(57)【要約】アドホックネットワークを形成するために、一つ以上の近隣装置（１１１、１１３）と直接通信する無線通信装置（１０１）を提供する。無線通信装置は、無線リンクを介して、ビーコン信号を送信するように構成された送受信機（２０１）を備える。ビーコン信号は、無線通信装置に関連する装置識別子（３０５）およびサービス・マップ（３０７）を含み、サービス・マップは、無線通信装置上で動作可能な一つ以上のアプリケーション（２２３、２２５、２２７）を特定する。
2008518555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドホックネットワークを形成するために一つ以上の近隣装置と直接通信する無線通信装置であって、
前記無線通信装置に関連する装置識別子及びサービス・マップを含むビーコン信号を、無線リンクを介して送信するように構成された送受信機を備え、前記サービス・マップは、前記無線通信装置上で動作可能な少なくとも一つのアプリケーションを特定する、無線通信装置。
【請求項２】
前記無線リンクがアドホックネットワーク・プロトコルを利用する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記アドホックネットワーク・プロトコルがＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルに基づく、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記少なくとも一つのアプリケーションを格納するように構成されたメモリ部をさらに備える、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記サービス・マップが、前記無線通信装置で作動可能なすべてのアプリケーションを特定する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記サービス・マップによって特定されるアプリケーションが、前記無線通信装置のメモリ部に格納された少なくとも一つのアプリケーションを含む、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記送受信機はアクセス・ポイント・チャネルをスキャンする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記送受信機は、存続可能なアクセス・ポイント・チャネルを検出できない場合には、ピア・ツー・ピア・チャネルを確立することを試みる、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記送受信機は、前記ビーコン信号の送信に対する応答として、少なくとも一つの近隣装置から肯定応答を受信する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記装置識別子は、前記無線通信装置に関連するＩＰアドレスを含む、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
アドホックネットワークを形成するために、無線通信装置によって一つ以上の近隣装置と直接通信するための方法であって、
前記無線通信装置に関連する装置識別子及びサービス・マップを含むビーコン信号を、無線リンクを介して送信することを備え、前記サービス・マップは、前記無線通信装置上で動作可能な少なくとも一つのアプリケーションを特定する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、無線通信装置のためのアドホックネットワークの分野に関する。特に、本発明は関連がある。
【背景技術】
【０００２】
モバイル装置間の無線通信システムは、一般に、通信の経路を定め、装置を相互接続するために無線インフラストラクチャを利用する。多くのモバイル装置は、複数の基地局を含むセルラー・インフラストラクチャを介して、音声およびデータ・コンテンツの通信を可能にする無線セルラーネットワーク・インターフェイスを備えている。これらのモバイル装置が利用する技術の例としては、（ＡＭＰＳを使用する）アナログ通信、（ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＧＳＭ、ｉＤＥＮ、ＧＰＲＳまたはＥＤＧＥを使用する）デジタル通信、（ＵＭＴＳまたはＷＣＤＭＡを使用する）次世代通信、及びそれらの改訂版である。他のモバイル装置は、複数のアクセス・ポイントを含むインフラストラクチャを介して、データパケットの通信を可能にする短距離ネットワーク・インターフェイスを備えている。これらの他のモバイル装置が利用する技術の例としては、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂまたはｇ）のルーターに基づく通信がある。
【０００３】
モバイル装置間の他のタイプの無線通信システムでは、アドホックネットワーク上でのピア・ツー・ピア通信が可能である。アドホックネットワークのモバイル装置が利用する技術の例としては、ブルートゥース（ＩＥＥＥ８０２．１５）、及びＩＥＥＥ８０２．１１の独立基本サービス・セット（ＩＢＳＳ）モードがある。これらのモバイル装置は、特に、それらの通信をサポートするために、どのタイプのルーターまたはインフラストラクチャも必要としないので、特定の用途に魅力的である。
【０００４】
いくつかの無線通信システムは、二つの動作モード間を切り替え可能である。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１無線通信規格は、インフラストラクチャ・モードとアドホック（ＩＢＳＳ）モードとで動作可能な通信プロトコルの例である。インフラストラクチャ・モードでは、装置間のすべての通信トラフィックが、アクセス・ポイントを通過する。アドホック・モードでは、複数の装置は、直接相互に通信し、どのタイプのアクセス・ポイントも必要としない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
残念なことに、アドホックネットワークを確立する既存のシステムおよび方法は効率的でなく、例えば同族的アプリケーション間で必要とされる通信等のような、特定のタイプのアプリケーションに対しては十分に機能しない。特に、アドホックネットワーク内でＩＰチャネルを確立する動作は、同族的アプリケーション市場では許容し難い面倒な予めの設定を必要とする。したがって、アドホック・ネットワーク・プロトコルで効率的に動作し、より高い接続性を持つアドホック・システムおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの態様は、アドホックネットワークを形成するために、無線通信装置によって一つ以上の近隣装置と直接通信するための方法である。無線リンクを介して送信されるビーコン信号は、無線通信装置に関連する装置識別子とサービス・マップとを含む。サービス・マップは、無線通信装置上で動作可能な一つ以上のアプリケーションを特定する。
【０００７】
本発明の他の局面は、アドホックネットワークを形成するために、一つ以上の近隣装置と直接通信する無線通信装置である。無線通信装置は、無線リンクを介してビーコン信号を送るように構成された送受信機を含む。ビーコン信号は、無線通信装置に関連する装置識別子およびサービス・マップを含む。サービス・マップは、無線通信装置上で動作可能な一つ以上のアプリケーションを特定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に示すように、無線通信システム１００は、インフラストラクチャ・モード、アドホック・モードまたはそれらの両方で動作する複数のモバイル装置１０１を含み得る。インフラストラクチャ・モードの場合、各モバイル装置１０１は、一つ以上のアクセス・ポイント１０３と通信する。インフラストラクチャ・モードにおいては、モバイル装置は、無線通信リンク１０５を介して一つ以上の基地局またはアクセス・ポイント１０３と通信する。無線通信リンク１０５は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５（ブルートゥース）、ＨｏｍｅＲＦ、赤外線等の短距離通信プロトコルを利用する。任意に、各モバイル装置１０１は、（ＡＭＰＳを使用する）アナログ通信や、（ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＧＳＭ、ｉＤＥＮ、ＧＰＲＳまたはＥＤＧＥを使用する）デジタル通信や、（ＵＭＴＳまたはＷＣＤＭＡを使用する）次世代通信や、それらの改訂版などの長距離通信プロトコルを使用して通信することもできる。各アクセス・ポイント１０３は、次に、有線あるいは無線通信リンク１０９を介して通信ネットワーク１０７と通信する。アクセス・ポイント１０３へリンクした移動局１０１は、無線通信ネットワーク１０７と通信する限りにおいて、他のアクセス・ポイントへリンクした装置と通信が可能である。
【０００９】
アドホック・モードの場合、各移動局１０１は、直接的短距離通信範囲内の他の移動局１１１、１１３と通信可能である。図１に示すように、第一の移動局１０１は、無線通信リンク１１５、１１７を介して、第二および第三の移動局１１１、１１３とそれぞれ直接通信して、アドホックネットワークを形成する。無線通信リンク１１５、１１７は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５（ブルートゥース）、ＨｏｍｅＲＦ、赤外線等の短距離通信プロトコルを利用する。
【００１０】
図２を参照すると、アドホックネットワークの例示的なモバイル装置における構成要素２００が設けられている。各モバイル装置は、図２にそのような通信のための構成要素が示されていなくとも、インフラストラクチャ通信機能とアドホック通信機能とを有し得ることを理解し得る。例示的なモバイル装置の構成要素２００は、フィジカル層２０１、ディスカバリー層２０３、アプリケーション・プログラミング・インターフェイス（ＡＰＩ）層２０５およびアプリケーション層２０７を含む。
【００１１】
フィジカル層２０１は、一つ以上のピア装置（ｐｅｅｒ  ｄｅｖｉｃｅ）との直接的なデータ無線通信のための、通信ハードウェアと、対応するソフトウェアとを含む。上述の通り、無線通信は、短距離通信プロトコルに基づいてもよいし、また、長距離通信プロトコルを利用してもよい。例えば、図２に示すように、フィジカル層２０１は、ＩＢＳＳモードでの通信のためのＩＥＥＥ８０２．１１準拠の回路と、その回路をモバイル装置の他の構成要素に適応させるための対応ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワーク・ドライバとを含んでもよい。
【００１２】
ディスカバリー層２０３は、フィジカル層２０１によってサポートされ、その上で動作する。ディスカバリー層２０３は、共用媒体の使用順序を維持することに関与するプロトコルのセットを含む。図２に示すように、ディスカバリー層２０３は、（図３で後述する）ビーコン拡張要素２０９、デバイス探索（ｄｅｖｉｃｅ  ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）要素２１１、及びサービス探索（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）要素２１３を含む。デバイス探索要素２１１は、必要な動作を実行してフィジカル層２０１の構成要素の通信範囲内でモバイル装置の付近をスキャンし、モバイル装置と通信してアドホックネットワークを形成可能な一つ以上のピア装置を求める。サービス探索要素２１３は、必要な作動を実行してモバイル装置のメモリの一つ以上の領域をスキャンし、モバイル装置で現在作動しているアプリケーションおよび／またはモバイル装置で作動可能なアプリケーションを求める。
【００１３】
ＡＰＩ層２０５は、ディスカバリー層２０３によってサポートされ、その上で動作する。同様に、アプリケーション層２０７は、ＡＰＩ層によってサポートされ、その上で動作する。ＡＰＩ層２０５は、アプリケーション層２０７のアプリケーションが要求する動作を解釈あるいはサポートするためのディスカバリー層２０３を構成する一つ以上のＡＰＩを含む。ＡＰＩは、この機能を実行するための少なくとも一つのＡＰＩを含まなければならないが、特殊なタイプのアプリケーションをサポートするために、一つ以上のサブＡＰＩを含んでもよい。例えば、ＡＰＩ層２０５は、ジャバ・ネイティブ・インターフェイス（ＪＮＩ（登録商標））ＡＰＩ２１５とともに、ジャバ２プラットホーム・マイクロ版（Ｊ２ＭＥ（登録商標））ＡＰＩ２１７、パーソナル・ジャバ・プラットホーム（ｐＪａｖａ（登録商標））ＡＰＩ２１９、および／またはジャバ２プラットホーム・スタンダード版（Ｊ２ＳＥ（登録商標））ＡＰＩ２２１などのような一つ以上のサブＡＰＩを含んでもよい。
【００１４】
アプリケーション層２０７は、ＡＰＩ層２０５の一つ以上のＡＰＩがサポートするフォーマットでの一つ以上のアプリケーション２２３、２２５、２２７を含む。例えば、図２に示す例示的な構成要素の場合、アプリケーション層２０７は、Ｊ２ＭＥ  ＡＰＩ２１７およびＪＮＩ  ＡＰＩ２１５がサポートするＪ２ＭＥ環境のミッドレット２２３を含む。図２に示す例示的な構成要素はジャバ環境の変形をサポートするが、本発明では、例えばＣ♯またはネイティブ・アプリケーション環境等のような、モバイル装置が実行可能な種々のアプリケーション環境をサポートすることも理解し得る。
【００１５】
図３を参照すると、同図は、二つのユニット、すなわち装置３０１、３０３間のタイミング図３００であり、開始モバイル装置が送信するビーコン信号３０５、３０７の例示的なフォーマットを示す。本発明は、装置およびサービスの連携を可能にするための装置およびサービス検出情報のキャリアとして、アドホックネットワーク・プロトコルを利用する。特に、利用可能なスキームによるシングルホップ・ネットワークセグメントの使用のために、経路決定不可能なＩＰアドレスを受け入れるビーコンプロセスを利用する。ビーコン信号３０５、３０７を提供するモバイル装置は、各アロケーションにおいて内部保存テーブルを更新する。モバイル装置がビーコン信号３０５、３０７を送信するとき、テーブルがビーコン信号に付加され、これが受信範囲内に在るピア装置で受け取られる。代替的に、テーブルを分割し、一部分だけを各ビーコン信号３０５、３０７と共に送ってもよい。任意に、ビーコン信号３０５、３０７は、装置情報に加えて、可能なピアに関するサービス告知情報を保有してもよい。任意の別の選択では、信号アドレスだけが共有され、ＩＰアドレスは全く知らせない。このモードでは、非ＩＰメッセージだけを交わしてもよい。
【００１６】
図３に示すように、ユニットＡ３０１が送信するビーコン信号は、ビーコン識別３０５およびサービス拡張３０７を含む。例えば、ビーコン識別子３０５は、ＩＥＥＥ８０２．１１アドホックネットワークのためのＭＡＣビーコンでもよい。サービス拡張３０７は、モバイル装置によって現在作動されているアプリケーション、および／または、モバイル装置によって作動させることが可能なアプリケーションのマップを含み得る。一つの実施例では、モバイル装置は、装置にロードされたすべてのアプリケーションのレジストリを含むジャバ・アプリケーション・マネージャ（ＪＡＭ）を含む。一次サービス情報は、ＪＡＭ内に登録されたジャバ・アプリケーション記述（ＪＡＤ）ファイルから抽出可能である。二次サービス情報は、作動中のアプリケーション・ワーキングセットに関連し得る。生成および送信される各ビーコン信号に関連した各ビーコン・フレームにおいて、一次および二次サービス情報のすべてまたは一部を含むようにサービス拡張３０７が付加される。一つの実施例では、サービス情報の各記録は、サービス名と、例えばＴＣＰポート番号等のポート番号を含む。他の実施例では、ポート番号だけが存在する。さらに他の実施例では、二次的な記録に注釈がつく。ｔ＝ｚｅｔａ３１１でのビーコン信号３０５、３０７送信の終端で、モバイル装置は、もう一つの装置、すなわちユニットＢ３０３からサービス要求３１５を受信する前に、特定の時間３１３だけ待機する。
【００１７】
ビーコン信号３０５、３０７のサイズは制限してもよい。モバイル装置の全サービス・マップが、サービス拡張３０７のサイズ制限された一つのフィールド内に収まらない場合、送信部分に注釈をつけてもよい。全サービス情報を分割送信するために、標準的なラウンドロビン（ｒｏｕｎｄ−ｒｏｂｉｎ）技術を使用してもよい。
【００１８】
ビーコン信号３０５、３０７は、さらに、ＩＰ拡張３０９、フレーム制御フィールド、所要時間／ＩＤフィールド、アドレス・フィールド、シーケンス制御フィールド、フレーム・ボディ・フィールド、及びフレーム・チェック・シーケンス・フィールドを含んでもよいが、これらに限定されるものではない。フレーム・ボディは、タイムスタンプ、ビーコン・インターバル、機能情報、および／または、他の情報を含んでもよい。他の情報は識別情報、全長およびコンテンツを含む。
【００１９】
さて、個体群内のもう一つのピアに注目する。ビーコン信号３０５、３０７からサービス情報注釈付きビーコン・フレームを受け取ると、この情報はデコードされ、既知のサービス・レジストリを更新するために使用される。その後、ローカル・アプリケーションがリモート・サービスを探している場合、この既知のサービス・レジストリが閲覧される。時間が経ち、ビーコン信号３０５、３０７が存在しないと判定された場合、関連サービス情報は、既知のサービス・レジストリから削除される。代替実施例では、既知のサービス・レジストリを保守するために、他のエージング（ａｇｉｎｇ）およびサイジング（ｓｉｚｉｎｇ）手段を使用してもよい。二次情報は、ビーコンが最後に検知または更新された時刻などの方針を促進するように、既知のサービス・レジストリ内に維持されてもよい。
【００２０】
他の実施例では、モバイル装置は、サービス情報注釈付きビーコン・フレームを受信するにつれてサービスを探索するためのアプリケーションの要求を逐次に満たすことから、既知のサービス・レジストリというものを全く維持しない。この実施例は、特に、各装置に積極的なデューティ・サイクリングを適用する場合に有用である。
【００２１】
図４を参照すると、同図は、アドホックネットワークのモバイル装置の例示的な動作４００を表すフローチャートである。本発明のアドホックネットワーク、すなわちピア・ツー・ピア通信のための無線システムは、管理とデータ転送処理の両方に使用する種々のフレーム・フォーマットを指定する。データ・フレームはＩＰパケットを含んでもよい。また、管理フレームはビーコン・フレームを含んでもよい。モバイル装置が、一つ以上の他のピア装置とのアドホックネットワークへの参加を望む場合、モバイル装置は、その周辺内に既存のアドホックネットワークが存在するかどうかを判定するために、既知の物理チャネルをスキャンする。特に、モバイル装置は、モバイル装置のアドホックネットワーク通信範囲内で、ピア装置からのビーコン信号を検出したならば、既存のアドホックネットワークへの参加を開始することができる。互換ビーコン・フレームを受信すると、名目上のサブ・ステートとなり、アドホックネットワーク内での通信のためのチャネル・パラメータは、受信ビーコン・フレームが示すものとなる。所定のタイムアウト・ピリオドが時間切れとなる前に互換ビーコン・フレームが受信されない場合、名目上のサブ・ステートとなり、モバイル装置は、アドホックネットワークを開始するために、チャネル・パラメータを含むビーコン・フレームを送信する。
【００２２】
ステップ４０１から開始して、モバイル装置は、ステップ４０３で、アクセス・ポイント・チャネルをスキャンする。モバイル装置は、ステップ４０５で存続可能なアクセス・ポイント・チャネルが見つかったかどうかを判定する。存続可能なアクセス・ポイント・チャネルがステップ４０５で見つかった場合、ステップ４０７で、アクセス・ポイント・チャネルを介して、一つ以上の他の装置との通信を確立し、例示的な動作４００は、ステップ４０９で終了する。そうでない場合、すなわち、存続可能なアクセス・ポイント・チャネルがステップ４０５で見つからない場合、ステップ４１１で、移動局は、アドホックネットワークのためのピア・ツー・ピア・チャネルを確立するために、ビーコン信号を送信する。例えば、アドホックネットワークのために作動される第一の移動局が、ＩＢＳＳを確立して、装置間での同期を維持するために必要なビーコン信号の送信を開始する。もう一つのピア装置は、ビーコン信号を受信し、その信号のビーコン・フレーム内に検出したパラメータ（例えばビーコン・インターバル）を受け入れた後、アドホックネットワークに加わることができる。特に、移動局は、ステップ４１３で、その付近内、すなわちその送受信機の直接通信範囲内のピア装置からの、ビーコン信号の肯定応答（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）を待つ。好適実施例では、この肯定応答は、ＴＣＰ  ＳＹＮパケットである。肯定応答を受信した後、ステップ４１５で、移動局は、ピア・ツー・ピア・チャネルを介して、応答ピア装置との通信を確立する。それから、例示的な動作４００は、ステップ４０９で終了する。
【００２３】
他の実施例では、ステップ４０３、４０５および４０７は削除される。ステップ４０１でスタートし、移動局は、ステップ４１１で、アドホックネットワークのためのピア・ツー・ピア・チャネルを確立するために、ビーコン信号を送信する。
【００２４】
アドホックネットワークに参加するすべてのピア装置は、ビーコン信号が送信されることになっていた後のランダムな短遅延期間内に他の装置からのビーコン信号を検出しない場合、定期的にビーコンを送信する。ランダムな遅延期間は、ビーコン信号を送信しようとする局（ｓｔａｔｉｏｎ）の数を効果的に減少させることによって、多数の局からビーコン信号が送信されることを最小限にする。ピア装置が、ランダムな遅延期間内にビーコン信号を検出しない場合、モバイル装置は、他のピア装置で作動中のものは全くないと仮定する。この場合、ビーコン信号を送信する必要がある。
【００２５】
本発明の好適実施例を図示して説明したが、本発明は、そのように限定されることはないということが理解し得る。当業者は、添付の特許請求の範囲によって定義する本発明の思想および範囲から逸脱しない範囲にて、多数の改良、変更、変形、置換および同等物の発想を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるアドホックネットワークの例示的なシステムを示す概略図である。
【図２】図１に示すアドホックネットワークのモバイル装置の種々の構成要素を表すブロック図である。
【図３】本発明による開始モバイル装置によって送信されるビーコン信号の例示的なフォーマットを示すタイミング図である。
【図４】図１に示すアドホックネットワークのモバイル装置の例示的な作動を表すフローチャートである。
【図１】
2008518555.tif 000003
【図２】
2008518555.tif 000004
【図３】
2008518555.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2008518555.tif 000007
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