JP5427232B2 - マルチチャネル無線ネットワークのためのｍａｃプロトコル - Google Patents

Description

本出願は、２００８年４月２５日に出願された米国仮出願シリアル番号第６１／０４７，９０５号による優先権利益を請求する。

本発明は、通信分野に関し、特に、異なるチャネル上で作動する無線ネットワークを一体化する方法及びシステムに関する。

スペクトル使用の効率性の改善、性能の改善及び低コスト／複雑さへの期待から、
複数の周波数チャネルを動的に管理することができるマルチチャネル媒体アクセス制御（ＭＣ−ＭＡＣ）プロトコルが、注目を集めるようになっている。特に、アジャイル／コグニティブ無線を用いる日和見主義的な（opportunistic）スペクトル使用が、多くの環境においてマルチチャネルの利用可能性を実質的に増加させると期待されることができる。

より良好なスペクトル再利用及び強化されたデータレートへの需要に関連し、各デバイスにおいて通常利用可能なシングルトランシーバを用いて、非常に動的な態様で複数の周波数チャネルを利用することが可能なＭＡＣプロトコルの開発が増加している。マルチチャネルＭＡＣプロトコルは、共通のネットワークを複数のシングルチャネルのネットワークに分割することにより、衝突を減らし、同時的なより多くの送信を可能にし、及び従って、より効率的なスペクトル利用を可能にする点で、性能上の利点を提供することができる。この態様で、共通のネットワークにおけるデバイスは、互いに干渉することなしに異なるチャネルにおいて並行して通信することが可能である。特別な利点として、分割することは、優先制御サービス（ＱｏＳ）を持つトラフィックをサポートするよう設計されることができる。

無線通信に関するＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣ（媒体アクセス制御）標準は、シングル周波数チャネルにおいて複数のデバイスを作動させるよう設計される。８０２．１１ａ及び８０２．１１ｂ物理的層は、複数周波数における動的なスイッチングをサポートする。しかし、８０２．１１ＭＡＣの実現は、共通の論理ネットワーク内の増加した帯域幅及びスペクトル利用を実現するために、複数の周波数チャネルを動的に使用するものではない。共通のマルチチャネルネットワークは、例えば、異なる作業（音声映像転送、データ転送、命令及び制御等）を処理するのに使用される異なるチャネルを備えるホームネットワークとすることができる。同様に、会社ネットワークは、異なる部門に対する異なるチャネルを含むことができる。

無線マルチチャネル通信における重要な設計考慮事項は、チャネルにわたり効果的及び効率的な通信及びスペクトル利用を提供しつつ、異なるチャネル上のデバイスが、協調し、例えば隣接ノードリスト、チャネル予約状態、同期クロック等のネットワークに関する情報を共有することをどのようにして可能にするかである。共通のネットワーク内のスペクトル利用を改善するため、様々な形式の周波数ホッピング技術が提案されたが、この実施形態によれば、周波数ホッピングは、例えばブロードキャスト及びマルチキャストのサポート、デバイス発見レイテンシ等のプロトコル設計問題をしばしばもたらす。特に、ほとんどの周波数ホッピング技術は、上述した日和見主義的なスペクトル使用に適応しない。この場合、チャネル利用可能性は時間と共に変化する。

多くの無線ネットワークにおいて、ネットワーク制御情報はしばしば、ビーコンパケット（又は単に、ビーコン）と呼ばれる特別なパケット上で搬送される。ビーコンは通常、ネットワークデバイスにより周期的にブロードキャストされる。これらのビーコンパケットが含む情報のいくつかの例は、ネットワーク識別子、チャネル毎の隣接ノードリスト、同期タイマー、ノード容量、チャネル予約状態等を含む。

これらのブロードキャストされたビーコンパケットを送信又は監視（listen）することにより、ネットワークデバイスは例えば、タイマーを同期化させる、チャネル予約状態を知り及び伝搬するといった、ネットワーク管理に関連付けられる複数の処理を実行することができる。シングルチャネル無線ネットワークにおいて、ビーコンパケットの送信機構は、比較的簡単である。ＴＤＭＡ（時分割多元接続又はタイムスロット予約）又はＣＳＭＡ（コンテンションベースの複数アクセス）を用いて、ビーコンは、スケジュールされた時間にネットワークデバイスにより周期的に送信される。ビーコンパケットはブロードキャストパケットであるので、シングルチャネル無線ネットワークにおけるネットワークデバイスは、時間にわたりチャネル媒体を監視することにより、ネットワーク管理情報の全てを容易に得ることができる。

しかしながら、ネットワークデバイスが異なるチャネルにチューニングされることができるマルチチャネル無線ネットワークにおいては、マルチチャネルネットワーク上の全てのチャネルに対してビーコンパケットをブロードキャストすることは挑戦的な課題になる。なぜなら、１つのチャネル上に送信されるビーコンパケットは、他のチャネル上のデバイスには聞こえないからである。

マルチチャネルネットワーク上のデバイス間で情報を共有することに関する最も一般的な技術は、「ランデブーチャネル」を使用することである。このチャネルに、各チャネルからのデバイスが、データを交換するため所定の時間に集まる。しかしながら、専用の共通ランデブーチャネルを使うことは、かなりの数の制限を持つ。

別々のランデブーチャネルを維持するために必要とされるオーバーヘッド及び資源に加えて、斯かる共通のネットワークの範囲が制限される。即ち、全てのチャネルからの全てのランデブーデバイスが、互いの通信範囲内にいなければならない。

また、ランデブーチャネルを用いる共通の論理ネットワークを形成することへの参加は、次善最適な場合がある。様々なチャネルペア間で共有される情報の量が明らかに不均衡な場合、ランデブーチャネルに参加するために必要とされるオーバーヘッドは、比較的大きい量の共有通信を持つチャネルにおけるデバイスに対して不相応に高くなる場合がある。

更に、例えば上述したアジャイルな／コグニティブ無線環境といった共有スペクトル環境において、この場合、ネットワークは、非干渉ベースで「現在未使用の」帯域上に確立され、より優先度の高いユーザが検出されるとすぐに帯域から離れなければならないが、ランデブーチャネルが持続的に作動されない限り、ランデブーチャネルが再配置されなければならないことを検出し、様々なチャネル上のネットワークにおける全てのデバイスにランデブーチャネルが再配置されたことを通知するための効率的な技術は、実現するのが困難である。

利用可能なスペクトルを効率的に利用し、ネットワークの全体の帯域幅を改善するため、シングルチャネルのデバイスが、様々な周波数チャネル上で作動することを可能にすることが有利である。これらの複数の物理ネットワークに含まれる論理ネットワークを形成するため、異なる周波数チャネル上で作動する既存の無線ネットワークを一体化することが可能であることも有利である。

これらの利点及びその他は、異なるチャネル上で作動する無線ネットワークの分散調整により実現されることができる。異なるチャネル上のデバイスは、ブロードキャスト情報を伝搬及び監視するよう構成される。マルチホップ通信が、異なるチャネル上のデバイスの間に導入される。この場合、マルチホップ通信は、地理的空間ではなく、チャネル空間におけるデバイスの間の分離によりもたらされる。１つのチャネル上で送信されるブロードキャストパケットにおける情報は、同じチャネルにおける他のデバイスの代わりに作動する「代理デバイス」として機能するよう他のチャネルに一時的に割り当てられるデバイスにより、他のチャネル上のデバイスへ中継される。好ましい実施形態において、この代理処理の様々な側面が、オーバーヘッド及び遅延を減らすために最適化される。

他のチャネルにおける代理デバイスの効率的な処理を容易にするため、各チャネルにおけるデバイスは、代理デバイスを区別し、及びこれらの代理デバイスに対して専用の資源を提供するよう構成される。好ましい実施形態において、１つ又は複数のビーコンスロットが、外部の代理デバイスによる使用のために割り当てられる。この態様で、ビーコンスロットのための外部サブネットワークにおけるデバイスとの競合に通常は関連付けられる遅延が、回避されることができる。

外部チャネル上のデバイスと同期化させるのに必要とされる時間を最小化するため、各代理デバイスは、外部チャネルの現在のタイミングパラメータを含む外部チャネルに関連付けられる状態情報を取得し、ホームチャネルに戻るとき、このホームチャネル上の他のデバイスにこの状態情報を通信するよう構成される。この態様で、ホームチャネルからその後割り当てられる代理デバイスは、外部チャネルのタイミングパラメータを発見することに通常は関連付けられる遅延を回避することになる。各特定された外部チャネルに対してビーコンスロットが割り当てられる場合、代理デバイスはホームチャネル上のデバイスに対してスロット識別子を通信するよう構成される。これにより、ビーコンスロットの割り当てを得ることに通常は関連付けられる遅延が回避される。

選択されたデバイスがそのホームチャネルで不在の間、割り当てられた代理デバイスの一時的な不在を送信側に通知することにより、又は割り当てられた代理デバイスが戻るまでトラフィックを一時的に保持する蓄積交換デバイスとして作動させることにより、ホームチャネル上のアンカーデバイスが、割り当てられた代理デバイスに向けられるトラフィックを処理するよう構成される。この態様で、所与のチャネル上に戻ってくるデバイスを再登録し、このデバイスへのルーティングを再確立することに通常関連付けられる遅延が回避される。

これらの特徴は、複数の周波数チャネルの堅牢な及び分散された協調を可能にし、複数のチャネルを介するブロードキャスト／マルチキャストをサポートし、及び多数の他の方式の実現を可能にする。最終的に、提案された手法は完全に分散されるので、ネットワークは、例えば、より高い優先度ユーザの出現が原因で起こりうるチャネル利用不可能の期間があっても生存することができる。

これらの外部ビーコンスロットを伴うこのマルチチャネル・ビーコン期間構造は、異なるチャネルに属するデバイスの分散されたマルチチャネル協調に対する完全なサポートを共通のランデブーチャネルに依存することなく提供する。更に、各ビーコンパケットに含まれる情報を介して、デバイスは近隣に関する情報を迅速に収集することができ、複数のチャネルにわたる同期がサポートされ、デバイス発見は単純化され、及びスペクトル利用は最大化される。

本発明の側面による、マルチチャネルネットワークの例示的なタイミングダイアグラムを説明する図である。 本発明の側面による、マルチチャネルネットワークの分散された協調に関する、例示的なフローダイアグラムを説明する図である。 本発明によるマルチチャネルネットワークの例示的なブロックダイアグラムを説明する図である。

本発明が、添付の図面を参照して、例示を介して、より詳細に説明される。

図面にわたり、同じ参照数字は、同じ要素又は実質的に同じ機能を実行する要素を参照する。図面は、説明的な目的のために含まれ、本発明の範囲を限定することを目的とするものではない。

以下の説明において、本発明の完全な理解の提供のため、限定ではなく説明のために、例えば特定の構成、インタフェース、技術等といった特定の詳細が説明される。しかしながら、当業者には明らかであろうが、本発明は、これらの特定の詳細から離れて、他の実施形態においても実行されることができる。簡単及び明確さのため、不必要な詳細によって本発明の説明をあいまいにしないよう、既知のデバイス、回路及び方法の詳細な説明は省略される。

本書に与えられる原理は、様々なチャネルを介してシングルネットワークを作動させるのに特に適しているが、本発明は、シングルネットワークに限定されるものではない。例えば、チャネルの各々は、異なるネットワークにより使用されることができ、本書において与えられる技術は、これらの異なるネットワークの間での通信を容易にするために用いられることができる。理解を容易にするため、文脈上必要とされる場合を除き、マルチチャネルネットワークと、複数のシングルチャネル又はマルチチャネルネットワークとの間の区別はなされない。なぜなら、本発明の一般的な原理は各々に対して適用可能だからである。

図１は、マルチチャネルＸ、Ｙ及びＺに関するビーコン指向プロトコルの例示的なタイミング図を示す。各チャネル上の通信の各スーパーフレーム１１０のビーコン期間１２０の間、チャネル上のデバイスは、取得したビーコンスロット１２１、１２２上でビーコン信号を送信する。第１のビーコンスロット１２１でビーコン信号をブロードキャストすることによりデバイスがチャネル上の通信を開始した後、ビーコンスロット１２２は、セミコンテンションベースのアクセスを用いて一般に取得される。新しいデバイスは、「最後に」使用されたビーコンスロットを特定するためビーコン期間１２０を監視し、次のスーパーフレームにおいて、この最後に使用されたスロットの後の次のスロットでビーコン信号を送信する。同じ次のスロットの間複数の新しいデバイスが送信を行う場合、衝突が生じ、競合するデバイスがバックオフを行い、スロット時間の開始からの異なる遅延をもって通信しようと試みる。デバイスは、スロット期間内でビーコン信号を送信する限り、そのスロット位置を保持する。多数のスーパーフレームにわたりより低位のスロットにおいてギャップが検出されるとき、このデバイスにスロット位置をシフトダウンさせるための処置が講じられ、デバイスがその取得したスロットを放棄したことが示される。

ビーコン信号は、現在の状態を含む、デバイスに関連付けられる情報をアナウンスするために用いられる。第１のビーコンスロット１２１におけるビーコン信号は、例えば取得したスロットの数等といったチャネルの状態に関する情報を含むこともできる。送信すべきメッセージをデバイスが持つ場合、ビーコン信号は、目的とする宛先の識別子も含むことになる。あて先デバイスは、送信されたメッセージを受信するためのデータ期間の間、送信を監視するよう助言される。データ期間の間メッセージを送信又は受信するようスケジュールされていないデバイスは、次のビーコン期間までパワーを節約するため、「スリープ」モードに入ることができる。

本書で使用される用語「ホームデバイス」は、所与のチャネル上で日常的に作動するデバイスを参照するために使用され、用語「ホームチャネル」は、所与のデバイスが日常的に作動するチャネルを参照するために使用される。同様に、用語「外部デバイス」は所与のチャネル上で日常的に作動するわけではないデバイスを参照するために使用され、用語「外部チャネル」は、所与のデバイスが日常的に作動するわけではないチャネルを参照するために使用される。用語「メッセージ」は、送信元から送信先まで明確に通信されるデータのセットを一般に参照し、一方「データ」は、メッセージ、ビーコン情報、状態情報等を含むことができるより一般的な用語である。

本発明のある側面によれば、チャネルＸ、Ｙ、Ｚを一体化するため、ホームデバイスが、各外部チャネル上でホームチャネルに対する代理として機能するよう一時的に割り当てられる。この代理サービスを提供するにあたり、シングルデバイスが全体の負荷をもたらすことを回避するため、異なるホームデバイスが異なる時間に割り当てられることができる。

代理として、割り当てられたデバイスは、１つのチャネルからデータを受信及び格納し、それが他のチャネルに到達するとき、その格納されたデータを他のチャネルに送信する蓄積交換技術を用いて、ホームチャネルと外部チャネルとの間でデータを通信するよう構成される。

オプションで、各チャネルが他の各チャネルに対して代理を割り当てるので、双方向構成を仮定すれば、代理デバイスは、例えば外部チャネルからそのホームチャネルへのデータといった片方向のトラフィックフローだけを処理するよう構成されることができる。この構成では、外部チャネルに送信するメッセージを持つホームデバイスは、そのチャネルからの代理がホームチャネルに到達するまで、単に待つだけである。

同様に、代理が、ホームチャネルから外部チャネルへのトラフィックだけを処理するよう構成される場合、一旦外部チャネルがホームチャネルに気づかされると、外部チャネルに対して送信される必要のあるデータが存在するまで及び存在しない場合、又は必要に応じて、外部デバイスをホームデバイスに気づかせたままにするため、ホームデバイスはその外部チャネルに割り当てられる必要はない。この手法は、どのホームデバイスを代理として割り当てるかを決定する処理を直接的なものにする。外部チャネルに送信するメッセージを持つ任意のデバイスが、次の代理としてそのチャネルに割り当てられ、及び、別のデバイスが外部チャネルに送信するメッセージを持つまで、外部チャネルに対する定期的なリフレッシュの間、代理のまま残る。

実質的なサイズのネットワークでは、特に各代理訪問に関する割り当て持続時間が短く保たれる場合、外部チャネルでの登録及びホームチャネルでの再登録に関連付けられるオーバーヘッドが、この代理技術を非実用的なものにするか、又は良くても非常に非効率的なものにする可能性がある。従って、このオーバーヘッドを最小化するため、多数の技術が、好ましい実施形態において使用される。

本発明の側面によれば、各チャネルＸ、Ｙ、Ｚは、ホームデバイスと外部デバイスとの間を区別するよう構成され、及び、この際、外部代理デバイスが各訪問に際して直面するコンテンションの量を減らすことが可能である。好ましい実施形態において、ホームデバイスに提供されるビーコンスロットは、代理デバイスに提供されるビーコンスロットから分離される。一般に、外部チャネルの数は、ホームデバイスの数より実質的に少なく、従って、外部チャネルにおけるコンテンションは、この分離を用いて実質的により少なくされることになる。

更に、外部チャネルの数がかなり安定していると予想されることができるので、本発明の好ましい実施形態において、外部チャネルへのビーコンスロットの割当ては、ホームデバイスにおける割当てよりかなり持続的である。即ち、ギャップが外部ビーコンスロットにおいて発生するとき、代理デバイスがそのホームチャネルに戻るとき、不在が長い期間でないならば、この割り当ては除去されない。この態様で、到着する代理デバイスは、チャネル上へ再登録することなしに、及びコンテンションに遭遇することなしに、その以前に取得したスロットにおいてビーコンを送信することにより、その存在を直ちに通知することができる。

同様に、ホームデバイスが外部チャネル上の代理デバイスになるためホームチャネルを去るとき、そのビーコンスロットは長い期間の間保存される。これにより、ホームチャネルでの再登録が原因による戻りの際の遅延、及びコンテンションが原因による遅延が回避される。好ましくは、ホームデバイスが代理デバイスとして機能しているときはいつでも、ビーコン期間においてギャップを充填する上述の処置が停止される。その結果、不在の間、そのスロット位置は維持される。

好ましい実施形態において、ホームデバイスと外部代理デバイスとの間の分離は、図１の暗い影により示されるように、ホームデバイスをより低いオーダのスロット位置１２４に競合させ、外部デバイスをより高いオーダのスロット位置１２６に競合させることにより維持される。特定の環境によれば、最大数の外部スロット位置が、セットされることができる。他の態様では、空のスロットが残らなくなるまで、ホーム及び外部デバイスの両方において、スロットが、ファーストカム（first-come）、ファーストサーブド（first-served）ベースで取得されることができる。

本発明の別の側面によれば、ホームデバイスが外部チャネルに対する代理デバイスとして使用されるとき、不在の間、別のホームデバイスが、代理デバイスを代表する「アンカー」デバイスとして機能する。ある実施形態において、スロットが放棄されたと決定されないことを確実にするため、アンカーデバイスは、代理デバイスの取得したビーコンスロットでビーコン信号を周期的に送信する。ビーコン信号は、好ましくは「一時的に利用できない」状態インジケータを含む。ホームチャネル上で代理デバイスのビーコンスロットに関するこのビーコン送信を維持することにより、既存のルーティングテーブルエントリ及び他の構成パラメータは、代理デバイスの一時的な不在により影響を受けることはない。これにより、斯かる構成データの更新に関連付けられるオーバーヘッドが回避される。

代替的に、すべてのデバイスが各ビーコン信号を監視すると予想されるので、代理デバイスの一時的な不在は、アンカーデバイスのビーコン信号においてアナウンスされることができる。

別の実施形態では、代理デバイスが一時的に利用できないとアナウンスする代わりに、アンカーデバイスが、代理デバイスに宛てられるメッセージを受信するよう構成されることができ、代理デバイスが戻るまで、メッセージを格納する。好ましい実施形態において、アンカーデバイスはルータとして機能し、代理デバイスの代わりに受信を通知することはしない。これにより、代理デバイスが戻らない場合、又は戻るときアンカーデバイスが代理デバイスにメッセージを転送することができない場合の、データ完全性問題が回避される。

図２は、ホームチャネルに対する代理サービスを提供するための例示的なフロー図を示す。デバイスＡは、外部チャネルＹに代理サービスを提供することになるホームチャネルＸにおけるホームデバイスであり、デバイスＢは、アンカーサービスを提供することになるホームデバイスである。デバイスＡ及びＢは最初に、ステップ２１０、２１１においてホームチャネルＸ上で作動している。

ステップ２１５において、デバイスＡは、外部チャネルに伝わると予想されるホームチャネルからのどんな情報でも取得し、ステップ２２０において、それがアンカーを必要とすることをデバイスＢに通知する。好ましくは、ステップ２２１において、デバイスＢは、アンカーとしてその役割に同意し、ステップ２２５において、デバイスＡは、この同意の旨を受けるとチャネルＹへと変え、ステップ２２８において、デバイスＢは、ホームチャネル上でデバイスＡを代表するその役割を開始する。

ステップ２３０において、デバイスＡは、外部ビーコンスロット（１２６）の１つを用いて、外部チャネルに参加する。ホームチャネルからのデバイスが外部チャネルに参加するのはこれが初めてである場合、このデバイスは、次の利用可能な外部ビーコンスロットを取得する。図１の例において、これは、最後に取得した外部ビーコンスロットの次のスロットであろう。好ましい実施形態では、代理デバイスは外部チャネル上で持続的に作動するとは予想されないので、取得した代理スロットを保存するよう外部チャネルが構成される場合、外部デバイスの１つは、最後に取得した外部ビーコンスロットを通常は第１のビーコン期間に通知する。

これが外部チャネルに戻るための訪問であり、取得した代理スロットを保存するよう外部チャネルが構成される場合、この代理デバイスは単に、デバイスＡのホームチャネルに関して以前に取得した代理スロットにおいてビーコンを送信することにより、その存在をアナウンスする。以下に説明されるが、代理デバイスがホームチャネルに戻るとき、代理デバイスは、例えば、取得した代理スロットの識別子を含む、外部チャネルに関連付けられる状態情報をブロードキャストする。

ステップ２３５において、デバイスＡは、外部チャネルＹ上で作動を開始する。ステップ２４０及び２４５において、デバイスＡは、必要に応じてそれぞれ、ホームチャネルデータを送信し、外部チャネルデータを受信する。このデータ転送は、一つのシーケンシャルなステップとして図示されるが、当業者であれば、必要に応じて、この転送が双方向的な転送のシリーズとして一般的に発生することになることを理解されたい。外部チャネルからの明確なメッセージ転送に加えて、代理デバイスは、タイミング情報、スロット割当て等を含む外部チャネルに関する状態情報も集める。

データ転送が完了した後、ステップ２５０において、デバイスＡはそのチャネルをチャネルＸに戻すよう変え、ステップ２６０においてホームチャネルに再度加わる。デバイスＡが不在だった間、デバイスＢが、ホームチャネル上でデバイスＡを代表していたので、デバイスＡは、最小の遅延でこのチャネルに再加入することが可能である。デバイスＡが遭遇することになる唯一のコンテンションは、デバイスＡの代わりにデバイスＢがビーコン信号を送信することである。好ましくは、デバイスＢは、デバイスＡのスロットにおいてビーコン信号を連続的に送信するものではない。従って、このコンテンションが最小限となるであろう。

ホームチャネルに再加入すると、デバイスＡは、ステップ２７０において、上述した状態情報を含む外部チャネルから得たデータを通信し、ステップ２８０において、ホームチャネル上でルーチン処理を続ける。対応する外部チャネルが代理スロット割当てを保存する場合、状態情報は、上記したように、タイミング情報及び例えば取得した代理スロット番号といった代理スロット情報を含む。外部チャネルの状態情報に基づき、ホームデバイスは、例えば、そのクロックを同期化させることができ、チャネル監視情報を伝搬することができ、及び、外部チャネルを介して到達可能なデバイスに関して知ることができる。

ホームチャネル上のデバイスは、代理デバイスにより経験されるサイクル時間を減らすようホームチャネル上のスーパーフレームタイミングを調整するため、外部チャネルからのタイミング情報を使用することができる。例えば、図１において、チャネルタイミングが上手に分散されるので、代理デバイスは、完全なスーパーフレーム持続時間より短い時間で、１つのチャネルから別のチャネルへ切り替えることができる。ビーコン期間が重複している場合、他のチャネルのビーコン期間を待つことは、完全なスーパーフレームの持続時間又はそれ以上の時間を要する可能性がある。更に、各重複しないビーコン期間の間のいくらかのギャップにより、代理デバイスは、自身のビーコン信号送信を維持すると共に、全ての外部チャネルの状態を監視することを可能にされることができる。

デバイスＢがデバイスＡの存在を検出するとき、デバイスＢは、ステップ２６１において、アンカーの役割を終了し、ステップ２７１において、デバイスＡの代わりに受信することができた任意のデータを通信する。

図３は、マルチチャネル（Ｘ、Ｙ、Ｚ）ネットワークの例示的なブロック図を示す。デバイスＡ３１０及びＢ３２０は、例えば、チャネルＸにチューニングされるトランシーバ３１２を用いてホームチャネル３３０上で日常的に作動するよう構成される。

デバイスＡ３１０におけるコントローラ３１４は、それぞれ、チャネルＹ及びＺへとトランシーバ３１２をチューニングすることにより、外部チャネル３４０、３５０に対する代理としてデバイスＡが作動することを可能にするよう構成される。代理として、デバイスＡ３１０は、上記した機能の一部又は全部を実行する。デバイスＡ３１０が代理として機能しているが、上記したように、デバイスＢ３２０は、ホームチャネルＸ３３０におけるデバイスＡ３１０を代表するアンカーデバイスとして構成される。デバイスＡ３１０が、データ収集又は選ばれたチャネル（Ｙ及び／又はＺ）上での代理作業の分散を完了するとき、コントローラ３１４は、トランシーバ３１２をチャネルＸへと再チューニングし、デバイスＡ３１０は、ホームチャネルＸ３３０に再加入する。デバイスＡが戻ると、デバイスＢ３２０は、そのアンカー機能を終了し、上述したように、デバイスＡの代わりに収集された任意のデータをデバイスＡ３１０に通知する。

上記は、単に本発明の原理を説明するに過ぎない。当業者であれば、本書に明示的に説明又は図示されていなくても、本発明の原理を実現する、従って以下の特許請求の範囲の精神及び範囲に含まれる様々な構成を考案することができる点を理解されたい。

これらの特許請求の範囲を解釈するにあたり、以下の点を理解されたい。
ａ）「有する」という語は、所与の請求項に記載される要素又は行為以外の他の要素又は行為の存在を除外するものではない。
ｂ）ある要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」という語は、斯かる要素が複数存在することを除外するものではない。
ｃ）請求項における任意の参照符号は、それらの範囲を制限するものではない。
ｄ）複数の「手段」が、同じアイテム、ハードウェア、又はソフトウェア実現による構造体若しくは機能により表されることができる。
ｅ）各開示された要素は、ハードウェア部分（例えば、分離した及び一体型の電子回路を含む）、ソフトウェア部分（例えば、コンピュータプログラム）又はそれらの任意の組み合わせに含まれることができる。
ｆ）ハードウェア部分は、アナログ及びはデジタル部分の一方又は両方に含まれることができる。
ｇ）特に他の記載がない限り、開示されたデバイス又はその一部のいずれかが、更なる部分へと一緒に結合又は分離されることができる。
ｈ）特に指定がない限り、行為の特定のシーケンスが必要とされることを意図するものではない。
ｉ）「複数の」要素という用語は、請求項に記載される要素の２つ又はそれ以上を含み、何ら特定の範囲の数の要素を意味するものではない。即ち、複数の要素は、最小として２つの要素とすることができる。

Claims (15)

1. 異なるチャネル上で作動する無線ネットワークを介して通信する方法において、
   ホームチャネル上の第１の複数のデバイス間でメッセージを通信するステップと、
   外部チャネル上の第２の複数のデバイス間でメッセージを通信するステップと、
   前記外部チャネルに割り当てられる、前記第１の複数のデバイスの代理デバイスを介して、前記ホームチャネルに関連付けられる状態情報を前記外部チャネルに送信するステップと、
   前記代理デバイスが前記外部チャネルに一時的に割り当てられる間前記代理デバイスを代表するアンカーデバイスを前記第１の複数のデバイスから任命するステップとを有する、方法。
2. 前記代理デバイスが前記ホームチャネルに戻るとき、前記外部チャネルに関連付けられる状態情報を前記代理デバイスを介して前記ホームチャネルに送信するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記外部チャネルに関連付けられる状態情報が、前記外部チャネルに関連付けられるタイミング情報を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の複数のデバイスの１つ又は複数のデバイスからのメッセージを前記第２の複数のデバイスの１つ又は複数のデバイスへと前記代理デバイスを介して通信するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
5. 前記第２の複数のデバイスの１つ又は複数のデバイスからのメッセージを前記第１の複数のデバイスの１つ又は複数のデバイスへと前記代理デバイスを介して通信するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記状態情報が、スーパーフレームのビーコン期間の間に、ビーコン信号を介して前記代理デバイスにより通信される、請求項１に記載の方法。
7. 前記状態情報が、前記代理デバイスにより前記スーパーフレームのデータ期間において送信されるメッセージに関して、前記外部チャネルにおけるあて先デバイスを特定する、請求項６に記載の方法。
8. 前記ビーコン信号が、外部チャネルからのものとして前記代理デバイスを区別する、請求項６に記載の方法。
9. 前記代理デバイスによる使用のため、及び前記ホームチャネルからの他の代理デバイスによる使用のため、代理ビーコンスロットを予約するステップを更に有する、請求項６に記載の方法。
10. 前記代理デバイスによる使用のため、及び他のチャネルからの他の代理デバイスによる使用のため、代理ビーコン期間を予約するステップを更に有する、請求項６に記載の方法。
11. 前記代理デバイスが前記外部チャネルに一時的に割り当てられる間前記代理デバイスが前記ホームチャネルから一時的に不在となることを前記ホームチャネルのアンカーデバイスを介して前記ホームチャネル上のデバイスに通知するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
12. 前記状態情報が、前記ホームチャネル上の前記第１の複数のデバイスにおける各デバイスの識別子を含む、請求項１に記載の方法。
13. 異なるチャネル上で作動する無線ネットワークを介して通信するデバイスであって、
    複数の選択可能なチャネル上で作動するトランシーバと、
    前記トランシーバを制御するコントローラとを有し、
    前記コントローラが、
    ホームチャネルの状態を決定するため、前記ホームチャネル上で前記トランシーバを作動させ、前記ホームチャネルの状態を外部チャネルのデバイスに通信するため、前記外部チャネル上で前記トランシーバを作動させるよう構成され、
    前記トランシーバが前記外部チャネルで作動される間前記デバイスを代表するアンカーデバイスを前記ホームチャネル上の他のデバイスから任命するよう構成される、デバイス。
14. 前記トランシーバが、スーパーフレームのビーコン期間の間、ビーコン信号を介して前記ホームチャネルの状態を前記外部チャネルのデバイスに通信し、及び前記スーパーフレームのデータ期間の間、前記ホームチャネルのデバイスからのメッセージを前記外部チャネルのデバイスへと通信するよう構成される、請求項１３に記載のデバイス。
15. コンピュータ可読媒体上で実現されるコンピュータプログラムであって、異なるチャネル上で作動する無線ネットワークを介して通信する無線デバイスにおけるコントローラに、
    第１のチャネル上の第１の複数のデバイスと通信させ、
    第２のチャネルへと変えさせ、前記デバイスが前記第２のチャネルで作動される間前記無線デバイスを代表するアンカーデバイスを前記第１の複数のデバイスから任命させ、
    前記第２のチャネル上の第２の複数のデバイスと通信させ、
    スーパーフレームのビーコン期間の間、ビーコン信号を介して前記第１のチャネル上のデバイスに関連付けられる状態情報を前記第２のチャネル上のデバイスに送信させ、前記スーパーフレームのデータ期間の間、前記第１のチャネルのデバイスからのメッセージを前記第２のチャネルのデバイスへと送信させ、
    前記第１のチャネルへと変えさせ、前記アンカーデバイスの役割を終了させ、
    前記第２のチャネル上のデバイスに関連付けられる状態情報を前記第１のチャネル上のデバイスに送信させるよう構成される、プログラム。

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