JP5231546B2 - ピアツーピア通信におけるデータ交換方法および装置 - Google Patents

ピアツーピア通信におけるデータ交換方法および装置 Download PDF

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Description

様々な実施形態は無線通信に関する装置および方法を対象にし、特に、ピアツーピア通信に関連する装置および方法を対象にする。
本特許出願は、2007年7月10日に出願され、これに関して譲受人に割り当てられ、参照することによりここに明確に組み込まれる、“METHODS AND APPARATUS FOR DATA EXCHANGE IN PEER TO PEER COMMUNICATIONS”と題された、仮出願番号60/948,980の優先権を主張する。
アドホックピアツーピアネットワークのように、ネットワークインフラストラクチャが存在しない無線ネットワークでは、別のピア端末との通信リンクを確立する場合、端末は多くの課題に直面する。1つの課題は、端末がちょうど電源を入れるかまたは新規エリアへ移動する場合、2つの端末間で任意の通信を始めることができる前に、端末は、別の端末が近くに存在するかどうかを最初に知らなければならない可能性があるということである。
識別および取得の上記問題への一般的な解決策は、端末に、通信プロトコルに従って信号を送信させおよび/または受信させることである。しかし、アドホックネットワークは多くの課題が存在する。しばしば、端末には、例えばネットワークインフラストラクチャの不足のために、共通のタイミングリファレンスがない場合がある。そのため、第1端末が信号を送信しており、第2端末が受信モードでないとき、送信された信号は第2の端末が第1端末の存在を検出するのに役立たないことがありえる。
半二重端末は、それらが同時に送受信することができないという点で別の課題が存在する。そのような場合、2つの端末のそれぞれは、送信している時は他の端末の信号を受け取ることができないので、メッセージを同時に送信することができるが、他の端末の存在を検出できないかもしれない。これらの問題は、ピア検出に影響を与えるだけでなく、特に、ユーザスケジューリングのような他の通信にも影響を与える。
最終的に、電力効率は、端末のバッテリー寿命に大きな影響を及ぼし、それゆえ任意の無線システムにおいて別に考慮すべき重要なことである。
上述された欠点の1以上を対処する方法、システムおよびデバイスが記述される。
一例となる無線通信デバイスは、メモリおよび無線通信インタフェースに接続されたプロセッサを具備する。プロセッサは、時間インデックスの第1セットから第1時間インデックスで第1送信シンボルを送信し、時間インデックスの第1セットから第2時間インデックスで第2送信シンボルを送信し、第2時間インデックスは時間インデックスの第1セットから得られるが時間インデックスの第1セットからの第1時間インデックスとは異なり、第1送信シンボルの一部分および第2送信シンボルの一部分は同じデータを含むように構成される。
例えば、第1送信シンボルおよび第2送信シンボルは、利用可能な帯域幅の大部分を占有する、スペクトル拡散信号または小さな周波数帯幅を占有するビーコンタイプの信号であってもよい。時間インデックスの第1セットは、第1デバイスIDに関連し、第2デバイスIDに関連する時間インデックスの第2セットを含まない少なくとも1つの時間インデックスを含み、第2セットは第1セットを含まない少なくとも1つの時間インデックスを含む。一態様によれば、メモリに格納されたテーブルは、時間インデックスの第1セットに第1デバイスIDを、および時間インデックスの第2セットに第2デバイスIDをマッピングする。別の態様によれば、プロセッサは、時間インデックスの第1セットに第1デバイスIDを、および時間インデックスの第2セットに第2デバイスIDをマッピングするための機能を実行する。
別の態様によれば、プロセッサは、少なくとも第1および第2デバイスIDの1つであるべき現時点でのデバイスによって用いられる現在デバイスIDを決定し、時間インデックスの第1および第2セットの少なくとも1つに現在デバイスIDをマッピングし、時間インデックスのマッピングされたセットから時間インデックスで送信シンボルを送信するモジュールを実行する。そのやり方においてノードに割り当てられたデバイスIDを変化させることは、ネットワークにおける他のデバイスからの潜在的な非感知効果(desense effect)を減らす。
一態様によれば、時間インデックスの第1セットおよび時間インデックスの第2セットは同じ大きさである。別の態様によれば、時間インデックスの第1セットは、送信に関する送信ブロックインターバルのサイズの半分に、最も近い整数と等しいサイズを有する。
例として、第1送信シンボルは、CDMA波形またはOFDM波形で変調されてもよい。下に記述されるように、時間インデックスの第1セットのサイズは、デバイスID空間のサイズ(例えば、サポートされるモバイルノード数)と、変調手法がCDMA波形である時間インデックスにおいてサポート可能なCDMA波形の最大数とによって決定される。同様に、時間インデックスの前記第1のサイズはまた、少なくともデバイスID空間のサイズと、変調手法がOFDM波形であるシステムにおいてサポート可能な周波数インデックスの最大数とによって決定される。
一態様によれば、プロセッサは、第1周波数インデックスで第1送信シンボルを送信し、および第1周波数インデックスと異なる第2周波数インデックスで第2送信シンボルを送信するように構成される。下に記述された1つの特定の態様では、第1周波数インデックス=i、第1時間インデックス=j、第2周波数インデックス=j、第1時間インデックス=iである。
実装された一例となるアドホック通信ネットワークを示す図。 共通のタイミングリファレンスがない場合のアドホックネットワークにおける一例となるユーザ誤検出問題を示す図。 3つの一例となるビーコン信号バースト含むビーコン信号を通信するために用いられる一例となるエアリンクリソースを示し、各ビーコン信号バーストは1つのビーコンシンボルを含む図。 ビーコンシンボルとデータ/制御信号との間で一例となる相対的な送信電力レベルを示す図。 送信しているビーコン信号バーストの1つの例となる実施形態を示す図。 他の時間で受信機が電力を節約するためにオフとなる間、受信しているビーコン信号バーストがある指定された時間インターバル中に発生する1つの例となる実施形態を示す図。 実装されるように、2つの端末がビーコン信号バーストを送受信する場合にユーザ誤検出問題がどのように解決されるかを記述するために用いられる図面。 端末において実装された状態図の1つの例となる実施形態を示す図。 実装された一例となる無線端末の詳細な実例を示す図。 ポータブル無線端末を操作する一例となる方法のフローチャートを示す図。 ポータブル無線端末を操作する一例となる方法のフローチャートを示す図。 ポータブル無線端末(例えば、電池式のモバイルノード)を操作する一例となる方法のフローチャートを示す図。 ポータブル無線端末(例えば、電池式のモバイルノード)を操作する一例となる方法のフローチャートを示す図。 ポータブル無線端末からの一例となるビーコンシグナリングを示す図を含む図。 異なる無線端末が、異なるビーコンバースト信号を含む異なるビーコン信号を送信することを示す図。 ビーコンシンボル送信ユニットが複数のOFDMシンボル送信ユニットを含むいくつかの実施形態の特徴を示す図面および対応する説明を示す図。 ビーコンバースト信号のシーケンスを具備する一例となるビーコン信号を示し、いくつかの実施形態のタイミング関係を示すために用いられる図面。 ビーコンバースト信号のシーケンスを具備する一例となるビーコン信号を示し、いくつかの実施形態のタイミング関係を示すために用いられる図面。 無線端末がビーコン信号を送信する動作モードにおける無線端末によって分割する一例となるエアリンクリソースを示す図面。 無線端末がビーコン信号を送信し、ユーザデータ(例えば動作のアクティブモード)を受信および/または送信できる無線端末動作の一例となるモードのためのビーコン信号送信以外の用途に関連した一例となるエアリンクリソース部分を記述する図。 無線端末がビーコン信号(例えば、非アクティブモードおよびアクティブモード)を送信している無線端末動作の一例となる2つのモードを示す図。 2つのビーコンバーストを含む一例となる第1時間インターバル中の一例となる無線端末エアリンクリソース利用を示す図面および対応する説明を含む図。 2つのビーコンバーストを含む一例となる第1時間インターバル中の一例となる無線端末エアリンクリソース利用を示す図面および対応する説明を含む図。 ビーコン信号に関して代わりとなる記述的表現を示す図。 一例となるポータブル無線端末(例えば、モバイルノード)の図面。 通信デバイス(例えば、電池式の無線端末)を操作する一例となる方法のフローチャートの図面。 一例となるポータブル無線端末(例えば、モバイルノード)の図面。 互いの存在に気づくようになり、無線端末ビーコン信号の使用によってタイミング同期を実現する、アドホックネットワークにおける2つの無線端末に関する一例となる時系列、イベントのシーケンスおよび動作を示す図面。 一例となる実施形態に従うビーコン信号に基づいた2つの無線端末間の一例となる同期タイミングを示す図。 別の一例となる実施形態に従うビーコン信号に基づいた2つの無線端末間の一例となる同期タイミングを示す図。 別の一例となる実施形態に従うビーコン信号に基づいた2つの無線端末間の一例となる同期タイミングを示す図。 一例となる実施形態に従う一例となるデータ交換配置を示す図。 一例となる実施形態に従う一例となるデータ交換配置を示す図。 一例となる実施形態に従う複数のノードの一例となるスロット割当て配置を示す図。 一例となる実施形態に従う複数のノードの一例となるスロット割当て配置を示す図。 一例となる実施形態に従う一例となる時間対周波数割り当て配置を示す図。
図1は、実装された一例となるアドホック通信ネットワーク100を図示する。一例となる2つの無線端末、すなわち、第1無線端末102および第2無線端末104は、地理的領域106の中に存在する。いくつかのスペクトル帯は、通信の目的で2つの無線端末によって用いられることができる。2つの無線端末は、互いの間のピアツーピア通信リンクを確立するために利用可能なスペクトル帯を用いる。
アドホックネットワークはネットワークインフラストラクチャがなくてもよいので、無線端末には共通のタイミングまたは周波数リファレンスを有さなくてもよい。これはアドホックネットワークにおいてある課題をもたらす。詳述するために、端末のどちらかが他方の存在をどのように検出するかの問題を考慮する。
説明のために、以下では、ある時間に無線端末は送信または受信することができると仮定されているが、両方ではない。当業者は、端末が同時に送信するのみならず受信することもできる場合に、同じ原理を適用できることが理解される。
図2は、2つの無線端末が互いを見つけるために用いてもよい、1つの可能なスキームを記述するために用いられる図200を含む。第1端末は、時間インターバル202において何らかの信号を送信し、時間インターバル204において信号を受信する。その間に、第2無線端末は、時間インターバル206において何らかの信号を送信し、時間インターバル208において信号を受信する。第1無線端末が同時に送信するのみならず受信することができる場合、時間インターバル202および204は互いにオーバーラップしてもよいことに留意する。
2つの端末が共通タイミングリファレンスを有さないので、それらのTX(送信)およびRX(受信)タイミングは同期されないことに留意する。特に、図2は、時間インターバル204および206がオーバーラップしないことを示す。第1無線端末がリッスンしているとき第2無線端末は送信せず、第2無線端末が送信しているとき第1無線端末はリッスンしない。従って、第1無線端末は、第2端末の存在を検出しない。同様に、時間インターバル202および208はオーバーラップしない。従って、第2無線端末は、第1無線端末の存在も検出しない。
上記の誤検出問題を克服するやり方がある。例えば、無線端末は、時間とともに2つの無線端末が互いを確率的に検出するように、TXおよびRX手続が行なわれる時間インターバルをランダム化してもよい。しかし、代償は、遅延および結果として生ずる電池消費である。加えて、電力消費はまた、TXおよびRX手続における所要電力によって決定される。例えば、信号の1つの形式を検出することが、別の形式を検出するよりも少ない処理電力を要求するかもしれない。
新しい信号のTXおよびRX手続が、別の端末の存在を検出することの遅延および関連した電力消費を減らすために用いられおよび実装されることが、様々な実施形態の特徴である。
様々な実施形態に従って、無線端末は、ビーコン信号と呼ばれる特別の信号を送信する。ビーコン信号は、ごく一部分を占有し、例えば、いくつかの実施形態において利用可能なエアリンク通信リソースの合計量のたった0.1%である。エアリンク通信リソースは、最小または基本送信単位、例えばOFDMシステムにおけるOFDMトーンシンボルについて測定される。エアリンク通信リソースは、自由度が通信のために用いられることができるリソースの最小単位である場合、自由度の観点から測定されうる。例えば、CDMAシステムでは、自由度は、拡散符号、シンボル期間に対応する時間でありうる。一般に、あるシステムにおける自由度は互いに直交している。
周波数分割多重システム、例えばOFDMシステムの一例となる実施形態を考慮する。そのシステムでは、情報はシンボルごとに送信される。シンボル送信期間では、利用可能な帯域幅の合計は多くのトーンに分割され、それぞれは情報を伝えるために用いられうる。
図3は、一例となるOFDMシステムにおける利用可能なリソースを示す描画300を含む。横軸301は時間を表し、縦軸302は周波数を表す。垂直の列は、あるシンボル期間におけるトーンのそれぞれを表す。各小さな四角形304は、単一の送信シンボル期間上の単一トーンのエアリンクリソースであるトーンシンボルを表す。OFDMシンボルにおける最小の送信ユニットは、トーンシンボルである。
ビーコン信号は、時間と共に連続して送信されるビーコン信号バースト(308、310、312)のシーケンスを含む。ビーコン信号バーストは少数のビーコンシンボルを含む。この例では、ビーコンシンボルバースト(308、310、312)はそれぞれ1つのビーコンシンボルおよび19個のヌル(null)を含む。この例では、ビーコンシンボルはそれぞれ1つの送信期間上の単一のトーンである。ビーコン信号バーストは、少数の送信シンボル期間、例えば1つまたは2つのシンボル期間で、同じトーンのビーコンシンボルを含む。図3は3つの小さな黒い四角形を示し、それぞれ(306)はビーコンシンボルを表す。この場合、ビーコンシンボルは、1つのトーンシンボルのエアリンクリソースを用いる。すなわち、1つのビーコンシンボル送信ユニットはOFDMトーンシンボルである。別の実施形態では、ビーコンシンボルは、2つの連続シンボル期間上で送信された1つのトーンを具備し、ビーコンシンボル送信ユニットは2つの隣接したOFDMトーンシンボルを具備する。
ビーコン信号は、全最小送信ユニットのごく一部分を占有する。Nは、関心のあるスペクトルのトーンの合計を示す。例えば1または2秒の、任意の適度に長い時間インターバルでは、シンボル期間数がTであると想定する。そして、最小の送信ユニットの合計はN*Tである。様々な実施形態に従って、時間インターバルにおいてビーコン信号によって占有されたトーンシンボル数は、N*Tよりかなり少ない(例えば、いくつかの実施形態においてN*Tのたった0.1%)。
ビーコン信号バーストにおけるビーコンシンボルのトーンは、1つのバーストから別のバーストまで変化する(ホップする)。様々な実施形態に従って、ビーコンシンボルのトーンホッピングパターンは、いくつかの実施形態において無線端末の機能であり、端末の識別または端末が属する種類の識別として用いられることが可能であり、実際用いられることもある。一般に、ビーコン信号における情報は、どの最小送信ユニットがビーコンシンボルを伝達するかを決定することにより復号されうる。例えば、情報は、トーンホッピングシーケンスに加えて、あるビーコン信号バーストにおける1以上のビーコンシンボルの1以上のトーンの周波数、あるバーストにおけるビーコンシンボル数、ビーコン信号バーストの継続期間および/またはバースト間インターバルが含まれうる。
ビーコン信号はまた、送信電力観点から特徴づけられることができる。様々な実施形態に従って、最小送信ユニット当たりのビーコン信号の送信電力はかなり高く、例えば、端末送信機が通常のデータセッションにある場合、いくつかの実施形態において、自由度当たりの制御信号およびデータの平均送信速度電力より少なくとも10dBは高い。いくつかの実施形態に従って、最小送信ユニット当たりのビーコン信号の送信電力は、端末送信機が通常のデータセッションにある場合、自由度当たりの制御信号およびデータの平均送信速度電力より少なくとも16dBは高い。例えば、図4の描画400は、無線端末がデータセッションにある、すなわち、端末は関心のあるスペクトルを用いてデータおよび制御情報を送信しているとき、例えば、1または2秒の適度に長い時間インターバルにおいて、トーンシンボルのそれぞれに用いられた送信電力をプロットする。横軸401によって表わされるそれらのトーンシンボルの順序は、この議論の目的に関して重要でない。小さな垂直の矩形404は、ユーザデータおよび/または制御情報を伝達する個別のトーンシンボルの電力を表す。比較として、高い黒い矩形406もビーコントーンシンボルの電力を示すために含まれる。
別の実施形態では、ビーコン信号は、断続的なタイムピリオドで送信されたビーコン信号バーストのシーケンスを含む。ビーコン信号バーストは、1以上(少数)の時間領域インパルスを含む。時間領域インパルス信号は、関心のある何らかのスペクトル帯域幅上の非常に小さな送信時間継続期間を占有する特別の信号である。例えば、利用可能な帯域幅が30kHzである通信システムでは、時間領域インパルス信号は、短継続期間について30kHzの帯域幅の重要な部分を占有する。任意の適度に長い時間インターバル(例えば数秒)では、時間領域インパルスの全継続期間はごく一部分であり、例えば、いくつかの実施形態において合計時間継続期間のたった0.1%である。その上、インパルス信号が送信される間の時間インターバルにおける自由度当たりの送信電力はかなり高く、例えば、送信機が通常のデータセッションにあるとき、いくつかの実施形態において、自由度当たりの平均送信電力より10dBは高い。インパルス信号が送信される間の時間インターバルにおける自由度当たりの送信電力は、送信機が通常のデータセッションにあるとき、自由度当たりの平均送信電力力より少なくとも16dBは高い。
図4は、送信電力が1つのトーンシンボルから別のシンボルへ変化してもよいことを示す。Pavg(408)は、トーンシンボル当たりの平均送信電力を表す。様々な実施形態に従って、ビーコン信号のトーンシンボル当たりの送信電力はかなり高く、例えば、Pavgより少なくとも10dBは高い。ビーコン信号のトーンシンボル当たりの送信電力は、Pavgより少なくとも16dBは高い。1つの例となる実施形態では、ビーコン信号のトーンシンボル当たりの送信電力はPavgより20dBsは高い。
一実施形態において、ビーコン信号のトーンシンボル当たりの送信電力は、ある端末に関して一定である。すなわち、電力は時間またはトーンに応じて変化しない。別の実施形態において、ビーコン信号のトーンシンボル当たりの送信電力は、複数の端末に関して同じであり、それどころかネットワークにおける端末のそれぞれに対して同じである。
図5の描画500は、ビーコン信号バーストを送信することの一実施形態を図示する。たとえ無線端末が近くに他の端末がないと決定したときでも、または、たとえ端末が既に他の端末を検出してそれらと通信リンクを確立していても、無線端末は、ビーコン信号バースト、例えば、ビーコン信号バーストA502、ビーコン信号バーストB504、ビーコン信号バーストC506などを送信し続ける。
2つの連続するビーコン信号バースト間に多くのシンボル期間があるように、端末は断続的な(つまり、非連続的な)やり方においてビーコン信号バーストを送信する。一般に、ビーコン信号バーストの時間継続期間はとても短く、例えばいくつかの実施形態において、L505として示される2つの連続するビーコン信号バースト間で、シンボル期間数より少なくとも50倍短い。一実施形態において、Lの値は固定されおよび一定であり、その場合にはビーコン信号が周期的である。いくつかの実施形態では、Lの値は同じであり、端末のそれぞれに知られている。別の実施形態では、Lの値は、時間と共に変化し、例えば予め定められたパターンまたは擬似ランダムパターンに従って変化する。例えば、数は、定数L0とL1との間に分布している数、例えば乱数でありうる。
図6の描画600は、他の時間で受信機が電力を節約するためにオフとなる間、受信しているビーコン信号バーストがある指定された時間インターバル中に発生する1つの例となる実施形態を図示する。無線端末は、関心のあるスペクトルをリッスンし、異なる端末によって送信されてもよいビーコン信号を検出しようと試みる。無線端末は、少数のシンボル期間の時間インターバルに関して継続的にリスニングモードにあってもよく、オン時間と呼ばれる。オン時間602があり、続いて、無線端末が省電力モードにあり、全く信号を受信しない間であるオフ時間606がある。オフ時間では、無線端末は受信モジュールを完全にオフする。オフ時間606が終了したとき、端末はオン時間604を再開し、再びビーコン信号を検出し始める。上記の手続は繰り返す。
できれば、オン時間インターバルの長さは、オフ時間インターバルの長さより短い方がよい。一実施形態では、オン時間インターバルは、オフ時間インターバルの1/5より少なくてもよい。一実施形態では、オン時間インターバルごとの長さは同じであり、オフ時間インターバルごとの長さも同じである。
いくつかの実施形態では、第2無線端末が第1無線端末の近くに現に存在する場合、オフ時間インターバルの長さは、別の(第2の)無線端末の存在を検出するために第1無線端末に関するレイテンシー要求に依存する。第1無線端末がオン時間インターバルにおいて少なくとも1つのビーコン信号バーストを検出することの大きな確率を有するように、オン時間インターバルの長さが決定される。一実施形態において、オン時間インターバルの長さは、ビーコン信号バーストの送信継続期間および連続するビーコン信号バースト間の継続期間の少なくとも1つの関数である。例えば、オン時間インターバルの長さは、少なくともビーコン信号バーストの送信継続期間と連続するビーコン信号バースト間の継続期間との合計である。
図7の描画700は、2つの端末が実装されたビーコン信号送受信手続を用いる場合に、端末がどのように第2端末の存在を検出するかを図示する。
横軸701は時間を表す。第1無線端末720は、第2無線端末724が現れる前にアドホックネットワークに到達する。送信機722を用いる第1無線端末720は、ビーコン信号バースト710、712、714などのシーケンスを含むビーコン信号を送信し始める。第2無線端末724は、第1無線端末720が既にバースト710を送信した後に現れる。受信機726を含む第2無線端末724がオン時間インターバル702を開始すると想定する。オン時間インターバルは、ビーコン信号バースト712の送信継続期間およびバースト712と714との間の継続期間をカバーするのに十分に大きいことに留意する。従って、たとえ第1および第2無線端末(720、724)が共通タイミングリファレンスを有さなくても、第2無線端末724はオン時間インターバル702においてビーコン信号バースト712の存在を検出することができる。
図8は、無線端末において実装された一例となる状態図800の一実施形態を図示する。
無線端末の電源が入れられる場合、無線端末は、端末が、送信されるべき次のビーコン信号バーストの開始時間を決定する802の状態に入る。加えて、無線端末は、受信機に関して次のオン時間インターバルの開始時間を決定する。無線端末は、開始時間を管理するために送信機タイマーおよび受信機タイマーを用いてもよいし、いくつかの実施形態では実際用いる。無線端末は、どちらか一方のタイマーが切れるまで待つ。どちらか一方のタイマーが瞬間的に切れてもよく、無線端末が、電源を入れた際にビーコン信号バーストを送信または検出することを意味することに留意する。
TXタイマーの終了の際、端末は、804の状態に入る。無線端末は、バーストによって用いられる周波数トーンを含むバーストの信号形式を決定し、ビーコン信号バーストを送信する。一旦送信が完了すれば、端末は802の状態に戻る。
RXタイマーの終了の際、無線端末は、806の状態に入る。無線端末は、ビーコン信号バーストを検索し、リスニングモードに入る。オン時間インターバルが終了するときに無線端末がビーコン信号バーストを発見していない場合、無線端末は802の状態に戻る。
無線端末が新規の無線端末のビーコン信号バーストを検出する場合、無線端末が新規の端末と通信するつもりならば、無線端末は808の状態に進んでもよい。808の状態では、無線端末は、検出されたビーコン信号から新規の無線端末のタイミングおよび/または周波数を得て、その後、新規の無線端末にそれ自身のタイミングおよび/または周波数を同期させる。例えば、無線端末は、新規の無線端末の周波数および/またはタイミングフェーズを推定するための基底として、周波数および/または時間におけるビーコン位置を用いることができる。この情報は、2つの無線端末を同期させるために用いられうる。
一旦同期が終了すれば、無線端末は新規の端末へ付加的な信号を送信し、通信リンクを確立してもよい(810)。無線端末および新規の無線端末はその後、ピアツーピア通信セッションをセットアップしてもよい。無線端末が別の端末と通信リンクを確立した場合、他の端末、例えば、新規の無線端末が無線端末を検出することができるように、端末はビーコン信号を断続的に送信し続けるべきである。加えて、無線端末は、新規の無線端末を検出するためにオン時間インターバルに周期的に入り続ける。
図9は、実装された一例となる無線端末900、例えばポータブルモバイルノードの詳細な図を提供する。図9に描かれた一例となる無線端末900は、図1に描かれた端末102および104のうちの任意の1つとして用いられる可能性がある装置の詳細な表現である。図9の実施形態では、端末900は、プロセッサ904、無線通信インターフェースモジュール930、ユーザ入力/出力インタフェース940、およびバス906により一緒に接続されるメモリ910を含む。従って、端末900のバス906を経た様々なコンポーネントは、情報、信号およびデータを交換することができる。端末900のコンポーネント904、906、910、930、940は、筐体902の内部に位置する。
無線通信インターフェースモジュール930は、無線端末900の内部コンポーネントが、外部デバイスおよび別の無線端末へ信号を送信し、外部デバイスおよび別の無線端末から信号を受信することができるメカニズムを提供する。無線通信インターフェースモジュール930は、例えば受信機モジュールおよび送信機モジュール934を含む。受信機モジュールおよび送信機モジュール934は、例えば、無線通信チャネルを経て、無線端末900と他の端末とを接続するために用いられるアンテナ936と共にデュプレクサ938と結合される。
一例となる無線端末900はまた、ユーザ入力/出力インタフェース940を経てバス906に接続される、ユーザ入力デバイス942(例えばキーパッド)、ユーザ出力デバイス944(例えばディスプレイ)を含む。それゆえ、ユーザ入力/出力デバイス942および944は、ユーザ入力/出力インタフェース940およびバス906を経て端末900の他のコンポーネントとデータ、信号および情報を交換することができる。ユーザ入力/出力インタフェース940および関連するデバイス942、944は、ユーザが様々なタスクを達成するために無線端末900を操作することができるメカニズムを提供する。
特に、ユーザ入力デバイス942およびユーザ出力デバイス944は、ユーザに、無線端末900およびアプリケーション(例えば、無線端末900のメモリ910で実行する機能、ルーチン、プログラムおよび/またはモジュール)を制御させることを可能にする機能性を提供する。
例えばメモリ910に含まれるルーチンといった、様々なモジュールの制御下にあるプロセッサ904は、様々なシグナリングおよび処理を行うために無線端末900の動作を制御する。メモリ910に含まれたモジュールは、起動時に、または他のモジュールによって呼び出されたときに、実行される。モジュールが実行されるとき、モジュールはデータ、情報および信号を交換してもよい。モジュールが実行されるとき、モジュールはまた、データおよび情報を共有してもよい。図9の実施形態では、一例となる無線端末900のメモリ910は、シグナリング/制御モジュール912およびシグナリング/制御データ914を含む。
シグナリング/制御モジュール912は、状態情報ストレージの管理、検索、および処理のために信号(例えば、メッセージ)を受信することおよび送ることに関する処理を制御する。シグナリング/制御データ914は、状態情報、例えば端末の動作に関する他の情報、ステータスおよび/またはパラメータを含む。特に、シグナリング/制御データ914は、ビーコン信号構成情報916(例えば、ビーコン信号バーストが送信されるべきシンボル期間、用いられるべき周波数トーンを含むビーコン信号バーストの信号形式)、受信機オン時間およびオフ時間構成情報918(例えばオン時間インターバルの開始および終了時間)を含む。モジュール912は、データ914にアクセスしかつ/またはデータを修正してもよく、例えば、構成情報916および918を更新する。モジュール912はまた、ビーコン信号バーストを生成し送信するモジュール911、ビーコン信号バーストを検出するモジュール913、および受信ビーコン信号情報に応じてタイミングおよび/または周波数同期情報を実装しおよび/または決定する同期モジュール915を含む。
図10は、ポータブル無線端末を操作する一例となる方法のフローチャート1000の図面である。一例となる方法の操作がステップ1002において開始し、無線端末の電源が入れられ初期化され、ステップ1004に進む。ステップ1004では、無線端末は、第1時間インターバル中に、ビーコン信号およびユーザデータを送信するために操作される。ステップ1004は、サブステップ1006およびサブステップ1008を含む。
サブステップ1006では、無線端末は、ビーコン信号バーストのシーケンスを含むビーコン信号を送信するために操作され、各ビーコン信号バーストは1以上のビーコンシンボルを含み、各ビーコンシンボルはビーコンシンボル送信ユニットを占有し、1以上のビーコンシンボルは各ビーコンシンボルバースト中に送信される。様々な実施形態では、ビーコン信号を送信するために用いられる送信電力は、バッテリー電源が提供する。ビーコン信号バーストにおけるビーコンシンボル数は、利用可能なビーコンシンボル送信ユニットの10パーセント未満を占有する。ビーコン信号バーストのシーケンスにおいて送信されたビーコン信号バーストごとに、同じ期間を有する。他の実施形態では、ビーコン信号バーストのシーケンスにおいて送信されたビーコン信号バーストの少なくともいくつかは、異なる長さの期間を有する。
サブステップ1006は、サブステップ1010を含む。サブステップ1010では、無線端末は、周期的に上記ビーコン信号バーストを送信するために操作され、ビーコン信号バーストの上記シーケンスにおける2つの隣接したビーコン信号バースト間での時間期間は、2つの隣接したビーコン信号バーストのどちらかの継続期間の少なくとも5倍である。第1期間で発生するビーコン信号バースト間の時間期間は、第1期間中に周期的なやり方で発生するビーコン信号バーストによらず一定である。いくつかのそのような実施形態では、上記第1期間中のビーコン信号バーストの継続期間は一定である。第1期間中に発生するビーコン信号バースト間の時間間隔は、予め定められたパターンに従って第1期間中に発生するビーコン信号バーストによって変化する。いくつかのそのような実施形態では、上記第1期間中のビーコン信号バーストの時間期間は一定である。予め定められたパターンは、送信するステップを行う無線端末に依存して変化する。様々な実施形態では、予め定められたパターンは、システムにおける全ての無線端末に関して同じである。パターンは擬似ランダムパターンである。
サブステップ1008では、無線端末は第1時間インターバル中にユーザデータを送信するために操作され、上記ユーザデータは、第1時間インターバル中に送信されたビーコンシンボルのビーコンシンボル電力レベル当たり平均より少なくとも50パーセント低いシンボル電力レベル当たり平均で送信されたデータシンボルを用いて送信される。各ビーコンシンボルのシンボル送信電力レベル当たり平均は、第1タイムピリオド中に送信データを用いたシンボルのシンボル送信電力レベル当たり平均よりも少なくとも10dB高い。各ビーコンシンボルのシンボル送信電力レベル当たり平均は、第1タイムピリオド中に送信データを用いたシンボルのシンボル送信電力レベル当たり平均よりも少なくとも16dB高い。
様々な実施形態では、ビーコンシンボルは、OFDMトーンシンボルを用いて送信され、上記ビーコンシンボルは、複数のビーコンシンボルバーストを含む期間中に上記無線端末によって用いられる送信リソースのトーンシンボルの1パーセント未満を占有する。いくつかのそのような実施形態では、ビーコンシンボルは、1つのビーコン信号バーストおよび連続するビーコン信号バースト間での1つのインターバルを含む上記期間の一部において、トーンシンボルの0.1パーセント未満を占有する。
サブステップ1008では、無線端末は、上記第1期間中に上記無線端末によって用いられる送信リソースのトーンシンボルの少なくとも10パーセントでユーザデータを送信するために操作される。いくつかのそのような実施形態では、上記第1期間中に発生するビーコン信号バースト時間期間の時間継続期間は、上記第1期間中に2つの連続するビーコン信号バースト間で発生する時間期間よりも少なくとも50倍短い。
ポータブル無線端末は、上記ビーコン信号を送信するOFDM送信機を含み、ビーコン信号は周波数および時間の組合せであるリソースを用いて通信される。ポータブル無線端末は、上記ビーコン信号を送信するCDMA送信機を含み、ビーコン信号は符号および時間の組合せであるリソースを用いて通信される。
図11は、ポータブル無線端末(例えば、電池式のモバイルノード)を操作する一例となる方法のフローチャート1100の図面である。操作はステップ1102から開始し、ポータブル無線端末の電源が入れられ、初期化される。操作は開始ステップ1102からステップ1104に進み、ポータブル無線端末は、ビーコン信号バーストのシーケンスを含むビーコン信号を送信するために操作され、各ビーコンシンボルバーストは1以上のビーコンシンボルを含み、各ビーコンシンボルはビーコンシンボル送信ユニットを占有し、1以上のビーコンシンボルは各バースト中に送信される。いくつかのそのような実施形態では、ビーコンシンボルはOFDMトーンシンボルを用いて送信され、ビーコンシンボルは、複数の信号バーストを含む期間中に上記無線端末によって用いられる送信リソースのトーンシンボルの1パーセント未満を占有する。操作はステップ1104からステップ1106に進む。
ステップ1106では、ポータブル無線端末は、複数の信号バーストを含む期間中に上記無線端末によって用いられるトーンシンボルの少なくとも10パーセントでユーザデータを送信するために操作される。いくつかのそのような実施形態では、上記期間において発生するビーコン信号バーストの時間継続期間は、上記期間中に2つの連続するビーコン信号バースト間で発生する時間期間よりも少なくとも50倍短い。
図12は、ポータブル無線端末(例えば電池式のモバイルノード)を操作する一例となる方法のフローチャート1200の図面である。操作はステップ1201から開始し、無線端末の電源が入れられ、初期化される。操作は開始ステップ1201からステップ1202に進み、無線端末は、無線端末がビーコン信号を送信すべきかどうかについてチェックする。無線端末がビーコン信号を送信すべきであるとステップ1202において決定される場合、例えば、無線端末は、無線端末がビーコン信号を送信すべき操作の状態または操作モードにある場合、操作はステップ1202からステップ1204に進む。そうでなければ、操作はビーコン信号が送信されるべきかどうかに関して別のチェックのためにステップ1202の入力へ戻る。
ステップ1204では、無線端末は、ビーコン信号バーストを送信する時間であるかどうかをチェックする。ビーコン信号バーストを送信する時間であるとステップ1204において決定される場合、動作はステップ1206に進み、無線端末は、1以上のビーコンシンボルを含むビーコン信号バーストを送信し、各ビーコンシンボルはビーコンシンボル送信ユニットを占有する。動作はステップ1206からステップ1202に進む。
ビーコン信号バーストを送信する時間でないとステップ1204において決定される場合、操作はその後ステップ1208に進み、無線端末は潜在的なユーザデータ送信の時間であるかどうかを決定する。潜在的なユーザデータ送信のために割り当てられた時間であることがステップ1208において決定される場合、操作はステップ1208からステップ1210に移り、そうでなければ、操作はステップ1208からステップ1202に進む。
ステップ1210では、無線端末は、無線端末がユーザデータを送信するべきかどうかを決定する。無線端末がユーザデータを送信すべきである場合、操作はステップ1210からステップ1212に進み、無線端末は、上記無線端末によって送信されたビーコンシンボルのビーコンシンボル電力レベル当たり平均より少なくとも50パーセント低いシンボル電力レベル当たり平均で送信されたデータシンボルを用いてユーザデータを送信する。無線端末はユーザデータをこの時間に送信すべきではないということがステップ1210において決定された場合、例えば、無線端末に送信されるために待機するユーザデータのバックログがない、および/または、無線端末がデータを送信したいピアノードがユーザデータを受信する準備ができていない場合、操作はその後ステップ1202へ戻る。
図13は、ポータブル無線端末(例えば、電池式のモバイルノード)を操作する一例となる方法のフローチャート1300の図面である。操作はステップ1302から開始し、無線端末の電源が入れられ、初期化される。操作は、開始ステップ1302から、ステップ1304、1306、1308、コネクティングノードA1310およびコネクティングノードB1312に進む。
ステップ1304では、現行の基底で行われ、無線端末はタイミングを追跡し、現在の時間情報1314を出力している。現在の時間情報1314は、例えば、無線端末によって用いられている繰り返しタイミング構造におけるインデックス値を識別する。
ステップ1306では、無線端末は、無線端末がビーコン信号を送信するべきかどうかを決定する。無線端末は、無線端末がビーコン信号を送信すべきかどうかを決定する際に、モードおよび/または状態情報1316、および/または優先情報1318を用いる。無線端末がビーコン信号を送信するべきであると無線端末がステップ1306において決める場合、操作はステップ1320に進み、無線端末はビーコンアクティブフラグ1324を設定する。しかし、無線端末がビーコン信号を送信すべきではないと無線端末がステップ1306において決める場合、操作はステップ1322に進み、無線端末はビーコンアクティブフラグ1324を消去する。操作はステップ1320またはステップ1322からステップ1306へ戻り、無線端末はビーコン信号が送信されるべきかどうかに関して再びテストする。
ステップ1308では、無線端末は、無線端末がデータ送信が許可されるかどうかを決定する。無線端末は、無線端末がデータ送信について許可されるかどうかを決定する際、モードおよび/または状態情報1326、優先情報1328、および/またはピアノード情報1330(例えば、ピア無線端末が受容的でありかつユーザデータを受信できるかどうかを示す情報)を用いる。無線端末がユーザデータを送信することを許可されると無線端末がステップ1308において決める場合、操作はステップ1332に進み、無線端末はデータ送信フラグ1336を設定する。しかし、無線端末がユーザデータ送信について許可されないと無線端末がステップ1308において決める場合、操作はステップ1334に進み、無線端末はデータ送信フラグ1336を消去する。操作は、ステップ1332またはステップ1334からステップ1308に戻り、無線端末は、無線端末がデータ送信について許可されるかどうかに関して再びテストする。
コネクティングノードA1310に戻ると、操作はコネクティングノードA1310からステップ1338に進む。ステップ1338では、無線端末は、現在時間情報1314が時間構造情報1340に関してビーコンバーストインターバルを示すかどうか、およびビーコンアクティブフラグ1324が設定されるかどうかについてチェックする。時間がビーコンバーストインターバルであり、かつビーコンアクティブフラグが設定されることを示す場合、操作はその後、ステップ1338からステップ1342に進む。そうでなければ、操作は、状態の別のテストのためにステップ1338の入力に戻る。
ステップ1342では、無線端末はビーコン信号バーストを生成し、上記ビーコン信号バーストは1以上のビーコンシンボルを含み、各ビーコンシンボルはビーコンシンボル送信ユニットを占有する。無線端末は、ビーコン信号バーストを生成する際に、現在時間情報1314および格納されたビーコン信号定義情報1344を利用する。ビーコン信号定義情報1344は、例えば、バースト信号定義情報および/またはパターン情報を含む。ビーコン信号バースト情報は、ビーコンシンボルを運ぶために用いられる可能性のある潜在的なOFDMトーンシンボルのセット内で、無線端末に関して生成されたビーコンバースト信号に対応するビーコンシンボルを伝達するために用いられたOFDMトーンシンボルのサブセットを識別する情報を含む。1つのビーコン信号バーストに関するトーンサブセットは、同じビーコン信号内で(例えば、予め定められたホッピングパターンに従って)次への1つのビーコン信号バーストとは異なってもよいし、実際異なることもある。ビーコン信号情報は、生成されたビーコンバースト信号のビーコントーンシンボルによって伝達されるべき変調シンボル値を識別する情報を含む。ビーコン信号バーストのシーケンスは、例えば、特定の無線端末に対応して、ビーコン信号を定義するために用いられる。ビーコンシンボルのパターンはビーコン信号(例えば、ビーコンバースト信号内の特定のパターン)を定義するために利用される。
操作は、ステップ1342からステップ1346に進み、無線端末は生成されたビーコンバースト信号を送信する。無線端末は、送信されたビーコンバースト信号内のビーコンシンボルの送信電力レベルを決定するために格納されたビーコンシンボル電力レベル情報1348を用いる。操作はその後、ステップ1346からステップ1338に進む。
コネクティングノードB1312に戻ると、操作はコネクティングノードB1312からステップ1350に進む。ステップ1350では、無線端末は、現在時間情報1314が時間構造情報1340に関してデータ送信インターバルを示すかどうか、データ送信フラグ1336が設定されるかどうか、および、無線端末がユーザーバックログ情報1352によって示されるような送信すべきデータを有するかどうかについてチェックする。指示は、それがデータ送信インターバルであり、データ送信フラグ1336が設定され、無線端末が送信するのを待機するデータを有する場合、動作はその後、ステップ1350からステップ1354に進む。そうでなければ、操作は、状態の別のテストのためにステップ1350の入力に戻る。
ステップ1354では、無線端末は、ユーザデータ1356を含む信号を生成する。ユーザデータ1356は、例えば、無線端末のピアが意図されるテキストデータ/情報、ファイル、イメージおよび/または音声を含む。
操作は、ステップ1354からステップ1358に進み、無線端末は、ユーザデータを含む生成された信号を送信する。無線端末は、送信されるべきユーザデータシンボルの送信電力レベルを決定するために、格納されたユーザデータシンボル電力レベル情報1360を用いる。操作は、ステップ1358からステップ1350に進み、無線端末はユーザデータ送信に関連するチェックを行う。
ビーコン信号バースト内のビーコンシンボル数は、利用可能なビーコンシンボル送信ユニットの10パーセント未満を占有する。様々な実施形態では、ユーザデータシンボルは、送信されたビーコンシンボルのビーコンシンボル電力レベル当たり平均よりも少なくとも50パーセント低いシンボル電力レベル当たり平均で送信される。
図14は、同じビーコンバースト信号(ビーコンバースト1)が非ビーコンバーストインターバル間で繰り返される一例となる実施形態に従う、ポータブル無線端末からの一例となるビーコンシグナリングを図示する描画1400を含む。各ビーコン信号バーストは、1以上のビーコンシンボルを含み、各ビーコンシンボルはビーコンシンボル送信ユニットを占有し、1以上のビーコンシンボルは各ビーコン信号バースト中に送信されている。時間が横軸1404にプロットされる一方、周波数(例えば、OFDMトーン)は縦軸1402にプロットされる。以下のシーケンスは描画1400に図示される。ビーコンバースト1信号1406を含むビーコンバースト1信号インターバル、非バーストインターバル1408、ビーコンバースト1信号1410を含むビーコンバースト1信号インターバル、非バーストインターバル1412、ビーコンバースト1信号1414を含むビーコンバースト1信号インターバル、非バーストインターバル1416、ビーコンバースト1信号1418を含むビーコンバースト1信号インターバル、非バーストインターバル1420。
この例では、各ビーコンバースト信号(1406、1410、1414、1418)は、ビーコン信号(1422、1424、1426、1428)に対応する。この例に加えて、各ビーコンバースト信号(1422、1424、1426、1428)は同じであり、各ビーコンバースト信号は、同じビーコンシンボルを含む。
図14はまた、ビーコン信号がビーコンバースト信号のシーケンスを含むコンポジット信号であるポータブル無線端末からの一例となるビーコンシグナリングを図示する描画1450を含む。各ビーコン信号バーストは、1以上のビーコンシンボルを含み、各ビーコンシンボルはビーコンシンボル送信ユニットを占有し、1以上のビーコンシンボルは各ビーコン信号バーストの間送信されている。時間が横軸1454にプロットされる一方、周波数(例えば、OFDMトーン)は縦軸1452にプロットされる。次のシーケンスは描画1450に図示される。ビーコンバースト1信号1456を含むビーコンバースト1信号インターバル、非バーストインターバル1458、ビーコンバースト2信号1460を含むビーコンバースト2信号インターバル、非バーストインターバル1462、ビーコンバース3信号1464を含むビーコンバースト3信号インターバル、非バーストインターバル1466、ビーコンバースト1信号1468を含むビーコンバースト1信号インターバル、非バーストインターバル1470。この例では、ビーコン信号1472は、ビーコンバースト1信号1456、ビーコンバースト2信号1460、およびビーコンバースト3信号1464を含むコンポジット信号である。この例に加えて、各ビーコン信号(ビーコンバースト1信号1456、ビーコンバースト2信号1460、ビーコンバースト3信号1464)は異なる。例えば、各ビーコンバースト信号は、他の2つのビーコンバースト信号に対応するセットとどちらも一致しない、ビーコンシンボルのセットを含む。
ビーコンシンボルは、1つのビーコン信号バーストおよび連続するビーコン信号バースト間の1つのインターバルを含むエアリソースの0.3パーセント未満を占有する。いくつかのそのような実施形態では、ビーコンシンボルは、1つのビーコン信号バーストと連続するビーコン信号バースト間の1つのインターバルとを含むエアリソースの0.1パーセント未満を占有する。いくつかの実施形態におけるエアリソースは、予め定められた時間インターバルに関するトーンのセットに対応するOFDMトーンシンボルのセットを含む。
図15は、異なる無線端末が異なるビーコンバースト信号を含む異なるビーコン信号を送信することを図示する。無線端末から送信された異なるビーコン信号は、無線端末識別のために用いられることができ、実際用いられることもある。例えば、描画1550は無線端末B(“WT B”)に関連したビーコンバースト信号の表示を含む一方、描画1500は、無線端末A(“WT A”)に関連したビーコンバースト信号の表示を含むことを考慮する。説明1552が描画1550に対応する一方、説明1502は描画1500に対応する。
説明1502は、WT Aに関するビーコンバースト信号に関して、大きな文字B1512がビーコン送信ユニットによって伝達されたビーコンシンボルを表す一方、グリッドボックス1510はビーコンシンボル送信ユニットを表すことを示す。描画1500では、横軸1506がビーコンバースト信号内のビーコン送信ユニット時間インデックスを表す一方、縦軸1504は周波数(例えば、OFDMトーンインデックス)を表す。ビーコンバースト信号1508は、100個のビーコンシンボル送信ユニット1510を含む。それらのビーコンシンボル送信ユニットのうちの2つはビーコンシンボルB1512を運ぶ。第1ビーコンシンボルは、周波数インデックス=3および時間インデックス=0を有する。第2ビーコンシンボルは周波数インデックス=9および時間インデックス=6を有する。他のビーコンシンボル送信ユニットは未利用のままである。それゆえこの例では、ビーコンバーストの送信リソースの2%は、ビーコンシンボルを伝達するために用いられる。いくつかの実施形態では、ビーコンシンボルは、ビーコンバーストの送信リソースの10%未満を占有する。
説明1552は、WT Bのビーコンバースト信号に関して、大きな文字B1512がビーコン送信ユニットによって伝達されたビーコンシンボルを表す一方、グリッドボックス1510がビーコンシンボル送信ユニットを表すことを示す。描画1550では、横軸1556がビーコンバースト信号内のビーコン送信ユニット時間インデックスを表す一方、縦軸1554は周波数(例えば、OFDMトーンインデックス)を表す。ビーコンバースト信号1558は、100個のビーコンシンボル送信ユニット1510を含む。それらのビーコンシンボル送信ユニットのうちの2つは、ビーコンシンボルB1512を運ぶ。第1ビーコンシンボルは、周波数インデックス=3および時間インデックス=2を有する。第2ビーコンシンボルは、周波数インデックス=7および時間インデックス=6を有する。他のビーコンシンボル送信ユニットは、未利用のままである。それゆえこの例では、ビーコンバーストの送信リソースの2%は、ビーコンシンボルを伝達するために用いられる。
図16は、描画1600および、ビーコンシンボル送信ユニットが複数のOFDMシンボル送信ユニットを含むいくつかの実施形態の特徴を図示する対応する説明1602である。この例では、ビーコンシンボル送信ユニットは、2つの隣接したOFDMシンボル送信ユニットを占有する。他の実施形態では、ビーコンシンボル送信ユニットは、異なる数(例えば3または4を含む)のOFDM送信ユニットを占有する。ビーコンシンボル送信ユニットに関して複数のOFDM送信ユニットを用いることのこの特徴は、例えば、無線端末間の周波数同期および/または正確なタイミングが存在しなくてもよい場合に、ビーコン信号の簡単な検出を容易にすることができる。ビーコンシンボルは、最初のビーコンシンボルの一部に続いて拡張ビーコンシンボルの一部を含む。例えば、最初のビーコンシンボルの一部は、サイクリックプレフィックスの一部に続いてボディの一部を含み、拡張ビーコンシンボルの一部はボディ部分の延長である。
説明1602は一例となるビーコンバースト信号1610について図示し、ビーコンシンボル送信ユニットが太い境界での矩形ボックス1614によって表わされる一方、OFDM送信ユニットが正方形ボックス1612によって表わされる。大きな文字BS1616は、ビーコン送信ユニットによって伝達されるビーコンシンボルを表す。
描画1600では、横軸1606がビーコンバースト信号内のビーコン送信ユニット時間インデックスを表わし、横軸1608がビーコンバースト信号内のOFDMシンボル時間インターバルインデックスを表す一方、縦軸1604は周波数(例えばOFDMトーンインデックス)を表す。ビーコンバースト信号1610は、100個のOFDMシンボル送信ユニット1612および50個のビーコンシンボル送信ユニット1614を含む。
それらのビーコンシンボル送信ユニットのうちの2つは、ビーコンシンボルBS1616を運ぶ。第1ビーコンシンボルは、周波数インデックス=3、ビーコン送信ユニット時間インデックス=0およびOFDM時間インデックス0−1を有し、第2ビーコンシンボルは周波数インデックス=9、ビーコン送信ユニット時間インデックス=3およびOFDM時間インデックス6−7を有する。他のビーコンシンボル送信ユニットは、未利用のままである。
それゆえ、この例では、ビーコンバーストの送信リソースの4%は、ビーコンシンボルを伝達するために用いられる。いくつかの実施形態では、ビーコンシンボルは、ビーコンバーストの送信リソースの10%未満を占有する。
図17は、ビーコンバースト信号のシーケンスを具備する一例となるビーコン信号を図示し、いくつかの実施形態のタイミング関係を図示するために用いられる描画1700である。描画1700は、横軸1704が時間を表す一方、縦軸1702は周波数(例えば、OFDMトーンインデックス)を表す。描画1700の一例となるビーコン信号は、ビーコンバースト1信号1706、ビーコンバースト2信号1708およびビーコンバースト3信号1710を含む。描画1700の一例となるビーコン信号は、例えば、図14の描画1450のコンポジットビーコン信号1472である。
ビーコンバースト信号1706は、2つのビーコンシンボル1707を含み、ビーコンバースト信号1708は、2つのビーコンシンボル1709を含み、ビーコンバースト信号1710は、2つのビーコンシンボル1711を含む。この例では、各バーストにおけるビーコンシンボルは、時間/周波数グリッドにおいて異なるビーコン送信ユニット位置で発生する。この例に加えて、位置の変更は、予め定められたトーンホッピングシーケンスに従っている。
時間軸1704に沿って、ビーコンバースト1信号1706に対応するビーコンバースト1信号時間インターバルTB1 1712があり、続いてバースト時間インターバルTBB1/2 1718間があり、続いてビーコンバースト2信号1708に対応するビーコンバースト2信号時間インターバルTB2 1714があり、続いてバースト時間インターバルTBB2/3 1720間があり、続いてビーコンバースト3信号1710に対応するビーコンバースト3信号時間インターバルTB3 1716がある。この例では、ビーコンバースト間の時間は、隣接したバーストの時間よりも少なくとも5倍大きい。例えば、TBB1/2>5TB1およびTBB1/2>5TB2であり、TBB2/3>5TB2およびTBB2/3>5TB3である。この例では、各ビーコンバースト(1706、1708、1710)は、同じ時間継続期間(例えば、TB1=TB2=TB3)を有する。
図18は、ビーコンバースト信号のシーケンスを具備する一例となるビーコン信号を図示し、いくつかの実施形態のタイミング関係を図示するために用いられる描画1800である。描画1800は、横軸1804が時間を表す一方、縦軸1802は周波数(例えば、OFDMトーンインデックス)を表す。描画1800の一例となるビーコン信号は、ビーコンバースト1信号1806、ビーコンバースト2信号1808およびビーコンバースト3信号1810を含む。描画1800の一例となるビーコン信号は、例えば、図14の描画1450のコンポジットビーコン信号1472である。
ビーコンバースト信号1806は、2つのビーコンシンボル1807を含み、ビーコンバースト信号1808は、2つのビーコンシンボル1809を含み、ビーコンバースト信号1810は、2つのビーコンシンボル1811を含む。この例では、各バーストにおけるビーコンシンボルは、時間/周波数グリッドにおいて異なるビーコン送信ユニット位置で発生する。この例に加えて、位置の変更は予め定められたトーンホッピングシーケンスに従っている。
時間軸1804に沿って、ビーコンバースト1信号1806に対応するビーコンバースト1信号時間インターバルTB1 1812があり、続いてバースト間時間インターバルTBB1/2 1818があり、続いてビーコンバースト2信号1808に対応するビーコンバースト2信号時間インターバルTB2 1814があり、続いてバースト間時間インターバルTBB2/3 1820があり、続いてビーコンバースト3信号1810に対応するビーコンバースト3信号時間インターバルTB3 1816がある。この例では、ビーコンバースト間の時間は、隣接したバーストの時間よりも少なくとも5倍大きい。例えば、TBB1/2>5TB1かつTBB1/2>5TB2であり、TBB2/3>5TB2かつTBB2/3>5TB3である。この例では、各ビーコンバースト(1806、1808、1810)は、異なる時間継続期間(例えば、TB1≠TB2≠TB3≠TB1)を有する。コンポジットビーコン信号におけるビーコンバースト信号の少なくとも2つは、異なる継続期間を有する。
図19は、無線端末がビーコン信号を送信する動作モードにおける無線端末によって分割している一例となるエアリンクリソースを図示する描画1900である。横軸1904が時間を表す一方、縦軸1902は周波数(例えば、OFDMトーン)を表す。この例では、ビーコン送信リソース1906があり、続いて他用途リソース1908があり、続いてビーコン送信リソース1906’があり、続いて他用途リソース1908’があり、続いてビーコン送信リソース1906’’があり、続いて他用途リソース1908’’があり、続いてビーコン送信リソース1906’’’があり、続いて他用途リソース1908’’’がある。図19のビーコン送信リソースは、例えば、図14のビーコンバーストに対応する一方、図19の他用途リソースは図14の非バーストインターバルに対応する。
図20は、無線端末がビーコン信号を送信し、ユーザデータ(例えば、動作のアクティブモード)を受信および/または送信できる無線端末動作の一例となるモードのための一例となる他用途リソース(例えば、リソース2000)を描く。他用途リソース2000が、非バーストインターバル2002中に発生し、ビーコンモニタリングリソース2004、ユーザデータ送信/受信リソース2006、およびサイレンスまたは未利用リソース2008を含む。ビーコンモニタリングリソース2004は、無線端末が、(例えば、他の無線端末および/または固定位置リファレンスビーコン信号送信機からの)他のビーコン信号の存在を検出するエアリンクリソース(例えば、周波数および時間の組み合わせ)を示す。ユーザデータリソース2006は、無線端末がユーザデータを送信することができ、かつ/または、ユーザデータを受信できるエアリンクリソース(例えば、周波数および時間の組み合わせ)を表す。サイレンスエアリンクリソース2008は、未利用のエアリンクリソースを表し、例えば、無線端末が受信も送信もしない。サイレンスリソース2008中に、無線は、エネルギーを節約するために電力消費が下げられるスリープ状態であうることが可能であり、実際にそうでありうる。
図21は、無線端末がビーコン信号(例えば、非アクティブモードおよびアクティブモード)を送信している無線端末動作の2つの例となるモードを図示する。描画2150が動作のアクティブモードに対応する一方、描画2100は一例となる動作の非アクティブモードに対応する。
一例となる動作の非アクティブモードでは、無線端末はユーザデータを送信せずまたは受信しない。描画2100では、無線端末によって用いられるエアリンクリソースはNトーン2108を占有する。一実施形態において、Nは100以上である。描画2100では、対応している時間継続期間T1非アクティブ2110を備えるビーコン送信バーストリソース2102があり、続いて対応している時間継続期間T2非アクティブ2112を備えるモニタおよび受信ビーコン情報リソース2104があり、続いて対応している時間継続期間T3非アクティブ2114を備えるサイレンスリソース2106がある。様々な実施形態では、T1非アクティブ<T2非アクティブ<T3非アクティブ、T2非アクティブ>4T1非アクティブ、T3非アクティブ>10T2非アクティブである。例えば、1つの例となる実施形態ではN>100、例えば113であり、T1非アクティブ=50のOFDMシンボル送信時間インターバルであり、T2非アクティブ=200のOFDMシンボル送信時間インターバルであり、T3非アクティブ=2000のOFDMシンボル送信時間インターバルである。そのような実施形態では、ビーコンシンボルにバーストビーコン信号リソースの高々10%を占有させる場合、ビーコンシンボルは全リソースの高々約0.22%を占有する。
一例となる動作のアクティブモードでは、無線端末はユーザデータを送信しおよび受信することができる。描画2150では、無線端末によって用いられるエアリンクリソースは、Nトーン2108を占有する。一実施形態において、Nは100以上である。描画2150では、対応している時間継続期間T1アクティブ2162を備えるビーコン送信バーストリソース2152があり、続いて対応している時間継続期間T2アクティブ2164を備えるモニタおよび受信ビーコン情報リソース2154があり、続いて対応している時間継続期間T3アクティブ2166を備えるユーザデータ送信/受信リソース2156があり、続いて対応している時間継続期間T4アクティブ2168を備えるサイレンスリソース2158がある。様々な実施形態において、T1アクティブ<T2アクティブ<T3アクティブ、T2アクティブ>4T1アクティブ、(T4アクティブ+T3アクティブ)>10T2非アクティブである。様々な実施形態では、T1非アクティブ=T1アクティブである。少なくともいくつかの異なる種類のインターバルの間にガードインターバルがある。
図22は、描画2200、および、2つのビーコンバーストを含む一例となる第1時間インターバル2209中に一例となる無線端末エアリンクリソース利用を図示する、対応する説明2202である。説明2202は、正方形2204がOFDMトーンシンボル(エアリンクリソースの基本送信ユニット)を示すことを示す。説明2202はまた、(1)ビーコンシンボルは陰影付き正方形2206によって示され、平均送信速度電力レベルPBで送信される、(2)ユーザデータシンボルは文字D2208によって示され、そのデータシンボルは、平均送信電力レベルPDを有するように送信され、(3)PB>2PDを示す。
この例では、ビーコン送信リソース2210は20個のOFDMトーンシンボルを含み、ビーコンモニタリングリソース2212は、40個のOFDMトーンシンボルを含み、ユーザデータ送信/受信リソース2214は、100個のOFDMトーンシンボルを含み、ビーコン送信リソース2216は、20個のOFDMトーンシンボルを含む。
ビーコン送信リソース2210および2216は、1つのビーコンシンボル2206をそれぞれ運ぶ。これは、ビーコンバーストシグナリングに割り当てられた送信リソースの5%を表す。ユーザデータTX/RXリソース2214の100のOFDMシンボルのうちの48個は、無線端末によって送信されているユーザデータシンボルを運ぶ。これは、第1時間インターバル2209中に無線端末によって用いられている48/180のOFDMシンボルを表す。WTが、ユーザデータ部分の6番目のOFDMシンボル送信時間インターバルで受信するために、TXから切り替え、ユーザデータシンボルはその後、第1時間インターバル中に無線端末によって送信のために用いられる48/90のOFDMトーンシンボルで送信されると仮定する。無線端末がユーザデータを送信するとき、無線端末は複数のビーコン信号バーストを含む期間中に無線端末によって用いられる送信リソースの少なくとも10%でユーザデータを送信する。
異なる時間で、ユーザデータ送信/受信リソースは、(例えば、時分割基底で)送受信間で分割されうることが可能であり、例えば、ユーザデータを含む送信専用にだけ、ユーザデータを含む受信専用にだけと、異なって用いられる場合がある。
図23は、描画2300、および、2つのビーコンバーストを含む一例となる第1時間インターバル2315中に一例となる無線端末エアリンクリソース利用を図示する、対応する説明2302である。説明2302は、正方形2304がOFDMトーンシンボル(エアリンクリソースの基本送信ユニット)を示すことを示す。説明2302はまた、(1)ビーコンシンボルは大きな垂直の矢印2306によって示され、平均送信電力レベルPBで送信される、(2)ユーザデータシンボルは、異なる位相(θ1、θ2、θ3、θ4)に対応する、例えば、QPSKに対応する、小さな矢印2308、2310、2312、2314によってそれぞれ示され、そのデータシンボルは、平均送信電力レベルPDを有するように送信される、(3)PB>2PDであることを示す。
この例では、ビーコン送信リソース2316は20個のOFDMトーンシンボルを含み、ビーコンモニタリングリソース2318は40個のOFDMトーンシンボルを含み、ユーザデータ送信/受信リソース2320は100個のOFDMトーンシンボルを含み、ビーコン送信リソース2322は20個のOFDMトーンシンボルを含む。
ビーコン送信リソース2316および2322は、1つのビーコンシンボル2306をそれぞれ運ぶ。この実施形態では、ビーコンシンボルは同じ振幅および位相を有する。
このビーコンシンボル量は、ビーコンバーストシグナリングに割り当てられた送信リソースの5%を表す。ユーザデータTX/RXリソース2320の100個のOFDMシンボルのうちの48個は、ユーザデータシンボルを運ぶ。この実施形態では、異なるデータシンボルは、異なる位相を有することができ、実際有することもある。異なるデータシンボルは、異なる振幅を有することができ、実際有することもある。このデータシンボル量は、第1時間インターバル2315中に無線端末によって用いられている48/180のOFDMシンボルを表す。WTが、ユーザデータ部分の6番目のOFDMシンボル送信時間インターバルで受信するために、TXから切り替え、ユーザデータシンボルはその後、第1時間インターバル中に無線端末によって送信のために用いられる48/90のOFDMトーンシンボルで送信されると仮定する。無線端末がユーザデータを送信するとき、無線端末は複数のビーコン信号バーストを含む期間中に無線端末によって用いられる送信リソースの少なくとも10%でユーザデータを送信する。
異なる時間で、ユーザデータ送信/受信リソースは、(例えば、時分割基底で)送受信間で分割されうることが可能であり、例えば、ユーザデータを含む送信専用にだけ、ユーザデータを含む受信専用にだけと、異なって用いられる場合がある。
図24は、ビーコン信号に関する代替的な記述的表現を図示する。描画2400および関連する説明2402は、一例となるビーコン信号を描くために用いられる。横軸2414はビーコンリソース時間インデックスを表す一方、縦軸2412は周波数(例えば、OFDMトーンインデックス)を表す。説明2402は、ビーコン信号バーストが太線の矩形2404によって識別され、ビーコンシンボル送信ユニットが正方形ボックス2406によって識別され、ビーコンシンボルがボールド体B2416によって表わされることを識別する。ビーコン信号リソース2410は、100個のビーコンシンボル送信ユニット2406を含む。3つのビーコンバースト信号2404が、時間インデックス値=0、4および8に対応して示される。1つのビーコンシンボル2416は、例えば、予め定められたパターンおよび/または方程式に従って、各ビーコンバースト信号で発生し、ビーコンシンボルの位置は、ビーコン信号内で1つのバースト信号から次のバースト信号へ変更する。この実施形態では、ビーコンシンボル位置はスロープに続く。この例では、ビーコンバーストは、ビーコンバーストの継続期間の3倍で互いから分離させる。様々な実施形態では、ビーコンバーストは、ビーコンシンボルの継続期間に少なくとも2倍で互いから分離される。ビーコンバーストは、例えば、複数の連続するビーコン時間インデックスのために用いられている同じトーンで、2つ以上の連続するビーコンリソース時間インターバルを占有してもよい。ビーコンバーストは複数のビーコンシンボルを含む。いくつかのそのような実施形態では、ビーコンシンボルはビーコン信号リソースの10%以下を占有する。
図25は、一例となるポータブル無線端末2500(例えばモバイルノード)の図である。一例となるポータブル無線端末2500は、図1の無線端末のいずれかであってもよい。
一例となる無線端末2500は、受信機モジュール2502、送信モジュール2504、デュプレクスモジュール2503、プロセッサ2506、ユーザI/Oデバイス2508、電源モジュール2510、および様々なエレメントがデータおよび情報を互いにやりとりしてもよいバス2514を経て共に接続されるメモリ2512を含む。
受信機モジュール2502(例えば、OFDM受信機)は、他の無線端末および/または固定ロケーションビーコン送信機から信号(例えば、ビーコン信号および/またはユーザデータ信号)を受け取る。
トランスミッションモジュール2504(例えば、OFDM送信機)は、他の無線端末に信号を送信し、上記送信された信号はビーコン信号およびユーザデータ信号を含む。ビーコン信号は、ビーコン信号バースト、ビーコン信号バーストのシーケンスを含み、各ビーコン信号バーストは1以上のビーコンシンボルを含み、各ビーコンシンボルはビーコンシンボル送信ユニットを占有する。1以上のビーコンシンボルは、送信されたビーコン信号バーストごとに送信モジュール2504によって送信される。
様々な実施形態では、送信モジュール2504は、ビーコン信号を送信するOFDM送信機であり、ビーコン信号は、周波数および時間の組合せであるリソースを用いて通信される。様々な他の実施形態では、送信モジュール2504は、ビーコン信号を送信するCDMA送信機であり、ビーコン信号は、符号および時間の組合せであるリソースを用いて通信される。
デュプレクスモジュール2503は、時分割デュプレックス(TDD)スペクトルシステム実装の一部として、受信機モジュール2502と送信モジュール2504との間でアンテナ2505を切り替えるように制御される。デュプレクスモジュール2503は、無線端末2500が信号2582を受信し、信号2588を送信するアンテナ2505に接続される。デュプレクスモジュール2503は、受信信号2584が伝達されるリンク2501を経て受信機モジュール2502に接続される。信号2584は、信号2582のフィルタされた表現である。信号2584は、例えば、モジュール2503はフィルタなしの通過(pass thru)デバイスとして機能し、信号2582と同じである。デュプレクスモジュール2503は、送信信号2586が伝達されるリンク2507を経て送信モジュール2504に接続される。信号2588は、信号2586のフィルタされた表現である。信号2588は、例えば、デュプレクスモジュール2503はフィルタなし通過デバイスとして機能し、信号2586と同じである。
ユーザI/Oデバイス2508は、例えば、マイクロホン、キーボード、キーパッド、スイッチ、カメラ、スピーカ、ディスプレイなどを含む。ユーザ装置2508は、ユーザがデータ/情報を入力し、出力データ/情報にアクセスし、無線端末の少なくともいくつかの動作(例えば、電源投入シーケンスを初期化し、通信セッションを確立することを試み、通信セッションを終了する)を制御することを許可する。
電源モジュール2510は、ポータブル無線端末電力のソースとして利用されるバッテリー2511を含む。電源モジュール2510の出力は、電力を提供するために電力バス2509を経て様々なコンポーネント(2502、2503、2504、2506、2508および2512)に接続される。それゆえ、送信モジュール2504は、バッテリー電力を用いてビーコン信号を送信する。
メモリ2512は、ルーチン2516およびデータ/情報2518を含む。プロセッサ2506(例えばCPU)は、ルーチン2516を実行し、無線端末2500の動作を制御し、方法を実装するためにメモリ2512におけるデータ/情報2518を用いる。ルーチン2516は、ビーコン信号生成モジュール2520、ユーザデータ信号生成モジュール2522、送信電力制御モジュール2524、ビーコン信号送信制御モジュール2526、モード制御モジュール2528およびデュプレクス制御モジュール2530を含む。
ビーコン信号生成モジュール2520は、ビーコン信号を生成するために格納されたビーコン信号特性情報2532を含むメモリ2512におけるデータ情報2518を用い、ビーコン信号はビーコン信号バーストのシーケンスを含み、各ビーコン信号バーストは1以上のビーコンシンボルを含む。
ユーザデータ信号生成モジュール2522は、ユーザデータ信号(ユーザデータシンボルを含む上記ユーザデータ信号)を生成するためにユーザデータ特性情報2534およびユーザデータ2547を含むデータ/情報2518を用いる。例えば、ユーザデータ2547を表す情報ビットは、例えば、データシンボルのセット(コンスタレーション情報2564に従うOFDMデータ変調シンボル)にマッピングされる。送信電力制御モジュール2524は、データシンボルおよびビーコンシンボルの送信電力レベルを制御するために、ビーコン電力情報2562およびユーザデータ電力情報2566を含むデータ/情報2518を用いる。第1期間中に、送信電力制御モジュール2524は、送信されたビーコンシンボルのビーコンシンボル電力レベル当たり平均よりも、少なくとも50パーセント低いシンボル電力レベル当たり平均で送信されるべきデータシンボルを制御する。送信電力制御モジュール2524は、第1期間中にユーザデータを送信するために用いられるシンボルのシンボル送信電力レベル当たり平均よりも少なくとも10dB高くするために、第1期間中に送信された各ビーコンシンボルのシンボル送信電力レベル当たり平均を制御する。送信電力制御モジュール2524は、第1期間中にユーザデータを送信するために用いられるシンボルのシンボル送信電力レベル当たり平均よりも少なくとも16dB高くするために、第1期間中に送信された各ビーコンシンボルのシンボル送信電力レベル当たり平均を制御する。ビーコンシンボル電力レベルおよび1以上のデータシンボル電力レベルは、無線端末によって用いられているリファレンスに関して相互関係があり、リファレンスは変わってもよく、実際変わることがある。いくつかのそのような実施形態では、第1期間は、リファレンスレベルが変わらない時間インターバルである。
ビーコン信号送信制御モジュール2526は、周期的にビーコン信号バーストを送信するための送信モジュール2504を制御するために、タイミング構造情報2536を含むデータ/情報2518を用いる。ビーコン信号バーストのシーケンスにおける2つの隣接したビーコン信号バースト間の時間期間は、2つの隣接したビーコン信号バーストのどちらかの継続期間の少なくとも5倍となるために制御される。様々な実施形態では、少なくともいくつかの異なるビーコン信号バーストは、異なる長さの期間を有する。
モード制御モジュール2528は、モード情報2540によって識別されている現在の動作モードで端末の動作モードを制御する。様々な動作モードは、OFFモード、受信専用モード、非アクティブモードおよびアクティブモードを含む。非アクティブモードでは、無線端末はビーコン信号を送信し受信することができるが、ユーザデータを送信することは許可されない。アクティブモードでは、無線はビーコン信号に加えてユーザデータ信号を送信し受信することができる。非アクティブモードでは、無線端末は、動作のアクティブモードよりも長い間、サイレンス(例えば、スリープ、低電力消費の状態)にある。
デュプレクス制御モジュール2530は、TDDシステムタイミング情報および/またはユーザニーズに応じて、受信機モジュール2502と送信モジュール2504との間でアンテナ結合を切り替えるためにデュプレクスモジュール2503を制御する。例えば、タイミング構造におけるユーザデータインターバルは、無線端末ニーズの機能である選択を受信するかまたは送信するのに利用可能である。様々な実施形態では、電力を節約するために使用中でない場合、デュプレクス制御モジュール2530はまた、受信機モジュール2502および/または送信モジュール2504における少なくともいくつかの回路をシャットダウンするために動作する。
データ/情報2518は、格納されたビーコン信号特性情報2532、ユーザデータ特性情報2534、タイミング構造情報2536、エアリンクリソース情報2538、モード情報2540、生成されたビーコン信号情報2542、生成されたデータ信号情報2544、デュプレクス制御信号情報2546およびユーザデータ2547を含む。格納されたビーコン信号特性情報2532は、ビーコンバースト情報(ビーコンバースト1情報2548、・・・、ビーコンバーストN情報2550)の1以上のセット、ビーコンシンボル情報2560および電力情報2562を含む。
ビーコンバースト1情報2548は、ビーコンシンボルを運ぶビーコン送信ユニットを識別する情報2556およびビーコンバースト継続期間情報2558を含む。ビーコンシンボルを運ぶビーコン送信ユニットを識別する情報2556は、ビーコン信号バーストにおけるビーコン送信ユニットがビーコンシンボルによって占有されることになっていることを識別する際、ビーコン信号生成モジュール2520によって用いられる。様々な実施形態では、ビーコンバーストの他のビーコン送信ユニットは、ヌル(例えば、送信電力がそれらの他のビーコン送信ユニットに関して適用されない)となるように設定される。ビーコン信号バーストにおけるビーコンシンボル数は、利用可能なビーコンシンボル送信ユニットの10パーセント未満を占有する。ビーコン信号バーストにおけるビーコンシンボル数は、利用可能なビーコンシンボル送信ユニットの10パーセント以下を占有する。ビーコン信号バースト継続期間情報2558は、ビーコンバースト1の期間を定義する情報を含む。いくつかの実施形態では、ビーコンバーストのそれぞれは同じ継続期間を有し、一方他の実施形態では、同じコンポジットビーコン信号内の異なるビーコンバーストは異なる継続期間を有することができ、実際有することもある。ビーコンバーストのシーケンスにおける1つのビーコンバーストは異なる継続期間を有し、これは同期目的のために有用である可能性がある。
ビーコンシンボル情報2560は、ビーコンシンボルを定義する情報、例えば、ビーコンシンボルの特性および/または変調値を含む。様々な実施形態では、同じビーコンシンボル値は、情報2556におけるビーコンシンボルを運ぶために識別された位置ごとに用いられ、例えば、ビーコンシンボルは同じ振幅および位相を有する。様々な実施形態では、異なるビーコンシンボル値は、情報2556におけるビーコンシンボルを運ぶために識別された位置の少なくともいくつかに用いられることができ、実際用いられることもあり、例えば、ビーコンシンボル値は同じ振幅を有するが、2つの潜在的な位相のうちの1つを有することができ、それゆえビーコン信号を経た追加情報の通信を容易にする。電力情報2562は、例えば、ビーコンシンボル送信に関して用いられる電力利得スケール係数情報を含む。
ユーザデータ特性情報2534は、コンスタレーション情報2564および電力情報2566を含む。コンスタレーション情報2564は、例えばQPSK、QAM 16、QAM64、および/またはQAM256など、コンスタレーションに関連する変調シンボル値を識別する。電力情報2566は、例えばデータシンボル送信に関して用いられる電力利得スケール係数情報を含む。
タイミング構造情報2536は、様々な動作に関連するインターバルを識別する情報、例えばビーコン送信時間インターバル、他の無線端末および/または固定ロケーションビーコン送信機に関してモニタするためのインターバル、ユーザデータインターバル、サイレンス、例えば、スリープ、インターバルなどを含む。タイミング構造情報2536は、ビーコンバースト継続期間情報2574、ビーコンバースト情報2576、パターン情報2578およびデータシグナリング情報2580を含む送信タイミング構造情報2572を含む。
ビーコンバースト継続期間情報2574は、ビーコンバーストの継続期間が一定、例えば、100個の連続するOFDM送信時間インターバルであることを識別する。ビーコンバースト継続期間情報2574は、ビーコンバーストの継続期間が、例えば、パターン情報2578によって指定された予め定められたパターンに従って変化することを識別する。様々な実施形態では、予め定められたパターンは、無線端末識別子の関数である。他の実施形態では、予め定められたパターンは、システムにおいて全ての無線端末に対して同じである。予め定められたパターンは擬似ランダムパターンである。
ビーコンバースト継続期間情報2574およびビーコンバースト間隔情報2576は、ビーコンバーストの期間が、ビーコンバーストの終わりから次のビーコンバーストの先頭までの時間のインターバルよりも少なくとも50倍短いことを示す。ビーコンバースト間隔情報2576は、ビーコンバースト間の間隔が、無線端末がビーコン信号を送信している期間中に周期的なやり方において発生するビーコンバーストによらず一定であることを示す。ビーコンバースト間隔情報2576は、無線端末が非アクティブモードであろうとアクティブモードであろうと、ビーコンバーストが同じインターバル間隔に送信されることを示す。他の実施形態では、ビーコンバースト間隔情報2576は、ビーコンバーストが(例えば、無線端末が非アクティブモードにあろうとまたはアクティブモードにあろうと)無線端末動作モードの関数として異なるインターバル間隔で送信されることを示す。
エアリンクリソース情報2538は、ビーコン送信リソース情報2568および他用途リソース情報2570を含む。エアリンクリソースは、(例えば、TDDシステムのような無線通信システムの一部として)周波数時間グリッドにおけるOFDMトーンシンボルに関して定義される。ビーコン送信リソース情報2568は、ビーコン信号に関してWT2500に割り当てられたエアリンクリソース(例えば、少なくとも1つのビーコンシンボルを含むビーコンバーストを送信するために用いられるべきOFDMトーンシンボルのブロック)を識別する情報を含む。ビーコン送信リソース情報2568はまた、ビーコン送信ユニットを識別する情報を含む。いくつかの実施形態では、ビーコン送信ユニットは単一のOFDMトーンシンボルである。ビーコン送信ユニットは、OFDM送信ユニットのセット、例えば、連続的なOFDMトーンシンボルのセットである。他用途リソース情報2570は、他の目的、例えばビーコン信号モニタリング、受信/送信ユーザデータのような目的のためにWT2500によって用いられるべきエアリンクリソースを識別する情報を含む。エアリンクリソースのいくつかは、例えば、電力を節約するサイレンス状態(例えばスリープ状態)に対応して、故意に用いられなくてもよいし、実際用いられないこともある。いくつかの実施形態では、ビーコンシンボルはOFDMトーンシンボルのエアリンクリソースを用いて送信され、ビーコンシンボルは、複数のビーコン信号バーストおよび少なくとも1つのユーザデータ信号を含む期間中に上記無線端末によって用いられる送信リソースのトーンシンボルの1パーセント未満を占有する。様々な実施形態では、ビーコン信号は、期間の一部におけるトーンシンボルの0.3パーセント未満を占有し、上記期間の上記一部は、1つのビーコン信号バーストおよび連続するビーコン信号バースト間の1つのインターバルを含む。様々な実施形態では、ビーコン信号は、期間の一部におけるトーンシンボルの0.1パーセント未満を占有し、上記期間の上記一部は、1つのビーコン信号バーストおよび連続するビーコン信号バースト間の1つのインターバルを含む。様々な実施形態では、少なくともいくつかの動作モード(例えば、動作のアクティブモード)中に送信モジュール2504はユーザデータを送信することができ、無線端末がユーザデータを送信する場合、ユーザデータは、ユーザデータ信号送信および2つの隣接したビーコン信号バーストを含む期間中に上記無線端末によって用いられる送信リソースのトーンシンボルの少なくとも10パーセントで送信される。
生成されたデータ信号2544がユーザデータ信号生成モジュール2522の出力である一方、生成されたビーコン信号2542はビーコン信号生成モジュール2520の出力である。生成された信号(2542、2544)は、送信モジュール2504に向けられる。ユーザデータ2547は、例えば、ユーザデータ信号生成モジュール2522による入力として用いられるファイルデータ/情報、テキスト、イメージ、音声、オーディオを含む。デュプレクス制御信号2546は、デュプレクス制御モジュール2530の出力を表し、出力信号2546は、アンテナ切り替えを制御するデュプレクスモジュール2503に、および/または、少なくとも何らかの回路をシャットダウンして電力を節約するための送信機モジュール2504または受信機モジュール2502に向けられる。
図26は、通信デバイス(例えば、電池式の無線端末)を操作する一例となる方法のフローチャート2600の図面である。操作はステップ2602から開始し、通信デバイスは電源を入れられ、初期化される。操作は、開始ステップ2602からステップ2604およびステップ2606に進む。
ステップ2604では、現行の基底で行われ、通信デバイスは時間情報を保持する。時間情報2605は、ステップ2604から出力され、ステップ2606において用いられる。ステップ2606では、通信デバイスは、時間期間がビーコン受信時間期間、ビーコン送信時間期間、またはサイレンス時間期間であるかどうかを決定し、決定に依存して異なって進む。時間期間がビーコン受信時間期間である場合、動作はステップ2606からステップ2610に進み、通信デバイスはビーコン信号検出動作を行う。
時間期間がビーコン送信時間期間である場合、動作はステップ2606からステップ2620に進み、通信デバイスは、ビーコン信号の少なくとも一部分を送信し、上記送信された一部分は少なくとも1つのビーコンシンボルを含む。
時間期間がサイレンス時間期間である場合、その後動作はステップ2606からステップ2622に進み、通信デバイスは、送信することをやめ、ビーコン信号を検出するために動作することをやめる。通信デバイスは、ステップ2622においてサイレンス(例えば、スリープ)モードに入り、バッテリー電力を節約する。
ステップ2610に戻ると、動作はステップ2610からステップ2612に進む。ステップ2612では、通信デバイスは、ビーコンが検出されたかどうかを決定する。ビーコンが検出されている場合、動作はステップ2612からステップ2614に進む。しかし、ビーコンが検出されなかった場合、動作はステップ2612からコネクティングノードA2613を経てステップ2606に進む。ステップ2614では、通信デバイスは、受信信号の検出された一部分に基づいて通信デバイス送信時間を調整する。ステップ2614から得られた調整情報2615は、ステップ2604における通信デバイスに関する時間情報を維持することに用いられる。タイミング調整は、ビーコン信号を受信するために受信ビーコン信号の一部分を送信したデバイスによって用いられると知られている時間期間中に発生するように、ビーコン信号送信期間を調整する。動作はステップ2614からステップ2616に移り、通信デバイスは、調整された通信デバイス送信タイミング(例えば、ビーコン信号)に従って信号を送信する。その後、ステップ2618では、通信デバイスは、ビーコン信号の検出された一部分が受信されたデバイスとの通信セッションを確立する。動作は、コネクティングノードA2613を経てステップ2622、2620、または2618のうちのいずれかからステップ2606に移る。
ステップ2604は、サブステップ2608および2609の少なくとも1つを含む。サブステップ2608では、通信デバイスは、時間期間のような繰り返しシーケンスにおいてビーコン受信時間期間およびビーコン送信時間期間の少なくとも1つの開始を擬似ランダムに調整する。例えば、特定の時間(例えば、電源を入れた後または新しい領域に入ること)での通信装置は、任意の他の通信装置に関して同期されなくてもよく、繰り返し時間構造において制限されたビーコン検出時間インターバルを有する間、別の通信デバイスからビーコン信号を検出する確率を増加するために、サブステップ2608を1回以上行ってもよい。それゆえ、サブステップ2608は、2つのピア間の関係タイミングを効果的にシフトすることができる。サブステップ2609では、通信デバイスは、周期的基底で発生するべきビーコン受信および送信時間期間を設定する。
様々な実施形態では、ビーコン受信時間期間はビーコン送信時間期間より長い。ビーコン受信および送信時間期間は、非オーバーラップであり、ビーコン受信時間期間はビーコン送信時間期間の少なくとも2倍である。サイレンス期間は、ビーコン受信およびビーコン送信時間期間の間で発生する。様々な実施形態では、サイレンス期間は、ビーコン送信時間期間およびビーコン受信時間期間のうちの1つの少なくとも2倍である。
図27は、ポータブル無線端末2700(例えば、モバイルノード)である一例となる通信デバイスの図面である。一例となるポータブル無線端末2700は、図1の無線端末のいずれかであってもよい。一例となる無線端末2700は、例えば、モバイルノード間のピア−ピア直接通信をサポートする時分割デュプレックス(TDD)直交周波数分割多重(OFDM)無線通信システムの一部である通信デバイスである。一例となる無線端末2700は、ビーコン信号を送信し受信することができる。一例となる無線端末2700は、タイミング同期を確立するために、例えば、ビーコン信号を送信するピア無線端末からおよび/または固定ビーコン送信機からの、検出されたビーコン信号に基づいてタイミング調整を行う。
一例となる無線端末2700は、受信機モジュール2702、送信モジュール2704、デュプレクスモジュール2703、プロセッサ2706、ユーザI/Oデバイス2708、電源モジュール2710、および様々なエレメントがデータおよび情報を互いに交換してもよいバス2714を経て共に接続されるメモリ2712を含む。
受信機モジュール2702(例えば、OFDM受信機)は、他の無線端末および/または固定ロケーションビーコン送信機から信号(例えば、ビーコン信号および/またはユーザデータ信号)を受信する。
送信モジュール2704(例えば、OFDM送信機)は、他の無線端末へ信号を送信し、上記送信された信号はビーコン信号およびユーザデータ信号を含む。ビーコン信号は、ビーコン信号バーストのシーケンスを含み、各ビーコン信号は1以上のビーコンシンボルを含み、各ビーコンシンボルはビーコンシンボル送信ユニットを占有する。1以上のビーコンシンボルは、送信されたビーコン信号バーストごとに送信モジュール2704によって送信される。送信モジュール2704は、ビーコン送信時間期間中にビーコン信号の少なくとも一部分(例えば、ビーコンバースト信号)を送信し、上記送信された一部分は少なくとも1つのビーコンシンボル(例えば、ユーザデータシンボルの電力レベルに対して比較的高い電力トーン)を含む。
様々な実施形態では、送信モジュール2704は、ビーコン信号を送信するOFDM送信機であり、ビーコン信号は、周波数と時間との組合せであるリソースを用いて通信される。様々な他の実施形態では、送信モジュール2704は、ビーコン信号を送信するCDMA送信機であり、ビーコン信号は、符号と時間との組合せであるリソースを用いて通信される。
デュプレクスモジュール2703は時分割デュプレックス(TDD)実装の一部として、受信機モジュール2702と送信モジュール2704の間でアンテナ2705を切り替えるように制御される。デュプレクスモジュール2703は、無線端末2700が信号2778を受け取り、信号2780を送信するアンテナ2705に接続される。デュプレクスモジュール2703は、受信信号2782が伝達されるリンク2701を経て受信機モジュール2702に接続される。信号2782は、信号2778のフィルタされた表現である。信号2782は信号2778と同じであり、例えば、デュプレクスモジュール2703はフィルタしない通過デバイスとして機能する。デュプレクスモジュール2703は、送信信号2784が伝達されるリンク2707を経て送信モジュール2704に接続される。信号2780は、信号2784のフィルタされた表現である。信号2780は信号2784と同一であり、例えば、デュプレクスモジュール2703はフィルタしない通過デバイスとして機能する。
ユーザI/Oデバイス2708、例えば、マイクロホン、キーボード、キーパッド、スイッチ、カメラ、スピーカ、ディスプレイなどを含む。ユーザ装置2708は、ユーザがデータ/情報を入力し、出力データ/情報にアクセスし、無線端末の少なくともいくつかの動作(例えば、電源投入シーケンスを初期化し、通信セッションを確立するのを試み、通信セッションを終了する)を制御することを許可する。
電源モジュール2710は、ポータブル無線端末電力のソースとして利用されるバッテリー2711を含む。電源モジュール2710の出力は、電力を供給するために電力バス2709を経て様々なコンポーネント(2702、2703、2704、2706、2708および2712)に接続される。それゆえ、送信モジュール2704は、バッテリー電力を用いて、ビーコン信号を送信する。
メモリ2712は、ルーチン2716およびデータ/情報2718を含む。プロセッサ2706(例えば、CPU)は、ルーチン2716を実行し、方法を実装し、無線端末2700の動作を制御するためにメモリ2712におけるデータ/情報2718を用いる。ルーチン2716は、ビーコン信号検出モジュール2720、サイレンス状態制御モジュール2722、送信時間調整モジュール2724、送信制御モジュール2726、通信セッション初期化モジュール2728、ビーコン検出制御モジュール2730、タイミング調整モジュール2732、モード制御モジュール2734、ビーコン信号生成モジュール2736、ユーザデータ信号生成モジュール2738、ユーザデータリカバリモジュール2740およびデュプレクス制御モジュール2742を含む。
ビーコン信号検出モジュール2720は、ビーコン信号の少なくとも一部分の受信を検出するために、ビーコン受信時間期間中にビーコン信号検出動作を行う。加えて、ビーコン信号検出モジュール2720は、検出されたビーコン信号の一部分に応じて、ビーコン信号の一部分の受信を示す検出されたビーコンフラグ2750を設定する。検出されたビーコン信号の一部分2754は、ビーコン信号検出モジュール2720の出力である。加えて、ビーコン信号検出モジュール2720は、検出されたビーコン信号に応じてビーコン信号の一部分の受信を示す、検出されたビーコンフラグ2750を設定する。ビーコン信号検出モジュール2720は、エネルギーレベル比較に応じて検出を行う。ビーコン信号検出モジュール2720は、例えば、ビーコンバーストに対応するモニタされたエアリンクリソースにおいて、検出されたビーコンシンボルパターン情報に応じて検出を行う。
ビーコン信号検出モジュール2720は、検出されたビーコン信号の一部分(例えば、ソース(例えば、ビーコン信号を送信した無線端末)を識別する情報)から情報をリカバリする。例えば、異なる無線端末は、異なるビーコンバーストパターンおよび/または符号定数(signatures)を有してもよく、実際有することがある。
サイレンス状態制御モジュール2722は、ビーコン信号を検出するための操作も送信もしないために、例えば、ビーコン受信およびビーコン送信時間期間の間で発生するサイレンス期間中で無線端末動作を制御する。
送信時間調整モジュール2724は、受信ビーコン信号の検出された一部分に基づいて通信デバイスの送信時間を調整する。例えば、通信システムは、例えばアドホックネットワークであり、受信ビーコン信号の一部分は別の無線端末が提供していることを考慮する。別の例として、システムがリファレンスとしての機能を果たす固定ロケーションビーコン送信機を含むことを考慮すると、検出されたビーコン信号の一部分が上記送信機から供給される。送信時間調整モジュール2724は、リファレンスに関して同期するために無線端末の送信時間を調整する。あるいは、システムが固定ロケーションビーコン送信機を含まず、無線端末が現在上記ビーコン信号を検出することができないことを考慮すると、検出されたビーコン信号の一部分が別の無線端末から供給され、その後、送信時間調整モジュール2724は、ビーコン信号を送信したピア無線端末に関して同期するために無線端末の送信時間を調整する。固定ロケーションビーコンおよび無線端末ビーコンの両方を含めて、システム同期の粗いレベル(coarse level)を実現するために利用可能な場合、固定ロケーションビーコンは用いられ、無線端末ビーコンはピア間のより高い段階の同期を実現するために用いられる。検出されたビーコン信号の一部分2756に基づいた検出されたタイミングオフセットは、送信時間調整モジュール2724の出力である。
様々な実施形態では、送信時間調整モジュール2724は、ビーコン信号を受信するために受信された一部分を送信したデバイス(例えば、他の無線端末)によって用いられると知られている時間期間中に発生するためにビーコン信号送信期間を調整する。それゆえ、送信時間調整モジュール2724は、ピアがビーコンを検出するのを試みている時間ウィンドウと衝突すると期待されるように、送信されるべきWT2700のビーコンを設定する。
送信制御モジュール2726は、信号(例えば、ビーコン信号)を送信するように調整された通信デバイス送信タイミングに従って、送信モジュール2704を制御する。格納された通信セッション状態情報2758が確立されたセッションが進行中であることを示す場合、設定されているセッションアクティブフラグ2760によって、送信制御モジュール2726は、ビーコン信号の一部分送信動作を繰り返すために送信モジュール2704を制御する。送信制御モジュール2726は、無線端末動作のアクティブおよび非アクティブモードの両方においてビーコン信号の一部分送信動作を繰り返すために無線端末を制御する。
通信セッション初期化モジュール2728は、ビーコン信号が受信された別の無線端末と通信セッションを確立するために、動作を制御するために用いられる。例えば、ビーコン信号検出の後に、ビーコン信号が別の無線端末から供給され、無線端末2700が上記別の無線端末と通信セッションを確立することを望む場合に、モジュール2728は通信セッションを初期化することを開始するためにアクティブにされ、例えば、予め定められたプロトコルに従ってハンドシェイク信号を処理し生成する。
ビーコン検出制御モジュール2730は、ビーコン信号検出モジュール2720動作を制御する。例えば、格納された通信セッション状態情報2758が確立されたセッションが進行中であることを示すとき、設定されているセッションアクティブフラグ2760によって、ビーコン検出制御モジュール2730は、検出動作を繰り返すためにビーコン信号検出モジュール2720を制御する。ビーコン検出制御モジュール2730は、無線端末動作の非アクティブおよびアクティブモードの両方において、ビーコン検出動作を繰り返すために無線端末を制御する。
タイミング調整モジュール2732は、そのようなタイムピリオドの繰り返しシーケンスにおける、ビーコン送信期間およびビーコン受信期間の少なくとも1つの開始を擬似ランダムに調整する。疑似ランダムベースのタイミングオフセット2752は、タイミング調整モジュール2732の出力である。タイミング調整モジュール2732は、ビーコン送信および/またはビーコン検出時間インターバルを制限する間、互いの存在を検出できるピアおよび無線端末の尤度が増加するように、独立に動作する他の無線端末に関する無線端末のタイミング構造をシフトするために用いられる。
モード制御モジュール2734は、通信デバイスがビーコン信号を送信する第1および第2動作モードにおいて、異なる時期中に動作するために通信デバイスを制御する。例えば、第1動作モードは、通信デバイスがビーコン信号を送信し、ビーコン信号を検出するが、ユーザデータを送信することから制限される非アクティブモードであり、第2動作モードは、通信デバイスがビーコン信号を送信し、ビーコン信号を検出し、ユーザデータを送信することを許可するアクティブモードである。モード制御モジュール2734が操作するための通信デバイスを制御することができる別の動作モードは、無線端末がビーコン信号を検索するが送信することを許可されない検索モードである。
ビーコン信号生成モジュール2736は、送信モジュール2704によって送信されるビーコン信号の一部分2748(例えば、少なくとも1つのビーコンシンボルを含むビーコンバースト)を生成する。ユーザデータ信号生成モジュール2738は、ユーザデータ信号2774(例えば音声データ、他のオーディオデータ、イメージデータ、テキストデータ、ファイルデータなどのようなユーザデータの符号化ブロックを伝達する信号)を生成する。無線端末がアクティブモードにあり、ユーザデータ送信/受信信号を確保する時間インターバル中に、生成されたユーザデータ信号2774が送信されるとき、ユーザデータ信号生成モジュール2738はアクティブである。ユーザデータリカバリモジュール2740は、無線端末2700との通信セッションにおけるピアから受信した受信ユーザデータ信号2776からユーザデータをリカバリする。受信ユーザデータ信号2776は、無線端末がユーザデータ送信/受信信号に確保される時間インターバル中に動作のアクティブモードにある間、受信モジュール2702を経て受信される。
デュプレクス制御モジュール2742は、デュプレクスモジュール2703の動作を制御する、例えば、受信時間インターバル(例えば、ビーコンモニタリング時間インターバルおよびユーザデータを受信するためのインターバル)のために受信機モジュール2702に接続されるべきアンテナ2705を制御し、そして、送信時間インターバル(例えば、ビーコン送信時間インターバルおよびユーザデータを送信するためのインターバル)のために送信モジュール2704に接続されるべきアンテナ2705を制御する。デュプレクス制御モジュール2742はまた、ある時間インターバル中に電源が落とされるべき受信機モジュール2702および送信モジュール2704の少なくとも1つにおけるいくつかの回路を少なくとも制御し、それによって、バッテリー電力を節約する。
データ/情報2718は、現在モード情報2744、現在時間情報2746、生成されたビーコン信号の一部分2748、検出されたビーコンフラグ2750、疑似ランダムに基づいたタイミングオフセット2752、検出されたビーコン信号の一部分2754、検出されたビーコン信号の一部分に基づいて決定されたタイミングオフセット2756、通信セッション状態情報2758、タイミング構造情報2764、モード情報2768、生成されたユーザデータ信号2774、および受信ユーザデータ信号2776を含む。
現在モード情報2744は、無線端末の現在の動作モード、サブモードおよび/または動作の状態を識別する情報、例えば、無線端末が受信はするが送信しないモードにあるかどうか、無線端末がビーコン信号送信を含むがユーザデータ送信を許可しない非アクティブモードにあるかどうか、または、無線端末がビーコン信号送信を含みかつユーザデータ送信を許可するアクティブモードにあるかどうかを含む。
現在時間情報2746は、無線端末によって維持されている繰り返しタイミング構造内のその位置に関する無線端末時間(例えば、構造内のインデックスが付されたOFDMシンボル送信期間)を識別する情報を含む。現在時間情報2746はまた、(例えば、別の無線端末または固定ロケーションビーコン送信機の)別のタイミング構造に関する無線端末の時間を識別する情報を含む。
通信セッション状態情報2758は、セッションアクティブフラグ2760およびピアノード識別情報2762を含む。セッションアクティブフラグ2760は、セッションが常にアクティブかどうかを示す。例えば、WT2700との通信セッションにおけるピアノードは電源を落とし、無線端末2700はピアのビーコン信号を検出するのを止め、セッションアクティブフラグが消去される。ピアノード識別情報2762は、ピアを識別する情報を含む。様々な実施形態では、ピアノードID情報は、ビーコン信号を経て、少なくとも部分的に伝達される。
タイミング構造情報2764は、例えば、ビーコン送信インターバル、ビーコン検出インターバル、ユーザデータシグナリングインターバルおよびサイレンスインターバルのような様々なインターバルの間隔、順序および継続期間を定義する情報を含む。タイミング構造情報2764は、インターバルのタイミング関係情報2766を含む。インターバルのタイミング関係情報2766は、例えば、(1)ビーコン受信期間がビーコン送信期間よりも長い、(2)ビーコン受信およびビーコン送信期間が非オーバーラップである、(3)ビーコン受信期間が、継続期間におけるビーコン送信期間の少なくとも2倍である、(4)サイレンス期間は、ビーコン送信期間およびビーコン受信期間のうちの1つの少なくとも2倍である、ことを定義する情報を含む。
モード情報2768は、初期検索モード情報2769、非アクティブモード情報2770およびアクティブモード情報2772を含む。初期検索モード情報2769は、ビーコン信号の初期拡張された継続期間検索モードを定義する情報を含む。初期検索の継続期間は、ビーコンバースト信号のシーケンスを送信している他の無線端末によって連続するビーコンバースト送信間で期待されたインターバルを超える。初期検索モード情報2769は、電源を入れるときに初期検索を行うために用いられる。加えて、いくつかの実施形態では、無線端末は、例えば、非アクティブモードにある間に他のビーコン信号が検出されなかった場合、および/または、無線端末が非アクティブモードを用いて実現されるよりもより速いおよび/またはより完全なビーコン検索を行いたい場合、非アクティブモードから初期の探索モードに時々入る。非アクティブモード情報2770は、ビーコン信号インターバル、ビーコンモニタリングインターバルおよびサイレンスインターバルを含む無線端末動作の非アクティブモードを定義する。非アクティブモードは、無線端末がサイレンスモードにおいてエネルギーを節約する電力セーブモードにあるにもかかわらず、ビーコン信号によってその存在を示すことができ、制限された継続期間ビーコンモニタリングインターバルによって他の無線端末の存在の状況意識を維持することができる。アクティブモード情報2772は、ビーコン信号送信インターバル、ビーコンモニタリングインターバル、ユーザデータTX/RXインターバルおよびサイレンスインターバルを含む無線端末動作のアクティブモードを定義する。
図28は、無線端末のビーコン信号の利用によって互いの存在に気付くようになりタイミング同期を実現するアドホックネットワークにおける2つの無線端末に関する一例となる時系列、イベントのシーケンスおよび動作を図示する描画2800である。横軸2801は時系列を表す。時間2802では、ブロック2804によって示されるように、無線端末1は電源を入れ、ビーコン信号に関する初期モニタリングを開始する。モニタリングは時間2806まで継続し、どの無線端末においても、他の端末を発見しないという結果でその初期検索を完了したとき、その後無線端末1は、ブロック2808によって図示されるように、無線端末1がビーコン信号バーストを送信するビーコン送信インターバル、無線端末がビーコン信号についてモニタするビーコンモニタリングインターバル、無線端末が送信も受信もせず、それゆえ電力を節約するサイレンスインターバルの繰り返しを含む動作の非アクティブモードに入る。
その後、時間2810では、無線端末2は、ブロック2812によって示されるように電源を入れ、初期ビーコンモニタリングを開始する。その後、時間2814では、無線端末2は、無線端末1からのビーコン信号を検出し、無線端末1との通信セッションを確立しようとすることを決め、ブロック2815によって示されるように、無線端末が無線端末1ビーコンモニタリングインターバル中に無線端末2からビーコン信号バーストを受信するように時間オフセットを決定する。
時間2816では、無線端末2は、ビーコン送信インターバル、モニタリングインターバル、およびユーザデータインターバルの繰り返し含むアクティブモードに入り、時間2816では、無線端末2は、ブロック2818によって示されるように、ステップ2815の決定された時間オフセットに従ってビーコン信号を送信する。その後無線端末1は、ブロック2820によって示されるように、無線端末2からのビーコン信号を検出して、アクティブモードに切り替える。
時間インターバル2816と2824との間で、無線端末1および無線端末2は、通信セッションを確立するために信号を交換し、その後、ブロック2822によって示されるように、ユーザデータを交換するセッションに参加する。さらに、この時間インターバル中に、セッション中に受信されるビーコン信号は、タイミングを更新し、同期を維持するために用いられる。無線端末1および無線端末2は、通信セッション中に移動していることができるモバイルノードであってもよいし、実際そうでありうる。
時間2824では、ブロック2826によって示されるように、無線端末1は電源を落とす。その後時間2828では、無線端末2は、ブロック2830によって示されるように、信号が無線端末1から失われていて、無線端末が非アクティブモードに遷移することを決定する。信号は、他の条件、例えばチャネル状態がセッションを維持するために不十分となるように互いから十分に遠くに移動する無線端末1および2のために、失われうるし、実際失うこともある。
矢印のシーケンス2834が無線端末2のビーコン信号バーストを図示する一方、矢印のシーケンス2832は無線端末1のビーコン信号バーストを図示する。無線端末1からの受信ビーコン信号に応じて、無線端末1が、そのビーコン信号モニタリングインターバル中に無線端末2からのビーコン信号バーストを検出することができるように、2つの無線端末間のタイミングが同期されたことを注意すべきである。
この例では、電源が入った無線端末は、ビーコンが検出されるまで、または、初期ビーコンモニタリング期間が終了するまでのどちらかが最初に来るまで初期ビーコンモニタリング期間中にモニタリングを行う。初期ビーコンモニタリング期間は、例えば、ビーコン送信インターバルを含む1つの繰り返しを超える継続期間を有する拡張された継続期間モニタリング期間である。この例では、初期ビーコンモニタリング期間は、ビーコン信号が送信されるモードに入る前に行われる。非アクティブモードにおける無線端末は、例えば、2つの無線端末が同時にスタートアップすることが起こるべきコーナーケース状態(corner case condition)を補うために、長い継続時間ビーコンモニタリングインターバルに時々入る。上記非アクティブモードは、ビーコン送信インターバル、ビーコンモニタリングインターバルおよびサイレンスインターバルを含む。
他のいくつかの実施形態では、無線端末は非アクティブモードに入る。上記非アクティブモードは、拡張されたビーコンモニタリングインターバルを最初に有することなく電源を入れたあとに続く制限された継続期間ビーコンモニタリングインターバルおよびビーコン送信インターバルを含む。いくつかのそのような実施形態では、無線端末は、それ自身のビーコンモニタリングインターバルと他の無線端末ビーコン送信インターバルとの間の配置を容易にするために、他のビーコン信号を検索する間に、擬似ランダム時間シフトを行ってもよいし、実際行うこともある。
図29の描画2900は、一例となる実施形態に従うビーコン信号に基づいた2つの無線端末間の一例となる同期タイミングを図示する。描画2904は、無線端末1に関するタイミング構造情報を含む一方、描画2902は、無線端末2に関するタイミング構造情報を含む。描画2900は、例えば、無線端末1からのビーコン信号を検出する無線端末2に基づいて無線端末がタイミング同期した後に図28に対応してもよい。描画2902は、無線端末1ビーコン送信インターバル2906、無線端末1ビーコン受信時間インターバル2908、無線端末1ユーザデータTX/RXインターバル2910およびWT 1サイレンスインターバル2912を含む。描画2904は、無線端末2ビーコン送信インターバル2914、無線端末2ビーコン受信時間インターバル2916、無線端末2ユーザデータTX/RXインターバル2918およびWT2サイレンスインターバル2920を含む。
無線端末2が、WT2ビーコン送信インターバル2914中にビーコン信号バーストを送信するとき、WT1はそのビーコン受信インターバル2908中にビーコン信号バーストを受信するであろうというようなそのタイミングを調節したことに注意すべきである。ユーザデータシグナリングのために用いられることができるユーザデータTX/RX領域2922のオーバーラップする一部分があることにまた注意すべきである。このアプローチは、異なる無線端末について同じ基本的なタイミング構造を保持し、同期を実現するために、無線端末のタイミングのうちの1つの決定されたタイミングシフトを用いる。
図30の描画3000は、別の一例となる実施形態に従うビーコン信号に基づいた2つの無線端末間の一例となる同期タイミングを図示する。描画3004が、無線端末2に関するタイミング構造情報を含む一方、描画3002は、無線端末1に関するタイミング構造情報を含む。描画3000は、例えば、無線端末1からのビーコン信号を検出する無線端末2に基づいて、無線端末がタイミング同期した後に図28に対応してもよい。描画3002は、無線端末1ビーコン受信インターバル3006、無線端末1ビーコン送信インターバル3008、無線端末1ビーコン受信時間インターバル3010、無線端末1ユーザデータTX/RXインターバル3012およびWT1サイレンスインターバル3014を含む。描画3004は、無線端末2ビーコン受信インターバル3016、無線端末2ビーコン送信インターバル3018、無線端末2ビーコン受信時間インターバル3020、無線端末2ユーザデータTX/RXインターバル3022およびWT2サイレンスインターバル3024を含む。無線端末2が、WT2ビーコン送信インターバル3018中にビーコン信号バーストを送信するとき、WT1はそのビーコン受信インターバル3010中にビーコン信号バーストを受信するであろうというようなそのタイミングを調節したことに注意すべきである。
また、この実施形態では、無線端末2のタイミング調整の後に、無線端末2は、そのビーコン受信インターバル3016中の無線端末1ビーコン送信インターバル3008中に無線端末1によって送信されたビーコンバーストを受信する。ユーザデータシグナリングのために用いられることができるユーザデータTX/RX領域3026のオーバーラップする一部分があることにまた注意すべきである。このアプローチは、異なる無線端末について同じ基本的なタイミング構造を保持し、同期を実現するために、無線端末のタイミングのうちの1つの決定されたタイミングシフトを用い、また、両方の無線端末は、同期に続く現行の基底で、互いからビーコン信号バーストを受信することができる。
図31の描画3100は、別の一例となる実施形態に従うビーコン信号に基づいた2つの無線端末間の一例となる同期タイミングを図示する。描画3104が、無線端末2に関するタイミング構造情報を含む一方、描画3102は、無線端末1に関するタイミング構造情報を含む。描画3100は、例えば、無線端末1からのビーコン信号を検出する無線端末2に基づいて、無線端末がタイミング同期した後に図28に対応してもよい。描画3102は、無線端末1ビーコン送信インターバル3106、無線端末1ビーコン受信時間インターバル3108、無線端末1ユーザデータTX/RXインターバル3110およびWT1サイレンスインターバル3112を含む。描画3104は、無線端末2ビーコン送信インターバル3114、無線端末2ビーコン受信時間インターバル3116、無線端末2ユーザデータTX/RXインターバル3118およびWT2サイレンスインターバル3120を含む。
無線端末2が、WT2ビーコン送信インターバル3116中にビーコン信号バーストを送信するとき、WT1はそのビーコン受信インターバル3108中にビーコン信号バーストを受信するようなそのタイミングを調節したことに注意すべきである。また、この実施形態では、無線端末2のタイミング調整の後に、無線端末2は、そのビーコン受信インターバル3114中の無線端末1ビーコン送信インターバル3106中に無線端末1によって送信されたビーコンバーストを受信する。ユーザデータTX/RXインターバル3110、3118がオーバーラップすることにもまた注意すべきである。このアプローチは、2つの無線端末(例えば、他のビーコンの最初の検出を行ってその内部タイミングを調整する無線端末(例えば、描画3104のインターバル順序付けを用いるWT2))に関して異なるタイミング構造を用いる。いくつかのそのような場合では、無線端末2が通信セッションを終了し、ビーコン信号送信を含む非アクティブ状態に入る際、無線端末2は、描画3102によって表わされる順序付けされたタイミングシーケンスに進む。
図32は、別の実施形態に従う一例となる伝送ブロックを描く描画3200および3250を含む。分離した伝送ブロックとしてここに記述され描かれているが、描画3200および3250の送信ブロックは、いくつかの実施形態においてともに単一の送信ブロックとしてみなされてもよく、例えば、送信ブロックが互いに隣接している。図32に描かれる実施形態によれば、ピアツーピアネットワークにおいて情報交換のためのロバストなスキームが提供され、それは半二重の無線端末には特に有益である。例えば、ここで説明された手法は、上に説明されたピア検出および発見の動作を向上させるために用いられてもよい。ここで説明された手法はまた、ユーザスケジューリングおよび直交連結ID生成を含む他の通信のためのデータ交換を特に向上させるために用いられてもよい。
描画3200は、第1送信ブロックインターバル3208を描き、描画3250は第2送信ブロックインターバル3258を描き、説明3202は描画3200に対応し、説明3252は描画3250に対応し、縦軸3204および3254は周波数、例えばOFDMトーンを示し、インデックスおよび横軸3206および3256は、送信ブロックインターバル3208および3258内での送信ユニット時間インデックスをそれぞれ表す。
図32に示される実施形態に従って、各無線端末は、2つの異なる時間シンボル(または送信ユニット時間インデックス)の少なくとも2つのトーンを送信するために構成され、大部分で、2つの送信のうちの1つは同じ時間シンボル(または送信ユニット時間インデックス)を共有する。描画3200を参照すると、無線端末Aは、第1送信ブロックインターバル3208中に周波数インデックス=5および時間インデックス=1で、ビーコンシンボルのようなWT A送信ブロック3210によって表わされる第1送信シンボル、第2送信ブロックインターバル3258中に周波数インデックス=1および時間インデックス=5で、WT A送信ブロック3260によって表わされる第2送信シンボルを送信する。
例えば、第1送信シンボルおよび第2送信シンボルは、ビーコンデータのような情報またはデータを運ぶ。同様に、無線端末Bは、第1送信ブロックインターバル3208中に周波数インデックス=7および時間インデックス=1で、WT B送信ブロック3212によって表わされる第1送信シンボル、第2送信ブロックインターバル3258中に周波数インデックス=1および時間インデックス=7で、WT B送信ブロック3262によって表わされる第2送信シンボルを送信する。この例で図示されるように、(WT Aがその同じ時間インデックスでその第1送信シンボル3210を送信していたので)たとえWT Bの第1送信シンボル3212を受信することができなかったとしても、WT Aは、WT Bの第2送信シンボル3262によって運ばれた情報を受信することができる。同様に、WT Bは、たとえWT Aの第1送信シンボル3210を受信することができなかったとしても、WT Aの第2送信シンボル3260によって運ばれた情報を受信できる。
別の例として、図33は、3つの無線アクセス端末A、BおよびCを含む別の実施形態に従う一例となる送信ブロックを描く描画3300および3350を含む。図32と共に上記に説明されるように、ここに説明される手法が、ユーザスケジューリングおよび直交連結ID生成を含む他の通信のためのデータ交換を特に向上させるために用いられてもよい。上述したように、分離伝送ブロックとしてここに記述されおよび描かれたが、描画3300および3350の送信ブロックは、いくつかの実施形態において、例えば、送信ブロックが互いに隣接している場合に、単一の送信ブロックとしてともにみなされてもよい。
描画3300は、第1送信ブロックインターバル3308を表し、描画3350は第2送信ブロックインターバル3358を表し、説明3302は描画3300に対応し、説明3352は描画3350に対応し、縦軸3304および3354は周波数(例えば、OFDMトーン)を表し、インデックスおよび横軸3306および3356は、送信ブロックインターバル3308および3358内の送信ユニット時間インデックスをそれぞれ表す。
図33に示される実施形態に従って、各無線端末は、2つの異なる時間シンボル(または送信ユニット時間インデックス)の少なくとも2つのトーンを送信するために構成され、大部分で、2つの送信のうちの1つは同じ時間シンボル(または送信ユニット時間インデックス)を共有する。描画3300を参照すると、無線端末Aは、第1送信ブロックインターバル3308中に周波数インデックス=3および時間インデックス=1で、ビーコンシンボルのようなWT A送信ブロック3310によって表わされる第1送信シンボル、第2送信ブロックインターバル3358中に周波数インデックス=1および時間インデックス=3で、WT A送信ブロック3360によって表わされる第2送信シンボルを送信する。
例えば、第1送信シンボルおよび第2送信シンボルは、ビーコンデータのような情報またはデータを運ぶ。同様に、無線端末Bは、第1送信ブロックインターバル3308中に周波数インデックス=3および時間インデックス=3で、WT B送信ブロック3312によって表わされる第1送信シンボル、第2送信ブロックインターバル3358中に周波数インデックス=3および時間インデックス=3で、WT B送信ブロック3362によって表わされる第2送信シンボルを送信する。無線端末Cは、第1送信ブロックインターバル3308中に周波数インデックス=7および時間インデックス=3で、WT B送信ブロック3314によって表わされる第1送信シンボル、第2送信ブロックインターバル3358中に周波数インデックス=3および時間インデックス=7で、WT B送信ブロック3364によって表わされる第2送信シンボルを送信する。
この例で示されるように、(WT Aがその同じ時間インデックス=3でその第2送信シンボルを送信していたので)たとえWT Bの第2送信シンボル3362を受信することができなかったとしても、WT Aは、WT Bの第1送信シンボル3312によって運ばれた情報を受信することができる。WT Aは、WT Cの第1および第2送信シンボル3314および3364を受信することができる。
図33を続けると、WT Bは、WT Aの第2送信シンボル3360を受信することができないにもかかわらず、WT Aの第1送信シンボル3310によって運ばれた情報を受信することができる。WT Bは、WT Cの第1送信シンボル3314を受信することができないにもかかわらず、WT Cの第2送信シンボル3364によって運ばれた情報を受信することができる。WT Cは、WT Aの第1および第2送信シンボル3310および3360を受信することができる。WT Cは、WT Bの第1送信シンボル3312を受信することができないにもかかわらず、WT Bの第2送信シンボル3362によって運ばれた情報を受信することができる。
図32および33の上記に説明された一例では、無線端末は2つの異なる時間シンボル(または送信ユニット時間インデックス)で少なくとも2つのトーンを送信するように構成され、大部分で、2つの送信のうちの1つは、第1送信シンボルは、位置(i、j)に対応し、第2送信シンボルは位置(j,i)に対応するような、第1送信ブロックインターバルと第2送信ブロックインターバルとの間で周波数インデックスおよび時間インデックスを入れ替えることによって、同じ時間シンボル(または送信ユニット時間インデックス)を共有する。他のアルゴリズムは、せいぜい2つの送信のうちの1つが同じ時間シンボルを共有するという要求を満たすために、代替となる実施形態において用いられてもよい。それは例えば、第1および第2ブロックが時間に関して交互に配置されうること、または、各ブロックの行が任意のやり方で順序を変えられうることを含んでいる。
第1および第2の送信ブロックインターバルにおける2重の情報を送信することにより、図32および33と共に記述された手法がオーバーヘッドを増加することに留意すべきである。しかし、その手法は、ピアツーピアシステムにおける情報交換の可能性を非常に向上することにより、所望のロバスト性を提供する。それゆえ、ビーコン信号、ユーザスケジューリングデータなどを交換する能力はかなり改善され、その結果デバイス検出および発見、ユーザトラフィックスケジューリングおよび全体のユーザ経験を改善する。図32および33に併せて記述された手法によって提供される別の利益は、2つのブロック(第1送信ブロックインターバルにおける第1隣接および第2送信ブロックインターバルにおける異なる第2隣接)において、デバイスが隣接の2つの異なるセットと位置を共有するので、非感知(desensing)(雑音干渉)確率が減少するということである。
別の実施形態に従って、ピアツーピアネットワークにおける情報交換のための周波数および時間スロット割当て(「時間シンボル」および「時間インデックス」とも呼ばれる)を割り当てるためのロジックは、図34の描画3400および図35の3500と併せて記述される。図34では、縦軸3404は、無線ネットワーク内のKノードを表し、横軸3406は、Kノード内の半二重ノード(AおよびB)のペアごとに関して次の基準を満たすために必要とされる時間スロットTを表す。(1)少なくとも一度、Aが送信しかつBがサイレントである。および、(2)少なくとも一度、Bが送信しかつAがサイレントである。
例えば、上述したように、情報交換について半二重ノードの上記基準を満たすことは、ピア検出および発見の動作を向上させる。ここで説明された技術はまた、ユーザスケジューリングおよび直交連結ID生成を含む他の通信のためのデータ交換を特に向上させるために用いられてもよい。
利用可能な周波数リソース数(例えば、ビーコンタイプの信号が用いられる場合は、直交トーン)はNで表され、ここでN≧2であり、上記に定義された基準を満たすために必要とされるタイムスロットT数は、少なくとも
T≧(2K/N) 式(1)
であることが示されうる。
特別な場合では、(図32および33と併せて議論されるように)K=Nであり、式(1)の下限は次のように表現することができる。
Figure 0005231546
言い換えると、図32および33に示されるスキームは、メッセージ交換を完了するのに必要とされる時間シンボルのできるだけ最小数を実現し、それゆえこの特別な場合において最適となる。
しかし、より一般的な場合では、KはNと等しくてもよいし、等しくなくてもよい。
式(1)に示される境界は、必ずしも厳しくはない。このより一般的な場合におけるタイムスロット割当ての考察は以下に続く。
一実施形態に従って、情報交換に関して上記に識別された条件を実現する一方、送信のための時間スロット数を削減するように、各ノードは、時間の半分を送信する。例えば、各ノードへのタイムスロットの割り当ては、交換情報の送信について半二重ノードに割り当てられたスロット数が(T/2)である「等しいウェイトコードワード」または等しいウェイトのバイナリワードを採用して作られる。一実施形態によれば、等しいウェイトのバイナリワードを採用するKノードの半二重ノード(AおよびB)の情報交換のために上記に定義された基準を満たすために必要とされるタイムスロットTは、
Figure 0005231546
によって与えられる。ここで、lがタイムスロット数を表し、Kがそのときのノード数を表す。
例えば、K=20の場合は、式(3)はT=6を生じる。例として、T=6の場合、図34におけるノード“3”およびノード“6”への等しいウェイトのバイナリワードタイムスロット割り当ては、割り当て3410および割り当て3412によってそれぞれ表されることができ、ここでウェイトは(T/2)=3である。割り当て3410では、ノード“3”はスロット2、3および4に割り当てられるとして示される。割り当て3412では、ノード“6”はスロット3、4および5を割り当てられる。割り当てられた時間スロット中に、ノードは、ネットワークの他のノードとの情報交換の目的のために、類似情報の少なくとも一部分を送信する。
図35は、各ノードがその信号を送信するために3つの時間シンボルを割り当てられる場合、20のノード(またはユーザ)のための時間割り当ての一例となる構成を含むテーブル3500を表現する。垂直インデックス3504はデバイスIDを表し、水平インデックス3506は各デバイスIDに割り当てられた時間スロット(または時間インデックス)を定義する。一実施形態において、テーブル3500は、すべてのノードに記憶され、ノードがネットワークに参加する場合、デバイスはそのIDに基づいてノードに割り当てられた時間インデックスのセットを確認することができる。一例を挙げれば、デバイスは、ネットワークに参加する際、特定の近傍内で一般的にユニークであるそのIDを得ることができる。別の例によれば、ノードは、ネットワークにおいて既に他のノードと通信せずに、既知のデバイスID空間内でそのIDを確定的に得ることができる。
図35がノードへの周波数割り当てを含まないことに留意すべきである。CDMAネットワークに関して、同じシンボルに割り当てられたノードは、例えば、ウォルシュコードのような異なる拡散符号定数(spreading signatures)を用いて、全帯域幅上のそれらの信号を送信する。この特別な場合では、3つまでのノードが、任意の時間シンボルについて同時に送信している。OFDMネットワークについては、ノードは、それらのIDに基づくことができる直交周波数リソースを選択することができ、時間周波数割り当てテーブルに格納される。
例として、図36は、一実施形態に従う図35の一例となるテーブル3500に基づいた時間および周波数リソース割り当てを識別する一例となるテーブル3600を表現する。テーブル3600では、縦軸3604は周波数(例えばOFDMトーン)インデックスを定義し、横軸3606は送信ユニット時間インデックスを表す。テーブル3500からのテーブル3600の集団は単に例示しているだけであり、テーブル3600の時間周波数割り当てにテーブル3500のIDおよび時間割り当てをマッピングするための他の手法が用いられてもよいことに留意する。
テーブル3500のデバイスID1は、時間スロット4、5および6を割り当てられる。テーブル3600では、デバイスID1は、周波数インデックス0、および時間スロット4、5および6が割り当てられる。図35では、テーブル3500のデバイスID2は、時間スロット3、5および6を割り当てられる。テーブル3600では、デバイスID2は、時間スロット3に対して周波数インデックス0が割り当てられる。
しかし、周波数インデックス0は、時間スロット5および6ついてデバイスID1に既に割り当てられている。従って、デバイスID2は、次に利用可能な周波数インデックス、つまりテーブル3600における時間スロット5および6に対する周波数インデックス1を割り当てられる。図35では、テーブル3500のデバイスID3は時間スロット2、5および6を割り当てられる。テーブル3600では、デバイスID3は時間スロット2に対して周波数インデックス0が割り当てられる。しかし、周波数インデックス0は、時間スロット5および6についてデバイスID1に既に割り当てられ、周波数インデックス1は、時間スロット5および6についてデバイスID2に既に割り当てられている。従って、デバイスID3は、次に利用可能な周波数インデックス、つまりテーブル3600における時間スロット5および6に対する周波数インデックス2を割り当てられる。残りのデバイスID4−20は、テーブル3600へ同様にマッピングされる。
特にこの実施形態では、ネットワークによって要求されるリソース(例えば、直交トーン)数は、K/2、(K=6)であり、Tが等しい値であるとき
Figure 0005231546
である。それゆえ、ある実施形態では、大部分の[K/2]トーンが無線ネットワークにおいて任意のKノードのために用いられるように、スケジュールは変更されまたは定義されることができる。
ある実施形態では、トーン数は、[T/2]未満のウェイトのバイナリワードを選択することによってさらに減らすことができ、その結果要求される周波数リソース数を減らす。一例として、K=84のノードがサポートされることになっている場合、N上の制約を仮定せずに、式(3)はT=9スロットを生じる。等しいウェイトのバイナリワードを用いるアプローチでは、各ノードは、送信のために4つの時間スロットのユニークなセットを割り当てられ、要求されるリソース数(N)は少なくとも42個のトーンである。この特定の場合において、3つのスロットだけ時間スロット数を減らすことによって、ネットワークは、
Figure 0005231546
のトーンだけを要して、
Figure 0005231546
のノードに適応することができるだろう。
コードワード(つまり、各ユーザに割り当てられた送信数)のウェイトの選択を調整することによって、情報交換のプロセスを終了するのに要求される時間スロット数は、要求されるトーン数(または周波数リソースのユニット)とバランスを取ることができる。例えば、一実施形態では、各ノードは、一度送信することを許可されると、Kの時間スロット(または時間シンボル)が要求される。対照的に、別の実施形態によれば、時間スロット(または、時間シンボル)数が式(3)によって最小化されて与えられる場合、各ノードはハーフレートコードで送信してもよい。したがって、Tの一般式は、
Figure 0005231546
によって与えられることができる。
式(4)に従って、コードワードウェイトの選択は、リソースの効率的割り当てをもたらす(N/K)と大体等しい。
OFDM TDDシステムのコンテキストに記述される一方、様々な実施形態の方法および装置は、多くの非OFDM、多くの非TDDシステムおよび/または多くの非セルラーシステムを含む広範囲の通信システムに適用可能である。
ここに記述される様々な実施形態では、例えば、ビーコン信号を生成すること、ビーコン信号を送信すること、ビーコン信号を受信すること、ビーコン信号をモニタすること、受信ビーコン信号からの情報を再生すること、タイミング調整を決定すること、タイミング調整を実行すること、動作モードを変更すること、通信セッションを初期化することなど、1以上の方法に対応するステップを行う1以上のモジュールを用いて実装される。
いくつか実施形態では、様々な特徴はモジュールを用いて実装される。そのようなモジュールは、ソフトウェア、ハードウェアまたはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせを用いて実装されてもよい。上記の記述された方法または方法ステップの多くは、例えば、1以上のノードにおいて上記に記述された方法の一部分または全部を実装するための機械(例えば、追加ハードウェアと共にまたは追加ハードウェアなしの汎用コンピュータ)を制御するためのメモリデバイス(例えば、RAM、フロッピー(登録商標)ディスクなど)のような機械読み取り可能な媒体に含まれるソフトウェアのような、機械実行可能な命令を用いて実装されることができる。1以上の一例となる実施形態では、記述された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの任意の組み合わせに実装されてもよい。ソフトウェアに実施される場合、機能は、1以上の命令またはコードとしてコンピュータ読み取り可能な媒体上に格納されまたは送信されてもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体は、ある場所から別の場所へコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体およびコンピュータ記憶媒体の両方を含む。
記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされることができる任意の利用可能なメディアでもよい。一例として、そのようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD−ROMまたは他の電子ストレージ、光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、または、データ構造または命令の形式に所望のプログラムコードを格納しまたは運ぶために用いられることができ、コンピュータによってアクセスされることができる任意の他の媒体を具備することができるが、限定されない。また、任意の接続は、コンピュータ読み取り可能な媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、デジタル加入者線(DSL)、ツイストペア、光ファイバーケーブル、同軸ケーブルを用いる他のリモートソース、ウェブサイトまたはサーバから送信される場合、赤外線、無線およびマイクロ波のような他の無線技術は、媒体の定義に含まれる。
ここで用いられるディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(登録商標)、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピーディスク、高解像度DVD(HD−DVD)およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disc)がレーザーで光学的にデータを再生する一方、ディスク(disk)は通常は磁気的にデータを再生する。上記の組合せはまた、コンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内で含まれているべきである。
上記に記述された装置および方法の多数の追加的なバリエーションは、上記の詳細な説明を考慮して当業者に明白となるだろう。そのようなバリエーションは、範囲内で考慮されることになっている。様々な実施形態の装置および方法は、CDMA、直交周波数分割多重(OFDM)、および/またはアクセスノードとモバイルノードとの間の無線通信リンクを提供するために用いられてもよい通信手法の様々な他の種類とともに用いられてもよく、実際様々な実施形態では用いられる。OFDMシステムでは、信号は、ビーコンタイプの信号に必ずしも制限されない。それらは、信号に含まれる情報量によって少なくとも決定される、周波数リソースのいくつでも占有することができる。ある実施形態では、アクセスノードは、OFDMおよび/またはCDMAを用いてモバイルノードと通信リンクを確立する基地局として実装される。様々な実施形態では、モバイルノードは、様々な実施形態の方法を実装することについて、ノート型コンピュータ、パーソナルデータアシスタンス(PDA)、または受信機/送信機回路およびロジックおよび/またはルーチンを含む他の携帯機器として実装される。
以下に補正前の出願当初の特許請求の範囲の請求項を付記する。
(1)
メモリおよび無線通信インタフェースに接続されたプロセッサと、
時間インデックスの第1セットから第1時間インデックスで第1送信シンボルを送信する前記プロセッサと、
時間インデックスの前記第1セットから第2時間インデックスで第2送信シンボルを送信する前記プロセッサと、を具備し、
前記第2時間インデックスは前記第1時間インデックスとは異なり、前記第1送信シンボルの一部分および前記第2送信シンボルの一部分は同じデータ情報を含む無線通信デバイス。
(2)
時間インデックスの前記第1セットは、第1デバイスIDに関連し、前記第1セットに含まれる前記第2時間インデックスは、第2デバイスIDに関連する時間インデックスの第2セットに含まれず、前記第2セットは前記第1セットに含まれない少なくとも1つの時間インデックスを含む(1)の無線通信デバイス。
(3)
時間インデックスの前記第1セットに前記第1デバイスIDをマッピングし、時間インデックスの第2セットに前記第2デバイスIDをマッピングする前記メモリに格納されたテーブルをさらに具備する(2)の無線通信デバイス。
(4)
前記プロセッサは、時間インデックスの前記第1セットに前記第1デバイスIDをマッピングし、時間インデックスの前記第2セットに前記第2デバイスIDをマッピングする機能を実行する(2)の無線通信デバイス。
(5)
前記プロセッサは、少なくとも前記第1および前記第2デバイスIDの1つであるべき現時点での前記デバイスによって用いられる現在デバイスIDを決定し、時間インデックスの前記第1および前記第2セットの少なくとも1つに前記現在デバイスIDをマッピングし、時間インデックスの前記マッピングされたセットから時間インデックスで送信シンボルを送信するモジュールを実行する(3)の無線通信デバイス。
(6)
時間インデックスの前記第1セットおよび時間インデックスの前記第2セットが同じサイズである(2)の無線通信デバイス。
(7)
時間インデックスの前記第1セットは、前記第1および前記第2送信シンボルを通信するための送信ブロックインターバルのサイズの半分に最も近い整数と等しいサイズを有する(2)の無線通信デバイス。
(8)
前記第1送信シンボルは、CDMA波形およびOFDM波形のうちの1つにおいて変調される(1)の無線通信デバイス。
(9)
前記第1送信シンボルは、CDMA波形において変調され、時間インデックスの前記第1セットの前記サイズは、デバイスID空間のサイズと、ある時間インデックスにおいてサポート可能なCDMA波形の最大数と、によって決定される(1)の無線通信デバイス。
(10)
前記第1送信シンボルは、OFDM波形において変調され、時間インデックスの前記第1セットの前記サイズは、少なくともデバイスID空間のサイズと、前記システムにおいてサポート可能な周波数インデックスの前記最大数と、によって決定される(1)の無線通信デバイス。
(11)
前記プロセッサはさらに、第1周波数インデックスで前記第1送信シンボルを送信し、前記第1周波数インデックスと異なる第2周波数インデックスで前記第2送信シンボルを送信する(1)の無線通信デバイス。
(12)
前記第1周波数インデックス=i、前記第1時間インデックス=j、前記第2周波数インデックス=j、前記第2時間インデックス=iである(10)の無線通信デバイス。
(13)
前記第1送信シンボルおよび前記第2送信シンボルは、ビーコン信号およびユーザスケジューリング信号のうちの1つである(1)の無線通信デバイス。
(14)
時間インデックスの第1セットから第1時間インデックスで第1送信シンボルを送信すること、
時間インデックスの前記第1セットからの第2時間インデックスで第2送信シンボルを送信すること、を具備し、
前記第2時間インデックスは前記第1時間インデックスとは異なり、前記第1送信シンボルの一部分および前記第2送信シンボルの一部分は同じデータ情報を含むポータブル無線端末を操作する方法。
(15)
時間インデックスの前記第1セットは、第1デバイスIDに関連し、前記第1セットに含まれる前記第2時間インデックスは、第2デバイスIDに関連する時間インデックスの第2セットに含まれず、前記第2セットは前記第1セットに含まれない少なくとも1つの時間インデックスを含む(14)の方法。
(16)
時間インデックスの前記第1セットに前記第1デバイスIDをマッピングし、時間インデックスの第2セットに前記第2デバイスIDをマッピングするテーブルを格納することをさらに具備する(15)の方法。
(17)
時間インデックスの前記第1セットに前記第1デバイスIDをマッピングし、時間インデックスの前記第2セットに前記第2デバイスIDをマッピングする機能を実行することをさらに具備する(15)の方法。
(18)
時間インデックスの前記第1セットおよび時間インデックスの前記第2セットが同じサイズである(15)の方法。
(19)
時間インデックスの前記第1セットは、前記第1および前記第2送信シンボルを通信するための送信ブロックインターバルのサイズの半分に最も近い整数と等しいサイズを有する(15)の方法。
(20)
前記第1送信シンボルは、CDMA波形において変調され、時間インデックスの前記第1セットの前記サイズは、デバイスID空間のサイズと、ある時間インデックスにおいてサポート可能なCDMA波形の前記最大数と、によって決定される(14)の方法。
(21)
前記第1送信シンボルは、OFDM波形において変調され、時間インデックスの前記第1セットの前記サイズは、少なくともデバイスID空間のサイズと、前記システムにおいてサポート可能な周波数インデックスの最大数と、によって決定される(14)の方法。
(22)
第1周波数インデックスで前記第1送信シンボルを送信すること、
前記第1周波数インデックスとは異なる第2周波数インデックスで前記第2送信シンボルを送信することをさらに具備する(14)の方法。
(23)
前記第1周波数インデックス=i、前記第1時間インデックス=j、前記第2周波数インデックス=j、前記第2時間インデックス=iである(22)の方法。
(24)
時間インデックスの第1セットから第1時間インデックスで第1送信シンボルを送信する手段と、
時間インデックスの前記第1セットから前記第1時間インデックスとは異なる第2時間インデックスで第2送信シンボルを送信する手段と、を具備し、
前記第1送信シンボルの一部分および前記第2送信シンボルの一部分は同じデータを含むポータブル無線端末。
(25)
コンピュータに、時間インデックスの第1セットから第1時間インデックスで第1送信シンボルを送信させるコードと、
前記コンピュータに、時間インデックスの前記第1セットから前記第1時間インデックスとは異なる第2時間インデックスで第2送信シンボルを送信させるコードと、を具備し、
前記第1送信シンボルの一部分および前記第2送信シンボルの一部分は同じデータを含むコンピュータ読み取り可能な媒体を具備するコンピュータプログラム製品。

Claims (25)

  1. メモリ無線通信インタフェースに接続されたプロセッサであって、前記メモリは、複数のデバイス識別子を対応する格納された時間インデックス関連づける情報を含み、前記複数のデバイス識別子中の各デバイス識別子は、異なる格納された時間インデックスのセット対応し、異なる格納された時間インデックスのセットのそれぞれは複数の時間インデックスを含み、前記時間インデックスはシンボル送信時間に対応し、時間インデックスのセットは少なくとも1つの時間インデックス異なる、異なるデバイス識別子に対応し、
    第1送信シンボルを、通信デバイスにより用いられる第1デバイス識別子に対応する時間インデックスの第1セットに由来する第1時間インデックスに対応するシンボル送信時間において送信するように構成される前記プロセッサと、
    第2送信シンボルを、時間インデックスの前記第1セットに由来する第2時間インデックスに対応する第2シンボル送信時間において送信するように構成される前記プロセッサと、を具備し、
    前記第2時間インデックス前記第1時間インデックスとは異なっており、前記第1送信シンボルの一部分前記第2送信シンボルの一部分とが同じ情報を通信する無線通信デバイス。
  2. 前記第1セットに含まれる前記第2時間インデックスは、第2デバイス識別子に関連する時間インデックスの第2セットに含まれず、前記第2セットは前記第1セットに含まれない少なくとも1つの時間インデックスを含む請求項1の無線通信デバイス。
  3. 前記第2デバイス識別子に関連する時間インデックスの前記第2セットは、前記第1セットに含まれる時間インデックスを含み、時間インデックスの対応する格納されたセットと複数のデバイス識別子とを関連づける前記情報は、時間インデックスの前記第1セットに前記第1デバイス識別子をマッピングし、時間インデックスの第2セットに前記第2デバイス識別子をマッピングする前記メモリに格納されたテーブルを含む請求項2の無線通信デバイス。
  4. 前記プロセッサは、時間インデックスの前記第1セットに前記第1デバイス識別子をマッピングし、時間インデックスの前記第2セットに前記第2デバイス識別子をマッピングする機能を実行する請求項2の無線通信デバイス。
  5. 前記プロセッサは、少なくとも前記第1および前記第2デバイス識別子の1つであるべき現時点での前記デバイスによって用いられる現在デバイス識別子を決定し、時間インデックスの前記第1および前記第2セットの少なくとも1つに前記現在デバイス識別子をマッピングし、時間インデックスの前記マッピングされたセットから時間インデックスで送信シンボルを送信するモジュールを実行する請求項3の無線通信デバイス。
  6. 時間インデックスの前記第1セットおよび時間インデックスの前記第2セットが同じサイズであり、
    時間インデックスの前記第1および第2セットは、異なる時間インデックスよりは同じ時間インデックスを含む請求項2の無線通信デバイス。
  7. 時間インデックスの前記第1セットは、前記第1および前記第2送信シンボルを通信するための送信ブロックインターバルのサイズの半分に最も近い整数と等しいサイズを有する請求項2の無線通信デバイス。
  8. 前記第1送信シンボルは、CDMA波形およびOFDM波形のうちの1つにおいて変調される請求項1の無線通信デバイス。
  9. 前記第1送信シンボルは、CDMA波形において変調され、時間インデックスの前記第1セットの前記サイズは、デバイス識別子空間のサイズと、ある時間インデックスにおいてサポート可能なCDMA波形の最大数と、によって決定される請求項1の無線通信デバイス。
  10. 前記第1送信シンボルは、OFDM波形において変調される請求項1の無線通信デバイス。
  11. 前記プロセッサはさらに、第1周波数インデックスに対応する第1周波数で前記第1送信シンボルを送信し、第2周波数インデックスに対応する第2周波数で前記第2送信シンボルを送信し、前記第2周波数は前記第1周波数インデックスと異なる請求項1の無線通信デバイス。
  12. 前記第1周波数インデックス=i、前記第1時間インデックス=j、前記第2周波数インデックス=j、前記第2時間インデックス=iである請求項10の無線通信デバイス。
  13. 前記第1送信シンボルおよび前記第2送信シンボルは、ビーコン信号およびユーザスケジューリング信号のうちの1つである請求項1の無線通信デバイス。
  14. 複数のデバイス識別子を対応する格納された時間インデックス関連づける情報をメモリに格納し、前記複数のデバイス識別子中の各デバイス識別子は、異なる格納された時間インデックスのセット対応し、異なる格納された時間インデックスのセットのそれぞれは複数の時間インデックスを含み、前記時間インデックスはシンボル送信時間に対応し、時間インデックスのセットは少なくとも1つの時間インデックス異なる、異なるデバイス識別子に対応し、
    第1送信シンボルを、ポータブル無線端末により用いられる第1デバイス識別子に対応する時間インデックスの第1セットに由来する第1時間インデックスに対応するシンボル送信時間において送信し、
    第2送信シンボルを、時間インデックスの前記第1セットに由来する第2時間インデックスに対応する第2シンボル送信時間において送信すること、を具備し、
    前記第2時間インデックス前記第1時間インデックスとは異なっており、前記第1送信シンボルの一部分前記第2送信シンボルの一部分とが同じ情報を通信するポータブル無線端末を操作する方法。
  15. 前記第1セットに含まれる前記第2時間インデックスは、第2デバイス識別子に関連する時間インデックスの第2セットに含まれず、前記第2セットは前記第1セットに含まれない少なくとも1つの時間インデックスを含む請求項14の方法。
  16. 前記第2デバイス識別子に関連する時間インデックスの前記第2セットは、前記第1セットに含まれる時間インデックスを含み、時間インデックスの対応する格納されたセットと複数のデバイス識別子とを関連づける前記情報は、時間インデックスの前記第1セットに前記第1デバイス識別子をマッピングし、時間インデックスの第2セットに前記第2デバイス識別子をマッピングするテーブルを含む請求項15の方法。
  17. 時間インデックスの前記第1セットに前記第1デバイス識別子をマッピングし、時間インデックスの前記第2セットに前記第2デバイス識別子をマッピングする機能を実行することをさらに具備する請求項15の方法。
  18. 時間インデックスの前記第1セットおよび時間インデックスの前記第2セットが同じサイズであり、
    時間インデックスの前記第1および第2セットは、異なる時間インデックスよりは同じ時間インデックスを含む請求項15の方法。
  19. 時間インデックスの前記第1セットは、前記第1および前記第2送信シンボルを通信するための送信ブロックインターバルのサイズの半分に最も近い整数と等しいサイズを有する請求項15の方法。
  20. 前記第1送信シンボルは、CDMA波形において変調され、時間インデックスの前記第1セットの前記サイズは、デバイス識別子空間のサイズと、ある時間インデックスにおいてサポート可能なCDMA波形の前記最大数と、によって決定される請求項14の方法。
  21. 前記第1送信シンボルは、OFDM波形において変調される請求項14の方法。
  22. 第1周波数インデックスに対応する第1周波数で前記第1送信シンボルを送信し、第2周波数インデックスに対応する第2周波数で前記第2送信シンボルを送信し、前記第2周波数は前記第1周波数インデックスと異なる請求項14の方法。
  23. 前記第1周波数インデックス=i、前記第1時間インデックス=j、前記第2周波数インデックス=j、前記第2時間インデックス=iである請求項22の方法。
  24. 複数のデバイス識別子を対応する格納された時間インデックス関連づける情報を格納する手段と、前記複数のデバイス識別子中の各デバイス識別子は、異なる格納された時間インデックスのセット対応し、異なる格納された時間インデックスのセットのそれぞれは複数の時間インデックスを含み、前記時間インデックスはシンボル送信時間に対応し、時間インデックスのセットは少なくとも1つの時間インデックス異なる、異なるデバイス識別子に対応し、
    第1送信シンボルを、ポータブル無線端末により用いられる時間インデックスの第1セットに由来する第1時間インデックスに対応するシンボル送信時間において送信し、第2送信シンボルを、時間インデックスの前記第1セットに由来する前記第1時間インデックスとは異なる第2時間インデックスに対応する第2シンボル送信時間において送信する手段と、を具備し、前記第1送信シンボルの一部分前記第2送信シンボルの一部分とが同じデータを含むポータブル無線端末。
  25. 複数のデバイス識別子を対応する格納された時間インデックス関連づける格納された情報であって、前記複数のデバイス識別子中の各デバイス識別子は、異なる格納された時間インデックスのセット対応し、異なる格納された時間インデックスのセットのそれぞれは複数の時間インデックスを含み、前記時間インデックスはシンボル送信時間に対応し、時間インデックスのセットは少なくとも1つの時間インデックスが異なる、異なるデバイス識別子に対応する、格納された情報と
    ポータブル無線端末中のコンピュータに、第1送信シンボルを、前記ポータブル無線端末により用いられる第1デバイス識別子に対応する時間インデックスの第1セットに由来する第1時間インデックスに対応するシンボル送信時間において送信させるコードと、
    前記コンピュータに、第2送信シンボルを、時間インデックスの前記第1セットに由来する前記第1時間インデックスとは異なる第2時間インデックスに対応する第2シンボル送信時間において送信させるコードと、を具備し、
    前記第1送信シンボルの一部分前記第2送信シンボルの一部分とが同じ情報を通信するコンピュータ読み取り可能な記録体。
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