(57)【要約】【課題】通信チャンネルを効率的に使用しつつ、優先度の高いメッセージを遅滞なく送信可能とすること。【解決手段】第１の通信機（１０）は第１の無線周波数に同調される。デジタルコントローラ（１６，２２，２４，３０）は、時間的長さが変動する間欠期間の間に、第１の通信機１０が第１の無線周波数において優先度の高いメッセージを送信させる。その間欠期間は、時間的に固定された固定期間によって区分される。【選択図】図４
2006246465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルメッセージを通信する無線局であって、
第１の無線周波数に同調される第１の通信機と、
固定期間によって区分けされる、時間的な長さが変動する間欠期間の間に、前記第１の無線周波数において、前記第１の通信機にメッセージの送信を可能とさせるデジタルコントローラとを備えることを特徴とする無線局。
【請求項２】
第２の無線周波数に同調される第２の通信機と、
前記第１の通信機、前記第２の通信機、及び前記デジタルコントローラと通信するメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）とを備え、
前記デジタルコントローラは、前記固定期間の間に、前記第２の無線周波数において、前記第２の通信機にメッセージの送信を可能とさせることを特徴とする請求項１に記載の無線局。
【請求項３】
前記ＭＡＣと通信を行い、前記デジタルコントローラからの選択信号に従って、第１のコンピュータアプリケーションと第２のコンピュータアプリケーションとのどちらか一方をメッセージの送り先とするマルチプレクサをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の無線局。
【請求項４】
前記第１のコンピュータアプリケーションは、前記第１の通信機と関連付けられ、前記第２のコンピュータアプリケーションは、前記第２の通信機と関連付けられることを特徴とする請求項３に記載の無線局。
【請求項５】
前記間欠期間の時間的長さの変動の各々は、前記第１の通信機が、前記第１の無線周波数において送受信するメッセージの数に基づくことを特徴とする請求項１に記載の無線局。
【請求項６】
前記間欠期間の各々は、所定時間の間、前記第１の無線周波数における送受信が行われないことに基づいて終了することを特徴とする請求項１に記載の無線局。
【請求項７】
前記第１の通信機は、前記固定期間の間に、前記第１の無線周波数においてメッセージを受信したことに応じて、当該固定期間の間に、前記第１の無線周波数においてメッセージを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線局。
【請求項８】
無線を媒体として、デジタルメッセージを通信する方法であって、
第１の無線周波数に同調するステップと、
固定期間によって区分けされる、時間的な長さが変動する間欠期間の間に、前記第１の無線周波数において、メッセージを送信するステップとを備えることを特徴とする通信方法。
【請求項９】
第２の無線周波数に同調するステップと、
前記固定期間の間に、前記第２の無線周波数において、メッセージを送信するステップとを備えることを特徴とする請求項８に記載の通信方法。
【請求項１０】
前記第１の無線周波数において通信されたメッセージを第１のコンピュータアプリケーションに送り、前記第２の無線周波数において通信されたメッセージを第２のコンピュータアプリケーションに送るステップを備えることを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
【請求項１１】
前記間欠期間の時間的長さの変動の各々は、前記第１の無線周波数において通信されるメッセージ間の時間に基づくことを特徴とする請求項８に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記間欠期間の各々は、メッセージを伝送した後に、所定時間の間、前記第１の無線周波数における送受信が行われないことに基づいて終了することを特徴とする請求項８に記載の通信方法。
【請求項１３】
前記固定期間の間に、前記第１の無線周波数においてメッセージを受信したことに応じて、当該固定期間の間に、前記第１の無線周波数においてメッセージを送信するステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
この欄における記載事項は、本発明に関連する背景技術の情報を提供するものにすぎない。
【０００３】
レーダのような車両用センサは、短距離範囲でかつ見通し線上における障害物の検出を車両において提供することができる。しかし、あるシチュエーションにおいては、より遠方の及び／又は非見通し線上の障害物を検出することが望まれる場合がある。さらに、車両の挙動のような、近い将来に起こるかもしれないことについての情報や、交通信号灯のフェーズのような、ステータス情報は、車両及び関連するインフラ間で通信されることが好ましい。そのような安全関連情報が車両間などで通信されれば、センサによっては検出されないか、さもなくばアクションを起こすには余りにも遅く検出される状況や障害物に関して、早期検出の機会を与えることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の安全に関連するデータは、制御を決定するために他の車両によって使用されたり、車両の乗員にリアルタイムな交通情報を与えるため、その車両の安全に関連するデータ通信では、待ち時間が懸念事項となる。また、安全関連データに加えて、非安全関連情報が車両間等において通信されると、電子的な料金の収受、娯楽、計算等の他のアプリケーションを提供することも可能となる。
【０００５】
安全及び非安全メッセージを通信するための充分な帯域幅を提供するために、同時に複数の無線チャンネルを使用する通信システムが公知である。そのシステムは、例えば情報、目的、及び／又は関係しているユニット数などに従って、通信を細分化するメカニズムを含む。しかしながら、そのようなシステムは、概して、唯一つの通信機しか持たず、一度に、唯一のチャンネルにおいてのみしか受信もしくは送信することしかできない車両若しくは路側ユニットと互換性を持たない。
【０００６】
複数の通信機を有する搭載無線ユニット（無線局、車両無線機、車両ユニット、移動局、無線ネットワークインターフェース、及び／又は加入者局などの用語によっても言い表される）は、同時に複数のチャンネルにアクセスすることが可能であり、それ故、安全情報を送信するチャンネルにアクセスする際に、僅かな遅延時間しか発生しない。しかしながら、そのような多数通信機の無線ユニットは、特に車両内に搭載するシステムとしては、好ましからざる程に高価である。さらに、広大な地理的なエリアをカバーする路側ユニット（アクセスポイント、固定ユニット、無線ネットワークインターフェース、及び／又はプロバイダーなどの用語によっても言い表される）を配置するにも非常にコストがかかるので、車両間において、ad-hoc network（通信インフラストラクチャに依存せず、端末の自律的な経路制御により端末同士の通信を可能にするもの）を形成することが可能なシステムも望まれている。
【０００７】
狭域通信（ＤＳＲＣ）標準（IEEE P802.11p, P1609.1-4 standard drafts and ASTM standard E-2213-3）が、そのような車両通信のために開発されており、それは、IEEE 802.11a/b/g standards に基づくものである。インターフェース節減のための電力制御、チャンネルの選択、及びサービスの品質に関連する他の標準は、IEEE 802.11h及び802.11e標準から得られる。上述した標準に関する規定は、それらの全部が、参照によりここに援用される。
【０００８】
複数の無線チャンネルを使用する他の例として、単一の無線チャンネルにおいて動作する比較的安価な無線ネットワークインターフェースを代わりに使用することができる。しかしながら、複数のチャンネルから１つのチャンネルを選択する公知の方法には、好ましくない点がある。例えば、無線機の中で、チャンネルの切換を同期させる方法は、無線局間において好ましからざる時間計測負荷を生じさせる。別の第２の方法では、複数のチャンネルの内、１つよりも多いチャンネルにおいて所定のメッセージのコピーを送信することを認めているが、帯域幅を非効率的に使用する結果となり、望ましいことではない。さらに第３の方法では、制御チャンネルをモニタする期間及びサービスチャンネルの動作期間を固定することを認めている。このため、この第３の方法では、メッセージの大きさの変化に対するフレキシビリティに乏しいことに加え、好ましからぬ時間計測負荷を負わせることになる。従って、第３の方法も、同様に、帯域幅を非効率的に使用するものと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、デジタルメッセージを通信するための無線局が提供される。その無線局は、第１の無線周波数に同調される第１の通信機を有する。デジタルコントローラは、固定期間によって区分される時間的長さが変動する間欠期間の間に、第１の通信機が第１の無線周波数において送信することを可能とする。
【００１０】
また、無線を媒体として、デジタルメッセージを通信するための方法が提供される。その方法は、第１の無線周波数に同調して、固定期間によって区分される時間的長さが変動する間欠期間の間に、その第１の無線周波数において送信することを含む。
【００１１】
本発明のさらなる適用範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかとなる。ただし、その詳細な説明及び特定の例は、説明のみを目的とすることが意図され、本発明の範囲を制限することは何ら意図されないことが理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
好ましい実施形態の以下の説明は、実際のところ、単なる典型例にすぎず、本発明、その適用や使用を制限することを何ら意図するものではない。また全図面を通して、対応する参照番号は、同様の、又は対応する部品や特徴を示すものであることが理解されるべきである。
【００１３】
本実施形態では、単一チャンネルの、半二重式の無線局を、多数チャンネルバンドの無線局のように、ネットワークで結ぶことを可能とするチャンネル切換動作を説明する。多チャンネルかつ全二重式の無線局もサポートされる。開示される方法は、その他の点では、米国電気電子学会（IEEE）802.11に基づく、メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）及び物理レイヤ（ＰＨＹ）標準、さらにIEEE 802.11eに基づくサービス品質（ＱｏＳ）標準に従う無線装置に使用することができる。IEEE 802.11-1999及びIEEE 802.11eの明細事項は、それらの全部が、参照によりここに援用される。
【００１４】
さて、図１を参照すると、種々の実施形態の一例による無線局１０が示されている。無線局１０は、基地局に含まれても良いし、加入者局に含まれても良い。基地局は、限定するわけではないが、アクセスポイント、固定局、路側ユニットを含む。加入者局は、限定するわけではないが、移動局、移動加入者局、及び搭載ユニットを含む。無線局１０の構成は、限定するものではないが、階層型、メッシュ型、アドホック型、マルチホップ型、及び他のネットワークオプションさらにはそれらの組み合わせを含む種々のネットワーク形式においてわかり易いものである。
【００１５】
無線局１０は、所定の独立基準チャンネル（ＩＲＣ）に同調される第１の無線周波数（ＲＦ）通信機１２を有する。無線局１０が、多チャンネル及び／又は全二重式の無線局に用いられる場合には、無線局１０は第２のＲＦ通信機１４も備える。第２のＲＦ通信機１４は、少なくとも１つの非基準チャンネル（ＮＲＣ）に同調する。
【００１６】
好ましい実施形態においては、独立基準チャンネルＩＲＣが、主な車両安全情報の通信用に用いられる一方、非基準チャンネルＮＲＣが、非安全情報の通信のような、他の目的の通信のために用いられる。独立基準チャンネルＩＲＣにて通信される、高優先度安全メッセージが、ＨＰＩＲＣメッセージ６２となる（図３参照）。
【００１７】
第１、第２のＲＦ通信機１２，１４は、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）及び物理レイヤ（ＭＡＣ／ＰＨＹ）１６と通信する。ＭＡＣ／ＰＨＹ１６は、チャンネルマルチプレクサ（ＣＨＭＵＸ）１８との間でデジタルデータを通信する。ＳＭＭチャンネル管理部（ＳＭＭ−ＣＭＥ）２２は、ＭＡＣ／ＰＨＹ１６と通信し、第１及び第２のＲＦ通信機１２，１４のどちらがＭＡＣ／ＰＨＹ１６と通信しているかを判定する。ある実施形態では、ＭＡＣ／ＰＨＹ１６は、チャンネルの各々を独立したＭＡＣ状態に維持する。ＭＡＣ／ＰＨＹ１６は、IEEE 802.11eの変数を含む、後述する方法において使用される変数及び、ＭＡＣ状態を維持するための、関連メモリを備えたコンピュータを有する。ＭＡＣ／ＰＨＹ１６は、無線局１０が同調しているチャンネルのためにＭＡＣ状態を維持し、そのチャンネルからの同調が解除されたとき、それぞれのＭＡＣ状態を停止する。そして、ＭＡＣ／ＰＨＹ１６は、無線局１０が再びそのチャンネルに同調したとき、ＭＡＣ状態に戻す。
【００１８】
ＣＨＭＵＸ１８は、ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４とＮＲＣシステムアクセスモジュール２６のいずれか１つをデジタルデータの送り先とする。ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４は、1以上のコンピュータアプリケーションを含む、ＩＲＣシステム上部レイヤ３０と通信する。ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４は、それぞれ後述する方法によって使用される、ＩＲＣアイドルタイマ２５、サーチタイマ２７、再獲得タイマ２９、ネットワーク生成タイマ３１、高認識（ＨＡ）タイマ３３、及びＮＲＣタイマ３５を備える。ＩＲＣシステム上部レイヤ３０によって提供されるサービスは、概して、高い優先度と、短い待ち時間と、独立基準チャンネルＩＲＣへの高い使用可能度のアクセスを必要とする。ある実施形態においては、ＩＲＣシステム上部レイヤ３０は、車両における乗員保護、及び／又はアンチロックブレーキ制御などの安全関連アプリケーションを含む。
【００１９】
ＮＲＣシステムアクセスモジュール２６は、複数のコンピュータアプリケーションを含むことが可能な、ＮＲＣシステム上部レイヤ３２と通信する。ある実施形態では、ＮＲＣシステム上部レイヤ３２は、ｅメール、ゲーム、ファイル転送、ウェブ閲覧、ストリーミングエンタテイメントなどの、コンピュータ関連アプリケーションを含む。ＣＨＭＵＸ１８は、ＳＭＭ−ＣＭＥ２２からのチャンネル選択信号に応じて、ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４とＮＲＣシステムアクセスモジュール２６の１つにデジタルデータを転送する。
【００２０】
ＮＲＣシステムアクセスモジュール２６、ＮＲＣシステム上部レイヤ３２、及びＣＨＭＵＸ１８は、単一チャンネルの無線局１０においては省略可能である。そのような構成では、ＭＡＣ／ＰＨＹ１６が直接ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４にデジタルデータを通信する。
【００２１】
ＳＭＭ−ＣＭＥ２２は、関連するコンピュータメモリに記憶された、自己組織化多チャンネル管理（ＳＭＭ）法を実行する。その方法は、以下に説明されるが、無線通信機１０からなるネットワークの中で、チャンネルの切換を調整するものである。チャンネル切換は、第１の通信機１２にて高優先度（ＨＰ）メッセージ６２（図３参照）が送受信されるタイミングに基づいてなされる。その方法では、ＨＰＩＲＣメッセージ６２に固有の分散システム時間基準を計時する。その方法は、単一チャンネル、半二重式の無線局１０が第１の通信機１２の独立基準チャンネルＩＲＣを通じて他の無線局１０とネットワークで結ばれることを許容する。その方法は、また、多チャンネル及び／又は全二重式の無線局１０が、非基準チャンネルＮＲＣを通じて利用可能な帯域幅の利益を享受することも許容する。無線局１０の中での、同期したチャンネル切換は、一般的には、ここで説明される方法を使用した分散機能となる。なお、ポイント調整機能も与えられる。
【００２２】
図２を参照すると、ＳＭＭサイクル５０の刻時図が示されている。ＳＭＭサイクル５０は、ＩＲＣ期間５２とＮＲＣ期間５４とを含む。ＩＲＣ期間５２の長さは、後述されるようにＳＭＭ法に応じて変化する。ＮＲＣ期間５４の長さは、所定期間ＴＮＲＣに設定されている。所定期間ＴＮＲＣは、全ての無線局１０に対して等しい。この所定期間ＴＮＲＣは、チャンネルの待ち時間が、望ましい期間よりも短くなるように設定されるべきである。チャンネル待ち時間は、無線局１０が、チャンネルにおいて送信準備がなされたパケットを持ったときと、別の無線局がそのチャンネルに同調されているときとの間の時間である。ある実施形態では、ＮＲＣ期間５４が５０ミリ秒（ｍｓ）に等しく設定される。チャンネル切換制限が、各ＩＲＣ期間５２及びＮＲＣ期間５４内の時間に基づいて適用される。
【００２３】
無線局１０は、ＩＲＣ期間５２の間は、独立基準チャンネルＩＲＣに同調される。ＮＲＣ期間５４の間は、無線局１０は独立基準チャンネルＩＲＣに同調されたままとなるかもしれないし、もしくは非基準チャンネルＮＲＣに同調される。非基準チャンネルＮＲＣ内でのチャンネル切換は、IEEE 802.11及び／又はIEEE 802.11eの明細事項によって規定される方法など、公知の方法に従って調整されるため、ここでは更なる説明は行わない。
【００２４】
ＩＲＣ期間５２は、ＨＰＩＲＣメッセージ６２及び／又は低優先度（ＬＰ）ＩＲＣメッセージ７６（図６参照）が無線局１０の間で交換される第１のサブ期間５８を含む。ＩＲＣ期間５２は、ＬＰＩＲＣメッセージ７６が無線局１０間で通信される第２のサブ期間６０も含む。ＩＲＣ期間５２の長さは、全ての必要な保留されているＨＰＩＲＣメッセージ６２の通信に便宜を図るために変化する。ある実施形態では、ＨＰＩＲＣメッセージ６２が、無線局１０のネットワーク中に一斉送信される。ＬＰＩＲＣメッセージ７６及びＮＲＣメッセージ７４（図７参照）は、ＮＲＣ期間５４の間に交換され得る。
【００２５】
図３を参照すると、ＩＲＣ期間５２の詳細な刻時図が示されている。ＩＲＣ期間５２は、無線局１０の間でのタイミング差を補償するための期間ＴＲＸで始まる。ある実施形態では、期間ＴＲＸは、１ｍｓに等しく設定される。無線局１０は、期間ＴＲＸの間は、ＨＰＩＲＣメッセージ６２を送信しない。しかしながら、無線局１０は、期間ＴＲＸの間においても、ＨＰＩＲＣメッセージを受信することができる。無線局１０は、期間ＴＲＸの経過に基づいて、そのＨＰＩＲＣメッセージ６２の送信を開始する。ある実施形態においては、無線局１０は、802.11 CSMA/Caのような衝突回避プロトコルを採用したり、及び／又は、メッセージを送信し始めるときを擬似ランダム的に決定する、ＴＲＸの値に対する微小ランダム要素を採用したりする。衝突回避プロトコルは、複数の無線局１０が独立基準チャンネルＩＲＣ及び非基準チャンネルＮＲＣのいずれか１つにおいて同時に送信を行う確率を低減する。
【００２６】
ＩＲＣアイドルタイマ２５は期間ＴＲＸの終了時にスタートし、さらに、各ＨＰＩＲＣメッセージ６２の終了時に再スタートする。このＩＲＣアイドルタイマ２５は、無線局１０が別のＨＰＩＲＣメッセージ６２を送信もしくは受信する毎にリセットされる。ＩＲＣ期間５２は、ＩＲＣアイドルタイマ２５が、所定時間ＴＩＤＬＥの間、中断されることなくカウントを行うまで継続される。それゆえ、ＩＲＣ期間５２の長さは、全ての保留されているＨＰＩＲＣメッセージ６２の送信の便宜が図られるように適合される。ある実施形態では、ＴＩＤＬＥは５ｍｓに等しく設定される。ＴＩＤＬＥの値は、独立基準チャンネルＩＲＣにおいて送信されるパケットの、起こりえる最大パケット間隔を受け入れるように設定されるべきである。無線局１０は、ＩＲＣ期間５２においてＬＰＩＲＣメッセージも送信するかもしれないが、ＬＰＩＲＣメッセージ７６は、ＩＲＣアイドルタイマ２５をリセットしない。
【００２７】
相互に有効範囲にある無線局１０は、最新のＨＰＩＲＣメッセージ６２の受信に基づいて、それぞれのＩＲＣアイドルタイマ２５を各々リセットする。各無線局１０のＴＩＤＬＥは等しいので、相互に有効範囲にある無線局１０は、同時に非基準チャンネルＮＲＣに同調する。さらに、ＮＲＣ期間５４は時間的に固定されているので、それらの無線局１０は、同時に独立基準チャンネルへの同調状態に戻る。
【００２８】
図３において、ＩＲＣアイドルタイマ２５が時間７０において計時を満了すると、ＩＲＣ期間５２が終了し、ＮＲＣ期間５４が始まる。ＮＲＣ期間５４の始まりと終りの同調期間７２は、ＴＴＵＮＥの長さを持ち、無線局１０が独立基準チャンネルＩＲＣからその他のチャンネルへ、及びその他のチャンネルから独立基準チャンネルＩＲＣへ同調するための最大チャンネル切換遅延時間を定義するものである。ある実施形態では、ＴＴＵＮＥが２ｍｓに等しく設定される。ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４は、無線局１０が独立基準チャンネルＩＲＣに同調しなければならないとき、及び無線局１０が独立基準チャンネルＩＲＣから、例えば非基準チャンネルＮＲＣに同調できるときを指示する。ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４からＳＭＭ−ＣＭＥ２２への同調指令は、無線局１０が全ＩＲＣ期間５２に亘って独立基準チャンネルＩＲＣへ同調されるように、充分な先行時間をもって行われるようにすべきである。ＮＲＣシステムアクセスモジュール２６はＮＲＣ期間５４の間にＳＭＭ−ＣＭＥ２２にＲＦ同調指令を与える。
【００２９】
ＮＲＣメッセージ７４は、非基準チャンネルＮＲＣにおいて、ＮＲＣ期間５４に送受信される。ＩＲＣ期間５２及びＮＲＣ期間５４が、ＩＲＣ期間５２の適合性によって変化するサイクル時間Ｔｃを一緒に占有する。
【００３０】
図４を参照すると、固定された期間を持つＮＲＣ期間５４を間に挟んで、時間的長さが変化するＩＲＣ期間５２の刻時図が示されている。ＩＲＣ期間５２は、相互にＴＩＤＬＥ以内の間隔で送信されるＨＰＩＲＣメッセージ６２の数によって決定される。各ＩＲＣ期間５２は、ＩＲＣアイドルタイマ２５がＴＩＤＬＥの計時を満了したときに終了する。
【００３１】
図５を参照すると、ＨＰＩＲＣメッセージ６２、ＬＰＩＲＣメッセージ７６及びＮＲＣメッセージ７４のためのアクセスカテゴリ（ＡＣ）のブロック図が示されている。ＩＲＣシステム上部レイヤ３０及びＮＲＣシステム上部レイヤ３２は、各々のメッセージを発生し、所定の優先度に従って列に並べる。ある実施形態では、優先度は、IEEE802.11e明細事項に説明されたアクセスカテゴリ（ＡＣ）法に従って決定される。
【００３２】
複数の列８０‐１，…，８０−Ｎは、所定の優先度を持ったそれぞれのメッセージを保有している。最も高い優先度のメッセージは、点線８２の左側にある、ＨＰＩＲＣメッセージ６２である。点線８２の右側にあるメッセージは、ＬＰＩＲＣメッセージ７６及び／又はＮＲＣメッセージ７４である。ＨＰＩＲＣメッセージ６２は、各ＩＲＣ期間５２の間に送信され、それにより、それらの列８０−Ｎ，…は空になる。ＬＰＩＲＣメッセージ７６の全てが、ＩＲＣ期間５２の間に送信されることも可能である。ＬＰＩＲＣメッセージ７６がＮＲＣ期間５４の間に送信される場合、それらは、単一のＮＲＣ期間５４の間に、すべてが送信されない可能性がある。
【００３３】
図６を参照すると、ＮＲＣ期間５４の間は、独立基準チャンネルＩＲＣに同調されない無線局１０により受信されるＬＰメッセージ７６の刻時図が示されている。無線局１０は、ＩＲＣ期間５２において独立基準チャンネルＩＲＣに同調され、従って、他の無線局１０から送られたＬＰＩＲＣメッセージ７６を受信することができる。しかし、ＮＲＣ期間５４の間は、無線局１０は独立基準チャンネルＩＲＣに同調されないため、ＬＰＩＲＣメッセージ７６の受信を行わない。そのため、ＮＲＣ期間５４にＬＰＩＲＣメッセージ７６を送信するときには、いくつかの無線局１０は、ＬＰＩＲＣメッセージ７６の一部もしくは全部を受信できないかもしれないことに注意を払うべきである。ＮＲＣシステムアクセスモジュール２６は、ＮＲＣシステム上部レイヤ３２のために本当に必要とならない限り及び必要となるまで、及び／又は、独立基準チャンネルＩＲＣにおける運用に対して無理なく受諾できる場合を除き及び受諾できるようになるまで、独立基準チャンネルＩＲＣからそれ以外へのチャンネル切換を要求すべきでない。一方、ＮＲＣシステムアクセスモジュール２６は、非基準チャンネルＮＲＣにおける通信が完了したとき、ＳＭＣ−ＣＭＥ２２が独立基準チャンネルＩＲＣへの同調に戻すように要求すべきである。
【００３４】
図７を参照すると、ＮＲＣ期間５４においても独立基準チャンネルＩＲＣに同調されたままとなっている無線局１０によって受信されるＬＰＩＲＣメッセージ７６の刻時図がしめされている。無線局１０は、他の無線局１０によって送信された全てのＬＰＩＲＣメッセージ７６を受信する。
【００３５】
図８を参照すると、第１の無線局１０−１が、第２の無線局１０−２を含むネットワークに結び付けられる場合の刻時図が示されている。第１の無線局１０−１は、第２の無線局１０−２によって送信されるＨＰＩＲＣメッセージ６２を傾聴する。第１の無線局１０−１は、ＨＰＩＲＣメッセージ６２を受信する毎に、そのＩＲＣアイドルタイマをリセットする。ＩＲＣアイドルタイマ２５がＴＩＤＬＥに達すると、第１の無線局１０−１は第２の無線局１０−２のタイミングを採用し、２つの無線局１０−１，１０−２はネットワークとして通信を開始することができる。
【００３６】
第１の無線局１０−１は、ネットワークに参加しようと試みている間は、独立基準チャンネルＩＲＣにおいて送信してはならない。第１の無線局１０−１がネットワークに参加しようと試みているにもかかわらず、所定時間ＴＳＲＣＨの間、ＨＰＩＲＣメッセージ６２を受信しない場合には、第１の無線局１０−１は、少なくとも１つのＨＰＩＲＣメッセージ６２を送信して、別の無線局１０とのネットワークを開始しようと試みることができる。サーチタイマ２７はＴＳＲＣＨを計測する。その時間ＴＳＲＣＨは、ＮＲＣ期間５４よりもＴＴＵＮＥだけ短い期間に等しい。
【００３７】
図９を参照すると、第１の無線局１０−１と第２の無線局１０−２との間でのネットワーク生成の刻時図が示されている。第１の無線局１０−１は、サーチ時間ＴＳＲＣＨに対するネットワーク生成サブ期間（ＴＣＳＰ）毎に少なくとも一度、もしくは、ＨＰＩＲＣメッセージ６２が第２の無線機１０−２から受信されるまで、１もしくはそれ以上のＨＰＩＲＣメッセージ６２を送信することによって獲得シーケンスを実行する。ネットワーク生成タイマ３１は、ＴＣＳＰを計時する。第１及び第２の無線局１０−１，１０−２の一方が、他方によって送信されたＨＰＩＲＣメッセージ６２を受信し、ＴＩＤＬＥの終了にそのタイミングを採用したときに、ネットワークが生成される。第１及び第２の無線局１０−１，１０−２の一方は、再獲得タイマ２９によって計時される所定の再獲得遅延期間ＴＲＡ以内にＨＰＩＲＣメッセージ６２を受信しないならば、上述した獲得シーケンスを繰返し実行する。ＴＲＡは、後述する高認識（ＨＡ）一時中止期間ＴＨＡよりも長く設定されるべきである。
【００３８】
図１０を参照すると、無線局１０−１を含む第１のネットワークが、無線局１０−２を含む第２のネットワークに結び付けられる刻時図が示されている。そのようなイベントは、第１及び第２のネットワークが同期されておらず（例えば、異なる時間に生じるそれぞれのＩＲＣ期間を持つ）、互いに有効範囲に属する場合に生じる。そのようなイベントは、また、第１及び第２のネットワークが以前に結合されており、第３の無線局１０（図示せず）、混信、障害、もしくはサービスの中断などによって非同期となった後の再結合時にも生じる。
【００３９】
高認識（ＨＡ）モード８３は、規則的な周期で実行され、他のネットワークを検出するために用いられる。ＨＡモード８３は、ＨＡ一時中止期間ＴＨＡが満了すると起動される。ＴＨＡはＨＡタイマ３３によって計時され、それが満了する毎に、計時を最初からスタートする。各無線局１０−１，１０−２のそれぞれのＨＡ一時中止は、ランダムに生じるが、ＴＨＡは、各無線局１０において定められる。ある実施形態では、ＴＨＡが動的に決定される。ＴＨＡは、ＴＨＡ+ＴＮＲＣよりも小さい値に定められるべきではない。また、ある実施形態では、ＨＡモード８３は、無線局１０−１がＮＲＣ期間５４の割合が増加することによって独立基準チャンネルＩＲＣに同調されなくなるほど、高い頻度で起動されても良い。さらに、第１の無線局１０−１が第２の無線局１０−２によりも頻繁にＨＡモード８３に入るようにも指定でき、それにより、特定のエリアにおいて、ネットワークの同期を促進することができる。
【００４０】
第１の無線局１０−１は、ＮＲＣ期間５４に、独立基準チャンネルＩＲＣに同調されたままとなり、第２の無線局１０−２からのＨＰＩＲＣメッセージ６２を傾聴することによって、ＨＡモード８３を実行する。ある実施形態では、第１の無線局１０−１は、他の無線局１０（図示せず）にもＨＡモード８３に入ることを指示するＨＡ指示メッセージ６２’を送信する。一般的に、第１の無線局１０−１が、各々のＴＨＡ期間に達することによってＨＡモード８３となり、そしてＨＰＩＲＣメッセージ６２を受信したならば、そのとき、第１の無線局１０−１は、ＨＡ指示メッセージ６２’を送信する。また、第１の無線局１０−１が別の無線局１０からＨＡ指示メッセージ６２’を受信することによって、ＨＡモード８３になり、ＨＰＩＲＣメッセージ６２を受信したならば、そのとき、第１の無線局１０−１は、ＨＡモード８３を終了し、ＨＡモード８３の満了を待機する代わりに、ＩＲＣ期間５２に入る。それにより、第１の無線局１０−１は第２のネットワークに結び付けられ、第２のネットワークのタイミングを採用することになる。
【００４１】
第１の無線局１０−１は、ＨＡ例外期間ＴＨＡＥにおいてＨＡモード８３に入るならば、ＨＡ指示メッセージ６２’の受信に基づいて、ＨＡモード８３に入らないことを選択することもある。ＨＡ例外期間は、互いに同期されていない２つのネットワークの範囲内に無線局１０が属していることによって開始される。そのような状況では、ＨＡ例外期間は、無線局１０が「ピンポン動作をすること」、すなわち、非同期ネットワークの各々との同期を繰返し試行することを防止できる。ＴＨＡＥはＨＡモード８３が終了するとスタートする。ＴＨＡＥの長さは、予め定めされ、ＴＩＤＬＥ＋ＴＮＲＣ＋ＴＲＸより大きく、ＴＨＡ／２よりも小さい。
【００４２】
図１１を参照すると、ＩＲＣ期間５２を延ばすために使用されるＩＲＣポイント調整シーケンス（ＩＲＣＰＣ）８４の時刻図が示されている。ＩＲＣＰＣ８４は、ネットワーク化された無線局１０を独立基準チャンネルＩＲＣに同調した状態に保持し、それによって、ＨＰＩＲＣメッセージ６２が無線局１０を通じて伝えられるときに、ＩＲＣメッセージの待ち時間を低減できるようにする。ＩＲＣＰＣ８４は、ＩＲＣ期間５２の終了時期が左右されるように、ＩＲＣ期間５２を延ばすために使用されえる。ＩＲＣ期間５２の終了時期が影響を受けるので、次のＩＲＣ期間５２の開始時期も影響を受ける。この方式において、ＩＲＣＰＣ８４は、ＩＲＣ期間５２とＮＲＣ期間５４とが組み合わされた全期間Ｔｃを調節するように用いることもできる。ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４は、ＩＲＣＰＣ８４を使用して、ＩＲＣ期間５２とＮＲＣ期間５４との間の遷移、もしくはその逆の場合も、望ましい時間基準に調整することができる。ＩＲＣＰＣ８４は、さらに、ＩＲＣ期間５２及び／又はＮＲＣ期間５４が望ましい時間基準を跨ぐように、それらの遷移を移動若しくは維持するために使用される。
【００４３】
ＩＲＣシステム上部レイヤ３０は、ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４にＩＲＣＰＣ８４を実行するように指示する。もし、ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４がすでにＩＲＣ期間５２ではないときには、即座にＩＲＣ期間５２に移行する。通常のＩＲＣ期間５２の動作に加えて、ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４は、ＩＲＣアイドルタイマがＴＩＤＬＥの計時を満了する前にＨＰＩＲＣメッセージ６２を送信し、それによって、ＩＲＣアイドルタイマをリセットする。もし、列に並ぶＨＰＩＲＣメッセージ６２が無いならば、その場合、ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４は、ダミーＨＰＩＲＣメッセージ６２を生成し、ＩＲＣポイント調整遅延期間ＴＩＲＣＰＣの満了時に送信する。ＩＲＣシステム上部レイヤ３０は、単にＩＲＣＰＣ８４を継続することのみを目的としてＨＰＩＲＣメッセージ６２を生成することを止めるようにＩＲＣシステムアクセスモジュール２４に指示することによってＩＲＣＰＣ８４を終了させる。現ＩＲＣ期間５２は、その時、ＩＲＣアイドルタイマ２５の計時の満了に基づいて終了する。
【００４４】
図１２を参照すると、ＩＲＣ期間５２における無線局１０の状態図１００が示されている。無線局１０の状態は、初期設定状態１０２から始まり、ＨＰＩＲＣメッセージ６２の受信に基づいてノーマル状態１０４に切り換えられる。無線局１０の状態は、ＨＡ指示メッセージ６２’（図１０参照）の受信及びＩＲＣアイドルタイマ２５の満了に基づいて、ＨＡモード８３を含むＨＡ状態１０６へ、ノーマル状態１０４から切り換えられる。一方、ＨＰＩＲＣメッセージ６２を受信すると、及び／又は、ＮＲＣ期間５４が終了すると、ノーマル状態１０４に復帰する。さらに、再獲得遅延時間ＴＲＡの終了に基づいて、ノーマル状態から初期設定状態１０２に移行する。
【００４５】
図１３を参照すると、ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４の状態図１５０が示されている。その状態は、サーチフェーズから始まり、サーチタイマ２７をＴＳＲＣＨに初期化するとともに、無線局１０の存在するネットワークの検出及び結び付きを試みる。そして、サーチ期間ＴＳＲＣＨの満了に基づいて、サーチフェーズ１５２から生成フェーズ１５４に進む。生成フェーズ１５４では、ＨＰＩＲＣメッセージ６２が別の無線局１０から受信されるまで、期間ＴＣＳＰにおいて、ＨＰＩＲＣメッセージ６２を送信する。もしくは、サーチ期間ＴＳＲＣＨが満了する前に別の無線局１０からＨＰＩＲＣメッセージ６２を受信すると、その受信に基づいて、サーチフェーズ１５２からノーマル状態１５８に進む。
【００４６】
ノーマル状態１５８においては、サーチタイマ２７を停止させ、再獲得タイマ２９を初期化し、及びＨＡタイマ３３を零（ＨＡモード８３のままとするため）もしくはランダム数に再初期設定する処理を実行する。再獲得遅延期間ＴＲＡの満了に基づいて、ノーマル状態１５６はサーチフェーズ１５２に進む。
【００４７】
ＨＰＩＲＣメッセージ６２の受信時には、生成フェーズ１５４からノーマル状態１５６に進む。サーチ期間ＴＳＲＣＨの満了前に、ＨＰＩＲＣメッセージ６２が受信されない場合には、サーチフェーズ１５２とノーマル状態１５６のいずれかに進む。
【００４８】
図１４を参照すると、ＮＲＣシステムアクセスモジュール２６とともに動作するＩＲＣシステムアクセスモジュール２４の状態図２００が示されている。状態図２００は、その機能が図１２において説明された、初期設定状態１０２、ＩＲＣ状態１０４、及びＨＡ状態を含んでいる。さらに、ＨＡモード８３ではない場合に、ＩＲＣアイドルタイマ２５が満了すると、それに基づいて、ＩＲＣ状態１０４からＮＲＣ状態２０２へ進む。そして、ＮＲＣ期間５４の終了に基づいて、ＮＲＣ状態２０２からＩＲＣ状態１０４に進む。
【００４９】
図１５を参照すると、ＳＭＥ−ＣＭＭ２２の状態図３００が示されている。ＳＭＥ−ＣＭＭ２２の状態は、専用状態３０２で始まり、このとき、ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４からのコマンドを傾聴するのみである。そして、無線局１０を非基準チャンネルＮＲＣに同調するとの指示をＩＲＣシステムアクセスモジュール２４から受信すると、専用状態３０２から非専用状態３０４に進む。逆に、無線局１０を独立基準チャンネルにのみ同調するとの指示をＩＲＣシステムアクセスモジュール２４から受信すると、非専用状態３０４から専用状態３０４に戻る。
【００５０】
以上説明したような構成により、無線局１０においては、通信チャンネルを効率的に使用しつつ、優先度の高いＨＰＩＲＣメッセージを送信待ち時間を極力短くすることができる。
【００５１】
上記した説明から、当業者であれば、本発明の広範な開示が、多様な形態で実行され得ることが理解される。それゆえ、特定の実施例との関連において本発明が説明されたが、図面、明細書、及び特許請求の範囲に基づいて、その他の修正や変更が可能であることは当業者にとって明白であるため、本発明の真の範囲は、特定の実施例に何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態による無線局１０の構成を示す構成図である。
【図２】ＳＭＭサイクル５０の刻時図である。
【図３】ＩＲＣ期間５２の詳細な刻時図である。
【図４】固定された期間を持つＮＲＣ期間５４を間に挟んで、時間的長さが変化するＩＲＣ期間５２を示す刻時図である。
【図５】ＨＰＩＲＣメッセージ６２、ＬＰＩＲＣメッセージ７６及びＮＲＣメッセージ７４のためのアクセスカテゴリ（ＡＣ）のブロック図である。
【図６】ＮＲＣ期間５４の間は、独立基準チャンネルＩＲＣに同調されない無線局１０により受信されるＬＰメッセージ７６を示す刻時図である。
【図７】ＮＲＣ期間５４においても独立基準チャンネルＩＲＣに同調されたままとなっている無線局１０によって受信されるＬＰＩＲＣメッセージ７６を示す刻時図である。
【図８】第１の無線局１０−１が、第２の無線局１０−２を含むネットワークに結び付けられる場合の刻時図である。
【図９】第１の無線局１０−１と第２の無線局１０−２との間でのネットワークが生成される際の刻時図である。
【図１０】無線局１０−１を含む第１のネットワークが、無線局１０−２を含む第２のネットワークに結び付けられる際の刻時図である。
【図１１】ＩＲＣ期間５２を延ばすために使用されるＩＲＣポイント調整シーケンス（ＩＲＣＰＣ）８４を示す時刻図である。
【図１２】ＩＲＣ期間５２における無線局１０の状態図である。
【図１３】ＩＲＣシステムアクセスモジュール２４の状態図である。
【図１４】ＮＲＣシステムアクセスモジュール２６とともに動作するＩＲＣシステムアクセスモジュール２４の状態図である。
【図１５】ＳＭＥ−ＣＭＭ２２の状態図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  無線局
１２  第１のＲＦ通信機
１４  第２のＲＦ通信機
１６  メディアアクセスコントローラ及び物理レイヤ（ＭＡＣ／ＰＨＹ）
１８  チャンネルマルチプレクサ（ＣＨＭＵＸ）
２２  自己組織化多チャンネル管理式チャンネル管理部（ＳＭＭ−ＣＭＥ）
２４  ＩＲＣシステムアクセスモジュール
２６  ＮＲＣシステムアクセスモジュール
３０  ＩＲＣシステム上部レイヤ
３２  ＮＲＣシステム上部レイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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