(57)【要約】  無線通信に関係するシステムおよび技術が開示される。システムおよび技術は、無線通信に関与し、ここでは、プロセス、モジュール、または通信端末が通信をスケジュールする。スケジューリング機能は、第１の受信端末(208a)における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第１の送信端末(106b)と受信端末(208a)との間のピコネット間送信をスケジュールすることを含み得る。スケジューリング機能は、第２の受信端末(106e)における目標の品質パラメータを満たすピコネット内送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第２の送信端末(106c)と受信端末(106e)との間のピコネット内送信をスケジュールすることも含み得る。ピコネット内送信は、ピコネット間送信と同時にスケジュールされ得る。【選択図】    図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信をスケジュールする方法であって、
第１の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第１の送信および受信端末間のピコネット間送信をスケジュールすることと、
第２の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット内送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第２の送信および受信端末間のピコネット内送信をスケジュールすることとを含み、ピコネット内送信がピコネット間送信と同時にスケジュールされる方法。
【請求項２】
ピコネット間送信のためのスケジュールを第１の送信端末へ送信することと、ピコネット内送信のためのスケジュールを第２の送信端末へ送信することとをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
品質パラメータが、搬送波対干渉比を含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
第１の送信端末と第２の送信および受信端末とが、第１のピコネットのメンバであり、第１の受信端末が、第２のピコネットのメンバである請求項１記載の方法。
【請求項５】
第１の送信端末と第２の送信および受信端末とが、第１のピコネットのメンバであり、第１の受信端末が、第１のピコネットおよび第２のピコネットのメンバである請求項１記載の方法。
【請求項６】
ピコネット間送信が情報を含み、情報が第３の端末に宛てられていて、第３の端末が第２のピコネットのメンバであるが、第１のピコネットのメンバではなく、方法が第１の受信端末から第３の端末への情報の送信をスケジュールすることをさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
第１の送信および受信端末間の経路損失に関係する情報を受信することをさらに含み、ピコネット間送信のためのスケジュールされた電力レベルが、情報の関数である請求項１記載の方法。
【請求項８】
第１の送信端末と第２の送信および受信端末とが、第１のピコネットのメンバであり、第１の受信端末が、第２のピコネットのメンバであり、方法がピコネット間送信のスケジュールを第２のピコネット内の第３の端末へ送信することをさらに含み、第３の端末が第２のピコネット内のピコネット内送信をスケジュールすることを担当する請求項１記載の方法。
【請求項９】
第１の拡散符号をピコネット間送信に、第２の拡散符号をピコネット内送信に割り当てることをさらに含み、第１の拡散符号が第２の拡散符号と異なる請求項１記載の方法。
【請求項１０】
通信をスケジュールする方法であって、
第２のピコネットからのスケジュールされたピコネット間送信に関係する情報を、第１のピコネットにおいて受信することと、
ピコネット内送信がピコネット間送信と同時にスケジュールされることなく、第１のピコネット内の複数のピコネット内送信をスケジュールすることとを含む方法。
【請求項１１】
通信をスケジュールする方法であって、
第２のピコネット内の第１の送信端末から第１のピコネット内の第１の受信端末へのスケジュールされたピコネット間送信に関係するタイミング情報を、第１のピコネットにおいて受信することと、
第１のピコネット内の第２の送信および受信端末間のピコネット内送信を、ピコネット間送信と同時にスケジュールすることと、
第１の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることと、
第２の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット内送信のための電力レベルをスケジュールすることとを含む方法。
【請求項１２】
ピコネット間送信のためのスケジュールされた電力レベルを、第２のピコネット内の第３の端末へ送信することをさらに含み、第３の端末が第２のピコネット内のピコネット内送信をスケジュールすることを担当する請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
第１の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第１の送信および受信端末間のピコネット間送信をスケジュールするように構成されたスケジューラであって、第２の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット内送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第２の送信および受信端末間のピコネット内送信をスケジュールするようにも構成されたスケジューラを含み、ピコネット内送信がピコネット間送信と同時にスケジュールされる通信端末。
【請求項１４】
ピコネット間送信のスケジュールを第１の送信端末へ送信し、ピコネット内送信のスケジュールを第２の送信端末へ送信するように構成された送信機をさらに含む請求項１３記載の通信端末。
【請求項１５】
送信機をもつトランシーバと、ユーザがトランシーバを介して別の端末との通信に関わることを可能にするように構成されたユーザインターフェースとをさらに含む請求項１４記載の通信端末。
【請求項１６】
ユーザインターフェースが、キーパッド、ディスプレイ、スピーカ、およびマイクロホンを含む請求項１５記載の通信端末。
【請求項１７】
品質パラメータが、搬送波対干渉比を含む請求項１３記載の通信端末。
【請求項１８】
第１の送信端末と第２の送信および受信端末とが、第１のピコネットのメンバであり、第１の受信端末が、第２のピコネットのメンバである請求項１３記載の通信端末。
【請求項１９】
第１の送信端末と第２の送信および受信端末とが、第１のピコネットのメンバであり、第１の受信端末が、第１のピコネットおよび第２のピコネットのメンバである請求項１３記載の通信端末。
【請求項２０】
ピコネット間送信が情報を含み、情報が第３の端末に宛てられていて、第３の端末が第２のピコネットのメンバであるが、第１のピコネットのメンバではなく、スケジューラが、第１の受信端末から第３の端末への情報の送信をスケジュールするようにも構成されている請求項１９記載の通信端末。
【請求項２１】
第１の送信および受信端末間の経路損失に関係する情報を受信するように構成された受信機をさらに含み、ピコネット間送信のためのスケジュールされた電力レベルが情報の関数である請求項１３記載の通信端末。
【請求項２２】
第１の送信端末と第２の送信および受信端末とが、第１のピコネットのメンバであり、第１の受信端末が、第２のピコネットのメンバであり、通信端末が、ピコネット間送信のスケジュールを第２のピコネット内の第３の端末へ送信するように構成された送信機をさらに含み、第３の端末が、第２のピコネット内のピコネット内送信をスケジュールすることを担当する請求項１３記載の通信端末。
【請求項２３】
第１の拡散符号をピコネット間送信に、第２の拡散符号をピコネット内送信に割り当てるように構成されたプロセッサをさらに含み、第１の拡散符号が第２の拡散符号と異なる請求項１３記載の通信端末。
【請求項２４】
第１のピコネットにおいて動作可能な通信端末であって、
第２のピコネットからのスケジュールされたピコネット間送信に関係する情報を受信するように構成された受信機と、
ピコネット内送信がピコネット間送信と同時にスケジュールされることなく、第１のピコネット内の複数のピコネット内送信をスケジュールするように構成されたスケジューラとを含む通信端末。
【請求項２５】
第１のピコネットにおいて動作可能な通信端末であって、
第２のピコネット内の第１の送信端末から第１のピコネット内の第１の受信端末へのスケジュールされたピコネット間送信に関係するタイミング情報を受信するように構成された受信機と、
第１のピコネット内の第２の送信および受信端末間のピコネット内送信を、ピコネット間送信と同時にスケジュールするように構成されたスケジューラであって、第１の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールし、第２の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット内送信のための電力レベルをスケジュールするようにも構成されたスケジューラとを含む通信端末。
【請求項２６】
ピコネット間送信のためのスケジュールされた電力レベルを第２のピコネット内の第３の端末へ送信するように構成された送信機をさらに含み、第３の端末が、第２のピコネット内のピコネット内送信をスケジュールすることを担当する請求項２５記載の通信端末。
【請求項２７】
第１の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第１の送信および受信端末間のピコネット間送信をスケジュールする手段と、
第２の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット内送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第２の送信および受信端末間のピコネット内送信をスケジュールする手段とを含み、ピコネット内送信がピコネット間送信と同時にスケジュールされる通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概ね、無線通信に関し、より具体的には、ネットワーク内における直接的な送信とマルチホップ送信とをスケジュールする種々のシステムおよび技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信において、アクセスネットワークは、一般に、多数の移動デバイスの通信を支援するために用いられている。これらのアクセスネットワークは、通常、地理的領域全体に分散している多数の固定サイトの基地局と共に実施される。地理的領域は、一般に、セルとして知られているより小さい領域に細分される。各基地局は、それぞれのセル内の全移動デバイスにサービスするように構成され得る。その結果、アクセスネットワークは、異なるセルラ領域全体における種々のトラヒック要求の責任を負うように、容易に再構成されることができない。
【０００３】
従来のアクセスネットワークとは対照的に、暫定的なネットワークは、動的である。暫定的なネットワークは、しばしば端末と呼ばれる、多数の無線通信デバイスが、一緒に加わって、ネットワークを形成することを決定するときに、形成され得る。暫定的なネットワーク内の端末は、ホストおよびルータの両者として動作するので、このネットワークは、存在しているトラヒック要求をより効率的なやり方で満たすように、容易に再構成され得る。さらに加えて、暫定的なネットワークは、従来のアクセスネットワークによって必要とされるインフラストラクチャを必要とせず、暫定的なネットワークを将来のための魅力的な選択肢にしている。
【０００４】
ピア ツウ ピア接続からなる完全に暫定的なネットワークは、一般に、非常に効率の悪い通信になる。効率を向上するために、端末は、自分自身をピコネットの集まりの中へ編成し得る。“ピコネット”は、相互に近接している端末のグループである。各ピコネットは、自分自身のピコネット内の送信をスケジュールするマスタ端末をもち得る。
【０００５】
暫定的なネットワークにおける通信を支援するために、多数の多元接続技術が存在する。例えば、周波数分割多元接続（Frequency Division Multiple Access, FDMA）方式は、非常に一般的な技術である。ＦＤＭＡは、一般に、総帯域幅の別個の部分を、ピコネット内の２つの端末間の個々の通信に割り振ることを含む。この方式は、中断されない通信にとって効果的であり得る一方で、このような不断の、中断されない通信が要求されないときは、総帯域幅のより良い使用が達成され得る。
【０００６】
他の多元接続方式は、時分割多元接続（Time Division Multiple Access, TDMA）を含む。これらのＴＤＭＡ方式は、制限された帯域幅を、中断されない通信を要求しない多数の端末間で割り振るのに、とくに効果的であり得る。ＴＤＭＡ方式は、通常、全帯域幅を２つの端末間の各通信チャネルに、指定された時間間隔において専用にする。
【０００７】
符号分割多元接続（Code Division Multiple Access, CDMA）技術は、ＴＤＭＡと共に、各時間間隔中に多数の送信を支援するのに使用され得る。これは、指定された時間間隔において各信号を、搬送波を変調し、それによって信号を拡散する異なる符号と共に送信することによって達成され得る。送信された信号は、受信端末において、対応する符号を使用して、望ましい信号を逆拡散する復調器によって、分離され得る。符号が整合しない望ましくない信号は、逆拡散されず、雑音のみを与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
スペクトル拡散通信を使用するＴＤＭＡシステムにおいて、各マスタ端末は、自分自身のピコネット内の送信を、過度の相互干渉を引き起こさないやり方で、スケジュールし得る。しかしながら、多数のピコネットを横切る送信からの干渉を管理することは、より困難であり得る。したがって、頑強で、効率的なスケジューリングアルゴリズムが必要とされる。スケジューリングアルゴリズムは、多数のピコネットを横切る直接的な送信とマルチホップ送信とを、過度の干渉を引き起こさないやり方でスケジュールするのに使用され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様において、通信をスケジュールする方法は、第１の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第１の送信および受信端末間のピコネット間送信をスケジュールすることと、第２の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット内送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第２の送信および受信端末間のピコネット内送信をスケジュールすることとを含む。ピコネット内送信は、ピコネット間送信と同時にスケジュールされる。方法は、通信端末において動作しているスケジューラによって、または何か他の手段によって行われ得る。
【００１０】
本発明の別の態様において、通信をスケジュールする方法は、第２のピコネットからのスケジュールされたピコネット間送信に関係する情報を、第１のピコネットにおいて受信することと、ピコネット間送信がピコネット内送信と同時にスケジュールされることなく、第１のピコネット内の複数のピコネット内送信をスケジュールすることとを含む。方法は、通信端末において動作するスケジューラ、または何か他の手段によって行われ得る。
【００１１】
本発明のまた別の態様において、通信をスケジュールする方法は、第２のピコネット内の第１の送信端末から第１のピコネット内の第１の受信端末へのスケジュールされたピコネット間送信に関係するタイミング情報を、第１のピコネットにおいて受信することを含む。方法は、第１のピコネット内の第２の送信および受信端末間のピコネット内送信を、ピコネット間送信と同時にスケジュールすることと、第１の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることと、第２の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることとをさらに含む。
【００１２】
本発明のさらに別の態様において、通信端末は、第１の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット間送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第１の送信および受信端末間のピコネット間送信をスケジュールする手段と、第２の受信端末における目標の品質パラメータを満たすピコネット内送信のための電力レベルをスケジュールすることを含む、第２の送信および受信端末間のピコネット内送信をスケジュールする手段とを含み、ピコネット内送信は、ピコネット間送信と同時にスケジュールされる。
【００１３】
本発明の他の実施形態は、本発明の種々の実施形態が例示的に示され、記載されている次の詳細な記述から、当業者には容易に明らかになることが分かる。認識されるように、本発明は、他の、および異なる実施形態が可能であり、その幾つかの細部は、種々の他の点において、全てが本発明の意図および範囲から逸脱することなく変更することができる。したがって、図面および詳細な記述は、本質的に例示的であって、限定的ではないと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の態様は、添付の図面において、制限的にではなく、例示的に示されている。
【００１５】
添付の図面に関連して後述される詳細な記述は、本発明の種々の実施形態の記述として意図されており、本発明が実行され得る唯一の実施形態を表わすことを意図していない。この開示に記載されている各実施形態は、単に、本発明の例または例証として与えられており、他の実施形態よりも好ましい、または優れていると必ずしも解釈されるべきはでない。詳細な記述は、本発明を完全に理解させるために、具体的な詳細を含んでいる。しかしながら、当業者には、本発明が、これらの具体的な詳細がなくても実行され得ることが明らかであるだろう。幾つかの例において、本発明の概念を不明瞭にするのを避けるために、周知の構造およびデバイスがブロック図の形で示されている。頭字語および他の説明的な用語は、単に、便宜のため、および分かり易くするために使用されており、本発明の範囲を制限することを意図していない。
【００１６】
次の詳細な記述では、本発明の種々の態様が、超広帯域(Ultra Wide Band, UWB)無線通信システムに関連して記載され得る。これらの発明の態様は、本出願で使用するのによく適し得るが、当業者には、これらの発明の態様が種々の他の通信環境で使用するのに同様に適用可能であることが容易に分かるであろう。したがって、ＵＷＢ通信システムへの何れの参照も、発明の態様を示すことのみを意図しており、そのような発明の態様は広範囲の応用をもつことが理解される。
【００１７】
図１は、無線通信システムにおけるピコネットのためのネットワークトポロジの例を示している。ピコネット102は、幾つかのメンバ端末106間の通信を支援するマスタ端末104と共に示されている。端末は、静止していても、あるいは歩いているか、または車両、航空機、船、等内のユーザによって保持されている端末のように、移動していてもよい。“端末（terminal）”という用語は、セルラまたは無線電話、パーソナルデータアシスタント（personal data assistants, PDA）、ラップトップ、外部または内部モデム、ＰＣカード、または何か他の類似のデバイスを含む、任意のタイプの移動通信デバイスを含むことを意図されている。ピコネット102内において、マスタ端末104は、メンバ端末106の各々と通信することができ得る。メンバ端末106は、マスタ端末104の制御のもとで、相互に直接に通信することもでき得る。より詳しく別途記載されるように、ピコネット102内の各メンバ端末106は、ピコネットの外部の端末とも直接に通信することができ得る。
【００１８】
マスタ端末104は、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、または別の多元接続方式のような、多元接続方式を使用して、メンバ端末106と通信し得る。本発明の種々の態様を示すために、この開示の全体にわたって記載されている無線ネットワークは、ＴＤＭＡおよびＣＤＭＡ技術の両者を採用するハイブリッド多元接続方式に関連するであろう。当業者には、本発明が、このような多元接続方式に全く制限されないことが容易に分かるであろう。
【００１９】
ピコネットは、種々のやり方で形成され得る。例えば、端末は、最初に電力を投入すると、種々のピコネットマスタ端末からのパイロット信号をサーチし得る。各ピコネットマスタ端末から同報通信されたパイロット信号は、変調されていないスペクトル拡散信号か、または別のタイプの基準信号であり得る。スペクトル拡散通信では、各ピコネットマスタ端末に固有の擬似ランダム雑音(psuedo-random noise, PN)符号が、パイロット信号を拡散するのに使用され得る。相関プロセスを使用して、端末は、全ての可能なＰＮ符号によってサーチして、マスタ端末からのパイロット信号、例えば、図１のマスタ端末104から同報通信されたパイロット信号の位置を特定し得る。パイロット信号は、メンバ端末106によって、マスタ端末104に同期するために使用され得る。スペクトル拡散パイロット信号の獲得は、当技術において周知である。
【００２０】
マスタ端末104は、高データレート送信を管理するのに使用され得る。これは、マスタ端末104の最低または閾値データレートを支援することができる端末のみを、ピコネット102に加わることを許可することによって達成され得る。ＵＷＢ通信システムでは、例えば、１．２２８８メガビット秒のデータレートは、伝搬条件に依存して、３０ないし１００メートルの距離において支援され得る。これらのシステムにおいて、マスタ端末104は、ピコネット102を、少なくとも１．２２８８メガビット秒のデータレートを支援することができるメンバ端末106と共に編成するように構成され得る。より高いデータレートが望ましいときは、範囲は、さらに制限され得る。例えば、１００メガビット秒のデータレートは、ＵＷＢシステムにおいて、１０メートルの範囲において達成され得る。
【００２１】
メンバ端末106は、それが、マスタ端末104から同報通信されたパイロット信号を使用して、リンク品質を測定することによって、ピコネットの最低データレート要求を満たすことができるかどうかを判断するように構成され得る。既により詳しく記載されたように、端末は、相関プロセスによってパイロット信号を識別し得る。次に、リンク品質が、当技術において周知の手段によってパイロット信号から搬送波対干渉(carrier-to-interference, C/I)比を計算することによって測定され得る。次に、Ｃ／Ｉ比の計算に基づいて、メンバ端末106は、最低または閾値データレートが、同じく当技術において周知の手段によって支援され得るかどうかを判断し得る。メンバ端末106は、最低または閾値データレートが支援され得ると判断すると、マスタ端末104に登録することによってピコネット102に加わることを試み得る。
【００２２】
最低または閾値データレートで２つ(または、より多く)のマスタ端末と通信することができるメンバ端末は、２つのピコネット間における“クラスタ内ブリッジ端末”になり、２つのピコネットは、同じクラスタのメンバになる。図２は、２つのピコネット102および204によって形成されるクラスタ202を示すネットワークトポロジの例である。クラスタ202の第１のピコネット102は、図１に関係して記載されたのと同じピコネットであり、そのマスタ端末104は幾つかのメンバ端末106を支援している。クラスタ202の第２のピコネット204は、同じく幾つかのメンバ端末208を支援するマスタ端末206を含んでいる。メンバ端末106aは、第１および第２のピコネット102、204の両者のメンバであり、したがってクラスタ内ブリッジ端末である。２つのピコネット間に２つ以上のクラスタ内ブリッジ端末があるときは、それらの１つは、一次クラスタ内ブリッジであり、他のものは、二次ブリッジであるように選択される。２つのピコネット102および204内の端末間の通信は、直接的であるか、またはクラスタ内ブリッジ端末の１つを介し得る。
【００２３】
幾つかの例において、端末は、最低または閾値データレートを支援するのに十分な信号強度のパイロット信号を検出できないことがある。これは、任意の数の理由に起因し得る。例えば、端末が、マスタ端末から離れ過ぎているかもしれない。その代わりに、伝搬環境が、必要データレートを支援するのに不十分であるかもしれない。何れの場合においても、端末は既存のピコネットに加わることができず、したがって、自分自身のパイロット信号を送信することによって孤立端末として動作し始め得る。孤立端末は、新しいピコネットのマスタ端末になり得る。十分な強度をもつ孤立端末から同報通信されたパイロット信号を受信することができる他の端末は、そのパイロット信号を獲得して、この孤立端末のピコネットに加わることを試み得る。
【００２４】
図３に移って、周期的なフレーム構造が、端末間の通信を支援するのに使用され得る。このフレームは、端末の通信媒体へのアクセスを与えるのに使用されるので、当技術において、通常、媒体アクセス制御(Medium Access Control, MAC)フレームと呼ばれる。フレームは、個々の応用および全体的な設計上の制約に依存する任意の継続期間であり得る。説明のために、５ミリ秒のフレーム継続期間が使用される。５ミリ秒のフレームは、６５０メガチップ秒の高チップレートと１９．２キロビット秒までのデータレートを支援する要求とに適応するのに妥当である。
【００２５】
ＭＡＣフレーム構造の例は、ｎ個のフレーム302で示されている。各フレームは、多数のタイムスロット304、例えば、１６０個のタイムスロットに分割され得る。スロットの継続期間は、３１．２５μｓであり、これは、６５０メガチップ秒で２０，３１２．５チップに対応する。フレーム内の任意の数のタイムスロットは、オーバーヘッドに確保され得る。例えば、フレーム302内の第１のスロット306は、マスタ端末によって、スペクトル拡散パイロット信号を同報通信するのに使用され得る。パイロット信号は、全スロット306を占めても、または図３に示されているように、制御チャネルと時間を共有してもよい。第１のスロット306の端部を占めている制御チャネルは、パイロット信号と同じ電力レベルで同報通信されるスペクトル拡散信号であり得る。マスタ端末は、この制御チャネルを使用して、ＭＡＣフレームの構成を定め得る。
【００２６】
スケジューリング情報は、図３のタイムスロット308および310のような、フレーム内の幾つかのタイムスロットを占めている１つ以上の追加のスペクトル拡散制御チャネルを使用して、同報通信され得る。スケジューリング情報は、各アクティブな端末のためのタイムスロット割り当てを含み得る。これらのタイムスロット割り当ては、フレーム302の部分312を占めているデータスロットから選択され得る。各アクティブな端末のための電力レベルおよびデータレートのような追加情報も含まれ得る。さらに加えて、多数の端末の対も、ＣＤＭＡ方式を使用して、所与のタイムスロットに割り当てられ得る。この場合に、スケジューリング情報は、端末間の個々の通信に使用される拡散符号も含み得る。
【００２７】
図４は、端末の１つの可能な構成を示す概念ブロック図である。当業者には分かるように、端末の精密な構成は、特定の応用および全体的な設計上の制約に依存して変わり得る。分かり易さと完全性のために、種々の発明の概念が、スペクトル拡散能力をもつＵＷＢ端末に関連して記載されることになるが、そのような発明の概念は、種々の他の通信装置において使用するに同様に適している。したがって、スペクトル拡散ＵＷＢ端末へのあらゆる参照は、本発明の種々の態様を示すことのみを意図しているが、そのような態様は広範囲の応用をもつことが理解される。
【００２８】
端末は、アンテナ404に接続されたフロントエンド トランシーバ402と共に実施され得る。ベースバンドプロセッサ406は、トランシーバ402に接続され得る。ベースバンドプロセッサ406は、ソフトウェアベースのアーキテクチャ、または別のタイプのアーキテクチャで実施され得る。ソフトウェアベースのアーキテクチャは、ソフトウェアプログラムを実行するプラットフォームとしての役割を果たすマイクロプロセッサ(図示されていない)と共に構成されることができ、ソフトウェアプログラムは、とりわけ、端末がピコネットにおいてマスタまたはメンバ端末の何れかとして動作することを可能にする実行制御および全システム管理機能を与える。ベースバンドプロセッサ406は、マイクロプロセッサに対する処理要求を低減するために、応用別のアルゴリズムを実行する埋め込まれた通信ソフトウェア層をもつディジタル信号プロセッサ(digital signal processor, DSP)(図示されていない)も含み得る。ＤＳＰは、パイロット信号の獲得、時間同期化、周波数追跡、スペクトル拡散処理、変調および復調機能、並びに前方誤り訂正のような、種々の信号処理機能を与えるのに使用され得る。
【００２９】
端末は、ベースバンドプロセッサ406に接続された種々のユーザインターフェース408も含み得る。ユーザインターフェースは、例えば、キーパッド、マウス、タッチスクリーン、ディスプレイ、リンガ、バイブレータ、オーディオスピーカ、マイクロホン、カメラ、および／またはその種の他のものを含み得る。
【００３０】
図５は、ベースバンドプロセッサおよびトランシーバの例を示す機能ブロック図である。トランシーバ402は、受信機502および送信機504を含み得る。受信機502は、雑音および干渉がある状態で希望の信号を検出し、信号に含まれている情報がベースバンドプロセッサ406によって処理されることができるレベルまで、それらを増幅するのに使用され得る。送信機504は、ベースバンドプロセッサ406からの情報を搬送波上へ変調し、変調された搬送波を、アンテナ404を介して自由空間へ放射するための十分な電力レベルまで増幅するのに使用され得る。
【００３１】
ベースバンドプロセッサ406は、端末の送信および受信端上に信号プロセッサ508および510を含み得る。信号プロセッサ508および510は、パイロット信号の獲得、時間同期化、周波数追跡、スペクトル拡散処理、変調および復調機能、前方誤り訂正、および／または他の端末との通信を支援するのに適した何か他の信号プロセッサ機能に使用され得る。既に記載したように、これらの信号処理機能は、ＤＳＰ内の埋め込まれたソフトウェア層で、または、その代わりに、何か他の手段によって実施され得る。
【００３２】
ベースバンドプロセッサ406は、マスタ端末として動作しているとき、スケジューラ506をイネーブルし得る。ベースバンドプロセッサ406のソフトウェアベースの実施において、スケジューラ506は、マイクロプロセッサ上で実行されるソフトウェアプログラムであり得る。しかしながら、当業者には容易に分かるように、スケジューラ506は、この実施形態に制限されず、本明細書に記載されている種々の機能を行うことができる、ハードウェア構成、ファームウェア構成、ソフトウェア構成、またはその任意の組合せを含む、当技術において知られている他の手段によって実施され得る。
【００３３】
２つの端末間の呼設定中に、スケジューラ506は、呼をネゴシエートするのに使用され得る。送信および受信端上の信号プロセッサ508および510は、スペクトル拡散技術を使用して、適切な制御チャネル上で、２つの端末と通信するのに使用され得る。このように、スケジューラ506は、シグナリングメッセージの交換によって、呼を支援するのに必要とされるデータレートを判断するのに使用され得る。スケジューラ506によって選択されるデータレートは、当技術において周知の手段によって要求されるサービスのタイプに基づき得る。例えば、メンバ端末が、別のメンバ端末との呼を開始し、ビデオの応用を支援するとき、スケジューラ506は、呼が高データレートを要求すると判断し得る。別のメンバ端末が、別のメンバ端末への音声呼を開始するとき、スケジューラ506は、より低いデータレートを選択して、呼を支援し得る。
【００３４】
スケジューラ506は、呼設定中に、タイムスロットのブロックを２つの端末に割り当てるのにも使用され得る。スケジューラ506によって割り当てられるタイムスロットの数は、任意のスケジューリングアルゴリズムにしたがう種々の検討事項に基づき得る。例えば、ブロック割り当ては、音声通信が高待ち時間通信に優先される優先システムに基づいて行われ得る。また、スケジューラ506は、スループットを最大化するために、高データレート送信を優先してもよい。２つの端末間で転送されるデータ量を考慮する公平性の基準も考慮され得る。既に記載されたように、タイムスロット割り当ては、ブロック形式であっても、またはＭＡＣフレーム全体で分散されてもよい。タイムスロット割り当ては、呼全体の間、固定されても、またはマスタ端末の現在のローディングに基づいて呼中に調節されてもよい。当業者は、既存のスケジューリングアルゴリズムを任意の個々の応用に容易に適応させることができるであろう。
【００３５】
スケジューラ506は、データのスループットを最大化するように、同時送信をスケジュールするようにも構成され得る。同時送信のスケジューリングは、受信端末間の相互干渉を生じないやり方で行われるべきである。これは、種々のやり方で達成され得る。例えば、スケジューラ506は、電力制御技術を採用して、同時送信に関わっている各端末の送信電力を、各受信端末における目標の品質パラメータを維持するのに必要な電力に制限し得る。任意の所与の受信端末のための目標の品質パラメータは、スケジュールされたデータレートでサービス品質(Quality of Service, QoS)要求を満たすのに必要とされる最低Ｃ／Ｉ比であり得る。
【００３６】
同時送信をスケジュールするスケジューラ506によって使用され得る種々の電力制御技術を、最初に、ピコネット内送信に関して記載する。“ピコネット内”送信は、同じピコネット内の２つの端末間の送信を指す。次に、これらの概念は、同じクラスタ内の多数のピコネットを横切る送信をカバーするように拡張される。多数のピコネットを横切る送信は、“ピコネット間”送信と呼ばれる。
【００３７】
さらに加えて、スケジューラ506は、ピア ツー ピア送信のために多数のタイムスロットを取り分け得る。これらの送信は、高送信電力を必要とし、幾つかの例では、低データレートでのみ維持されることができる。孤立端末またはクラスタの外部のピコネット、あるいはこの両者と通信するのに、高電力送信が必要とされるときは、スケジューラ506は、他の何れの送信も同時にスケジュールしないと決定し得る。
【００３８】
図１に示されているピコネット内のアクティブな端末が全てピコネット内通信に関わっている瞬間を仮定すると、スケジューラ506は、同時送信を、各受信端末の目標のＣ／Ｉ比を満たすようなやり方でスケジュールするのに使用され得る。ピコネットトポロジマップは、この目的に使用され得る。ピコネットトポロジマップの例は、図６に示されている。ピコネットトポロジマップは、マスタ端末によって、それがメンバ端末から受信する送信から作られ得る。
【００３９】
図５に戻って、計算モジュール516は、スケジュールされた送信中に、メンバ端末からの受信信号強度を測定するのに使用され得る。各メンバ端末の送信のタイミングおよび電力レベルは、スケジューラ506によって制御され、タイミングおよび電力レベル情報は、測定された受信信号強度と一緒に、計算モジュール516に与えられるので、スケジューラ506は、各メンバ端末への経路損失を計算することができ得る。
【００４０】
メンバ端末は、マスタ端末に、ピコネット内の他のメンバ端末への経路損失測定値を定期的に与えるのにも使用され得る。これらの測定値は、メンバ端末間のスケジュールされた送信に基づき得る。経路損失測定値は、１本以上のスペクトル拡散制御チャネル上でマスタ端末へ送信され得る。受信端上の信号プロセッサ508は、制御チャネルからこれらの測定値を抽出し、それらをメモリ514に記憶するのに使用され得る。
【００４１】
図６に戻って、２つの端末間の一連の点線は、２つの端末間の既知の距離を表わしている。マップ上の距離は、マスタ端末において行われる経路損失測定値と、メンバ端末によってそれに報告し返されるものとから求められ得る。しかしながら、簡単により詳しく説明されるように、それは、測定された経路損失であって、スケジューリングの決定を同時送信するのに使用される距離ではない。したがって、マスタ端末が、ピコネット内の端末の対の全ての可能な組合せの経路損失情報をもっているとき、同時送信は、マスタ端末に対する各メンバ端末の角座標を知る必要なしに、スケジュールされ得る。しかしながら、実際的な問題として、角座標を備えたピコネットトポロジマップは、同時送信をスケジュールするのに相当に役立つことが分かり得る。
【００４２】
角座標を備えたピコネットトポロジマップは、例えば、ナブスター（Navstar）のグローバル ポジショニング(Global Positioning, GPS)衛星ナビゲーションシステムを含む任意の数の技術を使用して、作られ得る。この実施形態では、各端末は、当技術において周知の手段によってその座標を計算することができるＧＰＳ受信機(図示されない)を装備し得る。メンバ端末の座標は、適切なスペクトル拡散制御チャネル上でマスタ端末へ送信され得る。
【００４３】
図５に戻って、信号プロセッサ508は、メンバ端末の座標を抽出し、それらをスケジューラ506に与えるのに使用され得る。スケジューラ506は、これらの座標を、自分自身の座標と共に使用して、図６に示されているもののようなピコネットトポロジマップを作り得る。
【００４４】
スケジューラ506は、ピコネットトポロジマップを使用して、端末の対間の経路損失を推定し得る。その経路損失情報は、別のやり方では得られない。経路損失は、端末間の距離と環境条件との関数である。多数の端末間の経路損失が分かっていて、同じ端末間の距離も分かっているので、信号伝搬に対する環境条件の影響は、スケジューラ506によって推定されることができる。環境条件がピコネット全体にわたって比較的に同じであると仮定すると、スケジューラ506は、端末間の経路損失を計算することができ得る。その経路損失情報は、別のやり方では得られない。経路損失計算の結果は、後で使用するために、メモリ514に記憶され得る。ＵＷＢのような、短い距離の応用では、環境条件がピコネット全体にわたって実質的に同じであると仮定することによって、正確な経路損失が推定され得る。
【００４５】
ピコネットトポロジマップがスケジューラ506によって作られ、経路損失情報がメモリ514に記憶されると、スケジューリングが決定され得る。スケジューラ506は、ピコネットトポロジマップに含まれている情報を、スケジューリングの決定に関係する何か他の適切な要素と共に使用して、スケジュールされた送信が互いに干渉し過ぎないことを保証する。
【００４６】
同時送信環境内の各受信端末における目標のＣ／Ｉ比を維持する方法を記載する前に、図６に関連して同時送信の影響を検査することを説明する。ピコネット全体において適度な目標のＣ／Ｉ要求であると仮定すると、メンバ端末106hからメンバ端末106gへの送信は、恐らくは、メンバ端末106cからメンバ端末106eへの送信と同時にスケジュールされることができる。メンバ端末106hからの送信が、メンバ端末106eにおいて過度の干渉を引き起こすはずはなく、メンバ端末106cからの送信が、メンバ端末106gにおいて過度の干渉を引き起こすはずはないので、このスケジューリングの決定は、目標のＣ／Ｉ要求を満たすはずである。
【００４７】
より積極的なスケジューリングの決定は、メンバ端末106fからメンバ端末106bへの送信も含み得る。目標のＣ／Ｉ要求が十分に低いときは、このスケジューリングの決定は、過度の干渉を生じないであろう。しかしながら、例えば、高データレートの応用のために、メンバ端末106gにおける目標のＣ／Ｉ比が高いときは、メンバ端末106hから送信される信号電力は十分に高いことが必要であり、それがメンバ端末106bにおいて過度の干渉を引き起こす。メンバ端末106bによって経験されるメンバ端末106hからの干渉は、実際のＣ／Ｉ比を目標よりも低くし、それによって、性能を許容不可能なレベルに劣化し得る。この場合は、メンバ端末106fからメンバ端末106bへの送信は、異なる時間においてスケジュールされるべきである。
【００４８】
スケジューラは、各受信端末の目標のＣ／Ｉ比が維持されることを保証するために、計算を行い得る。スケジューラがこの計算を行うやり方は、特定の応用、設計者の好み、および全体的な設計上の制約に依存して異なり得る。次に、３つの同時送信をもつＭＡＣフレーム内の１つのタイムスロットについての１つの例を与える。
【００４９】
３つの同時送信は、メンバ端末106hからメンバ端末106gへの送信、メンバ端末106cからメンバ端末106eへの送信、およびメンバ端末106fからメンバ端末106bへの送信を含む。最初に、Ｃ／Ｉ比(Ｃ／ＩＧ)がメンバ端末106gにおいて計算される。メンバ端末106gにおける信号強度は、メンバ端末106hにおける送信電力(ＰＨ)から、メンバ端末106hからメンバ端末106gへの経路損失(ＬＨ−Ｇ)を除いたものに等しい。メンバ端末106gにおける干渉は、メンバ端末106cおよび106fによる信号送信から生じ、メンバ端末106cにおける送信電力(ＰＣ)から、メンバ端末106cからメンバ端末106gへの経路損失（ＬＣ−Ｇ）を除いたものと、メンバ端末106fにおける送信電力(ＰF)から、メンバ端末106fからメンバ端末106gへの経路損失（ＬＦ−Ｇ）を除いたものとの和によって表すことができる。これらの関係性に基づいて、Ｃ／Ｉ比は、次の式によって、対数領域において計算され得る。
【００５０】
Ｃ／ＩＧｄＢ＝ＰＨ−ＬＨ−Ｇ−（ＰＣ−ＬＣ−Ｇ＋ＰＦ−ＬＦ−Ｇ＋Ｍ）          （１）
ここで、Ｍは、ピコネットの外部の干渉に相当するように使用され得る干渉マージンに等しい。
【００５１】
さらに加えて、２つの同様の式が、メンバ端末受信機106eおよび106bにおけるＣ／Ｉ比を計算するのに使用され得る。メンバ端末106eにおけるＣ／Ｉ比(Ｃ／ＩＥ)は、次の式によって対数領域において計算され得る。
【００５２】
Ｃ／ＩＥｄＢ＝ＰＣ−ＬＣ−Ｅ−（ＰＨ−ＬＨ−Ｅ＋ＰＦ−ＬＦ−Ｅ＋Ｍ）          （２）
ここで、ＬＣ−Ｅは、メンバ端末106cからメンバ端末106eへの経路損失であり、
ＬＨ−Ｅは、メンバ端末106hからメンバ端末106eへの経路損失であり、
ＬＦ−Ｅは、メンバ端末106fからメンバ端末106eへの経路損失である。
【００５３】
メンバ端末106bにおけるＣ／Ｉ比(Ｃ／ＩＢ)は、次の式によって対数領域において計算され得る。
【００５４】
Ｃ／ＩＢｄＢ＝ＰＦ−ＬＦ−Ｂ−（ＰＨ−ＬＨ−Ｂ＋ＰＣ−ＬＣ−Ｂ＋Ｍ）          （３）
ここで、ＬＦ−Ｂは、メンバ端末106fからメンバ端末106bへの経路損失であり、
ＬＨ−Ｂは、メンバ端末106hからメンバ端末106bへの経路損失であり、
ＬＣ−Ｂは、メンバ端末106cからメンバ端末106bへの経路損失である。
【００５５】
式（１）ないし（３）へ、各受信端末の目標のＣ／Ｉ比と、メモリに記憶されている経路損失情報とを代入すると、３つの式と３つの未知数とが残され、代数学的に解くことができる。３つの式の全てが満たされることができると仮定すると、メンバ端末106h、106c、および106fからの同時送信は、計算された電力レベルでスケジュールされ得る。他方で、電力レベルの組合せが３つの式の全てを満たすことができないときは、３つの送信は、同時にスケジュールされるべきではない。
【００５６】
この概念は、ピコネット間送信に拡張され得る。図７に移って、第１のピコネット102内のメンバ端末106bは、第２のピコネット204内のメンバ端末208aと呼を設定し得る。ピコネットトポロジマップを考慮するとき、メンバ端末106bからメンバ端末208aへの直接送信は、メンバ端末106cからメンバ端末106eへの送信と同時にスケジュールされるべきでないと考えられる。メンバ端末208aへの経路損失に打ち勝つために必要とされるメンバ端末106bにおける送信電力は、恐らく、メンバ端末106eにおける受信を干渉し過ぎるであろう。
【００５７】
メンバ端末106bからメンバ端末208aへの送信を異なる時間にスケジュールする代わりに、送信は、マルチホップ方式において、クラスタ内ブリッジ端末106aを介してルート設定され得る。この場合に、メンバ端末106bにおける送信電力は、クラスタ内ブリッジ端末106aへのより短い距離の送信に適応するように低減され得る。メンバ端末106bにおける送信電力のこの低減は、メンバ端末106eにおけるＣ／Ｉ比の増加に変わる。
【００５８】
クラスタ内ブリッジ端末106aからメンバ端末208aへの送信の第２の区間は、恐らくは、次のＭＡＣフレームにおけるメンバ端末106cからメンバ端末106eへの送信と同時にスケジュールされることができる。これは、メンバ端末208aへの経路損失に打ち勝つのに必要とされるクラスタ内ブリッジ端末106aにおける送信電力は、メンバ端末106bと208aとの間の直接送信に必要とされる送信電力よりも小さいからである。さらに加えて、クラスタ内ブリッジ端末106aは、メンバ端末106bよりも、メンバ端末106eから一層離れており、したがって、メンバ端末106eにおける受信をより干渉し難い。
【００５９】
ピコネットクラスタの少なくとも１つの実施形態において、第１のピコネット102内のマスタ端末104は、メンバ端末106bからメンバ端末208aへの送信をスケジュールすることを担当する。第２のピコネット204内のマスタ端末206は、逆方向における送信をスケジュールすることを担当する。マスタ端末がそれぞれのピコネット間送信をスケジュールするやり方は、同じであり、したがって、第１のピコネット102から第２のピコネット204への送信に関係するスケジューリングの決定のみを記載する。これらの決定は、メンバ端末106bからメンバ端末208aへのピコネット間送信の、すなわち、直接送信か、またはクラスタ内ブリッジ端末106aを介してのマルチホップ送信かの、電力レベルをスケジュールすることを含む。戻り送信の電力レベルは、同じであっても、異なっていてもよく、戻り送信が直接的であるか、またはマルチホップであるかについての判断は、メンバ端末106bからの送信がルート設定されたやり方とは無関係であり得る。
【００６０】
第１のピコネット102内のマスタ端末104内のスケジューラが、メンバ端末106bと208aとの間の直接送信をスケジュールするか、またはクラスタ内ブリッジ端末106aを介しての送信をスケジュールするかは、２つのメンバ端末106bおよび208a間の経路損失の関数であり得る。しかしながら、受信端末がピコネットの外部にあるという理由で、経路損失情報が、トポロジマップに含まれていないことがある。実際的な問題として、クラスタ内の全端末のトポロジマップを作るように各マスタ端末に要求することは、オーバーヘッドに関して効率が悪いかもしれないが、これは、間違いなく可能性があり、本発明の範囲内にふさわしい。より効率的なアプローチは、ピコネット内のメンバ端末と通信しているピコネットの外部の端末を、トポロジマップに動的に加えることであり得る。ピコネットの外部の端末がトポロジマップに加えられるか、または消され得るやり方は、個々の応用および全体的な設計上の制約に依存して変わり得る。１つの例を次に記載する。
【００６１】
メンバ端末106bは、そのピコネットの外部のメンバ端末208aに呼をしたいとき、マスタ端末104に信号を送る。マスタ端末104は、クラスタ内ブリッジ端末106aを使用して、クラスタ内の１つ以上の他のマスタ端末に照会して、メンバ端末208aを検出し得る。この場合に、マスタ端末104は、クラスタ内ブリッジ端末106aを介してマスタ端末206へ照会を送る。マスタ端末206は、照会に応答して、メンバ端末208aが第２のピコネット204内にあることを示す。
【００６２】
応答に付随するものは、メンバ端末208aとクラスタ内ブリッジ端末106aとの間の経路損失情報であり得る。メンバ端末208aと任意の二次クラスタ内ブリッジ端末(図示されない)との間の経路損失情報も、応答に含まれ得る。メンバ端末208aと全クラスタ内ブリッジ端末との両者は、第２のピコネット204のメンバであるので、この経路損失情報は、第２のピコネット204内のマスタ端末206によって維持されるトポロジマップから与えられ得る。この経路損失情報は、２つピコネットを横切るマルチホップ送信を支援するために、第１のピコネット内のマスタ端末104のトポロジマップに加えられ得る。
【００６３】
さらに加えて、第１のピコネット102内のマスタ端末104は、第２のピコネット204内のマスタ端末206に、メンバ端末106bとクラスタ内ブリッジ端末106aとの間の経路損失に関係する情報を送り返し得る。メンバ端末106bと任意の二次クラスタ内ブリッジ端末(図示されていない)との間の経路損失情報も含まれ得る。メンバ端末106bと全クラスタ内ブリッジ端末との両者は、第１のピコネット102のメンバであるので、この経路損失情報は、第１のピコネット102内のマスタ端末104によって維持されるトポロジマップから与えられ得る。この経路損失情報は、２つのピコネットを横切るマルチホップ送信を支援するために、第２のピコネット内のマスタ端末206のトポロジマップに加えられ得る。
【００６４】
さらに加えて、マスタ端末104および206は、直接通信を支援するために、メンバ端末106bとメンバ端末208aとの間の経路損失情報を得ることが必要であり得る。この情報は、呼設定中に得られ得る。より具体的には、各メンバ端末106bおよび208aは、当技術において周知の手段によってシグナリングメッセージ内に埋め込まれたパイロット信号から経路損失を計算し得る。計算された経路損失情報は、メンバ端末106bおよび208aから、それぞれのマスタ端末104および206へ報告され得る。次に、それしたがって、各マスタ端末104および206において維持されているトポロジマップが、更新され得る。
【００６５】
ピコネット間送信を、直接送信としてスケジュールするか、またはクラスタ内ブリッジ端末を介してのマルチホップ送信としてスケジュールするかを判断するとき、スケジューラは、ピコネットトポロジマップにおける情報を使用して、スループットを最大化し得る。例えば、第１のピコネット102内の各受信端末における目標のＣ／Ｉ比が、直接送信で維持されることができるとき、スケジューラは直接送信をスケジュールし得る。直接送信の電力レベルが、第１のピコネット102内の１つ以上の受信端末における目標のＣ／Ｉ比を上回ることが起きると、タイムスロットの異なるブロックが、直接的なピコネット間送信に割り当てられ得る。その代わりに、ピコネット間送信を、クラスタ内ブリッジ端末106aを介してルート設定し、メンバ端末106bによって要求される送信電力を低減してもよい。第１のピコネット102内の各受信端末の目標のＣ／Ｉ比は、引き続き、マルチホップ送信が過度の干渉を引き起こさないことを保証するために検査されるべきである。
【００６６】
直接的なピコネット間送信の場合に、第１のピコネット102のマスタ端末104内のスケジューラは、送信電力が受信端末208aにおける目標のＣ／Ｉ比を満たすのに適切であることを保証するために使用され得る。これは、多数のやり方で判断され得る。例えば、高電力送信が、高拡散係数および低データレートと共に使用され得ると、信号は、第２のピコネット204内で発生している干渉がある状態でさえ、受信端末208aにおいて復号されることができる。しかしながら、高電力送信は、第１のピコネット102内で過度の干渉を引き起こし、それによって、行うことができる同時送信数を制限し得る。
【００６７】
その代わりに、２つのピコネットは、ピコネット間送信を調整してもよい。２つの端末106bと208aと間の呼の設定中に、マスタ端末104内のスケジューラは、要求されるサービスのタイプに基づいて、呼を支援するのに必要とされるデータレートを判断するのに使用され得る。次に、受信端末208aにおける目標の品質パラメータが、マスタ端末104によって選択され得る。目標の品質パラメータは、目標のＣ／Ｉ比、または何か他の目標の品質パラメータであり得る。少なくとも１つの実施形態において、目標の品質パラメータは、判断されたデータレートにおいてＱｏＳ要求を満たすのに必要とされる最低Ｃ／Ｉ比(すなわち、目標のＣ／Ｉ比)であり得る。
【００６８】
目標の品質パラメータが、受信端末208aのために判断されると、タイムスロットのブロックが、マスタ端末104内のスケジューラによる呼を支援するように割り当てられ得る。既により詳しく記載されたように、タイムスロットの割り当ては、第１のピコネット102内の各受信端末の目標のＣ／Ｉ比を維持するやり方で行われるべきである。これは、メンバ端末106aにおいて要求される送信電力(Ｐ１０６ｂ)に依存し、次の式によって表わされることができる。
【００６９】
Ｐ１０６ｂｄＢ＝Ｃ／Ｉ２０８ａ＋Ｌ１０６ｂ−２０８ａ＋Ｉ＋Ｍ          （４）
ここで、Ｃ／Ｉ２０８ａは、受信端末208aにおける目標のＣ／Ｉ比であり、
Ｌ１０６ｂ−２０８ａは、第１のピコネット102内の送信端末106bから第２のピコネット内の受信端末208aへの経路損失であり、
Ｉは、第２のピコネット204内の受信端末208aにおけるピコネット内干渉であり、
Ｍは、ピコネットの外部の干渉に相当するように使用され得る干渉のマージンに等しい。
【００７０】
少なくとも１つの実施形態では、第２のピコネット204内のマスタ端末206は、メンバ端末106bからメンバ端末208aへのピコネット間送信中に、何れの送信もスケジュールしないことを選択し得る。この実施形態では、ピコネット間送信のためのタイムスロット割り当ては、第１のピコネット102内のマスタ端末104から、クラスタ内ブリッジ端末106aを介して、第２のピコネット204内のマスタ端末206へ送信され得る。これらのタイムスロット割り当ては、第２のピコネット204のためのスケジューリングアルゴリズムにおける制約になり、第２のピコネット204内のピコネット内送信をスケジュールするのに使用できない。その結果、式（４）内の変数“Ｉ”は、ゼロに設定されることができ、送信電力(Ｐ１０６ｂ)は、第１のピコネット内のマスタ端末104のスケジューラによって計算され得る。
【００７１】
別の実施形態では、第２のピコネット204のマスタ端末206内のスケジューラは、ピコネット間送信と同時にピコネット内送信をスケジュールし得る。この実施形態では、式（４）における変数“Ｉ”は、ゼロ以外の値をもち、したがって、メンバ端末106aにおいて要求される送信電力（Ｐ１０６ｂ）を増加して、メンバ端末208aにおける目標のＣ／Ｉ比(Ｃ／Ｉ２０８ａ)を満たす。
【００７２】
図８に移って、第２のピコネット204での２つのピコネット内送信が、ピコネット間送信と同時に行われることが示されている。２つのピコネット内送信は、メンバ端末208bからメンバ端末208cへの送信と、メンバ端末208dからメンバ端末208eへの送信とを含む。スケジューリングアルゴリズムは、各送信の電力を、第２のピコネット204内の各受信端末における目標のＣ／Ｉ比を満たすのに必要な電力に制限するのに使用され得る。式（１）ないし（３）に関連して記載されたやり方に類似したやり方で、第２のピコネット204のマスタ端末206内のスケジューラは、次の式を代数学的に解き得る。
【００７３】
Ｃ／Ｉ２０８ｃｄＢ＝Ｐ２０８ｂ−Ｌ２０８ｂ−２０８ｃ−（Ｐ２０８ｄ−Ｌ２０８ｄ−２０８ｃ＋Ｐ１０６ｂ−Ｌ１０６ｂ−２０８ｃ＋Ｍ）          （５）
Ｃ／Ｉ２０８ｅｄＢ＝Ｐ２０８ｄ−Ｌ２０８ｄ−２０８ｅ−（Ｐ２０８ｂ−Ｌ２０８ｂ−２０８ｅ＋Ｐ１０６ｂ−Ｌ１０６ｂ−２０８ｅ＋Ｍ）          （６）
Ｃ／Ｉ２０８ａｄＢ＝Ｐ１０６ｂ−Ｌ１０６ｂ−２０８ａ−（Ｐ２０８ｂ−Ｌ２０８ｂ−２０８ａ＋Ｐ１０６ｄ−Ｌ１０６ｄ−２０８ａ＋Ｍ）          （７）
ここで、端末ｘから端末ｙへの任意の所与の送信において、
Ｃ／Ｉｙは、端末ｙにおける目標のＣ／Ｉ比であり、
Ｐｘは、端末ｘのためのスケジュールされた電力レベルであり、
Ｌｘ−ｙは、端末ｘから端末ｙへの経路損失であり、
Ｐｚは、端末ｚ（すなわち、端末ｙにおける干渉源）のためのスケジュールされた電力レベルであり、
Ｌｚ−ｙは、端末ｚから端末ｙへの経路損失である。
【００７４】
メンバ端末208aの目標のＣ／Ｉ比(Ｃ／Ｉ２０８ａ)は、第１のピコネット内のマスタ端末104から、第２のピコネット204内のマスタ端末206へ送られ得る。メンバ端末106bとメンバ端末208aとの間の経路損失情報(Ｌ１０６ｂ−２０８ａ)は、呼設定中に、マスタ端末206によって計算された。目標のＣ／Ｉ比および経路損失の残りの値は、第１のピコネット102内のピコネット内送信に関連して既に記載されたのと同じやり方で、マスタ端末206内の計算モジュールおよびメモリから得られ得る。
【００７５】
第２のピコネット204内の各受信端末の目標のＣ／Ｉ比および経路損失情報が、式（５）ないし（７）に代入されると、電力レベルが計算され得る。３つの式の全てが満たされることができると仮定すると、第１のピコネット102内のメンバ端末106bのための計算された電力レベル(Ｐ１０６ｂ)は、クラスタ内ブリッジ端末106aを介して第１のピコネット内のマスタ端末104へ送信され得る。次に、第１のピコネット102のマスタ端末104内のスケジューラは、ピコネット間送信と同時の１つ以上のピコネット内送信をスケジュールし得る。例えば、第１のピコネット102のマスタ端末内のスケジューラは、ピコネット間送信と同時に、メンバ端末106cと106dとの間の送信、およびメンバ端末106eと106fとの間の送信をスケジュールし得る。電力レベルは、次の式を代数学的に解くことによって、スケジュールされ得る。
【００７６】
Ｃ／Ｉ１０６ｄｄＢ＝Ｐ１０６ｃ−Ｌ１０６ｃ−１０６ｄ−（Ｐ１０６ｅ−Ｌ１０６ｅ−１０６ｄ＋Ｐ１０６ｂ−Ｌ１０６ｂ−１０６ｄ＋Ｍ）          （８）
Ｃ／Ｉ１０６ｆｄＢ＝Ｐ１０６ｅ−Ｌ１０６ｅー１０６ｆ−（Ｐ１０６ｃ−Ｌ１０６ｃ−１０６ｆ＋Ｐ１０６ｂ−Ｌ１０６ｂ−１０６ｆ＋Ｍ）          （９）
ここで、端末ｘから端末ｙへの任意の所与の送信において、
Ｃ／Ｉｙは、端末ｙのための目標のＣ／Ｉ比であり、
Ｐｘは、端末ｘにおけるスケジュールされた電力レベルであり、
Ｌｘ−ｙは、端末ｘから端末ｙへの経路損失であり、
Ｐｚは、端末ｚ（すなわち、端末ｙにおける干渉源）のためのスケジュールされた電力レベルであり、
Ｌｚ−ｙは、端末ｚから端末ｙへの経路損失である。
【００７７】
式（８）および（９）における全ての変数は、送信端末106cおよび106eの電力レベルを除いて分かっており、したがって、２つの式および２つの未知数が残されている。
【００７８】
第１のピコネット102のマスタ端末104内のスケジューラが、電力レベルの何れの組合せも式（８）および（９）を満たすことができないと判断するか、または要求電力レベルの何れかが、１つ以上の端末の最大送信電力を超えるときは、スケジューラは、１つ以上のピコネット内送信を、タイムスロットの別のブロックに再割り当てし得る。その代わりに、スケジューラは、ピコネット間送信をクラスタ間ブリッジ端末106aを介してルート設定すると決定してもよい。このマルチホップ送信に関連するスケジューリングの決定は、両者のピコネット102および204における目標のＣ／Ｉ比の全てが、関連するタイムスロット中に満たされることができることを確認するプロセスを含むべきである。
【００７９】
本明細書に開示された実施形態に関連して記載された種々の例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit, ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array, FPGA）または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートなゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートなハードウェア構成要素、あるいは本明細書に記載されている機能を実行するように設計されたその組合せで実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、その代わりに、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または状態機械であってもよい。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、例えば、１つのＤＳＰと１つのマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、１つのＤＳＰのコアとの組合された１つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のこのような構成としても実施され得る。
【００８０】
本明細書に開示されている実施形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムは、ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、または２つの組合せにおいて直接的に具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術において知られている記憶媒体の何か他の形態の中に存在し得る。記憶媒体はプロセッサに接続され、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、かつそこへ情報を書き込みことができるようにする。その代りに、記憶媒体は、プロセッサと一体構成であってもよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在し得る。ＡＳＩＣは、端末内または他の場所に存在し得る。その代りに、プロセッサおよび記憶媒体は、端末内のディスクリートな構成要素として、または他の場所に存在し得る。
【００８１】
開示された実施形態のこれまでの記述は、当業者が本発明を作成または使用できるようにするために与えられている。これらの実施形態に対する種々の変更は、当業者には容易に明らかになり、本明細書に定められている一般的な原理は、本発明の意図および範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書に示されている実施形態に制限されることを意図されず、本明細書に開示されている原理および新規な特徴に一致する最も幅広い範囲にしたがうことを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】ピコネットの例を示す概念図。
【図２】ピコネットクラスタを形成している２つのピコネットの例を示す概念図。
【図３】ピコネット通信を制御する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームの例を示す概念図。
【図４】ピコネット内で動作することができる端末の例を示す概念ブロック図。
【図５】端末内のトランシーバおよびベースバンドプロセッサの例を示す機能ブロック図。
【図６】トポロジマップの例を示す概念ブロック図。
【図７】ピコネット間通信の例を示す概念図。
【図８】ピコネット間通信の別の例を示す概念ブロック図。
【符号の説明】
【００８３】
102,204・・・ピコネット、104,206・・・マスタ端末、106,208・・・メンバ端末、202・・・クラスタ、302・・・フレーム、304,306,308,310・・・タイムスロット。
【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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【国際調査報告】
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