TWI272785B - Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and recording medium - Google Patents

Description

1272785 ， 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一無線通信系統、一無線通信裝置與一無 線通信方法以及一電腦程式。像是一無線LAN(區域網路） 之無線通信系統與複數個無線電台相互通信。本發明尤其 關於一無線通信系統、一無線通信裝置與一無線通信方法 以及一電腦程式，其中一無線網路係藉由在通信台間直接 通信（隨機存取）而操作。 鲁尤其’本發明係關於一無線通信系統、一無線通信裝置 與一無線通信方法以及一電腦程式，其中通信台以不具有 一控制台與被控制台的一關係的一自律分散基礎執行網路 作業。尤其，本發明係關於一無線通信系統、一無線通信 裝置與一無線通信方法以及一電腦程式，其中以一自律基 礎作業之通仏台形成不會彼此干擾但彼此維持同步化的一 自律分散無線網路。 【先前技術】 泰 無線網路之標準例如包括IEEE(電機電子工程師學 會）802.11(例如見非專利文件1)、出1^1^八〜2(例如見非專 利文件2和非專利文件3)、ΙΕΕΕ8〇2·15·3以及藍芽通作。 於IEEE802.il標準，其具有像是IEEE8〇2Ua(例如見非專利 文件4)、IEEE802.1 1b、IEEE802.11g等例如用於不同無線通 信系統和不同使用頻帶之擴充標準。 通常，為了使用無線電技術形成一區域網路，將使用 種方法，其中在一區域内提供稱為一”存取點” — ^ 協調者’， 97989.doc 1272785 以作為一控制台的一裝置，並且在該控制台之集中控制下 形成一網路。 在其中配置一存取點之無線網路中，廣泛使用一種基於 頻帶保留之存取控制方法，其中當從一通信裝置傳輸資訊 時，先在存取點保留傳輸該資訊所需的一頻帶以便使用一 傳輸路徑，而防止與另一通信裝置之傳輸資訊的碰撞。一 無線網路内之通信裝置彼此設置同步化的同步無線通信係 藉由配置存取點而執行。

然而，當在具有一存取點的一無線通信系統中的一傳送 器端與一接收器端之通信裝置間執行非同步通信時，無線 通L永逖必需經由存取點加以執行，因而減半一傳輸路徑 之使用效率。 另—方面，已經構想出"隨意（adhoc)通信"，為形成—無 線網路之另一方法，其中終端以一非同步基礎直接彼此執 行無線通信。對於由位於彼此附近的—相對較少之客戶數 :形：：一小型無線網路，則認為其適用隨意(a“⑽)通 信。隨意（adhGe)通信促成任意終端執行直接無線通信，亦 I7未使用特疋存取點之彼此隨機無線通信。 八中央控制台的一隨意（ad hoc)類型無線通信系矣 適合用^形成例如包括家用電器的-家庭網路。因^即: 當-電器故障或關閉時仍可自動改變路由選擇，所以―广 意（adh°G)網路例如具有-抗故障特性，以及藉由在行^ 間使一封包跳躍複數個次數而能夠將資料傳輸至-相㈣ 長之距離但維持—高資料率的—特性。已知有各種隨意（a 97989.doc 1272785 hoc)系統之發展例示（例如見非專利文件5)。 例如，一IEEE802.il無線LAN系統中之IEEE802.il網路 連結係根據一 BSS(基本服務集）的一觀念。存在兩種BSS: 以一”下層結構模式，，所定義的一BSS，其中出現像是一存取 點（控制台）等的一主站，以及以一，，隨意（ad hoc)模式，，所定 義的一 IBSS (獨立BSS)，其中BSS僅由複數個MT(行動終端） 形成。在後者之隨意（ad hoc)模式中，終端以未配置一控制 台的一自律分散基礎執行點對點作業。當一信標傳輸時間 來臨時，每一終端計數一隨機期間。當於該期間結束前並 未接收來自其他終端之任何信標時，該終端傳輸一信標。 以下以IEEE802.il為例說明傳統無線網路連結之細節。 下層結構模式 下層結構模式的一 BSS要求在一無線通信系統内用以執 行協調的一存取點。尤其，該存取點將自有台附近無線電 波所及範圍内之行動台分組成一 BSS，以形成一細胞系統中 的一所謂"細胞"。存取點附近出現的一行動台係由該存取 點加以調節’而且進入該網路成為一 B § §成員。 存取點於適當時間區間傳輸稱為一信標的一控制信號。 可接收该化標的一行動台辨別附近存取點之存在，然後與 該存取點設置連接。 存取點附近之行動台可接收信標、將信標内的一 TBTT攔 位解碼，及辨識一下一信標傳輸時間。因此，某些情況（不 要求接受之情況）下，㈣台可關閉—接❿器而在—睡眠狀 態（稍後將言兒明），直到一 T-TBTT或者一或更多TBTT後的 97989.doc 1272785 一 TBTT為止。 在下層結構模式中，只有存取點於 一 /、名仔取點於預定訊框週期傳輸 另方面，附近之灯動台藉由接收來自該存取點 的信標而進人網路，而且行動台不傳輸—信標。順便一提， 由於本發明主要關注未介人像是—存取點等的—主站控制 台之網路操作’因而非直接關於下層結構模式所以不給 定下層結構模式之進一步說明。 隨意（ad hoc)模式

將參照圖27而說明另-隨意（ad hGe)模式之ieee8〇2ii 作業。 在隨意（ad hoc)模式中，一IBSS中之複數個行動台彼此協 商，然後自律定義汨“。於定義IBSS後，行動台群組於協 商後在正規區間設定TBTT。當每一行動台藉由參照自有台 内的一時脈而辨識一 TBTT到達時，而且當行動台辨識：於 一#又機時間之延遲後尚未傳輸任何信標時，該行動么傳 輸一信標。 圖27出示兩行動台形成一 IBSS的一例示。此情況下，每 當一 TBTT到達時，屬於IB SS之任一行動台傳輸一信標。從 各別行動台所傳輸之信標間存在一碰撞情況。 必要的話，IBSS中之行動台亦可藉由關閉一收發器而進 入一睡眠狀態（稍後將說明）。 ΙΕΕΕ8〇2·11之傳輸及接受程序 一般知道在一隨意（ad hoc)環境的一無線LAN網路中出 現一隱藏終端問題。當特定通信台間執行通信時，一隱藏 97989.doc 1272785 終端係可被與其執行通信的一通信台聽見但無法被另一通 信台聽見的一通信台。由於隱藏終端無法彼此協商，所以 傳輸作業中存在一碰撞。 已知根據一 RTS/CTS程序之CSMA/CA可作為解決隱藏終 端問題的一方法。IEEE802.11即利用此方法。

CSMA(具碰撞迴避之載波感測多重存取）係一種根據載 波偵測而執行多重存取之連接系統。在無線通信卞，一通 信台很難接收該通信台本身所傳輸的一資訊信號。因此， 藉由CSMA/CA(碰撞迴避）系統取rCSma/CD(碰撞偵測）， 通信台先檢查並無資訊從其他通信裝置傳輸，然後才開始 傳輸通信台之資訊，因而迴避碰撞。 在RTS/CTS系統中，像是一資料傳送器來源的一通信台 傳輸一傳輸需求封包RTS(要求傳送），然後開始傳輸資料， 以響應來自像是一 t料傳輸目㈣的一通信台的一認可封 包CTS(清除傳送）。於接收至少—仍和⑽時，一隱藏終 鈿叹疋自有σ的傳輸停止期間作為根據所執行RTS/CTS 程序而傳輸資料之預期期間，藉此避免碰撞。對一傳送器 台隱藏的-終端接收— CTS’然後設定一傳輸停止期間， 以避免資料封包間之碰撞。斟 y , 植對一接收器台隱藏的一終端接 收一 RTS ’然後設定一傳輸停卜细 τ止^間，以避免ACK間之碰撞。 睡眠狀態之傳輸及接收信號之程序 在ΙΕΕΕ802.11之網路連社φ ν ^ 埂、、。中，必要的話，於隨意（adh〇c) 模式時間的一IBSS中的一行動台 抑 疋了藉由關閉一收發器而 進入一睡眠狀態。 97989.doc • 10. 1272785 當IEEE802.il之IBSS應用睡眠模式時，從一TBTT起之某 一時期定義為一 ΑΤΙΜ(發佈流量指示訊息）窗。於ΑΤΙΜ窗時 期，屬於IBSS之所有行動台均操作一接收器。此時期中， 以睡眠模式作業的一行動台基本上可以接受。 當每一行動台具有一目的地之資訊時，自有台於ΑΤΙΜ窗 時期將一 ΑΤΙΜ封包傳輸至通信目的地，藉此通知接收器 端：自有台具有欲傳輸之資訊。接收ΑΤΙΜ封包之行動台將 操作一接收器，直到對來自傳輸該ΑΤΙΜ封包之行動台的接 受結束為止。 圖28出示一 IBSS出現三行動台STA1、STA2和STA3的一 例示。當一 TBTT到來時，行動台STA1、STA2和STA3於監 視一媒體的一狀態一段隨機時間時個別操作一後移計時 器。在圖28所示例示中，行動台STA1之計時器最早過期， 而且行動台STA1傳輸一信標。由於行動台STA1傳輸信標， 所以接收信標之行動台STA2和行動台STA3不傳輸一信標。 在圖28所示例示中，行動台STA1具有行動台STA2之資 訊，而且行動台STA2具有行動台STA3之資訊。此情況下， 於傳輸及接收信標後，行動台STA1和STA2於監視該媒體的 一狀態一段隨機時間時再次個別操作後移計時器。在圖28 所示例示中，行動台STA2之計時器較早過期，而且行動台 STA2將一 ΑΤΙΜ訊息傳輸至行動台STA3。於接收ΑΤΙΜ訊息 時，行動台STA3藉由傳輸一 ACK(認可）封包而給予行動台 STA2指示接受ΑΤΙΜ訊息的一回饋。 於完成ACK之傳輸後，行動台STA1於監視媒體的一狀態

97989.doc 11 1272785 一段隨機時間時進一步操作後移計時器。當計時器過期 時，行動台STA1將一 ATIM封包傳輸至行動台STA2。行動 台STA2藉由轉回指示接受ATIM封包的一 ACK封包而給予 行動台STA1 —回饋。 在一 ATIM窗内交換ATIM封包和ACK封包後的一區間 中，行動台STA3操作用以接收來自行動台STA2之資訊的一 接收器，而且類似地，行動台STA2操作用以接收來自行動 台STA1之資訊的一接收器。 於ATIM窗結束後，具有傳輸資訊之行動台STA1和行動台 STA2於監視媒體的一狀態一段隨機時間時個別操作後移 計時器。在圖28所示例示中，行動台STA2之計時器較早過 期，因而行動台STA2先將資訊傳輸至行動台STA3。於資訊 之傳輸完成後，行動台STA1於監視該媒體的一狀態一段隨 機時間時再次操作後移計時器。當計時器過期時，行動台 STA1將一封包傳輸至行動台STA2。 在上述程序中，於ATIM窗内未接收ATIM封包的一通信台 及未傳輸資訊的一通信台使一收發器保持關閉直到一下一 TBTT為止，藉此減少功率消耗。 〔非專利文件1〕 國際標準 ISO/IEC 8802-11: 1999 (E) ANSI/IEEE Std 802.11，1999版，第11部分：無線LAN媒體存取控制（MAC) 與實體層（PHY)規格 〔非專利文件2〕 ETSI標準ETSI TS 101 761_1 VI. 3. 1寬頻無線電存取網 97989.doc -12- 1272785 路（BRAN); HIPERLAN第2型；資料鏈路控制（DLC)層；第 1部分：基本資料傳送功能 〔非專利文件3〕 ETSI TS 101 761-2 VI· 3. 1寬頻無線電存取網路 (BRAN) ; HIPERLAN第2型；資料鏈路控制（DLC)層；第2 部分：無線電鏈路控制（RLC)子層 〔非專利文件4〕 負sfL技術之IEEE標準之補充一系統間之電信與資訊交換 一區域與都會網路一特定要求—第丨丨部分··無線lAN媒體 存取控制（MAC)與實體層（PHY)規袼：使用5 GHZ頻帶之高 速實體層 〔非專利文件5〕 C· K· Tho, ”隨意（ad hoc)行動無線網路，，（Prentice Hall PTR出版） 如以上所述，在通信台以不具有一控制台與被控制台的 一關係的一自律分散基礎執行網路作業的一無線通信系統 中，母一通信台#由在一通道上定期#送信#資訊而使鄰 近（即一通信範圍内）其他通信台知道該通信台本身之存 在，以及通知一網路組態。由於通信台係於一傳輸訊框週 期的一開始傳輸_信標’所以傳輸訊框週期係以一信標區 間加以定義。同時’每一通信台可藉由在通道上執行掃描 作業為時對應於傳輸訊框週期的一段期間而偵測從鄰近台 傳輸的-信標㈣’並且藉由將信標中所述資訊解碼而得 知網路組態（或進入該網路）。 97989.doc

-13- 1272785 在此一無線通信系統中，當與鄰近台維持時間同步化 時母通^台必需如以上所述定期傳送信標資訊及管理 信標資訊。同時，在通信台於一訊框週期内例如保留一頻 帶或設定一優先使用期間之基於時間同步化的一存取方法 中’彼此維持時間同步化對通信台很重要。 在許多要求時間同步化之傳統無線通信系統中，每一通 信台透過介入一控制台與一鄰近台設置時間同步化，藉此 可在相同網路中出現之通信台間設置時間同步化。 另一方面，由於在通信台以一自律分散基礎執行網路作 業的一無線通信系統中不具有一控制台與被控制台的一關 係，所以一種用以設置時間同步化之傳統方法無法應用於 此無線通^系統。例如，在自律分散類型之無線通信系 統中’可以考慮一種暫時定義通信台間一主從關係以建立 暫時▲作相同網路内一控制台的一通信台之方法，藉此應 用傳統方法设置時間同步化。然而，用以決定主站和屬 站以及當主站從網路中消失時之重置主站的處理將複雜 化。 相較於經由一存取點等而執行之下層結構通信，隨意（ad hoc)通信中的每一通信台具有一較大處理負載，所以不希 望進一步增加處理負載。因此，自律分散類型之通信系統 要求藉由一相對較簡單之處理促成在通信台間設置時間同 步化的技術。 【發明内容】 本發明已檢視如以上所述之技術問題，本發明的一主要 97989.doc -14· 1272785 目=為：提供精良於促成通信台以不具有—控制台與被控 制口的Μ係的一自律分散基礎適當執行網路作業的—無 線通信系統、—無線通信裝置與-無線通信方法以及—電 腦程式。 电 本發明之另-目的為：提供精良於促成自律操作之通俨 台形成不會彼此干擾但彼此維持同步化的一自^ …!通仏糸統、一無線通信裝置與一無線通信方 法以及一電腦程式。 本發明之進_步目的為：提供精良於促成—自律分散無 务、2中之通^台猎由—相對較簡單之低負载處理與其他 通L 口達成時間同步化的一無線通信系統、一無線通信 置與-無線通信方法以及—電腦程式。 … 本發明已檢視以上問題。根據本發明的一第一方面，一 無線通㈣統係藉由不具有—控制台與被控制’ 之通信台的自律分散作業所建構。 在 ” 近台的-時間同步化狀態、決定是否，檢查與-鄰 穴疋疋否必需校正時間同步 二：Γ需校正時間同步化時實現確實執行-時間同 步化权正處理與以-預定機率執行校正處理的方法之一 Γ需校正時間同步化時，通信台估計用以指示來自鄰 近σ之同步化時序其一差異的—參數、 定當作時間同步化的-參考的根據估計之參數決 之通信台達成時間同步化。 @且與田作參考 此情況下之"系統"指複數個裝置（或實 模組)的-邏輯組合，而且不特別 ’疋功旎之功能 4 4置或功能模組在 97989.doc •15- 1272785 一單一外殼内。 在根據本發明之無線通信系統中，並未配置特殊協調 者。每一通信台藉由傳送信標資訊而使鄰近（即一通信範圍 内）其他通信台知道該通信台本身之存在，以及通知一網路 組態。進入某一通信台其一通信範圍的一新通信台藉由接 收一信標信號而偵測該新通信台進入通信範圍與否，而且 可藉由將信標中所述資訊解碼而得知網路組態。

當附近沒有通信台時， ........ I , 一信標。其後進入該通信範圍的一新通信台設定該通信台 本身的一信標之傳輸時序，使該信標不與信標安排中之現 存#標碰撞。此時，由於例如緊接於一信標之傳輸後每一 通信台獲得一優先使用區域，所以信標係根據一演算法加 以安排，其中一新進入台之信標傳輸時序順序設定為本質 上在現存通信台所設定的一信標區間其中間之時序。 在無線通信系統中，當與鄰近台維持時間同步化時，每 一通信台必需如以上所述定期傳送信標資訊及管理信標資 訊。同時，在每一通信台於一訊框週期内例如保留一頻= 或設定一優先使用期間之基於時間同步化的一存取方法 中’維持時間同步化很重要。 在以一特定控制台加以控制的一無線通信系統中，每一 通信台透過介人-控制台與—鄰近台設置時間同步化，藉 此可在相同網路中出現之通信台間設置時間同步化。另二 方面’由於沒有一控制台與被控制台的一關係的一自律八 散類型之無線通信系統不具有用以當作& 田1卞控制台的一通信 97989.doc -16 - 1272785 台，所以此一設置時間同步化之方法無法應用於自律分散 類型的無線通信系統中。 因此，在本發明中，以一自律分散基礎操作之每一通信 台估計用以指示來自一鄰近台之同步化時序其一差異的一 參數、根據估計之參數決定當作時間同步化的一參考的一 通信台，而且與當作參考之通信台達成時間同步化。藉此 與相同網路内出現之所有通信台設置時間同步化。

尤其’關於自有台之時脈時序的另一台之時槽開始時序 係從像是-信標信號等在通信台間定期交換的—封包其一 接受時間加以估計。然後，自有台的一時槽與具有一時間 區間内最延遲之時槽開始時序的—通信台时化，藉此在 基於-自律分散基礎之相同網路内的通信台間達成_同 步化。 當例如因為與另一網路混合或者一新通信台進入而使一 信標之希望傳輸時序發生一 私王侷差時，由於一鄰近台係從信

仏的一接受時間估計另一 A 口之夺槽開始時序，所以鄰近台 將估汁出與真實時序不同時 K f槽時序，結果造成-時間同 步化偏差。 因此，將用以；σ π +用“曰不疋否於—希望時間傳輸信標的一旗標 加至信標資訊。此一情 ，接收信標之通信台參考該旗 “，而且降低與錯誤仕古+ 、计之時間同步化的頻率，因而可在 -網路内可靠地維持時間同步化。

使用根據來自一鄰近A i °週^時序其差異的估計之上述 時間同步化設置方法，者 田並未與一鄰近台時間同步化的一 97989.doc

-17- 1272785 通信台無法於-希望時間傳輪_信標的—狀態繼續時，存 在自有台和鄰近台均未執行時槽校正的一可能性。結果， 時間同步化偏差的—狀態不定地繼續。 因=，在本發明中，當自有台無法於希望時間傳輸信標 之狀態繼續時，以及當偵測到來自鄰近台的—時間同步化 偏差時，即使在某-時間區間内相較於鄰近台，自有台之 時槽開始時序為最延遲，自有台仍與另—台之時槽時序同 步化。此處理可被執行以防止時間同步化偏差的一狀態繼 續。 在應用如以上所述之時間同步化校正處理的情況下，當 複數個通信台同時於㈣時序校正時間时化偏差時，將 無法達成收斂㈣置時間同步化。#以—穩定型樣重覆 時，不確定是否無法達成時間同步化轉換。 因此，在本發明中，當偵測到一時間同步化偏差時，一 通信台執行-或然（pr〇babilistic：^s，以防止與鄰近台之 時間同步化的校正時序中出現u型樣。此處理將被執 行以避免未達成收斂時間同步化之收斂的問題。 未對鄰近台傳輸或接收資料的—通信台於某—區間僅執 行資料接受而且於其他時間期間僅執行信標傳輸的一間歇 接受模式已引進許多無線網路系統中以減少功率消耗。然 而，當如以上所述以一機率校正自有台之時槽時序時，Z 於-間歇接收通信台因為間歇接受而在—下—時間同步化 處理前尤其具有-長時期，所以於校正時間同步化前將花 費一長時間。

97989.doc 1272785 因此，在一種考慮一間歇接收通信台的一時間同步化處 理之方法中，於以一機率α(〇<α<1)執行校正之自有台的 時槽時序校正中，考慮使間歇接收通信台較一正常通信台 更早執行時間同步化處理。再者，將提供從偵測到一時間 同步化偏差至校正時間同步化的一時間其一門限值，以防 止延長從偵測到時間同步化偏差至校正時間同步化偏差之 時間，其在一間歇接收通信台中尤將成為一問題。 當於希望時間以外之信標傳輸及接受繼續時，以及當已 估計時間同步化時序中的一錯誤而且鄰近台繼續彼此執行 校正時，將繼續偵測時間同步化偏差為時一段不定時間。 在以一自律分散基礎操作之每一通信台根據用以指示來自 鄰近台之同步化時序其一差異的一估計參數決定當作時 間同步化的一參考的一通信台然後達成時間同步化之情況 下i當每一通信台之同步化時序差異精確地與用以決定參 考台的—值相—致時，存在所有通信台均未執行-時間同 步化校正處理的一可能性。 之同步化時序其差異的參數之估計的一 達成與鄰近台之時間同步化，將以一預 v化彳父正處理。藉此，在一網路璜挎a# 、因此，當一時間同步化偏差繼續時，或者當在希望時間 以外之信標傳輸及接受繼續時，即使用以指示來自鄰近台 一結果決定：不要求

97989.doc -19- 1272785 與另一通信台之時槽時序同步化。 根據本發明的一第二方面，將以一電腦可讀取形式說明 -電腦程式，以便在未配置__特殊㈣㈣—無線通作淨 境中所操作的一電腦系統上執行一處理。該電腦程式心 估計用以指示來自一鄰近台之同步化時序其一差異的一參 數的-估計步驟，及根據估計之參數決定#作時間同步^ 的-參考的-通信台而且與當作參考之通信台達成時間同 步化的一同步化達成步驟。

根據本發明之第二方面的電腦程式係以一電腦可讀取形 式加以說明以便在-電腦系統上實作一予頁定處理的一電腦 程式其-定義。換言之，該電腦程式係根據本發明之第二 方面加以安m在該電腦系統上行使—合作行動，因而 如同一無線通信裝置而操作。一無線網路係藉由起動複數個 這類無線通信裝置加以建構，然後可獲得與根據本發明之第 一方面的無線通信系統其無線通信裝置類似之效果。 根據本發明，有可能提供精良於促成通信台以未配置_ 控制台的一自律分散基礎適當執行網路作業的一無線通信 系統、一無線通信裝置與一無線通信方法以及一電腦程式。 同時，根據本發明，有可能提供精良於促成自律操作之 通信台形成不會彼此干擾但彼此維持同步化的一自律分散 無線網路的一無線通信系統、一無線通信裝置與一無線通 信方法以及一電腦程式。 根據本發明，以一自律分散基礎操作之每一通信台估計 用以指示來自一鄰近台之同步化時序其一差異的一參數、

97989.doc 20- 1272785 根據估計之表I、、五& # ^ t之，數决疋當作時間同步化的 二而且與當作參考之通信台達成時間同步化。藉此可在 相同網路内出現之所有通信台間設置時間同步化。 因此’根據本發明，有可能在一左立 心忍（ad hoc)網路中迅速 利用基於時間同步化的一存取方法。 :肖本發明排除“設計考慮當—存取點或-控制台 j失時的-處理之需要，不像要求取決於—存取點之時間 :步化、用以管理時間同步化的一控制台等的一無線通信 系統。再者，可減少每一通信台之同步化處理的一負載， 因而可減少伴隨同步化處理之功率消耗。 再者，根據本發明，即使當複數個網路彼此混合時’仍 可迅速達成網路間之時間同步化。因此有可能建構具有精 良之可連接性的一隨意（ad h〇c)網路。 從根據本發明之具體實施例的以下較詳細說明和附圖將 可明白本發明之其他以及進一步之目的、特性與優勢。 【實施方式】 其後將參照圖式而詳細解釋本發明之較佳具體實施例。 本發明中假設用於通信的一傳播路徑係一無線路徑，而 且一網路係建構於複數個通信台之間。本發明中假設之通 ^係健存及轉送類型之流量，其中資訊係以封包單位加以 傳送。同時，雖然以下說明中假設通信台具有一信號通道， 但本發明可擴充至使用包括複數個頻率通道的一傳輸媒體 (即一多重通道）之情況。 在根據本發明的一無線網路中，通信台可根據基於 97989.doc •21 - 1272785 CSMA(載波感測多重存取）的—存取程序而彼此直接（隨機） 傳輸資訊，藉此建構一自律分散類型的一無線網路。 同時，在根據本發明的一無線網路中，有效率使用通道 貝源之傳輸控制係藉由具有一鬆弛分時多向近接結構之傳 輸（MAC)訊框而執行。此情況下，每一通信台可實現例如 保留一頻帶或設定一優先使用期間之基於時間同步化的一 存取方法。 本發明的一具體實施例假設IEEE8〇2 Ua係一通信環境 之IEEE802.il的一擴充標準。 在不具有一控制台與被控制台的一關係之此一無線通信 系統中，每一通信台藉由傳送信標資訊而使鄰近（即一通信 範圍内）其他通信台知道該通信台本身之存在，以及通知一 網路組態。進入某一通信台其一通信範圍的一新通信台藉 由接收一信標信號而偵測該新通信台進入通信範圍與否， 而且可藉由將信標中所述資訊解碼而得知網路組態。 以下所述之每一通信台之處理基本上係由網路中所有通 信台加以執行。然而某些情況下，並非組成一網路之所有 通信台均執行以下所述之處理。 A·裝置組態 圖1概要出示如根據本發明其一具體實施例的一無線網 路中一通信台而操作的一無線通信裝置其一功能組態。如 圖1所示之無線通信裝置1〇〇可形成一網路，同時藉由在相 同之無線系統内進行有效率的通道存取而避免碰撞。 如圖1所示，無線通信裝置1〇〇包括一介面1〇1、一資料緩 97989.doc 〜 ι 1272785 衝器102、一中央控制單元1〇3、一傳輸資料產生單元、 一無線電傳送器單元1〇6、一時序控制單元1〇7、一天線 109、一無線電接收器單元110、一接收資料分析單元ιΐ2和 一資訊儲存單元113。 介面101與連接至無線通信裝置100的一外部裝置（例如 一個人電腦（未出示））交換各種資訊。 資料緩衝器102於經由介面101傳送所接收資料前暫時儲 存從透過介面101連接之裝置所傳送的資料，和經由一無線 電傳輸路徑所接收的資料。 '中央控制單元103管理無線通信裝置1〇〇中的一連串資訊 傳輸及接受處理，及以一集中方式控制一傳輸路徑之存 取。基本上，中央控制單元103執行根據一€81^八程序的一 存取控制，中央控制單元103於監視傳輸路徑的一狀態一段 隨機時間時操作一後移計時器，而且當於此段時間期間未 傳輸信號時獲得一傳輸權。 在本發明中，中央控制單元103例如定期通知信標資訊及 管理信標資訊’藉此以具有-鬆弛分時多向近接結構之傳輸 (MAC)訊框實現有效率使用通道資源的傳輸控制。同時，為 了避免無線通信裝置100之自律通信作業所導致的信標碰 撞，中央控制單元103根據一鄰近台清單（鄰近清單 網路。此外，為了實現於一超級訊框内例如保留一頻帶或設 定一優先使用期間之基於時間同步化的一存取方法，中央= 制單元103執行一種在通信台間達成時間同步化之處理。用 以達成時間同步化之處理係藉由以下步驟加以執行：從來 97989.doc -23 - 1272785 鄰近口的封包其_接受時間估計關於自有台之時脈時序 的每郴近σ之時槽開始時序、根據估計的一結果決定當作 時間同步化的-參考的一通信台，及與參考*信台達成時間 同步化。務後將詳細解釋時間同步化之達成。 傳輸二貝料產生單元1G4產生從自有台傳輸至—鄰近台的 一封包^號和-信標信號。此情況之封包不僅包括資料封 包’同時包括-接收通信台的一傳輸需求封包RTS、響應該 RTS+的-認可封包CTS、—織封包等。例如，—資料封包 係藉由切了儲存於資料緩衝器1G2中的—預定長度之傳輸 貝料並將該預定長度之資料設定成一負載而產生。 無線電傳送器單元106例如包括：藉由像是一 0FDM(正交 分頻多工）等的一預定調變方法調變一傳輸信號的一調變 器，將一數位傳輸信號轉換成一類比信號的一 D/A轉換器； 使類比傳輸信號經歷一步員率轉換藉此將类員比傳輸信號增頻 變頻的一增頻變頻器；以及將增頻變頻之傳輸信號功率加 以放大的一功率放大器（PA)(此等組件均未出示）。無線電傳 送器單元106以一預定傳輸率執行一封包信號的一無線電 傳輸處理。 無線電接收器單元110例如包括：使來自另一台而經由天 線109的一接收信號經歷電壓放大的一低雜訊放大器 (L N A);藉由一頻率轉換將經歷電壓放大之接收信號降頻變 頻的一降頻變頻器；一自動增益控制器（AGC);將類比接收 信號轉換成一數位信號的一 A/D轉換器；以及藉由達成同步 化的一同步化處理、通道估計和像是〇1?1)1^的一解調方法等 97989.doc -24- 1272785 執行-解調處理的一解調器(此等組件均未出示)。 天線109藉由一預定頻率通道上之無線電將一信號傳輸 至另無線柄裝置，或者冤集從另—無線通信裝置所傳 )的L號在本具體實施例中，天線1 〇9具有一單一天 線，而且無法彼此平行執行傳輸及接受。 夺序抆制單70 107控制用以傳輸及接受無線電信號之時 序。例如，時序控制單元根據一RTS/CTS方法（例如··從 料信台接受-直接前導封包至傳輸—封包的—訊框區間 攀I:s以及於一傳輸連接時間之後移的設定)而控制時序控制 單7G 1〇7之封包傳輸時序和（例如㈣、CTS、資料和从K封 包等）封包之傳輸時序、於導引至另一台的一封包之接受時 間設定NAV，以及控制信標之傳輸及接受時序等。 >接收資料分析單元112分析來自另一台之接收的一信標 #號和一封包信號（包括RTS和CTS信號之分析）。 資訊儲存單元113儲存由中央控制單元1〇3等所執行的一 φ $串存取控制作業之執行程序指令程式等，以及儲存從接 收之封包和信標之分析結果所獲得的資訊等。例如，藉由 分析信標所獲得之鄰近裝置的資訊⑽〇1(稍後冑說明）和 一鄰近台清單）儲存於資訊儲存單元113中，而且必要的 話，將用於傳送器和接收器作業等之時序的通信作業控制 以及一信標產生處理。 B·根據信標資訊交換之自律分散網路之建構 在根據本具體實施例的一自律分散類型網路中，每一通 信台藉由於預定時間區間在一預定通道上傳送信標資訊而 97989.doc -25- 1272785 使鄰近（即-通信m圍内）其他通#台知道該通信台本身之 存在，以及通知一網路組態。在本說明中，將用以傳輸一 信標的一傳輸訊框週期定義為一"超級訊框"。例如假設一 超級訊框為40毫秒。 進入該網路的一新通信台可藉由掃描作業聽見來自一鄰 近台的一信標信號而偵測該通信台進入一通信範圍與否，而 且藉由將信標中所述資訊解碼而得知網路組態。然後，於緩 k執行與信標之接受時序的同步化時，通信台將自有台的一 信標之傳輸時序設定成並無信標從鄰近台傳輸的時序。 在根據本具體實施例之無線網路中，於通信台藉由傳送 信標而彼此達成時間同步化時，通信台根據基於csma的一 存取程序彼此直接（隨機）傳輸資訊，而且藉由具有一鬆弛分 時多向近接結構之傳輸（MAC)訊框而執行有效率使用通道 資源的傳輸控制。此情況下，每一通信台可實現例如保留 一頻帶或設定一優先使用期間之基於時間同步化的一存取 方法。 將參照圖2而說明根據本具體實施例之每一通信台的一 信標傳輸程序。 每一通信台於聽見附近傳輸之信標時緩慢執行同步化。 田一新通仏台出現時，該新通信台設定新通信台的一信標 之傳輸時序，使該新通信台之信標的傳輸時序不與現存通 信台之信標的傳輸時序相一致。 备附近沒有通信台時，一通信台〇丨可於適當時序開始傳 輸一信標。信標間的一傳輸區間為4〇毫秒。在圖2的一頂階 97989.doc -26- 1272785 段所示的一例示中，BO 1指示從通信台Ο 1傳輸一信標。 其後進入一通信範圍的一新通信台設定該通信台本身的 一信標之傳輸時序，使信標不與信標安排中之現存信標碰 撞0 例如，假設一新通信台02出現於如圖2之頂階段所示僅出 現通4吕台01的一通道上。此時，通信台〇2藉由接收來自通 信台01的一信標而辨識通信台〇 1之存在和一信標位置。通 信台02設定通信台02的一信標之傳輸時序，使通信台〇2之

信標如圖2的一第二階段所示不與通信台〇1之信標碰撞，然 後開始傳輸信標。 再者，假設出現一新通信台〇3。此時，通信台〇3接收分 別從通信台01和通信台〇2傳輸之至少一信標，而且辨識此 等現存通信台之存在。然後，如圖2的一第三階段所示，通 信台03於其信標不與從通信台〇1和通信台们傳輸之信標碰 撞的時序開始傳輸一信標。 其後，每次一新通信台進入鄰近區域時，則根據一類4 演异法縮短信標區間。如圖2的一信標階段所示，下一出芝 的通L σ 04將5又疋通化台〇4的一信標之傳輸時序，使玉 信台04的信標之傳輸時序不與通信㈣、通信㈣和通4 台〇3其個別設定之信標傳輸時序碰撞。再者，下-出現ί -通信台05將設定通信台Q5的—信標之傳輸時序，使通) 台〇5的信標之傳輪時序不與通信台〇1、通信台02、通信. 03和通信台G4其個別設定之信標傳輸時序碰撞。 然而’為了防止-頻帶（超級訊框）填充太多信標，則 97989.doc •27- 1272785 義一最小#標區間Bmin ’而且不允許在Bmin内安排二或更多 馆標之傳輸時序。例如’當在40毫秒的一超級訊框中定義 最小k h區間Bmin為625微秒時’無線電波所及範圍内最多 僅可通融64通信台。 當一超級訊框内配置一新信標時，每一通信台於傳輸一信 標後立即獲得一優先使用區域（ΤΡΡ)(稍後將說明）。其後， 從一傳輸效率之觀點，與其使時序在一通道上彼此接近，寧 可於一超級訊框週期内均等分散通信台之信標傳輸時序。然 而，例如為了均等分散信標傳輸時序，將決定一通信台的一 信標之傳輸時序，以便實質上於一最長信標區間的一時期中 間在通信台的一聽見範圍内開始傳輸信標。該情況下，由於 鄰近台藉由一類似方法決定信標傳輸時序，所以將增加從 鄰近台傳輸之信標與通信台之信標間的碰撞頻率。其後，在 本具體實施例中，將適當設定通信台之信標傳輸時序，使其 不與從鄰近台傳輸之信標的時序相一致。 圖3出示可於一超級訊框内設定之信標傳輸時序 、、且“的例示。可配置一信標的一位置亦稱為一 ”槽，，。在 圖3所不例不中’ 4〇毫秒的一超級訊框之時間流逝係以具有 在-圓形環上以順時鐘旋轉之一時針的一時鐘加以表示。 一：：’雖然圖2和圖3並未清楚出示，但每一信標係於以 ^ 】〜之時間偏移偏離一 ΤΒΤΤ(目標信標傳輸時間）的 一時間（信標的一傳輸時間）傳輸。此偏移稱為-”ΤΒΤΤ偏移 "。在本具體實施例中…偽隨機數字決定_τβτ^移值。 此偽Ik機數字係以一唯一設定之偽隨機順序丁⑽(ΤΒΤΤ偏 97989.doc -28- 1272785 移指示順序）加以決$，而且將更新每一敎訊框之t〇is。 即使當兩通信台於-超級訊框中之相同槽設定信標傳輸 時序時，TBTT偏移可允許實際信標傳輸時間相互移位。即 使當信標在一超級訊框中彼此碰撞時，每一通信台可在另 一超級訊框中聽見其他通信台之信標（或者鄰近之通信台 見兩仏払）。通彳§台將包括所設定之每一超級訊框的 之信標資訊傳送至鄰近台（稍後將說明）。 在本具體實施例中，當未傳輸或接收資料時，於自有台 傳輸一仏標刖後將要求每一通信台執行接收器作業。此 外，即使當未傳輸或接收資料時，將要求每一通信台藉由 於一超級訊框中每若干秒一次或於每一鄰近台之TBTT的 一移位連績操作一接收器而執行掃描作業，以檢查附近信 標之存在性的改變。通信台識別一 TBTT移位、參照該通信 口所辨識的一 TBTT群組將於-Bmin/2毫秒内移位之TBTT定 義為提刖’而且將於Bmin/2毫秒内移位之TBTT定義為"延 遲。通#台校正時間，以便調整至最延遲之TBTT。順便 提，稍後將說明與鄰近台達成時槽時序同步化的此一方 法之細節。 圖4出示在根據本具體實施例的一自律分散類型無線通 仏系統中所傳輸的一信標訊框其一格式的一例示。 在圖4之例示中，該信標例如包括一 TA(傳輸器位址）欄 位、一類型攔位、一NBOI/NBAI(鄰近信標偏移資訊/鄰近信 標活動資訊）、一 T0IS(TBTT偏移指示順序）欄位、一警報 (ALERT)攔位、_ TxNum欄位和—序列欄位。TA欄位具有 97989.doc -29- 1272785 唯一識別一通信台成為一傳送器來源的一位址。類型欄位 指示所討論的一信標類型。Nb〇i/nbai欄位具有關於可從 鄰近台接收之信標其接受時間的資訊。T0IS攔位具有指示 用以傳輸討論之信標的一超級訊框中一（上述）TBTT偏移值 之資訊。警報（alert)欄位儲存關於TBTT改變之資訊和欲 傳輸之各種其他資訊。TXNum欄位指示由討論之通信台優 先保全的一些資源。序列攔位指示當於討論之超級訊框中 傳輸信標時指派給複數個信標的互斥唯一序列號碼。 類型欄位以8位元長度的一位元映像格式說明討論之信 標的類型。本具體實施例代表藉由使用用以指示一優先之〇 至255範圍中的一數值而將一信標區分為一”正規信標，，或 一輔助信標"之資訊。正規信標由每一通信台僅於每一超 級訊框的一開始傳輸一次。輔助信標被傳輸以獲得一優先 傳輸權。尤其，指派給要求於每一超級訊框中傳輸一次的 一正規信標用以指示最高優先之255，而且指派給一辅助信 標對應於一流量優先之〇至254的數值之一。 NB 01攔位具有用以說明可由自有台於一超級訊框内接 收之相鄰台的信標其位置（接受時間）之資訊。在本具體實施 例中既然如圖3所示而提供允許於一超級訊框内安排最大 值64信標之所有槽，NB〇I欄位以長度64位元的一位元映像 格式說明關於可接收信標槽之安排的資訊。尤其，自有台 的一正規信標其一傳輸時間TBTT映射至ΝΒ0Ι攔位的一第 一位το (MSB)，而且其他槽映射至對應於關於自有台之 TBTT其相對位置（偏移）的位元位置。然後，將丨寫入指派給 97989.doc -30- 1272785 自有台所傳輸之信標和可由自有台接收之信標所在的槽之 位元位置，而且將其他位元位置保持為〇。 圖5出示一 NBOI說明的一例示。雖然NBOI係由對應於可 安排於一超級訊框内之64位元的信標數目所構成，但為了 簡化圖式，此情況假設通信台〇至F分別將TBTT設定於可通 融最大值16台之槽。在圖5所示例示中，通信台〇已產生一 NBOI攔位Μ 100, 0000, 〇1〇〇, 〇〇〇〇，，。此欄位指示：通信台 〇π可接收來自通信台1和通信台9之信標"。當可接收信標 時’則指派給對應於可接收信標之相對位置的ΝΒΟΙ位元一 標示，而且當未接收一信標時，則指派一空白。因為自有 台傳輸信標，所以最高有效位元（MSB)為1。同時標示對應 於自有台之信標其一傳輸時間的一位置。 當在一通道上接收來自另一通信台的一信標信號時，每 一通信台可設定該通信台本身的一信標之傳輸時序，以避 免通道上之信標碰撞，而且根據信標信號中包括之Νβοι說 明而偵測來自鄰近台之信標的接受時序。 NBAI攔位具有與NBOI攔位相同之格式。NBAI攔位說明 用以識別由自有台實際接收之信標的資訊。 tois攔位儲存用以決定上述TBTT偏移的一偽隨機順 序，進而指示討論之傳輸信標的TBTT偏移。即使當兩通信 台於一超級訊框中之相同槽設定信標傳輸時序時，丁6丁丁偏 移仍允許實際佗標傳輸時間相互移位。即使當信標於一超 級訊框中彼此碰撞時，每一通信台可於另一超級訊框中聽 見其他通信台之信標（或者鄰近之通信台聽見兩信標）。 97989.doc _ 31 - 1272785 圖6出示一丁BTT和—實際信標傳輸時間。如圖6所示，當 疋義TBTT偏移使貫際信標傳輸時間為丁、微 秒、TBTT+40 微秒、TBTT+6(U|t 秒、tbtt+8〇 微秒、 TBTT+HHm秒及TBTT+_秒之—時’料每—超級訊 框中決定傳輪之ΤΒΤΤ偏移，而且更新TOIS。當傳送器台無 法於一希望時間傳輸信標時，則在TOIS中儲存全零之類， 以便通知可接收該信標之㈣台：此次之信標傳輸並未於 希望時間執行。 警報（ALERT)攔位儲存在一異常狀態時間傳輸至鄰近台 之資訊。例如’當自有台希望改變自有台之正規信標的 TBTT以避免信標碰撞之類時，或者當通信台要求鄰近台停 止辅助信標之傳輸時，則在警報（ALERT)欄位中說明。

TxNum攔位說明由討論之通信台於一超級訊框内所傳輸 之辅助信標數目。由於對一通信台給定一 τρρ，亦即於傳輸 一信標後的一優先傳輸權（稍後將說明），所以一超級訊框内 之辅助信標數目對應於執行傳輸但優先保全資源之時間的 一比例。 序列攔位中寫入當於討論之超級訊框傳輸信標時指派給 複數個信標的互斥唯一序列號碼。互斥唯一號碼輸入給超 級訊框内傳輸之各別信標，而成為信標之序列號碼。本具 體實施例中，將說明用以指示參照自有台之正規信榡而傳 輸辅助信標之ΤΒΤΤ其位置的資訊。 此外，提供一 ETC欄位以說明所述以外資訊。 於打開電源後，一通信台先以連續超過一超級訊抱之長 97989.doc -32- 1272785 度執行掃描作業，亦即信號接受，以便檢查鄰近台所傳輸 之信標的存在。當在此處理中未接收來自鄰近台之信標 時，通信台設定適當時序作為一 TBTT。 另一方面，當接收從鄰近台傳輸之信標時，通信台根據 4吕標的一接受時間而將來自鄰近台之每一接收信標的 NBOI攔位移位、獲得NBOI的一邏輯和（或），而且參考NBOI 之邏輯和（或）。通信台最後藉此從對應於未標示之位元位置 的時序擷取一信標傳輸時序。 於獲得從來自鄰近台之接收信標所取得的NBOI之〇R 後，通信台決定空白部分之信標傳輸時序。 當具有最長之空白運轉長度的一 TBTT區間短於最小 TBTT區間（即不到Bmin)時，新通信台無法進入此系統。 圖7出示一新進入之通信台根據信標之NBOI而設定自有 台的一 TBTT的一狀態。NBOI係從來自鄰近台之接收信標 所獲得。一 NBOI包括對應於可安排於一超級訊框内之64位 元的信標數目。然而，為了簡化圖式，將藉由使用一 NBOI 包括16位元（即一超級訊框包括丨6槽）之例示作成以下說明。 於打開電源後，通信台先以連續超過一超級訊框之長度 執行掃描作業’亦即信號接受，以便檢查鄰近台所傳輸之 信標的存在。當在此處理中未接收來自鄰近台之信標時， 通信台設定適當時序作為一 TBTT。另一方面，當接收來自 鄰近台之傳輸信標時，通信台根據信標的一接受時間而將 來自鄰近台之每一接收信標的NBOI攔位移位、獲得NBOI 的一邏輯和（OR)，而且參考NBOI之邏輯和（OR)。通信台最 97989.doc -33- 1272785 後藉此從對應於未標示之位元位置的時序擷取一信標傳輪 時序。 在圖7所示例示中，注意力將導引至一新出現之通信台 A ’假設其係在通信台a附近出現一通信台〇、一通信台1和 一通k台2的一通信環境。假設通信台A可藉由掃描作業於 一超級訊框内接收來自三台〇至2之信標。 一 NBOI欄位以一位元映像格式說明來自鄰近台之信標 的接受時間，其中將來自鄰近台之信標的接受時間映射至 對應於關於（上述）自有台之正規信標其相對位置的位元位 置。因此，通信台A根據信標之接受時間將來自鄰近台之三 接收信標其個別的NBOI欄位移位以便基於一時間而調正 對應之位元位置、獲得於每一時序之Nb0][位元的一〇r，而 且參考該OR。

整合及參考鄰近台其NB0I攔位之結果所獲得的一順序 為圖7中以"NBOI之OR，，所指示的”ι1〇1，〇〇〇1，〇1〇〇, 1000 ’其中順序中之1表示已於一超級訊框内設定一 TBTT 之時序的一相對位置，而且〇表示未設定TBTT之時序的一 相對位置。此順序中最長之空白（零）運轉長度為三，而且該 順序中有兩候選者。圖7所示例示中之通信台a將第15位元 没定為通信台A的一正規信標的一 ΤΒ TT。 通信台A將第15位元的一時間設定為通信台a之正規信 標的TBTT(即通信台A的一超級訊框的一開始），然後開始 傳輸該信標。此時，由通信台A所傳輸的一 NBOI欄位如圖7 中’’TX之ΝΒ〇Ι(1信標TX)"加以指示，該欄位說明來自通信 97989.doc -34- 1272785 台〇至2之每一信標的—接受時間，該欄位藉由標示對應於 關於通信台Α之正規信標其傳輸時間的一相對位置的一位 兀位置而以一位元映像袼式說明來自可接收信標之通信台 0至2的每一信標其一接受時間。 當通信台A傳輸一輔助信標以便獲得例如用以保全一頻 帶的一優先傳輸權時，其後通信台A將在藉由整合來自鄰近 台之NBOI欄位所獲得的圖7中"NB〇Ii〇R，，所指示的順序 中找到最長之空白（零）運轉長度，而且在所找到之空白的一 位置上設定輔助信標的一傳輸時間。圖7所示例示中假設傳 輸兩輔助信標的一情況。辅助信標之傳輸時序設定於 ’’NBOI之OR”中的第6位元和第11位元空白之時間。此情況 下’在通信台A所傳輸之NBOI欄位中，通信台a之正規信標 和來自鄰近台之接收信標的相對位置以及通信台A執行信 標傳輸的位置（關於正規信標的相對位置）如"TX之NB0I(3 "ί吕標TX )"所指不加以標示。 當每一通信台於藉由如以上所述的一處理程序設定自有 台之信標傳輸時序ΤΒΤΤ後傳輸信標時，在每一通信台維持 靜止而使無線電波到達範圍沒有變化的一條件下，可避免 信標碰撞。同時，一超級訊框内的一正規信標以外之輔助 信標（或類似複數個信標的一信號）係根據傳輸資料之優先 (即根據一要求之頻帶）加以傳輸。因此，有可能優先指派資 源，藉此提供QoS通信。此外，將參考來自鄰近台之接收信 標數（NBOI攔位）。因此，每一通信台可自律抓緊系統的一 飽和程度。因此，雖然該系統係一分散控制系統’但只要 97989.doc -35- 1272785 每一通信台考慮系統之飽和程度，便可通融優先流量。再 者’通h台參考接收信標之NB 01攔位，而且安排信標傳輸 時間’以防止信標傳輸時間重合。因此，即使當複數個通 信台通融優先流量時，仍可避免碰撞經常發生。 C·自律分散類型網路之存取程序 在未配置一特定控制台的一通信環境下，如一通信台而 操作之無線通信裝置100執行像是藉由具有一鬆弛分時多

向近接結構之傳輸（MAC)訊框的有效率使用一傳輸通道之 傳輸控制或者根據CSMA/CA之隨機存取的通信作業。 通信台藉由傳送信標而彼此達成時間同步化，並且藉由 具有一鬆弛分時多向近接結構之傳輸（MAC)訊框執行有效 率使用通道資源的傳輸控制。此情況下，每一通信台可實 現例如保留一頻帶或設定一優先使用期間之基於時間同步 化的一存取方法。 少 本具體實施例中之每一通信台於正規區間傳輸一信標。 於傳輸一信標後片刻 優先權，藉此以一自 ，將給予已傳輸信標之通信台_傳輪 律分散基礎控制信號流量，而保全_ 通信頻帶(QoS)。圖8出示給予已傳輸一信標的一通信台優 先權的一狀悲。在本說明書中，將此優先傳輸區間定義 一 π傳輸優先期間（TPP)”。 ^ 圖9出不备給予信標傳送器台一傳輸優先期間ΤΡΡ時的〜 超級Λ框（T—SF)之組態的_例示。如圖9所示，於從每—禹 L。傳輸佗軚後，將_ 丁抑指派給已傳輸該信標之通 台。跟隨於ΤΡΡ的_區間被定義為一，，公平存取期間 97989.doc -36 - 1272785 (FAP) ’其中所有通信台藉由一正常CSMA/CA方法執行通 L然後，FAP於來自一下一通信台的一信標之傳輸時序結 束其後’同樣跟隨信標傳送器台的一 τρρ和一 FAP。 雖然每一通信台基本上於每一超級訊框中傳輸一信標， =必要的話，允許每一通信台傳輸複數個信標或者類似信 的乜號，藉此於母次通信台傳輸一信標時獲得一 τρρ。 換σ之，一通信台可根據於每一超級訊框中傳輸之信標數 目:保全優先傳輸的資源。永遠由—通信台於—超級訊框 的一開始傳輸的一信標稱為一"正規信標"，而且於其他時 ㈣輸以獲得一 ΤΡΡ及作為其他用途的一第二信標和後續 信標稱為"辅助信標”。 圖10圖解於-ΤΡΡ區間和-FAP區間開始傳輸的一通信 台作業。 在ΤΡΡ區間内，於傳輸自有台的一信標後，通信台可於一 較短之封包區間刪後開始傳輸。在圖1G所示例示中，於 P後’信標傳送器台傳輸-RTS封I其後信標傳送器台 傳輸CTS、資料和ACK封包，其中封白 ，、甲封包間具有相同之内部 訊框間隔SIFS。信標傳送器台可藉 口」精此執行一連串通信程 序’而不會被一鄰近台中斷。 二方面，於·區間中，信標傳送器台如同其他鄰近台 於待命uFS+隨機後移的—段期間後開始傳輪。換士之，由 於隨機後移而均等給予所有通信台一 、α 1寻輸權。在圖10所示 例不中，於傳輸另一台的-信標後，信標傳送器台先監視 一媒體的一狀態一段LIFS期間。當該 呆體清除時，於此期 -37- 97989.doc 1272785 間並未傳輸信號，信標傳送器台進一步執行一隨機後移。 當於此期間並未傳輸信號時，信標傳送器台傳輸一尺1^封 包。順便一提，信標傳送器台於RTS信號後傳輸像是CTS、 貝料和ACK封包的-連串封包’纟中封包間具有内部訊框 間隔SIFS。信標傳送器台可藉此執行一連串通信程序，而 不會被一鄰近台中斷。 根據上述仏號流量控制方法，具有高優先的一通信台可 藉由没定一較短之内部訊框間隔而優先獲得一傳輸權。 然而，傳輸優先期間TPP固定為少於最小信標區間之某一 期間。其後於一段FAP期間進行傳輸，其中所有通信台於具 有一共同IFS和隨機後移之相等條件下獲得一通信權。因 此 ¥來自較兩層的一需求指示：一通信台要求超過藉 由在每一超級訊框中傳輸一信標所獲得之傳輸優先期間 TPP的一通信頻帶時，通信台例如傳輸一正規信標以外的一 辅助信標，藉此獲得另一 TPP。 圖11出示一通信台藉由傳輸稱為輔助信標之複數個虛擬 信標而增加傳輸優先期間的一狀態。在圖i丨所示例示中， 為了保全從一較高層所要求的一通信頻帶，一通信台#1於 起級δίΐ框内哥找開放信標槽，而且安排通信台# 1之辅助 信標’藉此於單一超級訊框内獲得複數個ΤΡΡ。在藉由交換 ΝΒΟΙ資訊以一自律分散基礎建構一超級訊框的一系統 中’可考慮一隱藏終端問題而擷取開放信標槽，因此一種 使用辅助信標獲得一頻帶之方法將很容易。 圖12係如本具體實施例中的一通信台而操作的一無線通 -38- 97989.doc Ϊ272785 信裝置之狀態變遷的一圖形。在圖12所示例示中定義兩狀 態·對應於一 TPP期間的一"優先傳輸模式,，，其中自有台具 有一優先傳輸權，以及對應於一 FAP期間的一"正常傳輸模 式 其中並無通#台具有一優先傳輸權。 在正Φ作業模式中，通信台於待命Lifs + 隨機後移的一段 期間後開始傳輸。 於自有台之信標傳輸時序TBTT到達而且通信台傳輸一

信標後，通信台變遷至優先傳輸模&，以獲得一傳輸優先 期間TPP。 部訊框間隔SIFS執行 不會被鄰近台中斷。 於一較高層所要求的 在優先傳輸模式中，通信台以一内 傳輸，而且可藉此獲得一傳輸權，而 通信台繼續優先傳輸模式為時對應 一頻帶量長度之傳輸優先期間TPP。 然後，當tpp結束而且變遷至一 FAp時，或♦ 台的-信標時，通信台從優先傳輸模式轉回正常作業模式 圖13係如一通信台而操作的一無線通信裝置其狀態㈣ 之另-例示的-圖形。在圖13所示例示中，除了對應於自 有台具有-優先傳輸權的―卿期間之"優先傳輸模式"及 對應於並無通信台具有一優先傳輸權的一 FAp期間之"正谭 傳輸模式"外，將定義對應於另HTPP期間的一"非僧 先傳輸模式”。 在正常作業模式中’通信台於待命―正常訊框區間函 加隨機後移的-段期間後開始傳輪。於FAP期間中，系统内 之所有通信台於聊S+後移的—段期間後執行傳輸。 97989.doc -39- 1272785 於自有台之k標傳輸時序TBTT到達而且通信台傳輸一 信標後，該通信台變遷至優先傳輸模式，以獲得一傳輸優 先期間TPP。 在優先傳輸模式中，通信台以短於MIFS的一訊框區間 SIFS的一待命期間執行傳輸，而且可藉此獲得一傳輸權， 而不會被鄰近台中斷。通信台繼續優先傳輸模式為時對應 於一較同層所要求的一頻帶量長度之傳輸優先期間τρρ。然 後，當ΤΡΡ結束而且變遷至一 FAP時，通信台轉回正常傳輸 模式。 當接收來自其他台的一信標而且其他台進入一傳輸優先 期間時，該通信台變遷至非優先傳輸模式。在非優先傳輸 模式中，通信台於待命較正常傳輸模式時間的一訊框區間 MIFS加隨機後移更長的一訊框區間UFS的一段期間後開 始傳輸。 然後，當其他台之TPP結束而且變遷至一 fAP時，通信台 轉回正常傳輸模式。 D·於自律分散類型網路中達成時間同步化 如以上所述，在不具有一控制台與被控制台的一關係的 一自律分散類型無線通信系統中，每一通信台藉由在一通 道上定期傳送信標資訊而使鄰近（即一可能之通信範圍内） 其他通信台知道該通信台本身之存在，以及通知一網路組 恶。由於一通信台於一傳輸訊框週期的一開始傳輸一芦 標’因而以一信標區間定義傳輸訊框週期，亦即_超級訊 框。同時，每一通信台可藉由在通道上執行掃描作業為時 97989.doc -40- 1272785 對應於一超級訊框的一段期間而偵測從鄰近台傳輸的一信 仏^號’並且藉由將信標中所述資訊解碼而得知網路組態 (或進入該網路）。 通信台藉由彼此傳送信標而彼此達成時間同步化，並且 藉由具有一鬆弛分時多向近接結構之傳輸（MAC)訊框而執 行有效率使用通道資源之傳輸控制。此情況下，每一通信 口可實現例如保留一頻帶或設定一優先使用期間之基於時 間同步化的一存取方法。

在利用基於時間同步化的此一存取方法之自律分散類型 無線通仏系統中’當與鄰近台維持時間同步化時，每一通 信台必需如以上所述定期傳送信標f訊及f理信標資訊。 同時在每-通#台於_訊框週期内例如設定—傳輸優先 』Η τρρ之基於時間同步化的存取方法中，彼此維持時間同 步化對通信台很重要。 -丨口口间难符呀間同步化的一 ί想到之方法為：替每-通信台隨機選擇與其達成時間 二化的：通信台。在圖29所示的—例示中，每一通信台 當作達成時間同步化的一參考一 户△心 可扪通k台之關係為：一 H通信㈣(參考通信台）、—通信台 通信台㈣信"2、一通信台#4通信台#3、二 信台#4及通信台#6通信台#5。如圖29所示，此一二 取決於母一通信台設置時間同步化 時間同步化將不收斂。 、’相同網路内 σ 4之m ·由與—隨意㈤h。。)網路中 97989.doc -41 1272785 鄰近台交換資訊(信令)而替每一通信台唯一決定當作時間 :/化㈤參考的—通#台，其後以—自律分散基礎與決 定之參考通信台設置時間同步化。如一具體方法，相同網 路内之每-通信台藉由信令在通信台間暫時定義一主從關 :，以便產生相同網路内暫時當作一控制台的一通信台， 藉此應用一傳統方法設置時間同步化。 …然：，當-自律分散類型網路環境中之特定通信台間執 仃通^時’存在（上述的）一隱藏終端問題，其中存在可被執 2通信的一通信台聽見但無法被另一通信台聽見的一通信 ^此—情況下’如以下所示之情形’存在^主站與屬 私難度和一控制處理之複雜性的問題，而且擔心經常 ^貝訊交換所伴隨之負擔增加。 ⑴：著網路拓樸的一 ?文變而改變主站和屬站 ()田主站從網路中消失時重置主站 ⑺因為通信範圍之限制而由相同網路中之複數個主站加 以控制 與鄰、斤A本务明之發明人等建議一種每一通信台自律檢查

°㈤時間同步化狀態而且根據時間同步化之狀態 運成同步4卜夕古、、i I 時n '。虽一通信台檢查每一超級訊框中的一 選擇化狀恶而且決定必需校正時間同步化時，自有台 释以下方、、也> 近A 彳一 ··不執行一校正時間同步化之處理（一鄰 以:2校正處理）、確實執行校正時間同步化之處理，及 法，有：執仃杈正處理(見圖30)。藉由適當使用該三方 口义自律刀政類型無線網路中假設之各種情形的

97989.doc -42- 1272785 鄰近台達成時間同步化。 於執行校正時間回 V化之處理時，一通信台以一自律分 Μ礎估計用以指示來自_料台之同步化時序其一差異 的一參數。㈣，該通信台根據估計之參數決定當作時間 3 '的多考_通信台，而且與參考通信台達成時間 同步化’藉此設置相同網路内出現之通信台間的時間同步 化。以下所述之時間同步化作業的一流程粗略分割成兩程 序如下。

⑴估計用以指示來自—鄰近台之同步化時序其一差異的 一參數。 (2)根據估計之參數決定當作時間同步化的一參考的一通 信台。 以下將以-具體實施例說明藉由使用於_傳輸訊框週期 所傳輸的一信標估計一鄰近台的一超級訊框其一開始時序 及估計鄰近台之時槽時序、比較鄰近台之估計時槽時序與 一自有台之時槽時序並且校正時間偏差的一方法之每一程 序。 D-1·估計用以指示來自鄰近台之同步化時序其差異的參數 圖14圖解通"ία 口的一 "ί§標傳輸程序。每一通信台於聽見 附近傳輸之#才示時緩慢執行同步化。當一新通信台出現 時，新通信台設定該新通信台本身之信標傳輸時序，使新 通信台之信標傳輸時序不與現存通信台之信標傳輸時序 (相當於超級訊框開始時序）碰撞。 當附近沒有通信台時，一通信台#1可於適當時序開始傳 97989.doc -43- 1272785 輸一信標。其後通信台#1於一超級訊框之區間傳輸信標。 後續進入一通信範圍的一新通信台決定該新通信台之传枳 傳輸時序，使新通信台之信標傳輸時序不與信標安排;: 現存信標碰撞。 然而，將一最小信標區間Bmin定義為一最小時槽單位。 為了防止一頻帶（超級訊框）填充太多信標，禁止於每一槽中 女排一或更多信標之傳輸時序。一超級訊框内出現之時样 數目係藉由將一超級訊框的一時間除以Bmin的一時間所獲 得的一數值。此數值代表（上述）相同網路中可出現之通信台 數目的—上限。 圖15圖解一種用以估計一鄰近台的一超級訊框其一開始 時序之方法。圖15提供當一通信台#2估計通信台#1的一超 級訊框其一開始時序時的一具體例示。 如弟一具體例示，^於一超級訊框的一開始傳輸通信 口 #1之信標時，由通信台#2所估計之通信台#丨的超級訊框 其開始時序即該信標的一接受時間。如一第二具體例示， 當在從一超級訊框的一開始移位一偏移時間的一時間傳輸 通L台# 1之仏標時’由通#台#2所估計之通信台# 1的超級 戒框其開始時序即從該信標的一接受時間減去通信台# 1之 偏移時間所導致的一時間。 然而，通信台#2必需事先知道通信台#丨之偏移時間。可 供實作的一可以想到之例示為一種加上有關一自有台的一 偏移時間TBTT之資訊以作為信標資訊的方法。在圖4所示 例示中，關於TBTT偏移之資訊說明於（上述）一信標訊框内 97989.doc -44 - 1272785 的一 TOIS攔位中。順便一提，只要可事先通知鄰近台自有 台之偏移時間TBTT，該實作方法將不限於此。例如，該實 作亦可能使用一種藉由信令而彼此交換偏移時間之方法。 D-2.根據估計之參數決定作為時間同步化之參考的通信台 將參照圖16和圖17而說明一種決定當作時間同步化的一 參考的一通信台及設置時間同步化之程序。 如以上所述，一通信台可接收來自一鄰近台的一信標， 而且考慮Bmin區間而從一超級訊框的一開始之估計時序估 «十“卩近台的時槽時序。在圖16和圖17所示例示中，通信台 # 2可根據通j吕台# 2所接收信標之時序而估計通信台# 1的時 槽時序。藉由比較估計的一結果與自有台之目前時槽時 序，通信台#2知道關於通信台# 1之時間同步化偏差的一程 度。然後，每一通信台以一自律分散基礎根據同步化偏差 的一程度決定當作時間同步化的一參考的一通信台。 在圖16和圖17所示例示中，用以當作時間同步化的一來 考的一通信台即具有從自有台之時槽時序延遲不到b_/2 之時槽時序的一通信台。 在圖16所示例示中，通信台#1係當作時間同步化的—參 考的一通信台，而且通信台#2重置一超級訊框的—開始時 序，使通信台#2與通信台#1之時槽時序相一致。 首先，通信台#2從通信台#1的一超級訊框的一開始（即來 自通信台#1的一信標之接受時序）估計於Bmin區間之時槽時 序。其次’由於通信台#1之時槽時序從自有台之時槽時序 延遲不到Bmin/2 ’所以自有台與通信台之時槽時序门齐 97989.doc -45- 1272785 化。然後，通信台#2使用新時槽時序決定信標傳輸時序， 亦即自有台的一超級訊框的一開始。 另-方面，在圖17所示例示中，通信台#2沒有當作時間 同步化的-參考的-通信台（亦即自有台係鄰近台用來當 作時間同步化的一參考的一通信台)。因而通信台#2不重二 一超級訊框的一開始時序。因此，於通信台#2傳輸一信標 後，通信台#1横測來自通信台#2之時間同步化偏差，而且 校正時槽時序。 _ 此情況下，通信台#2從通信台#1的„超級訊框的一開始 (即來自通信台#1的一信標之接受時序)估計於區間： 時槽時序。在圖17所示例示中，通信台#1之時槽時序從自 有台之時槽時序延遲超過Bmin/2。因此不重置自有台之時槽 時序。因而通信台#1接收來自通信台#2的一信標，而且^ 通b台#2的一超級訊框的一開始估計於區間之時槽時 序。然後，由於通信台#2之時槽時序從自有台之時槽時序 延遲不到Bmin/2，所以自有台與通信台#2之時槽時序同步 化。然後，通信台# 1使用新時槽時序決定信標傳輸時序， 亦即自有台的一超級訊框的一開始。 圖18以一流程圖的一格式圖解被執行直到一通信台從一 鄰近台之估計時槽時序決定當作一參考的一通信台為止的 一處理程序。實際上，此作業係以如執行一預定執行程序 指令程式的一通信台而操作之無線通信裝置1 〇〇内之中央 控制單元103的一形式加以實現。 通信台初始化處理程序中所使用之變數（步驟S1)。通信 97989.doc -46- 1272785 台定義用以保留卷 的一通信台的一變數BT、 k標傳送器來源的一通信 以保留關於自有台其一時 一變數 dtime。 一鄰近台TX[i]之接收信標 田作一時槽參考 用以保留當作使用-索引i的一 台的-陣列類型變數Tx[i]，及用 槽開始時序的—估#«㈣ 然後’通信台順序檢查來自每 (步驟S2和S7)。 通信台先比較估計之時槽時序狀自有台之時槽開始時

’以便檢查估計之時槽時序X是否具有不到Bmin/2的-延 遲（步驟S3)。 虽估什之時槽時序X的延遲超過Bmin/2時，此情況下通信 台不執行處理。另-方面，當估計之時槽時序X的延遲不到

Bmin/2時，通信纟著手檢查是R蚊當作—時槽參考的一 通信台BT(步驟S4)。 當尚未決定參考通信台BT時，通信台暫時設定鄰近台 TX[i]作為當作一時槽參考之參考通信台Βτ(步驟S5)。當已 決定參考通信台BT時，通信台進一步比較參考通信台]3丁與 鄰近台TX[i]距離自有台之時槽開始時序的延遲（步驟S6)。 當鄰近台TX[i]具有距離自有台之時槽開始時序較長之延 遲時，通信台暫時設定鄰近台TX[i]作為當作一時槽參考之 參考通信台BT(步驟S5)。 於執行所有鄰近台之此等處理後，通信台設定所設定之 通信台作為當作一時槽參考之參考通信台BT(步驟S8)。 當BT為空白（NULL)，亦即所有鄰近台均無法被設定作為 當作一時槽參考之參考通信台Bτ時（步驟S9)，通信台設定 97989.doc -47- 1272785 自有。作為參考通信台BT(步驟S10)。 圖19圖解當存在複數個通信台可供當作時間同步化的— >考時用U時間同步化的—程序。此情況下，將執行

作業，以便使將時間同步化調整成最延遲之通信台。在 圖19所示例示中’通信台#1與通信台打間達成時間同步 化，因而通信台#1和通信台#2本質上距離一通信台趵相同 之同步化偏差程度。然而根據估計之時間同步化偏差，通 信台#3與具有較大時間同步化偏差之通信台同步化時槽時 序、。在圖19所示例示中，通信台#3校正時間同步化，藉此 於通彳。台# 1、通信台#2與通信台#3間設置同步化。 如用以決定當作時間同步化一參考的—通信台之另一方 法，存在-種僅於有一新進入台之時間維持一現存網路中 :同步化關係的進入方法。此情況下，即使當應用使用從 —自有台之時槽時序延遲不到Bmin/M_通信台作為_時 間同步化參考台之上述規則時，即使自有台為—時間同步 化參考，自有台仍僅於有一新進入台之時間與另一台同步 化。因此自有#進入之同時維持現存網路中之同步化關係。 尤其，當假設圖17所示之場景時，通信台#1、通信台#2、 通信台#3以該次序進入網路。因此，於通信台#2與通 信台#1同步化之時槽時序後，通信台#2傳輸—信標。因此 達成之時間同步化的槽時序與上述不同。 圖20圖解當應用-新進人台進人之同時維持現存網路中 之同步化關係的規則時於有-新進入台<時間⑨置時間同 步化之作業的一例示。在圖20中，假設通信台#3重新進入 97989.doc -48 - !272785 但通信台#1與通信台#2間已設置時間同步化的一場景。 根據使用從一自有台之時槽時序延遲不到Bmin/2的一通 信台作為一時間同步化參考台之規則，通信台#1之時槽時 序和通信台#2之時槽時序彼此同步化。 現在假設通信台#3重新進入。對於通信台#3，不存在從 自有台之時槽時序延遲不到Bmin/2之通信台。因此，正常下 自有台變成一參考台。然而，應用一新進入台進入之同時 _ 、維持現存網路中之同步化關係的規則，通信台#3與通信台 #1和通信台#2中最延遲之通信台的時槽時序同步化。在圖 2〇所示例示中，由於通信台#1與通信台#2間已設置時間同 步化，所以通信台#3與通信台#1和通信台#2的時槽時序同 步化’藉此維持系統内之時間同步化。 圖21圖解當應用一新進入台進入之同時維持現存網路中 之同步化關係的規則時於有一新進入台之時間設置時間同 步化之作業的另一例示。在圖21所示例示中，假設通信台 φ #3重新進入但現存之通信台#1與#2間尚未設置時間同步: 的一場景。 首先，重新進入之通信台#3(的時槽時序）與通信台#1和 通信台#2之時槽時序中的最延遲時槽時序同步化。在圖2ι 所示例示中，通信台#3與通信台#2之時槽時序同步化。 然後，根據使用從一自有台之時槽時序延遲不到B_/2 的一通信台作為一時間同步化參考台之規則，通信台#2與 - 通信台# 1之時槽時序同步化。 ' 再者，根據使用從一自有台之時槽時序延遲不到B_/2 97989.doc -49- 1272785 的-通信台作為-時間同步化參考台之正常規則，此 信台#3與通信台叫通信台#2)之時槽時序同步化。結果，系 統内之所有通信台間設置時間同步化。 因此’當-現存網路巾出現複數個通信台時，—新進入 台決定自有台以外用以當作時間同步化的—參考的—通信 台，因而可藉由相同方法校正時槽時序。 。 圖22出示當混合另-網路時用以設置通信台間之時間同 步化的-處理中之狀態。於圖22中，假設存在兩網路（即包 括通信台#ι至料的-網馳和包括通信台#5錢的一網路 #2)的一場景。 此等網路最初彼此獨立。其後網路#2中出現之通信台# 抵達通信台#5可與網路#1中出現之通信台#3進行通信的一 範圍。 口 結果，通信台#3與通信台#5間設置時間同步化。此情況 下假5又通#台#5使自有台之時槽時序與通信台#3之時槽 時序同步化。 然後，包括通信台#5至#8之網路#2執行與當作一參考之 通4台#5的時間同步化。最後設置網路#丨與網路#2間之時 間同步化。 圖34以一流程圖的一格式出示一通信台校正關於一參考 口之時間同步化偏差的一處理程序。具有最延遲信標傳輸 時序的一通信台被視為參考台。通信台計算關於參考台之 時間同步化偏差的一數量α (步驟S41)。通信台延遲自有台 之ΤΒΤΤ時序α (步驟S42)。 97989.doc 1272785 D-3·處理估計誤差所造成之時間同步化偏差（i) 目前為止從說明書中可了解：藉由應用使用從一自有台 之時槽時序延遲不到Bmin/2的一通信台作為一時間同步化 參考台之規則，以及一新進入台進入之同時維持現存網路 中之同步化關係的規則，可在形成一網路之通信台間或者 混合網路中之通信台間設置時間同步化。

然而，此等規則假設鄰近台知道用於時槽時序之估計的 一封包（即本具體實施例中的一信標）之傳輸時序。假設於超 級訊框之開始或一偏移時間TBTT後傳輸信標，將可估計一 4近台的一超級訊框其一開始和時槽時序。 然而，在一實際網路之作業中，存在因為一通道由另一 通信台所使用而於一傳送器來源之希望時序以外傳輸信標 的一可能性。此情況下，因為發生一估計誤差，所以用二 達成時間同步化之上述方法無法執行時間同步化。 再者，有可能發生每一通信台因為一鄰近台之時槽時序 估計的一誤差而錯誤決定當作時間同步化的一參考的一通 信台(即自有台)的一情形。結果，如果連續發生估計誤差， 則不確定是否無法與鄰近台設置時間同步化。 因此，本發明之發明人等建議一種藉由將用以指示是否 於希望之信標傳輸時序執行傳輸的資訊（此情況定義為 INVAUDT⑽）加至—信標而避免上述問題之方法。… 圖23圖解一種使用INVaudt⑽維持同步化之方法。以 下說明中，假設當職咖则=()時，—接收信標 望之傳輸時序傳輸，而且tlNVAUD则叫時，接收 97989.doc -51 - 1272785 標的-鄰近台端決定所接收信標並未於希望之傳 輪。 1寻 一在圖23所示例示中，假設因為某種原因使通信台…於不 同於希望之傳輸時序的時序傳輸一信標的一場景。 田未使用INVALID TOIS(沒有INVALID TOIS)時，信標傳 輪時序的一非限定偏差整體改變網路之時間同步化時序。 另一方面，當使用 INVALID TOIS(具有 INVALID T0IS) 時，接收信標的一鄰近台端將接收之信標視為未於希望之 :輸時序傳輸的一信標。因&，由信標傳輸時序中之非限 定偏差所造成的一時槽時序誤差並未反應於時間同步化。 因此即使在經常發生時槽時序偏差的一網路環境中，仍 不需經常改變時槽時序。 因此，藉由使用INVALIDTOIS’有可能降低與錯誤估計 之時槽同步化的頻率，因而建構在時間同步化方面具有可 罪度的一隨意（ad hoc)網路。 D-4·處理估計誤差所造成之時間同步化偏差（？） 存在因為一鄰近台之時槽時序估計的一誤差使每一通信 台錯誤決定當作時間同步化的一參考的一通信台（即自有 台）之可能性。結果，如果連續發生估計誤差，則不確定是 否無法與鄰近台設置時間同步化。 因此，當連續無法於一希望時間傳輸一信標的一通信台 (即連續具有INVALm T0IS = 1的一通信台）無法與一鄰近 台設置時間同步化的一狀態繼續時，通信台決定自有台以 外用以當作時間同步化的一參考的一通信台，然後校正時 97989.doc -52- 1272785 槽時序。藉此有可能避免連續無法於一希望時序傳輸一信 標的一通信台不確定是否無法設置時間同步化的一情形。 D-5·因應未達成收斂以校正時間同步化之問題 如在通#台間達成時間同步化之上述方法的另一問題， 取決於時間同步化之收斂時序，於一網路内可能未達成收 斂以便設置時間同步化。

圖24出示因為與鄰近台之時間同步化的校正時序中發生 一穩定型樣而未達成收斂以便校正時間同步化的一狀態。 如圖24所示，取決於時間同步化之校正 作時間同步化的一參考之通信台係以通信台㈣=: 通信台#2通信台#3和通信台#3通信台#1之次序加以改變的 一情況下’有可能僅發生參考台之順序改變，而未達成收 敛以便没置時間同步化。 因此，除了用以達成時間同步化之上述方法外，本發甲 之發明人等建議-種當決定要求新的時間同步化校正時^ -機率以…)校正一自有台之時槽時序的方法。藉说 可防止每-通信台穩定校正時槽時序。藉此有可能避免知 圖24所示未達成收斂以便設置時間同步化的一情形。 圖25以-流程圖的一袼式出示用以達成同步化的一處理 程序。該程序執行—或峰Qbabilistie)處理，以防止與鄰 近台之時間同步化的校正時序十發生一穩定型樣。實際 上’此作業係以如同執行一預定執行程序指令程式的一： 仏台而操作之無線通信裝置⑽内之中央控制單㈣3的— 形式加以實現。 97989.doc -53- 1272785 -決定用以執行-隨機處理的-門限值χ，即用以僧測時間 2 乂化偏差以作為開始以下處理的一門限之連續超級訊 數目（步驟S11)。 當谓測到時間同步化偏差為時X超級訊框時，以一機率α (〇<α <ι)應用隨機處理（步驟si3)。 月兄下田通“台偵測到時間同步化偏差時，通信台 、乂比率α開始权正時間同步化偏差之處理(步驟S ")，取 代必定校正時間同步化偏差。 =如’當偵測到時間同步化偏差為時若干連續超級訊框 (圖5中為X超級訊框）時，則決定必需校正時間同步化。此 夺將决疋疋否由隨機處理以機率α執行時間同步化處理， 取代立即校正時間同步化。 D-6·考慮間歇接收通信台之同步化處理 未對鄰近台傳輸或接收資料的—通信台僅於某_區間執 行資料接受而且於其他時間期間僅執行信標傳輸的一間歇 接受模式已經引進許多無線網路系統中，以便減少功率消 耗。 然而，當以上述的一機率校正自有台之時槽時序時，由 於一間歇接收通信台因為間歇接受而於一下-時間同步化 處理前特別具有一長時期，所 於枚正時間同步化前將花 費一長時間。 因此，在一種考慮一間歇接收通信台的-時間同步化處 理之方法中，於自有台時 … 于僧時序权正中，考慮使間歇接 ι信台較-正常通信台更早執行時間同步化處理。該校 97989.doc -54- Ϊ272785 正係以-機率·加以執行。再者，將提供從侦測 到-時間同步化偏差至校正時間同步化的一時間其一門限 值。因此’有可能防止從偵測到一時間同步化偏差至校正 時間同步化偏差之時間的延長。否則，其在—間歇接收通 信台中尤將成為一問題。

圖26以-流程圖的—格式出示考慮—間歇接收通信台的 '同步化處理程序。實際上，此作業係以如同執行一預定 執订程序指令程式的—通信台而操作之無線通信裝置⑽ 内之中央控制單元103的一形式加以實現。 左設定用卩執行-隨機處理的—第—門限值X和用以執行 隨機處理的-第二門限值γ(步驟S21)。順便一提，圖辦 之參數又和Y(〇<X<Y，且歸γ係整數）代表㈣測到同步化 時間偏差起以超級肺單位計的時間H㈣數值可 以像是秒、毫秒等的一時間加以表示。 首先，決定自有台是否執行間歇接受（步驟S22)。 在自有台並未執行間歇接受的一情況下，當連續偵測到 時間同步化偏差為時一超級訊框時間（圖26中為X超級訊 框）時（步驟S23)，決定必需校正時間同步化，而且執行隨機 處理。 即使在自有台並未執行間歇接受之情況下，為了防止從 偵測到一同步化偏差至藉由隨機處理校正同步化偏差的一 夺間之延長，進一步決定是否連續偵測到一時間同步化偏 差為時一超級訊框時間（圖26中為Y超級訊框）（步驟M4)。 田連績偵測到一時間同步化偏差為時γ超級訊框時，則跨 97989.doc -55- 1272785 ❹驟S25以立即校正時間同步化，而未執行隨機處理(步 驟 S 2 6 ) 〇 ' #尚未連續偵測到—時間同步化偏差為時Y超級訊框 時，則以一機率α(0<α<1)應用隨機處理（步驟S25)，而且 校正時間同步化偏差（步驟S26)。 另方面，虽自有台執行間歇接受時，該處理直接著手 隨機處理，不像上述正常作業之情況。尤其，檢查是否連 只偵洌到時間同步化偏差為時一超級訊框時間（圖26中 響 為X超級訊框）（步驟S27)。 當尚未連續摘測到-時間同步化偏差為時χ超級訊框 時以機率α <1)應用隨機處理（步驟S28)，而且校 正時間同步化偏差（步驟S29)。 當連續偵測到一時間同步化偏差為時X超級訊框時（步驟 S27) ’立即校正時間同步化（步驟s29)。因此，一間歇接收 通信台可較-正常通信台更早校正時間同步化。因此有可 • ㈣止從制到一時間同步化偏差至校正該時間同步化偏 差的一 a夺間之延長，其在一間歇接收通信台中尤將成為一 問題。 D-7·縮短時間同步化校正處理 本旱即中，將說明一種強調縮短校正時間同步化所需的 一時間之達成同步化之方法。 在前述具體實施例中，一通信台檢查與鄰近台的一時間 同v化狀態。在债測到一時間同步化偏差的一情況下，當 必需校正自有台之時間同步化時，通信台以一機率立即校 97989.doc -56- 1272785 正時間同步化。 然而’例如當繼續僅接收未於希望之信標傳輸時序傳輪 的-信標（INVuD TOIS = 1)0夺，當時槽時序之估計存在誤 差時，而且當鄰近台繼續互相執行校科，將侧到 間同步化偏差為時一不定時間。 此外，如圖31所示’當未同步化之每一通信台的超級訊 框開始時序準確落於—時間时化槽之巾間時，有可能通 信台均不執行如（上述）圖18之步驟S3所決定的一結果的_ 時間同步化校正處理。 因此’假設在當連續偵測到一時間同步化偏差為時若干 超級訊框時或者當繼續僅接收未於希望之信標傳輸時序傳 輸的一信標（INVALID T0IS =丨）時之此等情況下，將應用 或然（probabilistic)之時間同步化校正處理，而不管一自有 台是否必需校正時間同步化。圖32以一流程圖的一格式出 示此情況的一處理程序。 首先，將用以執行一隨機處理的一第一門限值（超級訊 框）指派給一變數X，而且將偵測到同步化偏差或者接收 INVALID TOIS = 1的一信標之連續SF次之數目指派給一變 數 count一cont一detection(步驟 S3 1) 〇 當偵測到來自一鄰近台的一同步化偏差時，或者當接收 INVALID TOIS = 1的一信標時（步驟S32)，將變數 count一cont—detection增力口 一（步驟 S33) 〇 然後，當變數count_cont_detection的一數值超過第一門 限值X時（步驟S34)’或者當即使變數count t detection 97989.doc -57- 1272785 時(牛t超過第一門限值X但自有台仍必需執行時間同步化 二驟叫，通信台決定是否以—預定輸 正執仃時間步驟校正處理（步驟S36)。 當決定執行校正時間同步化偏 理（步驟S37)。已經說明护τ奋 肝執订-亥處 杈正處理，因此其說明將省略。 春作2行在通信台間校正時間同步化之處理，必需決定 ::夺間同步化的一參考的一通信台。然而，如圖Μ所示，

步化處理中，當不要求自有台之時間同步化校正 ^將沒W<時槽開始時序❿而，之通信台，因而 I法藉由上述方法決定當作時間同步化-參考的-通信 台0 因此’如-種決定參考台之方法的__例示將應用一種 叹疋最延遲通信台作為—參考台之方法。t通信台#1於圖 31所不的一通信狀態執行時間同步化校正處理時，藉此有 可能設定通信台#2作為一新參考台。 同時’當附近有複數個通信台;，將設定對於執行時間 冋步化校正處理之通信台而言最延遲的—通信台作為一參 考台。例如，>圖33所示，在附近有複數個通信台的一情 況下’當通信台#1執行時間同步化校正處理時，一新的參 考台為通信台#3(最延遲之通信台）。 在圖23所示例7F中’為了儘可能減少—估計誤差，將使 用於希望之信標傳輸時序傳輸的—信標（invalid τ⑽= 〇)估計時間时化時序。此情況下，當在僅接收未於希望 之信標傳輸時序傳輸的一信標（INVAUD T〇IS =1)的一環 97989.doc -58- 1272785 境中偵测到一時間同步化偏差時，一自有台決定該自有台 不必執行校正，而且可能不確定是否無法與一鄰近台達成 時間同步化。另一方面，根據圖32所示之處理程序，期望 當已從一自有台傳輸INVALID TOIS=0的一信標時，即使在 上述條件下，一鄰近台仍將執行時間同步化校正處理，藉 此達成同步化。 以上已經參照特定具體實施例而詳細解釋本發明。然 而，顯然於沒有偏離本發明之精神下，熟習此項技藝者可 進行具體實施例及替代之修正。 在本說明書中，所說明的一主要具體實施例係一種在一 自律分散類型的一無線網路中之通信台於每一預定訊框週 期彼此傳送一信標的一通信環境中應用本發明之情況。然 而，本發明不限於此。例如，同樣地，本發明可應用於從 一通信範圍内之複數個通信台傳輸一信標之具有一不同形 式的一通信系統。 再者’即使於通仍台彼此傳送一信標的一通信環境之 外，同樣地，本發明可應用於一種藉由具有一鬆弛分時多 向近接結構之傳輸（MAC)訊框而執行有效率使用通道資源 的傳輸控制之通信系統，及一種根據時間同步化而執行存 取控制的一自律分散類型之通信系統。 簡言之，已經以一圖解形式說明本發明，而且勿將本說 明書中所述内容解釋成具有約束性。為了決定本發明之精 神，將考慮請求項。 【圖式簡單說明】 97989.doc -59- 1272785 圖1係概要出示如根據本發明其一具體實施例的一無線 網路中一通信台而操作的一無線通信裝置其一功能組1 '、、的 - 一圖形； 圖2係解釋一自律分散類型網路中之每—通信台的—么 口 ^5 標傳輸及接受程序的一辅助圖形； 圖3係出示可於一超級訊框内設定之信標傳輸時序 (TBTT)組態其一例示的一圖形； 圖4係出示一信標訊框的一格式其一例示的一圖形； 籲 圖5係出示一 NBOI說明其一例示的一圖形； 圖6係出示一 TBTT與一實際信標傳輸時間之間的一關係 的一圖形； 圖7係出示一新進入之通信台根據從來自鄰近台之接收 信標所獲得的信標之NBOI而設定自有台其^TBTT的一狀 態的一圖形； 圖8係出示給予已傳輸一信標的一通信台/優先權的一 狀態的一圖形； * 圖9係出示當給予信標傳送器台一傳輸優先期間TPP時一 超級訊框（T 一 SF)之組態其一例示的一圖形； 圖10係解釋個別於一 TPP區間和一 fap區間開始傳輸的 一通信台作業的一輔助圖形； 圖Π係出示一通信台藉由傳輸稱為輔助信標之複數個虛 - 擬信標而增加傳輸優先期間的一狀態的一圖形； ' 圖12係如一通信台而操作的一無線通信裝置之狀態變遷 的一圖形； 97989.doc -60- 1272785 圖13係如一通信台而操作的一無線通信裝置之狀態變遷 的一圖形； 圖14係解釋通#台的一信標傳輸程序的一辅助圖形； 圖15係解釋一種用以估言<]鄰近台的一超級訊框：ii 一開 始時序之方法的一辅助圖形； 圖16係解釋決定當作時間同步化的一參考的一通信台及 設置時間同步化的一程序的一輔助圖形； 圖17係解釋決定當作時間同步化的一參考的一通信台及 設置時間同步化的一程序的一輔助圖形； 圖18係執行直到從一鄰近台之估計時槽時序決定當作一 參考的一通#台為止的一處理程序的一流程圖； 圖19係解釋當存在複數個通信台可供當作時間同步化的 一參考時用以設置時間同步化的一程序的一輔助圖形； 圖20係解釋當僅於有新進入台之時間維持現存網路中之 同步化關係時使進入台達成時間同步化的一方法的一辅助 圖形； 圖21係解釋當僅於有新進入台之時間維持現存網路中之 同步化關係時使進入台達成時間同步化的一方法的一辅助 圖形， 圖22係解釋當混合另一網路時在通信台間設置時間同步 化的一作業程序的一輔助圖形； 圖23係解釋一種使用INVALID T〇IS維持時間同步化之 方法的一輔助圖形； 圖24係解釋當偵測到時間同步化偏差時執行一或然 97989.doc -61 - 1272785 (probabilistic)處理以防止與鄰近台之時間同步化的校正時 序中發生一穩定型樣的一程序的一輔助圖形； 园h係用以執行一或然（probabilistic)處理以防止與鄰近 口之時間同步化的校正時序中發生一穩定型樣而達成同步 化的一處理程序的一流程圖； S 2 6係考慮一間歇接收通信台的一同步化處理程序的一 流程圖；

圖27係解釋在一隨意（ad hoc)模式時間之IEEE802.il作 業的一辅助圖形； 圖28係解釋在IEEE802·11網路連結中於一隨意（μ “勾 模式時間在一IBSS中# 一睡眠狀態作業的一輔助圖形； 圖29係解釋一種在一自律分散類型網路之通信台間達成 時間同步化之方法的一辅助圖形； 圖30係一通信台與一鄰近台達成時間同步化的一基本程 序的一圖形； 王 圖31係出示不確定是否無法達成時間同步化的一網路環 境其一例示的一圖形； & 圖3 2係一種強調縮短校正時間同步化所需的一時間、 成同步化之方法的一流程圖； 之達 台的一網路環境其 圖33係出示在彼此附近有複數個通信 一例示的一圖形； 同步化偏差的 圖34係一通信台校正關於一參考台之時間 一處理程序的一流程圖。 【主要元件符號說明】 97989.doc -62- 1272785 100 無線通信裝 101 介面 102 資料緩衝器 103 中央控制單元 104 傳輸資料產生單元 106 無線電傳送器單元 107 時序控制單元 109 天線 110 無線電接收器單元 112 接收資料分析單元 113 資訊儲存單元 97989.doc -63-

Claims (1)

1. I27^^〇3870號專利申 中文申請專利範圍替換本年6月） \ … 十、申請專利範圍： L 一種無線通信系統，其係藉由不 台的一關係之通传△ @自 工制台與被控制 並中每散作業所建構， 態、決定是否必需# 寺間同步化狀 占乂而权正時間同步化，而曰Α 間同步化時實現確眚舳/ 且§必需校正時 預定機率執行栌不★ 杈正處理與以一 2. 手執仃衩正處理的方法中的一個。 -種無線通信系統，其係藉由不且 台:一關係之通信台的自律分散作業所建工構與被控制 ’、中母-通信台估計用以指 時序其一差里的▲▲ 斜丨近口之同步化 差異的一苓數、根據 同步化的一夂去从 Τ < ^数决疋當作時間 υ >考的一通信台，而且與當作參考之通f 達成時間同步化。 芩之通仏台 U項2之無線通信系統，其 以操作，而且於4σ很據時槽加 ;匕括一些時槽的一預定週期與 台交換預定封包、狁水ώ ― ㈤近 估計關於自有二之：邱近台的一封包其-接受時間 —自有台之時脈時序的每—鄰近台之時槽開始時 u某-時間區間内具有最延遲之時 -通信台及具有最提前之時槽開始時序的—通=的 作為當作時間同牛各办i l 口之一 门^化參考的通信台、以及同步化自 與：作時間同步化參考之通信台的時槽。 。 V月求項3之無線通信系統，其中每-通信台將用以指示 疋否於#望時間傳輸一信標的一旗標加至· 以及 只爪， 97989-950606.doc 誤估計之時槽同步化的頻率:而且降低與錯 5·如請求項2之無線通信系統，其中者 η全日日/由土人 田 有0無法於一希望 時間傳輸一信標的一狀態繼續時， 近台的-時間同步化偏差時，、即 “貞測到來自鄰 較於,^ , . ^ Ρ使在某—時間區間内相 車又於鄰近台，自有台之時槽開始時 仍與一其他台之時槽時序同步化。〜、自有台 6. =項 '無線通信系統’其中當價測到-時間同步化 Τ差時，—通信台執行-或㈣處理，以防 止與鄰近台之時間同步化的校正時序中發生一·型樣。 7. 如請求項6之無線通信系统，其中每一通口士，、士 台僅於某一區間執行資料接 ：可以°亥通心 ^ ,ffi ,, ^ Ba 又甸且於其他時間中僅執行 “示傳輸之間歇接受模式加以操作；以及 於^ 一機ρ^α(〇<α<1)執行校正之自有台的時槽時序 ‘門Π…歇接收通信台較—正常通信台更早執行- ==’而且提供㈣測到-時間同步化偏差 時間同步化的一時間其-門限值。 8·如請求項2之無線通信车 *山丄 續時，或者當於希望時門以：…夺間同步化偏差繼 時，通信台以一預定s卜之信標傳輸及接受繼續 9. 疋機革執行-時間同步化校正處理。 二= 具有一控制台與被控制台的一關係的一無線通 ㈣中操作之無線通信裝置，該無線通信装置包含： 用以傳輸及接收無線電資料之通信構件； 藉由該通信構件控制傳輪及接收無線電資料之作業的 97989-950606.doc 1272785 通信控制構件；

   一預定機率確實執行校正處理的方 一時間同步化校正 I理的方法中的一 控制台與被控制台的一關係的— ίο· —種在不具有一 信環境中操作之無線通信裝置，該無線通信褒置包 用以傳輸及接收無線電資料之通信構件； 猎由该通信構件而控制用以傳輸及接收無線電資料之 作業的通信控制構件； 估計用以指#來自一鄰近台之同步化時序其一差異的 參數之估計構件；以及 * • 根據估計之參數而決定當作時間同步化的一參考的— 通信台而且與當作參考之通信台達成時間同步化的同步 化達成構件。 11·如請求項10之無線通信裝置，進一步包含·· 析構件； 用以產生預定信標資訊之信標資訊產生構件；以及 用以分析來自-其他台之接收信標資訊的信標資訊分 其中该通信控制構件係根據時槽加以操作，而且於一 些時槽所構成的一預定週期執行與每一鄰近台交換信標 97989-950606.doc 1272785 I:，以修(楚)正替摻在 資訊的一作業； ' 該估計構件從來自鄰近台的一信標資訊 估計關於自有Α之日卑矿主 接又時間 序；以及 時脈時序的每一鄰近台之時槽開始時 該同步化達成構件與某—時間區間内 槽開妒日# & ΛΛ 、 八有最延遲之時 一通俨a之、及具有最提前之時槽開始時序的 通仏口之一同步化自有台的時槽。 12·如請求項U之無線通信 將用以指示是否於一希望…：該“…產生構件 信標資訊» 傳輸一信標的—旗標加至 該估計構件和該同步化達成構件之—參考—旗標 且降低與錯誤估計之時槽同步化的頻率。 、 13:Ϊ項1〇之無線通信裝置，其中當-自有台無法於_ 自邻近=傳輸—信標的—狀態繼續時，而且當㈣到來 近。的-時間同步化偏差時，即使在内相較於鄰近 。自有D之時槽開始時序為最延遲，該同步化達成構 件仍使自有台與一其他台之時槽時序同步化。 •士明求項13之無線通信|置，其中當㈣到—時間同步 化偏差時，該同步化達成構件執行一或然（prog出s叫 地 乂防止與鄰近台之時間同步化的校正時序中發生 一穩定型樣。 & 5· 士明求項14之無線通信裝置，其中該通信控制構件可控 制僅於某區間執行資料接受而且於其他時間期間僅執 行信標傳輸之估計接受模式的作業；以及 97989-950606.doc 1272785 i 95 β 二';μ :同V化達成構件將作業，以便於自有台之時槽時序 W正中’—間歇接收通信台較—正常通信台更早執行 一時間同步化處理’其中該校正係以-機“（0<α<1) 士執4丁 ffij且提供從伯測到一時間同步化偏差至校正 叶間同步化的一時間其一門限值。 16.:ΜΤΓ10之無線通信裝置，其中當-時間同步化偏差 Γ時’或者當希望時間以外之信標傳輸及接受繼續 時’該同步化達成構件以—職機率執行—時間化 校正處理。 /… 17. 台的一關係的一無線通 σ亥無線通信方法包含·· 同步化狀態的一時間同 一種在不具有一控制台與被控制 信環境中操作之無線通信方法， 用以檢查與一鄰近台的一時間 步化檢查步驟；以及 門歹化檢查步驟中的一檢查結 必需校正時間同步化的一同步化達，’、疋疋名

   校正時間同步化時實現確實 广、’而且當必雷 只兄維員執仃一時間 與以-預定機率4實執行校 ^ &正處王』 --種在不具有-控制台與被控：：二的-個。 境中操作之無線通信方法， …、線城 仕呌田r; 士匕-十 。…、線通信方法包含· 估十用以和不來自一鄰近台之同步化時序· 一參數的一估計步驟；以及 ”差異& 根據估計之參數決定當作時間同步 信台而且與當作參考之通信台達成時^的-通 化達成步驟。 Π ^化的一同步 97989-950606.doc 1272785 之記㈣體’其儲存在 處理之電腦程式，並 知糸統上執 明以便在不具有—控制 通信環境中操作，該電腦程式包含：口的一關係的-無線 -心：ά不來自一鄰近台之同步化時序差s |數的一估計步驟；以及 于序^、差異的 根據估δ十之參數決定當作 信台而且與當作參考之通信台=化的-參考的-通 化達成步驟。 罨成時間同步化的一同步

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