JP5244185B2

JP5244185B2 - 非同期無線装置間の通信を可能にする装置及び方法

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Publication number: JP5244185B2
Application number: JP2010524617A
Authority: JP
Inventors: チョウチュン−ティン; チェンリチャード
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: WO2009034550A3; EP2191677A2; KR20100080534A; CN102090131B; TW200931849A; WO2009034550A2; JP2010539777A; TWI466478B; CN102090131A; EP2191677B1; US8942189B2; KR101484484B1; US20100172338A1

Description

この特許出願は、２００７年９月１４日に出願された米国特許出願第６０／９７２，４３５号の優先権を主張するものであり、その全部は、ここに、あたかもここで全てが記載されているかのように、参照により編入されるものである。

この発明は、無線通信の分野に関し、より詳しくは、非同期起動スケジュールを有する無線装置が互いにランデブー動作することを可能にするネットワークにおける無線通信装置及び無線通信方法に関する。

無線通信技術においては、継続して進歩している。例えば、ワイヤレスローカルアリアネットワーク（ＷＬＡＮ）及びワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）のネットワークは、家庭及びビジネスでより一般的になってきている。このようなネットワークは、様々な独立型無線電子装置又は端末を含みうるものであり、これらは互いに無線で通信している。ＷＬＡＮ及びＷＰＡＮは、多数の異なる利用可能な規格に応じて動作することができるものであり、かかる規格には、ＩＥＥＥ規格８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、８０２．１５（ブルートゥース）及び８０２．１６（ＷｉＭａｘ）、WiMedia Alliance Ultra-Wideband (UWB)規格がある。

図１は、分散型無線ネットワークなどの慣例的無線ネットワーク１００を示すブロック図であり、このネットワークは、典型的ＷＰＡＮ１２５において互いに通信するよう構成された複数の端末を含んでいる。この無線端末は、互いに通信するよう構成された電子装置又はノードを含むことができる。例えば、図１は、電子装置が、パーソナルコンピュータ１２０、ディジタルテレビジョンセット１２１、ディジタルカメラ１２２及びパーソナルディジタルアシスタント（ＰＤＡ）１２３を含むようにしたホームネットワークを描いている。ネットワーク１００はまた、無線装置１２０〜１２３の全て又は幾つかのコネクティビティを例えばインターネット１４０に対して供給するための、モデム１３０のような他のネットワークに対するインターフェースも含むことができる。勿論、電子装置が互いに通信するところの数多くの他のタイプの無線ネットワークがあり、これには、製造工場、医療設備、セキュリティシステムなどにおけるネットワークが含まれる。

さらに、電子装置の低電力消費は、特に、サイズ及びバッテリ容量が制約される持ち運び式電子装置（例えばＰＤＡ１２３）に対して、益々重要になりつつある。したがって、分散型ネットワークにおける無線電子装置は、しばしば、バッテリ寿命を延ばし、別の側面では消費電力を低減するための様々な技術を組み込むものである。例えば、１つの特に効果的な技術は、通信が起きていない間の時間の長い期間において電子装置をオフにすることによって電子装置のデューティサイクルを低減するものである。したがって、電子装置は、稼働モード（すなわち覚醒モード）と不稼働モード（すなわち睡眠又ハイバネーション）とを交互に起こす。稼働モード及び不稼働モードに対応する時間期間は、スーパーフレームのタイミングと関連しているのが普通である。スーパーフレームは、ネットワークにおいて通信される様々な情報に対して専用の送信／受信フレームのための所定のタイムスロットを含み、管理情報（例えばビーコンフレーム）を含むフレーム及びデータを含むフレームを含む。

稼働モードにおける無線装置は、例えば、ネットワーク１００におけるそれらの存在及び同一性を示す他の装置とビーコンを交換することによって、互いに通信することができる。不稼働モードにおける無線装置は、このような情報を送信又は受信することができない。したがって、効率的に通信するために、無線装置は、同時に気づく（すなわち、稼働モード状態になる）ことが必要である。しかしながら、無線装置は、それらが同時に稼働モードになることを確実にするべくそれらの間の事前調整がなされない限り、互いに同期することがでないものとなる可能性がある。例えば、異なる覚醒スケジュールを有するハイバネーション状態の装置は、他の装置が存在することが分からない場合がある。

同様に、無線装置は、送信範囲を拡張する指向性アンテナを用いて通信することができる。指向性アンテナを用いた無線装置は、通信するために同時にそれぞれのアンテナを調整しなければならない。換言すれば、無線装置は、最初に互いに見つけ合うことが必要であり、これは、周囲領域近辺で同時スキャンをする（例えばそれらのアンテナビームを掃引する）無線装置により達成される。しかしながら、無線装置は、同時にそれらのアンテナビームを掃引していることを確実にするよう装置間の事前調整を伴うことなく互いに見つけることはできない。

結果として、無線装置は、同じネットワーク１００にあり互いに近接しているとはいえ、互いを見つけ通信し合うことができないこともある。このような調整又は同期は、実施するのに難しくかつコスト高である。しかしながら、ネットワーク制御又はデータ送信を調整するための共通の時間領域基準ポイントを有しない無線装置は、ネットワークとして適正に通信しないことになる。

図２は、周期的にハイバネートを行うもののそれらのそれぞれの稼働期間を調整していないネットワーク１００における２つの無線電子装置、例えば１２２及び１２３に対応する動作時系列２１０及び２２０のブロック図である。図２において、各時系列２１０，２２０は、固定の時間期間（すなわちスーパーフレームに対応するもの）を各々が表す一連の連続ブロックを含む。これらブロックは、複数グループに分離され、連続した７つのブロックサイクルを示す０ないし６が付番される。陰影付けされたブロックは、対応の装置が不稼働状態である間のスーパーフレームを示し、白いブロックは、当該装置が稼働状態である間のスーパーフレームを示している。換言すれば、各時系列２１０，２２０は、１／７の低デューティサイクルを示しており、これは、対応する電子装置が、７つのブロック（例えばブロック０ないし６）の各サイクルの１つのブロック（例えばブロック１）について覚醒することを意味している。１／７のデューティサイクルを達成するため、各装置は、サイクルにおいて７ブロック毎に１つのブロックで覚醒状態に留まる。

図２に示されるように、両方の無線装置は、ブロック１で稼働状態となるものの、これらは、互いにビーコンを交換せず、及び／又はスキャンしない。何故なら、それらの時系列は、同期化されていない（例えば、２ブロック分のオフセットしている）からである。換言すれば、電子装置が異なる時刻で稼働し又は覚醒するとき、これらは、互いに通信することができない。同時に稼働しようとするため、これら装置は、７ブロック毎に不規則に選ばれたブロックで覚醒するように構成される。しかしながら、２つの装置がそのように動作することの保証はない。同様に、電子装置が指向性アンテナを用いるとき、図２の白いブロックは、指向性アンテナを用いて隣接のものを見つけるための時間ウィンドウを表すことができる。ここでもまた、２つの装置は、互いに見つけるために「重複する」白いブロックを有しなければならない。

したがって、独立した装置が互いに時刻同期する必要なく互いに見つけ合い通信することを可能にしたランデブーメカニズムを提供する無線通信システムにおける無線通信装置及び無線通信方法を提供することは望ましい。

本発明の一態様において、第１の無線装置が無線ネットワークを通じた少なくとも第２の無線装置とのランデブー動作を可能にするための方法が提供され、第１の無線装置及び第２の無線装置の稼働スケジュールは、同期されないものとされる。本方法は、複数通信サイクルの各サイクルにおける複数の時間ユニットを予め定めること、第１の無線装置が稼働モードに入る間の各サイクルにおいて複数稼働時間ユニットを識別すること、及び第１の無線装置が不稼働モードに入っている間の各サイクルにおける複数不稼働時間ユニットを識別すること、を含む。稼働時間ユニット及び不稼働ユニットの合計は、各サイクルにおける時間ユニットの数に等しい。各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットの１つの稼働時間ユニットは、前の連続したサイクルにおける稼動時間ユニットとして当該サイクルにおける同じ位置を占める。また、各サイクルにおける複数稼働時間ユニットの他の稼働時間ユニットは、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットとは異なる当該サイクルにおける位置を占める。

各サイクルにおける他の稼働時間ユニットは、後続の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットと同じ当該サイクルにおける位置を占める。さらに、各サイクルにおける当該１の稼働時間ユニットは、後続の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットとは異なる当該サイクルにおける位置を占める。

各時間ユニットは、当該無線ネットワークのスーパーフレームに対応することができる。各サイクルにおける稼働時間ユニットは、当該１の稼働時間ユニットと、当該他の稼働時間ユニットとからなるものとしてもよい。各サイクルにおける稼働時間ユニットの識別は、次の式を適用することを含みうる。
Ｘ_ｉ＋１＝（Ｘ_ｉ＋Ｓ）ｍｏｄＣ

Ｘ_ｉは、当該１つの稼働時間ユニットの値であり、Ｘ_ｉ＋１は、他の稼働時間ユニットの値であり、Ｃは、各サイクルにおける時間ユニットの数であり、Ｓは、１とＣ−１との間の値を有する定数である。また、各サイクルのＸ_ｉの値は、前の継続したサイクルの値Ｘ_ｉ＋１に等しいものとすることができる。

第２の無線装置は、複数通信サイクルの各サイクルにおける時間ユニットの数を判定し、第２の無線装置が稼働モードに入っている間の各サイクルにおける複数稼働時間ユニットを識別し、第２の無線装置が不稼働モードに入っている間の各サイクルにおける複数の不稼働時間ユニットを識別するようにしてもよい。稼働時間ユニットと不稼働時間ユニットとの合計は、各サイクルにおける時間ユニットの数に等しい。各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットの１つの稼働時間ユニットは、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットと同じ当該サイクルにおける位置を占める。各サイクルにおける複数の稼働ユニットのもう１つの稼働時間ユニットは、前の継続したサイクルにおけるいずれかの稼働時間ユニットとは異なる当該サイクルにおける位置を占める。第１の無線装置は、同時に稼働モード状態になっているときに第２の無線装置と通信することができる。

稼働モードは、第１の無線装置がハイバネーション状態から覚醒し無線ネットワークにおいて通信を行っている期間の覚醒モードを含むものとすることができる。この稼働モードは、第１の無線装置が指向性アンテナによるスキャンを他の指向性アンテナの位置特定をするために行う期間の発見モードを含むことができる。この指向性アンテナスキャンは、当該指向性アンテナのアンテナビームを掃引することを含むようにしてもよい。

本発明の他の態様において、装置は、無線ネットワークにおいて通信するようにして提供される。この装置は、無線ネットワークにおいて少なくとも１つの他の装置と周期的にランデブー動作するように構成され、当該装置の起動スケジュールは、当該少なくとも１つの他の装置の稼働スケジュールと同期化されていないものとしている。この装置は、メモリ及びプロセッサを含んでいる。メモリは、ランデブーアルゴリズムと、複数サイクルの各サイクルにおける複数の時間ユニットを識別する情報を記憶する。プロセッサは、当該装置が稼働モードに入っている間の、当該ランデブーアルゴリズムによる、各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットを判定する。各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットの１の稼働時間ユニットは、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットと同じ当該サイクルにおける位置を占める。各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットの他の稼働時間ユニットは、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットとは異なる当該サイクルにおける位置を占める。本装置は、各サイクルの複数の不稼働時間ユニットの間に不稼働モード状態となる。稼働時間ユニットと不稼働時間ユニットとの合計は、各サイクルにおける時間ユニットの数に等しい。

当該ランデブーアルゴリズムは、各サイクルにおける稼働時間ユニットを判定するため、次の式を含むようにしてもよい。
Ｘ_ｉ＋１＝（Ｘ_ｉ＋Ｓ）ｍｏｄＣ

Ｘ_ｉは、当該１の稼働時間ユニットの値であり、Ｘ_ｉ＋１は、他の稼働時間ユニットの値であり、Ｃは、各サイクルにおける時間ユニットの数であり、Ｓは、１とＣ−１との間の値を有する定数である。本装置は、これも当該アルゴリズムを実行する少なくとも１つの他の装置と通信することができるようにしており、これは、当該装置及び当該少なくとも１つの他の装置が同時に稼働モードにあるときに当該アルゴリズムを行う。

本装置はさらに、不稼働モードにおいてパワーオフとされるトランシーバを含むことができる。この稼働モードは、当該トランシーバが、当該不稼働モードから覚醒し、当該無線ネットワークにおいて通信情報を送信及び受信のうちの少なくとも１つの動作を行うことを含むことができる。本装置は、ａ／Ｃに等しいデューティサイクルを有することができ、ここでの「ａ」は、１より大きくＣよりも小さい数である。

本装置は、無線ネットワークにおいて通信信号を送信し受信するアンテナをさらに含む。稼働モードは、当該アンテナが当該少なくとも１つの他の装置のアンテナを位置特定するために用いられている間の発見モードを含むことができる。このアンテナは、指向性アンテナとすることができる。

本発明の他の態様において、第１の無線装置が無線ネットワークにおいて第２の無線装置とともにランデブー動作することを可能にするための方法が提供され、ここで第１の無線装置及び第２の無線装置の起動スケジュールは、同期化されないものとしている。この方法は、第１の無線装置が稼働モードに入っている間の複数通信サイクルの各サイクルにおいて２つのスーパーフレーム［Ｘ_ｉ，Ｘ_ｉ＋１］を、以下の式に従って判定することを含むものであり、Ｃは、各サイクルにおけるスーパーフレームの数であり、Ｓは、１とＣ−１との間の値を有する定数である。
Ｘ_ｉ＋１＝（Ｘ_ｉ＋Ｓ）ｍｏｄＣ

２つのスーパーフレーム［Ｘ´_ｉ，Ｘ´_ｉ＋１］は、第２の無線装置が稼働モードに入っている間の各サイクルについて、以下の式に従って判定されるものであり、Ｓ´は、１とＣ−１との間の値を有する定数であり、Ｓ´は、Ｓに必ずしも等しくない。
Ｘ´_ｉ＋１＝（Ｘ´_ｉ＋Ｓ´）ｍｏｄＣ

第１の無線装置及び第２の無線装置は、第１の無線装置及び第２の無線装置の双方が同時に稼働モードにあるときに互いの位置特定及び通信のうちの少なくとも１つの動作を行うことができる。

慣例的な無線通信ネットワークのブロック図。慣例的な無線通信ネットワークにおける無線装置による通信のための慣例的時系列のブロック図。一実施例による無線ネットワークにおける通信を行う無線装置の機能ブロック図。一実施例による無線ネットワークにおける非同期無線装置による通信のための時系列のブロック図。

以下の詳細な説明では、説明のためであり限定のためではなく、特定の詳細事項を開示する例としての実施例は、本教示内容により実施例の徹底した理解を提供するために記載されている。但し、本開示内容の利益を享受する通常の当業者であれば、ここで開示される特定の詳細事項から外れた本教示内容による他の実施例は、が添付の請求項の範囲内に留まるものであることが明らかとなる筈である。さらに、周知の装置及び方法の説明は、当該例示の実施例の説明を不明瞭にしないために省略されることもある。このような方法及び装置は、本教示内容の範囲内に明確に存するものである。

様々な実施例において、時間領域によるランデブーアルゴリズムは、例えば、不稼働モード又は休眠モードに周期的に移行することによって、又は指向性アンテナを用いることにより、低いデューティサイクルで動作する複数のネットワーク化無線装置により実行される。このアルゴリズムは、所定のサイクルにおいて無線装置が覚醒及び／又は互いにスキャンし合っている間の発見期間を提供する。かかる発見期間のタイミングは、サイクル毎に変わる。したがって、無線装置は、結局、ビーコン、データ及び他の通信情報が交換されることができている間及び／又はアンテナがそれぞれの無線装置の以前調整された時刻同期を伴うことなく適正に方向付けされることができている間の重複する稼働状態を達成する。

図３は、無線ネットワーク３３０（例えばＷＬＡＮ又はＷＰＡＮ）において、実施例により互いに通信するよう構成される代表的無線通信ノード又は装置３１０及び３２０の機能ブロック図である。例えば、無線ネットワーク３３０は、ＵＷＢネットワークとすることができ、無線装置３１０，３２０は、ＷｉＭｅｄｉａ規格に従ってＵＷＢプロトコルを用いて動作するよう適合させられるものとすることができる。無線装置３１０，３２０は、他の通信プロトコルを用いて動作するよう適合可能である一方、これらプロトコルは、以下に説明するが、装置３１０及び３２０の通信ストリームにおけるブロック（タイミングユニット）境界の位置合わせにつき規定しなければならない。例えば、スーパーフレームはそれらのサイクルにおいて異なるポイントにあるものとすることができるものの、装置３１０の各スーパーフレームの先頭は、装置３２０のスーパーフレームの先頭と位置合わせされる。例えばＷｉＭｅｄｉａＵＷＢプロトコルは、このようなスーパーフレームアライメントを規定し、また、各スーパーフレームの先頭に管理情報を位置づける。

当業者であれば分かることになるが、図３に示される様々な「部分」の１つ又は複数は、ソフトウェアにより制御されるマイクロプロセッサ、配線ロジック回路又はそれらの組み合わせを用いて物理的に実現可能である。また、これら部分が説明を目的として図３において機能的に分離されているが、これらは、物理的実現において様々に組み合わせられてもよい。

無線装置３１０は、トランシーバ３１４、プロセッサ３１６、メモリ３１８及びアンテナシステム３１２を含む。トランシーバ３１４は、受信器３１３及び送信器３１５を含み、適切な標準プロトコルに従って無線通信ネットワーク３３０において無線装置３２０のような他の無線装置と通信するよう無線装置３１０のための機能を規定する。

プロセッサ３１６は、無線装置３１０の機能を提供するよう、メモリ３１８と連携して、ここで説明される実施例のランデブーアルゴリズムを含む１つ又は複数のソフトウェアアルゴリズムを実行するように構成される。プロセッサ３１６は、ここで説明される、無線装置３１０の様々な機能を行うことを可能にする実行可能なソフトウェアコードを記憶するための自身のメモリ（例えば、不揮発性メモリ）を含むようにすることができる。或いは、この実行可能なコードは、メモリ３１８内の構成されたメモリ位置において記憶されるようにしてもよい。

図３において、一実施例では、アンテナシステム３１２は、複数の方向において他の無線装置と通信するために無線装置３１０が複数のアンテナビームから選択するための機能を提供する指向性アンテナシステムを含みうる。例えば、アンテナシステム３１２は、各々が１つのアンテナビームに対応する複数のアンテナを含むことができ、或いは、アンテナシステム３１２は、異なる方向にビームを形成するよう複数の異なるアンテナ素子を組み合わせることができる操縦可能アンテナを含むことができる。或いは、アンテナシステム３１２は、無指向性又は全指向性アンテナシステムとすることができる。

一般に、無線装置３２０は、説明を容易にするために、無線装置３１０とほぼ同じとすることができる。したがって、無線装置３２０は、トランシーバ３２４、プロセッサ３２６、メモリ３２８及びアンテナシステム３２２を含む。トランシーバ３２４は、受信器３２３及び送信器３２５を含み、適切な標準プロトコルに従って、無線通信ネットワーク３３０において、無線装置３２０が無線装置３１０などの他の無線装置と通信するための機能を提供する。

プロセッサ３２６は、無線装置３２０の機能を提供するようメモリ３２８と連携して１つ又は複数のソフトウェアアルゴリズムを実行するよう構成される。プロセッサ３２６は、ここで説明したような無線装置３２０の様々な機能を行うことを可能にする実行可能なソフトウェアコードを記憶するためのそれ用のメモリ（例えば不揮発性メモリ）を含むことができる。或いは、当該実行可能なコードは、メモリ３２８の中の構成されたメモリ箇所に記憶されるようにしてもよい。

アンテナシステム３２２は、指向性アンテナシステムを含み、複数の方向において他の無線装置（例えば無線装置３１０）と通信するために無線装置３２０が複数のアンテナビームから選択するための機能を提供することができる。或いは、アンテナシステム３２２は、無指向性アンテナ又は全方向性アンテナシステムとすることができる。無線装置３１０のアンテナシステム３１２及び無線装置３２０のアンテナシステム３２２の双方は、指向性アンテナシステムとされ、これらアンテナは、無線装置３１０及び３２０が互いに発見し通信するために調整されなければならない。

以下の説明では、分散型ネットワークにおける代表的無線装置３１０，３２０のような無線装置が、タイムスケジュールを同期化することなく、例えば、互いを発見し、情報を交換し及び／又はアンテナを方向付ける目的で、ランデブー動作することを可能にする方法について模範的実施例が説明される。例えば、無線装置３１０，３２０は、それぞれのタイムスケジュールに応じて休眠モードから周期的に移行し覚醒する低デューティサイクル装置とすることができる。模範的実施例により、無線装置３１０，３２０は、それらのそれぞれのスケジュールの同期を予め調整することなく同時に覚醒することができる。具体例は例証する目的で示されており、この明細書又は以下の請求項の教示内容の範囲を限定するものと解釈すべきではない。

図４は、一実施例により、例えば図３の無線装置３１０及び３２０にそれぞれ対応する動作時系列４１０及び４２０のブロック図である。無線装置３１０，３２０の稼働期間は、予め調整されていない、或いは同期されていない。図４において、各時系列４１０，４２０は、一連の連続したブロックを含み、これらブロックの各々は、固定の時間期間を表している。この固定の時間期間は、スーパーフレームに対応することができるが、これは必須ではない。例えば、各時間期間（ブロック）は、複数のスーパーフレーム又はスーパーフレームの一部に対応することができ、或いは、全てがスーパーフレームに独立したものとすることができる。

各時系列４１０，４２０はまた、０ないし６まで番号づけされたブロックのグループにより描かれたサイクルに分割される。例えば、時系列４１０は、サイクル４１２，４１３及び４１４に分割され、時系列４２０は、サイクル４２２，４２３及び４２４に分割される。サイクル４１２〜４１４及び４２２〜４２４の各々は、ここでは、Ｃブロックを含む。ここで、Ｃは素数である。図４は特に、各サイクル４１２〜４１４及び４２２〜４２４が７つのブロック（すなわちＣ＝７）に分割される模範的実施例を示している。但し、他の実施例では、Ｃを異なる数値とすることができる。

各ブロック及び／又はサイクルの時間長は、特定の状況に対して独特の利点を奏するよう又は様々な構成要件を満たすよう調整することができる。例えば、特定のデューティサイクルが所望されるとき、当該サイクルにおけるブロックの数は、これに相応に調整されなければならず、対応する無線装置３１０，３２０が、以下に説明されるように、各サイクル内で少なくとも２回、稼働モードに移行することになることが分かる。したがって、例えば約１／５のデューティサイクルを得るため、Ｃは、１１に等しく設定されなければならず（Ｃ＝１１）、これにより、各無線装置３１０，３２０は、１１ブロックにつき２出力で覚醒する（すなわち、当該デューティサイクルを約１／５とする）。一般的に、無線装置３１０，３２０のデューティサイクルは、ａ／Ｃであり、ここでの「ａ」は、１より大きくＣより小さい数である。

図４に示されるように、各時系列４１０，４２０では、陰影のついたブロックは、対応する無線装置３１０，３２０が不稼働（例えば、休眠状態及び／又は指向性アンテナビームの挿引していない状態など）である間の時間期間（例えばスーパーフレーム）を示し、白いブロックは、無線装置３１０，３２０が稼働（例えば、覚醒状態及び／又は指向性アンテナビームの挿引している状態など）している間の時間期間を示している。したがって、図４は、時系列４１０，４２０に対応する各無線装置３１０，３２０が各サイクルＣの間に２つのブロックに対して稼働状態に移行することを示している。

対応の無線装置３１０，３２０が稼働状態にある間のブロックは、シーケンスのＸ_ｉにより判定され、これにより、スーパーフレーム［Ｘ_ｉ，Ｘ_ｉ−１］の集合は、次の式に従って、各サイクルＣ_ｉの間で識別される。
Ｘ_ｉ＋１＝（Ｘ_ｉ＋Ｓ）ｍｏｄＣ

上述したように、Ｃは、スーパーフレーム又は他の単位時間ブロックのグループ化を示す素数である。Ｓは、元の値であり、１ないしＣ−１の範囲にある数から不規則に選択されるものとすることができる定数である。Ｘの初期値（すなわちＸ_０）は、初期サイクル（すなわちＣ_０）に含まれるが、０からＣ−１の範囲内のいずれかの数とすることができる。上述したように、実施例によれば、時系列４１０，４２０がＣブロックの複数の集合に分割されるときには、各対応の無線装置３１０，３２０は、Ｃブロックのｉ番目の集合の間にＸ_ｉ番目及びＸ_ｉ＋１番目のブロックにおいて稼働モードに移行（例えば覚醒）する。

例えば、図４に戻ると、時系列４１０に対応する無線装置３１０についてはＸ_０＝２及びＳ＝５（ランダムに選ばれる）、時系列４２０に対応する無線装置３２０についてはＸ_０＝３及びＳ＝２（ランダムに選ばれる）。時系列４１０及び４２０の双方は、同じサイクルを有し、本例ではＣ＝７で設定される。ランデブーアルゴリズム及び対応の値は、例えばメモリ３１８，３２８に記憶され、無線装置３１０，３２０のプロセッサ３１６，３２６によりそれぞれ実行されるようにすることができる。

したがって、例示により、時系列４１０の第１のサイクル４１２（Ｃ_０）の値［Ｘ_ｉ，Ｘ_ｉ＋１］は、［Ｘ_０，Ｘ_１］であり、Ｘ_１は次のようにして計算される。
Ｘ_１＝（Ｘ_０＋Ｓ）ｍｏｄＣ
Ｘ_１＝（２＋５）ｍｏｄ７
Ｘ_１＝７ｍｏｄ７
Ｘ_１＝０

したがって、無線装置３１０は、第１のサイクル４１２において、Ｘ_０及びＸ_１にそれぞれ対応するブロック２及び０の間に稼働状態になる。同様に、第２のサイクル４１３（Ｃ_１）の値［Ｘ_ｉ，Ｘ_ｉ＋１］は、［Ｘ_１，Ｘ_２］であり、Ｘ_２は、次のように計算される。
Ｘ_２＝（Ｘ_１＋Ｓ）ｍｏｄＣ
Ｘ_２＝（０＋５）ｍｏｄ７
Ｘ_２＝５ｍｏｄ７
Ｘ_２＝５

したがって、第１の無線装置３１０は、第２のサイクル４１３において、Ｘ_１及びＸ_２にそれぞれ対応するスーパーフレーム０及び５の間に稼働状態になる。時系列４１０におけるＸの後続の値、並びに時系列４２０におけるＸの値は、同じようにして判定される。

したがって、上記模範的値を用いて、無線装置３１０，３２０のサイクル当たりの起動シーケンスは、時系列４１０においては［２，０］，［０，５］，［５，３］，［３，１］，［１，６］及び［６，４］となるよう、時系列４２０においては［３，５］，［５，０］，［０，２］，［２，４］，［４，６］，［６，１］となるよう、それぞれ計算される。換言すれば、図４に示されるように、無線装置３１０は、時系列４１０について、サイクル４１２のブロック０及び２、サイクル４１３のブロック０及び５及びサイクル４１４のブロック３及び５において稼働モードに移行するとともに、無線装置３２０は、時系列４２０について、サイクル４２２のブロック３及び５、サイクル４２３のブロック０及び５及びサイクル４２４のブロック０及び２において稼働モードに移行する。

したがって、当該アルゴリズムを相互に実行することによって、無線装置３１０，３２０は、時系列４１０のサイクル４１３のブロック０と、時系列４２０のサイクル４２２のブロック５とで同時に稼働状態になる。したがって、無線装置３１０，３２０は、当該時間期間においてランデブー動作し、例えば、ビーコン又はデータの交換、互いの位置発見及び／又はこれに相応の指向性アンテナの方向付けをする。これは、同期なしで遂行される。また、無線装置３１０，３２０は、他のものに用いられるＸ_０及び／又はＳの値の認識を必要としない。

さらに、２つの無線装置３１０，３２０は、時刻同期されないので、時系列４１０及び時系列４２０の先頭を、オフセット４２１により示されるように、（ブロック境界が位置合わせされるものの）位置合わせされない。但し、当該アルゴリズムの柔軟性のために、無線装置３１０，３２０は、最終的に、当該オフセットの値にかかわらず少なくとも１つのブロックに対して同時に稼働モードに移行することになる。したがって、無線装置３１０，３２０も、オフセット４２１の存在又は値の認識を必要としない。

したがって、無線装置は、互いに時刻同期されることなく互いにランデブー動作（例えば発見及び／又は通信動作）することができる。このアプローチは、例えば、ハイバネーションから覚醒する省電力装置を調整又は再調整し、互いに位置特定する際に指向性アンテナを用いる装置を支援し、非直交チャネルについて動作する無線装置の間の或る特定の調整をなすために、適用することができる。

ここでは好適実施例を開示しているが、本発明の主旨及び範囲内に留まるような数多くの変形例が可能である。このような変形は、ここでの明細書、図面及び請求項を検討した後に通常の当業者に明らかとなると思われる。したがって、本発明は、添付請求項の主旨及び範囲内とすることを除き、限定されるものではない。

Claims

第１の無線装置が無線ネットワークを通じて少なくとも第２の無線装置とランデブー動作することを可能にし、前記第１の無線装置及び前記第２の無線装置の起動ケジュールは、同期化されないものとした方法であって、
複数の通信サイクルの各サイクルにおける複数の時間ユニットを予め規定すること、
前記第１の無線装置が稼働モードに移行している各サイクルにおいて複数の稼働時間ユニットを識別すること、及び
前記第１の無線装置が不稼働モードに移行している各サイクルにおける複数の不稼働時間ユニットを識別し、前記複数の稼働時間ユニットと前記複数の不稼働時間ユニットとの合計を、各サイクルにおける時間ユニットの数に等しくすること、
を有し、
各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットのうちの１の稼働時間ユニットは、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットと同じ当該サイクルにおける位置を占め、
各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットのうちの他の稼働時間ユニットは、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットとは異なる当該サイクルにおける位置を占める、
方法。
請求項１に記載の方法であって、各サイクルにおける前記複数の稼働時間ユニットのうちの当該他の稼働時間ユニットは、後続の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットと同じ当該サイクルにおける位置を占める、方法。
請求項２に記載の方法であって、各サイクルにおける前記複数の稼働時間ユニットのうちの当該１の稼働時間ユニットは、後続の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットとは異なる当該サイクルにおける位置を占める、方法。
請求項１に記載の方法であって、各時間ユニットは、前記無線ネットワークのスーパーフレームに対応する、方法。
請求項４に記載の方法であって、各サイクルにおける前記複数の稼働時間ユニットは、当該１の稼働時間ユニットと当該他の稼働時間ユニットとからなる、方法。
請求項５に記載の方法であって、各サイクルにおける前記複数の稼働時間ユニットを識別することは、次式
Ｘ_ｉ＋１＝（Ｘ_ｉ＋Ｓ）ｍｏｄＣ
を適用することを含み、Ｘ_ｉは、ｉ番目のサイクルにおける当該１の稼働時間ユニットの値であり、Ｘ_ｉ＋１は、ｉ番目のサイクルにおける前記他の稼働時間ユニットの値であり、Ｃは、各サイクルにおける時間ユニットの数であり、Ｓは、１ないしＣ−１の間の値を有する定数である、
方法。
請求項６に記載の方法であって、各サイクルのＸ_ｉの値は、前の継続したサイクルの値Ｘ_ｉ＋１に等しい、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記第２の無線装置は、
複数の通信サイクルの各サイクルにおける時間ユニット数を判定し、
前記第２の無線装置が稼働モードに移行している各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットを識別し、
前記第２の無線装置が不稼働モードに移行している各サイクルにおける複数の不稼働時間ユニットを識別し、前記複数の稼働時間ユニットと前記複数の不稼働時間ユニットの合計を、各サイクルにおける時間ユニットの数に等しくし、
各サイクルにおける前記複数の稼働時間ユニットのうちの１つは、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットと同じ当該サイクルにおける位置を占め、
各サイクルにおける前記複数の稼働時間ユニットのうちの他の稼働時間ユニットは、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットとは異なる当該サイクルにおける位置を占める、
方法。
請求項８に記載の方法であって、前記第１の無線装置は、前記第２の無線装置と、これらが同時に稼働モードにあるときに通信可能である、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記稼働モードは、前記第１の無線装置がハイバネーション状態から覚醒し前記無線ネットワークにおける通信を行う覚醒モードを有する、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記稼働モードは、前記第１の無線装置が他の指向性アンテナを位置特定するために指向性アンテナによりスキャンを行う発見モードを有する、方法。
請求項１１に記載の方法であって、前記指向性アンテナのスキャンは、前記指向性アンテナのアンテナビームを掃引することを有する、方法。
無線ネットワークにおいて少なくとも１つの他の装置と周期的にランデブー動作を行うよう構成された、前記無線ネットワークにおける通信を行う装置であって、当該装置の起動スケジュールが、前記少なくとも１つの他の装置の起動スケジュールと同期しないものとされる、装置であって、
ランデブーアルゴリズム、及び複数のサイクルの各サイクルにおける複数の時間ユニットを識別する情報を記憶するためのメモリと、
前記ランデブーアルゴリズムに従い、当該装置が稼働モードに移行しているところの各サイクルにおける複数の稼働時間ユニットを判定するプロセッサであって、各サイクルにおける当該複数の稼働時間ユニットのうちの１つが、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットと同じ当該サイクルにおける位置を占め、各サイクルにおける前記複数の稼働時間ユニットのうちの他の稼働時間ユニットが、前の継続したサイクルにおける稼働時間ユニットとは異なる当該サイクルにおける位置を占めるものとしたプロセッサと、
を有し、
当該装置は、各サイクルの複数の不稼働時間ユニットにおいて不稼働モードにあり、前記複数の稼働時間ユニットと前記複数の不稼働時間ユニットとの合計は、各サイクルにおける時間ユニットの数と等しい、
装置。
請求項１３に記載の装置であって、前記ランデブーアルゴリズムは、各サイクルにおける当該複数の稼働時間ユニットを判定するために、次式
Ｘ_ｉ＋１＝（Ｘ_ｉ＋Ｓ）ｍｏｄＣ
を有し、Ｘ_ｉは、ｉ番目のサイクルにおける当該１の稼働時間ユニットの値であり、Ｘ_ｉ＋１は、ｉ番目のサイクルにおける当該他の稼働時間ユニットの値であり、Ｃは、各サイクルにおける時間ユニットの数であり、Ｓは、１ないしＣ−１の間の値を有する定数である、
装置。
請求項１４に記載の装置であって、
前記不稼働モードの間に給電オフされるトランシーバ
をさらに有し、前記稼働モードは、前記トランシーバが前記不稼働モードから覚醒すること、並びに前記無線ネットワークにおいて通信情報の送信及び受信の少なくとも一方の動作を有する、装置。
請求項１５に記載の装置であって、当該装置は、ａ／Ｃに等しいデューティサイクルを有し、ここでのａは、１より大きくＣより小さい数である、装置。
請求項１４に記載の装置であって、前記無線ネットワークにおいて通信信号を送信し受信するためのアンテナをさらに有し、前記稼働モードは、前記アンテナが当該少なくとも１つの他の装置のアンテナの位置を特定するために用いられる発見モードを有する、装置。
請求項１７に記載の装置であって、前記アンテナは、指向性アンテナを有する、装置。
請求項１４に記載の装置であって、当該装置は、前記アルゴリズムを実行する前記少なくとも１つの他の装置と、当該装置及び前記少なくとも１つの他の装置が同時に前記稼働モードにあるときに、通信を行うことができる、装置。
第１の無線装置が無線ネットワークにおいて第２の無線装置とランデブー動作を行うことを可能にする方法であって、前記第１の無線装置及び前記第２の無線装置の起動スケジュールは、同期化されないものとした方法であって、
Ｘ_ｉ＋１＝（Ｘ_ｉ＋Ｓ）ｍｏｄＣ
なる式に従い、複数の通信サイクルのｉ番目の通信サイクルにおいて前記第１の無線装置が稼働モードに移行している２つのスーパーフレーム［Ｘ_ｉ，Ｘ_ｉ＋１］を判定すること（Ｃは、各サイクルにおける複数のスーパーフレームの数であり、Ｓは、１ないしＣ−１の間の値を有する定数である）と、
Ｘ´_ｉ＋１＝（Ｘ´_ｉ＋Ｓ´）ｍｏｄＣ
なる式に従い、複数の通信サイクルのｉ番目の通信サイクルにおいて前記第２の無線装置が稼働モードに移行している２つのスーパーフレーム［Ｘ´_ｉ，Ｘ´_ｉ＋１］を判定すること（Ｓ´は、１ないしＣ−１の間の値を有する定数であり、Ｓ´は、Ｓに必ずしも等しくはない）と、
を有し、
前記第１の無線装置と前記第２の無線装置は、前記第１の無線装置と前記第２の無線装置の双方が同時に前記稼働モードにあるときに互いに位置特定及び通信のうちの少なくとも一方の動作を行うことが可能である、
方法。