特許 6364549 ラインオブサイト通信ネットワークにおける関連付け

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6364549

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】ラインオブサイト通信ネットワークにおける関連付け

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/721 20130101AFI20180712BHJP

   H04W 16/18 20090101ALI20180712BHJP

   H04W 40/02 20090101ALI20180712BHJP

   H04W 92/24 20090101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/721 Z

   H04W16/18

   H04W40/02 130

   H04W92/24

【請求項の数】32

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2017-523981(P2017-523981)

(86)(22)【出願日】2015年11月3日

(65)【公表番号】特表2018-503282(P2018-503282A)

(43)【公表日】2018年2月1日

(86)【国際出願番号】US2015058869

(87)【国際公開番号】WO2016073508

(87)【国際公開日】20160512

【審査請求日】2017年9月11日

(31)【優先権主張番号】14/534,709

(32)【優先日】2014年11月6日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】508178054

【氏名又は名称】フェイスブック，インク．

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】ヨギースワラン、カーシク

(72)【発明者】

【氏名】パナー、アリ ヤズダン

(72)【発明者】

【氏名】マグワイア、ヤエル

【審査官】 鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２０８６２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００８６４４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２２８６９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１１６３８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１２１６８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００２−５２９００４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００−１４／０８

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

Ｈ０４Ｌ １２／００−１２／２６

Ｈ０４Ｌ １２／５０−１２／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネットワークにおけるバックボーンとの接続を確立するための、第１のノードにおけるコンピュータ実装方法であって、
前記第１のノードのランキングのための最初の値を決定する工程であって、前記第１のノードの前記ランキングは、
前記バックボーンとの接続を有するノードへの通信距離を反映する第１のランキング部分と、
前記ネットワークの第１のサブネットワークにおける１以上のノードへの通信距離を反映する第２のランキング部分と、を備え、前記第１のサブネットワークは、前記第１のノードと前記１以上のノードとを備える、決定する工程と、
ピア・ノードからランキング情報を受信する工程であって、前記ランキング情報は、前記ピア・ノードについてのランキングを含み、前記ピア・ノードについての前記ランキングは、前記第１のノードの前記ネットワークからの孤立を妨げるための前記バックボーンと、前記ピア・ノードとの接続に関係し、前記ピア・ノードについての前記ランキングは、
前記バックボーンとの接続を有するノードへの通信距離を反映する第１のランキング部分と、
前記ネットワークの第２のサブネットワークにおける１以上のノードへの通信距離を反映する第２のランキング部分と、を備え、前記第２のサブネットワークは、前記ピア・ノードと前記１以上のノードとを備える、受信する工程と、
前記ランキング情報に基づいて、前記第１のノードが、ラインオブサイト（ＬＯＳ）通信を介して前記ピア・ノードとの通信を確立することを試みる工程と、
前記第１のノードが、前記ピア・ノードとの通信を確立する工程と、
第１の値を、前記第１のノードの第１のランキング部分において更新する工程であって、前記第１の値は、前記ピア・ノードの第１のランキング部分と同じ値である、工程と、
第２の値を、前記第１のノードの第２のランキング部分において更新する工程であって、前記第２の値は、前記ピア・ノードの第２のランキング部分に適用された算術演算により生成される、工程と、を備える方法。

【請求項2】

前記第１のサブネットワークおよび前記第２のサブネットワークは、同じサブネットワークである、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１のノードが前記ランキング情報を受信するより前に、前記ピア・ノードは前記バックボーンと通信している、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記ランキング情報は、計画フェーズにより決定された関連付けメタデータを備える、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記ランキング情報は、優先標識を備え、前記優先標識は、前記ランキング情報が前記第１のノードによってあらかじめ受信されたランキング情報よりも高い優先度であることを示す、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記ランキング情報は、前記第２のサブネットワーク内のノードの全順序を示す、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記ランキング情報は、前記バックボーンに直接接続されたノードの全順序を表す、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

ピア・ノードからランキング情報を受信する前記工程は、ランキング情報を求めて前記ピア・ノードに対して能動的に照会する工程を備え、
前記方法は、
前記第１の値を前記第１のノードの第１のランキング部分に割り当てる工程の後に、ランキング情報を求めて前記ピア・ノードに対して受動的に照会する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

コンピュータ・システムに方法を実施させるように構成された命令を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記方法は、
第１のノードのランキングのための最初の値を決定する工程であって、前記第１のノードの前記ランキングは、
ネットワークにおけるバックボーンとの接続を有するノードへの通信距離を反映する第１のランキング部分と、
前記ネットワークの第１のサブネットワークにおける１以上のノードへの通信距離を反映する第２のランキング部分と、を備え、前記第１のサブネットワークは、前記第１のノードと前記１以上のノードとを備える、決定する工程と、
ピア・ノードからランキング情報を受信する工程であって、前記ランキング情報は、前記ピア・ノードについてのランキングを含み、前記ピア・ノードについての前記ランキングは、前記第１のノードの前記ネットワークからの孤立を妨げるための前記バックボーンと、前記ピア・ノードとの接続に関係し、前記ピア・ノードについての前記ランキングは、
前記バックボーンとの接続を有するノードへの通信距離を反映する第１のランキング部分と、
前記ネットワークの第２のサブネットワークにおける１以上のノードへの通信距離を反映する第２のランキング部分と、を備え、前記第２のサブネットワークは、前記ピア・ノードと前記１以上のノードとを備える、受信する工程と、
前記ランキング情報に基づいて、前記第１のノードが、ラインオブサイト（ＬＯＳ）通信を介して前記ピア・ノードとの通信を確立することを試みる工程と、
前記第１のノードが、前記ピア・ノードとの通信を確立する工程と、
第１の値を、前記第１のノードの第１のランキング部分において更新する工程であって、前記第１の値は、前記ピア・ノードの第１のランキング部分と同じ値である、工程と、
第２の値を、前記第１のノードの第２のランキング部分において更新する工程であって、前記第２の値は、前記ピア・ノードの第２のランキング部分に適用された算術演算により生成される、工程と、を備える、記憶媒体。

【請求項10】

前記第１のサブネットワークおよび前記第２のサブネットワークは、同じサブネットワークである、請求項９に記載の記憶媒体。

【請求項11】

前記第１のノードが前記ランキング情報を受信するより前に、前記ピア・ノードは前記バックボーンと通信している、請求項９に記載の記憶媒体。

【請求項12】

前記ランキング情報は、計画フェーズにより決定された関連付けメタデータを備える、請求項９に記載の記憶媒体。

【請求項13】

前記ランキング情報は、優先標識を備え、前記優先標識は、前記ランキング情報が前記第１のノードによってあらかじめ受信されたランキング情報よりも高い優先度であることを示す、請求項９に記載の記憶媒体。

【請求項14】

前記ランキング情報は、前記第２のサブネットワーク内のノードの全順序を示す、請求項９に記載の記憶媒体。

【請求項15】

前記ランキング情報は、前記バックボーンに直接接続されたノードの全順序を表す、請求項９に記載の記憶媒体。

【請求項16】

ピア・ノードからランキング情報を受信する前記工程は、ランキング情報を求めて前記ピア・ノードに対して能動的に照会する工程を備え、
前記命令は、
前記第１の値を前記第１のノードの第１のランキング部分に割り当てる工程の後に、ランキング情報を求めて前記ピア・ノードに対して受動的に照会する工程をさらに備える、請求項９に記載の記憶媒体。

【請求項17】

少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに方法を実施させるように構成された命令を備える少なくとも１つのメモリと、を備えるコンピュータ・システムであって、
前記方法は、
第１のノードのランキングのための最初の値を決定する工程であって、前記第１のノードの前記ランキングは、
ネットワークにおけるバックボーンとの接続を有するノードへの通信距離を反映する第１のランキング部分と、
前記ネットワークの第１のサブネットワークにおける１以上のノードへの通信距離を反映する第２のランキング部分と、を備え、前記第１のサブネットワークは、前記第１のノードと前記１以上のノードとを備える、決定する工程と、
ピア・ノードからランキング情報を受信する工程であって、前記ランキング情報は、前記ピア・ノードについてのランキングを含み、前記ピア・ノードについての前記ランキングは、前記第１のノードの前記ネットワークからの孤立を妨げるための前記バックボーンと、前記ピア・ノードとの接続に関係し、前記ピア・ノードについての前記ランキングは、
前記バックボーンとの接続を有するノードへの通信距離を反映する第１のランキング部分と、
前記ネットワークの第２のサブネットワークにおける１以上のノードとの関係性を反映する第２のランキング部分と、を備え、前記第２のサブネットワークは、前記ピア・ノードと前記１以上のノードとを備える、受信する工程と、
前記ランキング情報に基づいて、前記第１のノードが、ラインオブサイト（ＬＯＳ）通信を介して前記ピア・ノードとの通信を確立することを試みる工程と、
前記第１のノードが、前記ピア・ノードとの通信を確立する工程と、
第１の値を、前記第１のノードの第１のランキング部分において更新する工程であって、前記第１の値は、前記ピア・ノードの第１のランキング部分と同じ値である、工程と、
第２の値を、前記第１のノードの第２のランキング部分において更新する工程であって、前記第２の値は、前記ピア・ノードの第２のランキング部分に適用された算術演算により生成される、工程と、を備える、コンピュータ・システム。

【請求項18】

前記第１のノードが前記ランキング情報を受信するより前に、前記ピア・ノードは前記バックボーンと通信している、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。

【請求項19】

前記ランキング情報は、計画フェーズにより決定された関連付けメタデータを備える、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。

【請求項20】

前記ランキング情報は、優先標識を備え、前記優先標識は、前記ランキング情報が前記第１のノードによってあらかじめ受信されたランキング情報よりも高い優先度であることを示す、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。

【請求項21】

前記ランキング情報は、前記第２のサブネットワーク内のノードの全順序を示す、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。

【請求項22】

前記ランキング情報は、バックボーンに直接接続されたノードの全順序を表す、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。

【請求項23】

ピア・ノードからランキング情報を受信する前記工程は、ランキング情報を求めて前記ピア・ノードに対して能動的に照会する工程を備え、
前記方法は、
前記第１の値を前記第１のノードの第１のランキング部分に割り当てる工程の後に、ランキング情報を求めて前記ピア・ノードに対して受動的に照会する工程をさらに備える、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。

【請求項24】

複数の地理的に分布されるノードを備える通信ネットワークにおいて接続を維持するコンピュータ実装方法であって、前記方法は、
バックボーン・ノード以外のノードにおいてランダム値を自己割り当てランクとして選択する工程であって、前記バックボーン・ノード以外のノードは、前記複数の地理的に分布されるノードに含まれており、前記バックボーン・ノード以外のノードは、バックボーンネットワーク接続を欠いており、前記複数の地理的に分布されるノードの各ノードは、各ノードの地理的ロケーションを認識しており、前記複数の地理的に分布されるノードの各ノードは、対応するルックアップ・テーブルを維持する、工程と、
前記バックボーン・ノード以外のノードにおいて、
前記バックボーン・ノード以外のノードの近傍にあるノードのランクを指定するリストを受信する工程と、
前記リストの情報に基づいて、前記バックボーン・ノード以外のノードに関連付けられているルックアップ・テーブルを更新する工程と、
の動作を、反復して行う工程と、を備え、
前記更新は、
（ｉ）前記バックボーン・ノード以外のノードの自己割り当てランクよりも低いランクに関連付けられている第１のノードと、（ｉｉ）前記バックボーン・ノード以外のノードの自己割り当てランクよりも高いランクに関連付けられている第２のノードとを求めて前記リストをサーチする工程であって、前記第１のノードおよび前記第２のノードは、前記複数の地理的に分布されるノードに含まれている、工程と、
前記バックボーン・ノード以外のノードに関連付けられているルーティング情報を前記第１のノードおよび前記第２のノードに対して通信することを試みる工程であって、前記ルーティング情報は、前記バックボーン・ノード以外のノードの前記地理的ロケーションを含み、前記ルーティング情報は、前記バックボーン・ノード以外のノードのピア・ノードのランキングを含み、前記ピア・ノードの前記ランキングは、前記バックボーン・ノード以外のノードがバックボーンネットワークからの孤立を妨げるための前記バックボーンネットワークに接続されているバックボーン・ノードと前記バックボーン・ノード以外のノードとの接続に関係する、工程と、
前記バックボーン・ノード以外のノードと前記第１のノードとの間の通信の確立に成功するに際し、前記バックボーン・ノード以外のノードが、前記バックボーン・ノード以外のノードの自己割り当てランクを調整する工程と、を備える、方法。

【請求項25】

前記バックボーン・ノード以外のノードの自己割り当てランクを調整する工程は、前記バックボーン・ノード以外のノードに関連付けられている前記ルックアップ・テーブルにおいて、前記バックボーン・ノード以外のノードの自己割り当てランクを１つ増加させる工程を備える、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記バックボーン・ノード以外のノードと前記第２のノードとの間の通信の確立に成功するに際し、前記第２のノードが、前記第２のノードに関連付けられている前記ルックアップ・テーブルにおいて、前記第２のノードの自己割り当てランクを調整する工程をさらに備える、請求項２４に記載の方法。

【請求項27】

前記第２のノードの自己割り当てランクを調整する工程は、前記第２のノードに関連付けられている前記ルックアップ・テーブルにおいて、前記第２のノードの自己割り当てランクを１つ増加させる工程を備える、請求項２６に記載の方法。

【請求項28】

前記バックボーン・ノードにおいてゼロ（０）値を自己割り当てランクとして選択する工程であって、前記バックボーン・ノードは、前記複数の地理的に分布されるノードに含まれており、前記バックボーン・ノードは、前記バックボーンネットワーク接続に接続されている、工程と、
前記バックボーン・ノードにおいて、
前記バックボーン・ノードの近傍にあるノードのランクを指定するリストを前記バックボーン・ノードにおいて受信する工程と、
前記リストの情報に基づいて、前記バックボーン・ノードに関連付けられているルックアップ・テーブルを更新する工程と、
の動作を、反復して行う工程と、をさらに備え、
前記更新は、
前記バックボーン・ノードの自己割り当てランクよりも高いランクに関連付けられている第３のノードを求めて前記リストをサーチする工程であって、前記第３のノードは、前記複数の地理的に分布されるノードに含まれている、工程と、
前記バックボーン・ノードに関連付けられているルーティング情報を前記第３のノードに対して通信することを試みる工程であって、前記ルーティング情報は、前記バックボーン・ノードの前記地理的ロケーションを含む、工程と、
を備える、請求項２４に記載の方法。

【請求項29】

前記バックボーン・ノードと第３のノードとの間の通信の確立に成功するに際し、前記第３のノードが、前記第３のノードの自己割り当てランクを調整する、請求項２４に記載の方法。

【請求項30】

前記ランダム値は、１とＮとの間のゼロ以外の整数であって、Ｎは、前記複数の地理的に分布されるノードにおけるノードの数の総数である、請求項２４に記載の方法。

【請求項31】

前記バックボーン・ノード以外のノードの近傍にあるノードのランクを指定する前記リストは、前記複数の地理的に分布されるノードから取得される、請求項２４に記載の方法。

【請求項32】

前記バックボーン・ノード以外のノードの近傍にあるノードのランクを指定する前記リストは、ユーザから取得される、請求項２４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示される実施形態は、たとえば、無線インターネット・アクセスを提供するための、ラインオブサイト（ＬＯＳ）ネットワークの配備および運用に関する。

【背景技術】

【0002】

現代社会は、大量の情報の急速な普及に激しく依存している。インターネットを介してにせよ、コミュニティのイントラネットを介してにせよ、グローバルなコミュニティに参加することは、ネットワーク接続に常に基礎を置いている。これらのネットワークにアクセスすることができない個人およびコミュニティは、ネットワーク化された彼らの同輩たちと比較して、かなり不利である。切断されたコミュニティは、それ以外の世界のコミュニティによって提供される情報およびサービスへのアクセスを欠いているだけでなく、彼らはまた、一般に、コミュニティ内通信を向上させるためのインフラストラクチャも同様に欠いている。

【0003】

これらのコミュニティにおけるインターネット・アクセスまたはローカル・ネットワーク・アクセスの必要性が多大である可能性がある一方で、地理的および経済的な限界が、典型的な配信メカニズムを実現不可能にしていることがある。さらに、これらのコミュニティは、営利的なコングロマリットによって提供される高帯域幅ルータおよびアクセス・ポイントの導入をサポートするための財源を欠いていることがある。

【0004】

それに応じて、本質的に異なる地理的条件にあるコミュニティに対し、ネットワーク・アクセスを導入するための経済的な方法の必要性が存在する。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】いくつかの実施形態において生じ得る、配備された光ネットワークの原位置イメージの図。

【図2】いくつかの実施形態において生じ得る、ノードにおけるいくつかのコンポーネントのブロック図。

【図3】いくつかの実施形態において生じ得る、あるノードに該当するラインオブサイト角度および範囲の三次元表示の図。

【図4】いくつかの実施形態において生じ得る、ノード・ネットワークの非常にハイレベルの例示的な配備および運用を表すフローチャート。

【図5】いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置計画アルゴリズムにおける動作を表すフローチャート。

【図6】いくつかの実施形態において生じ得る、パス計画アルゴリズム時のあるノードに該当するラインオブサイト角度および範囲のトップ・ダウン二次元表示の図。

【図7】いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスの例示的な反復の図。

【図8】図７のノード配置プロセスの例示的な反復の図。

【図9】いくつかの実施形態において生じ得る、全体論的な方向性発展基準の効果を表す、図７のノード配置プロセスの例示的な反復の図。

【図10】いくつかの実施形態において生じ得る、貪欲な方向性発展基準の効果を表す、図７のノード配置プロセスの例示的な反復の図。

【図11】いくつかの実施形態において生じ得る、図７のノード配置プロセスの例示的な結果として生じるパスの図。

【図12】いくつかの実施形態において生じ得る、図７のノード配置プロセスの例示的な結果として生じるパスの図。

【図13】いくつかの実施形態において生じ得る、図７のノード配置プロセスの例示的な結果として生じるパスの図。

【図14】いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスでのカバレッジ駆動発展基準の例示的な結果の図。

【図15】いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスにおけるカバレッジ駆動発展基準のためのリーフ生成プロセスを表すフローチャート。

【図16】いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスでのデマンド駆動発展基準の例示的な結果の図。

【図17】いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスにおけるデマンド駆動発展基準のためのリーフ生成プロセスを表すフローチャート。

【図18】いくつかの実施形態において生じ得る、ディスカバリ／アライメントおよび関連付け後の、配備されたデカルト・メッシュにおけるノード関係のトポロジー・ブロック図。

【図19】いくつかの実施形態において生じ得る、ディスカバリ／アライメントより前の、配備されたデカルト・メッシュにおけるノード関係のトポロジー・ブロック図。

【図20】いくつかの実施形態において生じ得る、配備されたデカルト・メッシュにおいて、ディスカバリ／アライメントの間の受動的なユーザ・ベースの情報伝播を表すトポロジー・ブロック図。

【図21】いくつかの実施形態において生じ得る、ノードがその上に配置され、相対的な気圧読み取り値が取られる傾斜面の断面透視図。

【図22】いくつかの実施形態において生じ得る、数個のノード、および第１のノードに対するそれらの気圧読み取り値の三次元透視図。

【図23】いくつかの実施形態において生じ得る、そのピアの気圧データに基づいて、アライメントの間にピア・ノードを指向するためのプロセスを表すフローチャート。

【図24】いくつかの実施形態における配備されたデカルト・メッシュにおいて生じ得る、ディスカバリ／アライメント後、関連付けより前の、孤立した形成を表すトポロジー・ブロック図。

【図25】いくつかの実施形態における配備されたデカルト・メッシュにおいて生じ得る、関連付け後のエンド・ランキングを表すトポロジー・ブロック図。

【図26】いくつかの実施形態において生じ得る、ノード・ランキングを更新するためのローカル・プロセスを表すフローチャート。

【図27】いくつかの実施形態において生じ得る、ディスカバリ／アライメント後のスター型ネットワークを表すトポロジー・ブロック図。

【図28】いくつかの実施形態において生じ得る、デカルト・ネットワークにおけるキャッシング・トポロジーを表すトポロジー・ブロック図。

【図29】いくつかの実施形態において生じ得る、デカルト・ネットワークにおける再ルーティング・イベントを表すトポロジー・ブロック図。

【図30】実施形態のうちのいくつかの特徴を実装するために使用され得る、コンピュータ・システムのブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0006】

本明細書で導入される技法は、以下の詳細な説明を付随する図面と併せて参照することによって最もよく理解されてよく、ここで同様の参照番号は、同一の、または機能的に類似した要素を示す。

【0007】

本明細書において提供される小見出しは、便宜のためのみであり、特許請求される実施形態の範囲または意味に必ずしも影響を及ぼさない。さらに、図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。たとえば、図における要素のうちのいくつかの寸法は、実施形態の理解を向上させる手伝いをするために、拡大または縮小されていることがある。同様に、実施形態のうちのいくつかの議論の目的のために、いくつかのコンポーネント
および／または動作は、異なるブロックに別々にされる、または単一のブロックに組み合わされることがある。その上、さまざまな実施形態が、さまざまな改変形態および代替形態の対象となる一方で、固有の実施形態が、図面において例として示されており、下で詳細に説明される。しかしながら、その意図は、説明される特定の実施形態を限定することではない。反対に、実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義される、開示された実施形態の範囲内に入るすべての改変形態、均等形態、および代替形態をカバーするように意図される。

【0008】

一般的な説明
次に、開示される技法のさまざまな例が、さらに詳細に説明されることになる。以下の説明は、これらの例の徹底理解および授権的な説明のために固有の詳細を提供する。しかしながら、当業者は、本明細書で議論される技法が、多くのこれらの詳細なしに実践され得ることを理解するであろう。同じように、当業者はまた、本技法が、本明細書に詳細に説明されていない、多くの他の明らかな特徴を含むことができることも理解するであろう。追加として、いくつかのよく知られた構造または機能は、該当する説明を不必要に曖昧にするのを回避するために、下で詳細には示されない、または説明されないことがある。

【0009】

下で使用される専門用語は、たとえ実施形態の一定の固有の例の詳細な説明と併せて使用されていたとしても、その広く合理的なやり方で解釈されるべきである。実際、一定の用語が下で強調されることさえある。しかしながら、いかなる制限されたやり方で解釈されるように意図されたいかなる専門用語も、本セクションでは、あからさまに、とりわけそのようなものとして定義されることになる。

【0010】

ネットワーク概要
さまざまな開示される実施形態は、ラインオブサイト（ＬＯＳ）ベースの、たとえば、光ベースのネットワークに関する。所望のネットワーク・トポロジーを達成するように、ある地理的領域においてネットワーク・ノードをどこに配置するかを決定し、ノードをそれらのピアと整列させ、次いでピアを関連付けするために、システムおよび方法が提供される。開示される実施形態のうちのいくつかは、遠隔領域およびコミュニティに対して、インターネット・アクセスを提供するために使用されてよい。ネットワーク配備の異なる段階で、局所的および全体論的な優先度を組み合わせることによって、堅牢かつ効率的なＬＯＳネットワークが形成され得る。

【0011】

図１は、いくつかの実施形態において生じ得る、配備された光ネットワーク１００の原位置イメージである。複数のノード１０５ａ〜１０５ｃが、ＬＯＳ接続１１５ａ、ｂを介して、互いにローカル通信していてよい。各ノードは、たとえば無線ＷＩＦＩアクセスを介して、そのローカル領域に対してネットワーク・アクセス１１０ａ〜１１０ｃを提供することができる。いくつかのノードが、インターネットに接続され得るファイバ・バックボーン（他のバックボーンも可能であるが）などのバックボーン１２５に接続されてよい。コミュニティの人口に対して所望のアクセスを提供するために配置される一方で、ノードはまた、自然障害物１３５および人造障害物１３０の存在に対処するように位置付けられてよい。

【0012】

ハードウェア
図２は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード２００におけるいくつかのコンポーネントのブロック図である。電力モジュール２０５は、電源への任意の好適な接続であってよく、たとえば、土地ベースの電源（グリッド・ベースの交流電流）への接続、ソーラ・セルへの接続、バッテリ・ソースへの接続、自然媒体における電圧差への接続、その他への接続であってよい。ネットワーク・アクセス・モジュール２１０は、ローカル・ネットワーク・アクセスを提供するために使用される、ノード２００におけるコンポーネ
ントであってよい。たとえば、ネットワーク・アクセス・モジュール２１０は、ＷＩＦＩ無線アクセス・ポイント、有線イーサネット（登録商標）端末、その他であってよい。接続ベイ２１５は、ピア・ノードとの通信のための複数の接続モジュール２１５ａ〜２１５ｎを含むことができる。接続モジュール２１５ａ〜２１５ｎは、同じ通信の形態である必要はなく、たとえばそれらは、マイクロ波接続、ラインオブサイトによる光接続、レーザ・ベースの無線周波数接続、方向性アンテナ・システムによる接続、ハード線接続、その他であってよい。接続モジュール２１５ａ〜２１５ｎは、異なる帯域幅および通信レートを有することができる。接続モジュール２１５ａ〜２１５ｎは、送信コンポーネントと受信コンポーネントの両方を含むことができ、同じ、または異なるピア・ノードに関連付けられてよい。いくつかの接続モジュール２１５ａ〜２１５ｎは、バックボーンとの通信のためにとりわけ設計されてよい。接続モジュール２１５ａ〜２１５ｎは、アライメントおよび方向性送信／受信のための、個々の、または共有のアクチュエータを含むことができる。

【0013】

ロケーション・モジュール２２０は、ＧＰＳ受信システム、コンパス、高度計、圧力センサ、その他などの、ロケーションおよび／または指向を決定するために使用される１つまたは複数のコンポーネントを含むことができる。圧力センサは、本明細書でさらに説明されるように、ピア・ノードと比較して、相対的な気圧測定値を取得するために使用され得る。メモリ・モジュール２３０は、ソリッド・ステート・メモリ、ハード・ディスク・メモリ、その他であってよい、１つまたは複数のメモリ・デバイスを含むことができる。キャッシュ２３５は、本明細書でより詳細に議論されるように、ユーザが要求した情報を記憶するために使用されてよい。ピア・トポロジー情報２４０は、たとえば、本明細書で議論されるように、関連付けの間に決定される、ピア・ロケーションの記録、バックボーン・ノードに対するそれらのランキング、その他を含むことができる。ルーティング情報２４５は、チャネル条件、トラフィック負荷、気象条件、ネットワーク負荷、その他に基づいて、異なるピアを介して情報を送るためのプロトコルを含むことができる。論理回路２５０は、接続モジュール２１５ａ〜２１５ｎを維持するため、ユーザに対して情報を転送し、リダイレクトするため、ノード２００の動作を一般的に維持するため、その他のための動作論理を含むことができる。１つまたは複数のプロセッサ２５５は、論理回路２５０を実行するために使用されてよい。本例は普通のメモリ・プロセッサ命令アーキテクチャを表すが、説明される動作が、他のツール、たとえば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）を使用して実装され得ることが容易に認識されるであろう。ユーザ・インターフェース２６０は、フィールド内オペレータまたはユーザが、たとえば、その動作モードを指示する、そのポジションを構成する、データを受信する等、ノード２００と対話するために、含まれてよい。

【0014】

いくつかの実施形態において、接続モジュール２１５ａ〜２１５ｎは、バックホール・サブシステム・モジュールを含むことができる。バックホール・サブシステムは、ノードからノードへ大きなデータ・レートを搬送するために設計されてよく、各ノードにおける容量の断片をアクセス・サブシステムと共有することができる。近傍ノードへのバックホール・サブシステム・リンクは、多くのアクセス・サブシステムに供給することが可能な大量のデータを搬送するために設計されてよい。これは、多くのそのようなノードを一体に一続きにつなげるのを促進することができる。いくつかの実施形態において、ノードは、配備の後ではめったに再ポジショニングされない。建物の沈下および温度の変動のために、ノードのなんらかの小さな移動があることはあるが、より大きな移動は、たとえば、環境的な理由のために、ノードが別のサイトに物理的に移動されることになるときに生じ得る。

【0015】

アクセス・モジュール２１０は、ノードを直に取り囲むエリアにおいて（およびことによると、他のピア・ノードよりもこのノードにより近いユーザに対し）、モバイルと固定
の両方のエンド・ユーザ・デバイスと接続を共有するように設計されてよい。アクセス・サブシステムは、ワイド・エリア・カバレッジ無線技術を使用して、その近辺にいる多くのエンド・ユーザと接続することができる。物理的なファイバよりもむしろ、バックホール・サブシステムは、狭ビーム通信システム（光、高利得アンテナを用いるＲＦ、その他）を活用して、近傍ノードに効率的に高いデータ・レートを渡し、他のバックホール・ノード間の通信干渉を最小限にすることができる。

【0016】

バックホール・サブシステムのために使用される狭ビーム技術は、ＲＦ、ミリメートル波、および光を含むことができる（しかし、限定はされない）。バックホール・サブシステムのためのビーム発散は、ＲＦシステムについておよそ３度〜５度、ミリメートル波システムについて１度〜３度、および光システムについて０．０５度から０．５度であってよいが、これらの範囲は例として差し出されており、他の範囲が可能であることを我々は容易に認識するであろう。

【0017】

建物の揺れ、建物の沈下、温度ドリフト、その他は、これらの異なる範囲の実現性に影響を及ぼすことがある。整列されるシステム上で誘発されるそのような変化は、わずかな度合いの小さな変化を誘発することがある。いくつかの実施形態において、この揺れは、移動がビーム発散角度内であるように、小視野ステアリング技術、またはデバイスをビームの中心に整列させることで操作されてよい。インストレーション・プロセスの間、バックホール・サブシステムは、接続するためのすぐそばのノードを位置特定するために、Ｘ−Ｙ面において１８０度およびＺ軸において３０度の角度範囲にわたってサーチする必要があることがある。

【0018】

図３は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード３０５に該当するラインオブサイト（ＬＯＳ）角度および範囲の三次元表示である。アクチュエータ構成次第で、ノード３０５は、範囲３４５を有するＬＯＳ領域３３５内で、そのＬＯＳ送信機／受信機を指向することができてよい。ノード３０５は、鉛直アクセス（すなわち、ヨー軸）に対して３６０°フル回転することができてよい。この領域は、水平軸（すなわち、ピッチ軸）に対する面３４５から、面３４０より上の最大値角度３２０ａおよび面３４０より下の最大値角度３２０ａまで、拡大することができる。したがって、領域３３０ａ、３３０ｂは、境界３１５ａ、３１５ｂにおいて、ノード３０５の可視性から除かれてよい。これらの領域は、必ずしも一定の縮尺ではなく、さまざまな実施形態によって変化することになる（たとえば、いくつかの実施形態において、領域３３０ａは、ヌル領域およびノード３０５の可視性までアクセス可能な頂点であってよい）。半径３４５は、ノード３０５のハードウェアおよび送信チャネル条件（たとえば、湿度、他のソースからの干渉、その他）次第であってよい。ウィンドウ３２５は、範囲３４５に沿った所与のポジションで、ノード３０５によって見られる実際の領域を反映することができる（異なるデバイスでは、複数のそのようなウィンドウが存在してもよい）。ウィンドウはここで、発散因子の結果として、範囲に沿った寸法の増加が見られる。ウィンドウ３２５は相対的に狭いことがあるので、合理的な期間内に近傍ピア・ノードとの通信が確立されるべき場合、近傍ピア・ノード・ポジションの正確な識別が必要となることがある。そのような情報がなければ、ノード３０５は、領域をまたいでピア・ノードから離れたウィンドウ３２５をスキャンすることになる。

【0019】

本明細書で表されるＬＯＳ範囲は、他のモジュールの、無線アクセス範囲、無線周波数、および／またはマイクロ波通信方法には無関係である場合があることに留意されたい。
配備概要
図４は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード・ネットワークの非常にハイレベルの例示的な配備および運用を表すフローチャートである。ブロック４０５で、シミュレートされた環境においてノード配置が決定されてよい。この段階の間、１人または複数
の計画者が、所与の地理的および人口コンテキストにおいて、ノードのための最良の物理的および論理的なトポロジーを識別することができる。この運用の例示的な態様は、たとえば、「ノード配置計画」の小見出しの付いたセクションにおいてより詳細に本明細書で議論される。

【0020】

ブロック４１０で、地理的領域においてノードが物理的に配置されてよい。専門の技術者のグループがノードをインストールしてもよいし、またはコミュニティのメンバーによるアドホックなやり方でノードが確立されてもよい。たとえば、ノードは、そのインストレーション用の説明書と共に、参加するコミュニティのメンバーに郵送されてもよい。

【0021】

ブロック４１５で、ノードは、それらのピアを位置特定し、それらのピアの方へ指向するために、ディスカバリ手順およびアライメント手順に関与することができる。この段階の間、ノードは、その最もそばにあるピアの相対的な物理ロケーション、およびそれらのピアのうちの１つまたは複数とラインオブサイト通信を実施するために必要な指向を決定することができる。この運用の例示的な態様は、たとえば、「ディスカバリおよびアライメント」の小見出しの付いたセクションにおいてより詳細に本明細書で議論される。

【0022】

ブロック４２０で、ノードは、バックボーンに対するそのトポロジー関係を決定するために、関連付けに関与することができる。この段階の間、ネットワーク・バックボーンへのアクセスを取得するために、ノードは、その近傍のうち、ノードがＬＯＳ接続を形成すべきなのはどれかを決定することができる。バックボーンは、インターネットへの、またはサブネットワークへの接続であってよい。これらの形成は、ノードのサブグループが、バックボーン接続から孤立するのを妨げることができる。この運用の例示的な態様は、たとえば、「関連付け」の小見出しの付いたセクションにおいてより詳細に本明細書で議論される。

【0023】

ブロック４２５で、ノードは、たとえば、ルーティング、ネットワーク管理、データ・キャッシング、その他を含む、さまざまな定常状態動作を実施することができる。
ノード配置計画
図５は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置計画アルゴリズムにおける動作を表すフローチャートである。ブロック５０５で、システムは、さまざまなターゲット制約を受信することができる。たとえば、ネットワークの計画者は、本明細書でより詳細に議論される、利用可能なノードの最大値数、領域ごとの所望のカバレッジ、一定のコミュニティまたはエリアの優先度付け、反復パラメータ、その他を指定することができる。

【0024】

ブロック５１０で、ターゲット領域のための特定の実世界情報が提供されてよい。この情報は、ターゲット領域の人口分布（平均された、または異なる時間的期間の）、領域における障害物（自然および人造の）、領域の一部の高度、バックボーン接続のロケーション、その他を含むことができる。

【0025】

ブロック５１５で、システムは、検討されるべき次のバックボーン接続を選択することができる。たとえば、複数の接続ポイントが、規則的な間隔でバックボーンに沿って指定されてよい。各ポイントは、さまざまな利点および／または欠点をもたらすことがある。解説を簡単にするために、本明細書では一度に単一のバックボーン接続の検討が議論されるが、議論される方法は、複数のバックボーン接続が同時に検討されるいくつかの実施形態における手法に拡大され得ることを、我々は容易に認識するであろう。

【0026】

ブロック５２０で、システムは、現在検討されているバックボーンのリーフの間で反復を実施することができる。最初に、単一のリーフ（バックボーン接続）のみが存在してよ
いが、この工程の間に、さまざまな提供されるパラメータに基づいて、提案されるピアが生成されることになる。これらの提案されるピアは、その後の反復の間にそれ自体がリーフとしての働きをして、追加のピア／リーフを生成することができる。

【0027】

ブロック５２５で、システムは、停止条件に到達したかどうかを判定することができる。たとえば、企図されるパスのうちの各々が最大値利用可能数のノードを使い果たした場合、システムは、生成プロセスを終結することができる。同様に、所望のレベルのカバレッジが指定されており、パスがこのカバレッジを提供する場合、リーフは、そのパスのために生成されなくてもよい。たとえ他のパスが条件を満たした可能性があったとしても、停止条件をまだ満たしていないパスに関連付けられたノードのために、システムがリーフを生成することを続行してもよいことを、我々は認識するであろう。いくつかの実施形態において、停止条件を無視し、しかし所与のパスのために停止条件が満たされたという記録を取ることによって、極小値が回避され得る（これにより、それ自体の中に新しいパス、たとえば、より大きなパスのサブパスを生成することができる）。たとえば、これは、より低く優先付けられた停止条件（たとえば、好ましいコスト）を満足させるパスが、より高く優先付けられた停止条件（たとえば、達成される所望のカバレッジ）を満足させるパスの生成を妨げることを、妨げることができる。

【0028】

ブロック５３０で、システムは、すべてのバックボーン・ポジションが検討されたかどうかを判定することができる。検討されていない場合、システムは、次のバックボーン接続のための新しい一連のノードおよびパスを生成することができる。これらは、以前のバックボーン・ノード反復で生成されたものとは別々に検討されてもよいし、またはブロック５３５でパス同士の相乗効果が下で検討されてもよい。

【0029】

ブロック５３５で、システムは、ターゲット制約に基づいて、パスを識別し、記録することができる。たとえば、制約が、それ以上リーフが生成されないことをあらかじめ命じていることがあるという事実から見れば、制約はここで、最も高いメトリック値に関連付けられたそれらのパスを識別するために、可能な接続を「切り詰める」ために使用される。たとえば、その中で５反復が実施された３の分岐因子を持つツリーのためには、３６４（１＋３＋９＋２７＋８１＋２４３）ほどの数のノードが、検討するために存在してよい（これは、単なる例にすぎず、いくつかの実施形態においては、５反復よりもはるかに多い反復が実施されてよく、３とは異なる分岐因子が使用され得る）。これらの３６４ノードのうち、２４３ノードは、リーフであってよい（残りのノードは、バックボーンまでの中間ノードである）。これらの２４３リーフの各々について、バックボーンへの１つまたは複数の可能なパスが（近傍ノードについてのＬＯＳ限界に基づいて）存在してよい。バックボーンまでの中間ノードから、多くのサブパスがまた存在してよい。制約（たとえば、コスト、達成されるカバレッジ、インストレーションの難しさ、その他）に基づいたメトリック決定は、これらのパスの各々について決定されてよい。

【0030】

ブロック５４０で、システムは、所望の数のパスが決定されたかどうかを判定することができる。決定されていない場合、追加のパスおよびその対応するメトリックが決定されてよい。所望の数のパスが識別されると、ブロック５４５で、システムおよび／または人間の計画者は、好ましいメトリック値に関連付けられた１つまたは複数のパスを選択することができる。計画者は、ブロック５５０で、ノード・ポジションを手動で調整して、原位置インストレーションのための最終的なノード・トポロジーを生成することができる。

【0031】

ノード配置計画−反復リーフ表現
図６は、いくつかの実施形態において生じ得る、パス計画アルゴリズム時のあるノードに該当するラインオブサイト角度および範囲のトップ・ダウン二次元表示である。これらの変数を反映するデータ構造が計画システムにおいて現れてよいが、図６の二次元表現は
、単に解説を促進するためにすぎず、ピア・ツー・ピアの対話を判断するときには、システムが図３の三次元構造を予測することを、我々は容易に認識するであろう。

【0032】

配置プロセスのピア生成態様の反復の間、システムは、あらかじめ配置されたノード６０５、および現在はこの反復において検討されるリーフであるその子ノード６１０を検討することができる。ここで、ノードのＬＯＳ範囲は、範囲円６１５および６２０によって表されているが、あらかじめ議論されたように、システムは、地形、ハードウェア、その他によって課される範囲および限界の三次元特性を検討することができる。子ノード６１０は、ノード６０５のＬＯＳ範囲の周辺にあらかじめ配置されていた。次に子ノード６１０に対して１つまたは複数のリーフを配置するために、システムは、限度６２５ａおよび６２５ｂによる優先方向６４０およびスパン６３０を検討することができる。スパンは、円に沿っている必要はないが、子ノード６１０の可視性を想定する任意の形態の周辺に沿った線パスであってもよい。候補子ノードは、所望の分岐因子に従って、このスパン６３０に沿って配置されてよい。優先方向６４０は、スパン６３０の幅を（たとえば、重み付け重心までの距離、重み付け重心に対する分散、優先方向あたりのローカル・トポロジー、その他に基づいて）決定することができ、限度６２５ａおよび６２５ｂは、１つまたは複数の制約に基づいて生成されてよい。たとえば、システムが最大値数のコミュニティにサービス提供しようとする場合、システムは、人口密度における重心を識別し、優先度によって重心を重み付けし、次いで子ノード６４０のポジションと、重み付け平均（この例で、重み付け平均は、ページの上部の方向にあることになる）との関係性に基づいて、優先方向６４０を決定することができる。

【0033】

ノード配置計画−例示的な反復
図７は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスの例示的な反復である。人口密度データは、そのコミュニティ・メンバーの頻出領域７０５ａ〜７０５ｅを示してよい。これらの領域７０５ｂ〜７０５ｅのうちのいくつか、たとえば、オフィス複合施設またはダウンタウン中心地は、近くに一緒にグループ化されていてよい。たとえば、孤立した村、サービス・ステーション、その他を表す他の領域７０５ａは、孤立していることがある。高度データは、大きな山７１０が領域に存在することを示すことができる。

【0034】

この特定の実世界情報をターゲットとして与えられると、システムは、バックボーン７３０から始まり、さまざまな領域に対してネットワーク・アクセスを提供する、最適なノード配置を識別しようとすることができる。接続ポイント７２５は、企図されるネットワークにおける最初のノードとしての働きをすることができる。この例において、第１のノード７１５ａは、接続ポイント７２５の光範囲内に配置されている。この単純化された例において、システムは、たとえば、領域７０５ｂ〜７０５ｅによって反映されるコミュニティにサービス提供する要望に基づいて、優先方向７４０を識別している。リーフ生成反復ごとに、システムはまた、異なる優先方向７４０を検討するために、異なる制約プロフィールをまたいで反復することができる（単純化のために、ここでは１つのみの方向が検討されるが、各反復で複数の優先方向を検討することは、上の例で提示された３６４ノードよりもはるかに多くのノードを生成することがある）。

【0035】

図８は、図７のノード配置プロセスの例示的な反復である。ここで、分岐因子が３であるので、システムは、３つの新しいリーフ・ノード８１５ａ〜８１５ｃを配置している。示されるように、これらのリーフ・ノード８１５ａ〜８１５ｃの各々は、異なる有利点／不利点を差し出している。ノード８１５ａは、結局のところ、他のオプションよりも低いコストで、領域７０５ａへのアクセスを提供することができる。しかしながら、ノード８１５ｂは、領域７０５ｂ〜７０５ｅへの最も直接的なパスを提供することができる。ノード８１５ｃは、高度の一定の限界を回避することができるが、人口の多い領域からはさら
に移動する。

【0036】

図９は、いくつかの実施形態において生じ得る、全体論的な方向性発展基準の効果を表す、図７のノード配置プロセスの例示的な反復である。たとえば、リーフは、制約および結果として生じた優先方向９３０ａ〜９３０ｃに従って、ノード８１５ａ〜８１５ｃの各々について生成されている。優先方向９３０ａ〜９３０ｃは、同じである必要はなく（この例においては同じであるが）、現在のノードの状況を制約がどのように解釈するか次第で、「貪欲な手法」で多様にすることができる。この例において、新しいリーフ・ノード９１５ａ〜９１５ｃ、９２０ａ〜９２０ｃ、９２５ａ〜９２５ｃは、最大のサービス提供可能な人口、すなわち領域７０５ｂ〜７０５ｅに到達するように、「全体論的」優先度に準じて生成されている。

【0037】

図１０は、いくつかの実施形態において生じ得る、貪欲な方向性発展基準の効果を表す、図７のノード配置プロセスの例示的な反復である。先出の例とは対照的に、優先方向１０３０ａ〜１０３０ｃは、各ノード８１５ａ〜８１５ｃについて局所的に再評価されている。ここで、領域７０５ａに到達するためのノード８１５ａの潜在性は、他の制約／優先度よりも勝っており、それに応じて優先方向１０３０ａが調整されている。同様に、領域７０５ｂ〜７０５ｅに到達するためのノード８１５ｂの潜在性、および／または、より高い高度に到達するその能力（および場合によって、より広大なＬＯＳ範囲を持つ子ノード）は、他の制約／優先度よりも勝っている。それに応じて、優先方向１０３０ｂが調整されている。いくつかの事例において、優先方向の作成を左右するルールは、他のノードおよび優先方向の存在を検討することができる。たとえば、右下の領域が他のパスによって未踏のままであることから、優先方向１０３０ｃが生成されてもよい。異なる優先度に対応する重み付けは、優先方向および各反復で生成された結果として生じたリーフが、検討のためのパス・オプションの望ましい多様性を提供するように、調整されてよい。

【0038】

図１１は、いくつかの実施形態において生じ得る、図７のノード配置プロセスの例示的な結果として生じるパスである。本明細書で議論されるように、ノード配置は、停止条件が到達されるまで続行することができる。システムは次いで、配置されたノードの間ですべての実現可能なパスを識別し、次いでそれらに適切なメトリックを割り当てることができる。たとえば、図１１は、バックボーンから、ノード１１３０ａ〜１１３０Ｊを介して、領域７０５ｂ〜７０５ｅまでのパスを表す。パスがかなりの数のノードを必要とし、領域７０５ａにサービス提供し損なうので、このパスは、相対的に低い値のメトリックを受信することがある。

【0039】

図１２は、いくつかの実施形態において生じ得る、図７のノード配置プロセスの例示的な結果として生じるパスである。この例示的なパスは、ノード１２３０ａ〜１２３０ｈがすべての領域７０５ａ〜７０５ｅにサービス提供するので、図１１の例よりも高い相対的なメトリック値を受信することある。しかしながら、このパスはなおも、いくぶん大きな数のノードを必要とする。

【0040】

図１３は、いくつかの実施形態において生じ得る、図７のノード配置プロセスの例示的な結果として生じるパスである。この例は、切り詰めることが、検討されるパスの外側のノードを取り除いてよいだけでなく、検討されるパス内のノードも、それらが不適切と思われる場合は、取り除いてもよいことを実証している。たとえば、システムは、山７１０の頂上へのノード１３３０ａの配置が、そのＬＯＳ範囲をかなり拡大させることをディスカバリしている。現に、戦略的に配置された周辺ノード１３３０ｂおよび１３３０ｃは、図１１および図１２の例よりもはるかに少ないノードで、ネットワークに領域７０５ａ〜７０５ｅの各々にサービス提供させる。

【0041】

ノード７１５ａのＬＯＳ範囲を表現する過度に単純化した円は、より低い高度でのより限定されたＬＯＳオプションの理解を単に促進するためだけにここで使用されており、ノード７１５ａおよび１３３０ａの相互のＬＯＳ領域にもかかわらず、山の頂上のノード１３３０ａまで相互に拡大するものとして、図７〜図１３のいずれにも表されていない（ノード１３３０ａによる、ノード１３３０ｂおよび１３３０ｃについての相互の重複も表されていない）ことを、我々は認識するであろう。実際、実装される実施形態において、各ノードに関連付けられたＬＯＳ領域は、これらの単純な二次元の円ではなく、複雑な三次元構造であってよい。計画システムは、ノードに対するＬＯＳ領域が、ローカルな地形の結果として生じた幾何学的な立体（半球など）の一部ではなく、「ブラブ（ぼんやりした形状）」であると判定することがある。しかしながら、地形または気象の検討がなければ、ＬＯＳ領域は、半球（または、たとえば山７１０の頂上のノード１３３０ａについてのケースなど、その下半球にいくらかの領域も存在しない球体であってもよい）に似ていることがある。しかしながら、図１３の例において、山は、ノード７１５ａに対する半球ＬＯＳ領域の一部を取り去ることになる。しかしながら、ノード７１５ａのＬＯＳ領域の半球の残りの一部はなお、ノード１３３０ａに到達するように、山７１０の上部まで拡大することになる。こうして、計画システムは、最初にＬＯＳ領域３３５の最大値の可能寸法を想定することができ、次いで総体的条件（たとえば、絶えず高湿度である領域）に基づいて、ローカル障害物を「切り出す」、または範囲３４５を縮小することができる。

【0042】

それに応じて、これらの説明的な例がスパン６３０に沿って候補ノードの配置することを議論する場合、いくつかの実施形態は、検討中のノードのＬＯＳ領域がグラウンド面と交わる場所に候補ノードを配置することになることを、我々は理解するであろう。これらの交点は、スパン６３０に対応する角度範囲に限定されてよい。非常に複雑なＬＯＳ領域のスパン６３０は、角度としてではなく、検討されるノードのＬＯＳ領域のグラウンド面との交わりに沿った線パスとして表現されてよい。線パスは、その中心点が、検討されるノードから優先方向に外に向かって延びる線と一致するように、選択されてよい。

【0043】

各反復で、候補ノードは、たとえば、人口重心、環境因子、土地所有者の許可、電力可用性（ソーラ、グリッド接続、その他）、近傍ノードのアクセス強度に基づいて、配置されてよい。メトリック評価は、同様の、または同じ因子を検討することができる。

【0044】

ノード配置計画−カバレッジ駆動
図１４は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスでのカバレッジ駆動発展基準の例示的な結果である。いくつかの実施形態において、計画者は、優先方向を選択するとき、「カバレッジ」が他の因子より優先することを指定することができる。それに応じて、システムは、図１４に表されるように、最大値カバレッジを提供するノード配置を生成し、パスを選択することができる。

【0045】

図１５は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスにおけるカバレッジ駆動発展基準のためのリーフ生成プロセスを表すフローチャートである。ブロック１５０５で、システムは、カバーされない領域（たとえば、まだサービス提供されていない領域）の重心を決定することができる。たとえば、領域は、ボロノイ図としてみなされてよく、重心は、それぞれのボロノイ領域（たとえば、Ｋ平均法クラスタリングの後で生成された）の中心としてみなされてよい。ブロック１５１０で、システムは、検討中の特定のリーフ・ノードについて、最も近い、および／または最大の重心への方向を識別することができる。ブロック１５１５で、システムは、生成するリーフの数を決定することができる（たとえば、分岐因子は優先度次第で多様にすることができる）。ブロック１５２０で、システムは、リーフの広がりを決定することができ、ブロック１５２５で、システムは、新しいリーフを生成することができる。

【0046】

ノード配置計画−デマンド駆動
図１６は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスでのデマンド駆動発展基準の例示的な結果である。いくつかの実施形態において、計画者は、優先方向を選択するとき、「デマンド」が他の因子より優先することを指定することができる。それに応じて、システムは、最大値数の個人にサービス提供するノード配置を生成し、パスを選択することができる。

【0047】

図１７は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード配置プロセスにおけるデマンド駆動発展基準のためのリーフ生成プロセスを表すフローチャートである。ブロック１７０５で、システムは、人口重心までの距離を決定することができる。たとえば、人口は再び、たとえば、Ｋ平均法または同様のグループ化方法に基づいて、グループ化されてよい。ブロック１７１０で、システムは、検討中のリーフ・ノードについて、最もそばにある／最大の人口重心への方向を識別することができる。ブロック１７１５で、システムは、生成するリーフの数を決定することができる（たとえば、分岐因子は優先度次第で多様にすることができる）。ブロック１７２０で、システムは、リーフの広がりを決定することができ、ブロック１７２５で、システムは、新しいリーフを生成することができる。

【0048】

ディスカバリおよびアライメント
計画フェーズが完了した後に、ノードは、それらの決定されたポジションにて領域に物理的に配置されてよい。配置に続いて、ノードは次いで、計画段階において識別された所望のレベルのサービスを達成するために、それらのピアを位置特定し、適切な接続を形成することができる。本明細書において、一般に、近傍ピアの識別は、「ディスカバリ」と呼ばれ、ピアへの指向は、「アライメント」と呼ばれ、計画の間に決定された適切な接続の（第１の、またはその後の指向を介した）形成は、「関連付け」と呼ばれる。解説を単純化する目的のために、「アライメント」、「ディスカバリ」、および「関連付け」の以下の議論は、一般にデカルト・レイアウトを参照することにするが、これはそうである必要はなく、他のレイアウト（たとえば、本明細書で議論される「スター型」ネットワーク）が生じ得ることを、我々は容易に認識するであろう。異なるレイアウトは、上で議論された計画フェーズの結果として生成されてよい。

【0049】

図１８は、いくつかの実施形態において生じ得る、ディスカバリ、アライメント、および関連付け後の、配備されたデカルト・メッシュにおけるノード関係のトポロジー・ブロック図である。コラムの各々は、それぞれのバックボーン接続で始まる計画分析から生成されていてよい。たとえば、ノード１８１５ａ〜１８１５ｃを備えるコラムは、バックボーン接続１８０５ｂで始まる計画反復から生じることができる。いくつかの実施形態において企図され、上の例で表されるように、３つのタイプのバックホール・ハードウェア、すなわち、ファイバ入力（トランクまでのネットワークの接続）、高速ハードウェア（たとえば、１００ＧＢ）、および定速ハードウェア（たとえば、１ＧＢ）が存在してよい。

【0050】

図１９は、いくつかの実施形態において生じ得る、ディスカバリ／アライメントより前の、配備されたデカルト・メッシュにおけるノード関係のトポロジー・ブロック図である。図１８は、一般に、その地理的ロケーションではなく、ノード間の論理関係（すなわち、互いの間のそれらのルーティング接続）に及ぶ一方で、図１９は、ノード１８１５ｂおよび１８２５ｂのためのＬＯＳを反映する範囲１９１９ａおよび１９１０ｂを表す。「ディスカバリ」の間、ノード１８１５ｂは、ピア１８１５ａがＬＯＳ範囲内にあることを、そのそれぞれのロケーションに基づいて認識するはずである。同様に、ノード１８２５ｂは、ピア・ノード１８２０ａおよび１８２５ａの各々がＬＯＳ範囲内にあることを認識することができる。ノード１８２５ｂには複数の代替が存在するので、アライメントの間、ノード１８２５ｂは、ノード１８２０ａおよび１８２５ａのいずれか（またはいくつかの実施形態においては両方）とデフォルト接続を形成することができる。これらのデフォル
ト接続は、バックボーン・ノードとの所望の接続を達成するために、その後、関連付けの間に精査（たとえば、補われる、または取り除かれる）されてよい。

【0051】

ディスカバリ−受動的なユーザの伝播
いくつかの実施形態において、ノードは、たとえば、ＧＰＳシステムに照会すること、または現地の技術者から座標を受信することによって、そのロケーション情報を能動的に決定することができる。いくつかの実施形態において、インストールする技術者は、インストレーションに続いてノードのイメージを撮ることができ、イメージには１つまたは複数のランドマークが含まれる。これらのランドマークは次いで、ノードのロケーションを推測するために、データベース・イメージと相互参照されてよい。いくつかの実施形態は、より正確な総体的な読み取り値を推測するために、さまざまなこれらの開示される技法を組み合わせることができる。

【0052】

いくつかの実施形態において、各ノードはまた、そのピア間で、ユーザによる情報の受動的転送に依存することが（他の技法の代わりに、他の技法に加えて、または他の技法を補完して）できる。たとえば、図２０は、いくつかの実施形態において生じ得る、配備されたデカルト・メッシュにおいて、ディスカバリの間の受動的なユーザ・ベースの情報伝播を表すトポロジー・ブロック図である。モバイル・デバイスを伴うユーザは、ポジション２０１０ａからポジション２０１０ｂへ、次いでポジション２０１０ｃへと移動することができる。インストレーションに続いて、ノードＡ〜ノードＦの各々は、それらがまだバックボーン接続と通信していないとしても、ローカル・ネットワーク・アクセスをアクティブ化させる（たとえば、ＷＩＦＩ）ことができる。それに応じて、ユーザが異なるノード間を通過するとき、ユーザのモバイル通信デバイスは、ノードの各々と関連付けすることができる。たとえば、ユーザは、初めにノードＢを通過してよく、ノードＢは、そのＧＰＳポジションを、「３２．２２．２１｜２８．２２．１１」として認識する（ノードＢは、ユーザ・デバイスのＧＰＳ座標からこれらの座標を推測することができる）。モバイル通信デバイスは、アプリケーションを実行していてよく、そうでなければ、ロケーション・ログ２０１５ａにおいてこの情報をローカルにそのメモリに記憶することができてよい。ユーザがポジション２０１０ｂとして着くとき、モバイル・デバイスは、ノードＣと関連付けする（たとえば、８０２．１１関連付けを形成する）ことができる。この例におけるＧＰＳポジション値は、単に理解を促進するためだけに提供されており、実施形態の実世界実装において実際に使用される可能性のある値を反映するものではない。

【0053】

ノードＣは、モバイル・デバイスからポジション・ログ２０１５ａを引っぱり、ノードＢのポジションの内部記録をそれ自体で取り、ユーザのモバイル・デバイスのロケーション・ログ２０１５ｂを、それ自体のロケーション情報、ならびにあらかじめ取得した既に存在しない任意のロケーションで補うことができる。たとえば、ノードＣが、ノードＡを通過したユーザにあらかじめ遭遇していたとしたら、ノードＡについてのロケーション情報は、ロケーション・ログ２０１５ｂに含まれていることになる。ユーザがポジション２０１０ｃに到達する時間までには、ユーザは、ノードＤ、Ｅ、およびＦの各々からロケーション情報を受信しており、ノードＤ、Ｅ、およびＦの各々にロケーション情報を提供している。

【0054】

こうして、ユーザ／サブスクライバは、ノード・アクセス・ポイントのすべてに対するメンバーシップ（８０２．１１認証、その他）を、最初に与えられてよい。たとえば、ＷＩＦＩシステムにおいて、これは、共通のＳＳＩＤ／パスワードを提供することによって、またはオープン・アクセスを提供することによって完遂されてよい。各ユーザが構成されていないノードのそばを通過するとき、アクセス・ポイント・サブシステムは、ユーザに対してメッセージを送る。メッセージは、たとえば、以下の情報、すなわち、ノードのＭＡＣアドレス（または他の一意の識別子）、ノードのＧＰＳ座標、ノードからの高度計
データ、さまざまなノード通信システムのハードウェア・タイプ、およびノードについての関連付け情報（たとえば、計画プロセスによって好ましいとされるバックボーン・ノードとそれが通信しているかどうか）を保有することができる。ユーザ・デバイスは、この情報を記憶し、その後、情報を将来の遭遇するノードに伝えることができる。

【0055】

このメカニズムによって、ランダムにあちこち移動する人々が、ノードのロケーションを他のノードに搬送することができる。最後には、各ノードが、すべての近傍ノードの完成したリストを有することができる。

【0056】

アライメントＬＯＳサーチ・バリエーション
いくつかの実施形態において、アライメントの間、ノードは、狭ビーム、たとえば、小さなウィンドウ３２５を用いて、ランダム・サーチを実施することができる。これらの実施形態において、ノードは、半ビーム幅（たとえば、ウィンドウ３２５の幅）のステップ・サイズと、２つの角度間でステップするための少なくともその２倍の時間のドウェル時間とを使用することができる。たとえば、ビーム・ステアリング・システムは、５ｍｓかけて２つのポジションの間を切り替え、各ポジションで１０ｍｓの間、滞留（ドウェル）することがある。４度のＲＦビーム幅のケースでは、２度の角度ステップ・サイズが使用されてよい。この例では、各ノードはその場合、９０×１５＝１３５０ステップ内でサーチすることになる。この例でノードが近傍ノードを検出するためには、両方の狭ビームが整列することを必要とすることがあり、それにより１８２万ステップかかることになる。各ステップに１５ｍｓかかると、ノードのペアを整列させるための合計時間は、７．６時間かかってよい。２度のビーム幅および１度のステップ・サイズを用いるミリメートル波システムは、代わりに、各ノードが５４００ステップを通してサーチすることを可能にすることができる。検出には、２９１０万ステップかかることになり、それにより１２１時間かかることになる。

【0057】

別の例として、０．１度のステップ・サイズで０．２度のビーム幅を用いる光システムは、各ノードが５４０，０００ステップを通してサーチすることを必要とすることになる。このアライメントには、２９１０億ステップおよび１３８年かかってよい。したがって、狭ビーム・ランダム・サーチ手法は、より広いビーム幅を有する実施形態のために本明細書で一般に検討される。

【0058】

いくつかの実施形態は、より広いビーム（たとえば、より大きなウィンドウ３２５）を用いたランダム・サーチを利用する。たとえば、いくつかのノード実施形態は、アライメントのためにより広いビームによる別個の信号を使用し、しかしその一方で、通常動作の間は、より高速なデータを伴うより狭いビームを使用する。このより広いビーム信号は、狭ビームのためのサーチ・エリアをそのビーム幅まで狭めるために使用されることがある。

【0059】

いくつかの実施形態において、全方向性受信アンテナ／センサ、または全方向性送信アンテナ／ソースが、ノードに接続されてよい。この全方向性デバイスは、各ノードのサーチ・ステップの数を設定時間の平方根に縮小することができ、それは、各ノードがそのピアとのその相対的なアライメントをその２つが互いに認識するように厳密に決定していることを、全方向性デバイスが必要としないからである。

【0060】

いくつかの実施形態は、追加の長距離ワイド・エリア無線技術を利用することができるＧＰＳ支援サーチを実装する。各ノードは、空間におけるそのポジションを決定するのに、高度計（たとえば、本明細書で説明された気圧手法を使用する）およびＧＰＳ受信機を装着してもよい。ノードは次いで、アライメントを助けるために、この情報を近傍ピアと共有することができる。追加の全方向性無線もまた、情報を共有するために使用されてよ
い。この無線の周波数および送信電力は、信号がすぐそばのノードにうまく到達するのを可能にするように（たとえば、上で説明された計画フェーズの間に決定されたように）選ばれてよい。衝突回避技法が実施されてよく、これは多くのノード間でチャネルを共有するために使用されることがある。

【0061】

ＧＰＳデータは、ノードがサーチ領域を、そのポジション・データのエラー・バンド、およびピア・ノードのポジション・データのエラー・バンドまでに限ることを可能にすることができる。このエラーは、極端に近い範囲（８０メートル）およびＺ軸における１度での水平面で８度の最悪のケースから、１０ＫｍおよびＺ軸における０．００６度での水平で０．６度の最悪のケースまでの範囲に及ぶことがある。これにより、アライメントの間、はるかに速いサーチ・プロセスを可能にすることができる。

【0062】

いくつかの実施形態は、アクセス・サブシステムを使用するＧＰＳ支援サーチを利用する。これらの手法は、もっぱらアライメントの目的のために、余分な通信システムの必要性を取り除くことができる。たとえば、アクセス・サブシステム無線範囲は、ノードが互いに直接通信し、それらのアドレスおよび座標情報を中継するのを可能にすることができる。この情報ペイロードは、低いデータ・レートで送信されてよいので、より低いビット・レート（より少ないビット／Ｈｚ）を使用してメッセージを渡すことが可能であってよい。

【0063】

あいにく、いくつかの状況において、アクセス技術の範囲が、アクセス・サブシステム手法を使用するＧＰＳ支援サーチを実現不可能にしていることがある。限定された範囲が、アドレスおよび座標情報を近傍ノードに渡すことを妨げることがある。これらの状況においては、本明細書で説明されたように、ノード間を行き来するユーザによるピア情報の受動的転送が代わりに使用されてよい。

【0064】

アライメント気圧高度推測
いくつかの実施形態において、ノードは、ＧＰＳ情報、インストールする技術者によって提供される情報、その他から、そのロケーションを排他的に推測することができてよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、ポジション情報は、複数のソースから推測されることがある。いくつかの実施形態において、より正確なノードの相対的な指向の決定を達成するために、ＧＰＳ情報を補完するように、相対的な圧力情報がノードによって使用されてよい。たとえば、図２１は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード２１１５ａ〜２１１５ｃがその上に配置され、相対的な気圧読み取り値が取られる傾斜面２１１０ａの断面透視図である。ロケーション・ログ、またはノード間で受動的に転送された他の情報は、ノードについての気圧読み取り値を含むことができる。ノードは、それ自体の気圧読み取り値とピアの読み取り値との差を比較して、高度の差（およびそこでウィンドウをスキャンするための対応する角度）を推測することができる。この例において、ノード２１１５ａは、ノード２１１５ｂに対してわずかに低い高度にあってよい。それに応じて、ノード２１１５ａにおける圧力は、ノード２１１５ｂにおけるよりも高く、小さな正の差（＋１０）が記されている。対照的に、ノード２１１５ｃは、ノード２１１５ｂよりもはるかに高い高度に位置特定される。それに応じて、ノード２１１５ｃにおける圧力は、ノード２１１５ｂにおけるよりも低く、大きな負の差（−７５）が記されている。圧力対角度の対応関係は、テーブルから推測されてもよいし、または動的に決定されてもよい。

【0065】

図２２は、いくつかの実施形態において生じ得る、数個のノード２２０５ａ〜２２０５ｄ、および第１のノードに対するそれらの気圧読み取り値の三次元透視図である。相対的な気圧読み取り値および地上面に対するピア・ノードのロケーションに基づいて、各ノードは、そのローカルな周囲状況のトポロジー・マッピングを推測することができてよい。
たとえば、ノード２２０５ｄは、たとえばＧＰＳ座標に基づいて、地上面２２１５（すなわち、ノードから地球の中心まで通過する線に対して垂直な面）内で、それがノード２２０５ａからの距離２２１０ａ、ノード２２０５ｂからの距離２２１０ｂ、およびノード２２０５ｃからの距離２２１０ｃであることを認識することができる。ノード２２０５ｄに対するそれぞれのノード２２０５ａ〜２２０５ｃの各々について、＋８０、−７５、および−２５の相対的な圧力距離が存在してよい。これらの差から、ノード２２０５ｄは、ノード２２０５ａ〜２２０５ｃの各々についての相対的な鉛直の高さ２２２５ａ〜２２２５ｃを推測することができる。高さ２２２５ａ〜２２２５ｃおよび距離２２１０ａ〜２２１０ｃが知られているので、ノード２２０５ｄは、各ノードまでのユークリッド距離２２２０ａ〜２２２０ｃ、および地上面２２１５に対する対応する角度を容易に推測することができる。

【0066】

図２３は、いくつかの実施形態において生じ得る、そのピアの気圧データに基づいて、アライメントの間にピア・ノードを指向するためのプロセスを表すフローチャートである。ブロック２３０５で、ノードは、地上面において最もそばにあるピア・ノードを決定することができる。ブロック２３１０で、ノードは、そのピアまでの面内距離を決定することができる。ブロック２３１５で、ノードは、最もそばにあるピアの相対的な気圧デルタと、対応する高さ値とを決定することができる。ブロック２３２０で、ノードは、最もそばにあるピアまでのユークリッド距離を決定することができる。ブロック２３２５で、ノードは、最もそばにあるピアへの角度を決定することができる。ブロック２３３０で、ノードは、その相対的なポジショニングを反映するために、最もそばにあるピアに関するそのローカルに記憶された情報を更新することができる。ブロック２３４０で、ノードは、たとえば、関連付けより前のデフォルト接続の部分として、最もそばにあるピアに対して指向することができる。

【0067】

関連付け
各ノードがその近傍ノードのうちのいくつかに到達するのに十分な通信リンクしか有さないシステムにおいて、計画フェーズに従ってリンクするのに適正な隣接ノードを選ぶことは、そのシステムにとって非常に望ましいことがある。システムが異なる速度を持つ通信リンクを追加的に有する場合、適正なリンクのペアが（たとえば、計画プロセスにおいて指定されたように）確立されることが特に好ましいことがある。関連付けフェーズは、適切なリンクが形成されるのを保証するための１つまたは複数のプロセスを含む。

【0068】

アライメント・プロセスから関連付けへの移行は、１つまたは複数の条件に基づいて生じてもよいし、各ノードがそれらのピアに関する十分な情報の取得するときにノードごとに有機的に生じてもよい。たとえば、いくつかの実施形態において、各ノードは、固定された時間の期間の後に、十分な量のピア・ロケーション情報が取得された後に、またはいくつかの他の信号で、アライメント手順から関連付け手順へと移行することができる。

【0069】

アライメントが完了すると、ノード間のデフォルト・関連付けが、所望の計画された関連付けを正しく反映していないことがある。図２４は、いくつかの実施形態における配備されたデカルト・メッシュにおいて生じ得る、アライメント後の、関連付けより前の、孤立した形成を表すトポロジー・ブロック図である。孤立した「アイランド」ネットワーク２４０５ａ、２４０５ｂは、バックボーン接続を欠いて形成されており、言うまでもないが、適切なバックボーン接続は計画の間に決定されている。この例において、ノード２４１０ａのみが、計画の間に意図されたように、バックボーン接続２４１５ａと正しく関連付けしている。ノード２４１０ｂは、ノード２４１０ｃおよび２４１０ａの両方を、ＬＯＳ範囲内にあるものとして認識することができるが、ノード２４１０ｂは、ノード２４１０ｃとデフォルト・関連付けを形成していてよい。同様に、デフォルト推論は、ノード２４１０ｄがノード２４１５ａと関連付けするのに失敗し、ノード２４１０ｅがノード２４１０ｆと関連付けするのに失敗し、２４１０ｆがバックボーン２４１５ｃと関連付けするのに失敗するという結果になっている可能性がある。本明細書で議論されるように、孤立したネットワーク２４０５ａ、２４０５ｂ内のノードは、それらがバックボーン２４１５ｂとの接続を欠いていることを認識することができる。各ノードは、バックボーン接続までのパスが識別されるまで、そのピアとパス情報を共有することができる。

【0070】

図２５は、いくつかの実施形態における配備されたデカルト・メッシュにおいて生じ得る、関連付け後のエンド・ランキングを表すトポロジー・ブロック図である。この例において、各ノードは、本明細書でランク（Ｘ，Ｙ）と呼ばれる、２つの部分のトポロジー参照を与えられる。ランクの第１の部分（Ｘ、バックボーン・コンポーネント）は、バックボーンとのノードの関係（たとえば、高速ネットワーク・デバイスまで）を表現する。ランクの第２の部分（Ｙ、サブネットワーク・コンポーネント）は、サブネットワークにおける他のノードとのノードの関係（たとえば、定速ネットワーク・デバイスまで）を表現する。関係は、たとえば、サブネットワークに関連付けられたバックボーン・ノードからのホップのある数であってよい。ノードのハードウェアにバックボーン入力があると、バックボーン・ランクに対して０のランク、およびサブネットワーク・ランクに対して０を、ノードがそれ自体に自動的に割り当てるという結果になってよい。たとえば、最初に、ノード２５０５ａ〜２５０５ｄは、ランク０，０を有していてよい。それらが互いに通信を始めると、それらは、示されるように一意のバックボーン・ランク識別子を選択することになる。バックボーンに接続されていないノードは、随意の、０ではないＸランク（たとえば、９９９９）で始めることができる。

【0071】

ハードコードされた（０，０）ランクを有するノード２５０５ａは、近傍ノード座標のそのリストを調べて、どのノードが最も近く、かつ（Ｘ，０）のランクを有するかを判定することができ、ここでＸは、任意の値である（ノード２５０５ａの知識は伝播するので、ノード２５０５ｂ〜２５０５ｄは他のＸランクを想定することになる）。ノード２５０５ａは、計画フェーズにおいて指定されたハードコードされたプリファレンス（たとえば、インストールする技術者による文字通りのハードコーディング、論理コードにおいて確立されたルール、その他）に基づいて、この（０，０）ランキングを保持することができる。このノードは次いで、その高速光ヘッドを用いて（または、いかなる他の通信モジュールも実施形態に利用可能である）近傍ノードの方向にサーチを始めることができる。

【0072】

（０，０）にランク付けされたノードのロケーションは他のデバイスの間で伝播するので、他のデバイスは、（０，０）ノードのＧＰＳ座標を使用して、（０，０）ノードの方向にサーチし始めることになる。あるノードが（０，０）ノードを見つけるとき、それは、ランキング情報を再調査して、それが０，０ノードのサブネットワーク内に入るかどうかを判定することができる。入る場合、ノード２５１０ａは、そのランクを（１，０）に更新することができる。ノード間の距離は、割り当ての優先度を左右してよく、（０，０）ノード２５０５ａに接続されたバックボーン上には、１つのみの（１，０）にランク付けされたノード２５０５ｂが最後には存在しているという結果になる。このランクは、近傍ノードに対して渡されるブロードキャスト・メッセージにおいて更新される。ランク（Ｘ，０）を持つ各その他のノードは次いで、リンクが作られ、新しいノード２５０５ｃがランク（２，０）を与えられるまでノード（１，０）を探す、などのサーチを開始する。

【0073】

同様のやり方で、ノード２５０５ａに最も近い定速ノードリンクは、（０，Ｙ）を持つノードを探し出すことができ、ここで、Ｙは任意の数である（再び、Ｘがゼロであることへのプリファレンスは、距離に関連付けられた全順序に基づく）。（０，Ｙ）ランクを持つすぐそばのノードを通知されている各ノードは、そのノードのＧＰＳ座標あたりの座標エリアのサーチを始めることができる。（０，Ｙ）ノードは、最も近い（Ｘ，Ｙ）ノードの方向にサーチを始めることができる。リンクが確立されると、ノード２５１０ａ〜２５
１０ｄは、そのランクを（１，Ｙ）に更新し、このランクは、近傍ノードと共有されるメッセージにおいて更新される。（１，Ｙ）ノードによるデバイスでメッセージを受信する、関連付けられたハードウェアのない他のノードは、（１，Ｙ）ノードの方向にサーチを始め、プロセスはそこから続行する。

【0074】

ノードが、接続のロスを通じて、またはそのＧＰＳ座標における変化を通じて、移動したことを判定した場合、ノードは、そのランクをデフォルトにリセットして、再びプロセスが始まることを可能にする／プロセスを始めさせることができる。同様に、ノードが、適切なランクのノードよりも近い座標を持つノードを検出した場合、ノードは、新しいノードが存在している、またはノードが移動されていることを推測することができる。その結果として、ノードは、そのランクをリセットして、再開始するためのサーチ手順を可能にすることができる。こうして、いくつかの実施形態において、ノード・関連付けプロセスは、一般に、以下のように進むことができる。１）最初の開始状態から（たとえば、インストレーションまたはリセット後の）、すべてのノードが１とＮとの間でランダム・ランクを選択し、ここでＮは、ノード０を除く、ネットワークにおけるノードの数である。ノード０は、ランク０を選択する。２）ノードがロケーション・リスト更新を受信する（たとえば、通過する人から、または近傍ノードから）たびに、ノードはリストを調べて、リストによって与えられた、より高いランクを持つ第１の既知のノード、およびより低いランクを持つ第１の既知のノードのロケーションを識別する。そして、３）ノードは次いで、より低いランクのノード（すなわち、ノード０により近い）と、初めに接続を試みる。

【0075】

この例において、接続が成功した場合、ノードはそのランクを、ノードが接続したノード＋１のランクに更新する。ノードは次いで、より高くランク付けされたノードに接続を試みる。より高くランク付けされたノードへの接続が成功した場合、ノードが接続したノードは、そのランクを、接続するノードのランク＋１に更新する。たとえば、Ｙランク５を持つノード（随意に「ノードＺ」と呼ばれる）が、Ｙランク０、２、８、１０を持つノードのロケーションを識別するリストを受信する。ノードＺは初めに、Ｙランク２を持つノードへの接続を試みる。接続が成功した場合、ノードＺのＹランクは、ランク３に更新される。ノードＺは、Ｙが８にランク付けされたノードに接続を試みることができ、成功した場合、Ｙが８にランク付けされたノードは、そのＹランクを代わりに６に更新する。

【0076】

図２６は、いくつかの実施形態において生じ得る、ノード・ランキングを更新するためのローカル・プロセスを表すフローチャートである。ブロック２６０５で、ノードは、そのピアからのランキング情報を能動的に求めることができる。ブロック２６１０で、ノードは、取得されたランキング情報がバックボーン・ノードを含むかどうかを判定することができる。ブロック２６１５で、ノードは、そのピアにそのランキングを調整するための決断を通知することができる。ブロック２６２０で、ノードは、そのランキングを調整することができる。そのランキング情報に対するその後の要求は、今度はこの新しいランキングを含むことになる。ブロック２６２５で、ノードは、そのピアからのランキング情報を受動的に求めることができる。

【0077】

上で議論されたように、ランキング情報は、バックボーン上の接続ノードに逆伝播することができる。バックボーン・ノードは、所望のネットワーク・トポロジーの知識を有し、好ましいランキングにかなうように、ネットワークの中にランキング情報を再提出することができる。それに応じて、ブロック２６３０で、ノードは、より高く優先付けられたパスが、たとえば、バックボーン・ノードによって指示されたように識別されているかどうかを判定することができる。識別されている場合、ランキングは、ブロック２６１５および２６２０に準じて調整されてよい。より高い優先度情報が受信されていない場合、ノードは、入って来るランキング情報を受動的にリスンすることを続行することができる。

【0078】

ネットワーク・トポロジー・バリエーション
図２７は、いくつかの実施形態において生じ得る、関連付け後のスター型ネットワーク２７００を表すトポロジー・ブロック図である。計画フェーズは、ノード２７１０ａ、２７１０ｂがバックボーン・ノードからの分岐を促進するように、または分岐を促進しないように、ランキング条件を課していてよい。本明細書で議論されるように、分岐は、高い高度の点（建物、山、その他）で、かつ多くの異なる通信コンポーネント（たとえば、より多い光コンポーネントおよびより多いメモリ）を有するノードのために、好適であってよい。

【0079】

データ・キャッシング
図２８は、いくつかの実施形態において生じ得る、デカルト・ネットワークにおけるキャッシング・トポロジーを表すトポロジー・ブロック図である。計画フェーズの間、ロケーションは、激しい使用またはトラフィックが生じ得る場所で戦略的に決定されてよい。これらの戦略的点において、キャッシング（または追加のキャッシング）メモリが、動作の間、ネットワークの効率を向上させるために提供されてよい。
ルーティング・アプリケーション
図２９は、いくつかの実施形態において生じ得る、デカルト・ネットワークにおける再ルーティング・イベントを表すトポロジー・ブロック図である。たとえば、霧２９０５が、ノード２９１０ａと２９１０ｂとの間に形成されることがある。計画フェーズの間、予測される気象パターンが検討に入れられてよく、代替のルーティングのプリファレンスが分布されるノードに含まれてよい。たとえば、ノード２９１０ａは、ノード２９１０ｃとの光接続を形成するためにリダイレクトされてよい。いくつかの実施形態において、このルーティングは、たとえば、バックボーンから切断されたノードのための関連付けプロセスを再開始することによって、動的に実施されてよい。いくつかの実施形態において、この関連付けプロセスは、元の関連付けとは異なってもよく、計画フェーズから提供される再ルーティング・ガイダンスを検討することができる。ルーティング調整は、新しい接続の作成を含むことができるだけではなく、代わりに通信モジュールの変更を含むこともできる。たとえば、霧２９０５は、光波長で見通せないことがあるが、マイクロ波波長ではそうでないことがある。それに応じて、ノード２９１０ａおよび２０１０ｂは、条件が緩和するまで、別の通信媒体（たとえば、マイクロ波）に切り替えることができる。

【0080】

コンピュータ・システム
図３０は、実施形態のうちのいくつかの特徴を実装するために使用され得る（たとえば、計画プロセスを実施するために使用され得る、またはノード２００に現れ得る）、コンピュータ・システムのブロック図である。コンピューティング・システム３０００は、１つまたは複数の中央処理ユニット（「プロセッサ」）３００５と、メモリ３０１０と、入力／出力デバイス３０２５（たとえば、キーボードおよびポインティング・デバイス、ディスプレイ・デバイス）と、ストレージ・デバイス３０２０（たとえば、ディスク・ドライブ）と、ネットワーク・アダプタ３０３０（たとえば、ネットワーク・インターフェース）とを含むことができ、これらは、インターコネクト３０１５に接続されている。インターコネクト３０１５は、任意の１つまたは複数の別個の物理バス、ポイント・ツー・ポイント接続、または、適切なブリッジ、アダプタ、もしくはコントローラによって接続されたその両方を表現する抽象概念として図示されている。したがって、インターコネクト３０１５は、たとえば、システム・バス、周辺コンポーネント・インターコネクト（ＰＣＩ）バスもしくはＰＣＩエクスプレス・バス、ハイパートランスポート・バスもしくは工業規格アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、スモール・コンピュータ・システム・インターフェース（ＳＣＳＩ）バス、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）、ＩＩＣ（Ｉ２Ｃ）バス、または「ファイヤワイヤ」とも呼ばれる、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）規格１３９４バスを含むことができる。

【0081】

メモリ３０１０およびストレージ・デバイス３０２０は、さまざまな実施形態の少なくとも一部を実装する命令を記憶することができる、コンピュータ可読記憶媒体である。加えて、データ構造およびメッセージ構造が、データ送信媒体、たとえば、通信リンク上の信号を介して、記憶される、または送信されてよい。さまざまな通信リンク、たとえば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、またはポイント・ツー・ポイント・ダイヤル・アップ接続が使用されてよい。こうして、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読記憶媒体（たとえば、「非一時的な」媒体）およびコンピュータ可読送信媒体を含むことができる。

【0082】

メモリ３０１０に記憶された命令は、上で説明されたアクションを遂行するようにプロセッサ３００５をプログラムするために、ソフトウェアおよび／またはファームウェアとして実装され得る。いくつかの実施形態において、そのようなソフトウェアまたはファームウェアは最初に、コンピューティング・システム３０００を通して（たとえば、ネットワーク・アダプタ３０３０を介して）、遠隔システムからダウンロードすることによって、処理システム３０００に提供されてよい。

【0083】

本明細書で導入されたさまざまな実施形態は、たとえば、ソフトウェアおよび／もしくはファームウェアでプログラムされたプログラマブル回路（たとえば、１つもしくは複数のマイクロプロセッサ）によって、または完全に特殊目的ハードワイヤード（非プログラマブル）回路において、あるいはそのような形態の組合せにおいて実装され得る。特殊目的ハードワイヤード回路は、たとえば、１つまたは複数のＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ、その他の形態であってよい。

【0084】

備考
上の説明および図面は、例証であり、限定としてみなされるべきではない。数多くの固有の詳細が、本開示の徹底理解を提供するために説明されている。しかしながら、一定の事例において、よく知られた詳細は、本説明を曖昧にするのを回避するために説明されていない。さらに、実施形態の範囲から逸脱せずに、さまざまな改変形態がなされてもよい。それに応じて、実施形態は、添付の特許請求の範囲によるものを除き、限定はされない。

【0085】

本明細書における「一実施形態」または「実施形態」という言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。本明細書におけるさまざまな箇所での「一実施形態」という文言の現れは、必ずしも同じ実施形態にすべて言及しているわけではなく、別個のまたは代替の実施形態が他の実施形態を互いに排除するわけでもない。その上、いくつかの実施形態によって呈され、他の実施形態によっては呈されないことがある、さまざまな特徴が説明されている。同様に、いくつかの実施形態のための要件であり、しかし他の実施形態のための要件ではないことがある、さまざまな要件が説明されている。

【0086】

本明細書で使用される用語は、一般に、各用語が使用される、本開示のコンテキスト内で、および固有のコンテキストにおいて、当技術分野におけるその通例の意味を有する。本開示を説明するのに使用された一定の用語は、本開示の説明に関して専門家への追加のガイダンスを提供するために、下で、または明細書の他の箇所で議論されている。便宜上、一定の用語が、たとえば、イタリック文字および／または引用符を使用してハイライトされていることがある。ハイライトの使用は、用語の範囲および意味に影響を有さない。用語の範囲および意味は、ハイライトされていてもいなくても、同じコンテキストにおいては同じである。同じ事柄が、２つ以上の言い方で言われ得ることが認められるであろう。「メモリ」は、「ストレージ」の１つの形態であり、これらの用語が、折に触れて交換
可能に使用されてもよいことを、我々は認識するであろう。

【0087】

その結果として、代替の言語および同義語が、本明細書で議論された用語のいずれか１つまたは複数のために使用されてよく、本明細書においてある用語が詳述または議論されるか否かには、いずれの特殊な重要性も置かれないことになる。一定の用語については同義語が提供される。１つまたは複数の同義語の列挙は、他の同義語の使用を除くものではない。本明細書で議論されるいずれの用語の例も含んだ本明細書のどこにおける例の使用も、例証のみであり、本開示の、またはいずれの例示された用語の範囲および意味をさらに限定することは意図されていない。同じように、本開示は、本明細書において与えられたさまざまな実施形態に限定はされない。

【0088】

本開示の範囲のさらに限定することを意図することなく、本開示の実施形態による機器、装置、方法の例、およびそれらの関係した結果が、上で与えられている。タイトルまたはサブタイトルは、読者の便宜のための例において使用されてよく、本開示の範囲を限定すべきでは決してないことに留意されたい。別段定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的な用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって普通に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合には、定義を含めて本文書が統制することになる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】