(57)【要約】  本発明の実施例は、ネットワークチャンネル特性の測定値を検出し、適用するシステムおよび方法を含む。
2007516662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）代表的なデバイス通信のために特定のネットワークデバイスにネットワークバンド幅を割り当てること、
ｂ）前記デバイスのうちの少なくとも１つから前記ネットワークにおいて通信送信信号を一斉送信すること、
ｃ）前記一斉送信デバイスを除くネットワークデバイスで前記通信送信信号を受信すること、
ｄ）ネットワークチャンネル特性を決定するように、前記通信送信信号を使用することから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネルを測定するための方法。
【請求項２】
前記受信デバイスにより前記通信送信信号の通信コンテントを復号しない、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記バンド幅の割り当てが、タイムスロットを割り当てることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記バンド幅の割り当てが、トーンおよびタイムスロットを割り当てることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
競合期間中に前記一斉送信を実行する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
無競合期間中に前記一斉送信を実行する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
ａ）送信時間により送信デバイスを識別できるよう特定のネットワークデバイスにネットワークバンド幅を割り当てること、
ｂ）前記ネットワーク上の前記デバイス間で代表的な通信送信信号を一斉送信すること、
ｃ）送信信号を一斉送信するデバイスを除くネットワークデバイスで前記通信送信信号を受信すること、
ｄ）前記一斉送信デバイスと前記受信デバイスとの間でネットワークチャンネル特性を決定するように前記通信送信信号を使用することから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネルを測定するための方法。
【請求項８】
前記受信デバイスにより前記通信送信信号の通信コンテントを復号しない、請求項７記載の方法。
【請求項９】
ａ）コンピュータネットワークのために中央コーディネータ（ＣＣｏ）を設定すること、
ｂ）前記ＣＣｏにおいて、無競合期間中に代表的なデバイス通信を行うために、特定のネットワークデバイスからのネットワークバンド幅のためのリクエストを受け入れること、
ｃ）前記ネットワークデバイスに対し、周波数トーンおよびタイムスロットを割り当てること、
ｄ）割り当てられたトーンおよびタイムスロット内において、送信デバイスから意図する受信デバイスへ代表的な通信送信信号を一斉送信すること、
ｅ）前記一斉送信デバイスを除くネットワークデバイスにて、前記通信送信信号を受信すること、
ｆ）ネットワークチャンネル特性を決定するように、前記通信送信信号を使用することから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネル特性を測定するための方法。
【請求項１０】
前記送信信号に割り当てられたトーンおよびタイムスロットにより前記送信デバイスを識別することを更に含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記ネットワークチャンネル特性を前記ＣＣｏに送信することを更に含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
ａ）送信デバイスから意図する受信側デバイスへネットワーク通信メッセージを一斉送信すること、
ｂ）前記通信メッセージの通信コンテントを受信する意図がない第３のデバイスにて前記一斉送信された通信メッセージを受信すること、
ｃ）前記送信デバイスと前記第３デバイスとの間のネットワークチャンネル特性を決定するために前記通信メッセージを使用することから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネルの特性を測定するための方法。
【請求項１３】
前記第３デバイスが前記通信メッセージのコンテントにアクセスできない、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記通信メッセージのコンテントは暗号化されるが、前記送信デバイスと前記一斉送信されたメッセージを受信する別のデバイスとの間のチャンネル特性を測定するために、前記メッセージはまだ使用できるようになっている、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
ａ）ネットワークデバイスからのバンド幅リクエストを受信し、前記ネットワークデバイスにバンド幅を割り当てる中央ネットワークコーディネータ（ＣＣｏ）を設定すること、
ｂ）前記ＣＣｏがネットワークチャンネル特性の測定（ＮＣＣＭ）送信のためのリクエストと他の送信のためのリクエストを区別するバンド幅割り当てのための優先順位システムを実現すること、
ｃ）ネットワーク条件が検出されたときに前記ＮＣＣＭ送信へ優先順位を割り当てることから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネル特性測定の送信のスケジュールを定めるための方法。
【請求項１６】
前記割り当てられる優先順位が低い優先順位であり、前記ネットワーク条件がアクティブ接続のためのＱｏＳ条件である、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記割り当てられる優先順位が高い優先順位であり、前記ネットワーク条件が最終ＮＣＣＭ送信からの時間である、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記割り当てられる優先順位が高い優先順位であり、前記ネットワーク条件がグロスのチャンネルの破壊である、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記割り当てられる優先順位が高い優先順位であり、前記ネットワーク条件が高いチャンネルダイナミックスの履歴の記録である、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記割り当てられる優先順位が低い優先順位であり、前記ネットワーク条件が低いチャンネルダイナミックスの履歴の記録である、請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
前記割り当てられる優先順位が低い優先順位であり、前記ネットワーク条件がペンディング中のバンド幅リクエストのための高いＱｏＳ条件である、請求項１５記載の方法。
【請求項２２】
前記割り当てられる優先順位が高い優先順位であり、前記ネットワーク条件がＮＣＣＭ送信と他の送信とを組み合わせることができない能力である、請求項１５記載の方法。
【請求項２３】
前記割り当てられる優先順位が低い優先順位であり、前記ネットワーク条件がＮＣＣＭと別の送信との組み合わせの完了に成功したことである、請求項１５記載の方法。
【請求項２４】
前記割り当てられる優先順位が高い優先順位であり、前記ネットワーク条件が既知の周期的なチャンネルの破壊である、請求項１５記載の方法。
【請求項２５】
前記既知の周期的なチャンネルの破壊が生じる前に前記優先順位を割り当て、前記破壊が収まるまで前記優先順位が有効なままである、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
ａ）第１ネットワークデバイスからネットワークにてメッセージを一斉送信すること、
ｂ）前記メッセージを第２ネットワークデバイスで受信すること、
ｃ）前記メッセージを使ってネットワークチャンネル特性測定値（ＮＣＣＭ）を決定すること、
ｄ）割り当てに利用できるチャンネルのみのための前記ＮＣＣＭを前記ネットワーク上でレポートすることから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネル測定結果をレポートするための方法。
【請求項２７】
前記決定することが、割り当てのために利用できるチャンネルの特性しか測定しない、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
ａ）中央ネットワークコーディネータ（ＣＣｏ）からネットワークにてメッセージを一斉送信すること、
ｂ）前記メッセージをネットワークデバイスで受信すること、
ｃ）前記メッセージを使ってネットワークチャンネル特性測定値（ＮＣＣＭ）を決定すること、
ｄ）割り当てに利用できるチャンネルのみのための前記ＮＣＣＭを前記ＣＣｏへレポートすることから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネル測定結果をレポートするための方法。
【請求項２９】
前記決定することが、割り当てのために利用できるチャンネルの特性しか測定しない、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
ａ）該ネットワークの一部でないデバイスから該ネットワークに加わるためのリクエストをネットワークの中央コーディネータ（ＣＣｏ）で受信すること、
ｂ）割り当てに利用できるネットワークチャンネルのみのために、前記デバイスが決定したネットワークチャンネル特性の測定データを前記ＣＣｏで受信すること、
ｃ）前記測定データが別の接続をサポートするときに、前記デバイスへのネットワークのアクセスを許可すること、
ｄ）前記測定データが他の接続をサポートしないときに、前記デバイスへのネットワークのアクセスを拒否することから成ることを特徴とする、低いレイテンシでネットワーク接続を設定するための方法。
【請求項３１】
前記測定データがチャンネル条件を計算するのにＣＣｏが使用できる未処理データを含む、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記測定データが前記デバイスで計算された最終チャンネル条件データを含む、請求項３０記載の方法。
【請求項３３】
ａ）潜在的ネットワークデバイスでネットワーク中央コーディネータ（ＣＣｏ）からのビーコン送信信号を受信すること、
ｂ）前記潜在的ネットワークデバイスから前記ネットワークに加わるためのリクエストを前記ＣＣｏに送ること、
ｃ）割り当てに利用できるネットワークチャンネルのみのためのネットワークチャンネル特性測定データを前記潜在的ネットワークデバイスで決定すること、
ｄ）前記ネットワークチャンネル特性データを前記ＣＣｏへ送ること、
ｅ）前記測定データが別の接続をサポートするときに、前記潜在的ネットワークデバイスにおいて、ネットワークアクセスの許可を受信すること、
ｆ）前記測定データが他の接続をサポートしないときに、前記デバイスにてネットワークアクセスの拒否を受信することから成ることを特徴とする、低いレイテンシでネットワーク接続を設定するための方法。
【請求項３４】
前記測定データがチャンネル条件を計算するのにＣＣｏが使用できる未処理データを含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記測定データが前記デバイスで計算された最終チャンネル条件データを含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
前記ネットワークチャンネル特性データが前記ビーコン送信に基づくものである、請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
ａ）ネットワーク中央コーディネータ（ＣＣｏ）から周期的に一斉送信されるビーコン送信信号を受信すること、
ｂ）前記ビーコン送信信号に基づき、ネットワークチャンネル特性測定値（ＮＣＣＭ）を決定すること、
ｃ）連続するビーコン送信信号に基づき、ＮＣＣＭを比較することによりチャンネル特性の変化を検出すること、
ｄ）前記ＣＣｏにチャンネル特性変化メッセージを送り、前記チャンネル特性変化を前記ＣＣｏが補償できるようにすることから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネルにおける変化を検出するための方法。
【請求項３８】
前記変化メッセージがバンド幅の再割り当てのための命令を含む、請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
ａ）ネットワーク中央コーディネータ（ＣＣｏ）から周期的にビーコン送信信号を一斉送信すること、
ｂ）前記ビーコン送信信号に基づき、ネットワークデバイスからネットワークチャンネル特性測定値（ＮＣＣＭ）を受信すること、
ｃ）前記デバイスが連続するビーコン送信信号に基づき、ＮＣＣＭを比較することによりチャンネル特性変化を検出したときに、前記ネットワークデバイスからチャンネル特性変化メッセージを受信すること、
ｄ）前記チャンネル特性変化を補償することから成ることを特徴とする、ネットワークチャンネルにおける変化を検出するための方法。
【請求項４０】
ＮＣＣＭの周波数を増すことにより、前記補償を実行する、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
ＮＣＣＭの優先順位を高めることにより、前記補償を実行する、請求項３９記載の方法。
【請求項４２】
前記補償が、デバイスに割り当てられたＱｏＳレベルに基づくデバイス固有のものである、請求項３９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願とのクロスレファレンス）
本願は、ダニエル・Ｊ・パーク、ディーパク・アヤガリ、ジョージ・Ｍ・ペポニデスおよびジェームス・Ｅ・ペトラノビッシュを発明者とし、２００３年１１月７日に出願された「チャンネル推定測定のためのネットワークバンド幅の最適化」を発明の名称とする米国仮特許出願第60/518,237号の権利を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
広い周波数バンドにわたってデータを送信する通信システムでは、周波数バンドを多数のサブチャンネル（またはトーン）にセグメント化することが有効であることが多い。これらサブチャンネルの各々は発信元デバイスから送信先デバイスへ送られる情報全体の一部を搬送する。
【０００３】
異なるサブチャンネルの各々で送信されるデータの比率は、サブチャンネルのデータ搬送容量のようなファクターに基づいて構成されることが多い。１つのサブチャンネルのデータ搬送容量はサブチャンネルのバンド幅および物理的信号条件に関連している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力ライン通信システムのような通信システムおよびその他のシステムでは、２つのデバイスの間の接続に割り当てられているサブチャンネルの組でのスループットを最大化することが望ましい。サブチャンネルが搬送できる情報量を最大にするには、システムはチャンネルを測定することによりチャンネルの伝達関数の特性を定めなければならない。これら測定値として、信号対ノイズ比（ＳＮＲ：signal to noise ratio）、チャンネル誤り率（例えばビット誤り率、シンボル誤り率、パケット誤り率）、位相ノイズおよび隣接チャンネル間干渉のような属性を挙げることができるが、これらだけに限られるものではない。
【０００５】
サブチャンネルでの測定をするために通信システムはこの目的のためにあるパーセントの送信時間またはその他のネットワークリソースを割り当てできる。従って、チャンネル測定値はデータを搬送するためのチャンネルの能力に否定的な影響を与え得る（バンド幅を狭くする）。しかしながら、チャンネルバンド幅の真の利益は、個々のサブチャンネルのスループットを最大にするのに測定値を使用することにより、チャンネルから得られる性能が増大することに起因し、肯定的となることが予想される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例はネットワークのチャンネルの特性の測定およびチャンネル割り当てのためのシステムおよび方法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
添付図面に関連し、本発明の次の詳細な説明を検討すれば、本発明の上記およびそれ以外の目的、特徴および利点についてより容易に理解できよう。
【０００８】
公知のシステム、例えばホームプラグ（HomePlug）バージョン1.0は、チャンネル推定と称されるプロセスにより、デバイス間の通信チャンネルの性能を測定する。このプロセスでは、発信元局は送信先局が（リクエストメッセージで）チャンネルの性能を測定し、その測定結果を発信元局へ返すことをリクエストできる。この結果得られる情報は、チャンネルの推定されるより効率的な利用率で更に送信を行うのに使用される。ソースデバイスによるチャンネル推定リクエストの送信はチャンネルバンド幅を使用する。チャンネル推定のために使用されるこのバンド幅はユーザートラヒックを搬送するのに利用できるバンド幅を狭くし、このことはアクティブ接続のクオリティオブサービス（ＱｏＳ：Quality of Service）条件を満たすシステムの能力に悪影響を与え得る。
【０００９】
共用媒体、例えば居住者用電力ラインを利用する通信システム内のデバイスは、２つのデバイスのいずれか（発信元または送信先デバイス）からの要求でチャンネルの性能を推定する。チャンネル推定リクエストおよび応答の相対的優先順位はローカルトラヒックに対し、デバイスにより管理できる。すなわちチャンネル推定トラヒックはデバイスが知識を有する他のトラヒックに対し、優先順位を高めたり、低くしたりすることができる。他のデバイス間のトラヒックの相対的優先順位および当該２つのデバイス間のチャンネル推定トラヒックは、共用チャンネルに対するアクセスをするためにトラヒックが競合するときに適用されるグローバル優先順位を設定することによって管理できる。再びチャンネル推定トラヒックはチャンネル推定プロセスに関与しないデバイス間の接続のＱｏＳ条件を満たすためのネットワークの能力に影響し得る。
【００１０】
発信元局がユーザートラヒックの送信先局へ送信する際に最も効率的なチャンネルの符号化を利用できるように、チャンネル推定結果を送信先局から発信元局へ送ることができる。チャンネル条件がダイナミックであるときには、送信先局は新しい符号化が必要な程度にチャンネル条件が大幅に変化したことを、発信元局に通知しなければならない。一般に、送信先局は発信元局からの送信の受信の質をモニタしており、受信の質が悪くなるか、または良好となるように大幅に変化した場合、送信先局は新しい符号を使用するか、または新しいチャンネル推定手順を開始する旨の通知を発信元局に送る。このようなチャンネル条件の変化の通知は一般に発信元デバイスと送信先デバイスのペアの間で交換される。
【００１１】
本発明の実施例は電力ラインネットワークシステム、無線ネットワークシステムまたは他のタイプのネットワークシステムの一部として実現できる。図１にはネットワークの一例が示されており、このネットワーク例ではネットワークデバイス２、４、６、１０および１２は通信メディア８を介して通信を行う。計算デバイス２、４、６、１０および１２は、代表的なデスクトップコンピュータ、ポータブルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡｓ）、プリンタ、多機能周辺機器（ＭＦＰｓ）、携帯電話およびその他の多くのデバイスを含むことができる。これら実施例では、処理能力を有する実質的に任意のネットワークデバイス２、４、６、１０および１２は、中央コーディネータ（ＣＣｏ：Central Coordinator）の機能を実行できる。
【００１２】
これら実施例のうちの一部のネットワークでは、デバイス間の通信チャンネルがサウンディングと称される手順において各受信側デバイスで特徴を定めることができる。このサウンディングプロセスの結果は、中央コーディネータ（ＣＣｏ）と称される中央デバイスへ送ることができ、この中央デバイスにおいてチャンネル条件のネットワークのワイドなビューを維持できる。
【００１３】
システムの一例では、４ＭＨｚ〜２８ＭＨｚの周波数バンドを６１４のサブチャンネルに分割することができ、サブチャンネルはＣＣｏにより別々に接続へ割り当てることができる。ＣＣｏは時間を１３３ミリ秒のフレームに分割することもでき、フレームは更に２５６のタイムスロットに分割できる。各フレームのタイムスロット０はＣＣｏからネットワークで上の他のすべてのデバイスへのビーコン送信を含むことができる。このビーコンはフレーム内のスケジュールが定められた各送信への発信元デバイスの割り当てを含む制御メッセージを含むことができる。このシステム例ではＣＣｏはデータを送信させるデバイスへの一組のトーンおよびタイムスロットを割り当てることにより、ネットワークへのアクセスを制御できる。
【００１４】
参考文献、パワーライン通信（ＰＬＣ：Power Line Communications）ＡＶ、アバランシェプロトコル仕様；バージョン0.4.1（２００３年１０月８日）に詳細に記載されているアバランシェＰＬＣとして知られるネットワークシステム例を参照し、本発明の実施例について説明できる。
【００１５】
本発明の一部の実施例では、２つのデバイス間のチャンネル条件の推定は便宜的に、およびチャンネルでのＣＣｏの命令の双方で実行できる。セレクト一斉送信が行われるとき、またはあるインターバルで１つのデバイスがネットワークで一斉送信するときはいつも、便宜的測定を行うことができる。一斉送信はユーザー情報の伝達のために行うだけでなく、デバイスの発見プロセスの一部としても行うことができる。チャンネル推定を除く目的のために、すべてのデバイスがネットワークで周期的に一斉送信すること、および受信側デバイスはこれら一斉送信でチャンネル測定をすることができるので、チャンネル推定単独のためのネットワークのバンド幅は狭くなるか、またはなくなる。
【００１６】
次に、図２を参照し、本発明の一部の実施例を説明できる。これら実施例ではネットワークデバイスはどのデバイスが指定されたトーンおよびタイムスロットを使用できるかを指定するバンド幅割り当てスケジュールを受信２０する。これらスケジュールにより任意のネットワークデバイスは所定の時間および周波数で、ネットワークでどのデバイスが送信中であるかを識別できる。ネットワークデバイスは次に一斉送信された通信送信信号を受信２２する。すなわち、この通信信号はデバイス間の通信用の通信メッセージであって、主にネットワークサウンディング、またはチャンネル特性測定のためのものではない。通信送信信号が一旦受信されると、スケジュール２０またはその他の方法を使って一斉送信者、すなわち送信中のデバイスを識別２４できる。発信元の送信デバイスが識別され、送信信号が受信された場合、受信側デバイスはこのデータを使ってネットワークチャンネルの特徴を測定２６できる。
【００１７】
図３を参照し、本発明の別の実施例について説明できる。これら実施例では、中央コーディネータ（ＣＣｏ）またはその他の方法のいずれかにより、特定のネットワークデバイスにバンド幅が割り当てられる３０。次に、割り当てに従って一斉送信メッセージを含む代表的なネットワークトラヒックが送信３２される。意図する受信者だけでなく、ネットワーク上の他のデバイスによっても、これら一斉送信されたメッセージが受信３４される。一斉送信デバイスはバンド幅割り当てスケジュールまたはその他の情報により、すべての受信者によって識別３６される。一斉送信された発信元が識別されると、ネットワークデバイスはメッセージを使ってネットワークチャンネル特性３８を決定できる。
【００１８】
図４および５に示されるような本発明の一部の実施例では、ＣＣｏを確立４０し、ネットワークデバイスからＣＣｏによりバンド幅に対するリクエストを受け入れる４２。その際、ＣＣｏはバンド幅をリクエストデバイスに割り当てる４４。そして、デバイスは割り当てに応じてメッセージを送信し４６、ネットワークデバイスはこれらのメッセージを受け取る４８。割り当てスケジュール内の情報により各メッセージの発信元をアサート５０できる。発信元および送信先が分かっている場合、これらメッセージを使って特定のデバイス間のネットワークチャンネルの特性を測定できる５２。図５に示されるように、ＣＣｏによりネットワークチャンネル特性が維持されると、ネットワークデバイスはそれらの測定値をＣＣｏにレポートできる５４。
【００１９】
多くの実施例では、ネットワーク通信メッセージは２つの目的を有し得る。図６に示された実施例では、意図するコンテントの受信者（ＩＣＲ：intended content recipient）へ通信メッセージが一斉送信６０される。この通信メッセージはＩＣＲにより受信され、通信コンテントが受信者のために抽出される。しかしながら、このメッセージは通信コンテントを使用しないが、一斉送信者／送信者と測定デバイスとの間のネットワークチャンネル特性測定６４のためのメッセージを使用できる、他のデバイス６２によっても受信することができる。このように、１つの一斉送信メッセージは一斉送信デバイスとネットワーク上の他のすべてのデバイスとの間のネットワークチャンネル特性を測定するのに使用できる。  
【００２０】
これら実施例の一部ではＩＣＲしかメッセージの通信コンテントを受信できない。メッセージ内の情報は意図しない受信者が秘密情報を受信することを防止するために暗号化するか、または他の方法で保護できる。
【００２１】
発信元デバイスは送信先デバイスに送信するために使用する正確なチャンネル推定情報を有していない場合、ソースデバイスはチャンネル推定手順を開始できる。しかしながら、この手順の周波数は便宜的測定のために低下し得る。
【００２２】
本発明の実施例は送信者のソースアドレスの暗号を解読できない程度に乱れた一斉送信信号に関する測定をも可能にできる。一部の実施例では、次のフレームで送信を行うデバイスのスケジュールがネットワーク上のすべてのデバイスに与えられる。このスケジュールは各フレームの開始時にビーコン内に含めることができる制御送信信号内で送信できる。実際のデータの暗号を解読することなく、スケジュールが定められた一斉送信信号を測定できるので、一斉送信信号の大部分を測定のために使用できる。このことによって更にチャンネル推定手順を開始する必要性が低減される。
【００２３】
各フレームの開始時または他の時間において送信される一斉送信機会のスケジュールは、特定のデバイスにあらかじめ割り当てられない一斉送信機会を指定することもできる。これら一斉送信機会に対し、すべてのデバイスが競合し得る。これら一斉送信に関するチャンネル推定値は、発信元デバイスを識別するのに受信者が情報の暗号解読に成功したときに使用できる。
【００２４】
本発明の実施例は、サウンディングプロセスのためのチャンネルバンド幅の管理を集中できる。これら実施例では、ＣＣｏはネットワーク内の任意のデバイスによって行われるすべての一斉送信の知識を有する。この知識はスケジュールされた一斉送信機会のＣＣｏの制御および競合アクセスのために割り当てられたすべての一斉送信機会の受信から得られるものである。ＣＣｏは接続に対するタイムスロットおよびトーンの割り当てをも制御しているので、ＣＣｏはシステムに対する要求のグローバルなピクチャーに基づき、サウンディングプロセスに対するチャンネルバンド幅の割り当ての優先順位を定めることができる。ネットワークバンド幅に関する他の要求として、ユーザートラヒック、発見メッセージおよび制御メッセージを挙げることができる。可能な場合に、一斉送信が２つの目的（すなわちユーザートラヒックとサウンディングまたはディスカバーメッセージとサウンディング）を満たすことができ、他の方法によりユーザートラヒックに対する影響を最小にするためにサウンディングのバンド幅要求を管理できるように、ＣＣｏはこれら要求を管理できる。
【００２５】
図７を参照し、本発明の一部の実施例について説明できる。これら実施例では、ＣＣｏを確立７０し、ネットワークチャンネル特性測定（ＮＣＣＭｓ：Network Channel Characteristic Measurements）に対する優先順位システムをＣＣｏによって実現７２する。ＣＣｏによって直接、ネットワークデバイスにより、またはＣＣｏとデバイスとの組み合わせのいずれかにより、周期的またはあるスケジュールによりネットワークチャンネルがモニタ７４される。ネットワーク条件が、例えば電力要求量が変動するような電力ラインネットワークにおける頻繁なチャンネル測定を必要とするとき、ＮＣＣＭ送信に十分なバンド幅が付与されるように、ＮＣＣＭ送信の優先順位を高める７８ことができる。ネットワーク条件が安定しているか、または専用のＮＣＣＭ測定が不要であるとき、例えば便宜的測定が十分なチャンネルモニタを提供するとき、ＮＣＣＭの優先順位を無変更７６のままにしてもよいし、または低下させてもよい。
【００２６】
図８に示されるような一部の実施例ではネットワークに対しＣＣｏを確立８０でき、ネットワークチャンネル条件をモニタ８２できる。これら実施例ではチャンネル条件が専用の大きなＮＣＣＭアクティビティ８４を必要としないときには、ＮＣＣＭ送信のための優先順位決定システムを実現する必要はないことがある。しかしながら、条件が専用の大きなＮＣＣＭ送信からの利点が得られることを示唆するときには優先順位システムを実現８６できる。
【００２７】
一部の実施例では、種々の接続のＱｏＳ条件および通信中のデバイス間のチャンネル条件に基づき、接続へのトーンの割り当てを管理する。ＣＣｏはネットワークのステートのビューをアップツーデートに維持するために、各デバイスによって測定されるようなチャンネル条件をリクエストできる。ＣＣｏはユーザートラヒックに対する影響が最小となるようにチャンネル測定のためのリクエストを最も低いレベルの優先順位とすることができる。ＣＣｏが新しい接続に対するリクエストを優先し、ＣＣｏが現在のチャンネル測定値を有していない場合、接続設定リクエストに対して迅速にサービスできるよう、この情報に対するリクエストの優先順位を比較的高く定めることができる。このリクエストがユーザートラヒックに対するサービスをするシステムの能力に影響する場合に、ＣＣｏは割り当てに対する候補とされるサブチャンネルのために、サウンディング測定を行ったデバイスがサウンディング結果のデータを戻させることにより、この影響を低減しようとすることができる（すなわち既に割り当てられたチャンネルに対するサウンディングの測定値は戻されない）。一般に、ＣＣｏによる前の割り当ては新しい接続リクエストを検討するためにサブチャンネルリクエストからのサブチャンネルのセットを解消する。サウンディング結果のこのような縮小リストは、ある種の圧縮であって、サウンディングのためのネットワーク上のすべての要求を低減し、ユーザートラヒックに対し、より多くのバンド幅を残し、同時に接続設定手順の全体のレイテンシ（待ち時間）を下げるものである。
【００２８】
図９に示されるような本発明の一部の実施例では第１ネットワークデバイス９０からメッセージが一斉送信され、第２ネットワークデバイス９２によって受信される。次にメッセージ９４からＮＣＣＭｓが決定される。これらＮＣＣＭｓはすべてのネットワークチャンネルまたはトーンに対して実行してもよいし、またはチャンネルのサブセット、例えば割り当てに利用できるチャンネルに対して実行してもよい。これらＮＣＣＭｓはネットワークチャンネル状態のログを維持するＣＣｏへレポートされる。ＣＣｏへのレポートはネットワークチャンネルのサブセット、すなわち割り当て９６に利用できるチャンネルだけに制限してもよい。これら実施例ではＣＣｏへのレポートは短縮されるので、送信のためのバンド幅条件を低減できる。ＮＣＣＭｓがチャンネルの特定のサブセットだけに限定されている場合、測定プロセスの処理オーバーヘッドも低減される。
【００２９】
図１０に示されるような一部の実施例ではＣＣｏ一斉送信に基づき、ＮＣＣＭｓへもこの原則を適用できる。これら実施例ではＣＣｏはメッセージ１００、例えばビーコン送信を一斉送信する。ネットワークデバイスによりメッセージが受信１０２され、ネットワークデバイスはこのメッセージを使ってＮＣＣＭｓ１０４を実行する。不要なオーバーヘッドを除くために、割り当てのために利用できるチャンネルまたはその他の一部のチャンネルサブセットに対し、ＮＣＣＭｓから収集されたデータだけがＣＣｏへレポート１０６される。
【００３０】
図１１に示されるような別の実施例では、ＣＣｏは非ネットワークデバイス１１０からネットワークに加わるためのリクエストを受信できる。この非ネットワークデバイスはＣＣｏの一斉送信、例えばビーコン送信およびその他のネットワークデバイスの一斉送信に基づき、ＮＣＣＭデータを測定できる。このＮＣＣＭデータはＣＣｏ１１２にも送信され、ネットワークが非ネットワークデバイスとの新しい接続をサポート１１４できるかどうかを評価する。接続をサポートできない場合１１６、このリクエストは拒否される。接続をサポートできる場合１１８、リクエストは許可される。
【００３１】
図１２に示されるような同様な実施例では、非ネットワークデバイス（ＮＮＤ：non-network device）はＣＣｏ１２０からのビーコン送信を受信する。ＮＮＤはネットワーク１２２に加わるためのリクエストをＣＣｏへ送り、ＣＣｏ上のＮＣＣＭｓおよびその他のネットワークデバイス送信を実行することによりフォローアップする。これら実施例では割り当て１２４のために利用できるチャンネルに対してのみＮＣＣＭｓを実行できる。別の実施例では、ＮＣＣＭｓはネットワークチャンネルの別のサブセットに限定できる。次にＮＣＣＭデータのこの限られたセットがＣＣｏ１２６へ送られる。次にＣＣｏはこの情報を使って新しい接続をサポートできるかどうかを判断１２７する。接続をサポートできない場合、このリクエストを拒否１２８してもよい。ある基準に従って接続をサポートできる場合、このリクエストを許可１２９してよい。
【００３２】
電力ラインのメディアはそのチャンネル特性を劇的に変化させることが知られている。この変化は新しい機器が電力グリッド（電力網）に接続されたこと、および機器がオンオフされるような事象に関連している。ネットワークシステムによる劇的なネットワーク特性の変化、および補正措置の急速な検出が、アクティブ接続のＱｏＳを維持するのを助ける。ネットワークシステムの一例では、すべてのデバイスはスケジュールされたすべての一斉送信された機会でサウンディング測定を行うことができる。ＣＣｏを除くデバイスはフレーム時間ごとにＣＣｏからのビーコン送信に関するチャンネル測定を行う１回の機会を有する。前のビーコン送信からのサウンディング結果を比較することにより、デバイスはパワーラインチャンネルのグロス変化を検出し、検出されたこれら変化をＣＣｏに通知できる。次にＣＣｏは新しいチャンネル状態のネットワークの利用率を最適にするよう、サウンディング測定の優先順位または周波数を高めることができる。
【００３３】
図１３に示される実施例では、ネットワークデバイスはＣＣｏからの周期的ビーコンメッセージ１３０を受信できる。最初の周期的ビーコンメッセージ１３２から初期のＮＣＣＭを決定でき、その後のビーコンメッセージからその後のＮＣＣＭを決定１３４できる。これら２つのＮＣＣＭｓを比較するか、またはその他の方法で評価し、チャンネル特性の変化を検出１３６できる。大きなチャンネル特性変化が検出されたときにはＣＣｏへ警告メッセージを送る１３８ことができる。
【００３４】
図１４に示されるような一部のＣＣｏ実施例では、ＣＣｏは周期的ビーコン送信１４０を一斉送信できる、このビーコン送信は初期のＮＣＣＭを実行するよう、ネットワークデバイスによって使用される。次にネットワークデバイスはこのＮＣＣＭをＣＣｏへレポートする。次の別のビーコン送信が一斉送信１４２され、ネットワークデバイスはそのＮＣＣＭを実行し、ＣＣｏ１４３へレポートし戻す。次にＣＣｏは２つのＮＣＣＭｓ１４４を比較評価し、ネットワーク条件１４５に大きな変化が生じたかどうかを判断する。大きな変化が生じていなければ、プロセスは繰り返されるか、または終了１４６できる。大きな変化が生じていれば、ＣＣｏはＱｏＳパラメータ、ＮＣＣＭの送信優先順位またはその他のネットワークパラメータを変えることによって変化１４７を補償できる。
【００３５】
図１５に示されるような同様な実施例では、ビーコンメッセージが周期的に一斉送信され１５０、ネットワークデバイスによってＮＣＣＭｓが実行される１５２。次にネットワークデバイスはＮＣＣＭデータを比較し、ネットワーク変化をモニタする１５４。デバイスが大きなネットワークチャンネル変化を検出すると、ＣＣｏへ警告メッセージが送られ１５４、ＣＣｏはネットワークパラメータを調節することにより、この変化を補償できる１５６。
【００３６】
ＣＣｏは厳密なＱｏＳパラメータとの接続に参加しているデバイスにより、サウンディングのより高いレートのスケジュールを定めることもできる。チャンネル特性のダイナミックな変化を経験するチャンネルで、厳密なＱｏＳ条件を維持できるように、接続を許容する前にかかるデバイスに（スケジューラ内で）多数回のサウンディングの機会をあらかじめ割り当てできる。
【００３７】
本発明のシステムの一部の実施例のネットワークシステムにおけるサウンディングの目的は、中央バンド幅マネージャー（ＣＢＷＭ：Central Bandwidth Manager）がインテリジェントにトーンの組を物理的チャンネルに割り当てできるよう、パワーラインネットワーク上のすべてのデバイス間でチャンネル特性に関する十分な情報収集することにある。これら実施例のシステムで使用されるサウンディング技術は、システムおよびすべてのデバイス間のネットワークの性能に対する要求のグローバルなパースペクティブにより、サウンディングプロセスを管理できる中央コーディネータ（ＣＣｏ）デバイスが存在するという事実を活用できる。
【００３８】
ＣＢＷＭを収集し、ネットワーク内の個々のデバイス間の物理的チャンネルの質に関するアップデートな情報を維持するプロセスとしてサウンディングの特徴を定めることができる。このサウンディングはすべてのデバイスが参加する進行中のプロセスとすることができ、一部の実施例ではプロセスは次のステージを含むことができる。
・ネットワーク内のどのデバイスも、受信された信号の強度（ＲＳＳ：received signal strength）を測定し、一斉送信された送信に基づき、各トーンに対するビットローディング推定値（ＢＬＥ：bit loading estimate）を判断する。これら一斉送信は送信デバイスのアイデンティティを搬送する。これによって各受信デバイスは各デバイスのペアに対するＲＳＳおよびＢＬＥを推定できるようになる。どのデバイスも一斉送信チャンネルを通した送信を聴取することにより、ネットワーク内のどのデバイスペアに対してもアップデートはＢＬＥおよびＲＳＳ情報を維持しなければならない。
・ＣＢＷＭは一斉送信チャンネルを通して周期的に送信するよう、デバイスに対する機会のスケジュールを定めなければならず、従って他のデバイスは発信デバイスとすべての聴取中のデバイスとをリンクするためのＲＳＳおよびＢＬＥ情報を聴取し、これらを更新できる。ＣＢＷＭは一斉送信チャンネルのスケジュールを定める際に、より高いネットワークのアクティビティでデバイスを優先する。
・こうしてデバイス内で発生されたサウンディング結果がＣＣｏにより収集され、カレントに維持される。ＣＣｏからの明示的リクエストメッセージの受信時に、これらリクエストはデバイスによりＣＣｏへ送られる。デバイスはレポートメッセージにより応答しなければならない。
・サウンディング結果としてデバイスとネットワーク内の他の各デバイスとの間の各リンクに対する、トーンごとのビットローディング推定値および全トーンセットに対する単一の受信信号強度（ＲＳＳ）測定値を挙げることができる。
【００３９】
これら実施例では、リクエストされた接続に対するトーンを割り当て、各割り当てられたトーンで使用すべき初期の変調密度を設定する際にサウンディング結果がＣＣｏによって使用される。サウンディング手順は、変調のタイプおよび割り当てられた各トーンに対するビット密度を選択するためのシステム内の手順の一部にすぎない。各トーンのための最終ビットローディングおよび変調技術を選択するプロセスはチャンネル分析と称され、接続のいずれかの側における２つのデバイスにしか関与できない手順である。
【００４０】
本発明の一部の実施例ではチャンネル測定のために一斉送信を使用できる。ネットワーク内のすべてのデバイスはチャンネル性能を測定するための一斉送信を使用できる。受信中の各デバイスはビーコンからどのデバイスが一斉送信をしているかを知るので、一斉送信信号を完全に復号することが不要となる（不良なＣＲＣでも働く）。
【００４１】
一部の実施例では、サウンディング目的のために競合一斉送信チャンネルを使用することもできる。しかしながら、この場合、送信機（発信元デバイス）を識別するには競合一斉送信信号の復号に成功しなければならない。
【００４２】
サウンディング目的のためのスケジュールが定められた一斉送信信号はバンド幅割り当てのためのアクティブな接続およびその他の要求と競争する。一部の実施例のシステムでは、下記のようにシステムパラメータおよびシステムステート（これらだけに限定されず）に応じた発信元デバイスに基づき、発信元デバイスでサウンディングのためのバンド幅リクエストの相対的優先順位を調節することができる。
・アクティブ接続のＱｏＳ条件
・チャンネルダイナミックスの履歴（サウンディング測定がどれだけ長く有効であったかの推定）
・グロスのチャンネル破壊の検出
・最終チャンネル測定のエイジ
・ペンディング中の接続リクエストのＱｏＳ条件
・ペンディング中の制御トラヒック、ユーザートラヒックまたは発見ビーコンとサウンディング一斉送信とを組み合わせる能力
・チャンネル特性の周期性の知識（例えば１２０Ｈｚの双ステートチャンネル特性、午前６時半の自動加熱システムのスタート）
【００４３】
サウンディング一斉送信が必要な他の送信と組み合わされたときにオーバーヘッドが不要となるように、サウンディング一斉送信のスケジュールをインテリジェントに定めることができる。そうでない場合、より高い優先順位のトラヒック、例えばユーザーデータを搬送するトラヒックに最小の影響しか与えないように、サウンディング一斉送信を管理する。
【００４４】
本発明の一部の実施例は、サウンディング結果の圧縮も行う。この圧縮は上記のように候補トーンがリターンされたときにしか行われない。軽い負荷がかかった電力ラインまたはその他のネットワークでは、サウンディングに必要なバンド幅は、重要ではない。大きい負荷がかかったシステムでは、サウンディングに必要なバンド幅は（ネットワーク利用率が全体に増加するとの期待をもって）サウンディング用のバンド幅を提供するのに、ユーザーまたは制御トラヒックを遅延できるという点で重要である。ＴＤＭシステムおよびＯＦＤＭシステムの双方だけでなく、他のシステムでも結果をＣＣｏへ戻すのに必要なＢＷを低減しようとする試みにおいて、サウンディングからの結果を圧縮できる。ＯＦＤＭＡを用いるシステム例では、割り当て用の候補となるトーン（前の割り当てに起因し、排除されるトーンが存在する）だけをＣＣｏにリターンすればよい。このことは、特にデバイスからＣＣｏへサウンディング結果をリターンする際に接続設定のためのリクエストを待つ際に重要である。接続のための候補トーンでないトーンが除かれることによって、接続設定手順の全体のレイテンシ（待ち時間）が小さくなる。
【００４５】
本発明の一部の実施例では、チャンネルステート変化を高速検出することによって利点が得られている。一部のネットワークシステムの実施例では、すべてのデバイスがスケジュールの定められたすべての一斉送信機会にサウンディング測定を行う。ＣＣｏを除くデバイスはビーコン送信時にフレーム時間ごとにＣＣｏからのチャンネル測定を行う１回の機会を有する。前のビーコン送信からのサウンディング結果を比較することにより、デバイスは電力ラインチャンネル内のグロス変化を検出し、これら検出された変化をＣＣｏに通知できる。次にＣＣｏは新しいチャンネルステートのネットワーク利用率を最適にするよう、サウンディング測定の優先順位または周波数を高めることができる。ＣＣｏは厳密なＱｏＳパラメータとの接続に参加するデバイスにより、より高いレートのサウンディングのスケジュールを定めることができる。ダイナミックなチャンネル特性を経験するチャンネルで厳密なＱｏＳ条件を維持できるように、接続を受け入れる前にかかるデバイスに（スケジューラー内で）多数回のサウンディングの機会を、あらかじめ割り当てることができる。
【００４６】
以上の明細書で使用した用語および表現は、本発明を説明する用語として用いたものであり、発明を限定するために用いたものではない。かかる用語および表現の使用にあたり、本明細書に示し、説明した特徴またはその一部の均等物を排除する意図はなく、本発明の範囲は特許請求の範囲のみによって定められるものであることが理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ネットワークの一例の図である。
【図２】ネットワークチャンネル特性を測定するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図３】意図するコンテント受信者および意図しないコンテント受信者によるネットワークチャンネル特性を測定するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図４】ネットワークチャンネル特性を測定し、割り当てスケジュールによる一斉送信を識別するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図５】ネットワークチャンネル特性を測定し、チャンネル特性をレポートする方法のステップを示すフローチャートである。
【図６】意図していないコンテント受信者によるネットワークチャンネル特性を測定するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図７】ネットワークチャンネル特性を測定するための優先順位を確立するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図８】ネットワーク条件が存在するときの、ネットワークチャンネル特性を測定するための優先順位を確立するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図９】ネットワークチャンネル特性の測定値を測定し、レポートするための方法のステップを示すフローチャートである。
【図１０】割り当てのために利用できるチャンネルのためだけのネットワークチャンネル特性の測定値を測定し、レポートするための方法のステップを示すフローチャートである。
【図１１】ネットワークチャンネル特性の測定値を測定し、レポートし、かつ接続をリクエストするための方法のステップを示すフローチャートである。
【図１２】ネットワークチャンネル特性の測定値を測定し、レポートし、かつ接続をリクエストするための別の方法のステップを示すフローチャートである。
【図１３】チャンネル特性変化を測定するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図１４】チャンネル特性変化を測定し、これら変化を補償するための方法のステップを示すフローチャートである。
【図１５】チャンネル特性変化情報を受信し、この変化を補償するための方法のステップを示すフローチャートである。
【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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【国際調査報告】
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