[論文レビュー] A Novel Solution to the Short Range Bluetooth Communication

Preetha K.G.|arXiv (Cornell University)|Nov 9, 2011

Bluetooth and Wireless Communication Technologies被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、標準Bluetooth通信の固有の10メートルの範囲制限を克服するための拡張されたBluetoothネットワークアーキテクチャを提案する。ラップトップ、セットトップボックス、モバイルフォンなどの中間リレーノードを統合することにより、従来の制限を超えたシームレスな長距離通信を実現し、Bluetooth対応デバイスネットワークにおける範囲の障壁を効果的に解消する。

ABSTRACT

Bluetooth is developed for short range communication. Bluetooth Devices are normally having low power and low cost. This is a wireless communication technology designed to connect phones, laptops and PDAs. The greater availability of portable devices with Bluetooth connectivity imposes wireless connection between enabled devices. On an average the range of Bluetooth devices is about 10 meters. The basic limitation of the Bluetooth communication is this range limitation. In this paper I have studied the limitations of Bluetooth communication and consider range constraint as the major limitation. I propose a new expanded Blue tooth network to overcome the range constraint of Bluetooth device. This creates a network of Bluetooth enabled devices that will include laptops, set top devices and also mobile phones. The main purpose of this proposal is to establish a network will enable the users to communicate outside the range without any range constraint.

研究の動機と目的

• Bluetoothの短距離通信範囲という根本的制限に取り組むこと、通常は10メートルが上限である。
• 既存のデバイスのハードウェア変更を要せず、標準範囲を超えたBluetooth対応デバイス間のシームレスな通信を可能にすること。
• 既存のBluetoothデバイスをリレーポイントとして統合することで、カバレッジを拡張するスケーラブルなネットワークアーキテクチャを設計すること。
• Bluetoothのコア設計原則に一致する低消費電力および低コストを維持しつつ、Bluetoothネットワークにおける範囲制約を排除すること。

提案手法

• 中間リレーノードを配置することでBluetooth通信範囲を拡張する、画期的なネットワークトポロジーを導入する。
• ラップトップ、モバイルフォン、セットトップボックスなどの既存のBluetooth対応デバイスを、長距離にわたるデータ転送のリレーポイントとして活用する。
• データが中間ノードを段階的に転送して遠距離のデバイスに到達する、マルチホップ通信モデルを採用する。
• 信号強度およびデバイスの利用可能性に基づいて最適なリレーパスを動的に選択するルーティングメカニズムを設計する。
• 従来のBluetoothプロトコルとの後方互換性を維持することで、レガシーデバイスとの相互運用性を保証する。
• ノード発見、接続設定、パスの維持を処理する分散型ネットワーク管理方式を採用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 実際の展開状況において、Bluetoothの標準的な10メートルの範囲制限をどのように効果的に克服できるか？
• RQ2 既存のデバイスをリレーポイントとして使用することで、長距離Bluetooth通信を実現するためのアーキテクチャ的変更は何か？
• RQ3 複数ホップを含む拡張Bluetoothネットワークにおいて、ネットワークのスケーラビリティと信頼性をどのように維持できるか？
• RQ4 ラップトップやモバイルフォンなどの一般的な消費者用デバイスが、追加のハードウェアなしにBluetoothの通信範囲をどのように拡張するか？
• RQ5 提案されたソリューションが、Bluetooth技術の低消費電力および低コスト特性をどのように維持するか？

主な発見

• 提案されたネットワークトポロジーは、中間リレーノードを活用することで、標準的な10メートルの制限を超えたBluetooth通信範囲を成功裏に拡張した。
• エンドユーザー機器の改変なしに、既存のBluetoothデバイスをリレーポイントとして使用することで、長距離接続が可能になった。
• マルチホップルーティングメカニズムにより、拡張された距離にわたる安定的で継続的なデータ送信が確保された。
• 標準Bluetoothプロトコルとの互換性が維持されたため、既存のBluetooth対応ハードウェアとの相互運用性が保証された。
• ソリューションはBluetoothの低消費電力および低コストの特性を維持しており、技術の元来の設計目標と整合した。
• 本システムは、家庭やオフィス環境など、拡張されたデバイス接続が求められる実世界の展開において実現可能性を示した。