(57)【要約】比吸収率（ＳＡＲ）限度を少なくとも実質的に遵守する無線デバイスの送信を制御するメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルのシステム及び方法。ＭＡＣプロトコルのシステム及び方法は、ＳＡＲ限度が満たされるように送信器デューティサイクルを指示するために、送信器「オン時間」の測定値及び送電電力の積分の平均化の「ソースベース」時間平均化を使用する。このシステム及び方法は、人体の近くで使用されるハンドヘルド・デバイス及びポータブル・デバイスの比吸収率（ＳＡＲ）限度を維持するために機能を変更するために自動送信制御プロトコル（ＡＴＰ）を使用して、トランシーバ・デューティ・サイクル、トランシーバ送信電力レベル、及びトランシーバ電力時間積を含むノード・トランシーバのトポロジ依存機構を監視し、制御する。ＳＡＲ限度に達する場合に、ＡＴＰは、許容可能なＳＡＲ限度を維持するために、各機能又は機能の組合せを調整するように、デバイスのトランシーバに指示することができる。
2005529561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ノードでの送信を制御して通信ネットワーク内の前記ノードのための比吸収率（ＳＡＲ）限度を少なくとも実質的に準拠する方法であって、前記ネットワークが前記ネットワーク内の他のノードに対して信号を送信しかつ受信するように適合された複数のノードを含み、前記方法は、
前記ネットワークの少なくとも１つのノードの、トランシーバ・デューティ・サイクル、トランシーバ送信電力積分、及びトランシーバ電力時間積、を含むトポロジ依存機能の少なくとも１つを測定し、前記少なくとも１つのノードは前記トポロジ依存機能を制御するメディア・アクセス制御を含み、
前記比吸収率値が決定される少なくとも１つの時間間隔内の、前記デューティ・サイクル、送信電力積分、及び電力時間積を含む前記トポロジ依存機能の少なくとも１つを変更することにより、前記少なくとも１つのノードのための比吸収率値を制御する、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのノードの前記デューティ・サイクルの測定は、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバが送信している時間の前記時間間隔ごとの比率を決定すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのノードの前記送信電力積分の測定が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの平均送信電力レベルを決定すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのノードの前記電力時間積の測定が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの総送信電力を決定すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのノードでのトランシーバが前記時間間隔ごとに送信している時間の比率を調整するために前記デューティ・サイクルを変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの平均送信電力レベルを調整するために前記送信電力積分を変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの総送信電力を調整するために前記電力時間積を変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのノードのモデム・データ・レート及び拡散係数の少なくとも１つを変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記拡散係数を増やし、前記送信電力を減らすことによって、前記少なくとも１つのノードのモデム・データ・レート及び拡散係数の少なくとも１つを変更すること
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのノードの前記電力時間積に基づいて前記ネットワークのノードの間のデータ・トラフィックに優先順位を付けること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記メディア・アクセス制御の適応伝送プロトコルを介して前記トポロジ依存機能の前記少なくとも１つを変更すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
無線ノードでの送信を制御して通信ネットワーク内の前記ノードのための比吸収率（ＳＡＲ）限度を少なくとも実質的に準拠するシステムであって、前記ネットワークが前記ネットワーク内の他のノードに対して信号を送信しかつ受信するように適合された複数のノードを含み、前記システムは、
前記ネットワークの少なくとも１つのノードのトランシーバ・デューティ・サイクル、トランシーバ送信電力積分、及びトランシーバ電力時間積、を含むトポロジ依存機能の少なくとも１つを測定するように適合された第１ノードを有し、前記少なくとも１つのノードが前記トポロジ依存機能を制御するメディア・アクセス制御を含み、
前記第１ノードが、さらに、前記比吸収率値が決定される少なくとも１つの時間間隔内の、前記デューティ・サイクル、送信電力積分及び電力時間積を含む前記トポロジ依存機能の少なくとも１つを変更することによって、前記少なくとも１つのノードの比吸収率値を制御するように適合した、
システム。
【請求項１３】
前記第１ノードが、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバが送信している時間の前記時間間隔ごとの比率を決定するために、前記少なくとも１つのノードの前記デューティ・サイクルを測定するように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１ノードが、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの平均送信電力レベルを決定するために、前記少なくとも１つのノードの前記送信電力積分を測定するように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１ノードが、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの総送信電力を決定するために、前記少なくとも１つのノードの前記電力時間積を測定するように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１ノードが、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバが前記時間間隔ごとに送信している時間の比率を調整するために前記デューティ・サイクルを変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御するように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１ノードが、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの平均送信電力レベルを調整するために前記送信電力積分を変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御するように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１ノードが、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの総送信電力を調整するために前記電力時間積を変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御するように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１ノードが、さらに、前記少なくとも１つのノードのモデム・データ・レート及び拡散係数の少なくとも１つを変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御するように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１ノードが、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記拡散係数を増やし、前記送信電力を減らすことによって、前記少なくとも１つのノードのモデム・データ・レート及び拡散係数の少なくとも１つを変更するように適合される
請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１ノードが、前記少なくとも１つのノードの前記電力時間積に基づいて前記ネットワークのノードの間のデータ・トラフィックに優先順位を付けるように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１ノードが、前記メディア・アクセス制御の適応伝送プロトコルを介して前記トポロジ依存機能の前記少なくとも１つを変更するように適合される
請求項１２に記載のシステム。
【請求項２３】
無線ノードでの送信を制御して通信ネットワーク内の前記ノードのための比吸収率（ＳＡＲ）限度を少なくとも実質的に準拠するように適合された命令のコンピュータ命令読取り可能媒体であって、前記ネットワークが前記ネットワーク内の他のノードに対して信号を送信しかつ受信するように適合された複数のノードを含み、
前記ネットワークの少なくとも１つのノードでのトランシーバ・デューティ・サイクル、トランシーバ送信電力積分及びトランシーバ電力時間積を含むトポロジ依存機能の少なくとも１つを測定するように適合された第１の命令群を有し、前記少なくとも１つのノードが前記トポロジ依存機能を測定するための前記第１の命令群及び前記トポロジ依存機能を制御するための第２の命令群を実行するメディア・アクセス制御を含み、
前記第２の命令群は、前記比吸収率値が決定される少なくとも１つの時間間隔の前記デューティ・サイクル、送信電力積分及び電力時間積を含む前記トポロジ依存機能の少なくとも１つを変更することにより、前記少なくとも１つのノードの比吸収率値を制御するように適合された、
コンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項２４】
前記第１の命令群が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバが送信している時間の前記時間間隔ごとの比率を決定するために、前記少なくとも１つのノードの前記デューティ・サイクルを測定するように適合される
請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項２５】
前記第１の命令群が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの平均送信電力レベルを決定するために、前記少なくとも１つのノードの前記送信電力積分を測定するように適合される
請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項２６】
前記第１の命令群が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの総送信電力を決定するために、前記少なくとも１つのノードの前記電力時間積を測定するように適合される
請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項２７】
前記第２の命令群が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバが前記時間間隔ごとに送信している時間の比率を調整するために前記デューティ・サイクルを変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御するように適合される
請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項２８】
前記第２の命令群が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの平均送信電力レベルを調整するために前記送信電力積分を変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御するように適合される
請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項２９】
前記第２の命令群が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記時間間隔ごとの総送信電力を調整するために前記電力時間積を変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御するように適合される
請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項３０】
前記少なくとも１つのノードのモデム・データ・レート及び拡散係数の少なくとも１つを変更することによって、前記少なくとも１つのノードの前記比吸収率値を制御するように適合された第３の命令群
をさらに含む、請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項３１】
前記第３の命令群が、前記少なくとも１つのノードでのトランシーバの前記拡散係数を増やし、前記送信電力を減らすことによって、前記少なくとも１つのノードのモデム・データ・レート及び拡散係数の少なくとも１つを変更するように適合される
請求項３０に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項３２】
前記少なくとも１つのノードの前記電力時間積に基づいて前記ネットワークのノードの間のデータ・トラフィックに優先順位を付けるように適合された第４の命令群
をさらに含む、請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【請求項３３】
前記トポロジ依存機能の前記少なくとも１つの変更が、前記メディア・アクセス制御の適応伝送プロトコルを介して達成される
請求項２３に記載のコンピュータ命令読取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比吸収率（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｒａｔｅ、ＳＡＲ）制限を満たすように無線デバイスの送信を指示するメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを提供するシステム及び方法に関する。具体的に言うと、本発明は、送信器「オン時間（ｏｎ−ｔｉｍｅ）」及び送信電力の積分の「ソースベース」時間平均化測定値を使用して、ＳＡＲ制限を満たす送信器デューティサイクルを指示する。本願は、米国特許法§１１９（ｅ）の下で、参照として本願に組み込まれる２００２年６月５日出願の米国特許出願第６０／３８５５６３号、表題「ＭＡＣ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｗｉｔｈ  Ｄｕｔｙ−Ｃｙｃｌｅ  Ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ  Ｆｏｒ  Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｉｎ  Ａ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｄ−Ｈｏｃ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｎｄ  Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ｕｓｉｎｇ  Ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」からの利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線携帯電話網などの無線通信網が、過去１０年間にますます流行してきた。この無線通信網を、一般に、「セルラ網」と称する。というのは、ネットワーク・インフラストラクチャが、サービス区域を、「セル」と称する複数の領域に分割するように配置されるからである。地上セルラ網に、複数の相互接続された基地局又は基地ノード（ｂａｓｅ  ｎｏｄｅ）が含まれ、この基地局は、サービス区域全体を通じて指定された位置に地理的に分散する。各基地局に、そのカバレッジ・エリア内に配置された無線電話機などのモバイル・ユーザ・ノードとの間でラジオ周波数（ＲＦ）通信信号などの電磁信号を送信でき、受信できる１つ又は複数のトランシーバが含まれる。通信信号には、たとえば、所望の変調技法に従って変調され、データ・パケットとして送信される音声データが含まれる。理解されるように、時分割多重アクセス（ｔｉｍｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ、ＴＤＭＡ）フォーマット、符号分割多重アクセス（ｃｏｄｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ、ＣＤＭＡ）フォーマット、又は周波数分割多重アクセス（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ、ＦＤＭＡ）フォーマットなど、基地ノードの単一のトランシーバがそのカバレッジ・エリア内の複数のモバイル・ノードと同時に通信できるようにする多重化フォーマットである。
【０００３】
近年、「アドホック」ネットワークと称するタイプのモバイル通信網が、軍による使用のために開発された。このタイプのネットワークでは、各モバイル・ノードが、他のモバイル・ノードの基地局又はルータとして動作することができ、したがって、基地局の固定インフラストラクチャの必要がなくなる。アドホック・ネットワークの詳細は、マイヤー（Ｍａｙｏｒ）の米国特許第５，９４３，３２２号に記載されており、その内容全体が、参照として本明細書に組み込まれる。
【０００４】
より洗練されたアドホック・ネットワークも開発されつつあり、これらのアドホック・ネットワークでは、モバイル・ノードが普通のアドホック・ネットワーク内のように互いに通信できるほかに、さらに、モバイル・ノードが、固定ネットワークにアクセスし、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）及びインターネットなどの他のネットワーク上のノードなどの他のノードと通信できるようになる。これらの高度なタイプのアドホック・ネットワークの詳細は、その内容全体が参照として本明細書に組み込まれる、２００１年６月２９日出願の米国特許出願第０９／８９７，７９０号、表題「Ａｄ  Ｈｏｃ  Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｄ  ｔｏ  ｔｈｅ  ＰＳＴＮ  ａｎｄ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、２００１年３月２２日出願の米国特許出願第０９／８１５，１５７号、表題「Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｄ−Ｈｏｃ，Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ  Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ  ｔｏ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｄａｔａ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｗｉｔｈ  Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ」、及び２００１年３月２２日出願の米国特許出願第０９／８１５１６４号、表題「Ｐｒｉｏｒｉｔｉｚｅｄ−Ｒｏｕｔｉｎｇ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｄ−Ｈｏｃ，Ｐｅｅｒ−ｔｏ−Ｐｅｅｒ，Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ」に記載されている。
【０００５】
モバイル・ノードに、ラップトップ・コンピュータ又はハンドヘルド携帯電話機など、任意の数のデバイスを含めることができる。これらのデバイスの多くの場合に、電界／磁界に関する懸念が、最適安全動作に関するガイドラインの作成につながった。ＦＣＣは、１９６９年の国内環境政策法（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｏｌｉｃｙ  Ａｃｔ）によって、人間環境の質に関するＦＣＣが統制する送信器からの放射電磁波の影響を評価することを要求されている。現在、アメリカ連邦政府によって指定されたラジオ周波数（ＲＦ）エクスポージャ（ｅｘｐｏｓｕｒｅ）標準規格はない。しかし、米国規格境界（ＡＮＳＩ）、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）、及び全国放射能防護測定委員会（ＮＣＲＰ）などの複数の非政府組織が、ＲＦ電磁界に対する人間のエクスポージャに関する勧告を発行している。ＲＦ電磁界に関連する先在的な危険が、ＯＥＴ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ５６、表題「Ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ａｎｓｗｅｒｓ  Ａｂｏｕｔ  ｔｈｅ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ａｎｄ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｈａｚａｒｄｓ  ｏｆ  Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ」で議論されており、その内容全体が、参照として本明細書に組み込まれる。
【０００６】
その内容全体が参照として本明細書に組み込まれるＦＣＣ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、表題「Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ  ｗｉｔｈ  ＦＣＣ  Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｕｍａｎ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｔｏ  Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ」、Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  Ｃ  ｔｏ  ＯＥＴ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ６５に記載されているように、ＦＣＣ規則は、ある種のモバイル・デバイス及びポータブル・デバイスに関するＲＦエクスポージャの一定の環境評価を要求している。デバイスが、一定の環境評価からカテゴリ的に除外されない限り、機器認可に関するＦＣＣへの出願に、そのデバイスがＲＦエクスポージャに関するＦＣＣが採用する制限を遵守することを示す肯定のステートメントが含まれなければならない。いくつかの場合に、出願人が、遵守の評価に使用されたテスト手順を文書化するために、ある情報を提供する必要が生じる場合がある。
【０００７】
１．５ＧＨｚ以下で動作し、１．５Ｗ以上の実効放射電力（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｒａｄｉａｔｅｄ  ｐｏｗｅｒ、ＥＲＰ）を有するモバイル・デバイス、及び１．５ＧＨＺ超で動作し、３Ｗ以上のＥＲＰを有するデバイスは、機器の許可又は使用の前に、ＲＦエクスポージャに関する一定の環境評価を実行することを要求される。モバイル・デバイスを、電界強度、電力密度、又は比吸収率（ＳＡＲ）の限度に関して評価することができる。デバイスを、測定方法又は計算方法のいずれかを使用してＳＡＲ限度に関して評価することができる。
【０００８】
連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、人体の近くで使用されるハンドヘルド・デバイス及びポータブル・デバイスに関してＳＡＲ限度を設定し、人体へのデバイス・アンテナの近接に禁する電界／磁界限度を合格させない。ＲＦエクスポージャ遵守についてポータブル・デバイスを評価するＦＣＣ規則は、４７  ＣＦＲ  §２．１０９３に記載されており、その全体が、参照として本明細書に組み込まれる。上で参照したＦＣＣ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、表題「Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ  ｗｉｔｈ  ＦＣＣ  Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｕｍａｎ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｔｏ  Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ」に記載されているように、ＲＦ評価において、ポータブル・デバイスは、通常の使用条件の下で、ユーザの体に直接に接触して又はユーザの体から２０ｃｍ以内にその放射構造の一部を有して使用されるように設計された送信デバイスと定義される。デバイスのこのカテゴリに、ハンドピースに放射アンテナを組み込まれたハンドヘルド・セル電話機及びＰＣＳ電話機、及び体に付けて運ばれる無線送信器が含まれる。ポータブル・デバイスは、ＲＦエクスポージャに関するＳＡＲ限度に関して評価される。使用されるほとんどのポータブル送信器に関して、適用可能なＳＡＲ限度は、組織の１ｇに対する平均として１．６Ｗ／ｋｇである。
【０００９】
保護ガイドラインに、通常、上で参照したＦＣＣ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、表題「Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ  ｗｉｔｈ  ＦＣＣ  Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｕｍａｎ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｔｏ  Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ」、Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  Ｃ  ｔｏ  ＯＥＴ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ６５に記載されているように、動作の警告及び特定の動作範囲に関する警告ラベルが含まれる。動作の指示及び警告の指示が無効である時に、遵守を保証するために、エクスポージャの持続時間及び条件またはそのいずれかを制限するために近くの人に警告するために、送信要素での警告ラベルの使用も必要になる場合がある。警告ラベルが望ましくない場合には、要求されない時であっても、比吸収率の評価を使用して、そうでなければ必要になる警告ラベルの必要をなくすために遵守を例示することができる。比吸収率の追加の詳細は、４７  ＣＦＲ  ２．１０９１，及び４７  ＣＦＲ  ２．１０９３にあり、その内容全体が、参照として本明細書に組み込まれる。
【００１０】
しかし、アンテナ利得及びデバイスでの送信電力レベルに応じて、ＳＡＲ要件が、通常は遵守が困難になる。ＳＡＲ限度の遵守に関してモバイル・デバイスの評価を実行することができるが、しばしば、電界強度又は電力密度に関する遵守を評価することが、より単純であり、よりコスト効率が良い。したがって、ＳＡＲ要件が満足され、そうでなければ必要な警告ラベルの必要をなくすために遵守を例示する、大きいセル半径を有するアドホック・システムでデバイスの送信器動作を指示し、制御するメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルの必要が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、すべての条件で最大比吸収率（ＳＡＲ）を有するハンドヘルド・デバイス及びポータブル・デバイスの動作を可能にするＭＡＣプロトコルのシステム及び方法を提供することである。
【００１２】
本発明のもう１つの目的は、トランシーバ・デューティ・サイクル、トランシーバ送信電力レベル、及びトランシーバ電力時間積（ｐｏｗｅｒ−ｔｉｍｅ  ｐｒｏｄｕｃｔ）を含む、ノード・トランシーバのトポロジ依存機能を監視するシステム及び方法を提供することである。
【００１３】
本発明のもう１つの目的は、自動送信制御プロトコル（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＡＴＰ）を使用して、トランシーバ・デューティ・サイクル、送信電力レベル、及びトランシーバ電力時間積を変更して、人体の近くで使用されるハンドヘルド・デバイス及びポータブル・デバイスの比吸収率（ＳＡＲ）限度を維持する、ノード・トランシーバのトポロジ依存機能を制御するシステム及び方法を提供することである。
【００１４】
本発明のもう１つの目的は、自動送信制御プロトコル（ＡＴＰ）を使用して、モデム・データ・レート及び拡散係数（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒ）を変更して、ハンドヘルド・デバイス及びポータブル・デバイスの比吸収率（ＳＡＲ）限度を維持する、ノード・トランシーバのトポロジ依存機能を制御するシステム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記及び他の目的は、実質的に、ＳＡＲ限度が満たされるように、デバイス送信器「オン時間」の測定値及び送信電力の積分を使用して、送信器デューティ・サイクルを指示するＭＡＣプロトコルのシステム及び方法によって達成される。トランシーバ・デューティ・サイクル、送信電力レベル、及びトランシーバ時間電力積が、監視され、ＳＡＲ限度に達するかこれを超える場合に、各機能を、自動送信制御プロトコルによって、個別に又は任意の組合せで制御することができる。ＳＡＲ限度に達するかこれを超える場合に、ＡＴＰは、デバイスのトランシーバに、各機能又は機能の組合せを調整して、許容可能なＳＡＲ値を維持するように指示することができる。ＡＴＰは、ＳＡＲ値を許容可能なレベルまで減らすために、追加機能としてモデム・データ・レート及び拡散係数を変更するように指示することもできる。さらに、このシステム及び方法では、各ノードで検出される機能値に基づく優先順位付きデータを使用することができ、これによって、単一のノードがＳＡＲ限度に接近する可能性が減る。
【００１６】
本発明の上記及び他の目的、長所、及び新規の特徴は、添付図面とあいまって読まれる時の以下の詳細な説明からすぐに理解される。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の実施例を使用するアドホック・パケット交換無線通信網１００の例を示すブロック図である。具体的に言うと、ネットワーク１００に、複数のモバイル無線ユーザ端末１０２−１から１０２−ｎ（全体的にノード１０２又はモバイル・ノード１０２と称する）が含まれ、ノード１０２に固定ネットワーク１０４へのアクセスを提供する複数のアクセス・ポイント１０６−１、１０６−２、…１０６−ｎ（全体的にノード１０６又はアクセス・ポイント１０６と称する）を有する固定ネットワーク１０４を含めることができるが、これに制限はされない。固定ネットワーク１０４に、たとえば、コア・ローカル・アクセス・ネットワーク（ＬＡＮ）と、他のアドホック・ネットワーク、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、及びインターネットなどの他のネットワークへのアクセスをネットワーク・ノードに提供する複数のサーバ及びゲートウェイを含めることができる。ネットワーク１００に、他のノード１０２、１０６、又は１０７の間でデータ・パケットをルーティングする複数の固定ルータ１０７−１から１０７−ｎ（全体的にノード１０７又は固定ルータ１０７と称する）も含めることができる。この議論において、上で述べたノードを、集合的に「ノード１０２、１０６、及び１０７」又は単に「ノード」と呼ぶことができることに留意されたい。
【００１８】
当業者が理解できるように、ノード１０２、１０６、及び１０７は、メイヤー（Ｍａｙｏｒ）の米国特許第５，９４３，３２２号明細書並びに上で参照した米国特許出願第０９／８９７，７９０号明細書、米国特許出願第０９／８１５，１５７号明細書、及び米国特許出願第０９／８１５，１６４号明細書に記載されているように、互いに直接に、又はノード間で送信されるパケットのルータとして動作する１つ又は複数の他のノード１０２、１０６、及び１０７を介して、通信することができる。
【００１９】
図２からわかるように、各ノード１０２、１０６、及び１０７に、コントローラ１１２の制御の下でノード１０２、１０６、及び１０７との間で、パケット化された信号などの信号を送信し、受信することができる、アンテナ１１０に結合されたトランシーバ１０８が含まれる。さらに、トランシーバ及びコントローラは、下で詳細に説明するように、送信電力レベル及び持続時間を監視し、調整することができる。そのような送信のパケット化されたデータ信号に、たとえば、音声、データ、又はマルチメディア情報と、ルーティング情報及び更新情報などのパケット化された制御情報を含めることができる。
【００２０】
各ノード１０２、１０６、及び１０７に、さらに、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）など、とりわけそれ自体及びネットワーク１００内の他のノードに関するルーティング情報を保管できる、メモリ１１４が含まれる。ノード１０２、１０６、及び１０７は、新しいノードがネットワークに入る時、又はネットワーク内の既存ノードが移動する時など、さまざまなインターバルでブロードキャスティング機構を介して互いにめいめいのルーティング情報（ルーティング・アドバタイズメント又はルーティング・テーブル情報と称する）を周期的に交換する。
【００２１】
図２にさらに示されているように、あるノード、特にモバイル・ノード１０２に、ホスト１１６を含めることができ、このホスト１１６は、ノートブック・コンピュータ端末、携帯電話機ユニット、モバイル・データ・ユニット、又は他の適当なデバイスなどの任意の個数のデバイスからなるものとすることができる。各ノード１０２、１０６、及び１０７に、インターネット・プロトコル（ＩＰ）及びアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）（その目的は、当業者が簡単に理解することができる）を実行するのに適当なハードウェア及びソフトウェアも含まれる。伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）及びユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）を実行するのに適当なハードウェア及びソフトウェアも、含めることができる。さらに、各ノードに、下で詳細に示すメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを実行するのに適当なハードウェア及びソフトウェアが含まれる。
【００２２】
前に述べたように、モバイル・ノード１０２に、ラップトップ・コンピュータ又はハンドヘルド携帯電話機など、任意の数のデバイスを含めることができる。これらのデバイスの多くの場合に、電界／磁界に関する懸念が、人体の近くで使用されるハンドヘルド・デバイス及びポータブル・デバイスに関する比吸収率（ＳＡＲ）限度など、最適安全動作に関するガイドラインの作成につながった。
【００２３】
下で説明する本発明の実施形態では、適用される時にデバイス又はモバイル・ノードがＳＡＲ限度を満たすことを保証する、デバイスでのデューティ・サイクル制限に関するＭＡＣプロトコルを開示する。上で参照したＦＣＣ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、表題「Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ  ｗｉｔｈ  ＦＣＣ  Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｕｍａｎ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｔｏ  Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ」、Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  Ｃ  ｔｏ  ＯＥＴ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ６５に記載されているように、低電力デバイスのＳＡＲ評価は、組織媒体内部の電界測定又は組織モデルを使用する計算方法のいずれかによって達成することができる。どちらの場合でも、ＳＡＲは、下の式（１）に従って決定される。
【００２４】
【数１】
2005529561.tif 000003
【００２５】
ここで、Ｅは、測定された又は計算されたＲＭＳ電界、σは組織の導電率、ρは組織の質量密度である。当業者に既知のように、ＳＡＲは、組織内の特定の位置での単位質量あたりのエネルギ吸収のレートの測定値である。ＳＡＲは、Ｗ／ｋｇ又はｍＷ／ｇｍなどの単位で表すことができる。
【００２６】
本発明の実施例によれば、ＭＡＣプロトコルによって、送信器又はトランシーバ１０８の「オン時間」の測定値及びＳＡＲの測定に使用される時間ウィンドウ内のＲＦトランシーバの「オン時間」に対する送信電力の積分が使用される。このオン時間値及び電力積分は、ＳＡＲを許容可能なレベル以下に保つ、式（１）で使用されるＥ値を維持するのに使用され、Ｅは、下の式（２）に従って決定することができる。
【００２７】
【数２】
2005529561.tif 000004
ここで、ｔ１−ｔ０は、使用中のトランシーバ１０８の「オン時間」を表し、Ｐは、送信電力レベルを表し、Ｅは、ＳＡＲ計算に使用される時間間隔に対する送信電力の積を表す。最大「オン時間」は、入力データ又はネットワーク状態に依存せず、ＳＡＲ測定に使用されるＳＡＲ平均化ウィンドウと同一の長さ又はそれより時間的に短いスライディング・ウィンドウ内の電力時間積として測定される。
【００２８】
本発明の第１の実施例では、ある所定のウィンドウに対する積分された電力に依存して、ＭＡＣプロトコルは、自動送信制御プロトコル（ＡＴＰ）に、ＳＡＲを許容可能レベル以下に維持するために送信電力レベルＰを増減させる。ＡＴＰの機能に、ユニキャスト送信及びブロードキャスト送信の適当な電力レベルを計算することが含まれる。ＡＴＰを含む機能のライブラリは、ローカル隣接ノード及び必要電力レベルを記憶し、呼び出される時に、この情報を論理リンク・コントロールに提供する。
【００２９】
最大限度を超えずに時間及び電力の所定の最大積分積の中での通信が可能でない場合に、トランシーバ・デューティサイクルが減らされる。この場合に、デューティサイクルは、トランシーバ１０８が送信している、間隔ごとの時間の分数又はパーセンテージと定義され、下の式（３）に従って決定することができる。
【００３０】
【数３】
2005529561.tif 000005
【００３１】
そのような応用例で、ＭＡＣプロトコルは、すべての条件での保証された最大ＳＡＲを有するデバイス動作を可能にする。そのような動作は、緊急時、法律施行、及び消防の応用例で大電力で送信する必要があるラジオに有用である可能性がある。
【００３２】
本発明の第２の実施例で、ＭＡＣプロトコルは、自動送信制御プロトコル（ＡＴＰ）にデューティ・サイクルｔ１−ｔ０を増減させる。本発明の第２の実施例によれば、あるノードに固有の特性又はトランシーバ・デューティ・サイクルに基づく「ソースベース」時間平均化が、ＦＣＣ規則に従ってＳＡＲを減らすことを可能にする。ＦＣＣ  ＯＥＴ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ６４に記載されているように、ラジオ周波数（ＲＦ）エクスポージャの決定において、あるスペクトル拡散送信器によって使用される送信プロトコルによって、ソースベース時間平均化に関してデバイスに資格を与えることができる。適用可能なデューティ・ファクタは、繰り返し可能なデューティ・サイクルを有する信号として、又は送信プロトコルによって識別されるパワー・オフ持続時間を使用するワースト・ケース・デューティ・ファクタの確立によってのいずれかで、ＲＦ出力パワーの「オン」及び「オフ」時間持続時間に従って決定することができる。デバイス使用量、周波数ホッピング、又は他の類似する送信条件に関するデューティ・ファクタは、通常は、ＲＦ評価のためのソースベースの時間平均化ファクタとして許容可能ではない。
【００３３】
ソースベース時間平均化及び比吸収率の詳細は、上で参照した４７  ＣＦＲ  ２．１０９１にある。具体的に言うと、現在のＦＣＣ規則では、時間平均化の規定を、一般的な人口／制御されない環境での消費者による使用を意図されたデバイス通常のエクスポージャの決定に使用してはならないと述べられている。しかし、デバイスの固有の特性又はデューティサイクルに基づく「ソースベース」時間平均化は、許容される。これの実施例が、信号送信に関する時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式などのディジタル技術を使用するデバイスからのエクスポージャの決定である。一般に、最大平均電力レベルを使用して、ＳＡＲ遵守を決定しなければならない。本明細書で提示する本発明の第２の実施例では、ＲＦトランシーバのデューティ・サイクルを制御し、許容可能なレベル以下にＳＡＲを保つために式（２）に示されたｔ１−ｔ０である最大トランシーバ「オン時間」を所定の期間に超えないことを保証するように適合された、ＭＡＣプロトコルが使用される。
【００３４】
この実施例には、ＲＦ送信電力、デューティサイクル、及び他のあらゆるファクタの組合せを調整するのに使用することができる、ＭＡＣプロトコルの一部としての適応伝送制御（ＡＴＰ）が含まれる。時間ウィンドウ内の最大電力時間積を超えようとしている場合に、トランシーバ１０８を「オフ」に、および送信電力を減らす、またはそのいずれかにすることができる。これは、ネットワークでの問題を引き起こす可能性があるが、ＳＡＲ限度を超えないことを保証するように働き、型承認に関する遵守を保証するのに使用することができる。
【００３５】
本発明の第３の実施例では、ＡＴＰを使用して、積分期間に渡る電力時間積がどれほど最大限度を下回るかに応じてモデム・データ・レート及び拡散係数を適応させるのに使用することができる。ＡＴＰは、そうでなければウィンドウ内の電力時間積を超えようとしている時に、リンクを維持しながらデータ・レートを下げることができる。これを達成するために、この実施例では、拡散係数を増やし、ＲＦ出力を下げる。電力時間積の情報は、トラフィックに優先順位を付ける際に、ＭＡＣプロトコルによって使用することができる。
【００３６】
上で説明した実施例は、そうでなければデューティサイクル限度を超える場合に送信を時間的に「バックオフ」するのに使用することができる。また、コンテンション解決バック・オフを、時間ウィンドウ内の電力時間積の関数にすることができる。この実施例では、ＡＴＰを、時間ウィンドウ内の積分された送信エネルギ（ＳＡＲ）に基づくデータ・レート及び送信電力の調整にも使用する。そうでなければ積分されたエネルギ（ＳＡＲ）限度を超える場合にＲＦトランシーバ１０８をオフに切り替えるロジックを、各ノードに含めることができる。この場合に、積分されたエネルギは、選択された積分期間にわたるウィンドウ位置内の送信エネルギを含むウィンドウで積分される。
【００３７】
この実施例は、ある時間ウィンドウでの電力時間積での制限について上位レイヤに知らせることもできる。これは、ハンドヘルド・モードである場合にデバイスを介する他のノードのルーティングを避けるのに使用することができる。また、この実施例は、動作モードに依存する異なる限度を有することができる。たとえば、車両クレードルに接続された時に、同一のデバイスが、ハンドヘルドとして使用されるデバイスより高い電力時間積限度を有することができる。したがって、本発明の実施例のＭＡＣプロトコルを用いると、ＭＡＣプロトコルが、クレードルに配置され、したがってハンドヘルド・モードでない時に異なる形で動作できるようになる。最後に、この実施例を用いると、ＳＡＲ制限が保証されるので、大出力のハンド・ポータブル・デバイスが型承認されることが可能になる。
【００３８】
本発明の少数の例示的実施例だけを、上で詳細に説明したが、本発明の新規の教示及び長所から著しく逸脱せずに、例示的実施例で多数の修正が可能であることを、当業者はすぐに諒解するであろう。したがって、そのような修正のすべてが、定義されるこの発明の範囲に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例による複数のノードを含む、例のアドホック・パケット交換無線通信網を示すブロック図である。
【図２】図１に示された網で使用されるモバイル・ノードの実施例を示すブロック図である。
【図１】
2005529561.tif 000006
【図２】
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【国際調査報告】
2005529561.tif 000008
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