JP2009500888A - 無線通信ネットワークのためのリカバリー技術 - Google Patents

Abstract

装置が、無線通信ネットワークにおけるリソースの割り当てを担当するコーディネータ装置を有する無線通信ネットワークに参加する。さらに、装置は、無線通信ネットワークにおいて遠隔装置とのピアツーピア接続を確立する。このピアツーピア接続は、コーディネータ装置からのリソースの予約に基づいており、予約は、１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有する。無線通信ネットワークからコーディネータ装置の消失を検出すると、ピアツーピア接続の１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って、遠隔装置との通信が継続する。

Description

本発明は、無線通信に関する。より具体的には、本発明は、無線通信ネットワークにおけるリカバリー技術に関する。
この国際出願は、２００５年６月３０日に出願された「Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」という名称の米国特許出願第１１／１６９，７６５号に基づき、これに対する優先権を主張するものであり、その内容の全てを引用によりここに組み入れる。

短距離無線通信ネットワークは、典型的には、１００メートル又はそれより短い通信距離を有する装置を含む。長距離にわたる通信を提供するために、これらのネットワークは、他のネットワークと接続することが多い。例えば、短距離ネットワークは、セルラー式ネットワーク、有線電気通信ネットワーク、及びインターネットと接続することができる。
短距離無線ネットワーク内の端末は、アドホック方式で動作することが多い。すなわち、これらの端末は、互いに動的に接続を形成し、終了させる。例えば、端末は、その通信距離又はカバレージ・エリア内で別の端末と通信することを望む場合に、接続することができる。

アドホック・ネットワークは、典型的には、短距離通信によく適した無線伝送技術を使用する。このような技術の例は、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ＩＥＥＥ８０２．１５．３、超広域帯（ＵＷＢ）技術を含む。
ブルートゥース及びＩＥＥＥ８０２．１５．３ネットワークのような、種々の短距離ネットワークは、無線パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）又はピコネットと呼ばれる。これらのネットワークは、単一のコーディネータ装置（例えば、マスター又はピコネット・コーディネータ）と、多数の非コーディネータ装置（例えば、ＤＥＶ又はスレーブ装置）とを含む。

ＩＥＥＥ８０２．１５．３は、多数の装置（ＤＥＶ）を有するＷＰＡＮを指定する。これらの装置の１つは、ピコネット・コーディネータ（ＰＮＣ）として機能し、他の装置は、非コーディネータの役割で動作する。ＩＥＥＥ８０２．１５．３ピコネットのタイミングは、ネットワーク装置を通信リソースに割り当てることができる「スーパーフレーム」の反復パターンに基づいている。
ＩＥＥＥ８０２．１５．３ピコネット内部の装置間の接続は、「通常の」接続又はピアツーピア接続のいずれかとすることができる。「通常の」接続においては、全てのトラフックがＰＮＣを通して経路指定され、ピアツーピア接続においては、全てのトラフィックが、ピア装置（ＤＥＶ）間で直接送られる。しかしながら、ピアツーピア接続により通信するために、ＰＮＣは、ピコネットの共通の伝送媒体の一部分をＤＥＶに割り当てるので、ピアツーピア接続は、依然としてＰＮＣの関与を必要とする。これは、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ネットワークにおいて、ＰＮＣが、全てのタイプの接続（すなわち、通常の接続及びピアツーピア接続）について接続の確立を処理し、ネットワークのリソースを割り当てるためである。

さらに、接続が未定である間中、ＰＮＣの役割は重要である。例えば、ピコネットのＰＮＣが、ピコネット内の他のＤＥＶとの接続を失った場合、或いは、ＰＮＣがそのような接続を一時的に終了させる必要がある場合、これらのＤＥＶに関係する全ての接続が完全に失われる。従って、ＰＮＣは、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ピコネットにおけるシングル・ポイント障害である。
このような障害からのピコネットのリカバリーは、全てのレベル（例えば、物理的、論理的、リンク、ネットワーク等）において、その接続を再形成することを必要とする。残念なことに、これは、ピコネットを照会する、近くのＤＥＶを判断するといったタスクを必要とする複雑なプロセスである。さらに、リカバリーされるピコネットに対して、認証及び鍵交換手順を行うことも必要になり得る。

このような手順は、相当な量の貴重な時間を必要とするので望ましくない。さらに、ＰＮＣの消失により、ピコネットを再形成できない場合には、データが失われることもある。従って、コーディネータ装置との接触が失われたとき、装置が、通信接続を維持するための技術が必要である。

本発明は、無線通信装置のためのリカバリー技術を提供する。例えば、本発明の実施形態によると、装置及び方法は、無線通信ネットワークにおけるリソースの割り当てを担当するコーディネータ装置を有する無線通信ネットワークに参加することができる。さらに、装置及び方法は、無線通信ネットワークにおいて遠隔装置とのピアツーピア接続を確立することができる。このピアツーピア接続は、コーディネータ装置からのリソースの予約に基づいており、予約は、１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有する。無線通信ネットワークからコーディネータ装置の消失を検出すると、ピアツーピア接続の１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って遠隔装置との通信が継続する。
この消失は、種々の方法で検出することができる。例えば、この検出は、コーディネータ装置からビーコンの伝送を受信しないこと、又は、コーディネータ装置から所定の数の連続するビーコンの伝送を受信しないことを含むことができる。

本発明の態様において、ピアツーピア接続を通して照会を遠隔装置に送ることができる。この照会は、無線通信ネットワークからのコーディネータ装置の消失を検出したかどうかを、遠隔装置に尋ねるものである。この照会に対する応答は、遠隔装置が、コーディネータ装置の存在を引き続き検出することを示し得る。代替的に、応答は、遠隔装置がコーディネータ装置の消失を検出したことも示し得る。
この場合、装置及び方法は、所定の時間間隔の間、コーディネータ装置が再び出現するのを待つ。所定の時間間隔の間、コーディネータ装置が再び出現しない場合には、装置及び方法は、遠隔装置を用いて、無線通信ネットワークのための新しいコーディネータ装置になるかどうかを決定する。

本発明はまた、本発明の種々の機能を実行するように構成されたトランシーバ及びコントローラを有する装置を提供する。さらに、本発明はまた、コンピュータ・プログラム製品及びシステム態様を提供する。
また、本発明は、通信リソースの割り当てのための分散型アプローチを用いる、ネットワークのためのリカバリー技術を提供する。
本発明の実施形態は、有利に時間を節約し、情報の損失を防ぐ。本発明のさらなる特徴及び利点は、以下の説明及び添付図面から明らかになるであろう。

図面において、同様の参照番号は、一般的に、同一の、機能的に類似した、及び／又は構造的に類似した要素を示す。要素が最初に現れる図面は、参照番号の一番左の数字で示される。本発明が、添付の図面を参照して説明される。

Ｉ．動作環境
図１は、本発明を用いることができる環境の図である。特に、図１は、多数の無線通信装置を有する短距離無線通信ネットワーク１００を示す。これらの装置は、コーディネータ装置１０４及び多数のスレーブ装置（ＤＥＶ）１０２を含む。従って、ネットワーク１００は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ピコネット又はブルートゥース・ネットワークのようなアドホック・ネットワークとすることができる。
ネットワーク１００において、ＤＥＶ１０２の各々は、対応するリンク１２０を通してコーディネータ装置１０４と通信することができる。例えば、図１は、リンク１２０ａを通してコーディネータ装置１０４と通信するＤＥＶ１０２ａと、リンク１２０ｂを通してコーディネータ装置１０４と通信するＤＥＶ１０２ｂと、リンク１２０ｃを通してコーディネータ装置１０４と通信するＤＥＶ１０２ｃと、リンク１２０ｄを通してコーディネータ装置１０４と通信するＤＥＶ１０２ｄとを示す。

これらのリンク１２０の各々は、これらがコーディネータ装置１０４を介するＤＥＶ１０２間の通信のためのマルチホップ・ルートを提供するので、ＤＥＶ１０２間の通信を考えるとき、ここでは間接リンクと呼ばれる。こうした間接リンクに代わるものとして、ＤＥＶ１０２は、互いに直接通信することができる。例えば、図１は、直接リンク１２２ａ（ピアツーピア接続）を通して通信するＤＥＶ１０２ａ及び１０２ｂを示す。
リンク１２０は、ネットワーク構成情報（例えば、ビーコン）をＤＥＶ１０２に伝送するために、コーディネータ装置１０４を提供する。ネットワーク構成情報（実施形態において、ビーコン内に含まれる）は、これに応じた種々のネットワーク接続のための、特定のリソース割り当てのようなリソース割り当て情報を含むことができる。例えば、本発明の実施形態において、コーディネータ装置１０４は、リソースの割り当てを担当し、間接リンク１２０及び直接リンク１２２の両方を通して接続を確立する。さらに、コーディネータ装置１０４は、ビーコンの伝送を通して、これらの接続に関する情報を繰り返し伝達することができる。

ＩＩ．スーパーフレーム
図１の環境における無線ネットワーク伝送は、スーパーフレームのような反復する時間パターンに基づくことができる。例示的なスーパーフレーム・フォーマットが、図２に示される。特に、図２は、スーパーフレーム２０２ａ、２０２ｂ、及び２０２ｃを有するフレーム・フォーマットを示す。
各々のスーパーフレーム２０２は、ビーコン期間２０４及びデータ転送期間２０６を含む。ビーコン期間２０４は、少なくともビーコン・グループのピコネット・コーディネータ装置（ＰＮＣ）からのネットワーク構成情報の伝送を伝達する。例えば、こうした情報を用いて、リソース割り当てを設定し、ビーコン・グループのための管理情報を伝達することができる。さらに、本発明の実施形態において、データ転送期間２０６を用いて、ビーコン・グループ内の装置のサービス及び機能（例えば、情報サービス、アプリケーション、ゲーム、トポロジー、レート、セキュリティ機能等）に関する情報を伝送することもできる。

装置が種々の伝送スキームによってデータを通信するために、データ転送期間２０６が用いられる。これらのスキームは、例えば、種々の変調技術を含むことができる。また、これらのスキームは、周波数ホッピング技術を含むことができる。例示的な周波数ホッピング技術は、直交周波数多重方式（ＯＦＤＭ）及び／又は時間周波数コード（ＴＦＣ）を含む。
データ転送期間２０６は、リンク１２０及び１２２を通したデータ通信をサポートすることができる。例えば、図２は、データ転送期間２０６内のピアツーピア・リンク１２２の例示的な予約を示す。実施形態において、これらの割り当ては、コーディネータ装置１０４によって提供される割り当てを含む。図２は、これらの予約が１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有することを示す。例えば、図２は、データ転送期間の長さ２１６内の開始時間２１０、終了時間２１２、及び期間２１４を有する、リンク１２２ａについての予約を示す。さらに、装置（例えば、ＤＥＶ１０２ａ−１０２ｄ）は、データ転送期間２０６を用いて、他の装置への要求メッセージのような制御情報を伝送することができる。トラフィックの伝送を容易にするために、各々の装置を、各々のデータ転送期間２０６内の特定のタイムスロットに割り当てることができる。

ＩＩＩ．消失シナリオ
上述したように、コーディネータ装置は、通信ネットワーク１００のような環境から「消失」することがある。図３は、このような消失の例を提供する。特に、図３は、ＤＥＶ１０２との通信リンクを失うコーディネータ装置１０４を示す。これは、×印で消されたリンク１２０によって、図３に示される。コーディネータ装置１０４がＤＥＶ１０２の通信距離を超えて移動すること、他のシステムからの干渉の発生、或いはコーディネータ装置１０４における出力低下（例えば、低バッテリー状態）などの、種々の理由のために、消失が生じ得る。
その結果、ＤＥＶ１０２は、コーディネータ装置１０４と通信できなくなり、これにより、間接リンクを通したＤＥＶ１０２間の通信が妨げられる。さらに、このようなリンクのために割り当て動作を行うコーディネータ装置が存在しないため、ＤＥＶ１０２は、互いに直接リンクを確立することができない。しかしながら、本発明の実施形態によると、これらのリンクの各々についての装置が新しいコーディネータ装置になるリカバリー技術を通して、これらのリンクを維持することができる。この技術は、以下により詳細に説明される。

図３は、コーディネータ装置１０４の完全な消失を示すが、種々の他のシナリオも生じ得る。このようなシナリオの例が、図４Ａ−図４Ｄに示される。これらの図の各々は、コーディネータ装置４０４、ＤＥＶ４０２ａ及び４０２ｂを示す。これらのシナリオの各々において、ＤＥＶ４０２ａと４０２ｂの間に直接リンク４２２が存在する。
図４Ａのシナリオにおいて、コーディネータ装置４０４は、装置４０２ａ及び４０２ｂに完全に見える。従って、リンク４０２ａは装置４０４と４０２ａとの間に存在し、リンク４０２ｂは装置４０４と４０２ｂとの間に存在する。
図４Ｂのシナリオにおいて、コーディネータ装置４０４は完全に消失している。従って、リンク４２０ａ及び４２０ｂはもはや存在しない。しかしながら、装置４０２ａと４０２ｂの間のリンク４２２は依然として存在し、完全な状態のままであり得る。

図４Ｃ及び図４Ｄは、コーディネータ装置４０４が部分的に消失したシナリオを示す。より特定的には、図４Ｃにおいては、コーディネータ装置４０４は、装置４０２ｂには依然として見えるが、装置４０２ａにはもはや見えない。しかしながら、装置４０２ａと４０２ｂの間のリンク４２２は完全な状態のままであり得る。
対照的に、図４Ｄは、コーディネータ装置４０４が装置４０２ａには依然として見えるが、装置４０２ｂにはもはや見えないシナリオを示す。しかしながら、装置４０２ａと４０２ｂの間のリンク４２２は、完全な状態のままであり得る。

ＩＶ．動作
本発明の態様は、装置が、図４Ａ−図４Ｄのシナリオのようなコーディネータ消失シナリオからリカバリーする技術を提供する。従って、図５は、本発明の実施形態による、例示的な装置動作のフローチャートである。この動作により、コーディネータ装置が消失したときに継続して通信が提供される。
図５に示されるように、この動作は段階５０２を含む。この段階において、装置（例えば、スレーブ装置又はＤＥＶ）は、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ピコネット又はブルートゥース・ネットワークのような短距離無線通信ネットワークに参加する。このネットワークは、コーディネータ（例えば、ＰＮＣ）を含む。従って、装置は、スレーブ装置又はＤＥＶとしてネットワークに参加することができる。

段階５０４において、装置は、遠隔装置との直接接続又はピアツーピア型の接続を確立する。上述したように、この接続は、直接リンク（例えば、リンク１２２の１つ）を通して存在する。従って、段階５０４は、コーディネータ装置からの予約を得ることを含むことができる。実施形態において、この予約は、静的なものとすることができ、参加している装置が望む限り存在し得る。
この予約は、１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有する。このようなタイミング・パラメータの例は、スーパーフレームのようなタイミング・フォーマット内の開始時間、終了時間、及び／又は期間を含むことができる。例えば、図２は、データ転送期間２０６ａ内の例示的なタイミング・パラメータを示す。特に、図２は、データ転送期間２０６ａの長さ（又は期間）内の特定のタイミング（例えば、開始時間、終了時間、及び／又は期間）を有するリンク１２０及び１２２についての予約を示す。

ネットワークの動作中、コーディネータ装置は、ネットワーク状況情報を含む信号（又は、ビーコン）を周期的に伝送する。従って、段階５０６において、装置は、該装置がコーディネータ装置からビーコンを受信したかどうかを判断する。受信した場合には、次に、段階５０８で示されるように、装置は、割り当てられた予約を使用し続ける。しかしながら、装置がコーディネータ装置からビーコンを受信しなかった場合には、次に、段階５１０が実行される。実施形態において、単一のコーディネータ装置のビーコンが受信されなかったとき、段階５１０を実行する。しかしながら、代替的な実施形態においては、所定数の連続するコーディネータ装置のビーコンが受信されなかったとき、動作は、段階５０８から段階５１０に進む。

段階５１０において、装置は、段階５０４において確立されたピアツーピア接続を通して照会を遠隔装置に伝送する。この照会は、遠隔装置がコーディネータ装置からビーコン受信したかどうかを該遠隔装置に質問する。装置は、リンクの所定の部分を用いてこの照会を伝送することができる。例えば、この照会は、このピアツーピア接続のために予約されたリソース（例えば、ＭＡＳ）の初期部分の間に伝送することができる。本発明の実施形態によると、装置は、照会を伝送する代わりに、該装置がコーディネータ装置からビーコンを受信したかどうかを質問する照会を受信できることに更に留意すべきである。

段階５１２で示されるように、装置は、この照会に対する応答を受信しても、しなくてもよい。応答を受信しなかった場合には、次に、動作は段階５１４に進む。この段階において、装置は、走査動作を開始し、他の装置（遠隔装置のような）を見つける。この走査は、所定の時間が経過した後に開始することができる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ネットワークとの関連では、段階５１４は、特定数のスーパーフレーム期間が経過した後に実行することができる。
しかしながら、遠隔装置から照会の応答を受信した場合には、次に、段階５１６において、装置は、遠隔装置がコーディネータ装置からビーコンを受信したかどうかを、応答から判断する。遠隔装置がコーディネータ装置からビーコンを受信した場合には、次に、動作は、段階５０８に進む。上述したように、段階５０８において、装置は、遠隔装置との直接通信のための割り当てられた予約を使用し続ける。

装置は、遠隔装置がビーコンを受信したことを示す、照会に対する応答を受信することができる。このような応答は、受信したビーコンのコンテンツを含むこともできる。図５に示されるように、このような応答を受信した場合には、次に、動作は段階５０８に進む。上述したように、段階５０８において、装置は、割り当てられた予約を使用し続ける。
代替的に、装置は、遠隔装置がビーコンを受信しなかったことを示す、照会に対する応答を受信することができる。このような応答を受信した場合には、次に、段階５１８が実行される。段階５１８において、装置は、所定数のスーパーフレームといった所定の時間、ビーコンを受信するのを待つ。

段階５２０で示されるように、装置が、この所定の時間ビーコンを受信する場合には、動作は、装置が予約を使用し続ける段階５０８に進む。しかしながら、この所定の時間ビーコンが受信されない場合には、次に、段階５２２が実行される。段階５２２において、装置及び遠隔装置は、消滅したネットワーク（例えば、ピコネット）のスーパーフレームの予約においてコーディネータ装置により装置に割り当てられたものと同じタイミング（すなわち、スーパーフレームの同じタイムスロット）を用いて、直接通信し続ける。
段階５２３において、装置及び遠隔装置は、これらのうちのどちらが新しいネットワーク（例えば、ピコネット）のコーディネータ装置になるかを決定する。従って、この段階は、どの装置がこのコーディネータになるかを選択するために交渉する２つの装置を含むことができる。

このような決定又は交渉は、装置パラメータのような、種々の規則又は要因に基づくことができる。このようなパラメータの例は、例えば、残りのバッテリー電力、装置が聞くことができる装置の数を含む装置の向き、装置ＩＤ等のうちの１つ又はそれ以上を含むことができる。
装置が新しいコーディネータ装置になるべきであると交渉が示す場合には、段階５２４において、その装置が新しいコーディネータ装置（例えば、ＰＮＣ）になる。その後、装置（新しいコーディネータ装置としての）は、遠隔装置との直接接続の予約を更新する。さらに、この接続を更新する間、装置は、走査動作を行ない、そのカバレージ・エリア内のいずれか他のコーディネータ装置が検出されることを保証することができる。

Ｖ．照会及び応答機構
本発明の態様は、照会及び応答の伝送を含む。これらの照会の例が、段階５１０及び５１２を参照して上述される。このような照会及び応答を既存のフレーム・フォーマット又は新しいフィールド内に埋め込むことができる。また、これらの照会及び応答を処理するために、新しいメッセージを定めることもできる。
本発明の実施形態において、直接接続又はピアツーピア型接続は、主に単一方向のデータ転送のために構成することができる。このような転送は、例えば、ダウンロード、ファイル転送、及び／又はクライアントの要求に対するサーバ応答を含むことができる。このような転送の場合、データ・パケットの大部分は、１つのピア装置によって伝送することができるが、他の装置は、より小さい確認応答パケットを伝送して、前に伝送されたデータ・パケットの受信が成功したこと（又は不成功に終わったこと）を信号で伝える。本発明の実施形態において、データ・パケット及び確認応答パケットで照会及び応答を伝送することができる。

ＶＩ．リカバリー・シナリオ
図６Ａ−図６Ｃは、本発明の実施形態による、例示的なリカバリー・シナリオの図である。特に、図６Ａ−図６Ｃは、時間軸６００に沿ったイベントのシーケンスを示す。これらのシナリオは、２つの装置（装置Ａ及びＢ）と、コーディネータ装置とを含むネットワークを含む。従って、これらのシナリオは、他の環境と同様に、図１の環境においても生じ得る。
示されるリカバリー・シナリオの各々は、異なるタイプのコーディネータ装置の消失を含む。例えば、図６Ａは、完全な消失を含む。図６Ａに示されるように、装置Ａ及びＢがピアツーピア接続を確立する段階６０２が行われる。この確立は、コーディネータ装置により処理される種々のリソース割り当てプロセスを含むことができる。これに続いて、装置Ａも装置Ｂもコーディネータ装置からビーコン伝送を受信しない段階６０４が行われる。この結果、段階６０６によって示されるように、装置Ａは、コーディネータ装置からビーコンを受信したかどうかを、装置Ｂに照会する。本発明の実施形態によると、装置Ｂは、代替的に照会を送るパーティとしてもよいことにさらに留意すべきである。これに続いて、段階６０８において、装置Ａは、装置Ｂから応答を受信する（又は、逆も同様である）。この応答は、装置Ｂが、コーディネータ装置からビーコンを受信しなかったことを示す。

この時点で、装置Ａ及びＢは、コーディネータ装置が相互の視野から消失したことを理解する。これにもかかわらず、段階６１０において、装置Ａ及びＢは、直接ピアツーピア通信のための前のチャネル割り当てを使用し続ける。しかしながら、完全なネットワークを提供するために、装置は、装置のうちのどれが新しいネットワーク（例えば、ピコネット）コーディネータになるべきかを交渉する必要がある。例示的な実施形態によると、段階６１２において、装置Ａは、該装置Ａが新しいコーディネータになるべきであることを示した交渉の後、コーディネータ装置となる。無くなったコーディネータ装置からビーコンが受信されない所定時間が生じた後、この段階を実行することができる。

図６Ｂ及び図６Ｃは、ピアツーピア接続の１つの装置だけがコーディネータ装置との接触を失う、本発明の実施形態を含む。例えば、図６Ｂでは、段階６２０において、装置Ａ及びＢがピアツーピア接続を確立する。段階６２２においては、装置Ａによってではなく装置Ｂによって、コーディネータ装置のビーコンが受信される。段階６２２に続いて、段階６２４において、装置Ａは、コーディネータ装置からビーコンを受信したかどうかを、装置Ｂに照会する。段階６２６において、装置Ａは、照会に対する応答を受信する。この応答は、装置Ｂがコーディネータ装置からビーコンを受信したことを示す。さらに、応答は、ビーコン内に含まれる情報（ピアツーピア接続の割り当てに関するパラメータのような）を含むことができる。
この応答を受信したとき、装置Ａは、装置Ｂからコーディネータ装置のビーコンに関する情報を間接的に受信した。従って、段階６２８において、装置Ａ及びＢは、これらの装置の１つが新しく確立されたピコネットの新しいコーディネータ装置になるのではなく、ピアツーピア接続のための割り当てられた予約を使用し続けることができる。

図６Ｃでは、段階６３０において、装置Ａ及びＢがピアツーピア接続を確立する。しかしながら、段階６３２において、装置Ａによってではなく装置Ｂによって、コーディネータ装置のビーコンが受信される。従って、段階６３４において、装置Ｂは、装置Ａがコーディネータ装置のビーコンを受信するかどうかを質問する照会を、装置Ａから受信する。段階６３６において、装置Ｂは、該装置Ｂがこのビーコンを受信したことを示すこの照会への応答を装置Ａに送る。この応答は、ビーコン内に含まれる情報（ピアツーピア接続のパラメータのような）を含むことができる。従って、段階６２８において、装置Ａ及びＢは、これらの装置の１つが新しく確立されたピコネットのコーディネータ装置になるのではなく、ピアツーピア接続のための割り当てられた予約を使用し続けることができる。

再び、図１を参照すると、ネットワーク１００は、コーディネータ装置１０４を含む。また、このネットワークは、リンク１２２ａ及び１２２ｂを通した２つの直接接続又はピアツーピア型接続を含む。上述したように、「ピアツーピア」という用語は、コーディネータ装置を含む無線アドホック・ネットワークにおける、２つの装置間の直接の単一ホップ接続を示し、接続に参加している装置のどれもコーディネータ装置ではない。図３は、コーディネータ装置１０４が、これらのピアツーピア接続の視野から完全に消失する状況を示す。本発明の態様によると、これらのリンクは、これらのリンクの各々についての装置が新しいコーディネータ装置となるリカバリー技術により維持される。

上述したように、ピアツーピア接続内の装置は、例えば、既存のコーディネータ装置がピア装置の各々の視野から消失したときに、新しいコーディネータ装置になることができる。例えば、図７は、本発明の実施形態による、このようなリカバリーを示す。このリカバリーにおいて、装置１０２ａは、装置１０２ａ及び１０２ｂを含む新しいネットワーク７００ａのためのコーディネータ装置になる。また、図７は、装置１０２ｃ及び１０２ｄを含む新しいネットワーク７００ｂのためのコーディネータ装置になる装置１０２ｃを示す。
装置１０２ａ及び１０２ｃがコーディネータ装置になると、２つのネットワークが存在することになる。しかしながら、これらのネットワークは、単一の無線ネットワークに併合することができる。図８は、このような併合の例を提供する。この例において、ネットワーク７００ａ及び７００ｂは、単一のネットワーク８００に併合した。この併合は、コーディネータ交渉８０２に従事する装置１０２ａ及び１０２ｃ（すなわち、ネットワーク７００ａのコーディネータ装置及び７００ｂのコーディネータ装置）によって行われる。

この交渉は、これらの装置間で情報を交換することを含み、コーディネータ装置の役割を引き受ける装置のうちの１つをもたらす。例えば、これらの装置は、残りのバッテリー電力又は電源などの動作特性に基づいて、どれがコーディネータ装置となるべきかを判断することができる。図８に示されるように、装置１０２ａがこの役割を負った。この併合から、範囲が図１のネットワーク１００に類似したネットワーク８００が形成される。

ＶＩＩ．無線通信装置
上述のように、ＤＥＶ１０２のような無線通信装置は、本発明の技術を使用することができる。従って、このような装置は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの任意の組み合わせに実装することができる。１つのこのような実装が、図９に示される。この実装は、プロセッサ（コントローラ）９１０、メモリ９１２、及びユーザ・インターフェース９１４を含む。さらに、図９の実装は、トランシーバ９２０及びアンテナ９２２を含む。
図９に示されるように、トランシーバ９２０は、アンテナ９２２に連結される。トランシーバ９２０は、装置が（アンテナ９２２と協働して）、他のＤＥＶ１０２のような無線信号遠隔装置とのやりとりを可能にする電子機器を含む。従って、トランシーバ９２０は、送信機及び受信機を含むことができる。実施形態において、トランシーバは、超広域帯（ＵＷＢ）信号のやりとりを処理することができる。ＵＷＢ信号の伝送の場合、このような電子機器は、変調コンポーネント（例えば、ＯＦＤＭ変調器）、及び／又は特定のタイプのインパルスＵＷＢ伝送のためのパルス生成装置を含むことができる。ＵＷＢ信号の受信のために、このような電子機器は、復調コンポーネント（例えば、ＯＦＤＭ復調器）、タイミング回路、及びフィルタを含むことができる。

図９に示されるように、プロセッサ９１０は、トランシーバ９２０に連結される。プロセッサ９１０は、装置の動作を制御する。プロセッサ９１０は、各々がメモリ９１２に格納されたソフトウェア命令（プログラムコード）を実行できる、１つ又はそれ以上のマイクロプロセッサと共に実装することができる。
メモリ９１２は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、及び／又はフラッシュ・メモリを含むことができるコンピュータ可読媒体であり、データ及びソフトウェア・コンポーネント（ここでは、モジュールとも呼ばれる）の形で情報を格納する。これらのソフトウェア・コンポーネントは、プロセッサ９１０によって実行できる命令（例えば、論理）を含む。ソフトウェア・コンポーネントの種々のタイプをメモリ９１２に格納することができる。例えば、メモリ９１２は、トランシーバ９２０の動作を制御するソフトウェア・コンポーネントを格納することができる。また、メモリ９１２は、媒体アクセス・コントローラ（ＭＡＣ）の機能を提供するソフトウェア・コンポーネントを格納することもできる。このコントローラは、図３を参照して説明された段階のような、種々の機能を実行することができる。ＭＡＣがハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの任意の組み合わせで実装できることに留意することが重要である。

さらに、メモリ９１２は、ユーザ・インターフェース９１４による情報の交換を制御するソフトウェア・コンポーネントを格納することができる。図９に示されるように、ユーザ・インターフェース９１４はまた、プロセッサ９１０にも連結される。ユーザ・インターフェース９１４は、ユーザとの情報の交換を容易にする。図９は、ユーザ・インターフェース９１４がユーザ入力部９１６及びユーザ出力部９１８を含むことを示す。ユーザ入力部９１６は、ユーザが情報を入力するのを可能にする１つ又はそれ以上の装置を含むことができる。このような装置の例は、キーパッド、タッチ・スクリーン、及びマイクを含む。ユーザ出力部９１８は、ユーザが、無線通信装置から情報を受信するのを可能にする。従って、ユーザ出力部９１８は、ディスプレイ及び１つ又はそれ以上の音声スピーカのような種々の装置を含むことができる。例示的なディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びビデオ・ディスプレイを含む。

種々の技術に従って、図９に示される要素を連結することができる。１つのこのような技術は、１つ又はそれ以上のバス・インターフェースを通して、トランシーバ９２０、プロセッサ９１０、メモリ９１２、及びユーザ・インターフェース９１４を連結させることを含む。さらに、これらのコンポーネントの各々は、充電可能な及び／又は取り外し可能なバッテリー・パック（図示せず）のような、電源に連結される。

ＶＩＩＩ．分散型制御ネットワーク
上記の説明は、中央のコーディネータ装置を有するネットワークに関してなされた。しかしながら、本発明の技術はまた、中央のコーディネータを使用しないネットワークにも適用できる。このようなネットワークの例は、Ｍｕｌｔｉｂａｎｄ ＯＦＤＭ Ａｌｌｉａｎｃｅ（ＭＢＯＡ）により定められる。
ＭＢＯＡは、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ ＷＰＡＮのための高速物理層（ＰＨＹ）標準の開発を含む。特に、このＰＨＹは、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）の周波数ホッピング・アプリケーションを含む。さらに、ＭＢＯＡは、ＯＦＤＭ物理と共に使用される媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層の開発に焦点を当てる。ＭＢＯＡ ＭＡＣの現在のバージョンは、互いと通信できる無線通信装置のグループ（ビーコン・グループと呼ばれる）を含む。ビーコン・グループによって用いられるタイミングは、装置を通信リソースに割り当てることができるスーパーフレームの反復パターンに基づいている。

ＭＢＯＡ ＭＡＣ層は、ビーコンの伝送によりリソースを割り当てる。ビーコンを伝送するために、ビーコン・グループ内の各装置に、帯域幅の一部が割り当てられる。しかしながら、中央コーディネータを有する代わりに、ＭＢＯＡ ＭＡＣは、分散型制御アプローチを提供する。このアプローチによると、多数の装置は、装置が通信トラフィックのために伝送媒体の一部を割り当てるのを可能にする、種々のチャネル・アクセス機構のようなＭＡＣ層の責任を共有する。これらの機構は、分散型予約プロトコル（ＤＲＰ）と呼ばれるプロトコルと、優先的コンテンション型アクセス（ＰＣＡ）と呼ばれるプロトコルとを含む。従って、これらのネットワークにおいて、コーディネータではなく、ビーコン期間（ＢＰ）の存在が必要とされる。

特定の状況において、ＭＢＯＡのビーコン期間は、対応する期間における干渉のために、破損され得る。これが生じたときには、他の装置からのビーコンを受信することができない。さらに、図５の動作のような本発明の技術を使用することもできる。
例えば、例示的な実施形態において、装置及び遠隔装置は、中央コントローラを有していないネットワーク（例えば、ＭＢＯＡネットワーク）においてピアツーピア接続を有する。従って、装置がネットワーク内の（例えば、そのビーコン・グループ内の）他の装置から如何なるビーコンも受信しない場合には、次に（段階５０１におけるように）装置は、質問を遠隔装置に送ることができる。

遠隔装置が、ビーコン・グループ内の他の装置からビーコンを受信したと肯定的に応答する場合には、次に（段階５１６及び５０８で示されるように）装置は、前から存在する割り当てを安全に使用することができる。この場合、装置は、そのビーコン・グループ内のメンバー又は隣接するビーコン・グループ内の装置との衝突が発生しないことが保証されている。
逆に、遠隔装置が如何なるビーコンも聞かないことを示す場合には、（段階５２２におけるように）装置は、前から存在する割り当てを使用し続けることができる。しかしながら、この場合、依然として衝突が生じることがあるので、（段階５２０におけるように）装置は、それぞれのビーコン・グループ内の装置からビーコンを引き続き検索する。実施形態において、このことは、ビーコン期間のサイズを拡大すること、及び／又は、より頻繁に走査動作を行うこと（走査を増やすこと）を必要とし得る。しばらく後、（段階５２４におけるように）全ての他の装置が消失し、通常の動作モードになる、すなわちＢＰサイズが最小になり、通常の走査を用いるようになると思われる。

従って、本発明の態様によると、装置は、ネットワークの装置からのビーコンを含む分散型アプローチに従って通信リソースを割り当てる無線通信ネットワークに参加することができる。このようなネットワークにおいて、装置は、遠隔装置とのピアツーピア接続を確立する。このピアツーピア接続は、１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有する予約に基づいている。ネットワーク装置の消失を検出すると、装置は、ピアツーピア接続の１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って遠隔装置と通信し続ける。

この消失の検出は、ネットワーク内の装置からのビーコン伝送を受信しなかったことを含むことができる。例えば、このことは、無線通信ネットワーク内の装置の全て、又は、一部の（例えば、少なくとも所定数の）装置からビーコンを受信しなかったことを含むことができる。装置は、この消失に関する照会を遠隔装置に送ることができる。これに応答して、遠隔装置は、ビーコンを受信したことを示す（及びこれらのビーコンからの情報を含む）ことができる。代替的に、遠隔装置は、消失を検出したことも示すことができる。その場合には、次に（上述したように）、装置は、例えば、走査動作を実行することによって他の装置を検索することができる。
このような態様において機能する装置は、図９を参照して上述の方法で実装することができる。

ＩＸ．結論
本発明の種々の実施形態が上記に説明されたが、これらは、制限としてではなく、例示目的として提示されたものにすぎないことを理解すべきである。従って、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細の様々な変更をなし得ることが明らかであろう。従って、本発明の広さ及び範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれに限定されるものではなく、上記の特許請求の範囲及びそれらの均等物のみに従って定められるべきである。例えば、ここに説明される無線ネットワークは、例として与えられるものである。従って、他のネットワーク・タイプも本発明の範囲内にある。

例示的な動作環境の図である。 例示的なスーパーフレームの図である。 コーディネータ装置が消失した環境の図である。 種々のコーディネータ装置の消失シナリオの図である。 種々のコーディネータ装置の消失シナリオの図である。 種々のコーディネータ装置の消失シナリオの図である。 種々のコーディネータ装置の消失シナリオの図である。 本発明の実施形態による、例示的な装置動作のフローチャートである。 本発明の実施形態による、種々のリカバリー・シナリオの図である。 本発明の実施形態による、種々のリカバリー・シナリオの図である。 本発明の実施形態による、種々のリカバリー・シナリオの図である。 本発明の実施形態による、装置がコーディネータ装置の消失からリカバリーした環境の図である。 本発明の実施形態による、装置がコーディネータ装置の消失からリカバリーした環境の図である。 本発明の実施形態による、無線通信装置の図である。

Claims (30)

1. （ａ）無線通信ネットワークにおけるリソースの割り当てを担当するコーディネータ装置を有する無線通信ネットワークに参加し、
   （ｂ）前記無線通信ネットワーク内のリソースの前記コーディネータ装置からの予約に基づいた、該無線通信ネットワーク内の遠隔装置とのピアツーピア接続を確立し、前記リソースの予約は、１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有しており、
   （ｃ）前記無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失を検出し、
   （ｄ）前記コーディネータ装置の前記消失を検出した後、前記ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って前記遠隔装置と通信する、
   段階を含むことを特徴とする方法。
2. 前記段階（ｃ）は、前記コーディネータ装置からビーコン伝送を受信しないことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記段階（ｃ）は、前記コーディネータ装置から所定数の連続するビーコン伝送を受信しないことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記無線通信ネットワークは、伝送媒体内で反復時間間隔を使用し、前記反復時間間隔は、ビーコン伝送について指定されるビーコン期間を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記ピアツーピア接続を通して照会を前記遠隔装置に送る段階をさらに含み、前記照会は、該遠隔装置が前記無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失を検出したかどうかを、該遠隔装置に尋ねるものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記照会は、データ・パケット内に含まれることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記照会は、確認応答パケット内に含まれることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前記遠隔装置から前記照会に対する応答を受信する段階をさらに含み、前記応答は、該遠隔装置が前記無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失を検出したことを示すものであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. 前記遠隔装置から前記応答を受信した後、所定の時間間隔の間、前記コーディネータ装置の再出現を待ち、
   前記遠隔装置が記無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失も検出したことを該遠隔装置が示す場合には、前記所定の時間間隔の間に再出現しないときに、該コーディネータ装置が該無線通信ネットワークのための新しいコーディネータ装置になるかどうかを、該遠隔装置により判断する、
   段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記判断する段階は、前記遠隔装置と交渉する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記交渉する段階は、前記遠隔装置と端末のパラメータをやりとりする段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記遠隔装置から前記照会に対する応答を受信する段階をさらに含み、前記応答は、該遠隔装置が前記無線通信ネットワークにおける前記コーディネータ装置の存在を検出し続けることを示すものであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
13. 前記応答は、前記遠隔装置との前記ピアツーピア接続のパラメータを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記応答は、データ・パケット及び確認応答パケットの少なくとも１つの中に含まれることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. 前記無線通信ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 無線通信ネットワークにおけるリソースの割り当てを担当するコーディネータ装置を有する無線通信ネットワークに参加するための手段と、
    前記無線通信ネットワーク内のリソースの前記コーディネータ装置からの予約に基づいた、該無線通信ネットワーク内の遠隔装置とのピアツーピア接続を確立するための手段とを備え、前記リソースの予約は、１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有しており、
    前記無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失を検出するための手段と、
    前記コーディネータ装置の消失を検出した後、前記ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って前記遠隔装置と通信するための手段と、
    が設けられたことを特徴とする装置。
17. 前記ピアツーピア接続を通して前記遠隔装置に照会を送るための手段をさらに備え、前記照会は、該遠隔装置が前記無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失を検出したかどうかを、該遠隔装置に尋ねるものであることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記遠隔装置から前記照会に対する応答を受信するための手段をさらに備え、前記応答は、該遠隔装置が該無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失を検出したことを示すものであることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 無線通信ネットワークにおけるリソースの割り当てを担当するコーディネータ装置を有する、前記コーディネータ装置から受信したリソースの予約に基づいた無線通信ネットワークのピアツーピア接続において、無線信号を遠隔装置とやりとりするように構成されたトランシーバを備え、
    前記リソースの予約は１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有しており、
    前記無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失を検出するように構成されたコントローラが設けられ、
    前記トランシーバは、前記コーディネータ装置の消失を検出した後、前記ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って前記遠隔装置と通信するようにさらに構成されることを特徴とする装置。
20. 前記トランシーバは、前記遠隔装置が前記コーディネータ装置の消失も検出したとの表示を受信するようにさらに構成され、
    前記表示に基づいて、前記コーディネータ装置が所定の時間間隔の間に出現しないとき、前記装置に、前記無線通信ネットワークのための新しいコーディネータ装置になるかどうかを前記遠隔装置により判断させるように、前記コントローラがさらに構成されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記無線通信ネットワークは、伝送媒体内で反復時間間隔を使用し、前記反復時間間隔がビーコン伝送のために指定されたビーコン・スロットを含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記無線通信ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ネットワークであることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
23. 通信装置内のプロセッサを使用可能にするように、コンピュータ・プログラム論理が上に記録されたコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム論理は、
    装置が、無線通信ネットワークにおけるリソースの割り当てを担当するコーディネータ装置を有する無線通信ネットワークに参加するように、前記プロセッサを使用可能にするためのプログラム・コードと、
    前記無線通信ネットワーク内のリソースの前記コーディネータ装置からの予約に基づいた、該無線通信ネットワーク内の遠隔装置とのピアツーピア接続を確立するように、前記プロセッサを使用可能にするためのプログラム・コードと、
    を備え、
    前記リソースの予約は、１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有しており、
    前記無線通信ネットワークから前記コーディネータ装置の消失を検出するように、前記プロセッサを使用可能にするためのプログラム・コードと、
    前記コーディネータ装置の消失を検出した後、前記装置が、前記ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って前記遠隔装置と通信するように、前記プロセッサを使用可能にするためのプログラム・コードと、
    が設けられたことを特徴とするコンピュータ・プログラム製品。
24. 無線通信ネットワークにおけるリソースの割り当てを担当するコーディネータ装置と、
    前記無線通信ネットワーク内のリソースの前記コーディネータ装置からの予約に基づいた、該無線通信ネットワーク内の遠隔装置とのピアツーピア接続を有する第１及び第２の無線通信装置と、
    を備え、
    前記リソースの予約は、１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有し、
    前記第１及び第２の無線通信装置は、前記コーディネータ装置の消失を検出した後、前記ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って前記遠隔装置と通信するように構成されることを特徴とするシステム。
25. （ａ）割り当てられたビーコン・スロットを用いる複数の装置の各々からのビーコン伝送を含む分散型手法に従って通信リソースを割り当てるように構成された、複数の装置を有する無線通信ネットワークに参加し、
    （ｂ）１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有する予約に基づいて、前記無線通信ネットワークにおいて遠隔装置とのピアツーピア接続を確立し、
    （ｃ）前記無線通信ネットワークから前記複数の装置の消失を検出し、
    （ｄ）前記消失を検出した後、前記ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って前記遠隔装置と通信する、
    段階を含むことを特徴とする方法。
26. 前記段階（ｃ）は、前記複数の装置からビーコン伝送を受信しないことを含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. 前記遠隔装置から通信を受信し、
    前記遠隔装置が前記消失も検出したとの表示を、前記通信が含む場合には、
    前記遠隔装置との前記ピアツーピア接続を維持するために、該ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って該遠隔装置と通信し、
    前記無線通信ネットワークの前記割り当てられたビーコン・スロットの１つを用いて、ビーコンを伝送し、
    前記複数の装置からのビーコンの走査を増やす、
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
28. 前記遠隔装置から通信を受信し、
    前記遠隔装置が前記消失を検出しなかったとの表示を前記通信が含む場合には、
    前記遠隔装置との前記ピアツーピア接続を維持し、
    前記無線通信ネットワークへの参加を維持するために、前記割り当てられたビーコン・スロットの１つを用いてビーコンを伝送する、
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
29. 割り当てられたビーコン・スロットを用いる複数の装置の各々からのビーコンの伝送を含む分散型手法に従って通信リソースを割り当てるように構成された、複数の装置を有する無線通信ネットワークのピアツーピア接続において、無線信号を遠隔装置とやりとりするように構成されたトランシーバと、
    前記無線通信ネットワークから前記複数の装置の消失を検出するように構成されたコントローラと、
    を備え、
    前記トランシーバは、前記コーディネータ装置の消失を検出した後、前記ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って前記遠隔装置と通信するように、さらに構成されることを特徴とする装置。
30. 通信装置内のプロセッサを使用可能にするように、コンピュータ・プログラム論理が上に記録されたコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム論理は、
    装置が、割り当てられたビーコン・スロットを用いる複数の装置の各々からのビーコン伝送を含む分散型手法に従って通信リソースを割り当てるように構成された、複数の装置を有する無線通信ネットワークに参加するように、前記プロセッサを使用可能にするためのプログラム・コードと、
    １つ又はそれ以上のタイミング・パラメータを有する予約に基づいた、前記無線通信ネットワーク内の遠隔装置とのピアツーピア接続を確立するように、前記プロセッサを使用可能にするためのプログラム・コードと、
    前記無線通信ネットワークから前記複数の装置の消失を検出するように、前記プロセッサを使用可能にするためのプログラム・コードと、
    前記消失を検出した後、前記装置に、前記ピアツーピア接続の前記１つ又はそれ以上のタイミング・パラメータに従って前記遠隔装置と通信させるように、前記プロセッサを使用可能にするためのプログラム・コードと、
    を備えることを特徴とするコンピュータ・プログラム製品。

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