JP5348802B2 - 電力線搬送通信システムにおける空間および時間再利用を含むリソース共有を達成するための方法、システム、集積回路、通信モジュール、およびコンピュータ読み取り可能媒体 - Google Patents

Description

本発明は、電力線搬送通信（ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）ネットワークに関する。

電力線ケーブルは、ほぼすべての家庭およびオフィスに普及した媒体であり、顧客へのデジタル・サービスの提供をはじめローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）ケイパビリティを提供するための非常に有用なテクニックを提供する。しかしながら電力線ケーブルは、共有される媒体であることから、ツイスト・ペア・ケーブルのように特定の加入者に対して排他的な専用のリンクを提供できない。より詳しくは、低電圧変圧器から個別の家庭の集合または複数の住居単位の集合に延びる電力線ケーブルが、異なるユーザの間で共有される。このことは、あるアパートまたは家屋内において１人のユーザによって生成された信号が、隣接するアパートまたは家屋内において生成される信号と干渉することを意味する。ユーザによって生成される信号を局所的に包むことが不可能であることから、地理的な近傍において電力線搬送通信（ＰＬＣ）を使用しているユーザが多いほど、より多くの干渉が生成されることになる。干渉が増加するに従って、より多くのパケットの衝突が生じることから、すべてのユーザがデータ・レートの低下を被ることになる。

この現象は、単一ネットワーク内においても生じ得る。実際、ネットワーク内のノードの数が増加するとパケットが衝突する確率が高くなり、単一ネットワークの全体的なスループットが減少する。したがって、多くのノードまたは複数のネットワークの存在下においてさえも最適化された性能が維持されるテクニックをＰＬＣデバイスに提供することが望ましく、加えて全体的なネットワーク・スループットを増加させることを最終的な到達目標とする。

本発明は、単一ネットワーク（ｓｉｎｇｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）または隣接する複数のネットワーク（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）が、相互の干渉を低減することおよびそれらの全体的なスループットを増加することを可能にするプロトコル（ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ）に向けられている。これらのプロトコルは、２つの実際的重要性の事例、すなわち（１）複数のネットワークのすべての電力線搬送通信（ＰＬＣ）デバイスが、共通のＰＨＹ（変調スキーム（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）、コーディング・スキーム（ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）、帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）等）にあり、完全な電力線搬送通信（ｆｕｌｌ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に関して共通利用（ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｌｅ）できる同種（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークである場合、および（２）いくつかのＰＬＣネットワークのデバイスがほかのＰＬＣネットワークのＰＬＣデバイスと、その異なるネットワークのデバイスが共通のＰＨＹを採用していないことから完全な電力線搬送通信（ｆｕｌｌ ｐｏｗｅｒ ｌｉｎｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に関して共通利用できない異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークである場合、において定義されることになる。異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークに関して言えば、複数の異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークのデバイスの間におけるリソース共有（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｓｈａｒｉｎｇ）を可能にする単純なシグナリング・スキーム（ｓｉｍｐｌｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）を介して共存（ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ）を可能にするプロトコルが提供される。

同種（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークは、すべてのノードが共通のＰＨＹを使用しており、１つのＰＬＣネットワークに関する情報が別のＰＬＣネットワークに転送可能となるように互いに通信できるネットワークである。異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークは、それぞれの独自のシステム固有の（ｎａｔｉｖｅ）ＰＨＹを使用して情報を交換できるＰＬＣネットワークがすべてではないネットワークである。これは、異なるアパートまたは家屋にいるユーザが、異なる仕様（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）、異なるシグナリング・ケイパビリティ（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）、変調スキーム（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）、コーディング・スキーム（ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）、帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）等を有している異なるデバイスを使用する場合に当たる。

ここで使用される場合に、用語“ＴＤＭＡ構造（ＴＤＭＡ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）”は図１９（ａ）〜図２５の図解および付随する以下におけるそれらの考察に従う。本発明は、ＴＤＭＡ構造を採用し、それにおいては各セルラ・チャンネルが、それぞれが複数の時間スロットからなる時間分割多重化単位（ＴＤＭＵｓ）（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｕｎｉｔｓ）に分割される（図２０参照）。要約すると、ネットワーク状態がＴＤＭＵ内の特定のＴＤＭＡ構造に関連付けされ、システム内の２またはそれより多くのネットワークのそれぞれに、ＴＤＭＵ内の１つまたは複数の時間スロットが割り当てられる。システム内で利用可能な複数のＴＤＭＡ構造の１つの例として、図２３はパターン１〜７（ＴＤＭＡ構造）を示しており、そのそれぞれは、異なるシステム固有・シグナリング・スキーム（ｎａｔｉｖｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）ＰＨＹ−Ａ、ＰＨＹ−Ｂ、およびＰＨＹ−Ｃを有する３つのシステムのデバイスの、フィールドｂ０およびｂ１内において報知される（ａｄｖｅｒｔｉｓｅｄ）ネットワーク状態およびリソース要件に関連する。ＴＤＭＡ構造は、ネットワーク内のすべてのデバイスに既知であり、メモリ内にプリセットされ、また更新が利用可能な場合にはダウンロードすることも可能である。

サービスの質（ＱｏＳ）（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ）という用語は、リソース予約コントロール・メカニズム（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ）に関連する。概して言えば、サービスの質は、データ・フローのパフォーマンスの特定レベルを保証する能力、または異なるアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、ユーザ、またはデータ・フローに対する異なる優先度の提供に関係する。サービスの質は、たとえば、要求されたビット・レート、信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）、パケット落ちの確率（ｐａｃｋｅｔ ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）、および／またはビット・エラー・レートに基づくことができる。たとえば、ＱｏＳは、最低レベルの質が維持されることを保証する上で必要とされるか、または望ましい保証スループットとすることができる。ＱｏＳレベルは、標準設定機構（Ｓｔａｎｄａｒｄｓ−ｓｅｔｔｉｎｇ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）によって設定されることがある。

本発明においては、ＰＬＣを、たとえばインターネットにアクセスするためのホーム・ネットワークで使用できる。その種の環境においては、望ましいＱｏＳが一般に、ブロードバンド・インターネット・アクセス、すなわち高データ・レートのインターネット・アクセスの達成に充分である必要がある。その種のデータ・レートは、通常、６４ｋｂｉｔ／ｓから１．０Ｍｂｉｔ／ｓの範囲内となる。しかしながら本発明は、あらゆる実際の数値的なデータ送信のレートまたは標準、さらにはブロードバンドまたは高データ・レート環境ということにさえも限定されない。満足のいくＱｏＳを構成する特定のデータ・レートは、本発明が採用される特定のアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）に依存する。

これにおいて、用語“特定のＱｏＳを満たす”には、与えられたスレッショルドにおいて、またはそれを超えてＱｏＳを満たすという意味が意図されている。たとえば、データ・レートのスレッショルドが２５６ｋｂｉｔｓ／ｓであった場合には、データ・レートが２５６ｋｂｉｔｓ／ｓに等しいか、またはそれより大きければその特定のＱｏＳは満たされる。用語“特定のＱｏＳを修正する”は、たとえば、そのスレッショルドの値を変更すること、たとえば、受信信号の受信品質が低いとき、６４ｋｂｉｔ／ｓ等のより低いデータ・レートに変更することを意味する意図である。

（ａ）４つのネットワーク・ノード・デバイス、すなわち１つのマスタＭおよび３つのスレーブｘ、ｙ、およびｚからなる電力線搬送通信（ＰＬＣ）ネットワークを図解した説明図、（ｂ）高い送信電力Ｐ_ｍａｘ（ｙ，ｚ）を使用して最大可能データ・レートにおいてノードｚに対して送信を行っているノードｙについてのリンクの干渉領域（ＩＦ）（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を図解した説明図、（ｃ）Ｐ_ｍａｘ（ｙ，ｚ）より低い電力Ｐ_ｍｅｄ（ｙ，ｚ）においてノードｚに対して送信を行っているノードｙのリンクについてのＩＦを図解した説明図、（ｄ）Ｐ_ｍｅｄ（ｙ，ｚ）より低い電力Ｐ_ｌｏｗ（ｙ，ｚ）においてノードｚに対して送信を行っているノードｙのＩＦを図解した説明図 Ｐ_ｍｉｎにおいて、すなわち図１Ａに図解されたすべてのスレーブ・ノードへの到達に必要とされる最小送信電力においてビーコンを送信するマスタＭを図解した説明図 ネットワーク内の残存しているノードｙおよびｚへの到達に最小電力Ｐ_ｍｉｎを使用するように、それの電力を図２に図解された電力に関して低減するマスタＭを図解した説明図 （ａ）ノードｘが、それの最大送信電力Ｐ_ｍａｘを用いてノードｙと通信するリンクを図解した説明図、（ｂ）最小送信電力Ｐ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）を適用する場合のノードｘの、より小さいＩＦを図解した説明図、（ｃ）ノードｚとｗが通信し、同時にノードｘとｙが通信する態様を図解した説明図、（ｄ）Ｐ_ｍｉｎ（ｗ，ｚ）＞Ｐ_ａｃｋ（ｚ，ｗ）およびＰ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）＞Ｐ_ａｃｋ（ｙ，ｘ）についてのＩＦを図解した説明図 （ａ）２つの同時にアクティブなリンク（ｘ→ｙ、ｗ→ｚ）を図解した説明図、（ｂ）時間スロットＴＳ（１）においてＩＦ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）およびＩＦ_ｍｉｎ（ｗ，ｚ）を生成しているリンク（ｘ→ｙ、ｗ→ｚ）および時間スロットＴＳ（２）においてＩＦ_ｍｉｎ（ａ，ｂ）を生成しているリンク（ａ→ｂ）を図解した説明図 ネットワーク１がマスタＭ１によって定義され、かつノード｛ａ，ｂ，ｃ｝を含み、ネットワーク２がマスタＭ２によって定義され、かつノード｛ｘ，ｙ，ｚ，ｗ｝を含むシステムを図解した説明図 リンクｂ→ｃのための電力の低減によってノードｗがＩＦ（ｂ，ｃ）の外に落ち、ノードｗがネットワーク２内の任意のノードから高いレートでデータを受信できるようになる図６を絞り込んだ説明図 干渉しているリンクｂ→ｃとリンクＭ２→ｗが共存できる図６を絞り込んだ説明図 リンクｗ→ｘがノードｂを擾乱するが、ノードｂは、干渉するリンクのＭ２と直接通信することができない図６を絞り込んだ説明図 １つのマスタＭおよび３つのスレーブ・ノードを有する自律システムについてのネットワーク図およびノード連結性行列（ＭＮＣ）を図解した説明図 隣接する自律システム（ＡＳ）ＡＳ１およびＡＳ２を図解した説明図 （ａ）Ｓ＝６個の時間分割多重化（ＴＤＭ）の基本単位（ＴＥＵ）があり、かつアクティブなリンクが存在しない場合の図１０のトポロジについての時間割り付け行列（ＭＴＡ）を図解した説明図、（ｂ）ＭＴＡ（ｙ，１）、ＭＴＡ（ｙ，２）、ＭＴＡ（ｚ，１）、およびＭＴＡ（ｚ，２）が１にセットされており、ＴＥＵ＃１および＃２上におけるノードｙおよびｚの送信／受信（ＴＸ／ＲＸ）が阻止されていることを図解した説明図、（ｃ）ディスティネーション行（行ｚ）上のＭＮＣを走査してＴＸ禁止がマークされることを図解した説明図、（ｄ）ソース行（行ｙ）上のＭＮＣを走査してＲＸ禁止がマークされることを図解した説明図 （ａ）図１１のノードｘがノードｚとのリンクの設定を要求する例についてのＭＴＡを図解した説明図、（ｂ）リンクａ→ｂが設定された例についてのＭＴＡを図解した説明図 （ａ）図１１に図解されたシステム内において、ノードｘがリンクｘ→ｚのための２つのＴＥＵを要求するときの、４値ＳＴＲプロトコルのステップ３の完了時のＭＴＡを図解した説明図、（ｂ）４値ＳＴＲプロトコルのステップ４の完了時の図１４ＡのＭＴＡを図解した説明図 （ａ）図１４（ｂ）に図解されたＭＴＡを有するシステム内において、ノードａがリンクａ→ｂのための１つのＴＥＵを要求したときの、４値ＳＴＲプロトコルのステップ３の完了時のＭＴＡを図解した説明図、（ｂ）４値ＳＴＲプロトコルのステップ４の完了時の図１５ＡのＭＴＡを図解した説明図 （ａ）図１５（ｂ）に図解されたＭＴＡを有するシステム内において、ノードｄがリンクｄ→ｃのための１つのＴＥＵを要求したときの、４値ＳＴＲプロトコルのステップ３の完了時のＭＴＡを図解した説明図、（ｂ）４値ＳＴＲプロトコルのステップ４の完了時の図１６ＡのＭＴＡを図解した説明図 （ａ）図１６（ｂ）に図解されたＭＴＡを有するシステム内において、マスタＭ１がリンクＭ１→ｗのための１つのＴＥＵを割り付けたときの、４値ＳＴＲプロトコルのステップ３の完了時のＭＴＡを図解した説明図、（ｂ）４値ＳＴＲプロトコルのステップ４の完了時の図１７ＡのＭＴＡを図解した説明図 異なるシステム固有・シグナリング・スキーム（ｎａｔｉｖｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）、すなわちＰＨＹ−Ａ、ＰＨＹ−Ｂ、およびＰＨＹ−Ｃを有する３つのシステムのデバイスがそれぞれのＳ−ＣＳＳを送信する例を図解した説明図 （ａ）３つの異なるシステム固有・シグナリング・スキーム（ｎａｔｉｖｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）の存在を示す３つのＳ−ＣＳＳ波形の検出を図解した説明図、（ｂ）３つのＳ−ＣＳＳ波形のうちの２つだけが検出された図１９Ａの絞り込みを図解した説明図 連続的なＳ−ＣＳＳ送信の間の時間が、さらにＵ個のＴＤＭ単位（ＴＤＭＵ）に細分され、各ＴＤＭＵがＳ個のＴＤＭスロット（ＴＤＭＳ）に細分される実施態様を図解した説明図 Ｓ＝１２の時間スロットを有する時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）構造を図解した説明図である。 Ｓ＝１２の時間スロットを有する２つのＴＤＭＡ構造を図解した説明図である。 ２つのＳ−ＣＳＳ送信機会の時間帯（フィールドｂ０およびｂ１）がリソース要件の報知に使用されるときの、Ｓ＝１２およびＰ＝３についてのＴＤＭＡ構造を図解した説明図 ２つのＳ−ＣＳＳ送信機会の時間帯（フィールドｂ０およびｂ１）がリソース要件の報知に使用されるときの、Ｓ＝１２およびＰ＝３についてのＴＤＭＡ構造を図解した説明図 ２つのＳ−ＣＳＳ送信機会の時間帯（フィールドｂ０およびｂ１）がリソース要件の報知に使用されるときの、Ｓ＝１２およびＰ＝３についてのＴＤＭＡ構造を図解した説明図 時間共有を使用して通信を直交化する２つの異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムを図解した説明図 （ａ）互いに干渉する３つの異なるＰＨＹを伴う３つのシステムを図解した説明図、（ｂ）同図（ａ）内においてＰＨＹ−Ｃを使用するシステムのノードによって生成される共存ＰＨＹリスト（ＣＰＬ）を図解した説明図、（ｃ）同図（ｂ）のＣＰＬのための使用可能スロット・テーブル（ＵＳＴ）を図解した説明図 （ａ）、（ｂ）は、一方はＰＨＹ−Ｂを使用し、他方はＰＨＹ−Ｃを使用する２つのＡＳを図解した説明図 （ａ）図２８（ａ）、（ｂ）の異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムについて、システムＢ内の各ノードがマスタＭｗに対してそれぞれの干渉インデクス・ベクトル（ＩＩＶ）をレポートすることを図解した説明図、（ｂ）ノードｘ、ｙ、およびｚから受信したＩＩＶに基づいてマスタＭｗによって生成されたＣＰＬを図解した説明図、（ｃ）生成したＣＰＬを、ビーコン等の信号を通じてノードｘ、ｙ、およびｚに対してブロードキャストするマスタＭｗを図解した説明図、（ｄ）ノードＭｗ、ｘ、ｙ、およびｚのＩＩＶに従って選択されたＴＤＭパターンを図解した説明図 （ａ）、（ｂ）は、ノードｘ、ｙ、およびｚがＩＰＰ｛ｂ０，ｂ１｝＝｛１，０｝を送信し、Ｍｗが｛１，１｝を送信し、システムＣ内のノードが、受信したＩＰＰからそれぞれのＩＩＶｓ＝｛Ｂ，Ｃ，Ａ｝を作成する図２８（ａ）、（ｂ）の異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムを図解した説明図、（ｃ）ノードａ、ｂ、およびｃから受信したＩＩＶに基づいてマスタＭｏによって生成されたＣＰＬを図解した説明図、（ｄ）ノードＭｏ、ａ、ｂ、およびｃのＩＩＶに従って選択されたＴＤＭパターンを図解した説明図 （ａ）リンクｘ←→ｚおよびリンクａ←→ｂが設定されている図２８Ａの異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムを図解した説明図、（ｂ）通信のためにノードｘおよびｚによって選択されたＴＤＭパターンを図解した説明図、（ｃ）通信のためにノードａおよびｂによって選択されたＴＤＭパターンを図解した説明図、（ｄ）リンクｘ←→ｙおよびリンクａ←→ｃが設定されている図２８（ａ）の異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムを図解した説明図、（ｅ）通信のためにノードｘおよびｙによって選択されたＴＤＭパターンを図解した説明図、（ｆ）通信のためにノードａおよびｃによって選択されたＴＤＭパターンを図解した説明図 電力コントロールを通じてＳＴＲを達成するための方法を図解したフローチャート ＭＮＣ／ＭＴＡを採用することによってＳＴＲを達成する方法を図解したフローチャート 異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークにおいてＳＴＲを達成する方法を図解したフローチャート ＭＮＣ／ＭＴＡ ＳＴＲプロトコルを図解したフローチャート ＭＮＣ／ＭＴＡ ＳＴＲプロトコルを図解したフローチャート 異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ＰＨＹためのＳＴＲプロトコルを図解したフローチャート ＰＬＣ電力コントロール装置を図解したブロック図である。 図３８のＰＬＣ電力コントロール装置を含む集積回路を有するＰＬＣ集積回路モジュールを図解したブロック図である。 （ａ）通信チャンネルを割り付けるためのＳＴＲ装置を図解したブロック図、（ｂ）同図（ａ）のＳＴＲ装置を含む集積回路を有するＳＴＲ集積回路モジュールを図解したブロック図 （ａ）通信チャンネルをネットワーク・ノードに割り付けるＳＴＲ装置を図解したブロック図、（ｂ）同図（ａ）のＳＴＲ装置を含む集積回路を有するＳＴＲ集積回路モジュールを図解したブロック図 異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ＰＨＹためのＳＴＲプロトコルを図解したフローチャート

次に、添付図面に図解されているところの、現時点では好ましいが限定ではない本発明の定時的な実施態様を詳細に参照する。本発明の本質、概念、目的、および利点は、添付の図面に関連して以下の詳細な説明を考察した後、当業者にはより明らかなものとなるであろう。以下の説明は、ここに示される特定の特徴および詳細とともに、本発明の多様な実施態様の例証であり、かつ限定的でない例として本発明の好ましい実施態様を説明するために提供される。ここには、もっとも有用であり、かつ容易に理解されると考えられる本発明の原理および概念的説明を提供することを到達目標として特定の特徴および詳細が与えられている。これに関して言えば、本発明の基本的な理解のために必要である以上に詳細に本発明の構造的詳細を示す試みはなされない。添付の図面とともに考察される詳細な説明は、本発明のいくつかの形式を実際問題としてどのように埋め込めばよいかを当業者に明らかすることが意図されている。

電力線ケーブルは、異なるユーザに対して共有通信チャンネル（ｓｈａｒｅｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｃｈａｎｎｅｌ）を提供するが、あるデバイスによって生成される同一または別のネットワーク内のほかのデバイスへの干渉のレベルは、送信電力、電力線の配線、接地の実際、幹線の位相数、デバイス間の距離等のトポロジ（ケーブルのタイプ、長さ、ブリッジ・タップ（ｂｒｉｄｇｅｄ ｔａｐｓ）の存在および数、ネットワークに接続されるアプライアンス（ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ）等）といった多くの要因に依存するランダムな変量である。いくつかの場合においては電力線搬送通信（ＰＬＣ）デバイスが、より遠くに配置されるデバイス、たとえば別の階に配置されるデバイスより、空間的に近いほかのデバイスと、より強く干渉する。ほかの場合においては、同一アパート内においてさえ、デバイスが、たとえば、それらが交流（ＡＣ）幹線の同一位相上に置かれるか否かに応じて非常に異なるレベルの干渉を生じさせることがあり得る。

本発明は、同一ネットワークまたは異なる隣接ネットワーク内のいずれのデバイスであっても互いに干渉を生じさせることなく同時に送信できるように空間および時間の再利用（ｓｐａｃｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｒｅｕｓｅ）（ＳＴＲ）を実行するケイパビリティ（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を導入することによって電力線チャンネルの性質を利用する。現在のところ、このケイパビリティを有するＰＬＣシステムは、これまでに知られていない。同一ネットワーク内においては、直交するリソース（たとえば、異なる時間分割多元接続（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）（ＴＤＭＡ）スロット）がノードに割り当てられるか、またはリソースについて競合する（たとえば、搬送波感知多元接続（ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）（ＣＳＭＡ））かのいずれかになる。現時点では、これまでに周知のシステムにおいて、共通利用できるデバイスを有する異なるネットワークの間で調和がまったく試みられていないか、ほとんど情報が共有されていない。その上、これまでに周知のシステムにおいては、共通利用できないデバイスからなるネットワークを調和させるための解決策がまったく存在しない。

ＳＴＲのためのいくつかのプロトコルが、全体的なネットワーク・スループットを増加させるためにここに与えられている。これらのプロトコルは、独立に、または組み合わせて実装可能であり、また同一ネットワーク内または異なるネットワーク間のデバイスの間で共有されなければならない情報の量に応じて異なる程度のネットワーク・スループットを提供できる。

これらのプロトコルによって利用されるＰＬＣチャンネルの性質は、電力線チャンネルのブロードキャスト性である。ノードｉがノードｊに対して送信する場合、到達域内のほかのすべてのノードが、ノードｉによって送信されたデータ・パケットを受信する。したがって、到達域内の任意のノードｋは、ｉによって送信されたパケットの少なくともデリミタ（すなわち、プリアンブルおよびフレーム・コントロール情報）を検出することが可能であり、（１）リンクのソースおよびディスティネーションのアドレス（ＳＡ／ＤＡ）（ｉのＳＡおよびｊのＤＡ）、および（２）ｋに対してｉによって生成される干渉のレベルについての知識を有する。

同種（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークにおいては、ネットワーク内のすべてのデバイスが共通利用可能であり、したがってデータを交換するべく動作できる。このケイパビリティは、隣接するネットワークに属するデバイスの間メッセージ交換のためにデバイスの相互運用性を利用する効率的なＳＴＲプロトコルを提供する。

（電力コントロールに基づくＳＴＲプロトコル）

ＳＴＲ電力コントロール・プロトコルは、これまでに周知のＰＬＣシステム内に実装されていない。これまでに周知のこれらのシステムは、ノードが接近している場合であってさえも、法規制によって許される最大電力において常に送信する。したがって、隣接するデバイスまたはネットワーク上に生じる干渉が、しばしばほかの通信可能なデバイスの通信を妨げ、それによってネットワーク内の全体的なスループットが低下する。

図１（ａ）は、４つのネットワーク・ノード・デバイス、すなわち１つのマスタＭおよび３つのスレーブｘ、ｙ、およびｚからなるＰＬＣネットワークを図解している。マスタＭの到達域がネットワークのトポロジに依存し、その到達域が対称でないことがあることを考えれば、それが必ずしもネットワークの中心に置かれる必要はない。干渉領域（ＩＦ）（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）１０２は、ノードがマスタのビーコン信号１００を受信できるエリアを表す。ＩＦ １０２の外側ノードは、マスタＭのビーコン１００を正しく受信できず、したがってマスタＭのネットワーク、すなわちネットワークＭに属さない。たとえば、ノード“ａ”はネットワークＭに属さない。ＩＦは、送信ノードの信号が有害な干渉を生じさせるエリアを表す。ＩＦは、送信電力だけに依存する。

同一送信電力が、ノード間の異なるチャンネル減衰に起因してノードの間に異なるデータ・レートをもたらすことがあり、同様にリンクのＩＦもまた、そのリンクのデータ・レートに依存する。たとえば図１（ｂ）は、高い送信電力Ｐ_ｍａｘ（ｙ，ｚ）を使用して最大可能データ・レートにおいてノードｚに対して送信を行っているノードｙについてのリンク１０６のＩＦ（ｙ）１０４を図解している。ノードｙがそれの送信電力をＰ_ｍａｘ（ｙ，ｚ）からＰ_ｍｅｄ（ｙ，ｚ）まで下げると、それのＩＦが縮小され、より低いデータ・レートではあるがｚに到達することができる。図１（ｃ）は、Ｐ_ｍａｘ（ｙ，ｚ）より低い電力Ｐ_ｍｅｄ（ｙ，ｚ）においてノードｚに対して送信を行っているノードｙのリンク１１０についてのＩＦ（ｙ）１０８を図解している。送信電力のさらなる減少は、ＩＦ（ｙ）１１２のさらなる縮小および同時にリンクｙ→ｘ１１４のデータ・レートのさらなる減少を生じさせる。図１（ｄ）は、Ｐ_ｍｅｄ（ｙ，ｚ）より低い電力Ｐ_ｌｏｗ（ｙ，ｚ）においてノードｚに対して送信を行っているノードｙのＩＦ（ｙ）１１２を図解している。したがってノードは、それらのＱｏＳ制約（ＱｏＳ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）のサポートに必要とされる最小限のデータ・レートでリンクを確立するべきであり、同時にそのデータ・レートのサポートに必要とされる最小限の送信電力を使用するべきである。

概して言えば、ＰＬＣネットワークにおけるこれまでに周知のデバイスは、必要でない場合であってさえも最大許容電力において送信する。たとえば、図１（ａ）に示されているとおり、マスタＭは、それのビーコン１００を最大電力Ｐ_ｍａｘにおいてブロードキャストするが、この電力は、そのほかのノードによってそのビーコンが検出できる領域を定義する。

しかしながら本発明は、そのネットワークのすべてのノードに到達するに充分なだけの、より小さい電力の採用が有利であることを認識している。図２は、Ｐ_ｍｉｎ２００において、すなわちすべてのスレーブ・ノードに到達するに必要とされる最小送信電力においてビーコンを送信するマスタＭを図解している。ＩＦ_ｍｉｎ（Ｍ）２０４とＩＦ_ｍａｘ（Ｍ）２０６の境界の間のエリアは、無駄にされる電力を表し、マスタＭが最大電力において送信を行った場合にその中で干渉を作り出すおそれが潜在的にある。

いくつかのテクニックを利用して、マスタによるすべてのスレーブ・ノードへの到達に必要な最小送信電力の評価を可能にすることができる。たとえば、１つのテクニックにおいては、スレーブＳが差し込まれたが、マスタの信号を受信できないときに、スレーブは、マスタをサーチするために最大電力で特殊なパケットを送信する。マスタＭが到達域内にあり、そのパケットを受信すると、マスタＭは、受信したパケットを基礎として、Ｓに対するそれのビーコンのブロードキャストに必要とされる必要送信電力はいくらかを評価する。

その種のサーチ・パケットは、周期的に、または時折送信することもできる。この場合においては、マスタが、それのすべてのスレーブ・ノードへの到達に必要とされる最小送信電力を周期的に、または時折更新する。たとえば、図２のノードｘがマスタＭのネットワークから外れた場合を考える。これはたとえば、ユーザによってそのノードの差し込みが抜かれた場合に生じ得る。しばらくの間にわたってマスタＭがノードｘからの信号を受信しないとき、マスタＭは、それの送信電力を下げ、それによってそれの干渉領域（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を、残存しているすべてのノードへの到達のための必要最小限に縮小する。図３は、ネットワーク内の残存しているノードｙおよびｚへの到達に最小電力Ｐ_ｍｉｎ３００を使用するように、それの電力を図２に図解された電力に関して低減するマスタＭを図解している。低減された電力設定においては、マスタＭがＩＦ（Ｍ）３０２をもたらす。

同一の手順を、マスタとの通信またはスレーブ間の通信を希望するスレーブ・ノードについて繰り返すことができる。図４（ａ）は、ノードｘが、それの最大送信電力Ｐ_ｍａｘ４００を用いてノードｙと通信するリンク４００を図解している。図４（ａ）においては、ＩＦ_ｍａｘ（ｘ）４０２が、Ｍおよびｚは干渉を受けるが、ｗは受けないことを示している。これは、これまでに周知の従来的なデバイスが行っていた通信の態様である。

ノードｘがリンク４０４内においてノードｙとの通信に必要な最小送信電力Ｐ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）を見積もれば、ノードｘのＩＦ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）４０６がはるかに小さいものとなる。図４（ｂ）は、最小送信電力Ｐ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）を適用する場合のノードｘの、より小さい領域（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を図解している。この場合においては、ノードｘとｙが通信する間、ノードＭ、ｚ、およびｗが、干渉を受けることなく互いに通信可能となる。図４（ｃ）は、ノードｚとｗが通信し、同時にノードｘとｙが通信する態様を図解している。図４（ａ）に示されているとおりにノードｘが最大限の電力で送信した場合には、ｚがｘの干渉領域（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）４０８に属することから、ｚは、ｗからのパケットを、信頼性をもって受信することができない。図４（ｃ）は、ＳＴＲケイパビリティ（ＳＴＲ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）の特徴を示しており、２つのリンク（リンクｘ→ｙ ４０４、リンクｗ→ｚ ４１０）が、互いに有害な干渉を生じさせることなく同時にアクティブになる。別の言い方をすると、ＩＦ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）４０６およびＩＦ_ｍｉｎ（ｗ，ｚ）４１２は、ノード・ポイントｘ、ｙ、ｚ、またはｗにおいてオーバーラップしない。

実際上は、受信ノードもまた、センダー（ｓｅｎｄｅｒ）に肯定応答パケット（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ ｐａｃｋｔｓ）（ＡＣＫ）を送信する。したがってリンクが確立されるとき、考慮に入れるべき干渉領域（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）が２つ存在し、１つはセンダー（ｓｅｎｄｅｒ）を中心に置き、もう１つはレシーバを中心に置く。しかしながら、ＡＣＫパケットは、一般にダイバーシティ・モードで送信され、かつ送信機によって送信されるペイロード・パケットより低いデータ・レートにおいて送信されることから、ＡＣＫパケットの送信に起因してレシーバによって生成されるＩＦは、概して、より高いデータ・レートに適応するべくはるかに高い電力で送信しているセンダー（ｓｅｎｄｅｒ）のＩＦよりはるかに小さい。図４（ｄ）は、Ｐ_ｍｉｎ（ｗ，ｚ）＞Ｐ_ａｃｋ（ｚ，ｗ）およびＰ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）＞Ｐ_ａｃｋ（ｙ，ｘ）についてのＩＦを図解している。ＩＦ_ａｃｋ（ｚ，ｗ）４１４は、ＩＦ_ｍｉｎ（ｗ，ｚ）４１２より小さいが、Ｐ_ａｃｋ（ｚ，ｗ）は、ｚによって送信されるＡＣＫパケットをノードｗが信頼性をもって検出することを可能にするには充分である。類似の状況が、リンクｘ→ｙ ４０８について示されており、それにおいてＩＦ_ａｃｋ（ｚ，ｗ）４１６は、ｙによって送信されるＡＣＫパケットのＩＦを表す。

手前の例においては、２つの同時リンクの確立に、ノードの間おけるデータの交換が必要とされない。しかしながら、これが常に望ましいか、または可能であるとは限らない。たとえば、多くのリンクが確立されなければならない場合には、実際に直交リソース(ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）を要求しているリンクだけに対して異なるＴＤＭＡスロットを割り当てることが望ましい。

図５（ａ）は、２つの同時にアクティブなリンク（ｘ→ｙ ５００、ｗ→ｚ ５０２）を図解している。ノードａはノードｂに対する通信を希望しているが、それの干渉領域（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）ＩＦ（ａ）５０４は、ｚがＩＦ（ａ）５０４に属することから、既存のリンクｗ→ｚ ５０２を低下させることになる。この場合においては、リソースの直交化が必要となり、マスタＭが、２つのリンク（ｘ→ｙ ５００、ｗ→ｚ ５０２）に特定の時間スロットＴＳ（１）を使用することを指示し、リンク（ａ→ｂ）５０６ に異なる時間スロットＴＳ（２）を使用することを指示する。図５（ｂ）は、時間スロットＴＳ（１）においてＩＦ_ｍｉｎ（ｘ，ｙ）５０８およびＩＦ_ｍｉｎ（ｗ，ｚ）５１０を生成しているリンク（ｘ→ｙ ５００、ｗ→ｚ ５０２）、および時間スロットＴＳ（２）においてＩＦ_ｍｉｎ（ａ，ｂ）５１２を生成しているリンク（ａ→ｂ）５０６を図解している。

マスタは、ＩＦ（ａ，ｂ）５１２が既存のリンクに影響を及ぼすか否かを検出するべく動作できる。実際、リンクａ→ｂ ５０６が確立された後は、有害な影響を受けるノードが、より高いパケット損失を経験し始め、マスタＭに通知する。マスタは、プリセット済みのポリシー（たとえば、優先度メカニズム等）を基礎としてビーコン信号とともにアクションのセットをブロードキャストするか、または関連するノードに通知する。アクションの例は、（１）ノードに異なる時間スロットの使用を指示すること、または（２）ノードにデータ・レートの低減を、したがってそれの送信電力およびそれのＩＦの低減を指示することである。

同様に、リンクの動的な性質を前提とし、１つの実施態様においては、状況が許せば、マスタがノードにそれのアクティブ・リンクのデータ・レートの増加を指示し、それによってそれの送信電力およびＩＦの増加を指示する。

すべてのＰＬＣノードが、上記の電力コントロール機能を使用して動作した場合には、すべての進行中の通信のＩＦが縮小されることから、ネットワーク・スループットが大きく改善される。ＰＬＣネットワークは、この新しいストラテジを自律的に、かつ情報の交換を伴うことなく実装することが可能である。異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ＰＬＣネットワークの場合においては、本発明の実施態様によれば、すべてのＰＬＣネットワークがそれのリンクのＩＦを自律的に、デバイス間、またはマスタ間におけるデータの交換を必要とせずに縮小することから、すべてのＰＬＣネットワークがこのストラテジを実装するべく動作可能である。

１つのネットワーク内のノードが別のネットワーク内のノードと通信することを可能にすることによって、さらにＳＴＲ効率を改善することが可能である。２つの同種（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）のＰＬＣネットワークが存在する例を考える。図６は、ＩＦ ６００を伴うネットワーク１がマスタＭ１によって定義され、かつノード｛ａ，ｂ，ｃ｝を含み、ＩＦ ６０２を伴うネットワーク２がマスタＭ２によって定義され、かつノード｛ｘ，ｙ，ｚ，ｗ｝を含むシステムを図解している。この例においては、マスタＭ１がそれのビーコンを、Ｍ２より高い電力で送信する。ノード｛Ｍ２，ａ，ｂ，ｃ，ｚ，ｗ｝は、マスタＭ１のビーコンを受信し、ノード｛ｘ，ｙ，ｚ，ｗ，ｃ｝は、マスタＭ２のビーコンを受信する。ノード｛Ｍ２，ｗ，ｚ，ｃ｝は、両方のマスタのビーコンを受信する。複数のマスタを受信するスレーブ・ノードは特殊なノードであり、しばしばプロキシ・ノードと呼ばれる。プロキシ・ノードは、１つのネットワークのマスタから別のネットワークのマスタへの管理パケットの中継を担当する。プロキシ・ノードは、隣接するシステムの正しい再同期（ｒｅ−ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）の保証も担う。

図６はさらに、ノードｂとｃの間に対応するＩＦ（ｂ，ｃ）６０６を伴い、ノードｗを含むアクティブ・リンク６０４が存在することも図解している。ノードｗは、ＩＦ（ｂ，ｃ） ６０６内にあり、したがって、ｂからの干渉を受けることから高いデータ・レートでデータを受信できない。しかしながらノードｗ（プロキシ・ノード）は、マスタＭ１に対してノードｂにＩＦを下げさせることを要求できる（ノードｗが、ｂによって送信される区切り文字を検出可能であり、かつＳＡ＝ｂおよびＤＡ＝ｃを承知していることからこれが可能である）。プリセット済みポリシーを基礎としてＭ１は、その種の要求を許可するか、または拒否することができる。要求が許可される場合には、マスタＭ１が、ｂに、それのＩＦ ６０６が縮小されるように、それの送信電力を低下させることを指示する。その結果としてリンクｂ→ｃ ６０４が、スループットの低減を経験することがある。

図７は、図６を絞り込んだ図解であり、リンクｂ→ｃ ６０４のための電力の低減によってノードｗがＩＦ（ｂ，ｃ） ７００の外に落ち、ノードｗがネットワーク２内の任意のノードから高いレートでデータを受信できるようになる。ｂのＱｏＳ制約(ＱｏＳ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ)がデータ・レートの低減を許容しない場合に、マスタＭ１は、干渉を回避するためにリンクｂ→ｃ ６０４を別の時間スロットに向けることもできる。

ノードが、別のノードのＩＦに属する場合であっても、通信を行い、それのＱｏＳ制約を満足できるということも可能である。たとえば、図６に示された、ｂとｃの間において高いデータ・レートのリンクがアクティブであり、かつノードｗがＩＦ（ｂ，ｃ）６０６に属する場合をここで再び考える。マスタＭ２は、ノードｗとの通信を希望する場合に、ｂに、それのＩＦの縮小を要求することなくそれを行うことができる。実際、Ｍ２およびｗの近接を考えると、それらのリンクは、ほとんど減衰を経験しない。この場合においては、Ｍ２が、わずかな量の送信電力を採用してチャンネル減衰およびｂからの干渉両方に打ち勝つことが可能となることがある。これが可能であれば、ＩＦ（ｂ，ｃ）６０６の縮小を要求する必要なく、リンクＭ２→ｗ ８００が確定される。図８は、図６を絞り込んだ図解であり、リンクＭ２→ｗ ８００が、干渉しているリンクｂ→ｃ ６０４と共存できる。リンクＭ２→ｗ ８００は、ＩＦ_ｍｉｎ（Ｍ２，ｗ） ８０２をもたらす。

手前の例においては、プロキシ・ノードｗが干渉を受け、ほかのネットワークのマスタＭ１と直接接触することができた。概して言えば、擾乱されるノード（ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ ｎｏｄｅ）がプロキシ・ノードでない場合にノードは、それ自体のマスタに、別のシステム内の干渉しているノードのＩＦの変更要求を送信する。マスタは、その後、その種の要求を当該そのほかのシステムに、マスタが到達域内にあれば直接、マスタが直接通信できない場合にはプロキシ・ノードを介した中継によって中継する。図９は、図６を絞り込んだ図解であり、リンクｗ→ｘ ９００がノードｂを擾乱するが、ノードｂはＭ２と直接通信することができない。破線の経路９０２によって示されているとおり、ｂが要求をＭ１に送信し、Ｍ１がその要求をプロキシ・ノードｃに中継し、ノードｃがその要求をマスタＭ２に中継する。マスタＭ１およびＭ２は、プリセット済みのポリシーを基礎として、要求を中継するか、または許可するかについてのローカルな決定を行うことができる。

類似した考え方を適用して、２より多くの同種（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）または異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）いずれのネットワークの場合に対してもテクニックを拡張することができる。異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークの場合には、同一のＰＨＹまたはメディア・アクセス・コントロール（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）（ＭＡＣ）を有していないノードが互いに通信できないという問題がある。この場合において本発明は、すべてのＰＬＣデバイスに共通の通信デバイスが利用されて何らかのデータ交換ができる実施態様を提供する。この共通ＰＨＹ間通信ケイパビリティ（ｃｏｍｍｏｎ ｉｎｔｅｒ−ＰＨＹ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）は、異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムの間において、どのような情報がどの程度交換されるかに応じて、非常に基本的なものとするか、またはより高度なものとすることができる。

図３２は、電力コントロールを通じてＳＴＲを達成するための方法を図解している。第１のネットワーク・ノードが、３２０２において第２のネットワーク・ノードに信号を伝える。受信した信号の受信品質または受信した信号内において伝えられた電力コントロールのうちのいずれかに基づいて、第２のネットワーク・ノードは、３２０４において、第１のネットワーク・ノードに対する情報の通信のために適切な電力レベルを決定する。その後３２０６において、第２のネットワーク・ノードが、決定した電力レベルで第１のネットワーク・ノードに対して情報を送信する。送信された情報を受信すると、第１のネットワーク・ノードは、３２０８において、その信号が適切に受信されたか否かを示す信号を第２のネットワーク・ノードに伝える。この信号は、たとえば肯定応答／否定応答（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ／ｎｏ ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）信号とすることができ、電力コントロール・フィードバック情報を含めることができる。第２のネットワーク・ノードが第１のネットワーク・ノードに伝える追加の情報を有する場合には、３２０４において第２のネットワーク・ノードが、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の受信品質またはそのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の内容のうちのいずれかに基づいて追加の情報を伝えるための適切な電力レベルを決定する。３２０４における電力レベル設定の各決定について、第２のネットワーク・ノードは、３２１０において、それのネットワークまたは隣接するネットワーク内に存在するそのほかのリンクの状態も考慮に入れることができる。

図３８は、ＰＬＣノードから伝えられる信号を受信する受信部３７０２を有するＰＬＣ電力コントロール装置３７００を図解している。電力決定部３７０６は、受信した信号に基づいて、特定のＱｏＳを満たしつつＰＬＣノードに情報を通信するために必要とされる電力を決定する。送信部３７０８は、決定された電力におけるそのＰＬＣノードに対する送信信号の中で情報を送信する。

特定のＱｏＳを満たしつつＰＬＣノードに対して情報を通信するために必要とされる電力は、受信品質決定部３７１０によって決定される受信した信号の受信品質から決定される。その代替としては、必要とされる電力が、受信した信号内で伝えられる電力コントロールから決定される。

受信部３７０２が、通信される情報についての肯定応答信号をＰＬＣノードから受信する。受信した肯定応答信号に基づいて電力決定部３７０６が、その後に続くそのＰＬＣノードに対する情報の通信に必要とされる電力を修正し、送信部３７０８が、修正された電力においてそのＰＬＣノードにその後に続く情報を送信する。それの代替としては、電力決定部３７０６が、そのＰＬＣノードに対するその後に続く情報を通信するための特定のＱｏＳを、別のリンク内において通信される情報の受信品質に基づいて修正し、当該その後に続く情報が、送信部３７０８によって、その修正されたＱｏＳと釣り合った電力においてそのＰＬＣノードに対して送信される。この、ほかのリンクはＰＬＣ電力コントロール装置３７００と関係しなくてもよく、言い替えるとそのリンクは、装置３７００以外のノード間のリンクとすることができる。当該ほかのリンクが、ＰＬＣ電力コントロール装置３７００以外のノードによって受信される場合には、修正されたＱｏＳの表示が、マスタ・ノードによって直接または第３のノードを介して間接的にＰＬＣ電力コントロール装置３７００に伝えられる。

１つの態様においては、電力決定部３７０６が、ＰＬＣノードとの通信リンクが、別の通信リンクに有害な影響を及ぼすことになるか否かを決定する。そうなる場合には、電力決定部３７０６がそれら２つのリンクに対して、それら２つのリンクにわたって直交通信リソース（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）を使用して情報が通信され、有害な効果が回避できるように直交通信リソースを割り当てる。

図３９は、ＰＬＣ集積回路モジュール３７５０を図解している。ＰＬＣ集積回路モジュール３７５０は、ＰＬＣ電力コントロール装置３７００を含む集積回路３７５２を有する。

追加のＳＴＲプロトコルは、以下に述べるが、隣接するネットワークの間の情報の交換に依存する。以下のプロトコルは、デバイスが電力コントロールを使用して干渉を制限することを必ずしも要求しない。しかしながらこれらのプロトコルは、電力コントロールと組み合わせて使用し、見込みのある全体的なネットワーク・スループットをさらに増加することができる。

（ノードの連結性の行列に基づくＳＴＲプロトコル）

すべての隣接するＰＬＣネットワーク内のすべてのＰＬＣデバイスが同種（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）である場合、すなわちそれらが共通利用可能であり、かつ互いにデータを通信できる場合を考える。ＰＬＣネットワークは、自律システム（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｓｙｓｔｅｍ）（ＡＳ）と呼ばれる。

すべてのビーコン区間内には、競合する時間帯（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）（ＣＷ）および競合のない時間帯（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｆｒｅｅ ｗｉｎｄｏｗ）（ＣＦＷ）が存在する。ＣＦＷは、複数の時間の時間分割多元（ＴＤＭ）の基本単位（ＴＥＵ）に分割可能であると仮定する。ＴＥＵは、マスタがＴＤＭＡのためにノードに対して割り付けることが可能な最小量の時間であり、時間帯ＣＦ内にはＳ個のＴＥＵが存在する。Ｎは、すべてのＡＳ内のノードの合計数を示す。

この実施態様においては、ＳＴＲプロトコルが（１）ノード連結性行列（ｍａｔｒｉｘ ｏｆ ｎｏｄｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）（ＭＮＣ）、つまりＮ×Ｎ行列、および（２）時間割り付け行列（ｍａｔｒｉｘ ｏｆ ｔｉｍｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎｓ）（ＭＴＡ）、すなわちＮ×Ｓ行列を採用する。

（ノード連結性行列（ＭＮＣ））

２つのノードをｉおよびｊとするとき、ＳＮＲ_ｉｊは、それらが互いに受信可能なＳＮＲを示す。ＭＮＣは、ＳＮＲ_ｉｊを基礎として構築される。ＭＮＣは、２値またはそれ以外とすることができる。

ＭＮＣが２値の場合には、有害な干渉のためのスレッショルド・レベルとしてＳＮＲ_ＴＨが定義される。ＭＮＣが２値でない場合には、要素ＭＮＣ（ｉ，ｊ）の値がＳＮＲ_ｉｊのレベルに依存し、これは、２つのノードが耐えることができる干渉のレベルの説明における細分性より高い細分性を可能にする。

電力線チャンネル伝達関数（ｃｈａｎｎｅｌ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）が等方性（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）であることから、チャンネル減衰は、概して対称である。このことは、ＭＮＣが対称行列であること、すなわちＭＮＣ（ｉ，ｊ）＝ＭＮＣ（ｊ，ｉ）を意味する。伝達関数は対称であるが、アプライアンス（ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ）によって生成されるノイズが局所性によって特徴付けられることから、電力線チャンネルが対称とならないことがある。ＭＮＣ内のノイズを含めるために、非対称エントリが強制される。たとえば、ノードｉまたはｊのうちのいずれかがノイズの多い状態（たとえばノイズの多いアプライアンス（ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ）の近く）にある場合には、これがＭＮＣ（ｉ，ｊ）≠ＭＮＣ（ｊ，ｉ）を強制することによって表される。たとえば、ＭＮＣ（ｉ，ｊ）＞ＭＮＣ（ｊ，ｉ）は、ノードｉがノイズの多い状態にあること（ｉ＞ｊの場合）またはその逆（ｉ＜ｊの場合）を表すべく設定される。

たとえば、ＭＮＣが２値の場合には、要素ＭＮＣ（ｉ，ｊ）が、（１）ノードｉとｊがＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨにおいて互いに信頼性をもって通信するＭＮＣ（ｉ，ｊ）＝１、および（２）ノードｉとｊが、実質的に互いに干渉することなく、それぞれのＳＮＲがＳＮＲ_ＴＨより小さいことから互いに信頼性をもって通信できないＭＮＣ（ｉ，ｊ）＝０になる。

ＭＮＣが３値の場合には、要素ＭＮＣ（ｉ，ｊ）を、（１）ノードｉとｊが、０＜ＳＮＲ＜ＳＮＲ_ＴＨ１において互いに受信、すなわちノードｉとｊが、実質的に互いに干渉せず、互いに信頼性をもって通信できないＭＮＣ（ｉ，ｊ）＝０、（２）ノードｉとｊが、ＳＮＲ_ＴＨ１＜ＳＮＲ＜ＳＮＲ_ＴＨ２において互いに受信するＭＮＣ（ｉ，ｊ）＝１、および（３）ノードｉとｊが、ＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨ２において互いに受信するＭＮＣ（ｉ，ｊ）＝３といった形にすることが可能であり、それにおいてＳＮＲ_ＴＨｘ（ｘ＝１，２）は異なるスレッショルドである。

図１０は、１つのマスタＭおよび３つのスレーブ・ノード｛ｘ，ｙ，ｚ｝を有する自律システムについてのネットワーク図１０００およびＭＮＣ １００２を図解している。必須ではないが、マスタＭは、それのビーコンのために使用される送信電力が、３つすべてのノードへの到達に必要とされる最小電力となるように電力コントロールを使用する。関連する２値のＭＮＣ １００２は、（１）マスタＭは、ＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨを伴うすべてのノードと送信（ＴＸ）／受信（ＲＸ）が可能であり、（２）ノードｙは、ＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨを伴うノードｚとＴＸ／ＲＸが可能であり、（３）ノードｘは、ＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨを伴うノードｙおよびｚとＴＸ／ＲＸが可能でない、という意味を有する。このことは、ノードｙおよびｚが常にＩＦ（ｘ）の外にあり、かつその逆にｘが常にＩＦ（ｙ）およびＩＦ（ｚ）の外にあることを意味する。図１０においては、ここに使用されているとおり、１が第１の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を表し、０が第２の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を表す。

図１１は、隣接する自律システムＡＳ１ １１００およびＡＳ２ １１０２を図解している。図１１に図解されているとおり、（１）ＡＳ１＝｛Ｍ１，ｘ，ｙ，ｚ，ｗ｝、（２）ＡＳ２＝｛Ｍ２，ａ，ｂ，ｃ，ｄ｝である。自律システムＡＳ１およびＡＳ２は、プロキシ・ノード｛ｃ，ｄ，ｗ｝を有し、システムＡＳ１およびＡＳ２内のノードの数は、（１）Ｎ１＝５、（２）Ｎ２＝５、および（３）Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２＝１０である。この例について、それらノードは電力コントロールを使用しない（しかしながら、これのどこかで述べているとおり、このテクニックは、電力コントロールを伴って使用できる）。関連する２値のＭＮＣ １１０４は、（１）マスタＭ１は、ＡＳ１内のすべてのノードおよびＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨを伴うＡＳ２のノード｛ｃ，ｄ｝とＴＸ／ＲＸが可能であり、（２）マスタＭ２は、ＡＳ２内のすべてのノードおよびＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨを伴うＡＳ１のノードｗとＴＸ／ＲＸが可能であり、（３）ノードｘは、ＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨを伴うノードｗを除くＡＳ１内のすべてのノードとＴＸ／ＲＸが可能であり、（４）ノードｘがＡＳ２のいずれのノードとも干渉することはなく、（５）ノードｙは、ＳＮＲ＞ＳＮＲ_ＴＨを伴うノードｚを除くＡＳ１内のすべてのノードとＴＸ／ＲＸが可能であり、かつ（６）ノードｙは、ＡＳ２内のノード｛ｃ，ｄ｝だけと干渉することになる、という意味を有する。

行列ＭＮＣは、いくつかの方法で構築および更新が可能である。たとえば、電力線チャンネルがブロードキャスト・チャンネルであることから、ノードｉによってノードｊに対して送信されパケットがノードｋによっても受信される。ノードｋは、パケットを“傍受（ｓｎｉｆｆｉｎｇ）”し、パケットが受信される電力レベルを測定することによってＭＮＣの部分を構築できる。より詳しくは、（１）ノードが、ほかのノードによって送信されたパケットからソース・アドレス（ＳＡ）を検出し、（２）それらＳＡを基礎として、すべてのノードがＭＮＣの行を構築し、かつ（３）ノードが、それらのＭＮＣ行を周期的にマスタ・ノードに送信する。

ＭＮＣは、能動的に構築することも可能である。詳しくは、ノードが規則的な間隔で特殊なパケットを送信し、ほかのノードがそれらのＭＮＣ行を構築することを可能にすることができる。それの代替としては、ノードが規則的な間隔でそれらのＭＮＣ行をマスタに対して送信し、マスタが完全なＭＮＣを構築し、その後そのＭＮＣの全体または更新を必要とする部分だけを、そのネットワーク内のすべてのノードが完全なＭＮＣ（ｆｕｌｌ ＭＮＣ）を更新し、かつ維持できるように、ビーコンとともにブロードキャストすることを可能にできる。

分散実装においては、ノードがそれらのＭＮＣ行を、ブロードキャスト・パケットとして到達域内のほかのすべてのノードに対して送信する。到達域内のすべてのノードは、その後この情報を用いてそれらのＭＮＣを更新する。到達域内にないノードは、それらのパケットを受信しないが、それらが干渉到達域内にないことからこれは問題とならない。

チャンネル特性が、減衰を含めて時間的に変動し、かつ幹線のＡＣサイクルと同期することから、１つの実施態様においては、ノードが、複数のＭＮＣを、すなわちＡＣサイクルにわたる各位相領域について１つのＭＮＣを維持する。

（時間割り付けの行列（ＭＴＡ））

ビーコン区間のＣＦＷ内にＳ個の時間のＴＥＵが存在する場合には、ＭＴＡがＮ×Ｓ行列となり、該当があれば禁制（forbidden）ＴＥＵがマークされる。たとえば、２値マーク付け｛０，１｝の場合であれば、（１）ＭＴＡ（ｉ，ｊ）＝０は、ノードｉがリンクのためにＴＥＵ＃ｊを使用できることを意味し、（２）ＭＴＡ（ｉ，ｊ）＝１は、ノードｉがそのＴＥＵ上でアクティブなリンクをすでに有すること、またはノードｉと干渉する別のノードによってそのＴＥＵが使用されていることのいずれかの理由で新しいリンクのためにＴＥＵ＃ｊをノードｉが使用することは不可能なことを意味する。４値マーク付けの場合｛０，１，Ｔ，Ｒ｝においては、（１）ＭＴＡ（ｉ，ｊ）＝０は、ノードｉがリンクのためにＴＥＵ＃ｊを使用できることを意味し、（２）ＭＴＡ（ｉ，ｊ）＝１は、ノードｉがリンクのためにＴＥＵ＃ｊを使用できないことを意味し、（３）ＭＴＡ（ｉ，ｊ）＝Ｔは、ノードｉにＴＥＵ＃ｊ上における送信が禁止されていることを意味し、（４）ＭＴＡ（ｉ，ｊ）＝Ｒは、ノードｉに、ＴＥＵ＃ｊ上における受信が禁止されていることを意味する。４値ＭＴＡは、送信における禁止と受信における禁止の間を差別化することから、いくつかのトポロジにおいては、空間的な再利用のファクタを増加する。

ＭＴＡ内のＴＥＵのマーク付けは、ＭＮＣによって表されるトポロジに依存する。リンクｘ→ｙを考えると、（１）送信禁止は、ｙ行上でＭＮＣを走査してマークされ、（２）受信禁止は、ｘ行上でＭＮＣを走査してマークされるという規則が存在する。

図１２（ａ）は、Ｓ＝６個のＴＥＵがあり、かつアクティブなリンクが存在しない場合の図１０のトポロジについてのＭＴＡを図解している。このＭＴＡにおいては、要素がすべてゼロである。

ノードｙとｚの間において、ＴＥＵ＃１および＃２を使用してリンクｙ→ｚが設定されると仮定する。図１２（ｂ）は、ＭＴＡ（ｙ，１）、ＭＴＡ（ｙ，２）、ＭＴＡ（ｚ，１）、およびＭＴＡ（ｚ，２）が１にセットされており、ＴＥＵ＃１および＃２上におけるノードｙおよびｚのＴＸ／ＲＸが阻止されていること（すなわち、禁止されているか、またはあらかじめ排除される）を示す。図１２（ｃ）は、ディスティネーション行である行ｚ上のＭＮＣを走査してＴＸ禁止がマークされることを図解している。ＭＮＣ（ｚ，Ｍ）＝１であることから、ＭＴＡ（Ｍ，１）＝ＭＴＡ（Ｍ，２）＝Ｔが、図１２（ｃ）に示されているとおり、マークされる。図１２（ｄ）は、ソース行である行ｙ上のＭＮＣを走査してＲＸ禁止がマークされることを図解している。ＭＮＣ（ｙ，Ｍ）＝１であることから、ＭＴＺ（Ｍ，１）＝ＭＴＡ（Ｍ，２）＝Ｒ。しかしながら、これら２つの要素がすでに“Ｔ”としてマークされていることから、図１２（ｄ）に示されるとおり、両方が“１”としてマークされ、ＴＸおよびＲＸの禁止が示される。

図１２（ｄ）は、リンクｙ→ｚがＴＥＵ＃１および２上において設定された後の最終のＭＴＡを示す。ＭＴＡ（ｉ，ｊ）＝０であれば、ノードｉがアクティブ・リンクを設定するためにＴＥＵ＃ｊを使用できることを意味する。

２つのＡＳおよびそれらの関連するＭＮＣ １１０４を示している図１１のシステムを考察する。ＭＮＣ １１０４がすでにわかっており、Ｓ＝４、ＭＴＡが４値であると仮定する。図１３（ａ）は、図１１のノードｘがノードｚとのリンクを要求する例についてのＭＴＡを図解している。図１３（ｂ）は、リンクａ→ｂが設定された例についてのＭＴＡを図解している。

集中スキーム（ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｓｃｈｅｍｅ）においては、（１）マスタだけがＭＴＡの維持および更新を行い、（２）ノードがマスタに要求を送信してＴＤＭＡ割り付けを獲得しなければならず、（３）マスタがビーコン内においてＴＤＭＡ割り付けをアドバタイズし、（４）マスタが、ビーコン内において、それ独自のＡＳに関係するＭＴＡ部分行列をアドバタイズし、かつ（５）プロキシ・ノードがほかのマスタに、最初のマスタのビーコン内において送信されたＭＴＡ部分行列を知らせる。

分散スキーム（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｃｈｅｍｅ）においては、（１）すべてのノードがＭＴＡの維持および更新を行い、（２）マスタがビーコン内においてＭＴＡをアドバタイズすることがあり、（３）ノードがＴＥＵの割り付けを自律的に決定した後、マスタに対して管理プロトコル・データ単位（ＰＤＵ）を送信し、続いてマスタが、ネットワーク全体に対して新しいＴＤＭ割り付けをブロードキャストし、かつ（４）プロキシ・ノードが、隣接するＡＳに知らせる。

（ＭＮＣ／ＭＴＡ ＳＴＲプロトコルの説明）

ＭＮＣ／ＭＴＡ ＳＴＲプロトコルは、図３５および図３６（これについては、図１１を参照して詳細を後述する）に図解されているとおり次の動作を含む。

１．ノードｘが、それのマスタに、ｙに対する送信のためのＴＥＵを要求する（ステップ３５０２）。
２．マスタＭはＭＴＡの列を走査し、次の条件のうちのいずれかが満たされるまで、利用可能なＴＥＵをサーチする。
ＭＴＡ（ｘ，ｊ）＝ＭＴＡ（ｙ，ｊ）＝０または
ＭＴＡ（ｘ，ｊ）＝Ｒ、かつＭＴＡ（ｙ，ｊ）＝Ｔ（ステップ３５０４）。
３．サーチが成功した場合には（ステップ３５０６）ＭがＭＴＡ（ｘ，ｊ）＝１およびＭＴＡ（ｙ，ｊ）＝１をセットし（ステップ３５１０）、それ以外はｘの要求が拒否される（ステップ３５０８）。
４．Ｍが、次のとおりにＭＴＡ内の各ノードｋについてＴＸおよびＲＸの禁止をマークする。
ＭＴＡ（ｋ，ｊ）＝０であれば、
ＭＮＣ（ｘ，ｋ）＝１の場合にＭＴＡ（ｋ，ｊ）＝Ｒ
ＭＮＣ（ｙ，ｋ）＝１の場合にＭＴＡ（ｋ，ｊ）＝Ｔ
ＭＴＡ（ｋ，ｊ）＝Ｔであれば、
ＭＮＣ（ｘ，ｋ）＝１の場合にＭＴＡ（ｋ，ｊ）＝１
ＭＴＡ（ｋ，ｊ）＝Ｒであれば、
ＭＮＣ（ｙ，ｋ）＝１の場合にＭＴＡ（ｋ，ｊ）＝１（ステップ３５１２）。
５．マスタＭが、ＴＥＵ＃ｊをリンクｘ→ｙに割り当てる（ステップ３５１４）。
６．Ｍが、それのビーコン上でリンク割り付けをアドバタイズし、送信ｘ→ｙが開始する（ステップ３５１６）。
７．Ｍが、ＭＴＡの更新された列ｊとともに管理ＰＤＵをプロキシ・ノードに送信する（ステップ３５１８）。
８．プロキシ・ノードが、ほかのネットワークのマスタに対してその管理ＰＤＵを中継し、ＡＣＫを待機する（ステップ３５２０）。
９．プロキシ・ノードが、ほかのマスタのＡＣＫをそれらのそれぞれのマスタに中継する（ステップ３５２２）。

２つのＡＳおよびそれらのＭＮＣを示している図１１のシステムを考察する。ＭＮＣがすでにわかっており、Ｓ＝４、ＭＴＡが４値、かつ上記のステップ１〜５だけを考察する。当初は、いずれのＴＤＭＡリンクもアクティブでなく、すべてのｉおよびｊについてＭＴＡ（ｉ，ｊ）＝０である。図１４（ａ）は、図１１に図解されたシステム内において、ノードｘがリンクｘ→ｚのための２つのＴＥＵを要求したときの、４値ＳＴＲプロトコルのステップ３の完了時のＭＴＡを図解している。図１４（ｂ）は、その４値ＳＴＲプロトコルのステップ４の完了時の図１４（ａ）のＭＴＡを図解している。

このとき、ノードａがリンクａ→ｂのための１つのＴＥＵを要求する。図１５（ａ）は、図１４（ｂ）に図解されたＭＴＡを有するシステム内において、ノードａがリンクａ→ｂのための１つのＴＥＵを要求したときの、４値ＳＴＲプロトコルのステップ３の完了時のＭＴＡを図解している。図１５（ｂ）は、その４値ＳＴＲプロトコルのステップ４の完了時の図１５（ａ）のＭＴＡを図解している。２つのリンクが同一のＴＤＭスロット＃１上において同時にアクティブであることから、この例においては空間／時間の再利用が達成されている。

このとき、ノードｄがリンクｄ→ｃのための１つのＴＥＵを要求する。図１６（ａ）は、図１５（ｂ）に図解されたＭＴＡを有するシステム内において、ノードｄがリンクｄ→ｃのための１つのＴＥＵを要求したときの、４値ＳＴＲプロトコルのステップ３の完了時のＭＴＡを図解している。図１６（ｂ）は、その４値ＳＴＲプロトコルのステップ４の完了時の図１６（ａ）のＭＴＡを図解している。このとき３つのリンクが同一のＴＤＭスロット＃１上において同時にアクティブとなることから、さらに空間／時間の再利用が達成される。

ここでノードＭ１がリンクＭ１→ｗのための２つのＴＥＵを要求する。図１７（ａ）は、図１６（ｂ）に図解されたＭＴＡを有するシステム内において、マスタＭ１がリンクＭ１→ｗのための１つのＴＥＵを割り付けたときの、４値ＳＴＲプロトコルのステップ３の完了時のＭＴＡを図解している。図１７（ｂ）は、その４値ＳＴＲプロトコルのステップ４の完了時の図１７（ａ）のＭＴＡを図解している。３つのリンクだけが同一のＴＤＭスロット＃１上において同時にアクティブとなっていることから、追加の空間／時間の再利用は達成されていない。

上記の空間／時間の再利用の例が示すとおり、６つのＴＥＵを同時に使用する４つのアクティブ・リンクは、Ｓ＝４のＴＥＵだけが利用可能であるとき、平均して５０％の全体的なスループットにおける増加を提供する。

図３３は、ＭＮＣおよびＭＴＡの使用を通じてＳＴＲを達成する方法を図解している。マスタ・ノード等のネットワーク・ノードが、３３０２において、それのネットワーク内、またはそれのネットワークおよび隣接するネットワーク両方の中のノードペアについてのＱｏＳを決定する。ノードペアについてのＱｏＳ情報に基づいて、マスタ・ノードが、３３０４においてそのノードペアに通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当てる。マスタは、３３０６において、要求時にノードペアにチャンネルを割り付けるが、割り付けたチャンネルと干渉するおそれのあるほかのノードペアが、そのチャンネルにアクセスすることを３３０８において排除する。それに加えてマスタは、３３１０において、そのチャンネルに非干渉ノードを割り当てることができる。

図４０（ａ）は、通信チャンネルを割り付けるためのＳＴＲ装置３８００を図解している。ＳＴＲ装置３８００は、ネットワーク内の複数のノードペアのそれぞれについて、そのノードのペアが特定のＱｏＳにおいて通信できるか否かを決定するノードペア通信決定部３８０２を含む。通信可否指標割り当て部３８０４は、特定のＱｏＳにおいて通信できると決定された各ノードのペアに対して第１の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、それ以外は各ノードのペアに対して第２の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当てる。通信チャンネル割り付け３８０６は、第１の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）が割り当てられた第１および第２のネットワーク・ノードのペアについて、第１のノードから第２のノードへのペイロード情報の通信のための通信チャンネルを割り付ける。通信チャンネル割り付け３８０６は、別のネットワーク・ノードがそのチャンネルに同時に割り付けられることを、他方のノードと第１のノードのペアまたは他方のノードと第２のノードのペアのいずれかに第１の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）が割り当てられる場合に部分的に、または完全に排除する。

図４０（ｂ）は、ＳＴＲ集積回路モジュール３８５０を図解している。ＳＴＲ集積回路モジュール３８５０は、ＳＴＲ装置３８００を含む集積回路３８５２を有する。

（異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークのための空間／時間再利用プロトコル）

異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークは、すべてのデバイスが同一のＰＨＹ（変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、コーディング（ｃｏｄｉｎｇ）、帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）等々）を有していないというように、共通利用できないデバイスを有するネットワークである。たとえば、１つのＡＳが、ＰＨＹ−Ａを使用するデバイスを含み、２番目のＡＳがＰＨＹ−Ａとは異なるＰＨＹ−Ｂを使用するデバイスを含む場合である。この場合において、ＰＨＹ−Ａを使用するＡＳ（ａ）内のデバイスとＰＨＹ−Ｂを使用するＡＳ（ｂ）内のデバイスの間の通信は、それらのシステム固有通信プロトコル（ｎａｔｉｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ）を使用した場合に不可能である。各ＡＳは、それにもかかわらず上記のＳＴＲプロトコルを使用することができるが、情報は、同種（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）の、すなわち共通利用（ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｌｅ）できるノードを有するＡＳの間においてのみ交換可能である。この実施態様は、最低限共通化が可能な異種ネットワーク内のデバイスのためのプロトコルを提供することによってＳＴＲ利得を増加させるためのテクニックを提供する。

この実施態様は、異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワーク内のデバイス間に限られた相互運用性を提供するための２つのテクニック、すなわち簡易な共通シグナリング・スキーム（Ｓ−ＣＳＳ）および強化共通シグナリング・スキーム（Ｅ−ＣＳＳ）を提供する。Ｓ−ＣＳＳデバイスは、それらのシステム固有通信プロトコル（ｎａｔｉｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ）に加えて簡易な共通シグナリング・スキームを装備しており、このスキームは、それらのデバイスがデータ・パケットを交換することを可能にしないが、それにもかかわらず、特定のＰＨＹを用いるＡＳのネットワーク内におけるそれらのデバイスのプレゼンス／アブセンス（ｐｒｅｓｅｎｃｅ／ａｂｓｅｎｃｅ）、または同じＰＨＹを有する特定セットのＡＳの帯域幅要件といった非常に基本的な情報の交換を可能にし、その後この基本情報がＳＴＲプロトコルによって利用される。Ｅ−ＣＳＳデバイスは、それらのシステム固有通信プロトコル（ｎａｔｉｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ）に加えて共通のシグナリング・スキームを装備しており、このスキームは、簡易な共通シグナリング・スキームより高機能であり、ＳＴＲプロトコルに有用なデータを含むパケットの交換を可能にする。

デバイスが単純シグナリング・スキームを装備している場合には、前述したとおりに電力コントロールに基づいてＳＴＲプロトコルを使用することも可能である。２つの異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ＡＳの間において干渉領域（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を修正するための要求を交換することは可能でないかも知れないが、基本の共通シグナリング・スキームを介して伝達される情報が各ＡＳによって生成される干渉領域（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）の修正に利用される。

より高機能の、データ・パケットの交換を可能にする共通シグナリング・スキームの使用は、異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ノードが行列ベースのＭＮＣ／ＭＴＡ ＳＴＲプロトコルを使用することを可能にする。Ｅ−ＣＳＳの使用は、同種（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークに関して前述したＳＴＲプロトコルを、いくつかの修正を伴ってサポートする。

（簡易な共通シグナリング・スキーム（Ｓ−ＣＳＳ））

ネットワーク上のすべてのＰＬＣデバイスが、システム固有のシグナリング・スキーム（ｎａｔｉｖｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）に加えて、簡易なシグナリング・スキーム（ＣＳＳ）に従って単純マルチキャリア波形を生成するケイパビリティを有すると仮定する。これは、メモリ内に波形のサンプルをストアし、メモリから直接デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータにそのサンプルを提供することによって達成される。この方法は、システム固有（ｎａｔｉｖｅ）のマルチキャリア・シグナリング・スキームを有していないデバイスにおいてさえも実装可能である。Ｐ個の異なるＳ−ＣＳＳが存在することを仮定し、各々のマルチキャリア波形が識別可能である“Ｓ−ＣＳＳ”であることを仮定するが、これにおいてＰは、異なるシステム固有・シグナリング・スキーム（ｎａｔｉｖｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）の数である。

特定のＰＨＹを有するすべてのデバイスは、Ｓ−ＣＳＳを同時に、かつ周期的に送信する。特定のＰＨＹを有するすべてのシステムは、ＡＣ幹線のゼロクロスからの一定のオフセットにおいてラウンド・ロビン態様でＳ−ＣＳＳを送信する。

図１８は、異なるシステム固有・シグナリング・スキーム（ｎａｔｉｖｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）、すなわちＰＨＹ−Ａ、ＰＨＹ−Ｂ、およびＰＨＹ−Ｃを有する３つのシステムのデバイスがそれらのＳ−ＣＳＳを送信する例を図解している。ＰＨＹ−Ａを有するすべてのデバイスは、Ｐ＝３個の同期期間ＴＨ毎にＳ−ＣＳＳ（Ａ）を送信する。同様に、ＰＨＹ−Ｂを有するすべてのデバイスは、Ｓ−ＣＳＳ（Ａ）の送信からＴＨのオフセットで、Ｐ＝３個の同期期間ＴＨ毎にＳ−ＣＳＳ（Ｂ）を送信する。同様に、ＰＨＹ−Ｃを有するすべてのデバイスは、Ｓ−ＣＳＳ（Ａ）の送信から２−ＴＨのオフセットで、かつＳ−ＣＳＳ（Ｂ）の送信からＴＨのオフセットでＰ＝３個の同期期間ＴＨ毎にＳ−ＣＳＳ（Ｃ）を送信する。

このＣＳＳスキームにおいては、特定ＰＨＹのすべてのノードが同一の情報を、同時にベースバンド・マルチキャリア波形を使用して送信することから、ほかのノードが重ね合わされた信号を検出できる。ノードは、ネットワーク状態、すなわちそのネットワーク上にある異なるシステム固有・シグナリング・スキーム（ｎａｔｉｖｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）を伴うシステムの数を、いずれのＳ−ＣＳＳ波形が送信されたかを検出することによって検出する。図１９（ａ）は、３つの異なるシステム固有・シグナリング・スキーム（ｎａｔｉｖｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ）の存在を示す３つのＳ−ＣＳＳ波形の検出を図解している。

各Ｓ−ＣＳＳ信号は、ＡＣゼロクロスからの一定のオフセットで送信される。送信機会の時間帯が定義され、システムは、それらの時間帯の中で送信を行い、自身のネットワーク上における存在（ｐｒｅｓｅｎｃｅ）を知らせる。特定のＰＨＹのデバイスが存在しない場合には、対応する送信機会の時間帯内において送信が生じない。図１９（ｂ）は、３つのＳ−ＣＳＳ波形のうちの２つだけが検出された例を図解している。

まったく同じＳ−ＣＳＳの送信の周期ＴＨは、１つの実施態様においては、ＡＣ電源のサイクルの整数倍である。図２０は、連続的なＳ−ＣＳＳ送信の間の時間が、さらにＵ個のＴＤＭ単位（ＴＤＭＵ）に細分され、各ＴＤＭＵがＳ個のＴＤＭスロット（ＴＤＭＳ）に細分される実施態様を図解している。ＵおよびＳの値は、特定のファクタに基づいて選択される。Ｕは、ネットワーク状態の更新の周期（または、待ち時間）に基づいて決定される。Ｓは、帯域幅の細分性と、ＡＳのパケットが許容できる最小待ち時間の間におけるトレードオフで決定される。ＵおよびＳの例示的な値は、３≦Ｕ≦１０であり、ＳはＰの整数倍とする。しかながら、これらの値の選択は、アプリケーションに依存する。

ネットワーク状態の知識は、プリセット済みのポリシーを基礎としてリソースがどのように共有されるかを決定するために使用される。基本概念は、ネットワーク状態が、ＴＤＭＵ内の特定のＴＤＭＡに関連付けされるということである。明瞭のため、ここでの例は特定のポリシーおよび異なるシステム固有（ｎａｔｉｖｅ）ＰＨＹの最大数がＰ＝３に等しいと仮定するが、本発明は、一般的（ｇｅｎｅｒａｌ）であり、これらのポリシーから独立している。実際においては、市場にあるデバイスおよび標準化の状態が、プリセット済みのポリシーをはじめ、Ｐ、Ｓ、およびＵについての最適化された値を生成するべく考慮に入れられる。一般性を失うことなく、以下の例においては、次に挙げるポリシーを遵守する。３つすべてのＰＨＹが存在する場合には、（１）ＰＨＹ−Ａデバイスにそれらのリソースの５０％まで使用する権利が与えられ、（２）ＰＨＹ−Ｂデバイスにそれらのリソースの２５％まで使用する権利が与えられ、（３）ＰＨＹ−Ｃデバイスにそれらのリソースの２５％まで使用する権利が与えられる。２つのＰＨＹだけしか存在しない場合には、各システムに、それらのリソースの５０％まで使用する権利が与えられる。各システムは、それぞれのＱｏＳ制約が許容する場合には、より少ないリソースを使用してよい。またシステムは、別のシステムがそれの持っていたリソースを放棄する場合に、プリセット済みのポリシーよりも多くの、または少ないリソースを使用できる。この特徴は、動的帯域幅割り当て（ＤＢＡ）と呼ばれる。

システムは、Ｓ−ＣＳＳ信号を使用して、それらのリソースのための要求をほかのすべてのデバイスに報知する。たとえば図２０には、ウインドウ内の複数のＳ−ＣＳＳフィールドが示されている。ウインドウ内の最初のフィールドｂ０は、システムの存在（ｐｒｅｓｅｎｃｅ）を報知し、ウインドウ内の２番目のフィールドｂ１は、リソース要件を報知する。フィールドｂ１内にＳ−ＣＳＳ（Ａ）が存在する場合には、それが、そのＰＨＹ−Ａデバイスがそれに利用可能なすべての（すなわち、ポリシーによる権利分の）リソースを欲していることを意味する。フィールドｂ１内にＳ−ＣＳＳ（Ａ）が存在しない場合には、ＰＨＹ−Ａデバイスが、ほかのシステムの利益のためにいくつかのリソースを放棄可能であることを意味する。ほかのウインドウのフィールドもまた存在し、たとえばＤＢＡの実装におけるより高い帯域幅の細分性、システムの再同期、および周波数分割多重化（ＦＤＭ）リソース共有の要求といったいくつかの特徴を可能にすることができる。フィールドｂｘ（ｘ＝１，２，３．．．）の存在は、必須ではないが、電力線チャンネル上における複数のシステム間のより良好なリソース共有を可能にする。

ネットワーク状態がどのように特定のＴＤＭＡ構造に関連付けされるかについての例として、ネットワーク内のノードが、図１９（ａ）に示されるとおりの３つすべてのＰＨＹのＳ−ＣＳＳ波形を検出することを仮定する。図２１は、前述のポリシーがＳ＝１２の場合に満たされたＴＤＭＡ構造を図解している。

ネットワーク状態がどのように特定のＴＤＭＡ構造に関連付けされるかについての別の例として、ネットワーク内のノードが、図１９（ｂ）に示されるとおり、ＰＨＹ−ＡおよびＰＨＹ−ＣだけのＰＨＹのＳ−ＣＳＳ波形を検出することを仮定する。図２２は、前述のポリシーがＳ＝１２の場合に満たされた２つのＴＤＭＡ構造を図解している。これら２つの解決策は、システムに対して保証可能な最小待ち時間に関して異なる。

両方の例において、システムには、インターリーブされたＴＤＭＳが割り当てられて待ち時間が最小化される。異なる割付方法としては、連続するＴＤＭＳの塊が割り当てられる。この解決策は、実装を簡略化するが、待ち時間を最小化しない。ここでもＱｏＳ制約を基礎として適切な選択が行われ、ケースごとの根拠に依存する。

図２３〜図２５は、２つのＳ−ＣＳＳウインドウのフィールド、すなわちｂ０およびｂ１がリソース要件の報知に使用されるときの、Ｓ＝１２およびＰ＝３についてのＴＤＭＡ構造を図解している。この特定の例においては、各ＴＤＭＵの開始時に２つのＴＤＭＳスロットが導入され、それをＣＳＭＡ内のすべてのシステムによって使用できる。

使用のために利用可能な特別なＴＤＭＡ構造に関して言えば、すべての利用可能なＴＤＭＡ構造およびネットワーク状態に対するそれらの関連がそのネットワーク上のすべてのデバイスに既知であることが必要とされる。１つの実施態様においては、これらのＴＤＭＡ構造がメモリ内にプリセットされる。実際上はメモリ内にストアされる利用可能なＴＤＭＡ構造の数に制約を掛けるが、本発明は、任意数のプリセット済みのＴＤＭＡ構造を伴って機能できる。

Ｓ−ＣＳＳプロトコルは、次に示すとおり、電力コントロールを使用して機能することもできる。必ずしもすべてのノードがそれぞれのＩＰＰ波形を同時に送信せず、それに代えて次の同期期間にデータの送信を計画しているノードだけが同時にＩＰＰを送信する。ノードは、データの送信を計画していない場合にＩＰＰ波形を送信しない。またノードは、Ｄ１およびＤ２内においてＣＳＭＡを使用して充分な送信ができるときにはＩＰＰ波形を送信する必要がない。所望のリンクを確立するための最小必要電力を評価した後、ノードは、最大電力ではなく、その電力でＩＰＰ波形を送信する。これは、そのノードの干渉領域（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）を縮小する効果を有する。

（Ｓ−ＣＳＳに基づく異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークのためにＳＴＲプロトコル）

以下のＳＴＲプロトコルは、異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークのために設計され、Ｓ−ＣＳＳの可用性およびそのネットワークと曖昧でなく関連付けされた既知のＴＤＭＡ構造のセットを利用する。手前で述べたとおり、共通のシステム固有（ｎａｔｉｖｅ）のＰＨＹを共有するすべてのノードは、Ｓ−ＣＳＳを同時に、周期的に、または時折送信し、かつほかのシステム（図１８および図１９（ａ）、（ｂ）参照）とともにラウンド・ロビン方式で送信する。

システムのすべてのノードはフィールドｂ０内において、そのうちのいくつかはさらにフィールドｂ１において、それぞれのリソース要件に従って送信する。システムの各ノードは、ほかのシステムのノードのＳ−ＣＳＳとの重ね合わせを検出する。この検出に基づいて各ノードは、別のＰＨＹシステムと同時に信号の送信／受信が可能か否か（ＳＴＲ利得を達成できる独立したノード）または別のＴＤＭＳを使用することによってそれの動作直交化しなければならないか（すなわち、時間共有のケース）を決定する。図２６は、時間共有を使用して通信を直交化する２つの異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムを図解している。

各ノードは、干渉インデクス・ベクトル（ＩＩＶ）を自律的に構築する。それらのそれぞれのマスタ・ノードに対する通信時に、システムのすべてのＩＩＶのセットが共存ＰＨＹリスト（ＣＰＬ）を形成する。ＩＩＶは、１つのシステム内のノードが異なるＰＨＹを使用するほかのシステムからＳ−ＣＳＳを検出できるか否かを示す。図２７（ａ）は、３つの異なるＰＨＹを伴う３つのシステムにどのような相互の干渉が可能であるかを図解している。

図２７（ｂ）は、ＰＨＹ−Ｃを使用するシステムのノードによって生成されるＣＰＬを図解している。図２７（ｂ）に図解されたＣＰＬは、マスタＭｃはＳ−ＣＳＳ（Ｂ）のフィールドｂ０を検出するが、フィールドｂ１を検出しないことを示し、これは、１つまたは複数のＰＨＹ−Ｂシステム・ノードがＭｃの通信と干渉する可能性があること、およびマスタＭｃによって検出されるＰＨＹ−Ｂノードがそれらの最大利用可能リソースを要求していないことを意味する。ノードｘは、異なるＰＨＹを伴う任意のノードの存在（ｐｒｅｓｅｎｃｅ）を検出しない。ノードｙは、Ｓ−ＣＳＳ（Ｂ）およびＳ−ＣＳＳ（Ａ）のフィールドｂ０およびｂ１を検出し、それらは、ノードｙの通信と干渉する１つまたは複数のＰＨＹ−Ｂシステム・ノードおよび１つまたは複数のＰＨＹ−Ａシステム・ノードが存在すること、これらのシステムのうちのそれぞれの１つまたは複数が最大利用可能リソースを要求していることを示す。ノードｚは、Ｓ−ＣＳＳ（Ａ）のフィールドｂ０およびｂ１を検出し、それらは、１つまたは複数のＰＨＹ−Ａシステム・ノードがノードｚの通信と干渉する可能性があること、ノードｚによって検出された１つまたは複数のＰＨＹ−Ａノードがそれらの最大利用可能リソースを要求していることを示す。ＰＨＹ−Ｃを使用するシステム内のすべてのノードは、それぞれの存在（ｐｒｅｓｅｎｃｅ）を送信し、かつ低減されたリソースを受け入れできることを通知するノードｙを除き、それぞれの最大リソースのための要求を送信する。

図２３〜図２５に示されているとおり、すべてのＩＩＶは、ＴＤＭＡ構造に関連付けされる。たとえば、ＩＩＶ（ｘ）｛Ｂ，Ｃ，Ａ｝＝“００ １１ ００”はパターン６に対応し、ＩＩＶ（ｚ）｛Ｂ，Ｃ，Ａ｝＝“００ １１ １１”はパターン４に対応する。ノードｘは、ノードｚとの通信を希望するとき、使用可能スロットテーブル（ＵＳＴ）を計算することによっていずれのＴＤＭＳを使用するべきかが即座にわかる。図２７（ｃ）は、図２７（ｂ）のＣＰＬのためのＵＳＴを図解している。ＵＳＴの各スロットは、センダー（sender）およびレシーバのＴＤＭＡ構造が共通のＴＤＭＳ値を有するときに１を有し、それ以外は０を有する。リンクｘ→ｚは、その後、ＵＳＴ内の“１”がマークされたＴＤＭＳを使用して設定される。たとえばリンクｘ→ｚは、ＵＳＴスロット３、４、７、８、１１、１２がすべて１であることからＴＤＭＳ３、４、７、８、１１、１２内において情報を通信できる。

（異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ＳＴＲプロトコルの説明）

異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ＰＨＹのためのＳＴＲプロトコルは次に示すステップを有し、それらを図３７に図解する。

１．起動
起動、Ｓ−ＣＳＳ周期との同期等（ステップ３６０２）
２．各ノードがリソース要件に従ってＳ−ＣＳＳを送信する（ステップ３６０４）。
３．各ノードがほかのシステムのＳ−ＣＳＳを検出し、次のとおりにＩＩＶをセットする。
受信された信号が強い場合、すなわちスレッショルドより大きい場合に１、
受信された信号が弱い場合、すなわちスレッショルドより小さい場合に０（ステップ３６０６）。
４．各ノードがそれのＩＩＶに対応するＴＤＭＡ構造を選択し、各ノードが、それのシステムに対して割り当てられた専用のＴＤＭＳ内においてだけ送信できるようになる（ステップ３６０８）。
５．各ノードがそれのＩＩＶをマスタ・ノードに通信し、マスタがＣＰＬを更新する（ステップ３６１０）。
６．各マスタ・ノードがそれのシステム内のすべてのノードに対して、たとえばビーコンを使用してそれのＣＰＬを報知する（ステップ３６１２）。
７．すべてのノードがＵＳＴを作成し、別のノードとの通信を希望するときには、ＵＳＴ内の“１”がマークされたＴＤＭＳを使用する（ステップ３６１４）。

図４２は、この新しいＳＴＲアルゴリズムをより包括的に図解している。図４２に図解されているとおり、各ノードは、ほかのノードによって送信された共通信号を検出する（ステップ４００２）。各ノードは、検出した信号に基づいてネットワーク状態を決定し（ステップ４００４）、決定したネットワーク状態に基づいて特定のＴＤＭＡ構造を選択する（ステップ４００６）。

図２８（ａ）および図２８（ｂ）は、２つのＡＳを図解しており、一方はＰＨＹ−Ｂを使用し、他方はＰＨＹ−Ｃを使用する。各システムは、４つのノードを有し、そのうちの１つがマスタ、３つがスレーブである。システムＢ ２８００内のすべてのノードは、ＩＰＰ信号｛ｂ０，ｂ１｝＝｛１，０｝を送信する。システムＣ ２８０２内のノードについては、ノードａ、ｂ、およびｃが｛ｂ０，ｂ１｝＝｛１，０｝を送信し、Ｍｏが｛１，１｝を送信する。システムＢ ２８００内のノードは、ＩＰＰ信号を受信し、それぞれのＩＩＶ＝｛Ｂ，Ｃ，Ａ｝を作成する。ここで、（１）ノードｘおよびｚについて、図２３および図２８（ａ）に示されているとおり、ＩＩＶ＝｛１０，００，００｝（システムＣ ２８０２からのすべての信号がよわい）→パターン５を、（２）マスタＭｗおよびノードｙについて、図２５および２８Ｂに示されているとおり、ＩＩＶ＝｛１０，１１，００｝（システムＣ ２８０２から強いＩＰＰ信号がある）→パターン１７を仮定する。

図２９（ａ）は、図２８（ａ）および図２８（ｂ）の異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムについて、システムＢ ２８００内の各ノードがマスタＭｗに対してそれぞれのＩＩＶをレポートすることを図解している。図２９（ｂ）は、ノードｘ、ｙ、およびｚから受信したＩＩＶに基づいてマスタＭｗによって生成されたＣＰＬを図解している。図２９（ｃ）は、生成したＣＰＬを、ビーコン等の信号を通じてノードｘ、ｙ、およびｚに対してブロードキャストするマスタＭｗを図解している。図２９（ｄ）は、ノードＭｗ、ｘ、ｙ、およびｚのＩＩＶに従って選択されたＴＤＭパターンを図解している。

図３０（ａ）、（ｂ）は、図２８（ａ）、（ｂ）の異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムを図解しており、それにおいてはノードｘ、ｙ、およびｚがＩＰＰ｛ｂ０，ｂ１｝＝｛１，０｝を送信し、マスタＭｗが｛１，１｝を送信し、システムＣ ２８０２内のノードが受信したＩＰＰからそれぞれのＩＩＶｓ＝｛Ｂ，Ｃ，Ａ｝を作成する。ここでマスタＭｏのＩＩＶが｛１０，１１，００｝、ノードａおよびノードｃのＩＩＶが｛１０，１０，００｝、ノードｂのＩＩＶが｛００，１０，００｝であると仮定する。システムＣ ２８０２内の各ノードは、それぞれのＩＩＶをマスタＭｏにレポートする。図３０（ｃ）は、ノードａ、ｂ、およびｃから受信したＩＩＶに基づいてマスタＭｏによって生成されたＣＰＬを図解している。図３０（ｄ）は、ノードＭｏ、ａ、ｂ、およびｃのＩＩＶに従って選択されたＴＤＭパターンを図解している。詳しくはパターン６がノードｂのために選択され、パターン２がノードａおよびｃのために選択され、パターン１７がマスタＭｏのために選択される。

図３１（ａ）は、図２８（ａ）の異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムを図解しており、それにおいてはリンクｘ←→ｚ ３１００およびリンクａ←→ｂ ３１０２が設定されている。図３１（ｂ）は、通信のためにノードｘおよびｚによって選択されたＴＤＭパターンを図解している。ノードｘおよびｚが同一のＴＤＭパターンを採用し、このパターンがシステムＢ ２８００の通信にすべての時間スロットを割り付けることから、ノードｘおよびｚは、すべてのＴＤＭスロット内において通信することができる。図３１（ｃ）は、通信のためにノードａおよびｂによって選択されたＴＤＭパターンを図解している。ノードａおよびｂのＴＤＭがスロット４、５、８、９、および１２内の共通のリソース（すなわち、システムＣ ２８０２のリソース）を共有することから、ノードａおよびｂは、ＴＤＭスロット４、５、８、９、および１２内において通信することができる。

図３１（ｄ）は、図２８（ａ）の異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）システムを図解しており、それにおいては、リンクｘ←→ｙ ３１０４およびリンクａ←→ｃ ３１０６が設定されている。図３１（ｅ）は、通信のためにノードｘおよびｙによって選択されたＴＤＭパターンを図解している。ノードｘおよびｙのＴＤＭがスロット３、７、１０、および１１内の共通のリソース（すなわち、システムＢ ２８００のリソース）を共有することから、ノードｘおよびｙは、ＴＤＭスロット３、７、１０、および１１内において通信することができる。図３１（ｆ）は、通信のためにノードａおよびｃによって選択されたＴＤＭパターンを図解している。ノードａおよびｃのＴＤＭがスロット４、５、８、９、および１２内の共通のリソース（すなわち、システムＣ ２８０２のリソース）を共有することから、ノードａおよびｃは、ＴＤＭスロット４、５、８、９、および１２内において通信することができる。

リンクｘ←→ｚ ３１００およびａ←→ｂ ３１０２が同時に情報を通信するが、ノードｘおよびｚのＩＩＶは、ノードａおよびｂから有意の干渉をこれらのノードが受けないことを示し、同様にその逆も示される。したがって、システムＢ ２８００およびＣ ２８０２に共通の通信リソースの空間的直交性および５０％のＳＴＲ利得が、図３１（ａ）に図解されたリンクについて達成される。

また、リンクｘ←→ｙ ３１０４およびａ←→ｃ ３１０６のそれぞれは、図３１（ｄ）に図解されているとおり、他方に有意の干渉を作り出すことがあり得るが、図３１（ｅ）および図３１（ｆ）は、システムＢ ２８００およびＣ ２８０２に共通の通信リソースの時間的直交性が、図３１（ｄ）に図解されたリンクについて、どのようにすれば達成されるかを図解している。より詳細に述べれば、リンクｘ←→ｙ ３１０４は、ＴＤＭスロット３、７、１０、および１１内において通信し、リンクａ←→ｃ ３１０６は、ＴＤＭスロット４、５、８、９、および１２内において通信する。

図３４は、異種（Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ）ネットワークを伴うＳＴＲを達成する方法を図解している。この方法によれば、３４０２においてネットワーク・ノードが、第１の時間期間の間に特定のＱｏＳを伴って第１の信号が受信された場合には第１のネットワークに対して第１の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、それ以外であれば３４０２において第２の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当てる。第１の信号が第２の時間期間の間に受信された場合には３４０４において第１のネットワークに対して第３の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）が割り当てられ、それ以外は３４０４において第４の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）が割り当てられる。第２の信号が第３の期間の間に特定のＱｏＳを伴って受信された場合には、３４０６において第２のネットワークに対して第５の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）が割り当てられ、それ以外は３４０６において第６の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）が割り当てられる。第２の信号が第４の時間期間の間に受信された場合には３４０８において第２のネットワークに対して第７の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）が割り当てられ、それ以外は３４０８において第８の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）が割り当てられる。複数の直交通信リソース・スキームのうちの１つが３４１０において、第１および第２のネットワークに割り当てられた第１から第８の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）に従って選択され、別のネットワーク・ノードとの通信のために使用される。第１、第２、第３、および第４の時間期間は、オーバーラップしない期間である。ネットワーク・ノードは、３４１２において、ほかのネットワーク・ノードから直交通信リソース・スキームを受信し、選択され、かつ受信された直交通信リソース・スキームと共通のリソースを用いてだけ当該ほかのネットワーク・ノードと情報の通信を３４１４において行う。

図４１（ａ）は、通信チャンネルをネットワーク・ノードに割り付けるＳＴＲ装置３９００を図解している。ＳＴＲ装置は、通信信号を受信する受信部３９０２を含む。割り当て部３９０４は、（１）第１の時間期間の間に特定のＱｏＳを伴って第１の信号が受信された場合には第１のネットワークに対して第１の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、その特定のＱｏＳを伴わずに第１の信号が同じ形で受信された場合には、第１のネットワークに対して第２の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、（２）第２の時間期間の間に第１の信号が受信された場合には第１のネットワークに対して第３の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、特定のＱｏＳを伴わずに第１の信号が同じ形で受信された場合には、第１のネットワークに対して第４の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、（３）第３の時間期間の間に特定のＱｏＳを伴って第２の信号が受信された場合には第２のネットワークに対して第５の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、その特定のＱｏＳを伴わずに第２の信号が同じ形で受信された場合には、第２のネットワークに対して第６の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、（４）第４の時間期間の間に第２の信号が受信された場合には第２のネットワークに対して第７の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当て、特定のＱｏＳを伴わずに第２の信号が同じ形で受信された場合には、第２のネットワークに対して第８の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）を割り当てる。第１、第２、第３、および第４の時間期間は、オーバーラップしない期間である。選択部３９０６は、第１および第２のネットワークに割り当てられた第１から第８の通信可否指標（ｌｉｎｋ ｑｕａｌｉｆｉｅｒ）に従って複数の直交通信リソース・スキームのうちの１つを選択し、送信部３９０８は、選択された直交通信リソース・スキームを使用して別のネットワーク・ノードと通信する。

図４１（ｂ）は、通信チャンネルをネットワーク・ノードに割り付けるＳＴＲ集積回路モジュール３９５０を図解している。ＳＴＲ集積回路モジュール３９５０は、ＳＴＲ装置３９００を含む集積回路３９５２を有する。

以上の記述は本発明を例証し、説明している。しかしながらこの開示は、本発明の好ましい実施態様を示し、述べているに過ぎず、本発明がこのほかの多様な組み合わせ、修正、および環境を伴って使用され得ることは理解される必要がある。また、この中の説明は上記の教示および関連技術の当業者の技能および知識と釣り合ったものであり、それに明示されるところの本発明の概念の範囲内において本発明は、変更または修正が可能である。たとえば、各実施態様の１つまたは複数の要素が省略され、またはほかの実施態様の中に組み込まれるということはあり得る。

以上の本発明の実装および実施態様の説明は、限定でない例証および説明の目的で与えられた。本発明は、ここで特定の構造、材料、および実施態様を参照して述べられているが、本発明がここに開示された特定の特徴および詳細に限定されることはない。むしろ本発明は、付随する請求項の範囲内にあるように、すべての機能的に等価な構造、方法および使用に拡張される。ここに提供されている説明は、網羅的でなく、本発明を開示された厳密な形式に限定することもない。以上の実施態様の例は、説明目的のためにだけ提供されており、いかなる形においても本発明の範囲を限定すると解釈されるべきでない。この中で用いられている単語は、限定の単語ではなく、説明および例証の単語である。この教示は、容易に実現され、ほかのタイプの装置に応用できる。さらに、ここに述べ、その後修正されたところの付随する請求項およびそれらの均等概念の及ぶところ、範囲、および精神の中での修正および変形は、上記の教示に照らして可能であるか、または本発明の実施から得ることができる。さらにまた、本発明の要素が単数で述べられ、または請求されることがあっても、単数とする限定が明示的に述べられていない限りは複数も企図される。本発明の利点を強調する目的で論じられた代替構造は、明示的な識別がない限り従来技術を構成するものではない。特に指定していない限り、本発明の１つまたは複数の特徴が必須、または決定的ということはない。

本発明によれば、多くのノードまたは複数のネットワークの存在下においてさえも、全体的なネットワーク・スループットを向上させるという最終的な到達目標とともに、単一のネットワークまたは複数の隣接するネットワークが相互干渉を低減し、それらの全体的なスループットを向上させること、および最適性能を維持することを可能にするプロトコルが提供可能である。

３７０２ 受信部
３７０６ 電力決定部
３７０８ 送信部
３７１０ 受信品質決定部
３７５０ モジュール
３７５２ 集積回路
３８００ ＳＴＲ装置
３８０２ ノードペア通信決定部
３８０４ 通信可否指標割り当て部
３８０６ 通信チャンネル割り付け
３８５０ モジュール
３８５２ 集積回路
３９０２ 受信部
３９０４ 割り当て部
３９０６ 選択部
３９０８ 送信部
３９５０ モジュール
３９５２ 集積回路

Claims (10)

1. 複数のネットワークのそれぞれに含まれる通信端末が同一のＰＨＹを用いて通信する通信方法であって、
   （ａ）前記複数のネットワークのそれぞれに設けられる制御端末が、各ネットワーク内の通信端末のペアのそれぞれについて、前記通信端末のペアが特定のＱｏＳで通信できるか否かを決定するステップと、
   （ｂ）前記制御端末が、前記特定のＱｏＳで通信できると決定された通信端末の各ペアに対して、当該通信可能であることを示す第１の指標を割り当て、前記特定のＱｏＳで通信できないと決定された通信端末の各ペアに対して、当該通信不可能であることを示す第２の指標を割り当てるステップと、
   （ｃ）前記制御端末が、前記第１の指標が割り当てられた第１の通信端末および第２の通信端末の第１のペアに利用可能なチャネルを割り当てるステップと、
   （ｄ）前記制御端末が、前記ステップ（ｂ）で各ペアに割り当てられた第１の指標および第２の指標と、前記ステップ（ｃ）で前記第１のペアに割り当てられたチャネルとの関係を用いて、前記第１のペア以外の通信端末のそれぞれが利用可能なチャネルおよび利用不可能なチャネルを決定するステップと、
   （ｅ）前記ステップ（ｄ）の決定結果に基づき、第３の通信端末および第４の通信端末の第２のペアに利用可能なチャネルを割り当てるステップと、を含み、前記ステップ（ｅ）では、前記第１のペアに割り当てられたチャネルについて、前記第１のペアのデータ送信側の通信端末に対する通信可否として前記第２のペアのデータ受信側の通信端末に前記第２の指標が割り当てられており、且つ、前記第２のペアのデータ送信側の通信端末に対する通信可否として前記第１のペアのデータ受信側の通信端末に前記第２の指標が割り当てられている場合に、前記第２のペアに前記第１のペアと同じチャネルを割り当てる
   通信方法。
2. 前記ステップ（ｅ）は、（ｉ）前記第３の通信端末と前記第１の通信端末とのペアおよび（ｉｉ）前記第３の通信端末と前記第２の通信端末とのペアの両方に前記第２の指標が割り当てられている場合に、前記第３の通信端末に対して送信用および受信用の両方のためのチャネルを割り当てるステップを含む、
   請求項１に記載の通信方法。
3. 前記ステップ（ｅ）は、前記第３の通信端末と前記第２の通信端末とのペアに前記第２の指標が割り当てられている場合に、前記第３の通信端末に対して送信のためのチャネルを割り当てるステップを含む、
   請求項１に記載の通信方法。
4. 前記ステップ（ｅ）は、前記第３の通信端末と前記第１の通信端末とのペアに前記第２の指標が割り当てられ、前記第３の通信端末と前記第２の通信端末とのペアに前記第１の指標が割り当てられている場合に、前記第３の通信端末に対して受信のためのチャネルを割り当てるステップを含む、
   請求項１に記載の通信方法。
5. 前記チャネルは、時間分割多元接続スキームにおける時間スロット、符号分割多元接続スキームにおける拡散符号、および直交周波数分割多重化スキームにおけるサブ搬送波周波数のうちの１つである、
   請求項１に記載の通信方法。
6. さらに、
   前記第２の通信端末から前記第１の通信端末に対して信号を通信するステップと、
   受信された信号に基づいて、特定のＱｏＳを満たしつつ、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末に情報を通信するために要求される電力を決定するステップと、
   前記決定された電力において前記第１の通信端末から前記第２の通信端末に情報を送信するステップと、
   を包含する請求項１に記載の通信方法。
7. 前記ステップ（ｄ）は、（１）前記第３の通信端末と前記第１の通信端末とのペア、及び前記第３の通信端末と前記第２の通信端末とのペアの両方に前記第２の指標が割り当てられている場合、送受信のための前記第３の通信端末で利用可能なチャネルとしてマーキングするために、前記ステップ（ａ）から前記ステップ（ｂ）で生成されたＭＮＣ（ノード連結性行列）を使用するステップを含む、
   請求項１に記載の通信方法。
8. 前記ステップ（ｄ）は、前記第３の通信端末と前記第１の通信端末とのペア、及び前記第３の通信端末と前記第２の通信端末とのペアの両方に前記第１の指標が割り当てられている場合、送受信のための前記第３の通信端末で利用不可能なチャネルとしてマーキングするために、前記ステップ（ａ）から前記ステップ（ｂ）で生成されたＭＮＣ（ノード連結性行列）を使用するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
9. 複数のネットワークのそれぞれに含まれる通信装置を同一のＰＨＹを用いて通信させる制御装置であって、
   ネットワーク内の通信端末のペアのそれぞれについて、前記通信端末のペアが特定のＱｏＳで通信できるか否かを決定する決定部と、
   前記特定のＱｏＳで通信できると決定された通信端末の各ペアに対して、当該通信可能であることを示す第１の指標を割り当て、前記特定のＱｏＳで通信できないと決定された通信端末の各ペアに対して、当該通信不可能であることを示す第２の指標を割り当てる判定部と、
   前記第１の指標が割り当てられた第１の通信端末および第２の通信端末の第１のペアに利用可能なチャネルを割り当て、各ペアに割り当てられた第１の指標および第２の指標と、前記第１のペアに割り当てられたチャネルとの関係を用いて、前記第１のペア以外の通信端末のそれぞれが利用可能なチャネルおよび利用不可能なチャネルを割り当てるチャネル割り当て部と、を備え、
   前記チャネル割り当て部は、
   前記第１のペアに割り当てられたチャネルおよび前記第１の指標および前記第２の指標を用いて、第３の通信端末および第４の通信端末の第２のペアに利用可能なチャネルを割り当て、
   前記第１のペアに割り当てられたチャネルについて、前記第１のペアのデータ送信側の通信端末に対する通信可否として前記第２のペアのデータ受信側の通信端末に前記第２の指標が割り当てられており、且つ、前記第２のペアのデータ送信側の通信端末に対する通信可否として前記第１のペアのデータ受信側の通信端末に前記第２の指標が割り当てられている場合に、前記第２のペアに前記第１のペアと同じチャネルを割り当てる、
   制御装置。
10. 複数のネットワークのそれぞれに含まれる通信装置を同一のＰＨＹを用いて通信させる集積回路であって、
    ネットワーク内の通信端末のペアのそれぞれについて、前記通信端末のペアが特定のＱｏＳで通信できるか否かを決定する決定部と、
    前記特定のＱｏＳで通信できると決定された通信端末の各ペアに対して、当該通信可能であることを示す第１の指標を割り当て、前記特定のＱｏＳで通信できないと決定された通信端末の各ペアに対して、当該通信不可能であることを示す第２の指標を割り当てる判定部と、
    前記第１の指標が割り当てられた第１の通信端末および第２の通信端末の第１のペアに利用可能なチャネルを割り当て、各ペアに割り当てられた前記第１の指標および前記第２の指標と、前記第１のペアに割り当てられたチャネルとの関係を用いて、前記第１のペア以外の通信端末のそれぞれが利用可能なチャネルおよび利用不可能なチャネルを割り当てるチャネル割り当て部と、を備え、
    前記チャネル割り当て部は、
    前記第１のペアに割り当てられたチャネルおよび前記第１の指標および前記第２の指標を用いて、第３の通信端末および第４の通信端末の第２のペアに利用可能なチャネルを割り当て、
    前記第１のペアに割り当てられたチャネルについて、前記第１のペアのデータ送信側の通信端末に対する通信可否として前記第２のペアのデータ受信側の通信端末に前記第２の指標が割り当てられており、且つ、前記第２のペアのデータ送信側の通信端末に対する通信可否として前記第１のペアのデータ受信側の通信端末に前記第２の指標が割り当てられている場合に、前記第２のペアに前記第１のペアと同じチャネルを割り当てる、
    集積回路。

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