(57)【要約】  スロット化ビーコン期間（１０４）とデータ転送期間（１０３）とを持つスーパーフレーム（１０２）を含む分散ＭＡＣプロトコルが提供される。提供されるスーパーフレーム（１０２）は、複数の媒体アクセススロット（１０７）を有し、複数の媒体アクセススロット（１０７）は、スロット化ビーコン期間（１０４）に割り当てられる。ビーコン期間長（１０６）は固定又は可変であり得る。提供されるビーコンプロトコルは、ビーコン期間（１０４）を開始する手段（１０１）によりアドホックネットワークを初期化し、アドホックネットワークの既存のビーコン期間に加入し、ビーコン期間中に衝突を解決することを規定する。
2007525891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスのアドホック通信ネットワークに参加するデバイス用のビーコンプロトコルに対する方法において、
（ａ）媒体アクセス時間を少なくとも１つのスーパーフレームの周期的シーケンスに分割するステップであって、前記少なくとも１つのスーパーフレームが所定の開始時間に開始し、どこかの時点で前記周期的シーケンスの次のスーパーフレームを持つ当該分割するステップと、
（ｂ）複数の隣接したビーコンスロットを持ち、データ転送期間が後に続くスロット化ビーコン期間に前記スーパーフレームを区分するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）−（ｆ）を実行することにより新しいアドホックネットワークを開始するステップ、
前記複数の隣接したビーコンスロットのアイドル状態のビーコンスロットを占有するステップ、及び
次のビーコン期間の開始まで停止し、起動し、ステップ（ｃ）を繰り返すステップ、
の少なくとも１つを実行するステップと、
（ｄ）前記占有されたビーコンスロットにおいて独自のビーコンを送るステップと、
（ｅ）前記データ転送期間中に他のデバイスからデータ伝送を受信するステップと、
（ｆ）前記データ転送期間中に前記他のデバイスにデータを転送するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記ビーコンを送るステップが、デバイス識別情報及び性能、トラフィック識別マップ（ＴＩＭ）、ビーコンスロット占有フィールド、関連したメッシュネットワーク、並びに媒体の分散予約からなるグループから選択された少なくとも１セットの情報を有するビーコンを送信するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スーパーフレームのスロット化ビーコン期間中に他のデバイスからの他のビーコンを受信するステップであって、前記他のビーコンがデバイス識別情報及び性能、トラフィック識別マップ（ＴＩＭ）、ビーコンスロット占有フィールド、関連したメッシュネットワーク、並びに媒体の分散予約からなるグループから選択された少なくとも１セットの情報を有する当該他のビーコンを受信するステップ、
を更に有し、
前記ビーコンを送るステップが、デバイス識別情報及び性能、トラフィック識別マップ（ＴＩＭ）、ビーコンスロット占有フィールド、関連したメッシュネットワーク、並びに媒体の分散予約からなるグループから選択された少なくとも１セットの情報を前記独自のビーコンに含めることを更に有する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
一度前記他のビーコンが受信されると、１つのスーパーフレームの時間中に前記他のデバイスを発見するステップを更に有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記次のスーパーフレームの開始時に起動するステップと、
前記受信された他のビーコンのいずれかのＴＩＭが前記デバイスにアドレスされる場合に、
i）前記ＴＩＭがクリアではない場合に前記スーパーフレームの前記データ転送期間中に起動したままであるステップ、
ii）前記ＴＩＭがクリアである場合に前記スーパーフレームの前記データ転送期間中に停止するステップ、及び
iii）ゼロにセットされた“モアデータ”ビットを持つ前記スーパーフレームの前記データ転送期間中にデータフレームが受信される場合に停止するステップ、
を実行するステップと、
を更に有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記デバイスの近辺に関する他のビーコンにおける情報を受信するステップと、
最小のホップ及び最小のコストからなるグループから選択された基準に基づいて伝送経路を見つけるために前記デバイスの近辺に関して受信された情報を使用するステップと、
を更に有する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記受信されたビーコン内のスロット占有情報から、前記複数の隣接したビーコンスロットの各ビーコンスロットに対して前記ビーコンスロットがアイドル状態であるか、及び不正確に受信されているかの一方であるかどうかを決定するステップと、
所定数の連続したスーパーフレームに対して、前記デバイスにより占有されるビーコンスロットが、アイドル状態であるか、不正確に受信されるか、及び他のデバイスの情報を有するかの１つであると決定される場合、衝突が前記デバイスにより占有された前記ビーコンスロットにおいて生じたと見なされ、前記デバイスが前記衝突を解決するためにステップ（ｃ）を実行するステップと、
を更に有する、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記転送するステップが、独自のビーコンにおいて伝送される媒体の予約に対応する前記データ転送期間中にデータを転送することを有し、
前記ビーコンを送るステップが、前記データ転送が完了するまで前記媒体の前記予約を留保することを有する、
請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記スーパーフレームのデータ転送期間中の媒体アクセスの予約が、拡張型分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ）機構及び分散予約機構からなるグループから選択された予約機構の１つに基づく、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記スーパーフレームが、第１の所定の長さを持つ第１の所定数の媒体アクセススロットを有し、
前記スロット化ビーコン期間が、各媒体アクセススロットが同一の第３の所定数のビーコンスロット及び後に続く第４の所定数より大きい間隔からなるような第２の所定数の媒体アクセススロットを有し、
前記データ転送期間が、前記第１の所定数と前記第２の所定数との間の差に等しい残りの数の媒体アクセススロットを有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の所定数が２５６であり、
前記スーパーフレームが６５ミリ秒の長さを持つように前記第１の所定の長さが２５６マイクロ秒であり、
前記第２の所定数が２４であり、
前記第３の所定数が３であり、
前記第４の所定数が短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）の長さに等しい、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
アドホックネットワークデバイス用のスロット化ビーコン装置において、
他のアドホックネットワークデバイスからビーコン及びデータ転送を受信するレシーバと、
独自のデバイスビーコン及びデータを送信するトランスミッタと、
受信されたビーコン及び受信されたデータ転送並びに送信用の独自のビーコン及び独自のデータ転送を処理するスロット化ビーコン処理コンポーネントと、
前記スロット化ビーコン処理コンポーネントに動作可能に結合され、スロット化ビーコン期間及びデータ転送期間を有する少なくとも１つのスーパーフレームのシーケンスに媒体を分割し、それぞれ受信されたビーコン及びデータを処理し、それぞれ送信されるべき独自のビーコン及び独自のデータをフォーマット及び制御するように構成されたコントローラであって、
前記レシーバ及び前記トランスミッタに動作可能に結合され、これにより前記スロット化ビーコン期間中にビーコンの受信及び送信をそれぞれ制御し、前記データ転送期間中にデータの受信及び送信をそれぞれ制御するように構成された当該コントローラと、
を有する装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスーパーフレームが、第１の所定の長さを持つ第１の所定数の媒体アクセススロットを有し、
前記スロット化ビーコン期間が、各媒体アクセススロットが同一の第３の所定数のビーコンスロット及び後に続く第４の所定数より大きい間隔からなるように第２の所定数の媒体アクセススロットを有し、
前記データ転送期間が、前記第１の所定数と前記第２の所定数との間の差に等しい残りの数の媒体アクセススロットを有する、
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の所定数が２５６であり、
前記スーパーフレームが６５ミリ秒の長さを持つように前記第１の所定の長さが２５６マイクロ秒であり、
前記第２の所定数が２４であり、
前記第３の所定数が３であり、
前記第４の所定数が、短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）の長さに等しい、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
ビーコンが、デバイス識別情報及び性能、トラフィック識別マップ（ＴＩＭ）、ビーコンスロット占有フィールド、関連したメッシュネットワーク、並びに媒体の分散予約からなるグループから選択された少なくとも１セットの情報を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記コントローラが、
次のスーパーフレームの開始時に起動し、
受信されたビーコンのＴＩＭが前記デバイスにアドレスされる場合に、
i）前記ＴＩＭがクリアでない場合に前記スーパーフレームの前記データ転送期間中に起動したままであり、
ii）前記ＴＩＭがクリアである場合に前記スーパーフレームの前記データ転送期間中に停止し、
iii）ゼロにセットされた“モアデータ”ビットを持つ前記スーパーフレームの前記データ転送期間中にデータフレームが受信される場合に停止する、
ように更に構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
一度少なくとも１つの他のビーコンが受信されると、１つのスーパーフレームの時間中に他のデバイスが発見される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
情報が前記デバイスの近辺に関して他のビーコンにおいて受信され、
前記デバイスの近辺に関して受信された前記情報が、最小のホップ及び最小のコストからなるグループから選択された基準に基づく経路を介してデータの送信を命令するために前記コントローラにより使用される、
請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記コントローラが、
前記受信されたビーコンにおいて前記スロット占有情報から、どのビーコンスロットがアイドル状態であるか及び不正確に受信されているかの一方であるかを決定し、
所定数の連続したスーパーフレームに対して、前記デバイスにより占有された前記ビーコンスロットが、アイドル状態であるか、不正確に受信されたか、及び他のデバイスの情報を有するかの１つであると決定される場合に、
−前記デバイスにより占有された前記ビーコンスロットにおいて衝突が生じたと見なし、
−所定の衝突解決機構により前記衝突を解決するように前記スロット化ビーコン処理コンポーネントに命令する、
ように更に構成される、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドホックネットワーク（ad-hoc networks）用のビーコンプロトコル（Beaconing Protocol）に対するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮは人気が増しており、１つの無線媒体上の異なるタイプのサービスに対する要望をサポートするために、レガシーのＩＥＥＥ８０２．１１及びＩＥＥＥ８０２．１１ｅを含む幾つかのＭＡＣ層解決法が発展した。結果として、ＩＥＥＥ８０２．１１  ＩＢＳＳ又はＩＥＥＥ８０２．１５ファミリのプロトコルのような幾つかの通信プロトコルが無線ネットワークにおけるアドホック接続をサポートするために存在する。これらのプロトコルは、全体として参照によりここに組み込まれるIEEE Std. 802.11-1999 (Reaff 2003), Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, edition 2003及びIEEE Std.802.15.3-2003, Part 15.3: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specification for High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs), edition 2003において規定されている。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格は、無線媒体アクセスに対する２つの基本的機能、即ちポイントコーディネーション機能（Point Coordination Function、ＰＣＦ）及び分散コーディネーション機能（Distributed Coordination Function、ＤＣＦ）を規定する。ＤＣＦは、非同期データサービスに関与し、送信局が、媒体アクセススキームの搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式（carrier sense multiple access with collision avoidance、ＣＳＭＡ／ＣＡ）を使用するアクセスに対して互いに争う競合期間（contention period）を処理する。
【０００４】
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）は、典型的な無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）内より互いに近い競合ノードの中で通信する。ＷＰＡＮは、ゼロインフラストラクチャ環境（zero infrastructure environment）に対する必要性を持ちうる。
【０００５】
マルチバンドＯＦＤＭアライアンス（ＭＢＯＡ）は、ＷＰＡＮ用のＭＡＣプロトコルをも規定しており、MBOA Wireless Medium Access Control (MAC) Specification For High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs), Technical Specification, Draft 0.5, April 2004が、全体として参照によりここに組み込まれる。ＭＢＯＡ  ＭＡＣプロトコルは分散型であり、即ち、ピアデバイス（peer devices）は同じプロトコル性質及びハードウェア／ソフトウェア性能を持つ。前記ＭＢＯＡ  ＭＡＣは、前記デバイスによる媒体予約（medium reservations）に基づき、したがって前記媒体における感知及び衝突時間を除去する。更に、前記ＭＢＯＡ  ＭＡＣプロトコルは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）の全てのノード（デバイス）に機能を分配することによりネットワークインフラストラクチャに対する必要性を除去し、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅの動作の拡張型分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ）モードに基づく。ＭＢＯＡ分散ＭＡＣプロトコルにおいて、ＷＰＡＮネットワークに対する中央コーディネータ又はアクセスポイントが存在しない。同期、非同期、及びアイソクロナス（isochronous）データ転送は、前記ＭＢＯＡ分散ＭＡＣプロトコルにおいてサポートされる。
【０００６】
アイソクロナスは、データの配送に課せられた特定の時間的制約が存在する時間依存データ転送である。例えば、アイソクロナス輸送機構は、データが表示される速さで配送され、オーディオがビデオと同期することを保証するためにマルチメディアストリームにより必要とされる。これに対し、非同期処理は、ランダムな間隔により分離されることができるデータストリームを有し、同期処理は、所定の規則的に空けられた間隔でのみ配送されなければならないデータストリームを有する。アイソクロナスサービスの時間的制約は、同期サービスのものほど厳しくはないが、非同期サービスほど緩やかではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
依然として解決されるべき２つの主要な問題は、電力管理及び同期である。例えば、デバイスは、これに対してアドレスされるトラフィックが期待されない場合に停止する（go to sleep）ことができるべきである。ＩＥＥＥ８０２．１１  ＩＢＳＳに設けられた機構は、非常に非効率的であり、効率的に同期するデバイスが欠けている。特に、こうとは限らない場合、全てのデバイスが互いに聞くと仮定する。
【０００８】
効率的な電力管理及び同期の両方を提供し、媒体の分散時間予約を可能にする分散ＭＡＣプロトコルに対する要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ここで図１を参照すると、本発明は、スーパーフレーム構造１０２と、他にも利点があるが特に、アドホックネットワークにおける電力管理及び同期を改良するこのスーパーフレーム構造１０２を使用する手順とを有する分散ＭＡＣプロトコルを提供する。本発明によると、提供されたＭＡＣスーパーフレーム構造は、複数のＭＡＳスロット１０７を有するスロット化ビーコン期間（slotted Beaconing Period）ＢＰ１０４と、データ転送期間１０３とを含む。全てのアドホックネットワークデバイスが、ビーコンを送信するのに参加する。前記データ転送期間のＭＡＳにおける媒体アクセスは、拡張型分散チャネルアクセス即ちＥＤＣＡのような機構、又は分散予約機構に基づく。
【００１０】
本発明によるアドホックネットワークにおける通信デバイス間のコーディネーションを維持するために採用される技法は、ビーコンの周期的な伝送である。ビーコンは、アイソクロナス予約に関する情報を含む前記ネットワークに対する基本的タイミングを提供する。通信することを望むデバイスは、同じビーコングループ又は所定のデバイスの無線範囲内にあり、同じビーコン期間（ＢＰ）中のビーコンであるデバイスのセットに属さなければならない。
【００１１】
図１を再び参照すると、本発明のＭＢＯＡ分散ＭＡＣプロトコルにおいて、各スーパーフレーム１０２は、複数の媒体アクセススロット（ＭＡＳ）１０７を有する。前記ＭＡＳは、ビーコン期間１０４とデータ転送期間１０３との間で分割され、図２ｂも参照される。ビーコンを送受信するために、デバイスは、ビーコン送信及び受信に対して厳密に予約されたビーコン期間（ＢＰ）１０４としてＭＡＳスロット１０７の隣接するセット１０４に対応する時間の期間を指定する。このビーコン通信時間（airtime）又はＢＰ１０４を共有するデバイスのグループは、ビーコングループと称される。即ち、ビーコングループは、媒体アクセススロット（ＭＡＳ）１０７の同じサブセット内のビーコン伝送を同期し、ＢＰ１０４としてＭＡＳスロット１０７のこのサブセット１０４を識別するデバイスのセットとして所定のデバイスに関して局所的に定義される。ＭＢＯＡ仕様書によると、ＢＰ１０４は、前記ＢＰ即ちスロット化ビーコン期間１０４として１つ以上のデバイスのビーコンにより指定された８つの隣接したＭＡＳスロットとして規定される。好適実施例によると、ＢＰ１０４に割り当てられたＭＡＳスロット１０７の数は、例えば８のＭＡＳスロットになるように固定されてもよく、又は可変であってもよい。前記ＭＢＯＡは、図２ａのように各ＭＡＳが３つのビーコンスロットを有する８つのＭＡＳスロットと同等な２４のビーコンスロットを持つものとしてＢＰ１０４を指定する。ビーコンスロットの数は可変であることができ、前記ＢＰに割り当てられたＭＡＳスロット１０７の数に依存して固定されなくてもよい。
【００１２】
クラスタ（Cluster）は、デバイスの無線範囲内のデバイスのセットであり、ビーコングループ内の全てのデバイスを含む。クラスタは、他のビーコングループに属する無線範囲内のデバイスをも含み得る。
【００１３】
したがって、ＢＰ長１０６は固定又は可変であることができる。固定である場合、ビーコンスロット１０５の対応する固定数は、同じ場所及び周波数において同時に動作することができるデバイスの最大数を決定する。しかしながら、ビーコンスロット長２０２が固定され、ビーコンフレーム長、即ちビーコンフレームを送信するのに必要とされる時間に依存する。
【００１４】
本発明の他のフィーチャ及び利点は、本発明の詳細な説明及び以下の図面から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の記載は限定ではなく説明の目的で与えられることは当業者により理解されるべきである。当業者は、本発明の精神及び添付の請求項の範囲内にある多くの変形例が存在することを理解する。既知の機能及び動作の不必要な詳細は、本発明を不明瞭にしないように現在の記載から省略されるかもしれない。
【００１６】
本発明は、チャネル時間がスーパーフレームに分割され、各スーパーフレームがＢＰで開始するアドホックネットワークに関する。前記ＢＰはビーコンを送信するのに使用される。図１は、本発明によるＭＡＣスーパーフレーム構造１００を示す。アドホックネットワークにおいて、全てのデバイスは、ビーコンを送信するのに参加する。各ＭＡＣスーパーフレーム構造１００は、ＴＢＴＴ又はビーコン期間開始時間（ＢＰＳＴ）１０１で開始し、スロット化ＢＰ長１０６だけ続行し、新しいデバイスがネットワークに加入することができるように複数のビーコンスロット１０５を含み、スロット化ＢＰ１０４の後にデータ転送期間１０３が続くスロット化ＢＰ１０４を更に有する少なくとも１つのスーパーフレーム１０２のシーケンスを有する。ＢＰ長１０６は固定又は可変であることができる。
【００１７】
図２ａに示されるように、各隣接したビーコンスロット１０５の間の時間は、短フレーム間隔（short inter frame space、ＳＩＦＳ）２０３より大きい。ＭＡＳスロット１０７は通信の基本ユニットである。図２ｂに示されるように、スーパーフレームは好ましくは２５６のＭＡＳスロット１０７に分割される。各ＭＡＳは２５６マイクロ秒の長さであり、結果として６５ミリ秒のスーパーフレーム長を生じる。ＭＡＳスロット１０７は、ＥＤＣＡ、ＤＲＰ（データ転送に対する分散予約プロトコル）又はビーコンに使用されることができる。幾つかのＭＡＳスロットタイプは、どのようにＭＡＳスロット１０７が前記デバイス又は近くのデバイスにより使用されるのかに依存して定義される。表１はＭＡＳスロットタイプを要約する。
【表１】
2007525891.tif 000003
【００１８】
通信が確立されることができる前に、デバイスは、独自のビーコングループを作成するか、又は既存のビーコングループに加入しなくてはならない。各ビーコン期間に対して、好ましくは、８つの連続したＭＡＳスロット１０７がビーコンスロット１０５として使用され、前記ビーコングループに属する全てのデバイスがビーコンを送信する。前記スーパーフレームの開始時間は、ビーコン期間の開始により決定され、ＩＥＥＥ８０２．１１においてターゲットビーコン伝送時間（Target Beacon Transmission Time、ＴＢＴＴ）、及びＭＢＯＡ分散ＭＡＣにおいてビーコン期間開始時間（ＢＰＳＴ）として規定される。
【００１９】
好適な実施例において、ビーコン期間１０４は８つのＭＡＳスロット１０７を使用するように規定される。各ＭＡＳスロット１０７は、ＳＩＦＳにより分離された３つのビーコンスロット１０７を含み、したがって、ビーコン期間は、ＭＢＯＡ分散ＭＡＣにおける２４のビーコンスロット１０５を含む。スロットの数は、既に示されているように可変であることができる。スロット化ＢＰ長１０６は固定又は可変であることができる。固定である場合、ビーコンスロット１０５の数は固定され、同じ場所及び周波数において同時に動作することができるデバイスの最大数を決定する。最終的に、しかしながら、ビーコンスロット長２０２は、前記ビーコンフレームの長さに依存する。
【００２０】
本発明のスーパーフレーム１０２は、スーパーフレーム１０２の残りのＭＡＳスロット１０７、即ちＢＰ１０４内にない前記スーパーフレームのＭＡＳスロットを有するデータ転送期間１０３を更に含む。スーパーフレーム１０２のデータ転送期間１０３の間に、デバイスは、拡張型分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ）と称される競合ベースの優先チャネルアクセスによって、又は分散予約プロトコル（ＤＲＰ）と称される予約ベースのチャネルアクセスを使用するかのいずれかでデータを送信及び受信する。
【００２１】
ビーコンは、以下のような情報を含むが、これに制限されない。
（１）デバイスの識別及び性能
（２）トラフィック識別マップ（traffic identification map、ＴＩＭ）
（３）ビーコンスロット占有フィールド（Beacon slot occupancy field）
（４）関連するメッシュネットワーク
（５）媒体の分散予約
この情報は、ＩＥＥＥ８０２．１１又はＩＥＥＥ８０２．１５規格で指定されるビーコンにおける情報要素の形式で送信されることができる。
【００２２】
本発明のビーコンの使用は、以下を含むが、これらに限定されない。
（１）電力管理
（２）速い関連付け（fast association）によるデバイス発見（device discovery）
（３）マルチホップメッセージルーティング（multi-hop message routing）
（４）複数のピアツーピア対の同期
（５）媒体の分散予約
【００２３】
電力管理：本発明は、各デバイスによる電力節約に貢献する。全てのデバイスは、ビーコンを受信するためにＴＢＴＴ又はビーコン期間開始時間（ＢＰＳＴ）に起動する（wake up）。キュー（queues）内のトラフィックを持つデバイスは、前記ＴＩＭにおいて目的のデバイス（destination devices）を含む。デバイスにアドレスされたＴＩＭを受信する当該デバイスは、前記スーパーフレームの後の競合期間中に起動したままである。デバイスは、一度前記スーパーフレームのＢＰが終了し、前記ＴＩＭがクリア（clear）であると、停止することもできる。デバイスは、一度フレームがゼロにセットされた“モアデータ（More Data）”と共に受信されると、前記スーパーフレームの終了の前に停止することもできる。
【００２４】
速い関連付けによるデバイス発見：全てのデバイスはビーコン期間の間ビーコンを送信する。デバイスは、一度ビーコンが受信されると、１つのスーパーフレームの時間に発見されることができる。
【００２５】
マルチホップメッセージルーティング：前記ビーコンは、デバイスの近辺に関する情報を含む。前記ビーコン内のビーコン期間占有情報要素（Beacon Period Occupancy Information Element、ＢＰＯＩＥ）に含まれるこの情報は、特定のデバイスに対する最短又は最安価経路を見つけるのに使用されることができる。
【００２６】
同期：各デバイスはビーコンに対して前記媒体を走査する。ビーコンが受信されない場合、前記デバイスは、独自のＴＢＴＴ又はＢＰＳＴをセットし、第１のビーコンを送信する。しかしながら、ビーコンが受信される場合には、前記デバイスは、前記スロット化ビーコン期間において空のスロットを探し、利用可能であれば１つを選択する。一度スロットが選択されると、前記デバイスは、衝突が検出されない限り常に同じタイムスロットにおいてビーコンを送信する。１より多いビーコンが受信される場合、前記デバイスは最も速いクロックに同期する。
【００２７】
２つのデバイスが同じビーコンスロットを使用することは起こることができ、したがって衝突検出及び解決機構（ＢＣＲＰ）が必要とされる。デバイスは、独自のビーコンにおいて“ビーコンスロット占有”フィールド（ＢＰＯＩＥ）を送信し、
（１）前記“ビーコンスロット占有”フィールドは、受信されたビーコンのデバイスＩＤ（ＤｅｖＩＤ）及びスロット番号に関する情報を含み、
（２）受信されたビーコン内の所定のビーコンスロットがアイドル状態（idle）であると検出されるか、又はビーコンフレームが少なくとも所定回数だけ不正確に受信されるかのいずれかである場合、前記“ビーコンスロット占有”フィールドは、空であると見なされるか、又は前記所定のスロットに対する情報を含まない。
ビーコンを送信するデバイスが、独自のビーコンスロット情報を含まないか又は同じスロット内に異なるＤｅｖＩＤを含む“ビーコンスロット占有”フィールドを少なくとも所定回数だけ受信する場合、前記デバイスは、新しい空のビーコンスロットを検索する。
【００２８】
媒体の分散予約：デバイスは、前記デバイスのビーコンにおいて前記スーパーフレームのデータ転送期間の特定の時間予約をアナウンスすることができる。全てのデバイスは、前記ビーコンを受信するとこのアナウンスを受信し、したがって、前記時間予約を知ることになる。デバイスは、近隣のデバイスの予約時間の間は送信しない。
【００２９】
本発明のシステム及び方法は、無線デバイス３０１が本発明により修正されたＭＡＣモジュールを有する無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）及びローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）３００に対して使用されることができる。図３は、本発明の実施例が適用されるべきである代表的な無線ネットワークを示す。本発明の原理によると、各デバイスの電力管理、アドホックネットワークの無線デバイスの中の同期及び分散予約の機能の少なくとも１つが容易化されるようなスロット化ビーコンプロトコルを実行するように構成された図４のＭＡＣモジュール４００が提供される。図３に示されたネットワークが説明の目的のみで小さいことに注意すべきである。実際には、ＷＬＡＮ又はＷＰＡＮは、本発明を組み込む大幅に多数の無線デバイスを含むことができる。
【００３０】
ここで図４を参照すると、図３に示されるアドホックネットワーク内の各デバイス３０１は、図４のブロック図に示されるアーキテクチャを持つＭＡＣモジュール４００を含み得る。各デバイス３０１は、少なくとも１つのトランスミッタ４０１と、本発明によるスロット化ビーコン処理コンポーネント４０３と、レシーバ４０４とに結合されたコントローラ４０２を持つＭＡＣモジュール４００を含み得る。トランスミッタ４０１及びレシーバ４０４はアンテナ４０５に結合される。スロット化ビーコン処理コンポーネント４０３は、例えば、前記ビーコン期間長が、ＩＥＥＥ８０２．１１、ブルートゥース、及び当技術分野において既知であるアドホック無線ネットワークをサポートする他のプロトコルを含む様々な通信プロトコルに適合されるような適合プログラミング（adaptive programming）を提供する。ほんの一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１において、ＩＢＳＳは、本発明が適用可能であるアドホックネットワークである。アドホックネットワークは、設定されたものとマッチするネットワーク名（ＳＳＩＤ）を含むビーコンを“探す”アドホック動作に対して構成された所定のステーション（ＳＴＡ）により開始される。マッチするＳＳＩＤを持つビーコンが、所定のＳＴＡにより受信され、アドホックネットワークモードで動作する他のＳＴＡにより発行される場合、前記所定のＳＴＡは、前記ネットワーク、即ち前記他のＳＴＡのＷＬＡＮに加入する。マッチするネットワーク名を持つビーコンが受信されない場合、前記ＳＴＡは、設定されたＳＳＩＤを持つアドホックネットワークを確立するためにビーコン自体を発する。
【００３１】
ここで図５を参照すると、有限状態図（finite state diagram、ＦＳＤ）が、スロット化ビーコン処理コンポーネント４０３の同期機能に関して説明される。デバイスは、ＴＢＴＴ５０１の前に起動し、及び／又はビーコン５０２に対する確認を実行する。少なくとも１つのビーコンが受信されるか、又はビーコンが受信されないかのいずれかであり、前記デバイスは、確認状態５０２からビーコンスロット確認状態５０３又はアドホックネットワーク確立状態５０４にそれぞれ遷移する。ビーコンスロット確認状態５０３において一度、前記デバイスは、空のビーコンスロットが利用可能である場合に同期状態５０６に遷移する。同期の後に、前記デバイスは、データが前記キュー内にある場合にデータを送信することができるか（５０７）、又は再び次のＴＢＴＴ若しくはＢＰＳＴの前に停止し、起動することができる（５０１）。データが前記キュー内に存在する（５０７）場合、前記デバイスは、一度全てのデータが配送されると停止することができる（５０５）。スロットが利用可能ではない場合、前記デバイスは、新しいビーコン期間を持つ第２のアドホックネットワークを確立することができるか（５０４）、又は次のスーパーフレームまで停止することができる（５０５）。代わりに、前記デバイスがビーコンを受信しない場合、前記デバイスは、前記ＴＢＴＴ又はＢＰＳＴ等をセットすることにより前記アドホックネットワークを確立することができる５０４。
【００３２】
ここで図６を参照すると、有限状態図（ＦＳＤ）が、スロット化ビーコン処理コンポーネント４０３のビーコン衝突検出及び解決（ＢＣＲＰ）に関して説明される。デバイスは図５からの前記同期機能を実行し、アドホックネットワークを確立したか（５０４）、又は既存のアドホックネットワークと同期した（５０６）と仮定する。このＢＣＲＰ  ＦＳＤは、デバイスが前記ビーコン期間において空のスロットを選択する６０１ことから開始する。前記デバイスは、前記ＴＢＴＴ又はＢＰＳＴを待ち６０２、以前のスーパーフレームから計算されたＢＰＯＩＥを含むビーコンを選択されたアイドル状態のスロットにおいて送信する６０３。前記ビーコン期間中に、前記デバイスは、前記ビーコングループ（ＢＧ）内の他のデバイスから、もしあれば、ビーコンを受信し６０４、前記ビーコントランスミッタのＤｅｖＩＤを保存する６０５。これらのＤｅｖＩＤは、スロット番号と一緒に、次のスーパーフレームの送信されたビーコン内のＢＰＯＩＥに含まれる６０３。受信されたビーコンからのＢＰＯＩＥは復号もされる６０６。
【００３３】
並行して、前記デバイスは、スロットをビジー／アイドル状態にする動作を実行する６０６。ビーコンが受信された又は受信されたＢＰＯＩＥに含まれる全てのスロットは、ビジーと記される。ビジーと記されたスロットは、ビーコンが所定数Ｎの連続したスーパーフレームの間に前記スロットにおいて受信されない場合にアイドルに変更され、スロット情報は、所定数Ｎの連続したスーパーフレームの間に同じビーコングループ内のデバイスから受信されたＢＰＯＩＥに含まれている。
【００３４】
前記ＢＣＲＰは、前記受信されたＢＰＯＩＥを検査することにより続行する。前記デバイスの独自のＤｅｖＩＤが全ての受信されたＢＰＯＩＥに含まれている場合、前記デバイスは、通常動作に進み、次のＴＢＴＴ又はＢＰＳＴを待つ６０２。前記デバイスの独自のＤｅｖＩＤが１以上のＢＰＯＩＥから欠けている場合、カウンタ（各ＢＰＯＩＥに対して維持される）が前記デバイスによりインクリメントされ、前記独自のＤｅｖＩＤが特定のＢＰＯＩＥから欠けていた連続したスーパーフレームの数を示す６０７。前記ＤｅｖＩＤが所定数Ｎより多いスーパーフレームに対して特定のＢＰＯＩＥから欠けている場合、前記デバイスは、新しいスロットを選択し６０１、処理を再開する。そうでなければ、前記デバイスは、次のＴＢＴＴ又はＢＰＳＴを待つ６０２。
【００３５】
本発明の好適な実施例が図示され、記載されているが、ここに記載されたスーパーフレームが実例であり、本発明の真の範囲から外れることなく多くの変更及び修正が前記スーパーフレームに行われることができ、その要素に対して同等なものが代用されることができることは当業者により理解される。加えて、多くの修正例が、本発明の中心の範囲から外れることなく本発明の教示を特定の状況に適合するように行われることができ、例えば前記ビーコン期間の位置は、スーパーフレームの例の開始とは異なることができる。したがって、本発明は、本発明を実行することを意図した最良のモードとして開示された特定の実施例に限定されず、本発明は添付の請求項の範囲に入る全ての実施例を含むと意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるスーパーフレーム構造を示す。
【図２ａ】ＭＡＳが３つのビーコンスロットを有する本発明によるスロット化ビーコン期間を示す。
【図２ｂ】ビーコン期間及びデータ転送期間に分割される複数のＭＡＳスロットを有する本発明によるスーパーフレームを示す。
【図３】本発明の実施例が適用されるべきである無線通信システムのアーキテクチャを示す。
【図４】本発明の実施例による図３の通信システムの無線デバイスの単純化されたブロック図を示す。
【図５】ビーコンプロトコルの同期機能に対する有限状態図（ＦＳＤ）を示す。
【図６】ビーコン期間中のビーコン衝突及び解決プロトコル（ＢＣＲＰ）に対する有限状態図（ＦＳＤ）を示す。
【図１】
2007525891.tif 000004
【図２Ａ】
2007525891.tif 000005
【図２Ｂ】
2007525891.tif 000006
【図３】
2007525891.tif 000007
【図４】
2007525891.tif 000008
【図５】
2007525891.tif 000009
【図６】
2007525891.tif 000010
【国際調査報告】
2007525891.tif 000011
2007525891.tif 000012
2007525891.tif 000013