JP2006507749A - ロバスト通信システム - Google Patents

Abstract

通信システムにおいて用いる１次局（１０）が記述され、当該システムは、既定のプロトコルに従い動作する。前記１次局は、個別の論理無線チャネルにおいて前記１次局と通信する２次局（１２ａ、ｂ、ｃ）を有する複数のピコネットを管理することが可能である。特に、前記チャネルにおいて利用可能な容量が監視され（２０、２５）、使用中の前記チャネルが制御されて、これにより前記２次局に大量使用時にさえも通信することを可能にさせる。前記１次局は、ロバストな低電力多重無線ネットワークが必要とされる、公共空間（空港及び列車の駅）及び仕事又は家庭の状況設定における無線アクセスポイントとしての応用に適している。

Description

本発明は、通信システムに関し、更に、斯様なシステムにおいて用いる１次局と斯様なシステムを動作する方法とに関する。本発明は、ＺｉｇＢｅｅ^ＴＭ短距離通信システムを組み入れる無線アクセスポイントに関する、特別の、しかし排他的でない、応用例を有する。

近年において、装置に無線通信リンクを介して交信させ、これにより、広大な配線の必要性を回避するのを可能にさせることへの関する興味が増加してきている。斯様な無線リンク用に使用され得る通信システムの１つの例は、Ｚｉｇｂｅｅアライアンス（ｗｗｗ．ｚｉｇｂｅｅ．ｃｏｍ）によって定義される仕様に従い動作する、Ｚｉｇｂｅｅネットワークである。斯様なネットワークは、携帯型計算機（ＰＤＡ、ラップトップ）、携帯電話、照明及び家庭／オフィスにおけるその他の装置間における、非常に低コストな短距離無線リンクを提供し得ることが想像される。ショッピングモール及び空港のような公共空間における斯様なネットワークの他の応用例は、使用者が、例えば無線アクセスポイントを組み込んでいる局又は専用情報端末の近くで、（例えば、特別提供、フライト・ゲート番号又は遅延等の）情報を使用者の携帯電話／ＰＤＡに提供されることが、一般的に想定される。

斯様な空港の応用例において、特に例えば、航空管制問題のような予知できない出来事が発生する場合、同時に情報を得ることを望む多数の使用者が存在し得る。したがって、通信システムの有限な資源は、一度に接続することを許可される登録済み装置／使用者の数に起因する無線メッセージ・トラフィック負荷を有して用いられる単一の無線チャンネルの容量に関して、負担の掛かる状態にされ得、システム崩壊及び／又は使用者の欲求不満に繋がり得る。

国際特許出願第ＷＯ０１／６５８６４号において、１つのシステムが記述され、そこにおいて、使用者に十分な容量の通信資源を検出することを支援する方法及び装置が、記述される。前記方法は、使用者が所望の通信を処理するために十分な容量を持つ固定通信局を見つけることを支援されるように、使用者に利用可能な資源を持つ局の位置情報を与えることを含む。このことは、物理的に離れているが相互接続された多数の局が必要とされるという欠点を有し、更に、局を見つけていた使用者に、他へ移動する不便さの負担を負わせる。

したがって、本発明の目的は、使用者が、多量の使用者要求にもかかわらず情報を得ることが可能である、ロバスト通信システムを提供することである。

本発明の第１態様によると、１次局及び複数の２次局を有する通信システムが与えられ、そこにおいて、第１局は、無線メッセージを既定のプロトコルに従い多数の無線チャネルを介して２次局と交換する手段と、前記チャネルの容量を監視する手段と、少なくとも１つの問合せ２次局によって用いられる前記チャネルを少なくとも部分的に前記監視された容量に基づき制御する手段とを備える。

本発明の第２態様によると、複数の２次局を有する通信システムにおいて用いる１次局が与えられ、そこにおいて、前記第１局は、無線メッセージを既定のプロトコルに従い多数の無線チャネルを介して前記２次局と交換する手段と、前記チャネルの容量を監視する手段と、少なくとも１つの問合せ２次局によって使用される前記チャネルを少なくとも部分的に前記監視された容量に基づき制御する手段とを備える。

本発明の第３態様によると、１次局及び複数の２次局を有する通信システムを運用する方法が与えられ、当該方法は、前記１次局が、無線メッセージを既定のプロトコルに従い多数の無線チャネルを介して前記２次局と交換するステップと、前記チャネルの容量を監視するステップと、少なくとも１つの問合せ２次局によって使用される前記チャネルを少なくとも部分的に前記監視された容量に基づき制御するステップとを備える。

本発明の更なる態様は、１次局を動作する計算機プログラムを与える。

本発明の前記システム、局及び方法の態様は、用いられている無線チャネルが、多量のデータ転送量負荷を経験している状況において、利用可能なチャネルの容量を監視すると共に、２次局を組み込んでいる使用者の装置が通信するのに用いるチャネルを自動的に制御することによって、情報を使用者に与える。したがって、単一の１次局におけるロバスト通信が与えられる。

好まれる実施例において、１次局を組み込む無線アクセスポイントは、ＺｉｇＢｅｅ^ＴＭアライアンス無線標準規格に従い動作し、使用者装置は、情報を得るために１次局に自動的に登録される。その後、システムが、例えばシステムにおける他の使用者（多量の負荷）により、又は無線チャネル干渉により、使用者装置に情報を提供することに問題を経験する場合、当該システムは、装置を自動的に登録解除し、容量を有するチャネルにおいて再登録を許可する。というのも、わずかな（又は０の）登録された局のみが、この容量を有するチャネルを用いているからである。ほとんど容量を有していない（例えば、多数の使用がいる、又は多くの容量を必要とする少数の使用者がいる）チャネルは、使用者が登録するのを許可することを妨げられる。

１次局は、有利には、ビーコン・モードで動作し、そこにおいて、ビーコン信号は、各々無線チャネルにおいて伝送され、各々のチャネルの容量は、このチャネルに関するスーパーフレーム時間毎に利用可能な時間スロットの数を監視することにより監視される。このモードにおいて、保証された時間スロットを必要とする２次局は、斯様な容量を有するように規定されたチャネルを割り当てられ得る。

１次局は、有利には、各々の無線チャネルに関するトランシーバ手段を備える通信モジュールを有する。前記モジュールは、上述のようにトランシーバを監視及び制御する処理手段にリンクされる。前記処理手段は、小型なシングル・ボックス・ソリューション用に１次局内に位置されるか又は、１次局に離れて位置する計算機が、監視及び制御機能性を与え得る。

したがって、単一チャネルにおける通信を指図する既定のプロトコルをサポートする通信システムは、複数の使用者へのサービスを、変化する転送量負荷状況において異なるチャネルにわたり提供することを可能にされる。

本発明の実施例は、添付図面を参照にして、例を用いて、以下に説明される。

図は、概略的であり、縮尺通りに描かれていないことを注意されなければならない。これら図の部分の相対的寸法及び比率は、図面における明確さ及び利便性のために、大きさにおいて大げさに又は縮められて示されている。同一の参照符号は、変更された及び異なる実施例において、対応する又は同様な特徴を参照するのに全体的に用いられる。

以下において、我々は、特に、局間におけるメッセージの通信に関してＺｉｇＢｅｅ低電力短距離プロトコルを利用する通信システムを考慮する。また当該システムは、使用者がフライト情報を必要とするような空港の状況設定も参照にして説明される。認められ得るように、他の無線プロトコル及びシステムもまた、２つ以上の無線チャネル／ピコネットを同じ場所において同時に提供及び管理することが有利であるような、多様な状況設定（例えば、テーマパーク、ショッピングモール、映画館、劇場、バス及び列車の駅、家又は職場のネットワーク）において使用され得る。ＺｉｇＢｅｅアライアンス無線プロトコル（ｗｗｗ．ｚｉｇｂｅｅ．ｃｏｍ）に従って動作する実施例が、以下に説明される。前記アライアンスは、このアプリケーションを作成する際に、ＩＥＥＥ^ＴＭと活動し、当該プロトコルをＩＥＥＥ８０２．１５．４として標準化している。前記プロトコルは、単一パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）調整器装置を規定し、この装置は、このネットワークにおいて２５５個までの装置を処理し、前記ネットワークは、直接拡散スペクトル・シーケンス（ＤＳＳＳ）方式を用いて単一無線チャネルにおいて通信し、前記無線チャネルは、２．４ＧＨｚの免許不要のＩＳＭ帯域における１６個の既定のチャネルのうちの１つから選択される。このネットワークは、無線メッセージがポーリング要求に従い交換される、ピア・ツー・ピア・モードで動作し得る。代わりに、このネットワークは、中央マスタが、このネットワークにおける全ての通信を調整する、いわゆるスター・トポロジで動作し得る（この構成は、時折、当業者によって、「マスタ／スレーブ」構成とも呼ばれる）。最大見積ネットワーク・データレートは約２５０ｋｂｉｔｓ／ｓであり、これは、ネットワークにおける全ての装置と共有される。

現実の雑音及び干渉問題を見越し、出願人は、より現実的な最大ペイロード・データレートは、約１００ｋｂｉｔｓ／ｓになると推測する。この装置は、低物理（ＰＨＹ）及び中間アクセス制御層（ＭＡＣ）並びにより高い層（ＨＬ）を有するプロトコル階層化スタックを介して動作する。より高い層は、ネットワーク（ＮＷＫ）層及びアプリケーション・コード（ＡＣ）を有し、例えば、これらは、無線メッセージへの挿入に関するペイロード・データを生成及び初期化する。概念的に、メッセージは、当業者に周知のように、各々の層が次の層に関するヘッダ・フィールド・データを操作し又は加えて、これらの層を介して下へ（上へ）通過する。メッセージは、最終的に、意図される受信者装置による受信のために、エアーインターフェースへパケット形式で伝送される。

ＺｉｇＢｅｅネットワークが当該プロトコルに従い動作する、マスタ／スレーブ又はスター・モードは、選択された単一無線チャネルにおける「ビーコン（ｂｅａｃｏｎｉｎｇ）」データのモードであり、そこにおいて、ネットワーク調整器は、２次局（使用者装置）が受信し反応する周期的参照信号又はビーコン信号を単一無線チャネルにおいて送信する。参照ビーコンは、データが意図される又は保留中の２次局の表示（例えば、固有のＩＤ）を含み、該２次局は、多重アクセス・プロトコルに従い応答する。スター・トポロジ又はピア・ツー・ピア・トポロジのどちらかにおいて動作する全ての装置は、固有の６４ビット拡張アドレスを有する。このアドレスは、装置がネットワークに関係する場合、ＰＡＮ内における直接通信に関して用いられ得、又はＰＡＮ調整器によって割り当てられる短アドレスにマップされ得る。

ＰＡＮ識別子は、無線の影響領域内における、他のいずれかのネットワークによって現在用いられる、いかなる他の識別子とも衝突しないように選択される。一度ＰＡＮのＩＤが選択されると、ＰＡＮ調整器は、他の装置がネットワークに参加することを可能にし得る。パケットの通信は、伝送されたデータパケットの受信を確かめるために、ＺｉｇＢｅｅにおいて一般的に確認応答される（ＡＣＫ）。

ＺｉｇＢｅｅの他の特徴は、装置が、伝送する前に無線周波数チャネルが空いていることを確認するのに用いる、搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）アルゴリズムを含む。しかし、このことは、第１装置が周波数チャネルが空いていることを確認することに続いて伝送を準備する短い間隔において、第２装置が周波数チャネルを確認することにより生じる衝突を回避しない。ランダム指数的バックオフ方式のような、コンテンション（競合）解決方式は、第１及び第２装置が、同じ瞬間にリトライするのを防ぐように試みるのに、好ましくは用いられる。

ＺｉｇＢｅｅ方式は、ピコネットに参加を望んでいる２次局が、ビーコンを探し調べる、基本登録すなわち列挙過程を与える。（登録過程の例は、本文書中に参照として組み込まれ、読者が今指し示される、２００１年１０月２５日公開の、出願人の同時係属中の国際出願第ＷＯ０１２８１５７号に記述される）。ビーコンを検出すると、その後、２次局は、ネットワーク及び装置ＩＤが交換される登録を要求し得る（調整器は、使用時において、より短い１６又は８ビットの無線符号／識別子を装置に割り当てることが好ましいが、ＺｉｇＢｅｅは、１つの装置に関して６４ビットの固有識別子を定義する。）。調整器は、メッセージに関するこれらの割り当てられた符号のルーティング・テーブルを記憶する。登録に続いて、装置は、他のネットワークから又はこのネットワークにおける他の装置からのメッセージを、無線メッセージのヘッダ・フィールドにおけるソース／宛先／ネットワークアドレスを表すＩＤによって無視する一方で、無線メッセージを調整器と交換することが可能である。

図１は、有限無線範囲（図において破線の円１１及び半径ｒで表される）にわたり、複数２次局１２ａ（Ｓ１）、１２ｂ（Ｓ２）及び１２ｃ（Ｓ３）と、通信するのに動作可能な１次局を有するシステムを示す。図において、Ｓ１及びＳ２は、第１無線チャネル（ＣＨ１）を用いてＰＳと無線で通信し、局Ｓ３は、第２無線チャンネル（ＣＨ２）を介して通信している。ＰＳ並びにＳ１及びＳ２は、第１ネットワーク（すなわちピコネット）を事実上形成し、一方でＰＳ及び装置Ｓ３は、第２ネットワーク（すなわちピコネット）を形成する。空港の状況設定に関するこの実施例において、Ｓ１、Ｓ２及びＳ３で表される局は、通常、標準ＺｉｇＢｅｅ無線モジュールを具備する、携帯電話、ハンドヘルド計算機（ＰＤＡ）及びラップトップのような使用者の携帯用装置を表す。しかし、前記局は、前記局が例えば電灯スイッチ、電灯、サーミスタ、ＤＶＤプレーヤ、リモートコントロール・ユニット及びテレビ受像機のようなＺｉｇＢｅｅ内蔵装置を示し得る、家庭ネットワーク状況設定を考慮する場合に容易に明らかであるように、移動可能な装置に制限されない。

図２は、揮発性メモリ２２及び（例えば、光コンパクト・ディスク及び／又は磁気ハードディスク駆動装置を有し得る）不揮発性記憶装置２４に結合されたマイクロプロセッサ２０（μｐ）を有する１次局１０のブロック図である。この処理器は、使用者の装置１２ａ、ｂ及びｃへ供給され得る（例えば、フライト出発ゲート及びフライト遅延）情報を記憶するデータベース２８（ＤＢ）への（例えば、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）又はインターネットを介し得る）リンク２６も有する。マイクロプロセッサ２０は、通信モジュール２９へ更に結合される２７。通信モジュールへの結合２７は、従来のＰＣがマイクロプロセッサ及び記憶装置を与えるように用いられる場合において、例えばユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ハブ（図示せず）を介し得、又は、この結合は、完全統合型シングル・ボックス・ソリューション用の（この実施例において示される）専用データ・バスを介し得る。通信モジュールは、この実施例において、１６個のブロック２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、・・・、２９ｐを有し、各々のチャネルに関して１つのブロックが、２．４ＧＨｚにおけるＺｉｇＢｅｅ方式で利用可能である。各々のブロックは、ＺｉｇＢｅｅピコネット・マスタ、すなわち調整器装置の機能を連携して実行するマイクロコントローラ及びトランシーバを有し、各々は、このブロックのピコネットに属する２次局との無線メッセージの伝送と受信を調整する。

不揮発性記憶装置２４に記憶される計算機プログラム（ＰＲＧ）２５が、与えられるが、この時、このプログラムは、メモリ２２へロードされる場合に、マイクロプロセッサ２０にデータ・バス２７を介し無線チャネルの容量を監視するように命令すると共に、（以下により詳細に記述されるように）２次局がどの無線チャネルを用いるのかを制御する命令を有する。

図３Ａは、モジュール２９のブロック２９ａの１つの一般的な例を概略的に示す。ブロック２９ａは、トランシーバ３４に結合されたマイクロコントローラ３０を有する。このブロックは、ＺｉｇＢｅｅ無線プロトコル・スタック３６を記憶する、（この実施例において別々に与えられて示されるが、応用例の必要条件に応じてマイクロコントローラ内に埋め込まれ得る）プロトコル及びアプリケーション・メモリ３２を有する。このスタックの下層は、受信された無線メッセージ３４が、上層ネットワーク（ＮＷＫ）及びアプリケーション・コード（ＡＣ）層３６ａへ渡されるのに介される、物理層（ＰＨＹ）及び中間アクセス制御（ＭＡＣ）層を有する。

図３Ｂは、無線ヘッダ／ペイロード・データ・パケットすなわちメッセージ３８の構造例を示す。メッセージは、ヘッダ情報（例えば、通常、ＺｉｇＢｅｅにおいて、装置製造者及び装置／２次局を示す８バイト固有番号である送信者固有識別子）を含有する、様々なフィールド３８ａを有する。またアプリケーション・データ３８ｂ及びチェックサム（Ｃ）フィールドも、与えられる。パケット無線システムの当業者に周知のように、メッセージ（サービス及びプロトコル・データ・ユニットＳＤＵ及びＰＤＵ）の部分は、無線標準規格において定義される様々な層において／に関連して動作される。またメモリ３２は、ブロックのピコネットのメンバ（ｍｅｍｂｅｒｓ）の無線識別子が維持されるルーティング・テーブルも記憶する。

この実施例における図１及び図２の１次局１０は、１６個までのＺｉｇＢｅｅ・ピコネットが同じ場所において同時に動作され得、各々のピコネットが別々の無線チャネルにおいて動作する、複合アクセスポイントとして動作することが可能であるハードウェアを与えることを注意されるべきである。更に、マイクロプロセッサ２０は、各々のピコネットについての情報を（複数の）ブロックから得ることが可能であり、特に、各々のピコネットのメンバの数及びどの無線チャネルが使用中であるかを監視することが可能である。

この実施例において、ブロック２９ａ及び２９ｂは、上述のビーコン・モードで動作している。図４を参照にして、ビーコン信号４０は、便利には、１６個の等サイズにされた時間スロット４２に分割されている、スーパーフレーム時間によって分離される。ビーコン信号は、各々のスーパーフレームの第１スロットにおいて伝送され、ビーコン信号間の時間は、通常、１５ｍｓである。

この時間４４の一部は、２次局がＣＳＭＡ／ＣＡの仕組みを介してチャネルを求めて競うと共にＺｉｇＢｅｅ標準規格が更にフレームの残りの部分が特定の装置に保証されることを可能にする、コンテンション期間（ＣＰ）を有する。したがって、このモードにおいて、装置は、チャネルアクセスを求めて競い、許可される場合、保証された時間スロット４６（ＧＴＳ）を要求し割り当てられ得る。１フレーム内において、保証された時間スロットを有することを、最大で７個までの装置に許可することは一般的である。

たった１つの装置が、フレームの大部分を占める保証された時間スロットを要求する場合、チャネルにアクセスすることを試みる他の装置は、データのパケットを無線メッセージ中において、送信するのにわずかな時間（少数のスロット４２）しか持たない。実際に、いかなる単独の装置にも利用可能な帯域は、減らされる。したがって、２次局によって経験されるデータ・スルー・プットは、コンテンション期間にアクセスを得る装置に依存し、後に続いて、どの程度保証された時間が利用可能か、及びどのくらいのデータが伝送／受信されることが必要であるかに依存する。

出願人は、同時又は同様な時間に情報をネットワーク調整器から必要とする多数の人々が関与する空港無線アクセスポイント又は同様な状況設定が、現実的には、一度にほんの少数の、保障された時間スロットを要求する装置のみをサービスすることが可能であり得、多数の使用者が情報を要求している多忙な時間帯においては、ロバストでないことが分かることを理解していた。

混雑しているネットワークは、例えば、３人の異なる使用者が、同時に１０ｋｂｙｔｅ（８０ｋｂｉｔ）データ・ファイルを要求する場合に、発生し得る。約１００ｋｂｉｔｓ／ｓの容量を有する先行技術の単一チャネル１次局調整器は、要求される２４０ｋｂｉｔｓのデータを伝達するのに、少なくとも２．４秒をかける。本発明に従い構築される多重アクセス調整器に関して（及び、少なくとも３つのチャネル・ブロック２９ａ、２９ｂ及び２９ｃを有するこの例に関して）、使用者装置は、データが１秒以内に同時に転送されることを可能にする別々チャネルに登録され得る。

同様な容量問題は、費用のおかげで広範囲の装置にどこにでも存在し得るが、単一のチャネルにおける通信のみを同時には可能にする、いかなる安価で低電力な無線プロトコルにも存在することが予想される。

［前記システムを動作する方法］
本発明の方法を実施するシステムを動作する１つの例示の手法において、マイクロプロセッサは、各々のブロックに登録された２次局の数を監視し、既定の閾数より大きい又は等しい２次局の数を有するブロックに新しい問合せ２次局からの登録要求を拒否するように命令する。平均して、少ない量のデータが、多数の使用者と１次局との間において交換されることを予想される応用例において、閾値を比較的高く設定することが有利である。例えば、各々のチャネルは、閾値をチャネル毎に５人の使用者に設定し得るように、２５５人の使用者装置までが接続することを許可する。このことは、８０人の使用者が一度にＰＳに接続することを可能にし、一方で、各々の装置に重要な割合の帯域（従来システムにおけるような、８０人の使用者が、単一チャネルにおいて動作する単一１次局調整器に接続される場合の８０分の１チャネル容量と比較し、平均して装置毎に５分の１のチャネル容量）を保証する。このことは、バス２７を介して関連データを通過させる、計算機プログラム２５及び各々のブロック２９ａ、２９ｂ、・・・、２９ｐのアプリケーション・コードによって得られる。例えば、マイクロプロセッサ２０は、関連データを局のＩＤのリストの形式で（アプリケーション・コードを介して与えられる）マイクロコントローラ・テーブルから得ることによって、ブロック毎の登録された装置の数を監視する。

ブロックが「フル」であり、このブロックに登録された２次局の数が閾値と等しい又はより大きい場合、その後、このブロックのアプリケーション・コードは、登録に関する将来の要求を防ぐ命令を受信する。このことは、ＭＡＣ層にＰＡＮ情報ベース（ＰＩＢ）を変更することを命令する、このブロックのアプリケーション層によって制御され得る。ブロックは、管理されたオブジェクトのデータベースを保つようにＰＩＢを維持することに責任を担う。ブロックが、２次装置に関する（ＺｉｇＢｅｅで定義される）ｍａｃＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｅｒｍｉｔフラグを、偽（ｆａｌｓｅ）に設定する場合、この装置によるネットワークに後に参加するいかなる要求も拒否され得る。

これに続いて、２次局からのピコネットに参加するいかなる要求も、拒否され得るが、一方で、より多くの容量を有する他のブロックは、斯様な要求を受け入れ得るのに利用可能であり得る。

使用者が、一度彼の装置を（例えば、単に、彼の装置を無線アクセスポイント１０から範囲ｒの外へ運ぶことによって）ピコネットから分離／登録解除する場合、その後、ブロック命令は、リセットされ、ブロックは、新しい登録を受け入れることが自由になる。

代わりに、閾値数は、平均及びピーク・データ・レートのような要素を含む１次局の使用において統計的に決定され得る様々な要素に従い、動的に調整され得る。列車の駅又はショッピングモールの状況設定において、日中における繁忙期（ラッシュ時間／ランチ時間）及び閑静期を決定し、これに従い閾値を動的に調整することは可能であり得る。

上記の主なステップは、図５において示され、そこにおいて、計算機プログラム２５は、処理器２０に、
ピコネット毎に閾値を設定し５０（ＳＥＴ・ＴＨＲ）、続いて、チャネルＣＨ_ｉが監視され５２、ここにおいてこのピコネットを用いる２次局の数が処理器２０に戻され、その後、比較ステップ５４（ＣＯＭ）において、この数字を閾値と比較し、
この結果が、閾値より小さい場合、分岐５６が続き、そして、次のチャネルが選択され（ＩＮＣｉ）、プログラムが監視ステップ５２にループして戻り継続する、ステップ５８へ続き、
閾値より小さくない場合、このピコネットを用いて２次局の数が閾値と同じか大きいかを決定するプログラムは、このチャネルを用いるブロック２９ａが更なる登録を阻止するように命令される制御ステップ６０（ＣＴＲＬ）を実行し、そして監視ステップ５２へループして戻り継続する。

別の関連する方法において、閾値は、初めに１（すなわち、チャネル毎に１つの装置）に設定され、したがって、各々のブロックは、更なる要求を受け入れないよう命令される前に１つの登録のみを受け入れる。全ての（この実施例において）１６個のブロックが、１人の登録された使用者を有する場合、その後、計算機プログラムは、閾値をインクリメントする。しがって、各々のチャネルは、問合せする使用者の到着に関して順次的に用いられる。この例において、最初の１６個の装置は、ビーコン間における全ての利用可能な時間スロットを割り当てられる。一度、１７個目の装置が登録を要求すると、その後、この要求を受け入れるブロックは、利用可能なスロット（及びしたがって帯域）をこの装置のピコネットにおける他の装置と共有する必要がある。この方法は、（例えば、空港においてラップトップを有する使用者が、遅延させられることがあり得、無線アクセスポイントによって提供されるゲームを遊ぶことによって暇つぶしをすることを望み得、このゲームは、低待ち時間の接続、すなわち保証された時間スロットＧＴＳを必要とする場合）大量の情報を必要とする使用者が、融通され得るという有利な点を有する。

上記の方法は、更に、以下の方法と組み合わされ得、多くのＧＴＳ期間を好ましくは必要とする使用者は、この使用者が現在参加しているピコネットより忙しくないチャネル／ピコネットを、動的に再割り当てされ得る。このことは、分離通知命令（局をネットワーク／ピコネットから事実上蹴り出すＺｉｇＢｅｅ命令）を第２局へ送信し、この局を少ない又は全く使用者のない（監視ステップ５２において決定されたブロック）に再登録することによって得られる。

代わりの実施例において、（おそらく、ビデオ・クリップ又は個人的なファイルを交換する）高い容量の必要条件を有する２人以上の使用者は、データを、２次局が連携されるネットワーク／チャネル間におけるブリッジとして働く１次局を介して交換する。

前述において、１次局を用いるシステムが説明され、このシステムは、接続された装置の活動及び必要条件が監視される方法に従い動作し、接続用に利用可能なチャネルは、この監視される動的な使用に従い管理される。当該システムは、特定の無線プロトコルに従い通信することが可能な通信モジュールを有する。

通信モジュールは、この通信モジュールが設計される対象であるプロトコル及び応用状況設定に応じて、異なるブロックの数を有し得る。例えば、家庭ネットワーク１次局は、照明、暖房及び民生電子機器ピコネットが操作される３つのブロックを有し得、各々は、対応する別々のチャネルにおいて動作する。

代わりに、通信モジュールは、単一トランシーバ・アーキテクチャを単一受信器及び多重伝送器と共に有し、単一複合トランシーバは、マイクロプロセッサによって直接制御され、上述のような前記方法を働かせる。

更に、本実施例は、ＺｉｇＢｅｅ無線プロトコルを参照にして説明されているが、本発明の当該方法及び装置は、ネットワーク又はピコネットが、多数の論理無線チャネルのうちの１つにおいて動作し、容量が大量使用時に制限され得る、他の無線プロトコルにおける応用例も有し得る。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ^ＴＭは、執筆時において存在する斯様な無線プロトコルの１つの例である。

上記において、通信システムにおいて用いる１次局が記述され、当該システムは、既定のプロトコルに従い動作する。１次局は、独立した論理無線チャネルにおいて１次局と通信する２次局を有する複数のピコネットを管理することが可能である。特に、チャネルにおいて利用可能な容量は監視され、使用中のチャネルは制御され、これにより２次局に大量使用時にさえも通信することを可能にさせる。前記１次局は、ロバストな低電力多重無線ネットワークが必要とされる、公共空間（空港及び列車の駅）及び仕事又は家庭の状況設定における無線アクセスポイントとしての応用に適している。

他の変更態様は、本開示を読解することにより、当業者にとって明らかである。斯様な変更態様は、無線通信システム及びこのシステムの構成部品の設計、製造及び使用において既知である他の特徴を含み得、これらの特徴は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本文書において既に記述された特徴の代わりに又は追加して用いられ得る。

図１は、通信システムの図である。 図２は、無線チャネル・ブロックを有する１次局の概略図である。 図３Ａは、無線チャネル・ブロック及び無線プロトコル・スタックを示す。 図３Ｂは、一般的な無線メッセージの図である。 図４は、ビーコン・スーパーフレームの図である。 図５は、本発明に従い１次局を動作する方法を示すフロー図である。

Claims (14)

1. １次局及び複数の２次局を有する通信システムを動作する方法であって、当該方法は、
   前記１次局が、無線メッセージを既定のプロトコルに従い多数の無線チャネルを介して前記２次局と交換するステップと、
   前記チャネルの容量を監視するステップと、
   少なくとも１つの問合せ２次局によって使用される前記チャネルを、少なくとも一部は前記監視された容量に基づいて制御するステップと、
   を有する、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記チャネル容量を監視するステップが、
   チャネル毎に登録された２次局の数を既定の閾値に対し比較するステップと、
   前記既定の閾値に等しい又は上回るチャネル毎に登録された２次局の数を有するチャネルに関する登録をブロックするステップと、
   と有する、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、登録された２次局の最低数を有する前記監視されたチャネルが、問合せ２次局を登録するのに用いられる、方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、ビーコン信号が各々の無線チャネルにおいて伝送され、各々のチャネルの容量が、このチャネルに関してフレーム時間毎に利用可能な時間スロットの数を監視することによって監視される、方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、保証された時間スロットを要求する前記問合せ２次局が、前記要求に関して、利用可能な未使用時間スロットを有する無線チャネルを割り当てられる、方法。
6. １次局及び複数の２次局を有する通信システムであって、前記１次局は、無線メッセージを既定のプロトコルに従い多数の無線チャネルを介して前記２次局と交換する手段と、前記チャネルの容量を監視する手段と、少なくとも１つの問合せ２次局によって使用される前記チャネルを、少なくとも一部は前記監視された容量に基づいて制御する手段とを有する、通信システム。
7. 複数の２次局を有する通信システムにおいて用いる１次局であって、前記１次局は、
   無線メッセージを既定のプロトコルに従い多数の無線チャネルを介して前記２次局と交換する手段と、前記チャネルの容量を監視する手段と、少なくとも１つの問合せ２次局によって使用される前記チャネルを、少なくとも一部は前記監視された容量に基づいて制御する手段とを有する、１次局。
8. 請求項７に記載の１次局であって、無線メッセージを交換する前記手段が、前記監視及び制御手段に結合される複数のトランシーバを有する通信モジュールを有し、各々のトランシーバが、単一無線チャネルを動作する、１次局。
9. 請求項７又は８に記載の１次局であって、前記監視手段は、夫々のチャネルにおいてトランシーバによって伝送される周期的ビーコン信号間における利用可能な時間スロットを監視し、前記制御手段が、利用可能な未使用時間スロットを有する無線チャネルを少なくとも１つの問合せ２次局に割り当てる、１次局。
10. 請求項７に記載の１次局であって、前記既定のプロトコルが、ＺｉｇＢｅｅ無線プロトコルである、１次局。
11. 計算機プログラムであって、１次局を形成するプログラマブル装置において実行される場合、該プログラマブル装置に請求項１のステップを実施させるコードを有する計算機プログラム。
12. 計算機プログラムであって、１次局にリンクされる計算機において実行される場合、該プログラマブル装置に請求項１のステップを実施させるコードを有する計算機プログラム。
13. 計算機プログラムであって、１次局を形成するプログラマブル装置において実行される場合、該プログラマブル装置に請求項１のステップを実施させるコードを運ぶ担体上の計算機プログラム。
14. 計算機プログラムであって、１次局にリンクされる計算機において実行される場合、該プログラマブル装置に請求項１のステップを実施させるコードを運ぶ担体上の計算機プログラム。

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