JP2011529655A - 超広帯域装置の互換性を可能にするための技術 - Google Patents

Abstract

異なる規制設定を持つ無線装置の互換性を可能にするための方法２００。該方法は、無線装置の初期設定時に、所定の共通チャネルをスキャンするステップＳ２２０、所定の共通チャネルを介して通信している無線装置によってＷｉＮｅｔサービスセットＷＳＳを形成するステップＳ２３０、ＷＳＳ内の無線装置を所定の共通チャネル以外のチャネルへスイッチする際に、新たな無線装置がＷＳＳに加わろうと試みるかどうかをチェックするステップＳ２４０，Ｓ２５０、及び、そのような試みが検出された場合、新たな無線装置をＷＳＳに加えるステップＳ２９０を有する。

Description

本願は２００８年７月３０日出願の米国仮出願番号６１／０８４，７１１の利益を主張する。

本発明は概して無線メディア（ＷｉＭｅｄｉａ）ネットワークに関し、より具体的にはかかるネットワークにおける超広帯域（ＵＷＢ）装置の互換性を可能にするための技術に関する。

超広帯域（ＵＷＢ）ネットワークのためのＷｉＭｅｄｉａ規格は、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）のための完全分散型メディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを規定する。異なる地域における規制制限のために、ＵＷＢ装置が動作可能な周波数帯域は異なる。例えば、欧州、日本、及び米国はＵＷＢ装置が通信可能な異なる周波数帯域を規定している。ＵＷＢ装置はＵＷＢトランシーバを備える装置であり、例えばカメラ、ラップトップ、無線ディスプレイ、無線モニタ又はテレビ、無線外付けハードドライブ、無線プリンタなどである。

図１は異なる地域においてＵＷＢ装置によって使用されることができる３つの周波数帯域群（ＢＧ）を示す。こうした帯域群の各々は、３つの周波数帯域、すなわち３つの固定周波数インターリーブ（ＦＦＩ）チャネル（"チャネル"）から成る。帯域群ＢＧ１、ＢＧ３、及びＢＧ４はＷｉＭｅｄｉａ規格で規定され、それぞれ３．１６ＧＨｚ‐４．７５２ＧＨｚ、６．３３６ＧＨｚ‐７．９２０ＧＨｚ、及び７．９２０ＧＨｚ‐９．５０４ＧＨｚの周波数範囲を持つ。帯域群ＢＧ６はＢＧ３及びＢＧ４におけるいくつかの帯域を再利用し、７．３９２ＧＨｚ‐８．９７６ＧＨｚの周波数範囲を持つ。

現在、ＢＧ３におけるチャネル'３'のみが、欧州、日本、及び米国の規制要件に応じたＵＷＢ装置によって共通に使用されることができる。現在行われている規制の議論は、これらの地域における共通チャネルとして帯域群ＢＧ１におけるチャネル'３'を使用することも承認する可能性がある。欧州はＢＧ３と、ＢＧ４における一部の帯域を使用することのみを許可する可能性がある。日本と韓国はＢＧ４と、ＢＧ３における一部の帯域を使用することのみを許可する可能性がある。米国は全帯域群を使用することを許可する可能性がある。ＵＷＢ装置はその地理的地域において許可された一部の帯域しかサポートしない可能性がある。

現在の規制制限はＵＷＢ装置の互換性を制限しており、特定の地方において動作するように製造された装置は、この地方によってサポートされる帯域群においてのみ通信し得るようになっている。つまり、異なる地域からのＵＷＢ装置は、該装置が同じ地域で動作するときに通信する及び／又はネットワークを構築することができる。これは例えば海外旅行によるＵＷＢ装置の使用を制限するため、主要な欠点である。

加えて、ＵＷＢ装置の旧バージョンは１つの帯域群しかサポートしないのに対し、新たに開発された装置は複数の帯域群において動作するようになっている。従って、新バージョンと旧バージョンのＵＷＢ装置間で互換性の問題がある。この互換性の問題の例は、２つの無線ネットワーク（ＷｉＮｅｔ）サービスセット（ＷＳＳ）が単一のＷＳＳを形成しようとするときである。しかしながら、ＷＳＳ内の装置は異なるチャネルで動作するため、互いを見つけることができない。ＷＳＳはセキュリティ関係を共有する装置の指定グループである。ＷＳＳは、装置が互いを発見し、安全に暗号化されたリンクを形成することができるような、安全なアドホックネットワークを容易に形成するように設計される。

従って、ＵＷＢ装置の非互換性の問題を解決する方法を提供することが有利であろう。

本発明の特定の実施形態は、異なる規制設定を持つ無線装置の互換性を可能にするための方法を含む。該方法は、無線装置の初期設定時に、所定の共通チャネルをスキャンするステップ、所定の共通チャネルを介して通信している無線装置によってＷｉＮｅｔサービスセット（ＷＳＳ）を形成するステップ、ＷＳＳ内の無線装置を所定の共通チャネル以外のチャネルへスイッチする際に、新たな無線装置がＷＳＳに加わろうと試みるかどうかをチェックするステップ、そのような試みが検出された場合、新たな無線装置をＷＳＳに加えるステップを有する。

本発明とみなされる主題は、明細書の最後に請求項において具体的に指摘され、明確に主張される。本発明の前述の及び他の特徴及び効果は、添付の図面と併用される以下の詳細な説明から明らかとなる。

ＵＷＢ装置によって使用される帯域群を図示する略図である。 本発明の一実施形態に従って実行されるＵＷＢ装置の互換性を可能にするための方法を説明するフローチャートである。 初期設定手順を図示する図である。 共通チャネルでないチャネルへ装置がスイッチするときの手順を図示する図である。 ＷＳＳがある帯域へスイッチした後のビーコン手順を図示する図である。 ＷＳＳに新たな装置を加えるための手順を図示する図である。 ＷＳＳに加わるように装置を再有効化するための様々なオプションを図示する図である。 ＷＳＳに加わるように装置を再有効化するための様々なオプションを図示する図である。 ＷＳＳに加わるように装置を再有効化するための様々なオプションを図示する図である。

本発明によって開示される実施形態は本明細書の革新的教示の多くの有利な使用の例に過ぎないことに留意することが重要である。概して、本開示の明細書においてなされる記述は、必ずしも様々な請求された発明のいずれも制限するものではない。さらに、一部の記述は一部の発明の特徴に当てはまり得るが他のものには当てはまらない。概して、他に明示されない限り、一般性を喪失することなく、単数の要素は複数であってもよく、逆もまた同様である。図面において、類似する数字は複数の図を通して類似する部分をあらわす。

本発明の原理によれば、帯域群の１つにおける共通チャネル（すなわち帯域）が、異なる地域からのＵＷＢ装置を互いに通信するように調整するために利用される。ＵＷＢ装置は共通チャネル上でネットワーク（すなわちＷＳＳ）を形成することができる。あるいは、ＵＷＢ装置は形成されたネットワーク内の全装置によってサポートされるチャネル（共通チャネル以外）へスイッチすることができる。以下で詳細に記載される通り、こうした場合、さらなる装置がネットワークに加わることが見込まれる場合、ＵＷＢ装置の１つは共通チャネル上で制御情報を送る必要がある。

図２は本発明の特定の実施形態に従って実行されるＵＷＢ装置の互換性を可能にするための方法を説明する例示的なフローチャート２００を示す。Ｓ２１０において、帯域群の１つにおける共通チャネルが選択される。共通チャネルは異なる地域の全規制に従って利用可能になっている。本発明の一実施形態において、共通チャネルは帯域群ＢＧ１又はＢＧ３のいずれかにおけるチャネル番号'３'である。Ｓ２２０において、ＵＷＢが初期設定されるとき（通常は装置が起動されるとき）、装置によってサポートされる全チャネルがスキャンされる。装置が、共通チャネルでないチャネルの１つにおいて標的ＷＳＳを検出する場合、装置はそのチャネル上のＷＳＳに加わる。そうでなければ、装置は共通チャネルをスキャンする。装置はＮ個のスーパーフレームの期間（Ｎは１以上の整数である）又は１スーパーフレームの長さ（Ｔ_ｓｕｐ）にわたって共通チャネルをスキャンする。スーパーフレームは互いに通信するためにＵＷＢ装置によって利用されるデータ構造である。スーパーフレームは通常、装置がそのビーコンを送信するビーコン期間（ＢＰ）と、データ送信期間（ＤＰ）を含む。共通チャネルをスキャンする間に装置がビーコングループを見つける場合、装置はそのグループに加わり、そうでなければ装置は新たなビーコングループを形成する。ビーコングループは同じチャネルを共有する装置のグループから成る。

初期設定ステップ（Ｓ２２０）は図３にさらに図示され、ここではスーパーフレーム３０１が共通チャネル３１０を介して送信される。ＵＷＢ装置"Ａ"が起動すると、これはビーコン期間中にビーコンを送信する。その後、装置"Ｂ"及び"Ｃ"が、共通チャネル３１０をスキャンしながら、装置"Ａ"によって形成されるビーコングループを検出し、そのビーコングループに加わる（スーパーフレーム３０２を参照）。

図２に戻ると、Ｓ２３０においてＷＳＳが形成される。具体的には、共通チャネル上で通信している装置によってＷＳＳを形成するために、装置はまず許容可能な帯域群についての規制情報を交換し、共通の許容可能なチャネルのセットを決定する。そして、装置は共通の許容可能なチャネルのセット及びその上で動作する"論理チャネル"をスキャンして、装置がＷＳＳを形成することができるチャネル又は論理チャネルを検出する。論理チャネルは、各帯域群に対して最大１０の異なる時間周波数コードを用いることによって規定される。加えて、ＵＷＢ装置は共通チャネルでない別のチャネルへスイッチしてもよい。このオプションは図４に図示され、ここでは装置"Ａ"、"Ｂ"、"Ｃ"及び"Ｄ"を含むＷＳＳが共通チャネル４１０上で動作するように形成され、ビーコングループの一部として装置"Ａ"、"Ｂ"、"Ｃ"及び"Ｄ"を持つスーパーフレーム４０１であらわされる。続いて、装置"Ａ"、"Ｂ"、"Ｃ"及び"Ｄ"はそれぞれチャネル４１０、４２０、４３０及び４４０を、これらのチャネルにおいてスーパーフレーム４０１、４０２、４０３及び４０４を送信することによってスキャンする。スーパーフレーム４０５は装置間で制御情報を交換するために利用され、この情報に基づいて装置はチャネル４３０へスイッチすることを決定する。

装置は、複数のスーパーフレームを通して１つずつ、チャネルの共通セットにおける全帯域及び論理チャネルをスキャンするように選択されることができることに留意すべきである。加えて、図４に図示される通り、装置は複数のチャネルを同時にスキャンするように協働することもでき、それによって少なくともスキャン時間を節約する。一旦ＷＳＳが形成されると、ＷＳＳ内の装置はＷＳＳのチャネル上で互いに通信することができる。

通常はＷＳＳ内の装置が異なるチャネルへスイッチするとき、新たなＵＷＢ装置がＷＳＳに加わろうとする可能性がある。ＷＳＳに加わろうとする装置は共通チャネルをスキャンする。図２に戻ると、Ｓ２４０においてＷＳＳ内の装置は異なるチャネルへスイッチし、例えばより多くのリソース及び／又は帯域幅を持つチャネル上で通信するためにそうする可能性がある。Ｓ２５０において、ＷＳＳ内の単一の装置が、共通チャネルにおいて周期的にビーコンを送信するように選択される。選ばれた装置は、ＷＳＳに加わろうとする新たな装置によって送信されるスーパーフレームを検出するために、チャネルにおいてビーコンを送信しリッスンする。装置は共通チャネルにおいてＭスーパーフレーム毎にリッスンし、Ｍは上記のスーパーフレームの数"Ｎ"よりも小さい整数である。一実施形態では、共通チャネルにおいてビーコンを送信するために単一の専用装置のみが利用される。あるいは、図５に図示される通り、ＷＳＳ内の全装置が交代でこのタスクを実行してもよい。

Ｓ２６０において、ＷＳＳに加わろうとする新たな装置が検出されたかどうかがチェックされ、もしそうなら実行はＳ２７０を続け、そうでなければ実行はＳ２５０に戻る。Ｓ２７０において、許容可能な帯域群についての規制情報が、"スキャン装置"（すなわち共通チャネル上でビーコンを送信している装置）と新たな装置の間で交換される。スキャン装置が、ＷＳＳが動作するチャネルへスイッチして戻るとき、新たな装置の規制情報がＷＳＳ内の装置へ送られる。Ｓ２８０において、新たな装置とＷＳＳ装置が、現在ＷＳＳによって使用されているチャネル上で通信することができるかどうかが決定される。もしそうなら、Ｓ２９０において新たな装置がＷＳＳに加わり、そうでなければ、Ｓ２８２において新たな装置とＷＳＳ装置は使用可能なチャネルが見つかるまでチャネルの共通セットをスキャンするように協働する。その後Ｓ２８４において、ＷＳＳ装置と新たな装置は検出された使用可能なチャネルへスイッチし、新たな装置がＷＳＳに加えられる。Ｓ２９０において、全装置が互いに通信することができるように新たな装置がＷＳＳに加わる。本発明の好適な実施形態において、新たな装置は"外部（ｆｏｒｅｉｇｎ）"装置であり、すなわちＷＳＳとその装置が動作する地域とは異なる地域の規制設定を持つ装置であることに留意すべきである。

図６は新たな装置"Ｅ"が装置"Ａ"、"Ｂ"、"Ｃ"及び"Ｄ"を含むＷＳＳに加わるプロセスのための実施例を提供する。時間Ｔ_１の間、装置"Ｅ"は共通チャネル６１０においてビーコンを送信し、一方装置"Ｂ"はこのチャネルをスキャンする。時間Ｔ_２の間、装置"Ｂ"はチャネルの共通セットにおいて一致するようにＷＳＳ内の他の装置と規制情報を交換する。時間Ｔ_３の間、装置"Ａ"、"Ｂ"、"Ｃ"及び"Ｄ"はチャネル６１０、６２０、６３０及び６４０を含むチャネルの共通セットをスキャンする。その後時間Ｔ_４とＴ_５において、ＷＳＳ内の装置は、装置が動作可能な新たなチャネルについての情報を交換し、さらにこの情報を新たな装置"Ｅ"と交換する。時間Ｔ_６において、装置は装置"Ａ"、"Ｂ"、"Ｃ"、"Ｄ"及び"Ｅ"が互いに通信することができるチャネル６２０へスイッチする。

本発明の別の実施形態によれば、異なるチャネル／帯域上で動作する２つ以上のＷＳＳが単一のＷＳＳを形成することを可能にするための方法が開示される。この目的で、共通帯域上で互いを検出し、２つの装置が動作可能な共通チャネル／帯域を見つけるために規制情報を交換するように、２つのＷＳＳからの装置が選択される。加えて、各装置は他方の装置の規制情報をそのＷＳＳ内の装置へ送る。その後、２つのＷＳＳ内の装置は単一のＷＳＳを形成するために共通帯域へスイッチする。

本発明の別の実施形態によれば、ＷＳＳはこうしたオプションが事前にブロックされたときに他の装置又はＷＳＳが該ＷＳＳに加わることを許可するように明示的に設定され得る。ＷＳＳがこうしたモードで動作することを可能にすることは、例えばＷＳＳ内の装置のグラフィカルユーザインターフェース又は物理インターフェース（例えばボタン）を用いて生成されるコマンドを通して実行され得る。この実施形態では、図７Ａに概略的に図示される通り、ＷＳＳ内の装置（"Ａ"）が共通チャネル７１０をスキャンするように選択される。共通チャネル７１０上にビーコングループがない場合、装置はビーコングループ（スーパーフレーム７０１）を開始する。そうでなければ、図７Ｂに示される通り、装置（"Ａ"）は既存のビーコングループ（スーパーフレーム７０２）に加わる。そして装置は共通チャネル７１０上のスーパーフレーム（例えばスーパーフレーム７０３及び７０４）をスキップし、他の装置とビーコングループ情報を交換するためにその独自のＷＳＳへ戻る。その後、ＷＳＳ内の装置は交代でビーコンを送信し、共通チャネル７１０上のスーパーフレームを監視することができる。図７Ｃに図示される別の実施形態では、共通チャネル７１０上で送信されるスーパーフレームのビーコン期間が、ＷＳＳ装置が通信するチャネル７２０上で送信されるスーパーフレームのビーコン期間と同期される。ビーコン期間は、加わる装置"Ａ"とＷＳＳ装置の間でスーパーフレーム７０５を用いて情報が交換されると同期される。

開示された方法は、ＵＷＢベースＷＡＰＮ、ＷｉＭｅｄｉａベース無線ネットワーク及びＷＰＡＮ、又は任意の時分割多元接続（ＴＤＭＡ）若しくはスーパーフレームベース無線ネットワークを含む通信システムに組み入れられることができるが、これらに限定はされない。

本発明の原理は、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアの組み合わせとして実施される。さらに、ソフトウェアは好適にはプログラム記憶装置又はコンピュータ可読媒体上に明白に具体化されるアプリケーションプログラムとして実施される。アプリケーションプログラムは、任意の適切なアーキテクチャを有するマシンにアップロードされ、実行され得る。好適には、マシンは１つ以上の中央処理装置（"ＣＰＵ"）、メモリ、及び入出力インターフェースなどのハードウェアを持つコンピュータプラットフォーム上に実装される。コンピュータプラットフォームはまた、オペレーティングシステムとマイクロ命令コードも含み得る。本明細書に記載の様々なプロセスと機能は、マイクロ命令コードの一部又はアプリケーションプログラムの一部のいずれか、又はその任意の組み合わせであってよく、これらはこうしたコンピュータ又はプロセッサが明示されているかどうかを問わず、ＣＰＵによって実行され得る。加えて、様々な他の周辺装置、例えば追加データ記憶装置及び印刷装置などがコンピュータプラットフォームに接続され得る。

前述の詳細な説明は本発明がとることができる多くの形態の一部を説明している。前述の詳細な説明は、本発明の定義への限定としてではなく、本発明がとることができる選択された形態の例示として理解されることを目的とする。本発明の範囲を規定することを目的とするものは、全均等物を含む請求項のみである。

Claims (11)

1. 異なる規制設定を持つ無線装置の互換性を可能にするための方法であって、
   無線装置の初期設定時に、所定の共通チャネルをスキャンするステップと、
   前記所定の共通チャネルを介して通信している無線装置によってＷｉＮｅｔサービスセットを形成するステップと、
   前記ＷｉＮｅｔサービスセット内の前記無線装置を前記所定の共通チャネル以外のチャネルへスイッチする際に、新たな無線装置が前記ＷｉＮｅｔサービスセットに加わろうと試みるかどうかをチェックするステップと、
   そのような試みが検出された場合、前記新たな無線装置を前記ＷｉＮｅｔサービスセットに加えるステップとを有する方法。
2. 前記所定の共通チャネルが、利用可能な規制された帯域群内のチャネルであり、前記利用可能な規制された帯域群は、同じ地域からの無線装置が互いに通信することができる周波数帯域群である、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＷｉＮｅｔサービスセットを形成するステップが、
   前記無線装置間でそれらの各地域内で許可される周波数帯域群についての規制情報を交換するステップと、
   前記規制情報に基づいて許容可能な共通チャネルのセットを決定するステップと、
   前記無線装置全てが通信することができる１つのチャネルを検出するために前記許容可能な共通チャネルのセット内のチャネルをスキャンするステップと、
   前記検出されたチャネル上で前記ＷｉＮｅｔサービスセットを構築するステップとをさらに有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記許容可能な共通チャネルのセット内のチャネルが同時にスキャンされる、請求項１に記載の方法。
5. 前記新たな無線装置が前記ＷｉＮｅｔサービスセットに加わろうと試みるかどうかをチェックするステップが、
   前記所定の共通チャネル内でビーコンを周期的に送信するように前記ＷｉＮｅｔサービスセットから１つの無線装置を選択するステップと、
   前記新たな無線装置によって送信されるスーパーフレームを検出するために前記所定の共通チャネルをリッスンするステップとをさらに有する、請求項４に記載の方法。
6. 前記新たな装置を前記ＷｉＮｅｔサービスセットに加えるステップが、
   前記新たな無線装置と、前記所定の共通チャネル内で前記ビーコンを送信している前記無線装置との間で規制情報を交換するステップと、
   前記新たな無線装置の前記規制情報を前記ＷｉＮｅｔサービスセット内の全無線装置へ送信するステップと、
   前記ＷｉＮｅｔサービスセット内の前記無線装置と前記新たな装置が、前記ＷｉＮｅｔサービスセットを形成するために使用された前記チャネル上で通信することができる場合、前記新たな無線装置を前記ＷｉＮｅｔサービスセットに加えるステップとをさらに有する、請求項５に記載の方法。
7. 前記新たな無線装置と前記ＷｉＮｅｔサービスセット内の前記無線装置が通信することができる新たな共通チャネルをスキャンするステップと、
   前記新たな共通チャネルの検出時、前記新たな無線装置と前記無線装置を前記検出されたチャネルへスイッチし、それによって前記検出されたチャネル上で新たなＷｉＮｅｔサービスセットを形成するステップとをさらに有する、請求項６に記載の方法。
8. ＷｉＮｅｔサービスセットに加わるよう、ブロックされた無線装置を明示的に有効化するステップをさらに有し、ブロックされた無線装置は事前にＷｉＮｅｔサービスセットへの加入がブロックされた装置である、請求項１に記載の方法。
9. 前記無線装置が少なくともＷｉＭｅｄｉａネットワークにおいて動作する超広帯域装置である、請求項１に記載の方法。
10. 異なる地域で製造された前記無線装置の各々が、各地域に対して規制された周波数帯域群においてのみ動作することができる、請求項９に記載の方法。
11. 実行されると、異なる規制設定を持つ無線装置の互換性を可能にするプロセスをプロセッサ又はコンピュータに実行させる、コンピュータ実行可能コードを格納したコンピュータ可読媒体であって、
    無線装置の初期設定時に、所定の共通チャネルをスキャンするステップと、
    前記所定の共通チャネルを介して通信している無線装置によってＷｉＮｅｔサービスセットを形成するステップと、
    前記ＷｉＮｅｔサービスセット内の前記無線装置を前記所定の共通チャネル以外のチャネルへスイッチする際に、新たな無線装置が前記ＷｉＮｅｔサービスセットに加わろうと試みるかどうかをチェックするステップと、
    そのような試みが検出された場合、前記新たな無線装置を前記ＷｉＮｅｔサービスセットに加えるステップとを有する、コンピュータ可読媒体。

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