JP2009501489A

JP2009501489A - デバイス間の無線通信の方法およびシステム

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Publication number: JP2009501489A
Application number: JP2008521361A
Authority: JP
Inventors: ホンチェンマイケルシム; 裕土居
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2009-01-15
Also published as: SG129309A1; US20090028090A1; CN101223794A; WO2007008174A1

Abstract

無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において同じチャネルを通じてデバイス間で無線通信する方法およびシステムと、ＷＰＡＮ環境において同じチャネルを通じて別のデバイスと無線通信することができるデバイス。この方法は、１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスからアナウンスメントをブロードキャストするステップと、アナウンスメントのそれぞれに、アナウンスするそれぞれのＷＰＡＮ制御デバイス以外の１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスに関する情報をアナウンスするためのアナウンスメント部分を提供するステップと、同じチャネルを通じて前記デバイス間で通信するために、アナウンスメントに基づいてメディアアクセスタイムを分割するステップと、を有する。
【選択図】図９

Description

本発明は、広くは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ：Wireless Personal Area Network）環境において、同じチャネルを通じてデバイス間で無線通信する方法およびシステムと、ＷＰＡＮ環境において同じチャネルを通じて別のデバイスと無線通信することができるデバイスとに関する。

無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を実施する場合、比較的限られた動作空間内での無線通信デバイスを対象とするＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）規格が規定されている。広く使用されている規格として、ＩＥＥＥ８０２.１５.３規格およびＩＥＥＥ８０２.１５.４規格が挙げられる。

ＩＥＥＥ８０２.１５.３のＭＡＣ（Medium Access Control：メディアアクセス制御）層においては、一般に、メディアアクセスタイム（medium access time）が定期的なスーパーフレームに分割される。ＩＥＥＥ８０２.１５.３のＭＡＣ層のネットワークトポロジは、中央制御型である。ＩＥＥＥ８０２.１５.３のＭＡＣ層を使用するデバイスは、一般に、通常動作デバイス（ＤＥＶ）として、またはピコネットコーディネータ（ＰＮＣ：Piconet Coordinator）として分類することができる。ＰＮＣ（ピコネットコーディネータ）は、一般には、スーパーフレームごとに１回、ビーコンフレームをブロードキャストする。１つ以上のＤＥＶは、一般には、ビーコンフレームを受信した時点で、そのピコネットコーディネータのピコネットに参加することを選ぶことができ、従って、そのＰＮＣ（ピコネットコーディネータ）を中心とする一般的な中央制御型ネットワークが形成される。ＩＥＥＥ８０２.１５.３のＭＡＣ層のスーパーフレームそれぞれの中では、メディアアクセスタイムが、一般に、ビーコンスロットと、コンテンションアクセス期間（ＣＡＰ：Contention Access Period）と、チャネルタイム割り当て期間（ＣＴＡＰ：Channel Time Allocation Period）とにさらに分割されている。ビーコンスロットは、一般には、コンテンションなしにビーコンをブロードキャストする目的でＰＮＣ（ピコネットコーディネータ）が使用する。ＣＡＰは、一般には、ＰＮＣ（ピコネットコーディネータ）および１つ以上のＤＥＶが、コマンド／応答の送信またはコンテンションベースの（contention-based）トラフィックを目的として使用する。ＣＴＡＰは、一般には、１つ以上のＤＥＶがコンテンションなしで通信できるように、ＰＮＣ（ピコネットコーディネータ）によって予約される複数のスロットに分割されている。

ＩＥＥＥ８０２.１５.４の低速ＷＰＡＮ規格においては、ＩＥＥＥ８０２.１５.３のＭＡＣ層を使用するデバイスは、一般には、ＦＦＤ（Full Function Device：フル機能デバイス）として、またはＲＦＤ（Reduced Function Device：限定機能デバイス）として分類することができる。このＩＥＥＥ８０２.１５.４規格は、アプリケーションの必要条件に応じて、一般には２つのトポロジのいずれかにおいて運用することができる。２つのトポロジとは、スター型トポロジまたはピアツーピア型トポロジである。メディアアクセスに関しては、ＩＥＥＥ８０２.１５.４のＭＡＣ層では、ＩＥＥＥ８０２.１５.３のＭＡＣ層と同様に、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）が使用される。デバイス、すなわちＦＦＤおよびＲＦＤは、一般には、ＣＳＭＡ／ＣＡ（搬送波感知多重アクセス／衝突回避：Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）手法を使用してメディアアクセスタイムを共有することができる。オプションとして、スーパーフレーム構造を使用することができる。スーパーフレームのフォーマットは、一般には、コーディネータまたはＦＦＤによって定義される。スーパーフレームは、一般には、コーディネータによって送られるネットワークビーコンを境界としており、一般には、スーパーフレームのアクティブ領域である１６個の等しい大きさのスロットに分割される。スーパーフレームは、ネットワークアクティビティが存在しない非アクティブ期間を有する。特定のデータ帯域幅を必要とするアプリケーション、あるいは低遅延（low-latency）のアプリケーションの場合、一般に、コーディネータは、スーパーフレームの一部をそれらのアプリケーション専用とすることができる。これらの専用部分を、一般にはＧＴＳ（Guaranteed Time Slot：保証タイムスロット）と称する。ＧＴＳはコンテンションフリー期間（ＣＦＰ：contention-free period）を形成し、この期間は、一般には、ＣＡＰの直後のスロット境界から始まりスーパーフレームの最後で終わる。

しかしながら、上記の方式に基づく場合、一般的なＷＰＡＮＩＥＥＥ規格を使用するときのＷＰＡＮの１つの問題は、ＷＰＡＮ内のデバイスの範囲が比較的限定されることである。ＷＰＡＮデバイスの最大範囲は、一般には約１０メートルである。従って、ＷＰＡＮデバイスは、一般には、２つ以上のホップだけ離れたデバイスと通信することができない。一般的なＷＰＡＮデバイスで利用できる出力が限られているために、デスティネーションデバイス（送信先）の近くに移動する、あるいは送信出力を増大させることは、ＷＰＡＮデバイスのユーザにとって現実的ではない。

ＷＰＡＮに関する一般的なＷＰＡＮＩＥＥＥ規格を使用するときの別の問題は、リンクの信頼性である。一般的なＷＰＡＮでは、ソースデバイス（送信元）とデスティネーションデバイス（送信先）との間の無線リンクの品質が低いことがあり、これに起因して、通信時にデスティネーションデバイスがデータパケットを受信できない、あるいは壊れたデータパケットを受信することがある。デスティネーションＷＰＡＮデバイスにおける受信には、障害物や環境条件が影響しうることが認識されている。

従って、上記の問題の少なくとも１つに対処する方法またはシステムが必要とされている。

本発明の第１の側面によると、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において、同じチャネルを通じてデバイス間で通信する方法であって、１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスからアナウンスメント（announcement）をブロードキャストするステップと、アナウンスメントのそれぞれに、それぞれのアナウンスするＷＰＡＮ制御デバイスが属しているＷＰＡＮ以外のＷＰＡＮの１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスに関する情報をアナウンスするためのアナウンスメント部分を提供するステップと、同じチャネルを通じてデバイス間で通信するために、アナウンスメントに基づいてメディアアクセスタイムを分割するステップと、を有する、方法、が提供される。

ＷＰＡＮ制御デバイスの１つ以上は、アナウンスメントに基づいて１つのデバイスから別のデバイスにデータを再送信することができる。

アナウンスメントは、経路冗長性（ＲＲ：route redundancy）情報と、少なくとも１つのＷＰＡＮ制御デバイスによるＲＲコンテンションフリーデータ（ＣＦＤ）割り当てとを含むことができ、そのアナウンスメントを受信した１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスは、そのＲＲＣＦＤ割り当てにおいて送られたデータを、受信したＷＰＡＮ制御デバイスによってＲＲ情報に基づいて割り当てられた合致するＲＲＣＦＤ割り当てにおいて繰り返すことができる。

アナウンスメントは、経路冗長性（ＲＲ）情報を含んでおり、ＷＰＡＮ制御デバイスは、１つ以上の別のＷＰＡＮ制御デバイスのコンテンションアクセス期間（ＣＡＰ）の間、ＲＲコンテンションベースデータ（ＣＢＤ）を待ち受けし、その待ち受けしているＷＰＡＮ制御デバイスは、ＲＲ情報に基づいて、その待ち受けしているＷＰＡＮ制御デバイスによって割り当てられるＣＡＰにおいて、そのＲＲＣＢＤを繰り返すことができる。

メディアアクセスタイムは、１つ以上の制御メディアスロット（ＣＭＳ）と１つ以上の拡張メディアスロット（ＥＭＳ）とに分割することができ、ＷＰＡＮ制御デバイスを、自身のＣＭＳおよびＥＭＳの中でネットワーク制御情報を送信するように制限することができる。

ＣＭＳはそれぞれ、１つのＷＰＡＮ制御デバイスのビーコンフレームを少なくとも有することができる。

ＣＭＳはそれぞれ、１つのＷＰＡＮ制御デバイスのＣＡＰをさらに有することができ、ＣＢＤの送信を、ＣＭＳ中のＣＡＰにおいて行うことができる。

ＣＦＤ送信もしくはＣＢＤ送信、またはその両方は、ＥＭＳにおいて行うことができる。

メディアアクセスタイムは、１つ以上の非アクティブメディアスロット（ＩＭＳ）にさらに分割することができ、異なるＷＰＡＮのＣＭＳの間もしくはＥＭＳの間、またはこれらの両方の間で衝突する場合、それぞれがＣＭＳまたはＥＭＳとして機能する１つ以上のＩＭＳを選択することができる。

アナウンスメントはそれぞれ、アナウンスするＷＰＡＮ制御デバイスの無線範囲内のＷＰＡＮ制御デバイスによって使用されるＣＭＳおよびＥＭＳの位置を有することができる。

ＷＰＡＮ制御デバイスのスーパーフレーム最小持続時間を識別することができ、ＷＰＡＮ制御デバイスのスーパーフレーム持続時間を、スーパーフレーム最小持続時間の整数倍に等しい長さに制限することができる。

異なるＷＰＡＮにおいて使用されるメディアスロット境界を同期させることができる。

アナウンスメントはそれぞれ、それぞれのアナウンスするＷＰＡＮ制御デバイスの無線範囲内のＷＰＡＮ制御デバイスのリストを有することができる。

ＷＰＡＮデバイスもしくは１つ以上のＷＰＡＮスレーブデバイス、またはその両方は、ＷＰＡＮ制御デバイスのリストに基づいて、１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスのビーコンフレームを待ち受けすることができる。

本発明の第２の側面によると、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において同じチャネルを通じてデバイス間で無線通信するシステムであって、アナウンスメントをブロードキャストする１つ以上のＷＰＡＮデバイスであって、アナウンスメントのそれぞれに、それぞれのアナウンスするＷＰＡＮ制御デバイスが属しているＷＰＡＮ以外のＷＰＡＮの１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスに関する情報をアナウンスするためのアナウンスメント部分、が提供される、ＷＰＡＮ制御デバイス、を備えており、ＷＰＡＮ制御デバイスが、同じチャネルを通じてデバイス間で通信するために、アナウンスメントに基づいてメディアアクセスタイムを分割する、システム、が提供される。

本発明の第３の側面によると、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において同じチャネルを通じて別のデバイスと無線通信することができるデバイスであって、デバイスがＷＰＡＮ制御デバイスとして機能するときにアナウンスメントをブロードキャストし、別のＷＰＡＮ制御デバイスからのブロードキャストアナウンスメントを受信する、送受信器であって、送信されるアナウンスメントのそれぞれに、デバイスが制御デバイスとして機能する対象のＷＰＡＮ以外のＷＰＡＮの１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスに関する情報をアナウンスするためのアナウンスメント部分を提供する、送受信器と、同じチャネルを通じて別のデバイスと通信するために、アナウンスメントに基づいてメディアアクセスタイムを分割する無線メディアアクセス制御ユニットと、を有する、デバイス、が提供される。

無線メディアアクセス制御ユニットは、アナウンスメントに基づいて別のデバイスにデータを再送信する経路冗長性制御ユニットを有することができる。

受信されるアナウンスメントは、経路冗長性（ＲＲ）情報と、少なくとも１つのＷＰＡＮ制御デバイスによるＲＲコンテンションフリーデータ（ＣＦＤ）割り当てとを含むことができ、経路冗長性制御ユニットは、そのＲＲＣＦＤ割り当てにおいて送られたデータを、経路冗長性制御ユニットによってＲＲ情報に基づいて割り当てられた合致するＲＲＣＦＤ割り当てにおいて繰り返すことができる。

アナウンスメントは、経路冗長性（ＲＲ）情報を含むことができ、経路冗長性制御ユニットは、１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスのコンテンションアクセス期間（ＣＡＰ）の間、ＲＲコンテンションベースデータ（ＣＢＤ）を待ち受けすることができ、ＲＲ情報に基づいて、経路冗長性制御ユニットによって割り当てられるＣＡＰにおいてそのＲＲＣＢＤを繰り返すことができる。

無線メディアアクセス制御ユニットは、メディアアクセスタイムを１つ以上の制御メディアスロット（ＣＭＳ）と１つ以上の拡張メディアスロット（ＥＭＳ）とに分割するメディアスロット管理ユニット、を有することができ、ネットワーク制御情報の送信がそれぞれのＣＭＳおよびＥＭＳの中に制限される。

ＣＭＳはそれぞれ、ＷＰＡＮ制御デバイスのビーコンフレームを少なくとも有することができる。

ＣＭＳはそれぞれ、ＷＰＡＮ制御デバイスのＣＡＰをさらに有することができ、本方法は、ＣＭＳ中にＣＡＰの中でＣＢＤの送信を行うステップ、をさらに有する。

デバイスは、ＥＭＳの中でＣＦＤの送信もしくはＣＢＤの送信、またはその両方を行うことができる。

メディアスロット管理ユニットは、メディアアクセスタイムを１つ以上の非アクティブメディアスロット（ＩＭＳ）にさらに分割することができ、異なるＷＰＡＮのＣＭＳの間もしくはＥＭＳの間、またはその両方の間で衝突する場合に、それぞれがＣＭＳまたはＥＭＳとして機能する１つ以上のＩＭＳを選択することができる。

無線メディアアクセス制御ユニットのメディアスロット管理ユニットは、ＷＰＡＮ制御デバイスのスーパーフレーム最小持続時間を識別することができ、ＷＰＡＮ制御デバイスのスーパーフレーム持続時間を、スーパーフレーム最小持続時間の整数倍に等しい長さに制限することができる。

無線メディアアクセス制御ユニットのメディアスロット管理ユニットは、異なるＷＰＡＮにおいて使用されるメディアスロット境界を同期させることができる。

無線メディアアクセス制御ユニットは、ＷＰＡＮ制御デバイスのリストに基づいて１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスのビーコンフレームを待ち受けするビーコン送受信制御ユニットを有することができる。

本発明の実施の形態は、当業者であれば、実施例だけで、および図面と併せて、以下の説明から、容易にかつ深く理解されるであろう。

本明細書に説明する本実施の形態の一例では、ＷＰＡＮ環境におけるネットワークの拡張および経路冗長性の方法およびシステムを提供することができる。経路冗長性を使用することにより、ＷＰＡＮデバイス間のリンクの信頼性を高めることができる。

本実施の形態の一例においては、メッシュネットワーキング（Mesh Networking）をサポートするため、異なるＷＰＡＮからのデバイスがメディアアクセスタイムを共有することができる分散型のメディアアクセスタイム共有方式が提供される。本実施の形態の一例においては、メディアアクセスタイムの共有および分割は、制御デバイスによってブロードキャストされるカスタマイズされたビーコンフレームを使用することによって行われる。本実施の形態の一例においては、ネイバーフッド（neighbourhood）の中の別の制御デバイスの情報とデータ繰り返し要求とを有するネットワーク制御情報を、カスタマイズされたビーコンフレームにおいてアナウンスする。カスタマイズされたビーコンフレームをブロードキャストすることによって、ＷＰＡＮデバイスがネットワーク制御情報に基づいて別の制御デバイスとの関連付けを確立することにより、ネットワークを拡張することができる。さらに、カスタマイズされたビーコンフレームを使用してＷＰＡＮデバイスによって送られる情報／データに基づいて、制御デバイスを使用してデータを繰り返すことによって、経路冗長性も達成することができる。

図１（ａ）を参照し、本実施の形態の一例においては、個別のＷＰＡＮ（例：１０２、１０４、１０６、１０８）が提供されている。この本実施の形態の一例においては、ＷＰＡＮ（例：１０２）はそれぞれ、少なくとも１つの制御デバイス（例：１１０、１１２）と、少なくとも１つのスレーブデバイス（例：１１４、１１６、１１８）とを有する。スレーブデバイス（例：１１４）は、自身に関連付けられている制御デバイス（例：１１２）と通信することができる。図１（ｂ）を参照し、本実施の形態の一例においては、メディアアクセスタイムを共有することによってネイバーフッド１２０を形成することにより、個々のＷＰＡＮ（例：１０２、１０４、１０６、１０８）のネットワーク範囲が拡張されている。ネイバーフッド１２０は、デバイス（例：１１０および１１８）が例えば互いに通信することができるエリアを有する。本実施の形態の一例においては、このネイバーフッド１２０の中では、スレーブデバイス（例：１１４）を一次制御デバイス（例：１１２）に関連付ける以外に、スレーブデバイス（例：１１４）を二次制御デバイス（例：１１０）に関連付けることができる。次の表１には、ネイバーフッド１２０の中でスレーブデバイス（例：１１４、１１６）のそれぞれに関連付けられる一次および二次制御デバイス（例：１１０、１１２）のリストをまとめてある。

表１：一次および二次制御デバイスとの関連付けのリスト

本実施の形態の一例においては、図１（ｂ）に示したように、元のＷＰＡＮ（例：１０８）のそれぞれについて、ソースデバイス（例：１１８）とデスティネーションデバイス（例：１１０）との間の中間デバイス（例：１１２、１１４）を使用してデータを中継することによって、ネットワーク範囲の拡張が達成される。さらには、経路冗長性によってリンクの信頼性を高めることができ、すなわち、データがデスティネーションデバイス（例：１１０）に高い信頼性で到達するように、ソースデバイス（例：１１８）からデスティネーションデバイス（例：１１０）へのデータを、ネイバーフッド１２０の中の複数のデバイス（例：１１２、１１６）を使用して繰り返す。本実施の形態の一例においては、ネイバーフッド１２０の中の制御デバイス（例：１１０、１１２）およびスレーブデバイス（例：１１４、１１６、１１８）は、それぞれのデバイス（例：１１４）が属する元のＷＰＡＮ（例：１０２、１０４、１０６、１０８）には関係なくメディアアクセスタイムを共有することができる。

次に図２を参照し、本実施の形態の一例においては、メディアアクセスタイムが分割される。メディアアクセスタイム２００は、制御メディアスロット（ＣＭＳ）（例：２０２）と呼ばれる制御期間を有する。このＣＭＳ（例：２０２）は、制御デバイス（例：１１０）（図１）のＭＡＣ層２０８のビーコンスロット（例：２０４）およびＣＡＰ（例：２０６）に位置合わせされている。

メディアアクセスタイム２００は、さらに、拡張メディアスロット（ＥＭＳ）（例：２１０）と非アクティブメディアスロット（ＩＭＳ）（例：２１２）とに分割される。ＥＭＳ（例：２１０）は、例えばコンテンションのない通信を目的として制御デバイス（例：１１２）（図１）が予約することができ、その制御デバイスのＭＡＣ２１６のＣＦＰ（例：２１４）に位置合わせされている。本実施の形態の一例においては、その制御デバイスは、ＥＭＳ２１０の中に保証タイムスロット（ＧＴＳ）を割り当てることができ、このＧＴＳは、コンテンションフリーデータ通信用にメディアタイムが予約されるように要求した別のデバイスに割り当てられる。ＩＭＳ（例：２１２）は、通信目的には使用されないＭＡＣ層期間に位置合わせされている。

本実施の形態の一例においては、制御デバイスは、ＥＭＳ（例：２１０）の中のメディアアクセス期間を、制御情報もしくはデータ、またはその両方を送信する目的で使用することもできる。従って、制御デバイスは、異なる目的にＥＭＳ（例：２１０）を使用することができ、例えば、ＥＭＳ２１０を複数のＣＦＰスロットに分割したり、独占的に使えるアクセスプロトコルをＥＭＳ２１０において実行する、あるいは制御デバイスが必要とする場合に、コンテンションベースのデータを送信することができる「拡張」ＣＡＰとしてＥＭＳ２１０を使用することができる。本実施の形態の一例においては、制御デバイスは、追加のチャネルタイムが必要であるとき、ＩＭＳ（例：２１２）からＥＭＳ（例：２１０）を割り当てることができる。

本実施の形態の一例においては、ＣＭＳ（例：２０２）の先頭にビーコンスロット（例：２０４）が位置合わせされていることによって、コンテンションベースデータをブロードキャストする前に、制御デバイス（例：１１０）（図１）がネットワーク制御情報をアナウンスし、それをスレーブデバイス（例：１１４、１１６、１１８）（図１）が受信することが容易に達成される。

異なる制御デバイス（例：１１０、１１２）（図１）が異なるスーパーフレーム持続時間を持ちうることが認識されるであろう。本実施の形態の一例においては、異なるスーパーフレーム持続時間は、異なる制御デバイスによって使用されるスーパーフレーム持続時間のうち最も短い持続時間ＳＦＤ_ｍｉｎに等しいかその整数倍であり、Ｎは、その最も短いスーパーフレーム持続時間の中に存在する区画の数である。ＳＦＤ_ｍｉｎの実際の値は、ＣＭＳ（例：２０２）の持続時間とＮの積に等しい。ＣＭＳ（例：２０２）の持続時間およびＮの条件は、さまざまな本実施の形態の一例における要件に依存する。例えば、制御シグナリングとコンテンションベースデータの交換がそれほど必要とされない場合、ＣＭＳ（例：２０２）の持続時間を比較的小さくすることができる。別の例として、１０個の制御デバイスに対応する場合、Ｎは１０に等しいかそれより大きくすべきである。

本実施の形態の一例においては、ＥＭＳ（例：２１０）およびＩＭＳ（例：２１２）の持続時間は、ＣＭＳ（例：２０２）と同じである。従って、メディアアクセスタイム２００は等しい大きさのブロックに分割されている。

次に、本実施の形態の一例において、２つのＷＰＡＮ（それぞれのＭＡＣ層３０２、３０４を使用している）が互いの範囲の中に移動するシナリオについて、図３を参照しながら説明する。それぞれのＭＡＣ層３０２、３０４におけるメディアアクセスタイムの区画（例３０６、３０８）は一致しないことがある。すなわち、区画の境界（例３１０、３１２）が合わないことがある。本実施の形態の一例においては、２つのＷＰＡＮが同じメディアアクセスタイムを共有することができるように、区画の境界（例３１０、３１２）を同期させる。

本実施の形態の一例においては、同期は、同期カウンタシステムに基づくことができる。再び図１（ａ）に戻り、デバイス（例：１１０、１１５）はそれぞれ同期カウンタを追跡している。このカウンタは、例えば、実施の形態に応じて１６ビット、２４ビット、３２ビット、あるいは任意のビット数とすることができる。同期カウンタそれぞれの値は、デバイス（例：１１０、１１５）のそれぞれが電源投入されたときに０値に設定する。制御デバイス（例：１１０）のそれぞれにおいて、制御デバイス１１０が自身のビーコンフレームを送信するたびに同期カウンタを加算する。従って、制御デバイス（例：１１０）それぞれの同期カウンタは、制御デバイス（例：１１０）それぞれのスーパーフレームごとに１回加算される。制御デバイス（例：１１０）それぞれの同期カウンタの値は、別のデバイス（例：１１２、１１４、１１６）がその制御デバイスのカウンタ値を知ることができるように、アナウンスするビーコンフレームに含める。

スレーブデバイス（例：１１５）も、スーパーフレームごとに１回、自身のカウンタ値を加算する。さらに、スレーブデバイス（例：１１５）は、自身が接触している制御デバイス（例：１１０）のカウンタ値が、自身の現在のカウンタ値よりも大きい場合、その制御デバイス１１０のカウンタ値を採用する。スレーブデバイス（例：１１５）の同期カウンタ値が、その制御デバイス１１０の同期カウンタ値より大きい場合、その大きいカウンタ値を示すコマンドパケットがデバイス１１５から制御デバイス１１０に送られ、その制御デバイス１１０は、受信した大きいカウンタ値を採用する。

別の制御デバイス（例：１１２）のビーコンを受信した制御デバイス（例：１１０）は、２つの制御デバイス１１０および１１２のうちの大きい方のカウンタ値を採用する。さらに、制御デバイス（例：１１０）は、自身のカウンタ値を別の制御デバイス（例：１１２）に知らせるための明示的な通知を送ることができる。本実施の形態の一例においては、低いカウンタ値を持つ制御デバイス（例：１１０）は、区画境界３１０、３１２（図３）が合うように区画境界（例：３１０）（図３）のシフトを開始する。

例えば上述したように区画境界を同期させた後、２つ以上のデバイス（例：１１０、１１２）が、ＣＭＳタイプまたはＥＭＳタイプのいずれかの目的のために、同じ区画を使用することがある。以下では、この状態をＭＳ衝突と称する。

本実施の形態の一例においては、ＭＳ衝突は、２つのプロセスによって検出することができる。１つのプロセスは、参加しているデバイスのグループの制御デバイス（例：１１０、１１２）のビーコンフレームを待ち受けすることである。ビーコンフレームの中でＣＭＳおよびＥＭＳがアナウンスされるため、ビーコンフレーム内のネットワーク制御情報からＭＳ衝突を判定することができる。そのような検出プロセスでは、特定のＭＳ衝突、例えば、２つのスレーブデバイスのそれぞれの制御デバイスが存在しない場合、これらのデバイス間でのＣＭＳ−ＣＭＳ衝突またはＥＭＳ−ＥＭＳ衝突が、検出されないことがある。

しかしながら、本実施の形態の一例における第２のプロセスとして、データ交換の反復的な失敗、または参加しているデバイスのグループの制御デバイス（例：１１０、１１２）のビーコンフレームを受信できないことを検出する。送信／受信の反復的な失敗は、ＭＳ衝突の可能性を示唆するものであり、２つのスレーブデバイスのそれぞれの制御デバイスが存在しないときの、これらのデバイス間でのＣＭＳ−ＣＭＳ衝突またはＥＭＳ−ＥＭＳ衝突を検出することができる。

本実施の形態の一例においては、ＭＳ衝突は、影響のあるＣＭＳまたはＥＭＳを、共有しているメディアアクセスタイムの１つ以上のＩＭＳに割り当て直すことによって解決する。

本実施の形態の一例においては、ネットワーク拡張をサポートするため、制御デバイス（例：１１０）はそれぞれ、制御デバイス（例：１１０）の無線範囲内の別の制御デバイス（例：１１２）のリストがビーコンフレームに含まれるように、自身のビーコンフレームをカスタマイズする。ビーコンフレームのブロードキャストにおいては、制御デバイスのリストに加えて、無線範囲内の別の制御デバイス（例：１１２）のＣＭＳ（例：２０２）（図２）およびＥＭＳ（例：２１０）（図２）に関連する情報もアナウンスされる。

本実施の形態の一例においては、スレーブデバイス（例：１１４、１１６）は、その一次制御デバイス（例：１１２）のビーコンフレームから、付近にある別の制御デバイス（例：１１０）に関連する情報を受信することができ、次いで、スレーブデバイス（例：１１４、１１６）は、それらターゲットの二次制御デバイス（例：１１０）との二次関連付けの確立を試みる。本実施の形態の一例においては、二次関連付けを確立するため、スレーブデバイス（例：１１４）は、ターゲットの二次制御デバイス（例：１１０）のＣＭＳ（例：２０２）（図２）を待ち受けする。スレーブデバイス（例：１１６）とターゲットの二次制御デバイス１１０との間の二次関連付けは、そのスレーブデバイス１１６がターゲットの二次制御デバイス１１０からのビーコンフレームを受信できない（例えば、ターゲットの制御デバイスがスレーブデバイス１１６の無線範囲外である）場合、成功しない。二次関連付けを確立する代替方法は、スレーブデバイス（例：１１４）が通信メディアをスキャンして、無線範囲内の別の制御デバイス（例：１１０）を検出することである。

本実施の形態の一例においては、ネイバーフッド１２０においてメッシュネットワーキングをサポートするため、スレーブデバイス（例：１１４、１１６）は、最初に、一次制御デバイス（例：１１２）のＣＭＳ（例：２０２）（図２）の間、ビーコンスロット（例：２０４）（図２）と、関連付けられるＣＡＰ（例：２０６）の中のコンテンションベースデータとを待ち受けする。さらに、スレーブデバイス（例：１１４、１１６）は、ターゲットの二次制御デバイス（例：１１０）が無線範囲内である場合、その二次制御デバイスのＣＭＳ２２０（図２）におけるビーコンスロット（例：２１８）（図２）も待ち受けする。本実施の形態の一例においては、スレーブデバイス（例：１１４、１１６）は、ターゲットの二次制御デバイス（例：１１０）のビーコンスロット（例：２１８）（図２）を待ち受けした後、電力を節約するために電源を落とし、ＣＭＳ２２０におけるターゲットの二次制御デバイス（例：１１０）のＣＡＰ（例：２２２）（図２）の中のコンテンションベースデータの通信を待ち受けしない。

ここまで、メディアアクセスタイムの分割および共有を使用してネットワークを拡張する方法について説明したが、以下では、本実施の形態の一例においてコンテンションベースデータとコンテンションフリーデータの両方を送信するための経路冗長性がサポートされるように、ビーコンフレームをカスタマイズする方法について説明する。

図１（ｂ）を参照し、本実施の形態の一例における経路冗長性に関連して、データの繰り返しに関連する情報が含まれるように、制御デバイス（例：１１０、１１２）のビーコンフレームをさらにカスタマイズする。データの繰り返しと経路冗長性の結果として、ネイバーフッド１２０におけるリンクの信頼性を高めることができる。制御デバイス（例：１１０）がコンテンションベースデータまたはコンテンションフリーデータのいずれかを送り、ネイバーフッド１２０の中のリピータ制御デバイス（例：１１２）によって、そのデータを繰り返させる場合、送り側の制御デバイス（例：１１０）は、ブロードキャストするビーコンフレームのアナウンスメントに「経路冗長性要求」（ＲＲＲｅｑ）フィールドを含める。

本実施の形態の一例においては、ＲＲＲｅｑフィールドには、任意のルーティングアルゴリズムまたはルーティングプロトコルに関連するパラメータを含めることができる。例えば、ＲＲＲｅｑフィールドには、インターネットルーティングプロトコルにおいて使用されるものに実質的に類似する「生存期間」（ＴＴＬ：Time-to-Live）値を含めることができる。このＴＴＬ値は、一般には、データが繰り返される度に、減算されるカウンタ値である。また、ＲＲＲｅｑフィールドには、例えば、一般的なＤＳＲルーティングプロトコルにおいて使用されるものに実質的に類似するアドレステーブルを含めることもできる。アドレステーブル（ルーティングテーブルと称する）を使用することにより、例えば、どのリピータ制御デバイス（例：１１２）がデータを繰り返したかを追跡することができる。

本実施の形態の一例においては、ＴＴＬ値は、無限の繰り返しを防止し、ＴＴＬ値が０まで減算されたときに、データの繰り返しを停止させる。本実施の形態の一例においては、ルーティングテーブルを使用して、データパケットを繰り返したリピータ制御デバイス（例：１１２）のデバイス識別情報のリストを含める。最初、リピータ制御デバイス（例：１１２）にデータパケットを繰り返すように要求する時点では、ＲＲＲｅｑフィールドは空のルーティングテーブルを含んでいる。リピータ制御デバイス（例：１１２）によってデータパケットが繰り返される度に、ルーティングテーブルが更新され、リピータ制御デバイス（例：１１２）のそれぞれが、自身のデバイス識別情報をルーティングテーブルに追加する。ルーティングテーブルを使用することにより、あらかじめ設定されている回数を超えて、リピータ制御デバイス（例：１１２）によって、データパケットが繰り返されることがないように、データパケットの繰り返しを制御することができる。

本実施の形態の一例においては、デスティネーションデバイスは、「元の」データが誤りなしに受信された場合、繰り返されたデータパケットを破棄することができる。繰り返されたデータパケットの受信は、デスティネーションデバイスが受信した「元の」データに誤りがあるときに有用である。

本実施の形態の一例においては、コンテンションベースデータを繰り返す場合、コンテンションベースデータを繰り返すように、ネイバーフッド１２０の中の制御デバイス（例：１１２）を作動させることができる。コンテンションベースデータを繰り返すときには、リピータ制御デバイス（例：１１２）を「コンテンションベースデータリピータ」（ＣＢＤリピータ）と称する。

ＣＢＤリピータ（例：１１２）はそれぞれ、近隣の制御デバイス（例：１１０）のＣＭＳ（例：２０２）の間、ビーコンスロット（例：２０４）（図２）の後のＣＡＰ（例：２０６）（図２）におけるコンテンションベースデータを待ち受けする。ＣＢＤリピータ（例：１１２）は、ヘッダに「ＲＲＲｅｑ」フィールドを有するコンテンションベースデータパケットを受信すると、そのコンテンションベースデータを繰り返すかを、ＲＲＲｅｑフィールド内のルーティングパラメータに基づいて決定する。本実施の形態の一例においては、ルーティングパラメータはＴＴＬ値およびルーティングテーブルである。ＴＴＬ値が値０に達している場合、そのコンテンションベースデータパケットを繰り返さない。同様に、ルーティングテーブルにそのＣＢＤリピータ（例：１１２）のデバイス識別情報が含まれており、すなわちデバイス識別情報の存在によりコンテンションベースデータパケットを繰り返さない場合、ＣＢＤリピータ（例：１１２）は、そのコンテンションベースデータパケットを繰り返さない。

本実施の形態の一例においては、コンテンションベースデータを繰り返すときには、ＣＢＤリピータ（例：１１２）は、ビーコンスロット（例：２０４）（図２）における自身のビーコンフレームをカスタマイズして、ＣＭＳ（例：２０２）（図２）における続くＣＡＰ（例：２０６）（図２）に、繰り返されるコンテンションベースデータパケットが存在することをアナウンスする通知フィールドを含める。次いで、ＣＢＤリピータ（例：１１２）は、繰り返すコンテンションベースデータパケットを、カスタマイズしたビーコンフレームによって警告されるデバイスに送信する。

本実施の形態の一例においては、デスティネーションデバイス（例：１１４）は、繰り返されているコンテンションベースデータの通知を、自身にアドレッシングされたアナウンスメントの中で受信した時点で、ＣＢＤリピータ（例：１１２）のＣＡＰ（例：２０６）（図２）を待ち受けして、そのコンテンションベースデータパケットを取得する。

図４は、制御／スレーブソースデバイス（例：１１２、１１４）（図１）が経路冗長性を使用してデータを送るプロセスを示すフローチャートである。ステップ４０２において、制御／スレーブソースデバイス（例：１１２、１１４）（図１）は、チェックを行い、経路冗長性手法によってデータを送るかを判定する。ステップ４０２において、データを経路冗長性手法によって送ると判定された場合、ステップ４０４において、制御／スレーブデバイス（例：１１２、１１４）（図１）は、送出データのヘッダにＲＲＲｅｑフィールドを追加する。ステップ４０６において、制御／スレーブソースデバイス（例：１１２、１１４）（図１）は、データ通信用のメディアスロットまで待機し、送出データを送信する。ステップ４０２において、経路冗長性によってデータを送らないと判定された場合、制御／スレーブソースデバイス（例：１１２、１１４）（図１）は、データ通信用のメディアスロットまで待機し、ＲＲＲｅｑフィールドなしで送出データを送信する。この本実施の形態の一例では、送出するコンテンションベースデータパケットのヘッダにＲＲＲｅｑフィールドを追加することによって、任意のデバイスが経路冗長性を要求することができる。

図５は、参照番号５００において、一次制御デバイスからコンテンションベースデータを受信し、参照番号５５０において、二次制御デバイスから、繰り返されたコンテンションベースデータを受信するプロセスを示すフローチャートである。より詳細には、ステップ５０２において、受信側デバイスが、一次制御デバイスのＣＡＰを待ち受けし、ステップ５０４において、コンテンションベースデータを直接受信する。ステップ５０６において、受信が終了する。

その一方で、ステップ５５２において、受信側デバイスが、その二次制御デバイスからのビーコンフレームを待ち受けする。ステップ５５４において、繰り返されるデータが存在することの通知がビーコンフレームに含まれている場合、受信側デバイスは、ステップ５５６において、二次制御デバイスのＣＡＰを待ち受けし、ステップ５５８において、繰り返されたコンテンションベースデータを受信し、参照番号５６０においてプロセスが終了する。ステップ５５４において、繰り返されるデータが存在することの通知が含まれていない場合、受信側デバイスはＣＡＰを待ち受けせず、参照番号５６０においてプロセスが終了する。

図６は、制御デバイスによってコンテンションベースデータを繰り返すプロセスを示すフローチャートである。ステップ６０２において、制御デバイスは、近隣の制御デバイスのＣＡＰを待ち受けする。ステップ６０４において、制御デバイスは、近隣の制御デバイスのＣＡＰに、ＲＲＲｅｑフィールドを持つコンテンションベースデータが存在しているかを判定する。ステップ６０４において、ＲＲＲｅｑフィールドを持つコンテンションベースデータがＣＡＰに存在している場合、ステップ６０６において、制御デバイスはそのコンテンションベースデータパケットを受信する。ステップ６０８において、制御デバイスは、ＲＲＲｅｑフィールド内のルーティング情報およびルーティングプロトコルに基づいて、ルーティングの決定を行う。ステップ６１０において、チェックを行い、コンテンションベースデータパケットを繰り返すべきかをＲＲＲｅｑフィールド内の繰り返し情報に基づいて判定する。ステップ６１０において、コンテンションベースデータパケットを繰り返すと判定された場合、ステップ６１２において、制御デバイス（例：１１２）（図１）は、繰り返しデータパケットのＲＲＲｅｑフィールド内のルーティングパラメータを修正および更新し、ステップ６１４において、制御デバイス（例：１１２）（図１）の次のビーコンフレームに、繰り返されるコンテンションベースデータパケットの存在に関連する情報を含める。ステップ６１６において、現在の制御デバイスのＣＭＳのＣＡＰにおいて、コンテンションベースデータパケットを繰り返す。ステップ６１８において、制御デバイスはデータの送信を終了する。ステップ６１０において、コンテンションベースデータパケットを繰り返さないと判定された場合、ステップ６１８において制御デバイスはデータの送信を終了する。

コンテンションフリーデータを繰り返す場合、図１を参照し、本実施の形態の一例においては、コンテンションフリーデータを繰り返すようにネイバーフッド１２０の中の制御デバイス（例：１１２）を作動させることができる。送り側の制御デバイス（例：１１０）は、コンテンションフリーデータを繰り返すため、コンテンションフリーデータを送信するためのＧＴＳを、追加のＲＲＲｅｑフィールドに関連付けられるＧＴＳ要求コマンドを使用することによって割り当てる。本実施の形態の一例においては、指定されたＲＲＲｅｑフィールドに関連付けられるＧＴＳ割り当て要求コマンドの結果として、送り側の制御デバイス（例：１１０）のメディアアクセスタイム（例：３００）（図３）には、通常のＧＴＳではなく、「経路冗長性ＧＴＳ」（ＲＲＧＴＳ）が割り当てられる。リピータ制御デバイス（例：１１２）はそれぞれ、データが繰り返されるように、自身のビーコンフレームにおいてＲＲＲｅｑフィールドと共にＲＲＧＴＳをアナウンスする。本実施の形態の一例においては、コンテンションフリーデータを繰り返す場合、ＲＲＧＴＳにおいてコンテンションフリーデータを繰り返すように作動するリピータ制御デバイス（例：１１２）を、「コンテンションフリーデータリピータ」（ＣＦＤリピータ）と称する。

図７は、制御デバイスによってコンテンションフリーデータを繰り返すプロセスを示すフローチャートである。ステップ７０２において、制御デバイスは、近隣の制御デバイスのビーコンフレームを待ち受けし、コンテンションフリーデータを繰り返すためのＲＲＧＴＳ割り当てが存在するかを判定する。ステップ７０２において、コンテンションフリーデータを繰り返すためのＲＲＧＴＳ割り当てが、近隣の制御デバイスのビーコンフレーム内に存在する場合、ステップ７０４において、制御デバイスは、ＲＲＲｅｑフィールド内のルーティング情報およびプロトコルに基づいてルーティングの決定を行う。ステップ７０６において、チェックを行い、ＲＲＧＴＳを繰り返すべきかを、ＲＲＲｅｑフィールド内の情報に基づいて判定する。ステップ７０６において、ＲＲＧＴＳを繰り返すと判定された場合、ステップ７０８において、制御デバイスは、ＲＲＲｅｑフィールド内のルーティングパラメータを修正し、修正したＲＲＲｅｑフィールドに関連付けられる自身のＥＭＳにＲＲＧＴＳを割り当てる。ステップ７１０において、制御デバイスは、自身のビーコンフレームにおいてＲＲＧＴＳをアナウンスする。ステップ７１２において、制御デバイスは、ソースＧＴＳから受信したデータを、割り当てたＲＲＧＴＳにおいて再送信する。ステップ７１４において、制御デバイスは、データの送信を終了する。ステップ７０６においてＲＲＧＴＳを繰り返さないと判定された場合、制御デバイスは、ステップ７１４においてデータの送信を終了する。

図８は、制御／スレーブデスティネーションデバイスによってコンテンションフリーデータを受信するプロセスを示すフローチャートである。ステップ８０２において、制御／スレーブデスティネーションデバイスは、近隣の制御デバイスによるＲＲＧＴＳ割り当てのアナウンスメントがないか待ち受けする。ステップ８０２において、近隣の制御デバイス（例：１１０）（図１）によるＲＲＧＴＳ割り当てが存在する場合、ステップ８０４において、チェックを行い、そのＲＲＧＴＳ割り当てが現在の制御／スレーブデスティネーションデバイスを対象としているかを判定する。ステップ８０４において制御／スレーブデスティネーションデバイスがデスティネーションデバイスである場合、ステップ８０６において、制御／スレーブデスティネーションデバイスはＲＲＧＴＳのアナウンスメントを待ち受けする。ステップ８０８において、制御／スレーブデスティネーションデバイスは、ＲＲＧＴＳにおける繰り返されたコンテンションフリーデータを受信する。ステップ８１０において、制御／スレーブデスティネーションデバイスは、近隣の制御デバイスによるＲＲＧＴＳ割り当てのアナウンスメントを待ち受けすることに戻る。ステップ８０４において、ＲＲＧＴＳ割り当てが現在の制御／スレーブデスティネーションデバイスを対象としていない場合、制御／スレーブデバイスは、ステップ８１０において、特定のＲＲＧＴＳ割り当てのアナウンスメントを待ち受けすることを終了する。

図９は、本実施の形態の一例における、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において同じチャネルを通じてデバイス間で無線通信する方法を示すフローチャートである。ステップ９０２において、１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスからアナウンスメントをブロードキャストし、ステップ９０４において、アナウンスメントのそれぞれに、それぞれのアナウンスするＷＰＡＮ制御デバイスが属しているＷＰＡＮ以外のＷＰＡＮの１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスに関する情報をアナウンスするためのアナウンスメント部分を提供する。ステップ９０６において、同じチャネルを通じてデバイス間で通信するために、アナウンスメントに基づいてメディアアクセスタイムを分割する。

図１０は、上述した、デバイス間で無線通信する方法およびシステムを実施するための、無線通信デバイス１０００のブロック図である。図１０において、無線通信デバイス１０００は、送受信ユニット１００５と、無線メディアアクセス制御ユニット１００３と、アプリケーションユニット１００４とを有する。送受信ユニット１００５は、無線アンテナ１００１と、物理リンク制御ユニット１００２とを含んでいる。無線アンテナ１００１は、アナログ信号を無線メディアに送信し、無線メディアからのアナログ信号を受信する。物理リンク制御ユニット１００２は、無線アンテナ１００１からの受信アナログ信号を、変調および符号化などの信号処理手順によってデジタル信号に変換し、デジタルフレームを生成する。さらに、物理リンク制御ユニット１００２は、デジタル信号フレームを、復調および復号化などの信号処理手順によってアナログ信号に変換し、そのアナログ信号を無線アンテナ１００１を介して送信する。無線メディアアクセス制御ユニット１００３は、物理リンク制御ユニット１００２からのデジタルフレームを受信し、物理リンク制御ユニット１００２にデジタルフレームを送信する。さらに、メディアアクセス制御ユニットは、複数の通信デバイスが同じ動作チャネルにおいて動作することができるように動作する。アプリケーションユニット１００４は、無線通信を使用するファイル転送プログラムやマルチメディアコンテンツストリーミングアプリケーションなど、ユーザレベルのプログラムを含んでいる。

図１１は、無線メディアアクセス制御ユニット１００３のブロック図である。無線メディアアクセス制御ユニット１００３は、アプリケーションデータ送受信制御ユニット１１０２と、無線メディアアクセス管理制御ユニット１１０３と、ビーコニング送受信制御ユニット１１０４と、メディアスロット管理ユニット１１０５と、経路冗長性制御ユニット１１０６と、メディアスロットアナウンスメント制御ユニット１１０７と、メディアスロット予約制御ユニット１１０８と、物理層（ＰＨＹ）フレーム送受信制御ユニット１１０９とを有する。アプリケーションデータ送受信制御ユニット１１０２は、アプリケーションユニット１００４（図１０）からのデータパケットを受信し、追加の制御情報を追加する、もしくは必要な場合にフラグメンテーション（分割）を実行する、またはその両方を行う。さらに、このアプリケーションデータ送受信制御ユニット１１０２は、アプリケーションユニット１００４を宛先とするデータフレームを受信し、フラグメント化されたデータ（存在時）をマージし、そのデータをアプリケーションユニット１００４に送る。無線メディアアクセス管理制御ユニット１１０３は、複数の無線通信デバイスの間でのメディアアクセスの共有を管理するための主ロジックおよびアルゴリズムを含んでいる。ビーコニング送受信制御ユニット１１０４は、ビーコンフレームを復号化および符号化するためのロジックおよびアルゴリズムを含んでおり、ビーコンフレームを受信または送信するためのスケジューリング機能を実行する。メディアスロット管理ユニット１１０５は、メディアスロットの占有状態を監視するためのロジックおよびアルゴリズムを含んでいる。経路冗長性制御ユニット１１０６は、通信デバイス１０００（図１０）が経路冗長性手法を実行してデータの信頼性を高める方式を管理する。メディアスロットアナウンスメント制御ユニット１１０７は、メディアスロットの現在の占有状況について近隣のデバイスに通知するためにブロードキャストするアナウンスメント情報を決定する。さらに、メディアスロットアナウンスメント制御ユニット１１０７は、受信したアナウンスメント情報を復号化し、メディアスロット管理ユニット１１０５において更新する必要のある変更がないかを判定する。メディアスロット予約制御ユニット１１０８は、送出メディアスロットの予約と、入力メディアスロット予約要求または予約通知の処理を実行するためのロジックおよびアルゴリズムを含んでいる。物理層フレーム送受信制御ユニット１１０９は、物理リンク制御ユニット１００２（図１０）からのフレームを受信し、パケットがアプリケーションデータパケットであるか、もしくは、無線メディアアクセス制御ユニット１００３によって処理されるべき他の制御情報を含んでいる、またはその両方であるかを解読する。

本明細書に説明した方法、システム、およびデバイスでは、ＷＰＡＮデバイスが近隣の任意のデバイスと通信することが可能になる。さらには、ＷＰＡＮデバイスは、２ホップ離れている別のＷＰＡＮデバイスの存在を判定することができ、従って、ネットワーク拡張のサポートを提供する。また、本実施の形態の一例では、コンテンションベースデータおよびコンテンションフリーデータの両方について、ＷＰＡＮデバイスが経路冗長性手法を使用することによってデータ交換時のリンクの信頼性を高めることが可能になる。

上記の本実施の形態の一例における方法およびシステムは、ＩＥＥＥ８０２.１５.３ＭＡＣ規格およびＩＥＥＥ８０２.１５.４ＭＡＣ規格を含めて、任意のＷＰＡＮシステムに適用することができる。例えば、ＩＥＥＥ８０２.１５.３のコンテキストにおいては、ＤＥＶは複数のＰＮＣ（ピコネットコーディネータ）に送信することができ、ＩＥＥＥ８０２.１５.４のコンテキストにおいては、ＲＦＤは複数のＦＦＤに送信することができる。現在の規格では、これらはいずれもサポートされない。現在のＩＥＥＥ規格では、一般にこれらがサポートされないことが認識されている。

当業者には、広範に説明した本発明の概念および範囲から逸脱することなく、特定の実施の形態に示した本発明の膨大な変形形態あるいは修正形態を構築できることが理解されるであろう。従って、上記の実施の形態は、あらゆる点において説明を目的としており、本発明を制限しないものとみなされたい。

４つの個別のネットワークの一般的なネットワークトポロジを示す概略図本実施の形態の一例における、４つのネットワークを有するネイバーフッドのネットワークトポロジを示す概略図本実施の形態の一例における、制御デバイスのスーパーフレームに位置合わせされた状態での、複数の制御メディアスロット（ＣＭＳ）と、拡張メディアスロット（ＥＭＳ）と、非アクティブメディアスロット（ＩＭＳ）とを示す概略図本実施の形態の一例における、同期することなく分割されている、２つのＷＰＡＮのメディアアクセススロットを示す概略図本実施の形態の一例における、経路冗長性を使用してデータパケットを送るプロセスを示すフローチャートコンテンションベースデータを一次制御デバイスから受信し、繰り返されたコンテンションベースデータを二次制御デバイスから受信するプロセスを示すフローチャート本実施の形態の一例における、制御デバイスによってコンテンションベースデータを繰り返すプロセスを示すフローチャート本実施の形態の一例における、制御デバイスによってコンテンションフリーデータを繰り返すプロセスを示すフローチャート本実施の形態の一例における、制御／スレーブデバイスによってコンテンションフリーデータを受信するプロセスを示すフローチャート本実施の形態の一例における、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において同じチャネルを通じてデバイス間で無線通信する方法を示すフローチャート無線通信デバイスの構成を示す図無線メディアアクセス制御ユニットの構成を示す図

Claims

無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において同じチャネルを通じてデバイス間で無線通信する方法であって、
１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスからアナウンスメントをブロードキャストするステップと、
前記アナウンスメントのそれぞれに、アナウンスする前記ＷＰＡＮ制御デバイスがそれぞれ属しているＷＰＡＮ以外のＷＰＡＮの１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスに関する情報をアナウンスするためのアナウンスメント部分を提供するステップと、
同じチャネルを通じて前記デバイス間で通信するために、前記アナウンスメントに基づいてメディアアクセスタイムを分割するステップと、
を有する、無線通信方法。
１つ以上の前記ＷＰＡＮ制御デバイスが、前記アナウンスメントに基づいて１つのデバイスから別のデバイスにデータを再送信するステップ、
をさらに有する、請求項１記載の方法。
前記アナウンスメントは、経路冗長性（ＲＲ）情報と、少なくとも１つのＷＰＡＮ制御デバイスによるＲＲコンテンションフリーデータ（ＣＦＤ）割り当てとを含んでおり、
前記アナウンスメントを受信した前記１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスは、前記ＲＲＣＦＤ割り当てにおいて送られたデータを、前記受信したＷＰＡＮ制御デバイスによって前記ＲＲ情報に基づいて割り当てられた合致するＲＲＣＦＤ割り当てにおいて繰り返す、
請求項２記載の方法。
前記アナウンスメントは、経路冗長性（ＲＲ）情報を含んでおり、
前記ＷＰＡＮ制御デバイスは、１つ以上の別のＷＰＡＮ制御デバイスのコンテンションアクセス期間（ＣＡＰ）の間、ＲＲコンテンションベースデータ（ＣＢＤ）を待ち受けし、
前記待ち受けしているＷＰＡＮ制御デバイスは、前記ＲＲ情報に基づいて、前記待ち受けしているＷＰＡＮ制御デバイスによって割り当てられるＣＡＰにおいて前記ＲＲＣＢＤを繰り返す、
請求項２に記載の方法。
前記メディアアクセスタイムは、１つ以上の制御メディアスロット（ＣＭＳ）と１つ以上の拡張メディアスロット（ＥＭＳ）とに分割され、
前記ＷＰＡＮ制御デバイスを、自身のＣＭＳおよびＥＭＳの中でネットワーク制御情報を送信するように制限するステップ、
をさらに有する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
前記ＣＭＳはそれぞれ、１つの前記ＷＰＡＮ制御デバイスのビーコンフレームを少なくとも有する、
請求項５記載の方法。
前記ＣＭＳはそれぞれ、１つの前記ＷＰＡＮ制御デバイスのＣＡＰをさらに有し、
前記ＣＭＳ中に前記ＣＡＰにおいてＣＢＤ送信を行うステップ、
をさらに有する、請求項６記載の方法。
ＣＦＤ送信もしくはＣＢＤ送信、またはその両方を、前記ＥＭＳにおいて行うステップ、
をさらに有する、請求項５から請求項７のいずれかに記載の方法。
前記メディアアクセスタイムは、１つ以上の非アクティブメディアスロット（ＩＭＳ）にさらに分割され、
異なるＷＰＡＮのＣＭＳの間もしくはＥＭＳの間、またはこれらの両方の間で衝突する場合、それぞれがＣＭＳまたはＥＭＳとして機能する１つ以上のＩＭＳを選択するステップ、
をさらに有する、請求項５から請求項８のいずれかに記載の方法。
前記アナウンスメントはそれぞれ、前記アナウンスするＷＰＡＮ制御デバイスの無線範囲内のＷＰＡＮ制御デバイスによって使用されるＣＭＳおよびＥＭＳの位置を有する、
請求項５から請求項９のいずれかに記載の方法。
前記ＷＰＡＮ制御デバイスのスーパーフレーム最小持続時間を識別するステップと、
前記ＷＰＡＮ制御デバイスのスーパーフレーム持続時間を、前記スーパーフレーム最小持続時間の整数倍に等しい長さに制限するステップと、
をさらに有する、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
異なるＷＰＡＮにおいて使用されるメディアスロット境界を同期させるステップ、
をさらに有する、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の方法。
前記アナウンスメントはそれぞれ、アナウンスするそれぞれの前記ＷＰＡＮ制御デバイスの無線範囲内のＷＰＡＮ制御デバイスのリストを有する、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
前記ＷＰＡＮデバイスもしくは１つ以上のＷＰＡＮスレーブデバイス、またはその両方は、ＷＰＡＮ制御デバイスの前記リストに基づいて、１つ以上の前記ＷＰＡＮ制御デバイスのビーコンフレームを待ち受けする、
請求項１３記載の方法。
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において同じチャネルを通じてデバイス間で無線通信するシステムであって、
アナウンスメントをブロードキャストする１つ以上のＷＰＡＮデバイスを有し、
前記アナウンスメントにはそれぞれ、アナウンスする前記ＷＰＡＮ制御デバイスがそれぞれ属している前記ＷＰＡＮ以外のＷＰＡＮの１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスに関する情報をアナウンスするためのアナウンスメント部分が提供され、
前記ＷＰＡＮ制御デバイスは、同じチャネルを通じて前記デバイス間で通信するために、前記アナウンスメントに基づいてメディアアクセスタイムを分割する、
無線通信システム。
無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）環境において同じチャネルを通じて別のデバイスと無線通信することができるデバイスであって、
前記デバイスがＷＰＡＮ制御デバイスとして機能するときにアナウンスメントをブロードキャストし、別のＷＰＡＮ制御デバイスからのブロードキャストアナウンスメントを受信する送受信器と、
前記送受信器は、送信されるアナウンスメントのそれぞれに、前記デバイスが制御デバイスとして機能する対象のＷＰＡＮ以外のＷＰＡＮの１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスに関する情報をアナウンスするためのアナウンスメント部分を提供する、
同じチャネルを通じて別のデバイスと通信するために、前記アナウンスメントに基づいてメディアアクセスタイムを分割する無線メディアアクセス制御ユニットと、
を有する、無線通信デバイス。
前記無線メディアアクセス制御ユニットは、前記アナウンスメントに基づいて別のデバイスにデータを再送信する経路冗長性制御ユニット、
を有する、請求項１６記載のデバイス。
前記受信されるアナウンスメントは、経路冗長性（ＲＲ）情報と、少なくとも１つのＷＰＡＮ制御デバイスによるＲＲコンテンションフリーデータ（ＣＦＤ）割り当てとを含んでおり、
前記経路冗長性制御ユニットは、前記ＲＲＣＦＤ割り当てにおいて送られたデータを、前記経路冗長性制御ユニットによって前記ＲＲ情報に基づいて割り当てられた合致するＲＲＣＦＤ割り当てにおいて繰り返す、
請求項１７記載のデバイス。
前記アナウンスメントは、経路冗長性（ＲＲ）情報を含んでおり、
前記経路冗長性制御ユニットは、１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスのコンテンションアクセス期間（ＣＡＰ）の間、ＲＲコンテンションベースデータ（ＣＢＤ）を待ち受けし、前記ＲＲ情報に基づいて、前記経路冗長性制御ユニットによって割り当てられるＣＡＰにおいて前記ＲＲＣＢＤを繰り返す、
請求項１７記載のデバイス。
前記無線メディアアクセス制御ユニットは、前記メディアアクセスタイムを１つ以上の制御メディアスロット（ＣＭＳ）と１つ以上の拡張メディアスロット（ＥＭＳ）とに分割するメディアスロット管理ユニットを有し、
ネットワーク制御情報の送信がそれぞれのＣＭＳおよびＥＭＳの中に制限される、
請求項１６から請求項１９のいずれかに記載のデバイス。
前記ＣＭＳはそれぞれ、ＷＰＡＮ制御デバイスのビーコンフレームを少なくとも有する、
請求項２０記載のデバイス。
前記ＣＭＳはそれぞれ、前記ＷＰＡＮ制御デバイスのＣＡＰをさらに有し、
前記方法は、前記ＣＭＳ中に前記ＣＡＰにおいてＣＢＤの送信を行うステップ、
をさらに有する、請求項２１記載のデバイス。
前記ＥＭＳにおいてＣＦＤの送信もしくはＣＢＤの送信、またはその両方を行う、
請求項２０から請求項２２のいずれかに記載のデバイス。
前記メディアスロット管理ユニットは、前記メディアアクセスタイムを１つ以上の非アクティブメディアスロット（ＩＭＳ）にさらに分割し、異なるＷＰＡＮのＣＭＳの間もしくはＥＭＳの間、またはその両方の間で衝突する場合に、それぞれがＣＭＳまたはＥＭＳとして機能する１つ以上の前記ＩＭＳを選択する、
請求項２０から請求項２３のいずれかに記載のデバイス。
前記アナウンスメントはそれぞれ、前記アナウンスするＷＰＡＮ制御デバイスの無線範囲内のＷＰＡＮ制御デバイスによって使用されるＣＭＳおよびＥＭＳの位置を有する、
請求項２０から請求項２４のいずれかに記載のデバイス。
前記無線メディアアクセス制御ユニットのメディアスロット管理ユニットは、前記ＷＰＡＮ制御デバイスのスーパーフレーム最小持続時間を識別し、前記ＷＰＡＮ制御デバイスのスーパーフレーム持続時間を、前記スーパーフレーム最小持続時間の整数倍に等しい長さに制限する、
請求項１６から請求項２５のいずれかに記載のデバイス。
前記無線メディアアクセス制御ユニットのメディアスロット管理ユニットは、異なるＷＰＡＮにおいて使用されるメディアスロット境界を同期させる、
請求項１６から請求項２６のいずれかに記載のデバイス。
前記アナウンスメントはそれぞれ、アナウンスするそれぞれの前記ＷＰＡＮ制御デバイスの無線範囲内のＷＰＡＮ制御デバイスのリストを有する、
請求項１６から請求項２７のいずれかに記載のデバイス。
前記無線メディアアクセス制御ユニットは、ＷＰＡＮ制御デバイスの前記リストに基づいて１つ以上のＷＰＡＮ制御デバイスのビーコンフレームを待ち受けするビーコン送受信制御ユニットを有する、
請求項２８記載のデバイス。