JP6443745B2 - 無線ネットワーク内の無線デバイスを検出する方法 - Google Patents

Description

本開示は２０１２年１月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／５９２，１２１号の利益を主張し、その開示の全体は参照によって本明細書に組み込まれる。

本明細書で提供される背景技術の説明は本開示の文脈を一般的に提示するためのものである。本発明者の研究は、当該研究が本背景技術のセクション、ならびに出願時に従来技術と認定し得ない本明細書の態様において記載される限り、本開示に対する従来技術であると明示的にも黙示的にも認められるものではない。

無線検出は、携帯電話、ラップトップ、タブレットなど（集合的に「局」として知られる）、ワイファイが可能なモバイルデバイスの位置を突き止め、無線ネットワークに、そして最終的に互いに接続する処理である。通常、これはルータ等、無線アクセスポイント（ＡＰ）に接続する無線デバイスを必要とする。いわゆるピアツーピア、Ｐ２Ｐ、またはアドホックネットワーク通信において、中間アクセスポイントを用いずに２つまたはそれ以上の無線デバイスを直接に接続するべく、無線検出がますます用いられている。無線検出は、無線ネットワークにすでに接続された１つまたは複数のデバイスによってサービスを再検出する処理も指すことがある。この第３のシナリオにおいて、文書を印刷する必要性等、デバイスの優先順位における変化は、ネットワーク上の無線デバイスを駆動し、やはりそのネットワーク上の異なる無線デバイス（例えばプリントサーバ）との新しい接続を探すことがある。これらの状況のいずれにおいても、無線デバイスが新しい接続を探すとき、無線デバイスはまずネットワークをプローブし、プローブへの応答待機をするとしてもよく、または無線デバイスは応答するビーコン信号待機をするとしてもよい。

レガシーな無線検出の方法論は、単に、各無線デバイスをほぼ不変の検出状態（例えば、待機またはプロービング）に保持することであった。この手法は新しい無線デバイスをほぼ瞬時に検出することになるが、これは高い電力消費および全体としての効率性の犠牲の上で実現する。更に良くないこととして、インフラストラクチャは多くのクエリ／応答をディスパッチをいつ、どのようにディスパッチし得るかについて制限または条件を課さず、ネットワークの混雑状態が非常に急速に進展し得る結果になる。この問題はスポーツ／娯楽アリーナおよび郊外の環境等、新しい接続を探すデバイスが範囲内のその他の無線デバイスからの応答を禁止され、文字通り数千の回答を生じさせ得る混雑した地域で特に悪化する。

本開示の態様は効率的な無線検出の処理に関する。本明細書で説明される技術は、潜在的には混雑状態の防止および多くのモバイルデバイスからなる環境の電力効率において著しい改善を提供する。このシナリオにおいて、デバイスは通常、事前の関連性または共通の構成を有しない。いくつかの実施形態において、デバイスは時間を決定し、同期動作を開始することができると想定される。

実施形態において、ネットワーク（例えば、サポートされたアプリケーションまたはサービスを検索しない）に接続された電力に制約されたデバイス（携帯電話またはタブレットコンピュータのような）は、大部分の時間、電力の低下した状態にある。内部クロックに基き、デバイスは選択された時間中および指定された周波数でのみ、目覚め、検出処理に参加することができる。従って、任意の時間間隔Ｔの間、任意の無線デバイスＡは（時間状態、周波数状態）＝（ｔ_ａ，φ_ａ）等、特定の組み合わせで無線検出を行うことができる。次いで、デバイスは、異なる組み合わせ（本明細書において「時間状態／周波数状態ホップ」と呼ばれる）、例えば後続の時間間隔Ｔ'における（ｔ_ａ，φ_ｂ）、（ｔ_ｂ，φ_ａ）、または（ｔ_ｂ，φ_ｂ）に切り替えるとしてもよい。デバイスは、反復なしで少なくとも１回、それぞれの（時間状態、周波数状態）組み合わせが選択されるまで、各後続の時間間隔Ｔ^ｎで異なる組み合わせを継続的に選ぶ。

対照的に、新しい接続をすることを希望する無線デバイスＢは、１つの（ｔ_ｎ，φ_ｎ）組み合わせを選び、連続する後続の間隔を通してそのような組み合わせを保持するとしてもよい。デバイスＡが全ての組み合わせを最終的に使い切るので、デバイスＡは組み合わせ（ｔ_ｎ，φ_ｎ）でデバイスＢを最終的に検出する。新しい接続を探さない各デバイス（例えば、すでにネットワークに接続され、また、サービスまたはアプリケーションの再検出を行わないデバイス）は、同様に全ての可能な組み合わせを異なる周波数で使い切る。このように、検出を行うネットワークに接続されたデバイスの数は所定の任意の時間で限定され、上昇した電力およびデータの効率化をもたらす。デバイスＢがネットワークパートナーを見つけて所望の新しい接続を維持するとき、デバイスＢはネットワークを効率的に結合し、時間状態／周波数状態のホッピング処理を開始し得る。

上記の処理において、すでに接続されたデバイスに優先順位（プリントサーバの位置を突き止める等）における変化が存在する場合、デバイスは単に、状態を新しい接続を探す状態に切り替え（再検出処理）、同様に、新たに優先順位をつけたアプリケーションまたはサービスパートナーが見つかるまで任意の（ｔ_ｎ，φ_ｎ）組み合わせを保持するとしてもよい。

従って、本開示の態様は、無線ネットワーク内の無線デバイスが予め定められた複数の時間状態のうちの１つにあり得る反復時間間隔Ｔを用いて、無線サービスの検出または無線ネットワーク内のアプリケーションを同期する方法を対象とする。いくつかの実施形態によれば、本方法は複数の時間状態から１つの時間状態を選択する段階と、選択された時間状態で反復時間間隔Ｔの間に１回、所与のサービスまたはアプリケーションをサポートする第１の無線デバイスによって検出を行う段階と、予め定められた複数の時間状態の全てが選択されるまで反復時間間隔Ｔの連続するもので上記の段階を反復する段階とを含む。

本方法の他の態様によれば、第１の無線デバイスは各時間状態中にスリープモードに入るかまたは留まり、各時間状態中に反復時間間隔Ｔのそれぞれにおいて、検出は行われない。他の態様は、第２の選択された時間状態で反復時間間隔Ｔの間に１回、所与のサービスまたはアプリケーションを検索する第２の無線デバイスによって検出を行う段階と、第２の無線デバイスが所与のサービスまたはアプリケーションの位置を突き止めるまで、それぞれの連続的な間隔Ｔで当該第２の選択された時間状態を用いて上記の段階を行うことを反復する段階とを含む。いくつかの実施形態において、第２の無線デバイスは無線ネットワーク内に存在しない。

実施形態において、無線ネットワークは複数の周波数状態を有する周波数のセットΦを使用し、第１の無線デバイスは選択された時間状態および選択された周波数状態の組み合わせで反復時間間隔Ｔの間に１回、検出を行い、第１の無線デバイスは、予め定められた複数の時間状態および周波数のセットΦの周波数状態の全ての可能な組み合わせが選択されるまで、それぞれの連続的な間隔Ｔで時間状態および周波数状態の異なる組み合わせを選ぶ。別の実施形態において、無線ネットワークは複数の周波数状態を有する周波数のセットΦを用い、第２の無線デバイスは第２の選択された時間状態および周波数状態の組み合わせで反復時間間隔Ｔの間に１回、検出を行い、第２の無線デバイスは、第２の無線デバイスがサービスまたはアプリケーションの位置を突き止めるまで、それぞれの連続的な間隔Ｔで第２の選択された時間状態および周波数状態の同一の組み合わせを選ぶ。一態様において、時間状態および周波数状態の組み合わせは、各間隔Ｔについてランダムに決定する。別の態様において、時間状態および周波数状態の組み合わせは、第２の無線デバイスについてランダムに決定する。

いくつかの実施形態は、上述の方法を含み、第１の無線デバイスは乱数シード値を有するグループのメンバーであり、乱数シード値に基いて第１の無線デバイスの時間状態および／または周波数状態の組み合わせを選ぶ。他の実施形態において、グループのメンバーに対する乱数シード値は相関する。一実施形態において、第２の無線デバイスは、位置を突き止めたサービスまたはアプリケーションに基いてグループに加わる。時間状態および／または周波数状態の全ての可能な組み合わせを使い切るように要求される間隔Ｔの数は、素数であってもよい。

また、いくつかの態様は予め定められた複数の時間状態から時間状態をランダムに選択する順序を作成する段階を含み、いくつかの態様において、選択された時間状態は、予め定められた複数の時間状態の全ての他のものが選択されるまで再選択されない。

以下の図面を参照して例として提供される本開示の様々な実施形態を詳細に説明し、同一の番号は同一のデバイスを指す。
本開示の実施形態による、１Ａ）待機局（ビーコンアクセスポイント）、１Ｂ）プロービング局（待機アクセスポイント）、および１Ｃ）アドホック（ピアツーピア）構成によって実行されるサービスまたはアプリケーション検出処理の図を示す。 本開示の実施形態による、１Ａ）待機局（ビーコンアクセスポイント）、１Ｂ）プロービング局（待機アクセスポイント）、および１Ｃ）アドホック（ピアツーピア）構成によって実行されるサービスまたはアプリケーション検出処理の図を示す。 本開示の実施形態による、１Ａ）待機局（ビーコンアクセスポイント）、１Ｂ）プロービング局（待機アクセスポイント）、および１Ｃ）アドホック（ピアツーピア）構成によって実行されるサービスまたはアプリケーション検出処理の図を示す。 レガシーな方法（コラムＩ）、開示した代替形態（コラムＩＩ〜ＩＩＩ）、および本開示の例示的な実施形態（コラムＩＶ−ＶＩ）による、様々な検出アルゴリズムを示す。 本開示の例示的な実施形態による、一次元状態の図の検出処理を図示する。 本開示の例示的な実施形態による、二次元状態の図の検出処理を図示する。 一次元状態の図で一般化されたサイズの本開示の実施形態による、検出処理を図示する。 二次元状態の図で一般化されたサイズの本開示の実施形態による、検出処理を図示する。 本開示の例示的な実施形態による、ネットワーク（特定のサービスまたはアプリケーションをサポートする）に接続された無線局によってサービスまたはアプリケーション検出を行う方法を図示する例示的なブロック図である。 本開示の例示的な実施形態による、ネットワーク（特定のサービスまたはアプリケーションを検索する）にまだ接続されていない無線局によってサービスまたはアプリケーション検出を行う方法を図示する例示的なブロック図である。 本発明の一実装による、プログラムコードを記憶および／または実行するのに好適なデバイスの例示的なブロック図である。

以下の図面および明細書を参照して本開示を説明する。図面中のコンポーネントは必ずしも縮尺に従っておらず、むしろ本発明の原理を図示することを強調する。更に、図面において、同一の符号は種々の図面を通して同様の対応部品またはデバイスを指す。

本開示において、わずか２つのピア局が互いに接続を確立すると、ネットワークが確立される。この状況で、一方の局は所与のサービスまたはアプリケーションを「サポートする」局であり、他方の局はこのサービスまたはアプリケーションを「検索」していた。複数の局はインターネットゲートウェイ等の共通のサービスを検索することがあるので、多くの局が単一のサービスサポート局に接続を試みる状況が存在することが多い。この場合、サービスサポート局を「ネットワークに接続された」ものとして、また局を探すサービスを検出処理中に「ネットワークに（まだ）接続されない」ものとしてみなすのがより有意義なことがある。これらの用語は両方とも同一の状況を説明するときに独立した効用を有するので、本開示全体でどちらかを用いて同一の状況を表現することがある。

通常、近くの無線デバイスを検出する現在の無線メカニズムは、図１Ｂに例示するアクティブなプロービングにより、または図１Ｃに図示するアドホックな構成で両方を組み合わせて、図１Ａに図示するいくつかの形態のビーコンまたは報知メッセージ待機をすることに基く。

図１Ａに例示するように、８０２．１１のビーコンは短い規則的間隔（例えば２０ｍｓ〜１０００ｍｓおきに１回）で送信される。この方法による無線検出は、デバイスのうちの１つ（図１ＡではアクセスポイントＡＰ_１）がこの報知メッセージを継続して送信し、応答待機をすることを必要とする。通常、ビーコンの間隔は相当に短く、このメッセージ待機をするデバイスが比較的短い時間でビーコン信号を発見することを可能にする。ビーコン待機をするデバイスに、デバイスがチャネルでアクティブ状態に留まらなければならない時間（待機）を延長することも要求せずにこの期間を著しく延長することは可能ではない。

図１Ｂに例示するように、アクティブな要求／応答検出（８０２．１１プローブ要求／応答のような）を用いるデバイスは要求を送信し、適切なピア（図１Ｂでは、やはりアクセスポイントＡＰ_１）が要求に応答する。このクラスのメカニズムは、待機デバイスが常にオン状態で待機することを要求する。

図１Ｃは、プローブおよび待機スキームの両方のデバイスを組み合わせる自律局間での汎用のピアツーピアの無線検出スキームを例示する。

図２は以下に更に説明する様々な無線検出のスキームを例示する。各コラムＩ〜ＶＩにおいて、各無線デバイスＡ〜Ｄは時間状態０〜１８のいずれかで無線検出を行うことができ、各コラムにおける時間は上から下へと進む。無線デバイスＡ〜Ｄのそれぞれは所与のサービスまたはアプリケーションをサポートする。すなわち、無線デバイスＡ〜Ｄのそれぞれはネットワークに接続され、新しい接続を探していないとみなされる。

例えば、図２のコラムＩは、いずれの更なる論理スケジューリングも用いずに図１Ａ〜１Ｃに記載する無線メカニズムのいずれか（待機局、待機アクセスポイント、またはアドホックに）を例示する。図２のコラムＩに示すように、４つの無線デバイスＡ〜Ｄのそれぞれは、各時間状態０〜１８で漏れなく無線検出を行う。従って、各ボックスＡ〜Ｄ、０〜１８は濃淡をつけられ、各時間間隔での各デバイスによる永続的検出動作を表す。

この非効率の理由はレガシーなインフラストラクチャの方針によるものであり、主として、電力およびメッセージングの効率を犠牲にして可及的速やかに無線デバイスを他の無線デバイスに接続することに関係する。従って、新しいデバイスＥが新しい接続に結合しようとし、または既存のデバイス（例えばＣ）が新しい接続を探す場合、要求はほぼ瞬時に認められる。しかし、無線ネットワークが散在し、比較的過密になっていなかったときに優れたネットワーク性能のために作成されたこの戦略は、今日では普通である巨大で重複する、混雑したネットワークに拡張すると、劣悪な不効率およびネットワークの混雑状態をもたらす。

交換されるメッセージの平均的量を減少させる１つの可能な解決法は、ビーコンまたはプローブ間の時間間隔を単に増やすことである。図２のコラムＩにこの状況を図示するが、ここでは同一の量の動作はわずかに長い持続時間である０〜１８の時間状態に含まれる。この手法は１分毎のクエリ／応答サイクルの量を低下させて平均でのメッセージ混雑状態の低下をもたらすが、待機デバイスが長い期間中、単に待機するのみであるため、いまだに電力上不効率である。更に良くないこととして、各デバイスはメッセージをあまり頻繁には送信しないが、クエリ／応答サイクルが行われても、交換されるメッセージの総数は減少しない。

第２の解決法はまさに上記の無線検出を行うことができるが、ビーコン／プローブ間の間隔時間はあまり増加せず、時間状態の検出後、いくつかの数の時間状態中に全てを「オフ」にする（例えば、無線デバイスはスリープモードに入る）。これは図２のコラムＩＩに例示する状況であり、実線によって示された所与の間隔Ｔに対する３つの可能な時間状態（ｎ＝３）を例示する。ここで、我々は平均でのメッセージ数（上記）を減少させ、電力上効率的な解決法を作成した（各デバイスは長い間、単に「オン」でないため）。しかし、ｔ＝０、３、６...における交換されるメッセージの総数は、これらの時間状態において交換されるメッセージの数に制限がないので混雑状態の問題にいまだに悩まされる。

図２のコラムＩＩＩに第３の解決法を図示する。この解決法において、各デバイスＡ〜Ｄは、オンにして任意の所与の時間状態で無線検出を行う一定の確率Ｐ_ｄ（コラムＩＩＩではＰ_ｄ＝１／３）を有する。これはこれまでに論じた問題の全てを解決する。局はほとんどの時間を「オフ」状態で費やし、これにより電力を温存し、任意の所与の時間において、交換されるメッセージの数は「オン」の局に限定される。

しかし、新たな問題がこの手法によって導かれる。最大の問題は局がランダムに検出を行い得ることであり、これは所与の局がいつ検出を行うかについて一貫性がなく、検出が指定した期間内に行われる保証がないことを意味する。これについては、局が検出を不効率に、つまり続けて、またはわずかに間隔を置いて行うことを防止するすべはない。

図２のコラムＩＶ、ならびに図３Ａおよび図４Ａに、本開示の実施形態による第４の解決法を例示する。以下に更に説明するこの解決法において、ｎ個の離散的な時間状態からなる時間間隔Ｔを決定する。ｔ＝０、３、６...におけるＴは太い実線または細い実線によって示される。所与のデバイスＡについては、制限された数の組み合わせ（ｎ）のみが可能である。従って、時間ｎＴで、デバイスＡに対する可能な組み合わせの全てを使い切り、反復または省略された状態はないと推定される。この状況は実線のみによって例示し、ｎ＝３について予期するようにｎＴ＝３Ｔで離間配置される。

例えば、図２のコラムＩＶおよび図３Ａにおいて、Ｔは３つの時間状態（ｎ＝１、２、または３）からなると決定される。経過したＴは、時間ｔ＝３、６、９...等の上の実線によって示す。各無線デバイスは各Ｔの間にちょうど１回、無線検出を行い、他の時間状態中にスタンバイまたはスリープモードに入るとしてもよい。デバイスが選ぶ時間状態、すなわちｎ＝１、２、または３は、全ての可能な状態を使い切るまで、デバイスがすでに選ばれた同一の状態で後続のＴにおいて無線検出を反復し得ないことを除き、ランダムであってもよい。この処理は「シャッフリング」とも呼ばれる。この処理がいずれの追跡も反復または省略せず、必ずしも順序に沿わずに（偶然による場合を除き）ディスク上の全てのトラックを再生するＣＤプレーヤにより使用される「シャッフリング処理」であるためである。

従って、図２のコラムＩＶおよび図３Ａの第１の間隔Ｔの開始時に、デバイスＡは等しい確率でｎ＝１、２、または３を選ぶことができる。デバイスＡは、時間ｔ=０のとき、第１のＴ間隔（０≦ｔ≦２）に対してｎ＝１を任意に選ぶ。ここで、次のＴ間隔（３≦ｔ≦５）の間に、デバイスＡはｎ＝２または３のみを選ぶように制限され、時間ｔ＝５のときｎ＝３を任意に選ぶ。第３の間隔Ｔ（６≦ｔ≦８）の間、デバイスＡは選択肢を有しない。ここで、デバイスＡは残余の状態である、時間ｔ=７のときｎ＝２のみを選ばなければならない。同様のことはデバイスＢ〜Ｄにあてはまる。

第３の間隔Ｔの終了時に、それぞれの可能な状態は各デバイスＡ〜Ｄによって１回、選ばれている。コラムＩＶで、これは（任意に）Ａ⇒（１、３、２）、Ｂ⇒（２、３、１）、Ｃ⇒（１、２、３）、およびＤ⇒（３、２、１）であった。すでに説明したように、これが時間間隔ｎＴ＝３Ｔの重要性である。これは各デバイスが全ての可能な状態を１回選び、従って処理を新たに開始する時間である。

上記において、ネットワークにすでに接続され、新しい接続を探していないデバイスのみが考慮された。すなわち、実際には何も新しい接続をまで要求していない。ここで、仮定上のデバイスＥがネットワークに結合することを希望する場合、時間状態、例えばｎ＝２のみを選ぶ必要があり、Ｔの３つの全ての間隔全体でこの時間状態を保持し、それぞれの接続されたネットワークデバイスＡ〜Ｄが時間ｔ＝３Ｔ＝９の終了時にデバイス上で検出を行うことを確実にする。また、デバイスＥによる時間状態の選択はランダムであってもよく、または内部に記憶され、または無線で検出されたパラメータもしくは値から得て、デバイスの検索時間を最小限にするとしてもよい。同様に、既存のデバイス、例えばＣが（例えば、突然優先すべきものになった異なるサービスについて）新しい接続を要求する場合、ｎの固定値のみを選択し、デバイスＡ、Ｂ、およびＤがそれぞれ時間ｔ＝３Ｔ＝９によって検出を行うことを保証する必要がある。

上記の解決法に付与する更なる所望の特性は、ｎ等数の中型の素数（１７など）を作成することである。他の周囲のシーケンスは１、素数自体、およびその倍数で正確に重なり合うのみであるため、そのような数は統計的には所望でない衝突をわずかしかもたらさないことが当技術分野において周知である。（すなわちｎ＝１００は期間１、２、５、１０、２０、２５、５０および１００という他の周囲のシーケンスと衝突する可能性があるが、ｎ＝９７は期間１、９７、および生じ得ない９７の倍数と重なり合うのみである。）

第５およびそれ以上の強力な解決法を図２のコラムＶ、ならびに図３Ｂおよび図４Ｂに図示する。この解決法において、第２の次元、周波数を可能な状態の組み合わせに追加する。第１の周波数を濃色のボックスで示し、第１の周波数と異なる第２の周波数をより淡色のボックスとして図２のコラムＶおよびＶＩに示す。ここで、デバイスＡは、デバイスＡが得るものの２倍の長さの所与の時間状態（例えばｔ＝６のときにｎ＝１、濃色、およびｔ＝９のときにｎ＝１、淡色）を、次いで同一の時間状態にある間に２つの可能な周波数状態のうちの他方を選ぶとしてもよい。延長により、より大きなアンサンブルの周波数状態では、それぞれの後続の間隔Ｔで反復しない周波数状態の値を継続して得る限り、局は所与の時間状態を占有するとしてもよい。数学的には、第２の次元（周波数その他）の追加により状態空間、従って可能な組み合わせの数は増加し、より大きな数のユーザが収容され得る結果になる。図４Ｂに例示するように、ここで状態図は概ね二次元状態の配列である（図２のコラムＶは２つの周波数値ｆ_ｐおよび４つの時間状態の値ｎ_ｍのみを反映することに留意されたい）。

第２の次元の周波数を作成して、更に進むことができ、時間のみでは利用可能でない様々な創造的方法で状態の組み合わせを追加することを選ぶとしてもよい。例えば、３つ以上の次元（ｎ、ｆ、φ、θ...）を追加することを選ぶとしてもよく、または処理の選択肢に応じて、より多くの二次元状態の空間（ｎ，ｆ_０〜ｆ_{１００００}）を単に追加するとしてもよい。これは、周波数の追加で、１つの周波数の「状態」は実際には、（１）予め定められた時間における２つ（またはそれ以上の）周波数値間の周波数ホッピング、（２）２つ以上の方法で１つの周波数信号を変調すること、または（３）多くの複数の別個の静的周波数を使用することからなり得るためである。例えば、一実装は８つの別個の周波数値を用いて二次元状態の空間を（ｎ，ｆ_０〜ｆ_７）に拡大することができる。しかし、異なる実装は８つの周波数のそれぞれを３ビットのバイナリ列（０００〜１１１）として扱い、それぞれの新しい周波数「ホップ」の連結した追加を伴う新しい８ビットの次元を追加することができる。ビット列を連結して処理ルールを確立することによって（例えば、１次元毎に３２ビットを有する５つの次元）、追加した次元または次元状態の空間、従ってデバイスは開示される方法によりどのように収容され得るかに対して制限は存在しなくなる。しかし、新しい接続を要求するデバイスは適切なアプリケーション／サービスサポート局が特定の要求状態で検出を行うまで、なお待たなければならないので、いくつかの点で、時間は考慮すべき事柄になることがある。

状態空間の組み合わせを所与のネットワークに追加する具体的な変調スキームおよび周波数セットを決定するとき、追加される考慮すべき事柄は、ｐＴに等しい反復Ｔの総数（ｐは上記の理由のために中型の素数である）を維持することである場合がある。

第６の解決法は先の解決法の全てのデバイスを組み込み、グループの確立をアルゴリズムに追加する。グループは、通常保持される任意の特性またはグループの構成メンバーの特徴に基いて組み立て、調整するとしてもよく、またはネットワークの必要性または目標に適するその他の好適な組織的パラメータまたはアルゴリズムによって形成するとしてもよい。周波数次元の追加は利用可能な空間の組み合わせに比類なき追加を提供するように、グループの追加は比類なき効率性のツールを提供する。その理由は、ユーザの別個の組み合わせを更に分割および最適化するようにグループを構築し、異なる目標指向のアルゴリズムで外部の処理パラメータと更に組み合わせることができるからである（集合電力を最小限にする、交換される平均的メッセージを最小限にする等）。また、グループは既知のサービスまたはアプリケーションに基いて予め定められたシード値と共に使用するとしてもよく、その結果、既存のグループメンバーからの新しい接続要求は調整され、推定されたグループの検出までの待機時間の量を最小限にする。図２のコラムＶＩは、デバイスＡ、ＢおよびデバイスＣ、Ｄが別々のグループを形成するサンプルのタイムスライスを示す。

グループの一実装は以下の通りであることがある。すなわち、ユーザはテキストメッセージングまたはインスタントメッセージングを優先的に用いるが、それぞれの組み合わせをまれにしか用いないことが観察される。テキストメッセージンググループ、グループＸが形成され、各グループメンバーはランダムだがわずかに間隔を置いた異なるシード値を割り当てられる。従って、グループＸのメンバーは互いに非常に近い「ランダムな」状態の空間の組み合わせ（ｎ，ｆ）を選ぶ傾向にあり、状態空間の「クラスタ」を形成する。これをグループＹであるインスタントメッセージンググループについて行うが、わずかに間隔を置いた乱数シード値はグループＸのものと十分に間隔を置いている。ここで、同じ時間、または更にほぼ近い同じ時間に検出を行うネットワークの２つの最も大きいグループ（グループＸおよびグループＹ）を有するというよりも、むしろ、検出クラスタがそれぞれのシード値およびランダム化アルゴリズムの賢明な選択によって重なり合わないことを保証することができる。従って、ネットワークは所与の任意の時間に検出を行うユーザの１つのグループをサポートし得ることが必要である。テキストメッセージングをサポートする新しい接続を探す新しい無線デバイスＱがグループＸのメンバーＰを検出する場合、ＱはＰと直接接続するとしてもよく、および／またはこの通常保持される／共有されるサービスに基いてグループＸに加わるとしてもよい。

上記のグループアルゴリズムの一改変形態は、正確で同一の（わずかに間隔を置いたものとは対照的に）シード値を各グループメンバーに割り当てることである場合がある。この手法はより小さい多くのグループの動作を同期し、またはより長い期間中、グループの動作を同期した状態に保持するのに好ましいことがある。

更なる実装はユーザが起動するアプリケーションに基いて自発的にグループを形成することである場合がある。この状況において、一定の（そうでなければまれな）医療アプリケーションを起動するユーザからなるグループが自発的に形成される。（そのような状況は、例えば会議を開催するホテルで発生することがある。）従って、グループは無線ネットワークへの適合性の階層を提供し、検出特性が常に変化するユーザの密集度に応答して修正されることを可能にする。

図５は、所与のサービスまたはアプリケーションをサポートする無線局（すなわちネットワークに接続された）用の例示的サービスまたはアプリケーション検出処理５００を概観する流れ図である。処理は段階Ｓ５０１から開始して段階Ｓ５１０に進み、時間状態ｔ_ｓｅｌは時間間隔Ｔを構成する複数の時間状態ｔ_０〜ｔ_ｎからランダムに選択される。次いで、制御は段階Ｓ５２０に進み、この状態は全ての可能な状態を使い切る前にすでに選択されたかどうかを判定する。そうである場合、制御は段階５１０に戻り、新しいｔ_ｓｅｌを選択する。そうでない場合、制御は段階５３０に進む。（勿論、１つの可能な代替的構成は各時間状態が選択された後、利用可能な時間状態のプールから各時間状態をキャンセルし、各時間状態がすでに選択されていたかどうかを確認する必要性を除去することであることがある。）

段階Ｓ５３０で、ｔ_ｓｅｌが現在の時間状態に対応するかどうかを判定する。対応しない場合、無線局は対応するようになるまでスリープモードに入る（Ｓ５４０）。ｔ_ｓｅｌおよび現在の時間状態が一致すると、段階Ｓ５５０で局は検出を行う。次いで、制御は段階Ｓ５６０に進み、局は次の時間間隔Ｔの開始までスリープモードを再開する。段階Ｓ５７０で、処理が選択された全ての可能な時間状態になったかどうかを判定する。そのようになった場合、制御はステップＳ５８０に進み、「すでに選択された」状態のプールを最初期化し（またはクリアし）、ここで無線デバイスは任意の時間状態を初期的に再度選ぶことができる。そうならない場合、フローは段階Ｓ５１０を単に再開する。

図６は、所与のサービスまたはアプリケーションを探す無線局（例えば、ネットワークに接続されていない）用の例示的なサービスまたはアプリケーション検出処理６００を概観する流れ図である。処理は段階６０１で開始し、段階Ｓ６１０に進み、時間状態ｔ_ｈｏｌｄは、時間間隔Ｔを含む複数の時間状態ｔ_０〜ｔ_ｎからランダムに選択される。次いで、制御は段階Ｓ６２０に進み、局は次の時間間隔Ｔの開始までスリープする。段階Ｓ６３０で、局は検出処理を行う。制御は段階Ｓ６４０、Ｓ６２０、およびＳ６３０の間で進むが、所望のサービスまたはアプリケーションの位置を突き止めるまで、局はそれぞれの連続的な時間間隔Ｔの時間状態ｔ_ｈｏｌｄで検出処理を継続して行う。これが行われると、無線局は段階Ｓ６５０でサポートデバイスに接続し、処理は段階Ｓ６９９で終了する。

図７はプログラムコードを記憶および／または実行し、上記の１つまたは複数の処理を行うのに好適なデバイス７００の一実施形態を例示する。無線デバイス７００は、様々な実施形態において、無線アクセスポイントおよび／または無線局である可能性がある。デバイス７００は、システムバス７０６を介してメモリ素子７０４Ａ〜Ｂに結合されたプロセッサ７０２を含む。他の実装において、デバイス７００は２つ以上のプロセッサを含むとしてもよく、各プロセッサは、システムバスを介して１つまたは複数のメモリ素子に直接または間接に結合されるとしてもよい。実行中にコードをバルクストレージから取り出さなければならない回数を減少させるべく、メモリ素子７０４Ａ〜Ｂは、プログラムコードを実際に実行する間に使用するローカルメモリ、バルクストレージ、および少なくともいくつかのプログラムコードの一時的ストレージを提供するキャッシュメモリを含むことができる。示すように、入力／出力またはＩ／Ｏデバイス７０８Ａ〜Ｂ（キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイスなどを含むが、これらに限定されない）はデバイス７００に結合される。Ｉ／Ｏデバイス７０８Ａ〜Ｂは、中間のＩ／Ｏコントローラ（図示せず）を介して直接または間接にデバイス７００に結合されるとしてもよい。

一実装において、ネットワークアダプタ７１０はデバイス７００に結合され、デバイス７００が通信リンク７１２を介して他のデータ処理システム、またはリモートプリンタもしくはストレージデバイスに結合することを可能にする。通信リンク７１２は、無線または有線の私的または公衆ネットワークである可能性がある。無線モデム、ケーブルモデム、およびイーサネット（登録商標）カードは、現在利用可能なタイプのネットワークアダプタのうちのいくつかである。

例として提供する具体的実施形態と共に本開示の態様を説明したが、これらの例に対する代替形態、変更形態、および改変形態を作成することができる。例えば、上記の処理の１つまたは複数の段階は、異なる順序および／または同時に実行して、なお所望の結果を得ることができる。従って、本明細書に記載する実施形態は例示的であり、限定的なものとは意図されない。以下に記載する特許請求の範囲を逸脱することなく行うことができる変更は存在する。

Claims (13)

1. 無線ネットワークに接続された第１の無線デバイスが、ｎ個の離散的な時間状態からなる反復時間間隔Ｔを用いて、前記無線ネットワーク内の複数の無線サービスまたは複数のアプリケーションの検出を同期する方法であって、
   （ｉ）前記ｎ個の離散的な時間状態から１つの時間状態を選択する段階と、
   （ｉｉ）前記選択された時間状態で前記反復時間間隔Ｔの間に１回、所与のサービスまたはアプリケーションをサポートする前記第１の無線デバイスによって検出を行う段階と、
   前記ｎ個の離散的な時間状態の全てが反復なく選択されるまで、前記反復時間間隔Ｔのうちの連続したもので前記段階（ｉ）、（ｉｉ）を反復する段階と
   を備える方法。
2. 前記第１の無線デバイスは、前記反復時間間隔Ｔのそれぞれにおいて前記検出を行っていない各時間状態の間にスリープモードに入るか、または留まる段階を更に備える、請求項１に記載の方法。
3. （ｉｉｉ）前記無線ネットワークに接続を希望する第２の無線デバイスが、第２の選択された時間状態で前記反復時間間隔Ｔの間に１回、前記所与のサービスまたはアプリケーションを検索すべく、検出を行う段階と、
   前記第２の無線デバイスが前記所与のサービスまたはアプリケーションの位置を突き止めるまで、前記反復時間間隔Ｔのそれぞれで、前記第２の選択された時間状態を用いて、前記段階（ｉｉｉ）を反復する段階と
   を更に備える、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記無線ネットワークは、複数の周波数状態を有する周波数のセットΦを用い、
   前記第１の無線デバイスは、前記選択された時間状態および選択された周波数状態の組み合わせで前記反復時間間隔Ｔの間に１回、検出を行い、
   前記第１の無線デバイスは、前記ｎ個の離散的な時間状態および周波数のセットΦの周波数状態の全ての可能な組み合わせが選択されるまで、前記反復時間間隔Ｔのそれぞれで時間状態および周波数状態の異なる組み合わせを選ぶ、請求項１または２に記載の方法。
5. 前記無線ネットワークは複数の周波数状態を有する周波数のセットΦを用い、
   前記第２の無線デバイスは、前記第２の選択された時間状態および周波数状態の組み合わせで前記反復時間間隔Ｔの間に１回、検出を行い、
   前記第２の無線デバイスは、前記第２の無線デバイスが前記所与のサービスまたはアプリケーションの位置を突き止めるまで、前記反復時間間隔Ｔのそれぞれで前記第２の選択された時間状態および前記周波数状態の同一の組み合わせを選ぶ、請求項３に記載の方法。
6. 前記時間状態および前記周波数状態の組み合わせは、前記反復時間間隔Ｔのそれぞれについてランダムに決定される、請求項４に記載の方法。
7. 前記時間状態および前記周波数状態の前記組み合わせは、前記第２の無線デバイスについて、ランダムに決定される、請求項５に記載の方法。
8. 前記第１の無線デバイスは乱数シード値を有するグループのメンバーであり、
   前記第１の無線デバイスの時間状態および／または周波数状態の組み合わせは、前記乱数シード値に基いて選ばれる、請求項４に記載の方法。
9. 前記グループの複数のメンバーに対する複数の乱数シード値は相関する、請求項８に記載の方法。
10. 前記第２の無線デバイスは、前記位置を突き止めたサービスまたはアプリケーションに基いてグループに加わる、請求項５に記載の方法。
11. 前記反復時間間隔ＴをＮ回反復する間に、時間状態および／または周波数状態の全ての可能な組み合わせが選択される、請求項６または７に記載の方法。
12. 前記Ｎが素数である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ｎ個の離散的な時間状態から複数の時間状態を選択する順序はランダムである、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。

Images