(57)【要約】【課題】本発明は無線デバイスを同期させる方法に関する。【解決手段】無線デバイス３２０はビーコン３２５を受信し、ビーコン３２５のタイミングに基づき自身を同期させる。無線デバイス３２０がビーコン３２５を受信することができない第２の無線デバイス３１０のタイミングに自身を同期させるときは、無線デバイス３２０は強制同期デバイスとして自身をマークし、第１の無線デバイス３２０が強制同期デバイスとして動作していることを示すビーコン３２５を送信する。無線デバイス３２０が強制同期デバイスとしてマークされ、同様に強制同期デバイスとしてマークされる第３のエイリアン無線デバイス３２０からビーコン３２５を受信するものの、ビーコンを受信することができない第４の無線デバイス３１０に同期されるときは、第１及び第３の無線デバイス３２０の少なくとも１つが新規なチャネルに切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイプＡ無線デバイス及びタイプＢ無線デバイスを含む少なくとも２つの異なるタイプの無線デバイスを含むよう構成されるシステムであって、タイプＢ無線デバイスが、第１のフォーマットを持つタイプＡビーコンと、第１のフォーマットとは異なる第２のフォーマットを持つタイプＢビーコンとを送信し、前記第２のフォーマットを持つ前記タイプＢビーコンだけを受信するよう構成され、タイプＡ無線デバイスは、前記第１のフォーマットを持つ前記タイプＡビーコンだけを送信及び受信するよう構成されるシステムにおける、第１のタイプＡ無線デバイスに関するビーコンの同期化方法において、
前記第１のタイプＡ無線デバイスが、１つ又は複数のタイプＢ無線デバイスから少なくとも１つのタイプＡビーコンを受信するとき、最も遅いクロックを持つ前記１つ又は複数のタイプＢ無線デバイスの１つに前記第１のタイプＡ無線デバイスを同期させ、前記第１のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示すタイプＡビーコンを前記第１のタイプＡ無線デバイスから送信するステップと、
前記第１のタイプＡ無線デバイスが、任意のタイプＢ無線デバイスからタイプＡビーコンを受信せず、前記第２のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していないことを示すタイプＡビーコンを第２のタイプＡ無線デバイスから受信するとき、より高速なクロックを持つ前記第１及び第２のタイプＡ無線デバイスのいずれかをより遅いクロックを持つ前記第１及び第２のタイプＡ無線デバイスのいずれかに同期させ、前記第１のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していないことを示すタイプＡビーコンを前記第１のタイプＡ無線デバイスから送信するステップと、
前記第１のタイプＡ無線デバイスが、任意のタイプＢ無線デバイスからタイプＡビーコンを受信せず、前記第２のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示すタイプＡビーコンを第２のタイプＡ無線デバイスから受信するとき、前記第１のタイプＡ無線デバイスを前記第２のタイプＡ無線デバイスに同期させ、前記第１のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスと動作していることを示すタイプＡビーコンを前記第１のタイプＡ無線デバイスから送信するステップと、
前記第１のタイプＡ無線デバイスが、第１のタイプＢ無線デバイスに同期される強制同期デバイスとして動作しており、前記第１のタイプＡ無線デバイスは、外部ネットワークにおける第２のタイプＢ無線デバイスに同期される強制同期デバイスとして前記第２のタイプＡ無線デバイスが動作していることを示すタイプＡビーコンを第２のタイプＡ無線デバイスから受信するとき、前記第１のタイプＡ無線デバイス及び前記第２のタイプＡ無線デバイスのうちの少なくとも１つが動作しているチャネルを切替えるステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記タイプＡ無線デバイスが、前記第２のフォーマットを持つ前記タイプＢビーコンを送信及び受信するよう構成される前記タイプＢ無線デバイスより大きな距離にわたり、前記第１のフォーマットを持つ前記タイプＡビーコンを送信及び受信するよう構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記タイプＡビーコンが、前記タイプＢビーコンに対して使用される誤り訂正コードより堅牢な誤り訂正コードを用いてエンコードされる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記タイプＡ及びタイプＢビーコンが、スーパーフレームの同じビーコン期間内にすべて送信される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記タイプＡ無線デバイスが、指向性アンテナパターンを使用する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
無線ネットワークにおける第１の無線デバイスを同期させる方法において、
第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信するステップと、
前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンのタイミングに基づき、前記第１の無線デバイスを同期させるステップと、
前記第１の無線デバイスが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第２の無線デバイスのタイミングに自身を同期させるときはいつでも、前記第１の無線デバイスを強制同期デバイスとしてマークし、前記第１の無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示す前記第１のタイプのビーコンを前記第１の無線デバイスから送信するステップとを有する、方法。
【請求項７】
前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第２の無線デバイスのタイミングに自身を同期させる前記第１の無線デバイスが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができる第３の無線デバイスのタイミングに自身を同期させる前記第１の無線デバイスを含み、前記タイミングは、前記第２の無線デバイスへと順に同期される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の無線デバイスが、強制同期デバイスとしてマークされ、前記第１の無線デバイスは、前記第１のタイプのビーコンも受信することができる第３のエイリアン無線デバイスから、前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信し、及び前記タイミングが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第４の無線デバイスに同期されるときはいつでも、前記第１及び第３の無線デバイスの１つが新規なチャネルに切り替えるステップを更に有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信するステップが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない複数の無線デバイスから、前記第１のタイプの複数のビーコンを受信するステップを有し、前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンのタイミングに基づき前記第１の無線デバイスを同期させるステップが、最も遅いクロックを持つ前記第１のタイプのビーコンを受信することができない前記複数の無線デバイスの１つに前記第１の無線デバイスを同期させるステップを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
無線ネットワークにおいて動作するよう適合される無線デバイスであって、
送信機と、
受信機と、
クロックとを有し、
前記受信機が、第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信するよう構成され、前記クロックは、前記第１のタイプの前記少なくとも１つのビーコンのタイミングに基づき同期されるよう構成され、
前記クロックが前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第２の無線デバイスに同期されるときはいつでも、前記無線デバイスは、強制同期デバイスとして自身をマークし、前記送信機が、前記無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示す前記第１のタイプのビーコンを送信する、無線デバイス。
【請求項１１】
前記無線デバイスが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができる第３の無線デバイスに前記無線デバイスを同期させることにより、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない前記第２の無線デバイスに自身を同期させ、前記タイミングは、前記第２の無線デバイスに対して順に同期される、請求項１０に記載の無線デバイス。
【請求項１２】
前記無線デバイスが、強制同期デバイスとしてマークされ、前記無線デバイスは、前記第１のタイプのビーコンも受信することができる第３のエイリアン無線デバイスから前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信し、前記タイミングが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第４の無線デバイスに同期されるときはいつでも、前記無線デバイス及び前記第３の無線デバイスの１つが、送信機及び受信機を新規なチャネルへと切り替える、請求項１０に記載の無線デバイス。
【請求項１３】
前記受信機が、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない複数の他の無線デバイスから、前記第１のタイプの複数のビーコンを受信し、前記クロックは、最も遅いクロックを持つ前記第１のタイプのビーコンを受信することができない前記複数の他の無線デバイスの１つに同期されるよう構成され、請求項１０に記載の無線デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第１１９条（ｅ）項の規定により、本出願は、２００７年４月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／９１３，６０９号による優先権利益を主張する。上記仮出願の全体は、あたかも本願明細書に記載されるかのように、本書において参照により含まれる。
【０００２】
本発明は、無線通信デバイス及び方法に関し、より詳細には、無線デバイスにおけるビーコンの同期化方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
中央型の及び分散無線ネットワークの両方において、無線デバイス間で重要な制御情報を伝達するために、ビーコンが広く使われている。例えば、「新規な」無線デバイスがちょうどオンにされるか、又は１つ若しくは複数の他の無線デバイス（例えば、無線アクセスポイント）がすでに動作している領域にちょうど移動されるとき、この「新規な」無線デバイスが他の既存の無線デバイスとの通信を確立することを可能にする重要な情報をこのビーコンは含む。斯かる情報は、無線デバイス間の同期通信、動作チャネル又は周波数、データ通信に関するタイムスロット割当等のためのタイミング情報を含むことができる。
【０００４】
従来、ビーコンを発するデバイスの通信範囲にある任意の無線デバイスがビーコンを受信することができるよう、ビーコンは通常、ブロードキャストされていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、次世代の無線ネットワークにおいて、異なるレベルの複雑さ及びコストを備える無線デバイスが、所与の近接範囲において同じスペクトル資源を共有することが予想される。より高度な機能を持ついくつかの「高度な」無線デバイス（これはおそらくコストが問題にならない用途又は装置において使用される）が、機能の少ない他の「簡単な」無線デバイス（これはおそらくコストがより重要視される用途又は装置において使用される）とスペクトルを共有することが予想される。特に、高度な無線デバイスは、複雑であるが堅牢な通信スキームを用いて通信することができることが予想される。その一方で、簡単な無線デバイスは、より簡単でより堅牢でない通信スキームを用いて通信する。この状況の１つ例は、ＷｉＭｅｄｉａ共通の無線プラットフォームに基づき通信する無線ＵＳＢデバイスにより示される。
【０００６】
しかしながら、これらの高度な無線デバイスが、所与の地理的領域における所与の周波数帯において通信しようとするとき、及び簡単な無線デバイスが、同じ又は重複する地理的領域における同じ又は重複する周波数帯において通信しようとするとき、問題が起きる可能性がある。
【０００７】
図１は、この状況を示す無線デバイスの例示的な配置１００を示す。
【０００８】
配置１００は、１つの高度な無線デバイス（ＡＤ）１２０と同じ領域において重複する周波数帯で動作する２つの簡単な無線デバイス（ＳＤ）１１０を含む。図１に示される配置１００において、高度な無線デバイス１２０は、比較的複雑だがより堅牢なスキームを用いて、制御フレーム又はビーコン１２５を送信する。一方、簡単な無線デバイス１１０は、比較的簡単だがあまり堅牢でないスキームを用いて、制御フレーム又はビーコン１１５を送信する。
【０００９】
しかしながら、簡単な無線デバイス１１０と高度な無線デバイス１２０との間には共存問題が存在する。特に、配置１００において、簡単な無線デバイス１１０は、簡単な無線デバイス１１０の機能が少ないことが原因で、高度な無線デバイス１２０のビーコン１２５を受信又は復号することができない。従って、それらの通信が互いに干渉しないよう、簡単な無線デバイス１１０は高度な無線デバイス１２０と同期することができない場合がある。
【００１０】
従って、１つ又は複数の無線デバイスが１つのタイプのビーコンで動作し、１つ又は複数の他の無線デバイスは別のタイプのビーコンで動作する無線ネットワークにおいて、無線デバイスを同期させる方法を与えることが望ましい。更に、異なるタイプのビーコンを用いるデバイスと斯かる同期化方法を行うことが可能な無線デバイスを与えることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの側面によれば、タイプＡ無線デバイス及びタイプＢ無線デバイスを含む少なくとも２つの異なるタイプの無線デバイスを含むよう構成されるシステムに対する同期化方法が与えられる。タイプＢ無線デバイスは、第１のフォーマットを持つタイプＡビーコンと、第１のフォーマットとは異なる第２のフォーマットを持つタイプＢビーコンとを送信し、上記第２のフォーマットを持つ上記タイプＢビーコンだけを受信するよう構成される。タイプＡ無線デバイスは、上記第１のフォーマットを持つ上記タイプＡビーコンだけを送信及び受信するよう構成される。この方法は、以下のステップを有する。上記第１のタイプＡ無線デバイスが、１つ又は複数のタイプＢ無線デバイスから少なくとも１つのタイプＡビーコンを受信するとき、上記第１のタイプＡ無線デバイスが、最も遅いクロックを持つ上記タイプＢ無線デバイスに同期され、上記第１のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示すタイプＡビーコンを送信する。上記第１のタイプＡ無線デバイスが、任意のタイプＢ無線デバイスから全くタイプＡビーコンを受信せず、上記第２のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示すタイプＡビーコンを第２のタイプＡ無線デバイスから受信するとき、上記第１のタイプＡ無線デバイスは、その後上記第２のタイプＡ無線デバイスに同期され、上記第１のタイプＡ無線デバイスも強制同期デバイスとして動作していることを示すタイプＡビーコンを送信する。上記第１のタイプＡ無線デバイスが、任意のタイプＢ無線デバイスから全くタイプＡビーコンを受信せず、上記第２のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していないことを示すタイプＡビーコンを第２のタイプＡ無線デバイスから受信するとき、より高速なクロックを持つタイプＡ無線デバイスは、より遅いクロックを持つ上記タイプＡ無線デバイスに同期され、上記第１のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していないことを示すタイプＡビーコンを送信する。上記第１のタイプＡ無線デバイスが、第１のタイプＢ無線デバイスに同期される強制同期デバイスとして動作しており、上記第１のタイプＡ無線デバイスは、第２のタイプＢ無線デバイスに同期される強制同期デバイスとして第２のタイプＡ無線デバイスが動作していることを示すタイプＡビーコンを上記第２のタイプＡエイリアン(alien:外部から来た)無線デバイスから受信するとき、上記タイプＡ無線デバイスのうちの少なくとも１つが別のチャネルへ切り替える。
【００１２】
本発明の他の側面によれば、無線ネットワークにおける第１の無線デバイスを同期させる方法が、第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信するステップと、上記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンのタイミングに基づき、上記第１の無線デバイスを同期させるステップと、上記第１の無線デバイスが、上記第１のタイプのビーコンを受信することができない第２の無線デバイスのタイミングに自身を同期させるときはいつでも、上記第１の無線デバイスを強制同期デバイスとしてマークし、上記第１の無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示す上記第１のタイプのビーコンを上記第１の無線デバイスから送信するステップとを有する。
【００１３】
本発明の更に別の側面によれば、無線ネットワークにおいて動作するよう適合される無線デバイスが、送信機と、受信機と、クロックとを有する。上記受信機が、第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信するよう構成され、上記クロックは、上記第１のタイプの上記少なくとも１つのビーコンのタイミングに基づき同期されるよう構成される。上記第１のタイプのビーコンを受信することができない、上記無線ネットワークにおける第２の無線デバイスに上記クロックが同期されるときはいつでも、上記無線デバイスは、強制同期デバイスとして自身をマークし、上記送信機が、上記無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示す上記第１のタイプのビーコンを送信する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】２つの簡単な無線デバイス及び１つの高度な無線デバイスの構成を示す図である。
【図２】無線デバイスのある実施形態の機能的ブロック図である。
【図３】無線システムの１つの例示的な実施形態を示す図である。
【図４】スーパーフレームの１つの例示的な実施形態を示す図である。
【図５】互いの近傍に含まれるビーコンを発するデバイスによるビーコン通信のための、ビーコン期間の１つの例示的な実施形態を示す図である。
【図６】図４のスーパーフレーム及びビーコン期間の１つの例示的な実施形態の詳細表示を示す図である。
【図７】ビーコンフレームペイロードの１つの例示的な実施形態を示す図である。
【図８】デュアルビーコン無線ネットワークにおける無線デバイスを同期させる方法を示す１つの例示的な構成を示す図である。
【図９】デュアルビーコン無線ネットワークにおける無線デバイスを同期させる方法を示す別の例示的な構成を示す図である。
【図１０】デュアルビーコン無線ネットワークにおける無線デバイスを同期させる方法の１つの例示的な実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明が以下、添付の図面を参照してより完全に記載されるだろう。添付図面において、本発明の好ましい実施形態が示される。しかしながら、本発明は、異なる形式において実現されることができ、本願明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきでない。むしろ、これらの実施形態は、本発明の例示的な教示として与えられる。
【００１６】
図２は、無線デバイス２００の機能ブロック図である。当業者により理解されるように、図２に示される様々な「部分」の１つ又は複数は、ソフトウェア制御されたマイクロプロセッサ、ハードワイヤード論理回路又はそれらの組み合わせを用いて物理的に実現されることができる。また、この部分は、説明目的のため図２において機能的に分離されるが、それらは任意の物理的な実現において様々な態様で結合されることができる。
【００１７】
無線デバイス２００は、トランシーバ２１０、プロセッサ２２０、メモリ２３０及びアンテナシステム２４０を含む。
【００１８】
トランシーバ２１０は、受信機２１２、送信機２１４及びクロック２１６を含む。クロック２１６は、受信機２１２、送信機２１４、並びに／又は無線デバイス２００の送信及び受信処理のタイミングを制御するプロセッサ２２０に対して、１つ又は複数のクロック信号を与えることができる。トランシーバ２１０は、無線通信ネットワークの標準的なプロトコルに基づき、無線デバイス２００が無線通信ネットワークにおける他の無線デバイスと通信するための機能を与える。例えば、ある実施形態において、無線デバイス２００は、ＷｉＭｅｄｉａ仕様に基づかれる通信プロトコルを用いて動作するよう構成される無線デバイスである。
【００１９】
プロセッサ２２０は、無線デバイス２００の機能を与えるためにメモリ２３０と連動して１つ又は複数のソフトウェアアルゴリズムを実行するように構成される。有利には、プロセッサ２２０は、無線デバイス２００の様々な機能を行うことを可能にする実行可能ソフトウェアコードを格納する、それ自身のメモリ（例えば、不揮発性メモリ）を含む。代替的に、実行コードは、メモリ２３０に含まれる指定されたメモリ位置に格納されることができる。
【００２０】
図２において、ある実施形態において、アンテナシステム２４０は、指向性アンテナシステムとすることができる。このアンテナシステムは、無線デバイス２００が、複数の方向における他の無線デバイスと通信するため、複数のアンテナビームから選択する機能を与える。ある実施形態において、指向性アンテナシステム２４０は、複数のアンテナを有し、各アンテナは、１つのアンテナビームに対応する。別の実施形態では、指向性アンテナシステム２４９は、複数の異なる方向におけるビームを形成するために複数の異なるアンテナ要素を結合することができる操縦可能アンテナを有する。
【００２１】
図３は、無線システム３００の１つの例示的な実施形態を示す。無線ネットワーク３００は、高度な無線デバイス（ＡＤ）３２０と同じ領域において重複する周波数帯で動作する簡単な無線デバイス（ＳＤ）３１０を含む。簡単な無線デバイス３１０及び／又は高度な無線デバイス３２０は、図２の無線デバイス２００の構造を持つことができる。実例として、高度な無線デバイス３２０は、コンピュータ、携帯電話、個人情報機器（ＰＤＡ）又は無線ネットワークにおいて動作することができる同様な無線デバイスを含むことができる。図３においては、２、３の高度な及び簡単な無線デバイス３２０及び３１０だけが示される点に留意されたい。これは、単に議論を簡単にするためだけに行われる。明らかに、他の多くの高度な及び簡単な無線デバイス３２０及び３１０が存在することができる。更に、全ての高度な無線デバイス３２０が必ずしも互いと同じであるというわけではない点、及び全ての簡単な無線デバイス３１０が必ずしも互いと同じであるというわけではない点に留意されたい。実際、大量の異なるタイプの高度な及び簡単な無線デバイス３２０及び３１０が、システム３００内で使用されることができる。
【００２２】
無線システム３００において、高度な無線デバイス３２０は、比較的複雑だがより堅牢なスキームを用いて、制御フレーム又はビーコン（以下「ＡＤビーコン」と記載する）３２５を送信する。高度な無線デバイス３２０がＥｃｍａメディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを使用する場合、ＡＤビーコン３２５は特定の「タイプＡに対する共通ビーコンモード」を用いて送信されることができる。一方、簡単な無線デバイス３１０は、比較的簡単だがあまり堅牢でないスキームを用いて、制御フレーム又はビーコン（以下「ＳＤビーコン」と記載する）３１５を送信する。簡単な無線デバイス３１０がＥｃｍａＭＡＣプロトコルを使用する場合、ビーコンは特定の「タイプＢに対する共通ビーコンモード」を用いて送信されることができる。
【００２３】
無線システム３００において、簡単な無線デバイス３１０は、ＳＤビーコン３１５を送信及び受信することが可能である。更に、各簡単な無線デバイス３１０は、そのＳＤビーコン３１５に加えてＡＤビーコン３２５を送信することができるが、ＡＤ受信機の複雑さが原因で受信することはできない。明らかなように、これは、高度な無線デバイス３２０が、簡単な無線デバイス３１０の存在及びそれらが使用している通信資源に気づかされることを可能にする。
【００２４】
無線システム３００において、一般に、簡単な無線デバイス３１０は、第１の通信範囲にわたり送信及び／又は受信する。高度な無線デバイス３２０は、第１の通信範囲より大きい第２の通信範囲にわたり送信及び／又は受信する。上記の範囲は、送信信号に関して使用される符号化、インターリービング及び／又は変調フォーマットの複雑さを示すことができる。その場合、高度な無線デバイス３２０は、簡単な無線デバイス３１０より複雑な信号処理能力、及び通常はより多くのコストを必要とする。一般に、高度なデバイスの範囲は、簡単なデバイスの範囲より大きい。
【００２５】
ある実施形態において、高度な及び簡単な無線デバイス３２０及び３１０は、例えばスーパーフレームといった反復する通信パターンを含む通信構造内で通信する。
【００２６】
図４は、高度な及び簡単な無線デバイス３２０及び３１０が通信することができるスーパーフレーム４００の１つの例示的な実施形態を示す。スーパーフレーム４００は、ビーコン期間（ＢＰ）４１０を含む。スーパーフレーム４００が大きさ通りに描かれない点を理解されたい。いくつかの実施形態では、ＢＰ４１０は、全体のスーパーフレーム４００の非常に小さな部分を有する。
【００２７】
ＢＰ４１０が、高度な及び簡単な無線デバイス３２０及び３１０の調整のための、並びに高度な及び簡単な無線デバイス３２０及び３１０によるより好適なスペクトル使用のための、完全に分散された及び自律的な機構を与えることを理解されたい。有利には、このような態様で、ビーコン調整が中央コーディネータに依存しない。
【００２８】
図５は、高度な及び簡単な無線デバイス３２０及び３１０によるビーコンの通信に関する、スーパーフレーム４００におけるＢＰ４１０の１つの例示的な実施形態を示す。ＢＰ４１０は、複数のビーコンスロット５００を有する。各スロットは、高度な無線デバイス３２０若しくは簡単な無線デバイス３１０により送信されるＡＤビーコン３２５、又は簡単な無線デバイス３１０により送信されるＳＤビーコン３１５により占められることができる。後で詳しく述べるように、ある実施形態において、ＢＰ５１０に含まれる高度な又は簡単な無線デバイス３２０又は３１０により送信されるビーコンは、ビーコンパラメタ及び１つ又は複数の情報要素（ＩＥ）を含むことができる。ある実施形態において、ビーコンパラメタは、デバイスアドレス（ＤｅｖＡｄｄｒ）、ビーコンスロット番号等の１つ又は複数を含むことができる。
【００２９】
図６は、図４のスーパーフレーム４００の１つの例示的な実施形態のより詳細な図を示す。図６で分かるように、各ＢＰ４１０は、そのいくつか又は全てがビーコン６１０により占められる複数のビーコンスロット５００を含む。各スロットは、ＡＤビーコン３２５又はＳＤビーコン３１５とすることができる。ある実施形態において、各ビーコン６１０は、プリアンブル６１２、ヘッダ６１４及びビーコンペイロード６１６を含む。図６に図示されるように、ある実施形態において、各ＢＰ４１０の長さは、対応する最大ビーコン期間長まで可変である。また、図５に示されるように、各ビーコンスロット５００は、対応するビーコン長５３２及びガードタイム５３４を有する。
【００３０】
図７は、ビーコンペイロード６１６の１つの例示的な実施形態を示す。ビーコンペイロード６１６は、１つ又は複数のビーコンパラメタ７１０及び１つ又は複数の情報要素７５０を含む。
【００３１】
有利には、ビーコンパラメタ７１０は、ビーコンのパラメタを特定する。例示的なビーコンパラメタ７１０は、デバイス識別子、ビーコンスロット番号及び例えばデバイスが動作しているセキュリティモードといったビーコンデバイス制御パラメタ等を含むことができる。有利には、ビーコンＩＥ７５０は、送信デバイス及び／又は無線システム３００に関する情報を含むことができる、高度な又は簡単な無線デバイス３２０又は３１０により送信されるデータを有する。
【００３２】
ここで、図４〜７に関して上述したスーパーフレーム及びビーコン期間の説明を考慮しつつ、図３のシステム３００に戻る。ここで、それらのビーコンが互いに干渉しないよう、システム３００における無線デバイスが、それらのクロック２１６の同期化レベルを維持しなければならないことが理解されることができる。特に、図５において、デバイス６のクロック２１６がデバイス１のクロック２１６よりかなり高速で実行されることになる場合、何が起きるかを考える。その場合、デバイス１がまだビーコン５００の送信を完了していない時点で、デバイス６はそのビーコン５００を送信し始めることがありえる。すると、ビーコン５００は、衝突し、互いに干渉する。
【００３３】
従って、同期化プロトコルが与えられる。
【００３４】
無線システム３００が簡単な無線デバイス３１０だけを含む第１の場合、簡単な無線デバイス３１０は、互いにそれらのタイミングを同期させるのにＳＤビーコン３１５を使用する。特に、システム３００の近くの新規な簡単な無線デバイス３１０が通信を開始することを望むときはいつでも、その無線デバイスは、通信を始める前に、最初に任意のビーコン６１０（例えば、ＳＤビーコン３１５）を監視(listen)しなければならない。これらのビーコンから、新規な簡単な無線デバイス３１０は、どのビーコンスロット５００が占められるか、及びそのビーコンを送信した対応する簡単な無線デバイス３１０により使用されるタイミングを決定することができる。次に、無線システム３００の新規な簡単な無線デバイス３１０は、無線システム３００において最も遅い簡単な無線デバイス３１０にその動作を同期させる。有利には、全ての簡単な無線デバイス３１０は、システム３００における他の全ての簡単な無線デバイス３１０のＳＤビーコン３１５を監視し、無線システム３００において最も遅いクロック２１６にそれらのクロック２１６を同期させる。
【００３５】
同様に、無線システム３００が高度な無線デバイス３２０だけを含む場合、高度な無線デバイス３２０は、無線システム３００において最も遅いクロック２１６にそれらのクロック２１６を同期させるためＡＤビーコン３２５を使用する。
【００３６】
しかしながら、これらのプロトコルを用いてさえ、システム３００が、簡単な無線デバイス３１０及び高度な無線デバイス３２０の混合を含むとき、更なる問題が生じる。
【００３７】
有利には、この問題に対処するために、高度な無線デバイス３２０に対する同期化プロトコルは、以下のように動作する。
【００３８】
まず、高度な無線デバイス３２０が１つ又は複数の簡単な無線デバイス３１０により送信される１つ又は複数ＡＤビーコン３２５を受信する場合、高度な無線デバイス３２０は、最も遅い簡単な無線デバイス３１０により送信されるＡＤビーコン３２５を介して、最も遅い簡単な無線デバイス３１０に同期させる。その場合、高度な無線デバイス３２０は、「強制同期デバイス」として自身をマークする１つ又は複数のビットをそれ自身のＡＤビーコン３２５（例えば、ビーコンＩＥ７５０）においてセットする。
【００３９】
次に、簡単な無線デバイス３１０からＡＤビーコン３２５を受信していないが、自身で「強制同期デバイス」とマークした１つ又は複数の隣接する高度な無線デバイス３２０を持つ任意の高度な無線デバイス３２０は、斯かる隣接デバイスと同期させ、「強制同期デバイス」としてそれ自身を（例えば、そのビーコン３２５において）マークする。
【００４０】
最終的に、強制同期デバイスとしてマークされた外側のシステム３００から「エイリアンビーコン」を受信する任意の高度な無線デバイス３２０は、動作チャネルを切り替える。
【００４１】
図８は、上述されたデュアルビーコン無線ネットワークにおいて無線デバイスを同期させる方法を示す１つの例示的な装置を示す。
【００４２】
図８は、第１及び第２の簡単な無線デバイス３１０−１及び３１０−２と、第１及び第２の高度な無線デバイス３２０−１及び３２０−２とを示す。
【００４３】
第１及び第２の簡単な無線デバイス３１０−１及び３１０−２は、ＳＤビーコン３１５だけを介して互いに同期させる。第１の高度な無線デバイス３２０−１は、第２の簡単な無線デバイス３１０−２及び第２の高度な無線デバイス３２０−２からＡＤビーコン３２５を受信して、第２の簡単な無線デバイス３１０−２と同期させ、強制同期デバイスとしてそれ自身を（例えば、そのビーコン３２５において）マークする。第２の高度な無線デバイス３２０−２は、第１の簡単な無線デバイス３１０−１及び第１の高度な無線デバイス３２０−１からＡＤビーコン３２５を受信して、第１の簡単な無線デバイス３１０−１と同期させ、強制同期デバイスとしてそれ自身を（例えば、そのビーコン３２５において）マークする。結果として、第１及び第２の簡単な無線デバイス３１０−１及び３１０−２と第１及び第２の高度な無線デバイス３２０−１及び３２０−２とのクロック２１６が、離れてドリフトすることはないだろう。
【００４４】
図９は、デュアルビーコン無線ネットワークにおける無線デバイスを同期させる方法を示す別の例示的な構成を示す。
【００４５】
図９は、第１の、第２の、第３及び第４の簡単な無線デバイス３１０−１〜３１０−４と、第１及び第２の高度な無線デバイス３２０−１及び３２０−２とを示す。
【００４６】
それぞれＳＤビーコン３１５だけを介して、第１の及び第２の簡単な無線デバイス３１０−１及び３１０−２は互いを同期させ、第３及び第４の簡単な無線デバイス３１０−３及び３１０−４は互いを同期させる。
【００４７】
第１の高度な無線デバイス３２０−１は、第２の簡単な無線デバイス３１０−２及び第２の高度な無線デバイス３２０−２からＡＤビーコン３２５を受信し、第２の簡単な無線デバイス３１０−２と同期させ、及びそれ自身を（例えば、そのビーコン３２５において）強制同期デバイスとしてマークする。
【００４８】
第２の高度な無線デバイス３２０−２は、第４の簡単な無線デバイス３１０−４及び第１の高度な無線デバイス３２０−１からＡＤビーコン３２５を受信し、第４の簡単な無線デバイス３１０−４と同期させ、及びそれ自身を（例えば、そのビーコン３２５において）強制同期デバイスとしてマークする。
【００４９】
この場合、第１及び第２の高度な無線デバイス３２０−１及び３２０−２は互いのビーコンを受信することができ、これから、それらは、その第１及び第２の高度な無線デバイス３２０−１及び３２０−２は強制同期デバイスであるが、互いに同期化させられていないことを決定することができる。従って、第１及び第２の高度な無線デバイス３２０−１及び３２０−２は、両方ともチャネルを切替え、第１の、第２の、第３及び第４の簡単な無線デバイス３１０−１〜３１０−４とは異なるチャネル上で通信し、こうしてそれらを干渉しない。次に、新規なチャネル上で、第１及び第２の高度な無線デバイス３２０−１及び３２０−２は、システムが高度な無線デバイス３２０だけを含む上述の場合同様、互いを同期させることができる。
【００５０】
一般において、タイプＡ無線デバイス及びタイプＢ無線デバイスを含むことができるシステムを想定する。タイプＡ無線デバイスは、第１のフォーマットを持つ第１のビーコンだけを送信及び受信するよう構成される。タイプＢ無線デバイスは、第１のフォーマットとは異なる第２のフォーマットを持つ第２のビーコンを送信及び受信するよう構成され、第１のビーコンを送信することもできる。その場合、ビーコンの同期化方法は、以下のように処理される。
【００５１】
第１のタイプＡ無線デバイスが、少なくとも１つのタイプＢ無線デバイスから少なくとも１つの第２のビーコンを受信するとき、第１のタイプＡ無線デバイスは、最も遅いクロックを持つタイプＢ無線デバイスに同期させ、第１のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示す第２のビーコンを送信する。
【００５２】
第１のタイプＡ無線デバイスが任意のタイプＢ無線デバイスから全く第１のビーコンを受信しないが、第２のタイプＡ無線デバイスから第１のビーコンを受信し、この第１のビーコンが第２のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示すとき、第１のタイプＡ無線デバイスは、第２のタイプＡ無線デバイスに同期させ、第１のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示す第２のビーコンを送信する。
【００５３】
第１のタイプＡ無線デバイスが、任意のタイプＢ無線デバイスから全く第１のビーコンを受信しないが、第２のタイプＡ無線デバイスから第１のビーコンを受信し、この第１のビーコンが、第２のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していないことを示すとき、高速なクロックを持つ第１及び第２のタイプＡ無線デバイスのいずれかが、より遅いクロックを持つ他のタイプＡ無線デバイスに同期させ、第１のタイプＡ無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していないことを示す第１のビーコンを送信する。
【００５４】
第１のタイプＡ無線デバイスが、タイプＡ無線デバイスに同期される強制同期デバイスとして動作しており、第１のタイプＡ無線デバイスは、第２のタイプＡ無線デバイスから第１のビーコンを受信し、この第１のビーコンが、第２のタイプＢ無線デバイスに同期される強制同期デバイスとして第２のタイプＡ無線デバイスが動作していることを示し、及び第２のタイプＡ無線デバイスは、エイリアンデバイスとして考えられるとき、タイプＡ無線デバイスの１つは、それが動作しているチャネルを切替える。
【００５５】
図１０は、デュアルビーコン無線ネットワークにおける無線デバイスを同期させる方法１０００の１つの例示的な実施形態を示すフローチャートである。図１０の例において、無線デバイスは、高度な無線デバイス３２０である。
【００５６】
第１のステップ１００５において、高度な無線デバイス３２０が強制同期デバイスとしてマークされるかが決定される。強制同期デバイスでない場合、この方法はステップ１０１０へ進む。強制同期デバイスである場合、この方法は後述するようにステップ１０４０へ進む。
【００５７】
ステップ１０１０において、高度な無線デバイス３２０は、それが任意の簡単な無線デバイス３１０から任意の新規なＡＤビーコン３２５を受信するかどうかを決定する。受信する場合、この方法はステップ１０１５へ進む。受信しない場合、この方法は、後述するようにステップ１０２０へ進む。
【００５８】
ステップ１０１５において、高度な無線デバイス３２０は、ビーコンが受信された最も遅い簡単な無線デバイス３１０に対してそれ自身を同期させる。次に、高度な無線デバイス３２０は、強制同期デバイスとしてそれ自身をマークする。その後、この方法は、ステップ１０４０へ進む。
【００５９】
ステップ１０２０において、高度な無線デバイス３２０は、別の高度な無線デバイス３２０から任意のＡＤビーコン３２５を受信するかを決定する。受信する場合、この方法はステップ１０２５へ進む。受信しない場合、この方法はステップ１０１０に戻る。
【００６０】
ステップ１０２５において、高度な無線デバイス３２０は、ＡＤビーコン３２５が他の高度な無線デバイスが強制同期デバイスであることを示すかどうかを決定する。示す場合、この方法はステップ１０３０へ進む。示さない場合、この方法はステップ１０３５へ進む。
【００６１】
ステップ１０３０において、高度な無線デバイス３２０は、強制同期デバイスとしてマークされる他の無線デバイス３２０に対してそれ自身を同期させ、強制同期デバイスとしてそれ自身をマークする。その後、この方法はステップ１０４０へと続く。
【００６２】
ステップ１０３５において、高度な無線デバイス３２０は、強制同期デバイスとしてそれ自身をマークすることなしに最も遅い高度な無線デバイス３２０に対してそれ自身を同期させ、この方法はステップ１０１０に戻る。
【００６３】
ステップ１０４０において、高度な無線デバイス３２０は、任意の簡単な無線デバイス３１０から任意の新規なＡＤビーコン３２５を受信するかどうかを決定する。受信する場合、この方法はステップ１０４５へ進む。受信しない場合、この方法は後述するようにステップ１０５０へ進む。
【００６４】
ステップ１０４５において、高度な無線デバイス３２０は、ビーコンが受信される最も遅い簡単な無線デバイス３１０にそれ自身を同期させる。その後、この方法はステップ１０５０へ進む。
【００６５】
ステップ１０５０において、高度な無線デバイス３２０は、別の高度な無線デバイス３２０から任意のＡＤビーコン３２５を受信するかどうかを決定する。受信する場合、この方法はステップ１０５５へ進む。受信しない場合、この方法はステップ１０４０に戻る。
【００６６】
ステップ１０５５において、高度な無線デバイス３２０は、他の高度な無線デバイス３２０が「外部」無線ネットワークからの強制同期デバイスであることをＡＤビーコン３２５が示すかどうかを決定する。これにより、他の高度な無線デバイス３２０は、異なる簡単な無線デバイス３１０に強制同期される。示す場合、この方法はステップ１０６０へ進む。示さない場合、この方法はステップ１０４０に戻る。
【００６７】
ステップ１０６０において、高度な無線デバイス３２０は、異なる簡単な無線デバイス３１０に強制同期される他の高度な無線デバイス３２０と同期されていないと決定する。その場合、少なくとも１つの高度な無線デバイス３２０が動作チャネルを切替える。
【００６８】
好ましい実施形態が本願明細書に開示されるが、本発明の概念及び範囲に含まれる多くの変形例が可能である。斯かる変形例は、本願明細書、図面及び請求項を読めば、当業者には明らかであろう。従って、添付の請求項の精神及び範囲を除けば、本発明は何ら限定されることはない。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年4月27日(2011.4.27)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークにおける第１の無線デバイスを同期させる方法において、
第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信するステップと、
前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンのタイミングに基づき、前記第１の無線デバイスを同期させるステップと、
前記第１の無線デバイスが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第２の無線デバイスのタイミングに自身を同期させるときはいつでも、前記第１の無線デバイスを強制同期デバイスとしてマークし、前記第１の無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示す前記第１のタイプのビーコンを前記第１の無線デバイスから送信するステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第２の無線デバイスのタイミングに自身を同期させる前記第１の無線デバイスが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができる第３の無線デバイスのタイミングに自身を同期させる前記第１の無線デバイスを含み、前記タイミングは、前記第２の無線デバイスへと順に同期される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の無線デバイスが、強制同期デバイスとしてマークされ、前記第１の無線デバイスは、前記第１のタイプのビーコンも受信することができる第３のエイリアン無線デバイスから、前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信し、及び前記タイミングが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第４の無線デバイスに同期されるときはいつでも、前記第１及び第３の無線デバイスの１つが新規なチャネルに切り替えるステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信するステップが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない複数の無線デバイスから、前記第１のタイプの複数のビーコンを受信するステップを有し、前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンのタイミングに基づき前記第１の無線デバイスを同期させるステップが、最も遅いクロックを持つ前記第１のタイプのビーコンを受信することができない前記複数の無線デバイスの１つに前記第１の無線デバイスを同期させるステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
無線ネットワークにおいて動作するよう適合される無線デバイスであって、
送信機と、
受信機と、
クロックとを有し、
前記受信機が、第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信するよう構成され、前記クロックは、前記第１のタイプの前記少なくとも１つのビーコンのタイミングに基づき同期されるよう構成され、
前記クロックが前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第２の無線デバイスに同期されるときはいつでも、前記無線デバイスは、強制同期デバイスとして自身をマークし、前記送信機が、前記無線デバイスが強制同期デバイスとして動作していることを示す前記第１のタイプのビーコンを送信する、無線デバイス。
【請求項６】
前記無線デバイスが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができる第３の無線デバイスに前記無線デバイスを同期させることにより、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない前記第２の無線デバイスに自身を同期させ、前記タイミングは、前記第２の無線デバイスに対して順に同期される、請求項５に記載の無線デバイス。
【請求項７】
前記無線デバイスが、強制同期デバイスとしてマークされ、前記無線デバイスは、前記第１のタイプのビーコンも受信することができる第３のエイリアン無線デバイスから前記第１のタイプの少なくとも１つのビーコンを受信し、前記タイミングが、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない第４の無線デバイスに同期されるときはいつでも、前記無線デバイス及び前記第３の無線デバイスの１つが、送信機及び受信機を新規なチャネルへと切り替える、請求項５に記載の無線デバイス。
【請求項８】
前記受信機が、前記第１のタイプのビーコンを受信することができない複数の他の無線デバイスから、前記第１のタイプの複数のビーコンを受信し、前記クロックは、最も遅いクロックを持つ前記第１のタイプのビーコンを受信することができない前記複数の他の無線デバイスの１つに同期されるよう構成され、請求項５に記載の無線デバイス。
【外国語明細書】
2011182444000001.pdf