JP2012531161A - 通信装置、通信方法及び製品 - Google Patents

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Abstract

2つの無線通信装置が互いを発見しかつ互いの関連性を決定しようとする場合に、それらはネゴシエーション手順を互いに行い、その関連性において何れがネットワークコントローラとして動作するかを決定する。ネゴシエーション手順は、ネットワークコントローラとして動作する際にどの装置がより適しているかを示す情報のやりとりを含む。

Description

本発明は通信装置、通信方法及び製品に関連する。
アドホック無線通信ネットワークでは、ネットワーク内の全ての装置が出入りしてよいので、唯1つの装置が永続的なネットワークコントローラに指定される、ということはない。しかしながら、ネットワークの中で予定(計画又はスケジューリング)された通信を都合よく維持するには、何らかの装置が現時点でのネットワークコントローラとして指定される必要がある。従来のネットワークの場合、ビーコンを送信し始める最初の装置がネットワークコントローラとなり、以後そのネットワークに参入する装置を案内する。しかしながらこの方法はネットワークコントローラを最良に選択する結果とはならないおそれがある。通常、ネットワークコントローラは、ネットワーク内の他の装置よりも高い処理能力及び多くの通信帯域幅を有していることを要する。更に、ネットワークは、周期的に低電力モードに入ってスリープ状態になるのではなく、動作状態のままでいることを要するので、バッテリではなくAC電源から給電されている方が好ましい。最初に装置がビーコンを送信したことに基づいているに過ぎないネットワークコントローラの選び方は、上記の重要な事項を考慮しておらず、ネットワークコントローラに相応しくないものを選択してしまう結果となってしまうおそれがある。
米国特許第7061895号明細書
本発明の課題は、ネットワークコントローラに相応しい装置を選択できるようにすることである。
一形態による通信装置は、
無線ネットワークにおける通信装置であって、
少なくとも1つの無線機及び少なくとも1つのプロセッサを有する第1の無線通信装置を有し、該第1の無線通信装置は、
ディスカバリメッセージを通信し、
該ディスカバリメッセージに対する第2の無線通信装置からの応答を通信し、
該第2の無線通信装置との関連性を確立する手順を完了し、
前記ディスカバリメッセージは、該ディスカバリメッセージを送信した無線通信装置がネットワークコントローラとして動作することについての適性を示す第1情報を含み、
前記応答は、該応答を送信した無線通信装置がネットワークコントローラとして動作することについての適性を示す第2情報を含んでいる、通信装置である。
本発明の実施例による2つの無線通信装置を示す図。 ネットワークコントローラとして動作するのに相応しいことを示す情報を規定する本発明の実施例によるフォーマットを示す図。 ネットワークコントローラを決定する本発明の実施例による方法を示すフローチャート。 第1装置によりネットワークコントローラを決定する本発明の実施例による方法を示すフローチャート。 第2装置によりネットワークコントローラを決定する本発明の実施例による方法を示すフローチャート。
本発明を説明するために使用される添付図面及び以下の詳細な説明を参照することで、本発明の実施例は更に理解される。
以下の説明において様々な具体的な詳細が説明される。しかしながら本発明の実施例はそのような具体的詳細によらずに実現されてもよいことが理解される。また、記述内容の理解を妨げてしまうことを避けるため、従来の回路、構造及び技法は詳細には説明されていない。
「一実施例」、「実施例」、「実施形態」、「様々な実施例」、「様々な実施形態」等の用語は、そのように説明されている発明の形態が、特定の特徴、構造又は特性を有するが、全ての形態がその特定の特徴、構造又は特性を必ずしも含んでいないことを意味する。更に、ある実施例は他の実施例に関して説明された特徴の全部又は一部を含んでいてもよいし、全く含んでいなくてもよい。
以下の説明及び特許請求の範囲において、「結合された(coupled)」及び「接続された(connected)」という用語及びその派生語が使用されているかもしれない。これらの用語が互いに同義語として解釈されることは意図されていない点に留意を要する。すなわち、特定の実施例において、「結合された」は2つ以上の要素が物理的に直接的に又は電気的に互いに接している様子を示すように使用されている。「結合された」は、2つの要素が互いに協同又は相互作用するが、それらは物理的に直接的に又は電気的に接していてもいなくてもよいことを示すように使用される。
特許請求の範囲において、特に断りがない限り、「第1」、「第2」、「第3」等のような序数の修飾語は、同様であるが異なっている複数の要素に言及しているに過ぎず、そのように記載された要素が、時間的又は空間的に所与の順序でランキングされて又は他の方法で並んでいなければならないことを意味するわけではない。
本発明の様々な実施例はハードウェア、ファームウェア及びソフトウェアの内の1つ又はそれらの任意の組み合わせにより実現されてもよい。本発明はコンピュータで読み取り可能な媒体の中に含まれている又は媒体上にある命令として実現されてもよく、その命令は1つ以上のプロセッサにより読み取られて実行され、本願で説明される動作を実行させることができる。コンピュータ読み取り可能な媒体は、1つ以上のコンピュータで読み取ることが可能な形式で情報を格納する任意の手段を含む。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体は有形記憶媒体を含み、有形記憶媒体は、読み取り専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリ装置等であるが、これらに限定されない。
「無線又はワイヤレス」という用語は、固体でない媒体を介する変調された電磁波の放射を利用することでデータを通信する回路、装置、システム、方法、技法、通信チャネル等を示すために使用される。この用語は、関連する装置が如何なる有線も含んでいないことを意味するわけではない(ただし、一実施例における装置が有線を含んでいなくてもよい)。無線装置は少なくとも1つのアンテナ、少なくとも1つの無線機及び少なくとも1つのプロセッサを有し、無線機は、データを表現する信号をアンテナを介して送信しかつデータを表現する信号をアンテナを介して受信し、プロセッサは送信されることになるデータ及び受信されたデータを処理する。プロセッサは送信も受信もされない他のデータを処理してもよい。
「ネットワークコントローラ(NC)」という用語は、ネットワークの中でNCに関連している他の装置との無線通信をスケジューリングする無線通信装置を説明するために本願においては使用されている。「加入者局(SS)」は本願においてはNCに関連付けられている無線通信装置を説明するために使用されており、SSとNCとの間の通信は大体はNCによってスケジューリングされる。「関連付けられている(associated)」は、SSの存在にNCが気付くために十分なSSの情報をSSが提供していることを示す。「アクセスポイント」、「基地局」、「制御ポイント」(これらに限定されない)等のような他の用語がNCを記述するために使用されてもよい。移動局(MS)、STA、DEV(これらに限定されない)等のような他の用語がSSを記述するために使用されてもよい。本願において使用されている用語は、これらの機能装置に関するそのような全ての代替的な名称又はラベルを包含するように意図されている。
様々な実施例において、2つの無線装置が互いにネゴシエーション手順を行い(ネゴシエーションし)、それらの以後の通信において、何れの装置がネットワークコントローラになるか及び何れの装置が加入者局になるかを決定する。ネゴシエーションにおけるこの決定は、何れの装置がネットワークコントローラとしてより相応しいかを示す様々なファクタ(要因又は事項)に基づく。そのようなファクタは、例えば、1)何れの装置がネットワークコントローラになれるだけの機能的な能力を有するか、2)装置が既にネットワークコントローラとして機能しているか否か、及び3)装置がバッテリにより給電されている又は外部電源から給電されているか等であるがこれらに限定されない。
図1は、本発明の実施例による2つの無線通信装置を示す。装置110は少なくとも1つの無線機113、少なくとも1つのプロセッサ112、少なくとも1つのメモリ111及び少なくとも1つのアンテナ118を有し、無線通信を行う。同様に、装置150も少なくとも1つの無線機153、少なくとも1つのプロセッサ152、少なくとも1つのメモリ151及び少なくとも1つのアンテナ158を有し、無線通信を行う。互いを発見し、必要な通信パラメータについての合意が成立すると、装置110及び150は互いに無線で通信する。本発明の様々な実施例は、2つの装置が互いに如何にして発見しあうか及び/又は必要な通信パラメータについて合意するかということに関わっている。
これらの通信が確立される前、各装置はいくつかの状態の内の1つにある。第1の状態の場合、装置は他のどの装置とも関連付けられていない。第2の状態の場合、ある装置は関連付けられていないが、他の装置は1つ以上の別の装置のためのネットワークコントローラとして既に動作している。第3の状態の場合、ある装置は異なるネットワークにおいて加入者局として関連付けられているが、他の装置との新たな関連付けを求めている。それ以外の状態が存在してもよい。
一実施例において、第1の装置(例えば、装置110)は何らかの他の装置を発見しようとしてディスカバリメッセージを送信し、何らかの他の装置は第1の装置と通信することが可能でありかつ通信しようとしている装置である。第2装置(例えば、装置150)は、ディスカバリメッセージを受信し、第1の装置に応答を返送することでそれに回答又は応答する。本願の目的の範囲内において、ディスカバリメッセージは、関連付けられる装置を探す目的で送信されたメッセージである。そして、第1の装置と関連付けられることを希望する第2の装置は、応答を第1の装置に送信する。これらの送信信号(メッセージ)の内の少なくとも1つは、1)双方の装置が互いに関連付けを希望しているか否か、2)通信パラメータの少なくとも一部が使用されていること及び3)そのような関連付けがなされた場合に装置がネットワークコントローラの役割を想定していることを判定するのに必要な情報を含んでよい。
2つの装置がそれらの関連付けにおいて何れがネットワークコントローラとして動作するかを決定すると、それらは関連付けの手順を完了することでその関連付けを確立し、その関連付けの手順は、2つの装置の間の関連付けを有効又はアクティブにするのに必要なメッセージのやりとりを含む。一実施例において、関連付けの手順(やりとり)は、応答の後に2つの装置の間で1つ以上の追加的な信号又はメッセージが送信されることを含んでもよい。この1つ以上の追加的な信号又はメッセージは適切な任意のフォーマットを有する。一実施例において、ディスカバリメッセージ及び応答メッセージは、関連付けを完了させるのに十分な情報を含む。
図2は、ネットワークコントローラとして動作するのに相応しいことを示す情報を規定する本発明の実施例によるフォーマットを示す。ネットワークコントローラとして動作することに関する各自の適格性又は適性(suitability)を示す情報を2つの装置がやりとりする場合、その情報はディスカバリメッセージ及び応答の双方に含まれていてもよい。このやりとりにおける情報は様々なフォーマットで設定されてよい。例えば、ディスカバリメッセージがプローブリクエスト(probe request)又はアクションフレーム(action frame)の形式であり、応答(メッセージ)がプローブ応答(prove response)又はアクションフレーム応答(action frame response)の形式であってもよい。他のフォーマットが使用されてもよい。この大枠のフォーマットの中で、情報要素(IE)のような情報が様々なフォーマットに含まれていてもよい。図2はIEに関する可能な1つのフォーマットを示しているが、他のフォーマットが使用されてもよく、それら全てが本発明の実施形態の範囲内に属する。
図示の例の場合、IEの最初の2つのフィールドは標準的なカテゴリ(CATEGORY)及びアクション(ACTION)のフィールドとして示されており、各自8ビット長であり、IEを示すために共通に使用される。IEの残りは2つの装置でやりとりされる具体的な情報を含む。図示の例の場合、情報は特定のビット割り当てにより1つのオクテットにまとめられているが、他の実施例では他のビット割り当てを使用してもよいし、別のフォーマット又はフィールドサイズを拭くんでもよいし、及び/又は1オクテットがより多くの情報を含むようにしてもよい。ディスカバリメッセージと同一のフォーマットが応答又はレスポンス(メッセージ)に使用されもよいし、或いは異なるフォーマットが各自に使用されてもよい。いずれにせよ、情報は、その情報を送信する装置のことを記述している。
この特定の例において、送信装置が加入者局の機能を有する(として動作する)がネットワークコントローラの機能は有していないこと、ネットワークコントローラとしては機能するが加入者局としては機能しないこと、或いは何れとしても機能できること等を、機能(FUNCTIONALITY)フィールドは記述している。一実施例において、このフィールドにおける1つ以上の値は未定である又は将来使用するために確保(予約)されていてもよい。未定の値は処理が中断することを引き起こす。なぜなら、受信装置はそのフィールドをどのように解釈すべきか分からないからである。
関連付け(ASSOCIATION)フィールドは、送信装置の現在の関連付けの状態(例えば、他のどの装置とも関連していない状態、加入者局として関連付けられている状態、ネットワークコントローラとして関連付けられている状態等)を記述する。一実施例(不図示)において、別の値は、送信装置が1つより多い数の他の装置と関連付けられていることを示してもよく、その値は可能性のある様々な状態を記述するためにフィールド内により多くのビット数を要する。電源(POWER SOURCE)フィールドは送信装置がバッテリにより給電されている又はAC電源により給電されているか否かを示す。上述したように、どの装置がネットワークコントローラであるべきかについて上記の情報だけでは明確に選択できない場合、他のタイプの情報(TIE BREAKER)(何れかの装置を選択するための判定基準)を利用して各装置の役割を決めてもよい。
図3は、ネットワークコントローラを決定する本発明の実施例による方法を表すフローチャートを示す。フローチャートは、双方の装置の観点から示されており、一方の装置のみの観点から描かれているわけではない。単独の装置による処理については後述する。
フローチャート３００において、プロセスは305から始まる。情報をやりとりする際に行われる最初の判断の1つは、少なくとも1つの装置がネットワークコントローラ(NC)の機能を備えているか否かを判断することである。ある装置はNCとして動作する機能を有しておらず、加入者局(SS)としてのみ機能できる。装置がNCとして動作することができない場合、装置はSSとして動作する機能を備えている、或いはこのやりとりの手順に関わっていないことが、仮定されている。何れの装置もNCの機能を備えていないことが310において判断された場合、プロセスは315に進み、終了する。なぜならこれら2つの装置は互いの関連性を形成、設定又は確立)することができないからである。2つの装置の内の一方のみがNCの機能を備えていることが320において判断された場合、その装置は325に示されているようにNCとなる。
(プロセスが)判断ブロック330に到達するのは、双方の装置がNCの役割を想定している場合である。この場合、更なる判断が行われる。例えば、双方の装置がネットワークの中でSSとして既に関連付けられていることが330において判断された場合、何れの装置も他の装置との関連付けを探し求める必要はないと想定され、プロセスは335に進み、終了する。しかしながら、この想定は、双方又は一方の装置が自身の関連性を変更すべき理由があった場合に覆されてもよい。
340において、2つの装置の内の一方のみがSSとして既に関連付けられていた場合又は双方がNCとして機能することができる場合、345において、関連付けられていない装置がNCの役割を演じるように仮定される。何れの装置も関連づけられた状態でなかった場合、及び双方がNCとして動作可能であった場合、350において、各自の電源が考慮される。NCは一般的にはスリープ状態で動作する期間はなく(あったとしても、少なくともSSより少なく)、一般的にはSSよりも多くのデータを送受信するので、動作するために、より多くの電力を要する。従って一方の装置がAC電源により動作する一方、他方の装置がバッテリで動作していた場合、355において、AC電源を使用する装置がNCになる。
両方の装置が同じタイプの電源を有していることが350において判断された場合(双方がAC電源を使用していた場合又は双方がバッテリの電源を使用していた場合)、360において、均衡を破るために(差別化するために又は何れかを選択するために)別の要因が考慮される。考えられる一連の要因の内の何れかとして或いは単独の要因として、いくつかの別の要因が考えられる。例えば、最短の(又は最長の)時間同期機能(Timing Synchronization Function：TSF)を備えている装置がNCになってもよい。あるいは、最高の(又は最低の)MACアドレスの装置がNCになってもよい。均衡を破る(何れかを選ぶ)ために、乱数さえも使用されてよい。均衡を破る(何れかを選ぶ)これらの方法の内のいくつかは、装置がNCとしてよりいっそう相応しく動作することを示すが、他の方法はそうではなく、単に均衡を破る便宜的な手段である。
図4は、第1装置によりネットワークコントローラを決定する本発明の実施例による方法のフローチャートを示す。このプロセスは、手順を開始する無線通信装置(「開始装置」として言及される)の観点から説明される。フローチャート400の410において、開始装置はディスカバリメッセージを送信し、ディスカバリメッセージは、特に、開始装置の能力(NCとして動作する能力)に関する情報を含む。ディスカバリメッセージは、プローブリクエスト又はアクションフレーム等のような様々なフォーマットで作成されてよい。ディスカバリメッセージを受信し、それに応答することを希望する装置(「応答装置」と言及される)は、応答(メッセージ)を開始装置に返送し、420において開始装置はその応答を受信する。応答は、プローブ応答又はその他の適切な何らかのフォーマット等のような様々なフォーマットで作成されてよい。この応答は、応答装置の能力(NCとして動作する能力)に関する情報を含む。
この段階において、開始装置及び応答装置の双方は、何れの装置がNCになるかを430において判断するのに充分な情報を有していることになる。一実施例において、各々の装置がこの判断を別々に実行するが、両者は同じ判断基準を使用しているので、合意を確認する必要なしに同じ結論に至ることになる。別の実施例(図示せず)では、何れかの装置がNCであることを宣言するための確認メッセージが装置同士の間で送信されてもよい。440において、NC/SSとして設定された各自の役割に従って、開始装置は応答装置との関連付けの手順を完了し、その結果、2つの装置が互いに関連付けられる。
図5は、第2装置によりネットワークコントローラを決定する本発明の実施例による方法のフローチャートを示す。このプロセスは、図4における開始装置と信号をやりとりする応答装置の観点から示されている。フローチャート500の510において、ディスカバリメッセージが応答装置によって受信され、ディスカバリメッセージは、開始装置の能力(NCとして動作する能力)に関する情報を含んでいる。ディスカバリメッセージは、プローブリクエスト又はアクションフレーム等のような様々なフォーマットで作成されてよい。520において応答装置は開始装置に応答を返送する。この応答は、応答装置の能力(NCとして動作する能力)に関する情報を含む。
開始装置がこの応答を受信した後、開始装置及び応答装置の双方は、何れの装置がNCになるかを530において判断するのに充分な情報を有していることになる。一実施例において、各々の装置がこの判断を別々に実行するが、両者は同じ判断基準を使用しているので、合意を確認する必要なしに同じ結論に至ることになる。別の実施例(図示せず)では、何れかの装置がNCであることを宣言するための確認メッセージが装置同士の間で送信されてもよい。540において、NC/SSとして設定された各自の役割に従って、応答装置は開始装置との関連付けの手順を完了し、その結果、2つの装置が互いに関連付けられる。説明した状況では、開始装置又は応答装置がNCとなり、他の装置はSSになることに留意を要する。
上記の説明は例示的であり限定ではないことが意図されている。当業者にはこれらに対する変形例が認められるであろう。そのような変形例は本発明の様々な実施例に包含されているように意図されており、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (22)

  1. 無線ネットワークにおける通信装置であって、
    少なくとも1つの無線機及び少なくとも1つのプロセッサを有する第1の無線通信装置を有し、該第1の無線通信装置は、
    ディスカバリメッセージを通信し、
    該ディスカバリメッセージに対する第2の無線通信装置からの応答を通信し、
    該第2の無線通信装置との関連性を確立する手順を完了し、
    前記ディスカバリメッセージは、該ディスカバリメッセージを送信した無線通信装置がネットワークコントローラとして動作することについての適性を示す第1情報を含み、
    前記応答は、該応答を送信した無線通信装置がネットワークコントローラとして動作することについての適性を示す第2情報を含んでいる、通信装置。
  2. a)前記第1の無線通信装置がネットワークコントローラの機能を備えているか否かを示すインジケータ、
    b)前記第1の無線通信装置が現在他の装置と関連付けられているか否かを示すインジケータ、及び
    c)前記第1の無線通信装置がバッテリの電源により動作しているか否かを示すインジケータ
    から成る群から選択された少なくとも1つのインジケータを、前記第1情報が含んでいる、請求項1記載の通信装置。
  3. 前記ディスカバリメッセージがプローブリクエストを含み、前記応答がプローブ応答を含む、請求項1記載の通信装置。
  4. 前記ディスカバリメッセージがアクションフレームを含む、請求項1記載の通信装置。
  5. 前記第1の無線通信装置が、前記ディスカバリメッセージを送信し、前記応答を受信する、請求項1記載の通信装置。
  6. 前記第1の無線通信装置が、前記ディスカバリメッセージを受信し、前記応答を送信する、請求項1記載の通信装置。
  7. 前記第1の無線通信装置が、少なくとも1つのアンテナを有する、請求項1記載の通信装置。
  8. 前記ディスカバリメッセージが、前記第1情報を含む情報要素を有する、請求項1記載の通信装置。
  9. 無線ネットワークにおける第1の通信装置による通信方法であって、
    ディスカバリメッセージを通信し、
    該ディスカバリメッセージに対する第2の無線通信装置からの応答を通信し、
    該第2の無線通信装置との関連性を確立する手順を完了するステップを有し、
    前記ディスカバリメッセージは、該ディスカバリメッセージを送信した無線通信装置がネットワークコントローラとして動作することについての適性を示す第1情報を含み、
    前記応答は、該応答を送信した無線通信装置がネットワークコントローラとして動作することについての適性を示す第2情報を含んでいる、通信方法。
  10. a)前記第1の無線通信装置がネットワークコントローラの機能を備えているか否かを示すインジケータ、
    b)前記第1の無線通信装置が現在他の装置と関連付けられているか否かを示すインジケータ、及び
    c)前記第1の無線通信装置がバッテリの電源により動作しているか否かを示すインジケータ
    から成る群から選択された少なくとも1つのインジケータを、前記第1情報が含んでいる、請求項9記載の通信方法。
  11. 前記ディスカバリメッセージがプローブリクエストを含み、前記応答がプローブ応答を含む、請求項9記載の通信方法。
  12. 前記ディスカバリメッセージがアクションフレームを含む、請求項9記載の通信方法。
  13. 前記ディスカバリメッセージを通信する際に、前記ディスカバリメッセージを送信し、前記応答を通信する際に、前記応答を受信する、請求項9記載の通信方法。
  14. 前記ディスカバリメッセージを通信する際に、前記ディスカバリメッセージを受信し、前記応答を通信する際に、前記応答を送信する、請求項9記載の通信方法。
  15. 前記ディスカバリメッセージを通信する際に、前記第1情報を含む情報要素を通信する、請求項9記載の通信方法。
  16. 第1の無線通信装置に通信方法を実行させる命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体を有する製品であって、前記通信方法は、
    ディスカバリメッセージを通信し、
    該ディスカバリメッセージに対する第2の無線通信装置からの応答を通信し、
    該第2の無線通信装置との関連性を確立する手順を完了するステップを有し、
    前記ディスカバリメッセージは、該ディスカバリメッセージを送信した無線通信装置がネットワークコントローラとして動作することについての適性を示す第1情報を含み、
    前記応答は、該応答を送信した無線通信装置がネットワークコントローラとして動作することについての適性を示す第2情報を含んでいる、製品。
  17. a)前記第1の無線通信装置がネットワークコントローラの機能を備えているか否かを示すインジケータ、
    b)前記第1の無線通信装置が現在他の装置と関連付けられているか否かを示すインジケータ、及び
    c)前記第1の無線通信装置がバッテリの電源により動作しているか否かを示すインジケータ
    から成る群から選択された少なくとも1つのインジケータを、前記第1情報が含んでいる、請求項16記載の製品。
  18. 前記ディスカバリメッセージがプローブリクエストとして規定され、前記応答がプローブ応答として規定されている、請求項16記載の製品。
  19. 前記ディスカバリメッセージがアクションフレームとして規定されている、請求項16記載の製品。
  20. 前記ディスカバリメッセージを通信する際に、前記ディスカバリメッセージを送信し、前記応答を通信する際に、前記応答を受信する、請求項16記載の製品。
  21. 前記ディスカバリメッセージを通信する際に、前記ディスカバリメッセージを受信し、前記応答を通信する際に、前記応答を送信する、請求項16記載の製品。
  22. 前記ディスカバリメッセージを通信する際に、前記第1情報を含む情報要素を通信する、請求項16記載の製品。
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