(57)【要約】複数の共位置の身体領域ネットワーク（BAN）の間で無線媒体へのアクセスを調整する方法（４００）。本方法は、第一のBANのマスター・デバイスによって、少なくとも一つの共位置のBANから受信されるビーコンを使って少なくとも一つの外来BANを検出する段階であって、外来BANとはそのラウンド開始時間（RST）が前記第一のBANのRSTと整列していないBANである、段階（S410）と；前記第一のBANと前記少なくとも一つの外来BANとの間のRSTオフセットを記録する段階（S420）と；前記RSTオフセットに基づいて、前記第一のBANおよび前記少なくとも一つの外来BANのうちのいずれがイニシエーターBANになるかおよびいずれがターゲットBANになるかを決定する段階（S430）と；イニシエーターBANのRSTをターゲットBANのRSTと再整列させる段階（S460）とを含む。
2011530936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の共位置の身体領域ネットワーク（BAN）の間で無線媒体へのアクセスを調整する方法であって：
第一のBANのマスター・デバイスによって、少なくとも一つの共位置のBANから受信されるビーコンを使って少なくとも一つの外来BANを検出する段階であって、外来BANはそのラウンド開始時間（RST）が前記第一のBANのRSTと整列していないBANである、段階と；
前記第一のBANと前記少なくとも一つの外来BANとの間のRSTオフセットを記録する段階と；
前記RSTオフセットに基づいて、前記第一のBANおよび前記少なくとも一つの外来BANのうちのいずれがイニシエーターBANになるかおよびいずれがターゲットBANになるかを決定する段階と；
イニシエーターBANのRSTをターゲットBANのRSTと再整列させる段階とを含む、
方法。
【請求項２】
前記イニシエーターBAN内のすべてのマスター・デバイスが前記ターゲットBANのRSTと整列するために自分のRSTを遅延させるべき正の時間の長さを示す再整列オフセット・フィールドを設定する段階と、
前記イニシエーターBANの前記ターゲットBANとの整列がトリガーされる時間を示すカウントダウン変数を設定する段階とをさらに含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記再整列オフセット・フィールドはグローバル・ビーコンに含まれ、前記イニシエーターBAN内のすべてのマスター・デバイスに送信される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記カウントダウン変数の値は前記イニシエーターBAN内のすべてのマスター・デバイスについて同一である、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記第一のBANは、前記少なくとも一つの外来BANのRSTが前記第一のBANのスーパーフレームの前半にはいる場合にイニシエーターBANであると決定される、請求項１記載の方法。
【請求項６】
複数の外来BANが検出された場合、最大のRSTオフセットをもつ外来BANがターゲットBANであると決定される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記RSTはラウンド時間（３００）の開始時間であり、前記時間ラウンド（３００）は複数のスーパーフレームを含み、各スーパーフレームは複数の時間スロットを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
一つまたは複数の時間スロットが共位置のBANのグローバル・ビーコン期間のために割り当てられており、前記グローバル・ビーコン期間の間、前記共位置のBANのマスター・デバイスがグローバル・ビーコンを送信する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
RSTの再整列が、少なくとも、共位置のBANのスーパーフレームの間の同期と、共位置のBANのグローバル・ビーコン期間の間の重なりがないこととを保証する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
共位置のBANのグローバル・ビーコン期間が少なくとも二つのスーパーフレームによって分離される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
媒体アクセス予約のために利用可能な時間スロットを時間ゾーンに分割する段階をさらに含み、前記少なくとも一つの共位置のBANのうちの各BANが所定数の時間スロットを所有する、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
あるBANのために予約される時間ゾーンの数は
【数１】
2011530936.tif 000004
のように決定される、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
各BANについて予約された時間ゾーンの数を動的に変えることができる、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
RSTの再整列が、イニシエーターBANによって所有される時間ゾーンと前記少なくとも一つの共位置のBANによって所有される時間ゾーンとの間の重なりがないことを保証する、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ実行可能なコードを記憶したコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能なコードは、実行されると、プロセッサに、複数の共位置の身体領域ネットワーク（BAN）の間での無線媒体へのアクセスを調整するプロセスであって：
第一のBANのマスター・デバイスによって、少なくとも一つの共位置のBANから受信されるビーコンを使って少なくとも一つの外来BANを検出する段階であって、外来BANはそのラウンド開始時間（RST）が前記第一のBANのRSTと整列していないBANである、段階と；
前記第一のBANと前記少なくとも一つの外来BANとの間のRSTオフセットを記録する段階と；
前記RSTオフセットに基づいて、前記第一のBANおよび前記少なくとも一つの外来BANのうちのいずれがイニシエーターBANであるかおよびいずれがターゲットBANであるかを決定する段階と；
イニシエーターBANのRSTをターゲットBANのRSTと再整列させる段階とを含む、
プロセスを実行させる、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ともに8月11日に出願された米国仮出願第61/087,750号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は概括的には、身体領域ネットワーク（BAN:  body  area  network）のような低電力無線センサー・ネットワークにおいて使用される媒体アクセス制御（MAC:  medium  access  control）プロトコルに関する。
【背景技術】
【０００３】
身体領域ネットワーク（BAN）は、主として、生命徴候〔バイタルサイン〕（vital  signs）の恒久的な監視およびログ記録のために設計されている。図１に示される例示的なBAN  １００は、典型的には身につけることができる〔ウェアラブルである〕または人体中に埋め込まれることのできるセンサーである複数のノード１２０を含む。ノード１２０は、生命に関する身体パラメータおよび動きをモニタリングし、無線媒体を通じて互いに通信する。ノード１２０は、身体からのデータを一つまたは複数の装置１３０に送信できる。装置１３０から、そのデータはリアルタイムで病院、診療所または他所に、ローカル・エリア・ネットワーク（LAN）、広域ネットワーク（WAN）、セルラー・ネットワークなどを通じて転送されることができる。
【０００４】
BANの設計のための要求は、ノード１２０のエネルギー効率、スケーラビリティ、統合（integration）、干渉緩和、共存、高いサービス品質（QoS:  quality  of  service）およびセキュリティを含む。効率的なエネルギー消費は、受信者ノード（すなわちデータを受信するノード）を傾聴状態とスリープ状態との間で最適にデューティー・サイクリング〔稼働切り換え〕することによって達成できる。スリープ状態では、ノードのトランシーバはオフにされ、それによりエネルギーが節約される。デューティー・サイクリング（duty  cycling）は、アイドルな傾聴（listening）、傍受（overhearing）、衝突および制御のオーバーヘッドを最小限にするねらいで、MACプロトコルによって実行される。
【０００５】
複数のBANデバイスは、たとえばそれらのデバイスを身につけている人の動きのため、互いのレンジ内にはいったりレンジ内から出たりと動くことがある。個々のデバイスの動きが相関していない他のモバイル・ネットワークとは対照的に、単一のBANに属するすべてのデバイスは同時に動く。したがって、BANの場合、ネットワーク全体の動きが考慮されるべきである。
【０００６】
複数のBANが共位置にある（co-located）、すなわち複数のBANが互いのレンジ内に位置しており同じ媒体を共有する場合、近隣のBANデバイスの送信が時間的に重なり合うことがあり、これはビーコンまたはデータ・パケットの衝突につながることがある。地下鉄、病棟および音楽コンサート・ホールのような混雑した場所における複数の共位置のBANの協調した動作がシームレスなサービスのために本質的である。異なるBANに属する共位置のデバイスが互いに通信しないとしても、そのようなデバイスは予約をサポートするために媒体へのアクセスを調整する必要がある。よって、複数の共位置のBANの移動性および調和のとれた動作をサポートするプロトコルを設計することが不可欠である。
【０００７】
関連技術では、無線ネットワークのためのいくつかのMACプロトコルが開示されている。たとえば、IEEE802規格委員会は無線式のローカル・エリア・ネットワークおよびパーソナル・エリア・ネットワークのための一連の規格を開発した。無線ローカル・エリア・ネットワーク（WLAN:  wireless  local  area  network）用に設計されたIEEE802.11規格および無線パーソナル・エリア・ネットワーク（WPAN:  wireless  personal  area  network）用に設計されたIEEE802.15.4規格などである。これらのプロトコルはいずれも無線BAN用の好適な候補ではない。たとえば、IEEE802.15.4規格は、短距離伝送用のMACプロトコルを定義しているが、いくつかの欠点がある。
【０００８】
具体的には、IEEE802.15.4規格は、静的で低データ・レートの無線センサー・ネットワーク（WSN:  wireless  sensor  network）用に設計されているので、移動性および共存をサポートしない。同じ媒体上で動作する複数の共位置のIEEE802.15.4ベースのネットワークは媒体アクセスの調整をしない。したがって、ビーコンおよびデータ・フレームの伝送は衝突することがある。IEEE802.15.4規格は、重なり合うデータ・フレーム送信を検出することも、ビーコンの系統的な衝突を解決することもしない。さらに、IEEE802.15.4は保証された時間スロット（GTS:  guaranteed  time  slot）予約をネットワーク内でしかサポートしない。このように、同じ媒体上で動作しているが異なるネットワークに属する共位置のデバイスは、近隣（neighboring）ネットワークのデバイスによって予約されている時間スロットに気づかない。これも、GTS期間中における衝突につながりうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
少なくとも上述した欠点のため、異なるBANに属する複数の共位置のBANデバイスの調和のとれた共存を可能にするソリューションを提供することが有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある種の実施形態は、複数の共位置の身体領域ネットワーク（BAN）の間で無線媒体へのアクセスを調整する方法を含む。本方法は、第一のBANのマスター・デバイスによって、少なくとも一つの共位置のBANから受信されるビーコンを使っている少なくとも一つの外来（alien）BANを検出する段階であって、外来BANはそのラウンド開始時間（RST:  round  start  time）が前記第一のBANのRSTと整列していない（misaligned）BANである、段階と；前記第一のBANと前記少なくとも一つの外来BANとの間のRSTオフセットを記録する段階と；前記RSTオフセットに基づいて、前記第一のBANおよび前記少なくとも一つの外来BANのうちのいずれがイニシエーターBANであるかおよびいずれがターゲットBANであるかを決定する段階と；イニシエーターBANのRSTをターゲットBANのRSTと整列させ直す段階とを含む。
【００１１】
発明と見なされる主題は、付属の請求項において具体的に特定され、明確に記載される。本発明の以上のおよびその他の特徴および利点は、付属の図面とともに参照される以下の詳細な記述から明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】身体領域無線ネットワークの概略図である。
【図２】本発明のさまざまな実施形態を記述するのに使われる身体領域ネットワークのトポロジーを示す図である。
【図３】時間ラウンドの二次元表現を示す図である。
【図４】共位置のBANのRSTを再整列させる方法を記述するフローチャートである。
【図５Ａ】時間ラウンドの二次元表現を示す図である。
【図５Ｂ】時間ラウンドの二次元表現を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明によって開示される実施形態が、本稿の革新的な教示の数多くの有利な使用の例でしかないことを注意しておくことは重要である。一般に、本願の明細書においてなされる陳述は、必ずしもさまざまな特許請求される発明のいずれかを限定するものではない。さらに、いくつかの陳述は、いくつかの発明的な特徴に当てはまるが他の発明的な特徴には当てはまらないこともある。一般に、特に示されるのでない限り、一般性を失うことなく、単数形の要素は複数であってもよく、複数形の要素は単数であってもよい。図面において、いくつかの図面を通じて、同様の参照符号は同様の部分を指す。
【００１４】
図２は、本発明のさまざまな実施形態を記述するために利用される身体領域ネットワーク（BAN）２００のトポロジーを示している。BAN  ２００は二つの階層のデバイスを含む：スレーブ装置２１０−１ないし２１０−Ｓと、マスター装置２２０−１ないし２２０−Ｍである。典型的には、スレーブ装置２１０−１ないし２１０−Ｓはインプラント可能、飲み込み可能または使い捨てであり、低いエネルギー予算および限られた資源（処理パワー、メモリ）をもつことを特徴とする。他方、マスター装置２２０−１ないし２２０−Ｍは身につけることが可能〔ウェアラブル〕であり、頻繁に再充電でき、したがって、スレーブ装置に比べ、より高いエネルギー予算およびより多くの資源をもつ。
【００１５】
マスター装置２２０−Ｘ（Xは1以上の整数）は一つまたは複数のスレーブ装置２１０−Ｙ（Yは1以上の整数）を管理する。この目的に向け、マスター装置２２０−１ないし２２０−Ｍは定期的なビーコンを送信する。同期、媒体リザーブ〔予約〕の要求、ブロードキャスト／マルチキャストの宣言〔アナウンス〕のためである。定期的なビーコンによって交換される情報に基づいて、マスター装置２２０−１ないし２２０−Ｍは、QoSサポートを可能にするために、競合〔コンフリクト〕のないリザーブ・スケジュールを導出する。さらに、マスター装置２２０−１ないし２２０−Ｍは、複数のBANの調和のとれた共存をサポートするために、近傍における別のBANの存在を検出する。図２に示したトポロジーでは、すべてのマスター装置２２０−１ないし２２０−Ｍは、分散式ビーコン・プロセス（distributed  beaconing  process）を使って、媒体アクセスを同期させ、時間スロット予約を実装する。本発明のある好ましい実施形態では、媒体へのアクセスは固定された反復される継続期間の時間ラウンドに分割される。ここで、時間ラウンドは、所定数のスーパーフレームを含むよう設計されたデータ構造であり、各スーパーフレームは固定数の時間スロットを含む。
【００１６】
図３は、時間ラウンド３００の例示的で限定しない二次元表現を示している。X軸はスーパーフレーム当たりの時間スロットを表わし、Y軸はBAN-1についての時間ラウンド３００当たりのスーパーフレームを表わす。同じBANに属するすべてのデバイスは同一のラウンド開始時間（RST）をもち、異なるBANのRSTどうしは一般には整列してはいない。
【００１７】
マスター・デバイス〔マスター装置〕は、該デバイスが媒体にアクセスする排他的な権利をもつ時間スロットを予約できる。時間ラウンド内の所定数の時間スロットは、グローバル・ビーコンを送信するために利用されるグローバル・ビーコン期間（GBP:  global  beacon  period）３１０のために予約される。時間ラウンド３００では、グローバル・ビーコン期間は二つの共位置のBANであるBAN-1およびBAN-2について割り当てられている。この例では、BAN-2がBAN-1のレンジ内に動く（すなわち、BAN-2に属するすべてのデバイスが同時にBAN-1のレンジ内に動く）。結果として、BAN-2のRSTはBAN-1のRSTに整列させ直される。
【００１８】
グローバル・ビーコン期間３１０は、マスター・デバイスの定期的な同期を容易にするために必要とされる。マスター・デバイスはグローバル・ビーコン期間３１０を傾聴し、自分に割り当てられた時間スロットにおいてグローバル・ビーコンを送る。同期し、媒体予約要求を交換するためである。グローバル・ビーコンは近隣者およびネットワーク・トポロジーを発見するため、QoSを提供するため、およびブロードキャスト／マルチキャスト・データ伝送をスケジューリングするためにも使われる。
【００１９】
本発明のある実施形態によれば、グローバル・ビーコンはBAN内のマスター・デバイスの論理的なツリーのトポロジーを動的に構築および維持する。したがって、グローバル・ビーコン期間はさらに二つの時間期間に分割される：上り期間（AP:  ascending  period）および下り期間（DP:  descending  period）である。
【００２０】
APの間は、ルート・デバイス以外のすべてのマスター・デバイスが自分のグローバル・ビーコンを各自のスロットにおいて上っていく順に送信する、すなわち、子が親より前に自分のグローバル・ビーコンを送信する。APの間、親は子のグローバル・ビーコンを傾聴する。DPの間は、グローバル・ビーコン送信の序列が逆になる。すなわち、親が子よりも先にグローバル・ビーコンを送信するのである。この期間中は、子は親のグローバル・ビーコンを傾聴する。
【００２１】
APの間、グローバル情報が子から父祖（親）へと渡される。APの終わりには、ルート・デバイスは完全なグローバル情報を知っており、ルート・デバイスはその情報をDPの間にすべてのマスター・デバイスに配送する。このようにして、ビーコン・スケジューリング方法は、同じBANに属するすべてのマスター・デバイスが、たとえ互いに直接的な通信レンジ内になくても、グローバル情報を受信することを保証する。
【００２２】
本発明のある種の原理によれば、BANが別のBANのレンジ内に動くとき、BANの一つのラウンド開始時間（RST）が、BANスーパーフレームどうしが同期され、それらのグローバル・ビーコン期間が時間的に重なり合わないよう再整列させられる。具体的には、二つのBANのRSTは、両BANのRST間のオフセットがスーパーフレームの整数倍に等しい場合に整列されている（aligned）という。ここで、倍数は2以上の偶数である。たとえば、時間ラウンド３００において、BAN-1とBAN-2のRST（それぞれ３２０および３３０とラベル付けしてある）は4スーパーフレームだけオフセットされている。典型的には、グローバル・ビーコン期間の重なりを避けるためには、共位置のBANのRST間に最小限2スーパーフレームの分離が必要とされる。
【００２３】
図４は、本発明のある実施形態に基づいて実装される、同じ無線媒体にアクセスする共位置のBANのRSTを再整列させる方法を記述する例示的であり限定しないフローチャート４００を示している。
【００２４】
S410では、マスター・デバイスが異なるBANの別のマスター・デバイスによって送られたビーコンを傍受するときに、外来デバイス、よって外来BANの存在が検出される。前記異なるBANのRSTは傍受するマスター・デバイスとは整列していない。整列していないRSTをもつ任意の二つのデバイスは、互いに対して外来（alien）デバイスと呼ばれる。マスター・デバイスが、外来デバイスの存在を検出し、報告する役割を負う。典型的には、マスター・デバイスが外来デバイスを検出するのは、外来デバイス・ビーコンを傍受することによってできる。ある実施形態によれば、マスター・デバイスは、外来デバイスを検出するために、定期的に予約されていない時間スロットをスキャンする。
【００２５】
S415では、外来ビーコンを傍受するに際して、マスター・デバイスが自分のRSTと外来デバイスのRSTとの間のオフセットを記録する。これにより傍受しているデバイスは、該傍受しているデバイスをホストするBANのRSTと、外来BANのRSTとの間のオフセットを推定できる。複数の外来BANが発見されることもあることを注意しておくべきである。それらのBANは、そのRSTオフセットの違いによって区別されうる。
【００２６】
S420では、マスター・デバイスは、グローバル・ビーコンを介して、外来BAN（単数または複数）およびその対応するRSTオフセット（単数または複数）を同じBANに属する他のすべてのマスター・デバイスに報告する。グローバル・ビーコン・プロトコルが、グローバル・ビーコン期間の間に、この情報の同じBANに属する全マスター・デバイスへの拡散を保証する。すなわち、グローバル・ビーコン期間の終わりには、すべてのマスター・デバイスが、もしあれば外来BANの存在およびその対応するRSTオフセットを知らされている。S430では、どのBANが他のBAN（単数または複数）に再整列させられるべきかが決定される。すなわち、イニシエーターBANおよびターゲットBANが選択される。各BANは独立して、自分のRSTを他のBANに再整列させる必要があるかどうか、もしそうであれば複数の共位置BANがある場合どのBANにかを決定する。
【００２７】
ある実施形態では、曖昧さを避けるために、一つのスーパーフレームの前半にはいるRSTをもつ外来BANを検出したBANがRST再整列プロセスを開始〔イニシエート〕する。二つの共位置BANがある場合、この基準を満たすほうのBANのマスター・デバイスが再整列プロセスを開始する一方、他方のBANはターゲットBANであることを注意しておくべきである。この基準を満たす複数の外来の共位置BANがある場合、最大のRSTオフセットをもつ外来BANが再整列のためのターゲットとして選択される。イニシエーターBANだけが自分のRSTをターゲットBANに再整列させることを注意しておく。これは、共位置のBANの迅速な同期を保証する。上記のように、RSTオフセットは（同じBANに属するマスター・デバイスの間で）グローバルに知られている。よって、再整列のためのターゲット・ネットワークを同定することにおいて曖昧さはない。再整列プロセスのためのターゲットBANが見出されない場合には、プロセスは終了されることを注意しておくべきである。
【００２８】
S440では、イニシエーターBANにおけるマスター・デバイスが、再整列オフセット・フィールドをある正の時間の長さに設定する。当該イニシエーターBAN内のすべてのマスター・デバイスが、ターゲットの外来BANのRSTと整列するために、そのRSTを前記正の時間の長さだけ遅延させるのである。RSTの新しい位置は、再整列後には、グローバル・ビーコン期間の新しい位置が近隣の共位置のBANのグローバル・ビーコン期間と重ならないことを保証するように選ばれる。再整列オフセット・フィールドは、グローバル・ビーコンに埋め込まれており、（イニシエーターBANに属する）マスター・デバイスに迫っている再整列を通知し、時間同期情報を与える。グローバル・ビーコン・プロトコルは、この情報の、イニシエーターBANに属するすべてのマスター・デバイスへの拡散を保証する。
【００２９】
S445では、再整列カウントダウン変数が、イニシエーターBANがそのRSTを再整列させるまでの（現在ラウンド後の）残り時間ラウンド数を表わす初期値に設定される。すなわち、カウントダウン変数は、再整列プロセスがトリガーされるときの時間を示す。カウントダウン変数の値はイニシエーターBANに属するすべてのマスター・デバイスについて同一である。
【００３０】
S450では、カウントダウン変数が0に等しいかどうかが検査され、もしそうであれば、実行はS460に続く。もしそうでなければ、S455で、ターゲットBANが利用可能でないかどうかの別の検査がされる。もしそのとおりである場合には、実行は終了し、それ以外の場合にはS458において、時間ラウンドの終わりに、カウントダウン変数の値が1デクリメントされ、実行はS450に戻る。
【００３１】
S460において、カウントダウン変数が0に達する場合、イニシエーターBANに属するすべてのマスター・デバイスはそのRSTをターゲットBANのRSTと再整列させる。再整列プロセスは、イニシエーターBANのマスター・デバイスによって送られたスーパーフレームがターゲットBANスーパーフレームと同期され、そのグローバル・ビーコン期間が共位置のBANのグローバル・ビーコン期間と重ならないことを保証するよう実行される。再整列プロセスの完了の時点で、マスター・デバイスは以前のグローバル・ビーコン期間においてグローバル・ビーコンを送るのを打ち切る。
【００３２】
マスター・デバイスは、そのスレーブ・デバイスに、ローカル・ビーコンを介して、迫っている再整列および再整列オフセットについて通知してもよい。このようにして、スレーブ・デバイスは再整列完了後には、自分の関連するフレーム（pertinent  frames）の位置を知っている。
【００３３】
イニシエーターBANのスーパーフレームの前半にはいるRSTをもち、現在のターゲットBANよりも大きなRSTオフセットをもつ別のBANが検出される場合には、S460において再整列プロセスは改めて開始される。
【００３４】
複数の共位置の（co-located）BANが再整列プロセスを同時に呼び出すと、それらのRST再整列オフセットの選択が、近隣（neighboring）BANのRSTとコンフリクトを起こしうることを注意しておくべきである。すなわち、再整列が終わってみると、イニシエーターBANのグローバル・ビーコン期間が別のイニシエーターBANのグローバル・ビーコン期間と重なっていることがありうるのである。コンフリクトが検出される場合、グローバル・ビーコン期間の重なりを避けるために、共位置のBANの一つがそのRST再整列オフセット選択を進め、一方、他のBANはカウントダウン変数およびRST再整列オフセットをリセットする。近隣BANによって占有されるグローバル・ビーコン期間は利用不可能とマークされる。潜在的なコンフリクトを最小限にするため、RST再整列オフセットおよびイニシエーターBANによって実行される再整列プロセスのステータスがそれらのBANのグローバル・ビーコンにおいて宣言される。これらのグローバル・ビーコンにより、近隣BANは、迫っている再整列について知り、コンフリクトを避けることができる。
【００３５】
再整列プロセスが完了すると、共位置のBANのスーパーフレームが同期され、時間スロットの予約が容易にさせられる。本発明のある実施形態によれば、共位置の複数のBANにまたがる時間スロット予約を可能にするために、予約のために利用可能な時間スロットが時間ゾーンに分割される。図５Ａに示されるように、時間ラウンドは4つの時間ゾーン５１０−１ないし５１０−４を含み、そのそれぞれがスーパーフレーム当たり2つの時間スロットを含む。
【００３６】
各BANはゼロ個以上の時間ゾーンを所有でき、その間、そのBANは媒体にアクセスする排他的な権利をもつ。図５Ｂは、各BANが一つのゾーンを所有する、4つの共位置のBANの例を示している。すなわち、BAN-1は時間ゾーン５１０−１の間媒体にアクセスでき、BAN-3は時間ゾーン５１０−２の間、BAN-2は時間ゾーン５１０−３の間、BAN-4は時間ゾーン５１０−４の間媒体にアクセスできる。
【００３７】
動作中のBANが一つしかないとき、そのBANは潜在的には時間ラウンド中のすべての時間ゾーンを所有することができる。しかしながら、複数のBANが共位置にある場合には、すべてのネットワークが時間ゾーン所有権を調和させなければならない。この目的で、各BANは、共位置のBANの数を判別するために他のBANの存在をモニタリングし続ける。上記したように、外来BANはそのRSTに基づいて検出および区別される。整列されたBANのグローバル・ビーコン期間は、同期を維持し、その存在をモニタリングし、そのゾーン所有権を判別するために追跡される。諸マスター・デバイスは、近隣者BANグローバル・ビーコン期間をモニタリングする責務を分かち合うことができる。時間ゾーン所有権もグローバル・ビーコンを介して宣言される。
【００３８】
本発明のある実施形態によれば、各BANは次のように決定される数の時間ゾーンを予約する権利がある。
【００３９】
【数１】
2011530936.tif 000003
予約される時間ゾーンの数は、BANのニーズに基づいて変更できる。具体的には、BANが過剰な数の時間ゾーンを所有していると判断するときには、そのBANはいくつかの時間ゾーンの所有権を放棄してもよい。他方、BANが所有している時間ゾーンがそのBANに資格があるより少ない場合には、追加的な利用可能な時間ゾーンが要求されてもよい。BANデバイスは、共位置のBANの数や時間ゾーンの利用可能性に応じて、動的に自分たちの時間ゾーン所有権を調節する。
【００４０】
再整列の完了後、新たに整列されたBANがその近隣者に対して重なりのない時間ゾーンを選ぶことを注意しておくべきである。このプロセスは、BANが別のBANと再整列するたびに繰り返される。すべての時間ゾーンがすでに占有されている場合には、新たに整列されたBANはグローバル優先的競争アクセス（GPCA:  global  prioritized  contention  access）期間の間に動作する。この期間は、スーパーフレーム中の予約されていない時間スロットの群を指す。
【００４１】
本稿で記載された再整列プロセスが、互いに近隣者でない二つ以上のBANが重なり合う時間ゾーンを予約できるときに空間的な再利用を提供するよう適応されることができることは理解しておくべきである。
【００４２】
以上の詳細な記述は、本発明が取ることのできる数多くの形のうちの若干を述べている。以上の詳細な記述が、本発明の定義に対する限定としてではなく、本発明が取ることのできる選ばれた形の例解として理解されることが意図されている。本発明の範囲を定義することが意図されているのは、あらゆる等価物を含む請求項のみである。
【００４３】
最も好ましくは、本発明の原理はハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアの任意の組み合わせとして実装される。さらに、ソフトウェアは好ましくはプログラム記憶ユニットまたはコンピュータ可読媒体上に有形的に具現されたアプリケーション・プログラムとして実装される。アプリケーション・プログラムは、任意の好適なアーキテクチャをもつ機械にアップロードされ、これによって実行されてもよい。好ましくは、該機械は、一つまたは複数の中央処理ユニット（「CPU」）、メモリおよび入出力インターフェースのようなハードウェアを有するコンピュータ・プラットフォーム上で実装される。コンピュータ・プラットフォームはオペレーティング・システムおよびマイクロ命令コードを含んでいてもよい。本稿で記載されているさまざまなプロセスおよび機能は、マイクロ命令コードの一部であっても、アプリケーション・プログラムの一部であっても、それらの任意の組み合わせであってもよく、CPUによって実行されてもよい。これは、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているか否かにはよらない。さらに、追加的なデータ記憶ユニットおよび印刷ユニットといったさまざまな他の周辺ユニットがコンピュータ・プラットフォームに接続されてもよい。
【図１】
2011530936.tif 000005
【図２】
2011530936.tif 000006
【図３】
2011530936.tif 000007
【図４】
2011530936.tif 000008
【図５Ａ】
2011530936.tif 000009
【図５Ｂ】
2011530936.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月15日(2011.2.15)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の共位置の身体領域ネットワーク（BAN）の間で無線媒体へのアクセスを調整する方法であって、各BANは二階層アーキテクチャに構成された複数のスレーブ・デバイスおよび複数のマスター・デバイスを含んでおり：
第一のBANのマスター・デバイスによって、少なくとも一つの共位置のBANから受信されるビーコンを使って少なくとも一つの外来BANを検出する段階であって、外来BANはそのラウンド開始時間（RST）が前記第一のBANのRSTと整列していないBANである、段階と；
前記第一のBANと前記少なくとも一つの外来BANとの間のRSTオフセットを記録する段階と；
前記RSTオフセットに基づいて、前記第一のBANおよび前記少なくとも一つの外来BANのうちのいずれがイニシエーターBANになるかおよびいずれがターゲットBANになるかを決定する段階と；
イニシエーターBANに属するすべてのマスター・デバイスによって、前記イニシエーターBANのRSTをターゲットBANのRSTと再整列させる段階とを含む、
方法。
【請求項２】
前記イニシエーターBAN内のマスター・デバイスすべてが前記ターゲットBANのRSTと整列するために自分のRSTを遅延させるべき正の時間の長さを示す再整列オフセット・フィールドを設定する段階と、
前記イニシエーターBANの前記ターゲットBANとの整列がトリガーされる時間を示すカウントダウン変数を設定する段階とをさらに含む、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記再整列オフセット・フィールドはグローバル・ビーコンに含まれ、前記イニシエーターBAN内のすべてのマスター・デバイスに送信される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記カウントダウン変数の値は前記イニシエーターBAN内のすべてのマスター・デバイスについて同一である、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記第一のBANは、前記少なくとも一つの外来BANのRSTが前記第一のBANのスーパーフレームの前半にはいる場合にイニシエーターBANであると決定される、請求項１記載の方法。
【請求項６】
複数の外来BANが検出された場合、最大のRSTオフセットをもつ外来BANがターゲットBANであると決定される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記RSTはラウンド時間（３００）の開始時間であり、前記時間ラウンド（３００）は複数のスーパーフレームを含み、各スーパーフレームは複数の時間スロットを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
一つまたは複数の時間スロットが共位置のBANのグローバル・ビーコン期間のために割り当てられており、前記グローバル・ビーコン期間の間、前記共位置のBANのマスター・デバイスがグローバル・ビーコンを送信する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
RSTの再整列が、少なくとも、共位置のBANのスーパーフレームの間の同期と、共位置のBANのグローバル・ビーコン期間の間の重なりがないこととを保証する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
共位置のBANのグローバル・ビーコン期間が少なくとも二つのスーパーフレームによって分離される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
媒体アクセス予約のために利用可能な時間スロットを時間ゾーンに分割する段階をさらに含み、前記少なくとも一つの共位置のBANのうちの各BANが所定数の時間スロットを所有する、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
あるBANのために予約される時間ゾーンの数は
【数１】
2011530936.tif 000011
のように決定される、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
各BANについて予約された時間ゾーンの数を動的に変えることができる、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
RSTの再整列が、イニシエーターBANによって所有される時間ゾーンと前記少なくとも一つの共位置のBANによって所有される時間ゾーンとの間の重なりがないことを保証する、請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ実行可能なコードを記憶したコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能なコードは、実行されると、プロセッサに、複数の共位置の身体領域ネットワーク（BAN）の間での無線媒体へのアクセスを調整するプロセスであって、各BANは二階層アーキテクチャに構成された複数のスレーブ・デバイスおよび複数のマスター・デバイスを含んでおり：
第一のBANのマスター・デバイスによって、少なくとも一つの共位置のBANから受信されるビーコンを使って少なくとも一つの外来BANを検出する段階であって、外来BANはそのラウンド開始時間（RST）が前記第一のBANのRSTと整列していないBANである、段階と；
前記第一のBANと前記少なくとも一つの外来BANとの間のRSTオフセットを記録する段階と；
前記RSTオフセットに基づいて、前記第一のBANおよび前記少なくとも一つの外来BANのうちのいずれがイニシエーターBANであるかおよびいずれがターゲットBANであるかを決定する段階と；
イニシエーターBANに属するすべてのマスター・デバイスによって、前記イニシエーターBANのRSTをターゲットBANのRSTと再整列させる段階とを含む、
プロセスを実行させる、コンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
2011530936.tif 000012
2011530936.tif 000013
2011530936.tif 000014