JP2011521590A - 無線ピア・ツー・ピア・ネットワークにおける、インフラストラクチャに援助された発見 - Google Patents

Abstract

無線ピア・ツー・ピア・ネットワークにおいて、インフラストラクチャによって支援された発見のための装置及び方法が開示される。第１のノードが、第２のノードのための、他のノードの発見を支援する様々な発見手順が実施されうる。

Description

本開示は一般に、無計画なユーザ配置が可能なネットワーク内の無線通信に関し、特に、ピア・ツー・ピア・無線ネットワークにおける、インフラストラクチャに援助された発見手順に関する。

ピア・ツー・ピア（「Ｐ２Ｐ」）・ネットワークは、一般に、アドホック・接続によってノードを接続するために使用される。これらのネットワークは、通信が中央サーバを相手に通常行われる従来のクライアント・サーバ・モデルとは異なる。ピア・ツー・ピア・ネットワークは、直接互いに通信するピア・ノードのみから成るか、あるいは、ネットワーク内のノードへ様々なサービスを提供する少数のサーバを含みうる。これらのネットワークは、ファイル、メディア・ストリーミング、電話通信、リアルタイム・データ・アプリケーション及びその他の通信を効率的に共有するのに役立つ。

モバイル・ノードを支援するピア・ツー・ピア・ネットワークでは、ノードがネットワークのカバレッジ領域にわたって移動するので、様々な発見手順及び捕捉手順が用いられる。ネットワーク内のノードを発見するプロセスは一般に、発見信号のブロードキャストで始まる。ノードは、別のノードからの発見信号を検出すると、ネットワークによって定義されたページング・メカニズム及びアクセス・メカニズムを使用して、通信セッションを設定するために、捕捉手順を開始しうる。

バッテリー電力を節約するために、ノードは通常、発見信号を連続的にブロードキャストしない。その代わりに、ノードは、ほとんどの時間、低電力状態、すなわちスリープ・モードに留まり、発見信号をブロードキャストするために定期的にウェイク・アップする。この手順は非通信状態にあるノードの電力消費を低減することにある程度成功している。しかし、依然としてノードが過剰な電力を消費している時がある。実例として、定期的に発見信号をブロードキャストするノードは、ネットワークのカバレッジ領域の外にある場合、電力を不必要に消費する。従って、ピア・ツー・ピア・ネットワークにおいて成される発見の仕方を改良することが当該技術分野において必要とされている。これらの改良は、その他のネットワークにも同様に適用可能であるべきである。

本開示の態様において、無線通信のための装置は、遠隔ノードのための発見を支援するように構成された処理システムを含む。

本開示の別の態様において、無線通信のための装置は、発見のために遠隔ノードを使用するように構成された処理システムを含む。

本開示の更に別の態様において、装置からの無線通信のための方法は、遠隔ノードのための発見を支援することを含む。

本開示の更なる態様において、無線通信のための方法は、発見のために遠隔ノードを使用するように構成された処理システムを含む。

本開示の更に別の態様において、無線通信のための装置は、遠隔ノードに接続する手段と、遠隔ノードのための発見を支援する手段とを含む。

本開示の別の態様において、無線通信のための装置は、遠隔ノードに接続する手段と、発見のために遠隔ノードを使用する手段とを含む。

本開示の更に別の態様において、アクセス・ポイントは、アクセス端末のためのバックホール接続を支援するように構成された無線インタフェースと、無線インタフェースを支援するように構成された処理システムとを備え、この処理システムは、アクセス端末のための発見を支援するように更に構成されている。

本開示の更なる態様において、発見のためにアクセス・ポイントを使用するように構成された処理システムと、処理システムによって支援されるユーザ・インタフェースとを含む。

本開示の更に別の態様において、通信のためのコンピュータ・プログラム製品は、遠隔ノードのための発見を支援するように、処理システムによって実行可能な命令群を備える機械読取可能媒体を含む。

本開示の別の態様において、通信のためのコンピュータ・プログラム製品は、発見のために遠隔ノードを使用するように、処理システムによって実行可能な命令群を備える機械読取可能媒体を含む。

通信システムの様々な態様が、限定ではなく実例を目的として、添付の図面において例示される。ここで、同一符番が、同一機能を表示するために、明細書及び図面にわたって使用されうる。
図１は、ピア・ツー・ピア無線ネットワークの実例を例示する概念図である。 図２は、ピア・ツー・ピア無線ネットワークの別の実例を例示する概念図である。 図３は、ピア・ツー・ピア無線ネットワークの更に別の実例を例示する概念図である。 図４は、ピア・ツー・ピア無線ネットワークにおいて、発見に関して別のノードを援助するノードについての、呼出フローの実例を例示する概念図である。 図５は、ノードによって実施されうる発見手順の実例を例示するタイミング図である。 図６は、インフラストラクチャによって援助される発見を支援するピア・ツー・ピア無線ネットワークの実例を例示する概念図である。 図７は、ピア・ツー・ピア無線ネットワーク内のノードによって実施される発見手順の実例を例示する状態図である。 図８は、ノードの機能の実例を例示するブロック図である。 図９Ａは、処理システムの機能の実例を例示するブロック図である。 図９Ｂは、処理システムの機能の別の実例を例示するブロック図である。

一般的なプラクティスによると、図面において例示された様々な機能は、ネットワーク及びネットワーク関連エンティティの様々な態様の説明として意図されており、特許請求の範囲のスコープ内の態様のみを表すことは意図されていない。図面は、ネットワーク及びネットワーク関連エンティティについての完全な理解を提供するという目的のために、特定の詳細を含みうるが、説明されるネットワーク及びネットワーク関連エンティティの様々な態様は、これらの詳細な説明なしに実現されうる。いくつかの例において、周知の構造及び構成要素が、本開示にわたって説明される様々な概念を不明瞭にすることを回避するために、ブロック図の形態で示されうる。

１又は複数の方法及び装置の様々な態様が、以下に説明される。本明細書における教示が、多種多様な形態で実施されうるということと、本明細書において開示される任意の特定の構造、機能、あるいはそれら両方が、典型例に過ぎないということとが明らかであるべきである。本明細書における教示に基づいて、本明細書で開示される態様がその他の態様とは無関係に実施されうることと、これらの態様のうち１又は複数は、様々な方式で結合されうるということとを、当業者は認識するべきである。例えば、本明細書において説明される任意の数の態様を使用して、装置は実現されうる、あるいは方法は実践されうる。加えて、その他の構造、機能、あるいは本明細書で説明される１又は複数の態様以外の、あるいはそれらに加えた構造及び機能を使用して、このような装置は実現されうる、あるいはこのような方法は実践されうる。本開示にわたって説明される任意の装置あるいは方法の態様は、任意の請求項の単一要素、及び／あるいは１又は複数の請求項における要素の任意の組み合わせを含みうる。

以下の詳細な説明において、１又は複数の方法及び装置の様々な態様は、ピア・ツー・ピア無線ネットワークのコンテキストにおいて説明される。しかし、本開示にわたって示される様々な態様は、広範囲のネットワーク及び通信プロトコルまで拡張されうることを、当業者は容易に認識するだろう。従って、ピア・ツー・ピア無線ネットワークへの言及はいずれも、このような態様が広範囲のアプリケーションを有しているという了解の下で、ネットワークの様々な態様を例示することのみが意図されている。

図１は、ピア・ツー・ピア無線ネットワークの実例を例示する概念図である。ネットワーク１００は、複数のノード１０２を用いて示されている。複数のノード１０２の各々は、様々な様式で構成されている。実例として、ノード１０２はラップトップ・コンピュータや、モバイル電話や、携帯情報端末（ＰＤＡ）や、デジタル・オーディオ・プレーヤや、ゲーム・コンソールや、デジタル・カメラや、デジタル・カムコーダや、マルチメディア・デバイスや、あるいはネットワーク１００においてその他のノード１０２とのピア・ツー・ピア接続を支援することができるその他任意の適切なデバイスとして構成されうる。このノード１０２は、アクセス端末や、ハンドセットや、無線通信デバイスや、ユーザ端末や、ユーザ機器や、モバイル局や、モバイル・ユニットや、加入者ユニットや、加入者局や、モバイル・ラジオや、ラジオ電話や、無線局や、無線デバイスや、あるいはその他何れかの技術用語として、当業者によって称されうる。本開示にわたって説明される様々な概念は、それら特定の用語体系に関係なく、全てのノードに当てはまることが意図されている。

この実例において、ピア・ツー・ピア・ネットワーク１００は、無線リンクによって接続されたノード１０２の自己構成ネットワークである。これは、任意の無線トポロジをともに形成する。ノード１０２は、直接、あるいは１又は複数の中間ノードを介して、ネットワーク１００内のピアとの接続を支援するために、無線トポロジを活用する。後者の場合、データは、行先に到着するまで、あるノードから別のノードへとルーティングされる。ノードは、カバレッジ領域にわたって自由に移動することができるので、無線トポロジはすぐに変化しうる。従って、ノードがカバレッジ領域にわたって移動するので、ピア・ツー・ピア・ネットワークは接続を維持するために、動的に再構成可能である。

図２は、ピア・ツー・ピア無線ネットワークの別の実例を例示する概念図である。この実例において、ネットワーク２００は、いくつかのインフラストラクチャ２０４を含む。これは、定位置設置のトランシーバ局として示されるが、その他の構成においてはモバイル・ノードとして実現されうる。インフラストラクチャ・ノード２０４は、例えば、アクセス・ポイント、中継ポイント、ノードＢ、ラジオ・ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）、ｅノードＢ、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）、基地局（ＢＳ）、トランシーバ機能（ＴＦ）、ラジオ・ルータ、ラジオ・トランシーバ、基本サービス・セット（ＢＳＳ）、拡張サービス・セット（ＥＳＳ）、ラジオ基地局（ＲＢＳ）、あるいはその他いくつかの適切な技術用語として、当業者によって称されうる。

ノード２０２は、インフラストラクチャ２０４もしくはネットワーク２００におけるその他任意のノードに、直接、あるいは１又は複数の中間ノードを介して接続しうる。先に説明された実例のように、ノード２０２がカバレッジ領域にわたって移動し、インフラストラクチャ・ノード２０４の負荷が変化するので、無線トポロジは接続を維持するために動的に再構成可能である。ネットワーク２００の１つの構成において、インフラストラクチャ・ノード２０４は、Ｗｉ−Ｍａｘや、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−Ｄａｔａ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）や、ウルトラ・モバイル・ブロードバンド（ＵＭＢ）や、あるいはその他いくつかの適切な無線規格を用いたネットワークにおける場合のように、無線広範囲ネットワーク（ＷＷＡＮ）にわたって分布されうる。ネットワーク２００の別の構成において、インフラストラクチャ・ノード２０４は、住宅、オフィス・ビルディング、空港、ホテル、コーヒー・ショップ、あるいはその他適切なプライベートあるいは公共の場所における無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）にわたって分布されうる。この実例において、インフラストラクチャ・ノード２０４は、実例として、Ｗｉ−Ｆｉネットワークのような、ＷＬＡＮへのアクセス・ポイントとして使用される。

ピア・ツー・ピア・ネットワーク３００の地理的到達範囲は、インターネット等のような広範囲ネットワーク（ＷＬＡＮ）によって拡張されうる。このピア・ツー・ピア無線ネットワークの実例が、図３に示される。この構成において、ノード３０２とインフラストラクチャ・ノード３０４との任意の組み合わせは、その他のノード３０２のためにＷＡＮ３０６への無線バックホールを提供しうる。単一インフラストラクチャ・ノード３０４は、図３に示されるような有線接続によってＷＡＮ３０６へのアクセス・ポイントを提供しうる。あるいは、代替的に、任意の数のインフラストラクチャ・ノード３０４が、ＷＡＮ３０６への有線あるいは無線接続を有しうる。これらのノードは、その他のノードと同様に、カバレッジ領域にわたって移動し、インフラストラクチャ・ノード３０４の負荷が変化するので、無線トポロジはＷＡＮ３０６における２つのノードの間で接続を維持するように、動的に再構成可能である。

これまで説明された様々なネットワーク構成、あるいはその他いくつかの適切なネットワーク構成の１つにおけるノードは、最初に出現すると、発見手順によってその他のピアを発見しようと試みる。ノードによって利用される発見手順は、そのノードが確立したいと希望するピア接続のタイプに依存するだろう。実例として、ノードはピアとの匿名接続を有したいと希望しうる。この実例において、ノードは発見信号をブロードキャストせず、もって、近隣における自らの存在を匿名にする。その代わりに、このノードは、インフラストラクチャ・ノード、あるいはその他何らかのノードもしくはネットワーク関連エンティティからの、例えばビーコンのような、基準信号を復号することによってネットワークに加わろうと試みる（図２、３参照）。ノードは基準信号を復号するとすぐに、自らの所在を、例えばモビリティ・エージェントのような、ネットワーク関連エンティティに通知することによって、ネットワークに登録しうる。それによって、このノードは、ネットワーク内の別のノードがそのノードとの接続を確立しようと試みる場合にページされうる。

ノードによって利用される発見手順は更に、ノードの固定されたセットとのピア接続を支援しうる。この発見手順は、個人によって所有されるノードの集合を備えるパーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）に適している。これらのノードは、実例として、ラップトップ・コンピュータ、セルラ電話、ヘッドセット、マイクロフォン、メディカル・デバイス、バイオメトリック・センサ、心拍数モニタ、歩数計、ＥＫＧデバイス、ユーザＩ／Ｏデバイス、腕時計、リモコン装置、スイッチ、店頭デバイス、補聴器、セットトップ・ボックスなどを含みうる。この実例において、各ノードのアイデンティティは、各々のメモリに格納されたリストによって、あるいはその他の手段によって、その他のノードに対して先験的に知られている。リストの場合、このリストを作成するために、インバンド・メカニズムが使用されうる。

この固定されたセットからピアを発見しようとする場合、ノードは自らのピアからの発見信号を受信しようとする。ノードによって受信されるピアからの発見信号は、ピアの１又は複数の属性（例えば、ピア識別子）を含むメッセージを含みうる。ピアが、固定されたノードのセットに属するかを判定するために、ノードは、このメッセージを、メモリに格納されたピアのリストと比較する。ノードは、ピアがリストに含まれていると判定すると、ピアに接続しようと試みうる。

ピアのアイデンティティが先験的に知られていない場合、ノードは更に、特定のタイプのピアとのピア接続を支援する発見手順を利用する。この手順は、特定のグループ内のピアに接続することを希望しているノードに適している。これは、ノードが、ゲームや、デートや、ショッピング等のような、ローカル・サービスを求めている場合である。この場合、（例えば、グループ・アソシエーション識別子のような）ピアの１又は複数の属性を含むメッセージが、ピアによってブロードキャストされる発見信号に含まれうる。代替的に、サーバのようなネットワーク関連エンティティは、発見手順の間、援助を提供しうる。この構成において、ノードは、グループ・アソシエーションに関連する様々な属性と自己の位置とを含むメッセージをサーバに提供しうる。ピアは、全地球位置発見システム（ＧＰＳ）を使用してか、自己が接続されているその他のノードによってか、あるいはその他何らかの手段によって、自己の位置を決定しうる。サーバは、このメッセージに応じて、ノードによって識別されたグループ・アソシエーションを支援する近隣のピアを識別する情報を、ノードに送りうる。好適に、発見手順は、同時に多くのグループのメンバーであるノードを支援するように構成されている。

ノードがその他任意のピアと接続できる（すなわち、アソシエーション要件の制限が存在しない）ようにする発見手順も利用されうる。この手順を用いて、ノードは発見信号を受信しようとする。ノードは、ピアからの発見信号を検知した場合、そのピアとの接続を確立しようと試みる。

ピア・ツー・ピア・ネットワークの少なくとも１つの構成、あるいはその他の適切なネットワーク配置において、ノードは、発見に関して別のノードを援助するために、そのノードを使用しうる。実例が図４に関連して提示されるだろう。これは、２つのノード間での呼出フローを例示する。この実例において、インフラストラクチャ・ノードは、発見に関して別のノードを援助している。しかし、この実例において説明された様々な概念は、任意のノードまで拡張され、発見に関して、ピア・ツー・ピア無線ネットワークにおけるその他任意のノードを援助するということを、当業者は容易に認識するだろう。

以下の実例は、発見信号をブロードキャストするため、及び／あるいはピアからの発見信号を検知するために、インフラストラクチャ・ノードを使用することによって、発見手順の間、バッテリー電力を節約することをノードが希望する場合に役立つ。図４に関して、ノードは最初に、矢印４０２によって示されるように、インフラストラクチャ・ノードからブロードキャストされた基準信号を復号することによって、インフラストラクチャ・ノードを発見しようと試みる。ピア・ノードはインフラストラクチャ・ノードを発見するとすぐに、矢印４０４によって示されるように、インフラストラクチャの能力を知るために、オーバヘッド・チャネルを復号する。オーバヘッド・チャネルは、インフラストラクチャ・ノードが別のノードの代わりに発見を支援するかどうかを含む様々な情報を提供しうる。インフラストラクチャ・ノードが発見を支援すると仮定すると、ノードは、矢印４０６によって示されるように、ノードが接続するためにインフラストラクチャ・ノードにアクセスを要求することによって、インフラストラクチャ・ノードに接続する。インフラストラクチャ・ノードは、矢印４０８によって示されるように、アクセス許可によって応答しうる。アクセス許可に応じて、ノードは、矢印４１０に示されるように、リバース・リンク・トラフィック・チャネル（すなわち、ピア・ノードからインフラストラクチャ・ノードへの送信を支援するトラフィック・チャネル）によって様々な属性を通信しうる。これらの属性は、実例として、世界的にユニークなノード識別子もしくはその他何らかの識別子や、（例えば友達リストのような）ピア識別子や、グループ・メンバシップや、及び／あるいは発見に関連するその他任意の情報を含みうる。

この情報が受信されると、インフラストラクチャ・ノードは、ブロック４１２に示されるように、発見のためにノードを援助しうる。この援助が行われる方式は変化しうる。実例として、インフラストラクチャ・ノードはノードのために発見信号をブロードキャストし、そのノードは別のノードからの発見信号を受信しようとする。この実例において、発見は、インフラストラクチャ・ノードが、（例えば、インフラストラクチャ・ノードによってブロードキャストされた発見信号内のビットをセットすることによって）発見のためにノードを援助していることを示す情報を含みうる。代替的に、ノードは自らの発見信号をブロードキャストし、インフラストラクチャ・ノードがピアから発見信号を受信することを可能にする。インフラストラクチャ・ノードが、ノードのための発見信号をブロードキャストし、かつ、ピアからの発見信号を受信しようとする場合に、最大限の援助がノードに提供されうる。

ピア・ツー・ピア・ネットワークの少なくとも１つの構成において、インフラストラクチャ・ノードは、ノードの発見の一部のみを仮定しうる。実例として、ある場合はノードが発見信号をブロードキャストし、その他の場合はインフラストラクチャ・ノードが発見信号をブロードキャストしうる。同様に、ある場合はノードがピアからの発見信号を受信しようとし、その他の場合はインフラストラクチャ・ノードがピアからの発見信号を受信しようとする。これまでに議論されたインフラストラクチャによって援助される発見手順の任意の組合せが実施されうる場合に、様々な構成が使用されうるということが、本開示から当業者に対して容易に明らかになる。発見信号を受信しようとすることに対する責任がノードとインフラストラクチャ・ノードで分担されているが、実例ではインフラストラクチャ・ノードが発見信号をブロードキャストしうる。これは、アプリケーション特有の固定条件であるか、あるいは、チャネル条件及びその他の要因に依存して動的に再構成可能である。後者の実例として、インフラストラクチャ・ノードは、ノードの代わりに発見信号をブロードキャストしながら、その後、チャネル条件における変化や、インフラストラクチャ・ノードの負荷における変化や、あるいはその他何らかの理由によって、ピアからの発見信号を受信することに対する責任を引き受ける。

インフラストラクチャ・ノードが、発見に関して別のノードを援助し始めると、様々なメカニズムが、ノードの所在をモニタするために、インフラストラクチャ・ノードによって用いられうる。これらのメカニズムによって、ノードが、実例として、インフラストラクチャ・ノードのカバレッジ領域の外に移動した場合に、インフラストラクチャ・ノードがそのノードの代わりに発見を終了させることができる。ピア・ツー・ピア・ネットワークの少なくとも１つの構成において、ブロック４１４に示されるように、インフラストラクチャ・ノードは、タイマを維持する。矢印４１６によって示されるように、このタイマは、キープ・アライブ信号がインフラストラクチャ・ノードによって受信される度に再起動される。この構成において、ノードは、インフラストラクチャによって援助される発見がまだ必要とされていることをインフラストラクチャ・ノードに通知するために、一連のキープ・アライブ信号を送信する。キープ・アライブ信号は、ノードよる１又は複数の発見信号のブロードキャストか、インフラストラクチャ・ノードへ向けられた送信（例えば、インフラストラクチャ・ノードにアクセスし、制御チャネルで信号を送信する等）か、あるいはその他の種類のシグナリングもしくは通信の形態でありうる。バッテリー寿命を節約するために、ノードはキープ・アライブ信号の間、一部あるいは全ての時間の間、スリープ状態になりうる。ブロック４１８によって示されるように、キープ・アライブ信号が受信されるより前にタイマの期限が切れた場合、インフラストラクチャ・ノードは、発見に関してノードを援助することを止める。

インフラストラクチャ・ノードは、ピア・ツー・ピア・ネットワークにおいて、ノードの代わりにピアからの発見信号を受信しようとしている場合にピアを発見すると、ノードに通知しうる。同様に、インフラストラクチャ・ノードは、対象となるピアがこのインフラストラクチャ・ノードに接続しようと試みている場合、ノードに通知しうる。この通知は、ページあるいはその他何らかのシグナリングの形態を取りうる。通知に応じて、ピアの存在を示すアイコンが、ノードのディスプレイ上に現れるか、ピアを示すマップがディスプレイに提示される。ノードはその後、ピアとの、直接の接続か、インフラストラクチャを介した接続か、あるいは１又は複数の中間ノードを介した接続（すなわち、マルチホップ接続）を確立しうる。

上記で議論された発見手順のうち１又は複数を支援するようにノードが構成されていることを、当業者は容易に認識するだろう。ノードは更に、ページングや、ブロードキャスト・メッセージの送信等のようなその他の手順のみならず、上記で説明されたものの代わりに、あるいはそれに加えて、追加の発見手順を支援するように構成されうる。

図５は、ノードによって実施されうる発見手順の実例を例示するタイミング図である。この実例において、ノードは、サイレント期間５０４によって間隔を空けられた、一連の発見信号５０２を支援する。発見信号は、共通チャネルあるいは専用チャネルによってブロードキャストされるパケットでありうる。パケットは、ネットワーク内の全てのノードに先験的に知られている擬似ランダム数（ＰＮ）、あるいはそれらの多重反復を備える。ノードは更に、サイレント期間５０４の間、あるいはその何れかの部分の間、ピアからの発見信号を受信しようとする。ノードがピアからの発見信号を検知すると、接続が確立されうる。ピアが固定されたノードのセットのみと関連している場合、発見信号内の情報あるいはサーバによって提供された情報は、通信セッションを確立するべきかを判定するために、ノードによって使用されうる。ノードによってブロードキャストされた発見信号は、同期性あるいは非同期性であり、周波数あるいは時間を再利用し、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）や、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）や、あるいは無線電気通信システムにおけるエア・インタフェースを支援するために使用されるその他適切な技術を使用して送られうる。

バッテリー電力を節約するために、サイレント期間５０４の持続時間は、現在の動作モード及び／あるいは環境に依存して変化しうる。実例として、サイレント期間５０４の持続時間は、ピア・ノードのバッテリーがフルに充電されていると増加し、バッテリーが少ないと減少しうる。別の実例として、サイレント期間５０４の持続時間は、送信電力が高いと増加し、送信電力が低いと減少しうる。

ノードのいくつかの構成において、サイレント期間５０４の持続時間は、ラジオ範囲内のピアに基づいて変化しうる。実例として、ノードが、通信する許可を与えられている任意のピアのラジオ範囲の外にある場合、サイレント期間５０４は比較的長い。この実例において、ノードが、アクティブ・サーチを容易にするために１又は複数のピア・ノードを含むラジオ範囲に移動すると、サイレント期間５０４は減少する。これは一般に、ノードが、そのノードのピアが自己に対してどこに位置しているかを知っており、もって、インフラストラクチャに援助される発見に対して適用可能であることが必要である。これは、図５に関連して説明されるだろう。

図６は、インフラストラクチャに援助される発見を支援するピア・ツー・ピア無線ネットワーク６００の実例を例示する概念図である。この実例において、ノード６０２は発見サーバ６０８に登録する。発見サーバ６０８は、ノード６０２によって必要とされるサービスの種類に依存しうる。実例として、ゲームや、デートや、ショッピングのようなローカル・サービスにアクセスするために、特定のグループ内のピアへの接続を希望しているノード６０２は、これらのサービスを支援するように構成された特定のサーバにアクセスしうる。あるいは、単一のサーバが使用されうる。後者の構成において、ピア６０２は、サーバ６０８に登録する場合に必要とされる、サービスの種類を含むプロファイルを送りうる。

登録手順は様々な方式で実施されうる。実例として、ノード６０２は、自己の位置を含む登録メッセージをサーバ６０８に送りうる。サーバ６０８は、登録メッセージに含まれたノードの位置を使用して、ノード６０２近辺のピアのリストを送ることによって応答しうる。ノード６０２は、自己が、あるいは自己のピアがネットワーク６００にわたって移動すると、サーバ６０８に問い合わせてリストを更新すしうる。無線ピア・ツー・ピア・ネットワークの少なくとも１つの構成において、１又は複数のピアがノード近辺内にあるいは近辺外へと移動する場合にも、リストは更新されうる。

図５に戻ると、ノードは、通信する許可を与えられているピアを一切持たないラジオ範囲にある場合、比較的長いサイレント期間を有しうる。このモードにおいて、ノードは、その近辺にまだ発見していないピアを有している場合、あるいはインフラストラクチャによって援助される発見が信頼できないもしくは利用不可能である場合にのみ、発見信号をブロードキャストするべきである。このノードは、１又は複数のピアを有するラジオ範囲内に移動すると、サイレント期間を短縮させることによってアクティブにサーチを開始しうる。ノードは、接続するピア・ノードを発見すると、サイレント期間の持続時間を増加させうる。代替的に、ノードは、自己のネットワークにおける全てのピアを発見した後にのみ、サイレント期間の持続時間を増加させるように構成される。いくつかの構成において、ノードは発見信号をブロードキャストすることを一斉にやめうるが、ラジオ範囲外に移動していないことをピアに通知するために、長いサイレント期間によって分離された発見信号ブロードキャストを維持することが望ましい。

発見信号から発見信号へのサイレント期間の持続時間における変化は一定、あるいは可変である。後者の場合、ピア・ノードが複数のピア・ノードを有するラジオ範囲内に移動すると、サイレント期間は次第に短くなる。このサイレント期間はランダムな基準で、あるいは代替的に、一次関数か、多項式関数か、指数関数か、あるいはその他何らかの関数に従って、次第に短くなる。

図７は、ピア・ツー・ピア無線ネットワーク内のノードによって実施される発見手順の実例を例示する状態図である。各状態は、発見信号をブロードキャストするための異なる周期を規定する。

この実例において、ノードは、ピアが近辺に存在しない場合、第１の状態７０２にある。この状態において、発見信号はまれにしか送出されない。このノードは、登録メッセージによって、サーバに自己の位置を定期的に送りうる。登録応答、あるいはその他のメッセージが、ノードに送り返され、近辺の任意のピアが識別される。近辺にピアが存在しない場合、ノードは、第１の状態７０２に留まる。一方で、サーバが近辺の１又は複数のピアを識別した場合、ノードは第２の状態７０４に入る。ここで、発見信号の頻度は、ピアをアクティブにサーチするために増加される。

ノードは、第２の状態７０４にある間、定期的にサーバに登録し続ける。近辺にピアがもう存在しないことを示す登録応答がサーバから受信されると、ノードは第１の状態７０２に戻る。反対に、ノードは、サーバからの登録応答において識別された全てのピアを発見することができた場合、第３の状態７０６へ入る。ここで、発見信号の頻度は減少する。１又は複数のピアが、見失われた場合、あるいは後続する登録応答において未発見のピアが識別された場合、ノードは第２の状態７０４へと戻り、発見信号の頻度を増加させることによってアクティブにサーチする。代替的に、サーバに定期的に登録する代わりに、ピアが近辺に入るあるいは近辺から離れるイベントにおいて、サーバはその情報を、ノードへプッシュしうる。

図８は、ノードの機能の実例を例示するブロック図である。以下に続くノード８００の説明は、本質的に情報を提供するものであり、各ブロックの機能を広範に定める。本明細書において開示される様々な概念に関連のある機能のみが説明されるだろう。これらの機能ブロックが、本明細書で説明されないその他の機能を提供しうることを、当業者は認識するだろう。この実例において、ノード８００は少なくとも２つの機能ブロックを含み、これらは、無線インタフェース８０２と、処理システム８０４とである。

無線インタフェース８０２は、送信機能及び受信機能の両方を提供するトランシーバとして構成されうる。送信機能は、データを有する搬送波を変調することを含む。受信機能は、搬送波を復調してデータを復元することを含む。無線インタフェース８０２は更に、ＲＦフロントエンド処理や、アナログ／デジタル変換や、タイミング推定及び周波数推定や、チャネル推定や、ターボ符号などのような、その他の様々な機能を提供しうる。要約すると、無線インタフェース８０２は、ノード８００の完全な物理レイヤの実現を提供するように構成されうる。

処理システム８０４は、単独で、あるいはノード８００内のその他のエンティティと組み合わせて、物理レイヤ上の全ての機能を実現するように構成されうる。代替的に、処理システム８０４は更に、物理レイヤの全て、あるいは一部を実現しうる。一般論として、処理システム８０４は、通信を支援するために、無線インタフェース８０２の送信機能及び受信機能を使用するように構成される。ノード８００の１つの態様において、処理システム８０４は、遠隔ノードの発見を支援するように構成されうる。ノード８００の別の態様において、処理システム８０４は、発見のために、遠隔ノードを使用するように構成されうる。

ノード８００は、アクセス端末や、アクセス・ポイントや、あるいはそれらの任意の組み合わせとして機能しうる。アクセス端末として機能するノード８００は、ユーザ・インタフェース８０６を含みうる。ユーザ・インタフェース８０６は、ディスプレイ、キーパッド、スピーカ、マイクロフォン、及び／あるいは、ユーザにアクセス端末を動作できるようにするその他任意の適切なインタフェースを含みうる。ユーザ・インタフェース８０６は、無線インタフェース８０２によって維持される無線アップリンク接続を介して、処理システム８０４によって送信される、あるいは受信されたデータを制御するために使用されうる。

アクセス・ポイントとして機能するノード８００は、アクセス端末及び／あるいは中継ポイントとの適切な任意の数の無線ダウンリンク接続を維持できるのみならず、バックホールを支援するための１又は複数のアップリンク接続をも維持する無線インタフェース８０２を含む。アップリンク接続は、有線あるいは無線である。実例として、アクセス・ポイントは、中継ポイントへの無線アップリンク接続と、（例えば、インターネットのような）別のネットワークへの有線アップリンク接続とを支援しうる。

処理システム８０４は、ソフトウェア、ハードウェア、あるいはそれらの組み合わせを使用して実現されうる。実例として、処理システムは、１又は複数の集積回路（ＩＣ）で実現されうる。ＩＣは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーション特有集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、あるいはその他のプログラマブル・ロジック・デバイス、ディスクリート・ゲートあるいはトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア構成要素、電子構成要素、光学構成要素、機械構成要素、あるいは本明細書において説明された機能を実行するように設計されたそれら任意の組み合わせを備え、ＩＣの内側、ＩＣの外側、あるいはそれら両方に存在するコードあるいは命令群を実行しうる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでありうるが、代替例として、従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは順序回路でありうる。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コアと連結した１、あるいは複数のマイクロプロセッサ、もしくはその他任意のこのような構成のようなコンピューティング・デバイスの組み合わせとして、処理システムが実現されうる。

コードあるいは命令群は、ソフトウェア・アプリケーションを支援するために、１又は複数の機械読取可能媒体において実現されうる。ソフトウェアは、ソフトウェアや、ファームウェアや、ミドルウェアや、マイクロコードや、ハードウェア記述言語と称されようと、そうでなかろうと、命令群、プログラム、コード、あるいはその他任意の電子媒体コンテンツを意味するとして広範に解釈されるものとする。機械読取可能媒体は、ＡＳＩＣに関する場合のように、プロセッサと統合された記憶装置を含みうる。機械読取可能媒体は、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、フラッシュ・メモリ、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハード・ディスク、リムーバブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、あるいはその他任意の適切な記憶デバイスのような、記憶装置をプロセッサの外側に含む。加えて、機械読取可能媒体は、データ信号を符号化する搬送波あるいは送信回路を含みうる。処理システムに関する説明された機能を実現する最適な方法を、当業者は認識するだろう。更に、いくつかの態様において、任意の適切なコンピュータ・プログラム製品は、本開示の態様のうちの１又は複数に関連するコードを備えるコンピュータ読取可能媒体あるいは機械読取可能媒体を備えうる。いくつかの態様において、コンピュータ・プログラム製品は、パッケージ・マテリアルを備えうる。

図９Ａは、処理システム８０４の機能の実例を例示するブロック図である。この実例において、処理システム８０４は、遠隔ノードへ接続するためのモジュール９０２Ａと、遠隔ノードのための発見を支援するためのモジュール９０４Ａとを含む。

図９Ｂは、処理システム８０４の機能の別の実例を例示するブロック図である。この実例において、処理システム８０４は、遠隔ノードと接続するためのモジュール９０２Ｂと、発見のために遠隔ノードを使用するためのモジュール９０４Ｂとを含む。

先の説明は、当業者に対して本明細書で説明された多様な態様を実施することを可能にするために提供される。これらの態様に対する様々な変形例は当業者に対して容易に明らかになるであろう。また本明細書において定義された一般的原理は、その他の態様に適用されうる。よって、特許請求の範囲は本明細書において示された態様に限定されるよう意図されたものではなく、特許請求の範囲と矛盾しない最大範囲であると認められるべきである。ここにおいて、単数における要素の言及は、そうと明確に述べられない限りは「１つ及び１つだけ」を意味するのではなく、むしろ「１又は複数」を意味することが意図されている。そうではないと明確に述べられていない限り、用語「いくつか（some）」は１又は複数に当てはまる。当業者に対して周知である、あるいは後に周知となる本開示において説明された多様な態様の要素に対する構造的及び機能的な均等物は、参照によって本明細書に明確に組み込まれ、請求項によって包含されるよう意図される。更に、本明細書において開示されたものは何れもこのような開示が、請求項において明確に述べられているかどうかに関わりなく、公衆に放棄されることは意図されていない。要素が、「する手段」というフレーズを使用して、あるいは方法請求項である場合に、「するステップ」というフレーズを使用して、明確に述べられていない限り、請求項における何れの要素も米国特許法第１１２条第６段落に基づくと解釈されるべきではない。

Claims (79)

1. 遠隔ノードのための発見を支援するように構成された処理システム
   を備える無線通信のための装置。
2. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードに向けて発見信号をブロードキャストすることによって、前記発見を支援するように構成された請求項１に記載の装置。
3. 前記発見信号は、前記発見信号が前記遠隔ノードに向けてブロードキャストされるということを示す情報を備える請求項２に記載の装置。
4. 前記処理システムは更に、別のノードからの発見信号を受信しようとすることによって、前記発見を支援するように構成された請求項１に記載の装置。
5. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードが前記別のノードへの接続を確立できるように、前記別のノードからの発見信号を受信することに応じて、前記遠隔ノートに通知するように構成された請求項４に記載の装置。
6. 前記処理システムは更に、前記システムが、前記遠隔ノードのための発見を支援できることを、前記遠隔ノードに伝えるように構成された請求項１に記載の装置。
7. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードのための発見に関連した１又は複数の属性を備える通信を前記遠隔ノードから受信するように構成された請求項１に記載の装置。
8. 前記処理システムは更に、前記１又は複数の属性のうちの少なくとも１つを有する発見信号を別のノードから受信しようとすることによって、前記発見を支援するように構成された請求項７に記載の装置。
9. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードからのキープ・アライブ信号に応じて、前記遠隔ノードのための発見を支援し続けるように構成された請求項１に記載の装置。
10. 前記処理システムはタイマを備え、前記処理システムは更に、前記キープ・アライブ信号が前記遠隔ノードから受信されるより前に前記タイマが終了した場合、前記遠隔ノードのための発見を支援することを止めるように構成された請求項９に記載の装置。
11. 前記キープ・アライブ信号は、前記遠隔ノードからの発見信号のブロードキャストを備える請求項９に記載の装置。
12. 前記キープ・アライブ信号は、前記装置に向けられた送信を備える請求項９に記載の装置。
13. 発見のために遠隔ノードを使用するように構成された処理システム
    を備える無線通信のための装置。
14. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードが前記装置に向けて発見信号をブロードキャストできるようにすることによって、発見のために前記遠隔ノードを使用するように構成された請求項１３に記載の装置。
15. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードが前記発見信号をブロードキャストし続けられるようにするために、キープ・アライブ信号を送るように構成された請求項１４に記載の装置。
16. 前記処理システムは更に、前記処理システムが前記遠隔ノードに前記キープ・アライブ信号を送らない場合に、少なくともある期間の間、スリープするように構成された請求項１５に記載の装置。
17. 前記処理システムは更に、第２の発見信号をブロードキャストするように構成された請求項１５に記載の装置。
18. 前記第２の発見信号は、前記キープ・アライブ信号を備える請求項１７に記載の装置。
19. 前記キープ・アライブ信号は、前記遠隔ノードに向けられた送信を備える請求項１５に記載の装置。
20. 前記処理システムは更に、別のノードから発見信号を受信しようとするように構成された請求項１４に記載の装置。
21. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードが別のノードからの発見信号を受信しようとすることができるようにすることによって、発見のために前記遠隔ノードを使用するように構成された請求項１３に記載の装置。
22. 前記処理システムは更に、前記別のノードから前記発見信号を受信しようとするように構成された請求項２１に記載の装置。
23. 前記処理システムは更に、発見信号をブロードキャストするように構成された請求項２１に記載の装置。
24. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードが前記装置のための発見を支援できることを示す通信を前記遠隔ノードから受信するように構成された請求項１３に記載の装置。
25. 前記処理システムは更に、前記遠隔ノードが１又は複数の属性のうちの少なくとも１つを有する別のノードを発見できるようにするために、前記発見に関連した前記１又は複数の属性を前記遠隔ノードに通信するように構成された請求項１３に記載の装置。
26. 装置からの無線通信のための方法であって、遠隔ノードのための発見を支援すること
    を備える方法。
27. 前記遠隔ノードのための発見は、前記遠隔ノードのための発見信号をブロードキャストすることによって支援される請求項２６に記載の方法。
28. 前記発見信号は、前記発見信号が前記遠隔ノードに向けてブロードキャストされるということを示す情報を備える請求項２７に記載の方法。
29. 前記遠隔ノードのための発見は、別のノードからの発見信号を受信しようとすることによって支援される請求項２６に記載の方法。
30. 前記遠隔ノードが前記別のノードへの接続を確立できるように、前記別のノードからの発見信号を受信することに応じて、前記遠隔ノートに通知することを更に備える請求項２９に記載の方法。
31. 前記遠隔ノードのための発見を前記装置が支援できることを、前記遠隔ノードに通信することを更に備える請求項２６に記載の方法。
32. 前記遠隔ノードのための発見に関連した１又は複数の属性を備える通信を前記遠隔ノードから受信することを更に備える請求項２６に記載の方法。
33. 前記遠隔ノードのための発見は、前記１又は複数の属性のうちの少なくとも１つを有する別のノードからの発見信号を受信しようとすることによって支援される請求項３２に記載の方法。
34. 前記遠隔ノードのための発見の支援は、前記遠隔ノードからのキープ・アライブ信号に応じて続けられる請求項２６に記載の方法。
35. 前記遠隔ノードのための発見の支援は、タイマが、前記キープ・アライブ信号が前記遠隔ノードから受信される前に終了することに応じて停止する請求項３４に記載の方法。
36. 前記キープ・アライブ信号は、前記遠隔ノードからの発見信号のブロードキャストを備える請求項３４に記載の方法。
37. 前記キープ・アライブ信号は、前記装置に向けられた送信を備える請求項３４に記載の方法。
38. 発見のために遠隔ノードを使用するように構成された処理システム
    を備える無線通信のための方法。
39. 前記遠隔ノードが装置に向けて発見信号をブロードキャストできるようにすることによって、前記遠隔ノードが発見のために使用される請求項３８に記載の方法。
40. 前記遠隔ノードが前記発見信号をブロードキャストし続けられるようにするために、キープ・アライブ信号を送ることを更に備える請求項３９に記載の方法。
41. 前記遠隔ノードに前記キープ・アライブ信号を送らない場合に、少なくともある期間の間、スリープすることを更に備える請求項４０に記載の方法。
42. 第２の発見信号をブロードキャストすることを更に備える請求項４０に記載の方法。
43. 前記第２の発見信号は、前記キープ・アライブ信号を備える請求項４２に記載の方法。
44. 前記キープ・アライブ信号は、前記遠隔ノードに向けられた送信を備える請求項４０に記載の方法。
45. 別のノードから発見信号を受信しようとすることを更に備える請求項３９に記載の方法。
46. 前記遠隔ノードが、別のノードから発見信号を受信しようとすることができるようにすることによって、発見のために前記遠隔ノードが使用される請求項３８に記載の方法。
47. 前記別のノードから前記発見信号を受信しようとすることを更に備える請求項４６に記載の方法。
48. 発見信号をブロードキャストすることを更に備える請求項４６に記載の方法。
49. 前記遠隔ノードが装置のための発見を支援できることを示す通信を前記遠隔ノードから受信することを更に備える請求項３８に記載の方法。
50. 前記遠隔ノードが１又は複数の属性のうちの少なくとも１つを有する別のノードを発見できるようにするために、前記発見に関連した前記１又は複数の属性を前記遠隔ノードに通信することを更に備える請求項３８に記載の方法。
51. 無線通信のための装置であって、
    遠隔ノードに接続する手段と、
    前記遠隔ノードのための発見を支援する手段と
    を備える装置。
52. 前記発見を支援する手段は、前記遠隔ノードに向けて発見信号をブロードキャストする手段を備える請求項５１に記載の装置。
53. 前記発見信号は、前記発見信号が前記遠隔ノードに向けてブロードキャストされているということを示す情報を備える請求項５２に記載の装置。
54. 前記発見を支援する手段は、別のノードから発見信号を受信しようとする手段を備える請求項５１に記載の装置。
55. 前記遠隔ノードが前記別のノードへの接続を確立できるように、前記別のノードからの発見信号を受信することに応じて、前記遠隔ノートに通知する手段を更に備える請求項５４に記載の装置。
56. 前記装置が前記遠隔ノードのための発見を支援できることを、前記遠隔ノードに通信する手段を更に備える請求項５１に記載の装置。
57. 前記遠隔ノードに接続する手段は、前記遠隔ノードのための発見に関連した１又は複数の属性を備える通信を前記遠隔ノードから受信する手段を備える請求項５１に記載の装置。
58. 前記発見を支援する手段は、前記１又は複数の属性のうちの少なくとも１つを有する発見信号を別のノードから受信しようとする手段を備える請求項５７に記載の装置。
59. 前記発見を支援する手段は、前記遠隔ノードからのキープ・アライブ信号に応じて、前記発見を支援し続ける手段を備える請求項５１に記載の装置。
60. タイマを更に備え、前記発見を支援する手段は、前記キープ・アライブ信号が前記遠隔ノードから受信されるより前に前記タイマが終了することに応じて、前記遠隔ノードのための発見を支援することを止めるように構成された請求項５９に記載の装置。
61. 前記キープ・アライブ信号は、前記遠隔ノードからの発見信号のブロードキャストを備える請求項５９に記載の装置。
62. 前記キープ・アライブ信号は、前記装置に向けられた送信を備える請求項５９に記載の装置。
63. 無線通信のための装置であって、
    遠隔ノードに接続する手段と、
    発見のために前記遠隔ノードを使用する手段と
    を備える装置。
64. 前記遠隔ノードを使用する手段は、前記遠隔ノードが前記装置のために発見信号をブロードキャストできるようにする手段を備える請求項６３に記載の装置。
65. 前記遠隔ノードが前記発見信号をブロードキャストし続けられるようにするために、キープ・アライブ信号を送る手段を更に備える請求項６４に記載の装置。
66. 前記遠隔ノードに前記キープ・アライブ信号を送らない場合に、少なくともある期間の間、スリープする手段を更に備える請求項６５に記載の装置。
67. 第２の発見信号をブロードキャストする手段を更に備える請求項６５に記載の装置。
68. 前記第２の発見信号は、前記キープ・アライブ信号を備える請求項６７に記載の装置。
69. 前記キープ・アライブ信号は、前記遠隔ノードに向けられた送信を備える請求項６５に記載の装置。
70. 別のノードから発見信号を受信しようとする手段を更に備える請求項６４に記載の装置。
71. 前記遠隔ノードを使用する手段は、前記遠隔ノードが別のノードから発見信号を受信しようとすることができるようにする手段を備える請求項６３に記載の装置。
72. 前記別のノードから前記発見信号を受信しようとする手段を更に備える請求項７１に記載の装置。
73. 発見信号をブロードキャストする手段を更に備える請求項７１に記載の装置。
74. 前記遠隔ノードが前記装置のための発見を支援できることを示す通信を前記遠隔ノードから受信する手段を更に備える請求項６３に記載の装置。
75. 前記遠隔ノードが１又は複数の属性のうちの少なくとも１つを有する別のノードを発見できるようにするために、前記発見に関連した前記１又は複数の属性を前記遠隔ノードに通信する手段を更に備える請求項６３に記載の装置。
76. アクセス端末のためのバックホール接続を支援するように構成された無線インタフェースと、
    前記無線インタフェースを支援するように構成された処理システムと
    を備え、前記処理システムは、前記アクセス端末のための発見を支援するように更に構成されたアクセス・ポイント。
77. 発見のためにアクセス・ポイントを使用するように構成された処理システムと、
    前記処理システムによって支援されたユーザ・インタフェースと
    を備えるアクセス端末。
78. 遠隔ノードのための発見を支援するように、処理システムによって実行可能な命令群を備える機械読取可能媒体を備えた、通信のためのコンピュータ・プログラム製品。
79. 発見のために遠隔ノードを使用するように、処理システムによって実行可能な命令群を備える機械読取可能媒体を備えた、通信のためのコンピュータ・プログラム製品

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