JP2007510384A - ネットワークトポロジー構成 - Google Patents

Abstract

無線通信に関するシステムと技術が開示される。システムと技術は無線通信を含む。この場合に、モジュールまたは通信装置（２０２）は、入力パイロット信号を獲得するためにおよび遠隔端末（１０４）の制御下で動作するために閾値電力レベルを超える遠隔端末（１０４）から入力パイロット信号をある期間聞くように構成され、そのようなパイロット信号がその期間内に検出されないなら、遠隔端末と独立に動作するように構成され、そのような独立した動作は、パイロット信号を送信することを含む。

Description

この開示は一般に無線通信に関し、特に、アドホック(ad-hoc)ネットワークの構成に関連する種々のシステムと技術に関する。

従来の無線通信において、アクセスネットワークは一般に任意の数のモバイル装置のための通信をサポートするために採用される。これらのアクセスネットワークは、地理的な領域の全体にわたって分散される複数の固定サイトの基地局を用いて典型的に実施される。地理的領域は一般にセルとして知られるより小さな領域に再分割される。各基地局は、それぞれのセル内のすべてのモバイル装置にサービスするように構成されるかもしれない。その結果、アクセスネットワークは、異なるセル領域にまたがる変化するトラフィック需要に対処するために容易に再構成されないかもしれない。

従来のアクセスネットワークとは対照的に、アドホックネットワークはダイナミックである。しばしば端末と呼ばれる多数の無線通信装置がネットワークを形成するために結合することを決定するとき、アドホックネットワークは形成されるかもしれない。アドホックネットワーク内の端末は、ホストとルーターの両方として作動するので、ネットワークは、より効率的な方法で既存のトラフィック需要を満足するように容易に再構成されるかもしれない。さらに、アドホックネットワークは、従来のアクセスネットワークにより要求されるインフラストラクチャを必要とせず、将来は魅力的な選択肢になる。

超広帯域（ＵＷＢ）技術は、アドホックネットワークを用いて実施されるかもしれない通信方法論の一例である。ＵＷＢ技術は、非常に広い帯域幅上で高速通信を提供する。同時に、ＵＷＢ信号は、電力をほとんど消費しない非常に短いパルスで送信される。ＵＷＢ信号の出力電力は非常に低いので、他のＲＦ技術に対して雑音のように見え、干渉をより少なくする。

アドホックネットワークのトポロジーは性能に直接の影響を及ぼすかもしれない。もっぱら複数の端末間の協調されていない通信を構成するアドホックネットワークトポロジーは、非常に非能率的であり、高いパケット転送およびルーティングオーバーヘッド(routing overhead)を生じる。従って、効率的でオーバーヘッドの低い両方のネットワークトポロジーを構成し維持するための堅固な方法論が望ましい。

発明の概要

この発明の１つの観点において、モジュールは、閾値電力レベルを超える遠隔端末からの入力パイロット信号をある期間聞くように構成された受信機と、受信機がその期間内にそのような入力パイロット信号を検出するなら、遠隔端末の制御下で動作し、そのような入力パイロット信号がその期間内に受信機により検出されないなら遠隔端末と独立して動作するように構成されたプロセッサーを含み、そのような独立動作は、パイロット信号送信をイネーブルにすることを含む。

本発明の別の観点では、通信の方法は、入力パイロット信号を獲得するために閾値電力レベルを超える遠隔端末からの入力パイロット信号をある期間聞き、遠隔端末の制御下で動作することと、そのような入力パイロット信号は、その期間内に獲得できなかったことを決定することと、遠隔端末と独立して動作することとを含み、そのような独立した動作は、パイロット信号を送信することを含む。

さらにこの発明の他の観点において、モジュールは、閾値電力レベルを超える遠隔端末からの入力パイロット信号をある期間聞くための手段と、そのようなパイロット入力信号は、その期間内に検出されるなら遠隔端末の制御下で動作する手段と、そのような入力パイロット信号がその期間内に検出されないなら遠隔端末と独立して動作する手段を含み、そのような独立した動作はパイロット信号の送信をイネーブルにすることを含む。

さらに、この発明の観点において、コンピュータプログラムにより実行可能な命令のプログラムを具現化するコンピュータ読み出し可能媒体は、通信の方法を実行するために使用してもよい。この方法は、入力パイロットを獲得するために閾値電力レベルを超える遠隔端末からの入力パイロット信号をある期間聞き、遠隔端末の制御下で動作することと、そのような入力パイロット信号がその期間内に獲得されなかったことを決定することと、遠隔端末と独立して動作することとを含み、そのような独立動作は、パイロット信号を送信することを含む。

この発明の他の実施形態は、以下の詳細な記載から当業者には容易に明白になるであろう。この場合、この発明の種々の実施形態は、例証のために知られ記載される。理解されるように、すべてこの発明の精神と範囲から逸脱することなく、この発明は他のおよび異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、種々の他の観点において変更可能である。従って、図面と詳細な記載は、事実上例証としてみなされるべきであり、限定とみなされるべきでない。

この発明の観点は、添付図面において、一例として図解され、限定のために図解されるのではない。

添付された図面に関連して以下に述べられる詳細な記載は、この発明の種々の実施形態の記載として意図されこの発明が実施されるかもしれない唯一の実施形態を表すことを意図していない。この開示に記載される各実施形態は、単にこの発明の一例または例証として提供され、必ずしも他の実施形態に対して好適であるまたは利点があるとして解釈されるべきではない。詳細な記載は、本発明についての完全な理解を提供する目的で特定の詳細を含んでいる。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細なしで実行してもよいことは当業者に明白だろう。いくつかのインスタンスにおいて、良く知られた構造および装置は本発明の概念を不明瞭にしないようにするためにブロック図の形で示される。頭文字語および他の記述的な用語は単に便宜と明瞭さのために使用されてもよく、発明の範囲を制限するようには意図されない。

以下の詳細な記載では、本発明の種々の観点は、ＵＷＢ無線通信システムとの関連で記載してもよい。これらの発明の観点は、この出願とともに使用するためによく適しているかもしれないけれども、当業者は、これらの発明の観点は、種々の他の通信環境に使用するために同様に適用可能であることを容易に理解するであろう。従って、ＵＷＢ通信システムへのいかなる言及も、そのような観点は広範囲のアプリケーションを有するという理解とともに、発明の観点を例証するに過ぎないことを意図している。

図１は、無線通信システムにおけるピコネット(piconet)のためのネットワークトポロジーの一例を図解する。「ピコネット」は特別な(ad-hoc)方法で無線技術を用いて接続された通信装置または端末の収集である。少なくとも１つの実施形態において、各ピコネットは、１つのマスター端末およびマスター端末に対してスレーブである任意の数のメンバー端末を有する。図１において、ピコネット１０２は、いくつかのメンバー端末１０６間の通信をサポートするマスター端末１０４を有して示される。マスター端末１０４はピコネット内のメンバー端末１０６の各々と通信することができるかもしれない。また、メンバー端末１０６は、マスター端末１０４の制御下で互いに直接通信することができるかもしれない。以下により詳細に説明されるように、ピコネット１０２内の各メンバー端末１０６は、ピコネット外の端末と直接通信することができるかもしれない。

マスター端末１０４は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）あるいは任意の他の多元接続スキームのような任意の多元接続スキームを用いて、メンバー端末１０６と通信してもよい。本発明の種々の観点を例証するために、図１に示される無線通信システムは、ＴＤＭＡ技術とＣＤＭＡ技術の両方を採用するハイブリッド多元接続スキームに関連して記載されるであろう。当業者は、本発明がそのような多元接続スキームに決して限定されないことを容易に理解するであろう。

ＴＤＭＡ通信において、マスター端末１０４は、周期的なフレーム構造を用いてメンバー端末１０６と通信してもよい。このフレームは技術的にしばしばメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）フレームと呼ばれる。なぜなら、それは種々のチャネルのために通信媒体にアクセスを提供するために使用されるからである。フレームは、特定のアプリケーションおよび全体の設計制約に依存して任意の継続期間であってよい。さらに、フレームは、任意の数のタイムスロットに分割されてＴＤＭＡ通信をサポートしてもよい。議論を簡単にするために、マスター端末１０４によるパイロット信号ブロードキャストは、各フレームの第１のタイムスロット内に位置していてもよい。フレーム内のパイロット信号の正確なロケーションは、熟達した職人の好みに応じてシステムごとに変化するであろう。

パイロット信号は、変調されていないスペクトル拡散信号であってもよく、または従来の無線通信システムにおいて一般に使用される任意の他の基準信号であってもよい。スペクトル拡散通信システムにおいて、マスター端末１０４に特有の擬似ランダム雑音（ＰＮ）コードを用いてパイロット信号を拡散してもよい。相関プロセスを使用して、メンバー端末１０６は、図１のマスター端末１０４によってブロードキャストされたパイロット信号のような最も強いパイロット信号を得るためにすべての可能なＰＮコードをサーチしてもよい。マスター端末１０４に同期するために、パイロット信号はメンバー端末１０６によって使用されてもよい。また、パイロット信号は、マスター端末１０４からの通信をコヒーレントに復調するために位相基準としてメンバー端末１０６により使用してもよい。スペクトル拡散パイロット信号の獲得は技術的によく知られている。

メンバー端末１０６がパイロット信号を獲得すると、メンバー端末１０６は、種々の制御チャネルおよびトラフィックチャネルを介してマスター端末１０４と通信してもよい。１つ以上の制御チャネルは、フレーム内の任意の数のタイムスロットに時分割多重してもよい。制御チャネルのためのタイムスロット割当は、先験的にメンバー端末１０６により知られているので、メンバー端末１０６がパイロット信号に同期されると制御チャネルは、アクセスされてもよい。制御チャネルは、マスター端末１０４により使用されピコネット内通信をスケジュールしてもよい。「ピコネット内通信」という用語は、同じピコネット内に存在する端末間の通信を指す。マスター端末１０４は、ピコネット内通信をサポートするためにフレーム内に１つ以上のタイムスロットを割り当ててもよい。一例として、特定の送信端末および特定の受信メンバー端末は、フレーム内のｎ番目のタイムスロットの期間に通信するようにスケジュールしてもよい。送信端末は、フレーム内のｎ番目のタイムスロットの一部を使用してパイロット信号を送信してもよい。パイロット信号は通信をコヒーレントに復調するために受信端末により使用されてもよい。また、マスター端末１０４は、ＣＤＭＡスキームを用いてピコネット内の任意の数の端末１０６にスロット内の送信機会を与えてもよい。

また、マスター端末１０４は、高データレート通信を管理するために使用されてもよい。これは、マスター端末１０４を用いて最小のデータレートまたは閾値データレートをサポートすることができるこれらの端末のみがピコネット１０２に加入することを許可することにより達成してもよい。例えば、ＵＷＢ通信システムにおいて、１．２２８８Ｍｂｐｓのデータレートは、伝搬条件に応じて３０−１００メートルの距離でサポートしてもよい。これらのシステムにおいて、マスター端末１０４は少なくとも１．２２８８Ｍｂｐｓのデータレートをサポートすることができるメンバー端末１０６を備えたピコネット１０２を組織するように構成してもよい。より高いデータレートが望まれる場合、範囲はさらに制限されるかもしれない。一例として、１００Ｍｂｐｓのデータレートは１０メートルのレンジでＵＷＢシステムで達成してもよい。

メンバー端末１０６は、マスター端末１０４からのパイロット信号ブロードキャストを用いてリンク品質を測定することによりピコネットの最小データレート要件をメンバー端末１０６が満足させることができるかどうかを決定するように構成してもよい。より詳細に上述したように、端末は、相関プロセスを介して最も強いパイロット信号を識別してもよい。次に、リンク品質を、技術的に良く知られた手段により最も強いパイロット信号からキャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比を計算することにより測定してもよい。Ｃ／Ｉ比計算に基づいて、次に、メンバー端末１０６は、最小のまたは閾値データレートが技術的に良く知られた手段によりサポートされてもよいかどうかを決定してもよい。メンバー端末１０６が、最小のまたは閾値のデータレートがサポートされているかもしれないと決定するなら、メンバー端末１０６は、適切な制御チャネルを介してマスター端末１０４を登録することによりピコネット１０２に加入することを試みてもよい。

メンバー端末１０６は、ライン電力または他の電源の利用可能性により、またはより大きな蓄えられた電力（バッテリー）または管理上のステータスにより、これらの強化された能力に基づいた好適なマスター端末であってもよい。強化された能力を有したメンバー端末１０６がピコネット１０４に登録された後、メンバー端末１０６はシグナリングメッセージの交換を介してピコネットの制御を得ようと試みる。ピコネットマスター１０４がそれ自体好適なピコネットマスターでないなら、ピコネットマスター１０４は、制御をメンバー端末１０６に引き渡してもよい。制御を引き渡すプロセスにおいて、ピコネットマスター１０４は、現在の状態（例えば、継続する予約、ブリッジ端末等）をメンバー端末１０６に転送してもよい。状態転送が完了した後で、ピコネットマスターは、そのパイロット信号を停止してもよく、メンバー端末１０６は、そのパイロット信号を送信することにより新しいピコネットマスターになってもよい。前者のピコネットマスター１０４に登録された端末は、再獲得して新しいピコネットマスター１０６に再登録してもよい。少なくとも一実施形態において、他のメンバー端末１０６からの通信は、メンバー端末１０６がピコネットの制御を獲得する前に新しいピコネットマスターにリダイレクト(redirect)してもよい。

いくつかのインスタンスにおいて、端末は、所定の時間の後で、最小のデータレートまたは閾値データレートをサポートするために十分な信号強度のパイロット信号を発見することができないかもしれない。これは任意の数の理由に起因するかもしれない。一例として、端末は、マスター端末から離れすぎているかもしれない。あるいは、伝播環境は必要なデータレートをサポートするのに不十分かもしれない。いずれにしても、端末は既存のピコネットに加入することができないかもしれない。図２は、図１のピコネット１０２に加入することができない無線端末２０２を有したネットワークトポロジーの一例を図解する。

図２を参照して、端末２０２がマスター端末１０４からはるか遠くにある場合、端末２０２は、マスター端末１０４によってブロードキャストされたパイロット信号から計算されたＣ／Ｉ比から、最小のデータレートまたはしきい値データレートは、維持することができないことを決定してもよく、または端末２０２は、マスター端末１０４からのパイロット信号をデコードすることができないかもしれない。その結果、端末２０２は、独自のパイロット信号を送信することによりピコネット１０２とは独立して分離された端末として動作するかもしれない。簡潔により詳細に記載される方法において、分離された端末２０２は、ブリッジ端末を介してピコネット１０２内の任意のメンバー端末１０６とピアツーピア通信に従事してもよい。「ピアツーピア通信」は、マスター端末によって制御されない端末間の通信を指す。以下に述べるように、マスター端末は、事実上は、ブリッジ端末からのピアツーピア送信に適応するためにピコネットスケジュール内の時間を取るかもしれない。

マスター端末１０４は、メンバー端末１０６ａのようなピコネットエッジ端末として任意の数のメンバー端末１０６を指定してもよい。ピコネットエッジ端末の指定は、種々のメンバー端末１０６からのフィードバックに基づいていてもよい。一例として、各メンバー端末１０６からの計算されたＣ／Ｉ比は、ピコネット１０２の端に位置するこれらのメンバー端末のおおよその表示を提供してもよい。ピコネットエッジ端末１０６ａには、分離された端末からのパイロット信号を聞くタスクが割り当てられてもよい。ピコネットエッジ端末１０６ａが、図２の分離された端末２０２のような分離された端末からのパイロット信号を検出すると、ピコネットエッジ端末１０６ａは、分離された端末２０２とピアツーピア接続を確立してもよい。最も純粋な意味におけるピアツーピア通信はランダムであるけれども、マスター端末１０４は、ピコネットエッジ端末１０６ａの送信時間および受信時間をスケジュールすることによりこれらの通信に対して多少の制御を行使してもよい。干渉を低減するために、マスター端末１０４は、異なる時間にピコネットエッジ端末により、ピコネット間通信およびピアツーピア通信をスケジュールしてもよい。分離された端末２０２とピコネット１０２内のメンバー端末１０６との間の通信は、ブリッジ端末１０６ａを介してサポートされていてもよい。

分離された端末２０２は新しいピコネットのためのマスター端末になってもよい。電源を入れると、十分な強度を有して分離された端末２０２からブロードキャストされたパイロット信号を受信することができる端末は、パイロット信号を獲得しようと試みてもよくこの分離された端末のピコネットに加入してもよい。図３は、この種のネットワークトポロジーの例を図解する。第１のピコネット１０２は、マスター端末１０４がいくつかのメンバー端末１０６をサポートする、図１に関連して記載した同じピコネットである。図２に関して記述された、分離された端末２０２は、第２のピコネット３０２のマスター端末になった。第２のピコネット３０２のマスター端末２０２は複数のメンバー端末３０６をサポートするために使用されてもよい。

様々なメンバー端末３０６からのフィードバックを使用して、第２のピコネット３０２内のマスター端末２０２は、メンバー端末３０６ａのような１つ以上のメンバー端末３０６をピコネットエッジ端末として指定してもよい。また、より詳細に上述したように、第１のピコネット１０２内のマスター端末１０４は、メンバー端末１０６ａのような１つ以上のメンバー端末をピコネットエッジ端末として指定してもよい。分離された端末からブロードキャストされたパイロット信号を聞くことに加えて、各ピコネットエッジ端末も他の隣接するピコネットマスター端末からブロードキャストされたパイロット信号を聞いてもよい。一例として、第１のピコネット１０２からのピコネットエッジ端末１０６ａが第２のピコネット３０２内のマスター端末２０２からブロードキャストされたパイロット信号を検出すると、ピコネットエッジ端末１０６ａは、マスター端末２０２との接続を確立してもよい。マスター端末２０２は、その接続を維持してもよいし、または、その接続維持するためにピコネットエッジ端末３０６ａを第２のピコネット３０２に割り当ててもよい。ピコネットエッジ端末１０６ａおよび３０６ａはブリッジ端末と呼んでもよい。第１のピコネット１０２内の端末と第２のピコネット３０２内の端末との間の通信は、ブリッジ端末１０６ａおよび３０６ａを介してサポートされてもよい。

独自のパイロット信号の送信の開始前に既存のピコネットマスターからのパイロット信号を端末がサーチする時間は、特定の通信アプリケーションおよび全体の設計制約に依存して変化してもよい。一実施形態において、サーチ時間は端末の機能強化された能力の関数であってよい。機能強化された能力を有する端末は、パイロット信号を送信することを開始する前により短いサーチ時間を使用してもよい。

図１に返って、マスター端末１０４はピコネット１０２に加入してもよいメンバー端末１０６の数を管理するように使用されてもよい。この実施形態において、マスター端末１０４は、登録されたメンバー端末１０６のテーブルをメモリに保持する。メモリに記憶された登録された端末の数を閾値数と比較してもよい。閾値数は、工場においてあらかじめ決定されてもよいし、または通信環境または他の関連する要因に依存して動的に調節してもよい。いずれにしても、登録されたメンバー端末の数が閾値に到達すると、マスター端末１０４は、パイロット信号の電力レベルを低減してもよい。パイロット信号の電力レベルが低減されると、マスター端末１０４から最も遠いあるメンバー端末はもはや、最小または閾値データレートを維持することができるレベルでパイロット信号を受け取ることができないかもしれない。これらの端末は、ピコネット１０２内の会員資格を落とすかもしれず、別のピコネットマスター端末をサーチするかもしれない。これらの端末の１つ以上が適切なピコネットマスター端末を見つけることができない場合、ピコネット端末は独自のパイロット信号を送信することにより分離された端末として動作を開始するかもしれない。ピコネット端末は、１つ以上の無線装置がピコネット端末を登録するときまで、ピアツーピア通信のための分離された端末であり続けてもよく、それにより新しいピコネットを形成する。

図４は、端末の１つの可能な構成を例証する概念的なブロック図である。当業者は理解するであろうように、端末の正確な構成は特定のアプリケーションおよび全体の設計制約に依存して変化してもよい。明瞭さと完全性のために、様々な発明概念は、スペクトル拡散能力を備えたＵＷＢ端末に関連して記載されるであろう。しかしながら、そのような発明概念は、同様に、種々の他の通信装置に使用するのに適している。従って、スペクトル拡散ＵＷＢ端末への任意の参照は、そのような観点は、広範囲のアプリケーションを有するという理解をともなって、この発明の種々の観点を結局例証することを意図している。

端末は、アンテナ４０４に接続されたフロントエンドトランシーバー４０２を用いて実施してもよい。ベースバンドプロセッサー４０６を用いて信号処理並びにエグゼグティブコントロールおよび全体のシステム管理機能を提供してもよい。また、端末は、キーパッド、ディスプレイ、リンガー、バイブレータ、オーディオスピーカー、マイクロフォンおよびその他同種のもののような様々なユーザーインターフェースを含んでいてもよい。

トランシーバー４０２は受信機４１０を含んでいてもよい。受信機４１０は、アンテナ４０４から受信されたＲＦ周波数におけるアナログ波形をデジタルベースバンド信号に変換するために使用されてもよい。また、受信機４１０も全体の性能を改良するために種々の利得およびフィルター関数を提供するために使用されてもよい。

トランシーバー４０２はまた送信機４１２を含んでいてもよい。送信機４１２は、ベースバンドプロセッサー４０６からのデジタルベースバンド信号を、アンテナ４０４を介した無線送信のためのＲＦ周波数におけるアナログ波形に変換するために使用されてもよい。また、送信機４１２は、技術的に良く知られる種々の電力制御関数をサポートするために波形を整形し、利得調整を提供するために使用されてもよい。

ベースバンドプロセッサー４０６は、パイロット信号獲得、時間同期、周波数追跡、スペクトル拡散処理、変調および復調機能、および順方向誤り訂正のような種々の信号処理機能を提供するモデム４１３を含んでいてもよい。モデム４１３により実行される信号処理機能は、コントローラー４１４により制御され、調整されてもよい。

電力が最初に端末に印加されると、コントローラー４１４は、マスター端末からブロードキャストされるスペクトル拡散パイロット信号のために、受信機４１０から出力されるデジタルベースバンド信号を介してモデム４１３によるサーチを含む種々の信号処理機能を引き起こすために使用されてもよい。これは、サーチャー４１６およびＰＮコード発生器４１８の協力を通して達成してもよい。ＰＮコード生成部４１８は、サーチャーがＰＮコード発生器４１８により発生された各コードを、デジタルベースバンド信号内のスペクトル拡散パイロット信号を合わせようと試みるときすべての可能なＰＮコードに一定の順序に配列するために使用されてもよい。サーチャー４１６が成功し、コントローラー４１２により確立された所定時間内にパイロット信号を見つけるなら、ベースバンドプロセッサー４０６は、その動作をマスター端末に従属させるように構成されてもよい。上述したように、所定時間は、端末の能力の関数として設定されてもよい。サーチャー４１６が複数のパイロット信号を検出するなら、サーチャー４１６は、その動作を獲得してマスター端末に従属させるために最も強いパイロット信号を選択してもよい。

詳細に上述したように、パイロット信号の獲得は、ピコネットの最小データレート要件に依存してもよい。サーチャー４１６は、リンク品質を示すパイロット信号からのパラメーターを計算し評価することによりこの条件が満足されることを保証するために使用されてもよい。一例として、サーチャー４１６は、パイロット信号からのＣ／Ｉ比を計算し、結果とし得られる計算値を閾値と比較するように構成してもよい。この方法を使用して、しきい値を越える最も強いパイロット信号が得られるかもしれない。

マスター端末のためのパイロット信号が獲得されると、ＰＮコード生成部４１８によって生成され、パイロット信号を関連させるためにサーチャー４１６によって使用されるコードは、変調器４２０に供給してもよい。このコードは、マスター端末に割り当てられたユニークなＰＮコードの局所的に生成されたレプリカである。変調器４２０は、コードを用いてマスター端末への種々の通信を拡散する。種々の通信は、コントローラー４１４により発生された登録情報、サーチャー４１６により計算されるＣ／Ｉ比、および任意の他のシグナリング情報を含む。例えば、端末が好適なマスター端末であるので端末がピコネットの制御を得ようと試みているならコードはこのように使用されてもよい。この情報は、一般的なコンテンションおよび予約技術を用いてまたはウオルシュコードのような直交コードを用いて、時分割多重スキームまたはＴＤＭＡスキームを用いることによりチャネル化してもよい。いずれにせよ、このスペクトル拡散情報は、フレーム内の適切な制御チャネルタイムスロットにおいて送信機４１２にリリースされてもよい。

１つ以上の制御チャネル上の情報をリカバーするために変調器４２０に供給されたコードと同じコードが復調器４２２に供給されてもよい。リカバーされた情報は、コントローラー４１４のための種々のコマンドおよびアクノレジメントを含んでいてもよい。一例として、リカバーされた情報は、端末が成功裏にマスター端末に登録されたことを示す、またはマスター端末がピコネットの制御をベースバンドプロセッサー４０６に手放すであろうことを示すアクノレジメントを含んでいてもよい。

制御チャネルから復調器４２２によりリカバーされてもよい情報の他の例は、端末がピコネットの端にあるならそうであるように、端末にピコネット外のパイロット信号を聞くように命令するコマンドである。これに応答して、コントローラー４１４は、サーチャーがこの機能を実行するのをイネーブルにしてもよい。サーチの結果は、マスター端末のためのＰＮコードの局所的に発生されるレプリカとともに結果を拡散するために変調器４２０を用いてマスター端末に報告を返してもよい。

また、スケジューリング情報も制御チャネルから復調器４２２によりリカバーされコントローラー４１４に供給されてもよい。スケジューリング情報は、端末のための送信時間および受信時間を含んでいてもよい。通信がスペクトル拡散であるなら、スケジューリング情報も各送信と受信のためのＰＮコード割当を含んでいてもよい。コントローラー４１４はこのスケジューリング情報を用いてベースバンドプロセッサー４０６を管理してもよい。

電源入力時のパイロット信号獲得プロセスの時点に少しの間戻ると、所定の時間内に適切な強さのパイロット信号が獲得できないなら、サーチャー４１６をディスエーブルするようにコントローラー４１４を構成してもよい。サーチャー４１６がディスエーブルになると、コントローラー４１４は、ベースバンドプロセッサー４０４を、分離された端末またはマスター端末として構成してもよい。この構成において、コントローラー４１４は、パイロット信号発生器４２３をイネーブルにするために使用されてもよい。パイロット発生器４２３は、パイロット信号を変調器４２０に供給するために使用されてもよい。変調器４２０は、端末に固有のＰＮコードを用いてパイロット信号を拡散してもよい。次に、スペクトル拡散パイロット信号は、アンテナ４０４を介した無線ブロードキャストのために送信機４１２に供給されてもよい。

コントローラー４１４はピコネットのサイズを管理するために、パイロット信号の電力レベルを制御してもよい。これは様々な方法で達成してもよい。一例として、コントローラー４１４は、すべての登録された端末のリストをメモリに維持するように構成してもよい。この登録はメンバー端末の移動度により変化するので、コントローラー４１４は、周期的に登録された端末の数を閾値と比較するように構成してもよい。閾値は、時間に依存する通信に悪影響を及ぼすことを回避するためにピコネット内のトラフィック量を限定するように設定してもよい。端末登録の数が閾値を越えるなら、コントローラー４１４は、送信機４１２においてパイロット信号の電力を低減してもよい。ピコネットの端にある端末は、ピコネットの最小データレート要件をもはや満足することができないので、これは、ピコネットの端にある端末が会員資格を落とさせなければならない。

また、コントローラー４１４はさまざまな制御機能を実行するように使用してもよい。一例として、１つ以上の制御チャネルを用いて登録プロセスを完了するためにメンバー端末を用いて双方向通信に従事してもよい。個々のメンバー端末のＣ／Ｉ比計算に基づいたピコネットエッジ端末割当およびスケジューリング割当もコントローラーにより行ってもよい。制御チャネルに関する情報は、送信のための変調器４２０による端末ＰＮコードを用いて拡散してもよく、受信すると復調器による端末ＰＮコードを用いてリカバーしてもよい。

ベースバンドプロセッサー４０６がピコネットのマスターまたはメンバー端末として構成されようとそうでなかろうと、トラフィック通信が処理される方法は基本的に同じである。バッファー４２４は、キーパッドからのデータまたはマイクロフォンからの音声のような１つ以上の種々のユーザーインターフェース４０８からのデータを記憶するために使用されてもよい。コントローラー４１４は、スケジュールされた時刻にバッファー４２４からのデータをリリースするために使用されてもよい。畳み込みコーディングおよびインターリービングのためにデータはエンコーダー４２６に供給されてもよい。符号化されたデータは、その送信に割り当てられた適切なＰＮコードを用いて変調と拡散のために変調器４２０に供給されてもよい。結果として得られるデータは次にアンテナ４０４を介して無線送信のために送信機４１２に供給されてもよい。

復調器４２２はレーキ受信機を用いて他の端末により送信されたデータをリカバーしてもよい。レーキ受信機は、技術的に良く知られている。レーキ受信機は、ダイバーシティ利得を得るために解決できるマルチパスの独立したフェージングを使用する。特に、レーキ受信機は、送信している端末から１つ以上のマルチパスを処理するように構成してもよい。各マルチパスは、別個のフィンガープロセッサーに供給されＰＮコード逆拡散を実行してもよい。サーチャー４１６は、トラフィック信号内に埋め込まれたパイロットを使用して強いマルチパスの到着を識別し、フィンガーをレーキ受信機に割り当ててもよい。次に、各フィンガープロセッサーからの結果は、結合されてデータをリカバーしてもよい。リカバーされたデータは、復調され、デインターリービング、デコーディングおよびフレームチェック機能のためにデコーダー４２８に供給されてもよい。次に、デコードされたデータは、ディスプレイまたはオーディオスピーカーのような１つ以上の様々なユーザーインターフェース４２０に供給されてもよい。

ここに開示されている実施形態に関連して説明された多様な例示的な論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサー、デジタルシグナルプロセッサー（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジックデバイス、離散ゲートまたはトランジスタロジック、離散ハードウェア構成要素、またはここに説明される機能を実行するように設計されたその任意の組み合わせをもって実施または実行されてよい。汎用プロセッサーは、マイクロプロセッサであってよいが、代替策ではプロセッサーは、任意の従来のプロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラーまたは状態機械であってよい。プロセッサーは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１台または複数台のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のこのような構成など計算装置の組み合わせとして実現されてもよい。ここに開示された実施形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムは、ハードウェア内、プロセッサーによって実行されるソフトウェアモジュール内、あるいは２つの組み合わせの中で直接的に具現化されてよい。ソフトウェアモジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に既知である任意の他の形式の記憶媒体に常駐してよい。記憶媒体は、プロセッサーが記憶媒体から情報を読むことができ、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサーに接続してもよい。代替策では、記憶媒体はプロセッサーに一体化してよい。プロセッサー及び記憶媒体はＡＳＩＣに常駐してよい。ＡＳＩＣは、加入者局にまたは他のところに存在していてもよい。代替策では、プロセッサー及び記憶媒体は加入者局にまたはアクセスネットワーク内のどこかに離散的な構成要素として存在してよい。

開示された実施形態の上述の記載は、当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変形は、当業者には容易に明白であろう。そしてここに定義される総括的原理は、この発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用してもよい。従って、この発明は、ここに示される実施形態に限定することを意図したものではなく、ここに開示される原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲が許容されるべきである。

図１はピコネットの一例を図解する概念図である。 図２は、分離された端末とピアツーピア接続を有するピコネットの一例を図解する概念図である。 図３は２つの隣接するピコネットの一例を図解する概念図である。 図４は、ピコネット内で動作することができる端末の一例を図解する機能ブロック図である。

Claims (32)

1. 閾値電力レベルを超える遠隔端末からの入力パイロット信号をある期間聞くように構成された受信機と、
   前記受信機が前記期間内にそのような入力パイロット信号を検出するなら遠隔端末の制御下で動作し、そのようなパイロット入力信号が前記期間内に前記受信機により検出されないなら、前記遠隔端末とは独立して動作し、そのような独立動作は、パイロット信号送信をイネーブルにすることを含むように構成されたプロセッサーとを備えたモジュール。
2. 前記プロセッサーはさらに前記送信されたパイロット信号を獲得する第２の遠隔端末との通信リンクを確立するように構成される、請求項１のモジュール。
3. 前記プロセッサーは、さらに前記送信されたパイロット信号を獲得する複数の第２の遠隔端末の各々を登録するように構成された、請求項１のモジュール。
4. 前記プロセッサーは、端末登録の数を管理するようにさらに構成される、請求項３のモジュール。
5. 前記プロセッサーは、前記パイロット信号送信の電力レベルを調節することにより端末登録の数を管理するようにさらに構成される、請求項４のモジュール。
6. 前記プロセッサーはさらに登録された端末の各々からのフィードバックを受信し、前記フィードバックに基づいて未登録の端末との通信をサポートするために１つ以上の前記登録された端末を指定するように構成された、請求項３のモジュール。
7. 前記登録された端末の各々により供給されるフィードバックは、それぞれの登録された端末において測定された送信されたパイロット信号強度のインジケータで、請求項６のモジュール。
8. 前記プロセッサーは、未登録端末からの通信のための要求を受信し、未登録端末との通信のために前記登録された端末の１つを割り当てるようにさらに構成される、請求項１のモジュール。
9. 前記プロセッサーは、前記遠隔端末を用いてサポートすることができる最小のデータレートの関数として前記閾値電力レベルを設定するようにさらに構成される、請求項１のモジュール。
10. 前記受信機が前記期間内にそのような入力パイロット信号を検出するなら、前記遠隔端末を登録するようにさらに構成される、請求項１のモジュール。
11. 前記受信機はさらに前記遠隔端末で登録されない第２の遠隔端末から第２の入力パイロット信号を聞くように構成され、前記プロセッサーはさらに前記受信機が前記第２の入力パイロット信号を検出するなら前記第２の遠隔端末と通信リンクを確立するように構成される、請求項１０のモジュール。
12. 前記プロセッサーはさらに前記遠隔端末の制御下で前記第２の入力パイロット信号を聞くように前記受信機をスケジュールするように構成される、請求項１１のモジュール。
13. 前記プロセッサーはさらに前記遠隔端末の指示の下に前記遠隔端末で登録されない第２の遠隔端末と通信リンクを確立するように構成される、請求項１０のモジュール。
14. 前記受信機がそのような入力パイロット信号を聞く期間はモジュールの能力の関数である、請求項１のモジュール。
15. 入力パイロット信号を獲得し遠隔端末の制御下で動作する目的で閾値電力レベルを超える遠隔端末からのそのような入力パイロット信号をある期間聞くことと、
    そのような入力パイロット信号が前記期間内に獲得されなかったと決定することと、
    前記遠隔端末とは独立して動作することであって、そのような独立した動作は、パイロット信号を送信することを含むこととを備えた通信の方法。
16. 第２の遠隔端末と通信リンクを確立することをさらに備えた、請求項１５の方法。
17. 複数の第２の端末の各々を登録することをさらに備えた、請求項１５の方法。
18. 端末登録の数を管理することをさらに含む、請求項１７の方法。
19. 前記端末登録の数の管理は、前記送信されたパイロット信号の電力レベルを調節することを備えた、請求項１８の方法。
20. 前記登録された端末の各々からフィードバックを受信することと、前記１つ以上の登録された端末をエッジ端末として指定し、前記フィードバックに基づいて未登録端末との通信をサポートすることとをさらに備えた、請求項１７の方法。
21. 前記登録された第２の端末の各々により供給されるフィードバックは、そのそれぞれの登録された端末において測定されたパイロット信号強度のインジケーターである、請求項２０の方法。
22. 未登録された端末からの通信のための要求を受信することと、前記登録された端末の１つを割当、前記未登録端末と通信することとをさらに備えた、請求項１５の方法。
23. 閾値電力レベルを超える遠隔端末から入力パイロット信号をある期間聞く手段と、
    そのような入力パイロット信号が前記期間内に検出されるなら前記遠隔端末の制御下で動作する手段と、
    そのような入力パイロット信号が前記期間内に検出されないなら前記遠隔端末とは独立して動作する手段であって、そのような独立動作は、パイロット信号送信をイネーブルにすることを含む手段とを備えたモジュール。
24. 前記送信されたパイロット信号を獲得する複数の第２の遠隔端末を登録する手段をさらに備えた、請求項２３のモジュール。
25. 前記パイロット信号送信の電力レベルを調節することにより端末登録の数を管理するための手段をさらに備えた、請求項２４のモジュール。
26. 前記遠隔端末でサポートすることができる最小データレートの関数として前記閾値電力レベルを設定する手段をさらに備えた、請求項２３のモジュール。
27. 通信の方法を実行するためにコンピュータプログラムにより実行可能な命令のプログラムを具現化するコンピュータ読み出し可能媒体において、前記方法は、
    そのような入力パイロットを獲得し遠隔端末の制御下で動作する目的で閾値電力レベルを超える遠隔端末からそのような入力パイロット信号をある期間聞くことと、
    そのような入力パイロット信号が前記期間内に獲得されなかったことを決定することと、
    前記遠隔端末とは独立して動作することであって、そのような独立動作は、パイロット信号を送信することを含むこととを備えた、コンピュータ読み出し可能媒体。
28. 前記方法は、前記送信されたパイロット信号を獲得する複数の第２の遠隔端末を登録することをさらに備えた、請求項２７のコンピュータ読み出し可能媒体。
29. 前記方法は、パイロット信号送信の電力レベルを調節することにより端末登録の数を管理することをさらに備えた、請求項２８のコンピュータ読み出し可能媒体。
30. 前記方法は、前記遠隔端末でサポートすることができる最小データレートの関数として前記閾値電力レベルを設定することをさらに備えた、請求項２７のコンピュータ読み出し可能媒体。
31. 遠隔端末からの入力パイロット信号を獲得するためにある期間聞くことと、
    そのような入力パイロット信号が前記期間内に獲得されたことを決定することと、
    そのような入力パイロット信号が獲得されたなら前記遠隔端末でシグナリングメッセージを交換することと、
    前記遠隔端末と独立して動作する目的のためにパイロット信号送信をイネーブルにすることと、
    前記送信されたパイロット信号を獲得する複数の第２の遠隔端末を登録することであって、前記第２の遠隔端末は、前記シグナリングメッセージの交換の前に前記遠隔端末で以前に登録されていることとを備えた通信の方法。
32. 遠隔端末からの入力パイロット信号を獲得するためにある期間聞くように構成された受信機と、
    前記受信機がそのようなパイロット信号を前記期間内に検出するなら、そのような入力信号を獲得し、そのような入力パイロット信号が獲得されたなら前記遠隔端末でシグナリングメッセージを交換し、前記遠隔端末とは独立して動作する目的でパイロット信号送信をイネーブルにし、前記送信されたパイロット信号を獲得する複数の第２の遠隔端末を登録し、前記第２の遠隔端末は、前記シグナリングメッセージの交換前に前記遠隔端末で以前に登録されるように構成されたプロセッサーとを備えた通信の方法。

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