JP2009060583A - 構成ビーコンをもつｔｄｍａ通信システムおよび関連する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる大きさを有するネットワークの目的を満たしながらＴＤＭＡのフレームおよびスロットの形式を固定形式に構成する方法を提供する。
【解決手段】通信システムは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信ネットワーク１００（または１０２、１０４）を形成する複数のノード１０１（または１０３、１０５）を含む。ＴＤＭＡ通信ネットワーク内の各ノードは、制御部および無線通信装置を含み、制御部および無線通信装置は、ノードが、ＴＤＭＡフレームのタイムスロット１１０（または１１２、１１４）を用いて互いに通信できるようにする。ＴＤＭＡフレームはエポックと呼ばれることもある。各ノードは、ＴＤＭＡ通信ネットワークのノードについての構成情報を伝えるために、フレームの先頭時間に配置されたビーコン１５０を送受信する。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信システムに関し、さらに詳しくは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システムおよび関連する方法に関する。

移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）で用いられるようなＴＤＭＡ通信システムがますます普及してきている。ＴＤＭＡがＭＡＮＥＴと共に用いられる場合、ネットワークは、無線リンクで接続されて任意のトポロジを形成する移動ルータまたは関連ホストからなる自己構成ネットワークとして動作する。無線移動ユニットなどのルータは、パケット無線ネットワークと同様に、自在に移動してネットワークにおけるノードとして任意に自己組織化することができる。個々のユニットに必要な構成は最小限であり、これらのユニットの迅速な展開によって、アドホックネットワークは緊急事態に適したものとなり得る。例えば、多くのＭＡＮＥＴが、ＪＴＲＳ（統合戦術無線システム、Joint Tactical Radio System）などの軍用システムや、他の同様のピアツーピアまたは独立基本サービスセット（Independent Basic Service Set、ＩＢＳＳ）のシステム用に設計されている。

移動アドホックネットワークは、固定インフラをもたず、多数のユーザのための媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層にも多くの難題をもたらしてきた。ＴＤＭＡに基づくアドホックネットワークでは、干渉しないタイムスロットをノードに割り当てながら帯域幅およびタイムスロットの空間的な再使用を可能にすることが困難になることがある。十分に遠く離れた別々のノードであれば、同じタイムスロットを用いることによって帯域幅を再使用することができるであろう。

アドホックネットワークのためのキャリア検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）に基づくＭＡＣ設計が移動ノード間のデータ伝送に好適であることがある。例えば、８０２．１１標準は、伝送が競合に基づく非同期のものだあるため、音声トラフィックまたはマルチメディアトラフィックに所望のクオリティオブサービスで対応していない。無線資源の共有は、予測不能となることが多い。音声ストリームおよびビデオストリームに対応するためには、システムが帯域幅を確保する必要がある場合が多い。このような要求を、ＴＤＭＡに基づくいくつかの手法においては、干渉しないタイムスロット、例えばチャネルスケジューリングを用いることによって実現し得る。

符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）に基づくシステムは、従来のセルラーネットワークにおいては帯域幅効率に優れるが、遠近効果（near/far effect）の除去を、基地局によって維持される十分な電力制御に依存する。しかしながら、移動アドホックネットワーク環境においては、ＣＤＭＡ技術にはいくつかの難点がある。

ＴＤＭＡ通信システムはより好ましいものであり、共有無線ネットワーク用のチャネル接続システムを用いる。信号は異なるタイムスロットに分割され、それによってユーザは同じ周波数チャネルを共有できる。ユーザは、フレーム（またはエポック）内のそれぞれのタイムスロットを用いて順番に送信できる。従って、多数の局が、同じ伝送媒体または無線周波数チャネルを共有でき、帯域幅の一部のみを使用できる。この種のシステムにおけるデータストリームは、フレーム（またはエポック）へと分割され、フレーム（またはエポック）はタイムスロットへと分割される。各ユーザには１タイムスロットが割り当てられ、タイムスロットはデータと同期のためのガード期間とを含むことができる。

以下の文献１から文献６に関連技術が開示されている。
米国特許第６，６８４，０７０号明細書 米国特許第６，９７５，６００号明細書 米国特許第５，９６９，５７５号明細書 米国特許出願公開第２００３／０１７６１７４（Ａ１）号明細書 米国特許第６，７６０，８８２号明細書 米国特許第７，０１６，４４４号明細書

ネットワークサイズおよび媒体アクセス制御（ＭＡＣ）の構成には上述のように問題点がある。異なる大きさを有するネットワークの目的を満たしながらＴＤＭＡのフレーム（エポック）およびスロットの形式を固定形式に構成するのは困難である。ＴＤＭＡ通信システムでは、ネットワークノードに対応するユーザ間で通信を成功させるためには、整合するネットワークサイズ構成が必要である。いくつかのＴＤＭＡシステムでは、例えば高度ネットワーク化ワイドバンドＴＤＭＡ波形（advanced networking wideband TDMA waveform、ＡＮＷ２）のような波形が、拡張範囲を有しソフトウェア通信アーキテクチャ（Software Communications Architecture、ＳＣＡ）に従って動作する異なる無線機と共に用いられる。

多くの異なるネットワークサイズ、例えば、非限定例として、高容量のための２ノードネットワーク、高帯域幅および低帯域幅のメッシュネットワークのための１０ノードネットワーク、または高帯域幅および低帯域幅のネットワークのための４８ノードネットワークに対応することが望まれるであろう。ノードの数に応じて、エポック（フレーム）は特定のタイムスロットへと分割される。例えば、２ノードでは、エポック（フレーム）は２タイムスロットへと分割されてよい。４ノードでは、エポックは４タイムスロットへと分割されてよく、８ノードでは、対応する８タイムスロットが存在する。問題が起こり得るのは、ある無線機または他の通信装置が、あるネットワークおよびその通信に、異なるネットワーク構成で参加しようとする場合である。例えば、あるノードが、４ノードおよび４タイムスロットを有するあるネットワークに参加しようと試みているのに、２ノードだけにしか構成されていない場合、このノードは、４ノードネットワーク用に構成されたノードとは通信することができないであろう。この問題を解決するための現状の技術としては、システムは、すべてのノードを同じネットワークサイズへ手動で構成することができるが、これは時間を浪費し、あるいは、構成を確認するために何らかの他の通信システムを用いることになる。これは非効率になる可能性がある。

本通信システムは、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信ネットワークを形成する複数のノードを含む。ＴＤＭＡ通信ネットワーク内の各ノードは、制御部および無線通信装置を含み、制御部および無線通信装置は、ノードが、ＴＤＭＡフレームのそれぞれのタイムスロットを用いて互いに通信可能とする。ＴＤＭＡフレームはエポックと呼ばれることもある。各ノードは、ＴＤＭＡ通信ネットワークのノードについての構成情報を伝えるために、フレームの先頭時間に配置されたビーコンを送受信する動作をする。

ビーコンは、テキストメッセージ、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）メッセージ、または類似の構成として形成され得る。ビーコンは、非限定例としておよそ１ｍｓ以下の期間（持続時間）を有することができる。他の期間を用いることもできる。

他の態様では、ＴＤＭＡ通信ネットワークの外部のノードが、構成情報を得るためにＴＤＭＡ通信ネットワークを探索するビーコンを送信できる。この情報は、ＴＤＭＡ通信ネットワークの結合のために、またはＴＤＭＡ通信ネットワークの構成を決定するために用いられ得る。構成情報は、ＴＤＭＡ通信ネットワーク内のノードの数、またはノードが用いるタイムスロットの長さを示すこともできる。

さらに別の態様では、第２のＴＤＭＡ通信ネットワークが、複数のノードを有することができる。このＴＤＭＡ通信ネットワークの少なくとも１つのノードは、ＴＤＭＡ通信ネットワークどうしを結合するための構成情報を決定するためのプローブとしてビーコンを送信する動作をする。ＴＤＭＡ通信ネットワークは、移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）として形成され得る。

方法の態様についても示されているものとする。
本発明の他の目的、特徴及び効果は、以下の本発明の詳細な説明から、添付の図面を参照して明らかとなるであろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態が示される添付の図面を参照して、本発明についてさらに十分に説明する。ただし、本発明は、さまざまな形態で実施されてよく、ここで述べる実施の形態に限定されるものと解釈すべきではない。むしろそれらの実施の形態は、本開示が網羅的で完全なものとなるように、そして本開示によって本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために、提供するものである。同じ数字は、全体を通じて同じ要素を表す。

本発明の非限定例によれば、ＴＤＭＡ通信システムは、エポック（フレーム）の先頭の小さなビーコンを用いることにより、ネットワーク環境についての知識を得て同期を可能にする。このビーコンの使用によって、異なるネットワークサイズ構成どうしの、１波形群における接続が可能になる。異なるＴＤＭＡネットワーク構成のためのこの共通の短いビーコンによって、多くの問題が解決される。例えば、ビーコンが要するのは非常に短いバースト期間であり、多くの帯域幅を浪費せず、すなわち、非限定例においてはおよそ１ｍｓである。ビーコンは、ネットワークの構成または不良構成に対して訂正手段を提供でき、ネットワーク構成の変更または将来の変更のための割り込み機能を提供できる。ＴＤＭＡ波形は、異なるネットワークサイズ構成すべてにおいて通信可能な、将来の動的なネットワークサイズに適応して用いられ得る波形となる。ビーコンは、ネットワーク構成の自動確認を提供し、展開を容易にして、予期せぬ群の結合で起こり得るような構成の矛盾を一掃することができる。また、ビーコンは、ネットワークが確立される前は準備できていない可能性のある音声を用いる代わりに、制御ならびにネットワークの計画および管理にショートメッセージサービス（ＳＭＳ）を用いることもできる。

異なる実施の形態では、ビーコンは、フレーム（またはエポック）の先頭の短いＴＤＭＡバースト、例えばＳＭＳメッセージであってよい。ビーコンは１タイムスロットで完結することが可能である。ビーコンは制御情報または制御メッセージを含むことができる。また、ビーコンは、いくつかの非限定例においては一般的なタイムスロットに適用され得る。

記載される手法が、特定の通信規格（無線または他のもの）での利用に限定されないこと、そして、多くの無線（または有線）通信規格での利用に適合させられ得ることは、当業者に理解されるであろう。これらの無線（または有線）通信規格には、例えば、ＧＳＭ進化型高速データレート（Enhanced Data rates for GSM Evolution、ＥＤＧＥ）、汎用パケット無線サービス（General Packet Radio Service、ＧＰＲＳ）または拡張ＧＰＲＳ（Enhanced GPRS、ＥＧＰＲＳ）、拡張データレートブルートゥース（extended data rate Bluetooth）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）、同軸ケーブル、レーダー、光学式などがある。さらに、本発明は、特定のＰＨＹまたは無線の種類での利用に限定されず、他の互換性のある技術にも同様に適用できる。

この説明の全体を通して、通信装置という用語は、媒体を介してデータを送信、受信、または送受信するよう構成されたあらゆる装置または仕組み、と定義される。通信装置は、ＲＦ、無線、赤外線、光学式、有線、マイクロ波等といった、あらゆる好適な媒体を介して通信するよう構成されてよい。無線通信の場合、通信装置は、ＲＦ送信機、ＲＦ受信機、ＲＦ送受信機、またはこれらのあらゆる組み合わせを備えてよい。無線通信は、高周波通信、高指向性アンテナを介した長距離見通し内通信もしくは短距離通信などを例とするマイクロ波通信、および／または赤外線（ＩＲ）短距離通信を含む。また、応用例としては、１対１通信、１対多通信、一斉同報通信、セルラーネットワーク等の無線ネットワークを含んでよい。

当業者に理解されるように、方法、データ処理システム、またはコンピュータプログラム製品が、本発明の非限定例に従って異なる実例を具体化できる。従って、これらの部分が、完全にハードウェアで構成された実施の形態、完全にソフトウェアで構成された実施の形態、またはソフトウェアの面とハードウェアの面とを組み合わせた実施の形態という形式をとってよい。さらに、同部分がコンピュータが使用できる記憶媒体上のコンピュータプログラム製品であってよく、この製品は媒体上にコンピュータ可読プログラムコードを有している。静的および動的な記憶装置、ハードディスク、光学記憶装置、ならびに磁気記憶装置を含むあらゆる好適なコンピュータ可読媒体が利用されてよいが、これらに限定されない。

以下に提示される記載は、本発明の実施の形態による方法、システム、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図に準じて適用され得る。図のブロックおよびその組み合わせがコンピュータプログラム命令によって実装され得ることが理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令が、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに設けられて機械を構成し、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、ブロックまたは複数のブロックに規定された機能を実現するようにしてもよい。

また、これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置に特定の方法で機能するように指示することのできるコンピュータ可読メモリに格納されてよく、コンピュータ可読メモリに格納された命令が、フローチャートのブロックまたは複数のブロックに規定された機能を実装する命令を含む製品となるようにしてもよい。コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置に読み込まれ、コンピュータまたは他のプログラム可能装置で実行される一連の動作ステップを生じさせてコンピュータ実装処理を生成して、コンピュータまたは他のプログラム可能装置で実行される命令がフローチャートのブロックまたは複数のブロックに規定された機能を実装するためのステップを提供するようにしてもよい。

説明の目的で、符号化、インターリービング、および、アドホック機能を含み使用のために変更できる例示的な無線移動無線通信システムについて、いくつかの背景情報を示す。本発明に用いることができ、かつ本発明で用いるために変更できる通信システムの例を図１に関連して示し、続けて、本発明の非限定例によるビーコンとそのシステムについて説明する。

このようなシステムおよび方法で用いられ得る無線機の一例は、フロリダ州メルボルンのハリスコーポレーションが製造、販売する無線機、Ｆａｌｃｏｎ（登録商標）ＩＩＩである。この型の無線機は、Ｌバンドの衛星通信（ＳＡＴＣＯＭ）およびＭＡＮＥＴを含む、３０ＭＨｚから２ＧＨｚまでの多くの周波帯に対応できる。その波形は、安全なＩＰデータネットワーク化を提供できる。また、異なる無線機が用いられ得ることは、理解されるであろう。異なる無線機としては、典型的に比較的標準的なプロセッサおよびハードウェア部品で実装され得るソフトウェア定義無線機（software defined radio）などがある。ソフトウェア無線機の特定のクラスの１つに、統合戦術無線（Joint Tactical Radio、ＪＴＲ）があり、この無線機は、比較的標準的な無線および処理用ハードウェアを、無線機が用いることになる通信波形を実装するための任意の適切な波形ソフトウェアモジュールとともに含む。ＪＴＲ無線機は、ソフトウェア通信アーキテクチャ（Software Communications Architecture、ＳＣＡ）規格（www.jtrs.saalt.milを参照）に準拠するオペレーティングシステムソフトウェアも用いる。この規格は、引用することにより全体としてここに組み込まれているものとする。ＳＣＡは、どのようにハードウェア部品とソフトウェア部品とを相互運用して、さまざまな製造業者および開発業者がそれぞれの部品を単一の装置へ容易に統合できるようにするか、を規定するオープンアーキテクチャのフレームワークである。

統合戦術無線システム（ＪＴＲＳ）ソフトウェアコンポーネントアーキテクチャ（ＳＣＡ）は、ソフトウェア定義無線機（ＳＤＲ）を実装するための一組のインターフェースおよびプロトコルを、多くの場合、共通オブジェクトリクエストブローカアーキテクチャ（Common Object Request Broker Architecture、ＣＯＲＢＡ）に基づいて規定する。ＪＴＲＳおよびそのＳＣＡは、一部が、ソフトウェアの再プログラムが可能な無線機の一群で用いられる。このように、ＳＣＡは、ソフトウェアの再プログラムが可能なデジタル無線機を実装するための、具体的な一組の規則、方法、および設計基準である。

ＪＴＲＳ・ＳＣＡ規格は、ＪＴＲＳジョイントプログラムオフィス（ＪＰＯ）が発行している。ＪＴＲＳ・ＳＣＡは、さまざまなＪＴＲＳ・ＳＣＡ実装間にアプリケーションソフトウェアの移植性を提供することと、商用規格を活用して開発コストを下げることと、設計モジュールの再利用可能性により新しい波形の開発時間を減らすことと、発展する商用のフレームワークおよびアーキテクチャを土台とすることとを目的に構成されてきている。

ＪＴＲＳ・ＳＣＡは、実装に依存しないように作成されているので、システム仕様ではなく、ＪＴＲＳの所望の目的を達成するためにシステムの設計を制約する一組の規則である。ＪＴＲＳ・ＳＣＡのソフトウェアフレームワークは、オペレーティング環境（ＯＥ）を規定し、アプリケーションがその環境から用いるサービスおよびインターフェースを指定する。ＳＣＡ・ＯＥは、コアフレームワーク（ＣＦ）と、ＣＯＲＢＡミドルウェアと、関連するボードサポートパッケージをもつポータブルオペレーティングシステムインターフェース（ＰＯＳＩＸ）に基づくオペレーティングシステム（ＯＳ）とで構成される。また、ＪＴＲＳ・ＳＣＡは、アプリケーションソフトウェア部品間のアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を定義するビルディングブロック構造（ＡＰＩ補遺にて規定されている）を提供する。

ＪＴＲＳ・ＳＣＡコアフレームワーク（ＣＦ）は、オープンソフトウェアのインターフェースおよびプロファイルで構成される、必須かつ「中核」となる組を規定するアーキテクチャ概念であり、これらのインターフェースおよびプロファイルは、組み込み型分散コンピューティング通信システムにおいて、ソフトウェアアプリケーション部品の配置、管理、相互接続、および相互通信を提供する。インターフェースは、ＪＴＲＳ・ＳＣＡ規格において定義されてよい。ただし、インターフェースのいくつかを開発業者が実装してもよいし、いくつかは非中核アプリケーション（すなわち波形など）によって実装されてもよいし、また、いくつかはハードウェア装置供給業者によって実装されてもよい。

説明のみを目的として、非限定例に従ってＴＤＭＡビーコンを組み込み得る通信システムの例について、図１に示す非限定例に関連して簡単に説明する。この上位レベルブロック図は通信システム５０についてのものであり、基地局セグメント５２と、本発明用に変更され得る無線メッセージ端末とを含む。基地局セグメント５２は、無線リンクを経由してＶＨＦネット６４またはＨＦネット６６へ音声またはデータを伝達及び送信するＶＨＦ無線機６０およびＨＦ無線機６２を含み、ＶＨＦネット６４またはＨＦネット６６は、それぞれいくつかのＶＨＦ無線機６８およびＨＦ無線機７０を含み、パーソナルコンピュータまたはワークステーション７２がそれら無線機６８、７０へ接続されている。アドホック通信ネットワーク７３は、図示されるような種々の構成要素と相互動作する。ネットワーク全体がアドホックであってもよく、送信元移動ノードと、宛先移動ノードと、近隣移動ノードとを含むことができる。このように、ＨＦネットワークまたはＶＨＦネットワークが、インフラのない、アドホック通信ネットワークとして動作するＨＦネットセグメントおよびＶＨＦネットセグメントを含むことが理解されるであろう。ＵＨＦ無線機およびＵＨＦネットセグメントは図示されていないが、これらも含まれ得る。

無線機は、復調回路６２ａおよび適切な畳み込み符号化回路６２ｂと、ブロックインターリーバ６２ｃと、データランダマイザ回路６２ｄと、データおよびフレーミング回路６２ｅと、変調回路６２ｆと、整合フィルタ回路６２ｇと、ブロックまたはシンボル等化回路６２ｈおよび適切なクランピング装置と、デインタリーバおよび復号回路６２ｉと、モデム６２ｊと、電力調整回路６２ｋとを、非限定例として含むことができる。ボコーダ回路６２ｌは、復号機能および符号化機能を組み込むことができ、また変換ユニットは、本記載のように種々の回路の組み合わせとすることもできるし、独立回路とすることもできる。クロック回路６２ｍは、物理クロックタイムを設定することができ、また、以下に説明するように、二次計算によって仮想クロックタイムを設定することができる。ネットワークは、全体的なネットワーククロックタイムを有することができる。これらおよび他の回路が、本発明に必要なあらゆる機能、および当業者が提案する他の機能を実行する動作をする。すべてのＶＨＦ（またはＵＨＦ）移動無線機および送受信局を含む、他の図示された無線機は、同様の機能回路を有することができる。無線機は、非限定例として３０ＭＨｚからおよそ２ＧＨｚまでの範囲に対応することができる。

基地局セグメント５２は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）８０への陸線接続を含み、ＰＳＴＮ８０は、ＰＡＢＸ８２へ接続する。衛星地上局などの衛星インターフェース８４は、ＰＡＢＸ８２へ接続し、ＰＡＢＸ８２は、無線ゲートウェイ８６ａおよび無線ゲートウェイ８６ｂを構成するプロセッサへ接続する。無線ゲートウェイ８６ａおよび無線ゲートウェイ８６ｂは、それぞれＶＨＦ無線機６０またはＨＦ無線機６２と相互接続する。プロセッサは、ローカルエリアネットワークを介してＰＡＢＸ８２および電子メールクライアント９０へ接続する。無線機は、適切な信号発生器および変調器を含む。

イーサネット（登録商標）とＴＣＰ／ＩＰとによるローカルエリアネットワークは、「無線」メールサーバとして動作し得る。電子メールメッセージは、第２世代のプロトコルおよび波形であるＮＡＴＯ標準化協定（ＳＴＡＮＡＧ）５０６６を用いて、無線リンクおよびローカルエリアネットワークを経由して送られ得る。ＮＡＴＯ標準化協定（ＳＴＡＮＡＧ）５０６６の開示は、引用することにより全体としてここに組み込まれているものとする。また、もちろん、電子メールメッセージは、第３世代の相互運用性標準であるＮＡＴＯ標準化協定（ＳＴＡＮＡＧ）４５３８により送られることが好ましい。ＮＡＴＯ標準化協定（ＳＴＡＮＡＧ）４５３８の開示は、引用することにより全体としてここに組み込まれているものとする。相互運用性の規格であるＦＥＤ−ＳＴＤ−１０５２は、従来の無線装置で用いられ得るものであり、その開示は、引用することにより全体としてここに組み込まれているものとする。本発明で用いられ得る機器の例は、フロリダ州メルボルンのハリスコーポレーションが製造するさまざまな無線ゲートウェイおよび無線機を含む。こうした機器は、ＲＦ−５８００、５０２２、７２１０、５７１０、５２８５ならびにＰＲＣ−１１７および１３８シリーズの機器や装置を、非限定例として含み得る。

これらのシステムは、高周波（ＨＦ）モデムＲＦ−５７１０Ａや、ＳＴＡＮＡＧ４５３９として知られるＮＡＴＯ標準で動作可能である。ＳＴＡＮＡＧ４５３９は、長距離無線機による最高速度９６００ｂｐｓでの伝送を提供するものであり、その開示は、引用することにより全体としてここに組み込まれているものとする。また、先述のシステムは、モデム技術を用いることに加えて、ＳＴＡＮＡＧ４５３８またはＳＴＡＮＡＧ５０６６などの、負荷のかかった戦術チャネル用に設計され改良された一組のデータリンクプロトコルを用いる無線電子メール製品を用いることができる。ＳＴＡＮＡＧ４５３８およびＳＴＡＮＡＧ５０６６の開示は、引用することにより全体としてここに組み込まれているものとする。また、無線機をＩＳＢモードに設定し、ＨＦモデムを固定データ速度に設定することによって、１９２００ｂｐｓの高速な固定非適応データ速度を用いることも可能である。符号合成（code combining）技術および自動再送要求（ＡＲＱ）を用いることも可能である。

次に、一般的に用いられるＭＡＮＥＴのＴＤＭＡ処理について概略を説明し、続けて、ＴＤＭＡビーコンを用いたシステムについて説明する。

ネットワーク問題のさまざまな局面を解決するために用いられる多様な経路制御のプロトコルと方法が存在する。技術の背景について述べ、続けて、本発明の非限定例によるＴＤＭＡビーコンについて説明する。

移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）は、移動ノードの自律システムと説明され得る。このネットワークは、典型的には、集中型管理からの支援なしに自己組織化するものである。経路を維持するための固定された集中型基地局がまったくないため、経路制御機能は、典型的には、個々の移動ノードに分散される。通常、各ノードには、宛先までの経路を発見する機能があり、また、各ノードは、マルチホップ接続でデータパケットを転送する中間ノード、つまりリピータとして作動してもよい。ネットワークトポロジは、ノードがネットワークを移動、参加、または離脱するのに応じて、時間とともに変化する可能性がある。従って、通常は、動的な経路制御機能および経路維持の仕組みがノードに組み込まれる。

多様なアドホックネットワークプロトコルが存在してきているが、それらはたいてい、異なる２つの手法に分けられる。すなわち、（１）プロアクティブ型と（２）リアクティブ型である。ＯＬＳＲ、ＣＧＳＲ、ＤＢＦ、およびＤＳＤＶなどのプロアクティブ型プロトコルは、ネットワーク全体で経路制御メッセージを定期的に送信および交換して、トポロジの最新の変化に追いつく。しかし、ＡＢＲ、ＤＳＲ、ＡＯＤＶ、ＣＨＡＭＰ、ＤＹＭＯ、およびＴＯＲＡなどのリアクティブ型プロトコルは、要求に応じて経路を探索する。典型的には、経路発見メッセージまたは経路要求メッセージが、要求に応じてネットワークへフラッディングされる。要求メッセージが宛先ノードまで来ると、発信元から宛先までの全経路を伝える経路応答メッセージが送信元ノードへ送り返される。

いくつかのプロトコルはこの２つの手法を組み合わせているが、いずれにせよ、アドホック経路制御プロトコルの最終目的は、一続きの中間ノードとして定義される、送信元ノードから宛先ノードまでの現在の経路を発見することである。しかし、トポロジおよびチャネル状況が変化しているため、経路は時間とともに変化してしまっているかもしれない。従って、経路制御テーブルの経路項目は、いよいよ使用されるという時に更新されていない可能性がある。経路は、要求に応じて、または定期的に、維持されなければならない。

経路は、異なる２つの水準で維持され得る。第１の水準は、より経路制御テーブルの維持に関係するものであり、経路制御テーブルは、定期的に、または要求に応じて、更新される。第２の水準は、活発に使用される経路の維持であるが、そうした経路は、ノードの移動、物体による遮断、地形条件などのリンク障害によって、不安定かつ使用不能になっている可能性がある。送信元ノードは経路エラーについて通知される必要があり、また、別の候補経路が選択されるか、あるいは、新しい経路発見メッセージが送出される必要がある。

テーブル駆動型経路制御プロトコルでは、切断した経路が検出された場合、プロトコルが反応し、解決して、新しい経路を発見するのに、ある程度の時間がかかる可能性がある。たいていのリンク状態型アドホックネットワークプロトコルでは、経路を経路制御テーブルに集中させる必要がある。例えば、最適化リンク状態経路制御（Optimized Link State Routing、ＯＬＳＲ）プロトコルでは、局所的な経路変更が生じた場合は、経路テーブルにおいてトポロジビューが整合したものとなるように、ネットワーク内の他のすべてのノードへその経路変更がブロードキャストされなければならない。経路テーブルが整合していないと、データパケットの経路制御が正しく行われない恐れがある。データパケットは、送信元ノードから生起して、宛先ノードへ向けてホップからホップへと転送される。いくつかの中間ノードは、ノードの移動によりすでに互いに届く範囲の外へ移動してしまっている可能性があり、それによって送達経路が切断されてしまう恐れがある。パケットが落とされることもあり、また、切断された経路の状態をできるだけ早く検出して代替経路を形成する必要がある。

リアクティブ型アドホックネットワークプロトコルの場合、経路は、典型的には、要求に応じて発見される。ネットワークのノードはトポロジの変化を常に把握しているが、それは自身がトラフィックを送った部分についてだけである。データが送られる前に、経路要求を送ることによって宛先経路が発見される。経路要求が宛先ノードへ伝わり、宛先ノードがその経路について送信元ノードへ送り返すまでには、ある程度の時間がかかる。中間ノードがパケットを転送できるように、明示的な経路情報がパケットヘッダに付加され得る。

データ経路は、前もって設定されてもよい。送信元ノードは、最近発見された経路に沿って、経路ラベルを宛先ノードへ送信する。中間ノードは、その経路ラベルを記憶する。その後、既知のラベルを有するデータパケットが、正しく転送される。ここでもまた、データパケットが経路に沿って正しく転送され得ない場合は、送信元ノードは経路エラーについて通知される。送信元ノードは、新しい経路発見メッセージを送出してよい。

いくつかのプロトコルは、切断された経路に対して局所的な修復を提供する。修復ノードは、局所的に閉じられた、限定された経路探索メッセージを、経路の下流に送出してよい。限定された探索の範囲のおかげで、反応時間がより速くなると期待される。経路探索が成功したら、パケットはその迂回経路を流れてよい。修復ノードは、経路の変更について送信元ノードへ通知を送ることになる。この経路障害を直すための反応時間が、局所的な修復により短くなる。しかしながら、この仕組みは、瞬時に働くものではない。

データパケットは、典型的には、２つの主要な方法によって送信元ノードから宛先ノードへ転送され得る。転送の決定は、明示的な経路情報をパケットヘッダに付けるという方法で送信元ノードによって行われ得る。第２の方法においては、転送の決定は、中間ノードによって行われる。ノードがネットワークトポロジのビューを有する場合は、パケットは、その経路制御テーブルに基づいて転送されてよい。ノードが、ラベル付きパケット用に設定されたラベル経路を有する場合は、転送の決定は、パケットのラベルに基づいて行われ得る。ノードがネットワークについて何の認識も有しておらず、また設定されたデータ経路も有していない場合は、パケットは、近隣すべてへフラッディングされ得る。

しかしながら、単方向リンクにおいては、送信側ノードには、受信側ノードが実際にパケットを受信したかどうかが分からないであろう。送信側ノードは、その送信キューに余分な数のパケットを有してよい。送達されるパケットは、パケットが期限切れになるようにして、除去されてよい。受信側ノードと送信側ノードとが伝送距離よりも遠く離れてしまって、パケットがこの特定のリンクを介して送達され得なくなっているかもしれない。信号のフェーディングまたは干渉によって、パケットが破損することもあり得る。送信の成功と切断リンクの検出とを確実にするため、ＡＲＱ（自動再送要求）が用いられてよい。しかしながら、ＡＣＫおよび再送信を待つと、かなりの遅延を招いてしまいかねない。同じパケットセットを送達する多重の経路を用いることにより、耐障害性が提供され得る。より多くのデータパケットがより少ない遅延で送達され得るが、それと引き替えに無線資源利用が著しく減じられる。

アドホックネットワークでは、ノードに備わる無線資源とデータ帯域幅は限られている。データパケットは、典型的には、アプリケーションの要求に従って分類される。時間が重視される方法でデータが送達されることを要求するアプリケーションがある一方で、強固な方法でデータが送達されることを要求するアプリケーションもある。システムから課せられた要求に従って、さまざまな種類のデータパケットをそれぞれに効率よく送達することが重要である。例えば、多少の音声サンプルを落とすことは、ファイルのデータパケットを落とすことほど重大ではない。通常、ファイルのデータパケットは、それほど時間は重視されないが、確実に送達されなければならない。

こうしたデータ送達の問題やクオリティオブサービス（ＱｏＳ）の要求があるため、多重の通信経路においてパケットを複製し、その同じパケットが高い確率で宛先へ時間内に到着するようにしてもよい。多重経路を扱う経路制御プロトコルの多くでは、送信元ノードが、その経路テーブルにおいて、一組の多重の通信経路を代替経路として維持する。多重経路が一般的な経路発見と同様の方法で発見され得ることは、理解されるであろう。

一般的な経路発見の仕組みのほとんどでは、多重経路は特別な手間なしに得られる。経路テーブルにおいてどれくらいの数の多重経路候補を維持すべきかを決定するのは、送信元ノードである。送信元ノードが多重経路を用いてデータパケットを宛先へ送信しようとする際、ノードは、データパケットを複製してそれぞれを多重経路の別々の構成経路にあててもよいし、あるいは、送信元ノードは、主経路が切断したとの通知を受けた場合に、代替経路をバックアップ経路として用いてもよい。複製されたデータパケットを送ることによって、より高水準の耐障害性を達成できる。また、多重経路は、完全に分離されてもよいし、部分的に分離されてもよい。完全に分離された多重経路では、よりよい耐障害性を得ることができる。耐障害性のために多重経路が用いられる際、データパケットは、多重経路の各構成経路で冗長に転送されている。それに比例して、ネットワークの広い帯域幅の消費が増えることになる。

本記載のように、当分野で用いられる一般的な用語がいくつかある。例えば、スロットは、エポックとしても知られるフレームおよびスロットで構成されるＴＤＭＡの時分割の、基本単位であり得る。各秒において、典型的には、Ｎ個のフレームがあり、１フレーム中にはＭ個のタイムスロットがある。通常、有効な移動ユニットであれば、それぞれが、各フレームにおいて送信する機会すなわちタイムスロットを有する。

フレームは、スロットに関連して説明すると、ＴＤＭＡの大まかな時分割単位と考えることができる。

ビーコンは、ＴＤＭＡバーストであるといえ、通常は短いものであり、本記載においては、ノードからのデータが通信されるタイムスロットの前の、フレーム（またはエポック）の先頭時間に付加される。ビーコンは、場合により１スロットで完結できる。ビーコンは、制御情報または制御されるメッセージを含むことができる。ただし、ＨＰ−Ｎｅｔにおいては、１ビーコンは１スロットで送信され得る。一般的なＴＤＭＡ手法においては、ビーコンは一般的なタイムスロットで送信され得る。

ビーコンスロットは、スロットと同じであり得るが、ビーコンを含むフレームの先頭の期間のことも指す。

１ホップの近隣については、単一のリンクで直接接続された近隣ノードは、１ホップの近隣と考えることができる。

２ホップの近隣については、最大２ホップ、２リンク離れて直接接続された近隣ノードは、２ホップの近隣と考えることができる。

ネットワーク密度は、１ホップの近隣あたりのノード数、２ホップの近隣あたりのノード数、または地理的領域の単位あたりのノード数ということができる。

ノードは、ネットワークトポロジにおける移動ユニットを表し得る。

ユーザは、典型的にはノードであると考えられ、また移動ユーザと呼ばれることもある。

ＴＤＭＡのチャネルアクセスにおいて、チャネルは、多数のフレームにおけるタイムスロットの排他的使用と定義され得る。ノードは、すべての後続フレームにおいて固定タイムスロットを使用することが許された場合に、チャネルを有していると考えられ得る。

チャネル衝突は、多数のフレームにおける継続的なスロット衝突であり得る。チャネル衝突は、たいていの場合、複数のノードが、フレームにおける同一スロットである同一ネットチャネルで送信しようとすることによって発生する。

図２は、２ノードネットワーク１００、４ノードネットワーク１０２、および８ノードネットワーク１０４（ならびにそれぞれのノード１０１、１０３、１０５）と、２ノードネットワーク１００用に２つのタイムスロット１１０へ、４ノードネットワーク１０２用に４つのタイムスロット１１２へ、および８ノードネットワーク１０４用に８つのタイムスロット１１４へ細分されたそれぞれのエポック（またはフレーム）とを表す図である。これらの図を用いて異なる長さのタイムスロットが示されており、タイムスロットの長さは、図示のようなＴＤＭＡネットワークで用いられるノードの数に依存する。例えば、２ノードネットワークは、大容量および高容量の通信に用いられる。１０ノードネットワークのようなより多数のノードは、小規模だが高帯域幅のメッシュネットワークに用いられ得る。４８ノードネットワークは、大規模かつ低帯域幅のネットワークに用いられ得る。ある例においては、受信機または移動通信ユニットが、通信ノードとして、１０ノードネットワークおよびそれに対応するエポック（またはフレーム）当たりのスロット長で用いられるように動作できる。そのノードが通信装置として２ノードネットワークあるいは８ノードネットワークへ参加しようと試みた場合、ノードが不適切に構成されているので、タイムスロットの長さが異なってＴＤＭＡ標準に従った通信を行うことができない。このように、ＴＤＭＡのフレーム（エポック）およびスロットの形式は、すべての大きさのネットワークの目的を満たしながら固定形式に構成するのは困難である。

ＴＤＭＡ通信システムが成功するには、一致したネットワークサイズ構成が必要である。これは時として、手動ですべてのノードを同じネットワークサイズへ構成することによって、あるいは他の何らかの通信システムを用いて構成を確認することによって解決されてきた。

本発明の非限定例によれば、図３に示すように、エポックまたはフレームが、２ノード、４ノード、または８ノードといったように異なるネットワーク構成に設定されていても、ビーコン１５０が各エポック（フレーム）の先頭に置かれる。２ノード、４ノード、および８ノードのネットワーク構成のそれぞれにおいて図示するように、各ノード１０１、１０３、１０５はビーコンを送受信できる。

エポックの始めの小さなビーコンは、探索聴取に用いることができ、予想より多いノードが用いられている場合にノードの差控え（back-off）を可能にする。ビーコンの使用は、衝突率に関して許容度がある。また、ビーコンによってノードはネットワーク環境についての知識を得ることもできる。これは、ビーコンがネットワーク環境において「目」のように作用して、ネットワーク内に置かれているノードはいくつなのか、また同じネットワークサイズに構成されていない、あるいはスロットを有していないノードはいくつなのかを決定するために使えるからである。また、ビーコンの使用によりネットワークの同期も可能になる。ビーコンに対応する小さなバーストは、各ノードがより容易に検出できるものであり、これによって同期情報を得ることができる。

ビーコンは、ネットワーク構成の間違いを解決したりネットワーク群の予期せぬ結合を解決したりするために用いられ得る。例えば、ノードが他のノードとは異なるネットワークサイズ構成を有している場合、あるいは合計ネットワークサイズが最大ネットワークサイズ構成を超える時は、ビーコンの使用およびその使用により得られた情報で、間違いや予期せぬ結合を解決できる。ビーコンにより、ネットワーク制御を管理でき、スロットを持たないネットワーク群にて重要な制御またはテキストのショートメッセージ（ＳＭ）を送信できる。例えば、構成のためのコマンドメッセージまたは特定の無線機（またはノード）構成に関するコメントが送受信され得る。また、ユーザとしてのあるノードが、主たる命令またはコメント用のノードであってよい。例えば、ビーコンは、ショートメッセージとして「ジョン・スミスの承認により、群ＩＤが０ｘＡＢＣのすべての無線機は直ちに停止されたい」と述べることができる。ビーコンは、接続の最初の段階であっても、またネットワークが同期している限り、使える状態でなければならない。

また、図３は外来ノード１６０を示しており、外来ノード１６０は、異なるネットワーク１００、１０２、１０４のうちの１つに参加しようと試みる際に、これらのネットワークにおいてビーコンを使用することにより動作することができる。このノード１６０は、異なるネットワークのノードへのビーコン送信と、ネットワークノードから送り返されてくるビーコンの受信とによって、各ネットワークに関して情報を得ることができる。例えば、この外来ノード１６０は、８ノード通信用に構成されて、特定のスロットの長さおよび時間で動作することができる。ビーコンの使用により、このノードは、ネットワーク１００、１０２、１０４のうちのどれが自身の通信できる８ノードネットワークとして動作するよう構成されているかを、素早く決定できる。また、外来ノード１６０は、無線設計により、選択されたネットワークへと自身を構成することもできる。

ビーコンの使用により、波形群における異なるネットワークサイズ構成どうしが接続され得る。このような共通の短いビーコンをネットワークを構成するのに使用することは有利である。ビーコンは、短いバースト期間であり、帯域幅を浪費せず、およそ１ｍｓである。ビーコンは、ネットワークの構成または不良構成に対して訂正手段を提供する。これは、ネットワークが特定の方法で構成されるように情報がビーコンで送信および受信され得るからである。また、ビーコンは、ネットワーク構成の変更または将来の変更のための割り込み機能も提供できる。結果として、ビーコンの使用によって、選択されたＴＤＭＡ波形は、異なるネットワークサイズ構成すべてにおいて通信可能な波形となることができ、将来の動的なネットワークサイズに適応して用いられ得る。

選択したＴＤＭＡ波形を使用するときに、ビーコンは、ネットワーク構成の自動確認を確かにするための実用的方法を提供する。ネットワークノードは、ノードの数や同様の情報といったネットワーク構成に関する情報をビーコンで送信したり、および/または、進行中のネットワーク変更に関するデータおよび情報、または通信に必要なパラメータを受信したりすることができる。ビーコンは、構成の矛盾および予期せぬ群の結合を一掃するための展開を容易にできる。また、ネットワークが確立される前は準備できていない可能性のある音声を用いる代わりに、ネットワーク制御、ネットワーク計画、およびネットワーク管理にショートメッセージサービス（ＳＭＳ）を用いることができる。従って、音声命令は必須ではない。

ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）は、「短い」（典型的には１６０文字以下の）テキストメッセージの送信にビーコンで用いられ得る、典型的な電気通信プロトコルである。ネットワークにはいくつかのＳＭＳゲートウェイがあってよい。ＳＭＳメッセージは、ノードの数または構成情報に加えて、ウェブサービスやブラウザに関する情報を有することができる。また、ＳＭＳメッセージは、選択された無線機または無線機群に対するための命令として、ソフトウェア定義無線機で実現されるような、形式を変更するための命令を有することができる。

本発明の非限定例によるビーコンによって、構成命令についてのネットワークにおける通信が可能になる。これは、ノードをうまく通信させるようにネットワークが同じサイズに構成されるからである。このように、ビーコンは、異なるネットワーク構成のすべてのノードを通る「糸」として作用し、またはそれらのノードに「糸を通す」ように作用して、必要な命令またはコマンドを伝達する。ビーコンを使用しなければ、ネットワークは手動で同じサイズに構成されざるを得ない。ネットワーク構成が誤っていると決定された場合は、ネットワークは訂正手法で構成されざるを得ず、さもなければ通信するための手段がなくなってしまう。

本発明の非限定例によるビーコンの使用は、緊急活動において有利となり得る。例えば、救助隊が使用するネットワークシステムが、８ノードネットワークとして働く緊急無線を使うとする。この例では、建物で火災が発生して、その隊の救助作業員たちは、８ノード構成では不十分であり、１６タイムスロットをもつ１６ノード構成へネットワーク容量を増やさなければならないことに気付くかもしれない。その隊はおそらく本部からの応援を要請し、本部は、以前の８ノードのネットワーク構成、すなわち古いネットワーク構成の無線機をもつ班をさらに送り出す。燃えさかる建物の緊急作業員たちはその場で１６ノード構成へ変更してしまっているが、新しい救助者たちが到着した時、彼らは、通信することができず、１６ノードネットワークへ構成しなければならないことに気付くのである。新しい救助者が、この緊急事態において、現場にいる現在の救助者がどのように構成されているかを知ったり尋ねたりすることは困難である。ところが、例えばショートメッセージとしてのビーコンは、新しい無線機からの照会の後、新しい無線機および救助者に対して適切な１６ノード構成へその場で変更するように伝えるために使用することができるのである。

図３に示す外来ノードは、新しい救助者としてネットワークへ来る緊急ノードに対応し得る。先の例において、かの「外来」ノードは、おそらくは救助場所に来るまでどの構成を使用すべきか知らずに来てから、その情報をもつビーコンを送信および/または受信する。また、２つまたは３つの異なるネットワークが使用中である可能性があり、外来ノードは、どのネットワークに参加すべきかについてビーコンを送って、３つの異なる救助ネットワークと通信することができる。このように、ビーコンの使用は、波形を構成するために用いられ得る。ビーコンの使用は、異なる変調方法または異なる無線技術のためのものではなく、選択されたネットワークへ無線機を構成することのためのものとなる。また、異なる波形から「選び取る」ことも可能である。

ビーコンは短いタイムスロットであり、すべてのノードが無線機または他の通信装置としてビーコンを使用できるので、システムにはある程度の許容度がある。ビーコンを同時に使用するノードは２つまたは３つであり得る。あるノードまたは無線機が、その特定のノードの周囲で「ビーコン発信」している複数のノードのただ中にある場合、そのノードにとっては、重複や衝突のためにスクランブル信号であるかのように見えるであろう。例えば「当方の構成はこの波形ＩＤ３である」あるいは「当方の構成は波形ＩＤ２である」というように、ビーコンは典型的にはさまざまなネットワークノードからの情報を繰り返すように用いられるので、これらのメッセージは、典型的には繰り返し生じることになる。何らかの衝突があった場合でも、ネットワークにノードがいくつあるのかをネットワークが波形を介して示すので、問題にならない時がある。従って、要求側ノードから何らかの差し控えが行われ得る。

ネットワークに多数のノードがある場合、頻繁に「ビーコン発信」することは、衝突する可能性が非常に高いので望ましくない。計算または参照テーブルを用い、ビーコンを送信する頻度に関する統計上または他の情報を提供して衝突率を下げるようにするとよい。このように、ビーコン率および起こり得る衝突を、差し控え処理に対して対応付ける関係が存在してよく、衝突が完全には無くならないかもしれないとしても、衝突率に対するネットワーク許容度がいくらか生じることになる。さらに、たとえノードが衝突したとしても、ノードが無作為に選択できる。この場合には、ビーコンの繰り返しが有利である。たとえ何らかの衝突があったとしてもこの設計には許容度があり、またこの設計がビーコンの目的を阻まないことは明らかである。

また、ビーコンは、ネットワーク群の予期せぬ結合を解決する動作もできる。例えば、２つのネットワークが共に結合されるはずなのに、この２つのネットワークが誤って、または異なって構成されている場合は、ネットワーク結合が試みられた時になぜ２つのネットワークが結合しなかったのかを明らかにするのが困難な場合がある。ところが、ビーコンを使用すれば、ネットワークの適切なサイズを決定してネットワーク制御およびネットワーク管理を支援することが可能である。また、ビーコンの使用は、ネットワークノードとして構成されているであろうノードからなるネットワークチーム全体へ、例えばコマンドに類似したショートメッセージを送るためにも行われ得る。例えば、無線機は、音声メッセージを使用せずに、「停止」あるいは違った構成をするように告げられ得る。メッセージをビーコンとして送って、所望の、または要求されたネットワークサイズに再び同期させることもできる。衝突はビーコンを用いて解決され得る。ビーコンによる情報は、典型的に行われるように繰り返され得るので、自動的な構成および確認が行われ得る。

図４は、本発明の非限定例に従って用いられ得る方法の上位レベルフローチャートを説明する図である。

フローチャートに図示されるように、外部ノードまたは他の外部ＴＤＭＡネットワークが、１以上のＴＤＭＡ通信ネットワークへ接近し得る（ブロック２００）。外部ノードまたは他のＴＤＭＡネットワークは、プローブとしてビーコンを送信できる（ブロック２０２）。構成情報が外部ノードまたは外部ＴＤＭＡネットワークによって取得されたかどうかが決定される（ブロック２０４）。この構成情報は、１つのネットワークのノードに返答させることによって取得され得る。答えがＮＯであれば、外部ノードまたはＴＤＭＡネットワークの、他のネットワークとの結合はない（ブロック２０６）。答えがＹＥＳであれば、ＴＤＭＡネットワークとの結合が可能であることを構成情報が示しているかどうかが決定される（ブロック２０８）。結合が不可能であれば、結合は行われず（ブロック２１０）、可能であれば、ノードまたはＴＤＭＡネットワークは、選択されたネットワークと結合する（ブロック２１２）。

図１は、本発明に用いられ得る通信システムの例のブロック図である。 図２は、３つの異なるＴＤＭＡネットワークの模式的簡略図であって、２ノード、４ノード、および８ノードネットワークと、エポック（またはフレーム）がそれぞれの２、４、および８タイムスロットへどのように分割されるかとを示す図である。 図３は、図２に示すものと同様の、別の模式的簡略図であるが、エポック（またはフレーム）の先頭に置かれたビーコンと、ビーコンを用いてそれぞれの２ノード、４ノード、および８ノードＴＤＭＡネットワークと通信できる外部または外来ノードの使用とを示す図である。 図４は、本発明の非限定例に従って基本的方法を説明する高レベルフローチャートである。

符号の説明

５０ 通信システム
５２ 基地局セグメント
６０ ＶＨＦ無線機
６２ ＨＦ無線機
６４ ＶＨＦネット
６６ ＨＦネット
６８ ＶＨＦ無線機
７０ ＨＦ無線機
７２ パーソナルコンピュータまたはワークステーション
７３ アドホック通信ネットワーク
８０ 公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）
８２ ＰＡＢＸ
８４ 衛星インターフェース
８６ａ、８６ｂ 無線ゲートウェイ
９０ 電子メールクライアント
１００ ２ノードネットワーク
１０１、１０３、１０５ ノード
１０２ ４ノードネットワーク
１０４ ８ノードネットワーク
１１０、１１２、１１４ タイムスロット
１５０ ビーコン
１６０ 外来ノード

Claims (10)

1. 時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信ネットワークを形成する複数のノードを備える通信システムであって、
   前記ＴＤＭＡ通信ネットワーク内の各ノードは、制御部および無線通信装置を備え、前記制御部および無線通信装置は協働して、ノードがＴＤＭＡフレームのタイムスロットを用いて互いに通信可能とし、各ノードは、前記ＴＤＭＡ通信ネットワークの前記ノードについての構成情報を伝えるために、フレームの先頭時間に配置されたビーコンを送受信することを特徴とする通信システム。
2. 前記ビーコンは、テキストメッセージを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記ビーコンは、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）メッセージを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記ビーコンは、約１ｍｓ以下の期間を有することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
5. 前記ＴＤＭＡ通信ネットワークの外部のノードを含み、前記外部のノードは、構成情報を得るために前記ＴＤＭＡ通信ネットワークを探索するビーコンを送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
6. 複数のノードを相互接続して時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信ネットワークを形成し、各ノードは、制御部および無線通信装置を備え、前記制御部および無線通信装置が、ＴＤＭＡフレームを用いてタイムスロット内で通信し、
   前記ＴＤＭＡ通信ネットワーク内の少なくとも１つのノードにおいて、ノード間で通信を行うために用いられるフレームの先頭時間に配置されたビーコンを送信または受信し、前記ビーコンは、前記ＴＤＭＡ通信ネットワーク内の前記ノードについての構成情報を含むことを特徴とする通信方法。
7. 前記ビーコンをテキストメッセージとして形成することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ビーコンをショートメッセージサービス（ＳＭＳ）メッセージとして形成することをさ特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 前記ビーコンを約１ｍｓ以下の期間を有するように形成することを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 構成情報を得るために前記ＴＤＭＡ通信ネットワークを探索するために、前記ＴＤＭＡ通信ネットワークに外部のノードからビーコンを送信することを特徴とする請求項６に記載の方法。