JP5977389B2 - コンバージドコーディネータを備えた構成可能なアーキテクチャ - Google Patents

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Description

本発明は、コンバージドコーディネータを備えた構成可能なアーキテクチャに関する。
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年２月９日に出願した米国仮特許出願第６１／４４１，１２５号の利益を主張するものであり、その内容は、参照により本明細書に組み込まれている。
通常のワイヤレスネットワークでは、１つのコーディネータは、通常、ネットワーク全体を管理する。例えば通常のワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）またはセンサネットワークには、通常、ネットワーク全体を管理するタスクを担った１つのＰＡＮコーディネータが存在している。例えば単独のＰＡＮコーディネータは、ネットワーク初期化および公式化ならびにデータ伝送などの機能を実施することができる。通常のＰＡＮコーディネータは、少なくとも２つの物理的な通信インタフェースを有している。例えばＰＡＮコーディネータは、ＰＡＮネットワーク内における内部通信のための１つの無線インタフェース、およびＰＡＮを外部ネットワークに接続するための迂回中継として他のインタフェースを有することができる。複数のＰＡＮネットワークが存在している場合、複数のＰＡＮコーディネータが必要であり、通常、ＰＡＮネットワーク毎に１つのＰＡＮコーディネータが必要である。これらのＰＡＮコーディネータは、通常、距離を隔てて配置される。距離を隔てて配置されるため、それらの間の通信および情報の交換は極端に制限される。したがって個々のＰＡＮコーディネータの使用は、システムの処理能力、信頼性および輻輳制御を制限する原因になることがある。例えば、通常のＰＡＮコーディネータは、単一の無線インタフェースしか使用していないため、Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＶｏＩＰ）およびビデオ監視などの埋設システムを介して転送速度に敏感な多重媒体通信（ｒａｔｅ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）をサポートするための帯域幅ボトルネックになることがある。同様に、単一の無線インタフェースの使用は、ＰＡＮコーディネータの信頼性の問題を招く。さらに、単一の無線インタフェースをベースとするＰＡＮネットワークでは、輻輳のためにネットワークのソースにおける送信速度が低下し、またはパケットの欠落の原因になることがある。さらに、距離を隔てたＰＡＮコーディネータ間の情報交換および連携の不足は、異なるＰＡＮネットワーク間のロードバランシングまたは通信量管理の実施を困難にしている。したがって互いに距離を隔てた複数のＰＡＮコーディネータの使用に関連する多くの弱点が存在している。したがって、コンバージドコーディネータを使用することにより、ワイヤレスネットワークの効率性を改善することができる。
コンバージドコーディネータを備えた構成可能なアーキテクチャのための方法および装置が説明される。コンバージドコーディネータは、複数の無線トランシーバすなわち無線インタフェースを有することができる。コンバージドコーディネータは、複数のクラスタまたはＰＡＮと通信することができる。コンバージドコーディネータは、収束層およびコンバージド媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層を備えたプロトコルスタックを含むことができる。コンバージドコーディネータは、チャネル切換えを実施することができ、それによりデバイスは、あるチャネルから他のチャネルへ（またはあるＰＡＮから他のＰＡＮへ）切り換えることができる。能動チャネル切換え、受動チャネル切換えおよびグループをベースとするチャネル切換え、ならびに２ステップ能動チャネル切換えおよび１ステップ能動チャネル切換えが説明される。コンバージドコーディネータは、特定のクラスタまたはＰＡＮの輻輳または通信量が増加すると、チャネル切換えを実施することができる。また、チャネル切換えに使用するための新しいメッセージおよびメッセージ内のフィールドが同じく説明される。
一例として添付の図面と共に与えられる以下の説明により、より詳細に理解することができよう。
１つまたは複数の開示されている実施形態を実施することができる例示的な通信システムのシステム図である。 図１Ａに示されている通信システムに使用することができる例示的なワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のシステム図である。 図１Ａに示されている通信システムに使用することができる例示的な無線アクセスネットワークおよび例示的なコアネットワークのシステム図である。 複数のＰＡＮを含む例示的なネットワークを示す図である。 複数のクラスタを備えた単一のＰＡＮネットワークを調整するコンバージドコーディネータの一例を示す図である。 複数のＰＡＮネットワークを調整するコンバージドコーディネータの一例を示す図である。 コンバージドコーディネータの例示的なアーキテクチャを示す図である。 コンバージドコーディネータのための例示的なプロトコルスタックを示す図である。 チャネルを切り換える前のネットワークの一例を示す図である。 チャネル切換えが実施された後のネットワークの一例を示す図である。 ２ステップ能動チャネル切換えを示す例示的なコールフロー図である。 １ステップ能動チャネル切換えを示す例示的なコールフロー図である。 明示肯定応答コマンドを使用した受動チャネル切換えを示す例示的なコールフロー図である。 明示肯定応答コマンドを使用しない受動チャネル切換えを示す例示的なコールフロー図である。 グループをベースとするチャネル切換えを示す例示的なコールフロー図である。
図１Ａは、１つまたは複数の開示されている実施形態を実施することができる通信システム１００の例示的な図である。通信システム１００は、音声、データ、ビデオ、メッセージ発信、および同報通信等々の内容を複数のワイヤレスユーザに提供する多重アクセスシステムであってもよい。通信システム１００は、ワイヤレス帯域幅を始めとするシステム資源の共有を介して、複数のワイヤレスユーザによるこのような内容に対するアクセスを可能にすることができる。例えば通信システム１００は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、および単一搬送波ＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）等々の１つまたは複数のチャネルアクセス方式を使用することができる。
図１Ａに示されているように、通信システム１００は、ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示されている実施形態には、任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワークおよび／またはネットワーク要素が企図されていることは理解されよう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの各々は、ワイヤレス環境で動作および／または通信するように構成された任意のタイプのデバイスであってもよい。一例として、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレス信号を送信および／または受信するように構成することができ、また、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定または移動加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、パーソナルディジタルアシスタント（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワイヤレスセンサ、および消費者電子工学等々を含むことができる。
また、通信システム１００は、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含むことも可能である。基地局１１４ａ、１１４ｂの各々は、コアネットワーク１０６、インターネット１１０および／またはネットワーク１１２などの１つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするために、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの少なくとも１つとワイヤレスでインタフェースするように構成された任意のタイプのデバイスであってもよい。一例として、基地局１１４ａ、１１４ｂは、ベーストランシーバ局（ＢＴＳ）、Ｎｏｄｅ−Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ、Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂ、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅ Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、およびワイヤレスルータ等々であってもよい。基地局１１４ａ、１１４ｂは、それぞれ単一の要素として示されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含むことができることは理解されよう。
基地局１１４ａは、ＲＡＮ１０４の一部であってもよく、このＲＡＮ１０４も同じく、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、中継ノード等々の他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）を含むことができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と呼ぶことができる特定の地理上の領域内でワイヤレス信号を送信および／または受信するように構成することができる。このセルは、セルセクタにさらに分割することができる。例えば基地局１１４ａとアソシエーションしているセルは、３つのセクタに分割することができる。したがって一実施形態では、基地局１１４ａは、３つのトランシーバ、つまりセルのセクタ毎に１つのトランシーバを含むことができる。他の実施形態では、基地局１１４ａは複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）技術を使用することができ、したがってセルのセクタ毎に複数のトランシーバを利用することができる。
基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の適切なワイヤレス通信リンク（例えば無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外（ＩＲ）光、紫外（ＵＶ）光、可視光等々）であってもよいエアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数と通信することができる。エアインタフェース１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立することができる。
より詳細には、上で言及したように、通信システム１００は多重アクセスシステムであってもよく、また、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、およびＳＣ−ＦＤＭＡ等々の１つまたは複数のチャネルアクセススキームを使用することができる。例えばＲＡＮ１０４内の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を使用してエアインタフェース１１６を確立することができるＵｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ（ＵＭＴＳ）Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができる。ＷＣＤＭＡ（登録商標）は、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）および／またはＨＳＰＡ＋（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＨＳＰＡ）などの通信プロトコルを含むことができる。ＨＳＰＡは、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）および／またはＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）を含むことができる。
他の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）および／またはＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）を使用してエアインタフェース１１６を確立することができるＥ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）などの無線技術を実施することができる。
他の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（つまりＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ−ＤＯ、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ２０００（ＩＳ−２０００）、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ９５（ＩＳ−９５）、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ８５６（ＩＳ−８５６）、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、およびＧＥＲＡＮ（ＧＳＭ ＥＤＧＥ）等々の無線技術を実施することができる。
図１Ａの基地局１１４ｂは、例えばワイヤレスルータ、Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂ、Ｈｏｍｅ ｅＮｏｄｅ Ｂまたはアクセスポイントであってもよく、また、仕事場、家庭、車両、およびキャンパス等々の局所領域におけるワイヤレス接続性を容易にするための任意の適切なＲＡＴを利用することができる。一実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実施することができる。他の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実施することができる。さらに他の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ピコセルまたはフェムトセルを確立するためにセルラベースＲＡＴ（例えばＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ（登録商標）、ＬＴＥ、およびＬＴＥ−Ａ等々）を利用することができる。図１Ａに示されているように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接接続を有することができる。したがって基地局１１４ｂは、場合によってはコアネットワーク１０６を介してインターネット１１０にアクセスする必要はない。
ＲＡＮ１０４は、音声、データ、アプリケーションおよび／またはボイスオーバインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークであってもよいコアネットワーク１０６と通信することができる。例えばコアネットワーク１０６は、呼出し制御、ビリングサービス、移動位置ベースサービス、前払い呼出し、インターネット接続性、ビデオ分配等々をもたらすことができ、かつ／またはユーザ認証などの高水準安全プロテクション機能を実施することができる。図１Ａには示されていないが、ＲＡＮ１０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用している他のＲＡＮと直接または間接的に通信することができることは理解されよう。例えばコアネットワーク１０６は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用することができるＲＡＮ１０４に接続されているだけでなく、ＧＳＭ（登録商標）無線技術を使用している他のＲＡＮ（図示せず）と通信することも可能である。
また、コアネットワーク１０６は、ＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０および／または他のネットワーク１１２にアクセスするために、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのためのゲートウェイとして働くことも可能である。ＰＳＴＮ１０８は、プレインオールドテレフォンサービス（ＰＯＴＳ）をもたらす回線交換電話網を含むことができる。インターネット１１０は、相互接続されたコンピュータネットワークの広域システム、および送信制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）およびＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスーツ内のインターネットプロトコル（ＩＰ）などの共通通信プロトコルを使用するデバイスを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有され、および／または操作される有線通信ネットワークまたはワイヤレス通信ネットワークを含むことができる。例えばネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用することができる１つまたは複数のＲＡＮに接続された他のコアネットワークを含むことができる。
通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのいくつかまたはすべては、多モード機能を含むことができ、つまりＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なるワイヤレスリンクを介して異なるワイヤレスネットワークと通信するための複数のトランシーバを含むことができる。例えば図１Ａに示されているＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベース無線技術を使用することができる基地局１１４ａと通信し、ＩＥＥＥ８０２無線技術を使用することができる基地局１１４ｂと通信するように構成することができる。
図１Ｂは、ＷＴＲＵ１０２の一例のシステム図である。図１Ｂに示されているように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信要素１２２、スピーカ／マイクロホン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、非取外し式メモリ１０６、取外し式メモリ１３２、電源１３４、広域位置決めシステム（ＧＰＳ）チップセット１３６および他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態に矛盾することなく、上記要素の任意の副組合せを含むことができることは理解されよう。
プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアとアソシエーションした１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、専用集積回路（ＡＳＩＣ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、および状態マシン等々であってもよい。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２をワイヤレス環境で動作させることができる任意の他の機能を実施することができる。プロセッサ１１８は、送信／受信要素１２２にアソシエーションすることができるトランシーバ１２０にアソシエーションすることができる。プロセッサ１１８およびトランシーバ１２０は、図１Ｂには個別の構成要素として示されているが、これらのプロセッサ１１８およびトランシーバ１２０は、電子パッケージまたはチップ内にまとめて統合することができることは理解されよう。
送信／受信要素１２２は、エアインタフェース１１６を介して、基地局（例えば基地局１１４ａ）に信号を送信する、または基地局（例えば基地局１１４ａ）から信号を受信するように構成することができる。例えば一実施形態では、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナであってもよい。他の実施形態では、送信／受信要素１２２は、例えばＩＲ光信号、ＵＶ光信号または可視光信号を送信および／または受信するように構成された放出器／検出器であってもよい。さらに他の実施形態では、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号および光信号の両方を送信し、受信するように構成することができる。送信／受信要素１２２は、任意の組合せのワイヤレス信号を送信および／または受信するように構成することができることは理解されよう。
さらに、送信／受信要素１２２は、図１Ｂには単一要素として示されているが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送信／受信要素１２２を含むことができる。より詳細には、ＷＴＲＵ１０２はＭＩＭＯ技術を使用することができる。したがって一実施形態では、ＷＴＲＵ１０２は、エアインタフェース１１６を介してワイヤレス信号を送信し、受信するための複数の送信／受信要素１２２（例えば複数のアンテナ）を含むことができる。
トランシーバ１２０は、送信／受信要素１２２によって送信される信号を変調し、送信／受信要素１２２によって受信される信号を復調するように構成することができる。上で言及したように、ＷＴＲＵ１０２は多モード機能を有することができる。したがってトランシーバ１２０は複数のトランシーバを含むことができ、それによりＷＴＲＵ１０２は、例えばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１などの複数のＲＡＴを介して通信することができる。
ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロホン１２４、キーパッド１２６および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示ユニットまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示ユニット）にアソシエーションすることができ、これらからユーザ入力データを受け取ることができる。また、プロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロホン１２４、キーパッド１２６および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８にユーザデータを出力することも可能である。さらに、プロセッサ１１８は、非取外し式メモリ１０６および／または取外し式メモリ１３２などの任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスし、また、これらのメモリにデータを記憶することも可能である。非取外し式メモリ１０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクまたは任意の他のタイプのメモリ記憶装置を含むことができる。取外し式メモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、およびセキュアディジタル（ＳＤ）メモリカード等々を含むことができる。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、ＷＴＲＵ１０２上には物理的に配置されていない、例えばサーバまたは家庭用コンピュータ（図示せず）上に配置されているメモリからの情報にアクセスし、また、これらのメモリにデータを記憶することができる。
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、また、ＷＴＲＵ１０２内の他の構成要素に電力を配電し、および／またはこれらの構成要素への電力を制御するように構成することができる。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力を供給するための任意の適切なデバイスであってもよい。例えば電源１３４は、１つまたは複数の乾電池バッテリ（例えばニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）等々）、太陽電池、および燃料電池等々を含むことができる。
また、プロセッサ１１８は、ＷＴＲＵ１０２の現在位置に関する位置情報（例えば経度および緯度）をもたらすように構成することができるＧＰＳチップセット１３６にアソシエーションすることも可能である。ＷＴＲＵ１０２は、ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、あるいはこの情報の代わりに、基地局（例えば基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインタフェース１１６を介して位置情報を受け取り、および／または複数の近傍の基地局から受け取る信号のタイミングに基づいて、その位置を決定することも可能である。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態に矛盾することなく、任意の適切な位置決定方法によって位置情報を獲得することができることは理解されよう。
プロセッサ１１８は、追加の特徴、機能および／または有線接続性もしくはワイヤレス接続性をもたらす１つまたは複数のソフトウェアモジュールおよび／またはハードウェアモジュールを含むことができる他の周辺装置１３８にさらにアソシエーションすることができる。例えば周辺装置１３８は、加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、ディジタルカメラ（写真またはビデオのための）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビジョントランシーバ、ハンドフリーヘッドセット、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）無線ユニット、ディジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、およびインターネットブラウザ等々を含むことができる。
図１Ｃは、一実施形態によるＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。上で言及したように、ＲＡＮ１０４は、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃと通信するためにＵＴＲＡ無線技術を使用することができる。また、ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６と通信することも可能である。図１Ｃに示されているように、ＲＡＮ１０４は、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを個々に含むことができるＮｏｄｅ−Ｂ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができる。Ｎｏｄｅ−Ｂ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、それぞれＲＡＮ１０４内の特定のセル（図示せず）にアソシエーションすることができる。また、ＲＡＮ１０４はＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂを含むことも可能である。ＲＡＮ１０４は、一実施形態に矛盾することなく、任意の数のＮｏｄｅ−ＢおよびＲＮＣを含むことができることは理解されよう。
図１Ｃに示されているように、Ｎｏｄｅ−Ｂ１４０ａ、１４０ｂはＲＮＣ１４２ａと通信することができる。さらに、Ｎｏｄｅ−Ｂ１４０ｃはＲＮＣ１４２ｂと通信することができる。Ｎｏｄｅ−Ｂ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｉｕｂインタフェースを介してそれぞれＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂと通信することができる。ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂは、Ｉｕｒインタフェースを介して互いに通信することができる。ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂの各々は、これらのＲＮＣが接続される対応する個々のＮｏｄｅ−Ｂ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを制御するように構成することができる。さらに、ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂの各々は、外部ループ電力制御、負荷制御、承認制御、パケットスケジューリング、ハンドオーバ制御、マクロダイバーシティ、安全プロテクション機能、およびデータ暗号化等々の他の機能を実施する、またはサポートするように構成することができる。
図１Ｃに示されているコアネットワーク１０６は、メディアゲートウェイ（ＭＧＷ）１４４、移動交換センタ（ＭＳＣ）１４６、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１４８および／またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１５０を含むことができる。上記要素の各々はコアネットワーク１０６の一部として示されているが、コアネットワークオペレータ以外の実体がこれらの要素のうちの任意の１つを所有し、かつ／または動作させることができることは理解されよう。
ＲＡＮ１０４内のＲＮＣ１４２ａは、ＩｕＣＳインタフェースを介してコアネットワーク１０６内のＭＳＣ１４６に接続することができる。ＭＳＣ１４６はＭＧＷ１４４に接続することができる。ＭＳＣ１４６およびＭＧＷ１４４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の陸線通信デバイスとの間の通信を容易にするために、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにＰＳＴＮ１０８などの回線交換網へのアクセスを提供することができる。
また、ＲＡＮ１０４内のＲＮＣ１４２ａは、ＩｕＰＳインタフェースを介してコアネットワーク１０６内のＳＧＳＮ１４８に接続することも可能である。ＳＧＳＮ１４８はＧＧＳＮ１５０に接続することができる。ＳＧＳＮ１４８およびＧＧＳＮ１５０は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと、ＩＰによってイネーブルされるデバイスとの間の通信を容易にするために、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにインターネット１１０などのパケット交換網へのアクセスを提供することができる。
上で言及したように、コアネットワーク１０６は、他のサービスプロバイダによって所有され、かつ／または操作される他の有線ネットワークまたはワイヤレスネットワークを含むことができるネットワーク１１２に接続することも可能である。
図２は、複数のＰＡＮを含むネットワーク２００の一例を示したものである。ネットワーク２００は木構造で示されており、クラスタ木と見なすことができる。ネットワーク２００は、コーディネータとして動作することができる全機能デバイス（ＦＦＤ）、およびコーディネータとして作用することができない縮小機能デバイス（ＲＦＤ）を含む。ネットワーク２００はネットワークコーディネータ２０２を含む。また、ネットワーク２００は、同じくＰＡＮコーディネータ２０４を含む。これらのＰＡＮコーディネータ２０４のうちのいくつかは、ネットワークコーディネータ２０２と直接通信している。これらのＰＡＮコーディネータ２０４のうちの１つは、他のＰＡＮコーディネータ２０４のうちの１つを介してネットワークコーディネータ２０２と間接的に通信することができる。また、図２には、同じく非コーディネータＦＦＤ２０６およびＲＦＤ２０８が示されている。非コーディネータＦＦＤ２０６およびＲＦＤ２０８は、ネットワークコーディネータ２０２と直接通信することができる、またはＰＡＮコーディネータ２０４と通信することができる。クラスタリンク２１０は、ネットワークコーディネータ２０２とＰＡＮコーディネータ２０４の間に示されている。また、クラスタリンク２１０は、ＰＡＮコーディネータ２０４間の通信リンクとしても示されている。葉リンク２１２は、非コーディネータＦＦＤ２０６とネットワークコーディネータ２０２の間、ならびに非コーディネータＦＦＤ２０６とＰＡＮコーディネータ２０４の間の通信リンクとして示されている。また、葉リンク２１２は、ＲＦＤ２０８とネットワークコーディネータ２０２の間、ならびにＲＦＤ２０８とＰＡＮコーディネータ２０４の間の通信リンクとしても示されている。
通常のＰＡＮコーディネータは、本明細書において説明されているコンバージドコーディネータを備えた構成可能なネットワークアーキテクチャを使用することによって解決することができる多くの弱点を有している。例えばセンサネットワークを介した、転送速度に敏感な多重媒体アプリケーションの場合、従来のＰＡＮコーディネータによってサポートされる最大データ転送速度が場合によっては遅すぎるため、より速いデータ転送速度が必要になることがある。転送速度に鈍感なアプリケーションの場合、稠密センサネットワーク内に極めて多数のデバイスが依然として存在している可能性があり、これらのすべてのデバイスによって生成される総通信量は、従来のＰＡＮコーディネータによって適応するには場合によっては多すぎる。さらに、従来のＰＡＮコーディネータによっては、連携および相互ＰＡＮ最適化は得られない。最後に、従来のＰＡＮコーディネータは無線インタフェースを１つしか有していないため、無線インタフェースにおける単一点の故障は、ネットワーク全体の信頼性を危うくすることになる。
上で識別した弱点の理由から、本明細書においては、従来のコーディネータが抱えている問題を解決する単一のコンバージドコーディネータを備えた構成可能なネットワークアーキテクチャについて説明する。単なる例示的目的のためにすぎないが、本開示の様々な実施形態を示すために、ＰＡＮアーキテクチャについて詳細に説明する。しかしながら、本明細書において説明されている概念は、任意の有線ネットワークまたはワイヤレスネットワークに適用することができることは当業者には認識されよう。さらに、あるチャネルから他のチャネルへのデバイスの移動、または複数のＰＡＮネットワークが存在している場合、あるＰＡＮネットワークから他のＰＡＮネットワークへのデバイスの移動を許容するチャネル切換え方法について説明する。ＰＡＮコーディネータまたはコンバージドコーディネータは、ＰＡＮネットワーク情報を周期的に共通のコーディネータにばら撒くことができる。例えばネットワーク情報は、ＰＡＮ ＩＤとチャネル周波数の間のマッピングを含むことができる。次に、共通のコーディネータまたは他のデバイスは、そのネットワーク情報に基づいて他のデバイスのチャネル切換えを補助することができる。
より詳細には、構成可能なアーキテクチャおよびコンバージドコーディネータは、ネットワークデバイス調整を改善する以下の特徴を有することができる。コンバージドコーディネータは、複数の無線インタフェースすなわち無線トランシーバを有することができる。コンバージドコーディネータは、これらの複数の無線インタフェースにより、同じチャネル周波数または異なるチャネル周波数で動作する１つまたは複数の並列ＰＡＮを制御することができる。特定のデバイスは、１つの無線インタフェースのみを有することができ、また、任意のＰＡＮネットワークをアソシエーションすることができる（また、任意のＰＡＮネットワークに切り換えることができる）。また、コンバージドコーディネータは、少なくとも１つの無線インタフェースが適切に動作していることを条件として、１つまたは複数の無線インタフェースの電力をオフにすることも可能である。したがってエネルギー消費を低減することができる。現在アクティブの無線インタフェースが１つしか存在していない場合、コンバージドコーディネータは、任意選択で典型的な従来のＰＡＮコーディネータとして機能することができる。コンバージドコーディネータは強化された能力を有することができ、それにより強化された知能を介して複数の並列ＰＡＮを制御し、管理することができる。また、コンバージドコーディネータを使用して、１つのアプリケーションまたは複数のアプリケーションを同時にサポートすることも可能である。複数のアプリケーションの場合、コンバージドコーディネータは、これらのアプリケーションの潜在的な特徴および依存性を利用して、典型的なＰＡＮコーディネータに優る追加利点を達成することができる。
コンバージドコーディネータおよびネットワークは、いくつかのチャネル切換えアルゴリズムを使用することができる。とりわけ能動チャネル切換え手順、受動チャネル切換え手順およびグループをベースとするチャネル切換え手順について説明する。能動チャネル切換えは、デバイス自身によってトリガされるチャネル切換えであってもよい。受動チャネル切換えは、コーディネータによって部分的に、または完全にトリガされるチャネル切換えであってもよい。グループをベースとするチャネル切換えは、コーディネータによってトリガされるチャネル切換えであってもよく、また、このチャネル切換えを使用して、１つのグループのデバイスのチャネルを同時に、またはほぼ同時に変更することができる。チャネル切換えを決定するために使用されるアルゴリズムは、異なるアプリケーションシナリオに特化することができ、また、設計目的に依存していてもよい。
提案されている構成可能なアーキテクチャおよびコンバージドコーディネータは、任意の既存の通信規格によって動作することができる。例えばアーキテクチャおよびコンバージドコーディネータは、ＷＰＡＮのための任意の通信規格によって動作することができる。他の例として、ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＷＰＡＮおよびセンサネットワークのための共通の通信規格である。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、低電力低転送速度ＷＰＡＮのための物理層（ＰＨＹ）プロトコルおよび媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層プロトコルを与える。この例では、個々のＰＡＮネットワークは、単一のＩＥＥＥ８０２．１５．４無線インタフェースを介して、最大２５０Ｋｂｐｓの最大データ転送速度でＰＡＮ全体を制御し、管理するための単一のＰＡＮコーディネータを有することができる。しかしながら、現在のＩＥＥＥ８０２．１５．４プロトコルの低データ転送速度は、場合によっては転送速度に敏感なアプリケーションをサポートするためのボトルネックである。
構成可能なアーキテクチャおよびコンバージドコーディネータの一例では、構成可能なアーキテクチャおよびコンバージドコーディネータは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格を使用してネットワークと通信することができる。一例として、ＩＥＥＥ８０２．１５．４デバイスは、デバイスを修正することなく使用することができる。しかしながら、いくつかの変更を典型的なＰＡＮコーディネータに加えることも可能であり、また、標準のＰＡＮコーディネータを本明細書において説明されているコンバージドコーディネータに置換することも可能である。したがってこれらの変更は、他のデバイスと通信するための標準ＩＥＥＥ８０２．１５．４プロトコルを依然として使用することができるコンバージドコーディネータの場合にのみ適用することができる。したがってコンバージドコーディネータは、任意の標準ＩＥＥＥ８０２．１５．４デバイスと通信することができ、また、その逆に任意の標準ＩＥＥＥ８０２．１５．４デバイスは、コンバージドコーディネータと通信することができる。したがってコンバージドコーディネータは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４と両立すると見なすことができる。
コンバージドコーディネータは、ＰＡＮ側通信のための任意の数の無線トランシーバを有することができる。また、コンバージドコーディネータは、少なくとも１つの追加インタフェースを有することも可能である。この少なくとも１つの追加インタフェースを使用して外部ネットワークと通信することができる。一例として、少なくとも１つの追加インタフェースは、コンバージドコーディネータとインターネットの間の通信をもたらすことができる。Ｎ個の無線トランシーバを備えたコンバージドコーディネータは、ｉで示される無線トランシーバ毎にｆi（１≦ｉ≦Ｎ）になるような周波数を有することができる。他の例として、ＩＥＥＥ８０２．１５．４が使用される場合、チャネル周波数は、任意のサポートチャネルにマップすることができる。例えばチャネル周波数は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で定義されている８００ＭＨｚ帯域、９００ＭＨｚ帯域または２４００ＭＨｚ帯域のうちの任意の帯域のサポートチャネルであってもよい。コンバージドコーディネータは、利用可能なＮ個の無線トランシーバの各々を使用して、単一のＰＡＮ内の最大Ｎ個のクラスタを公式化することができ、それによりＮ個のクラスタの各々は、同じＰＡＮ ＩＤを有することができる。同様に、コンバージドコーディネータは、最大Ｎ個の並列ＰＡＮネットワークを公式化することができ、それにより個々のＰＡＮネットワークは、異なるＰＡＮ ＩＤを有することができる。あるいは、または追加として、コンバージドコーディネータは、上記の何らかの組合せを公式化することができ、それによりコンバージドコーディネータは、同じＰＡＮ内のクラスタを少なくとも１つの並列ＰＡＮネットワークと共に公式化することができる。クラスタおよび／またはＰＡＮネットワークの各々は、コンバージドコーディネータによって制御および管理することができる。コンバージドコーディネータは、典型的なコーディネータより強力なノードであってもよい。したがってコンバージドコーディネータは、エンドデバイスおよび共通のコーディネータなどの他のノードと比較すると、電源、記憶装置および計算装置の制限をより少なくすることができる。他のデバイスおよび共通のコーディネータを依然として存在させることができ、コンバージドコーディネータと共同して使用することができる。他のデバイスおよび共通のコーディネータは、資源制約されていてもよく、また、１つの無線トランシーバのみを有することができる。
所与の時間に、コンバージドコーディネータ内の個々の無線トランシーバは、動作モードまたはスリーピングモードのいずれのモードであってもよい。コンバージドコーディネータは、個々の無線トランシーバが動作モードであるか、またはスリーピングモードであるかどうかを決定することができる。動作モードの個々の無線トランシーバは、同じ周波数を使用することも、異なる周波数を使用することも、または同じ周波数もしくは異なる周波数の何らかの組合せを使用することも可能である。複数の無線トランシーバが同じ周波数を使用するように構成されている場合、単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）をコンバージドコーディネータに使用することができる。あるいは、または追加として、コンバージドコーディネータの制御下で、複数入力単一出力（ＭＩＳＯ）をデバイスおよび／または共通のコーディネータに使用することも可能である。ＳＩＭＯおよび／またはＭＩＳＯを使用することにより、信号品質を改善することができる。動作モードのＭ≦Ｎ個の無線トランシーバがコンバージドコーディネータに存在し、それぞれ異なる周波数を使用している場合、これは、Ｍ個のクラスタまたはＭ個の並列ＰＡＮネットワークと呼ぶことができる。
図３Ａおよび３Ｂは、様々なＰＡＮおよび／またはクラスタにアソシエーションされるデバイスを調整するコンバージドコーディネータの例を示したものである。図３Ａは、複数のクラスタを備えた単一のＰＡＮネットワークを調整するコンバージドコーディネータの一例３００を示したものである。コンバージドコーディネータ３０２は、ＰＡＮ３０４で示されている単一のＰＡＮと通信することができ、また、その単一のＰＡＮを調整することができる。また、図に示されているコンバージドコーディネータ３０２は、インターネット３０６と通信している。また、コンバージドコーディネータ３０２は、少なくとも１つの他のネットワークまたはデバイスと通信するための少なくとも１つの追加無線トランシーバすなわち追加無線インタフェース（図示せず）を有することも可能である。コンバージドコーディネータ３０２は、任意の数の無線トランシーバ３０８1〜３０８nを有することができる。ＰＡＮ３０４は、クラスタ１ ３１０、クラスタ２ ３１２およびクラスタ３ ３１４の３つのクラスタを含むことができる。また、ＰＡＮは、図示されていない１つまたは複数の追加クラスタを含むことも可能である。
コンバージドコーディネータ３０２は、コンバージドコーディネータ３０２に位置している１つまたは複数の無線トランシーバ３０８1〜３０８nを介してＰＡＮ３０４の個々のクラスタ３１０、３１２、３１４と通信することができる。一例として、無線トランシーバ３０８1〜３０８nのうちの１つを使用して個々のクラスタ３１０、３１２、３１４と通信することができる。他の例として、無線トランシーバ３０８1〜３０８nの各々は、異なる周波数で個々のクラスタ３１０、３１２、３１４と通信することができる。
クラスタ１ ３１０は、任意の数のデバイス３２０1〜３２０nを含むことができる。図に示されている例では、クラスタ１ ３１０のデバイス３２０1〜３２０nの各々は、第１の周波数ｆ1に同調させることができる。また、この例では、クラスタ１ ３１０のデバイス３２０1〜３２０nの各々は、１つの無線トランシーバ３０８1を介してコンバージドコーディネータ３０２と通信することができる。クラスタ２ ３１２は、任意の数のデバイス３２２1〜３２２nを含むことができる。図に示されている例では、クラスタ２ ３１２のデバイス３２２1〜３２２nの各々は、第２の周波数ｆ2に同調させることができる。また、この例では、クラスタ２ ３１２のデバイス３２２1〜３２２nの各々は、１つの無線トランシーバ３０８2を介してコンバージドコーディネータ３０２と通信することができる。クラスタ３ ３１４は、任意の数のデバイス３２４1〜３２４nを含むことができる。図に示されている例では、クラスタ３ ３１４のデバイス３２４1〜３２４nの各々は、第３の周波数ｆ3に同調させることができる。また、この例では、クラスタ３ ３１４のデバイス３２４1〜３２４nの各々は、１つの無線トランシーバ３０８nを介してコンバージドコーディネータ３０２と通信することができる。
図３Ｂは、複数のＰＡＮネットワークを調整するコンバージドコーディネータの一例３５０を示したものである。コンバージドコーディネータ３０２は、異なるＰＡＮ３３０、３３２、３３４と通信することができ、また、それらのＰＡＮを調整することができる。一例として、図３Ｂには、ＰＡＮ１ ３３０、ＰＡＮ２ ３３２およびＰＡＮ３ ３３４の３つのＰＡＮが示されている。また、図に示されているコンバージドコーディネータ３０２は、インターネット３０６と通信している。また、コンバージドコーディネータ３０２は、少なくとも１つの他のネットワークまたはデバイスと通信するための少なくとも１つの追加無線トランシーバすなわち追加無線インタフェース（図示せず）を有することも可能である。コンバージドコーディネータ３０２は、任意の数の無線トランシーバ３０８1〜３０８nを有することができる。また、個々のＰＡＮ３３０、３３２、３３４は、図示されていない１つまたは複数の追加クラスタを含むことも可能である。コンバージドコーディネータ３０２は、任意の数のＰＡＮまたはクラスタを調整することができるが、これらは例示的目的のため、図には示されていない。
コンバージドコーディネータ３０２は、コンバージドコーディネータ３０２に位置している１つまたは複数の無線トランシーバ３０８1〜３０８nを介して個々のＰＡＮ３３０、３３２、３３４と通信することができる。一例として、無線トランシーバ３０８1〜３０８nのうちの１つを使用して個々のＰＡＮ３３０、３３２、３３４と通信することができる。他の例として、無線トランシーバ３０８1〜３０８nの各々は、異なる周波数で個々のＰＡＮ３３０、３３２、３３４と通信することができる。
ＰＡＮ１ ３３０は、任意の数のデバイス３４０1〜３４０nを含むことができる。図に示されている例では、ＰＡＮ１ ３３０のデバイス３４０1〜３４０nの各々は、第１の周波数ｆ1に同調させることができる。また、この例では、ＰＡＮ１ ３３０のデバイス３４０1〜３４０nの各々は、１つの無線トランシーバ３０８1を介してコンバージドコーディネータ３０２と通信することができる。ＰＡＮ２ ３３２は、任意の数のデバイス３４２1〜３４２nを含むことができる。図に示されている例では、ＰＡＮ２ ３３２のデバイス３４２1〜３４２nの各々は、第２の周波数ｆ2に同調させることができる。また、この例では、ＰＡＮ２ ３３２のデバイス３４２1〜３４２nの各々は、１つの無線トランシーバ３０８2を介してコンバージドコーディネータ３０２と通信することができる。ＰＡＮ３ ３３４は、任意の数のデバイス３４４1〜３４４nを含むことができる。図に示されている例では、ＰＡＮ３ ３３４のデバイス３４４1〜３４４nの各々は、第３の周波数ｆ3に同調させることができる。また、この例では、ＰＡＮ３ ３３４のデバイス３４４1〜３４４nの各々は、１つの無線トランシーバ３０８nを介してコンバージドコーディネータ３０２と通信することができる。
図４は、コンバージドコーディネータ４０２のアーキテクチャ４００の一例を示したものである。コンバージドコーディネータ４０２は、任意の数のＰＡＮ側無線トランシーバ４０４1〜４０４nを含むことができる。また、コンバージドコーディネータ４０２はスケジューラ４０６を含むことも可能である。コンバージドコーディネータ４０２は、典型的なＰＡＮコーディネータとは異なり、複数のＰＡＮ側無線トランシーバ４０４1〜４０４nを有することができるため、スケジューラ４０６を使用することができる。スケジューラ４０６は、１つまたは複数のクラスタ／ＰＡＮ４０８1〜４０８n毎に、ＰＡＮ側無線トランシーバ４０４1〜４０４nの各々から情報を収集することができる。クラスタ／ＰＡＮ４０８1〜４０８n毎に収集される情報は、例えば通信量負荷および／または関連するデバイスの数を含むことができる。スケジューラ４０６は、以下の機能のうちの１つまたは複数を実施することができる。スケジューラ４０６は、特定の周波数またはチャネルにおいてトランシーバを開くことができ、トランシーバを閉じることができ、アクティブトランシーバの周波数を変更することができ、デバイスにその周波数を変更するように、および／または他のＰＡＮまたはクラスタに切り換えるように命令することができ、デバイスデューティサイクルスケジュールを変更することができ、および／またはスリープ状態になるようにデバイスに送信する、あるいは命令することができる。また、スケジューラ４０６は、関連するすべてのデバイスに関連する情報を含むことができる中央レジストラ４１０を維持することも可能である。例えば中央レジストラ４１０は、ＰＡＮまたはクラスタの数のカウントを維持することができる。中央レジストラ４１０は、ＰＡＮまたはクラスタ毎に、個々のＰＡＮ／クラスタの動作周波数、個々のＰＡＮ／クラスタに割り当てられているトランシーバ、個々のＰＡＮ／クラスタの無線品質、個々のＰＡＮ／クラスタのＭＡＣプロトコル、個々のＰＡＮ／クラスタの通信量予測（通信量負荷、パケット損失比率、および／もしくは遅延等々を含むことができる）、ならびに／または個々のＰＡＮ／クラスタに関連するデバイスのうちの１つまたは複数を維持することができる。さらに、例えばデバイス毎に、残留エネルギー情報、生成される通信量情報、位置情報、デバイスにおいて実行されるサービスおよび／またはアプリケーション情報、および／またはデバイスデューティサイクル情報を維持することができる。クラスタ／ＰＡＮ４０８1〜４０８nおよび中央レジストラ４１０に含まれている情報に基づいて、スケジューラ４０６は、開くクラスタまたはＰＡＮの数に関する決定を実施することができる。また、スケジューラ４０６は、クラスタまたはＰＡＮのための時限配置に関する決定を実施することも可能である。同様に、スケジューラ４０６は、所与の時間に使用する無線トランシーバの数を決定することも可能である。また、スケジューラ４０６は、個々のデバイスを含むべき、および／または個々のデバイスを接続すべきクラスタおよび／またはＰＡＮを決定することも可能である。スケジューラ４０６は、例えばロードバランシング、輻輳制御、信頼性、アイソレーションおよび／またはプロテクションなどの要因を考慮することができる。また、スケジューラ４０６は、外部ネットワークへのインタフェース４１２へのＰＡＮ通信量の経路指定、または外部ネットワークへのインタフェース４１２からのＰＡＮ通信量の経路指定を実施することも可能である。また、スケジューラ４０６は、ＰＡＮ側無線トランシーバ４０４1〜４０４nの間でＰＡＮ通信量を経路指定することも可能である。
図５は、コンバージドコーディネータのためのプロトコルスタック５００の一例を示したものである。プロトコルスタック５００は、上位層５０２を含むことができる。この上位層５０２は、典型的なプロトコルスタックの他の上位層と同じ層であってもよい。コンバージドコーディネータは、プロトコルスタック５００に２つの新しい層を導入することができる。収束層５０４をプロトコルスタック５００に追加することができる。収束層５０４は、アプリケーションと、コンバージドコーディネータによってサポートされる利用可能な複数のＰＡＮネットワークとの間のマッピングを実施することができる。また、コンバージドＭＡＣ５０６をプロトコルスタック５００に追加することも可能である。コンバージドＭＡＣ５０６は、複数の無線トランシーバを共同して管理するために、１つの統一されたＭＡＣプロトコルを使用することができる。制御平面では、コンバージドＭＡＣ５０６は、最適化されたデバイスアソシエーションおよび位置決めを実施することができる。データ平面では、コンバージドＭＡＣ５０６は、例えば輻輳制御およびロードバランシングなどの相互ＰＡＮ最適化を実施することができる。図４に示されている、上で説明したスケジューラ４０６は、収束層５０４およびコンバージドＭＡＣ５０６の両方にわたって実施することができる。コンバージドＭＡＣ５０６は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４などの既存のＷＰＡＮ規格に基づいて設計することができる。また、コンバージドＭＡＣ５０６は、本明細書において説明されているコンバージドコーディネータの動作に基づく新しい機能を含むことも可能である。また、コンバージドＭＡＣ５０６は、既存の規格の拡張であってもよく、また、例えばＷＰＡＮ規格などの既存の規格に組み込むことも可能である。また、プロトコルスタック５００は、既存のプロトコルスタックと同様、複数の物理層（ＰＨＹ）５０８1〜５０８nを含むことも可能である。
本明細書において説明されているコンバージドコーディネータによれば、デバイスを任意のクラスタおよび／または並列ＰＡＮネットワークにアソシエーションすることができる。コンバージドコーディネータによれば、複数のクラスタおよび／または複数のＰＡＮネットワークの間でデバイスを切り換えることができる、またはこれらの間でデバイスを移動させることができる。この切換えまたは移動は、ネットワーク状態、ならびに例えば輻輳制御、ロードバランシング、アイソレーション、プロテクション、信頼性、サービス差別および／または干渉管理などの特定の設計目標に基づくことができる。したがって個々のクラスタおよび／またはＰＡＮネットワークの特性を相俟って考慮することにより、相互クラスタ最適化または相互ＰＡＮ最適化を実施することができる。デバイスの切換えまたは移動のために考慮される特性は、例えばリンク特性、ノード特性およびネットワーク特性を含むことができる。例えばデバイスおよび／またはコーディネータは、上で説明した特性、状態または設計目標のいずれかに関連する統計量を収集することができる。統計量は、例えばパケット引渡し率および／またはチャネルクリアアセスメント（ＣＣＡ）故障を含むことができる。これらの統計量はコンバージドコーディネータに送ることができ、それにより輻輳問題および干渉問題を検出することができる。同様に、これらの統計量は、チャネルを切り換えるためのコンバージドコーディネータからの要求を許可するために、デバイスまたはコーディネータ（またはデバイスおよびコーディネータの任意の組合せ）が使用することも可能である。これにより、コンバージドコーディネータは、例えばより速いオーバザエアソフトウェア管理、ロードバランシング、および信頼性等々の利点を付与することができる。以下は、本明細書において説明されているコンバージドコーディネータを介した輻輳制御の例である。
図６Ａおよび６Ｂは、コンバージドコーディネータによって実施される輻輳制御の一例を示したものである。図６Ａは、チャネルを切り換える前のネットワークの一例６００を示したものである。上で詳細に説明した図３Ｂと同様、図６Ａには、インターネット６０６および複数のＰＡＮ６３０、６３２、６３４と通信しているコンバージドコーディネータ６０２が示されている。
コンバージドコーディネータ６０２は、ＰＡＮ６３０、６３２、６３４の各々を調整することができる。一例として、図６Ａには、ＰＡＮ１ ６３０、ＰＡＮ２ ６３２およびＰＡＮ３ ６３４の３つのＰＡＮが示されている。また、図に示されているコンバージドコーディネータ６０２は、インターネット６０６と通信している。また、コンバージドコーディネータ６０２は、少なくとも１つの他のネットワークまたはデバイスと通信するための少なくとも１つの追加無線トランシーバすなわち追加無線インタフェース（図示せず）を有することも可能である。コンバージドコーディネータ６０２は、任意の数の無線トランシーバ６０８1〜６０８nを有することができる。また、個々のＰＡＮ６３０、６３２、６３４は、図示されていない１つまたは複数の追加クラスタを含むことも可能である。コンバージドコーディネータ６０２は、任意の数のＰＡＮまたはクラスタを調整することができるが、これらは例示的目的のため、図には示されていない。
コンバージドコーディネータ６０２は、コンバージドコーディネータ６０２に位置している１つまたは複数の無線トランシーバ６０８1〜６０８nを介して個々のＰＡＮ６３０、６３２、６３４と通信することができる。一例として、無線トランシーバ６０８1〜６０８nのうちの１つを使用して個々のＰＡＮ６３０、６３２、６３４と通信することができる。他の例として、無線トランシーバ６０８1〜６０８nの各々は、異なる周波数で個々のＰＡＮ６３０、６３２、６３４と通信することができる。
ＰＡＮ１ ６３０は、任意の数のデバイス６４０1〜６４０nを含むことができる。図に示されている例では、ＰＡＮ１ ６３０のデバイス６４０1〜６４０nの各々は、第１の周波数ｆ1に同調させることができる。また、この例では、ＰＡＮ１ ６３０のデバイス６４０1〜６４０nの各々は、１つの無線トランシーバ６０８1を介してコンバージドコーディネータ６０２と通信することができる。ＰＡＮ２ ６３２は、任意の数のデバイス６４２1〜６４２nを含むことができる。図に示されている例では、ＰＡＮ２ ６３２のデバイス６４２1〜６４２nの各々は、第２の周波数ｆ2に同調させることができる。また、この例では、ＰＡＮ２ ６３２のデバイス６４２1〜６４２nの各々は、１つの無線トランシーバ３０８2を介してコンバージドコーディネータ６０２と通信することができる。ＰＡＮ３ ６３４は、任意の数のデバイス６４４1〜６４４nを含むことができる。図に示されている例では、ＰＡＮ３ ６４４のデバイス６４４1〜６４４nの各々は、第３の周波数ｆ3に同調させることができる。また、この例では、ＰＡＮ３ ６３４のデバイス６４４1〜６４４nの各々は、１つの無線トランシーバ６０８nを介してコンバージドコーディネータ６０２と通信することができる。
図６Ａには、ＰＡＮ２ ６３２のデバイス６４２1〜６４２nのうちの３つが、デバイスＡ ６５０、デバイスＢ ６５２およびデバイスＣ ６５４として示されている。この例では、デバイスＡ ６５０、デバイスＢ ６５２およびデバイスＣ ６５４は使用中である可能性があり、ＰＡＮ２ ６３２の通信量負荷の増加の原因になっている可能性がある。これらの３つのすべてのデバイスはＰＡＮ２ ６３２にアソシエーションされているため、ＰＡＮ２ ６３２は、その大きい通信量負荷のために輻輳に遭遇する可能性がある。したがって場合によってはコンバージドコーディネータ６０２をデバイスＡ ６５０、デバイスＢ ６５２またはデバイスＣ ６５４のうちの１つまたは複数をＰＡＮ１ ６３０またはＰＡＮ３ ６３４のいずれかに切り換えることが望ましい。
図６Ｂは、チャネル切換えが実施された後のネットワークの一例６６０を示したものである。コンバージドコーディネータ６０２、インターネット６０６および３つのＰＡＮ６３０、６３２、６３４は、図６Ａに関連して詳細に説明した要素と同様の要素である。図６Ｂでは、デバイスＡ ６５０をＰＡＮ１ ６３０に切り換える、またはＰＡＮ１ ６３０へ移動させることができる。同様に、デバイスＣ ６５４をＰＡＮ３ ６３４に切り換える、またはＰＡＮ３ ６３４へ移動させることができる。デバイスＢ ６５２はＰＡＮ２ ６３２内を維持することができる。したがって通信量が多いデバイスであるデバイスＡ ６５０、デバイスＢ ６５２およびデバイスＣ ６５４は、現在はそれぞれ異なるＰＡＮに存在させることができる。上で詳細に説明したように、切換えまたは移動は、コンバージドコーディネータ６０２によって実施することができる。コンバージドコーディネータ６０２は、これらのデバイスを独立して切り換える、または移動させることを決定することができる。コンバージドコーディネータ６０２は、この決定を本明細書において説明されている任意の状態、設計目標または戦略に基づいて実施することができる。あるいは、または追加として、任意のＰＡＮまたは任意のデバイスのコーディネータは、切換えまたは移動を要求することができる。
また、この例で使用されているＰＡＮの各々は、単一のＰＡＮ内のクラスタであってもよいことは当業者には認識されよう。さらに、任意の数のＰＡＮおよび／またはクラスタを使用することができ、また、本明細書において使用されている特定の数は、単なる例示的目的のためにすぎないことは当業者には認識されよう。
チャネル切換えは、能動チャネル切換えまたは受動チャネル切換えのいずれかを介して実施することができる。能動チャネル切換えは、特定のデバイスによってトリガすることができる。例えばデバイスは、その局所通信量および通過通信量を監視し、予測することができる。他の例として、局所通信量および通過通信量を含むことができる総通信量が所定の閾値を超え、また、潜在的輻輳が生じると、デバイスは他のＰＡＮまたはクラスタを探求して移動することができる。例えばデバイスは、その周波数の変更および他のＰＡＮまたはクラスタへのアソシエーションを試行することができる。同様に、現在のチャネルが他の無線信号によって干渉されていることをデバイスが検知すると、デバイスは、そのチャネルを異なるチャネルに変更することができる。
そのチャネルの変更を試行しているデバイスが「臨界点」である場合、そのデバイスと共にすべての子デバイスもそれらの周波数を変更することができる。あるノードを除去することによってネットワーク全体が解体されることになる場合、そのノードは、場合によってはそのネットワークの臨界点である。したがって子デバイスの周波数を変更することにより、これらのデバイスは、ネットワークセットアップに応じてＰＡＮコーディネータまたはコンバージドコーディネータとの通信を維持することができる。これは、とりわけマルチホップメッシュトポロジーに適用することができる。有効な能動チャネル切換えを可能にするために、デバイスは、利用可能なＰＡＮネットワーク（またはクラスタ）のリストおよびそれらの関連する周波数を維持することができる。
能動チャネル切換えは、２ステップ能動チャネル切換え（ＴＳＡＣＳ）または１ステップ能動チャネル切換え（ＯＳＡＣＳ）のいずれかを介して実施することができる。図７および８は、それぞれＴＳＡＣＳおよびＯＳＡＣＳの例を示したものである。
図７は、２ステップ能動チャネル切換えを示す例示的なコールフロー図７００である。図７には、コーディネータ７０２およびネットワークデバイス７０４が示されている。ネットワークデバイス７０４は、コーディネータ７０２にディスアソシエーション通知７１０を送ることができる。このディスアソシエーション通知７１０を使用して、ネットワークデバイス７０４が古いチャネルから新しいチャネルへの移動を望んでいることを示すことができる。ディスアソシエーション通知７１０は、例えばディスアソシエーション理由および／または所望のＰＡＮ ＩＤを含むことができる。したがって所望のＰＡＮ ＩＤは、ディスアソシエーション通知７１０を介してピギーバックすることができる。ネットワークデバイス７０４は、行先ＰＡＮ識別子フィールドとして現在のＰＡＮ ＩＤを含むことができる。コーディネータ７０２アドレスは、行先アドレスフィールドに含むことができる。ディスアソシエーション通知７１０は古いチャネルを介して送信することができ、これは、ディスアソシエーション通知７１０は、そのネットワークデバイス７０４がアソシエーションされている現在のネットワーク（チャネルを切り換える前のネットワーク）を介して送ることができることを意味している。
コーディネータ７０２は、ネットワークデバイス７０４に肯定応答７２０を送信することができる。肯定応答７２０は、ディスアソシエーション通知７１０に応答することができる。肯定応答７２０は、例えばディスアソシエーション理由および／または認可されたＰＡＮ ＩＤを含むことができる。認可されたＰＡＮ ＩＤは、ディスアソシエーション通知７１０の中でネットワークデバイス７０４によって要求された所望のＰＡＮ ＩＤであってもよい。また、認可されたＰＡＮ ＩＤは、コーディネータ７０２が割り当てる他のＰＡＮ ＩＤであってもよい。肯定応答７２０は、古いチャネルを介して送信することができる。
ネットワークデバイス７０４は、コーディネータ７０２にアソシエーション要求７３０を送信することができる。アソシエーション要求７３０は、肯定応答７２０に応答して送ることができる。アソシエーション要求７３０は、新しいチャネルを使用して、新しいＰＡＮネットワークを介して送ることができる。新しいＰＡＮネットワークおよび新しいチャネルは、肯定応答７２０の中に示されている認可されたＰＡＮ ＩＤに対応することができる。コーディネータ７０２は、ネットワークデバイス７０４にアソシエーション応答７４０を送信することができる。アソシエーション応答７４０は、アソシエーション要求７３０に応答して送信することができる。
上で説明したメッセージのメッセージ名称および順序は、単なる例示的目的のためにすぎないことは当業者には認識されよう。上で説明した信号発信の任意の組合せを、任意の順序で実施することができる。さらに、図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータであっても、またはＰＡＮコーディネータであってもよい。いくつかの例では、図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータおよびＰＡＮコーディネータの両方への信号発信、またはこれらの両方のコーディネータからの信号発信を表すことができる。したがって図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータおよび／またはＰＡＮコーディネータのいずれかまたは両方によって実施される信号発信を表すことができる。
図８は、１ステップ能動チャネル切換え（ＯＳＡＣＳ）を示す例示的コールフロー図である。図８には、コーディネータ８０２およびネットワークデバイス８０４が示されている。ネットワークデバイス８０４は、コーディネータ８０２にアソシエーション要求８１０を送信することができる。同様に、ネットワークデバイス８０４は、アソシエーション要求８１０の代わりにディスアソシエーション通知を送信することも可能である。アソシエーション要求８１０（またはディスアソシエーション通知）は、新しいチャネルを介して送信することができる。したがってＯＳＡＣＳを使用することにより、ネットワークデバイス８０４は、ディスアソシエーション通知およびアソシエーション要求の両方の代わりに、１つのコマンドメッセージのみを送信することができる。アソシエーション要求８１０（またはディスアソシエーション通知）は、古いＰＡＮに関連する情報をピギーバックすることができる。この方法によれば、コーディネータ８０２は、ネットワークデバイス８０４の出所に関する知識を得ることができる。
コーディネータ８０２は、ネットワークデバイス８０４にアソシエーション応答８２０を送信することができる。アソシエーション応答８２０は、アソシエーション要求８１０に応答して送信することができる。アソシエーション応答８２０は、アソシエーション要求８１０を送信するためにネットワークデバイス８０４によって使用された新しいチャネルを介して送信することができる。アソシエーション応答８２０は、例えば認可されたＰＡＮ ＩＤを含むことができる。認可されたＰＡＮ ＩＤは、ネットワークデバイス８０４がアソシエーション要求８１０を送信するために使用した新しいチャネルに対応するＰＡＮ ＩＤであってもよい。また、認可されたＰＡＮ ＩＤは、新しいチャネルが承認されないことをコーディネータ８０２が決定した場合、異なるＰＡＮ ＩＤであってもよい。コーディネータ８０２は、ネットワークデバイス８０４に対して異なるチャネルを認可することができ、また、アソシエーション応答８２０および認可されたＰＡＮ ＩＤを介してそのチャネルのネットワークデバイス８０４に通知することができる。コーディネータ８０２は、ネットワークデバイス８０４に認可されたチャネルを介して肯定応答を送信するよう要求することができる。任意選択でネットワークデバイス８０４は、コーディネータ８０２に肯定応答８３０を送信することができる。肯定応答８３０は、アソシエーション応答８２０に応答して送信することができる。肯定応答８３０は、アソシエーション応答８２０および認可されたＰＡＮ ＩＤの中に示されている認可されたチャネルを介して送信することができる。
上で説明したメッセージのメッセージ名称および順序は、単なる例示的目的のためにすぎないことは当業者には認識されよう。上で説明した信号発信の任意の組合せを、任意の順序で実施することができる。さらに、図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータであっても、またはＰＡＮコーディネータであってもよい。いくつかの例では、図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータおよびＰＡＮコーディネータの両方への信号発信、またはこれらの両方のコーディネータからの信号発信を表すことができる。したがって図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータおよび／またはＰＡＮコーディネータのいずれかまたは両方によって実施される信号発信を表すことができる。
また、チャネル切換えは、受動チャネル切換えを介して実施することも可能である。受動チャネル切換えを使用することにより、ＰＡＮコーディネータまたはコンバージドコーディネータは、チャネル切換えをトリガすることができる。コーディネータは、ネットワーク全体ならびに特定のＰＡＮを監視することができる。例えばＰＡＮ内に輻輳が生じる、または輻輳が生じることが予測されると、コーディネータは、輻輳したＰＡＮからディスアソシエーションし、他のＰＡＮと再アソシエーションするよう、輻輳したＰＡＮ内の１つまたは複数のデバイスに命令することができる。
図９は、明示肯定応答コマンドを使用した受動チャネル切換えを示す例示的コールフロー図９００である。図９には、コーディネータ９０２およびネットワークデバイス９０４が含まれている。コーディネータ９０２は、ネットワークデバイス９０４を他のＰＡＮおよび／またはチャネルに切り換えるべきか、あるいは他のＰＡＮおよび／またはチャネルへ移動させるべきかを決定することができる。コーディネータ９０２は、ネットワークデバイス９０４にディスアソシエーション通知９１０を送信することができる。ディスアソシエーション通知９１０は、例えばディスアソシエーション理由および／または新しいＰＡＮ ＩＤを含むことができる。ディスアソシエーション通知９１０は、古いチャネルを介して送信することができる。新しいＰＡＮ ＩＤは、コーディネータ９０２がネットワークデバイス９０４を切り換える、または移動させることを希望しているＰＡＮの識別であってもよい。
ネットワークデバイス９０４は、コーディネータ９０２に肯定応答９２０を送信することができる。肯定応答９２０は、ディスアソシエーション通知９１０に応答して送信することができる。肯定応答９２０は、古いチャネルを介して送信することができる。また、ネットワークデバイス９０４は、コーディネータ９０２にアソシエーション要求９３０を送信することも可能である。アソシエーション要求９３０は、新しいチャネルを介して送信することができる。新しいチャネルは、ディスアソシエーション通知９１０および新しいＰＡＮ ＩＤに対応するチャネルであってもよい。コーディネータ９０２は、ネットワークデバイス９０４にアソシエーション応答９４０を送信することができる。アソシエーション応答９４０は、肯定応答９２０および／またはアソシエーション要求９３０に応答して送信することができる。アソシエーション応答９４０は、新しいチャネルを介して送信することができる。
上で説明したメッセージのメッセージ名称および順序は、単なる例示的目的のためにすぎないことは当業者には認識されよう。上で説明した信号発信の任意の組合せを、任意の順序で実施することができる。さらに、図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータであっても、またはＰＡＮコーディネータであってもよい。いくつかの例では、図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータおよびＰＡＮコーディネータの両方への信号発信、またはこれらの両方のコーディネータからの信号発信を表すことができる。したがって図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータおよび／またはＰＡＮコーディネータのいずれかまたは両方によって実施される信号発信を表すことができる。
図１０は、明示肯定応答コマンドを使用しない受動チャネル切換えを示す例示的コールフロー図１０００である。図１０には、コーディネータ１００２およびネットワークデバイス１００４が含まれている。コーディネータ１００２は、ネットワークデバイス１００４を他のＰＡＮおよび／またはチャネルに切り換えるべきか、あるいは他のＰＡＮおよび／またはチャネルへ移動させるべきかを決定することができる。コーディネータ１００２は、ネットワークデバイス１００４にディスアソシエーション通知１０１０を送信することができる。ディスアソシエーション通知１０１０は、例えばディスアソシエーション理由および／または新しいＰＡＮ ＩＤを含むことができる。ディスアソシエーション通知１０１０は、古いチャネルを介して送信することができる。新しいＰＡＮ ＩＤは、コーディネータ１００２がネットワークデバイス１００４を切り換える、または移動させることを希望しているＰＡＮの識別であってもよい。
ネットワークデバイス１００４は、コーディネータ１００２にアソシエーション要求１０３０を送信することができる。アソシエーション要求１０３０は、ディスアソシエーション通知１０１０に応答して送信することができる。肯定応答は、アソシエーション要求１０３０に組み込むことができる。したがってアソシエーション要求１０３０は、ディスアソシエーション通知１０１０に対するアソシエーション要求および肯定応答の両方として使用することができ、場合によっては個別の肯定応答メッセージをネットワークデバイス１００４からコーディネータ１００２へ送信する必要はない。アソシエーション要求１０３０は、新しいチャネルを介して送信することができる。新しいチャネルは、ディスアソシエーション通知１０１０および新しいＰＡＮ ＩＤに対応するチャネルであってもよい。コーディネータ１００２は、ネットワークデバイス１００４にアソシエーション応答１０４０を送信することができる。アソシエーション応答１０４０は、アソシエーション要求１０３０に応答して送信することができる。アソシエーション応答１０４０は、新しいチャネルを介して送信することができる。
上で説明したメッセージのメッセージ名称および順序は、単なる例示的目的のためにすぎないことは当業者には認識されよう。上で説明した信号発信の任意の組合せを、任意の順序で実施することができる。さらに、図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータであっても、またはＰＡＮコーディネータであってもよい。いくつかの例では、図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータおよびＰＡＮコーディネータの両方への信号発信、またはこれらの両方のコーディネータからの信号発信を表すことができる。したがって図に示されているコーディネータは、コンバージドコーディネータおよび／またはＰＡＮコーディネータのいずれかまたは両方によって実施される信号発信を表すことができる。
また、グループをベースとするチャネル切換えを使用して複数のデバイスを他のＰＡＮに切り換えることも可能である。任意のデバイスまたはコーディネータは、デバイスおよびすべての子デバイスを他のＰＡＮに切り換えるためのＰＡＮコーディネータまたはコンバージドコーディネータからの要求を許可することができる。コーディネータは、そのクラスタ内のデバイスに代わって要求することができる。これは、個別のデバイスに基づいて実施されるチャネル切換えと比較すると、チャネル切換えを迅速にすることができる。これは、場合によっては、例えば干渉が特定のグループのデバイスに局所化される場合に有利である。デバイスによる、個々のチャネルではなく、グループとしてのチャネル切換えを許容することにより、切換えの間、親／子関係の維持を許容することができる。切換えの間、親／子関係の維持を許容することにより、切換え後にネットワークを「元に戻す」、または「形成する」ために要する時間を短くすることができる。
図１１は、グループをベースとするチャネル切換えを示す例示的コールフロー図１１００である。図１１には、コーディネータＡ１１０２、親コーディネータ１１０４およびデバイスのグループ１１０６が示されている。例えばコーディネータＡ１１０２は、ネットワーク内のルータであっても、または他のノードに対する親として作用する何らかのノードであってもよい。また、例えば親コーディネータ１１０４は、ゲートウェイであっても、または典型的なＰＡＮコーディネータであってもよい。親コーディネータ１１０４は、コーディネータＡ１１０２に対する親ノードであってもよい。
コーディネータＡ１１０２は、親コーディネータ１１０４にアソシエーション要求１１１０を送信することができる。アソシエーション要求１１１０は、親コーディネータ１１０４に対して、グループ切換えを実施しなければならないことを示すことができる。例えばアソシエーション要求１１１０はディスアソシエーション理由を含むことができ、また、ディスアソシエーション理由は、グループ切換えを実施すべきであることを示す指示を含むことができる。また、アソシエーション要求１１１０は、コーディネータＡ１１０２が使用を要求している新しいチャネルまたはＰＡＮに基づく新しいＰＡＮ ＩＤを含むことも可能である。コーディネータＡ１１０２は、コーディネータＡ１１０２の制御下にあるデバイスのクラスタであってもよいデバイス１１０６のグループに代わってアソシエーション要求１１１０を実施することができる。アソシエーション要求１１１０は、古いチャネルを介して送信することができる。
親コーディネータ１１０４は、コーディネータＡ１１０２に肯定応答１１２０を送信することができる。肯定応答１１２０は、アソシエーション要求１１１０に応答して送信することができる。肯定応答１１２０は、古いチャネルを介して送信することができる。
コーディネータＡ１１０２は、デバイスのグループ１１０６に新しいディスアソシエーション通知１１３０を送信することができる。この新しいディスアソシエーション通知１１３０を使用して、デバイスのグループ１１０６が他のチャネルに移動すべきであることをデバイスのグループ１１０６に知らせることができる。新しいディスアソシエーション通知１１３０は、ディスアソシエーション理由および／または新しいＰＡＮ ＩＤを含むことができる。新しいディスアソシエーション通知１１３０は、古いチャネルを介して送信することができる。デバイスのグループ１１０６がコーディネータＡ１１０２のすべての子デバイスであり、また、コーディネータＡ１１０２がデバイスのグループ１１０６の各々を切り換えることを希望している場合、コーディネータＡ１１０２は、新しいディスアソシエーション通知１１３０のための行先アドレスとして同報通信アドレスを設定することができる。したがってデバイスのグループ１１０６の各々は、同報通信を介して新しいディスアソシエーション通知１１３０を受け取ることができ、また、グループ切換えをトリガすることができる。コーディネータＡ１１０２が、デバイスのグループ１１０６のサブセットの切換え、または子デバイスのサブセットの切換えを希望している場合、新しいディスアソシエーション通知１１３０は、切り換えるべき特定のデバイスのアドレスをピギーバックすることができる。例えばコーディネータＡ１１０２は、デバイスのグループ１１０６の短アドレスのリストを使用して、またはブルームフィルタ技法を使用して、コマンドフレーム長を短くすることができる。
デバイスのグループ１１０６の切り換えるべき個々のデバイスは、コーディネータＡ１１０２に肯定応答１１４０を送信することができる。肯定応答１１４０は、新しいチャネルを介して送信することができる。この新しいチャネルは、新しいＰＡＮ ＩＤおよび／または新しいディスアソシエーション通知１１３０の中に示されていたチャネルであってもよい。肯定応答１１４０は、衝突を潜在的に回避するためのキャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）を使用して送信することができる。肯定応答１１４０の送信は任意選択であってもよい。
上で説明したメッセージのメッセージ名称および順序は、単なる例示的目的のためにすぎないことは当業者には認識されよう。上で説明した信号発信の任意の組合せを、任意の順序で実施することができる。
上で説明したいずれのチャネル切換え手法においても、デバイスは、他のデバイスと通信する能力を失っているため、他のチャネルまたは他のＰＡＮへの切換えを希望することができる。例えば通信は、干渉、および移動性等々によって失うことがある。通信の損失が生じると、デバイスは、予め構成済みの代替ＰＡＮ ＩＤおよびチャネルを利用することができる。また、コーディネータは、コーディネータがどの親ノードとも通信することができない場合、同じ技法を使用することも可能である。この例では、コーディネータは、子ノードとの通信を維持することができるが、親ノードとの通信を失うことになる。代替ＰＡＮを使用することにより、コーディネータまたはデバイスは、自身および潜在的にその子を代替ＰＡＮへ移動させることができ、それにより他のコーディネータまたはノードとの通信を回復することができる。
コンバージドコーディネータを使用することにより、個別のＰＡＮコーディネータを備えた従来のＰＡＮネットワークと比較すると、いくつかの利点を得ることができる。例えばコンバージドコーディネータを使用することにより、オーバザエアソフトウェア管理をより速くすることができる。コンバージドコーディネータは、複数の無線トランシーバを有することができ、それらの各々をダウンリンクソフトウェア分散およびアップグレードのために同時に動作させることができる。例えば個々のトランシーバは、エンドデバイスのサブセットのために動作することができ、したがってオーバザエアソフトウェア管理をより速くすることができる。さらに、コンバージドコーディネータを使用することにより、ネットワーク内の輻輳を制御することができる。典型的なＰＡＮ内に輻輳が生じた場合の通常の解決法は、原始通信量レートまたは欠落パケットを押さえることである。これは、典型的にはシステムの処理能力が低下し、エネルギーが無駄に消費される原因になる。しかしながら、コンバージドコーディネータとアソシエーションした構成可能なアーキテクチャは、より良好な方法で輻輳を処理することができる。例えば上で詳細に説明したように、原始通信量レートを小さくし、またはすべてのパケットを欠落させることなく、通信量を輻輳したＰＡＮまたはクラスタから負荷が少ないＰＡＮまたはクラスタへ向けることができる。
さらに、コンバージドコーディネータを使用することにより、ロードバランシングを補助することができる。複数のクラスタおよび／または並列ＰＡＮを利用することができる場合、コンバージドコーディネータは、総通信量をそれらの間で均等に分割することができる。これは、クラスタまたはＰＡＮ内における輻輳の有無に無関係に実施することができる。ロードバランシングに際しては、電池の残りの電力容量を考慮することができ、したがって個々のクラスタまたはＰＡＮは、同様の通信量負荷を有することができ、また、個々のネットワーク内における消費エネルギー、パケット衝突および待ち時間の点で、より良好な性能を有することができる。また、コンバージドコーディネータは、より良好なサービス品質（ＱｏＳ）を可能にすることができる。様々なデバイスおよびアプリケーションをＰＡＮ環境に共存させることができる。例えば報告などのいくつかのアプリケーションには短い待ち時間が必要であり、一方、他のアプリケーションは、短い待ち時間に対する要求事項が少ない。一例としてＩＥＥＥ８０２．１５．４を使用することにより、保証時間スロット（ＧＴＳ）にわたるコンテンションフリー期間（ＣＦＰ）を可能にすることができる。このシナリオでは、コンバージドコーディネータは、クラスタまたはＰＡＮ全体にわたって遅延感応デバイスを展開させることができる。例えば個々のクラスタまたはＰＡＮは、特定の数の遅延感応デバイスを受け取ることができ、したがって個々のデバイスは、独自のＧＴＳを有することができる。ＣＦＰが不能にされ、また、遅延感応デバイスからの通信量負荷が軽減されると、コンバージドコーディネータは、特定のクラスタまたはＰＡＮ内の遅延感応デバイスを編成することができ、また、他のクラスタまたはＰＡＮ内の遅延寛容デバイスを編成することができる。この方法によれば、差別されたＱｏＳを異なるデバイスに提供することができる。
他の例として、コンバージドコーディネータは、信頼性を改善することができる。１つのチャネルが利用不可能になると、コンバージドコーディネータは、ＰＡＮデバイスを速やかに他のチャネルに切り換えることができる。例えば１つのチャネルに未知の外部デバイスをはめ込むことができる。さらに、複数のチャネルにわたってデバイスを展開させることにより、他のチャネル内のデバイスは、１つのチャネルが重大な干渉に遭遇しても影響されない状態を維持することができる。さらに、コンバージドコーディネータは、エネルギー効率を改善することも可能である。通信量が少ない場合、コンバージドコーディネータは、限られた数のトランシーバを開くことができる。同様に、コンバージドコーディネータは、エネルギー消費を少なくするために限られた数のＰＡＮをセットアップすることができる。一例では、コンバージドコーディネータは、１つのトランシーバが一次トランシーバとして作用し、もう１つのトランシーバがバックアップトランシーバとして作用する２つのトランシーバをセットアップすることができる。総通信量が増加すると、コンバージドコーディネータは、必要に応じて追加トランシーバを開くことができる。コンバージドコーディネータは、次に、複数のクラスタまたはＰＡＮを構成することができる。したがって個々のネットワーク内における衝突の数を少なくすることができ、また、エネルギー効率を改善することができる。
他の例として、コンバージドコーディネータを使用することによって信号品質を改善することも可能である。コンバージドコーディネータは、同じ周波数を使用するために複数の無線トランシーバを割り当てることができ、また、無線環境が理想的ではない場合、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）を利用して信号品質を改善することができる。例えばコンバージドコーディネータは、デバイスから受け取った信号品質を、ＳＩＭＯを利用して、デバイス側に一切のオーバヘッドを導入することなく改善するために、複数の無線受信機を同じ周波数において構成することができる。また、コンバージドコーディネータを使用することにより、アイソレーションおよびプロテクションを改善することも可能である。いくつかのデバイスは、場合によっては悪意のあるデバイスであり、異常な通信量を生成する可能性がある。しかしながら、コンバージドコーディネータは、正常なデバイスを悪意のあるデバイスからディスアソシエーションされた１つのクラスタまたはＰＡＮ内に置くことができる。
上で示した例で説明されているコーディネータ、コンバージドコーディネータ、デバイスおよびネットワークデバイスの各々は、ＷＴＲＵまたは任意の他の有線デバイスまたはワイヤレスデバイスであってもよい。上で示した例に使用されている説明および名称は、単なる例示的目的のためにすぎず、コーディネータおよびデバイスのタイプまたは機能を制限することは意図されていない。
実施形態
１． 単一のコンバージドネットワークコーディネータを利用するステップ
を含む構成可能なパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）アーキテクチャのための方法。
２． デバイスによるチャネル切換えを利用し、それによりあるチャネルから他のチャネルへ移動するステップ
をさらに含む実施形態１に記載の方法。
３． デバイスによるチャネル切換えを利用し、それによりあるＰＡＮから他のＰＡＮへ移動するステップ
をさらに含む実施形態１に記載の方法。
４． ＰＡＮコーディネータまたはコンバージドコーディネータは、ＰＡＮ識別（ＩＤ）とチャネル周波数の間のマッピングなどのＰＡＮ情報を周期的に共通のコーディネータにばら撒く前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
５． 共通のコーディネータは、ＰＡＮ情報に基づいてデバイスのチャネル切換えを補助する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
６． コンバージドコーディネータは、複数の無線インタフェースまたはトランシーバを有している前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
７． 複数の無線インタフェースは、コンバージドコーディネータの制御下で同じチャネル周波数においてまたは異なるチャネル周波数において動作する１つまたは複数の並列ＰＡＮネットワークを公式化する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
８． デバイスは１つの無線インタフェースのみを有しており、任意のＰＡＮネットワークにアソシエーションする、または切り換えることができる前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
９． コンバージドコーディネータは、少なくとも１つの無線が適切に動作していることを条件として、いくつかの無線インタフェースの電力をオフにし、また、現在アクティブの無線インタフェースが１つしか存在していない場合、コンバージドコーディネータは、単なる従来のＰＡＮコーディネータになる前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１０． コンバージドコーディネータを使用して、１つのアプリケーションまたは複数のアプリケーションが同時にサポートされる前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１１． 能動チャネル切換え手順、受動チャネル切換え手順またはグループをベースとするチャネル切換え手順を利用するステップであって、能動チャネル切換えは、デバイス自身によってトリガされ、受動チャネル切換えは、コーディネータによって完全にトリガされ、また、グループをベースとするチャネル切換えは、コーディネータによってトリガされ、このチャネル切換えを使用して１つのグループのデバイスのチャネルが同時に変更される、ステップ
をさらに含む前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１２． 構成可能なアーキテクチャおよびコンバージドコーディネータは、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１５．４−２００６を始めとする、ＷＰＡＮのための任意の通信規格によって動作する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１３． 個々のＰＡＮネットワークは、単一のＩＥＥＥ８０２．１５．４−２００６無線インタフェースを介してＰＡＮ全体を制御し、管理するための単一のＰＡＮコーディネータを有している前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１４． １つのコンバージドコーディネータは、ＰＡＮ側通信のためのＮ個の無線トランシーバ、およびコーディネータを外部ネットワークに接続するための少なくとも１つの他のインタフェースを有し、個々のトランシーバｉの周波数はｆi（１≦ｉ≦Ｎ）である前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１５． コンバージドコーディネータは、利用可能なＮ個の無線トランシーバを使用して、同じＰＡＮ ＩＤを有する最大Ｎ個のクラスタを公式化し、またはそれぞれ異なるＰＡＮ ＩＤを有するＮ個の並列ＰＡＮネットワークを公式化する、またはそれらの組合せを公式化する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１６． クラスタまたはＰＡＮネットワークは、コンバージドコーディネータによって完全に制御および管理される前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１７． コンバージドコーディネータ内のすべての無線トランシーバは、動作モードまたはスリーピングモードのいずれかのモードであり、このモードは、コンバージドコーディネータによって決定される前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１８． コンバージドコーディネータ内のすべての動作無線トランシーバは、異なる周波数または同じ周波数またはそれらの組合せを使用する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
１９． 複数の無線トランシーバが同じ周波数を使用するように構成されている場合、信号品質をさらに改善するために、単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）がコンバージドコーディネータに利用され、複数入力単一出力（ＭＩＳＯ）がデバイスまたは共通のコーディネータに利用される実施形態１８に記載の方法。
２０． コンバージドコーディネータの場合と同様、資源制約され、また、１つの無線トランシーバのみを有するデバイスおよび共通のコーディネータが存在している前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
２１． コンバージドコーディネータは、Ｎ個のＰＡＮ側無線トランシーバを備えている前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
２２． コンバージドコーディネータは、新しい機能実体スケジューラを有している前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
２３． スケジューラは、単一のクラスタまたはＰＡＮネットワーク毎に個々の無線トランシーバからの情報収集を実施し、すべてのデバイスのための集中化されたレジスタを維持する実施形態２２に記載の方法。
２４． スケジューラは、開くクラスタまたはＰＡＮネットワークの時間および数に関する決定を実施する、またはターンオンする無線トランシーバの数の決定を実施する実施形態２２に記載の方法。
２５． スケジューラは、ロードバランシング、輻輳制御、信頼性またはアイソレーション／プロテクションなどの目的のために個々のデバイスを接続すべきクラスタまたはＰＡＮネットワークを決定し、また、スケジューラは、外部ネットワークへのインタフェースへのＰＡＮ通信量の経路指定／外部ネットワークへのインタフェースからのＰＡＮ通信量の経路指定、および／またはＰＡＮ側無線トランシーバ間の経路指定を実施する実施形態２２に記載の方法。
２６． コンバージドコーディネータは、コンバージドＭＡＣおよび収束層の２つの新しい層を導入する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
２７． コンバージドＭＡＣは、Ｎ個の無線トランシーバを共同して管理するために、１つの統一されたＭＡＣプロトコルを使用する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
２８． 制御平面では、コンバージドＭＡＣは、最適化されたデバイスアソシエーションおよび位置決めを実施し、データ平面では、コンバージドＭＡＣは、輻輳制御およびロードバランシングなどの相互ＰＡＮ最適化を実施する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
２９． 収束層は、アプリケーションと利用可能な複数のＰＮＡネットワークとの間のマッピングを実施し、また、スケジューラは、コンバージドＭＡＣおよび収束層の両方にわたって実施される前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
３０． デバイスは、ネットワーク状態および設計目標に応じて、クラスタまたは並列ＰＡＮネットワークのうちの任意の１つをアソシエーションし、また、それらの間で切り換える、またはそれらの間を移動する前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
３１． リンク特性、ノード特性またはネットワーク特性を始めとする個々のクラスタ／ＰＡＮネットワークの特性を相俟って考慮することにより、相互クラスタ最適化または相互ＰＡＮ最適化が実施される前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
３２． デバイスまたはコーディネータは統計量を収集し、局部統計量がコンバージドコーディネータに送られ、それにより輻輳問題および干渉問題が検出されるか、またはこれらの統計量は、チャネル切換えの許可をコンバージドコーディネータに要求する決定を下すために、デバイスまたはコーディネータ（もしくはそれらのグループ）によって使用される前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
３３． 能動チャネル切換えステップ
をさらに含む前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
３４． 能動チャネル切換えステップはデバイスによってトリガされる実施形態３３に記載の方法。
３５． デバイスは、その局所通信量または通過通信量を監視し、予測し、総通信量（局所通信量または通過通信量）が閾値を超え、また、潜在的輻輳が生じると、デバイスはその周波数を変更し、他のＰＡＮをアソシエーションする実施形態３３または３４に記載の方法。
３６． あるノードを除去することによってネットワーク全体が解体される場合、デバイスまたはそのノードは臨界点である実施形態３３〜３５のうちのいずれか１つに記載の方法。
３７． 子デバイスは、とりわけマルチホップメッシュトポロジーの下で、ＰＡＮコーディネータまたはコンバージドコーディネータへの利用可能な接続を同じく保証するためにそれらの周波数を変更し、また、利用可能なＰＡＮネットワークおよびそれらの周波数の短いリストが維持される実施形態３３〜３６のうちのいずれか１つに記載の方法。
３８． ２ステップ能動チャネル切換え（ＴＳＡＣＳ）を利用するステップ
をさらに含む前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
３９． ディスアソシエーション通知を送るステップであって、デバイスは、行先ＰＡＮ識別子フィールドとして現在のＰＡＮ ＩＤを使用し、行先アドレスフィールドとしてコーディネータアドレスを使用して、コーディネータにディスアソシエーション通知コマンドを送り、ディスアソシエーション通知は、現在のＰＡＮネットワークを介して送られ、ディスアソシエーション通知メッセージの上にピギーバックされた所望のＰＡＮ ＩＤを使用して現在のＰＡＮネットワークから切り換えられる、ステップをさらに含む実施形態３８に記載の方法。
４０． コーディネータによって、含まれている認可されたＰＡＮ ＩＤを使用して、ディスアソシエーション通知に対する肯定応答を送るステップ
をさらに含み、認可されたＰＡＮ ＩＤは、ディスアソシエーション通知の中で要求されているデバイスの所望のＰＡＮ ＩＤと同じであっても、または異なっていてもよい実施形態３８または３９に記載の方法。
４１． デバイスによって、他の潜在的コーディネータが切り換えることになる新しいＰＡＮの識別子に設定されている行先ＰＡＮ識別子フィールドを使用してその潜在的コーディネータにアソシエーションコマンドを送るステップ
をさらに含む実施形態３８〜４０のうちのいずれか１つに記載の方法。
４２． １ステップ能動チャネル切換え（ＯＳＡＣＳ）を利用するステップ
をさらに含む前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
４３． 新しいチャネルを介してコーディネータにコマンドメッセージ（アソシエーション要求またはディスアソシエーションのいずれか）を１つだけ送るステップと、コーディネータからのアソシエーション応答を待機するステップとをさらに含み、アソシエーション要求（またはディスアソシエーション）コマンドは、コーディネータにデバイスの出所が分かるよう、古いＰＡＮに関する情報をピギーバックする実施形態４２に記載の方法。
４４． 新しいチャネルへのチャネル切換えが承認されない場合、デバイスに対する他のチャネルを認可するステップと、このチャネルをデバイスに知らせるステップと、認可されたチャネルを介して応答フレームを送るようデバイスに要求するステップと
をさらに含む実施形態４２または４３に記載の方法。
４５． 受動チャネル切換えを利用するステップ
をさらに含む前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
４６． チャネル切換えは、ＰＡＮコーディネータまたはコンバージドコーディネータによって完全にトリガされる実施形態４５に記載の方法。
４７． コーディネータによって、古いチャネルを介して、ディスアソシエーション理由および新しいＰＡＮ ＩＤを含んだディスアソシエーション通知メッセージをデバイスに送るステップ
をさらに含む実施形態４５または４６に記載の方法。
４８． デバイスによって古いチャネルを介してコーディネータに肯定応答を送り返すステップ
をさらに含む実施形態４５〜４７のうちのいずれか１つに記載の方法。
４９． 新しいチャネルを介してデバイスによってコーディネータにアソシエーション要求を送るステップ
をさらに含む実施形態４５〜４８のうちのいずれか１つに記載の方法。
５０． 新しいチャネルを介してコーディネータによってデバイスにアソシエーション応答を応答するステップ
をさらに含む実施形態４５〜４９のうちのいずれか１つに記載の方法。
５１． グループをベースとするチャネル切換えを利用するステップ
をさらに含む前記実施形態のうちのいずれか１つに記載の方法。
５２． コーディネータは、ＰＡＮまたはコンバージドコーディネータに、他のＰＡＮへの自身およびその子の移動許可を要求する実施形態５１に記載の方法。
５３． コーディネータは、個別のチャネル切換えと比較してチャネル切換えを迅速にするために、そのクラスタに代わって要求し、また、デバイスによる、個々のチャネルではなく、グループとしてのチャネル切換えを許容することにより、切換えの間、親／子関係が許容され、切換え後にネットワークを「元に戻す」、または「形成する」ために要する時間が短縮される実施形態５１または５２に記載の方法。
５４． 「アソシエーション要求」を古いチャネルを介してコーディネータＡによってその親に送り、未決のグループ切換えをその親に知らせるステップと、
「新しいディスアソシエーション通知」をそのすべての子デバイスに送り、他のチャネルに切り換えるようそれらに命令するステップと
をさらに含む実施形態５１〜５３のうちのいずれか１つに記載の方法。
５５． コーディネータＡがそのすべての子デバイスを切り換えることを希望している場合、コーディネータＡは、「新しいディスアソシエーション通知」コマンドのための行先アドレスとして同報通信アドレスを設定し、したがってそのすべてのデバイスはこのコマンドを受け取ることができ、また、グループ切換えをトリガすることができる実施形態５１〜５４のうちのいずれか１つに記載の方法。
５６． コーディネータＡがその子デバイスのサブセットの切換えを希望している場合、「新しいディスアソシエーション通知」コマンドは、これらのデバイスのアドレスをピギーバックし、コマンドフレーム長を短くするために、それらの短アドレスのリストを含むか、またはブルームフィルタ技法が使用される実施形態５１〜５５のうちのいずれか１つに記載の方法。
５７． 「新しいディスアソシエーション通知」によって指示される他のチャネルへの切換えが必要なすべてのデバイスは、潜在的な衝突を解決するためのキャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）アクセスを使用して、新しいチャネルを介して肯定応答を送り返す実施形態５１〜５６のうちのいずれか１つに記載の方法。
５８． 実施形態１〜５７のうちのいずれか１つに記載の方法を実施するように構成されたワイヤレス送信受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
５９． トランシーバをさらに備える実施形態５８のＷＴＲＵ。
６０． トランシーバと通信するプロセッサをさらに備える、実施形態５８〜５９のうちのいずれか１つに記載のＷＴＲＵ。
６１． プロセッサは、実施形態１〜５７のうちのいずれか１つに記載の方法を実施するように構成されている実施形態５８〜６０のうちのいずれか１つに記載のＷＴＲＵ。
６２． 実施形態１〜５７のうちのいずれか１つに記載の方法を実施するように構成されたノードＢ。
６３． 実施形態１〜５７のうちのいずれか１つに記載の方法を実施するように構成された集積回路。
６４． チャネル切換えメッセージを生成するように構成されたプロセッサと、
ネットワークコーディネータにチャネル切換えメッセージを送るように構成された送信機と、
ネットワークコーディネータからの応答を受け取るように構成された受信機と
を備える、パーソナルエリアネットワーククラスタの一要素として作用するワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
６５． チャネル切換えをトリガする通知をネットワークコーディネータから受け取るように構成された受信機と、
その通知を処理するように構成されたプロセッサと
を備える、パーソナルエリアネットワーククラスタの一要素として作用するワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
６６． 複数のＰＡＮ内の少なくとも１つのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）デバイスと通信するように構成された少なくとも１つのトランシーバであって、
複数のＰＡＮに関連する情報を受け取るように構成された、少なくとも１つのトランシーバと、
受け取った情報に基づいて、複数のＰＡＮのうちの少なくとも１つのＰＡＮ内の少なくとも１つのＰＡＮデバイスが、複数のＰＡＮのうちの少なくとも１つの異なるＰＡＮに切り換えられることになることを決定するように構成されたスケジューラと
を備えるコーディネータノードであって、
少なくとも１つのトランシーバは、受け取った情報に基づいて、少なくとも１つのＰＡＮデバイスを少なくとも１つの異なるＰＡＮに切り換えるようにさらに構成されている、
コーディネータノード。
６７．少なくとも１つのトランシーバは、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスにディスアソシエーション通知を送信し、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスからアソシエーション要求を受信し、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスにアソシエーション応答を送信する
ことによって少なくとも１つのＰＡＮデバイスを切り換えるようにさらに構成されている実施形態６６に記載のコーディネータノード。
６８．少なくとも１つのトランシーバは、少なくとも１つのＰＡＮデバイスに肯定応答を送信することによって少なくとも１つのＰＡＮデバイスを切り換えるようにさらに構成されている実施形態６７に記載のコーディネータノード。
６９． 少なくとも１つのトランシーバは、
第１のチャネルを介してディスアソシエーション通知を送信し、
第２のチャネルを介してアソシエーション要求を受信し、
第２のチャネルを介してアソシエーション応答を送信する
ようにさらに構成されている実施形態６７に記載のコーディネータノード。
７０． ディスアソシエーション通知は、ディスアソシエーション理由および所望のＰＡＮ ＩＤを含む実施形態６７に記載のコーディネータノード。
７１． 少なくとも１つのトランシーバは、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスからディスアソシエーション通知を受信し、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスに肯定応答を送信し、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスからアソシエーション要求を受信し、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスにアソシエーション応答を送信する
ことによって少なくとも１つのＰＡＮデバイスを切り換えるようにさらに構成されている実施形態６６に記載のコーディネータノード。
７２． 少なくとも１つのトランシーバは、
第１のチャネルを介してディスアソシエーション通知を受信し、肯定応答を送信し、
第２のチャネルを介してアソシエーション要求を受信し、アソシエーション応答を送信する
ようにさらに構成されている実施形態７１に記載のコーディネータノード。
７３． ディスアソシエーション通知は、ディスアソシエーション理由および所望のＰＡＮ ＩＤを含み、肯定応答は、ディスアソシエーション理由および認可されたＰＡＮ ＩＤを含む実施形態７１に記載のコーディネータノード。
７４． 少なくとも１つのトランシーバは、
新しいチャネルを介して少なくとも１つのＰＡＮデバイスからアソシエーション要求を受信し、
新しいチャネルを介して少なくとも１つのＰＡＮデバイスにアソシエーション応答を送信する
ことによって少なくとも１つのＰＡＮデバイスを切り換えるようにさらに構成され、
新しいチャネルは、少なくとも１つのＰＡＮデバイスが切換えを試行している新しいＰＡＮに関連している実施形態６６に記載のコーディネータノード。
７５． アソシエーション要求は、ディスアソシエーション理由および古いＰＡＮ ＩＤを含み、また、アソシエーション応答は、認可されたＰＡＮ ＩＤを含む実施形態７４に記載のコーディネータノード。
７６． 少なくとも１つのトランシーバは、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスにディスアソシエーション通知を送信し、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスからアソシエーション要求を受信し、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスにアソシエーション応答を送信する
ことによって少なくとも１つのＰＡＮデバイスを切り換えるようにさらに構成されている実施形態６６に記載のコーディネータノード。
７７． 少なくとも１つのトランシーバは、少なくとも１つのＰＡＮデバイスから肯定応答を受信することによって少なくとも１つのＰＡＮデバイスを切り換えるようにさらに構成されている実施形態７６に記載のコーディネータノード。
７８． ディスアソシエーション通知は、ディスアソシエーション理由および新しいＰＡＮ ＩＤを含む実施形態７６に記載のコーディネータノード。
７９． 少なくとも１つのトランシーバは、
新しいチャネルへの少なくとも２つのデバイスの切換えに関する情報を含んだアソシエーション要求を親コーディネータに送信し、
親コーディネータから肯定応答を受信し、
少なくとも２つのデバイスに新しいディスアソシエーション通知を送信する
ことによって少なくとも１つのＰＡＮデバイスを切り換えるようにさらに構成されている実施形態６６に記載のコーディネータノード。
８０． アソシエーション要求は、ディスアソシエーション理由およびグループ切換えが要求されていることを示す指示を含み、また、新しいディスアソシエーション通知は、ディスアソシエーション理由および新しいＰＡＮ ＩＤを含む実施形態７９に記載のコーディネータノード。
８１． 少なくとも１つのトランシーバは、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）規格によって通信するように構成されている実施形態６６に記載のコーディネータノード。
８２． スケジューラは、
複数のＰＡＮの各々に関する情報を記憶するように構成された少なくとも１つのメモリデバイスと、
少なくとも１つのＰＡＮデバイスの各々に関連する情報を記憶するように構成された中央レジストラと
を含み、
スケジューラは、複数のＰＡＮのうちの少なくとも１つのＰＡＮ内の少なくとも１つのＰＡＮデバイスが、複数のＰＡＮのうちの少なくとも１つの異なるＰＡＮに切り換えられることになることを決定するために、複数のＰＡＮの各々に関する情報、および少なくともＰＡＮデバイスの各々に関連する情報を使用するように構成されている実施形態６６に記載のコーディネータノード。
８３．スケジューラは、複数のＰＡＮのうちの１つまたは複数のＰＡＮ内のトラフィック状態、ロードバランシング、輻輳制御、信頼性、アイソレーション、サービス差別、干渉管理またはプロテクションファクタのうちの少なくとも１つを考慮することにより、複数のＰＡＮのうちの少なくとも１つのＰＡＮ内の少なくとも１つのＰＡＮデバイスが、複数のＰＡＮのうちの少なくとも１つの異なるＰＡＮに切り換えられることになることを決定するように構成されている実施形態６６に記載のコーディネータノード。
８４． スケジューラは、所与の時間に使用中である少なくとも１つのトランシーバの数を決定するようにさらに構成されている実施形態６６に記載のコーディネータノード。
８５． 複数のＰＡＮ内の少なくとも１つのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）デバイスと少なくとも１つのトランシーバを介して通信するステップと、
複数のＰＡＮに関連する情報を受け取るステップと、
受け取った情報に基づいて、複数のＰＡＮのうちの少なくとも１つのＰＡＮ内の少なくとも１つのＰＡＮデバイスが、複数のＰＡＮのうちの少なくとも１つの異なるＰＡＮに切り換えられることになることを決定するステップと、
受け取った情報に基づいて、少なくとも１つのＰＡＮデバイスを少なくとも１つの異なるＰＡＮに切り換えるステップと
を含む方法。
８６． 実施形態６６〜８５のうちのいずれか１つに記載の特徴を実施するように構成されたワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
以上、特徴および要素について、特定の組合せで説明したが、個々の特徴または要素は、単独で使用することも、または他の特徴および要素との任意の組合せで使用することも可能であることは当業者には理解されよう。さらに、本明細書において説明されている方法は、コンピュータまたはプロセッサが実行するためのコンピュータ可読媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェアまたはファームウェアの中で実施することができる。コンピュータ可読媒体の例には、電子信号（有線接続またはワイヤレス接続を介して送信される）およびコンピュータ可読記憶媒体がある。コンピュータ可読記憶媒体の例には、それらに限定されないが、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体記憶装置、内部ハードディスクおよび取外し式ディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、およびＣＤ−ＲＯＭディスクおよびディジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体がある。ソフトウェアとアソシエーションしたプロセッサを使用して、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末装置、基地局、ＲＮＣまたは任意のホストコンピュータに使用するための無線周波数トランシーバを実施することができる。

Claims (7)

  1. 少なくとも１つのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）デバイスを、複数のパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）における第１のＰＡＮから前記複数のパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）における第２のＰＡＮに切り換えるコンピュータプロセシングシステムであって、前記システムは、
    （ｉ）前記第１のＰＡＮから前記第２のＰＡＮに切り換えるための、前記第２のＰＡＮの識別を含む、ディスアソシエーション通知メッセージを前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスから受信し、
    （ｉｉ）前記ディスアソシエーション通知メッセージに応答して、前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスに対する、前記第２のＰＡＮに切り換えるための第１の命令を生成し、前記第１の命令は、前記第２のＰＡＮの前記識別およびディスアソシエーション理由を含み、第１のチャネルを介して前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスに送るための肯定応答命令を含み、
    （ｉｉｉ）前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスによって送られたアソシエーション要求を受信し、
    （ｉｖ）前記アソシエーション要求に応答して、第２のチャネルを介して前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスに送るための、アソシエーション応答を含む第２の命令を生成する
    ように構成されたプロセッサと、
    前記第１の命令および前記第２の命令を記憶するように構成されたメモリと
    を備えたことを特徴とするコンピュータプロセシングシステム。
  2. 前記アソシエーション要求は、前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスによって前記システムに送られた、前記第２のＰＡＮの識別を含むアソシエーションメッセージを含み、および前記第２の命令は、前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスに第１のチャネルを介して送るための、前記第２のＰＡＮの前記識別を含み、および前記アソシエーションメッセージに応答して送られたアソシエーション応答を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 前記プロセッサは、前記命令を生成することにおいて前記第２のＰＡＮの前記識別を使用するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  4. 少なくとも１つのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）デバイスを、複数のパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）における第１のＰＡＮから前記複数のパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）における第２のＰＡＮに切り換える方法であって、前記方法は、
    前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスによって送られ、前記第２のＰＡＮの識別を含み、前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスが前記第１のＰＡＮから前記第２のＰＡＮに切り換えることを要求していることを示しているディスアソシエーション通知メッセージを前記複数のＰＡＮに対する中央プロセシングシステムで受信するステップと、
    受信する前記ステップに応答して、前記中央プロセシングシステムから前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスに、前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスに対する、前記第１のＰＡＮから前記第２のＰＡＮに切り換えるための、前記第２のＰＡＮの前記識別を含む、前記ディスアソシエーション通知メッセージに応答する肯定応答命令を、第１のチャネルを介して前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスに送るステップと、
    前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスから、第２のチャネルを介して、アソシエーション要求を受信するステップと、
    前記アソシエーション要求に応答して、アソシエーション応答を、前記少なくとも１つのＰＡＮデバイスに、前記第２のチャネルを介して送るステップと
    を備えたことを特徴とする方法。
  5. 前記肯定応答命令は、ディスアソシエーション理由をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 前記アソシエーション要求を受信するステップは、前記少なくとも１つのパーソナルエリアネットワークデバイスによって前記中央プロセシングシステムに送られたアソシエーションメッセージを、第１のチャネルを介して受信するステップをさらに含み、および前記アソシエーション応答を送るステップは、前記第２のＰＡＮの識別を送るステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  7. 前記第２のチャネルを介して前記少なくとも１つＰＡＮデバイスによって送られた肯定応答メッセージを、前記中央プロセシングシステムで受信するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の方法。
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