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特表2024-503233ワイヤレス通信システムのためのデータパケットトランザクションタイミングソリューション
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(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】2024-01-25
(54)【発明の名称】ワイヤレス通信システムのためのデータパケットトランザクションタイミングソリューション
(51)【国際特許分類】
   H04W 28/04 20090101AFI20240118BHJP
   H04W 72/12 20230101ALI20240118BHJP
   H04W 72/54 20230101ALI20240118BHJP
   H04W 84/18 20090101ALI20240118BHJP
【FI】
H04W28/04 110
H04W72/12
H04W72/54 110
H04W84/18
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023537439
(86)(22)【出願日】2021-12-21
(85)【翻訳文提出日】2023-06-19
(86)【国際出願番号】 FI2021050904
(87)【国際公開番号】W WO2022136739
(87)【国際公開日】2022-06-30
(31)【優先権主張番号】20206369
(32)【優先日】2020-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI
(81)【指定国・地域】
(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】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヒルヴィ、ハンヌ
(72)【発明者】
【氏名】ユヴェン、ヴィッレ
【テーマコード(参考)】
5K067
【Fターム(参考)】
5K067AA13
5K067AA14
5K067DD11
5K067EE02
5K067EE25
5K067EE71
5K067GG09
5K067HH28
(57)【要約】
本発明は、複数の無線装置を含むワイヤレス通信システムに関する。複数の無線装置の各々は、データパケットを送受信することができる。少なくとも1つの無線装置は送信されたデータパケットに応じて、1つまたは複数の隣接無線装置から受信されたACKパケットと、観測されたACKパケットに基づいて、1つまたは複数の隣接無線装置のACKギャップ期間の長さを決定し、ACKギャップ期間の決定された長さに基づいて、そのACKリスニング持続時間を調整するように構成されている。本発明はまた、ワイヤレス通信システムのための方法、ワイヤレス通信システムのための無線装置、無線装置のための方法、コンピュータプログラム、および有形の不揮発性コンピュータ可読媒体に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の無線装置(102、202、204)を含むワイヤレス通信システム(100)であって、
複数の前記無線装置(102、202、204)の各々はデータパケット(220)を送信および受信することが可能であり、
複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの無線装置(102、202、204)は、
送信されたデータパケット(220)に応じて、複数の前記無線装置(102、202、204)に属する1つまたは複数の隣接無線装置(102、202、204)から受信された確認(ACK)パケット(240)を観測し、
観測された前記確認パケット(240)に基づいて、1つまたは複数の前記隣接無線装置(102、202、204)のACKギャップ期間(230)の長さを決定し、
1つまたは複数の前記隣接無線装置(102、202、204)の前記ACKギャップ期間(230)の決定された前記長さに基づいて、そのACKリスニング持続時間(250)を調整する、
ように構成されている、
ワイヤレス通信システム(100)。
【請求項2】
少なくとも1つの前記無線装置(102、202、204)は、1つまたは複数の前記隣接無線装置(102、202、204)の前記ACKギャップ期間(230)の決定された前記長さに基づいて、そのクリアチャネルアセスメント(CCA)持続時間(210)を調整する、ようにさらに構成されている、
請求項1に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項3】
少なくとも1つの前記無線装置(102、202、204)は、
1つまたは複数の前記隣接無線装置(102、202、204)の前記ACKギャップ期間(230)の決定された前記長さを、2つまたは複数のカテゴリに分類し、
そのクリアチャネルアセスメント持続時間(210)を調整するときに、2つまたは複数の前記カテゴリのうちの少なくとも1つを含み、除外し、および/または重み付けする、
請求項2に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項4】
少なくとも1つの前記無線装置(102、202、204)は、隣接無線装置(102、202、204)から受信されたACKギャップ期間(230)情報に基づいて、そのクリアチャネルアセスメント持続時間(210)を調整するように構成され、
受信された前記ACKギャップ期間情報は、前記隣接無線装置自体の前記ACKギャップ期間(230)の長さ、前記隣接無線装置自体のクリアチャネルアセスメント持続時間(210)、および/または、前記隣接無線装置によって観測され受信されたACKパケット(240)に基づいて決定された前記隣接無線装置の1つまたは複数の隣接無線装置の前記ACKギャップ期間(230)の長さを含む、
請求項1~請求項3の何れか1項に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項5】
少なくとも1つの前記無線装置(102、202、204)は、ビーコンパケット内のデータフィールドとして、その支配的なクリアチャネルアセスメント持続時間(210)および/またはACKギャップ期間(230)のその支配的な長さを含むように構成されている、
請求項1~請求項4の何れか1項に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項6】
少なくとも1つの前記無線装置(102、202、204)は、その支配的なクリアチャネルアセスメント持続時間(210)および/または前記ACKギャップ期間(230)のその支配的な長さを、関連パケット交換の部分として、前記ワイヤレス通信システム(100)に関連する少なくとも1つの新しい無線装置に提供するように構成されている、
請求項1~請求項5の何れか1項に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項7】
各送信データパケット(220)は、新しいデータパケット(220)が送信のために準備された場合にのみインクリメントされるシーケンス番号を含む、
請求項1~請求項6の何れか1項に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項8】
複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの無線装置(102、202、204)は、同じシーケンス番号を有するデータパケット(220)を受信することに応じて、そのACKパケット(240)送信期間および/またはそのACKギャップ期間(230)の前記長さを調整するように構成されている、
請求項7に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項9】
少なくとも1つの前記無線装置(102、202、204)は、観測時間ウィンドウ中に、1つまたは複数の前記隣接無線装置(102、202、204)から受信された前記ACKパケット(240)を観測するように構成されている、
請求項1~請求項8の何れか1項に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項10】
少なくとも1つの前記無線装置(102、202、204)は、前記ワイヤレス通信システム(100)内の変化レートに基づいて、前記観測時間ウィンドウの長さを調整するように構成されている、請求項9に記載のワイヤレス通信システム(100)。
【請求項11】
複数の無線装置(102、202、204)を含むワイヤレス通信システム(100)のための方法であって、
複数の前記無線装置(102、202、204)の各々は、データパケット(220)を送信および受信することが可能であり、
送信されたデータパケット(220)に応じて、複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの無線装置が、複数の前記無線装置に属する1つまたは複数の隣接無線装置から受信した確認(ACK)パケット(240)を観測(310)し、
複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの前記無線装置が、観測されたACKパケット(240)に基づいて、1つまたは複数の前記隣接無線装置のACKギャップ期間(230)の長さを決定(320)し、
複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの前記無線装置が、1つまたは複数の前記隣接無線装置の前記ACKギャップ期間(230)の決定された前記長さに基づいて、そのACKリスニング期間(250)を調整(330)する、
ワイヤレス通信システム(100)のための方法。
【請求項12】
ワイヤレス通信システム(100)のための無線装置(102、202、204)であって、
前記無線装置(102、202、204)は、
送信されたデータパケット(220)に応じて、1つまたは複数の隣接無線装置(102、202、204)から受信された確認(ACK)パケット(240)を観測し、
観測された前記ACKパケット(240)に基づいて、1つまたは複数の前記隣接無線装置(102、202、204)のACKギャップ期間(230)の長さを決定し、
1つまたは複数の前記隣接無線装置(102、202、204)の前記ACKギャップ期間(230)の決定された前記長さに基づいて、そのACKリスニング持続時間(250)を調整する、
無線装置(102、202、204)。
【請求項13】
送信された前記データパケット(220)に応じて、前記無線装置が、1つまたは複数の隣接無線装置から受信された確認(ACK)パケット(240)を観測(310)し、
観測された前記ACKパケット(230)に基づいて、前記無線装置が、1つまたは複数の前記隣接無線装置のACKギャップ期間(230)の長さを決定(320)し、
1つまたは複数の前記隣接無線装置の前記ACKギャップ期間(230)の決定された前記長さに基づいて、前記無線装置が、そのACKリスニング持続時間(250)を調整(330)する、
ワイヤレス通信システム(100)内の、請求項12に記載の無線装置(102、202、204)のための方法。
【請求項14】
請求項12に記載の前記無線装置(102、202、204)によって実行されると、前記無線装置(102、202、204)に、少なくとも請求項13に記載の前記方法のステップを実行させる命令を含むコンピュータプログラム(505)。
【請求項15】
請求項14に記載の前記コンピュータプログラム(505)を含む、有形の不揮発性コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に、ワイヤレス通信の技術分野に関する。特に、本発明は、ワイヤレス通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
ワイヤレス通信システム、すなわちワイヤレス通信ネットワークは、互いに通信することができる複数の無線装置を備える。ワイヤレス通信システムの複数の無線装置は互いに通信するために、ワイヤレス通信システムの1つまたは複数の他の無線装置にデータパケットを送信し得る。データパケットの送信は、たとえば、ユニキャスト送信、マルチキャスト送信、またはブロードキャスト送信であり得る。別の無線装置(すなわち、送信装置)からデータパケットを受信することに応じて、受信無線装置は、確認(ACK)パケットを送信装置に送信し得る。ACKパケットは、通常、ユニキャスト通信で使用され、通常、マルチキャスト通信でも使用される。
【0003】
典型的には、ワイヤレス通信システムのパフォーマンスがパケットトランザクションの長さによって著しく影響され得る。ユニキャストパケットトランザクション(すなわち、2つの無線装置間のポイントツーポイントパケットトランザクションまたはパケットトランザクション)は典型的にはクリアチャネルアセスメント(CCA)持続時間、ソース装置(すなわち、送信装置)からターゲット装置(すなわち、受信装置)への実際のデータパケット送信、ACKギャップ期間、およびターゲット装置からソース装置へのACKパケット送信の少なくとも一部を備え得る。CCA持続時間の間、ソースデバイスは送信のために使用されるべきチャネルに輻輳がないかどうか、すなわち、データパケットの送信が、他のすでに進行中の送信に干渉しないかどうかを評価する。実際のデータパケット送信中、ソースデバイスはデータパケットを送信する。ACKギャップ期間中、ターゲットデバイスはソースデバイスによって送信されたデータパケットの受信を処理し、ACKパケットを作成する。ACKパケット送信中、ターゲットデバイスは、ACKパケットをソースデバイスに送信する。
【0004】
典型的には、単一の変調方式では最大長データパケット送信の持続時間およびACKパケット送信の持続時間は固定される。CCA持続時間は隣接内の別の無線デバイスペアがパケットトランザクションをすでに開始している、すなわち、データパケットをすでに送信している場合、誰も、それらのACKギャップ期間中に送信を開始することによって、それらのパケットトランザクションを中断しないように、ACKギャップ期間をカバーすべきである。CCAは多くの場合、CCAを同時に開始するデバイス間の可能な衝突を低減するために、いくつかの追加のランダム遅延とともに含まれ得る。
【0005】
ACKギャップ期間の長さ(したがって、CCA持続時間も)は、異なる実装が受信されたデータパケットを処理し、ACKパケットを作成するために異なる時間量を必要とするので、ワイヤレス通信システム内で変化する。ACKギャップ期間の長さが変化することに伴う少なくとも1つの欠点はワイヤレス通信システム内のすべての無線装置が最も遅い実装に干渉することを回避するために、ACKギャップ期間の最悪の場合の長さ、すなわち、ワイヤレス通信システム内で発生するACKギャップ期間の可能な限り長い長さを使用すべきであることである。これは、ワイヤレス通信システムが最適パフォーマンスで動作しない原因となる。
【0006】
したがって、ワイヤレス通信システムのパフォーマンスを改善するためのソリューションを開発する必要がある。
【0007】
以下は様々な発明の実施形態のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、簡略化された概要を提示する。この概要は、本発明の広範な概要ではない。それは、本発明の主要なまたは重要な要素を特定することも、本発明の範囲を線引きすることも意図されていない。以下の概要は単に、本発明の例示的な実施形態のより詳細な説明の前置きとして、簡略化された形態で本発明のいくつかの概念を提示するに過ぎない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、ワイヤレス通信システム、方法、無線装置、コンピュータプログラム、および有形不揮発性コンピュータ可読媒体を提供することである。本発明の別の目的は、ワイヤレス通信システム、方法、無線装置、コンピュータプログラム、有形不揮発性コンピュータ可読媒体がワイヤレス通信システムのパフォーマンスを改善することである。
【0009】
本発明の目的は、それぞれの独立請求項によって定義されるような、ワイヤレス通信システム、方法、無線装置、コンピュータプログラム、および有形不揮発性コンピュータ可読媒体によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【0010】
第1態様によれば、複数の無線装置を含むワイヤレス通信システムが提供される。複数の前記無線装置の各々はデータパケットを送信および受信することが可能であり、複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの無線装置は、送信されたデータパケットに応じて、複数の前記無線装置に属する1つまたは複数の隣接無線装置から受信された確認(ACK)パケットを観測し、観測された前記確認パケットに基づいて、1つまたは複数の前記隣接無線装置のACKギャップ期間の長さを決定し、1つまたは複数の前記隣接無線装置の前記ACKギャップ期間の決定された前記長さに基づいて、そのACKリスニング持続時間を調整する、ように構成されている。
【0011】
少なくとも1つの前記無線装置は、1つまたは複数の前記隣接無線装置の前記ACKギャップ期間の決定された前記長さに基づいて、そのクリアチャネルアセスメント(CCA)持続時間を調整する、ようにさらに構成されていてもよい。
【0012】
また、少なくとも1つの前記無線装置は、1つまたは複数の前記隣接無線装置の前記ACKギャップ期間の決定された前記長さを、2つまたは複数のカテゴリに分類し、そのクリアチャネルアセスメント持続時間を調整するときに、2つまたは複数の前記カテゴリのうちの少なくとも1つを含み、除外し、および/または重み付けするようにしてもよい。
【0013】
代替的に、もしくは、加えて、少なくとも1つの前記無線装置は、隣接無線装置から受信されたACKギャップ期間情報に基づいて、そのクリアチャネルアセスメント持続時間(210)を調整するように構成されていてもよい。また、受信された前記ACKギャップ期間情報は、前記隣接無線装置自体の前記ACKギャップ期間の長さ、前記隣接無線装置自体のクリアチャネルアセスメント持続時間、および/または、前記隣接無線装置によって観測され受信されたACKパケットに基づいて決定された前記隣接無線装置の1つまたは複数の隣接無線装置の前記ACKギャップ期間の長さを含んでいてもよい。
【0014】
代替的に、もしくは、加えて、少なくとも1つの前記無線装置は、ビーコンパケット内のデータフィールドとして、その支配的なクリアチャネルアセスメント持続時間および/またはACKギャップ期間のその支配的な長さを含むように構成されていてもよい。
【0015】
代替的に、もしくは、加えて、少なくとも1つの前記無線装置は、その支配的なクリアチャネルアセスメント持続時間および/または前記ACKギャップ期間のその支配的な長さを、関連パケット交換の部分として、前記ワイヤレス通信システムに関連する少なくとも1つの新しい無線装置に提供するように構成されていてもよい。
【0016】
各送信データパケットは、新しいデータパケットが送信のために準備された場合にのみインクリメントされるシーケンス番号を含んでいてもよい。
【0017】
また、複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの無線装置は、同じシーケンス番号を有するデータパケットを受信することに応じて、そのACKパケット送信期間および/またはそのACKギャップ期間の前記長さを調整するように構成されていてもよい。
【0018】
少なくとも1つの前記無線装置は、観測時間ウィンドウ中に、1つまたは複数の前記隣接無線装置から受信された前記ACKパケットを観測するように構成されていてもよい。
【0019】
また、少なくとも1つの前記無線装置は、前記ワイヤレス通信システム内の変化レートに基づいて、前記観測時間ウィンドウの長さを調整するように構成されていてもよい。
【0020】
第2態様によれば、複数の無線装置を含むワイヤレス通信システムのための方法が提供される。複数の前記無線装置の各々は、データパケットを送信および受信することが可能であり、送信されたデータパケットに応じて、複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの無線装置により、複数の前記無線装置に属する1つまたは複数の隣接無線装置から受信した確認(ACK)パケットを観測し、複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの前記無線装置により、観測されたACKパケットに基づいて、1つまたは複数の前記隣接無線装置のACKギャップ期間の長さを決定し、複数の前記無線装置のうちの少なくとも1つの前記無線装置により、1つまたは複数の前記隣接無線装置の前記ACKギャップ期間の決定された前記長さに基づいて、そのACKリスニング期間を調整する。
【0021】
第3態様によれば、ワイヤレス通信システムのための無線装置が提供される。前記無線装置は、送信されたデータパケットに応じて、1つまたは複数の隣接無線装置から受信された確認(ACK)パケットを観測し、観測された前記ACKパケットに基づいて、1つまたは複数の前記隣接無線装置のACKギャップ期間の長さを決定し、1つまたは複数の前記隣接無線装置の前記ACKギャップ期間の決定された前記長さに基づいて、そのACKリスニング持続時間を調整する。
【0022】
第4態様によれば、ワイヤレス通信システム内の、上記無線装置のための方法が提供される。前記方法は、送信された前記データパケットに応じて、前記無線装置により、1つまたは複数の隣接無線装置から受信された確認(ACK)パケットを観測し、観測された前記ACKパケットに基づいて、前記無線装置により、1つまたは複数の前記隣接無線装置のACKギャップ期間の長さを決定し、1つまたは複数の前記隣接無線装置の前記ACKギャップ期間の決定された前記長さに基づいて、前記無線装置により、そのACKリスニング持続時間を調整する。
【0023】
第5態様によれば、コンピュータプログラムが提供され、前記コンピュータプログラムは、前記無線装置によって実行されると、前記無線装置に、少なくとも上記方法のステップを実行させる命令を含む。
【0024】
第6態様によれば、上記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媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1図1は、本発明によるワイヤレス通信システムの一例を概略的に示す。
図2A図2Aは、2つの無線装置間の確認応答を用いたデータパケットトランザクションのタイミング例を示す。
図2B図2Bは、2つの無線装置間の確認応答を用いたデータパケットトランザクションのタイミング例を示す。
図3図3は、本発明による方法の一例を概略的に示す。
図4図4は、本発明による方法の別の例を概略的に示す。
図5図5は、本発明による無線装置の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明の様々な例示的かつ非限定的な実施形態は構造および動作方法の両方に関して、その追加の目的および利点とともに、添付の図面と関連して読まれるとき、特定の例示的かつ非限定的な実施形態の以下の説明から最も良く理解されるであろう。
【0027】
「含む」という動詞は引用されていない特徴の存在を排除することも必要とすることもない、オープンな限定として、本明細書で使用される。従属請求項に記載された特徴は特に明記しない限り、相互に自由に組み合わせることができる。さらに、本明細書全体を通して、「1つの」など、すなわち単数形の使用は、複数形を排除しないことを理解されたい。
【0028】
本発明の実施形態は、添付の図面において、限定ではなく例として示される。
【0029】
図1は、本発明によるワイヤレス通信システム、すなわちワイヤレス通信ネットワーク100の一例を概略的に示す。図1の例示的なワイヤレス通信システム100は、メッシュトポロジで実装される。しかしながら、本発明は、メッシュトポロジに限定されず、ワイヤレス通信システム100は任意の他のネットワークトポロジ、例えば、スタートポロジ、リングトポロジ、ハイブリッドトポロジ、または任意の他のネットワークトポロジで実装されてもよい。ワイヤレス通信システム100が適用され得るワイヤレス通信技術のいくつかの非限定的な例はBLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)メッシュネットワーク、PLMN(Public Land Mobile network)、WLAN(Wireless Local Area network)、セルラーネットワーク、またはワイヤレスメッシュネットワーク、たとえば、ワイヤレスセンサネットワーク、および/または任意の他のワイヤレスネットワークを含み得るが、これらに限定されない。
【0030】
ワイヤレス通信システム100は、複数の無線装置102、たとえば無線ノードを備える。ワイヤレス通信システム100の複数の無線装置102の各々は、1つまたは複数のデータパケット220を送信および受信することが可能である。「データパケット」という用語は、ワイヤレス通信システム100自身および/またはワイヤレス通信システム100を使用する上位レイヤアプリケーションによって必要とされる情報を搬送する任意の無線伝送を意味する。データパケット220は1つまたは複数の他の無線装置102と通信するために、ワイヤレス通信システム100の1つまたは複数の他の無線装置102に送信および/またはそれから受信され得る。データパケット220の送信は、データパケット220のユニキャスト送信および/またはデータパケット220のマルチキャスト送信を備え得る。ユニキャスト送信はポイントツーポイント通信、すなわち、2つの無線装置間の通信において使用され得る。マルチキャスト送信はマルチキャスト通信、すなわち、1つの送信無線装置と限られた数の受信無線装置との間の通信において使用され得る。ワイヤレス通信システム100は、他のネットワーク、たとえばインターネットへのゲートウェイの一部であり得、ワイヤレス通信システム100との間でデータを配信し得る、少なくとも1つのシンクデバイスを備え得る。図1の例では、黒丸で示された2つの無線装置102がシンクデバイスとして動作している。
【0031】
別の無線装置、すなわち送信装置202からデータパケット220を受信することに応じて、受信無線装置204はデータパケット220の受信が正しかったかどうかを示すために、確認(ACK)パケット240を送信無線装置202に送信することができる。「ACKパケット」という用語は、本明細書全体を通して、データパケット220を受信するかまたは受信しないためのフィードバックとして情報を搬送する任意の無線伝送を意味する。受信無線装置202はデータパケット220の受信が正しいか否かを確認するための誤り検出演算処理を行い、誤り検出演算処理の結果を示すACKパケット240を送信する。誤り検出計算プロセスは例えば、巡回冗長検査(CRC)プロセスまたは任意の他の適切な誤り検出プロセスであり得る。ACKパケット240は誤り検出計算の結果に応じて、肯定ACKパケット、すなわち、データパケット220の正しい受信を示すACKパケット、または否定ACKパケット、すなわち、データパケット220の誤った受信を示すACKパケットであってもよい。本明細書全体を通して使用される「確認パケット」および「ACKパケット」という用語は、肯定的または否定的のいずれかの任意の種類の確認パケットを意味する。場合によっては、否定ACKパケット240は送信されない。したがって、送信無線装置202が送信されたデータパケット220に応じて受信装置204からACKパケット240を受信しない場合、それは、データパケット220の誤った受信の指示、または受信無線装置204がデータパケット220を全く受信しなかったという指示であり得る。代替として、または加えて、場合によっては各データパケット220の受信に応じてACKパケット240を別々に送信する代わりに、受信無線装置202は同じ送信装置202から2つ以上のデータパケット220を受信することに応じて、1つの共通ACKパケット240を送信無線装置202に送信し得る。代替的または追加的に、場合によっては送信無線装置202が受信無線装置204からACKパケット240を受信せず、および/または受信ACKパケット240が否定的である場合、送信無線装置202は肯定的ACKパケット240が受信されるまで、または同じデータパケット220の事前定義された再送信の制限量が満たされるまで、データパケット220を受信無線装置204に再送信することができる。データパケット220およびACKパケット240の送信について、次に、ACKパケット240とのデータパケットトランザクションのタイミング例を示す図2Aおよび図2Bを参照してさらに説明する。
【0032】
図2Aは、2つの無線装置102間のACKパケット240を用いたデータパケットトランザクションの単純なタイミング例を示す。2つの無線装置102は第1無線装置、すなわち、送信無線装置またはソース装置202と、第2無線装置、すなわち、受信無線装置またはターゲット無線装置204とを備え得る。図2Aは、ACKパケットとのデータパケットトランザクションの主要なフェーズを示す。ACKパケットとのデータパケットトランザクションの主なフェーズは少なくとも以下のフェーズ、すなわち、クリアチャネルアセスメント(CCA)持続時間210、データパケット220送信期間、ACKギャップ期間230、およびACKパケット240送信期間を備え得る。図2Aの例は、データパケットトランザクション中の2つの装置の動作を指定することなく、2つの無線装置102間のデータパケットトランザクションの主なフェーズを導入する。
【0033】
CCA持続時間210の間、第1無線装置202はCCAプロセスを実行し、第1無線装置202はデータパケット220の送信のために使用されるべきチャネルに輻輳がないかどうか、すなわち、データパケット220の送信が他のすでに進行中の送信に干渉しないかどうかを評価する。データパケット220の送信期間中、データパケット220は、第1無線装置202から第2無線装置204に送信される。ACKギャップ期間230の間、第2無線装置204は第1無線装置202によって送信されたデータパケット220の受信を処理し、例えば、上述の誤り検出計算の結果に従って、ACKパケット240を作成する。ACKパケット240の送信期間中、ACKパケット240は、第2無線装置204から第1無線装置202に送信される。図2Aの例ではT1がACKパケット240を受信する準備ができる前に第1無線装置202が準備する必要がある期間を表し、すなわち、第1無線装置202は送信モードTxから受信モードRxに切り替わる。図2Aの例では、T2が、第1無線装置202が第2無線装置204からのACKパケット240の送信が開始するのを待つ間、その受信モードRxを維持する時間期間を表す。図2Aの例ではT2の間にACKパケット240の送信が開始されるが、T2の間に完了されない場合、T3はACKパケット240全体を受信するための追加の時間期間を表す。
【0034】
図2Bは、2つの無線装置102間のACKパケットを用いたデータパケットトランザクションの別の非限定的なタイミング例を示す。2つの無線装置102は図2Aの例と同様に、第1無線装置、すなわち、送信無線装置またはソース無線装置202と、第2無線装置、すなわち、受信無線装置またはターゲット無線装置204とを備え得る。図2Bの例は2つの無線装置102の間のACKパケット240とのデータパケット220トランザクションのより詳細なタイミング例を示しており、第1無線装置202および第2無線装置204のアクティビティ、すなわち動作は分離されており、すなわち、データパケットトランザクションは第1無線装置202の観点から、および第2無線装置204の観点から別個に示されている。図2Bの上側の図、すなわち上側のグラフはデータパケットトランザクション中の第2無線装置204のアクティビティを示し、図2Bの下側の図、すなわち下側のグラフは、データパケットトランザクション中の第1無線装置204のアクティビティを示す。Rxは装置の受信モードを意味し、Txは図2Bの実例における装置の送信モードを意味する。
【0035】
時刻t1において、CCA持続時間210が開始し、その間に、第1無線装置202はCCA処理を実行する。時刻t2において、第1無線装置202は処理を終了する。時刻t1と時刻t2との間の期間は第1無線装置202のCCA持続時間210、すなわち、第1無線装置202のCCA処理の持続時間を表す。時刻t2から時刻t3までの間、第1無線装置202は、受信モードRxから送信モードTxに切り替わる。時刻t3において、第1無線装置202はデータパケット220の送信を開始し、時刻t4においてデータパケット220の送信は終了する。時刻t3と時刻t4との間の期間は、第1無線装置202のデータパケット220の伝送期間を表す。時刻t4と時刻t5との間の時間は、図2Aの例示を参照して上述した時間T1に対応する。すなわち、時刻t4から時刻t5までの間に、第1無線装置202はACKパケットを受信する準備をする、すなわち、第1無線装置202は、送信モードTxから受信モードRxに切り替わる。時刻t5において、第1無線装置202は、ACKリスニングフェーズを開始する。ACKリスニングフェーズ中、第1無線装置202は、第2無線装置204からACKパケット240送信を受信するのを待つ。ACKリスニング持続時間250はACKリスニングフェーズの期間、すなわち、第1無線装置202が第2無線装置204からACKパケット240送信を受信するのを待つ期間を表す。時刻t6において、第1無線装置202は第2装置204からのACKパケット240の受信を開始し、時刻t7においてACKパケット240の受信は終了する。第1無線装置202は応答、すなわちACKパケット240が来ないという決定を下す前に、ACKリスニング持続時間250全体を待つ。ACKリスニング持続時間250は、図2Aの例を参照して上述した期間T2に対応する。第1無線装置202は第2無線装置204によるACKパケット240の送信が第1無線装置202のACKリスニング持続時間250の終端の近くで開始する場合、データパケットの再送信を低減するために、ACKパケット240の送信の終端までACKリスニング持続時間250を延長し得る。ACKリスニング持続時間250の可能な拡張持続時間は、図2Aの例を参照して上述した追加の期間T3を表す。図2Bの例ではACKパケット240の受信がACKリスニング持続時間250の間に終了し、したがって、図2Bの例では追加の時間期間T3は必要とされない。
【0036】
データパケットトランザクションの開始点において、第2無線装置204は、第1無線装置202から1つまたは複数のデータパケット220を受信するのを待っている受信モードRxにある。時刻t3において、第2無線装置204は第1装置202からのデータパケット220の受信を開始し、時刻t4においてデータパケット220の受信は終了する。時刻t4において、第2無線装置204は、ACKギャップ期間230フェーズを開始する。ACKギャップ期間230フェーズの間、第2無線装置204は第1無線装置202によって送信されたデータパケット220の受信を処理し、例えば、上述の誤り検出計算の結果に従って、ACKパケット240を作成する。ACKギャップ期間230の長さは、ACKギャップ期間230フェーズの持続時間を表す。第2無線装置202はACKギャップ期間230中に、受信モードRxから送信モードTxに切り替える。時刻t6において、第2無線装置204は時刻t7において、ACKパケット240の送信を開始し、ACKパケット240の送信は終了する。時刻t6と時刻t7との間の期間は、第2無線装置204のACKパケット240の伝送期間を表す。
【0037】
本発明によるタイミング方法は、前述のワイヤレス通信システム100において使用され得る。次に、本発明によるタイミング方法の一例を、本発明の一例をフローチャートとして概略的に示す図3を参照して説明する。この方法は主に、ワイヤレス通信システム100に属する1つの無線装置102、すなわち第1無線装置202を参照することによって説明される。しかしながら、ワイヤレス通信システム100の各無線装置102、202、204は、方法ステップを実行することができる。ワイヤレス通信システム100の各無線装置102、202、204は少なくとも1つのデータパケット220を1つまたは複数の他の無線装置、すなわち、1つまたは複数の隣接する無線装置102、202、204に送信し、前述のように1つまたは複数の他の装置102、202、204から少なくとも1つのデータパケット220を受信することができる。言い換えれば、ワイヤレス通信システム100のそれぞれの無線装置102、202、204はそのデータ転送部506の手段によって、1つまたは複数の他の無線装置、すなわち、ワイヤレス通信システム100内の1つまたは複数の隣接無線装置102、202、204との双方向ワイヤレス通信を提供することができる。言い換えれば、ワイヤレス通信システム100の各無線装置102、202、204は、第1無線装置202および/または第2無線装置204として動作し得る。
【0038】
「隣接無線装置」という用語は、その無線送信が受信無線装置によって検出され得る無線装置を本明細書全体にわたって意味する。「隣接無線装置」という用語の拡張的な意味は、無線装置の近傍装置、すなわち、2ホップ近傍装置、3ホップ近傍装置、4ホップ近傍装置、および/またはそれ等の、マルチホップ近傍装置を含む。「無線装置の近傍」という用語は、本出願全体を通して、その無線送信が受信無線装置によって検出され得る1つまたは複数の無線装置を意味する。「無線装置の近傍」という用語の拡張的な意味は無線装置の近傍、すなわち、2ホップ近傍、3ホップ近傍、4ホップ近傍などのマルチホップ近傍を含む。
【0039】
ステップ310において、第1無線装置202は、ワイヤレス通信システム100の複数の無線装置に属する1つまたは複数の隣接無線装置102、204から受信されたACKパケット240を観測する。ACKパケット240は、送信されたデータパケット220に応じて第1無線装置202によって受信される。言い換えれば、第1無線装置202は1つまたは複数のデータパケット220を1つまたは複数の隣接無線装置102、204に送信し、1つまたは複数の隣接無線装置102、204からそれぞれの1つまたは複数の受信ACKパケット240を観測する。
【0040】
第1無線装置202は、観測時間ウィンドウ中に1つまたは複数の隣接無線装置102、204から受信されたACKパケット240を観測し得る。第1無線装置202は、ワイヤレス通信システム100内の変化のレートに基づいて観測時間ウィンドウの長さを調整し得る。言い換えれば、第1無線装置202は、ワイヤレス通信システム100内でどのくらい速い変化が起こり得るかに基づいて、観測時間ウィンドウの長さを調整し得る。たとえば、複数の無線装置102のうちの1つまたは複数が以前よりも速くもしくは大きく移動し始めた場合、第1無線装置202は最新の観測ACKパケット240のみを考慮に入れるために、観測時間ウィンドウの長さを短縮し得る。
【0041】
ステップ320において、第1無線装置202は、観測されたACKパケット240に基づいて、1つまたは複数の隣接する無線装置102、204のACKギャップ期間230の長さを決定する。1つまたは複数の隣接無線装置102、204の各々のACKギャップ期間230の長さの決定はたとえば、データパケット220送信の終端からそれぞれのACKパケット240受信の開始までに経過した時間を測定することを備え得る。
【0042】
ステップ330において、第1無線装置202は、1つまたは複数の隣接する無線装置のACKギャップ期間230の決定された長さに基づいて、そのACKリスニング持続時間250を調整する。これは、ワイヤレス通信システム100の性能を改善し、電力消費を低減する。第1無線装置202のACKリスニング持続時間250の調整はたとえば、1つまたは複数の隣接する無線装置のACKギャップ期間230の決定された長さに基づいてACKギャップ期間230の最大長を決定することと、ACKギャップ期間230の決定された最大長に従って第1無線装置202のACKリスニング持続時間250を調整することとを備え得る。調整は、第1無線装置202のACKリスニング持続時間250を増加または減少させることを備え得る。たとえば、ACKギャップ期間230の決定された最大長が実質的に短い場合、第1無線装置202のACKリスニング持続時間250は低減され得、それは、ワイヤレス通信システム100の性能を改善し、第1無線装置202の電力消費を低減する。代替的に、ACKギャップ期間230の決定された最大長が実質的に長い場合、第1無線装置202のACKリスニング持続時間250は増加され得る。
【0043】
オプションのステップ340において、第1無線装置202は、そのCCA持続時間210をさらに調整することができる。これにより、ワイヤレス通信システム100の性能が向上する。第1無線装置202のCCA持続時間210は1つまたは複数の隣接無線装置102、202のACKギャップ期間230の長さをカバーする必要があり、その結果、近傍内の少なくとも1つの他の無線装置ペアがデータパケットトランザクションをすでに開始している、すなわち、データパケットをすでに送信している場合、第1装置202は、少なくとも1つの他の無線装置ペアのACKギャップ期間230中にデータパケット220を送信することを開始することによって、少なくとも1つの他の無線装置ペアのパケットトランザクションを中断しない。少なくとも1つの他の無線装置ペアはたとえば、第1無線装置204の1つまたは複数の隣接する無線装置に属する少なくとも1つの第2送信無線装置および少なくとも1つの第2受信無線装置であり得る。調整は、第1無線装置202のCCA持続時間210を増加または減少させることを備え得る。
【0044】
本発明の一例によれば、ステップ340において、第1無線装置202は、1つまたは複数の隣接する無線装置のACKギャップ期間230の決定された長さに基づいて、そのCCA持続時間210を調整することができる。第1無線装置202のCCA持続時間210の調整はたとえば、1つまたは複数の隣接する無線装置のACKギャップ期間230の決定された長さに基づいてACKギャップ期間230の最大長を決定することと、ACKギャップ期間230の決定された最大長に従って第1無線装置202のCCA持続時間210を調整することとを備え得る。たとえば、ACKギャップ期間230の最大長が実質的に短い場合、第1無線装置202のCCA持続時間210は低減され得、それはワイヤレス通信システム100のパフォーマンスを改善する。代替的に、ACKギャップ期間230の決定された最大長が実質的に長い場合、第1無線装置202のCCA持続時間210は増加され得る。さらに、CCA持続時間はたとえば、CCAの開始時間が同時である可能性が高いワイヤレス通信システムにおいて、ランダム遅延を伴って追加され得る。
【0045】
代替として、または加えて、ステップ340において、第1無線装置202は、近傍の無線装置、すなわち報告無線装置から受信されたACKギャップ期間230情報に基づいて、そのCCA持続時間210を調整し得る。受信ACKギャップ期間230の情報は例えば、報告無線装置自体のACKギャップ期間230の長さ、報告無線装置自体のCCA持続時間210、および/または報告無線装置によって観測された受信ACKパケット240に基づいて決定された報告無線装置の1つまたは複数の隣接無線装置のACKギャップ期間230の長さを含むことができる。
【0046】
本発明の一例によれば、第1無線装置202はさらに、1つまたは複数の隣接する無線装置102、204のACKギャップ期間230の決定された長さを2つまたは複数のカテゴリに分類することができる(410)。1つまたは複数の隣接無線装置102、204のACKギャップ期間230の決定された長さは、たとえば、ACKパケット240送信における遅延および/または1つまたは複数の隣接無線装置102、204のACKギャップ期間230の決定された長さの性質に基づいて分類され得、たとえば、性質は決定論的であり得るなどである。たとえば、第2無線装置204がACKパケット240送信を介した1つまたは複数のビーコンメッセージの送信または受信に優先順位を付ける場合、たとえば、ACKパケット240を送信するときにより長い遅延があり得る。第1無線装置202はステップ340においてそのCCA持続時間210を調整するとき、2つ以上のカテゴリのうちの少なくとも1つをさらに含み、除外し、および/または重み付けし得る。これは、CCA持続時間210の調整において、1つまたは複数の隣接する無線装置102、204のACKギャップ期間230の最も関連する決定された長さのみを考慮に入れることを可能にする。図4は、1つ以上の隣接する無線装置102、204のACKギャップ期間230の決定された長さを2つ以上のカテゴリに任意選択的に分類するステップ410を含む、本発明による方法の一例を概略的に示す。さらに、図4の例では、第1無線装置202がステップ340においてそのCCA持続時間210を調整するとき、2つ以上のカテゴリのうちの少なくとも1つを含み、除外し、および/または重み付けする。
【0047】
本発明の一例によれば、第1無線装置202はその支配的なCCA持続時間210、すなわち、第1無線装置202が現在使用しているCCA持続時間210、および/またはACKギャップ期間230のその支配的な長さ、すなわち、第1無線装置202が現在使用しているACKギャップ期間230の長さを、ビーコンパケット内のデータフィールドとして含むことができる。第1無線装置202は、ワイヤレス通信システム100に属する1つまたは複数の隣接する無線装置102、202、204にビーコンパケットをブロードキャストし得る。これは、1つまたは複数の隣接無線装置102、202がより少ない独自の観測で、および/または、より迅速に、それらのCCA持続時間210および/またはACKリスニング持続時間250を調整することを可能にし得る。1つまたは複数の隣接する無線装置102、202、204は、第1無線装置202からビーコンメッセージを受信することに応じて、それらのCCA持続時間210および/またはそれらのACKリスニング持続時間250を調整し得る。言い換えれば、1つまたは複数の隣接する無線装置102、202、204は、第1無線装置202によってブロードキャストされたビーコンパケットに含まれるCCA持続時間210および/またはACKギャップ期間230の長さに基づいて、それらのCCA持続時間210および/またはそれらのACKリスニング持続時間250を調整し得る。
【0048】
代替として、または加えて、第1無線装置202は少なくとも1つの新しい無線装置がワイヤレス通信システム100に関連する、すなわち加入しているとき、関連パケット交換の一部としてワイヤレス通信システム100に関連する少なくとも1つの新しい無線装置に、その支配的なCCA持続時間210および/またはACKギャップ期間230のその支配的な長さを与え得る。これは、少なくとも1つの新しい無線装置がより少ない独自の観測で、および/またはより迅速に、それらのCCA持続時間210および/またはACKリスニング持続時間250を調整することを可能にし得る。たとえば、第1無線装置202は、その支配的なCCA持続時間210および/またはACKギャップ期間230のその支配的な長さを、関連パケット、たとえば関連メッセージ中に含み得る。第1無線装置202は少なくとも1つの新しい無線装置がワイヤレス通信システム100と関連しているとき、関連パケットを、関連パケット交換の一部としてワイヤレス通信システム100と関連する少なくとも1つの新しい無線装置に提供する、たとえば送信することができる。ワイヤレス通信システム100に関連する少なくとも1つの新しい無線装置はたとえば、第1無線装置202から関連パケットを受信したことに応じて、第1無線装置202との関連パケット交換に応じて、それらのCCA持続時間210および/またはそれらのACKリスニング持続時間250を調整し得る。言い換えれば、ワイヤレス通信システム100に関連する少なくとも1つの新しい無線装置は、第1無線装置202によって提供されるCCA持続時間210および/またはACKギャップ期間230の長さに基づいて、それらのCCA持続時間210および/またはそれらのACKリスニング持続時間250を調整し得る。
【0049】
本発明の一例によれば、各送信データパケット220は、新しいデータパケット220が送信のために準備されたときにのみインクリメントされるシーケンス番号を含むことができる。言い換えれば、シーケンス番号は、データパケット220の再送信のために同様に(そのまま)維持され、新しいデータパケット220の送信のためにインクリメントされる。ワイヤレス通信システム100の各無線装置102、202、204は、同じシーケンス番号をもつデータ220パケットを受信することに応じて、そのACKギャップ期間230および/またはそのACKパケット240送信期間の長さをさらに調整し得る。非限定的な例によれば、各無線装置102、202、204は、同じシーケンス番号を有する事前定義された数のデータパケット220を受信することに応じて、そのACKギャップ期間230および/またはそのACKパケット240送信期間の長さを調整し得る。シーケンス番号の使用は、複数の無線装置102とのあり得るタイミング不一致を検出することを可能にし得る。それは、例えば、同じシーケンス番号を有するデータパケット220の持続的再送信を検出することによって、あまりに速いまたはあまりに遅いACKパケット240を識別することを可能にし得る。たとえば、第1無線装置202が、第2無線装置204がそれぞれのACKパケット240を送信することをすでに開始した後に、その受信モードRxをオンに切り替える場合、第1無線装置202は、ACKパケット240の受信をミスする。
【0050】
図5は、本発明による無線デバイス(装置)102、202、204の一例を示す。無線装置102、202、204はユーザおよび/またはコンピュータプログラム(ソフトウェア)によって開始される命令を実行し、アプリケーションおよび通信プロトコルを実行するためにデータを処理するように構成された処理部502を備える。処理部502は少なくとも1つのプロセッサ、例えば、1つ、2つ、または3つのプロセッサを備え得る。無線装置102、202、204はデータを記憶し、維持するために、メモリ部504をさらに備える。データは、命令、コンピュータプログラム、およびデータファイルであってもよい。メモリ部504は少なくとも1つのメモリ、例えば、1つ、2つ、または3つのメモリを備えることができる。
【0051】
無線装置102、202、204は、少なくとも1つの他の無線装置102、202、204との双方向ワイヤレス通信を提供するためのデータ転送部506およびアンテナ部508をさらに備える。無線装置102、202、204はデータパケット220、ACKパケット240、コマンド、要求、メッセージ、およびデータを、アンテナ部508を介してワイヤレス通信システム100の他の無線装置102、202、204のうちの少なくとも1つに送信するために、データ転送部506を使用することができる。また、データ転送部506はワイヤレス通信システム100のアンテナ部508を介して、他の無線装置102、202、204の少なくとも1つから、データパケット220、ACKパケット240、コマンド、要求、メッセージ、データを受信する。無線装置102、202、204は、電源部510をさらに備えてもよい。電源部510は無線機102、202、204に電力を供給するための構成要素、例えば、バッテリおよびレギュレータを備える。
【0052】
メモリ部504は、データ転送部506を動作させるためのデータ転送アプリケーション、アンテナ部508を動作させるためのアンテナアプリケーション、電源部510を動作させるための電源アプリケーションを含む。
【0053】
メモリ部504はまた、処理部502の手段によって、コンピュータ、例えば、無線装置102、202、204によって実行される、すなわち、コンピュータによって実行されるときに、上述した無線装置102、202、204の少なくとも作業、すなわち、方法ステップを実行する、すなわち、少なくとも作業、すなわち、方法ステップを実行するために、部分506、508、510のうちの少なくとも1つを使用するように構成された命令を備える、タイミングアプリケーション、すなわち、コンピュータプログラム505を備える。
【0054】
コンピュータプログラム505は例えば、USBスティック又はCD-ROMディスクのような、法定でない有形のコンピュータ可読媒体に格納することができる。
【0055】
上記の説明で提供される特定の例は、添付の特許請求の範囲の適用可能性および/または解釈を限定するものとして解釈されるべきではない。上記の説明において提供される例のリストおよび群は特に明記しない限り、網羅的ではない。
図1
図2A
図2B
図3
図4
図5
【国際調査報告】