手段による前記プログラムの実行中に、
    １）ノード（Ｓ）からリクエスト（ＲＥＱ）を受信するステップと、
    ２）遅延（ｄ＋Δ_Ａ）を含む前記リクエスト（ＲＥＱ）に対する応答メッセージ（ＡＣＫ_Ａ）を発信するステップと
    を実行するための命令を具備し、
    前記ノード（Ａ）による前記応答メッセージ（ＡＣＫ _Ａ ）の発信前に、前記ノード（Ａ）が、受信されたリクエスト（ＲＥＱ）に示されたリクエスト（ＲＥＱ）のマイクロフレームの数の表示、および、マイクロフレームの継続時間の関数として、リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）を推定し、前記ノード（Ａ）に関連付けられたメトリック値（ｆ _Ａ ）の関数として、遅延（ｄ＋Δ _Ａ ）を決定し、かつ、前記リクエスト（ＲＥＱ）の発信の最後（Ｔ１）から決定された遅延（ｄ＋Δ _Ａ ）をカウントすることを特徴とするコンピュータプログラム。

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