(57)【要約】【課題】マルチ−ホップ・ワイアレス通信ネットワーク。【解決手段】複数のシステム及び技術が、ワイアレス通信に関連して開示される。複数のシステム及び技術は、複数のワイアレス通信を包含し、ここにおいて、モジュール又は通信装置は、第１及び第２の端末対を選択するため、第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有し、第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールするため、第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられ、第１の信号送信と同時に、第２の送信端末から第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールするため、及び、中間の端末及び第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる第１の及び第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールするために構成される。【選択図】図６
2007522773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信をスケジュールする方法、該方法は下記を具備する：
第１の端末対及び第２の端末対を選択すること、該第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして該第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有する；
該第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールすること、該第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられる；
該第１の信号送信と同時に、該第２の送信端末から該第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールすること；及び
該中間の端末及び該第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールすること。
【請求項２】
請求項１の方法、ここにおいて、該第１の信号送信の該スケジューリングは、該第２の信号送信と同時の該第１の送信端末から該第１の受信端末への直接信号送信が該第１の受信端末に対する目標品質パラメータ及び該第２の受信端末に対する該目標品質パラメータの両方を満足しないことを決定することをさらに具備する。
【請求項３】
請求項２の方法、ここにおいて、該第２の信号送信と同時の、該第１の送信端末から該第１の受信端末への該直接信号送信が該第１の受信端末及び該第２の受信端末の各々に対する該目標品質パラメータの両方を満足しないことの該決定は、該第１の送信端末から該第１の受信端末への該直接信号送信及び該第１の受信端末と該第２の受信端末との各々に対する該目標品質パラメータを満足させる該第２の信号送信の各々に対する出力レベルを算出することを試みることを具備する。
【請求項４】
請求項２の方法、ここにおいて、該第２の信号送信と同時の、該第１の送信端末と該第１の受信端末との間の該直接信号送信が該第１の受信端末及び該第２の受信端末の各々に対する該目標品質パラメータを満足しないことの該決定は、該第１の送信端末と該第１の受信端末との間の距離及び該第１の送信端末と該第２の受信端末との間の距離の関数である。
【請求項５】
請求項２の方法、ここにおいて、該第２の信号送信と同時の、該第１の送信端末から該第１の受信端末への該直接信号送信が該第１の受信端末及び該第２の受信端末の各々に対する該目標品質パラメータを満足しないことの該決定は、該第１の送信端末と該第１の受信端末との間のパス損失情報及び該第１の送信端末と該第２の受信端末との間のパス損失情報の関数である。
【請求項６】
請求項５の方法、ここにおいて、該第１の端末対及び該第２の端末対は、ピコネットの複数の端末から選択される。
【請求項７】
請求項６の方法、該方法は、ピコネット・トポロジー・マップを設定することをさらに具備する、そしてここにおいて、該パス損失情報の少なくとも一部分は、該ピコネット・トポロジー・マップから導出される。
【請求項８】
請求項１の方法、該方法は、第３の送信端末及び第３の受信端末を有する第３の端末対を選択すること、及びそれらの間の第３の信号送信を該中間の端末から該第１の受信端末への該第１の信号送信の再送信と同時にスケジュールすることをさらに具備する。
【請求項９】
請求項８の方法、該方法は、該第１の信号送信の該再送信及び該第１の受信端末と該第３の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第３の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールすることをさらに具備する。
【請求項１０】
請求項１の方法、該方法は、該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対して異なる拡散コードをスケジュールすることをさらに具備する。
【請求項１１】
請求項１の方法、ここにおいて、該パラメータは、キャリア対干渉比を備える。
【請求項１２】
請求項１の方法、該方法は、該第２の送信端末から該第２の受信端末への該第２の信号送信と同時に該第１の送信端末から該中間の端末への該第１の信号送信を送信することをさらに具備する。
【請求項１３】
通信端末、該通信端末は下記を具備する：
第１の端末対及び第２の端末対を選択するために構成されたスケジューラ、該第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして該第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有する、該スケジューラは該第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールするため、該第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられる、該第１の信号送信と同時に、該第２の送信端末から該第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールするため、そして該中間の端末及び該第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールするため、にさらに構成され。
【請求項１４】
請求項１２の通信端末、ここにおいて、該第２の信号送信と同時の、該第１の送信端末から該第１の受信端末への直接信号送信が、該第１の受信端末に対する目標品質パラメータと該第２の受信端末に対する該目標品質パラメータとの両方を満足しない場合に、該スケジューラは、該第１の信号送信をスケジュールするために、さらに構成される。
【請求項１５】
請求項１３の通信端末、ここにおいて、該スケジューラは、該第１の送信端末から該第１の受信端末への該直接信号送信及び該第１の受信端末と該第２の受信端末との各々に対する該目標品質パラメータを満足させる該第２の信号送信の各々に対する出力レベルを算出することを試みることよって、該第２の信号送信と同時の、該第１の送信端末から該第１の受信端末への該直接信号送信が、該第１の受信端末及び該第２の受信端末の各々に対する該目標品質パラメータを満足しないことを決定するために、さらに構成される。
【請求項１６】
請求項１３の通信端末、ここにおいて、該スケジューラは、該第２の信号送信と同時の、該第１の送信端末と該第１の受信端末との間の該直接信号送信が、該第１の送信端末と該第１の受信端末との間の距離及び該第１の送信端末と該第２の受信端末との間の距離の関数として該第１の受信端末及び該第２の受信端末の各々に対する該目標品質パラメータを満足しないことを決定するために、さらに構成される。
【請求項１７】
請求項１３の通信端末、ここにおいて、該スケジューラは、該第２の信号送信と同時の、該第１の送信端末から該第１の受信端末への該直接信号送信が、該第１の送信端末と該第１の受信端末との間のパス損失情報及び該第１の送信端末と該第２の受信端末との間のパス損失情報の関数として、該第１の受信端末及び該第２の受信端末の各々に対する該目標品質パラメータを満足しないことを決定するために、さらに構成される。
【請求項１８】
請求項１７の通信端末、ここにおいて、該スケジューラは、ピコネットの複数の端末から該第１の端末対及び該第２の端末対を選択するためにさらに構成される。
【請求項１９】
請求項１８の通信端末、ここにおいて、該スケジューラは、ピコネット・トポロジー・マップを設定するため、及び該ピコネット・トポロジー・マップから該パス損失情報の少なくとも一部分を導出するためにさらに構成される。
【請求項２０】
請求項１３の通信端末、ここにおいて、該スケジューラは、第３の送信端末及び第３の受信端末を有する第３の端末対を選択するため、及びそれらの間の第３の信号送信を該中間の端末から該第１の受信端末への該第１の信号送信の再送信と同時にスケジュールするためにさらに構成される。
【請求項２１】
請求項２０の通信端末、ここにおいて、該スケジューラは、該第１の信号送信の該再送信及び該第１の受信端末と該第３の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第３の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールするためにさらに構成される。
【請求項２２】
請求項１３の通信端末、ここにおいて、該スケジューラは、該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対して異なる拡散コードをスケジュールするためにさらに構成される。
【請求項２３】
請求項１３の通信端末、ここにおいて、該パラメータは、キャリア対干渉比を備える。
【請求項２４】
請求項１３の通信端末、該通信端末は、複数の端末からの複数の通信を受信するために構成された受信機、及び該複数の端末への複数の通信を送信するために構成された送信機をさらに具備し、該スケジューラは該受信機及び該送信機に通信的に接続される。
【請求項２５】
請求項２４の通信端末、該通信端末は、該受信機と該スケジューラとの間の複数の通信を逆拡散するために構成された受信信号プロセッサ、及び該スケジューラと該送信機との間の複数の通信を拡散するために構成された送信信号プロセッサをさらに具備する。
【請求項２６】
請求項２４の通信端末、該通信端末は、該受信機及び該送信機に通信的に接続された複数のユーザ・インターフェースをさらに具備する。
【請求項２７】
請求項２６の通信端末、該通信端末は、該受信機と該ユーザ・インターフェースの１番目のものとの間の複数の通信を逆拡散するために構成された受信信号プロセッサ、及び該ユーザ・インターフェースの２番目のものと該送信機との間の複数の通信を拡散するために構成された送信信号プロセッサをさらに具備する。
【請求項２８】
通信端末、該通信端末は下記を具備する：
第１の端末対及び第２の端末対を選択するための手段、該第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして該第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有する；
該第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールするための手段、該第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられる；
該第１の信号送信と同時に、該第２の送信端末から該第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールするための手段；及び
該中間の端末及び該第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールするための手段。
【請求項２９】
請求項２８の通信端末、ここにおいて、該第１の信号送信を該スケジュールするための手段は、該第２の信号送信と同時の該第１の送信端末から該第１の受信端末への直接信号送信が該第１の受信端末に対する目標品質パラメータと該第２の受信端末に対する該目標品質パラメータとの両方を満足しないことを決定するための手段を含む。
【請求項３０】
請求項２８の通信端末、該通信端末は、該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対して異なる拡散コードをスケジュールするための手段をさらに具備する。
【請求項３１】
通信をスケジュールする方法を実行するためにコンピュータ・プログラムによって実行可能な命令のプログラムを組み込んだコンピュータ読み取り可能な媒体、該方法は下記を具備する：
第１の端末対及び第２の端末対を選択すること、該第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして該第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有する；
該第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールすること、該第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられる；
該第１の信号送信と同時に、該第２の送信端末から該第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールすること；及び
該中間の端末及び該第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールすること。
【請求項３２】
請求項３１のコンピュータ読み取り可能な媒体、ここにおいて、該第１の信号送信の該スケジューリングは、該第２の信号送信と同時の該第１の送信端末から該第１の受信端末への直接信号送信が該第１の受信端末に対する目標品質パラメータ及び該第２の受信端末に対する目標品質パラメータの両方を満足しないことを決定することをさらに具備する。
【請求項３３】
請求項３１のコンピュータ読み取り可能な媒体、ここにおいて、該方法は、該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対して異なる拡散コードをスケジュールすることをさらに具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般にワイアレス通信に係り、そしてより具体的に、ネットワーク内部で直接通信及びマルチ−ホップ（multi-hop）通信をスケジュールするための各種のシステム及び技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のワイアレス通信において、アクセス・ネットワークは、複数の移動デバイスに対する通信をサポートするために一般に採用されている。アクセス・ネットワークは、地理的な領域全体に分散された複数の固定サイトの基地局を用いて一般的に与えられる。地理的な領域は、一般にセルとして知られるより小さな領域に細分化される。各基地局は、自身のそれぞれのセルにおいて全ての移動デバイスを取り扱うように構成されることができる。異なるセルラ領域を横断してトラフィック要求が変化している場合、アクセス・ネットワークは、容易に変更されない。
【０００３】
従来のアクセス・ネットワークとは対照的に、アド−ホック・ネットワークは、ダイナミックである。多くの場合端末と呼ばれる複数のワイアレス通信装置が、一緒に結び付けられてネットワークを形成する場合に、アド−ホック・ネットワークは、形成されることができる。アド−ホック・ネットワーク中の端末は、ホスト又はルーターのいずれとしても動作できる。それゆえ、アド−ホック・ネットワークは、より効率的な方式で現在のトラフィック要求を満足させるように容易に変更されることができる。その上、アド−ホック・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、アド−ホック・ネットワークを将来に対する魅力的な選択肢にしている。
【０００４】
超ワイドバンド（ＵＷＢ：Ultra-Wideband）は、アド−ホック・ネットワークを用いて実行されることができる通信技術の一例である。ＵＷＢは、広いバンド幅にわたる高速通信を提供する。同時に、ＵＷＢ信号は、非常に少ない電力しか消費しない非常に短いパルスで送信される。ＵＷＢ信号の出力強度は、別のＲＦ技術にとってノイズのように見える程度に弱く、干渉をより少なくさせる。
【０００５】
数多くの多元アクセス技術が、アド−ホック・ネットワークにおいて同時通信をサポートするために存在する。例として、周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）方式は、非常に一般的な技術である。ＦＤＭＡは、一般的に、アド−ホック・ネットワーク中の２つの端末間の個別の通信に全バンド幅の異なる部分を割り当てることを伴う。この方式は中断しない通信のために効果的であるが、そのような一定で中断しない通信が必要とされない場合に、全バンド幅のより良い利用は、実現されることができる。
【０００６】
別の多元アクセス方式は、時間分割多元アクセス（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）を含む。これらのＴＤＭＡ方式は、中断しない通信を必要としない複数の端末の間で限られたバンド幅を割り当てる際に特に効果的であることがある。ＴＤＭＡ方式は、一般的に、指定された時間インターバルで２つの端末間の各通信チャネル全体のバンド幅を専用に分け与える。
【０００７】
コード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）技術は、ＴＤＭＡ技術とともに使用されることができて、各時間インターバルの間に複数の通信をサポートする。これは、キャリアを変調し、そしてそれによって信号のスペクトルを拡散させる異なるコードを用いて指定された時間インターバルにおいて各通信又は信号を送信することによって実現されることができる。送信された信号は、デモジュレータによって受信機端末において分離されることができ、デモジュレータは、所望の信号を逆拡散するために対応するコードを使用する。そのコードが符合しない望まれていない信号は、バンド幅中で逆拡散されずそしてノイズとしてだけ寄与する。
【０００８】
同時送信をサポートするために拡散スペクトル通信を使用するＴＤＭＡシステムにおいて、強くそして効率的なスケジューリング・アルゴリズムが望まれる。そのスケジューリング・アルゴリズムは、直接通信及びマルチ−ホップ通信をスケジュールするために使用されることができ、同様に、過度な相互干渉を防止するためにこれらの通信のデータ・レート及び出力レベルをスケジュールするために使用されることができる。
【発明の開示】
【０００９】
［サマリー］
本発明の１態様において、通信をスケジュールする方法は、第１の端末対及び第２の端末対を選択すること、該第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして該第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有する、該第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールすること、該第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられる、該第１の信号送信と同時に、該第２の送信端末から該第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールすること、及び該中間の端末及び該第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールすること、を含む。
【００１０】
本発明の別の１態様において、通信端末は、第１の端末対及び第２の端末対を選択するために構成されたスケジューラを含み、該第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして該第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有する、該スケジューラは該第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールし、該第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられる、該第１の信号送信と同時に、該第２の送信端末から該第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールし、そして該中間の端末及び該第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールするために、さらに構成される。
【００１１】
本発明のさらに別の１態様において、通信端末は、第１の端末対及び第２の端末対を選択するための手段、該第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして該第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有する、該第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールするための手段、該第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられる、該第１の信号送信と同時に、該第２の送信端末から該第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールするための手段、及び該中間の端末及び該第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールするための手段、を含む。
【００１２】
本発明のさらなる１態様において、コンピュータ・プログラムによって実行可能な命令のプログラムを組み込んだコンピュータ読み取り可能な媒体は、通信をスケジュールする方法を実行することが可能であり、該方法は、第１の端末対及び第２の端末対を選択すること、該第１の端末対は第１の送信端末及び第１の受信端末を有し、そして該第２の端末対は第２の送信端末及び第２の受信端末を有する、該第１の送信端末から中間の端末への第１の信号送信をスケジュールすること、該第１の信号送信は該第１の受信端末に宛てられる、該第１の信号送信と同時に、該第２の送信端末から該第２の受信端末への第２の信号送信をスケジュールすること、及び該中間の端末及び該第２の受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる該第１の信号送信及び該第２の信号送信の各々に対する出力レベルをスケジュールすること、を含む。
【００１３】
本発明の他の実施形態が、以下の詳細な説明からこの技術に知識のあるものにとって容易に実現されるであろうことが、理解される。ここにおいて、本発明の種々の実施形態が、事例として示されそして説明される。理解されるように、本発明は、他の実施形態及び異なる実施形態を可能にし、そのいくつかの詳細は、本発明の精神及び範囲から全てが逸脱しないで、種々の他の関連する変形を可能にする。したがって、図面及び詳細な説明は、本質的に事例として見なされるべきであり、制限すると見なされるべきでない。
【００１４】
［詳細な説明］
本発明の複数の態様は、限定ではなく例として説明される。
【００１５】
添付された図面とともに以下に記載される詳細な説明は、本発明の種々の実施形態の説明として意図されており、そしてその実施形態の中で本発明が実行されることができる実施形態だけを表すように意図されていない。本明細書中に記載された各実施形態は、本発明の単に一例又は説明として提供され、そしてその他の実施形態に対して好ましい又は有利であると必ずしも解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供する目的のために具体的な詳細を含む。しかしながら、本発明がこれらの具体的な詳細を用いずに実行されることができることは、当業者にとって明らかであろう。ある例では、周知の構造及び装置は、本発明の概念を不明瞭にすることを避けるためにブロック図形式で示される。頭文字の略語及びその他の説明のための用語は、単に利便性及び明確性のために使用されることがあり、本発明の範囲を限定することを意図しない。
【００１６】
以下の詳細な説明では、本発明の種々の態様が、ＵＷＢワイアレス通信システムの関係において説明されることがある。これらの発明的態様が、このアプリケーションを用いて使用するために好適であるが、これらの発明的態様が各種のその他の通信環境における使用のために同様に適用可能であることを、当業者は、容易に認識するであろう。したがって、ＵＷＢ通信システムにとっていずれかの参照は、発明的態様を説明することだけを意図されており、そのような発明的態様が広範囲のアプリケーションを有することを理解することを伴なう。
【００１７】
図１は、ワイアレス通信システム中のピコネットに関するネットワーク・トポロジーの一例を図示する。“ピコネット”は、アド−ホック方式のワイアレス技術を使用して接続された通信装置又は端末の集合体である。端末は、固定である若しくは徒歩で又は自動車の中で、飛行機の中で、又は船の中でユーザによって搬送されている端末のように、動いていることがある。用語“端末”は、セルラ電話機、ワイアレス電話機又は有線電話機、パーソナル・データ・アシスタンツ（ＰＤＡ：personal data assistants）、ラップトップ、外部モデム又は内部モデム、ＰＣカード、若しくはその他のいずれかの類似の装置を含む任意のタイプの通信装置を含むように意図されている。
【００１８】
ワイアレス通信システムの少なくとも１つの実施形態において、各ピコネットは、１つのマスタ端末及びマスタ端末に従属して動作する任意の数のメンバー端末を有する。図１において、ピコネット１０２は、複数のメンバー端末１０６間の通信をサポートする１つのマスタ端末１０４を用いて示される。マスタ端末１０４は、ピコネット中のメンバー端末１０６の各々と通信することが可能である。メンバー端末１０６は、マスタ端末１０４の制御の下で互いに直接通信することが可能である。
【００１９】
マスタ端末１０４は、任意の多重アクセス方式、例えば、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、又はいずれかのその他の多重アクセス方式を使用してメンバー端末１０６と通信できる。本発明の種々の態様を説明するために、図１に示されたワイアレス通信システムは、ＴＤＭＡ技術及びＣＤＭＡ技術の両者を採用するハイブリッド多重アクセス方式の関係で説明される。本発明がそのような多重アクセス方式に限定されないことを、当業者は容易に理解するであろう。
【００２０】
ピコネットは、様々な方法で形成されることができる。例として、端末が初めに電源を投入された時に、端末は、種々のマスタ端末からのパイロット信号を検索することができる。各ピコネット・マスタ端末によって同報通信されたパイロット信号は、未変調のスペクトル拡散された信号、又はいずれかの別の基準信号であることがある。スペクトル拡散構成において、各ピコネット・マスタ端末に固有の擬似ランダム・ノイズ（ＰＮ：psuedo- random noise）コードが、パイロット信号を拡散させるために使用されることができる。相関処理を使用して、端末は、全ての可能性のあるＰＮコードを介して検索でき、最も強いパイロット信号を有するマスタ端末を識別する。最も強いパイロット信号が最小のデータ・レートをサポートするために十分な信号強度で受信される場合、端末は、そのマスタ端末に登録することによってピコネットに参加しようと試みる。
【００２１】
ある事例では、端末は、最小のデータ・レートをサポートするために十分な信号強度のパイロット信号を見つけられないことがある。これは、複数の理由からの結果であることがある。例として、端末が、マスタ端末から遠くに離れすぎていることがある。あるいは、伝播環境が、必要なデータ・レートをサポートするために十分でないことがある。いずれのケースにおいても、端末は、現在のピコネットに参加できないことがあり、そしてそれゆえ、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した端末として動作し始めることがある。孤立した端末は、新たなピコネットに対するマスタ端末になることができる。孤立した端末から同報通信されたパイロット信号を十分な強度で受信することができる別の端末は、そのパイロット信号を捕捉しようと試みることができ、そしてこの孤立した端末のピコネットに参加しようと試みることができる。
【００２２】
マスタ端末１０４は、ピコネット内通信を調整するために周期的なフレーム構造を使用することができる。このフレームは、この分野において媒体アクセス制御（ＭＡＣ：Medium Access Control）と多くの場合呼ばれ、その理由は、種々の端末に対する通信媒体へのアクセスを提供するために使用されるからである。フレームは、特定のアプリケーション及び全体の設計制約に応じて任意の期間であり得る。考察の目的で、５ｍｓのフレーム期間が使用される。５ｍｓのフレームは、６５０Ｍｃｐｓの高チップ・レート及び１９．２ｋｂｐｓまでの低いデータ・レートをサポートする要求に適応するために妥当である。
【００２３】
ＭＡＣフレーム構造の一例が、ｎ個のフレーム２０２数で図２に示される。各フレームは、１６０個のタイム・スロット２０４又は任意のその他の数のタイム・スロット２０４に分割されることができる。スロットの期間は、３１．２５μｓであることができ、これは、６５０Ｍｃｐｓにおいて２０，３１２．５チップに対応する。フレームは、そのスロットのいくつかをオーバーヘッドのために取り分けることができる。例として、フレーム２０２中の最初のスロット２０６は、全てのメンバー端末へのスペクトル拡散パイロット信号を同報通信するために使用されることができる。パイロット信号は、全体のスロット２０６を占めることができる、あるいは、図２に示されたように制御チャネルと時間を共有することができる。最初のスロット２０６の終わりを占めている制御チャネルは、パイロット信号として同じ出力レベルで全てのメンバー端末へ同報通信されるスペクトル拡散信号であることができる。マスタ端末は、ＭＡＣフレームの構成を規定するためにこの制御チャネルを使用できる。
【００２４】
マスタ端末は、ピコネット内通信をスケジュールする責任があることがある。これは、１又はそれより多くの追加のスペクトル拡散制御チャネルの使用を通して実現されることができ、追加の制御チャネルは、図２のタイム・スロット２０８及び２１０のような、フレーム中で種々のタイム・スロットを占める。これらの追加の制御チャネルは、全てのメンバー端末へマスタ端末によって同報通信されることができ、そして各種のスケジューリング情報を含むことができる。スケジューリング情報は、ピコネット内部の複数の端末間の通信のためにタイム・スロット割り当てを含むことができる。図２に示されたように、これらのタイム・スロットは、フレーム２０２のデータ・スロット部分２１２から選択されることができる。複数の端末間の各通信に関する出力レベル及びデータ・レートのような、追加の情報は、同様に含まれることができる。マスタ端末は、しかも、ＣＤＭＡ方式を使用している任意の数の端末対にいずれかの与えられたタイム・スロットにおける送信機会を認可することができる。このケースでは、スケジューリング情報は、しかも、複数の端末間の個々の通信に対して使用されように複数の拡散コードを割り当てることができる。
【００２５】
マスタ端末は、ピアートゥピアー送信のために時間の一部分を定期的に取っておくことができる。この時間の間に、マスタ端末１０４は、１又はそれより多くの孤立した端末及び／又は隣接するピコネットとの通信のためにメンバー端末の１つを割り当てることができる。これらの送信は、高送信出力を必要とすることがあり、そしてある事例では、低いデータ・レートで維持されるだけであることがある。高出力送信が孤立した端末及び／又は隣接するピコネットとの通信に対して必要とされる事象（event）において、マスタ端末は、いずれのピコネット内通信をも同時にスケジュールしないように決定できる。
【００２６】
図３は、端末の１つの可能性のある構成を説明する概念的ブロック図である。当業者が認めるように、端末の正確な構成は、具体的なアプリケーション及び全体の設計制約に応じて変えることができる。明確性そして正確性の目的で、様々な発明的な概念が、スペクトル拡散能力を有するＵＷＢ端末の関係で説明されるが、そのような発明的な概念は、各種のその他の通信装置における使用のために同様に適している。したがって、スペクトル拡散ＵＷＢ端末についてのいずれかの参照は、広い範囲のアプリケーションを有するという理解とともに、本発明の種々の態様を説明するだけのために意図されている。
【００２７】
端末は、アンテナ３０４に接続されたフロント・エンド・トランシーバ３０２を用いて与えられることができる。ベースバンド・プロセッサ３０６は、トランシーバ３０２に接続されることができる。ベースバンド・プロセッサ３０６は、ソフトウェアに基づいたアーキテクチャ、又はいずれかのその他のタイプのアーキテクチャを用いて与えられることができる。マイクロプロセッサは、ソフトウェア・プログラムをランさせるためのプラットフォームとして使用されることができ、そのソフトウェア・プログラムは、その他の物の中で、端末がピコネット中でマスタ端末として又はメンバー端末のいずれかとして動作することを可能にする実行上の制御機能及び全体のシステム管理機能を提供する。ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）は、マイクロプロセッサの処理要求を削減させるためにアプリケーションに特有のアルゴリズムをランさせる、搭載された通信ソフトウェア・レイヤとともに与えられることができる。ＤＳＰは、パイロット信号捕捉、時間同期、周波数トラッキング、スペクトル拡散処理、変調機能と復調機能、及び順方向エラー訂正のような様々な信号処理機能を提供するために使用されることができる。
【００２８】
端末は、しかもベースバンド・プロセッサ３０６に接続された様々なユーザ・インターフェース３０８を含むことができる。ユーザ・インターフェースは、キーパッド、マウス、タッチ・スクリーン、リンガー、バイブレータ、オーディオ・スピーカ、マイクロフォン、カメラ及び／又はその他を含むことができる。
【００２９】
図４は、マスタ端末として動作するベースバンド・プロセッサの一例を説明する概念的ブロック図である。ベースバンド・プロセッサ３０６は、トランシーバ３０２とともに示される。トランシーバ３０２は、受信機４０２を含むことができる。受信機４０２は、ノイズ及び干渉の存在下において所望の信号の検出を提供する。受信機４０２は、所望の信号を抽出し、そして受信された信号中に含まれている情報がベースバンド・プロセッサ３０６によって処理されることができるレベルにその信号を増幅するために使用されることができる。
【００３０】
トランシーバ３０２は、同様に送信機４０４を含むことができる。送信機４０４は、ベースバンド・プロセッサ３０６からの情報をキャリア周波数上へと変調するために使用されることができる。変調されたキャリアは、ＲＦ周波数にアップコンバートされ、そしてアンテナ３０４を通して自由空間へと放射するために十分な強度レベルに増幅されることができる。
【００３１】
ベースバンド・プロセッサ３０６は、マスタ端末として動作している場合にスケジューラ４０６をイネーブルできる。ベースバンド・プロセッサ３０６のソフトウェアに基づいた実行では、スケジューラ４０６は、マイクロプロセッサ上でランしているソフトウェア・プログラムであり得る。しかしながら、当業者が容易に認識するように、スケジューラ４０６は、この実施形態に限定されず、そして、本明細書中に説明された各種の機能を実行することができる任意のハードウェア構成、ソフトウェア構成、又はこれらの組み合わせを含む、この技術において公知のいずれかの手段によって与えられることができる。
【００３２】
スケジューラ４０６は、ピコネットの能力を最適化する方法でピコネット内通信をスケジュールするために使用されることができる。これは、様々な方法で実現されることができる。例として、スケジューラ４０６は、同時の通信に携わる端末対を慎重に選択するために使用されることができる。各通信は、端末対間の直接通信によって実行されることができる、又はその代わりに、通信は、ピコネット中の１又はそれより多くの中間の端末を経由して伝送されることができる。１又はそれより多くの中間の端末を経由して伝送された通信は、“マルチ−ホップ” 通信として呼ばれるはずである。同時通信の各々は、受信端末の各々に対する目標品質パラメータを満足させる送信出力レベルでスケジュールされることができる。目標品質パラメータは、受信端末におけるキャリア対干渉（Ｃ／Ｉ：carrier-to-interference）比であり得る、又はこの技術において公知のいずれかの別の品質パラメータであり得る。
【００３３】
図５は、スケジューラの動作の一例を説明するフロー図である。ステップ５０２において、スケジューラは、次のＭＡＣフレームの間に通信に携わる端末対を選択するために使用されることができる。初めに、スケジューラは、現在のＭＡＣフレームに続いて、通信に現在携わっている各端末対の間で送信されるために残されているデータの量を決定できる。スケジューラは、同様に、次のＭＡＣフレームのために端末対間での新たなコール（call）をスケジュールできる。大部分の事例において、現在のコールと同様に新たなコールをサポートするために送信されようとしている全体のデータの量は、１つのＭＡＣフレームにおいて送信されることができる量を遥かに超える。そのケースでは、スケジューラは、次のＭＡＣフレームにおける送信のためにデータの一部分だけをスケジュールできる。次のＭＡＣフレームにおいて送信されることができるデータの量は、ワイアレス媒体の品質に関係してサポートされることができる様々なデータ・レートに依存する。より高いデータ・レートは、ＭＡＣフレームに時間分割マルチプレックスされることができるデータの量を増加させる傾向がある。しかしながら、より高いデータ・レートは、同様に、最低のＱｏＳ要求を満足させるためにより高いキャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比を必要とする傾向がある、そしてそれゆえ、実行されることができる並行送信の数を制限する。スケジューラは、ピコネットの全体の能力を最大にするようにこれらの２つの競合する要因の間のバランスを引き出す方法に構成されることができる。
【００３４】
スケジューラは、各々の新たなコールに対するデータ・レートを決定するために使用されることができる。スケジューラによって選択されたデータ・レートは、要請されたサービスのタイプに基づくことができる。例として、メンバー端末がビデオ・アプリケーションをサポートするために別の１つのメンバー端末とコールを開始する場合、スケジューラは、コールが高データ・レートを必要とすると決定できる。他の１つのメンバー端末が音声コールを別の１つのメンバー端末と開始する場合、スケジューラは、コールをサポートするためにより低いデータ・レートを選択できる。現在のコールに対するデータ・レートは、知られており、そしてそれゆえ、再計算される必要がない。
【００３５】
スケジューリング判断は、各ピコネット内通信に対するデータ・レートが決定されると１回行われることができる。これらのスケジューリング判断は、いずれかの公知のスケジューリング・アルゴリズムにしたがって任意の数の考慮すべき事柄に基づくことができる。例として、スケジューリング判断は、優先権システムに基づいてなされることができ、そこでは、音声通信が低待ち時間通信よりも優先権を与えられる。スケジューリング・アルゴリズムは、同様に、スループットを最大にする取り組みで高データ・レート送信に優先権を与えることができる。端末対の間で伝達されようとしているデータの量及びそのような端末対によって既に経験された遅延を考慮する公平性基準も、同様に考慮されることができる。その他の要因が、考慮されることができ、そして本発明の範囲内である。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特定のピコネット・アプリケーションに容易に適用することが可能である。
【００３６】
スケジューラは、並行通信をスケジュールすることによって次のＭＡＣフレームにおいて送信されることができるデータの量を増加させることができる。並行通信は、過度な干渉を生じさせることなくデータ・スループットを最大にするようにスケジュールされるべきである。これは、各受信端末に対する目標Ｃ／Ｉ比を維持しながら、複数のタイム・スロットにおいて並行通信をスケジュールするために優先順位に基づいたアルゴリズムを使用することによって達成されることができる。目標Ｃ／Ｉ比は、所望のＱｏＳを満足させるデータ・レートをサポートするために必要とされるＣ／Ｉ比である。新なコールに対して各受信端末の目標Ｃ／Ｉ比は、この技術において周知の手段によって最大フレーム・エラー・レート（ＦＥＲ：frame error rate）から算出されることができる。現在のコールに対する目標Ｃ／Ｉ比は、既知であり、そしてそれゆえ、再計算される必要がない。
【００３７】
スケジューラは、与えられたＭＡＣフレームに対して受信端末の各々における目標Ｃ／Ｉ比を満足させる方法で同時通信をスケジュールするために使用されることができる。ピコネット・トポロジー・マップは、この目的のために使用されることができる。ピコネット・トポロジー・マップの一例が、図６に示されている。ピコネット・トポロジー・マップは、メンバー端末からマスタ端末が受信する送信から、マスタ端末によって作成されることができる。図４に戻って、演算モジュール４０８は、メンバー端末の受信された信号強度を測定するために使用されることができる。各メンバー端末送信のタイミング及び出力レベルがスケジューラ４０６によって決められるので、この情報は、演算モジュール４０８に与えられることができ、そして測定された受信信号強度とともに、スケジューラ４０６は、各メンバー端末へのパス損失を算出することが可能である。
【００３８】
メンバー端末は、しかも、ピコネット中の別のメンバー端末へのパス損失測定値をマスタ端末に定期的に与えるために使用されることができる。これらの測定値は、複数のメンバー端末間のスケジュールされた送信に基づくことができる。パス損失測定値は、１又はそれより多くの制御チャネル上でマスタ端末に送信されることができる。受信エンドの信号プロセッサ４１２は、スペクトル拡散技術を使用することができて、制御チャネルからこれらの測定値を抽出しそしてメモリ４１０中にそれらを記憶する。
【００３９】
図６に戻って、２つの端末間の一連の破線は、２つの端末間の既知の距離を表す。マップ上の距離は、マスタ端末においてなされたパス損失測定値と同様にメンバー端末によってマスタ端末に報告して戻されたパス損失測定値から導き出されることができる。しかしながら、直ぐ後に詳細に説明されるように、これは測定されたパス損失であり、並行送信スケジューリング判断のため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中の端末対のあらゆる可能性のある組み合わせに関するパス損失情報を有するのであれば、並行送信は、マスタ端末に対しての各メンバー端末の角度座標を知る必要なしにスケジュールされることができる。しかしながら、実際的な事実として、角度座標を有するピコネット・トポロジー・マップは、並行送信をスケジュールする際にかなりの利便性を与える。
【００４０】
角度座標を有するピコネット・トポロジー・マップは、例として、ナブスター全地球位置決定（ＧＰＳ：Global Positioning）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成されることができる。この実施形態では、各端末は、この技術において周知の手段によって自身の座標を算出することができるＧＰＳ受信機を装備することができる。メンバー端末に関する座標は、適切なスペクトル拡散制御チャネルを介してマスタ端末に送信されることができる。図４に戻って、マスタ端末中の信号プロセッサ４１２は、スペクトル拡散処理を採用することができて、メンバー端末座標を抽出し、そしてそれをスケジューラ４０６に与える。スケジューラ４０６は、自分自身の座標とともにこれらの座標を使用することができ、図６に示されたもののようなピコネット・トポロジー・マップを作成する。
【００４１】
端末対に対するパス損失情報がそれ以外では利用可能でない端末対間のパス損失を推定するために、スケジューラ４０６は、ピコネット・トポロジー・マップを使用することができる。パス損失は、複数の端末間の距離及び環境状態の関数である。複数の端末間のパス損失が既知であり、そして同じ端末間の距離も同様に既知であるので、信号伝播についての環境状態の効果は、スケジューラ４０６によって推定されることができる。環境状態がピコネット全体を通して相対的に同じであると仮定すれば、スケジューラ４０６は、パス損失情報がそれ以外では利用可能でない複数の端末間のパス損失を算出することが可能である。パス損失算出の結果は、後で使用するためにメモリ４１０中に記憶されることができる。ＵＷＢのような、短い範囲のアプリケーションにおいて、正確なパス損失推定値は、環境状態がピコネット全体を通して実質的に同じであると仮定することによって行われることができる。
【００４２】
一旦、ピコネット・トポロジー・マップがスケジューラ４０６及びメモリ４１０中に記憶されたパス損失情報によって作成されると、スケジューリング判断が行われることができる。スケジューラ４０６は、ピコネット・トポロジー・マップに含まれている情報をスケジューリング判断に関係するいずれかのその他の要因とともに使用することができて、引き続くＭＡＣフレームに対してスケジュールされたピコネット内通信が互いに不当に干渉しないことを確実にする。
【００４３】
並行送信環境中で各受信端末における目標Ｃ／Ｉ比を維持するための方法を説明する前に、図６に関係して並行送信の影響を検証することを例示する。ピコネット全体にわたりゆるい目標Ｃ／Ｉ要求を仮定して、メンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｇへの送信は、可能性としてメンバー端末１０６ｃからメンバー端末１０６ｅへの送信と同時にスケジュールされることができる。このスケジューリング判断は、目標Ｃ／Ｉ要求を満足させるはずであり、その理由は、メンバー端末１０６ａからの送信は、メンバー端末１０６ｅにおいて過度な干渉を生じさせてはならず、そして、メンバー端末１０６ｃからの送信は、メンバー端末１０６ｇにおいて過度な干渉を生じさせてはならない。
【００４４】
より積極的なスケジューリング判断は、同様に、メンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｄへの送信を含むはずである。メンバー端末１０６ｄにおける目標Ｃ／Ｉ要求が十分に低い場合に、このスケジューリング判断は、結果として過度な相互干渉にならないことがある。しかしながら、メンバー端末１０６ｄにおける目標Ｃ／Ｉ要求が、例えば、高データ・レート・アプリケーションの理由で高い場合に、メンバー端末１０６ｆから送信される信号出力は、十分に高くなる必要があり、そしてその結果、メンバー端末１０６ｇにおける過度な干渉を生じさせる。この干渉は、メンバー端末１０６ｇにおける実際のＣ／Ｉ比を目標より下に低下させることがあり、それによって許容できないレベルに性能を劣化させる。このケースでは、メンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｄへの送信は、異なる時間にスケジュールされるべきである。
【００４５】
別の１つの説明の例は、メンバー端末１０６ｈからメンバー端末１０６ｂへの保留中の送信に関係して記載される。ピコネット・トポロジー・マップを考慮する時に、メンバー端末１０６ｂにおける目標Ｃ／Ｉ比が極端に低いとしても、この送信が、可能性としてメンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｇへの送信と同時にスケジュールされるべきでないことが起きることがある。メンバー端末１０６ｂへのパス損失を克服するために必要とされるメンバー端末１０６ｆにおける送信出力は、可能性としてメンバー端末１０６ｇにおける受信をはなはだしく干渉するはずである。
【００４６】
異なる時間においてメンバー端末１０６ｈからメンバー端末１０６ｇへの送信のスケジューリングに対する代わりのアプローチとして、通信は、マルチ−ホップ方式で１又はそれより多くの中間の端末を経由してスケジュールされることができる。例として、メンバー端末１０６ｈからメンバー端末１０６ｂへの通信は、メンバー端末１０６ｉを経由して伝送されることができる。このケースでは、メンバー端末１０６ｈにおける送信出力は、メンバー端末１０６ｉへの短距離の送信に適応するために著しく減少されることができる。メンバー端末１０６ｈにおける送信出力のこの削減は、メンバー端末１０６ｇにおけるＣ／Ｉ比の増加になる。メンバー端末１０６ｇにおける目標Ｃ／Ｉ比に依存して、メンバー端末１０６ｈからメンバー端末１０６ｉへの送信は、メンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｇへの送信と同時にスケジュールされることができる。
【００４７】
メンバー端末１０６ｉからメンバー端末１０６ｂへの第２の区間の送信は、同様に、次のＭＡＣフレームにおいてメンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｇへの送信と同時にスケジュールされることができる。メンバー端末１０６ｉにおける送信出力がメンバー端末１０６ｂへの距離からの結果であるパス損失を克服するために第２の区間の送信にわたって増加させる必要があるが、メンバー端末１０６ｉとメンバー端末１０６ｇとの間の距離は、結果としての干渉をメンバー端末１０６ｇの目標Ｃ／Ｉ比を満足させるレベルに減衰させるために十分であることがある。
【００４８】
図５に戻って、スケジューリング・アルゴリズムは、各ＭＡＣフレームに対して、ステップ５０４において直接通信を、そしてステップ５０６においてマルチ−ホップ通信をスケジュールするために使用されることができる。これは、具体的なアプリケーション、設計者の好み及び全体の設計制約に応じて様々な方式で実現されることができる。例として、スケジューリング・アルゴリズムは、スループットを最大にする通信をスケジュールしようと試みる際にピコネット・トポロジー・マップ中に含まれる情報を使用でき、一方で、複数のピコネット端末間のある程度の公平さを支持することができる。
【００４９】
直接通信及びマルチ−ホップ通信をスケジュールするための手段が、直接通信をスケジュールし、そしてその後マルチ−ホップ通信を逐次的にスケジュールすることにより図５に示されているが、当業者は、順序が逆にされることができることを認識する。あるいは、直接通信及びマルチ−ホップ通信のスケジューリングは、並行して行われることができる。
【００５０】
スケジューリング・アルゴリズムは、しかも、各受信端末における目標Ｃ／Ｉ比を維持する方法で、ステップ５０８において各通信のための送信出力レベルをスケジュールするために使用されることができる。例として、各受信端末における目標Ｃ／Ｉ比が満足されることが可能な場合に、直接通信は、各タイム・スロットにおいてスケジュールされることができる。各受信端末における目標Ｃ／Ｉ比が端末対間の同時の直接通信のために与えられたタイム・スロットにおいて満足されることができない事例では、複数の通信の１又はそれより多くは、マルチ−ホップ方式でスケジュールされることができる。あるいは、端末対間の送信を終わらせるために最小の全出力合計を必要とする通信パスに基づいて、判断は、直接通信又はマルチ−ホップ通信の間で行われることができる。これらのマルチ−ホップ通信は、種々の中間の端末に宛てられることができ、そしてＭＡＣフレームの引き続くタイム・スロットにおいて通信のそれぞれの宛て先端末に転送される。各タイム・スロットに対する直接通信及びマルチ−ホップ通信のスケジューリングは、目標Ｃ／Ｉ比があらゆる受信端末に対して満足されることを確実にするために、送信出力演算の反復処理を含めることができる。この演算の一例は、３つの同時送信を有するＭＡＣフレームにおける１つのタイム・スロットについて下記に与えられる。
【００５１】
図６に戻って、３つの同時送信は、メンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｇへの送信、メンバー端末１０６ｃからメンバー端末１０６ｅへの送信、そして最後にメンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｂへの送信を含む。メンバー端末１０６ｇにおけるＣ／Ｉ比（Ｃ／ＩＧ）は、下記のようにマスタ端末においてスケジューラによって算出されることができる。メンバー端末１０６ｇにおける信号強度は、メンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｇへのパス損失（ＬＡ−Ｇ）だけ少ないメンバー端末１０６ａにおける送信強度（ＰＡ）に等しい。メンバー端末１０６ｇにおける干渉は、メンバー端末１０６ｃ及び１０６ｆによる信号送信からの結果であり、そして、メンバー端末１０６ｃからメンバー端末１０６ｇへのパス損失（ＬＣ−Ｇ）だけ少ないメンバー端末１０６ｃにおける送信強度（ＰＣ）足すメンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｇへのパス損失（ＬＦ−Ｇ）だけ少ないメンバー端末１０６ｆにおける送信強度（ＰＦ）によって表されることが可能である。これらの関係に基づいて、Ｃ／Ｉ比は、次式によって対数ドメインにおいて算出されることができる：
Ｃ／ＩＧｄＢ＝ＰＡ−ＬＡ−Ｇ−（ＰＣ−ＬＣ−Ｇ＋ＰＦ−ＬＦ−Ｇ＋Ｍ）      （１）
ここで、Ｍは、ピコネットの外の干渉を説明するために使用されることができる干渉マージンに等しい。
【００５２】
２つの類似の式が、同様にメンバー端末受信機１０６ｅ及び１０６ｂにおけるＣ／Ｉ比を算出するために使用されることができる。メンバー端末１０６ｅにおけるＣ／Ｉ比（Ｃ／ＩＥ）は、次の方程式によって対数ドメインにおいて算出されることができる：
Ｃ／ＩＥｄＢ＝ＰＣ−ＬＣ−Ｅ−（ＰＡ−ＬＡ−Ｅ＋ＰＦ−ＬＦ−Ｅ＋Ｍ）      （２）
ここで、  ＬＣ−Ｅは、メンバー端末１０６ｃからメンバー端末１０６ｅへのパス損失であり；
ＬＡ−Ｅは、メンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｅへのパス損失であり；そして
ＬＦ−Ｅは、メンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｅへのパス損失である。
【００５３】
メンバー端末１０６ｂにおけるＣ／Ｉ比（Ｃ／ＩＢ）は、次の方程式によって対数ドメインにおいて算出されることができる：
Ｃ／ＩＢｄＢ＝ＰＦ−ＬＦ−Ｂ−（ＰＡ−ＬＡ−Ｂ＋ＰＣ−ＬＣ−Ｂ＋Ｍ）      （３）
ここで、  ＬＦ−Ｂは、メンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｂへのパス損失であり；
ＬＡ−Ｂは、メンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｂへのパス損失であり；そして
ＬＣ−Ｂは、メンバー端末１０６ｃからメンバー端末１０６ｂへのパス損失である。
【００５４】
メモリ中に記憶されたパス損失情報及び受信端末の各々に対する目標Ｃ／Ｉ比を方程式（１）−（３）に代入すると、３つの方程式及び３つの未知数（ＰＡ ＰＣ ＰＦ）が残され、これは代数的に解くことができる。全ての３つの方程式が満足されることが可能であると仮定すると、メンバー端末１０６ａ，１０６ｃ及び１０６ｆからの同時送信は、算出された出力レベルでスケジュールされることができる。一方で、出力レベルの組み合わせが３つの全ての方程式を満足させることができない場合に、又はいずれかの要求される出力レベルが端末の最大送信出力を超える場合に、１又はそれより多くの送信をマルチ−ホップ通信のために中間の端末に再指定することができる。
【００５５】
図６を参照して、出力レベルの任意の組み合わせが３つの方程式全てを満足できそうもないことを、容易に確認できる。送信出力（ＰＦ）が低すぎるのであれば、目標Ｃ／Ｉ比は、受信端末１０６ｂにおいて満足されることができない、その理由は、信号がパス損失（ＬＦ―Ｂ）のために弱すぎることがあるからである。送信端末１０６ｆにおける送信出力（ＰＦ）が受信端末１０６ｂにおける目標Ｃ／Ｉ比を満足させるように増加されるのであれば、送信は、その目標Ｃ／Ｉ比を満足させるためにメンバー端末１０６ｇの能力を妨害することがある。その結果、スケジューリング・アルゴリズムは、メンバー端末１０６ｄのような中間の端末を経由してメンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｂへの送信を再スケジュールするように決定できる。
【００５６】
スケジューリング・アルゴリズムの別の１つの実施形態では、マルチ−ホップ方式における少なくともしきい値距離だけ離れて間隔を空けられた２つの端末間の通信毎にスケジュールするように行うことができる。この判断は、出力レベル演算の実行に先立ってなされることができる。このケースでは、メンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｂへの送信が出力レベルを算出する前にマルチ−ホップ通信としてスケジュールされるべきであることを、スケジューリング・アルゴリズムは、決定できる。判断は、メンバー端末１０６ｄを経由して通信を伝達するように行われることができ、そしてそれから、メンバー端末１０６ｇ，１０６ｅ及び１０６ｄの目標Ｃ／Ｉ比を満足させながら、出力レベルのいずれかの組み合わせが、メンバー端末１０６ａ，１０６ｃ及び１０６ｆからの同時送信をサポートできるかどうかを決定するために、演算は実行される。
【００５７】
スケジューリング・アルゴリズムのさらに別の１つの実施形態では、出力レベル演算が行われる前に、ピコネット・トポロジー・マップが調べられる。このアプローチの利点は、メンバー端末１０６ｆと１０６ｂとの間の通信がその２つの間の距離だけのためにマルチ−ホップ通信を自動的に認可しないことがあることである。例として、メンバー端末１０６ｆからメンバー端末１０６ｂへの送信がメンバー端末１０６ｃからメンバー端末１０６ｅへの送信と同時に起きるべきであるとスケジューリング・アルゴリズムが決定した場合には、両方の通信は、直接通信としてサポートされることができる。これは、メンバー端末１０６ｆからの送信出力が問題を含むようになってくる、メンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｇへの送信が同様に同時にスケジュールされる時だけである。そのようにして、出力レベルを算出する前にマルチ−ホップ通信に関する初めのスケジューリング判断を行う際に、送信端末に近接する端末に関係する通信に携わっている２つの端末の間の距離を考慮するように、アルゴリズムは当業者によって容易に工夫されることができる。
【００５８】
一旦、スケジューリング判断が行われると、それらは、引き続くＭＡＣフレームにおいて１又はそれより多くの制御チャネルを介してピコネット中のメンバー端末に送信されることができる。図４を参照して、送信エンドの信号プロセッサ４１６は、種々のメンバー端末に同報通信するためにトランシーバ３０２に提供される前にスケジュール割り当てを拡散するために使用されることができる。
【００５９】
図７は、メンバー端末として設定されたベースバンド・プロセッサを有する端末の一例を説明する概念的ブロック図である。スケジューラ４０６は、メンバー端末としての動作の間にベースバンド・プロセッサ３０６によってイネーブルされないことを示す破線によって示されている。トランシーバ３０２の設定は、ベースバンド・プロセッサ３０６がマスタ端末又はメンバー端末として動作しているかどうかで同じであり、そしてそれゆえ、さらに検討されない。トランシーバ３０２は、完全性の目的で図７に示される。
【００６０】
マスタ端末として設定されたベースバンド・プロセッサ３０６に関係して前に検討されたように、スケジューリング指定は、１又はそれより多くの制御チャネル上でピコネット中の全てのメンバー端末に同報通信されることができる。受信エンドの信号プロセッサ４１２は、制御チャネルからスケジューリング情報を抽出するためにスペクトル拡散処理を採用でき、そしてそれをコントローラ４１８に提供できる。スケジューリング情報は、メンバー端末へのそしてメンバー端末からの種々の送信に対するタイム・スロット指定、同様に各々に対する出力レベル及びデータ・レートを含むことができる。スケジューリング情報は、同様に、端末がマルチ−ホップ通信をサポートしている中間の端末であるかどうかを示しているメッセージを含むことができる。そのケースでは、メンバー端末からの通信を受信するためのタイム・スロット及び別の１つのメンバー端末にその通信を再送信するためのタイム・スロットは、同様に、対応する出力レベル及びデータ・レートで識別されることができる。
【００６１】
コントローラ４１８は、メンバー端末へのスケジュールされた送信に対する受信エンドの信号プロセッサ４１２にデータ・レート及び拡散情報を提供するために使用されることができる。この情報を使用して、信号プロセッサ４１２は、適切な時間に別のメンバー端末からの通信を再生することができ、そして再生された通信を種々のユーザ・インターフェース４０８に提供できる。マルチ−ホップ通信をサポートするための再送信を目的とした通信は、再送信のためにスケジュールされるまでメモリ４１０中に記憶されることができる。
【００６２】
コントローラ４１８は、しかも、別の１つの端末からの各送信のために演算モジュール４０８に出力レベル情報を与えることができる。演算モジュール４０８は、スケジュールされた送信の間にトランシーバ３０２からの信号強度測定値を使用することによって送信している端末からのパス損失を算出するためにこの情報を使用することができる。演算モジュール４０８によって算出されたパス損失情報は、メモリ４１０中に記憶されることができ、そして制御チャネル同報通信のためにスケジュールされた時間の間に送信エンドの信号プロセッサ４１６に与えられる。ＧＰＳ受信機（図示されず）を採用している端末の種々の実施形態において、これは、信号プロセッサ４１６及びトランシーバ３０２を介して制御チャネル同報通信を通してマスタ端末に座標情報を与えるために使用されることができる。
【００６３】
信号プロセッサ４１６は、ピコネット内部の種々のメンバー端末に通信を拡散するために使用されることができる。複数の通信は、種々のユーザ・インターフェース３０８から発せられることができ、そしてスケジュールされた送信までバッファ４２０中に記憶されることができる。スケジュールされた時間に、コントローラ４１８は、スペクトル拡散処理のためにバッファ４２０から信号プロセッサ４１６に通信をリリースするために使用されることができる。信号プロセッサ４１６は、同様に、適切な時間にマルチ−ホップ方式で再送信するために種々の通信をメモリ４１０から引き出すことができる。通信のデータ・レート、拡散コード及び送信出力レベルは、コントローラ４１８によって信号プロセッサ４１６中にプログラムされることができる。あるいは、送信出力レベルは、トランシーバ３０２中の送信機４０４にコントローラ４１８によってプログラムされることができる。
【００６４】
本明細書中に開示された実施形態に関連して述べられた、各種の解説的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、用途特定集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）若しくはその他のプログラマブル・ロジック・デバイス、ディスクリート・ゲート・ロジック又はトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア素子、若しくは本明細書中に説明された機能を実行するために設計されたこれらのいずれかの組み合わせで、与えられる又は実行されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、しかし代わりに、プロセッサは、いずれかの従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステート・マシン(state machine)であり得る。プロセッサは、演算装置の組み合わせとして与えられることができる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰコアとともに１又はそれ以上のマイクロプロセッサの組み合わせ、若しくはいずれかの他のそのような構成の組み合わせであることができる。
【００６５】
本明細書中に開示された実施形態に関連して説明された方法又はアルゴリズムは、ハードウェアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウェア・モジュールにおいて、又は両者の組み合わせにおいて直接実現されることができる。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、脱着可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、若しくは、この技術において公知のいずれかの他の記憶媒体の中に常駐できる。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、そしてそこに情報を書き込めるようにプロセッサと接続される。代わりのものでは、記憶媒体は、プロセッサに集積されることができる。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ中に常駐できる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末中に又はほかの場所に常駐できる。代わりのものでは、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末中に又は他の場所に単体素子として常駐できる。
【００６６】
開示された実施形態のこれまでの説明は、本技術に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態への種々の変形は、当業者に容易に明白にされるであろう。そして、ここで規定された一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、その他の実施形態に適用されることができる。それゆえ、本発明は、本明細書中に示された実施形態に制限するように意図されたものではなく、本明細書中に開示した原理及び新規な機能と整合する最も広い範囲に適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、ピコネットの一例を説明する概念図である。
【図２】図２は、ピコネット内通信を制御するための媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームの一例を説明する概念図である。
【図３】図３は、ピコネット内部で動作することが可能な端末の一例を説明する機能的ブロック図である。
【図４】図４は、ピコネットのマスタ端末として動作するベースバンド・プロセッサの一例を説明する機能的ブロック図である。
【図５】図５は、ベースバンド・プロセッサ中のスケジューラの動作の一例を説明するフロー図である。
【図６】図６は、ピコネット・トポロジー・マップの一例を説明する概念的ブロック図である。
【図７】図７は、ピコネットのメンバー端末として動作するベースバンド・プロセッサの一例を説明する機能的ブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０２…ピコネット，１０４…マスタ端末，１０６…メンバー端末，２０６…スロット，２１０…タイム・スロット，２１２…データ・スロット，３０４…アンテナ。
【図１】
2007522773.tif 000003
【図２】
2007522773.tif 000004
【図３】
2007522773.tif 000005
【図４】
2007522773.tif 000006
【図５】
2007522773.tif 000007
【図６】
2007522773.tif 000008
【図７】
2007522773.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月15日(2006.11.15)
【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】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
請求項１３の通信端末、ここにおいて、該第２の信号送信と同時の、該第１の送信端末から該第１の受信端末への直接信号送信が、該第１の受信端末に対する目標品質パラメータと該第２の受信端末に対する該目標品質パラメータとの両方を満足しない場合に、該スケジューラは、該第１の信号送信をスケジュールするために、さらに構成される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
別の１つの説明の例は、メンバー端末１０６ｈからメンバー端末１０６ｂへの保留中の送信に関係して記載される。ピコネット・トポロジー・マップを考慮する時に、メンバー端末１０６ｂにおける目標Ｃ／Ｉ比が極端に低いとしても、この送信が、可能性としてメンバー端末１０６ａからメンバー端末１０６ｇへの送信と同時にスケジュールされるべきでないことが起きることがある。メンバー端末１０６ｂへのパス損失を克服するために必要とされるメンバー端末１０６ｈにおける送信出力は、可能性としてメンバー端末１０６ｇにおける受信をはなはだしく干渉するはずである。
【国際調査報告】
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