(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウルトラ・ワイドバンド（ＵＷＢ）リンク上に無線イーサネット接続を提供する方法であって、
アダプタとＵＷＢ対応のデバイスとの間でデータを交換するために、ＵＷＢスペクトルにおける複数個の通信チャネルのうちの通信チャネル上で、前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間で無線リンクを確立することであって、前記通信チャネルは複数個の時間スロットを有し、前記複数個の通信チャネルは、時間周波数コードによって定義されること
を備え、前記確立することは、
前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間でデータを交換するために、前記通信チャネルに関連づけられた前記複数個の時間スロットの第１の時間スロットを予約することと、
前記複数個の通信チャネルをモニタするために、前記複数個の時間スロットの第２の時間スロットを予約することと
を備え、前記方法はさらに、
前記アダプタにおいて、前記第２の時間スロットを使用して、前記複数の通信チャネルをモニタすることと、
前記アダプタにおいて、前記第２の時間スロットを用いて前記モニタすることに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の通信チャネルの好ましい通信チャネルを識別することと、
前記好ましい通信チャネルへの切り替えを前記ＵＷＢ対応のデバイスに通知することであって、前記通知することは、前記ＵＷＢ対応のデバイスに、前記好ましい通信チャネルのチャネル識別子を送る前記アダプタを含むことと、
前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間での前記無線リンクを前記好ましい通信チャネルに切り替えることと、
前記無線リンク上の前記好ましい通信チャネル上で前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスの間でデータを交換することを、
含む前記方法。
【請求項２】
前記識別することは、前記好ましい通信チャネルとして、最小使用量を持つ通信チャネルを識別する、請求項１の方法。
【請求項３】
前記通知することはさらに、前記アダプタが前記好ましい通信チャネルに切り替える前に、多数のスーパーフレームを示すチャネル変更のカウントフィールドを前記ＵＷＢ対応のデバイスに送信することを含み、
前記切り替えることは、継続したスーパーフレームのスーパーフレームごとに１つずつ前記チャネル変更のカウントフィールドを減じることと、前記チャネル変更のカウントフィールドが０に到達すると前記好ましい通信チャネルに切り替えることとを含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記データの交換がＯＦＤＭ信号を利用するデータの交換を含む、請求項１の方法。
【請求項５】
前記アダプタが１Ｇｂｐｓまでのデータ送信速度をサポートするための物理（ＰＨＹ）レイヤにより構成される、請求項１の方法。
【請求項６】
前記イーサネットポートの電源接続により前記アダプタに電源を供給することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項７】
ウルトラ・ワイドバンド（ＵＷＢ）リンク上に無線イーサネット接続を提供する装置であって、
前記装置はイーサネットポートを介して外部ネットワークと結合するアダプタを含み、
前記アダプタは、
前記ＵＷＢリンク上で無線信号を送信し受信するＲＦトランシーバと、
前記ＲＦトランシーバのためのＵＷＢスペクトラムにおける複数個の通信チャネルを構成するためのＰＨＹレイヤであって、時間周波数コードを使用して、前記複数個の通信チャネルを定義するＰＨＹレイヤと、
前記ＰＨＹレイヤのためのアドレス付けとチャネル・アクセスのためのメカニズムを提供する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤと、
メモリと
を含み、前記メモリは、前記アダプタで実行可能な命令を備え、前記命令は、 前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間でデータをルートするために、前記ＵＷＢスペクトルにおける前記複数個の通信チャネルのうちの通信チャネル上で、前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間で無線リンクを確立する命令であって、前記通信チャネルは複数個の時間スロットを有する命令
を備え、前記無線リンクを確立する命令は、
（ｉ）前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間でデータを交換するために、前記通信チャネルに関連づけられた前記複数個の時間スロットの第１の時間スロットを予約し、
（ｉｉ）前記複数個の通信チャネルをモニタするために、前記複数個の時間スロットの第２の時間スロットを予約する
命令を備え、
前記アダプタにおいて、前記第２の時間スロットを使用して、前記複数の通信チャネルをモニタする命令と、
前記アダプタにおいて、前記第２の時間スロットを用いて前記モニタすることに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の通信チャネルの好ましい通信チャネルを識別する命令と、
前記好ましい通信チャネルへの切り替えを前記ＵＷＢ対応のデバイスに通知する命令であって、前記ＵＷＢ対応のデバイスに、前記好ましい通信チャネルのチャネル識別子を送信する命令を含む、通知する命令と、
前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間での前記無線リンクを前記好ましい通信チャネルに切り替える命令と、
前記外部のネットワークから受信されたデータを、前記無線リンクを通して前記好ましい通信チャネルで前記アダプタから前記ＵＷＢ対応のデバイスにルートする命令と
を含み、前記装置。
【請求項８】
前記好ましい通信チャネルが最小使用量を持つ通信チャネルを含む、請求項７の装置。
【請求項９】
前記ＵＷＢ対応のデバイスに通知する命令はさらに、前記アダプタが前記好ましい通信チャネルに切り替わる前に、多数のスーパーフレームを示すチャネル変更のカウントフィールドを前記ＵＷＢ対応のデバイスに送信する命令を含み、
前記好ましい通信チャネルに切り替わる命令は、継続したスーパーフレームのスーパーフレームごとに１つずつ前記チャネル変更のカウントフィールドを減じ、前記チャネル変更のカウントフィールドが０に到達すると前記好ましい通信チャネルに切り替える命令を含む、請求項８の装置。
【請求項１０】
前記外部ネットワークが前記インターネットを含み、前記イーサネットポートがギガバイト・イーサネットポートを含む請求項７の装置。
【請求項１１】
前記アダプタに機能的に結合されているＩＰ電話をさらに含む、請求項８の装置。
【請求項１２】
前記ＰＨＹレイヤが１Ｇｂｐｓまでのデータ送信速度をサポートするように構成されている、請求項７の装置。
【請求項１３】
前記イーサネットポートの電源接続により前記アダプタが電源を供給される請求項７の装置。
【請求項１４】
前記ＲＦトランシーバがＯＦＤＭ信号を送信し受信する、請求項７の装置。
【請求項１５】
前記ＵＷＢ対応のデバイスがラップトップ コンピュータを含む、請求項７の装置。
【請求項１６】
ウルトラ・ワイドバンド（ＵＷＢ）リンク上に無線イーサネット接続を提供する装置であって、
アダプタとＵＷＢ対応のデバイスとの間でデータを交換するために、ＵＷＢスペクトルにおける複数個の通信チャネルのうちの通信チャネル上で、前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間で無線リンクを確立する手段であって、前記通信チャネルは複数個の時間スロットを有し、前記複数個の通信チャネルは、時間周波数コードによって定義される手段
を含み、前記確立する手段は、前記無線リンクを確立する際に、
前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間でデータを交換するために、前記通信チャネルに関連づけられた前記複数個の時間スロットの第１の時間スロットを予約することと、
前記複数個の通信チャネルをモニタするために、前記複数個の時間スロットの第２の時間スロットを予約することと
を含むように構成され、前記装置はさらに、
前記アダプタにおいて、前記第２の時間スロットを使用して、前記複数の通信チャネルをモニタする手段と、
前記アダプタにおいて、前記第２の時間スロットを用いて前記モニタすることに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の通信チャネル内の好ましい通信チャネルを識別する手段と、
前記好ましい通信チャネルへの切り替えを前記ＵＷＢ対応のデバイスに通知することであって、前記通知することは、前記ＵＷＢ対応のデバイスに、前記好ましい通信チャネルのチャネル識別子を送る前記アダプタを含む手段と、
前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスとの間での前記無線リンクを前記好ましい通信チャネルに切り替える手段と、
前記無線リンクを通して前記好ましい通信チャネル上で前記アダプタと前記ＵＷＢ対応のデバイスの間でデータを交換する手段と
含む装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
便宜性、移動性、効率性のために、種々の応用において、無線通信技術を提供することが、望ましいことがよくある。デバイスおよび／またはネットワークの間での、短距離と長距離の範囲の無線通信を提供する、いくつかの異なる無線技術が登場してきている。例えば、ブルートゥース無線技術が、ＰＣ、ラップトップ・コンピュータ、携帯情報端末および移動電話のような種々のデバイスの間での、短距離の範囲の無線通信を提供するために、開発されている。通信の範囲は、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）を含んでいる。ブルートゥース技術は、無線信号を送信するために、周波数ホッピング・スペクトラム拡散（ＦＨＳＳ）方式を利用する。すなわち、搬送波は、特定の順番またはホッピング・パターンによって、多くの周波数チャネルの中で速やかに切り替えられる。通信デバイスは、共通クロックと周波数ホッピング・パターンに同期されている。これは、同様な周波数チャネルを利用している他のデバイスまたはネットワークとの干渉を避けるために、システムにおいて頑強性（robustness）を提供する。
【０００２】
他の例として、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｒ）無線技術は、１つ以上のアクセス・ポイントにより取り扱われる、１つのホット・スポット内の、Ｗｉ−Ｆｉ対応のデバイスへの、長距離無線インターネット接続を提供するために、開発されてきている。通信の範囲は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を含んでいるＷｉ−Ｆｉ技術は、ホット・スポット内の全てのデバイスにより共有されている、一定の通信チャネルを利用する。セキュリィティのために、Ｗｉ−Ｆｉ技術は、Ｗｉ−Ｆｉ無線とアクセス・ポイント間で送信されるデータを保護するための、種々の暗号化技術を実施する。
【０００３】
これらの無線技術は、これらが意図した目的のために、一般的には十分であったが、全ての点において満足ではなかった。１つの例として、これらの無線技術は、無線チャネル上でデータを送信するために、比較的小さなバンド幅を提供する。そのため、チャネルのバンド幅と、信号対雑音比の対数とに比例する、可能であるデータ送信速度は、比較的小さなバンド幅により制限される。有線インターネット接続のための、ギガバイト・イーサネット（登録商標）技術の出現により、これらの、従来の無線技術の制限されたバンド幅は、利用可能な、非常に高速なデータ送信速度（例えば、１Gbpsまでの）の完全な利用を妨げる。
【０００４】
ウルトラ・ワイドバンド（ultra-wideband：ＵＷＢ）技術は、送信データのための広帯域のＲＦスペクトラムを用いる、無線通信のために開発された。そのため、ＵＷＢ技術は、他の無線技術との限定された干渉範囲を持ち、通信のために、より多くの利用可能なチャネルを含む。さらに、各々のＵＷＢチャネルは、５００ＭＨｚより大きなバンド幅を持ち得る。このようにして、ＵＷＢ技術は、与えられた時間幅の中で、より多くのデータを送信することができる。しかしながら、ＵＷＢは、ギガバイト・イーサネット技術のような、高いバンド幅を必要とする技術および／または応用と共に用いるためには、今のところ、適していない。したがって、必要とされるのは、無線ローカル・エリア・ネットワークにおけるデータ送信速度を最大化するために、ウルトラ・ワイドバンド（ultra-wideband：ＵＷＢ）リンク上で、イーサネット接続を提供するための装置と方法である。
【発明の概要】
【０００５】
方法と装置は、ウルトラ・ワイドバンド（ultra-wideband：ＵＷＢ）通信システムにおけるイーサネット接続を提供するために提供される。方法は、イーサネットポートを介して外部ネットワークと結合されているアダプタを提供することと、ＵＷＢスペクトラム内の複数個の通信チャネルをアダプタによりモニタすることと、好ましい通信チャネル上に無線リンクを確立することと、無線リンク上でアダプタとＵＷＢ対応のデバイスの間でデータを交換することを含む。
【０００６】
装置は、ＵＷＢリンク上で、無線信号を送信し受信するＲＦトランシーバと、ＲＦトランシーバのためにＵＷＢスペクトラムにおける複数個の通信チャネルを構成するためのＰＨＹレイヤと、ＰＨＹレイヤのためにアドレス指定とチャネル・アクセスのためのメカニズムを提供するための媒体アクセス制御（Media Access Control：ＭＡＣ）レイヤと、ＵＷＢスペクトラムにおいて複数個の通信チャネルをモニタし、最小の使用量を持つ通信チャネル上の無線リンクを確立し、その無線リンク上でＵＷＢ対応のデバイスとデータを交換する、命令を持つメモリを含む。
【０００７】
さらに、イーサネットポートに接続し、電源信号を受信し、イーサネット接続に接続するように適合されているプラグと、イーサネット接続を介してデータを受信し、ＵＷＢリンクを介して送信するためのデータを処理するためにプラグに結合されているプロセッサと、ＵＷＢリンク上で、処理されたデータを送信するためのアンテナを含む装置が提供される。
【０００８】
本開示書は、付随する図と共に読まれると、以下の詳細な説明から最も良く理解される。業界における標準的な習慣に従って、種々の要素は、一定の比率に縮尺して描かれてはいないことが、強調される。実際には、種々の要素の大きさは、議論の明瞭さのために、任意に拡大され、減少され得る。さらに、全ての要素は、簡単化のために、全ての図面には、示され得ない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の種々の態様に従う、ウルトラ・ワイドバンド（ultra-wideband：ＵＷＢ）リンク上でのイーサネットの接続を提供するシステムの透視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのシステムに実装され得る、アダプタとイーサネットポートの透視図である。
【図２】図２は、ＵＷＢリンク上のイーサネット接続を提供するために、ＩＰ電話を利用する、代替システムの透視図である。
【図３】図３は、種々の有線および無線技術をサポートするための、ハードウェアとソフトウェアを含むラップトップ・コンピュータの単純化されたダイアグラム図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ＵＷＢシステムにおける複数個の周波数バンドの、ダイアグラム図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ＵＷＢチャネル上に送信されている、複数個の連続したスーパーフレームの、ダイアグラム図である。
【図５】図５は、図１と２のシステムに実施され得るＵＷＢリンク上で、イーサネット接続を提供するための方法のフローチャートである。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明は、一般的には、送信と暗号化システムに関わる。しかしながら、以下の開示が、本発明の異なる特徴を実施するために、多くの異なる実施例、または、実例を提供することが理解される。構成要素と配置の特定の例が、本発明を単純化するために、以下に説明される。これらは、もちろん、単に、例であり、限定することを意図されてはいない。
【００１１】
図１Ａを参照すると、システム１０は、本開示の１つ以上の実施例からの利益を得られる、通信ネットワークの例である。システム１０は、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）および／または無線パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）を含む。システム１０は、ウルトラ・ワイドバンド（ultra-wideband：ＵＷＢ）として実施され得る。ＵＷＢシステムは、各々が５２８ＭＨｚのバンド幅を持つ、１４のバンドに分割されている、３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚの間の、免許が不要である周波数スペクトラムを利用する。従って、ＵＷＢシステムは、１Ｇｂｐｓの、または、短距離（例えば、数メートル）無線通信ではさらに速い、データ通信スピードを提供することができる。
【００１２】
ＵＷＢシステムは、情報の送信のために、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式を利用し得る。ＯＦＤＭは、各々の副搬送波が他の副搬送波と直交するように、搬送波の間隔が選択される、無線の複数搬送波変調の方式の１つである。この直交性は、隣接チャネルの干渉を避け、復調器が、それ自身以外の周波数を見ることを防げる。ＯＦＤＭ信号は、複数個の副搬送波を含み、各々の副搬送波は、従来の変調方式（例えば、直交振幅変調）により変調される。開示された実施例のＵＷＢシステムにおいて、ＯＦＤＭ信号は、バンドごとに使用され、この中で、１００個がデータ副搬送波であり、１２個がパイロット情報であり、１０個がガード・トーンであり、６個が情報を伝えない無効（null）トーンである、１２８個の副搬送波（また、トーンとも呼ばれる）を含む。
【００１３】
システム１０は、有線ギガバイト・イーサネットポート１４ａ、１４ｂに各々が直接、結合されている１つ以上のイーサネット・アダプタ１２ａ、１２ｂを含む。イーサネットポート１４ａ、１４ｂは、インターネットのようなネットワーク１６との接続を提供する。イーサネットポート１４ａ、１４ｂは、データを交換するために、送信制御プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を利用する。ＴＣＰ／ＩＰは、当該分野では既知であり、従って、ここにおいて、詳しくは説明されない。イーサネットポート１４ａ、１４ｂは、１Ｇｂｐｓまでのデータ送信速度を提供するように構成される。また、イーサネットポート１４ａ、１４ｂは、アダプタ１２ａ、１２ｂに電力を供給するために、電力供給の接続を提供するので、従って、アダプタへの追加の配線は必要とされない。アダプタ１２ａ、１２ｂは、高速無線インターネット接続によりローカル・エリア１８をカバーするために、ＵＷＢリンク上でイーサネット接続をブリッジする。開示された実施例は、ＵＷＢリンク上のギガバイト・イーサネット接続を開示するが、アダプタは、広いバンド幅を必要とする将来技術の無線接続を提供するために、代わりに使用され得ることが理解される。
【００１４】
開示された実施例において、アダプタ１２ａ、１２ｂは、ローカル・エリア１８（例えば数メートル）内にある、ラップトップ・コンピュータ２０への無線インターネット接続を提供する。１つのラップトップ・コンピュータ２０が示されるが、アダプタ１２ａ、１２ｂは、ローカル・エリア１８内の１つ以上のラップトップ・コンピュータおよび／またはデスクトップ・コンピュータへの、無線インターネット接続を提供し得ることが理解される。アダプタ１２ａ、１２ｂは、ＵＷＢ周波数スペクトラム内の無線チャネル上のラップトップ・コンピュータと、２２ａ、２２ｂのように通信する。ラップトップ・コンピュータ２０は、以下に説明されるように、そのＵＷＢリンク上のＴＣＰ／ＩＰスタックにより、起動される。アダプタ１２ａ、１２ｂは、ラップトップ・コンピュータ２０ のような、ＵＷＢ対応のデバイスからの、および、宛の、ＯＦＤＭ変調データの無線による送信および／または受信のために、ＵＷＢトランシーバを含む。ＵＷＢトランシーバは、無線周波数（ＲＦ）トランシーバを提供するチップとして、インプリメントされ得る。アダプタ１２ａ、１２ｂは、さらに、１Ｇｂｐｓまでのデータ送信速度が可能な、ベースバンドの物理（ＰＨＹ）レイヤを含む。アダプタ１２ａ、１２ｂは、さらに、ＰＨＹレイヤのための、ネットワーク・タイミング、アドレッシング、および、チャネル・アクセス制御メカニズムを提供するために、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤを含む。ＰＨＹとＭＡＣレイヤは、ＷｉＭｅｄｉａまたはＥＣＭＡ−３６８／３６９のような標準に従って構成され得る。ＰＨＹとＭＡＣレイヤは、集積回路（ＩＣ）において結合され得る。アダプタ１２は、さらに、ＭＡＣレイヤが、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・スタックのインターフェイスとなることを許可する適合化レイヤを含む。そのため、アダプタ１２ａ、１２ｂは、ギガバイト・イーサネットポート１４ａ、１４ｂにより提供される、高いデータ転送速度を利用することができる。これらの種々の構成要素は、ＷｉＱｕｅｓｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、  Ｉｎｃ．、９１５  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ  Ｂｌｖｄ．，  Ｓｕｉｔｅ  ２００，Ａｌｌｅｎ、ＴＸ、７５０１３において、入手できるチップセットにおいて、提供され得る。
【００１５】
システム１０は、ローカル・エリア１８において、ＵＷＢスペクトラムで、ラップトップ・コンピュータ２０ と無線により通信する、他のＵＷＢ対応のデバイスを含み得る。たとえば、ディスプレイ・デバイス３０は、ＵＷＢリンク３２上で、ラップトップ・コンピュータ２０と無線通信し得る。そのため、ラップトップ・コンピュータ２０は、ＵＷＢリンク３２上で、ディスプレイ・デバイス３０に動画信号を送信するように構成される。さらに、ローカル・エリア１８は、さらに、ＵＷＢスペクトラムと重なる、免許を受けた、および、免許の必要のない周波数バンドにおいて動作する、他の型式の無線技術によりサポートされ得ることが理解される。従って、アダプタ１２は、どのチャネルが、最も少ないトラフィック、または、使用量を持つかを、決定するために、ＵＷＢスペクトラムにおける利用可能なチャネルをモニタするためのファームウェアを含む。アダプタ１２は、後述されるように、スループットを最大化するために、チャネルを切り替え、ラップトップ・コンピュータ２０に、その切り替えを知らせ得る。
【００１６】
図１Ｂを参照すると、図示されているのは、図１Ａの有線ギガバイト・イーサネットポート１４に接続するための、アダプタ４０の透視図である。例えば、オフィスビルのような建物では、オフィスの至る所に配置された、多くのイーサネットポート１４を含み得る。アダプタ４０は、通信範囲内のＵＷＢ対応のデバイスへの、ＵＷＢリンク上の無線イーサネット接続を提供する。イーサネットポート１４は、壁のコンセント４２に配置され、上述のネットワーク１６（図１Ａ）に接続するためのメス・ジャックのようなコネクタ４４を含み得る。アダプタ４０は、壁のコンセント４２のコネクタ４４と一体となる（５０）ように構成された、オス・プラグのようなコネクタ４８を持つハウジング４６を含み得る。アダプタ４０は、第１のフォーマットで、イーサネットポート１４からデータを受信し、また、ＵＷＢリンク上で送信するのに適している、第２のフォーマットにデータを処理し、変換するために、プロセッサ５２を含み得る。ＵＷＢリンク上のデータ送信は、暗号化または他の適切な技術により、安全にし得る。さらに、プロセッサ５２は、ＵＷＢリンク上で、ＵＷＢ対応のデバイスからデータを受信し得るし、ネットワーク１６（図１Ａ）上に送信するために、データを処理し変換し得る。プロセッサ５２は、上記のＰＨＹとＭＡＣレイヤを含み得る。アダプタ４０は、さらに、ＵＷＢリンク上でデータを送信する、アンテナ５６に結合されたＲＦ無線５４を含む。さらに、電力信号が、また、プロセッサ５２と無線５４に対して、イーサネットポート１４により提供される。そのため、アダプタ４０は、電力接続のための追加の配線を必要としない。
【００１７】
図２を参照すると、図示されているのは、ＩＰ電話２０２を利用する、イーサネット接続を提供する代替システム２００の透視図である。図１と図２における同様の要素は、単純化と明瞭さのために、同じ番号付けをされている。ＩＰ電話２０２は、インターネット・プロトコル上の音声（Voice over Internet Protocol：ＶｏＩＰ）技術をサポートするために、ハードウェアとソフトウェアにより構成される。ＶｏＩＰは、業界において知られているので、ここにおいては、詳細には説明されない。ＩＰ電話２０２は、有線ギガバイト・イーサネットポート１４のような、有線イーサネットポートに接続するための、イーサネット・コネクタを含む。有線ギガバイト・イーサネットポートは、インターネットのような、ネットワークに結合される。ＩＰ電話２０２は、さらに、図１のイーサネット・アダプタ１２と同様な、ＴＣＰ／ＩＰ対応のＵＷＢブリッジを含む。このように、ＩＰ電話２０２は、１Ｇｂｐｓまでのデータ通信速度で、ＵＷＢリンク２０４上の無線インターネット接続を提供することができる。ＩＰ電話２０２は、一般には、ＩＰ電話のＵＷＢ無線が、ラップトップ・コンピュータ２０の近くにあるようにするために、机２０６の上に配置される。そのため、ＩＰ電話２０２は、ラップトップ・コンピュータ２０に、より信頼性がある、より良い無線接続を提供する。
【００１８】
図３を参照すると、ＵＳＢ，Ｅｄｇｅ、ＷｉＦｉ、イーサネットおよびＵＷＢを含む、複数の技術をサポートする、ハードウェアとソフトウェアを含むラップトップ・コンピュータ３００の、単純化されたダイアグラム図が示されている。ラップトップ・コンピュータ３００は、図１と２のシステムにおいて利用され得る。ラップトップ・コンピュータ３００は、ラップトップ・コンピュータの種々の構成要素を調整し、制御するために、オペレーティング・システム（ＯＳ）／アプリケーション３０２を含む。例えば、ラップトップ・コンピュータ３００ は、キーボード、マウス、プリンタ、スキャナおよび他のＵＳＢデバイスのような、種々の周辺装置とインターフェイスを取り、接続するために、ＵＳＢポート３０４を含む。ＵＳＢポート３０４は、ＵＳＢコントローラ、またはルータ３０６に結合され得る。開示されている実施例において、ラップトップ・コンピュータ３００は、ＵＳＢポート３０４を介して接続されている、プリンタ（示されない）を動作するためのプリンタ・ドライバ３０８のような、種々のデバイス・ドライバを含む。
【００１９】
ラップトップ・コンピュータ３００は、さらに、有線ギガバイト・イーサネット技術を介して、インターネットのようなネットワークとインターフェイスを取り、接続するためのイーサネットポート３１０を含む。そのため、ラップトップ・コンピュータ３００は、さらに、ＴＣＰ／ＩＰ標準プロトコルにおけるデータ交換をサポートするために、ＴＣＰ／ＩＰスタック３１２，３１４を含む。ラップトップ・コンピュータ３００は、さらに、業界において既知の、Ｅｄｇｅ技術とＷｉＦｉ技術を用いた無線通信をサポートするために、Ｅｄｇｅサブシステム３２０とＷｉＦｉサブシステム３２２を含み得る。ＥｄｇｅとＷｉＦｉサブシステム、３２０、３２２は、ラップトップ・コンピュータ３００に、無線インターネット接続を提供するために、ＴＣＰ／ＩＰスタック３１２，３１４にリンクされている。しかしながら、これらの無線技術は、制限されたバンド幅を持つので、したがって、これらの技術のデータ送信速度は、ギガバイト・イーサネット技術により提供される、利用可能な速度より、はるかに遅い。
【００２０】
ラップトップ・コンピュータ３００は、図１Ａのイーサネット・アダプタ１２、図１Ｂのアダプタ・プラグ４０、または、図２のＩＰ電話２０２と無線通信するために、ＵＷＢサブシステム３３０を、さらに含む。前に説明されたように、イーサネット・アダプタとＩＰ電話は、インターネットへの接続を提供する、有線ギガバイト・イーサネットポートに結合され得る。イーサネット・アダプタとＩＰ電話は、ＵＳＢスペクトラムにおける無線チャネル上で、１Ｇｂｐｓまでのデータ送信速度を、提供するように構成されている。ＵＷＢサブシステム３３０は、拡張スロットに挿入される、アドイン基板を介してラップトップ・コンピュータに接続し得る。ＵＷＢサブシステム３３０は、アダプタまたはＩＰ電話から、および、に対してＯＦＤＭ変調データを、無線により受信および／または送信するためのＲＦトランシーバを含む。ＵＷＢサブシステム３３０は、さらに、図１Ａのイーサネット・アダプタについて説明されたそれとは、類似であり得る、ＰＨＹとＭＡＣレイヤを含む。ＵＷＢサブシステム３３０は、ラップトップ・コンピュータ３００がＵＷＢリンク上での無線インターネット接続ができるように、ＴＣＰ／ＩＰスタック３１２，３１４とリンクされている。このように、ラップトップ・コンピュータ３００は、ストリーム・ビデオのような応用、または、広いバンド幅を必要とする他の応用のために、ギガバイト・イーサネット技術の高いデータ送信速度の全てを、利用し得る。また、ＵＷＢサブシステム３３０は、ラップトップ・コンピュータが、ＵＷＢリンクに結合されるか、起動される、ＵＳＢデバイスを制御し、操作し得る、技術分野において知られている無線ＵＳＢドライバ３３２に、リンクされ得る。
【００２１】
図４Ａと４Ｂを参照すると、それぞれに図示されるのは、ＵＷＢ対応のデバイスの間での、通信のために利用可能な、ＵＷＢシステムにおける複数個の周波数バンドと、ＵＷＢシステム内で、無線チャネル上に送信されている、複数個の連続したスーパーフレームの、ダイアグラム図である。図４Ａにおいて、ＰＨＹレイヤは、ＵＷＢスペクトラム４００が、各々のバンドが５２８ＭＨｚのバンド幅を持つ、１４個のバンド４０１−４０４に分割されることを提供する。１４個のバンドは、さらに、４個のバンド・グループは各々が３個のバンドを含み、１個のバンド・グループは２個のバンドを含む、５個のバンド・グループに定義される。４個のバンド・グループの各々の第１の中では、ＰＨＹレイヤが、時間周波数インターリーブ（ＴＦＩ）を用いる４個の時間周波数コード（ＴＦＣ）、および、固定周波数インターリーブ（ＦＦＩ）を用いる３個のＴＦＣを定義し、このように、ＰＨＹレイヤは、バンドごとに７個までのチャネルのサポートを提供する。５番目のバンド・グループにおいて、ＰＨＹレイヤは、ＦＦＩを使用する２個のＴＦＣを定義する。従って、全部で３０のチャネルが、ＰＨＹレイヤにおいて特定される。そのため、ＵＷＢシステムは、他の無線技術との限定された干渉範囲を持ち、通信のためにより多くの利用可能なチャネルを含む。前に説明されているように、ＵＷＢシステムは、情報を送信するために、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式を利用する。ＯＦＤＭ信号は、バンドごとに使用され、１００個はデータ・サブ・キャリアであり、１２個はパイロット情報のためであり、１０個はガード・トーンであり、６個は情報を搬送しない無効（null）トーンである、１２８個のサブ・キャリア（また、トーンとも呼ばれる）を含む。
【００２２】
図４Ｂにおいて、連続したスーパーフレーム（例えば、Ｎ−１、Ｎ，Ｎ＋１等）４５０は、ＵＷＢスペクトラムにおける、チャネル４５５上の期間にわたって、送信されることが示される。ＭＡＣレイヤにより提供されるように、スーパーフレームは、ＵＷＢシステムにおけるデバイス間での、フレーム送信を調整するために使用される、周期的な時間間隔である。各々のスーパーフレームは、各々の時間スロットが２５６μｓの継続時間を持つ、全体で２５６個の時間スロット（さらに、媒体アクセス・スロット（ＭＡＳ）として呼ばれる）を含む。各々のスーパーフレームは、通信デバイスがお互いに同期を取る、いくつかの時間スロットを占める、ビーコン期間４６０から始まる。すなわち、ピコネット内で通信する、全てのデバイスは、お互いにビーコン期間の開始時刻４６５の同期を取らなければならない。ビーコン期間は、さらに、ＵＷＢシステムにおける種々のデバイスの、時間スロットの予約（例えば、分散予約プロトコル（distributed reservation protocol：ＤＲＰ））を生成するために、また、情報要素（ＩＥ）を使用する、管理および制御情報を伝えるために、使用される。ビーコン期間の次に、データ送信が生じるデータ期間４７０が続く。
【００２３】
開示された実施例において、図１Ａのイーサネット・アダプタ１２、図１Ｂのアダプタ・プラグ４０、または、図２の電話２０２は、図３のラップトップ・コンピュータ３００のような、無線範囲内のＵＷＢ対応のデバイスとの通信を調整するために、各々のスーパーフレーム４５０の最初に、ビーコン期間４６０を送信し得る。ビーコン期間４６０は、管理および制御情報と同様に、データ期間において、どの時間スロットが、ラップトップ・コンピュータ に、または、からデータを送信し、受信するために、予約され得るかに関する情報を含む。さらに、アダプタは、トラフィックまたは使用のために他のチャネルをモニタするために、ＵＷＢシステムをスキャンするいくつかの時間スロットを予約することができる。ラップトップ・コンピュータは、そのビーコン期間４６０を、選択したチャネルにおけるアダプタのビーコンと同期し得る。そのため、アダプタとラップトップ・コンピュータの間のデータ交換（データ期間４７０の間の）は、選択されたチャネル上で、開始することができる。
【００２４】
図５を参照すると、図示されているのは、図１Ａのイーサネット・アダプタ１２、図１Ｂのアダプタ・プラグ４０、または、図２のＩＰ電話２０２のＵＷＢブリッジにより実施され得る、ＵＷＢリンク上で無線イーサネット接続を提供するための、方法５００のフローチャートである。方法５００は、ＭＡＣレイヤと共に提供されるファームウェアとして実施され得る。方法５００は、アダプタが、ＵＷＢシステム内の複数個のチャネルから、ＵＷＢリンク上で通信するために、好ましいチャネルを決定する、ステップ５０２から開始する。好ましいチャネルは、種々の要因から選択され得る。例えば、好ましいチャネルは、使用またはトラフィックが最小量であるチャネルとして選択され得る。あるいは、好ましいチャネルは、良好な信号対雑音比のチャネルとして選択され得る。さらに、好ましいチャネルは、要因の組み合わせとして選択され得る。方法５００は、アダプタが、前のステップ５０２から決定された、好ましいチャネル上に、ＵＷＢリンクを確立する、ステップ５０４として継続する。そのため、アダプタは、そのＵＷＢリンクおよび／または他のＵＷＢ対応のデバイス上に、ラップトップ・コンピュータとの無線接続を確立し、好ましいチャネル上で、データの交換（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）を開始する。
【００２５】
方法５００は、アダプタが、データ送信のためのチャネルを、切り替えるかどうかを決定するために、複数個のチャネルを周期的にモニタする、ステップ５０６において継続する。アダプタは、他のチャネルが、ＵＷＢリンクのために好ましいかどうかを決定するために、他の利用可能なチャネル全てから聞くために、データ期間において、いくつかの時間スロットを予約し得る。「ＮＯ」の場合には、方法５００は、アダプタが、現在のチャネル上のデータ通信を継続する、ステップ５０８を継続する。
【００２６】
「ＹＥＳ」の場合には、方法５００は、アダプタが好ましい新たなチャネルへと切り替えるステップ５１０を継続し、切り替えメカニズムによる切り替えを、ラップトップ・コンピュータに通知する。例えば、アダプタは、現在のチャネル上に送信されたビーコン期間における、チャネル変更の情報要素（ＩＥ）を含み得る。チャネル変更ＩＥは、新たなチャネルの番号を含む。また、アダプタは、さらに、それが新たなチャネルに切り変える前の、スーパーフレームの残数のための、チャネル変更のカウントフィールドを含み得る。そのため、チャネル変更のカウントフィールドは、以下の、各々の継続したスーパーフレーム１つごとに、減じられる。カウントフィールドが０に到達すると、方法５００は、アダプタがＵＷＢリンクを確立し、次のスーパーフレーム上の新たなチャネル上でのデータ送信を開始する、ステップ５０４を繰り返す。
【００２７】
各々の上記の構成要素は、コンピュータ・ソフトウェア、電気的なロジック、または、これらの組み合わせとして、実施され得る。また、構成要素は、図においては別々に示されているが、いくつかの実施例において、無線リンクのどちらかの側の、１つ以上の構成要素は、１つの集積回路デバイスに、または、デバイスのグループに、結合させられ得る。
【００２８】
従って、提供されるのは以下である。
【００２９】
本開示は、好ましい実施例に関連して説明された。この開示書を読んだ後にだけ、当業者にとって明白になる、改善と修正は、この出願の精神と範囲の中に入るとみなされる。いくつかの修正、変更と置換は、これまでの開示において、意図されているし、いくつかの例において、いくつかの発明の要素は、他の要素の対応する使用なしに、使用され得ることが理解される。従って、添付された請求項は、広く、本発明の範囲に矛盾しない仕方で、解釈されることを理解していただきたい。
【００３０】
いくつかの、これらの、および、他の実施例からは異なる利点が存在する。１Ｇｂｐｓまでのデータ送信速度における無線インターネット接続を提供することに加えて、ここに開示されたＵＷＢシステムは、通信のためにより多くの無線チャネルが利用可能であるため、他の無線技術との限定された干渉範囲を持ち、従って、チャネルを共有する必要がない。また、無線イーサネット・アダプタは、アダプタがイーサネットポートを介して電源を投入され得るために、低電力のＣＭＯＳ集積回路を含む。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
ウルトラ・ワイドバンド（ＵＷＢ）リンク上に無線イーサネット接続を提供する方法であって、
イーサネットポートを介して外部ネットワークと結合するアダプタを提供することと、
前記アダプタによりＵＷＢスペクトラムにおける複数個の通信チャネルをモニタすることと、
好ましい通信チャネル上の無線リンクを確立することと、
前記無線リンク上で前記アダプタとＵＷＢ対応のデバイスの間でデータを交換することを、
含む前記方法。
［Ｃ２］
前記好ましい通信チャネルが最小使用量を持つ通信チャネルを含む、Ｃ１の方法。
［Ｃ３］
新たな通信チャネルが最小使用量を持つかどうかを決定するために前記複数個の通信チャネルを周期的にチェックすることと、
前記新たな通信チャネルが最小使用量を持つことが決定されると前記新しい通信チャネルに切り替えることと、
前記新たな通信チャネルへの前記切り替えを前記ＵＷＢ対応のデバイスに通知することを、
さらに含む、Ｃ２の方法。
［Ｃ４］
前記外部ネットワークが前記インターネットを含み、前記イーサネットポートがギガバイト・イーサネットポートを含む、Ｃ１の方法。
［Ｃ５］
前記データの交換がＯＦＤＭ信号を利用するデータの交換を含む、Ｃ１の方法。
［Ｃ６］
前記アダプタが１Ｇｂｐｓまでのデータ送信速度をサポートするための物理（ＰＨＹ）レイヤにより構成される、Ｃ１の方法。
［Ｃ７］
前記イーサネットポートの電源接続により前記アダプタに電源を供給することをさらに含む、Ｃ１の方法。
［Ｃ８］
ウルトラ・ワイドバンド（ＵＷＢ）リンク上に無線イーサネット接続を提供する装置であって、
前記装置はイーサネットポートを介して外部ネットワークと結合するアダプタを含み、
前記アダプタは、
前記ＵＷＢリンク上で無線信号を送信し受信するＲＦトランシーバと、
前記ＲＦトランシーバのためのＵＷＢスペクトラムにおける複数個の通信チャネルを構成するためのＰＨＹレイヤと、
前記ＰＨＹレイヤのためのアドレス付けとチャネル・アクセスのためのメカニズムを提供する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤと、
メモリであって、
前記ＵＷＢスペクトラムにおける前記複数個の通信チャネルをモニタすることと、
好ましい通信チャネル上の無線リンクを確立することと、
前記無線リンク上でＵＷＢ対応のデバイスと前記外部ネットワークからのデータを交換すること、
のための命令を持つメモリを、
含む前記アダプタを、
含む前記装置。
［Ｃ９］
前記好ましい通信チャネルが最小使用量を持つ通信チャネルを含む、Ｃ８の装置。
［Ｃ１０］
前記メモリが、
新しい通信チャネルが最小使用量を持つかどうかを決定するために前記複数個の通信チャネルを周期的にチェックすることと、
前記新しい通信チャネルが最小使用量を持つことが決定されると前記新しい通信チャネルに切り替えることと、
前記新しい通信チャネルへの前記切り替えを前記ＵＷＢ対応のデバイスに通知することのための、
命令をさらに含む、Ｃ９の装置。
［Ｃ１１］
前記外部ネットワークが前記インターネットを含み、前記イーサネットポートがギガバイト・イーサネットポートを含むＣ８の装置。
［Ｃ１２］
前記アダプタに機能的に結合されているＩＰ電話をさらに含む、Ｃ９の装置。
［Ｃ１３］
前記ＰＨＹレイヤが１Ｇｂｐｓまでのデータ送信速度をサポートするように構成されている、Ｃ８の装置。
［Ｃ１４］
前記イーサネットポートの電源接続により前記アダプタが電源を供給されるＣ８の装置。
［Ｃ１５］
前記ＲＦトランシーバがＯＦＤＭ信号を送信し受信する、Ｃ８の装置。
［Ｃ１６］
前記ＵＷＢ対応のデバイスがラップトップ コンピュータを含む、Ｃ８の装置。
［Ｃ１７］
イーサネットポートに接続し、電源信号を受信し、イーサネット接続を介して外部ネットワークに接続するように適合されているプラグと、
前記外部ネットワークからデータを受信し、ＵＷＢリンク上の送信のための前記データを処理するため前記プラグに結合されているプロセッサと、
ＵＷＢリンク上に前記処理されたデータを送信するためのアンテナを、
含む装置。
［Ｃ１８］
前記プロセッサが、前記ＵＷＢリンクのための好ましい通信チャネルを、ＵＷＢスペクトラムにおける複数個の通信チャネルの中から選択するための命令を含む、Ｃ１７の装置。
［Ｃ１９］
前記プロセッサが、新たな通信チャネルが現在の通信チャネルよりも好ましいと決定されたときに、前記ＵＷＢリンクのための前記新たな通信チャネルに切り替える命令を含む、Ｃ１８の装置。
［Ｃ２０］
前記処理されたデータがＯＦＤＭ信号を含む、Ｃ１７の装置。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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