(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のノードから成る通信ネットワークにおいて情報を送信するための方法。【解決手段】情報送信は、連続したスーパーフレームに分割され、各スーパーフレームは、ビーコン期間及びその後に続くデータ期間に分割され、データ期間は、非競合期間(ＣＦＰ)から成ることができ、各ビーコン期間及びデータ期間の各ＣＦＰは、タイムスロットに分割される。本方法は、複数のノードのうちの少なくとも１つの第１のノードに、複数のスーパーフレームのうちの少なくとも１つでデータを送信するための指定されたタイムスロットを割り当てること、及び、複数のノードのうちの少なくとも１つの第２のノードに、少なくとも１つの後続のスーパーフレームの期間中に情報を送信するための同じ指定されたタイムスロットを割り当てることを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードから成る通信ネットワークにおいて情報を送信するための方法であって、時間が連続したスーパーフレームに分割され、該方法は、
前記複数のノードのうちの少なくとも１つの第１のノードに、複数のスーパーフレームのうちの少なくとも１つで情報を送信するための指定されたタイムスロットを割り当てる第１の割り当てステップと、及び
前記複数のノードのうちの少なくとも１つの第２のノードに、後続のスーパーフレームの期間中に情報を送信するための同じ指定されたタイムスロットを割り当てる第２の割り当てステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の割り当てステップ及び前記第２の割り当てステップは、複数のスーパーフレームのビーコン期間において、前記同じ指定されたタイムスロットを割り当てることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の割り当てステップ及び前記第２の割り当てステップは、非競合期間を含むデータ期間をそれぞれ含む複数のスーパーフレームの前記非競合期間において、前記同じ指定されたタイムスロットを割り当てることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ネットワークのコーディネータノードによって前記第１の割り当てステップ及び前記第２の割り当てステップを制御することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の割り当てステップは、前記同じ指定されたタイムスロットが、複数の連続したスーパーフレームのうちの少なくとも１つで使用されていないかを判断すること、及び、前記少なくとも１つの第２のノードの送信周期が、複数の連続したスーパーフレームにわたって使用されていないと判断された前記タイムスロットと一致しているときに、前記同じ指定されたタイムスロットを割り当てることを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の割り当てステップは、前記少なくとも１つの第１のノードによって行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１のノードによって、前記指定されたタイムスロットの共有可能性ステータスをブロードキャストすることをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の割り当てステップは、前記共有可能性ステータスの前記ブロードキャストの後、前記少なくとも１つの第２のノードによって前記同じ指定されたタイムスロットを共有するアナウンスを送信することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
複数のノードから成る通信ネットワークにおいて情報を送信するためのシステムであって、情報が複数のノード間において連続したスーパーフレームで送信され、該システムは、
前記複数のノードのうちの少なくとも１つの第１のノードであって、複数のスーパーフレームのうちの少なくとも１つにおいて該第１のノードに割り当てられる、指定されたタイムスロットでデータを送信するように構成されたものと、
前記複数のノードのうちの少なくとも１つの第２のノードであって、少なくとも１つの異なるスーパーフレームの期間中に、同じ指定されたタイムスロットでデータを送信するように構成されたものと、
を備えるシステム。
【請求項１０】
前記指定されたタイムスロットは、前記複数のスーパーフレームのうちの前記少なくとも１つのビーコン期間にある、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記指定されたタイムスロットは、前記複数のスーパーフレームのうちの前記少なくとも１つの非競合期間内にある、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数のノードのそれぞれのノードに後続のスーパーフレーム内のタイムスロットを割り当てるように構成されるコーディネータノードをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コーディネータノードは、前記後続のスーパーフレーム内の前記割り当てられたタイムスロット内のそれぞれのノードの送信周期に従って、前記後続のスーパーフレーム内のタイムスロットをそれぞれのノードに割り当てるように構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数のノードは、連続したスーパーフレームをスキャンして、送信するためのスーパーフレームを位置特定するように構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のノードが、前記指定されたタイムスロットを該第１のノードに割り当てるように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１のノードは、前記指定されたタイムスロットの共有可能性ステータスをブロードキャストするように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
第２のノードが、前記第１のノードが前記指定されたタイムスロットの前記共有可能性ステータスをブロードキャストした後、後続のスーパーフレームの前記指定されたタイムスロットを共有する要求を送信するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
プログラム命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、複数のノードから成る通信ネットワーク内のプロセッサによって実行されると、その結果、連続したスーパーフレームで情報を送信し、
前記複数のノードのうちの少なくとも１つの第１のノードに、複数のスーパーフレームのうちの少なくとも１つで情報を送信するための指定されたタイムスロットを割り当てる第１の割り当てステップと、及び
前記複数のノードのうちの少なくとも１つの第２のノードに、後続のスーパーフレームの期間中に情報を送信するための同じ指定されたタイムスロットを割り当てる第２の割り当てステップと、
を含む、コンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記第１の割り当てステップ及び前記第２の割り当てステップは、複数のスーパーフレームのビーコン期間において、前記同じ指定されたタイムスロットを割り当てることを含む、請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
スーパーフレームは、非競合期間を含むデータ期間を含み、前記第１の割り当てステップ及び前記第２の割り当てステップは、複数のスーパーフレームの前記非競合期間において、前記同じ指定されたタイムスロットを割り当てることを含む、請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２１】
前記ネットワークのコーディネータノードによって前記第１の割り当てステップ及び前記第２の割り当てステップを制御することをさらに含む、請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２２】
前記第２の割り当てステップは、前記同じ指定されたタイムスロットが、複数の連続したスーパーフレームのうちの少なくとも１つで使用されていないかを判断すること、及び、前記少なくとも１つの第２のノードの送信周期が、複数の連続したスーパーフレームにわたって使用されていないと判断された前記タイムスロットと一致しているときに、前記同じ指定されたタイムスロットを割り当てることを含む、請求項２１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２３】
前記第１の割り当てステップは、前記少なくとも１つの第１のノードによって行われる、請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの第１のノードに割り当てられる、前記指定されたタイムスロットの共有可能性ステータスをブロードキャストすることをさらに含む、請求項２３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２５】
前記第２の割り当てステップは、前記共有可能性ステータスの前記ブロードキャストの後、前記少なくとも１つの第２のノードによって前記同じ指定されたタイムスロットを共有するアナウンスを送信することを含む、請求項２４に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、通信ネットワークに関し、より詳細には、共有通信媒体及びタイムスロットベースのスケジューリングプロトコルを使用する無線ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信ネットワークでは、低データレート及び高データレートに関して、媒体の効率的な利用が重要となる。センサネットワークのような低データレートネットワークの場合、効率的な送信スケジューリングによって、電力消費及びコストが減少する。オーディオ・ビデオ(ＡＶ)ネットワーク等の高データレートネットワークの場合、効率的な送信スケジューリングによって、データスループットが増加し、サービス品質(ＱｏＳ)が改善される。
【０００３】
一般にノードと呼称されるすべての送受信機によって伝送される信号は、同じ周波数チャネルを共有するので、利用可能なネットワーク帯域幅をチャネルアクセスプロトコルに効率的に利用させることが必要である。これは、チャネルアクセススケジュールで行うことができる。このチャネルアクセススケジュールは、ノードがいつどのように共有チャネルにアクセスすることができるのかを決定するものである。
【０００４】
同期及びネットワーク管理のために、通信ネットワークは、スーパーフレームが伝送されるとき、時間を周期的な時間間隔に分割することができる。スーパーフレームは、ビーコン期間、データ送信期間、及びいくつかの場合には、アイドル期間にさらに分割することができる。一般に、スーパーフレームの継続時間は、満足のいくネットワーク同期を保証すると共に送信レイテンシを最小にするように指定される。
【０００５】
データ送信
データ送信期間は、非競合期間(ＣＦＰ)及び競合アクセス期間(ＣＡＰ)に分割することができる。ＣＦＰの期間中、ノードは、まず、データを送信するためのタイムスロットを予約するか又は割り当てられる。ＣＡＰの期間中、ノードは、キャリア検知多重アクセス／衝突検出(ＣＳＭＡ／ＣＤ)のような或る競合技法を使用して、データを送信する。
【０００６】
ビーコン期間
ビーコン期間の期間中、ネットワークパラメータ、すなわち、送信レート、論理チャネル、ネットワーク識別子、及びチャネルアクセススケジュールが送信される。また、ビーコン期間は、ＣＦＰの開始、ＣＡＰの開始、及び、いくつかの場合には、ＣＦＰのアクセススケジュールも規定する。ビーコン期間は、適用可能な標準規格によって規定されているような他のパラメータも含むことができる。
【０００７】
一般に、ビーコン期間及びＣＦＰの双方について、時間が、割り当て可能なタイムスロットにさらに分割される。ビーコン期間の場合、タイムスロットは、ビーコン期間スロットと呼称される。ＣＦＰの場合、タイムスロットは、保証タイムスロット(ＧＴＳ)又は予約タイムスロット(reserved timeslot)と呼称される。ＣＡＰもタイムスロットを含むことができ、これらのタイムスロットは、いずれの特定のノードにも割り当てられない。ビーコン期間、ＣＦＰ、及びＣＡＰ内のタイムスロット数は変化し得る。
【０００８】
ビーコン期間又はＣＦＰの従来のタイムスロットの期間中、そのタイムスロットに割り当てられたノードにしか、データの送信が許可されない。たとえ、送信継続時間がそのタイムスロットのわずかな部分にすぎない場合であっても、又は、ノードがすべてのスーパーフレームで送信を行うとは限らない場合であっても、他のすべてのノードは、いずれのスーパーフレームにおいても同じタイムスロットを使用することが許可されない。したがって、タイムスロットの長さは、従来のネットワークにおいて重要な設計上の考慮事項である。タイムスロットが短すぎる場合、オーバーヘッドが増加する可能性がある。タイムスロットが長すぎる場合、スループットが低減される可能性がある。
【０００９】
ネットワーク内のすべてのノードは、そのネットワーク用に規定された競合アクセスメカニズムを使用することによってＣＡＰ内のタイムスロットにアクセスすることが許可される。一方、ビーコン及びＣＦＰ内の各タイムスロットは、１つの特定のノードに割り当てられ、他のすべてのノードは、いずれのスーパーフレームにおいてもその時間中、ネットワークにアクセスすることが許可されない。
【００１０】
タイムスロットの長さが固定されている場合、ビーコン期間及びＣＦＰのスロットの総数は制限される。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１５．３標準規格(ＷｉＭｅｄｉａ)は、最大４８個のビーコン期間スロットを指定する。ＩＥＥＥ８０２．１５．４標準規格(ＺｉｇＢｅｅ)は、各スーパーフレーム内に最大７個のＧＴＳを指定する。これらの標準規格の双方は、世界的規模でネットワークの相互運用性を推進する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような従来のタイムスロット割り当て方式は、次の制限を無線ネットワークに課している。ノードが送信するものを有しないとき、割り当てられたタイムスロットが十分利用されない。ビーコン期間又はＣＦＰの期間中にアクセスすることができるノードの総数が、タイムスロット数によって制限される。また、多くのネットワークでは、ノードが、自身のビーコンを送信して、あらゆるスーパーフレーム内のチャネルで他のビーコンを「リスン」することが必要とされるので、従来のタイムスロット割り当て方式は、電力消費にも関係する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、複数のノードから成る通信ネットワークにおいて情報を送信するための方法であって、時間が連続したスーパーフレームに分割される、方法が提供される。本方法は、複数のノードのうちの少なくとも１つの第１のノードに、複数のスーパーフレームのうちの少なくとも１つで情報を送信するための指定されたタイムスロットを割り当てること、及び複数のノードのうちの少なくとも１つの第２のノードに、後続のスーパーフレームの期間中に情報を送信するための同じ指定されたタイムスロットを割り当てることを含む。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、複数のノードから成る通信ネットワークにおいて情報を送信するためのシステムであって、情報が複数のノード間において連続したスーパーフレームで送信される、システムが提供される。本システムは、複数のノードのうちの少なくとも１つの第１のノードであって、複数のスーパーフレームのうちの少なくとも１つにおいて当該第１のノードに割り当てられる、指定されたタイムスロットでデータを送信するように構成される、少なくとも１つの第１のノードと、複数のノードのうちの少なくとも１つの第２のノードであって、少なくとも１つの異なるスーパーフレームの期間中に、同じ指定されたタイムスロットでデータを送信するように構成される、少なくとも１つの第２のノードとを備える。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、指定されたタイムスロットが、スーパーフレームのビーコン期間内にある、方法及びシステムが提供される。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、指定されたタイムスロットが、スーパーフレームの非競合期間内にある、方法及びシステムが提供される。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、コーディネータノードが、複数のノードのそれぞれのノードに後続のスーパーフレーム内のタイムスロットを割り当てるように構成される、方法及びシステムが提供される。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、コーディネータノードが、後続のスーパーフレーム内の指定されたタイムスロット内のそれぞれのノードの送信周期に従って、後続のスーパーフレーム内のタイムスロットをそれぞれのノードに割り当てるように構成される、方法及びシステムが提供される。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、複数のノードが、連続したスーパーフレームをスキャンして、送信するスーパーフレームを位置特定するように構成される、方法及びシステムが提供される。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、第１のノードが、指定されたタイムスロットを自身に割り当てるように構成される、方法及びシステムが提供される。第１のノードはさらに、指定されたタイムスロットの共有可能性ステータスをブロードキャストするように構成される。第２のノードは、第１のノードが指定されたタイムスロットの共有可能性ステータスをブロードキャストした後、後続のスーパーフレーム内の指定されたタイムスロットを共有する要求を送信するように構成される。
【００２０】
したがって、本発明によれば、いずれの所与のスーパーフレームのいずれの特定のタイムスロットの期間中も１つのノードのみがデータを送信することを保証するが、複数のノードから成るセットが後続のスーパーフレームで同じタイムスロットに参加することを可能にする、周期的な共有されるタイムスロット割り当て方法及びシステムが提供される。本発明はさらに、共有可能なタイムスロットを割り当て、共有可能なタイムスロットを位置特定し、共有可能なタイムスロットについての情報をネットワーク全体を通じてブロードキャスト(伝播)するための方法を提供する。
【００２１】
したがって、本発明は、ビーコン期間及び非競合期間について共有可能なタイムスロットを割り当てるための方法及びシステムを提供する。
【００２２】
したがって、本発明は、共有可能なタイムスロットの特性を動的に変更して、新しい共有可能なタイムスロットを再スケジューリングするための方法及びシステムを提供する。
【００２３】
さらに、本発明は、ノードがビーコン期間及び／又は非競合期間でタイムスロットを共有する方法及びシステムを提供する。
【発明の効果】
【００２４】
これによって、本発明は、ネットワーク利用効率及びデータスループットを改善し、通信に参加することが許可されるノードの最大数を増加させ、ネットワーク内の電力消費を削減する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態による複数のノードから成る無線ネットワークの概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるスーパーフレームの構造のブロック図である。
【図３Ａ】図２のスーパーフレームのタイムスロット分割を示すブロック図である。
【図３Ｂ】図２のスーパーフレームのタイムスロット分割を示すブロック図である。
【図３Ｃ】図２のスーパーフレームのタイムスロット分割を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態による周期的なタイムスロット割り当てのタイミング図である。
【図５Ａ】本発明の一実施の形態によるデータを送信するための方法のフロー図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施の形態によるデータを送信するための方法の説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態による分散モードにおけるビーコン期間の時間共有のフロー図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態によるビーコン期間の周期的なタイムスロットのタイミング図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態によるビーコン期間の周期的なタイムスロットのタイミング図である。
【図８】コーディネートされたネットワークにおけるビーコン期間内の時間共有のフロー図である。
【図９】本発明の実施の形態による非競合期間の期間タイムスロットのタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
複数のノードから成る無線ネットワーク
図１は、本発明の一実施の形態による無線ネットワークを示している。このネットワークは、送受信機(ノード)１０〜１１を含み、各ノードは、送信機(Ｔｘ)及び受信機(Ｒｘ)を含む。これらの送信機及び受信機が、送受信機を形成する。ノードは、共有媒体、すなわち共通無線チャネルを使用してスーパーフレーム１００の期間中、互いにデータ１２を通信する。
【００２７】
制御されているネットワーク又は管理されているネットワークの一例では、ノードの１つ１１をコーディネータノードとして指定することができる。必須ではないが、コーディネータノードは、後述する本発明の実施の形態に従ってネットワーク同期及びタイムスロットのような資源割り当てを管理することができる。一般に、ネットワーク管理は、アドホックとすることもできるし、分散させることもできるし、又は集中させることもできる。
【００２８】
ノードを、以下のことに基づいてコーディネータとして指定することができる。すなわち、ノードは任意に選ばれる；このノードは、ネットワークに最初に参加する(又はネットワークを起動する)ものである；バックアップコーディネータとして指定されたノードが、本来のコーディネータがネットワークを去る場合に指定者になる；このノードは、特別なハードウェア又はソフトウェアを有する。
【００２９】
純粋な分散ネットワーク内にはコーディネータは存在しない。コーディネートされているネットワーク又は管理されているネットワークでは、コーディネータは、異なるハードウェア又はソフトウェアを有する場合もあるし、有しない場合もある。例として、８０２．１１ネットワーク(ＷｉＦｉ)では、アクセスポイントが、特別なハードウェア及びソフトウェアを有し、コーディネータとして動作する。８０２．１５．４ネットワークでは、全機能型ノードのみがコーディネータとなることができる。
【００３０】
スーパーフレーム
図２は、本発明の一実施の形態によるスーパーフレーム１００をより詳細に示している。スーパーフレームは、ビーコン期間１１０及びデータ期間１２０を含む。データ期間は、非競合期間(ＣＦＰ)１２１及び競合アクセス期間(ＣＡＰ)１２２を含む。スーパーフレームの具体的な構造は、ネットワークに依存する。
【００３１】
図３Ａはビーコン期間の周期的なタイムスロットを示しており、図３ＢはＣＦＰ期間の周期的なタイムスロットを示しており、図３ＣはＣＡＰ期間の周期的なタイムスロットを示している。タイムスロットの個数ｋ、ｍ、及びｎは、これらの期間のそれぞれで変化し得る。
【００３２】
本発明の実施の形態による分散ネットワーク又はアドホックネットワークでは、ノードは、ビーコンを周期的に送信する。ビーコンは、ネットワークを通じて伝播(又はブロードキャスト)される同期及びネットワーク管理情報を提供する。各ノードは、ビーコン期間において、自身のビーコンを送信するための特定のタイムスロットの割り当てを受けることができる。
【００３３】
図４に示すように、ノード(Ａ、Ｂ、又はＣ)が、すべてのスーパーフレームの特定のタイムスロットでビーコンを送信する必要がない場合、同じタイムスロットを、同様に周期的に送信を行う他のノードと周期的に共有することができる。この周期的なタイムスロットの共有によって、必要とされるビーコンスロットの総数が削減され、したがって、ビーコン期間１１０の長さが削減される。また、このタイムスロットの共有によって、データ送信期間１２０の長さも増加し、その結果、ネットワーク効率が改善される。タイムスロットの共有に利用可能なパターンは、３つの周期のパターンがＡＢＣ等として示されている図４に示すパターンに限定されるものではない。パターンは、例として、ＡＣＢ、Ａ−Ｃ、又はＡＢＢとすることもできる。ここで、「−」は、スロットが占有されていないことを示す。換言すれば、パターンは、パラメータ又は手続きで指定することができる。
【００３４】
したがって、図５Ａ及び図５Ｂに示すプロセスによれば、ステップ５１０において、単一のタイムスロット１が、複数のノードＡ、Ｂ、及びＣから成るセットに割り当てられ、ステップ５２０において、いずれの１つのスーパーフレームの期間中も、複数ノードから成るセット内のノードのうちの１つのみが送信を行うように、各ノードは、割り当てられたタイムスロットの周期に従って、後続のスーパーフレーム５３０で周期的にデータを送信する。後続とは、本明細書では、或る後の時刻に続くものとして定義される。
【００３５】
ビーコン期間におけるタイムスロット共有
図４に示す例では、スーパーフレーム１０１におけるビーコン期間１１０内の最初のタイムスロットは、ノードＡに割り当てられ、２番目のスーパーフレーム１０２ではノードＢに割り当てられ、３番目のスーパーフレーム１０３ではノードＣに割り当てられ、次に、４番目のフレームではノードＡに再び割り当てられる。ここで、タイムスロット共有の周期は３である。他の規則的な周期又は不規則的な周期も使用することができる。
【００３６】
分散モード
図６に示すように、コーディネータノードを有しない分散ネットワークの一実施の形態では、特定のノードＡが、ステップ６１０において、未割り当てのタイムスロットを選択し、ステップ６２０において、自身のビーコンで、選択されたタイムスロットの共有可能性ステータスをブロードキャストする。ステップ６３０において、ノードＢのような他のノードは、その後、このノードに参加してそのタイムスロットを共有することを要求することができる。参加するか否かの判断は、ノードＡがそのビーコンで送信を行う周期に依存し得る。
【００３７】
たとえば、図７Ａは、ノードＡが自身のビーコンを４つのスーパーフレームごとに送信するプロトコルを示している。ノードＡは、ビーコンタイムスロット３に割り当てられている。ノードＢは、ノードＡがビーコンを送信していないスーパーフレームにおいて、ノードＡとタイムスロット３を共有することを要求することができる。この特定の例では、ノードＢは、ノードＡが送信していないスーパーフレームにおいて、図７Ｂに示すように、１つおきのスーパーフレームで送信を行う。
【００３８】
タイムスロット共有情報は、ビーコン衝突が引き起こされないようにネットワークに伝播(ブロードキャスト)される。伝播という用語は、すべてのノードがブロードキャストノードの範囲内にない場合があり、中間ノードを介して情報を中継することが必要な場合があることを示すのに使用される。ノードは、いつでも自身のビーコン送信周期及びタイムスロットを変更することができ、自身のビーコンを送信するための所望のタイムスロットを再選択するか又は所望のタイムスロットに参加することができる。
【００３９】
分散モードでは、一般に、ノードが自身の使用するタイムスロットを割り当ててもらおうとする前に、タイムスロットのスキャンを最初に試みることによって、ノードが、望ましいタイムスロットへの参加を最初に試みるときに、衝突が回避される。しかしながら、複数のノードがタイムスロットの割り当てを受けることを同時に試みているいくつかの状況では、タイムスロットの割り当ては、キャリア検知多重アクセス／衝突検出(ＣＳＭＡ／ＣＤ)のような、衝突アクセス期間で使用される技法と同様の衝突技法に従う。
【００４０】
また、望ましいタイムスロットが利用可能である限り、ビーコン期間の長さを削減するために、ノードのタイムスロットは、経時的に変化する可能性もある。タイムスロットの正確な割り当て及び共有は、実施態様に特有のものであり、本発明とは無関係である。一例として、当初、或るノードが、Ｋ番目のスロットにおいて２つのスーパーフレームごとに１回の送信頻度で送信を行っているものとする。それよりも前のスロットであるＬ番目のスロットが、この送信頻度を有する複数のノードに利用可能になった場合、Ｋ番目のスロットで当初から送信を行っているノードは、Ｋ番目のスロットを放棄し、Ｌ番目のスロットに参加することを要求することができる。
【００４１】
コーディネータノード
コーディネータノードを有する制御されているネットワーク又は管理されているネットワークでは、図８に示すプロセスにおいて、ノードＡは、ステップ８１０において、ネットワークに参加するプロセスの期間中に自身のビーコン送信周期をネットワークコーディネータ１１に通知する。次に、ネットワークコーディネータは、そのノードとの交渉によってノードビーコン送信周期を割り当てることができる。ステップ８２０において、ネットワークコーディネータ１１は、要求側ノードのビーコンの所望の送信周期に基づいて、ノードＡにタイムスロットを割り当てる。割り当てられたタイムスロットは、要求側ノードに対するビーコンの周期的な送信が保証される限り、共有可能とすることができる。
【００４２】
ネットワークコーディネータは、すべてのノードのビーコン送信周期及びタイムスロット番号割り当ての記録をメモリ内に保持することができる。ノードは、自身のビーコン送信周期及びタイムスロット割り当てを変更するようにネットワークコーディネータにいつでも要求することができる。ネットワークコーディネータも、ネットワーク効率を最大にするようビーコン期間の長さを適合させるために、割り当てタイムスロットを変更することができる。
【００４３】
ノードが、自身のビーコン送信周期を満たす共有可能なタイムスロットを宣言した場合、又は、そのようなタイムスロットの割り当てを受けた場合、ステップ８３０において、ノードＡは、自身がいつ送信するのかを判断するのに十分な個数の連続したスーパーフレームをスキャンすることによって、ビーコン送信用の自身のスーパーフレームを位置特定することができる。
【００４４】
たとえば、図７Ａに示すように、ノードＡが、４つのスーパーフレームごとに自身のビーコンを送信する場合、ノードＡは、少なくとも４つの連続したスーパーフレームのビーコンをスキャンする。共有可能なタイムスロットが、４つの連続したスーパーフレームにおいて占有されたものとして識別された場合、この共有可能なタイムスロットは利用可能ではない。共有可能なタイムスロットが、１つ又は２つ以上のスーパーフレームにおいて、未割り当てであると識別された場合、ノードＡは、自身の順番を取ることができ、スーパーフレームの占有されていないタイムスロットで自身のビーコンを送信することができる。
【００４５】
非競合期間におけるタイムスロット共有
非競合期間内のタイムスロットは、通常は、オーディオ・ビジュアル(ＡＶ)ネットワーク及びセンサネットワーク等でストリーミングデータを送信する複数のノードから成るセットに割り当てられるか又はそのような複数のノードから成るセットによって確保される。ビーコン期間内のタイムスロットと同様に、タイムスロットが割り当てられたノードのセット又はタイムスロットを最初に割り当てられたセットが、すべてのスーパーフレームでデータを送信するとは限らない場合に、ＣＦＰ内のタイムスロットもノードのセットによって共有することができる。本発明の実施の形態によるタイムスロット共有によって、ネットワークのデータスループット及び効率が増加する。
【００４６】
コーディネータノードを有しない分散ネットワークでは、占有されていないタイムスロットを最初に確保する初期のノードのセットは、自身に割り当てられたタイムスロットの共有可能性及び自身のデータ送信パターンをブロードキャスト(伝播)する。ノードのセットを伴うノードは、上述したような分散様式で自身を管理することができる。他のノードは、このセットのタイムスロットが、それらのデータ送信のニーズを満たす場合に、このセットに参加して、そのセットのタイムスロットを共有することができる。ノードの初期のセットの確立又はノードのセット内のノードに与えられる優先順位は、「制令(decree)」で実現することもできるし、コーディネータノードの選択に関して上記で論述したように設計によって実現することもできる。
【００４７】
図９は、本発明の一実施の形態によるＣＦＰのタイムスロット共有を示している。たとえば、ノードのセットＡが、３つのスーパーフレームごとにそのうちの２つの間にデータを送信することをアナウンスした場合、３つのスーパーフレームごとにそのうちの１でデータを送信するノードのセットＢが、セットＡに参加してセットＡのタイムスロットを共有することができる。タイムスロット共有情報は、データ衝突を引き起こさないようにネットワーク内で伝播される。
【００４８】
要求／応答ベースの制御されているネットワーク又は管理されているネットワークでは、ノードは、ＣＦＰタイムスロットを要求するプロセスの期間中に、自身のデータ送信情報及びデータ宛先情報をネットワークコーディネータ１１へ送信する。ネットワークコーディネータは、このデータ送信情報に基づいて、要求側ノードにタイムスロットを割り当てる。割り当てられたタイムスロットは、要求側ノードのデータ送信が保証される限り、他のノードと共有することができる。
【００４９】
制御されているネットワーク又は管理されているネットワークでは、ネットワークコーディネータは、送信衝突がない限り、各ノードのデータ送信情報及び割り当てられている共有可能なタイムスロットを報告するように各ノードに動的に要求することができる。
【００５０】
制御されているネットワーク又は管理されているネットワークでは、ネットワークコーディネータは、タイムスロット共有情報をノードに通知する。また、コーディネートノードは、ＣＦＰにおける各ノードのタイムスロット割り当て及び各タイムスロットに割り当てられたノードをメモリ内に記録することもできる。ネットワークコーディネータと同様にいずれのノードも、ノード要件又はネットワーク状態に基づいて、いつでもタイムスロット割り当て変更を開始することができる。
【００５１】
共有可能なタイムスロットでデータを送信するために、ノードは、自身のデータ送信の順番を決定する。ノードは、十分な個数の連続したスーパーフレームについてチャネル内のデータ送信をリスン(listen)して、自身の順番を決定すべきである。たとえば、ノードが、３つのスーパーフレームごとにデータを送信することを望む場合、ノードは、少なくとも３つの連続したスーパーフレームについてデータ送信をリスンする。連続した各スーパーフレームのタイムスロットでデータ送信が行われている場合、このタイムスロットは利用可能ではない。タイムスロットが、１つ又は２つ以上のスーパーフレームでアイドル(idle)である場合、ノードは、自身の順番を取ってデータを送信することができる。
【００５２】
ノードは、分散ネットワークにおいて、自身のデータ送信情報(スケジュール)をいつでも変更することができ、自身のデータを送信するための望ましいタイムスロットを確保することができるか、又は、制御されているネットワーク又は管理されているネットワークにおいて、自身の新しいデータ送信情報をネットワークコーディネータに報告して、新しいタイムスロット割り当てを要求することができる。
【００５３】
本発明を、好ましい実施の形態の例として説明してきたが、本発明の精神及び範囲内において、他のさまざまな適合及び変更を行うことができることが理解されるべきである。したがって、本発明の真の精神及び範囲内に入るこのようなすべての変形及び変更をカバーすることが添付の特許請求の範囲の目的である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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