JP5048062B2 - ビーコン送受信方法及びシステム - Google Patents

Description

この特許出願は、２００６年７月１４日付けで出願された米国仮特許出願６０／８０７，３４７の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）による優先権を請求するものであり、その全てはここに、参照によりあたかもここに記載されているかの如く編入されるものである。

本発明は、無線通信装置及び方法、特に、無線装置のビーコン送信及び受信の方法及びシステムに関する。

無線通信技術は、無線媒体を有線方式に対する存続可能な代替手段にすることを大きく進めてきた。それ故、データ及び音声通信における無線の接続性の使用が増加し続けている。これら装置には、幾つか例を挙げると、携帯電話機や、無線ネットワークにおける携帯型コンピュータ（例えば、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ））、無線ネットワークにおける固定コンピュータ、携帯型ハンドセットなどがある。

無線アプリケーションが成長し続けるにつれて、通信スペクトルのために競争することになる装置、ネットワーク及びシステムの数も増える。知られているように、通信スペクトルのうち、専用の又は認可されている部分も、無認可の部分もある。スペクトル（例えば、工業上、科学上及び医学的（ＩＳＭ；industrial, scientific and medical）無線帯域）の無認可の帯域は、自由にアクセス可能であるので、これらの帯域は、ユーザに沢山使われる傾向がある。対照的に、最近の研究は、認可された帯域の小さな部分しか効率的に用いられていないということを見出している。したがって、無認可帯域の多くが過密状態であり、認可帯域の比較的大部分が割り当てられてはいるものの未使用となっている。これは、取締機関（例えば、米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ））を、現在の通信帯域アロケーション及びそれらの使用の評価に差し向けるものであった。

通信帯域の再アロケーションのための１つのオプションは、動的に通信スペクトルをアクセスするよう適合させられた無線ネットワークの使用を含む。例えば、動的スペクトルアクセス（ＤＳＡ；dynamic spectrum access）無線ネットワークは、通信スペクトルの専用の（認可された）部分において実現されうる。例示として、ＤＳＡ無線ネットワークは、通常はテレビジョン送受信のために用いられるスペクトルにおいて動作可能である。これにより、通信帯域の或る部分は、より完全に利用されうる。

無認可の（二次的）ユーザによる使用のための或る通信帯域の再アロケーションにより、スペクトル管理は、当該帯域への優先アクセスを持つ認可された（主たるすなわち現職の）ユーザが自由な態様でこのアクセスに提供されることを保証するために必要とされる。例えば、取締機関（例えば、ＦＣＣ）は、現職のユーザがチャネルの使用を開始した後に二次的ユーザが比較的に短い時間期間においてチャネルを空けることを必要とする場合がある。したがって、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層及び物理（ＰＨＹ）層の仕様は、この必要とされるスペクトル管理を指向する規定を含まなければならない。

分かるように、二次的無線装置又はシステムが、現職の装置又はシステムがチャネルを使い始めたときに当該チャネルを空けるようにするため、二次的無線装置又はシステムは、当該チャネルを空ける必要性を判定しなければならない。幾つかの一次無線システム（例えば、放送テレビジョン送信機）は、比較的に高いパワーレベルで及び／又は高いタワーから送信し、これによりそれらの信号は、比較的に長い距離にわたり伝搬する。例えば、一次無線システムは、局部的平均地形を超える数百フィートのタワーからキロワット（ｋＷ）オーダのパワーレベルで送信することができ、それにより、かかる信号は、例えば１００ｋｍの範囲にわたり効果的に伝搬することができる。対照的に、二次無線システムは、何十又は何百ミリワット（ｍＷ）のパワーレベルで、これに伴い例えば僅か１ｋｍの範囲にわたり送信することができる。このような状況において、一次無線システムによる送信の比較的大きな範囲が理由で、二次的ユーザは、容易に、必要に応じて一次無線システムの存在を検知しチャネルを空けることができる。

但し、他の一次無線システム（例えば、ＦＣＣパート７４ルールの下で動作するもののような無線マイクロフォンシステム）は、二次無線システム（例えば、地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）、メトロポリタンエリア無線ネットワーク（ＷＭＡＮ）又はＷＬＡＮ）よりも比較的に低い電力レベルでかつ短い範囲にわたり送信することができる。この場合、二次無線システムによる一次無線システムの検出は問題となる可能性がある。例えば、このような一次無線システムの通信範囲は比較的に小さいので、一次無線システムの検出のための範囲に二次無線システムがない場合がある。しかしながら、この場合、二次無線システムは高い電力レベルで送信し、これに伴い非常に大きな範囲にわたる送信を行うことができるので、二次無線システムは、一次無線システムの存在の情報なしで、一次無線システムのチャネルにおいて干渉信号を送信しつつある可能性がある。

このような状況に対処するため、低電力一次無線システム（例えば無線マイクロフォンシステム）は、該当の一次無線システムの動作範囲よりも大きな通信範囲にわたって受信されることのできるビーコン信号を周期的に送信するための関連のビーコン送信機を備えるようにしてもよい。１つのケースにおいて、このビーコン送信機は、一次無線システムの存在を検索する二次無線システムの通信範囲と少なくとも同程度の大きさの通信範囲にわたり通信するよう適合させられうる（或いは、ビーコン送信機は、一次無線システムの範囲よりは大きいものの一次無線システムのために設けるべき保護輪郭によっては、二次無線システムの範囲より小さい範囲にわたり、送信するようにしてもよい）。ビーコン信号は、二次無線システムにより保護されなければならない１つ又は複数のチャネルにおいて動作する一次無線システムの存在を示すものである。この態様において、二次無線システム（例えば、ＷＲＡＮ／ＷＭＡＮ／ＷＬＡＮ）は、ビーコン信号を受信し、１つ又は複数のチャネルにおいて動作する関連の一次無線システムの存在を検出し、当該チャネルにおける一次無線システムの動作との干渉を回避することが可能である。

しかしながら、このようなビーコン送信機の追加は、他の難題をもたらす。多数の異なる一次無線システムが同じ箇所に配置されるような、或いは互いに近づいて動作するような状況が生じうる。例えば、このような状況は、多数の異なる無線マイクロフォンシステムを用いた生中継又は放送を多数の異なるテレビ局が行っているスポーツイベント、政治集会又はその他の現場で起こりうる。その場合、ビーコン信号は、互いに衝突することがあり、或いは二次無線システムによりそれらの受信を回避するように互いに干渉し合う。また、ビーコン動作する装置の各々が、隣りのビーコン動作装置の情報に拘わらず、それ自身のビーコン情報を別個に送信することは（例えばスペクトル的に）効率が悪い。

したがって、より低い電力レベルで動作する一次無線システムの存在を二次無線システムに知らせることのできる改良型システム及び方法を提供することは望ましいと思われる。

本発明の一態様において、システムは、第１の範囲にわたり通信を行うように適合させられた第１の一次無線システムと、少なくとも第２の範囲にわたり通信を行うように適合させられた当該第１の一次無線システムに関連した第１のビーコン動作装置とを有し、当該第２の範囲は、当該第１の範囲よりも大きくされている。第１のビーコン動作装置は、他の一次システムが動作可能であるところの複数のチャネルにおける当該他の一次無線システムと関連した他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンするよう適合させられる。他の一次無線システムと関連した他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンした後、第１のビーコン動作装置は、二次無線システムの無線装置に第１のビーコンを送信するように適合させられる。第１のビーコンは、第１の一次無線システムにより当該チャネルのうちの第１のものの占有を示すデータを含む。一実施例において、二次無線システムは、第２の範囲にわたり通信する。

本発明の他の態様においては、無線通信の方法が提供される。この方法は、第１の範囲にわたり通信を行うよう適合させられる第１の一次無線システムと関連づけられた第１のビーコン動作装置を設け、この第１のビーコン動作装置を、少なくとも第２の範囲にわたり通信するように適合させ、前記第２の範囲を前記第１の範囲よりも大きくすること、他の一次無線システムが動作可能なところの複数のチャネルにおいて当該他の一次無線システムに関連した他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンすること、及び当該他の一次無線システムと関連づけられた当該他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンした後に、二次無線システムの無線装置に第１のビーコンを送信し、前記第１のビーコンが、前記第１の一次無線システムによる当該チャネルのうちの第１のものの占有を示すデータを含むものとすること、を有する。一実施例において、二次無線システムは、当該第２の範囲において通信を行う。

以下、本発明を、本発明の好適実施例が示される添付図面を参照して、より完全に説明する。但し、この発明は、異なる形態に具現化されうるものであり、ここに記載される実施例に限定されるものと解釈してはならない。むしろ、これら実施例は、本発明の例を教示するものとして提供されるものである。

なお、ここに記述する例示の実施例では、二次無線システムを集中型アーキテクチャ又は分散型アーキテクチャを備えた無線ネットワークとすることができる。例示のために、二次無線システムは、ＩＥＥＥ８０２．２２の下で規定される、或いはＥＣＭＡ３６８規格、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．１１又はＩＥＥＥ８０２．１５の下で規定されるようなＤＳＡメディアムアクセス（ＭＡＣ）レイヤの下で機能するものとすることができる。参照されたＩＥＥＥ又はＥＤＭＡ規格の仕様の開示は、それらの全部につき参照によりここに具体的に編入される。

さらに、二次無線システムは、セルラネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）又は地域無線ネットワーク（ＷＲＡＮ）とすることができる。さらに、ＭＡＣプロトコルは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコル、キャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）プロトコル、ＣＳＭＡ／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）プロトコル、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコル又は周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）プロトコルとすることができる。なお、これら特筆したネットワーク及びプロトコルは、例示に過ぎないものであり、具体的に述べたもの以外のネットワーク及びプロトコルをここでの教示内容を逸脱することなく用いることができるものである。

図１は、システム１００の一模範的実施例を示している。システム１００は、二次無線システム１１０と、複数の一次無線システム１２０と、一次無線システム１２０のうちの１つ又は複数に各々が関連づけられた複数のビーコン動作装置１３０とを含む。

二次無線システム１１０は、集中型ネットワークを有し、基地局（ＢＳ）とも呼ばれることがあるアクセスポイント（ＡＰ）１１２を含むことができる。二次無線システム１１０はさらに、無線局（ＳＴＡ）又は加入者宅内機器（ＣＰＥ）と称されることもある複数の無線装置１１４を有する。特に、本教示内容は、普及している無線ネットワークに一般化されうる。例えば、二次ネットワーク１１０のＡＰ１１２は、１つ又は複数の他の二次ネットワークの１つ又は複数のＡＰ（図示せず）にリンクされるようにしてもよい。それ故、或る実施例においては、ＡＰ１１２は、ビーコンを送信することができる。

一実施例において、一次無線システム１２０の各々は、１つ又は複数の無線マイクロフォン送信機及び１つ又は複数の無線マイクロフォン受信機を含む無線マイクロフォンシステムを有する。

有益なのは、ビーコン動作装置１３０は、各々が１つ又は複数の一次無線システム１２０と関連づけられることである。有益なのは、ビーコン動作装置１３０は、関連の一次無線システム１２０と照合させられることができることである。その場合、ビーコン動作装置１３０は、一次無線システム１２０のための機器に組み込まれるようにするか、或いは独立型ユニットとするようにしてもよい。

代表的な実施例において、一次無線システム１２０は、第１の通信範囲にわたり送信及び／又は受信を行い、二次無線システム１１０は、当該第１の通信範囲よりも大きな通信範囲にわたり送信及び／又は受信を行う。その場合、ビーコン動作装置１３０は、二次無線システム１１０により（例えば無線装置１１４により）受信可能なビーコンを送信するよう適合させられる。代表的実施例において、ビーコン動作装置１３０は、一次無線システムの範囲よりも大きな範囲を超える通信範囲にわたり送信及び／又は受信を行うように適合させられる。一実施例において、ビーコン動作装置１３０は、二次無線システム１１０の通信範囲よりも大きなものとなることができる通信範囲にわたり送信及び／又は受信を行うよう適合させられる。これから分かるように、このことにより、二次無線システム１１０が一次無線システム１２０及びこれ（ら）が占有するチャネルの存在に気づかされる可能性が改善される。最終的に、上記範囲は、一次無線システム１２０が、二次無線システム１１０及びビーコン動作装置１３０と比較して低めの電力レベルで動作し、当該無線システムにより伝送される電力を示すのが通例である。

例示により、システム１００は、前述したネットワークのタイプのうちの１つを有しうる。さらに、二次無線システム１１０は、コンピュータ、携帯電話機、パーソナルディジタルアシスタント（ＰＤＡ）又は通常はこのようなネットワークにおいて動作する同様の無線装置１１４を含みうる。具体的実施例において、二次無線システム１１０は、一次無線システム１２０のような現ユーザの保護を必要とする周波数帯域の限定された周波数チャネルにおいて機能するように適合させられることが想定される。しばしば、簡明にするために、限定された周波数チャネル及び限定されたチャネルを「チャネル」と呼ぶことがある。

なお、少数の一次及び二次無線システム１２０及び１１０だけが示されているが、これは説明を簡単にするために過ぎない。明確なのは、多くの他の一次及び二次無線システム１２０及び１１０が存在しうることである。さらに、一次及び二次無線システム１２０及び１１０は、必ずしも同じではない。実際、沢山の異なるタイプの一次及び二次両システム１２０及び１１０は、システム１００のネットワーク内で使用可能である。

一実施例において、ビーコン動作装置１３０は、二次無線システム１１０のプロトコルに応じて機能するように適合させられる。例えば、或る応用例において、二次無線システム１１０は、上記８０２．２２プロトコルに準じて機能する。これに従い、ビーコン動作装置１３０は、このプロトコルに応じて機能するよう適合させられるか、或いはこのプロトコルを用いた装置により理解されることができる。このような実施例において、ビーコン動作装置１３０は、二次無線システム１１０の１つ又は複数の無線装置と通信することができる。但し、ビーコン動作装置１３０が二次無線システム１１０のプロトコルに応じて機能することは必須ではない。むしろ、ビーコン動作装置１３０は、二次無線システム１１０による受信用ビーコンを送信するに過ぎないものとしてもよい。

図１に示されるように、複数のビーコン動作装置１３０は、互いに近接して配置させられるようにしてもよい。ビーコン間における衝突又は他の干渉の問題を解消するために、一模範的実施例においては、ビーコン動作装置１３０は、以下に記載するようにプロトコルの１つ又は複数の側面に応じて動作することができる。

有益なのは、ビーコン動作装置１３０は、互いに通信し合うことが可能であり、各々が自分のビーコンを送信し、他のビーコン動作装置１３０からのビーコンをリッスンするようにすることである。これに従い、ビーコン動作装置１３０は、ビーコン動作ネットワークを有するようにしてもよい。その場合、ビーコン動作装置１３０は、親装置、子装置などに階層構造をもって編成されることになるようにしてもよい。

一実施例において、ビーコン動作装置１３０は、スーパーフレームのような反復性通信パターンを含む通信構造内で通信する。

有益なのは、ビーコン動作装置１３０は、他の一次無線システム１２０の存在を検出するためのチャネルエネルギ検出と、他のビーコン動作装置１３０により送信されたビーコンを検出するためのビーコン検出とを行う能力を有する。これにより、ビーコン動作装置１３０は、二次無線システム１１０（例えばＷＲＡＮ）及び／又は他の大電力送信機（例えばＴＶ送信機）により占有されるチャネルと、他の一次無線システム１２０（例えば、無線マイクロフォンシステム）により占有されるチャネルとを識別するチャネルマップを構築することができる。これには、関連のタイミング要件のＴＶチャネル当たりの２以上の大きさ（例えば、ＷＲＡＮを検出するためのＴＶチャネル当たり約３ｍｓ）を必要とすることがある。

図２は、ビーコン動作装置１３０が通信することのできるスーパーフレーム２００の一模範的実施例を示している。スーパーフレーム２００は、「ネットワーク」ビーコン期間（ＮＢＰ；network beacon period）２１０と、「外来」ビーコン期間（ＦＢＲ；foreign beacon period）２２０と、センス／スリープ期間２３０とを含む。ここで用いられているように、「ネットワーク」ビーコン期間２１０なる文言は、各々がかなり近接して或いは「ビーコンネットワーク」にて配されるビーコン動作装置１３０がそれらのビーコンを送信可能な期間としてのスーパーフレーム２００における時間期間に対応する。また、ここで用いられるように、「外来」ビーコン期間２２０なる文言は、二次無線システム１１０から、及び／又は遠隔配置された１つ又は複数の一次無線システムと関連づけられたビーコン動作装置により、ビーコンが送信可能であるところの期間であるスーパーフレーム２００内の時間期間に対応する。なお、スーパーフレーム２００は、一律の縮尺で描かれておらず、幾つかの実施例においては、ＮＢＰ２１０とＦＢＰ２２０は、スーパーフレーム２００全体のうちの非常に小さい部分を有するものであることに留意されたい。他の実施例において、スーパーフレーム２００は、ＮＢＰ２１０を単独で全部有することができ、この場合にはＦＢＰ２２０を含まないようにしてもよい。

なお、ＮＢＰ２１０は、ビーコン動作装置１３０の連係のための完全に分散された自律的なメカニズムと、一次無線システム１２０及び二次無線システム１１０双方による良好なスペクトラム利用を提供することが分かる。有益なのは、この態様において、ビーコン連係は、故障のポイントでありこれに伴い現在の保護を危うくする可能性のある中央コーディネータに依拠しないことである。また、センス／スリープ期間２３０は、チャネル検知若しくはスリープ動作のため、又は帯域外ビーコン動作のためにビーコン動作装置１３０により用いられることが可能である。

図３は、互いにかなりの近接した領域内に収まり又は「ビーコンネットワーク」に配される１つ又は複数の一次無線システム１２０と関連づけられたビーコン動作装置１３０によるビーコンの送信のためのＮＢＰ２１０の１つの模範的実施例を示している。ＮＢＰ２１０は、複数のビーコンスロット３００を有し、これらの各々は、ビーコン動作装置１３０により送信されるビーコンにより占有されることができる。前に詳しく説明したように、ＮＢＰ２１０内のビーコン動作装置１３０により送信されるビーコンは、装置アドレス（ＤｅｖＡｄｄ）と、スーパーフレーム２００内のＮＢＰ２１０及びＦＢＰ２２０の長さと、一次無線システム１２０により占有されるビーコンチャネル及びサブチャネル番号と、ビーコンスロット番号と、隣接一次無線システム１２０のリストと、一次無線システム１２０により占有されるＴＶチャネルのリストと、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ；received signal strength indication）と、一次無線システム１２０の位置情報によるチャネルの占有の開始時間及び持続長と、認証キーと、ユーザ固有情報などを含むことができる。

図４は、二次無線システム１１０に関連づけられたビーコン動作装置による、及び／又は１つ又は複数の遠隔配置された一次無線システムに関連づけられたビーコン動作装置による、ビーコンの送信のためのＦＢＰ２２０の１つの模範的実施例を示している。ＦＢＰ２１０は、複数のビーコンスロット４００を有し、その各々は、二次無線システム１１０又は遠隔配置されたビーコン動作装置１３０により送信されたビーコンによって占有されうる。前に非常に詳しく説明したように、ＦＢＰ２２０内で送信されたビーコンは、基地局（ＢＳ）ＩＤと、一次無線システム１２０の認証に関する情報と、スペクトル占有情報（例えば、占有されているか、空いているかなど）と、一次無線システム１２０による使用のために提示された優先付けされたチャネルリストと、休眠期間と、一次無線システム１２０により占有されるＴＶチャネルのリストと、ＲＳＳＩと、チャネルの占有の開始時間及び持続長と、位置情報などを含むことができる。

図５は、図２のスーパーフレーム２００の一模範的実施例のより詳細な図を示している。図５において分かるように、各ＮＢＰ２１０は、複数のビーコンスロット３００を含み、それらのうちの幾つか又は全ては、ビーコン動作装置１３０からのビーコン５１０により占有される。各ビーコン５１０は、プリアンブル５１２、ヘッダ５１４及びビーコンペイロード５１６を含む。また、ＦＢＰ２１０は、複数のビーコンスロット４００を含み、それらの各々は、二次無線システム１１０又は遠隔配置されたビーコン動作装置１３０により送信されたビーコン５２０により占有されうる。

図５に示されるように、ＮＢＰ２１０及びＦＢＰ２２０の長さは、対応の最大ビーコン期間長まで可変である。また、各ビーコンスロット３００及び４００は、対応のビーコン長５３２及びガードタイム５３４を有する。

図６は、ビーコンペイロード５１６の一模範的実施例を示している。ビーコンペイロード５１６は、１つ又は複数のビーコンパラメータ６１０と、１つ又は複数の情報要素６５０とを含む。

有益なのは、ビーコンパラメータ６１０が当該ビーコンのパラメータを識別することである。模範的ビーコンパラメータ６１０は、装置識別子、ビーコンチャネル番号、ビーコンサブチャネル番号、ビーコンスロット番号、及びビーコン動作装置制御パラメータ（当該装置が動作するモードであって、ビーコンスロット３００が信号伝達スロットであり、ビーコン動作装置１３０がビーコン５１０を他のビーコンスロット３００へ移動することができる場合におけるセキュリティモードなど）を含む。

有利なのは、ビーコンＩＥ６５０は、ビーコン動作装置１３０により送信されたビーコンデータを有する。模範的ビーコンＩＥ６５０は、ビーコン期間占有ＩＥ（ＢＰＯＩＥ）と、一次無線システムＩＥと、冬眠モードＩＥ（スリープ期間に関する）、検知すべきチャネルを示すＩＥと、スペクトル占有ＩＥと、位置ＩＥと、チャネル変更ＩＥと、ビーコン期間（ＢＰ）スイッチＩＥと、プローブＩＥと、ＭＡＣ性能ＩＥと、オペレータ／ユーザ／アプリケーション固有ＩＥとを含む。

図７は、ビーコン期間占有情報要素（ＩＥ）７００の一模範的実施例を示している。ＢＰＯＩＥ７００は、ＮＢＰ長、ＦＢＰ長、モード情報フィールド、ＢＰＯＩＥ７００がビーコンデータの「増分ダンプ」又は「フルダンプ」であるかどうかを示すフィールド、ビーコンスロット情報ビットマップ（Beacon Slot Info Bitmap）、及び前のスーパーフレームにおいて、有益なのは昇順のビーコンスロットの順でビーコンが受信されたところの元の一次無線システム１２０の対応装置アドレスの装置アドレスリスト（DevAddrリスト）を含む。

有益なのは、ビーコンスロット情報ビットマップが、前のビーコン期間２１０においてDevAddrリストにより１対１で送信中のビーコン動作装置１３０が何を聞いたかに基づいて複数のビーコン期間スロット状態フィールドを含む。

有益なのは、ビーコン期間スロット状態（ＢＰＳＳ）フィールドは、２ビットフィールドである。一実施例において、ＢＰＰＳフィールドが００であるとき、これは、対応のビーコンスロット３００が占有されていない（非可動）であることを示す。これは、当該媒体活動の表示が最後のスーパーフレーム２００における対応のビーコンスロット３００において受信されていなかったとき、又は有効なヘッダチェックシーケンス（ＨＣＳ）により受信されたフレームヘッダ５１４がビーコン５１０ではなかったときに判定される。一実施例において、ＢＰＰＳフィールドが０１であるとき、これは対応のビーコンスロット３００が占有されかつ非可動であることを示す。これは、最後のスーパーフレーム２００における対応のビーコンスロット３００における有効なＨＣＳ及びフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）によりビーコン５１が受信されそのビーコン５１０における可動ビットが「ゼロ」に設定されていたとき、又は満了していない冬眠期間を示す前のスーパーフレーム２００における対応のビーコンスロット３００においてビーコン５１０が受信されたときに判定される。一実施例において、ＢＰＰＳフィールドが１０であるとき、これは、対応のビーコンスロット３００が占有されかつ可動であることを示す。これは、最後のスーパーフレーム２００における対応のビーコンスロット３００において媒体活動の表示が受信されたが有効なＨＣＳ及びＦＣＳによりビーコン５１０の受信に至らなかったときに判定される。一実施例において、ＢＰＰＳフィールドが１１であるとき、これは、対応のビーコンスロット３００が占有されかつ可動であることを示す。これは、ビーコン５１０が最後のスーパーフレーム２００における対応のビーコンスロット３００において有効なＨＣＳ及びＦＣＳで受信され、そのビーコン５１０における可動ビットが「１」に設定されていたときに判定される。

上述において、ビーコンスロット３００は、ビーコン動作装置１３０が信号伝達スロットとそれ自体のビーコンとの間における少なくとも１つの利用可能なビーコンスロット３００を検出したときに「非可動」と判断され、又はビーコン動作装置１３０がそのビーコンにおける冬眠モードＩＥを含むときに、ビーコンスロット３００は、当該知らされた冬眠期間において非可動と判断される。

図８は、一次無線システム占有情報要素（ＰＷＳＯＩＥ）８００の一模範的実施例を示している。ＰＷＳＯＩＥ８００は、モード情報フィールド、ＰＷＳＯＩＥ８００が一次無線システムデータの「増分ダンプ」か又は「フルダンプ」かを示すフィールド、当該レポートをなすビーコン動作装置１３０のアドレスを識別する装置アドレスフィールド、チャネル番号、サブチャネル番号（既知の場合）、対応の一次無線システム１２０が当該チャネル（既知の場合）を占有中であるものと予定するときの開始時間、対応の一次無線システム１２０が当該チャネル（既知の場合）を占有中であるものと予定する間の持続長、対応の一次無線システム１２０（既知の場合）についてのＲＳＳＩを含む。

ここで、システム１００内のビーコン動作装置１３０の動作を説明する。

電源投入により、ビーコン動作装置１３０は、先ずチャネル（例えばＴＶチャネル）をスキャンし、他のビーコン動作装置１３０からのビーコンを検索し、有益なものとして、存在しうる他のビーコン５１０を検出するようサブチャネル毎に少なくとも１つのフルのスーパーフレーム期間２００をリッスンする。

このスキャン処理の間にビーコン５１０が受信されない場合、及びビーコン動作装置１３０が、予めプログラムされたチャネルＮｉ（（例えばＴＶ）チャネルＮにおけるサブチャネルｉ）を有し、又はどのチャネルＮにおいてその関連した一次無線システム１２０が動作することになるかを認識する場合、ビーコン動作装置１３０は、それ自身のビーコン期間開始時間（ＢＰＳＴ）を設定し、チャネルＮｉを通じて、当該信号伝達スロットの後に第１のビーコンスロット３００において第１のビーコン５１０を送る。

一方、ビーコン動作装置１３０が予めプログラムされたチャネルＮｉを有せず、どのチャネルＮにおいてその関連の一次無線システム１２０が動作することになるかを認識しない場合、空きチャネルＮを選択し、自己のＢＰＳＴを設定し、チャネルＮｉを通じて、当該信号伝達スロットの後に第１のビーコンスロット３００において第１のビーコン５１０を送る。

他方、ビーコン動作装置１３０は、リッスン又はスキャン期間の間に他のビーコン５１０を受信した場合、予め規定された最大長まで、最も高い数が付された利用不可能なビーコンスロット３００の後に予め規定された数Ｘ（例えばＸ＝８）のビーコンスロット３００内の空のビーコンスロット３００を探す。

特定のチャネルにおいて、ビーコン５１０が送信されるところのサブチャネルｉは、動的に（長い検索処理及び大なる遅延とともに）判定されることができ、或いは、予め割り当てられて、他のビーコン動作装置１３０及び二次無線システム１１０の双方により高速検出を可能にする。

ビーコンスロット３００がビーコン動作装置１３０のために選ばれると、有益的には、ビーコン５１０は、衝突が検出されるか又は短縮が必要とされない限り、同じビーコンスロット３００において常に送られる。

有益的には、いずれのビーコン動作装置１３０も、ビーコン期間３００につき少なくとも１つのビーコン５１０を送る。さらに、ビーコン動作装置１３０は、例えば、自由なビーコンスロット３００があり、隣接するビーコン動作装置１３０が僅かしかないか又は全くない場合、ビーコン期間２１０内の複数のビーコンスロット３００において複数のビーコン５１０を送信してもよい。これは、二次無線システム１１０による検出を容易にすることになる。

ビーコン５１０を受信すると、ビーコン動作装置１３０は、それを処理する。有益なのは、これには、受信したビーコンデータの適用性を判定すること、及び必要に応じて自己のビーコンを更新することが含まれる。例えば、受信中のビーコン動作装置１３０が、現ユーザ（例えば、一次無線システム１２０）をレポートするビーコン５１０を放送するビーコン動作装置１３０から（位置情報に基づいて）「十分遠くに離れて」いる場合、ＰＷＳＯＩＥ情報を再放送する必要性がない。さらに、ビーコンデータは、選択された数（例えばＹ）よりも多いホップについて再放送されない。

また、有益なのは、ビーコン動作装置１３０は、全ての受信したビーコン５１０を処理した後は、その隣接のビーコン動作装置１３０から得られる関連情報を再放送する。

二次無線システム１１０がビーコン動作装置１３０により送信されたビーコンを検出するために、種々の２つのオプションが可能である。

一例において、二次無線システム１１０の帯域外測定能力は、近くのビーコン動作装置１３０のビーコン期間３００を見つけるために用いられる。

第１の構成において、二次無線システム１１０は、どのサブチャネルｉにおいてビーコン動作装置１３０のビーコン期間３００が動作するのかを"推測的に"認識する。その場合、適時帯域外測定能力は、保護されたシステム（例えば、一次無線システム１２０）により占有されるチャネルにおける送信を回避するよう必要なチャネル検出時間内でビーコン動作装置の１３０のビーコン期間３００を検出する。

第２の構成において、ビーコン動作装置１３０は、パイロット信号を用い、二次無線システム１１０がパイロット検出法を使う。

また、ビーコン動作装置１３０は、一次無線システム１２０により占有されるチャネルにおいて積極的に動作し、それらチャネルを通じてビーコン５１０を送信してもよい。これはまた、帯域外ビーコン動作としても知られる。ビーコン期間３００を経て、ビーコン動作装置１３０は、チャネルを占有した際の介在のビーコン５１０を誰が送信するかを動的に取り決める。ビーコン動作装置１３０は、ビーコン送信を交替させることができ、これによりフェーディング及びシャドウイングを良好に軽減させることができる。

図９は、無線通信の方法９００の一模範的実施例を示すフローチャートである。

ステップ９１０において、第１のビーコン動作装置は、第１の範囲にわたり通信するよう適合させられた第１の一次無線システムに関連づけられる。この第１のビーコン動作装置は、少なくとも第２の範囲にわたり通信するように適合させられ、第２の範囲は、第１の範囲よりも大きい。

次に、ステップ９２０において、第１のビーコン動作装置は、他の一次システムが動作可能であるところの複数のチャネルにおいて他の一次無線システムに関連づけられた他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンする。

オプションとして、ステップ９２５において第１のビーコン動作装置は、二次無線システム、又は他の遠隔配置された一次無線システムのためのビーコン動作装置からのビーコンを受信するようにしてもよい。

そこで、ステップ９３０において、他の一次無線システムに関連した他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンした後、第１のビーコン動作装置は、第１のビーコンを、第２の範囲にわたり通信する二次無線システムの無線装置に送信する。第１のビーコンは、第１の一次無線システムによる当該チャネルのうちの第１のものの占有を示すデータを含む。

上述したような構成によれば、次の利点のうちの１つ又は複数を実現することができる。ビーコン動作装置は、当該ビーコンに関連しかつ当該ビーコンに近接して動作する低電力認可装置（例えば、ＦＣＣパート７４ルールの下で動作するもののような無線マイクロフォンシステム）により使用されるチャネルの存在を信号伝達しかつ当該チャネルを識別することができる。互いに近接して動作する複数のビーコンによるスペクトルの使用のし方は、改良することができる。複数の低電力認可装置からのデータは、集約されるようにしてもよい。ビーコンにおける送信チャネルフェーディング及び歪みの有害な作用を緩和することができる。低電力認可装置は、それらのチャネル使用法を調整することが可能なようにしてもよい。

ここでは好適な実施例を開示しているが、多くの変形が、本発明の思想及び範囲内に留まる形で可能である。このような変形は、この明細書、図面及び請求項を検討した後に当業者には明らかとなる筈である。したがって、本発明は、添付の請求項の主旨及び範囲内のものであってこれ以外には限定されるものではない。

システムの一模範的実施例を示す図。 スーパーフレームの一模範的実施例を示す図。 互いの近接場内にある或いは「ビーコンネットワーク」の配置をなす１つ又は複数の一次無線システムに関連したビーコン動作装置によるビーコンの送信のためのビーコン期間の一模範的実施例を示す図。 二次無線システムに関連したビーコン動作装置、及び／又は遠隔配置された１つ又は複数の一次無線システムに関連したビーコン動作装置によるビーコンの送信のためのビーコン期間の一模範的実施例を示す図。 図２のスーパーフレームの一模範的実施例のより詳細な図。 ビーコンフレームペイロードの一模範的実施例を示す図。 ビーコン期間占有情報要素（ＩＥ）の一模範的実施例を示す図。 一次無線システム占有情報要素の一模範的実施例を示す図。 無線通信の方法の一模範的実施例を示すフローチャート。

Claims (22)

1. 第１の範囲にわたり通信を行うように適合させられた第１の一次無線システムと、
   前記第１の一次無線システムに関連づけられ、少なくとも第２の範囲にわたり通信を行うよう適合させられ、前記第２の範囲を前記第１の範囲よりも大きくした第１のビーコン動作装置と、
   を有するシステムであって、
   前記第１のビーコン動作装置は、他の一次無線システムが動作可能であるところの複数のチャネルにおいて当該他の一次無線システムに関連づけられた他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンするように適合させられ、
   当該他の一次無線システムに関連づけられた当該他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンした後に、前記第１のビーコン動作装置は、二次無線システムの無線装置に第１のビーコンを送信するよう適合させられ、
   前記第１のビーコンは、前記第１の一次無線システムによる当該チャネルのうちの第１のものの占有を示すデータを含む、
   システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記二次無線システムは、前記第２の範囲にわたり通信を行う、システム。
3. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のビーコンはさらに、前記第１の一次無線システムにより送信される信号の電力レベルを示すデータと、前記第１の一次無線システムの位置を示すデータとを含む、システム。
4. 請求項３に記載のシステムであって、前記第１のビーコンは、前記第１のビーコンが前記第１のチャネルをさらに占有している間の時間を示すデータを含む、システム。
5. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のビーコンはさらに、第２の一次無線システムによる前記チャネルのうちの第２のものの占有を示すデータを含む、システム。
6. 請求項５に記載のシステムであって、前記第１のビーコンはさらに、前記第２の一次無線システムにより送信された信号の電力レベルを示すデータと、前記第２の一次無線システムのうちの１つの位置を示すデータとを含む、システム。
7. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のビーコン動作装置はさらに、第２の一次無線システムに関連づけられた第２のビーコン動作装置と通信するよう適合させられる、システム。
8. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のビーコン動作装置は、前記第１のチャネル内で前記第１のビーコンを送信するよう適合させられる、システム。
9. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のビーコン動作装置は、スーパーフレームのビーコン期間におけるビーコンスロット内で前記第１のビーコンを送信するよう適合させられる、システム。
10. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のビーコン動作装置は、スーパーフレームのビーコン期間における複数のビーコンスロットにおいて前記第１のビーコンを送信するよう適合させられる、システム。
11. 請求項１に記載のシステムであって、前記第１のビーコン動作装置はさらに、前記二次無線システムからのビーコンを受信するよう適合されられる、システム。
12. 無線通信方法であって、
    第１の範囲にわたり通信を行うよう適合させられる第１の一次無線システムと関連づけられた第１のビーコン動作装置を設け、この第１のビーコン動作装置を、少なくとも第２の範囲にわたり通信するように適合させ、前記第２の範囲を前記第１の範囲よりも大きくすること、
    他の一次無線システムが動作可能なところの複数のチャネルにおいて当該他の一次無線システムに関連した他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンすること、及び
    当該他の一次無線システムと関連づけられた当該他のビーコン動作装置からのビーコンをリッスンした後に、二次無線システムの無線装置に第１のビーコンを送信し、前記第１のビーコンが、前記第１の一次無線システムによる当該チャネルのうちの第１のものの占有を示すデータを含むものとすること、
    を有する方法。
13. 請求項１２に記載の方法であって、前記二次無線システムは、前記第２の範囲にわたり通信を行う、方法。
14. 請求項１２に記載の方法であって、前記第１のビーコンはさらに、前記第１の一次無線システムにより送信される信号の電力レベルを示すデータと、前記第１の一次無線システムの位置を示すデータとを含む、方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、前記第１のビーコンはさらに、前記第１のビーコンがさらに前記第１のチャネルを占有する間の時間を示すデータを含む、方法。
16. 請求項１２に記載の方法であって、前記第１のビーコンはさらに、第２の一次無線システムによる当該チャネルのうちの第２のものの占有を示すデータを含む、方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、前記第１のビーコンはさらに、前記第２の一次無線システムにより送信される信号の電力レベルを示すデータと、前記第２の一次無線システムのうちの１つのものの位置を示すデータとを含む、方法。
18. 請求項１２に記載の方法であって、さらに、前記第１のビーコン動作装置が第２の一次無線システムと関連づけられた第２のビーコン動作装置と通信することを有する方法。
19. 請求項１２に記載の方法であって、前記第１のビーコン動作装置は、前記第１のチャネル内で前記第１のビーコンを送信する、方法。
20. 請求項１２に記載の方法であって、前記第１のビーコン動作装置は、スーパーフレームのビーコン期間におけるビーコンスロット内で前記第１のビーコンを送信する、方法。
21. 請求項１２に記載の方法であって、前記第１のビーコン動作装置は、スーパーフレームのビーコン期間における複数のビーコンスロット内で前記第１のビーコンを送信する、方法。
22. 請求項１２に記載の方法であって、前記二次無線システムからのビーコンを前記第１のビーコン動作装置において受信することをさらに有する方法。

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