特表 2023-516021 無線通信ネットワークのアドレス指定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-17

(54)【発明の名称】無線通信ネットワークのアドレス指定システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 12/08 20210101AFI20230410BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20230410BHJP

   H04W 76/11 20180101ALI20230410BHJP

   H04W 12/69 20210101ALI20230410BHJP

【ＦＩ】

H04W12/08

H04W84/18

H04W76/11

H04W12/69

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022552155

(86)(22)【出願日】2021-03-02

(85)【翻訳文提出日】2022-10-24

(86)【国際出願番号】 FI2021050148

(87)【国際公開番号】W WO2021176140

(87)【国際公開日】2021-09-10

(31)【優先権主張番号】20205231

(32)【優先日】2020-03-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＺＩＧＢＥＥ

(71)【出願人】

【識別番号】518245157

【氏名又は名称】ワイヤパス オイ

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100185269

【弁理士】

【氏名又は名称】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】ピルスカネン ユホ

(72)【発明者】

【氏名】カセヴァ ヴィレ

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA22

5K067DD17

5K067EE25

5K067HH21

(57)【要約】

本願は、無線通信ネットワーク（１０２）のアドレス指定システム（１００）に関する。前記システムは、第１の通信装置（１０４ａ）及び第２の通信装置（１０４ｂ）を含む。前記第１及び第２の通信装置（１０４ａ、１０４ｂ）は、前記ネットワークの複数の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）のグループに属する。各通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つとの双方向無線通信を提供するように構成される。各通信装置は、前記通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）をアドレス指定し、前記ネットワークにおける通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に使用される長いノード識別子（Ｌ－ＩＤ）を有するステップ（３２２）を実行する。各通信装置は、それと前記複数の通信装置に属する他の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）との間の専用通信において前記通信装置を識別する短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）を生成するステップ（３２８）を実行するように構成される。各通信装置は、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくとも前記通信装置の生成された短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケット（２０８）の制御部分（２１４）に含め、前記通信装置間の通信のセキュリティを確保するために、少なくとも前記通信装置の長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分（２１６）に含めるステップ（３３０、３３８、３４２、３４４）を実行するように構成される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信ネットワーク（１０２）のアドレス指定システム（１００）であって、
第１の通信装置（１０４ａ）と、
第２の通信装置（１０４ｂ）と、を含み、
前記第１及び第２の通信装置（１０４ａ、１０４ｂ）は、前記ネットワークの複数の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）のグループに属し、各通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つとの双方向無線通信を提供するように構成され、
各通信装置は、前記通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）をアドレス指定し、前記ネットワークにおける通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に使用される、長いノード識別子（Ｌ－ＩＤ）を有し（３２２）、
各通信装置は、それと前記複数の通信装置に属する他の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）との間の専用通信において前記通信装置を識別する短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）を生成するように構成され（３２８）、
各通信装置は、更に、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくともその生成した短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケット（２０８）の制御部分（２１４）に含め、それらの通信のセキュリティを確保するために、少なくともその長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分（２１６）に含めるように構成される（３３０、３３８、３４２、３４４）、アドレス指定システム（１００）。

【請求項2】

前記短いノード識別子は、前記長いノード識別子よりも少ないビットを有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１の通信装置は、少なくとも前記第２の通信装置にブロードキャストされるビーコンとしての第１のパケットを決定する（３３０）場合に、前記第１のパケット（２０８）の制御部分（２１４）における送信機アドレスとしての前記第１の通信装置の短いノード識別子と、前記第１のパケットの別の部分（２１６）における前記第１の通信装置の長いノード識別子と、を使用するように構成される、請求項１～２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項4】

前記第２の通信装置は、第２のパケット（２０８）の制御部分（２１４）における、送信機アドレスとしての前記第２の通信装置の短いノード識別子及び受信機アドレスとしての前記第１の通信装置の短いノード識別子と、前記第１の通信装置に関連付け要求として送信される別の部分における前記第２の通信装置の長いノード識別子と、を使用するように構成される、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１の通信装置は、第１及び第２の通信装置の関連付けを完了するための、前記第２の通信装置に送信される関連付け肯定応答としての第３のパケットを決定する（３４４）場合に、前記第３のパケット（２０８）の制御部分（２１４）における、送信機アドレスとしての前記第１の通信装置の短いノード識別子及び受信機アドレスとしての前記第２の通信装置の短いノード識別子と、前記第３のパケットの別の部分（２１６）における前記第１の通信装置の長いノード識別子及び前記第２の通信装置の長いノード識別子と、を使用するように構成される、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１の通信装置は、前記第２のパケットの制御部分をチェックして、前記短いノード識別子が前記第１の通信装置に知られている他の短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）と類似するかどうかを検出し（３４０）、そのような一致が存在すると、前記第２の通信装置に送信される関連付け否定応答としての第４のパケットを決定する（３４２）場合に、前記第４のパケット（２０８）の制御部分（２１４）における、送信機アドレスとしての前記第１の通信装置の短いノード識別子及び受信機アドレスとしての前記第２の通信装置の短いノード識別子を使用するように構成される、請求項４又は５に記載のシステム。

【請求項7】

前記第２の通信装置は、前記第４のパケットを受信した場合、前記第２の通信装置の短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）を再生成し（３４３）、前記第１の通信装置への新しい応答として再伝送するために、前記第２の通信装置の再生成した短いノード識別子により第２のパケットを再決定する（３３８）ように構成される、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記関連付けられた第１及び第２の通信装置は、前記通信パケット（２０８）の制御部分（２１４）に送信機アドレス及び受信機アドレスとして含められたそれらの短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）により前記通信パケット（２０８）を互いにアドレス指定するように構成される、請求項１～７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

各通信装置は、前記ネットワークにおいて前記通信パケット（２０８）の制御部分（２１４）からの各短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）をチェックして、任意の短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）がその生成した短いノード識別子と類似するかどうかを検出し（３３４）、そのような一致が存在すると、その短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）を再生成する（３３６）ように構成される、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記ネットワークは、デジタル欧州コードレス電話ＤＥＣＴ－２２０ベースのネットワーク、無線メッシュネットワーク、無線ブルートゥース・ロー・エナジー（ＢＬＥ）ベースの無線ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、スレッドネットワーク、Ｚｉｇｂｅｅネットワーク、公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）又はセルラーネットワークである、請求項１～９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

無線通信ネットワーク（１０２）のアドレス指定方法（３２０）であって、
前記ネットワークの複数の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）のグループに属する少なくとも第１及び第２の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）を示すステップと、
前記通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）をアドレス指定し、前記ネットワークにおける通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に長いノード識別子（Ｌ－ＩＤ）を使用するために、前記長いノード識別子（Ｌ－ＩＤ）を各通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）により示すステップ（３２２）と、
前記通信装置と前記複数の通信装置に属する他の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）との間の専用通信において前記通信装置を識別するために、短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）を各通信装置により生成するステップ（３２８）と、
各通信装置により、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくとも前記通信装置の生成した短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケット（２０８）の制御部分（２１４）に含め、それらの双方向無線通信のセキュリティを確保するために、少なくとも前記通信装置の長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分（２１６）に含めるステップ（３３０、３３８、３４２、３４４）と、を含むアドレス指定方法（３２０）。

【請求項12】

コントローラ部（４２４）と、
データ転送部（４２６）と、を含み、
前記データ転送部は、少なくとも１つの別の無線通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）との双方向無線通信を提供するように構成され、
前記コントローラ部は、前記通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）をアドレス指定し、無線通信ネットワーク（１０２）における通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に使用される、長いノード識別子（Ｌ－ＩＤ）を示す（３２２）ように構成され、
前記コントローラ部は、前記通信装置と前記ネットワークの他の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）との間の専用通信において前記通信装置を識別する短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）を生成する（３２８）ように構成され、
前記コントローラ部は、更に、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくとも前記通信装置の生成した短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケット（２０８）の制御部分（２１４）に含め、通信のセキュリティを確保するために、少なくとも前記通信装置の長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分（２１６）に含める（３３０、３３８、３４２、３４４）ように構成される、無線通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）。

【請求項13】

無線通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）のアドレス指定方法（１００）であって、
前記通信装置のデータ転送部（４２６）により、少なくとも１つの別の無線通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）との双方向無線通信を提供するステップと、
前記通信装置をアドレス指定し、無線通信ネットワーク（１０２）における通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に長いノード識別子（Ｌ－ＩＤ）を使用するために、長いノード識別子（Ｌ－ＩＤ）を前記通信装置のコントローラ部（４２４）により示すステップ（３２２）と、
前記通信装置と前記ネットワークの他の通信装置（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）との間の専用通信において前記通信装置を識別するために、短いノード識別子（Ｓ－ＩＤ）を前記コントローラ部により生成するステップ（３２８）と、前記コントローラ部により、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくともその生成した短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケット（２０８）の制御部分（２１４）に含め、通信のセキュリティを確保するために、少なくともその長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分（２１６）に含めるステップ（３３０、３３８、３４２、３４４）と、を含むアドレス指定方法（１００）。

【請求項14】

コンピュータにより実行されると、少なくとも請求項１３に記載の方法のステップを前記コンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラム（４６０）。

【請求項15】

請求項１４に記載のコンピュータプログラム（４６０）を含む有形の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、一般的に、無線通信ネットワークのアドレス指定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ノードアイデンティティ（ＩＤ）は、パケット伝送においてノードアイデンティティを頻繁にシグナリングする必要がある任意の無線技術において、データの送信機とデータの受信機を識別するために使用される。データパケットの受信機ＩＤとして設定されたノードＩＤは、受信機での伝送を互いに分離するために使用され、すなわち、受信機は、該受信機のためのメッセージに対してのみ動作する。データパケットの送信機ＩＤとして設定されたノードＩＤは、受信機が送信機に対して正しい動作を実行できるように、送信機を識別するために使用される。

【0003】

異なる装置がチャネルに個別にアクセスし、かつパケットを送信できる無線通信システム、例えば、ブルートゥース・ロー・エナジー（ＢＬＥ）（登録商標）ネットワーク、及びＷｉ－Ｆｉ（登録商標）ネットワークなどの無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）などにおいて、各パケット伝送に受信機ＩＤと送信機ＩＤの両方を含める必要がある。

【0004】

ノードＩＤは、送信機及び受信機の少なくともローカルな一意性を提供するのに十分な長さ、つまりビット数を必要とし、全てのパケット伝送において送信される。これは、例えば３２ビット又は４８ビットであってもよく、４８ビットは、既に２^４８個のアドレスを有するグローバルな一意性を提供することができる。

【0005】

ＢＬＥシステムは、パケットの物理層（ＰＨＹ）ヘッダーの後のパケットの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ヘッダーに、４８ビットの長さを有する受信機及び送信機ＩＤ（アドレス）を使用する。ＷＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ）システムにおいて、一例として、各パケットは、基本サービスセット（ＢＳＳ）ＩＤと、そのＭＡＣヘッダーにある４８ビットの長さを有する送信機及び受信機ＩＤとを含む。これは、ＷＬＡＮシステムにおける各伝送に４８ビットの長さを有するＢＳＳ ＩＤと、４８ビットの長さを有する受信機ＭＡＣアドレスと、４８ビットの長さを有する送信機ＭＡＣアドレスとが含まれる、非常に厳しく強制されたパケット解決手段を引き起こす。

【0006】

各パケット伝送における受信機ＩＤ及び送信機ＩＤのこのようなビットシーケンスは、特にデータ伝送が十分に小さい場合に、かなりの量のオーバーヘッドであり、これは、モノのインターネット（ＩｏＴ）動作の場合に発生する可能性がある。例えば、ＩｏＴ装置によって１つのデータバーストとして送信されるデータ量が３２バイトである場合、各パケット伝送における受信機ＩＤ及び送信機ＩＤがいずれも３２～４８ビットであると、オーバーヘッドは、これらのＩＤにより２５％～３７．５％を占める。

【発明の概要】

【0007】

本発明の１つの目的は、既知の解決手段の欠点を解消し、無線通信ネットワークのアドレス指定システムを提供することであり、その通信装置は、分散スキーム及び最小限のシグナリングを用いて短いノード識別子を割り当て、集中的割り当て及び調整を回避し、依然としてハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）動作をサポートする。

【0008】

本発明の１つの目的は、独立請求項に記載のアドレス指定システム、通信装置、方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ可読媒体を提供することにより達成される。

【0009】

本発明の実施形態は、独立請求項に開示されている。

【0010】

本発明の一実施形態は、無線通信ネットワークのアドレス指定システムである。前記システムは、第１の通信装置及び第２の通信装置を含む。前記第１及び第２の通信装置は、前記ネットワークの複数の通信装置のグループに属する。各通信装置は、前記複数の通信装置のうちの少なくとも１つとの双方向無線通信を提供するように構成される。各通信装置は、前記通信装置をアドレス指定し、前記ネットワークにおける通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に使用される長いノード識別子を有する。各通信装置は、それと前記複数の通信装置に属する他の通信装置との間の専用通信において前記通信装置を識別する短いノード識別子を生成するように構成される。各通信装置は、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくとも前記通信装置の生成した短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケットの制御部分に含め、前記通信装置間の通信のセキュリティを確保するために、少なくともその長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分に含めるように構成される。

【0011】

本発明の一実施形態は、無線通信ネットワークのアドレス指定方法である。前記方法は、前記ネットワークの複数の通信装置のグループに属する少なくとも第１及び第２の通信装置を示すステップを含む。前記方法は、前記通信装置をアドレス指定し、前記ネットワークにおける通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に長いノード識別子を使用するために、前記長いノード識別子を各通信装置により示すステップを更に含む。前記方法は、前記通信装置と前記複数の通信装置に属する他の通信装置との間の専用通信において前記通信装置を識別するために、短いノード識別子を各通信装置により生成するステップを更に含む。前記方法は、各通信装置により、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくとも前記通信装置の生成した短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケットの制御部分に含め、前記通信装置間の双方向無線通信のセキュリティを確保するために、少なくとも前記通信装置の長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分に含めるステップを更に含む。

【0012】

本発明の一実施形態は、無線通信ネットワークの無線通信装置である。前記装置は、コントローラ部及びデータ転送部を含む。前記データ転送部は、少なくとも１つの別の無線通信装置との双方向無線通信を提供するように構成される。前記コントローラ部は、前記通信装置をアドレス指定し、無線通信ネットワークにおける通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に使用される長いノード識別子を示すように構成される。前記コントローラ部は、前記通信装置と前記ネットワークの他の通信装置との間の専用通信において前記通信装置を識別する短いノード識別子を生成するように構成される。前記コントローラ部は、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくとも前記通信装置の生成した短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケットの制御部分に含め、通信のセキュリティを確保するために、少なくとも前記通信装置の長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分に含めるように構成される。

【0013】

本発明の一実施形態は、無線通信装置のアドレス指定方法である。前記方法は、前記通信装置のデータ転送部により、少なくとも１つの別の無線通信装置との双方向無線通信を提供するステップを含む。前記方法は、前記通信装置をアドレス指定し、無線通信ネットワークにおける通信の少なくとも１つのセキュリティ手順に長いノード識別子を使用するために、長いノード識別子を前記通信装置のコントローラ部により示すステップを更に含む。前記方法は、前記通信装置と前記ネットワークの他の通信装置との間の専用通信において前記通信装置を識別するために、短いノード識別子を前記コントローラ部により生成するステップを更に含む。前記方法は、前記コントローラ部分により、通信パケットの送信機をその受信機に通知するために、少なくとも前記通信装置の生成した短いノード識別子を送信機アドレスとして前記通信パケットの制御部分に含め、通信のセキュリティを確保するために、少なくとも前記通信装置の長いノード識別子を前記通信パケットの別の部分に含めるステップを更に含む。

【0014】

本発明の一実施形態は、前述の装置の実施形態に係るコンピュータにより実行されると、少なくとも前述の方法の実施形態のステップを前記コンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラムである。

【0015】

本発明の一実施形態は、前述のコンピュータプログラムの実施形態に係るコンピュータプログラムを含む有形の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体である。

【0016】

本発明の更なる実施形態は、従属請求項に開示されている。

【0017】

本発明の例示的な実施形態は、添付の図面を参照しながら説明される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】アドレス指定システムの無線通信環境を示す。

【図2a】パケットの例示的なフォーマットを示す。

【図2b】ＭＡＣ ＰＤＵ構造の例を示す。

【図3】アドレス指定方法のフローチャートを示す。

【図4】無線通信装置の各部を示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、アドレス指定システム１００が適用され得る環境を示す。

【0020】

該環境は、複数の無線通信装置（ノード）１０４、１０４ａ、１０４ｂを含む無線通信ネットワーク（システム）１０２を含む。装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、例えば、例示的な環境内に、同じ地理的領域で同じスペクトルで動作する。同じスペクトルの使用により、装置１０４、１０４ａ、１０４ｂの間で双方向通信が可能になり、すなわち、ネットワーク１０２の１つの装置１０４、１０４ａ、１０４ｂにより送信された無線伝送は、ネットワーク１０２の別の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂにより受信され得、その逆も同様である。

【0021】

システム１００は、パケット伝送においてノード識別子（アイデンティティ、ＩＤ）の頻繁なシグナリングを使用する任意の無線通信ネットワーク１０２に適用され得る。好ましくは、システム１００は、ＤＥＣＴ（デジタル欧州コードレス電話）－２０２０標準に準拠する無線通信ネットワーク１０２に適用され得る。システム１００が適用され得るいくつかの非限定的な例は、ＢＬＥメッシュネットワーク、スレッドネットワーク、Ｚｉｇｂｅｅネットワーク、公衆陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）、ＷＬＡＮネットワーク、セルラーネットワーク、又は無線センサーネットワークなどの無線メッシュネットワーク及び／又は他の無線ネットワークを含むが、これらに限定されない。

【0022】

典型的には、ネットワーク１０２の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、１つの無線技術、例えば、ＢＬＥ伝送又はＷＬＡＮ伝送を用いた伝送を受信することができ、これらの伝送は全て同じネットワーク１０２からのものである。しかしながら、ネットワーク１０２の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂのうちの少なくとも１つは、少なくとも２つの無線技術、例えば、ＢＬＥ伝送及びＷＬＡＮ伝送を用いた伝送を受信することができ、これらの伝送は全て同じネットワーク１０２からのものである。

【0023】

ＤＥＣＴ－２０２０は、ＥＴＳＩにより開発された無線アクセス技術である。ＤＥＣＴ－２０２０は、大規模マシンタイプ通信（ｍＭＴＣ）と超高信頼性低遅延通信（ＵＲＬＬＣ）をサポートする。物理（ＰＨＹ）層では、ＤＥＣＴ－２０２０の主要な技術コンポーネントは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）と、適応変調及び符号化スキーム（ＭＣＳ）と、最新のチャネル符号化方法（Ｔｕｒｂｏ、ＬＤＰＣ、畳み込み符号化）と、スケジュールされた伝送とコンテンションベースの伝送の両方のためのＨＡＲＱと、異なる多入力多出力（ＭＩＭＯ）ストリームによるマルチアンテナ伝送のサポートとである。媒体アクセス（ＭＡＣ）層では、システムの態様によると、ＤＥＣＴ－２０２０の主要な技術コンポーネントは、多数のＩｏＴセンサー、アクチュエータ、及びその他の産業用アプリケーションのサポートと、メッシュネットワークトポロジーのサポートと、非常に短い遅延でのＵＲＬＬＣ通信のサポート（典型的なアプリケーションは無線マイクであってもよい）と、免許免除の周波数での動作と、複数のネットワーク間でスペクトルリソースを共有するためのコグニティブ無線機能を備えた、複数の重複する非調整ネットワークのサポートとである。

【0024】

図２ａは、システム１００に使用されるパケット２０８の例示的なフォーマットを示す。システム１００は、このパケットフォーマットに限定されず、当然、他の任意のフォーマットを使用してもよい。

【0025】

パケット２０８は、図に示すようなＰＨＹ層パケット２０８であってもよいが、これに限定されない。

【0026】

パケット２０８のフォーマットは、同期トレーニングフィールドシンボル（ＳＴＦＳ）のフィールド２１０、チャネルトレーニングフィールド（ＣＴＦ）２１２、ＰＨＹヘッダーフィールド、すなわちＰＨＹ制御フィールド（部分）２１４、及びデータフィールド２１６を含む。ＳＴＦＳフィールド２１０は、受信装置１０４、１０４ａ、１０４ｂに時間及び周波数同期を提供するために使用され、更に、受信装置１０４、１０４ａ、１０４ｂの利得を調整するなどの他の目的に使用されてもよい。ＣＴＦフィールド２１２は、受信装置１０４、１０４ａ、１０４ｂにおけるチャネル推定目的のために使用される。ヘッダーフィールド２１４は、データフィールド２１６がどのように送信されるかについての必要な情報を送信するために使用される。ヘッダーフィールド２１４は、変調及び符号化スキーム（ＭＣＳ）に使用される情報、ネットワークアドレス（アイデンティティ、識別子、ＩＤ）、受信機アドレス（アイデンティティ、識別子、ＩＤ）、送信機アドレス（アイデンティティ、識別子、ＩＤ）、パケット２０８を送信するために使用される伝送電力、ＨＡＲＱプロセス番号、新しいデータインジケータ、パケット２０８の冗長バージョン及び／又はＨＡＲＱフィードバック情報を含むが、これらに限定されない。データフィールド２１６は、少なくとも１つのＭＡＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を含み、ＨＡＲＱ動作で再送信されるフィールドである。

【0027】

ヘッダーフィールド２１４は、送信機（送信装置）１０４、１０４ａ、１０４ｂを表す（識別する）識別情報、すなわち送信機識別子を含む。代替的又は追加的に、ヘッダーフィールド２１４は、受信機（受信装置）１０４、１０４ａ、１０４ｂを表す（識別する）識別情報、すなわち受信機識別子を更に含んでもよい。ヘッダーフィールド２１４は、巡回冗長検査（ＣＲＣ）により保護され得るため、受信装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、ヘッダーフィールド２１４の受信が正しいことを保証することができる。ヘッダーフィールド２１４におけるＣＲＣの長さは、例えば、８又は１６ビットであってもよい。

【0028】

他の長さのヘッダーフィールド２１４も可能であるが、ヘッダーフィールド２１４の長さは、２６～１２０ビットであってもよい。好ましくは、ヘッダーフィールド２１４の長さは、約５０～８０ビットであってもよく、パケット２０８のフォーマットにより決定され得る。代替的又は追加的に、ヘッダーフィールド２１４の長さは、ＣＴＦフィールドが制御チャネルビットを転送するために使用され得るかどうかにより決定され得る。以上、ヘッダーフィールド２１４の長さについて説明したが、パケット２０８が任意の他の層のパケットである場合、パケット２０８のヘッダーフィールド２１４にも同様である。

【0029】

図２ｂは、システム１００に使用されるＭＡＣ ＰＤＵ構造２１８の例を示す。システム１００は、この構造に限定されず、任意の構造を使用してもよい。

【0030】

ＭＡＣ ＰＤＵ構造２１８は、ＭＡＣヘッダーフィールドと、ＭＡＣ ＰＤＵデータの少なくとも１つの部分とを含む。

【0031】

ＭＡＣヘッダーフィールドは、ＭＡＣ ＰＤＵデータのコンテンツを受信装置１０４、１０４ａ、１０４ｂに示すだけでなく、ＭＡＣレベルのセキュリティの必要なパラメータを（使用される場合に）搬送するために使用される。ＭＡＣレベルのセキュリティがＭＡＣヘッダーフィールドを除くＭＡＣ ＰＤＵの他の全てのフィールドを暗号化することが期待され、完全性保護は、完全なＭＡＣ ＰＤＵからのメッセージ完全性コード（ＭＩＣ）で提供され、ＭＡＣ ＰＤＵの最後に追加される。

【0032】

図３は、アドレス指定方法３２０がどのように前述のパケット２０８の伝送に使用されるか、及び装置１０４、１０４ａ、１０４ｂが前述のシステム及びネットワーク１００、１０２においてどのように動作するかを示す。

【0033】

方法３２０は、主に、いずれも同じネットワーク１０２に属する２つの装置１０４ａ、１０４ｂ、すなわち第１の装置１０４ａ及び第２の装置１０４ｂを使用することにより説明され、該ネットワーク１０２は、複数の他の装置１０４も含んでもよい。

【0034】

ステップ３２２では、ネットワーク１０２の各装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、そのコントローラ部４２４により、長いノード識別子（長いＩＤ、長いアドレス）Ｌ－ＩＤを示し、該長いノード識別子は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉネットワークに使用される４８ビットのイーサネットＭＡＣアドレスなどの３２～４８ビットの長さを有する識別子であってもよい。示したＬ－ＩＤは、グローバルに一意であるか、又は少なくともネットワーク１０２において一意であり、ネットワーク１０２において装置１０４、１０４ａ、１０４ｂが動作するか又は動作することを好む。

【0035】

各装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、上述したように、ネットワーク１０２において、各装置のデータ転送部４２６により、少なくとも１つの他の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂとの双方向無線通信を提供することができ、すなわち、少なくとも１つのデータパケット２０８を他の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂに送信し、他の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂから少なくとも１つのデータパケット２０８を受信することができる。言い換えると、各装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、送信機及び／又は受信機として機能してもよい。

【0036】

方法３２０では、開始時に、装置１０４ａは、送信機として機能し、装置１０４ｂは、受信機として機能し、これらの役割が相互通信中に装置１０４ａ、１０４ｂ間で変化する。好ましくは、送信機及び受信機装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、互いに同一であってもよい。しかしながら、本発明は、これに限定されない。

【0037】

この示した１０４、１０４ａ、１０４ｂのそれぞれのＬ－ＩＤは、ネットワーク１０２において動作する他の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂから装置１０４、１０４ａ、１０４ｂを識別し（アドレス指定し）、また少なくとも１つのセキュリティ手順、例えば、ネットワーク１０２において通信されるデータの暗号化及び／又は完全性保護に使用される。

【0038】

ステップ３２８では、各装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、ネットワーク１０２における他の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂと通信するために他の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂとの関連付けを開始しようとするか、又はネットワーク１０２に参加するためにネットワーク１０２との関連付けを開始しようとする場合に、各装置のコントローラ部４２４により、例えば、８～３２ビットの長さを有する識別子であってもよいランダムな短いノード識別子（短いＩＤ、短いアドレス）Ｓ－ＩＤを生成する（割り当てる）。Ｓ－ＩＤは、Ｌ－ＩＤよりも短くなるように生成され、Ｌ－ＩＤよりも少ないビットを含むことを意味する。Ｓ－ＩＤは、例えば、８、１６、２４又は３２ビットの長さであってもよいが、ＤＥＣＴ－２０２０において、１６又は２４ビットの長さであることが望ましい。

【0039】

１０４、１０４ａ、１０４ｂのそれぞれの生成したＳ－ＩＤは、ネットワーク１０２における２つの装置１０４、１０４ａ、１０４ｂの間の専用通信（関連付け）、例えば、一意的なパケット伝送において、装置１０４、１０４ａ、１０４ｂを他の装置１０４、１０４ａ、１０４ｂから識別し、区別する。

【0040】

各装置１０４、１０４ａ、１０４ｂがそのＬ－ＩＤを有し、装置１０４、１０４ａ、１０４ｂのうちの１つ（この例では、装置１０４ａ）が、ネットワーク１０２における少なくとも１つの他の装置１０４、１０４ｂとの関連付けを開始し、少なくとも１つの他の装置１０４、１０４ｂと通信しようとする場合、装置１０４ａは、それ自体のためにランダムなＳ－ＩＤを生成する。

【0041】

ステップ３３０では、装置１０４ａは、ビーコンパケット２０８を決定する。装置１０４ａは、そのコントローラ部４２４により、生成したＳ－ＩＤを送信機アドレスとして、ブロードキャストされるビーコンパケット２０８の制御部分（フィールド）２１４、例えばＰＨＹ制御フィールドに含め、パケット２０８を確保するために、装置１０４ａのＬ－ＩＤをプレーンテキストとしてビーコンパケット２０８の別の部分（フィールド）、例えばデータフィールド２１６に含める。ビーコンパケット２０８は、ネットワーク１０２における全ての装置１０４、１０４ｂ又は装置１０４、１０４ｂの特定のグループにブロードキャストされ、そこで、Ｓ－ＩＤは、制御部分２１４に（「受信機アドレス」として）示される。パケット２０８の残りは、暗号化され、完全性が保護されるか、又はプレーンテキストとして送信される。次に、装置１０４ａは、そのデータ転送部４２６により、他の装置１０４、１０４ｂと関連付けるための意図として、Ｓ－ＩＤ及びＬ－ＩＤの両方が含められた生成されたビーコンパケット２０８をブロードキャストし始める。

【0042】

８～３２ビットの長さを有するＳ－ＩＤを使用して、パケット２０８の制御部分２１４での伝送のオーバーヘッドを減少させる。特に、実質的に短いスロットを使用するパケット２０８において、アプリケーション層データのための短いスロットを効率的に使用するために、制御部分２１４のオーバーヘッドを最小化することができる。例えば、ＤＥＣＴ－２０２０は、スロットの長さが１０ｍｓ／２４＝０．４１６６６ｍｓのみであり、すなわち、パケット（フレーム）時間が１０ｍｓで、パケットが２４のタイムスロットに分割され、２７ｋＨｚのサブキャリア間隔を有する１．７２８ＭＨｚチャネル帯域幅をサポートする。

【0043】

装置１０４ａがそのビーコンパケット２０８をブロードキャストする場合、装置１０４ａは、他の装置１０４、１０４ｂの無線通信をリッスンし、かつ動作するこれらの装置１０４、１０４ａと同様の他の装置１０４、１０４ｂからビーコンパケット２０８を受信するために、装置１０４ａのデータ転送部４２６により、同時に環境を検出することができる。これらの動作中に、装置１０４ａは、装置１０４ａのコントローラ部４２４により、検出した通信パケット２０８の制御部分２１４に含められたＳ－ＩＤを検出し、検出したＳ－ＩＤを装置１０４ａのコントローラ部４２４により装置１０４ａの記憶部４３２に記録（記憶）する。

【0044】

他の装置１０４、１０４ｂの各々も同様に動作し、すなわち、それらは、ネットワーク１０２における他の装置１０４、１０４ａの無線通信をリッスンし、コントローラ部４２４により、他の装置１０４、１０４ａの検出したＳ－ＩＤのいずれかが他の装置１０４、１０４ｂ自身のＳ－ＩＤと類似するかどうかをチェックする。

【0045】

ステップ３３４では、他の装置１０４、１０４ｂのうちの１つ（この例では、装置１０４ｂ）は、そのデータ転送部４２６により、ブロードキャストされたビーコンパケット２０８を装置１０４ａから受信した場合、コントローラ部４２４により、受信したビーコンパケット２０８の制御部分２１４からの装置１０４ａのＳ－ＩＤを検出し、装置１０４ｂのコントローラ部４２４により、装置１０４ａの含められたＳ－ＩＤが、装置１０４ｂ自体のＳ－ＩＤ又は装置１０４ｂに既に知られている任意の他の記録されたＳ－ＩＤと類似するかどうかをチェックする。

【0046】

ステップ３３６では、そのような一致が存在する場合、すなわち、装置１０４ｂが、装置１０４ａの受信したＳ－ＩＤが装置１０４ｂのＳ－ＩＤと類似することを検出した場合、装置１０４ｂは、ステップ３２８で説明したのと同様に、それ自体の新しいＳ－ＩＤを再生成し（再割り当て）、戻ってその環境をリッスンする。

【0047】

ステップ３３８では、そのような一致が存在しない場合、ビーコンパケット２０８のデータ部分２１６から装置１０４ａのＬ－ＩＤを既に検出し、装置１０４ａに関連付けようとする装置１０４ｂは、そのコントローラ部４２４により、関連付け要求パケット２０８を決定する。装置１０４ｂは、そのＳ－ＩＤを送信機アドレスとして、装置１０４ａのＳ－ＩＤを受信機アドレスとして関連付け要求パケット２０８の制御部分２１４に含める。また、装置１０４ｂは、少なくともそのＬ－ＩＤをプレーンテキストとして別の部分、例えば、関連付け要求パケット２０８のデータ部分２１６に含める。パケット２０８の残りは、暗号化され、完全性が保護される。装置１０４ｂはまた、装置１０４ａのＬ－ＩＤをデータ部分２１６に含め得る。そして、装置１０４ｂは、関連付け要求パケット２０８を決定した後、関連付け要求パケット２０８をそのデータ転送部４２６により装置１０４ａに送信（ユニキャスト伝送）する。

【0048】

ステップ３４０では、装置１０４ａは、そのデータ転送部４２６により、装置１０４ｂから関連付け要求パケット２０８を受信した場合、コントローラ部４２４により、受信した関連付け要求パケット２０８の制御部分２１４からの装置１０４ｂのＳ－ＩＤを検出し、コントローラ部分４２４により、装置１０４ｂの含められたＳ－ＩＤが、装置１０４ａ自体のＳ－ＩＤ又は装置１０４ａに既に知られている任意の他の記録されたＳ－ＩＤに類似するかどうかをチェックする。

【0049】

ステップ３４２では、そのような一致が存在する場合、すなわち、装置１０４ａが、装置１０４ｂの受信されたＳ－ＩＤが、装置１０４ａのＳ－ＩＤ又は何らかの他の記録されたＳ－ＩＤと類似することを検出した場合、装置１０４ａは、そのコントローラ部４２４により、関連付け否定（ＮＡＣＫ）応答パケット２０８を決定する。装置１０４ａは、そのＳ－ＩＤを送信機アドレスとして、装置１０４ｂのＳ－ＩＤを受信機アドレスとして、ＮＡＣＫ応答パケット２０８の制御部分２１４に含め、次に、ＮＡＣＫ応答パケット２０８をデータ転送部４２６により装置１０４ｂに送信する。

【0050】

ステップ３４３では、装置１０４ｂは、ＮＡＣＫ応答パケット２０８を受信した後、ステップ３２８、３３６で説明したのと同様に、装置１０４ｂ自体の新しいＳ－ＩＤを再生成し、次に、戻って、ステップ３３８で説明したのと同様に、装置１０４ｂの新しいＳ－ＩＤにより新しい関連付け要求パケット２０８を決定し、再送信する。

【0051】

ステップ３４４では、そのような一致が存在しない場合、関連付け要求パケット２０８のデータ部分２１６からの装置１０４ｂのＬ－ＩＤを既に検出し、装置１０４ｂと関連付けようとする装置１０４ａは、そのコントローラ部４２４により、関連付け肯定（ＡＣＫ）応答パケット２０８を決定する。装置１０４ａは、そのＳ－ＩＤを送信機アドレスとして、装置１０４ｂのＳ－ＩＤを受信機アドレスとして、ＡＣＫ応答パケット２０８の制御部分２１４に含め、次に、関連付けを完了するためにＡＣＫ応答パケット２０８をデータ転送部４２６により装置１０４ｂに送信する。また、装置１０４ａは、装置１０４ａ、１０４ｂのＬ－ＩＤのうちの少なくとも１つを、ＡＣＫ応答パケット２０８の別の部分、例えば、データ部分２１６に含め得る。

【0052】

装置１０４ａ、１０４ｂ間の前述の関連付けシグナリングは、Ｌ－ＩＤとＳ－ＩＤの関係を交換するために使用され、そこで、Ｓ－ＩＤを使用してリンク層でＨＡＲＱ動作が可能になり、Ｌ－ＩＤを使用して暗号化及び完全性保護が可能になる。

【0053】

ステップ３４６では、関連付けを完了した後、装置１０４ａが装置１０４ｂからデータパケット２０８を受信する前に、装置１０４ｂは、そのＳ－ＩＤを送信機アドレスとして、装置１０４ａのＳ－ＩＤを受信機アドレスとして、データパケット２０８の制御部分２１４に含める。データパケット２０８のセキュリティ手順は、装置１０４ｂのＬ－ＩＤ又は装置１０４ａ、１０４ｂの両方のＬ－ＩＤを使用することにより行われる。装置１０４ｂは、暗号化マスク及び完全性保護計算（ＭＩＣの計算）において装置１０４ｂのＬ－ＩＤを使用することによりセキュリティ手順を実行するが、装置１０４ｂ又は装置１０４ａのＬ－ＩＤを含まなくてもよい。

【0054】

装置１０４ａがデータパケット２０８を受信した場合、装置１０４ａは、データパケット２０８の制御部分２１４から取得した装置１０４ｂのＳ－ＩＤを使用して、装置１０４ｂの正しいＬ－ＩＤを取得し、装置１０４ｂのＬ－ＩＤ又は装置１０４ａ、１０４ｂの両方のＬ－ＩＤを使用することにより、暗号解除及び完全性保護チェックを実行する。装置１０４ｂは、上述したように、関連付け完了ステップ３４４で、正しいＳ－ＩＤとＬ－ＩＤの関係情報を取得する。

【0055】

装置１０４ａ、１０４ｂの役割は、当然、逆であってもよい。

【0056】

正しいＳ－ＩＤとＬ－ＩＤの関係情報がなければ、完全性保護は、失敗し、データパケット２０８は、破棄される。したがって、無線インタフェースを介したＬ－ＩＤの伝送は回避される。装置１０４の他の通信ペアが装置１０４ａ及び１０４ｂと同じＳ－ＩＤを使用し、かつ１０４ｂがそのようなデータパケットを受信しても、データは上位層に誤って転送されることがない。

【0057】

関連付けが終了しない限り、パケット伝送による装置１０４ａ、１０４ｂ間の通信が存在する。終了は、関連付けを終了する終了パケット２０８により実行されてもよく、装置１０４ａ、１０４ｂ間の通信が何らかの理由、例えば、所定の時間内に通信が欠如するという理由で、中断されたときに発生してもよい。

【0058】

Ｓ－ＩＤの生成は、システム１００を提供し、システム１００において、Ｌ－ＩＤがネットワーク全体の一意性を提供し、Ｓ－ＩＤが各装置の無線近隣においてローカルリンクレベルの一意性を提供する場合、各装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、２つの独立した識別子を有する。Ｌ－ＩＤは、リンク層セキュリティ手順、例えば、暗号化及び完全性保護の基礎として使用され、かつパケットルーティングのためのメッシュネットワーク動作に使用される。

【0059】

図４は、ネットワーク１０２において通信し、アドレス指定方法３２０を実行できる装置１０４、１０４ａ、１０４ｂを示す。

【0060】

装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、装置１０４、１０４ａ、１０４ｂが前の図の文脈で説明したように動作するように、その各部４２６、４３２、４４８、４５０、４５２の動作を制御するコントローラ（制御）部４２４を含む。

【0061】

コントローラ部４２４は、オペレータ開始及び／又はコンピュータプログラム開始の命令を実行し、アプリケーションを実行するためにデータを処理するプロセッサ部４４８を含む。プロセッサ部４４８は、少なくとも１つのプロセッサ、例えば、１つ、２つ、３つ又はそれ以上のプロセッサを含んでもよい。

【0062】

コントローラ部４２４は、また、データを記憶し維持するためにメモリ部４３２を含む。データは、命令、コンピュータプログラム及びデータファイルであってもよい。メモリ部４３２は、少なくとも１つのメモリ、例えば、１つ、２つ、３つ又はそれ以上のメモリを含んでもよい。

【0063】

装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、また、コントローラ部４２４が使用するデータ転送部４２６及びアンテナ部４５０を含むことにより、アンテナ部４５０を介して、コマンド、要求及びデータをシステム１００におけるエンティティのうちの少なくとも１つ、例えば、装置１０４、１０４ａ、１０４ｂに送信する。データ転送部４２６は、また、システム１００におけるエンティティのうちの少なくとも１つ、例えば、装置１０４、１０４ａ、１０４ｂからアンテナ部４５０を介してコマンド、要求及びデータを受信する。装置１０４、１０４ａ、１０４ｂのデータ転送部４２６とシステム１００における他のエンティティとの間の通信は、アンテナ部４５０を介して無線で提供される。

【0064】

装置１０４、１０４ａ、１０４ｂは、また、電源部４５２を含む。電源部４５２は、装置１０４、１０４ａ、１０４ｂに電力を供給するための構成要素、例えば、バッテリー及びレギュレーターを含む。

【0065】

メモリ部４３２は、少なくとも、データ転送部４２６を動作させる（制御する）データ転送アプリケーション４５４と、アンテナ部４５０を動作させるアンテナアプリケーション４５６と、電源部４５２を動作させる電源アプリケーション４５８とを記憶する。

【0066】

メモリ部分４３２は、また、コントローラ部４２４により、コンピュータ、例えば装置１０４、１０４ａ、１０４ｂにおいて実行されると、少なくともこの説明及び図で前述した装置１０４、１０４ａ、１０４ｂの動作を実行するために、各部４２６、４４８、４５０、４５２のうちの少なくとも１つを使用するコンピュータプログラム４６０（ソフトウェア、アプリケーション）を記憶する。

【0067】

コンピュータプログラム４６０は、有形の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）タイプの記憶装置に記憶され得る。

【0068】

本発明は、上述の例示的な実施形態を参照しながら上に説明され、そのいくつかの利点が説明される。本発明がこれらの実施形態に限定されるだけでなく、特許請求の範囲内の全ての可能な実施形態を含むことは明らかである。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】