(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発見チャネルにおいてデータ送信を先取りする方法において、前記方法が、
スーパーフレームのビーコンスロットにおいて送信される少なくとも１つのデータビーコンを検出するように前記発見チャネルをスキャンするステップと、
少なくとも１つのデータビーコンが検出されたかどうかを決定するステップと、
前記少なくとも１つのデータビーコンが検出された場合に先取りビーコンを送信するステップと、
を有し、
前記先取りビーコンが、前記発見チャネル上でデータを送信する全ての装置にデータ送信から前記発見チャネルを空けるように通知する、
方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのデータビーコンが検出されない場合に発見ビーコンを送信するステップ、
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発見ビーコンが、ランダム化された期間中にコンテンションベースの媒体アクセスを使用して送信される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記発見チャネルのスキャンが、少なくとも１つのスーパーフレーム中に実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのデータビーコンが、少なくともEcma規格によって動作可能なタイプの装置により送信されることができる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記先取りビーコンが、前記スーパーフレーム内のシグナリングスロット中に送信され、前記シグナリングスロットが、前記受信されたデータビーコンにより示される複数のシグナリングスロットの中からランダムに選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記先取りビーコンが、前記スーパーフレームにおいて通知されたビーコン期間中に送信され、前記ビーコン期間が、前記受信されたデータビーコンにより通知される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記先取りビーコンが、スーパーフレーム内のコマンド交換期間中に送信され、前記コマンド交換期間が、前記受信されたデータビーコンにより通知される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記先取りビーコンが、前記通知されたビーコン期間中にビーコンを送信するのに使用される媒体アクセスを使用して送信される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記先取りビーコンが、前記コマンド交換期間中にビーコンを送信するのに使用される媒体アクセスを使用して送信される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
発見チャネルにおいてデータ送信を先取りするプロセスをコンピュータに実行させるコンピュータ実行可能コードを記憶したコンピュータ可読媒体において、前記プロセスが、
スーパーフレームのビーコンスロットにおいて送信される少なくとも１つのデータビーコンを検出するように前記発見チャネルをスキャンするステップと、
少なくとも１つのデータビーコンが検出されたかどうかを決定するステップと、
前記少なくとも１つのデータビーコンが検出された場合に先取りビーコンを送信するステップと、
を有し、
前記先取りビーコンが、前記発見チャネル上でデータを送信する全ての装置にデータ送信から前記発見チャネルを空けるように通知する、
コンピュータ可読媒体。
【請求項１２】
無線パーソナルエリアネットワーク内で接続され、発見チャネルにおいてデータ送信を先取りすることができる装置において、前記装置が、
スーパーフレームのビーコンスロットにおいて送信される少なくとも１つのデータビーコンを検出するように前記発見チャネルをスキャンする受信器と、
少なくとも１つのデータビーコンが検出されたかどうかを決定する決定ユニットと、
前記少なくとも１つのデータビーコンが検出された場合に先取りビーコンを送信する送信器と、
を有し、
前記先取りビーコンが、前記発見チャネル上でデータを送信する全ての装置にデータ送信から前記発見チャネルを空けるように通知する、
装置。
【請求項１３】
前記送信器が、前記少なくとも１つのビーコンが検出されない場合に発見ビーコンを送信し、前記発見ビーコンが、ランダム化された期間中にコンテンションベースの媒体アクセスを使用して送信される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置が、各々が少なくともEcma規格によって動作可能であるタイプＡ装置、タイプＢ装置及びタイプＣ装置の１つである、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００８年４月９日に出願された米国仮出願番号６１／０４３４６４に関する権利を主張する。
【０００２】
本発明は、広くは、無線ネットワークにおける装置の発見に関する。
【背景技術】
【０００３】
６０ＧＨｚは、高速データ送信に使用されることができる免許不要周波数帯域である。通信規格は、６０ＧＨｚ周波数帯域上でのマルチメディアストリーミング及びバルクデータ転送を輸送する高速無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を提供するように開発されている。これらの通信規格の１つは、Ecma International TC48（以下"Ecma"）である。
【０００４】
図１は、Ecma規格によって動作するＷＰＡＮ１００の図を示す。ＷＰＡＮ１００は、複数Ｎの装置１１０−１ないし１１０−Ｎを含み、装置１１０−Ｘ（ここでＸは１以上の整数）の間の距離は最大で１０メートルである。３つの異なるタイプの装置が、ＷＰＡＮ１００内で動作することができる。タイプＡ装置は、訓練可能な可動アンテナを用いて１０メートルの範囲内のビデオストリーミング及びＷＰＡＮアプリケーションをサポートする。タイプＢ装置は、非訓練可能アンテナを用いて短距離（１−３メートル）ポイントツーポイントリンク上でビデオ及びデータアプリケーションを提供する。タイプＣ装置は、非訓練可能アンテナを用いて１メートルより短い距離におけるポイントツーポイントリンク上のデータアプリケーションのみをサポートする。各装置タイプは、異なるレートでデータを送信し、異なる物理モードを使用する。物理モードは、送信モード（例えば、単一キャリアブロック送信（ＳＣＢＴ）、単一キャリア、ＯＦＤＭ等）及び変調モード（例えば、ＱＡＭ、振幅偏移キーイング（ＡＳＫ）、ＢＰＳＫ等）の組み合わせを規定する。
【０００５】
装置１１０−Ｘは、チャネル予約時間又は同期時間のような調整情報を交換するために近隣の全ての装置にビーコンを送信する。ビーコンは、同時接続をサポートするように指向性アンテナを使用して送信される。装置１１０−Ｘは、スーパーフレーム内に規定されたビーコン期間（ＢＰ）内の固有のビーコンスロットにおいてビーコンを送信する。スーパーフレームは、分散予約プロトコル（ＤＲＰ）ベースのデータ送信において使用される時間構造である。
【０００６】
図２Ａに示されるように、スーパーフレーム２００は、ビーコン期間２５０で開始し、データ期間２２０で終了する。前記スーパーフレーム時間構造は、時間に対して周期的に生じる。ビーコン期間２５０の最大の長さは、ビーコンスロット２３０の数によって事前に規定される。各ビーコンスロットの長さも、事前に設定される。通知されたビーコン期間２４０内のビーコンスロット２３０は、ゼロで開始して順に番号付けされる。ビーコン期間の複数Ｍ（ここでＭは１より大きい整数）の最初のビーコンスロットは、シグナリング（signaling）スロット２１０と称され、近隣のビーコン期間長を拡大するのに使用される。ビーコンスロット２３０において送信されるビーコンは、これらのビーコンがＤＲＰベースデータ送信を通知するのに使用されるので、データビーコンと称される。
【０００７】
ＤＲＰベースデータ送信において、アクティブな装置１１０−Ｘは、データビーコンを送信し、各スーパーフレーム２００内の前記装置のビーコン期間長により指定された全てのビーコンスロット２３０において近隣のビーコンをリッスンする。ビーコンスロット２３０において送信する場合、装置は、ビーコンスロット２３０の開始時に無線媒体上でフレームを送信し始める。装置１１０−Ｘは、装置１１０−Ｘの物理モードによって所定のレートでデータビーコンを送信する。
【０００８】
スーパーフレーム２００は、典型的には、前記タイプＡ及びタイプＢ装置により送信される。前記タイプＣ装置は、図２Ｂに示されるスーパーフレーム構造２６０を使用する。スーパーフレーム２６０は、マスタ・スレーブ期間に言及し、コマンドを交換する時間期間２６２、及びマスタ装置１１０−Ｘとスレーブ装置１１０−Ｙ（ここでＹは１以上の整数）との間でデータを交換するデータ時間期間２６３を含む。両方の装置１１０−Ｘ及び１１０−Ｙが、時間期間２６２中に前記無線媒体をリッスンすることを必要とされるので、これは、先取り（pre-empting）に対して使用されるビーコン期間と同様である。先取りの目的で、コマンド交換期間２６２の第１の部分は、シグナリングスロット２６１と見なされる。
【０００９】
Ecma TC-48規格は、装置の発見に専用化された固有のチャネル（以下、"発見チャネル"）を規定する。スーパーフレーム及び発見ビーコンを使用するデータトランザクションは、前記発見チャネルにおいて送信され、共存することができる。前記発見ビーコンは、前記スーパーフレームの一部ではない（データビーコンではない）が、むしろＷＰＡＮ１００において他の装置を発見するために装置により使用される。発見ビーコンは、コンテンションベースの媒体アクセス機構（ＣＳＭＡ／ＣＡ）を使用して前記発見チャネルにアクセスし、前記機構において、装置１１０−Ｘは、まず、前記無線媒体をリッスンし、空いている場合に、装置１１０−Ｘは、発見ビーコンを送信する。
【００１０】
前記発見チャネルは、装置の発見に専用化されるので、前記発見ビーコンは、ＤＲＰベース送信に優先すべきである。しかしながら、ＤＲＰベース送信において、装置１１０−Ｘは、データを送信する前に前記媒体をリッスンすることを要求しない。したがって、ＤＲＰベース送信は、より高い優先度を得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、装置が既存のデータ送信を先取りし、発見ビーコンを送信する前に前記発見チャネルを空けることを可能にするロバストな先取り機構を提供することは有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特定の実施例は、発見チャネルにおいてデータ送信を先取りする方法を含む。前記方法は、スーパーフレームのビーコンスロットにおいて送信される少なくとも１つのデータビーコンを検出するように前記発見チャネルをスキャンし、少なくとも１つのデータビーコンが検出されたかどうかを決定し、前記少なくとも１つのデータビーコンが検出された場合に先取りビーコンを送信することを含む。
【００１３】
本発明の特定の実施例は、発見チャネルにおいてデータ送信を先取りするプロセスをプロセッサに実行させるコンピュータ実行可能コードを記憶されたコンピュータ可読媒体をも含む。前記プロセスは、スーパーフレームのビーコンスロットにおいて送信される少なくとも１つのデータビーコンを検出するように前記発見チャネルをスキャンし、少なくとも１つのデータビーコンが検出されたかどうかを決定し、前記少なくとも１つのデータビーコンが検出された場合に先取りビーコンを送信することを含む。
【００１４】
本発明の特定の実施例は、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）内で接続され、発見チャネルにおいてデータ送信を先取りすることができる装置を更に含む。前記装置は、スーパーフレームのビーコンスロットにおいて送信される少なくとも１つのデータビーコンを検出するように前記発見チャネルをスキャンする受信器と、少なくとも１つのデータビーコンが検出されたかどうかを決定する決定ユニットと、前記少なくとも１つのデータビーコンが検出された場合に先取りビーコンを送信する送信器とを有する。
【００１５】
本発明と見なされる対象は、明細書の終末において請求項において特に指摘され、はっきりと主張される。本発明の前述の及び他のフィーチャ及び利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＷＰＡＮの概略図である。
【図２Ａ】スーパーフレームの概略図である。
【図２Ｂ】スーパーフレームの概略図である。
【図３】本発明の一実施例による発見チャネルにおいてデータ送信を先取りする方法を表すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例による発見チャネル内の発見ビーコン送信を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明により開示される実施例が革新的な教示の多くの有利な使用の例にすぎないことに注意するのは重要である。一般に、本出願の明細書において記載されたことは、必ずしも様々な請求された発明のいずれかを制限することはない。更に、一部の記載は、一部の発明フィーチャに当てはまるが、他のフィーチャには当てはまらないこともありうる。一般に、他に示されない限り、単数の要素は、複数であってもよく、一般性を失うことなしに逆も同様である。図面において、同様の番号は、複数の図を通して同様の部分を参照する。
【００１８】
本発明の特定の実施例は、前記発見チャネルにおいて既存のデータ送信を先取りするロバストな機構を提供する。前記データは、様々な物理モード（即ち、異なる送信及び変調技術）を使用して異なるタイプの装置１１０−Ｘにより送信される。前記物理モードは、先験的に既知である。データビーコン及び発見ビーコンが、前記発見チャネルにおいて共存する場合に、データフレーム及びデータビーコンは、媒体アクセス機構"リッスンビフォアトーク（listen-before-talk）"により発見ビーコンから送信機会を取り上げるので、前記発見チャネルにおけるデータ送信の先取りは、発見ビーコンを送信する前に必須である。これは、装置の発見プロセスにおいて著しい遅延又は欠陥を引き起こし得る。
【００１９】
図３は、本発明の一実施例によって実施される前記発見チャネルにおいてデータ送信を先取りする方法を表す典型的かつ非限定的なフローチャート３００を示す。前記方法は、前記発見チャネル上で発見ビーコンを送信しようとする装置１１０−Ｘにより実行される。装置１１０−Ｘのタイプは、タイプＡ装置、タイプＢ装置及びタイプＣ装置であることができ、各々は、上でより詳細に記載されている。
【００２０】
Ｓ３１０において、装置１１０−Ｘは、スーパーフレーム２００のビーコンスロット２３０において送信されるデータビーコンを検出するように前記チャネルをスキャンする。前記スキャンは、少なくとも１つのスーパーフレーム中に実行され、ここで装置１１０−Ｘは、全てのタイプのデータビーコン、すなわち全ての異なるタイプの装置１１０−Ｙにより送信されることができるビーコンを受信しようと試みる。他の実施例において、装置１１０−Ｘは、一度に、すなわち１つのスーパーフレーム中に特定のタイプのデータビーコンを受信しようと試みてもよい。Ｓ３２０において、少なくとも１つのデータビーコンが検出されるかどうかを決定するように確認が実行され、データビーコンが検出されない場合に、実行はＳ３４０に進み、そうでなければ、実行はＳ３３０に続行する。前述のように、データビーコンは、データ送信に対するＤＲＰ予約に対する要求を含む。Ｓ３３０において、先取りビーコンが生成され、シグナリングスロット２１０又は２６１の１つにおいて送信される。前記先取りビーコンが送信されるシグナリングスロットは、受信されたデータビーコンにより示されるシグナリングスロットの中からランダムに選択される。他の実施例において、前記先取りビーコンは、受信されたデータビーコンにより通知されたビーコン期間２４０中のビーコンスロット２３０の１つにおいて送信される。シグナリングスロット２１０は、全ての装置１１０−Ｙが、それぞれのビーコン期間中にリッスンするスロットである。前記先取りビーコンを受信する装置１１０−Ｙは、前記発見チャネルにおいてデータ送信をサスペンドする。
【００２１】
Ｓ３４０において、装置１１０−Ｘは、コンテンションベース媒体アクセスを使用して前記発見チャネル上で発見ビーコンを送信する。本発明の一実施例によると、前記発見ビーコンを送信する前に、装置１１０−Ｘは、進行中の発見ビーコン送信が存在するかどうかを決定するように前記チャネルを感知する。
【００２２】
図４に示されるように、発見ビーコン送信が検出される場合、装置１１０−Ｘは、前記検出されたビーコン送信が完了した後に時間期間４１０だけ延期する。装置１１０−Ｘは、この場合、前記ビーコンを送信する前に追加の延期時間に対するランダムなバックオフ時間を計算する。前記バックオフ時間は、
backoff time = aSlotTime * RI
として計算されることができ、ここでRIは、所定の時間間隔にわたる一様な分布からランダムに取り出される数であり、aSlotTimeは、バックオフスロット４２５の継続時間である。全てのバックオフスロット４２５は、延期時間期間４１０の後に生じ、延期時間期間４１０の間に、前記媒体は使用されていないと決定される。特定のバックオフスロットの継続時間に対して送信が検出されない場合、前記バックオフ時間をカウントするバックオフタイマの値は、aSlotTime値によりデクリメントされる。バックオフスロット中の時間に送信が検出される場合、前記バックオフタイマは、変更されない。発見ビーコンの送信は、前記バックオフタイマがゼロに到達する場合に始まる。
【００２３】
発見ビーコンを送信した後に、装置１１０−Ｘは、前記送信されたビーコンに対する応答が受信されるまで、所定の時間間隔にわたる一様な分布からランダムに取り出される時間期間内で同じ発見ビーコンの送信をスケジュールする。
【００２４】
前述の詳細な説明は、本発明が取ることができる多くの形式の少数を記載している。前述の詳細な説明は、本発明が取ることができる選択された形式の説明として理解され、本発明の規定に対する制限として理解されないことが意図される。本発明の範囲を規定することを意図されるのは、全ての同等物を含む請求項のみである。
【００２５】
より好ましくは、本発明の原理は、ハードウェア、ファームウェア及びソフトウェアの組み合わせとして実装される。更に、前記ソフトウェアは、好ましくは、プログラム記憶ユニット又はコンピュータ可読媒体上に明白に実装されるアプリケーションプログラムとして実装される。前記アプリケーションプログラムは、適切なアーキテクチャを有するマシンにアップロードされ、前記マシンにより実行されることができる。好ましくは、前記マシンは、１以上の中央処理ユニット（ＣＰＵ）、メモリ及び入出力インタフェースのようなハードウェアを持つコンピュータプラットフォーム上で実装される。前記コンピュータプラットフォームは、オペレーティングシステム及びマイクロ命令コードをも含みうる。個々に記載された様々な処理及び機能は、前記マイクロ命令コードの一部若しくは前記アプリケーションプログラムの一部、又はこれらの組み合わせのいずれかであることができ、このようなコンピュータ又はプロセッサが明示的に示されるか否かにかかわらず、ＣＰＵにより実行されることができる。加えて、追加のデータ記憶ユニット及び印刷ユニットのような様々な他の周辺ユニットが、前記コンピュータプラットフォームに接続されることができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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