(57)【要約】      （修正有）【課題】複数個のＷＲＡＮセルの間で向上させたＤＦＨに対するシステム及び方法を提供する。【解決手段】ダイナミック周波数ホッピングコミュニティ（ＤＦＨコミュニティ）が複数個の地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）セルから形成され、その場合にＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの各々はリーダーセルのワンホップネイバーである。該リーダーセルは、部分的に、使用可能なチャンネル数及びＷＲＡＮセルがＤＦＨコミュニティ内の２つのグループにより共用されるかに基づいてＷＲＡＮセル間において使用するためのホッピングパターンを設定し且つ配布する。【選択図】図２Ａ
2008289117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の地域無線ネットワーク（「ＷＲＡＮ」）セルの間でのダイナミック周波数ホッピング（「ＤＦＨ」）用のシステムにおいて、各ＷＲＡＮセルはベースステーション（「ＢＳ」）及び該ＢＳと関連している複数個の顧客端末（「ＣＰＥｓ」）とを包含しており、
複数個のＷＲＡＮセルから形成されているＤＦＨコミュニティであって、該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの少なくとも１つがリーダーセルであり、且つ該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの各その他が該リーダーセルのワンホップネイバーであるＤＦＨコミュニティ、
該複数個のＷＲＡＮセルの該ＣＰＥｓ及びＢＳの各々の間で通信を行う多数のチャンネル、
該リーダーセルにより設定されたホッピングパターンであって、該ホッピングパターンは該多数のチャンネルにわたってホップして該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの各々の間で中断無しのワーキングチャンネル及び相互の干渉無し検知を与えるホッピングパターン、
を有しているシステム。
【請求項２】
請求項１において、互いにワンホップネイバーであり且つ各々が該リーダーセルのワンホップネイバーである該複数個のＷＲＡＮセルのサブセットがＤＦＨコミュニティグループを形成しているシステム。
【請求項３】
請求項２において、該ＤＦＨコミュニティが複数個のＤＦＨコミュニティグループを包含しているシステム。
【請求項４】
請求項３において、該ＤＦＨコミュニティにおける各コミュニティグループが第一カラー又は第二カラーで識別され且つ少なくとも２つの隣接するコミュニティグループが同一の第一カラー又は同一の第二カラーで識別されることに応答し、該チャンネル数が該ＤＦＨコミュニティの該複数個のＤＦＨコミュニティグループのいずれかにおけるＷＲＡＮセルの最大数＋２と等しいシステム。
【請求項５】
請求項３において、該ＤＦＨコミュニティにおける各コミュニティグループが第一カラー又は第二カラーで識別され、且つ該第一カラーで識別される各コミュニティグループが該第二カラーのコミュニティグループと隣接していることに応答し、該多数のチャンネルが該ＤＦＨコミュニティの該複数個のＤＦＨコミュニティグループのうちのいずれかにおけるＷＲＡＮセルの最大数＋１と等しいシステム。
【請求項６】
請求項３において、単一伝送の長さがワーキング期間として定義され、且つより短いワーキング期間Ｐwsmが次式、即ち
Ｐwsm＝（Ｍch／Ｎch）×Ｐwmax
尚、Ｍchは該ＤＦＨコミュニティの該複数個のＤＦＨコミュニティグループのいずれかにおけるＷＲＡＮセルの最小数＋１より大きいか又はそれと等しく、
Ｎchは該ＤＦＨコミュニティの該複数個のＤＦＨコミュニティグループのいずれかにおけるＷＲＡＮセルの最大数＋１より大きいか又はそれと等しく、
Ｐwmaxは該チャンネル数のいずれかの上でのセルの最小数を有するコミュニティグループにおけるワーキング期間の長さである、
システム。
【請求項７】
請求項３において、該ＤＦＨコミュニティにおける各コミュニティグループが第一カラー又は第二カラーで識別され、且つ該リーダーセルにより設定されるホッピングパターンが、少なくとも２つの隣接するコミュニティグループが同一の第一カラー又は同一の第二カラーで識別されるか否かに基づくものであるシステム。
【請求項８】
請求項１において、該ＤＦＨコミュニティ外部のＷＲＡＮセルからの該ＤＦＨコミュニティへ加入するためのリクエストが、該ＤＦＨコミュニティ及び該ＤＦＨコミュニティへ加入することを要求しているＷＲＡＮセルにより使用可能な結合されたチャンネルに基づいて該リーダーセルにより決定されるシステム。
【請求項９】
請求項８において、該ＤＦＨコミュニティ外部のＷＲＡＮセルからの該ＤＦＨコミュニティへ加入することのリクエストが、該ＷＲＡＮセルの該ＤＦＨコミュニティへの加入が２つを超えるネイバーグループを有する新たなＤＦＨコミュニティグループを作成することとなり、その場合に１つのネイバーグループが該リーダーセル以外の少なくとも１つの共通のＷＲＡＮセルを包含しているという決定に応答して拒否されるシステム。
【請求項１０】
複数個の地域無線ネットワーク（「ＷＲＡＮ」）セルの間でのダイナミック周波数ホッピング（「ＤＦＨ」）方法において、各ＷＲＡＮセルはベースステーション（「ＢＳ」）と該ＢＳと関連している複数個の顧客端末（「ＣＰＥｓ」）とを包含しており、
該複数個のＷＲＡＮセルからＤＦＨコミュニティを形成し、該ＤＦＨコミュニティにおける該複数個のＷＲＡＮの少なくとも１つがリーダーセルであり且つ該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの各その他が該リーダーセルのワンホップネイバーであり、
該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルのＣＰＥｓの各々とＢＳとの間での通信のための多数のチャンネルを決定し、
該リーダーセルによって、チャンネルホッピングパターンを設定し、該チャンネルホッピングパターンは該多数のチャンネルにわたりホップして、該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの各々の間で中断無しのワーキングチャンネル及び相互に干渉無しの検知を与える、
ことを包含している方法。
【請求項１１】
請求項１０において、互いにワンホップネイバーであり且つ各々が該リーダーセルのワンホップネイバーである該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルのサブセットがＤＦＨコミュニティグループを形成する方法。
【請求項１２】
請求項１１において、該ＤＦＨコミュニティが複数個のＤＦＨコミュニティグループを包含している方法。
【請求項１３】
請求項１２において、該ＤＦＨコミュニティ内の各コミュニティグループが第一カラー又は第二カラーで識別され、且つ該多数のチャンネルが、少なくとも２つの隣接するコミュニティグループが同一の第一カラー又は同一の第二カラーで識別されることに応答して、該ＤＦＨコミュニティの該複数個のＤＦＨコミュニティグループのいずれかにおけるＷＲＡＮセルの最大数＋２と等しく、且つ該多数のチャンネルが、該第一カラーで識別される各コミュニティグループが該第二カラーのコミュニティグループと隣接していることに応答して該ＤＦＨコミュニティの該複数個のＤＦＨコミュニティグループのいずれかにおけるＷＲＡＮセルの最大数＋１と等しい方法。
【請求項１４】
請求項１３において、更に、該ＤＦＨコミュニティ外部の付加的なＷＲＡＮセルから該ＤＦＨコミュニティへ加入することのリクエストを受取ることを包含している方法。
【請求項１５】
請求項１４において、更に、該付加的なＷＲＡＮセルと関連するチャンネル及び該ＤＦＨコミュニティと関連するチャンネルから形成される一組の使用可能なチャンネルが該ＤＦＨコミュニティと該付加的なＷＲＡＮセルとの結合により要求されるチャンネル数より大きいか又は等しいか否かを決定することを包含している方法。
【請求項１６】
請求項１５において、更に、該一組の使用可能なチャンネルが該ＤＦＨコミュニティと該付加的なＷＲＡＮセルとの結合により要求されるチャンネル数より少ない場合に該リクエストを拒否することを包含している方法。
【請求項１７】
請求項１５において、更に、該一組の使用可能なチャンネルが該ＤＦＨコミュニティと該付加的なＷＲＡＮセルとの結合により要求されるチャンネル数より大きいか又は等しいことに応答して該リクエストを受付けることを包含している方法。
【請求項１８】
請求項１３において、更に、該付加的なＷＲＡＮセルと関連しているチャンネル及び該ＤＦＨコミュニティと関連しているチャンネルから形成される一組の使用可能なチャンネルに基づいて単一伝送の最小長さを決定することを包含している方法。
【請求項１９】
請求項１８において、更に、該一組の使用可能なチャンネルに基づく単一伝送の該最小長さが不適切であることに応答して該リクエストを拒否する方法。
【請求項２０】
地域無線ネットワーク（「ＷＲＡＮ」）セルを形成するダイナミック周波数ホッピング（「ＤＦＨ」）を使用して複数個の顧客端末（「ＣＰＥｓ」）と通信を行うベースステーション（「ＢＳ」）において、
ソフトウエアとして実現されている命令を実行することが可能なマシン、
複数個のソフトウエア部分、
を有しており、前記ソフトウエア部分のうちの１つがＤＦＨコミュニティへリクエストを送信する形態とされており、該ＤＦＨコミュニティは該ＷＲＡＮセルとは別の複数個のＷＲＡＮセルを包含しており、且つ該ＤＦＨコミュニティにおける該複数個のＷＲＡＮセルのうちの少なくとも１つがリーダーセルであり且つ該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの各その他が該リーダーセルのワンホップネイバーであり、
前記ソフトウエア部分のうちの１つが該ＢＳと関連するチャンネルのリストに対し該リーダーセルからのリクエストに対して前記チャンネルのリストで応答する形態とされており、
該リクエストを受付けることを受取ることに応答して、前記ソフトウエア部分のうちの１つが該リーダーセルにより設定されたチャンネルホッピングパターンを実行する形態とされている、
ベースステーション。
【請求項２１】
請求項２０において、該チャンネルホッピングパターンが、部分的に、該ＤＦＨコミュニティの複数個のＤＦＨコミュニティグループのうちのいずれかにおけるＷＲＡＮセルの最大数＋２と等しい多数のチャンネルに基づいており、１つのＤＦＨコミュニティグループは互いにワンホップネイバーであり且つ各々がＤＦＨコミュニティグループからのリーダーセルのワンホップネイバーである該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルのサブセットとして定義される、ＢＳ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、大略、向上１ホップダイナミック周波数ホッピングコミュニティ用のシステム及び方法に関するものであって、特に、チャンネルホッピングを協調させ且つダイナミック周波数ホッピングコミュニティのチャンネル効率を増加させるアルゴリズムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイナミック周波数ホッピング（「ＤＦＨ」）は、スロー周波数ホッピングで非伝統的ダイナミックチャンネル割当てを組込む技術である。ＤＦＨにおける主要な目的は、干渉における迅速な変化に対する堅牢性を与えるために従来の周波数ホッピングの干渉平均化特性を保持しながら、従来の周波数ホッピングにより与えられるものよりも一層高い干渉回避の付加を介しての容量の改善を提供することである。
【０００３】
一般的に、このインテリジェント型の周波数ホッピングの基となる重要な概念は、干渉測定に基づいて周波数ホッピングパターンを調節又は作成することである。ＤＦＨはスロー周波数ホッピングを使用し且つ時折サービスの品質（「ＱｏＳ」）測定と呼称される迅速周波数品質測定に基づいて使用されている周波数ホッピングパターンを適応的に修正する。この技術は伝統的な周波数ホッピングをダイナミックチャンネル割当てと結合させ、その場合に１つのチャンネルは周波数ホップパターンにおける１つの周波数である。周波数ホップパターンの継続的修正はスロー周波数ホッピングに対するダイナミックチャンネル割当ての適用を表わす測定値に基づいている。修正は、迅速干渉測定値及び顧客端末（「ＣＰＥｓ」）及びベースステーション（「ＢＳｓ」）の全てによるシステムにおいて使用される周波数の品質の計算に基づいている。これらの修正のターゲットはチャンネル品質及び干渉のダイナミックな挙動をトラッキングすることである。ＤＦＨの１つの顕著な適用例は当該技術において地域無線ネットワーク（「ＷＲＡＮ」）と呼称されるものの動作において見出される。
【０００４】
ＷＲＡＮセルはＢＳと、固定点対多点無線空気インターフェース（即ち、アンテナ）を介しての該ＢＳと通信を行う関連するＣＰＥｓとから構成されている。ＷＲＡＮ動作は２つの見掛け上矛盾する条件を充足することが必要であり、即ち信頼性があり且つタイムリーな周波数スペクトル検知を与えながらＷＲＡＮサービスに対しＱｏＳの充足性を確保することである。現在の検知条件のいうところによれば、インカンバント（ｉｎｃｕｍｂａｎｔ）、即ち現事業者の信号は２秒を超えることのない遅延でＷＲＡＮ装置により検知されねばならない。従って、ＷＲＡＮセルは２秒毎にワーキングチャンネルに関して検知を実施せねばならない。検知されるべきチャンネルはデータ伝送のために使用することは不可能であり、従って単一のチャンネル上で一貫して動作しているセルは検知のために２秒毎にデータを中断せねばならない。このような非ホッピングモードは周期的な中断となり、且つシステム処理能力を著しく減少させ且つＱｏＳを損う場合がある。この問題に対する解決は、当業者により理解されるように、ＤＦＨであった。
【０００５】
前述したように、ＤＦＨはパターンが構築される態様において従来の周波数ホッピングとは異なっている。ランダム又は予め定められた繰り返しのホッピングパターンを使用する代わりに、ＤＦＨパターンはアクティブなユーザに対してオンザフライで発生される。このように、干渉変化に適合するためにホッピングパターンを調節することが可能である。該パターンを作成することの基となる基礎的な思想は各ホップに対して最善の周波数を選択することである。この最善の周波数は、最も干渉されることの少ない周波数に対応している。従って、ＤＦＨはパターンの全ての単一のホップから全ての周波数においての干渉の継続的な推定及び測定を必要とする。各ホッピングの場合において、ＢＳ又はＣＰＥが各周波数のＱｏＳを測定し、その測定値をフィルタして瞬間的なレイリィフェーディング（Ｒａｙｌｅｉｇｈ  ｆａｄｉｎｇ）効果を平均化除去し、次いで何等かの品質選択基準に従って選択された「最善の」周波数を使用してデータを送信する。典型的に、同一のセル内のユーザに対するホッピングパターンは直交性である。確立されたリンクの性能をモニタし、且つ性能がスレッシュホールド以下に降下した場合には、より良いホッピングパターンが発生される。
【０００６】
ＤＦＨ通信においては、ＷＲＡＮセル（ＣＰＥｓ）のコンポーネントが一組のチャンネルにわたってホップする。ワーキングチャンネル上で動作期間中に、意図されている次のワーキングチャンネルに関して並列的に検知が実施される。２秒後に、チャンネルスイッチが行なわれ、該意図されている次のワーキングチャンネルのうちの１つが新たなワーキングチャンネルとなり、且つ前に使用されたチャンネルは無効とされる。従って、検知のために最早中断は必要とされない。明白なことであるが、効率的な周波数の使用及び相互の干渉無しのスペクトル検知は、ＤＦＨモードにおいて動作している多数のネイバー即ち隣接しておりオーバーラップしているＷＲＡＮセルがそれらのホッピング挙動を協調させる場合にのみ達成することが可能である。
【０００７】
説明したように、ＤＦＨモードで動作しているＷＲＡＮセルはデータ転送のためにワーキング（帯域内）チャンネルを使用し且つ同時的に帯域外チャンネルに関してスペクトル検知を実施する。この動作は同時検知及びデータ伝送（ＳＳＤＴ）と呼称される。帯域内チャンネルと帯域外チャンネルとの間のガード帯域は帯域外検知に対するデータ伝送により発生される隣接干渉を緩和させるために割当てられている。無効であると検知される帯域外チャンネルは検証されていると考えられる。従って、ＤＦＨモードにあるＷＲＡＮシステムは、次の動作期間におけるデータ伝送に対し前の動作期間において検証されたチャンネルのうちの１つを動的に選択する。
【０００８】
ＤＦＨコミュニティは相互の干渉無しのチャンネル検知を確保し且つチャンネルの使用を最小とさせるために協調されたＤＦＨ動作をサポートする共通のプロトコルに従い、ＤＦＨフェーズシフトを適用するネイバーであるＷＲＡＮセルからなる空でない組である。ＤＦＨコミュニティは１つのリーダーを有しており、且つ、多分、幾つかのコミュニティメンバーを有している。ＤＦＨコミュニティの一つの定義は、当業者に知られているように、ワンホップＢＳネイバーがＤＦＨコミュニティを作成するということは、１つのコミュニティにおける各ＷＲＡＮセルが該セルのその他のメンバーのワンホップ以内にあることを意味している。これらのメンバーからＤＦＨコミュニティリーダーを選択するために優先度の値が使用され、且つ選択されたリーダーは、各コミュニティメンバーに対し使用可能なチャンネルの組の間で何時及びどのチャンネルをホップするかを決定する。該コミュニティメンバーは同期された態様で該リーダーの決定に従って同一の使用可能なチャンネルの間でホップを行う。従って、ＤＦＨコミュニティリーダーはコミュニティメンバーシップに関しての決定を司り、全てのメンバーに対するホッピングパターン（フェーズシフトシーケンス）を計算し且つこの情報をコミュニティ内に配布する。メンバーはそれらのネイバーフッド及びチャンネル使用可能性の情報、即ち彼等の検知結果及びネイバーのＷＲＡＮセルの観察されたチャンネルの使用に関する情報をリーダーへ供給する。ＤＦＨコミュニティ内において、コミュニティが安定である限り（即ち、新たなメンバーが加わったり既存のメンバーが出たりすることがない）、ホッピング情報が変化することはない。この方法を使用して、ホッピングの衝突を回避することが可能であり且つ実時間ＢＳ間通信は必要ではない。
【０００９】
従って、ＤＦＨコミュニティはセルの間での協調を導入する概念である。ＤＦＨコミュニティの重要な思想は、ネイバーであるＷＲＡＮセルが、それらのホッピングチャンネルを選択し且つ協調された態様でＤＦＨ動作を実施する協力するコミュニティを形成することである。上述したように、ＤＦＨコミュニティはホッピングのために僅かな量のチャンネルを必要としながらより良いＱｏＳ及び処理能力挙動となる。ＤＦＨコミュニティは多数のＷＲＡＮセルの共存を可能とし且つ非ホッピングモードで動作しているセルのチャンネルの使用を強調させるために使用することも可能である。更に、協調されたチャンネルホッピングはチャンネル検知を行い且つ効率的にチャンネルを増加させるためにＷＲＡＮセルにより多くの時間を与えることを可能とする。
【００１０】
セルが衝突無しで動作することを可能とすることを確保するためにある条件下においてはＮ＋１個の空のチャンネル（即ち、インカンバント及びその他のＷＲＡＮの両方がないチャンネル）のみが必要とされることを示した。
【００１１】
図１は、従来技術において知られているように、４個、（Ｎ＋１）＝４、の空のチャンネルにわたって３個、Ｎ＝３、のオーバーラップするＷＲＡＮセルのフェーズシフトを行なうＤＦＨ動作を例示している。各ＷＲＡＮセルは、図１に示したように、前のＷＲＡＮセルの動作フェーズに対して１つのクワイエット時間（「ＱＴ」）１２０だけそのＤＦＨ動作フェーズ１１０をシフトさせる。例えば、チャンネルＤ１４０上のＷＲＡＮ２  １３０は、チャンネルＡ１６０上のＷＲＡＮ１  １５０の動作に対し１つのＱＴ１２０だけその動作をシフトさせ、且つチャンネルＣ上のＷＲＡＮ３  １７０は、チャンネルＤ１４０上のＷＲＡＮ２  １３０の動作に対し１つのＱＴ１２０だけシフトさせる。ＱＴ１２０期間中、チャンネル検知が実施される。このことは、ＱＴ１２０は、少なくとも、信頼性のあるチャンネル検知のために必要とされる最小時間と等しいものでなければならないことを暗示している。
【００１２】
従って、１組のＮ個のオーバーラップするセルは、単一伝送の長さがＮ×ＱＴの積よりも一層大きい限り（Ｎ＋１）個のチャンネル（図１に示した例においてはチャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を使用して継続的に動作することが可能である。然しながら、タイムシフトさせたジャンプの上に説明したホッピングパターンを課すことはＤＦＨコミュニティ内における厳格な協調の場合においてのみ可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ＤＦＨコミュニティをワンホップネイバーである多数のＷＲＡＮセルとして定義することはチャンネル効率を制限する。該コミュニティを該リーダーのワンホップネイバーであるＷＲＡＮセルとして再定義することは効率を向上させることが可能であるが、このような定義は１つのワンホップネイバーＷＲＡＮセルをコミュニティメンバーとして受付けるか否か及びどのようにして各コミュニティメンバーに対するホッピングモードを計算するかを決定することを含む幾つかのチャレンジを定義する。これら及びその他の問題点は本発明により対処される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
複数個のＷＲＡＮセルの間で向上させたＤＦＨに対するシステム及び方法を開示する。本発明の１つの実施例によれば、ＤＦＨコミュニティが複数個のＷＲＡＮセルから形成される。ＤＦＨコミュニティにおけるこれらの複数個のＷＲＡＮセルのうちの１つがリーダーセルとして選択される。本発明の１実施例によれば、該ＤＦＨコミュニティは、該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルのうちの各その他が該リーダーセルのワンホップネイバーであるように形成される。
【００１５】
ＷＲＡＮセル間の通信を容易とさせるために、該複数個のＷＲＡＮセルにおけるＣＰＥｓとＢＳｓの各々の間で使用するチャンネル数を決定する。この数を使用して、該リーダーはＷＲＡＮセルの間で使用するためのホッピングパターンを設定し且つ配布する。本発明の１実施例によれば、ＤＦＨコミュニティにおける該複数個のＷＲＡＮセルの各々の間で中断の無いワーキングチャンネル及び相互の干渉の無い検知を確保するために必要とされるチャンネルの数はいずれかのコミュニティグループにおける最大セルの数＋数２である。本発明の１実施例によれば、互いにワンホップネイバーであり且つ各々が該リーダーのワンホップネイバーである該複数個のＷＲＡＮセルのサブセットが１つのコミュニティグループを形成し、且つ各ＤＦＨコミュニティは複数個のグループを包含している。
【００１６】
本発明の別の実施例によれば、複数個のＷＲＡＮセルの間においてのＤＦＨ用の方法が開示され、その場合に、各ＷＲＡＮセルは１個のＢＳと複数個のＣＰＥｓとを包含している。該方法は、該ＤＦＨコミュニティにおける該複数個のＷＲＡＮセルのうちの１つをリーダーセルとして識別し且つ該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの各その他を該リーダーセルのワンホップネイバーであることを確保することにより該複数個のＷＲＡＮセルから１つのＤＦＨコミュニティを形成する。ＤＦＨコミュニティ形成プロセス期間中に、該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルのＣＰＥｓ及びＢＳｓの各々の間での通信のためのチャンネル数が決定される。その後に、該リーダーセルは該ＤＦＨコミュニティ内の該複数個のＷＲＡＮセルの各々の間での中断の無いワーキングチャンネル及び相互に干渉の無い検知を与えるために決定されたチャンネル数にわたってのチャンネルホッピングパターンを設定する。
【００１７】
形成されると、該ＤＦＨコミュニティのリーダーは該ＤＦＨコミュニティに加入することを求めるその他のＷＲＡＮセルからのリクエストを受取る且つ評価する。該リーダーは、該コミュニティへの加入を求めるＷＲＡＮセルと該コミュニティによって既に使用されているこれらのチャンネルとの結合から形成されるであろう使用可能なチャンネルの組が該新たなセルの加入をサポートするのに充分であるか否かを決定する。該使用可能なチャンネルの組が必要とされる数のチャンネル未満である場合には、該加入のためのリクエストは拒否される。適宜のホッピングパターンを形成するために充分な数のチャンネルが存在している場合には、各チャンネル上の最も短いワーキング即ち動作の期間に関して分析が行なわれる。動作期間の最小長さが該グループを拡張することをサポートするのに不充分である場合には、その加入要求は拒否される。
【００１８】
本開示及び以下の詳細な説明において記載される特徴及び利点は包括的なものではない。本図面、明細書及び特許請求の範囲に鑑み多くの付加的な特徴及び利点が当業者にとって自明なものである。更に、注意すべきことであるが、本明細書において使用されている用語は、主に、読み易さ及び教示的な目的のために選択されているものであって、発明の要旨の線引きをし又は制限するために選択されたものではなく、このような発明の要旨を決定するためには特許請求の範囲を参照することが必要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ワンホップ（ｏｎｅ−ｈｏｐ）ＤＦＨコミュニティ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ）における向上させた通信のためのシステム及び方法を以後開示する。本発明の実施例はワンホップＤＦＨコミュニティについて説明するが、そのコミュニティ内において、各ＷＲＡＮセルは該ＤＦＨコミュニティのリーダーのワンホップ以内にある。本発明の１実施例によれば、ＷＲＡＮセルのコミュニティグループが、互いにワンホップネイバーであり且つ異なるグループのサブセットではないＷＲＡＮセルから構成されているものとして定義されている。各ＤＦＨコミュニティは、複数個のこのようなグループを有することが可能である。該リーダーセル以外に少なくとも１個の共通のＷＲＡＮセルを包含しているグループはネイバー（ｎｅｉｇｈｂｏｒ）グループとして定義される。
【００２０】
ここに示されるように、インターフェアレンスフリー（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｆｒｅｅ）即ち干渉の無いＤＦＨを確保するのに必要なチャンネル数は、ＤＦＨコミュニティのいずれかのグループにおけるＷＲＡＮセルの数の最大＋数２（Ｎ＋２）又はＤＦＨコミュニティのいずれかのグループにおけるＷＲＡＮセルの数の最大＋数１（Ｎ＋１）である。Ｎ＋２が必要とされる場合を説明するために、グループグラフカラー付けスキーム（種々のシェーディング技術を使用して本発明の図面において表わしてある）を含むグループグラフを定義する。本発明の１実施例によれば、このグループグラフはＤＦＨコミュニティにおける各グループを該グラフにおける１つのノードとして表わすことにより構成される。該グラフ内の２つのグループがＤＦＨコミュニティリーダーではない共通のＷＲＡＮセルを有している場合には、これら２つのグループに対応する該２つのノードの間にエッジを作成する。グループグラフを２つのカラー（各ノードが異なるカラーのノードへ結合されている）によりカラー付けすることが可能である場合には、そのグループグラフは２色でカラー付け可能なグループグラフである。ＤＦＨコミュニティにおける各グループが３個のＷＲＡＮセルを有しており且つ該グループグラフが２色でカラー付けすることが不可能なグループグラフ（少なくとも１つのノードが同一のカラーの１つのノードへ結合されることを意味している）である場合には、そのグループグラフは厳格な２色でカラー付け不可能なグループグラフである。そのグループグラフが厳格な２色でカラー付け不可能なグラフであるＤＦＨモードにおいて動作するコミュニティに対してＮ＋２個のチャンネルが必要とされる。そうでない場合には、ＤＦＨモードにおいて動作するコミュニティ（即ち、２色でカラー付け可能なグループグラフ）に対してはＮ＋１個のチャンネルが必要とされる。このことは、該リーダーによって決定されるようにチャンネルホッピングスキームと結合されて、増加されたチャンネル効率を促進させる。
【００２１】
本発明の特定の実施例を、以後、添付の図面を参照して詳細に説明する。種々の図面における同様な要素は一貫性のために同様の参照数字により識別する。本発明をある程度の特定性を持って説明し且つ例示しているが、本開示は単に例示的なものとしてなされており且つ本発明の精神及び範囲を逸脱すること無しに部品の組み合わせ及び配列における多数の変更が当業者によってなされることが可能であることを理解すべきである。
【００２２】
ＤＦＨコミュニティは、ＷＲＡＮセルがオーバーラップするためには、通信チャンネルが共用され且つ協調されねばならないという原理に基づいて形成される。更に、個々のＷＲＡＮセルによって使用されるＤＦＨがサービスの中断を防止すること等のホッピングスキームは全体的なＤＦＨコミュニティに対して適用すべく拡張されねばならない。ＤＦＨコミュニティは、従って、各コミュニティグループがホッピングパターンを有しており、且つ各コミュニティグループが可及的に少ない数のワーキングチャンネルを使用すべきであるという理解の下で形成される。各ＷＲＡＮはセンシング（ｓｅｎｓｉｎｇ）即ち検知のためのクワイエット期間（ｑｕｉｅｔ  ｐｅｒｉｏｄ）を包含せねばならないので、クワイエット期間とワーキング期間との結合はインカンバントユーザ条件を満足することが可能なものでなければならない。
【００２３】
図２Ａの２００は、本発明の１実施例に基づいて、６個のＷＲＡＮセルと２個のコミュニティグループとから構成されているＤＦＨコミュニティを示している。図２Ａにおいて見られるように、各ＷＲＡＮセル２１５，２２０，２３０，２４０，２５０はリーダーセルであるＷＲＡＮ０  ２１０からワンホップ離れている。前に示した定義に従って、２個のコミュニティグループ２６０，２７０がＤＦＨコミュニティ２００内に存在している。グループ１  ２７０はＷＲＡＮ０  ２１０、ＷＲＡＮ１  ２１５、ＷＲＡＮ２  ２２０、ＷＲＡＮ３  ２３０から構成されている。グループ２  ２６０は、ＷＲＡＮ０  ２１０、ＷＲＡＮ４  ２４０、ＷＲＡＮ５  ２５０から構成されている。本発明の１実施例によれば、最大のグループが４個のセルを有しており且つグループグラフが２色でカラー付け可能なグラフであるので適切なチャンネルホッピングパターンを与えるためには５個のチャンネルが必要である。この数は、ＤＦＨコミュニティにおけるグループのうちのいずれかのセルの最大数＋数１から決定される。この特定の例においては、グループ１  ２７０はそのグループにおける全部で４個のセルに対してリーダーセルＷＲＡＮ０  ２１０の３個のワンホップネイバーを有している。従って、チャンネルホッピングパターンにおけるチャンネルの最小数は５である。
【００２４】
図２Ｂ  ２２５は、本発明の１実施例に基づいて、６個のＷＲＡＮセルと５個のコミュニティグループからＤＦＨコミュニティを示している。図２Ｂにおいて見られるように、各ＷＲＡＮセル２８１，２８２，２８３，２８４，２８５はリーダーセルＷＲＡＮ０  ２８０からワンホップ離れている。前に示した定義に従って、５個のコミュニティグループ２３１，２３２，２３３，２３４，２３５がこのＤＦＨコミュニティ２２５内に存在している。グループ１  ２３１はＷＲＡＮ０  ２８０、ＷＲＡＮ１  ２８１、ＷＲＡＮ２  ２８２から構成されている。グループ２  ２３２はＷＲＡＮ０  ２８０、ＷＲＡＮ２  ２８２、ＷＲＡＮ３  ２８３から構成されている。グループ３  ２３３はＷＲＡＮ０  ２８０、ＷＲＡｎ３  ２８３、ＷＲＡＮ４  ２８４から構成されている。グループ４  ２３４はＷＲＡＮ０  ２８０、ＷＲＡＮ４  ２８４、ＷＲＡＮ５  ２８５から構成されている。最後に、グループ５  ２３５は、ＷＲＡＮ０  ２８０、ＷＲＡＮ５  ２８５、ＷＲＡＮ１  ２８１から構成されている。
【００２５】
図２Ｂの２２５に示したＤＦＨコミュニティの右側に図示したものは簡略化したグループグラフ２９０である。このグループグラフ２９０は、ＤＦＨコミュニティ２２５の５個のグループの各々に対して１個づつ５個のノードから構成されており、ノード２９１はグループ１を表わしており、ノード２９２はグループ２を表わしており、ノード２９３はグループ３を表わしており、ノード２９４はグループ４を表わしており、ノード２９５はグループ５を表わしている。これらのノードを接続するエッジはネイバー状態にある即ち隣り合うグループ関係を示している。各グループと関連してＣ１又はＣ２のいずれかのカラーコードがある。図２Ｂにおいて見られるように、２つの隣り合うノード、即ちグループ１  ２９１及びグループ５  ２９５は同一のカラーＣ１を有しているので、このグループグラフをカラー付けするためにＣ１及びＣ２の２色スキームを使用することは不可能である。本発明の１実施例によれば、最大のグループが３個のＷＲＡＮセルを有しており且つグループグラフが厳格な２色でカラー付け不可能なグラフであるから、適切なチャンネルホッピングパターンを与えるためには５個のチャンネル（Ｎ＋２）が必要である。この数は、ＤＦＨコミュニティにおけるグループのうちのいずれかのＷＲＡＮセルの最大数＋数２から決定される。従って、チャンネルホッピングパターンにおけるチャンネルの最小数は５である。
【００２６】
前述したように、本発明は、空間的にオーバーラップしたセルを可能とするためにＤＦＨスキームを使用している。各ＷＲＡＮセルはそのＤＦＨ動作フェーズを、前のＷＲＡＮの動作フェーズに対して１つのＱＴだけシフトさせる。本発明に基づいて、ワーキングＤＦＨコミュニティの１つの条件は、そのグループの最も短いワーキング期間は、使用可能なチャンネルの数が与えられた場合に、１つのグループにおけるＷＲＡＮセルの数に対して適切なものではなければならないというものである。このファクタはそのＤＦＨコミュニティの外部にあるＷＲＡＮセルがそのコミュニティに加入することが許可されるか否かを決定する場合に重要である。同様に、１つのセルがそのＤＦＨコミュニティへ加入すべく考慮される場合には、全体のＤＦＨコミュニティに対して使用可能なチャンネル数が考慮されねばならない。
【００２７】
図３は、本発明に基づいて、ＷＲＡＮセルが確立されているＤＦＨコミュニティに加入することが可能であるか否かを決定する１つの方法の実施例のフローチャートである。本発明の１つの実施例によれば、ＤＦＨコミュニティへの加入を要求しているＷＲＡＮが受付けられるか否かをリーダーセルが決定する。図３，５及び７は、本発明の１実施例に基づいてＤＦＨコミュニティにおいてホッピングパターンを決定するための例示的なプロセスを実現する方法を例示したフローチャートである。
【００２８】
以下の説明においては、フローチャート例示の各ブロック、及びフローチャート例示におけるブロックの結合は、コンピュータプログラム命令により実現することが可能であることを理解すべきである。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又はその他のプログラム可能な装置へロードさせてマシンを製造することが可能であり、従ってそのコンピュータ又はその他のプログラム可能な装置上で実行される命令は、フローチャートブロック又は複数のブロックにおいて特定された機能を実現するための手段を形成する。これらのコンピュータプログラム命令は、又、コンピュータ又はその他のプログラム可能な装置が特定の態様で機能すべく指示することが可能なコンピュータにより読取可能なメモリ内に格納することも可能であり、従って該コンピュータにより読取可能なメモリ内に格納されている命令は、フローチャートブロック又は複数のブロックにおいて特定された機能を実現する命令手段を含む製造物品を生成する。該コンピュータプログラム命令は、又、コンピュータ又はその他のプログラム可能な装置にロードさせ該コンピュータ又はその他のプログラム可能な装置において一連の動作ステップを実施させて、該コンピュータ又はその他のプログラム可能な装置上で実行される命令がフローチャートブロック又は複数のブロックにおいて特定された機能を実現するためのステップを与えるようにコンピュータにより実現されるプロセスを生成することも可能である。従って、フローチャート例示のブロックは特定された機能を実施するための手段の結合及び特定された機能を実施するためのステップの結合をサポートしている。更に理解されるように、フローチャート例示の各ブロック及びフローチャート例示における複数のブロックの結合は、特定された機能又はステップ、又は特別目的ハードウエア及びコンピュータ命令の結合を実施する特別目的ハードウエアに基づくコンピュータシステムによって実現することが可能である。
【００２９】
プロセス３００は、単純なコミュニティであると仮定されるＤＦＨコミュニティが新たなセルの受付により複雑なコミュニティとなるか否かの決定３１０により３０５において開始する。ＤＦＨコミュニティ内の１つのコミュニティグループは、それが２つを超えるネイバーグループを有しているか又は２つ又はそれ以上のネイバーグループが１つを超えるネイバーセルを有している場合には複雑である。２つのグループがリーダーセル以外の少なくとも１つの共通のＷＲＡＮセルを有している場合には、これらの２つのグループはネイバーグループとして呼称される。従って、新たなセルの付加がそのコミュニティグループを単純な種類から複雑なものへ変化させる場合には、その受付要求は３１５において拒否され且つそのプロセスは３９５において停止する。
【００３０】
次のクエリー３２０は、加入するセルがＤＦＨコミュニティにおける最も大きなコミュニティグループに加入するか否かである。ＤＦＨコミュニティに対して必要とされるチャンネルの数が最大数のセルを有するコミュニティグループにより駆動される場合には、最大数のセルを有するコミュニティグループに対して付加的なセルの付加は全体的なＤＦＨコミュニティに対するチャンネルの所要数を変更させる。そのセルが最も大きなコミュニティグループへ加入するか否かに関するクエリー３２０に対する回答が否定である場合には、そのプロセスは、その新たなセルの付加からの新たなグループグラフ形態は３２５において厳格な２色のカラー付け不可能なグループグラフに留まるか否かを決定する。
【００３１】
そのセルが最も大きなコミュニティグループへ加入するか否かに関するクエリー３２０に対する回答が肯定である場合には、ＤＦＨコミュニティにおけるＤＦＨを実施するのに必要な使用可能なチャンネル数が３３０においてその新たなセルが受付けられた後のＷＲＡＮセルの最大数＋数１を有するコミュニティグループに従って設定される。同様に、新たなＷＲＡＮセルの付加が厳格な２色カラー付け不可能なグループグラフであるグループグラフを形成することが決定される場合には、ＤＦＨコミュニティにおいてＤＦＨを実施するのに必要な使用可能なチャンネル数は、３３５において、新たなセルが受付けられた後のＷＲＡＮセルの最大数＋数２を有するコミュニティグループに従って設定される。
【００３２】
ＤＦＨコミュニティ内の最も大きなコミュニティグループのＷＲＡＮセルの数＋数１又は数２を使用して、単一の伝送の最も短い長さ、即ち最も短いワーキング期間が決定される３４０。この決定は、本発明の１実施例によれば、不等式２及び３による拘束条件の下でアルゴリズム１を適用することにより見つけることが可能である。
【００３３】
Ｐwsm＝（Ｍch／Ｎch）×Ｐwmax                （１）
Ｍch≧Ｍ＋１                                  （２）
Ｎch≧Ｎ＋１                                  （３）
当業者が認識するように、Ｍは少なくとも１個のセルがいずれかその他のより大きなグループに属するものではない最も小さなコミュニティグループのＷＲＡＮセルの数を表わしている。同様に、Ｎはより大きな又は最も大きなコミュニティグループのＷＲＡＮセルの数を表わしている。Ｍchは、少なくとも１個のセルがいずれかその他のより大きなグループに属するものではない最も小さなコミュニティグループのワーキングチャンネルの数を表わしている。Ｎchは少なくとも１個のセルがいずれかその他のより大きなグループに属するものではないより大きな又は最も大きなコミュニティグループのワーキングチャンネルの数を表わしている。これらの数は、両方共リーダーセルによって決定される。Ｐwsmはより小さな又は最も小さなワーキング期間を表わしており且つＰwmaxは最大のワーキング期間を表わしている。
【００３４】
計算されると、最も短いワーキング期間、即ち単一伝送の最も短い長さがそのグループにおけるＷＲＡＮセルの数、及びこの短い期間がそのグループの必要性を満足するのに充分に長いか否かを判別するためにクワイエット期間に対する必要性と比較される３４５。この質問に対する回答が否定である場合には、ＷＲＡＮセルによるＤＦＨコミュニティへ加入することのリクエストが拒否され３１５且つ再度そのプロセスが停止する３９５。その回答が肯定である場合には、そのプロセスは、加入するセルがリーダー以外のいずれかのワンホップネイバーを有しているか否かを探索する３５０。その回答が否定である場合には、その新たな加入するセルとそのコミュニティリーダーとからなる新たなコミュニティグループが作成される３６５。その回答が肯定である場合には、そのプロセスは候補コミュニティグループとしてその加入するセルとのワンホップネイバーを有する全てのコミュニティグループを選択する。提案された候補グループの全て３６０がＤＦＨコミュニティ条件を満足するものである場合には、リーダーはその新たなセルをＤＦＨコミュニティ内へ受付ける３８０。
【００３５】
然しながら、加入するセルにより形成される提案されたグループの分析が可能な形態の全てを識別することに失敗する場合には、その加入するＷＲＡＮセルとその加入するセルのワンホップネイバーであるセルの全てを含む新たなコミュニティグループが形成される３７５。このコミュニティ内への新たなグループの付加は、ここにおいて及びステップ３６５においての両方において、ＤＦＨコミュニティが、この新たなグループの付加により、そのコミュニティのメンバーの全ての間でＤＦＨを実施するのに充分に使用可能なチャンネルが存在するか否かを考慮することを必要とする。想起すべきであるが、そのコミュニティへ加入しようとしているＷＲＡＮセルが充分に使用可能なチャンネルを有するものではない蓋然性がある。従って、この新たなセルの付加は使用可能なチャンネルの数に対して付加するものではなく、より多くのチャンネルを必要とするより複雑なホッピングスキームとさせる蓋然性がある。従って、この新たに作成されたグループの付加によって必要とされるものよりもより多くの使用可能なチャンネルが使用可能であるか否かの質問が提起される３７０。ステップ３７０は２つの部分を包含しており、第一に、１個のセルがＤＦＨコミュニティに加入した後の最も大きなグループにおける使用可能なチャンネルの数が新たなＤＦＨコミュニティの最も大きなグループにおけるＷＲＡＮセルの数＋数１又は数２よりも大きいか否かであり、且つ第二に、そのセルが加入した後の新たなＷＲＡＮセルを獲得するグループ（加入グループと呼称される）における使用可能なチャンネルの数が加入グループのＷＲＡＮセルの数＋数１又は数２よりも大きいか否かである。上の質問の両方に対する回答が肯定である場合にはクエリー３７０に対する回答は肯定である。そうでない場合には、その回答は否定である。このステップ３７０に対して否定である回答はそのグループに加入するリクエストの拒否となる３１５。一方、肯定である回答はそのプロセスにおける最後のハードルを取除き且つそのＤＦＨコミュニティのメンバーとなる加入セルのリクエストをリーダーセルが一時的に受付けることを許容する３８０（受付はそのリーダーによるホッピングモードの決定が成功することを条件とする）。
【００３６】
本発明の１実施例によれば、ホッピングパターンの決定は、ＤＦＨコミュニティがネイバーグループを包含するか否かに依存して異なる。図４は本発明の１実施例に基づくＤＦＨコミュニティにおける２つのＷＲＡＮセルコミュニティグループ形態の比較を示している。図４の左側におけるＤＦＨコミュニティ４４０は図２に示したＤＦＨコミュニティのコピーである。注意すべきことであるが、各ＷＲＡＮセルはリーダーセルからワンホップであり、且つリーダーセル以外のＷＲＡＮセルはいずれのグループとも共通ではない。図４の右側に示したＤＦＨコミュニティは、同数のＷＲＡＮセルを示しており、且つ各ＷＲＡＮセルはリーダーセルからワンホップであるがＷＲＡＮ１  ４１０は両方のコミュニティグループ４３０，４２０のメンバーである。リーダーセル以外に少なくとも１個の共通のＷＲＡＮセルを有するグループはネイバーセルである。この場合には、ＷＲＡＮ１  ４１０は、それが少なくとも２つのグループに属しており且つコミュニティリーダーではないので、ネイバーグループセルとして定義される。
【００３７】
本発明の１実施例によれば、ネイバーグループセルを有するものではなく、従ってネイバーグループではないＤＦＨコミュニティのコミュニティグループに対しては、ホッピングパターンの決定は以下のアルゴリズムにより決定される。
【００３８】
【表１】
2008289117.tif 000003
【００３９】
式４−７において、以下の変数定義が適用される。
【００４０】
ｘmは現在のグループにより使用されるｍ番目のチャンネルのチャンネルシーケンス番号である。
【００４１】
Ｎmaxは最も大きなコミュニティグループにおけるＷＲＡＮセルの数である。
【００４２】
Ｎcurは現在のグループにおけるＷＲＡＮセルの数である。
【００４３】
Ｐwminは最大数のＷＲＡＮセルを有するコミュニティグループにおけるワーキング期間である。
【００４４】
Ｐwcurは現在のコミュニティグループにおけるワーキング期間である。
【００４５】
Ｎmaxchは最も大きなコミュニティグループにおけるワーキングチャンネルの数である。
【００４６】
Ｎcurchは現在のグループにおけるワーキングチャンネルの数である。
【００４７】
Ｔxijはチャンネルｘにおけるグループｉとグループｊとの間のワーキング期間におけるフェーズシフト時間（クワイエット期間）である。
【００４８】
Ｔsjjはチャンネルｓにおけるグループｊとグループｊとの間のワーキング期間におけるフェーズシフト時間（クワイエット期間）である。
【００４９】
Ｔxjiはチャンネルｘにおけるグループｊとグループｉとの間のワーキング期間におけるフェーズシフト時間（クワイエット期間）である。
【００５０】
同様に且つ本発明の１実施例によれば、ネイバーグループセルを有しており、従ってネイバーグループであるＤＦＨコミュニティのコミュニティグループに対しては、ホッピングパターンの決定は以下のアルゴリズムによりなされる。このようなコミュニティにおいては、各ネイバーセルはＡセル又はＢセルとしていずれかに記号付けされる。ホッピングパターンの決定は以下のアルゴリズムにより決定される。
【００５１】
【表２】
2008289117.tif 000004
【００５２】
式８−１１において、前に提示したものに加えて以下の変数定義が適用される。
【００５３】
ｘmは現在のグループにより使用されるｍ番目のチャンネルのチャンネルシーケンス番号である。
【００５４】
ＧAはＡで記号付けされたセルの数である。
【００５５】
ＧBはＢで記号付けされたセルの数である。
【００５６】
ＴsiiはＡタイプのＷＲＡＮセルが属するグループｉと関連したフェーズシフト時間（クワイエット期間）である。
【００５７】
ＴskkはＢタイプのＷＲＡＮセルが属するグループｋと関連したフェーズシフト時間（クワイエット期間）である。
【００５８】
Ｔsjjはチャンネルｓにおけるグループｊとグループｊとの間のワーキング期間におけるフェーズシフト時間（クワイエット期間）である。
【００５９】
式４−１１は、ＤＦＨコミュニティのいずれかのグループにおけるＷＲＡＮセルの数の最大＋数２、又はＤＦＨコミュニティのいずれかのグループにおけるＷＲＡＮセルの数の最大＋数１と比較してより少ない数のＷＲＡＮセルを有するグループにおけるより少ない数のワーキングチャンネルを使用することを試みる。例えば、図２のＤＦＨコミュニティ２００は、周波数ホッピングモードにおいて動作するためにＤＦＨコミュニティに対して５個のワーキングチャンネルを必要とする。グループ１  ２７０は４個のＷＲＡＮセルを包含しているので、グループ１  ２７０はこれら５個のチャンネルの全てを必要とする。然しながら、グループ２  ２６０は３個のＷＲＡＮセルを包含するに過ぎないものであるから、それはこれら５個の使用可能なチャンネルのうちから４個のチャンネルを使用するに過ぎない。グループ２  ２６０のホッピングモードを図９に記載してある。
【００６０】
図５−８は、本発明の１実施例に基づいて、コミュニティが各々がリーダーのワンホップネイバーである複数個のＷＲＡＮセルとして定義されるＤＦＨコミュニティに対するホッピングパターンを計算するためのプロセスのフローチャート及びハイレベル描写である。当業者が理解するように、ＤＦＨコミュニティ内の各コミュニティグループは、それらのチャンネルの利用がいずれかその他のオーバーラップするグループのものとコンフリクト即ち相反することがないことを確保するために各その他のグループと協調せねばならない。該リーダーは各グループに対し共通のリンクを有する唯一のセルであるので、各グループに対してのワーキング期間、クワイエット期間及びフェーズシフトの決定を含むチャンネルホッピングパターンを設定することは該リーダーの責任である。
【００６１】
ホッピングパターンを決定するプロセスにおける第一ステップは、ＤＦＨコミュニティ内の各ネイバーグループＷＲＡＮセルをセルＡ又はセルＢのいずれかとして記号付けすることである。本発明の１実施例によれば、ネイバーセルはＡ又はＢのいずれかとして記号付けされ、従って、ホッピングモードが決定されると、Ａで記号付けされたネイバーセルはチャンネル１を使用するための第一セル（リーダーセルを除き）であり、且つＢで記号付けされたネイバーセルはチャンネル１を使用するための最後のセルである。１つのグループの２つのネイバーセルが両方共Ａで記号付けされている場合には、これらの２つのネイバーセルはチャンネル１を使用するための最初の２つのセルである。１つのグループの２つのネイバーセルが両方共Ｂで記号付けされている場合には、これらの２つのネイバーセルはチャンネル１を使用するための最後の２つのセルである。このプロセスは図５及び６において図式的に示してある。想起されるように、ネイバーグループＷＲＡＮセルは、２つのコミュニティグループに属しており且つコミュニティリーダーではないＷＲＡＮセルとして定義される。
【００６２】
図５を参照すると、プロセス５００は５０５で開始し最大数のＷＲＡＮセル５１０を有するＤＦＨコミュニティグループを選択する５１０。その参照点から、対応するグループグラフが２エッジ接続特性を有するか否かの決定がなされる５２０。グループグラフは、各グループが１個のノードであり且つグループ間の接続がエッジと呼ばれるＤＦＨコミュニティのノード表現である。図６は本発明の１実施例に基づくＤＦＨコミュニティの描写及び同じＤＦＨコミュニティのグループグラフ表現を示している。左側はグループ１−５  ６１０，６２０，６３０，６４０，６５０と記号付けされた５個のＤＦＨコミュニティグループを包含するＤＦＨコミュニティである。図６の右側はグループ１−５  ６１５，６２５，６３５，６４５，６５５を表わす５個のノードを有する同じＤＦＨコミュニティのグループグラフ描写である。注意すべきことであるが、リーダーセルは存在しておらず、というのは、それは各グループのメンバーだからである。これらのノードの各々はエッジ６７０によって接続されている。グループ１  ６１５は、例えば、２個のエッジ６７０を有している。１つのエッジ６７０はグループ１  ６１５とグループ２  ６２５とを結合させており、且つ第二エッジはグループ１  ６１５とグループ５  ６５５とを結合させている。従って、図６に示したグループグラフは２エッジ接続型グループグラフである。
【００６３】
再度図５のフローチャートを参照すると、グループグラフが２エッジ接続型グラフ５２０であることが決定されると、より少ない又は同数のＷＲＡＮセルを有するネイバーグループが選択される５３０。この場合には、グループ１  ６１０（図６を参照）は４個のＷＲＡＮセルを有しており、そのうち２個のネイバーグループセル、即ちＷＲＡＮ１及びＷＲＡＮ２はＡ及びＢとして記号付けされている。１つのグループが１個のネイバーセルを有するに過ぎない場合には、そのネイバーセルはＡ又はＢのいずれかとして記号付けさせることが可能である。本プロセスはグループ２  ６２０へ移動し、それは３個のＷＲＡＮセルを有しており、そのうちの２個はネイバーグループＷＲＡＮセル、即ちＷＲＡＮ２及びＷＲＡＮ３である。ＷＲＡＮ２は前にＢとして記号付けされたので、ＷＲＡＮ３はＡとして記号付けされる。当業者が理解するように、本プロセスは、初期的には、グループ１又はグループ５のいずれを選択することも可能であり、というのは、両方が同数のＷＲＡＮセルを有しているからである。
【００６４】
グループグラフが２エッジ接続型グラフではない場合には、その後のグループの記号付けはランダムである５４０。グループ２  ６２０の記号付けが完了すると、図５に示したプロセスが、ＤＦＨコミュニティ内のいずれかのグループが記号付けされていないかを決定すべく移行する５５０。その回答が否定である場合には、記号付けプロセスが終了する５９５。その回答が肯定である場合には、図５に示したプロセスは５６０へ移行して最も最近に記号付けしたグループが記号付けされていないネイバーグループを有しているか否かを決定する。その回答が肯定である場合には、本プロセスは５６５へ移行してその記号付けされていないネイバーグループのネイバーセルをＡ又はＢとして記号付けする。その後に、プロセス５００は、いずれかのグループが記号付けされていないかどうかの質問に復帰する５５０。５６０に対する回答が否定である場合には、図５に示したプロセスは、その他の前に記号付けしたグループが記号付けされていないネイバーグループ又は複数個のグループを有しているか否かを決定すべく移行する５７０。その回答が肯定である場合には、本プロセスは５７５へ移行して識別された記号付けされていないネイバーグループのネイバーセルをＡ又はＢとして記号付けする。その後に、プロセス５００は、いずれかのグループが記号付けされていないかどうかの質問に復帰する５５０。５７０に対する回答が否定である場合には、図５に示したプロセスは５８０へ移行して記号付けされていないグループをランダムに選択し且つそのネイバーセルをＡ又はＢとして記号付けする。その後に、プロセス５００は再度いずれかのグループが記号付けされていないかどうかの質問に復帰する５５０。
【００６５】
図５に示したプロセス５００は図６に示した各グループの各ネイバーセルのＡ及びＢの記号付けとなる。この特定の例においては、本プロセスは、最大数のＷＲＡＮセルを有するグループであるグループ１  ６１０で開始し且つ各グループをＡ又はＢの交互的な態様で時計方向に記号付け処理を継続して行なっている。プロセス５００は、チャンネルホッピングパターン決定プロセスに影響を与えることなしに反時計方向においてネイバーセルの記号付けを行なうことが可能である。
【００６６】
ＤＦＨコミュニティグループグラフが決定され、且つリーダーが識別されると、そのリーダーはホッピングパターンを決定することが可能である。ＤＦＨコミュニティのグループグラフが厳格な２色カラー付け不可能なグラフである場合には、図８に示したように、ＤＦＨコミュニティの各グループのホッピングモードを決定するためにホッピングシフトが使用される。
【００６７】
図７は本発明に基づくグループホッピングパターンを決定するための１つの方法実施例のフローチャートを示している。プロセス７００は７０５において開始しＤＦＨコミュニティワーキング期間を計算する７１０。このステップは前述した式（１）を適用することにより達成される。ワーキング期間が決定されると、ＤＦＨコミュニティにおけるメンバー（ＷＲＡＮセル）の数によりワーキング期間を割算することにより最大のＤＦＨコミュニティグループのクワイエット期間が設定される７２０。
【００６８】
次いで、ＤＦＨコミュニティ内の各ＤＦＨコミュニティグループがチャンネルホッピング情報を有しているか否かのクエリーが発せられる７３０。その回答が肯定である場合には、コミュニティリーダーはセル加入要求を受付け７８０且つプロセス７００は終了する７９０。ホッピングパターンを有していないグループが存在する場合には、プロセス７００はホッピングパターンを欠如するグループから最大数のＷＲＡＮセルを有するグループを選択する７４０。アルゴリズム４−７又は８−１１を使用して、ホッピングパターンを必要とするグループがネイバーグループと関連しているか又は関連していないかに依存してフェーズシフト時間が決定される７５０。これらの計算に基づいて、フェーズシフトアルゴリズムが成功裡に停止するか否かの質問が発せられる７６０。それらが停止すると、何時及びどのチャンネルに対してホップが発生するかを計算するためにフェーズシフト時間及びワーキング期間が使用される７７０。全てのグループがホッピングパターンを有している場合には、本プロセスは終了する７９５。フェーズシフトアルゴリズムが停止しない場合には、ＤＦＨコミュニティに対し受入れ難い形態を表わしており、本プロセスはセル加入リクエストを拒否し７９０及び本プロセスは終了する７９５。
【００６９】
ホッピングパターン計算をより良く理解するために、本発明の１実施例に基づいてＤＦＨコミュニティにおいて使用されている各チャンネルに対するクワイエット時間とワーキング期間との間の関係の図式的表示を図８に示してある。図８は図２において図示したグラフの２つのホッピングパターンを示している。図８の上側部分８１０は単一グループのホッピングモードであり、そのネイバーセルはＡ及びＢとして記号付けしてある。この場合には、１つのグループは、グループ１  ２３１、グループ２  ２３２、グループ３  ２３３、グループ４  ２３４に対してＡ及びＢとして記号付けされた２個のネイバーセルを有している。この場合には、５個のチャンネル８１０が存在している。ワーキング期間はブロック０，Ａ，Ｂ（夫々、８５０，８３０，８４０）の長さとして示してある。ブロック間の期間はクワイエット期間８２５を表わしている。
【００７０】
図８の下側部分８２０はＡ又はＢとして記号付けされた２個のネイバーセルを有する１つのグループのホッピングモードの描写である。このシナリオにおいては、２個のネイバーセルは、両方共、Ａとして記号付けされている。注意すべきことであるが、５個のワーキングチャンネル８２０が存在している。ワーキング期間はブロック０，Ａ１，Ａ２（夫々、８５０，８６０，８７０）の長さとして示してある。ブロック間の期間はクワイエット期間８６５を表わしている。
【００７１】
図９は本発明の１実施例に基づく図２Ａに示したグループ２  ２６０のホッピングパターンを示している。前述したように、この特定のグループはＮ＋１個のチャンネルを必要とする。というのは、このグループグラフは２色カラー付け可能グループグラフだからである。この場合には、グループ２  ２６０はコミュニティ２００の５個のワーキングチャンネルのうちで４個のチャンネルを使用する。そのワーキング期間はブロック０，４，５（夫々、９１０，９２０，９３０）の長さとして示してある。ブロック間の期間はクワイエット期間９１５を表わしている。
【００７２】
特定のＤＦＨコミュニティアーキテクチャに関連して本発明の原理を上に説明したが、前述した説明は例示的なものに過ぎず本発明の範囲を制限するものとしてのものでないことを理解すべきである。特に、前述した開示は当業者にとってその他の修正を示唆するものであることが認められる。このような修正は既にそれ自身知られおり且つ本明細書に既に記載した特徴の代わりに又はそれに加えて使用することが可能であるその他の特徴が関与する場合がある。特許請求の範囲は特徴の特定の結合に対して本願において記載されているが、本明細書の開示の範囲はどのような新規な特徴又は明示的に又は暗示的に開示されている特徴の任意の新規な結合、又はそれがいずれかの請求項において現在クレームされているものと同一の発明に関するものであるか否かに拘わらず且つそれが本発明により遭遇されるのと同じ技術的問題のいずれか又は全てを緩和させるものであるか否かに拘わらず、当業者にとって明かな任意の一般化又はその修正も包含するものであることを理解すべきである。本出願人は本願又はそれから派生するいずれかの更なる出願の手続期間中にこのような特徴及び／又はこのような特徴の結合を新たに請求項として記載する権利を留保する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来技術において知られているように４個の空のチャンネルにわたり３個のオーバーラップするＷＲＡＮセルのフェーズシフトＤＦＨ動作を示した概略図。
【図２Ａ】本発明の１実施例に基づく５ＷＲＡＮセルＤＦＨコミュニティを示した概略図。
【図２Ｂ】本発明の１実施例に基づく６ＷＲＡＮセルＤＦＨコミュニティを示した概略図。
【図３Ａ】本発明に基づく確立されたＤＦＨコミュニティへＷＲＡＮセルが加入することが可能であるか否かを決定するための１つの方法実施例の一部を示したフローチャート。
【図３Ｂ】図３Ａと結合されるべきフローチャート。
【図４】本発明の１実施例に基づくＤＦＨコミュニティにおける２つのＷＲＡＮセルコミュニティグループ形態の比較を示した概略図。
【図５】本発明に基づいてホッピングパターンを決定するためにＤＦＨコミュニティグループを記号付けするための１つの方法実施例を示したフローチャート。
【図６】本発明の１実施例に基づくＤＦＨコミュニティのハイレベル描写及びそのグループグラフ表現との相関関係を示した概略図。
【図７】本発明に基づいて複数個のＤＦＨコミュニティグループを有するＤＦＨコミュニティのホッピングパターンを決定するための１つの方法を示したフローチャート。
【図８】グループグラフ記号に従って本発明に基づくＤＦＨコミュニティに対するホッピングパターンのハイレベル描写を示した概略図。
【図９】本発明の１実施例に基づいて図２Ａに示したグループ２  ２６０のホッピングパターンを示した概略図。
【図１】
2008289117.tif 000005
【図２Ａ】
2008289117.tif 000006
【図２Ｂ】
2008289117.tif 000007
【図３Ａ】
2008289117.tif 000008
【図３Ｂ】
2008289117.tif 000009
【図４】
2008289117.tif 000010
【図５】
2008289117.tif 000011
【図６】
2008289117.tif 000012
【図７】
2008289117.tif 000013
【図８】
2008289117.tif 000014
【図９】
2008289117.tif 000015
【外国語明細書】
2008289117000001.pdf