JP2011524724A - 共用媒体上のシグナリングプロトコル間での共存の管理 - Google Patents
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Abstract
共用通信媒体を通じて、複数の装置間で通信する方法が記載されている。この方法は、各サブセットのための少なくとも1つのそれぞれのタイムスロットを含む装置の複数のサブセット間のスケジュールにおいて、所定のサブセットのためのタイムスロット内で、その所定のサブセットに関連する存在信号を、所定のサブセット内の装置の内の少なくとも1つから送信することを含む。所定のサブセットに関連する存在信号は、所定のサブセット内の少なくとも1つの装置の存在を示すように構成されている。また、この方法は、少なくとも1つの異なるサブセット内の1つ以上の装置から検出された存在信号に基づいて、所定のサブセット内の装置間で通信することを含む。
Description
本発明は、共用媒体上のシグナリングプロトコル間での共存の管理に関する。
(関連出願の相互参照)
本出願は、参照により本願明細書に組み込まれる、2008年6月16日に出願された米国特許出願第61/073,024号に対する優先権を主張する。
(関連出願の相互参照)
本出願は、参照により本願明細書に組み込まれる、2008年6月16日に出願された米国特許出願第61/073,024号に対する優先権を主張する。
通信装置のネットワークは、様々な方法のいずれかを用いて、通信媒体(例えば、複数の装置に接続している配線)を共用することができる。いくつかのネットワークは、共通の電気配線を有する1つのネットワークに設置された場合に、様々な装置およびシステムが、共有通信リソース(例えば、周波数および時間)で共存することを可能にするメカニズムを含む。
一つの態様においては、一般に、共用通信媒体を介した複数の装置間で通信する方法。この方法は、各サブセットのための少なくとも1つのそれぞれのタイムスロットを含む装置の複数のサブセット間のスケジュールにおいて、所定のサブセットのためのタイムスロット内で、所定のサブセットに関連する存在信号を、所定のサブセット内の装置の内の少なくとも1つから送信することを含む。所定のサブセットに関連する存在信号は、所定のサブセット内の少なくとも1つの装置の存在を示すように構成されている。また、この方法は、少なくとも1つの異なるサブセット内の1つ以上の装置から検出された存在信号に基づいて、所定のサブセット内の装置間で通信することを含む。
態様は、以下の特徴の内の1つ以上を含むことができる。
異なるサブセットに関連するそれぞれの存在信号は、固有のものである。
異なるサブセットに関連するそれぞれの存在信号は、位相の固有シーケンスを用いて変調された複数の搬送周波数を含む。
異なるサブセットに関連するそれぞれの存在信号は、固有のものである。
異なるサブセットに関連するそれぞれの存在信号は、位相の固有シーケンスを用いて変調された複数の搬送周波数を含む。
位相のシーケンスを用いて180度だけ異なる2つの位相値からなるシーケンスを備える。
位相のシーケンスは、所定のオフセットから始まる、格納されている位相のリストから決定され、この場合、位相の各固有シーケンスは、異なるオフセットから始まる。
位相のシーケンスは、所定のオフセットから始まる、格納されている位相のリストから決定され、この場合、位相の各固有シーケンスは、異なるオフセットから始まる。
上記スケジュールは、タイムスロットが、共用通信媒体上の交流電流ラインサイクルに同期される自動更新スケジュールである。
タイムスロットは、交流電流ラインサイクルのゼロ交差からの異なる所定のオフセットにある。
タイムスロットは、交流電流ラインサイクルのゼロ交差からの異なる所定のオフセットにある。
所定のオフセットは、交流電流ラインサイクルのゼロ交差付近にある。
タイムスロットはそれぞれ、1つの存在信号のために予約された時間と、ゼロ交差が正確に検出されない場合に、1つの存在信号を識別可能にする、両サイドの時間マージンとを含む。
タイムスロットはそれぞれ、1つの存在信号のために予約された時間と、ゼロ交差が正確に検出されない場合に、1つの存在信号を識別可能にする、両サイドの時間マージンとを含む。
存在信号を送信していない装置は、タイムスロットの間に、存在信号をスキャンする。
上記方法は、第1のサブセットとは異なる第2のサブセット内の装置からの再同期信号の受信に応じて、第1のサブセット内の装置内において、検出されたゼロ交差に同期することをさらに含む。
上記方法は、第1のサブセットとは異なる第2のサブセット内の装置からの再同期信号の受信に応じて、第1のサブセット内の装置内において、検出されたゼロ交差に同期することをさらに含む。
再同期信号は、存在信号が第1のサブセット内の装置から送信されるタイムスロットの後のタイムスロットにおいて、第2のサブセット内の装置から送信される。
第2のサブセット内の装置は、1つ以上の存在信号が同期していない少なくとも1つの装置からの指示に応じて、再同期信号を送信する。
第2のサブセット内の装置は、1つ以上の存在信号が同期していない少なくとも1つの装置からの指示に応じて、再同期信号を送信する。
存在信号は、その存在信号が関連しているサブセットのためのタイムスロットの外側で検出された場合には同期していない。
上記スケジュールは、各サブセットのための少なくとも1つの存在信号タイムスロットと、所定のサブセット内の装置間での通信のために割り当てられた通信タイムスロットを含む時間区間とを含む。
上記スケジュールは、各サブセットのための少なくとも1つの存在信号タイムスロットと、所定のサブセット内の装置間での通信のために割り当てられた通信タイムスロットを含む時間区間とを含む。
この方法は、タイムスロットの間に送信される信号に基づいて、時分割多重化または周波数分割多重化のいずれかを用いて、異なるサブセットの装置間で、時間区間を共用することを要求することをさらに含む。
装置は、周波数分割多重化の利用の要求を拒否して、時分割多重化の利用を選択し、異なるサブセットの装置間で、時間区間を共用する。
少なくとも1つのサブセットの装置によって送信された存在信号は、当該サブセットのためのマスタ装置によって調整される。
少なくとも1つのサブセットの装置によって送信された存在信号は、当該サブセットのためのマスタ装置によって調整される。
上記方法は、検出された存在信号情報を、サブセットのためのマスタへ伝達する装置を当該サブセット内にさらに含む。
サブセット内の少なくとも1つの装置は、そのサブセットのための存在信号を送信する。
サブセット内の少なくとも1つの装置は、そのサブセットのための存在信号を送信する。
サブセット内の複数の装置は、そのサブセットのための存在信号を送信する。
サブセット内の全ての装置は、そのサブセットのための存在信号を送信する。
サブセットのための存在信号を送信する当該サブセット内の複数の装置は、同一の存在信号を送信する。
サブセット内の全ての装置は、そのサブセットのための存在信号を送信する。
サブセットのための存在信号を送信する当該サブセット内の複数の装置は、同一の存在信号を送信する。
同一の存在信号は、他のサブセット内の装置によって送信された存在信号と区別できるように構成的に付加する。
しきい値以下の検出された存在信号は、無視される。
しきい値以下の検出された存在信号は、無視される。
存在信号を送信するための存在信号タイムスロットは、所定のサブセット内の装置間で通信するために割り当てられた通信タイムスロットを含む時間区間で分けられる。
タイムスロットは、存在信号によって識別されたサブセットに基づいて、所定のサブセットに割り当てられる。
タイムスロットは、存在信号によって識別されたサブセットに基づいて、所定のサブセットに割り当てられる。
第1のサブセットに割り当てられた第1のタイムスロットと、第2のサブセットに割り当てられた第2のタイムスロットは、サイレンスマージン(silence margin)によって分けられる。
上記方法は、待ち時間およびスループットの少なくとも一方に基づいて、タイムスロットをサブセットに割り当てることをさらに含む。
タイムスロットは、少ない待ち時間を実現できるように、時間区間のほとんどに及んで、所定のサブセットに対して割り当てられる。
タイムスロットは、少ない待ち時間を実現できるように、時間区間のほとんどに及んで、所定のサブセットに対して割り当てられる。
タイムスロットは、高スループットを実現できるように、時間区間内で隣接して、所定のサブセットに対して割り当てられる。
上記方法は、第2のサブセットに既に割り当てられた1つ以上のスロットの間に通信する第2のサブセット内の装置がない場合に、第2のサブセットに割り当てられたタイムスロットを用いる装置を第1のサブセット内にさらに含む。
上記方法は、第2のサブセットに既に割り当てられた1つ以上のスロットの間に通信する第2のサブセット内の装置がない場合に、第2のサブセットに割り当てられたタイムスロットを用いる装置を第1のサブセット内にさらに含む。
第1のサブセット内の装置は、第2のサブセットに割り当てられたタイムスロットを用いる前に、マスタ装置からの許可を要求する。
第1のサブセット内の装置は、第2のサブセット内の装置との干渉が起こりそうもないと信号対ノイズ比が示唆していると判断した後に、第2のサブセットに割り当てられたタイムスロットを用いる。
第1のサブセット内の装置は、第2のサブセット内の装置との干渉が起こりそうもないと信号対ノイズ比が示唆していると判断した後に、第2のサブセットに割り当てられたタイムスロットを用いる。
第1のサブセット内の装置は、第1のサブセット内の1つ以上の装置による使用に対する、所定区間内の全てのタイムスロットの使用を要求する。
異なるサブセット内の装置は、異なる物理層プロトコルを用いる。
異なるサブセット内の装置は、異なる物理層プロトコルを用いる。
異なるサブセット内の装置は、スペクトルが重なる信号を用いる。
少なくとも1つのサブセットは、直交周波数分割多重方式を用いる。
別の態様においては、一般に、システムは、通信媒体と、通信媒体に結合された装置からなる第1のサブセットと、通信媒体に結合された装置からなる第2のサブセットとを含む。少なくとも第1および第2の、装置からなるサブセットを含む、装置からなる複数のサブセットの所定のサブセット内の装置の内の少なくとも1つは、各サブセットのための少なくとも1つのそれぞれのタイムスロットを含むスケジュールに従って、所定のサブセットのためのタイムスロット内で、所定のサブセットに関連する存在信号を送信するように構成され、この場合、所定のサブセットに関連する存在信号は、所定のサブセット内の少なくとも1つの装置の存在を示すように構成されており、また、少なくとも1つの異なるサブセット内の1つ以上の装置から検出された存在信号に基づいて、所定のサブセット内の他の装置間で通信するように構成されている。
少なくとも1つのサブセットは、直交周波数分割多重方式を用いる。
別の態様においては、一般に、システムは、通信媒体と、通信媒体に結合された装置からなる第1のサブセットと、通信媒体に結合された装置からなる第2のサブセットとを含む。少なくとも第1および第2の、装置からなるサブセットを含む、装置からなる複数のサブセットの所定のサブセット内の装置の内の少なくとも1つは、各サブセットのための少なくとも1つのそれぞれのタイムスロットを含むスケジュールに従って、所定のサブセットのためのタイムスロット内で、所定のサブセットに関連する存在信号を送信するように構成され、この場合、所定のサブセットに関連する存在信号は、所定のサブセット内の少なくとも1つの装置の存在を示すように構成されており、また、少なくとも1つの異なるサブセット内の1つ以上の装置から検出された存在信号に基づいて、所定のサブセット内の他の装置間で通信するように構成されている。
本発明の多くの効果(その内のいくつかは、様々な態様および実施の内のいくつかでのみ実現することができる)の中には、以下のものがある。
この技法は、異なるシステムの有効な検出を可能にするラウンドロビン方式で送信される、異なるシステムのための固有信号を備える。また、これらの信号は、ローカル電力線信号機能(例えば、局所的ゼロ交差)に関連する時間基準をトラッキングする際に、共存処理手順が、エラーに対して回復力があるようにすることも可能である。例えば、各信号が固有のものであるため、異なるシステム間に、著しいACゼロ交差オフセットがある場合には、様々な装置は混乱しないであろう。この技法は、低コストのゼロ交差検出器を可能にする。例えば、低コストのゼロ交差検出器は、実際には、正確なゼロ交差位置をトラッキングすることができないが、ゼロ交差に関する固定位置をトラッキングすることができる。装置は、ゼロ交差の解釈が異なっていてもよいが、固有信号が、局所的ゼロ交差に対してくるオフセットを測定することにより、同期することができる。この方法は、異なるシステム位置(例えば、異なる家)の間での(例えば、容量性または誘導性の負荷からの)大きな位相シフトに対して耐性がある。システムは、場合によっては、単独で作動することができ、および著しい干渉を引き起こさないくらい十分に離れているネットワークと、帯域幅を共有する必要はない。
この技法は、異なるシステムの有効な検出を可能にするラウンドロビン方式で送信される、異なるシステムのための固有信号を備える。また、これらの信号は、ローカル電力線信号機能(例えば、局所的ゼロ交差)に関連する時間基準をトラッキングする際に、共存処理手順が、エラーに対して回復力があるようにすることも可能である。例えば、各信号が固有のものであるため、異なるシステム間に、著しいACゼロ交差オフセットがある場合には、様々な装置は混乱しないであろう。この技法は、低コストのゼロ交差検出器を可能にする。例えば、低コストのゼロ交差検出器は、実際には、正確なゼロ交差位置をトラッキングすることができないが、ゼロ交差に関する固定位置をトラッキングすることができる。装置は、ゼロ交差の解釈が異なっていてもよいが、固有信号が、局所的ゼロ交差に対してくるオフセットを測定することにより、同期することができる。この方法は、異なるシステム位置(例えば、異なる家)の間での(例えば、容量性または誘導性の負荷からの)大きな位相シフトに対して耐性がある。システムは、場合によっては、単独で作動することができ、および著しい干渉を引き起こさないくらい十分に離れているネットワークと、帯域幅を共有する必要はない。
他の態様および効果は、詳細な説明、図面、付属書類および請求の範囲から明らかであろう。
非常に多くの本発明の可能性のある実施があるが、多すぎて本願明細書には記載できない。以下、現時点で好適である、可能性のあるいくつかの実施について説明する。しかし、これらが、本発明の実施の説明であり、本発明の説明ではないことを強く強調することはできず、本発明は、このセクションに記載されている詳細な実施に限定されるものではないが、クレームにおいては、より幅の広い用語で記載されている。
図1は、バックホールネットワークへのアクセスを実行できるブロードバンド電力線ネットワーク(Broadband Power Line Network:BPLN)等のアクセスネットワーク100の場合の例示的なネットワーク構成を示す。BPLNは、下層の物理的電力線媒体にアクセスできるサービスプロバイダ事業者が管理することができる。BPLNは、スマートグリッド管理、ブロードバンド・インターネット・アクセス、音声および映像配信サービス等を含む数種類のアプリケーションに使用することのできる汎用ネットワークである。様々な実施において、BPLNは、低電圧、中電圧および高電圧の電力線上に展開することができる。加えて、BPLNは、近隣全体に拡げることができ、あるいは、単一の集合住戸内に展開することができる。例えば、BPLNは、単一のアパート内の貸借人にネットワークサービスを提供するのに用いることができる。電力線は、BPLNを展開するための一つの媒体であるが、同様の技術を、例えば、同軸ケーブル、ツイストペアまたはこれらの組み合わせ等の他のワイヤライン上に展開することができる。
BPLNは、1つ以上のセルを含むことができる。1つのセルは、例えば、提携管理、セキュリティ、サービス品質(QoS)およびチャネルアクセス設定等の同様の特性を有する、BPLN内のブロードバンド電力線(BPL)装置からなる群である。BPLN内のセルは、互いに論理的に分離されており、バックホールとの通信は、このセル内で行われる。BPLN内の各セルは、コアセルを含み、また、1つ以上のサブセルを含んでもよい。所定の物理的電力線媒体上には、1つ以上のセルがあってもよい。
いくつかのセルは、異なるPHYプロトコルを含む異なるプロトコルを使用することができる。例えば、屋内AVサブセルは、屋内AV PHYプロトコルを使用することができ、およびアクセスBPLサブセルは、アクセスBPL PHYプロトコルを使用することができる。本願明細書に記載されている技術的方法は、異なるPHYプロトコルを使用するセルが、ネットワーク100内で共存することを可能にするのに用いることができる。
コアセルは、共通のセキュリティプロトコル等のいくつかの機能を共用することができる、BPLN内の装置からなる群を含む。例示的なコアセルは、ヘッドエンド(HE)、リピータ(R)および回線終端装置(NTU)を含むが、加入者宅内機器(CPE)は除いてもよい。ヘッドエンド(HE)は、セルをバックホールネットワークにブリッジする装置である。セルは、一時に、1つのアクティブなヘッドエンドを有することになり、およびこのヘッドエンドは、コアセルと、関連するサブセルとを含むセルを管理する。リピータ(RP)は、MSDUを選択的に再送信して、BPLNセルの有効な範囲および帯域幅を広げる装置である。リピータは、ルーティングおよびQoS機能も実行することができる。NTUは、BPLNセルをエンドユーザのネットワークまたは装置に接続する装置である。NTUは、場合によっては、WiFi等の他のネットワーク技術とブリッジすることができる。単一のNTUは、2つ以上の顧客のために機能することができる。各サブセルは、アクティブなNTUと関連付けられている。いくつかの実施において、HE、NTUおよび/またはRPは、単一の局に配置することができる。従って、単一の装置を、複数の機能を実行するように設計することができる。例えば、単一の装置を、RPおよびNTUに関連するタスクを実行するように同時にプログラムすることができる。
様々な種類のCPE装置(例えば、コンピュータ)を、ネットワーク内の終点装置として用いることができ、また、このような装置は、NTU、任意の数のリピータ(リピータなしも含む)およびヘッドエンドを介して、ネットワーク内の他の装置と通信することができる。ネットワーク内の各装置は、送信を良好に受信するのに十分近いところにある他の何らかの装置に対して送信を行うために、該装置によって使用される物理層プロトコルを用いて、通信「局」として通信する。互いに直接通信することのできない装置は、1つ以上のリピータ装置を用いて互いに通信する。それらの装置は、互いに干渉する可能性があるが、集中型および/または分散型の方法で調整する技術的方法を用いることができる。
様々な種類の通信システムアーキテクチャのいずれかを、通信媒体を通じて送信される信号波形にデータを変換し、および信号波形からデータに変換するネットワーク・インタフェース・モジュールの一部を実施するのに用いることができる。装置上で作動するアプリケーションは、セグメントでデータをネットワーク・インタフェース・モジュールへ供給し、およびネットワーク・インタフェース・モジュールからデータをセグメントで受信する。「MACサービスデータユニット(MSDU)」は、MAC層によって受信される情報のセグメントである。MAC層は、受信したMSDUを処理して、「MACプロトコルデータユニット(MPDU)」を生成するように準備することができる。MPDUは、(例えば、管理情報およびオーバヘッド情報を有する)ヘッダと、MAC層が物理層に尋ねて移送するペイロードフィールドとを含む情報のセグメントである。MPDUは、送信されるデータの種類に基づく様々な種類のフォーマットの内のいずれかを有することができる。「PHYプロトコルデータユニット(PPDU)」は、物理層により、電力線を通じて送信されるMPDUを表す、変調された信号波形を指す。
MSDUからMPDUを生成することとは別に、MAC層は、チャネルアクセス制御、MSDUのための所要のQoS、間違いを含む情報の再送信、ルーティングおよび繰り返しを含むいくつかの機能を実行することができる。チャネルアクセス制御は、装置が電力線媒体を共用することを可能にする。搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式(CSMA/CA)、集中型時分割多元接続(TDMA)、分散型TDMA、トークンベースのチャネルアクセス等のいくつかの種類のチャネルアクセス制御メカニズムは、MACが用いることができる。同様に、様々な再送信メカニズムも用いることができる。また、物理層(PHY)は、伝送媒体(電力線、同軸、ツイストペア等)を通じて確実で有効な伝送を可能にする様々な技術的方法を用いることができる。直交周波数分割多重化(OFDM)またはウェーブレット変調のような様々な変調技術を用いることができる。障害を克服するために、物理層は、順方向誤り訂正(FEC)コードラインビタビ符号、リードソロモン符号、連結コード、畳み込みターボ符号等のターボ符号、低密度パリティ検査符号等を採用することができる。
物理層の一つの実施は、OFDM変調を用いることである。OFDM変調において、データは、OFDM「シンボル」の形式で送信される。各シンボルは、所定の時間分またはシンボル時間TSを有する。各シンボルは、互いに直交し、OFDM搬送波を構成するN個の正弦波搬送波の重畳によって生成される。各搬送波は、シンボルの初期から測定されるピーク周波数fiおよび位相Φiを有する。これらの互いに直交する搬送波の各々に対して、整数周期の正弦波波形が、シンボル時間TS内に含まれている。同様に、各搬送波周波数は、周波数間隔Δf=1/TSの整数倍である。搬送波波形の位相Φiおよび振幅Aiは、(適切な変調スキームに従って)結果として生じる変調波形の直交性に影響を及ぼすことなく、独立して選択することができる。搬送波は、OFDM帯域幅と呼ばれる周波数fiとfNとの間の周波数範囲を占める。
図2を参照すると、通信システム200は、通信媒体204を通じて信号(例えば、OFDMシンボルのシーケンス)を受信機206へ送信する送信機202を含む。送信機202および受信機206は両方共、各局のネットワーク・インタフェース・モジュールに組み込むことができる。通信媒体204は、ある装置から電力線ネットワークを通じて別の装置への経路を示すことができる。
送信機202において、物理層を実装するモジュールは、MAC層からMPDUを受信する。MPDUは、スクランブリング、誤り訂正符号化およびインターリービング等の処理を実行するために、符号器モジュール220へ送られる。
符号化されたデータは、現在のシンボル(例えば、BPSK、QPSK、8−QAM、16−QAM配列)に用いられている配列により、データビット(例えば、1、2、3、4、6、8または10ビット)からなる群を取り込み、これらのビットによって表されるデータ値を、現在のシンボルの搬送波波形の同相(I)成分および直角位相(Q)成分の対応する振幅にマッピングするマッピングモジュール222へ供給される。この結果、各データ値は、その実数部がI成分に相当し、その虚数部が、ピーク周波数fiを伴う搬送波のQ成分に相当する、対応する複素数Ci=Aiexp(jΦi)と関連付けられる。別法として、データ値を、変調された搬送波波形と関連付ける何らかの適切な変調スキームを用いることができる。
また、マッピングモジュール222は、情報を送信するために、OFDM帯域幅内のどの搬送波周波数f1、…、fNがシステム200によって使用されるかを判断する。例えば、フェードに直面しているいくつかの搬送波を避けることができ、情報は、それらの搬送波で送信されない。その代わりに、マッピングモジュール222は、当該搬送波の場合の擬似ノイズ(PN)シーケンスからの2進値で変調されたコヒーレントなBPSKを用いる。電力を放射できる媒体204上の制限帯域(例えば、アマチュア無線帯域)に対応するいくつかの搬送波(例えば、搬送波i=10)の場合、これらの搬送波(例えば、A10=0)では、エネルギは伝送されない。また、マッピングモジュール222は、「トーンマップ」に従って、搬送波(または「トーン」)の各々に用いられる変調の種類を決定する。このトーンマップは、デフォルトのトーンマップ、または、以下に詳細に説明するように、受信局によって決められるカスタマイズされたトーンマップとすることができる。
離散逆フーリエ変換(IDFT)モジュール224は、マッピングモジュール222によって決定されたN個の複素数(その内のいくつかは、未利用の搬送波に対するゼロとすることができる)からなる結果として生じるセットの変調を、ピーク周波数fi、…、fNを有するN個の直交搬送波波形に対して実行する。変調された搬送波は、(サンプリングレートfRの場合の)離散時間型シンボル波形S(n)を形成するために、IDFTモジュール224によって多重化され、これは、
後処理モジュール226は、連続する(潜在的に重なっている)シンボルからなるシーケンスを、通信媒体204を通じて連続ブロックとして送信することのできる「シンボルセット」に多重化する。後処理モジュール226は、自動利得制御(AGC)およびシンボルタイミング同期に用いることのできるプリアンブルをシンボルに付加する。(例えば、システム200および/または通信媒体204内の欠陥による)シンボル間干渉および搬送波間干渉を緩和するために、後処理モジュール226は、シンボルの最後部のコピーである巡回プレフィックスによって各シンボルを拡張することができる。また、後処理モジュール226は、(例えば、二乗余弦ウィンドウまたは他の種類のパルス整形ウィンドウを用いて)シンボルセット内のシンボルのサブセットにパルス整形ウィンドウを適用すること、およびシンボルサブセットを重畳すること等の他の機能を実行することもできる。
アナログフロントエンド(AFE)モジュール228は、シンボルセットの連続時間(例えば、低域フィルタリングされた)バージョンを含むアナログ信号を通信媒体204に結合する。通信媒体204を通じた波形S(t)の連続時間バージョンの伝送の効果は、該通信媒体を通じた伝送のインパルス応答を表す関数(τ;t)を用いた畳み込みによって表すことができる。通信媒体204は、ノイズn(t)を付加することができ、このノイズは、ジャマーによって放射されたランダムノイズおよび/または狭帯域ノイズとすることができる。
受信機206において、物理層を実装するモジュールは、通信媒体204から信号を受信して、MAC層のためのMPDUを生成する。AFEモジュール230は、自動利得制御(AGC)モジュール232および時間同期モジュール234と共に機能して、サンプリングされた信号データおよびタイミング情報を離散フーリエ変換(DFT)モジュール236に供給する。
巡回プレフィックスを除去した後、受信機206は、サンプリングされた離散時間型シンボルをDFTモジュール236に供給して、(NポイントのDFTを実行することにより)符号化されたデータ値を表すN個の複素数からなるシーケンスを抽出する。復調器/復号器モジュール238は、この複素数を、対応するビットシーケンスに対してマッピングし、(デインターリービングおよびデスクランブリングを含む)これらのビットの適切な復号を実行する。
送信機202または受信機206内のモジュールを含む通信システム200のモジュールはどれも、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実施することができる。
異なる物理層(PHY)プロトコルを用いる通信システムは、物理層間プロトコル(IPP)を用いることによって、通信媒体(例えば、電力線媒体)上で共存することができる。いくつかの実施において、異なるプロトコルは、異なる信号変調スキームを用いることができるが、それでもなお、いくつかの機能を共通して有することができる。例えば、異なるプロトコルは、ガイドラインの共通のセット、または共通の仕様(例えば、IEEE1901仕様)に準拠することができる。IPPは、通信装置(例えば、電力線を通じて通信する装置)として機能する装置によって、通信媒体へのアクセスを制御するリソース共用メカニズムを含む。(共通の物理層プロトコルを用いて)互いに通信する装置からなるサブセットは、同じ物理層プロトコルまたは異なる物理層プロトコルを用いる他の論理ネットワークと媒体を共用する論理ネットワークを形成する。同じ物理層プロトコルを用いる局からなる1つ以上のサブセットは、それらのサブセットが、(たとえ、互いに全く通信しない場合でも)異なる物理層プロトコルを用いる他の通信システムと媒体を共用する論理的「通信システム」を一緒に構成するように、物理的ネットワーク全体に拡張することができる。同じ物理層プロトコルを共用する局からなるサブセットは、同じシステムカテゴリに属していると言ってもよい。いくつかの実施において、異なるサブセットの装置は、異なる物理層プロトコルを用いてもよいが、共通の媒体アクセス制御(MAC)プロトコルを用いてもよい。
一実施形態において、IPPは、アクセス(AS)装置からなる1つ以上のサブセットと、P1901共通MACと、Wavelet OFDM IEEE1901PHYまたはWindowed FFT OFDM IEEE1901 PHYのいずれかとを有する屋内装置(IH)からなる1つ以上のサブセットとの間でのリソース共有を実現できる。いくつかの共存仕様で規定されているいくつかの共存プロトコル(CXP)は、非IEEE1901装置が、互いに、およびIEEE1901装置とリソースを有効に共用することを可能にするより汎用的なリソース共有メカニズムを用いる。いくつかの実施において、IPPは、CXPプロトコルのいくつかの他の形式と互換性がある。
例えば、BPLシステムは、電力線を情報を送受信するための媒体として用いる通信システムである。BPLシステムは、1つのマスタ装置と、1つ以上のスレーブ装置とで構成することができる。この実施例において、IPPは、アクセス・システム・カテゴリ(ASまたは「A」)と、屋内システム(IH)との間でのリソース共有を実現できる。この屋内システムは、Wavelet OFDM PHYシステムカテゴリ(IH−Wまたは「W」)に属していてもよく、または、Windowed OFDM PHYシステムカテゴリ(IH−Oまたは「O」)を用いてもよい。
いくつかの実施形態において、IPPは、複数のシステムカテゴリが、互いの範囲内にあるときの状況、すなわち、あるシステムカテゴリの1つ以上の装置が、異なるシステムカテゴリの1つ以上の装置に干渉する可能性がある状況に対処する。例えば、このプロトコルは、物理層、ならびに異なるIEEE1901PHYを用いる異なる屋内システム間での共存にかかわらず、アクセスシステムと1つ以上の屋内システムとの間の共存を調整する。
装置の複数のサブセットが同じ電線を共用している場合、IPPは、リソース共有を制御するための方策のセットを規定することができる。例えば、アクセス・システム・カテゴリおよび屋内システムカテゴリの両方が、互いの範囲内にある場合、規定された方策は、チャネルリソースの50%をアクセス・システム・カテゴリが使用でき、かつチャネルリソースの50%を全ての屋内システムカテゴリが使用できるように割り当てることができる。別の実施例においては、屋内システムカテゴリのみが互いの範囲内にある場合、規定された方策は、チャネルリソースを等しく共有するように、すなわち、チャネルリソースの50%を、WindowedFFT OFDMを用いるシステムカテゴリに割り当て、チャネルリソースの50%が、Wavelet OFDM PHYを用いるシステムカテゴリに割り当てられるように指示することができる。
いくつかの構成において、システムカテゴリ内の装置は、所定の固有存在信号を送信することによって、その存在を示す。例えば、それらの存在信号として使用される例示的な波形は、以下で定義するCDCF(Commonly Distributed Coordination Function:共通分散調整機能)信号である。CDCF信号は、システムカテゴリが1つだけ存在する場合を含む全てのシステムによって送信することができる。
検出されたCDCF信号に基づいて、同じ媒体を共用する装置は、干渉範囲内にあるシステムカテゴリを示すネットワーク状態を判断することができる。このネットワーク状態により、異なるリソース割当が実行されることになる。
(IPPウィンドウ)
いくつかの構成において、CDCF信号は、IPPウィンドウ、すなわち、1つ以上のCDCF信号を送信/検出する装置によって用いられる時間の領域中に送信される。IPPウィンドウは、周期的に発生し、例えば、その周期は、BPLシステムにおける多様なラインサイクルとすることができる。IPPウィンドウは、単独でまたはすぐにCXPウィンドウが続き、また、IPPウィンドウおよびCXPウィンドウは、フィールドと呼ばれるいくつかのタイムスロットにさらに分割される。
(IPPウィンドウ)
いくつかの構成において、CDCF信号は、IPPウィンドウ、すなわち、1つ以上のCDCF信号を送信/検出する装置によって用いられる時間の領域中に送信される。IPPウィンドウは、周期的に発生し、例えば、その周期は、BPLシステムにおける多様なラインサイクルとすることができる。IPPウィンドウは、単独でまたはすぐにCXPウィンドウが続き、また、IPPウィンドウおよびCXPウィンドウは、フィールドと呼ばれるいくつかのタイムスロットにさらに分割される。
図3を参照すると、一つの構成において、物理層間プロトコルは、アクセス・システム・カテゴリ(A)、屋内Wavelet OFDM PHYシステムカテゴリ(W)および屋内Windowed OFDM PHYシステムカテゴリ(O)の間の通信を調整するのに用いることができる。この構成においては、IPPウィンドウ306内の2つのIPPフィールド302、304と、CXPウィンドウ310内の複数のCXPフィールド308とがある。IPPウィンドウ306は、割当期間Tipp312ごとに発生し、一方、CXPウィンドウ310は、3つの割当期間312ごとに発生する。CXPフィールド308は、共存プロトコル(CXP)によって使用され、また、IPPによって無視される。一般に、装置は、IPPフィールド304を検出し、必要に応じてCXPフィールド308を検出する。いくつかの構成において、IPPウィンドウ306の間、およびCXPウィンドウ310の間は、装置は、適切なCDCF信号を除いて、何も送信しない。
IPPウィンドウは、下層のラインサイクルゼロ交差に対して一定のオフセットToff314で発生する。1つのサイクルに2つのゼロ交差があり、多くの場合、1つの建物内でそれぞれのラインサイクルに対して異なる位相を有する配線の最高で3つのセクションがあるため、実際には、6つの可能性のあるゼロ交差インスタンスがある。同期技術は、互いの範囲内にある全ての装置が、共通のゼロ交差インスタンスに同期することを可能にする。
いくつかの構成において、各システムカテゴリは、ラウンドロビン方式でIPPウィンドウを使用する。例えば、図4Aを参照すると、アクセス・システム・カテゴリ装置は、ラウンドロビン方式でIPPウィンドウ402を使用し、屋内Wavelet OFDMシステムカテゴリ装置は、ラウンドロビン方式で次のIPPウィンドウ404を使用し、屋内Windowed OFDMシステムカテゴリ装置は、ラウンドロビン方式で次のIPPウィンドウ406を使用し、以下、同様である。
いくつかの構成において、同じシステムカテゴリに属する全ての装置は、それらのシステムカテゴリに割り当てられたIPPウィンドウ内で、同時にCDCF信号を送信する。各装置は、3つのTippサイクルごとに、そのIPPウィンドウ内でCDCF信号を送信する。各装置は、ネットワーク状態を評価するために、Tippごとに、他の2つのIPPウィンドウ内のCDCF信号を検出する。各装置は、別の装置とアクティブリンクで結合していない場合、IPPウィンドウシステムの外側でCDCF信号を継続的にスキャンして、他の非同期装置の存在を検出する。非同期装置が検出された場合、(装置が、共通のゼロ交差インスタンスに同期することを可能にするために)再同期処理手順が開始する。
一つの構成において、あるシステムカテゴリに属する唯一の装置である装置は、送信していないときに、非同期装置およびシステム回路を検出することができる。この構成において、この装置は、IPPウィンドウ内でCDCF信号を送信しないが、IPPウィンドウの外部で、CDCF信号を継続的にスキャンして、非同期システムの存在を検出する。例えば、アクセスネットワークに接続されているが、屋内側に関して単独である装置は、IPPウィンドウの外側で、屋内側の非同期装置を継続的にスキャンする。
この実施例においては、その存在を示すためのIPPウィンドウを代替的に受信する3つの異なるシステムカテゴリがあるため、装置は、(「IPP期間」と呼ばれる)3つのTippサイクルごとに、ネットワーク状態を明確に判断することができる。この装置は、Tippサイクルごとに、ネットワーク状態を更新することができる。ある装置のネットワーク状態は、共用媒体上に存在し、かつ検出されたCDCF信号を用いて該装置によって検出することのできるシステムカテゴリによって判断される。
図4Bを参照すると、この実施例においては、CDCF信号は、アクセス・システム・カテゴリ408に割り当てられたIPPウィンドウ内で送信されておらず、アクセス・システム・カテゴリに属する装置が検出されていないことを示している。
例えば、図4Aを参照すると、装置は、連続する3つのIPPウィンドウ402、404、406の全てで送信されるCDCF信号を検出することができるため、全てのシステムカテゴリの存在を検出することができる。この実施例において、ネットワーク状態は、少なくとも、アクセス(AS)システムカテゴリ、屋内Windowed(IH−O)システムカテゴリおよび屋内Wavelet OFDM(IH−W)システムカテゴリに属する装置の存在を示す。対照的に、図4Bを参照すると、この実施例においては、アクセス・システム・カテゴリ408に割り当てられたIPPウィンドウの間に、装置によって検出されるCDCF信号はなく、その結果、検出されたネットワーク状態は、WおよびOのシステムカテゴリ内の装置の存在のみを示す。
このネットワーク状態により、異なるリソース割当を、以下で述べるように実行することができる。このシステムは、TDMA規格を用いて、使用可能なリソースを共用し、および各システムカテゴリに与えられるリソースの量は、特定の方策に基づいて決定される。
(TDMA構造)
図5を参照すると、一般的なTDMAスケジュールが図示されている。このスケジュールにおいて、割当期間502は、Tipp秒続き、およびIPPウィンドウ512と、互いに通信するために、所定のシステムカテゴリ内の装置に対して割り当てられたタイムスロットを含む時間区間とを含む。通信のために割り当てられたこの時間区間は、例えば、4つの時分割多重化ユニット(TDMU)504の各々の中の、時分割多重化(TDM)を用いる複数のシステムカテゴリの間で共用することができる。別法として、複数のシステムカテゴリの間で、割り当てられた時間を共用するのに、周波数分割多重化(FDM)を用いることができる。BPLシステムにおいて、TDMU504の期間は、2つの電力線サイクル506に等しくすることができ、また、各TDMU504、510は、TDMスロット(TDMS)508と呼ばれるタイムスロット、この場合は、1つのTDMU内で8つのTDMSにさらに分割することができる。TDMSの期間は、この電力線サイクルの期間によって定義することができる。例えば、50Hzの電力線サイクルは、5ミリ秒のTDMS期間をもたらし、一方、60Hzの電力線サイクルは、4.166ミリ秒のTDMS期間をもたらす。一実施例において、TDMSは、同じシステムカテゴリに属する全てのシステムに独占的に割り当てられ、また、割当方策は、ネットワーク状態に基づくことになる。
(TDMA構造)
図5を参照すると、一般的なTDMAスケジュールが図示されている。このスケジュールにおいて、割当期間502は、Tipp秒続き、およびIPPウィンドウ512と、互いに通信するために、所定のシステムカテゴリ内の装置に対して割り当てられたタイムスロットを含む時間区間とを含む。通信のために割り当てられたこの時間区間は、例えば、4つの時分割多重化ユニット(TDMU)504の各々の中の、時分割多重化(TDM)を用いる複数のシステムカテゴリの間で共用することができる。別法として、複数のシステムカテゴリの間で、割り当てられた時間を共用するのに、周波数分割多重化(FDM)を用いることができる。BPLシステムにおいて、TDMU504の期間は、2つの電力線サイクル506に等しくすることができ、また、各TDMU504、510は、TDMスロット(TDMS)508と呼ばれるタイムスロット、この場合は、1つのTDMU内で8つのTDMSにさらに分割することができる。TDMSの期間は、この電力線サイクルの期間によって定義することができる。例えば、50Hzの電力線サイクルは、5ミリ秒のTDMS期間をもたらし、一方、60Hzの電力線サイクルは、4.166ミリ秒のTDMS期間をもたらす。一実施例において、TDMSは、同じシステムカテゴリに属する全てのシステムに独占的に割り当てられ、また、割当方策は、ネットワーク状態に基づくことになる。
図5および図6を参照すると、IPPウィンドウ512は、TDMU#0 510の初期に発生し、IPPフィールド602、604が各IPPウィンドウ512内に存在しており、一方、CXPフィールド606は、アクセス・システム・カテゴリ510に割り当てられたIPPウィンドウ512内にのみ存在している。そのため、IPPウィンドウ512は、4つのTDMUに等しい1つのTippの周期性で発生し、一方、CXPウィンドウは、12のTDMUに等しい3つのTippの周期性で発生する。
図6は、1つの構成を示し、実線は、適切なシステムカテゴリに属する装置が存在する場合には、CDCF信号が常に送信されるフィールドを示す。点線は、CDCF信号が存在する可能性があるかまたは可能性がないフィールドを示す。
(IPPフィールド)
図6を参照すると、各IPPウィンドウは、特定のシステムカテゴリに属する装置によって、独占的に使用される。例えば、A、WおよびOである。唯一の例外は、何らかのシステムが、何らかのシステムカテゴリの第2のフィールド(例えば、屋内システムカテゴリ610、614の第2のフィールド)内でCDCF信号を送信する可能性がある場合の、再同期処理手順の間である。
(IPPフィールド)
図6を参照すると、各IPPウィンドウは、特定のシステムカテゴリに属する装置によって、独占的に使用される。例えば、A、WおよびOである。唯一の例外は、何らかのシステムが、何らかのシステムカテゴリの第2のフィールド(例えば、屋内システムカテゴリ610、614の第2のフィールド)内でCDCF信号を送信する可能性がある場合の、再同期処理手順の間である。
一つの構成において、第1のIPPウィンドウは、アクセス・システム・カテゴリに属する装置によってのみ使用される。
このチャネルを使用するアクセス・システム・カテゴリがある場合、その全ての装置は、IPPフィールド1 602内で、これらの存在を示すCDCF信号を送信する。第2のIPPフィールド604は、必要なリソース、または、TDM/FDM共用方策に対する要求を示すのに使用され、IPPアクセス補助フィールドと呼ばれる。現時点で、アクセス・システム・カテゴリが存在していない場合は、このIPPフィールド内で、CDCF信号は送信されない。
このチャネルを使用するアクセス・システム・カテゴリがある場合、その全ての装置は、IPPフィールド1 602内で、これらの存在を示すCDCF信号を送信する。第2のIPPフィールド604は、必要なリソース、または、TDM/FDM共用方策に対する要求を示すのに使用され、IPPアクセス補助フィールドと呼ばれる。現時点で、アクセス・システム・カテゴリが存在していない場合は、このIPPフィールド内で、CDCF信号は送信されない。
各IPPフィールドは、位相の複数のセットの内のいずれか(例えば、異なる搬送波に対して上述した位相)を用いて送信されたCDCF信号を含むことができる。一つの構成においては、それによってCDCF信号を送信することができる位相の4つの可能性のある集合がある。それによってCDCF信号を送信することができる位相の集合は、追加的な情報を伝達するのに用いることができる。例えば、一つの構成において、1つのIPPウィンドウの第1および第2のIPPフィールド602、604内で送信されるCDCF信号は、以下の意味を伴って用いられる。
・第1のIPPフィールド602内の「位相P1」と示されている位相と、第2のIPPフィールド604内の位相P1とからなる集合を有するCDCF信号、すなわち、TDMモードにおいて、アクセス・システム・カテゴリに属する1つ以上の装置が、干渉範囲内に存在しており、かつ該装置は、帯域幅の部分使用を問合せている。
・第1のIPPフィールド602内の位相P1と、第2のIPPフィールド604内の「位相P4」と示されている位相の集合とを有するCDCF信号、すなわち、TDMモードにおいて、アクセスが存在しており、帯域幅の完全な使用を問合せている。
・第1のIPPフィールド602内の位相P4と、第2のIPPフィールド604内の位相P1とを有するCDCF信号、すなわち、アクセス・システム・カテゴリに属する装置は、全てのTDMS上の特定の周波数以下(例えば、10MHz未満)の周波数を用いて、FDMモードに切替えるように作動または要求している。
・第1のIPPフィールド604内の位相P4と、第2のIPPフィールド604内の位相P4とを有するCDCF信号、すなわち、アクセス・システム・カテゴリに属する装置は、全てのTDMS上の特定の周波数以下(例えば、14MHz未満)の周波数を用いて、FDMモードに切替えるように作動または要求している。
・第1のIPPフィールド602内の「位相P1」と示されている位相と、第2のIPPフィールド604内の位相P1とからなる集合を有するCDCF信号、すなわち、TDMモードにおいて、アクセス・システム・カテゴリに属する1つ以上の装置が、干渉範囲内に存在しており、かつ該装置は、帯域幅の部分使用を問合せている。
・第1のIPPフィールド602内の位相P1と、第2のIPPフィールド604内の「位相P4」と示されている位相の集合とを有するCDCF信号、すなわち、TDMモードにおいて、アクセスが存在しており、帯域幅の完全な使用を問合せている。
・第1のIPPフィールド602内の位相P4と、第2のIPPフィールド604内の位相P1とを有するCDCF信号、すなわち、アクセス・システム・カテゴリに属する装置は、全てのTDMS上の特定の周波数以下(例えば、10MHz未満)の周波数を用いて、FDMモードに切替えるように作動または要求している。
・第1のIPPフィールド604内の位相P4と、第2のIPPフィールド604内の位相P4とを有するCDCF信号、すなわち、アクセス・システム・カテゴリに属する装置は、全てのTDMS上の特定の周波数以下(例えば、14MHz未満)の周波数を用いて、FDMモードに切替えるように作動または要求している。
一つの構成において、第2のIPPウィンドウは、屋内Wavelet OFDM(W)システムカテゴリに属する装置によって使用される。このチャネルを使用するWシステムがある場合、その全ての装置は、「位相P2」と示されている位相の集合を有するCDCF信号を用いて、IPPフィールド1 608内でのそれらの存在を示すためのCDCF信号を送信する。第2のIPPフィールド610は、再同期処理手順の間に使用することができ、およびFDMの機能がないことを示すのに用いることができる。Wが存在しない場合、このIPPウィンドウのIPPフィールド内では、CDCF信号は送信されない。
より具体的には、この構成において、WのIPPウィンドウの第1および第2のIPPフィールド608および610は、以下の意味を伝達するのに用いることができる。
・第1のフィールド608内の「位相P2」と示されている位相の集合を有するCDCF信号、すなわち、Wシステムに属する1つ以上の装置が、干渉範囲内に存在している。
・第2のフィールド610内の「位相P3」と示されている位相の集合を有するCDCF信号、すなわち、このWシステムに属する全ての装置は、再同期処理手順を開始する。
・第2のフィールド610内の「位相P4」と示されている位相の集合を有するCDCF信号、すなわち、W装置は、FDMモードをサポートすることができない。この信号は、FDMモードで機能するアクセス・システム・カテゴリが、このチャネル内に存在する場合にのみ送信される。屋内システムが、該フィールドを使用して、アクセス・システム・カテゴリに対するFDMの利用可能性を示す場合、既に該アクセスと同期されていることを意味するため、該システムは再同期することができず、そのため、どのような再同期要求も無視することになるため、再同期信号との矛盾はない。従って、第2のフィールド610内のP4信号は、Wシステムは既にアクセス・システム・カテゴリと同期されているため、再同期を実行することができないということを、他の何らかのシステムに示すことができる。
・第1のフィールド608内の「位相P2」と示されている位相の集合を有するCDCF信号、すなわち、Wシステムに属する1つ以上の装置が、干渉範囲内に存在している。
・第2のフィールド610内の「位相P3」と示されている位相の集合を有するCDCF信号、すなわち、このWシステムに属する全ての装置は、再同期処理手順を開始する。
・第2のフィールド610内の「位相P4」と示されている位相の集合を有するCDCF信号、すなわち、W装置は、FDMモードをサポートすることができない。この信号は、FDMモードで機能するアクセス・システム・カテゴリが、このチャネル内に存在する場合にのみ送信される。屋内システムが、該フィールドを使用して、アクセス・システム・カテゴリに対するFDMの利用可能性を示す場合、既に該アクセスと同期されていることを意味するため、該システムは再同期することができず、そのため、どのような再同期要求も無視することになるため、再同期信号との矛盾はない。従って、第2のフィールド610内のP4信号は、Wシステムは既にアクセス・システム・カテゴリと同期されているため、再同期を実行することができないということを、他の何らかのシステムに示すことができる。
また、この構成において、第3のIPPウィンドウは、屋内Wavelet OFDMシステムカテゴリ(IH−O)に属する装置によって使用される。このチャネルを使用するOシステムがある場合、その全ての装置は、第1のIPPフィールド612内での存在を示すためのCDCF信号を、位相P3を有するCDCF信号を用いて送信する。第2のIPPフィールド614は、再同期処理手順が使用することができ、FDMの利用可能性がないことを示すのに用いられる。現時点でOがない場合、一般的に、このIPPウィンドウのIPPフィールド内で、CDCF信号は送信されない。
より詳細には、O IPPウィンドウの第1および第2のIPPフィールド612、614は、以下の意味を伴って用いられる。
・第1のフィールド内の位相P3を有するCDCF信号、すなわち、Oシステムに属する1つ以上の装置が、干渉範囲内に存在している。
・第2のフィールド614内の位相P2を有するCDCF信号、すなわち、Oシステムに属する全ての装置は、再同期処理手順を開始する。
・第2のフィールド614内の位相P4を有するCDCF信号、すなわち、O装置は、FDMモードをサポートすることができない。この信号は、FDMモードで機能するアクセス・システム・カテゴリが、このチャネル内に存在している場合にのみ送信される。屋内システムが、該フィールドを使用して、アクセス・システム・カテゴリに対するFDMの利用可能性を示す場合、既に該アクセスと同期されていることを意味するため、該システムは再同期することができず、そのため、どのような再同期要求も無視することになるため、再同期信号との矛盾はない。従って、第2のフィールド614内のP4信号は、Oシステムは既にアクセス・システム・カテゴリと同期されているため、再同期を行うことができないということを、他の何らかのシステムに示すことができる。
・第1のフィールド内の位相P3を有するCDCF信号、すなわち、Oシステムに属する1つ以上の装置が、干渉範囲内に存在している。
・第2のフィールド614内の位相P2を有するCDCF信号、すなわち、Oシステムに属する全ての装置は、再同期処理手順を開始する。
・第2のフィールド614内の位相P4を有するCDCF信号、すなわち、O装置は、FDMモードをサポートすることができない。この信号は、FDMモードで機能するアクセス・システム・カテゴリが、このチャネル内に存在している場合にのみ送信される。屋内システムが、該フィールドを使用して、アクセス・システム・カテゴリに対するFDMの利用可能性を示す場合、既に該アクセスと同期されていることを意味するため、該システムは再同期することができず、そのため、どのような再同期要求も無視することになるため、再同期信号との矛盾はない。従って、第2のフィールド614内のP4信号は、Oシステムは既にアクセス・システム・カテゴリと同期されているため、再同期を行うことができないということを、他の何らかのシステムに示すことができる。
いくつかの構成において、FDMアクセス・システム・カテゴリは、対応するIPPウィンドウ内において、適切なCDCFフィールド内に、そのモードおよび粒度(FDM一部またはFDM全部)を連続的に示してもよい。
図7を参照すると、いくつかの構成において、CDCF信号702は、IPPフィールド700の内部で送信される。IPPフィールド700は、CDCF信号704のために予約された時間と、不完全な同期、不完全なゼロ交差検出、配電線信号の負荷誘導位相シフト等を可能にするための左右のいくらかの時間マージン706、708とに分割することができる。システムは、CDCF信号を検出するために、IPPフィールド700全体の間に、CDCF信号をリッスン(listen)することができる。一般に、CDCF信号の送信機は、IPPフィールド700の中間で、この信号を送信しようとする。
(TDMSリソース割当)
チャネルアクセスのスケジュールのために使用される時間単位は、TDMU(時間単位ユニット)である。図8を参照すると、一つの構成において、1つのTDMUは、2つのラインサイクルからなる期間を有する。TDMU800は、8つのTDMS802、804、806、808、810、812、814、816に分割されており、各スロットは、このチャネル上に存在する特定のシステムカテゴリの全ての装置の専用のために割り当てられている。隣接する2つのTDMS(例えば、TDMS番号5 810およびTDMS番号6 812)が異なるシステムカテゴリに割り当てられている場合には、TDMSの境界818にわたって、サイレンスマージンを配置することができる。TDMSサイレンスマージンは、CDCFマージン(図7の符号706、708)の期間の2倍であり、およびTDMS境界に集中している。
(TDMSリソース割当)
チャネルアクセスのスケジュールのために使用される時間単位は、TDMU(時間単位ユニット)である。図8を参照すると、一つの構成において、1つのTDMUは、2つのラインサイクルからなる期間を有する。TDMU800は、8つのTDMS802、804、806、808、810、812、814、816に分割されており、各スロットは、このチャネル上に存在する特定のシステムカテゴリの全ての装置の専用のために割り当てられている。隣接する2つのTDMS(例えば、TDMS番号5 810およびTDMS番号6 812)が異なるシステムカテゴリに割り当てられている場合には、TDMSの境界818にわたって、サイレンスマージンを配置することができる。TDMSサイレンスマージンは、CDCFマージン(図7の符号706、708)の期間の2倍であり、およびTDMS境界に集中している。
一般に、各TDMSの割り当ては、ネットワーク状態に依存する。装置によって感知されるネットワーク状態は、2つの装置が同じシステムカテゴリに属している場合でも、他方の装置によって感知されるネットワーク状態と異なる可能性がある。このネットワーク状態の特性は、タイムスロットの何らかの形の再利用が、ネットワーク全体のスループットの向上を可能にする。
本開示の範囲内で、例えば上述したように、多くの異なる方策を実施することができるが、一つの方策は、利用可能なリソースの内の少なくとも50%をアクセス・システム・カテゴリに割り当てることができ、屋内システムカテゴリには、残りのリソースが与えられる。これらの方策は、いくつかの設計上の制約を考慮しなければならない。TDMS割当の場合の一般的な処理手順は、完全なネットワーク状態の場合に対して(例えば、それぞれの割当が、図9および図10に、A、WおよびOとして記載されているA、W、Oのシステムカテゴリを含むネットワークに対して)TDMSを割り当てることを始め、その後、不在のシステムのTDMSを現存のシステムに割り当てることにより、他の割当を作成することである。また、TDMSをシステムカテゴリに割り当てる際には、待ち時間とスループット効率との間にトレードオフが存在することを考慮することができる。例えば、BPLシステムにおいて、待ち時間は、同じBPLシステムカテゴリに割り当てられたTDMSの間の距離に比例する。CDCFマージンの2倍に等しいTDMSサイレンスマージンは、TDMS境界に集中しているため、スループット効率は、同じBPLシステムカテゴリに連続して割り当てられたTDMSの数に比例する。
これらのトレードオフは、いくつかの異なる方法で制御することができる。図9および図10は、このようなトレードオフの2つの実施例を示す。これらの図においては、左側に、可能性のあるネットワーク状態が図示されており、また、右側には、システムカテゴリに対する対応する割当が図示されている。標示「A」906、「W」908および「O」910は、それぞれ、ネットワーク状態の一部として検出されるアクセス、ウェーブレットおよびOFDMシステムカテゴリを示すのに用いられる。このネットワーク状態における標示「FA」904は、アクセス・システム・カテゴリが全帯域幅を要求していることを表す。
一つの構成において、基本割当テーブル900が図9に図示されている。第1の行902は、A、WおよびOの割当をインタリーブすることにより、スループットを犠牲にして、待ち時間に恩恵を与えている。WおよびOのシステムカテゴリは、2つの不連続の割当を得ているため、効率は低い。しかし、このインターリービングは、2つのW(または、2つのO)の割当の間の最大距離間隔を小さくして、待ち時間を低減している。
別の構成において、図10を参照すると、第2の基本割当テーブル1000が図示されている。第1の行は、前の実施例と同じ数の、それぞれのシステムカテゴリに割り当てられたスロットを有するが、この行は、A、WおよびOのシステムに対して、単一の連続的な割当を与えることにより、より良好なスループット効率を可能にしている。しかし、この構成は、待ち時間を増加させる(例えば、連続的なWの割当の間の最大時間は、より長くなる)。
選択される方策は、上述したトレードオフを考慮しなければならない。
場合によっては、所定のシステム内の装置からなるサブセットは、上記の基本割当で示されている1つ以上のシステムから信号を受信しなくてもよい。例えば、A、WおよびOのシステムカテゴリを伴うネットワークにおいて、O装置の内の2つは、Aのシステムカテゴリに対応する何らかの信号を聞かなくてもよい。この場合、それら2つの装置は、Aのシステムカテゴリにさもなければ割り当てられていたであろうタイムスロットを使用することを決定する(または、要求する)ことができる。いくつかの構成において、この装置は、まず、集中型マスタ装置からの、タイムスロットを割り当てられる許可が必要である。他の構成においては、この装置が、Aのシステムカテゴリから信号を受信することができるが、信号が小さい(例えば、あるしきい値未満、例えば、最大給電力より30dB低い信号対ノイズ比を有する)場合でも、この装置は、干渉の可能性が最小限であり、かつタイムスロットを使用することができることを判断することができる。
(CDCF信号)
一つの構成において、例示的なCDCF信号は、次の特性を有している。
・約100MHzに等しいサンプリング周波数。
・連続する16のOFDMシンボルからなるCDCF信号。
・全て「1」のBPSKデータによって構成された各OFDMシンボルは、512ポイントの逆高速フーリエ変換(IFFT)を用いて搬送波波形に対して変調される。
・その後、最初の2つおよび最後の2つの時間領域シンボルは、送信スペクトルマスクに適合するように帯域外エネルギを低減するために、ウィンドウ関数W(n)が乗じられる。
・CDCF信号は、通常の通信伝送に使用される電力よりも8dB低い電力で送信される。これは、以下の目的のために行われる。
場合によっては、所定のシステム内の装置からなるサブセットは、上記の基本割当で示されている1つ以上のシステムから信号を受信しなくてもよい。例えば、A、WおよびOのシステムカテゴリを伴うネットワークにおいて、O装置の内の2つは、Aのシステムカテゴリに対応する何らかの信号を聞かなくてもよい。この場合、それら2つの装置は、Aのシステムカテゴリにさもなければ割り当てられていたであろうタイムスロットを使用することを決定する(または、要求する)ことができる。いくつかの構成において、この装置は、まず、集中型マスタ装置からの、タイムスロットを割り当てられる許可が必要である。他の構成においては、この装置が、Aのシステムカテゴリから信号を受信することができるが、信号が小さい(例えば、あるしきい値未満、例えば、最大給電力より30dB低い信号対ノイズ比を有する)場合でも、この装置は、干渉の可能性が最小限であり、かつタイムスロットを使用することができることを判断することができる。
(CDCF信号)
一つの構成において、例示的なCDCF信号は、次の特性を有している。
・約100MHzに等しいサンプリング周波数。
・連続する16のOFDMシンボルからなるCDCF信号。
・全て「1」のBPSKデータによって構成された各OFDMシンボルは、512ポイントの逆高速フーリエ変換(IFFT)を用いて搬送波波形に対して変調される。
・その後、最初の2つおよび最後の2つの時間領域シンボルは、送信スペクトルマスクに適合するように帯域外エネルギを低減するために、ウィンドウ関数W(n)が乗じられる。
・CDCF信号は、通常の通信伝送に使用される電力よりも8dB低い電力で送信される。これは、以下の目的のために行われる。
・全ての装置がCDCF信号を同時に送信するため、本発明者等は、放射妨害波との非適合を避けるために、送信電力を低減する。
・CDCFの検出は非常に正確であり、この信号は、悪いSNRを伴って検出される可能性があるが、IPPの目的は、干渉が可能性がある場合に、チャネルを共用することである。一方のシステムからのエネルギが、ノイズ以下で他方のシステムに到達した場合には、実際の干渉はないため、両システムは、(帯域幅の50%の損失を避けて)そのチャネルを使用して共用することができる。ある場合には、ある程度の干渉がある可能性があるが、これは、チャネルの50%を直接的に失うよりはましである。
・CDCFの検出は非常に正確であり、この信号は、悪いSNRを伴って検出される可能性があるが、IPPの目的は、干渉が可能性がある場合に、チャネルを共用することである。一方のシステムからのエネルギが、ノイズ以下で他方のシステムに到達した場合には、実際の干渉はないため、両システムは、(帯域幅の50%の損失を避けて)そのチャネルを使用して共用することができる。ある場合には、ある程度の干渉がある可能性があるが、これは、チャネルの50%を直接的に失うよりはましである。
図11を参照すると、CDCF信号1100は、次のパラメータによって定義することができる。すなわち、5.12マイクロセクションにわたって512回のサンプルを含むIFFT区間1104、61.44マイクロ秒にわたって6144回のサンプルを含むことができるODFMシンボル期間1102、10.24マイクロ秒にわたって1024回のサンプルを含むことができるウィンドウイング期間1106、および81.92マイクロセクションにわたって8192のサンプルを含むことができるCDCF信号区間1108である。
(信号生成)
CDCF信号は、方程式の形式で定義することができる。nを時間内のサンプルポイントとして定義する。
(信号生成)
CDCF信号は、方程式の形式で定義することができる。nを時間内のサンプルポイントとして定義する。
NCは、正規化係数
W(n)は、ウィンドウイング関数
Caは、搬送波指数
Φ(Ca)は、位相ベクトル
2〜30MHzの範囲内で送信スペクトルマスクに合わせるために、常にマスクされる搬送波は、遮蔽されている(shaded)。追加的な搬送波は、局所的な調整により、機器によってマスクすることができる。
いくつかの実施例において、各搬送波の周波数は、次の式に一致する。
従って、CDCF信号は、11から最大で153の搬送波を用いる(該信号は、追加的な調整要求に応じるために、より少ないビットを用いることができる)。
(位相ベクトル)
上述したように、いくつかの構成において、IPPプロトコルは、各搬送波において異なる位相を用いて、これまでに定義したOFDMシンボルに基づいて、CDCF信号のための位相からなる4つの異なるセットの利用を確立する。
各位相ベクトルの詳細な定義を、図12の表に示す。この表における「開始No.」は、参照テーブルに示されている元の位相ベクトルが、対応する位相ベクトルに対してどのようにシフトするかを示す。すなわち、「開始No.」がmである場合、i番目の副搬送波の位相は、その搬送波指数が(i+m)対数係数256である位相基準に等しい。
その他の信号は、次のように定義する。
(電力同期点)
図13Aおよび図13Bを参照すると、BPLシステムにおいて、同期点1300は、ACライン電流のゼロ交差オフセットによって定義することができる。例えば、AC配電線のゼロクロスポイントに対して0度、60度、120度、180度、240度および/または300度において。単相AC配電線の場合の同期点および三相AC配電線の場合の同期点をそれぞれ図13Aおよび図13Bに示す。第1のIPPフィールドは、同期点の後のIPP_OFFSET時間に始まる。ゼロクロス検出回路の精度、電力線上のノイズおよび大気温度は、装置が、その精度で同期点を判断することのできる精度に影響を及ぼす要因の一部である。従って、異なる装置によって観測された同期点は、互いにずれる可能性がある。
(始動処理手順)
始動処理手順は、システムに新たな機器が加わる場合、および広範囲の始動、例えば、停電後の始動が必要な場合に利用することができる。始動処理手順は、新たな機器が、既にCDCF信号を送信している他のネットワークの存在を検出すること、および現存するネットワークに合わせることができることを確実にする。
(アクセス・システム・カテゴリのための始動処理手順)
いくつかの構成において、アクセス・システム・カテゴリは、比較的大きな地理的範囲に広がりやすく、従って、いくつもの屋内システムと同じ媒体を占有する可能性がある。
アクセス・システム・カテゴリがエリア内に最初に展開される場合、または、新たなアクセス機器が既存のアクセスネットワークに加わる場合には、アクセス局は、アクセスネットワークのために規定された始動処理手順に従うことができ、そして例えば、可能性のある各同期点で(いくつかの実施形態においては、ACラインサイクルの60度ごとに)1〜3の完全なラウンドロビンサイクルの間の各同期点において、始動期間の間、他のシステムからのCDCF信号を探すことができる。一旦、アクセス装置がアクセスネットワークに首尾よく加わり、および始動期間が終了すると、該アクセス装置は、状態インジケータメッセージをHEへ送信して、いずれかの屋内システムの存在および状態を通知する。加えて、このHEは、IPPモードインジケータメッセージを新たな装置へ送信して、該アクセスネットワークのモードと、IPPアクセスフィールド内で送信することのできるIPP信号のタイミングとを示すことができる。
いくつかの屋内システムが、アクセス・システム・カテゴリと同期されていないことが検出された場合には、以下に説明するように、再同期信号を、非同期屋内システムの再同期フィールドで送信することができる。
新たなアクセス装置は、いずれかの非同期屋内システムの再同期を含む処理手順が完了するまで、アクセスネットワークに加わるための管理メッセージの送受信およびIPP管理に対して制限することができる。
アクセス・システム・カテゴリは、(停電後の広範囲の始動と同様の)広範囲の再同期を開始する可能性がある。
(屋内システムのための始動処理手順)
新たな屋内システムが、最初に配置されるとき、または、新たな屋内装置が、既存の屋内ネットワークに加わる場合、その屋内装置は、屋内システムカテゴリに対して規定された始動処理手順に従うことができ、同期点ごとのIPP_STARTUP_TIME期間の間、他のシステムカテゴリからのCDCF信号を探すことができる。一旦、屋内装置が、屋内システムカテゴリに首尾よく加わり、IPP_STARTUP_TIME期間が終了すると、この屋内装置は、CC_IPP.INDメッセージをマネージャへ送信して、何らかのアクセスおよび/または屋内システムの存在および状態を知らせることができる。新たな装置は、マスタによって実行された期間ビーコン送信に含まれているIPPビーコンエントリ(BENTRY)メッセージで示された何らかの指示に従うことができる。
(屋内システムのための始動処理手順)
新たな屋内システムが、最初に配置されるとき、または、新たな屋内装置が、既存の屋内ネットワークに加わる場合、その屋内装置は、屋内システムカテゴリに対して規定された始動処理手順に従うことができ、同期点ごとのIPP_STARTUP_TIME期間の間、他のシステムカテゴリからのCDCF信号を探すことができる。一旦、屋内装置が、屋内システムカテゴリに首尾よく加わり、IPP_STARTUP_TIME期間が終了すると、この屋内装置は、CC_IPP.INDメッセージをマネージャへ送信して、何らかのアクセスおよび/または屋内システムの存在および状態を知らせることができる。新たな装置は、マスタによって実行された期間ビーコン送信に含まれているIPPビーコンエントリ(BENTRY)メッセージで示された何らかの指示に従うことができる。
該マネージャが、アクセス・システム・カテゴリの存在を直接、または、CC_IPP.INDメッセージを受信することによって検出した場合、このマネージャは、以下に記載する再同期処理手順を実行して、アクセス・システム・カテゴリと同期させることができる。このマネージャが、非同期屋内システムカテゴリの存在を直接、または、CC_IPP.INDメッセージを受信することによって検出すると、該マネージャは、再同期を実行することもできる。
いくつかの構成において、新たな屋内装置は、いずれかの非同期屋内ネットワークの再同期を含む、本願明細書に記載されている処理手順が完了するまで、アクセスネットワークに加わるための管理メッセージの送受信およびIPP管理に制限することができる。
(停電後の広範囲の始動処理手順)
いくつかの構成において、広範囲の停電後のシステムの始動シーケンスは、IPPウィンドウが、異なるシステムカテゴリ(例えば、BPLシステムにおけるA、W、O)にどのように割り当てるかを規定する同じ命令に従う。アクセスがエリア内に展開された場合、アクセス・システム・カテゴリは、まず始動し、その後、屋内システムが続くことになる。このことは、バックオフ処理手順によって遂行することができる。
(停電後の広範囲の始動処理手順)
いくつかの構成において、広範囲の停電後のシステムの始動シーケンスは、IPPウィンドウが、異なるシステムカテゴリ(例えば、BPLシステムにおけるA、W、O)にどのように割り当てるかを規定する同じ命令に従う。アクセスがエリア内に展開された場合、アクセス・システム・カテゴリは、まず始動し、その後、屋内システムが続くことになる。このことは、バックオフ処理手順によって遂行することができる。
一つの構成において、アクセス・システム・カテゴリ装置は、準備が出来次第、IPPウィンドウ内でのシグナリングを開始する。WおよびOのシステムカテゴリ装置は、数字N(例えば、5〜10の間の数字)を選択し、IPPウィンドウ内でシグナリングを開始するためのN個の割当期間を待つ。その間に、このシステムは、チャネルをリッスンして、他の可能性のあるCDCF信号を検出することができる。ネットワーク状態を判断するために、各システムは、3つの割当期間を待ち、CDCF信号を送信して、他のCDCF信号のために同期点ごとにリッスンする。一旦、ネットワーク状態が判断されると、このシステムは、通信目的のために該チャネルの使用を開始することができる。
(再同期処理手順)
いくつかの構成において、システム内の全ての装置は、該装置が属するシステムと同期することができない他のシステムの存在を検出するために、この装置が能動的に送受信していなくても、各同期点を監視する。いくつかの構成において、アクセス・システム・カテゴリは、再同期させることができない。さらに、アクセスネットワークと同期されていない屋内ネットワークは、再同期することができず、およびその再同期フィールド内で送信された再同期信号を無視することができる。再同期は、マスタノードによって処理される。通信媒体を共用する、BPLシステムと、アクセス・システム・カテゴリおよび屋内システムとの2つの再同期処理手順の2つの実施例を以下に示す。
(アクセスが要求する屋内システムに対する再同期)
いくつかの構成において、通信媒体上のある装置が、この媒体上の同期外れシステムを検出すると、この装置は、再同期を要求することができる。例えば、同期外れ屋内システムが、アクセス・システム・カテゴリに属する装置によって検出された場合、この装置は、GE_IPP_STATUS.INDメッセージをHEへ直ちに送信して、同期外れ屋内ネットワークが検出されたことを知らせることができる。同期外れ屋内システムカテゴリを検出したアクセス・システム・カテゴリ装置は、その屋内システムの再同期フィールドで、所定の信号(例えば、いくつかの連続するIPP期間、例えば、2〜5サイクルの間、この屋内システムがウェーブレットである場合にはCDCF P3信号、または、この屋内システムがOFDMである場合にはCDCF P2信号)を送信することができる。同時に、このアクセス・システム・カテゴリ装置は、元の通りアクセスIPPウィンドウ内でCDCF信号を送信して、同期する屋内システムへの参照を実行してもよい。
(屋内装置が検出するウィンドウ内での再同期)
別の構成においては、IPPウィンドウの再同期フィールド内でCDCF再同期信号(例えば、ウェーブレットの場合はP3、または、OFDMの場合はP2)を検出する屋内装置は、再同期信号が検出されたことを示すCC_IPP.INDメッセージをマスタへ送信することができる。アクセス・システム・カテゴリと同期されていない屋内ネットワークのためのCC_IPP.INDメッセージを受信するこのマスタは、中央ビーコン内の情報を更新して、そのネットワーク内の全てのIPP信号およびデータ伝送を停止し、いくつかのIPP期間、例えば、5つの期間を更新する。これらのIPP期間の後、このマスタは、検出した場合、アクセス・システム・カテゴリに、または、再同期が検出される前に、この同期とは異なる検出済みの屋内システムに同期し、および検出されたネットワーク状態に対して、必要に応じて、ネットワーク動作を再開する。
(再同期処理手順)
いくつかの構成において、システム内の全ての装置は、該装置が属するシステムと同期することができない他のシステムの存在を検出するために、この装置が能動的に送受信していなくても、各同期点を監視する。いくつかの構成において、アクセス・システム・カテゴリは、再同期させることができない。さらに、アクセスネットワークと同期されていない屋内ネットワークは、再同期することができず、およびその再同期フィールド内で送信された再同期信号を無視することができる。再同期は、マスタノードによって処理される。通信媒体を共用する、BPLシステムと、アクセス・システム・カテゴリおよび屋内システムとの2つの再同期処理手順の2つの実施例を以下に示す。
(アクセスが要求する屋内システムに対する再同期)
いくつかの構成において、通信媒体上のある装置が、この媒体上の同期外れシステムを検出すると、この装置は、再同期を要求することができる。例えば、同期外れ屋内システムが、アクセス・システム・カテゴリに属する装置によって検出された場合、この装置は、GE_IPP_STATUS.INDメッセージをHEへ直ちに送信して、同期外れ屋内ネットワークが検出されたことを知らせることができる。同期外れ屋内システムカテゴリを検出したアクセス・システム・カテゴリ装置は、その屋内システムの再同期フィールドで、所定の信号(例えば、いくつかの連続するIPP期間、例えば、2〜5サイクルの間、この屋内システムがウェーブレットである場合にはCDCF P3信号、または、この屋内システムがOFDMである場合にはCDCF P2信号)を送信することができる。同時に、このアクセス・システム・カテゴリ装置は、元の通りアクセスIPPウィンドウ内でCDCF信号を送信して、同期する屋内システムへの参照を実行してもよい。
(屋内装置が検出するウィンドウ内での再同期)
別の構成においては、IPPウィンドウの再同期フィールド内でCDCF再同期信号(例えば、ウェーブレットの場合はP3、または、OFDMの場合はP2)を検出する屋内装置は、再同期信号が検出されたことを示すCC_IPP.INDメッセージをマスタへ送信することができる。アクセス・システム・カテゴリと同期されていない屋内ネットワークのためのCC_IPP.INDメッセージを受信するこのマスタは、中央ビーコン内の情報を更新して、そのネットワーク内の全てのIPP信号およびデータ伝送を停止し、いくつかのIPP期間、例えば、5つの期間を更新する。これらのIPP期間の後、このマスタは、検出した場合、アクセス・システム・カテゴリに、または、再同期が検出される前に、この同期とは異なる検出済みの屋内システムに同期し、および検出されたネットワーク状態に対して、必要に応じて、ネットワーク動作を再開する。
この屋内システムが既に、アクセス・システム・カテゴリと同期されている場合には、このシステムは、再同期信号が要求を無視することができる。
(屋内システムが要求する屋内システムに対する再同期)
別の構成において、屋内システムカテゴリ1つ以上の非同期屋内システムカテゴリの存在を検出し、アクセス・システム・カテゴリが存在していることを検出した場合には、
a)屋内システムは、CDCF信号伝送をアクセス・システム・カテゴリと同期させ、それらのCDCF信号を対応するIPPウィンドウで送信する(これは、非同期システムが確かめない場合に、アクセス・システム・カテゴリと同期することができるようにするための非同期システムに対する参照としても実行される)。
(屋内システムが要求する屋内システムに対する再同期)
別の構成において、屋内システムカテゴリ1つ以上の非同期屋内システムカテゴリの存在を検出し、アクセス・システム・カテゴリが存在していることを検出した場合には、
a)屋内システムは、CDCF信号伝送をアクセス・システム・カテゴリと同期させ、それらのCDCF信号を対応するIPPウィンドウで送信する(これは、非同期システムが確かめない場合に、アクセス・システム・カテゴリと同期することができるようにするための非同期システムに対する参照としても実行される)。
b)非同期システムを検出した何らかの装置は、任意のバックオフ時間区間の後に、ウェーブレットシステムの場合には位相ベクトルP3を、またはOFDMシステムの場合にはP2を有するCDCF信号を、検出された全ての屋内システムの再同期フィールドで送信する。
c)再同期フィールドは、他のシステムが再同期するまで(例えば、屋内システムの存在を示す第1のIPPフィールド内のCDCF信号、すなわち、Wの場合はP2、Oの場合はP3が、未使用の連続するIPPウィンドウの間になくなるまで)信号を送ることができる。
d)全てが同期されると、ネットワーク状態を検出し、必要に応じて、新たな状態をマスタに知らせる。
別の構成においては、屋内システムカテゴリが、1つ以上の非同期屋内システムカテゴリまたは装置の存在を検出した場合、または、アクセス・システム・カテゴリの存在を検出しない場合には、
a)屋内システムカテゴリは、屋内システムの内の1つを選択して同期し、対応するIPPウィンドウ内でCDCF信号を送信することができる(これは、非同期システムが確かめない場合に、基準として選択されたシステムと同期することができるようにするための非同期システムに対する参照として実行される)。
別の構成においては、屋内システムカテゴリが、1つ以上の非同期屋内システムカテゴリまたは装置の存在を検出した場合、または、アクセス・システム・カテゴリの存在を検出しない場合には、
a)屋内システムカテゴリは、屋内システムの内の1つを選択して同期し、対応するIPPウィンドウ内でCDCF信号を送信することができる(これは、非同期システムが確かめない場合に、基準として選択されたシステムと同期することができるようにするための非同期システムに対する参照として実行される)。
b)非同期システムを検出した何らかの装置は、任意のバックオフ時間区間の後に、ウェーブレットシステムの場合には位相ベクトルP3を、またはOFDMシステムの場合にはP2を有するCDCF信号を、基準として選択されたシステムを除く、検出された非同期屋内システムの再同期フィールドで送信する。
c)再同期フィールドは、他のシステムが再同期するまで(すなわち、屋内システムの存在を示す第1のIPPフィールド内のCDCF信号、すなわち、Wの場合はP2、Oの場合はP3が、未使用の連続するIPPウィンドウの間になくなるまで)、または、未使用の連続する割当期間が過ぎるまで、信号を送ることができる。
d)屋内システムカテゴリが再同期しない場合には、アクセス・システム・カテゴリと同期していることを意味する。この場合、再同期を要求する屋内システムカテゴリは、この屋内システムカテゴリと同期して、他の全ての非同期屋内システムカテゴリに再同期信号を送信しなければならない。
e)全てが同期されると、ネットワーク状態を検出し、必要に応じて、新たな状態をマスタに知らせる。
(タイムスロットの再利用)
いくつかの構成において、全てのスレーブは、それらが検出したネットワーク状態に関してマスタに知らせる。これらのスレーブは、始動時、再同期の後、およびネットワーク状態が変化したときはいつでも、ネットワーク状態情報を参照することができる。
(タイムスロットの再利用)
いくつかの構成において、全てのスレーブは、それらが検出したネットワーク状態に関してマスタに知らせる。これらのスレーブは、始動時、再同期の後、およびネットワーク状態が変化したときはいつでも、ネットワーク状態情報を参照することができる。
マスタは、自分の領域内の全ての装置に関連するネットワーク状態のリストを維持する。このマスタは、最悪のネットワーク状態、すなわち、そのシステムに付随する最も少ないTDMSに関連しているネットワーク状態をビーコンで知らせる。
いずれの装置も、マスタの介在なしに、かつネットワーク状態がどうであろうと、隣接するシステムに干渉することなく、ビーコンで知らされたネットワーク状態に対応するTDMSを用いて、CSMAリンクを随意に起動することができる。送信側と受信側との間の単純な応答確認は、通信装置が、追加的なTDMSが通信に利用可能であるか否か、例えば、それらの通信装置が、ビーコンで知らされたものとは異なるネットワーク状態を有している場合を発見することを可能にする。これらのメッセージは、例えば、ネットワーク状態情報を有する確認応答パケットをピギーバックすることにより、または、管理メッセージを用いることにより送信することができる。
装置が、TDMAリンクの確立を要求する場合には、マスタの介在が必要である。マスタは、自身の領域内の各装置に関連するネットワーク状態のリストを維持しているため、使用可能なタイムスロット(UST)を計算することにより、送信側および受信側に、それらの共通のTDMSを随意に知らせることができる。
(FDM/TDMモード)
いくつかの構成において、アクセス・システム・カテゴリは、隣接する屋内装置が感知されない場合、または、ネットワーク状態が、FDMモードをサポートすることができる屋内システムカテゴリ(例えば、P2〜P4を送信していないWシステムカテゴリ、およびP3〜P4を送信していないOシステムカテゴリ)のみの存在を示す場合にのみFDMモードに切替わることができる。アクセス・システム・カテゴリがFDMモードを起動しようとする場合、適切なIPP信号が、アクセスIPPウィンドウで送信される。隣接する屋内装置が存在し、FDMをサポートすることができない場合、それらの装置は、第2のIPPフィールドでP4を送信することになる。別法として、FDMをサポートしない屋内装置がデータを送信していない場合、それらの装置は、第1のフィールドでIPPを送信するのを止め、その結果として、アクセス装置によって感知されたネットワーク状態を変更することができる。隣接する屋内装置がFDMをサポートすることができる場合には、それらの装置は、第1のIPPフィールドでIPP信号を送信し続け、および全てのデータ通信を、適切なより高い帯域幅に切替えることができる。
(FDM/TDMモード)
いくつかの構成において、アクセス・システム・カテゴリは、隣接する屋内装置が感知されない場合、または、ネットワーク状態が、FDMモードをサポートすることができる屋内システムカテゴリ(例えば、P2〜P4を送信していないWシステムカテゴリ、およびP3〜P4を送信していないOシステムカテゴリ)のみの存在を示す場合にのみFDMモードに切替わることができる。アクセス・システム・カテゴリがFDMモードを起動しようとする場合、適切なIPP信号が、アクセスIPPウィンドウで送信される。隣接する屋内装置が存在し、FDMをサポートすることができない場合、それらの装置は、第2のIPPフィールドでP4を送信することになる。別法として、FDMをサポートしない屋内装置がデータを送信していない場合、それらの装置は、第1のフィールドでIPPを送信するのを止め、その結果として、アクセス装置によって感知されたネットワーク状態を変更することができる。隣接する屋内装置がFDMをサポートすることができる場合には、それらの装置は、第1のIPPフィールドでIPP信号を送信し続け、および全てのデータ通信を、適切なより高い帯域幅に切替えることができる。
アクセス装置が、IH IPPを感知しない場合には、それらのアクセス装置は、FDMモードでの送信を開始することができる。しかし、ネットワーク状態が変化し、FDM機能のない(例えば、第2のIPPフィールドでP4を送信している)隣接するIH装置が現れた場合、アクセス装置は、TDMモードに戻る。
FDMアクセス・システム・カテゴリは、対応するIPPウィンドウ内の適切なCDCFフィールドで、そのモードおよび粒度(FDM一部またはFDM全部)を継続的に示すことができる。
FDMアクセス・システム・カテゴリは、P1901ウェーブレットおよびP1901 OFDMシステムの存在を検出するため、およびそれらのFDM機能(「FDM可能」または「FDM不可能」)を検出するために、IPPウェーブレットおよびIPP OFDMウィンドウ内の第1および第2のフィールドを監視することができる。
FDMアクセス・システム・カテゴリは、適切なIPPウィンドウを送信することにより、屋内装置がその存在を示し始める何秒かの間に(例えば、5秒またはそれ以下で)この屋内装置のFDM機能を検出することができる。
屋内装置が(例えば、適切なIPPウィンドウの第1のフィールドでP3をシグナリングし、第2のフィールドでシグナリングしないことにより)FDMをサポートしないことを示す場合、屋内システムは、FDMモードに入ることができ、またアクセス・システム・カテゴリは、IPPウェーブレットおよびIPP FFTウィンドウ内の信号を監視し続けることができる。
屋内装置が、(例えば、適切なIPPウィンドウの第2のフィールドで位相P4信号をシグナリングすることにより)FDMモードをサポートしないことを示す場合には、
・アクセス・システム・カテゴリがTDMモードをサポートする場合は、TDMモードに入って、フィールドATFおよびAAFで信号を送ることができる。アクセス・システム・カテゴリは、アクセスのために独占的に割り当てられたTDMS内の帯域幅全体ではなく、FDMモードに用いられる周波数領域のみを使用し続けることができる。
・アクセス・システム・カテゴリがTDMモードをサポートしない場合には、該アクセス・システム・カテゴリは、(CDCF信号を含む)全ての送信を停止することができる。
・続行している場合に、全ての送信を停止しなければならない唯一のアクセス装置は、FDM機能が利用可能ではない信号(例えば、屋内装置からのCDCF信号P4)を直接聞く装置であり、これは、それらの装置が屋内システムに干渉するであろうアクセス装置であるためである。
・アクセス・システム・カテゴリがTDMモードをサポートする場合は、TDMモードに入って、フィールドATFおよびAAFで信号を送ることができる。アクセス・システム・カテゴリは、アクセスのために独占的に割り当てられたTDMS内の帯域幅全体ではなく、FDMモードに用いられる周波数領域のみを使用し続けることができる。
・アクセス・システム・カテゴリがTDMモードをサポートしない場合には、該アクセス・システム・カテゴリは、(CDCF信号を含む)全ての送信を停止することができる。
・続行している場合に、全ての送信を停止しなければならない唯一のアクセス装置は、FDM機能が利用可能ではない信号(例えば、屋内装置からのCDCF信号P4)を直接聞く装置であり、これは、それらの装置が屋内システムに干渉するであろうアクセス装置であるためである。
FDM共用方策を利用する場合、アクセス・システム・カテゴリは、そのFDM帯域に対応する周波数のみを占めるCDCF信号を送信することができる。屋内システムは、(例えば、搬送波からなるサブセットをマスキングすることにより)そのFDM帯域にも対応する周波数に制限されたCDCF信号を送信することができる。このことは、FDMにおけるアクセス・システム・カテゴリが、(例えば、同じTipp内で)同じ周期性で屋内システムに信号を送ることができないため、一つの帯域から他方の帯域への干渉を回避する。
(FMI制御処理手順)
いくつかの構成において、システムカテゴリは、データ通信およびCDCFに関して電力制御を随意に実行することができる。
(FMI制御処理手順)
いくつかの構成において、システムカテゴリは、データ通信およびCDCFに関して電力制御を随意に実行することができる。
装置は、ネットワーク内の他の全ての装置と一緒にCDCF信号を継続的に送信することを避けることができる。装置は、ネットワーク状態に基づいて、自律判断を行うことができる。ネットワーク状態がシステムカテゴリを1つだけ含む場合には、その装置は、CDCF信号の送信を一時的に停止する(例えば、1つのCDCFを、未使用のIPP期間ごとに送信する)ことができるが、非同期システムまたは新たなネットワーク状態は、継続してスキャンすることができる。また、装置は、p−パーシステント(p−persistent)方式でCDCFを送信、例えば、確率pでCDCF信号を送信することもできる。
感知されたネットワーク状態が変化し、および他のシステムが現れた場合には、該装置は、一般に、CDCF信号の送信を再開する。
Claims (39)
- 共用通信媒体を通じて複数の装置間で通信する方法であって、
各サブセットのための少なくとも1つのそれぞれのタイムスロットを含む、前記複数の装置の複数のサブセット間のスケジュールにおいて、所定のサブセットのためのタイムスロット内で、前記所定のサブセットに関連する存在信号を、前記所定のサブセット内の装置の内の少なくとも1つから送信することであって、所定のサブセットに関連する存在信号が、所定のサブセット内の少なくとも1つの装置の存在を示すように構成されている、前記送信すること、
少なくとも1つの異なるサブセット内の1つ以上の装置から検出された存在信号に基づいて、所定のサブセット内の装置間で通信すること
を含む方法。 - 異なるサブセットに関連するそれぞれの存在信号は、固有のものである、請求項1に記載の方法。
- 異なるサブセットに関連するそれぞれの存在信号は、固有の位相のシーケンスを用いて変調された複数の搬送周波数を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記位相のシーケンスは、180度だけ異なる2つの位相値のシーケンスを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記位相のシーケンスは、所定のオフセットにおいて開始する位相の格納されているリストから決定され、各固有の位相のシーケンスは異なるオフセットにおいて開始する、請求項3に記載の方法。
- 前記スケジュールは自動更新スケジュールであり、該自動更新スケジュールにおいて、前記タイムスロットが、前記共用通信媒体上の交流電流ラインサイクルに同期される、請求項2に記載の方法。
- 前記タイムスロットは、前記交流電流ラインサイクルのゼロ交差から異なる所定のオフセットにある、請求項6に記載の方法。
- 前記所定のオフセットは、前記交流電流ラインサイクルの前記ゼロ交差付近にある、請求項7に記載の方法。
- 前記タイムスロットはそれぞれ、前記存在信号の内の1つのために予約された時間と、前記ゼロ交差が正確に検出されない場合に、前記存在信号の内の1つを識別可能にする両サイドの時間マージンとを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記タイムスロットの間に、存在信号を送信していない装置は存在信号をスキャンする、請求項2に記載の方法。
- 第1のサブセットとは異なる第2のサブセット内の装置からの再同期信号の受信に応じて、第1のサブセット内の装置において、検出されたゼロ交差に同期することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記再同期信号は、存在信号が前記第1のサブセット内の前記装置から送信されるタイムスロットの後のタイムスロットにおいて、前記第2のサブセット内の装置から送信される、請求項11に記載の方法。
- 前記第2のサブセット内の装置は、1つ以上の存在信号が同期していない少なくとも1つの装置からの指示に応じて前記再同期信号を送信する、請求項11に記載の方法。
- 存在信号は、該存在信号が関連しているサブセットのためのタイムスロットの外側で検出された場合には同期していない、請求項13に記載の方法。
- 前記スケジュールは、各サブセットのための少なくとも1つの存在信号タイムスロットと、所定のサブセット内の装置間での通信のために割り当てられた通信タイムスロットを含む時間区間とを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記タイムスロットの間に送信される信号に基づいて、時分割多重化または周波数分割多重化のいずれかを用いて、異なるサブセットの装置間で前記時間区間を共用することを要求することをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 装置は、周波数分割多重化の利用の要求を拒否して、時分割多重化の利用を選択し、異なるサブセットの装置間で前記時間区間を共用する、請求項16に記載の方法。
- 少なくとも1つのサブセットの装置によって送信された存在信号は、当該サブセットのためのマスタ装置によって調整される、請求項15に記載の方法。
- サブセット内の装置が、検出された存在信号情報を当該サブセットのためのマスタへ伝達することさらに備える、請求項18に記載の方法。
- サブセット内の少なくとも1つの装置は、当該サブセットのための存在信号を送信する、請求項2に記載の方法。
- サブセット内の複数の装置は、当該サブセットのための存在信号を送信する、請求項20に記載の方法。
- サブセット内の全ての装置は、当該サブセットのための存在信号を送信する、請求項21に記載の方法。
- サブセットのための存在信号を送信する当該サブセット内の複数の装置は、同一の存在信号を送信する、請求項21に記載の方法。
- 前記同一の存在信号は、他のサブセット内の装置によって送信された存在信号と区別できるように構成的に付加されている、請求項23に記載の方法。
- しきい値未満の検出された存在信号は無視される、請求項2に記載の方法。
- 存在信号を送信するための存在信号タイムスロットは、所定のサブセット内の装置間で通信するために割り当てられた通信タイムスロットを含む時間区間で分けられている、請求項1に記載の方法。
- タイムスロットは、前記存在信号によって識別されたサブセットに基づいて、所定のサブセットに割り当てられている、請求項26に記載の方法。
- 第1のサブセットに割り当てられた第1のタイムスロットと、第2のサブセットに割り当てられた第2のタイムスロットは、サイレンスマージンによって分けられている、請求項26に記載の方法。
- 待ち時間およびスループットの少なくとも一方に基づいて、タイムスロットをサブセットに割り当てることをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- タイムスロットは、少ない待ち時間を実現できるように、前記時間区間のほとんどにわたって所定のサブセットに対して割り当てられる、請求項29に記載の方法。
- タイムスロットは、高スループットを実現できるように、前記時間区間内で隣接して、所定のサブセットに対して割り当てられる、請求項29に記載の方法。
- 第2のサブセットに既に割り当てられた1つ以上のスロットの間に前記第2のサブセット内のどの装置も通信しない場合に、第1のサブセット内の装置が、前記第2のサブセットに割り当てられているタイムスロットを用いることをさらに備える、請求項26に記載の方法。
- 前記第1のサブセット内の装置は、前記第2のサブセットに割り当てられたタイムスロットを用いる前に、マスタ装置からの許可を要求する、請求項32に記載の方法。
- 前記第1のサブセット内の装置は、前記第2のサブセット内の装置との干渉が起こりそうもないことを信号対ノイズ比が示唆していると判断した後に、前記第2のサブセットに割り当てられた前記タイムスロットを用いる、請求項32に記載の方法。
- 第1のサブセット内の装置は、該第1のサブセット内の1つ以上の装置による使用に対する、所定区間内のタイムスロットの全ての使用を要求する、請求項26に記載の方法。
- 異なるサブセット内の装置は、異なる物理層プロトコルを用いる、請求項1に記載の方法。
- 異なるサブセット内の装置は、スペクトルが重なる信号を用いる、請求項36に記載の方法。
- 前記サブセットの少なくとも1つは、直交周波数分割多重方式を用いる、請求項36に記載の方法。
- システムであって、
通信媒体と、
前記通信媒体に結合された装置の第1のサブセットと、
前記通信媒体に結合された装置の第2のサブセットと
を備え、
少なくとも前記第1および第2のサブセットの装置を含む、複数のサブセットのうちの所定のサブセットの装置の少なくとも1つは、
各サブセットのための少なくとも1つのそれぞれのタイムスロットを含むスケジュールに従って、前記所定のサブセットのためのタイムスロット内で、前記所定のサブセット内の少なくとも1つの装置の存在を示すように構成された前記所定のサブセットに関連する存在信号を送信し、
少なくとも1つの異なるサブセット内の1つ以上の装置から検出された存在信号に基づいて、前記所定のサブセット内の他の装置間で通信するように構成されている、システム。
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