JP2000315974A

Method for deciding communication topology of wireless network consisting of plural distributed nodes

Abstract

[Task] It provides a method for determining the communication topology of a wireless network consisting of distributed nodes.

Solution.The wireless network of communication devices, preferably including sensors, uses a distributed topology knowledge method that organizes multi-hop relay communication between devices and users. The topology knowledge method preferably identifies interference neighbors and communication neighbors for each node by utilizing distance measurement between devices and dispersion calculation, and the number of devices included in each step of the topology knowledge method. Save energy and bandwidth by limiting. Identification of interfering and communication neighbors on a per-device basis in a network facilitates scheduling of communication in any of a variety of multiplex access protocols.

JP2000315974A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 21

Term

Term ended

Projected expiry passed 22 March 2020, 6.5 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Projected expiry
  5. Today

19 claims: 5 independent, 14 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数の分散したノードからなるワイヤレスネットワークの通信トポロジーを決定する方法であって、そのうち1以上ですべてよりは少ないノードがメンバーノードのネットワークを含み、前記ノードの各々が、わかっている最大通信距離gとわかっている最大干渉距離bを有し、前記干渉距離が、送信ノードからの距離で、その距離の範囲内で前記送信ノードの送信が受信ノードの受信に干渉し得る、方法であって、 前記メンバーノードの1つである、送信勧誘メンバーノードを選択するステップと、 前記送信勧誘メンバーノードからのワイヤレス送信により、新非メンバーノードにメンバーノードのネットワークへ参加するよう呼びかける送信勧誘を送信するステップと、 前記送信勧誘に応答して、前記新ノードの通信距離g内のメンバーノードの通信セットを識別するステップと、 前記送信勧誘に応答して、前記新ノードの干渉距離b内のメンバーノードの干渉セットを識別するステップとを含む、方法。
  2. 2
    【請求項2】 新ノードとその通信および干渉メンバーノードのセットを識別する情報を少なくとも前記メンバーノードのいくつかに分散させるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 3
    【請求項3】 前記メンバーノードの通信セットを識別するステップが、 前記新ノードから前記送信勧誘メンバーノードへの距離dをおよそ決定するステップと、 前記送信勧誘メンバーノードのg+dの範囲内でこれらメンバーノードとして規定されるメンバーノードからなる潜在的通信セットを計算するステップと、 メンバーノードからなる潜在的通信セットの各メンバーノードからのテスト信号を送信するステップと、 前記新ノードにより正確に受信されたテスト信号を受信した潜在的通信セットにおけるこれらメンバーノードのセットとしてメンバーノードの前記通信セットを識別するステップとを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 4
    【請求項4】 前記新ノードから送信勧誘メンバーノード以外の第2のノードへの距離d 2 をおよそ決定するステップと、 前記新ノードの前記送信勧誘および第2のメンバーノードに相対的で、およその距離dとd 2 に矛盾しない、可能な位置を計算するステップとをさらに含む、請求項3に記載の方法。
  5. 5
    【請求項5】 前記送信および分散ステップが無線を使用する、請求項1に記載の方法。
  6. 6
    【請求項6】 前記メンバーノードからなる通信セットを選択するステップが、 前記新ノードから前記送信勧誘メンバーノードへの距離dをおよそ決定するステップと、 前記送信勧誘メンバーノードの距離g+d内のメンバーノードとして規定されるメンバーノードの潜在的通信セットを識別するステップと、 前記新ノードからテスト信号を送信するステップと、 前記テスト信号を正確に受信する潜在的通信セットにおけるそれらのメンバーノードとしてメンバーノードの通信セットを識別するステップとを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 7
    【請求項7】 前記新ノードから送信勧誘メンバーノード以外の第2のメンバーノードへの距離dをおよそ決定するステップと、 前記新ノードの前記送信勧誘メンバーノードおよび第2のメンバーノードに対する可能位置であって、前記およそdとdに矛盾しない位置を計算するステップとを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 8
    【請求項8】 メンバーノードの前記干渉セットにおけるメンバーノードの少なくとも1つについて、 メンバーノードの干渉セットにおける前記メンバーノードからの信号強度テスト信号を送信するステップと、 前記新ノードにおける前記送信から受信した信号強度を検出するステップと、 メンバーノードの干渉セットを、その送信が閾値受信信号強度以上で受信されるメンバーノードのサブセットに限定するステップとをさらに含む、請求項6に記載の方法。
  9. 9
    【請求項9】 メンバーノードの前記通信セットにおけるメンバーノードからのプローブ送信を送信するステップと、 前記プローブ送信と同時に、メンバーノードの前記干渉セットにおけるメンバーノードからのジャミング送信を送信するステップと、 メンバーノードの前記干渉セットを、前記プローブ送信の新ノードにより、そのジャミング送信が正確な受信を妨げるメンバーノードのサブセットに限定するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  10. 10
    【請求項10】 新ノードとメンバーノードの通信および干渉セットを示す情報を前記メンバーノードの少なくともいくつかに分配するステップと、 前記新ノードをメンバーノードとして再定義するステップと、 メンバーノード間で、他の送信勧誘メンバーノードを選択するステップと、 メンバーノードのすべてが送信勧誘メンバーノードについて選択されるまで、前記送信、識別、分配、再定義および選択ステップを繰り返すステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  11. 11
    【請求項11】 複数の分散したノードからなるワイヤレスネットワークの通信トポロジーを決定する方法であって、前記複数のノードのうち1以上ですべてではないノードがその位置がわかっているメンバーノードのネットワークを含み、前記ノードの各々が、既知の通信距離gと既知の干渉距離bを有し、前記干渉距離が、送信ノードからの距離であり、その距離内で前記送信ノードの送信が受信ノードの受信に干渉する可能性があり、同方法が、 前記メンバーノードからの送信勧誘ノードを選択するステップと、 前記送信勧誘ノードのg+bの範囲にあるメンバーノードとして規定されるメンバーノードの潜在的干渉セットを選択するステップと、 前記送信が、メンバーノードの前記潜在的干渉セットにおいてメンバーノード間で他のスケジューリングされた送信に干渉しないように前記送信勧誘ノードからの送信をスケジューリングするステップと、 前記新ノードに前記ネットワークに加わるよう送信勧誘を前記送信勧誘メンバーノードから送信するステップと、 前記送信勧誘メンバーと前記新ノードとの間の概算距離dを決定するステップと、 前記送信勧誘メンバーノードの距離g+dの範囲にあるメンバーノードとして規定されるメンバーノードの潜在的通信セットを選択するステップと、 メンバーノードの前記潜在的通信セットにおいて前記新ノードから各ノードへの送信の第1のスケジュールをスケジューリングするステップと、 メンバーノードの前記潜在的通信セットにおける前記新ノードから各ノードへの送信の前記第1のスケジュールを実行するステップと、 潜在的通信セットにおける各メンバーノードからの送信の第2のスケジュールをスケジューリングするステップと、 メンバーノードの前記潜在的通信セットにおいて各ノードからの送信の第2のスケジュールを実行するステップと、 前記第1および第2の送信スケジュールから正確に受信した送信を識別するステップと、 前記受信した送信に基づいて、前記新ノードへ/から実際に送信/受信することができるメンバーノードとして規定される通信メンバーノードのセットを選択するステップと、 場所がわかっているメンバーノードに相対的に前記新ノードの場所を見つけるステップと、 前記新ノードとそのわかっている干渉距離の場所に基づいて、前記新ノードの干渉距離に実際にあるメンバーノードのセットを選択するステップと、 前記新ノード、実際に前記新ノードの通信距離にあるメンバーノードの前記セットおよび実際に前記新ノードの干渉距離にあるメンバーノードの前記セットを識別する情報をメンバーノード間で分散させるステップとを含む、方法。
  12. 12
    【請求項12】 メンバーノードの前記干渉セットにおいてメンバーノードのすくなくとも1つについて、 メンバーノードの干渉セットの前記メンバーノードから信号強度テスト信号を送信するステップと、 前記新ノードにおける前記送信から受信した信号強度を検出するステップと、メンバーノードの干渉セットをその送信が閾値受信信号強度以上で受信されるメンバーノードの干渉セットに限定するステップとを含む、請求項11に記載の方法。
  13. 13
    【請求項13】 メンバーノードの前記干渉セットにおいてメンバーノードの少なくとも1つについて、 メンバーノードの前記通信セットにおいてメンバーノードからのプローブ送信を送信するステップと、 前記プローブ送信と同時に、メンバーノードの前記干渉セットにおけるメンバーノードからのジャミング送信を送信するステップと、 メンバーノードの前記干渉セットを、そのジャミング送信が前記プローブ送信の新ノードによる正確な受信を妨げるメンバーノードのサブセットに限定するステップとを含む、請求項11に記載の方法。
  14. 14
    【請求項14】 場所がわからない少なくとも1つのノードと場所がわかっている少なくとも1つのノードでの配置に適した複数のノードであって、各ノードが、 物理的現象を検知するセンサと、 前記センサをモニタするプログラム可能なコンピュータと、 前記プログラム可能なコンピュータにより制御されるワイヤレストランシーバとを含み、前記トランシーバは、通信距離と干渉距離がわかっており、その範囲内でその送信が他の同様のトランシーバによる受信に干渉する可能性があり、前記プログラム可能コンピュータが、前記ワイヤレストランシーバに、他のノードへネットワークに参加するようにという送信勧誘を送信させるようプログラムされており、 前記ノードが他のノードへの距離をノード間送信によって概算することができ、 前記プログラム可能コンピュータが、 (1)場所かわかっているノードと場所がわかっていないノードとの間の概算距離から、場所がわかっていない前記ノードの概算位置を計算し、 (2)場所がわかっていない前記ノードの通信距離において、前記概算位置に基づいて、通信ノードのセットを識別しかつ前記新ノードの干渉距離において干渉ノードのセットを識別し、 (3)前記ノードのセット両方を識別する情報を記憶し、かつ (4)前記ワイヤレストランシーバに前記識別情報を配布させるようプログラムされている、ノード。
  15. 15
    【請求項15】 場所がわかっていないノード上の前記プログラム可能なコンピュータが、そのワイヤレストランシーバにテスト信号を送信させかつ前記テスト信号の受信を認める通信ノードのセットを識別させることによって、通信のノードの前記セットを識別するようさらにプログラムされる、請求項14に記載の複数のノード。
  16. 16
    【請求項16】 少なくとも1つのノード上の前記プログラム可能コンピュータが、 (a)場所がわかっていない前記ノードについて、潜在通信領域を決定し、(b)前記潜在通信領域内の各ノード上の前記ワイヤレストランシーバに、テスト信号を送信させ、かつ(c)その送信されたテスト信号が、場所がわかっていない前記ノードにより受信される前記潜在通信領域内のノードとして通信ノードの前記セットを識別するようプログラムされている、請求項14に記載の複数のノード。
  17. 17
    【請求項17】 少なくとも1つのノード上の前記プログラム可能コンピュータが、場所がわかっていないノードから場所がわかっている複数のノードへの距離を概算するようプログラムされる、請求項14に記載の複数のノード。
  18. 18
    【請求項18】 いくつかのノードにおける前記プログラム可能なコンピュータが、トランシーバにノードの通信セットにおける場所がわかっているノードからのプローブ送信を送信させかつ、一方で、ノードの干渉セットにおけるノード用該トランシーバにジャミング送信を送信させ、かつ前記プログラム可能コンピュータの少なくとも1つが、そのジャミング送信が、前記場所がわかっていないノードにおける前記プローブ送信の正確な受信を妨げるノードの干渉セットの限定されたサブセットを識別するようさらにプログラムされる、請求項14に記載の複数のノード。
  19. 19
    【請求項19】 いくつかのノードの前記プログラム可能コンピュータが、 (a)それらに関連のトランシーバに、ノードの干渉セットにおけるあるノードから信号強度テスト信号を開始させかつ場所がわかっていない前記ノードにおいて受信した信号強度を検出させ、かつ(b)その送信が、受信信号強度の閾値以上で受信されるノードの干渉セットの限定されてサブセットを計算するようプログラムされる、請求項14に記載の複数のノード。
Independent claims19