(57)【要約】【課題】【解決手段】  デバイスを操作してネットワークに参加させる方法が提供される。上記ネットワークは複数のスーパーフレームを有し、各スーパーフレームはスロットに分割される。上記方法は、ビーコンフレームを第１のスーパーフレームの第１のスロット内で送信する工程であって、上記第１のスロット内において衝突が発生した場合、上記第１のスロットおよび上記第１のスロット後に発生する複数のスロットを含むグループから第２のスロットを選択する工程と、さらなるビーコンフレームを後続のスーパーフレーム内の上記第２のスロット内で送信する工程とを含む。【選択図】  図４
2010532110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスを操作してネットワークに参加させる方法であって、前記ネットワークは複数のスーパーフレームを有し、各スーパーフレームはスロットに分割され、
ビーコンフレームを第１のスーパーフレームの第１のスロット内で送信する工程であって、前記第１のスロット内において衝突が発生した場合、前記第１のスロットおよび前記第１のスロット後に発生する複数のスロットを含むグループから第２のスロットを選択する工程と、
さらなるビーコンフレームを後続のスーパーフレーム内の前記第２のスロット内で送信する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第２のスロットを選択する工程は、前記第１のスロットと、前記第１のスロット後に発生する複数のスロットとを含むグループから前記第２のスロットをランダムに選択する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のスロットは、最高の利用不可能なスロットの次のスロットと共に開始する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記最高の利用不可能なスロットは、前記第１のスロットまたは前記第１のスロット後に発生するスロットである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のスロットは連続スロットを含む、前記請求項のうちいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記スロットは、スーパーフレームの開始時の各ビーコン期間の部分である、前記請求項のうちいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記スロットはビーコンスロットである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のスロットまたは第２のスロットにおいて衝突が発生しなかった場合、前記ネットワークに参加する工程をさらに含む、前記請求項のうちいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第２のスロットにおいて衝突が発生した場合、第２のスロットと、前記第２のスロット後に発生する複数のスロットとを含むグループから第３のスロットを選択し、後続のスーパーフレーム内の前記第３のスロット内のさらなるビーコンフレームを送信する、前記請求項のうちいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のスロットにおける衝突は、前記ビーコンフレームと、別のデバイスからの信号との間の衝突であり得る、前記請求項のうちいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
別のデバイスからの前記信号は、その他のデバイスのためのビーコンフレームである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記送信工程は、前記第１のスーパーフレームの後の前記次のスーパーフレーム内の前記第２のスロット内で前記さらなるビーコンフレームを送信する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
ネットワークにおいて用いられるデバイスであって、前記ネットワークは複数のスーパーフレームを有し、各スーパーフレームはスロットに分割され、
ビーコンフレームを第１のスーパーフレームの第１のスロット内で送信する送信手段と、
前記第１のスロットにおける衝突に応答して、前記第１のスロットおよび前記第１のスロット後に発生する複数のスロットを含むグループから第２のスロットを選択する選択手段と、
を含み、
前記送信手段は、後続のスーパーフレーム内の前記第２のスロット内でさらなるビーコンフレームを送信するように適合される、
デバイス。
【請求項１４】
前記選択手段は、前記第１のスロットと、前記第１のスロット後に発生する複数のスロットとを含むグループから、前記第２のスロットをランダムに選択するように適合される、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記複数のスロットは、最高の利用不可能なスロットの次の前記スロットと共に開始する、請求項１３または１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記最高の利用不可能なスロットは、前記第１のスロットまたは前記第１のスロット後に発生するスロットである、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記複数のスロットは連続スロットを含む、前記請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１８】
前記スロットは、スーパーフレームの開始時の各ビーコン期間の部分である、請求項１３〜１７のうちいずれかに記載のデバイス。
【請求項１９】
前記スロットはビーコンスロットである、請求項１３〜１７のうちいずれかに記載のデバイス。
【請求項２０】
前記第１のスロットまたは第２のスロットにおいて衝突が発生しないことに応答して、参加前記デバイスを前記ネットワークに参加させる手段をさらに含む、請求項１３〜１９のうちいずれかに記載のデバイス。
【請求項２１】
前記選択手段は、前記第２のスロットと、前記第２のスロット後に発生する複数のスロットとを含むグループから第３のスロットを選択することにより、前記第２のスロットにおいて発生する衝突に応答するように適合され、前記送信手段は、後続のスーパーフレーム内の前記第３のスロット内でさらなるビーコンフレームを送信するように適合される、請求項１３〜２０のうちいずれかに記載のデバイス。
【請求項２２】
前記第１のスロット内の前記衝突は、前記ビーコンフレームと、別のデバイスからの信号との間の衝突である、請求項１３〜２１のうちいずれかに記載のデバイス。
【請求項２３】
前記別のデバイスからの信号は、その他のデバイスのためのビーコンフレームである、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記送信手段は、前記第１のスーパーフレームの後の前記次のスーパーフレーム内の前記第２のスロット内で前記さらなるビーコンフレームを送信するように適合される、請求項１３〜２３のうちいずれかに記載のデバイス。
【請求項２５】
前記デバイスは、超広帯域ネットワーク内において使用されるように適合される、請求項１３〜２４のうちいずれかに記載のデバイス。
【請求項２６】
請求項１３〜２５のうちいずれかに記載のデバイスを少なくとも１つ含む、ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスがネットワーク（特に、超広帯域ネットワーク）に参加する際に用いられるプロシージャを向上させるための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超広帯域は、極めて広い周波数範囲である３．１〜１０．６ＧＨｚにわたってデジタルデータを送信する無線技術である。ＲＦエネルギーを大きな帯域幅にわたって拡散させることにより、送信された信号は従来の周波数選択性ＲＦ技術では実質的に検出不可能となる。しかし、送信電力が低い場合、通信距離は典型的には１０〜１５メートル未満に制限されることが多い。
【０００３】
ＵＷＢに対しては、時間領域アプローチと、周波数領域変調アプローチとの２つのアプローチがある。時間領域アプローチでは、パルス波形から信号をＵＷＢ特性と共に構築し、周波数領域変調アプローチでは、複数の（周波数）帯域にわたる従来のＦＦＴベースの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）（ＭＢ−ＯＦＤＭ）が用いられる。これらのＵＷＢアプローチどちらにおいても、周波数スペクトルにおいて極めて広い帯域幅（そのため超広帯域という用語が用いられる）を被覆するスペクトル成分が発生し、そのため、上記帯域幅は、中央周波数のうち２０パーセントを越える部分（典型的には少なくとも５００ＭＨｚ）を占有する。
【０００４】
超広帯域のこれらの特性を上記極めて広い帯域幅と併せて鑑みると、ＵＷＢは、自宅またはオフィス環境において高速無線通信を提供するための理想的技術であり、これにより、上記通信デバイスは相互に１０〜１５ｍの範囲内において設けられる。
【０００５】
図１は、超広帯域通信のための多帯域直交周波数分割多重（ＭＢ−ＯＦＤＭ）システムにおける周波数帯域の配置構成を示す。上記ＭＢ−ＯＦＤＭシステムは、それぞれ５２８ＭＨｚのサブ帯域を１４個含み、サブ帯域間においてアクセス方法として３１２．５ｎｓ毎に周波数ホッピングを用いている。各サブ帯域内において、ＯＦＤＭおよびＱＰＳＫまたはＤＣＭ符号化を用いて、データ送信が行われる。既存の狭帯域システム（例えば、８０２．１１ａＷＬＡＮシステム、安全保障局通信システム、または航空産業）との干渉を回避するために、５ＧＨｚ（現在では５．１〜５．８ＧＨｚ）周囲のサブ帯域がブランクになっている点に留意されたい。上記１４個のサブ帯域は、５個の帯域グループに分類され、そのうち、４個のグループは３つの５２８ＭＨｚサブ帯域を有し、１個の帯域グループは２つの５２８ＭＨｚサブ帯域を有する。図１に示すように、第１の帯域グループは、サブ帯域１、サブ帯域２およびサブ帯域３を含む。一例としてのＵＷＢシステムでは、帯域グループのサブ帯域間での周波数ホッピングが用いられ、第１のデータシンボルが帯域グループの第１の周波数サブ帯域において第１の３１２．５ｎｓの継続時間間隔で送信され、第２のデータシンボルが帯域グループの第２の周波数サブ帯域において第２の３１２．５ｎｓの継続時間間隔で送信され、第３のデータシンボルが上記帯域グループの第３の周波数サブ帯域において第３の３１２．５ｎｓの継続時間間隔で送信される。そのため、各時間間隔の間、データシンボルは、帯域幅が５２８ＭＨｚである各サブ帯域（例えば、５２８ＭＨｚのベース帯域信号が３９６０ＭＨｚでセンタリングされたサブ帯域２）において、送信される。
【０００６】
各データシンボルを送る際に用いられる３つの周波数のシーケンスは、時間周波数コード（ＴＦＣ）チャンネルを表す。第１のＴＦＣチャンネルは、シーケンス１、２、３、１、２、３を追随することができる。上記シーケンスにおいて、１は第１のサブ帯域であり、２は第２のサブ帯域であり、３は第３のサブ帯域である。第２のＴＦＣチャンネルおよび第３のＴＦＣチャンネルは、シーケンス１、３、２、１、３、２および１、１、２、２、３、３をそれぞれ追随することができる。ＥＣＭＡ−３６８仕様によれば、第１の４帯域グループそれぞれに対して７つのＴＦＣチャンネルが規定され、そのうち２つのＴＦＣチャンネルが第５の帯域グループに対して規定される。
【０００７】
超広帯域の技術的特性とは、データ通信分野の用途に用いられている点である。例えば、以下の環境におけるケーブル交換に主眼をおいた多様な用途が存在する。
【０００８】
−ＰＣと、周辺機器（すなわち、外部デバイス（例えば、ハードディスクドライブ、ＣＤライタ、プリンタ、スキャナ））との間の通信。
【０００９】
−家庭用娯楽（例えば、無線手段、無線スピーカなどによって接続されるテレビおよびデバイス）
【００１０】
−ハンドヘルドデバイスとＰＣ（例えば、携帯電話およびＰＤＡ、デジタルカメラおよびＭＰ３プレーヤなど）との間の通信。
【００１１】
ＵＷＢネットワークなどの無線ネットワークにおいて、１つ以上のデバイスが、ビーコン期間においてビーコンフレームを定期的に送信する。上記ビーコンフレームの主な目的は、当該メディア上にタイミング構造を設ける（すなわち、時間いわゆるスーパーフレームに分割し、ネットワークの複数のデバイスが、自身に隣接するデバイスと同期することを可能にすること）である。
【００１２】
ＵＷＢシステムの基本的なタイミング構造は、図２に示すようなスーパーフレームである。ヨーロッパ電子計算機工業会標準（ＥＣＭＡ）（ＥＣＭＡ−３６８、第二版）に記載のスーパーフレームは、２５６メディアアクセススロット（ＭＡＳ）からなる。各ＭＡＳは、規定持続期間（例えば、２５６μｓ）を有する。各スーパーフレームは、ビーコン期間と共に開始する。上記ビーコン期間は、１つ以上の隣接ＭＡＳにわたって継続する。上記ビーコン期間を形成する各ＭＡＳは３つのビーコンスロットを含み、デバイスは、自身の各ビーコンフレームをビーコンスロット内において送信する。上記ビーコン期間における第１のＭＡＳの開始は、ビーコン期間開始時間（ＢＰＳＴ）として知られる。特定のデバイスに対するビーコングループは、上記特定デバイスと共に共有ビーコン期間開始時間（±１μｓ）を有しかつ上記特定デバイスの送信範囲内にあるデバイスのグループとして規定される。
【００１３】
ＥＣＭＡ−３６８において、通信デバイスからのデータ通信は、単一の割り当てられた時間周波数コード（ＴＦＣ）チャンネルにわたって、メディアアクセススロット（ＭＡＳ）の明示的グループにおいて、実施される。デバイスと、使用されるＭＡＳとの間のマッピング（すなわち、通信に使用されるデバイス対と、使用されるメディアアクセススロット（単数または複数）との提示）は、各スーパーフレームの開始時にビーコン期間内に、各デバイスによって通信される。デバイスはまた、予約されていないＭＡＳ内においてデータ交換を行うこともできる（ただし、上記ＭＡＳが予約されたハードＤＲＰではない場合、または、ハードＤＲＰまたはプライベート予約されたＭＡＳが放棄された場合）。
【００１４】
上述したように、ビーコンによって統合されるメディアアクセス制御プロトコル（例えば、ＥＣＭＡ−３６８）において、ネットワーク内の各デバイスは、ビーコン期間の割り当てられたビーコンスロットにおいてビーコンフレームを送信する。
【００１５】
図３は、１つのビーコン期間における、連続するスーパーフレームにわたる複数のデバイスのための参加プロシージャを示す。この図において、これらのデバイスはそれぞれ相互に範囲内にあると仮定する。
【００１６】
図３（ａ）は、スーパーフレームｘ内におけるビーコン期間の内容を示す。第１の２つのスロットは、信号伝達用スロットであり、どのデバイスにも割り当てられていない。次の３つのスロットは、３つのデバイス（デバイス１、デバイス２およびデバイス３）のビーコンフレームを含む。これらのデバイス１、デバイス２およびデバイス３はそれぞれ、事前に連結されたネットワークを有する。上記ビーコン期間内の他のスロットは、このスーパーフレームの間は使用されないままである。上記ビーコン期間における空スロットの数は可変であることが理解される。上記ＥＣＭＡ−３６８標準によれば、最後に占有されたスロットの後の空スロット数は、最大で、ビーコン期間長さがｍＭａｘＢＰＬｅｎｇｔｈスロットを越えてはならないという制約を受けるｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎスロットであり得る。
【００１７】
新規デバイス（図３（ｂ）中のデバイス４およびデバイス５）が目標チャンネルに参加することを望む場合、これらの新規デバイスは、少なくとも１つのスーパーフレーム（例えばスーパーフレームｘ）にリッスンした後に、次のビーコン期間内の割り当てられていないスロットをランダム選択し、そのビーコンフレームを送信しなければならない。最終スーパーフレーム（スーパーフレームｘ）内および上記ＢＰＳＴ後のｍＭａｘＢＰＬｅｎｇｔｈ内において観察される、利用不可能なビーコンスロットの最大数の後、上記デバイスは、長さｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎの複数スロットの固定長さの「ウィンドウ」からスロットを選択する。そのため、図３（ｂ）に示すように、これらのデバイスは、そのビーコンフレームを送信するための第６のスロット（スロット５）から開始するウィンドウから、スロットを選択することができる。この例において、デバイス４は、自身のビーコンフレームを送信するために、スーパーフレームｘ＋１のビーコン期間内の第９のスロット（スロット８）を選択し、デバイス５は、自身のビーコンフレームを送信するために、上記ビーコン期間内の第１１のスロット（スロット１０）を選択する。
【００１８】
後続のスーパーフレームにおいて、上記ビーコン期間は契約される（すなわち、全ての占有されたビーコン期間スロットは、上記フレームの開始から、連続的に統合される）。上記ＥＣＭＡ−３６８標準によれば、デバイスは、信号伝達用スロット間およびその固有のビーコンスロットにおいて利用可能なビーコンスロットを少なくとも１つ現在のスーパーフレームにおいて発見した場合に、そのビーコンフレームが移動可能であるとみなす。上記デバイスがビーコン衝突またはビーコン期間マージに関与していない場合、上記デバイスは、そのビーコンフレームを、後続スーパーフレーム内の最も早期の利用可能ビーコンスロット内にシフトさせる（ただし、最新のｍＭａｘＬｏｓｔビーコン＋１スーパーフレームにおいてそのビーコンフレームが移動可能なものとして符号化され、かつ、上記デバイスの固有のビーコンスロット後の全ビーコンスロットおよび上記デバイスのビーコン期間長さ内の全ビーコンスロットが移動不可能なものとして符号化された場合）。
【００１９】
そのため、図示の例において、デバイス５は、ｍＭａｘＬｏｓｔビーコン＋１＝４スーパーフレームの後（すなわち、スーパーフレームｘ＋５において）自身のビーコンフレームをビーコンスロット５へと移動させ、デバイス４は、ｍＭａｘＬｏｓｔビーコン＋１＝５スーパーフレームの後（すなわち、スーパーフレームｘ＋６において）自身のビーコンフレームをビーコンスロット６へと移動させる。そのため、（図３（ｃ）に示すような）スーパーフレームｘ＋７により、デバイス１〜３、５および４用のビーコン信号は、上記ビーコン期間の２つの信号伝達用スロットそれぞれの後、第１の５つのスロット中で送信される。
【００２０】
図３（ｄ）に示すようなスーパーフレームｘ＋８において、さらなる２つのデバイスであるデバイス６およびデバイス７が、上記ネットワークに参加しようと試行する。ここでも、双方のデバイスは、ｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎ長さウィンドウ内のスロットを選択する。しかし、双方のデバイスは、自身のビーコンフレームを送信するためのビーコン期間において、同一のスロット（スロット８）を選択する。すなわち、上記ビーコンフレームが衝突する。
【００２１】
このような衝突が（ＥＣＭＡ−３６８衝突検出機構に従って）上記参加デバイスによって検出された場合、これらのデバイスは、次のスーパーフレーム内の固定長さの新規ウィンドウからスロットを「再取得」しなければならない（上記ウィンドウの長さは、最後の利用不可能なビーコンスロット後のｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎスロットであるが、ＢＰＳＴ後のｍＭａｘＢＰＬｅｎｇｔｈ内にある。このウィンドウは最高の利用不可能なスロット後に開始するため、上記衝突（単数または複数）が発生したスーパーフレーム内のスロットに対応するスロット（単数または複数）は、その後のネットワーク参加試行において、上記衝突デバイスのいずれによっても使用されない。
【００２２】
この「再取得」プロセスは、次のまたは後続のスーパーフレーム内においてビーコン期間にわたって継続し、上記ビーコン期間が許容される最大ビーコン期間長さ（ｍＭａｘＢＰＬｅｎｇｔｈ）まで延長される原因となり得る。
【００２３】
これが発生し、最後の可能なスロット（スロット＝ｍＭａｘＢＰＬｅｎｇｔｈ＝９６）において衝突が発生した場合、上記ビーコン期間をそれ以上延ばすことは不可能となり、上記ネットワークに参加したいと望む残りのデバイス全てに対し、上記ビーコン期間においてスロットを割り当てることができなくなる。そのため、上記デバイスは、上記ビーコン期間が契約されるまで待機しなければならなくなる。契約後、アクティブなデバイスによって占有されたスロットの範囲は最小化され、さらなる延長ウィンドウがこの時点で可能となり、参加を望むデバイスは以前通りにスロットにアクセスできるようになる。
【００２４】
このような標準機構において、コンテンションおよび衝突に遭遇したスロットは全て、割り当てを受けておらずかつ選択肢として利用不可能であるため、後続のビーコン期間延長全てにおいて事実上無駄となる。そのため、上記した従来のプロシージャに関連する不利点を解消する参加プロシージャが必要とされている。
【発明の概要】
【００２５】
本発明第１の局面によれば、デバイスを操作してネットワークに参加させる方法が提供される。上記ネットワークは複数のスーパーフレームを有し、各スーパーフレームはスロットに分割され、上記方法は、ビーコンフレームを第１のスーパーフレームの第１のスロット内で送信する工程と、上記第１のスロット内において衝突が発生した場合、上記第１のスロットおよび上記第１のスロット後に発生する複数のスロットを含むグループから第２のスロットを選択する工程と、さらなるビーコンフレームを後続のスーパーフレーム内の上記第２のスロット内で送信する工程とを含む。
【００２６】
本発明第２の局面によれば、ネットワークにおいて用いられるデバイスが提供される。上記ネットワークは複数のスーパーフレームを有し、各スーパーフレームはスロットに分割され、上記デバイスは、ビーコンフレームを第１のスーパーフレームの第１のスロット内で送信する送信手段と、上記第１のスロットにおける衝突に応答して、上記第１のスロットおよび上記第１のスロット後に発生する複数のスロットを含むグループから第２のスロットを選択する選択手段とを含む。上記送信手段は、後続のスーパーフレーム内の上記第２のスロット内でさらなるビーコンフレームを送信するように適合される。
【００２７】
本発明第３の局面によれば、上述したような少なくとも１つのデバイスを含むネットワークが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、超広帯域通信のための多帯域直交周波数分割多重（ＭＢ−ＯＦＤＭ）システムにおける周波数帯域の配置構成を示す。
【図２】図２は、ＵＷＢシステムにおけるスーパーフレームの基本的タイミング構造を示す。
【図３】図３は、連続するスーパーフレームのビーコン期間における複数のデバイスのための参加プロシージャを示す。
【図４】図４は、本発明による方法における工程を示すフローチャートである。
【図５】図５は、参加プロシージャにおけるタイムラインを示す。
【図６】図６は、本発明による、ビーコン期間における複数のデバイスのための参加プロシージャを示す。
【図７】図７は、本発明による方法を用いて後続の衝突の低減における向上を示す棒グラフである。
【図８】図８は、本発明による方法と、先行技術による方法との間の差を示す線グラフである。
【図９】図９は、本発明による方法と、先行技術による方法との間の性能差を示す線グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
ここで、例示目的のみのために、添付図面を参照して、本発明について詳細に説明する。
ここで、本発明について、超広帯域通信ネットワークに関連して説明するが、本発明は他の種類の通信ネットワークにも適用可能であることが理解される。
【００３０】
上述したように、新規デバイスが特定チャンネル上のビーコングループに参加することを望む場合、これらの新規デバイスは、少なくとも１つのスーパーフレームをリッスンした後に、次のスーパーフレームのビーコン期間内の割り当てられていないスロットを選択して、自身のビーコンフレームを当該スロット内で送信しなければならない。
【００３１】
２つ以上のデバイスが自身のビーコンフレームを送信するためのスロットとして上記ビーコン期間内の同一スロットを選択した場合、これらのビーコンフレームは衝突する。
【００３２】
このような衝突が検出された場合、上記衝突デバイスはそれぞれ、自身のビーコンフレームを送信するための後続のスーパーフレームのスロットを再取得または再選択しなければならなくなる。超広帯域標準であるＥＣＭＡ−３６８によれば、上記再取得または再選択されたスロットは、最後に占有されたビーコンスロット後に発生するビーコンスロットのグループから取られる。そのため、第１のスーパーフレーム内のビーコン期間の第１０のスロットにおいて衝突が発生した場合、上記再取得されたスロットは、後続のスーパーフレーム内のビーコン期間の第１１のスロット以降から開始するスロットのグループから取られる。そのため、上記衝突が発生した第１のスーパーフレーム内のスロットに対応する後続のスーパーフレーム内の第１０のスロットは、いずれのデバイスが上記ネットワークにさらに参加試行を行う際にも用いられない。
【００３３】
従って、上記先行技術によるプロシージャにおいて、コンテンションおよび衝突に遭遇したスロットは全て、上記ビーコン期間が契約されるまでは割り当てを受けておらずかつ選択肢として利用不可能であるため、当該衝突デバイスによる後続の参加プロシージャにおいて無駄となる。
【００３４】
しかし、本発明によれば、特定のビーコンスロットにおける衝突後、デバイスは、上記衝突が発生した上記ビーコンスロットを含むグループからビーコンスロットを再取得または再選択することができる。上記新規ビーコンスロットの選択は、任意の適切な機構を用いて行うことができる。一実施形態において、上記ビーコンスロットの選択はランダムである。
【００３５】
図４は、本発明による方法を示すフローチャートである。工程１０１において、ネットワークに参加することを望むデバイスは、ビーコンフレームを送信するためのビーコン期間内のビーコンスロットを選択する。上述したように、このスロットは、上記ビーコン期間内の最高の占有スロット後に発生するスロットのグループから選択される。「占有された」ビーコンスロットは、必ずしも上記ネットワーク内の別のデバイスに割り当てられなくてもよく、当該スロット内の活動が検出されたことのみを示してもよい点に留意されたい。
【００３６】
工程１０３において、上記デバイスは、自身のビーコンフレームを上記選択されたスロット内で送信する。
【００３７】
上記ビーコンフレームと他のデバイスからのフレームとの間で衝突が無い場合（すなわち、上記選択されたビーコンスロットにおいて送信されたフレームが他に無い場合）、上記方法は工程１０３に戻り、上記デバイスは、自身のビーコンフレームを後続のスーパーフレーム内の選択されたスロット内で送信し続ける。
【００３８】
しかし、上記選択されたビーコンスロットにおいて、上記ビーコンフレームと、他のデバイスからの単一のフレームまたは複数のフレームとの間で衝突が検出された場合（工程１０５）、上記方法は工程１０７に戻る。
【００３９】
デバイスは、ＥＣＭＡ−３６８標準に記載のプロシージャに従って衝突が発生した場合を検出することができ、この検出は、上記次のスーパーフレームにおいてまたは上記次のスーパーフレームによって必ずしも発生しない。
【００４０】
工程１０７において、上記衝突デバイスは、自身のビーコンフレームを送信するために別のビーコンスロットを選択する。本発明によれば、上記デバイスは、上記衝突が発生した上記ビーコンスロットと、上記衝突が発生した上記ビーコンスロット後に発生する少なくとも１つのビーコンスロットとを含むビーコンスロットのグループから、上記ビーコンスロットを選択する。好適には、上記デバイスは、上記衝突が発生した上記ビーコンスロットと、最高の利用不可能なスロット後のｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎスロットとを含むグループから、上記ビーコンスロットを選択する。
【００４１】
このようにして、上記衝突が発生した上記ビーコンスロットは、ビーコンフレームの再送信において利用可能とされるため、必ずしも無駄にならなくなる。
【００４２】
その後、上記方法は工程１０３にループバックし、工程１０３において、上記ビーコンフレームは、次のスーパーフレームまたは後続のスーパーフレームの選択されたスロットにおいて送信される。
【００４３】
上記ビーコンフレームと別のデバイスからのフレームとの間で上記選択されたスロット内においてさらなる衝突が検出された場合、上記選択プロシージャを繰り返し（工程１０７）、これにより、上記デバイスは、最高の利用不可能なスロットおよび最後に選択されたスロット後の複数のスロットを含むグループから、新規スロットを選択することができる。
【００４４】
そのため、本発明によれば、スロットを獲得するための試行が失敗した後の任意の後続の再取得において、デバイスは、最高の利用不可能なスロットと、自身の前回において失敗した試行において自身が選択した上記スロットとの後のウィンドウからスロットを選択することができる。そのため、自身の第１回目の試行において失敗したデバイスにとって、従来のプロシージャと比較して、任意の後続の試行を選択する対象となるスロットの範囲が１つだけ増加する。
【００４５】
前回衝突が発生したスロットをデバイスが選択できるようにすることで、デバイスが参加する際に必要となる時間がより短縮され、ビーコン期間も短縮される。加えて、本発明により、スロットのより効率的な利用に起因して、契約が必要となる前に、より多くのデバイスに対応することが可能となる。
【００４６】
図５は、参加プロシージャのタイムラインを示す。上述したように、デバイスが目標チャンネルに参加できるようになる前に、これらのデバイスは、上記目標チャンネルを少なくとも１つのスーパーフレームについてスキャンした後に、上記目標チャンネルへの参加を試行しなければならない。時間ｔ０において、デバイスは、占有されていないスロットを選択し、上記チャンネルに「参加」する。衝突が発生した場合、衝突デバイスは、当該衝突を時間ｔ１において検出する。時間ｔ１＋４ＳＦｓ（ここで、４ＳＦは、４つのスーパーフレームの長さである）これらのデバイスは、上記ｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎウィンドウと、これらのデバイスが前回衝突した際のスロットとを含むグループから、新規スロットを選択する。デバイスが再度コンテンション／衝突を経験した場合、上記衝突は時間ｔ２において検出され、上記デバイスは、ｔ２＋４ＳＦｓにおいてスロットを再取得する。全てのデバイスがスロットを入手しかつ全ての衝突が解決されるまで、上記プロセスが繰り返される。
【００４７】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本発明の動作をさらに示す。図６（ａ）において、スーパーフレームが示される。上記スーパーフレームにおいて、デバイス１〜７は、ビーコン期間の第１の１６個のスロット内の各ビーコンスロット内で、ビーコンフレームを送信する。ネットワークへの参加を希望するデバイス（デバイスＡ〜Ｈ）は、長さｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎでありスロット１７から開始するウィンドウからスロットを選択し、その結果、第１のスーパーフレーム内のデバイスＡ〜Ｈ間において、４つの別個の衝突が発生する。
【００４８】
図６（ｂ）は、第１のスーパーフレームのスロット１７において衝突したデバイスＡおよびＣによる再取得対象として利用可能なビーコンスロットを示す。そのため、デバイスＡおよびＣは、長さｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎでありかつスロット２２から開始する（第１のスーパーフレーム内の最後の占有されたスロットの後の）新規ウィンドウと、デバイスＡおよびＣが衝突したスロット（スロット１７）とから、新規スロットを選択することができる。
【００４９】
図６（ｃ）は、第１のスーパーフレームのスロット１９内において衝突したデバイスＢおよびＦによる再取得対象として利用可能なビーコンスロットを示す。そのため、デバイスＢおよびＦは、長さｍＢＰＥｘｔｅｎｓｉｏｎでありかつスロット２２から開始する（第１のスーパーフレームの最後に占有されたスロット後の）新規ウィンドウと、デバイスＢおよびＦが衝突したスロット（スロット１９）とから、新規スロットを選択することができる。
【００５０】
それぞれビーコンスロット２０および２１内において衝突したデバイスＧ、Ｈ、ＤおよびＥについても、上記があてはまる。
【００５１】
本発明によるプロシージャは、衝突をより短時間で解決する機会を増加させる。換言すれば、本発明によるプロシージャにより、衝突がより少なくなる確率が高くなる。その効果は累積的なものであり、より多数のデバイス（例えば、２０個よりも多くのデバイスが）同時にチャンネルに参加しようとした場合に、有意となる。後続の衝突の確率が低減すれば、衝突数も低減し、よって、さらなる再取得の回数も低減し、その結果、時間ｔｖも低減する。
【００５２】
確率密度関数の一例が、図７の棒グラフ中に示される。この例において、１組のデバイスが２つのグループに分割され、第１のグループは、特定スロット内において衝突した任意のデバイス（本例において、３つのデバイスが特定スロット内において衝突したと仮定する）を含み、第２のグループは、当該スーパーフレームにおける衝突に関与しかつ上記特定スロット以外のスロットにおいて衝突した残りのデバイスを含む。図７は、ＥＣＭＡ−３６８によるプロシージャ（白色棒で示す）および本発明（黒色棒で示す）についての、上記第１のグループからのデバイスが所与のスーパーフレームにおいてその他のデバイス（上記第１のグループまたは第２のグループは問わない）のうちのいずれかと衝突する確率０、１、２および３を示す。そのため、本発明によるプロシージャの使用により、デバイス間に発生する衝突回数がより少数である確率（すなわち、衝突回数が０または１）が増加しているのに対し、本発明によるプロシージャの使用により、上記デバイスの衝突回数が２つまたは３つである確率が低減していることが分かる。
【００５３】
図８中のグラフは、ＥＣＭＡ−３６８標準による方法および本発明による方法の双方において、デバイス数の増加と共に、ネットワーク参加に必要な反復の平均数（再取得試行）がどのように変化するのかを示す。そのため、従来の方法において必要な反復数（点線で示す）は、デバイス数の増加と共にほぼ指数関数的に増加しているのに対し、本発明による方法の場合、反復数は、デバイス数の増加と共にほぼ直線状に増加していることが分かる。
【００５４】
このグラフは、本発明による方法の使用により、デバイスの参加回数が向上していることを示す。
【００５５】
図９中のグラフは、デバイス数について、本発明による向上を従来の方法に対してパーセントでプロットしたものである。よって、デバイスの参加回数が増加するにつれて、本発明による方法の使用による向上も増加していることが分かる。本発明による方法の場合、デバイスの参加回数が２〜２０であっても、性能における向上がみられる。デバイス数が２０〜５０の範囲に増加すると、先行技術による方法と比較したときの向上は有意である。
【００５６】
本発明の使用により、高密度ネットワークに対する参加回数が低減する。本発明による方法により、ビーコン期間の前部内のスロットを後続の再取得対象として再利用することが可能となるため、当該ビーコン期間を契約するために必要な時間が低減する。上記プロシージャは自律性であり、各デバイスは相互に対して独立して動作する。
【００５７】
加えて、本発明によるプロシージャを行うように適合されたデバイスは、上記プロシージャを行うように適合されていないデバイスに対し、十分に下位互換性を持つ。レガシーＥＣＭＡ−３８６が、本発明によるプロシージャをサポートするデバイスと共に、シームレスに共存することができる。実際、本発明によるデバイスを存在させることにより、標準ＥＣＭＡ−３８６デバイス自身がコンテンション確率の低下を経験する結果、待ち時間が低減するため、標準ＥＣＭＡ−３８６デバイスの（参加待ち時間における）性能が向上する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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