(57)【要約】  複数のノード（１ａ、１ｂ）を含む通信ネットワークにおいて、プリアンブルとプリアンブルサンプリングによるデータフレーム（１３）とを有する信号（１１）を伝送するためのシステム、装置、及び方法であって、前記プリアンブルは、番号付けされたマイクロフレーム（１９）の配列を含むことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノード（１）を含む通信ネットワーク（３）において、プリアンブル（１５）とデータフレーム（１３）とを有する信号（１１）を伝送する方法であって、
前記方法が、
・そのプリアンブル（１５）が番号付けされたマイクロフレーム（１９）の配列（１７）を含む信号（１１）を生成する段階と、
・ネットワークを経由して前記信号を送信する段階とを有し、
前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものである
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
マイクロフレーム（１９）の前記配列（１７）の最初のマイクロフレーム（１９）とそれの最後のマイクロフレーム（１９）との間の時間が、２つの連続的な再活性化（２９）の間のノード（１）の非活性化の時間に対応する特定の期間（２７）以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ノード（１ｂ）によるマイクロフレーム（１９ａ）の受信と同時に、前記ノード（１ｂ）が、受信されたマイクロフレームの配列番号（４５）を読み取って、データフレーム（１３）の到着時刻を推定すると共に、その間（３１）に非活性化される
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
ａ）ノード（１ｂ）が、チャンネル（４）を傾聴的に受信するために再活性化されると共に、
ｂ）もしノードが、前記チャンネルが別のノード（１）によって占有されているということを示すマイクロフレーム（１９）を受信する場合、
前記ノード（１ｂ）が、
・その間前記チャンネル（４）がふさがっているであろう時間（３５）を推定するために、マイクロフレーム（１９）の配列番号を読み取ると共に、
・非活性化されて、その時間の終了後にのみ、前記チャンネルにアクセスするために再活性化される
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
マイクロフレーム（１９）が、データフレーム（１３）の署名（４７）を含むと共に、
ノード（１ｂ）によるマイクロフレーム（１９）の受信と同時に、前記のノード（１ｂ）が、そのデータフレーム（１３）が既に受信されたか否かを確認するために、データフレーム（１３）の署名（４７）を読み取る
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
通信ネットワーク（３）において、プリアンブル（１５）とデータフレーム（１３）とを有する信号（１１）を送信するための装置であって、
前記装置が、そのプリアンブル（１５）が番号付けされたマイクロフレーム（１９）の配列（１７）を含む信号（１１）を生成するように構成される発生手段（２２）を備え、
前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものである
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
プリアンブル（１５）とデータフレーム（１３）とを有する信号（１１）を送信する装置のためのコンピュータプログラムであって、
そのプリアンブル（１５）が番号付けされたマイクロフレーム（１９）の配列（１７）を含む信号（１１）の生成を命令するためのプログラム命令を含み、
前記プログラムが送信装置によって実行されるときに、前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものである
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムを格納するための手段を備えることを特徴とする媒体。
【請求項９】
通信ネットワーク（３）を経由して送信された信号（１１）を受信するための装置であって、
前記信号が、番号付けされたマイクロフレームの配列を含むプリアンブル（１５）とデータフレーム（１３）とを有すると共に、
前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものであり、
前記装置が、信号のマイクロフレームの受信と同時に、受信されたマイクロフレームの配列番号（４５）を読み取り、読み取れた配列番号から信号のデータフレーム（１３）の到着時刻を判定し、マイクロフレームの受信に続く受信装置の非活性化と、次に前記データフレームを受信するために、受信装置の再活性化を命令するように構成される制御手段（２３）を備える
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
通信ネットワーク（３）を経由して送信された信号（１１）を受信する装置のためのコンピュータプログラムであって、
前記信号が、番号付けされたマイクロフレームの配列を含むプリアンブル（１５）とデータフレーム（１３）とを有すると共に、
前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものであり、
前記プログラムが、信号のマイクロフレームの受信と同時に、受信されたマイクロフレームの配列番号（４５）を読み取ることと、信号のデータフレーム（１３）の到着時刻を判定することと、マイクロフレームの受信に続いて受信装置を非活性化すると共に、次に前記データフレームを受信するために、受信装置を再活性化することを命令するためのプログラム命令を含む
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを格納するための手段を備えることを特徴とするプログラム媒体。
【請求項１２】
少なくとも送信ノード（１ａ）及び受信ノード（１ｂ）を含む、データフレームを伝送するためのシステムであって、
前記システムは、
前記送信ノード（１ａ）が、請求項６に記載の装置を備えると共に、
前記受信ノード（１ｂ）が、請求項９に記載の装置を備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
プリアンブル（１５）とデータフレーム（１３）とを有する信号であって、
前記信号は、
前記プリアンブル（１５）が、番号付けされたマイクロフレーム（１９）の配列（１７）を含み、
前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものである
ことを特徴とする信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワーク、特に無線媒体を使用するワイヤレスネットワークにおいて、プリアンブル、及びプリアンブルサンプリング（preamble sampling）によるデータフレームを有する信号を伝送することに関係する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークのチャンネル上で信号を伝送するために、標準の媒体（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ＤＣＦ標準に適合するメディア）にアクセスするためのプロトコルは、無線トランシーバがいつでもスイッチを入れられ、そして常に信号を受信する準備が整っていることを必要とする。この“受信する準備が整った”モードは、多くのエネルギーを消費する。もしチャンネル上の伝送がないならば、そのエネルギーは受動的な傾聴的受信（listening）に浪費される。この問題は、そのチャンネルが大抵占有されていない、特別な目的のための（ad hoc）の低トラフィックのセンサーネットワーク（sensor network）において、明らかに明白である。
【０００３】
この問題を解決するために、受動的な傾聴的受信状態のオーバーヘッドを減少させるプリアンブルサンプリング伝送方式がある。
【０００４】
図８は、送信ノード１０１ａと受信ノード１０１ｂとの間の、プリアンブル１１５とデータフレーム１１３とを有する信号１１１の伝送における、時間１２５にわたる変化を図式的に示す。プリアンブルサンプリングプロトコルは、ノードに、断続的に無線チャンネルを傾聴的に受信することを課す。
【０００５】
受信ノード１０１ｂの時間軸１２５は、その間無線通信機がスイッチを入れられる（すなわち、その間受信ノード１０１ｂは動作中である）小さな正方形１２９で表された短い期間に分割される。これらの短い傾聴的受信期間１２９は、その間無線通信機がスイッチを切られる（すなわち、その間受信ノード１０１ｂは非動作中である）長い期間１２７によって、間隔が開けられる。送信ノード１０１ａの時間軸１２５は、プリアンブル１１５によって先行されるデータフレーム１１３を含む信号１１１の送信を示す。
【０００６】
従って、この種類のプロトコルにおいて、ノードは、受動的に受信することを減少させ、それによってエネルギーをセーブするために、ほとんどの時間その無線通信機のスイッチを切っていた。
【０００７】
一般的に言えば、そのノードは、それを対象とする信号（またはメッセージ）が存在するか否かを、定期的に、例えばＴＷ秒（期間１２７）毎に一度、確認しなければならない。この目的のために、そのノードは、チャンネルを傾聴的に受信するために、短い期間１２９の間に活性化される。
【０００８】
もしそのノードが、チャンネルが空いているということを発見するならば、ノードは、再び非活性化される（その無線通信機がスイッチを切られる）。一方、ノードが、チャンネル上でプリアンブル（既知のビットパターン）の存在を検出するならば、プリアンブル１１５の後に続くデータフレーム１１３を受信するために、活性化状態に維持される（期間１１７）。データフレーム１１３の受信の後で、そのノードは再び非活性化される。プリアンブル１１５は、繰り返しの既知のビットパターンを含む長いフレームである。これは、動作中のノードがパターンを認識し、それによって、それがプリアンブル１１５であるとノードに伝えることを可能にする。
【０００９】
更に、ノードがデータフレームを送信することを望むとき、ノードは、最初にチャンネルを傾聴的に受信する。もしそのチャンネルがふさがっているということをノードが発見するならば、ノードは、そのチャンネルが解放されるまで、傾聴的に受信し続ける。一方、もしそのチャンネルが空いているということをノードが発見するならば、ノードは、データフレームを送信する前にプリアンブルを送信する。プリアンブルの後に続くデータを受信ノードが受信し損ねることのないように、プリアンブルの送信の間、全ての潜在的な受信ノードが活性化状態であることを保証するために、プリアンブルの継続期間は、少なくともＴＷに等しくなければならない。
【００１０】
プリアンブルのサイズを削減する既知の方法は、“Enz CC.”、“El-Hoiydi A.”、“Decotignie J.”、“Peiris V.”により、彼らの論文“WiseNET: An Ultra Low-Power Wireless Sensor Network Solution”（IEEE Computer, 37(8): 62-70, August 2004）において提案される。その文書は、２地点間（point-to-point）の（ユニキャスト）メッセージのコストを減少させるために、小さいサイズのプリアンブルサンプリングを使用するアルゴリズムを説明する。それは、伝送時間、及び受信時間を減少させると共に、それによって、エネルギーを節約する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、その方法は、プリアンブルを傾聴的に受信することが役に立たないマルチポイント（放送）通信のコストを減少させない。
【００１２】
更に、ノードが送信することを望むと共に、チャンネルがふさがっていることを発見する場合に、ノードは、そのフレームを送信するために、チャンネルが解放されるまで傾聴的に受信し続ける。そのノードは、いつそのチャンネルが次に解放されることになるかを、見分けることができない。そのような不必要な傾聴的受信は、エネルギーを消費する。
【００１３】
更に、その方法において、ノードが既に同じデータフレームを受信したか否かを確認するための手段をそのノードが有していないので、ノードは、冗長なデータフレームを受信し得ると共に、従って、多くのエネルギーが全くむだに浪費される。
【００１４】
本発明は、通信ネットワーク、特に特別な目的のための（ad hoc）ネットワークのノードによるエネルギーの消費を最適化することを目指す。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するために、本発明は、複数のノードを含む通信ネットワークにおいて、プリアンブルとデータフレームとを有する信号を伝送する方法を本質的なものとすると共に、前記方法は、・そのプリアンブルが番号付けされたマイクロフレームの配列を含む信号を生成する段階と、・ネットワークを経由して前記信号を送信する段階とを有し、前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものであることを特徴とする。
【００１６】
マイクロフレームの受信と同時に、ノードは、それがプリアンブルであるということを認識する。受信されたマイクロフレームに含まれる配列番号から、受信ノードは、データフレームの前の配列におけるマイクロフレームの残りの数、そしてその結果としてデータフレームの到着時刻（すなわち、関係のあるマイクロフレームの受信の後に続くデータフレームの到着の前に残存する時間）を判定し得る。
【００１７】
マイクロフレームの前記配列の中の最初のマイクロフレームと最後のマイクロフレームとの間の時間は、２つの連続的な再活性化の間のノードの非活性化の時間に対応する特定の期間以上である。
【００１８】
そのノードが少なくとも１つのマイクロフレームを受信することができることは、従って常に確かである。
【００１９】
本発明の最初の特別な実施例において、ノードによるマイクロフレームの受信と同時に、前記ノードは、受信されたマイクロフレームの配列番号を読み取って、データフレームの到着時刻を推定すると共に、その間に非活性化される。ノードがマイクロフレームを受信した後で、データフレームが到着するまでに、受信ノードは、従って非活性化され得る。これは、データフレームの受信を同じく保証している間に、不必要な傾聴的受信によって引き起こされたエネルギーの消費を非常に減少させる。
【００２０】
これは、マルチポイント（放送）モード、もしくは２地点間（point-to-point）の（ユニキャスト）モードにおいて、エネルギーを節約すると共に、データフレームを受信するためのコストを減少させる。
【００２１】
本発明の第２の特別な実施において、通信ネットワークのチャンネルにアクセスするために、ａ）ノードが、チャンネルを傾聴的に受信するために再活性化されると共に、ｂ）もしノードが、前記チャンネルが別のノードによって占有されているということを示すマイクロフレームを受信する場合、前記ノードは、・その間前記チャンネルがふさがっているであろう時間を推定するために、マイクロフレームの配列番号を読み取ると共に、・非活性化されて、その時間の終了後にのみ、前記チャンネルにアクセスするために再活性化される。
【００２２】
これは、もし別のノードがチャンネルをふさいでいる場合に、チャンネルにアクセスする不必要な傾聴的受信時間を減少させることによって、エネルギーを節約する。
【００２３】
マイクロフレームがデータフレームの署名を含んでいるために、ノードがマイクロフレームを受信したときに、前記ノードは、そのデータフレームが既に受信されたか否かを確認するために、データフレームの署名を有利に読み取る。
【００２４】
これは、更に冗長なフレームに対する不必要な傾聴的受信のコストを減少させると共に、更にエネルギーを節約する。
【００２５】
この署名は、ハッシング関数をデータフレームに適用することによって獲得され得る。これは、可変サイズのデータフレームから、固定した小さいサイズのインプリント（imprint）を作成する。
【００２６】
マイクロフレームは、宛先アドレスを有利に含む。これは、データフレームが別のノードを対象とするものであるか否かを、ノードが即座に認識することを可能にすると共に、更にフレームに対する不必要な傾聴的受信のコストを減少させる。
【００２７】
本発明は、更に、通信ネットワークにおいて、プリアンブルとデータフレームとを有する信号を送信するための装置を本質的なものとすると共に、前記装置は、そのプリアンブルが番号付けされたマイクロフレームの配列を含む信号を生成するように構成される発生手段を備え、前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものであることを特徴とする。
【００２８】
本発明は、更に、通信ネットワークを経由して送信された信号を受信するための装置を本質的なものとし、前記信号が、番号付けされたマイクロフレームの配列を含むプリアンブルとデータフレームとを有すると共に、前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものであり、前記装置は、信号のマイクロフレームの受信と同時に、受信されたマイクロフレームの配列番号を読み取り、読み取れた配列番号から信号のデータフレームの到着時刻を判定し、マイクロフレームの受信に続く受信装置の非活性化と、次に前記データフレームを受信するために、受信装置の再活性化を命令するように構成される制御手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明は、更に、少なくとも送信ノード及び受信ノードを含む、データフレームを伝送するためのシステムを本質的なものとすると共に、前記システムは、前記送信ノードが、上記のような送信装置を備えると共に、前記受信ノードが、上記のような受信装置を備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明は、最後に、プリアンブルとデータフレームとを有する信号を本質的なものとすると共に、前記信号は、前記プリアンブルが、番号付けされたマイクロフレームの配列を含み、前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものであることを特徴とする。
【００３１】
マイクロフレームは、更に、・データフレームの署名と、及び／または・宛先アドレスとを含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の他の特徴及び利点は、限定しない一例の目的で以下に与えられる詳細な説明を読むと共に、添付された図面を参照することによって明らかになる。
【００３３】
図１は、本発明による、通信ネットワーク３における複数のノード１を含む伝送システムの例を示す。ネットワーク３は、大規模ネットワーク、または無線媒体を使用するワイヤレスローカルエリアネットワークであり得る。ネットワーク３の各ノード１は、移動性の主体であり得ると共に、無線通信チャンネル４によって、その隣接ノード１との呼を確立し得る主体に対応する。ノード１は、クライアント、サーバ、またはルータとして機能し得る。
【００３４】
例えば、ネットワーク３は、特別な目的のための（ad hoc）ネットワークであると共に、更に詳しくは、その中でノード１が低エネルギー消費センサ（low energy consumption sensor）、例えば温度センサ、圧力センサ、対気速度センサ、または振動センサ、または自然災害を警告するためのプローブを含むセンサのネットワークである。別の例は、ユビキタスコンピューティングネットワーク（ubiquitous computing network）である。
【００３５】
説明された特別な例において、各ノード１は、以下で説明されるように、プリアンブル及びデータフレームをそれぞれ含む信号を、送信すると共に受信するための装置５を備える。装置５は、無線通信トランシーバーを含む。それは、センサ、コンピュータ、携帯電話、または信号を受信し得るか、及び／または送信し得る他の装置であり得る。
【００３６】
図２は、マイクロフレーム１９の配列１７を含むプリアンブル１５によって先行されるデータフレーム１３を含む本発明の信号１１を示す図である。マイクロフレームのその配列１７は、ノード１によって、プリアンブル１５であるとして識別され得ると共に、更にノード１が不必要な傾聴的受信のコストを減少させることを可能にする有益な情報を含むことができる。
【００３７】
マイクロフレーム１９の配列１７は番号をつけられ、すなわち各マイクロフレーム１９は、それからデータフレーム１３の前のマイクロフレーム１９の残りの数を推定することが可能である、図７における参照符号４５に対応する配列番号を有している。すなわち、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするように、配列のマイクロフレームは、番号をつけられる。マイクロフレーム１９は、更に、それがマイクロフレーム１９であることを示す規格データもしくは種類データ４１（図７を参照）を含む。
【００３８】
マイクロフレーム１９は、例えば「１」から「ｍ」まで順番に番号をつけられ得る。数値「ｍ」は、受信ノードの活性化の期間に少なくとも等しくあるべきであるプリアンブル１５の継続期間ＴＷの間に必要とされるマイクロフレームの数を示す。従って、プリアンブルの継続期間ＴＷは、それぞれが「ｆ」の継続期間を有すると共に、マイクロフレーム間の間隔がそれぞれ継続期間「ｓ」を有する、「ｍ」個のマイクロフレームを含む。
【００３９】
プリアンブルの継続期間ＴＷは、その場合に、以下の式（１）に従って、「ｍ」と「ｓ」と「ｆ」の関数として表される。
【００４０】
【数１】
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【００４１】
すなわち、マイクロフレームの配列１７の最初のマイクロフレーム１９と最後のマイクロフレーム１９との間の時間は、２つの連続的な再活性化２９（例えば図４を参照）の間のノード１の非活性化の期間２７以上の継続期間に対応する特定の期間ＴＷに等しい。
【００４２】
図３は、それぞれここで説明された特別な例における送信ノード及び受信ノードであるノード１ａ及びノード１ｂの機能ブロック図を示す。明瞭にするために、図３は、ノード１ａの送信／受信装置５ａの送信機部分の構成要素、及びノード１ｂの送信／受信装置５ｂの受信機部分の構成要素だけを示す。しかしながら、ここでノード１ａ及びノード１ｂが、送信機として、そしてまた受信機として機能し得るということと、それによって、各々が送信機部分、及び受信機部分を含むことができるということに注意が必要である。
【００４３】
図３を参照すると、送信ノード１ａの送信／受信装置５ａの送信機部分は、発生手段２２と、送信手段２１ａとを備える。発生手段２２は、データフレーム１３が後ろに続いているプリアンブル１５を含む、上述の信号１１を生成するように構成される。プリアンブル１５は、特に番号付けされたマイクロフレームの配列１７を含んでいると共に、マイクロフレームの番号付けは、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にする。送信手段２１ａは、この信号１１を通信ネットワーク３を経由して受信ノード１ｂに送信するように構成される。
【００４４】
送信ノード１ａによる信号１１の送信は、非常に多数の（対象とする受信者）ノードへの一般的な放送タイプの同時送信であり得る。
【００４５】
図３を参照すると、受信ノード１ｂの送信／受信装置５ｂの受信機部分は、受信手段２１ｂと、受信手段２１ｂのための制御手段２３とを備える。その受信機２１ｂは、送信ノード１ａによって送信された信号に合致する信号１１を受信するように構成される。制御手段２３は、後で説明されるように、受信手段２１ｂによって受信されたマイクロフレーム１９に含まれる配列番号に従って、受信手段２１ｂの非活性化及び再活性化を制御するように構成される。制御手段２３は、従って、信号１１のマイクロフレーム１９の受信と同時に、後で説明される受信ノード１ｂによって実行される方法のそれらの段階、特に、・受信されたマイクロフレーム１９の配列番号４５を読み取る段階と、・読み取れた配列番号から信号１１のデータフレーム１３の到着時刻を判定する段階と、・マイクロフレーム１９の受信に続くノード１ｂ、より正確にはその送信／受信装置５ｂの非活性化と、次にデータフレーム１３を受信するために、その再活性化を命令する段階とを実行するように構成される。
【００４６】
制御手段２３は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他のプログラム可能なコンポーネントで構成されることができる。プログラム可能なコンポーネントは、プリアンブルサンプリングによってデータフレームを伝送するための本発明の方法を実行するために必要な命令を含むコンピュータプログラムを実行する。
【００４７】
コンピュータプログラムは、プリアンブルサンプリングによってデータフレームを伝送するための本発明の方法を実行するために、伝送システム３のノード１において実行され得る。
【００４８】
従って、更に本発明は、プリアンブルとデータフレームとを有する信号を送信する装置のためのコンピュータプログラムであって、前記プログラムが、そのプリアンブルが番号付けされたマイクロフレームの配列を含む信号の生成を命令するためのプログラム命令を含み、前記プログラムが送信装置によって実行されるときに、前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものであるコンピュータプログラムを提供する。
【００４９】
また、更に本発明は、上述の信号を受信する装置のためのコンピュータプログラムであって、信号のマイクロフレームの受信と同時に、受信されたマイクロフレームの配列番号を読み取ることと、信号のデータフレームの到着時刻を判定することと、マイクロフレームの受信に続いて受信装置を非活性化すると共に、次に前記データフレームを受信するために、受信装置を再活性化することを命令するためのプログラム命令を含むコンピュータプログラムを提供する。
【００５０】
これらのプログラムは、データ媒体に格納され得るか、もしくはデータ媒体によって伝送され得ると共に、データ媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスケットまたはハードディスクのようなハードウェア記憶媒体か、あるいは例えば光信号や無線信号のような伝送可能な媒体であり得る。
【００５１】
図３は、通信ネットワーク３のノード１ａとノード１ｂとの間の信号１１の伝送を示す図である。送信端において、上述のように、送信ノード１ａは、信号１１を生成する。特に、信号１１は、番号付けされたマイクロフレーム１９の配列１７を含むと共に、データフレーム１３が後ろに続く、プリアンブルを含む。データフレーム１３に先行する配列１７のマイクロフレーム１９の番号付けは、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレーム１３の前の配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものである。送信ノード１ａは、ネットワーク３を経由して、生成された信号１１をノード１ｂに送信する。
【００５２】
図４は、送信ノード１ａと受信ノード１ｂとの間のこの信号１１の伝送における時間２５にわたる変化を示す図である。受信ノード１ｂは、それを対象とするメッセージが存在するか否かを、定期的に、例えばＴＰ秒（ＴＷ以上のＴＰを有する期間２７）毎に一度確認する。この目的のために、そのノード１ｂは、チャンネル４を傾聴的に受信するために、短い期間２９の間に再活性化される。図４において示されたように、それは、これらの再活性化期間２９の内の１つの間にマイクロフレーム１９ａを受信する。
【００５３】
受信ノード１ｂは、マイクロフレーム１９ａ内の配列番号を読み取ると共に、それからデータフレーム１３の前の配列におけるマイクロフレームの残りの数、そして次に図４における対応する期間３１の継続期間を推定する。受信ノード１ｂの受信手段２１ｂがマイクロフレーム１９ａを受信するとき、制御手段２３は、マイクロフレーム１９ａの配列番号を読み取ると共に、データフレーム１３の到着の前の配列におけるマイクロフレームの残りの数、そして次にデータフレーム１３ａの到着時刻、すなわち図４における期間３１の継続期間を推定する。制御手段２３は、その場合に、受信手段２１ｂに、データフレーム１３の到着時刻まで、すなわち期間３１の間、無線通信機のスイッチを切るように命令し得る。この例は、受信ノード１ｂが、マイクロフレーム１９ａの受信とデータフレーム１３の受信との間にある期間３１の間、スイッチを切られ得ることを示す。ノード１ｂは、その場合に、その間にノード１ｂがデータフレーム１３を受信する期間３３の間だけ再活性化されると共に、期間３３は、期間１１７（従来技術を示す図８を参照）と比較すると短い。
【００５４】
標準のプリアンブルサンプリング方法と比較した、本発明のマイクロフレームサンプリング方法のエネルギーの節約を計算するために、継続期間Ｔのデータフレームの受信に関して、本発明に基づく平均傾聴的受信時間ＭＴが、標準の平均傾聴的受信時間ＥＰと比較される。
【００５５】
エネルギーの節約は、その場合に、以下の式（２）によって与えられる。
【００５６】
【数２】
2009508424.tif 000004
【００５７】
マイクロフレームの数「ｍ」が、継続期間「ｆ」（マイクロフレーム期間）、及び継続期間「ｓ」（２つの連続的なマイクロフレームの間の期間）と比較して非常に大きいと仮定すると、上述の式は、特に一般的な放送に適用する場合の、データを受信するためのコストにおける節約を示す。
【００５８】
図５は、搬送波検知多重アクセス（carrier sense multiple access：ＣＳＭＡ）モードにおけるノード１ａとノード１ｂとの間の信号１１の伝送における時間２５にわたる変化の別の例である。このアクセスモードは、１つのチャンネル４が多数のノード１の間で共有されることを可能にする。従って、送信する前に、各ノード１は、チャンネル４が空いているか否かを発見するために、チャンネル４を傾聴的に受信しなければならない。もしそのチャンネルが空いているならば、その場合に、ノード１は送信することができるが、もしそうでなければ、ノード１は、それが送信することができるようにチャンネル４が解放されるまで、チャンネル４を傾聴的に受信し続けなければならない。この方法の目的は、チャンネル４に対する同時アクセスによって引き起こされる衝突を防止することである。ノード１ｂの装置５ｂが受信手段と送信手段の両方を含むことを覚えておく必要がある。
【００５９】
この例は、もしデータを送信することを望む別のノード１がチャンネルがふさがっているということを発見するならばチャンネル４にアクセスするのに必要とされる、そうでなければ不必要な傾聴的受信時間を、マイクロフレーム１９の使用が減少させることを示す。
【００６０】
ノード１ｂが再活性化されるとき、その送信／受信装置５ｂは、チャンネル４を傾聴的に受信する。もし受信手段２１ｂがマイクロフレーム１９ａを受信するならば、その場合に、制御手段２３は、チャンネル４が別の送信／受信装置５ｂによる使用によってふさがっていると推定すると共に、送信／受信装置５ｂが非活性化され、次にこの時間３５の後でのみ、前記チャンネル４にアクセスするために再活性化されることを可能にするように、その間チャンネルがふさがっていることになる時間３５を判定するためにマイクロフレーム１９ａの配列番号を読み取る。すなわち、これは、ノード１ｂが、その間チャンネル４がふさがっていることになる時間３５の間、その無線通信機のスイッチを切ると共に、信号１１を送信するために、その時間の終了後にのみ、チャンネル４へのアクセスを再度試みるために再活性化されることを可能にする。
【００６１】
それぞれのノードが、信号１１を検出して解読し得る「ｎ」個の隣接するノードを有すると仮定すると、節約されるエネルギーは、その場合に、以下の式（３）によって与えられる。
【００６２】
【数３】
2009508424.tif 000005
【００６３】
この式は、その節約がデータフレーム１３の継続期間Ｔによって変わることを示す。継続期間Ｔがより長くなれば、節約も更に大きくなる。
【００６４】
図６は、送信ノード１ａと受信ノード１ｂとの間の信号１１の伝送における時間２５にわたる変化の別の例である。
【００６５】
この例において、マイクロフレーム１９は、ノード１ｂがデータフレーム１３を受信する前にデータフレーム１３をフィルタ処理することを可能にするために使用され得る。
【００６６】
マイクロフレーム１９は、データフレーム１３の署名４７（図７を参照）を含むことができる。署名は、可変サイズのデータフレームであり得るそのデータフレーム１３を固定サイズのコードに変換するように構成されるハッシング関数をデータフレーム１３に適用することによって取得され得る。
【００６７】
制御手段２３は、その場合に、受信されたマイクロフレーム１９ａに含まれるデータフレーム１３の署名に応じて、送信／受信装置５ｂの非活性化及び再活性化を制御し得る。
【００６８】
データフレーム１３の署名は、ノード１ｂが冗長で従って無益なフレームを受信するのを回避することを可能にする。もしチャンネル４を傾聴的に受信するためにノード１ｂが再活性化されるとき、その送信／受信装置５ｂがマイクロフレーム１９ａを受信するならば、その場合に、制御手段２３は、ノード１ｂが既にそのデータフレーム１３を受信したか否かを確認するために、データフレーム１３の署名を読み取る。例えば、制御手段２３は、既に受信された署名とこの署名とを比較し得ると共に、もし制御手段２３が、既に受信された署名の中にこの署名が存在することを発見するならば、制御手段２３は、その場合に、ノード１ｂが既に次のデータフレーム１３を受信したと推定することができ、従って期間２７の間に非活性化され得る。
【００６９】
エネルギーの節約は、その場合に、以下の式（４）によって与えられる。
【００７０】
【数４】
2009508424.tif 000006
【００７１】
両方の状況において、同じ量のマイクロフレーム１９及びデータフレーム１３を受信することが回避されるので、その節約は前述の２つの式において同じである点に注意が必要である。
【００７２】
マイクロフレーム１９は、有利に、宛先アドレス４３のためのフィールド（図７を参照）を更に含むことができる。制御手段２３は、その場合に、受信されたマイクロフレーム１９ａに含まれる宛先アドレスに従って、送信／受信装置５ｂの非活性化及び再活性化を同様に制御し得る。
【００７３】
これは、データフレーム１３が別のノードを対象とするものであるか否かを、ノード１が即座に認識することを可能にし、従ってフレームに対する不必要な傾聴的受信のコストを更に減少させる。
【００７４】
図７は、４つのフィールドを含むマイクロフレーム１９の１つの特別な構造を示す。第１のフィールドは、そのフレームがマイクロフレーム１９であることを示すタイプフィールド４１であり、第２のフィールドは、マイクロフレーム１９の配列に続くデータフレーム１３の宛先アドレスを示すアドレスフィールド４３であり、第３のフィールドは、マイクロフレーム１９の配列番号を示す数値フィールド４５であり、そして第４のフィールドは、データフレーム１３の署名を示す署名フィールド４７である。マイクロフレーム１９がフィールド４１〜４７の１つ以上を含むことができる点に更に注意が必要である。
【００７５】
従って、受動的な傾聴的受信と衝突を防止することと同様に、本発明の信号１１は、別のノードを対象とするデータフレーム、既にそれが受信されたので、その内容が経路指定に対して、もしくはアプリケーションに対して影響力がない冗長なデータフレーム、またはその解放までの間チャンネルを占有するデータフレームの受信及び復号化を防止することによって、不必要な傾聴的受信（漏話的受信：overhearing）を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の通信ネットワーク内の複数のノードを含む伝送システムの図である。
【図２】本発明のマイクロフレームの配列を有するプリアンブルによって先行されるデータフレームを含む信号の図である。
【図３Ａ】２つのノード間における図２に示された信号の伝送の図である。
【図３Ｂ】２つのノード間における図２に示された信号の伝送の図である。
【図４】２つのノード間で信号を伝送する多数のモードにおける時間にわたる変化の図である。
【図５】２つのノード間で信号を伝送する多数のモードにおける時間にわたる変化の図である。
【図６】２つのノード間で信号を伝送する多数のモードにおける時間にわたる変化の図である。
【図７】本発明の複数のフィールドを含むマイクロフレーム構造の図である。
【図８】従来技術による２つのノード間の信号の伝送における時間にわたる変化の図である。
【符号の説明】
【００７７】
１    ノード
１ａ    （送信）ノード
１ｂ    （受信）ノード
３    通信ネットワーク
４    無線通信チャンネル
５    送信すると共に受信するための装置
５ａ    ノード１ａの送信／受信装置
５ｂ    ノード１ｂの送信／受信装置
１１    信号
１３    データフレーム
１３ａ    データフレーム
１５    プリアンブル
１７    配列
１９    マイクロフレーム
１９ａ    マイクロフレーム
２１ａ    送信手段
２１ｂ    受信手段
２２    発生手段
２３    制御手段
２５    信号の伝送における時間
２７    非活性化期間
２９    再活性化期間
３１    マイクロフレームの受信とデータフレームの受信との間にある期間
３３    データフレームを受信する期間
３５    チャンネルがふさがっていることになる時間
４１    タイプフィールド（規格データもしくは種類データ）
４３    アドレスフィールド（データフレームの宛先アドレス）
４５    数値フィールド（マイクロフレームの配列番号）
４７    署名フィールド（データフレームの署名）
１０１ａ    送信ノード
１０１ｂ    受信ノード
１１１    信号
１１３    データフレーム
１１５    プリアンブル
１１７    活性化期間
１２５    時間
１２７    無線通信機がスイッチを切られる長い期間
１２９    短い傾聴的受信期間
【図１】
2009508424.tif 000007
【図２】
2009508424.tif 000008
【図３Ａ】
2009508424.tif 000009
【図３Ｂ】
2009508424.tif 000010
【図４】
2009508424.tif 000011
【図５】
2009508424.tif 000012
【図６】
2009508424.tif 000013
【図７】
2009508424.tif 000014
【図８】
2009508424.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月13日(2008.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
通信ネットワーク（３）を経由して送信された信号（１１）を受信するための装置であって、
前記信号が、番号付けされたマイクロフレームの配列を含むプリアンブル（１５）とデータフレーム（１３）とを有すると共に、
前記配列のマイクロフレームの番号付けが、マイクロフレームのいずれの番号でも、データフレームの前の前記配列におけるマイクロフレームの残りの数を推定することを可能にするものであり、
前記装置が、信号のマイクロフレームの受信と同時に、受信されたマイクロフレームの配列番号（４５）を読み取り、読み取れた配列番号から信号のデータフレーム（１３）の到着時刻を判定し、マイクロフレームの受信に続く受信装置の非活性化と、次に前記データフレームを受信するために、受信装置の再活性化を命令するように構成される制御手段（２３ｂ）を備える
ことを特徴とする装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図３を参照すると、受信ノード１ｂの送信／受信装置５ｂの受信機部分は、受信手段２１ｂと、受信手段２１ｂのための制御手段２３ｂとを備える。その受信機２１ｂは、送信ノード１ａによって送信された信号に合致する信号１１を受信するように構成される。制御手段２３ｂは、後で説明されるように、受信手段２１ｂによって受信されたマイクロフレーム１９に含まれる配列番号に従って、受信手段２１ｂの非活性化及び再活性化を制御するように構成される。制御手段２３ｂは、従って、信号１１のマイクロフレーム１９の受信と同時に、後で説明される受信ノード１ｂによって実行される方法のそれらの段階、特に、・受信されたマイクロフレーム１９の配列番号４５を読み取る段階と、・読み取れた配列番号から信号１１のデータフレーム１３の到着時刻を判定する段階と、・マイクロフレーム１９の受信に続くノード１ｂ、より正確にはその送信／受信装置５ｂの非活性化と、次にデータフレーム１３を受信するために、その再活性化を命令する段階とを実行するように構成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
制御手段２３ｂは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他のプログラム可能なコンポーネントで構成されることができる。プログラム可能なコンポーネントは、プリアンブルサンプリングによってデータフレームを伝送するための本発明の方法を実行するために必要な命令を含むコンピュータプログラムを実行する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
受信ノード１ｂは、マイクロフレーム１９ａ内の配列番号を読み取ると共に、それからデータフレーム１３の前の配列におけるマイクロフレームの残りの数、そして次に図４における対応する期間３１の継続期間を推定する。受信ノード１ｂの受信手段２１ｂがマイクロフレーム１９ａを受信するとき、制御手段２３ｂは、マイクロフレーム１９ａの配列番号を読み取ると共に、データフレーム１３の到着の前の配列におけるマイクロフレームの残りの数、そして次にデータフレーム１３ａの到着時刻、すなわち図４における期間３１の継続期間を推定する。制御手段２３ｂは、その場合に、受信手段２１ｂに、データフレーム１３の到着時刻まで、すなわち期間３１の間、無線通信機のスイッチを切るように命令し得る。この例は、受信ノード１ｂが、マイクロフレーム１９ａの受信とデータフレーム１３の受信との間にある期間３１の間、スイッチを切られ得ることを示す。ノード１ｂは、その場合に、その間にノード１ｂがデータフレーム１３を受信する期間３３の間だけ再活性化されると共に、期間３３は、期間１１７（従来技術を示す図８を参照）と比較すると短い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
ノード１ｂが再活性化されるとき、その送信／受信装置５ｂは、チャンネル４を傾聴的に受信する。もし受信手段２１ｂがマイクロフレーム１９ａを受信するならば、その場合に、制御手段２３ｂは、チャンネル４が別の送信／受信装置５ｂによる使用によってふさがっていると推定すると共に、送信／受信装置５ｂが非活性化され、次にこの時間３５の後でのみ、前記チャンネル４にアクセスするために再活性化されることを可能にするように、その間チャンネルがふさがっていることになる時間３５を判定するためにマイクロフレーム１９ａの配列番号を読み取る。すなわち、これは、ノード１ｂが、その間チャンネル４がふさがっていることになる時間３５の間、その無線通信機のスイッチを切ると共に、信号１１を送信するために、その時間の終了後にのみ、チャンネル４へのアクセスを再度試みるために再活性化されることを可能にする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
制御手段２３ｂは、その場合に、受信されたマイクロフレーム１９ａに含まれるデータフレーム１３の署名に応じて、送信／受信装置５ｂの非活性化及び再活性化を制御し得る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
データフレーム１３の署名は、ノード１ｂが冗長で従って無益なフレームを受信するのを回避することを可能にする。もしチャンネル４を傾聴的に受信するためにノード１ｂが再活性化されるとき、その送信／受信装置５ｂがマイクロフレーム１９ａを受信するならば、その場合に、制御手段２３ｂは、ノード１ｂが既にそのデータフレーム１３を受信したか否かを確認するために、データフレーム１３の署名を読み取る。例えば、制御手段２３ｂは、既に受信された署名とこの署名とを比較し得ると共に、もし制御手段２３ｂが、既に受信された署名の中にこの署名が存在することを発見するならば、制御手段２３ｂは、その場合に、ノード１ｂが既に次のデータフレーム１３を受信したと推定することができ、従って期間２７の間に非活性化され得る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
マイクロフレーム１９は、有利に、宛先アドレス４３のためのフィールド（図７を参照）を更に含むことができる。制御手段２３ｂは、その場合に、受信されたマイクロフレーム１９ａに含まれる宛先アドレスに従って、送信／受信装置５ｂの非活性化及び再活性化を同様に制御し得る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
【図１】本発明の通信ネットワーク内の複数のノードを含む伝送システムの図である。
【図２】本発明のマイクロフレームの配列を有するプリアンブルによって先行されるデータフレームを含む信号の図である。
【図３】２つのノード間における図２に示された信号の伝送の図である。
【図４】２つのノード間で信号を伝送する多数のモードにおける時間にわたる変化の図である。
【図５】２つのノード間で信号を伝送する多数のモードにおける時間にわたる変化の図である。
【図６】２つのノード間で信号を伝送する多数のモードにおける時間にわたる変化の図である。
【図７】本発明の複数のフィールドを含むマイクロフレーム構造の図である。
【図８】従来技術による２つのノード間の信号の伝送における時間にわたる変化の図である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
１    ノード
１ａ    （送信）ノード
１ｂ    （受信）ノード
３    通信ネットワーク
４    無線通信チャンネル
５    送信すると共に受信するための装置
５ａ    ノード１ａの送信／受信装置
５ｂ    ノード１ｂの送信／受信装置
１１    信号
１３    データフレーム
１３ａ    データフレーム
１５    プリアンブル
１７    配列
１９    マイクロフレーム
１９ａ    マイクロフレーム
２１ａ    送信手段
２１ｂ    受信手段
２２    発生手段
２３ｂ    制御手段
２５    信号の伝送における時間
２７    非活性化期間
２９    再活性化期間
３１    マイクロフレームの受信とデータフレームの受信との間にある期間
３３    データフレームを受信する期間
３５    チャンネルがふさがっていることになる時間
４１    タイプフィールド（規格データもしくは種類データ）
４３    アドレスフィールド（データフレームの宛先アドレス）
４５    数値フィールド（マイクロフレームの配列番号）
４７    署名フィールド（データフレームの署名）
１０１ａ    送信ノード
１０１ｂ    受信ノード
１１１    信号
１１３    データフレーム
１１５    プリアンブル
１１７    活性化期間
１２５    時間
１２７    無線通信機がスイッチを切られる長い期間
１２９    短い傾聴的受信期間
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009508424.tif 000016
【図２】
2009508424.tif 000017
【図３】
2009508424.tif 000018
【図４】
2009508424.tif 000019
【図５】
2009508424.tif 000020
【図６】
2009508424.tif 000021
【図７】
2009508424.tif 000022
【図８】
2009508424.tif 000023
【国際調査報告】
2009508424.tif 000024
2009508424.tif 000025
2009508424.tif 000026
2009508424.tif 000027