JP2005124190A - 周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法を提供する。
【解決手段】 特定のＰＮＣシーケンスを持つピコネットに所定の方式を通じ結合したデバイスが前記ピコネットのＰＮＣにＣＴＡ割り当てを要請し、前記ＰＮＣからＣＴＡを割り当てられて前記割り当てられたＣＴＡにＰＮＣシーケンスによりホッピングしつつデータを伝送する周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法を提供する。本発明は、周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法のためのＭＡＣレイヤーでのメカニズムを提供しているので周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法を可能にする。
【選択図】 図８

Description

本発明はマルチバンド超広域（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ；以下、ＵＷＢ）通信システムを支援するための媒体アクセス制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；以下、ＭＡＣ）メカニズムに係り、より詳細には周波数ホッピング方式のマルチバンドＵＷＢ通信に適したピコネットの生成、新しいデバイスの結合および通信に関する。

最近、通信技術が急速に発展しつつある。急変する通信技術と共に最近ではアドホック通信方法や、いわゆるユビキタスネットワークに関して多くの研究が進行されている。現在アドホックまたはユビキタスネットワーク環境で浮び上がっているものが、無線個人領域ネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ；以下、ＷＰＡＮ）に関する技術である。ＷＰＡＮ上での通信において、ＩＥＥＥ ８０２．１５．３標準で定義するピコネット内でのあらゆる装置はピコネットコーディネーター（Ｐｉｃｏｎｅｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ；以下、ＰＮＣ）から提供する情報によって無線伝送媒体（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ；ＷＭ）にアクセスできる。すなわち、一つのピコネットはＰＮＣと少なくとも一つ以上のデバイスとにより構成されており、ＰＮＣとデバイス、またはデバイス間ではアドホック方式でデータを送受信することができる。

現在ＷＰＡＮ環境の物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ；ＰＨＹ）部分で脚光を浴びている分野のうちの一つがＵＷＢである。初期のＵＷＢ技術は主に軍事的な目的で使われ、米国では１９９４年以後軍事保安が解除されることによって一部のベンチャー企業および研究所で商業的な目的で開発され始めた。２００２年に米国連邦通信委員会（Ｆｅｄｅｒａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）で商業的利用を許容し、現在ＩＥＥＥ ８０２．１５ ＷＧ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）で標準化が進行中である。ＵＷＢは別途の周波数資源の確保なしに既存の無線通信サービスと共存でき、少ない電力で高速の通信が可能な長所を持っている。これは、ＵＷＢ通信システムが非常に短いパルスを利用するからである。また、ＵＷＢ信号を周波数領域で観察すれば、その帯域幅が数ＧＨｚ程度に非常に広いため、ＵＷＢ信号は周波数領域で雑音レベル以下で検出されるので、他の機器に影響をほとんど与えずに使用できる長所を持っている。それだけでなく、ＵＷＢは、パルスのデューティサイクルが非常に小さいために伝送速度が非常に速くて多重接続が可能であり、多重経路による干渉影響を抑えられる長所もある。例えば、米国特許出願公開第２００２／１７２２６２号明細書には、インパルス信号トレーンを利用したＵＷＢ通信システムが開示されている。

現在ＵＷＢ技術に対する論議はシングルバンド方式とマルチバンド方式とに分けられているが、最近の傾向はマルチバンド方式についての研究が活発になっている。マルチバンドＵＷＢシステムは、初期のシングルバンドとは違って搬送波を含むＵＷＢ信号を使用しており、搬送波を含む従来の通信システムに関する技術を相当部分適用している。現在論議されているマルチバンドＵＷＢシステムはシングルバンドと比較して小さい帯域幅を持つ素子で構成でき、かつ周波数ホッピング方式を利用するためにシングルバンドの場合より周波数領域で信号が平坦な特性を持つ。

しかし、現在のＩＥＥＥ ８０２．１５．３標準は、マルチバンドＵＷＢ通信のためのメカニズムが足りない実情である。それにより、ＷＰＡＮ環境でマルチバンドＵＷＢ通信のための通信方法が必要である。
米国特許出願公開第２００２／１７２２６２号明細書

本発明は前述した必要性により提案されたものであり、マルチバンドＵＷＢ通信のためにＭＡＣ層で必要とするメカニズムを提供することをその技術的課題とする。

前記目的を達成するために、本発明による周波数ホッピング方式のＵＷＢ通信方法は、ピコネットのＰＮＣに所定のＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングしつつデータ伝送のための時間割り当てを要請する（ａ）段階と、前記ＰＮＣが割り当てたデータ伝送のための時間に関する情報を、前記ＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングしつつ受信する（ｂ）段階と、前記受信したＰＮＣが割り当てたデータ伝送のための時間に関する情報によって所定デバイスにデータを伝送する（ｃ）段階と、を含む。

一方、前記ピコネットに所定の方式を通じて結合する段階をさらに含みうるが、結合段階は、使用可能なチャンネルをスキャンして決定する（ａａ）段階と、前記スキャンされたチャンネルのうちの一部または全部を使用する前記ＰＮＣから前記ＰＮＣシーケンスに関する情報を得る（ｂｂ）段階と、前記ＰＮＣに前記スキャンされた使用可能なチャンネル情報を含む結合要請を行う（ｃｃ）段階と、前記ＰＮＣから結合を許容する結合応答を受信する段階と、を含む。前記（ａａ）段階は、使用可能なチャンネルをスキャンして決定する時、チャンネル環境を基準に決定することが望ましい。前記（ｂｂ）段階は、スキャンした特定チャンネルから前記ＰＮＣが伝送する前記ＰＮＣシーケンスに関する情報を受信して前記ＰＮＣシーケンスを探すことが望ましい。前記ＰＮＣシーケンス情報は、前記ＰＮＣシーケンスを代表するＰＮＣシーケンス番号であるか、または、前記ＰＮＣシーケンスによるチャンネル番号を順番に羅列したものである。前記（ｃｃ）段階で、前記スキャンされた使用可能なチャンネル情報を含む結合要請を、前記ＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングしつつ前記ＰＮＣに伝送する。

また、本発明による周波数ホッピング方式のＵＷＢ通信方法は、前記ピコネットを構成するメンバーデバイスの使用可能なチャンネルに関する情報を前記ＰＮＣから受信する段階をさらに含みうる。この時、前記（ｃ）段階は、前記スキャンされた使用可能なチャンネルと前記メンバーデバイスの使用可能なチャンネルとの共通チャンネルを使用してデータを前記デバイスに伝送し、前記デバイスにデータを伝送する時、前記ＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングしつつデータを伝送することが望ましい。

本発明は周波数ホッピング方式のマルチバンドＵＷＢ通信のための具体的なメカニズムを提供する。したがって、本発明はマルチバンドＵＷＢ通信のための具体的なメカニズムがなかった既存のＩＥＥＥ ８０２．１５．３標準を最大限生かしつつマルチバンドＵＷＢ通信のために必要な部分だけを一部修正したので、既存の標準とほぼ類似した方式でマルチバンドＵＷＢ通信が可能である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図１は、一つのピコネットを構成する構成要素を示す図面である。
ＩＥＥＥ ８０２．１５．３の標準でピコネットとは、一つのＰＮＣを共有する最小限一つ以上の地域的に結合されたデバイスの集合をいう。ここでＰＮＣとは、デバイス機能および調整機能を持っており、それ以外にＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、同期化、および結合サービス機能を持っている構成要素をいう。ＰＮＣは、ピコネットのための基本タイミングのためにビーコンを提供する。また、ＰＮＣとはＱｏＳ、電力節減、およびピコネットへのアクセス制御を管理する。標準のピコネットは事前計画なしに必要な時にのみ生成されるため、アドホックネットワークとも呼ばれる。

図２は、マルチバンドＵＷＢ通信システムの周波数領域での信号のスペクトルを示す図面である。
現在論議中のマルチバンドＵＷＢはほぼ数ないし十数個のサブバンドを持つ。図２のように約１５個のサブバンドを持つこともあり、このうちの一つまたは一部は、ＵＷＢシステム以外の他の家電機器、例えば８０２．１１ａ標準の無線ＬＡＮ装置との衝突を回避するために留保されることもある。図２のＵＷＢ信号のための周波数領域は、０ないし６の７個の低周波領域のサブバンドを持つグループと８ないし１４の高周波領域のサブバンドを持つグループとに分けられている。

図３は、周波数ホッピング方式を利用するマルチバンドＵＷＢ通信を行うピコネットの間の干渉を最小化するための周波数ホッピングシーケンスを示す図面である。
マルチバンドＵＷＢ通信は、周波数特性の平坦化およびフェージングの影響などを減少させるために周波数ホッピングをする。周波数ホッピングシーケンスは図３のピコネット１ないしピコネット３のように多様に定めうる。一方、低周波領域のサブバンドグループおよび高周波領域のサブバンドグループは、便宜上図３のようにシーケンスによって周波数ホッピングをするようにシステムを具現することもある。ピコネットを構成するためにＰＮＣはチャンネルスキャンをするが、チャンネルの状態によって使用できるチャンネルを決定する。本発明でチャンネルとは、それぞれのサブバンドを意味する。チャンネルの状態が良好であればピコネット１のようにあらゆるチャンネルを使用できるが、チャンネルの状態がよくない場合にはピコネット２またはピコネット３のように一部のチャンネルのみを使用できる。チャンネル状態は、該当チャンネルに存在するノイズのレベルによって判断できる。例えば、２．４ＧＨｚ帯域の無線ＬＡＮが使われる所では２．４ＧＨｚ帯域のチャンネルは使用しなくてもよい。一方、一つのピコネットが使用できるチャンネルが決定されたならば、ＰＮＣはチャンネル状態によって適切なＰＮＣシーケンスを選択する。本発明でＰＮＣシーケンスとは、ピコネットで使用するチャンネルの周波数ホッピング順序を意味する。一方、前記説明でピコネットが使用するチャンネルとはＰＮＣが使用するチャンネルを意味し、ピコネットを構成するデバイスのうちの一部または全部はＰＮＣが使用しないチャンネルを使用できる。例えば、ピコネット２は０、１、２、３、４、６のチャンネルを使用するが、ピコネット２のどれかいずれかのデバイスは０、１、５、６のチャンネルを使用する。これについての詳細な説明は図４を通じて後述する。ＰＮＣシーケンスを決定する時には、現在のピコネットに影響を及ぼす他のピコネットがある場合に干渉を最小化するために、図３の場合のように同じチップには他のチャンネルを使用するようにＰＮＣシーケンスを決定することが望ましい。一方、ピコネットが使用するチャンネルを通じてビーコンなどの重要なデータが伝送されるため、ピコネットが使用するチャンネルを決定する時は結合するデバイスのいずれもが使用可能なチャンネルを使用することが望ましい。一方、実際にピコネットを構成するメンバー間の距離は約１０ｍ未満であるため、実際使用可能なチャンネルは互いに類似になる。

図４は、本発明の一実施例によって一つのピコネットでデータを伝送するデバイスの周波数ホッピングシーケンスを示す図面である。
一つのピコネットを決定するＰＮＣシーケンスは一つである。図４の場合に、ＰＮＣシーケンスは０、１、２、３、４、５、６、０’、１’、２’、３’、４’、５’、６’であり、ピコネットを構成する３個のデバイスはいずれも前記シーケンスによる。デバイス１の場合にはあらゆるチャンネルを使用できるが、デバイス２およびデバイス３は一部チャンネルだけを使用できる。すなわち、デバイス２は０、１、４、５、０’、２’、３’、４’、５’、６’のチャンネルを使用しており、デバイス３は０、１、２、３、５、６、０’、１’、２’、３’、４’のチャンネルを使用する。ＰＮＣまたは各デバイスが使用できるチャンネルはチャンネル環境によって定められる。すなわち、周辺の電子レンジや無線ＬＡＮシステムのような他の装置と隣接しているデバイスは、該当装置との干渉を避けるために一部チャンネルを使用しないことが望ましい。

一方、図４で暗い部分であるチャンネル５はコントロールチャンネルを意味する。本発明でコントロールチャンネルとは、ＰＮＣがピコネットのメンバーであるデバイスおよびピコネットに結合しようとするデバイスにコントロール信号を送るためのチャンネルであって、ピコネットが生じる時にＰＮＣがスキャンしたチャンネルのうち１チャンネル、例えば、最も良好なチャンネル（ノイズが最も少ないチャンネル）がこれに該当する。コントロール信号の代表的なものは、ＰＮＣシーケンスを報知するフレーム（図示せず）である。ＰＮＣシーケンスを報知するフレームはヘッダおよびボディを持つフレーム構造を持ち、ボディにはＰＮＣシーケンスに関する情報が含まれている。ＰＮＣシーケンスに関する情報は各チャンネルの順序を含むようにボディに表現できるが、特定ＰＮＣシーケンスを代表するシーケンスナンバーをボディに表現することもできる。すなわち、後者の場合において、図３のピコネット１のＰＮＣシーケンスは１番と代表され、ピコネット２のＰＮＣシーケンスは２番と代表され、ピコネット３のＰＮＣシーケンスが３番と代表されたと仮定すれば、図４のピコネットにおいてＰＮＣシーケンスを報知するフレームのボディには１を記録すればよい。このようなＰＮＣシーケンスはビーコンに載せてデバイスに報知するように具現できるが、ＰＮＣシーケンスに関する情報を載せた別途のフレームをコントロールチャンネルを通じて周期的にブロードキャストすることが望ましい。すなわち、ピコネットに結合しようとするデバイスは、コントロールチャンネルを通じて結合しようとするピコネットの周波数ホッピングパターンが分かるようになる。

図５Ａおよび図５Ｂは、特定のＰＮＣシーケンスを持つピコネットへのデバイス結合前後の状況を示す図面である。
図５Ａでピコネットを構成しているＰＮＣおよびデバイス１はいずれも１、２、３、５、６、７チャンネルを使用している。この時、チャンネル１、３、４、５、６、７、８、９、１０を使用するデバイス２が、デバイス１とデータ送受信するためにピコネットに結合しようとする。所定の結合過程を通じてデバイス２はピコネットと結合し、結合した形態は図５Ｂに図示される。デバイス２は、デバイス１とデータ送受信する時にデバイス１と共通のチャンネル１、３、５、６、７を使用してデータ送受信をする。チャンネル１、３、５、６、７を使用するということは、チャンネル１、３、５、６、７を使用して任意の１シーケンスによって周波数ホッピングすることを意味することもあるが、ＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングすることが望ましい。例えば、ＰＮＣシーケンスが１、２、３、５、７、６の場合であれば、デバイス１とデバイス２のうちいずれか一つのデバイスはチャンネル１にＵＷＢ信号を送信し、チャンネル２の信号を伝送するチップでは飛ばして３、５、７、６のチャンネル順序にＵＷＢ信号を伝送し、他の一つのデバイスは該当周波数ホッピングシーケンスに合わせて信号を受信する。

一方、図５Ａおよび図５ＢでＰＮＣとデバイス１とが使用するチャンネルは同じものとしたが、デバイス１はＰＮＣが使用するチャンネルのうち一部を使用しないこともでき、ＰＮＣが使用しないチャンネルのうち一部をさらに使用することもできる。例えば、デバイス１はチャンネル１、３、４、５、６、７を使用でき、この場合にデバイス２と通信する時は両者の共通チャンネルであるャンネル１、３、４、５、６、７を使用して周波数ホッピングしつつデータを送受信できる。この時の互いのデータ送受信のための周波数ホッピングシーケンスはＰＮＣシーケンスであることが望ましい。

図６は、本発明の一実施例によってデバイスがＰＮＣに結合要請命令を伝送するために作ったフレームの構造を示す図面である。
結合要請フレームは最右側からフレームのタイプを示す命令タイプフィールド（Ｃｏｍｍａｎｄ ｔｙｐｅ）２オクテット（１オクテットは８ビットである）と、この後の長さを表す長さフィールド（Ｌｅｎｇｔｈ）２オクテットと、結合要請を所望するデバイスのアドレスを表すデバイスアドレスフィールド（ＤＥＶ ａｄｄｒｅｓｓ）８オクテットと、全体能力フィールド（Ｏｖｅｒａｌｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）７オクテットと、結合終了時間周期（ＡＴＰ；Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅｏｕｔ Ｐｅｒｉｏｄ）フィールド２オクテットと、デバイス有用性フィールド（ＤＥＶ ｕｔｉｌｉｔｙ）１オクテットと、使用可能チャンネルフィールド（Ｃｈａｎｎｅｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）２オクテットとで構成される。命令タイプフィールドは命令フレームの種類を表すものであり、結合要請フレームの場合に現在論議中のＩＥＥＥ ８０２．１５．３標準は０ｘ００００フレームを使用する。長さフィールドにおいて標準の場合に１８オクテットの長さを持つとなっているが、本発明では使用可能チャンネルフィールドの長さ２オクテットを含んで２０と記録する。デバイスアドレスフィールドは６４ビットを使用する。全体能力フィールドはＰＮＣ能力のための４オクテットおよびデバイス能力のための３オクテットを持ち、前者の場合にはＰＮＣの能力、例えば最大結合デバイスの数字、最大伝送可能な電力などを記録し、後者の場合にはマルチキャストまたは一つのソースからの受信可否を表すフィールドや、望ましいフラグメントサイズを表すフィールドなどを記録する。一方、結合終了時間周期は、ＰＮＣとデバイス間の通信のない状態で保持される結合関係を表す時間をミリ秒単位で表したものをいう。デバイス有用性フィールドは、ＰＮＣがピコネットサービス命令を送ることをデバイスが要請するかどうかを表すためのフィールドや、隣接ＰＮＣに指定されるかどうかを表すためのフィールドなどを含む。一方、使用可能チャンネルフィールドは使用可能チャンネルを表すのに利用される。例えば、前述した１５個のチャンネルを持つＵＷＢシステムではｂ０ないしｂ１４はそれぞれのチャンネルを意味する。もし、チャンネル０、１、２、４、９、１０を使用するデバイスの場合には、ｂ０、ｂ１、ｂ２、ｂ４、ｂ９、ｂ１０は１とし、その他のビットは０と設定して使用可能なチャンネルを表示できる。結合要請による結合確認フレームは、ＩＥＥＥ ８０２．１５．３標準での結合確認フレームを利用する。

図７は、本発明の一実施例によってＰＮＣのＰＮＣ情報命令フレームに新しいデバイスがピコネットに結合されたことを報知するために作ったデバイス情報フィールドの構造を示す図面である。
デバイス情報フィールドは新たに結合されたデバイスのアドレス（ＤＥＶ ａｄｄｒｅｓｓ）を表す８オクテットと、新たに結合されたデバイスに付与されるデバイスＩＤ（ＤＥＶＩＤ）１オクテットと、保安状態如何を意味するメンバーシップの状態などを表すためのデバイス情報有用性フィールド（ＤＥＶ ｉｎｆｏ ｕｔｉｌｉｔｙ）１オクテットと、全体的能力フィールド（Ｏｖｅｒａｌｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）７オクテットと、結合終了時間周期フィールド（ＡＴＰ）２オクテットと、シンクロナス電力節減形態の要請命令を通じてデバイスがＰＮＣに伝達した値を表すシステムウェークビーコン間隔フィールド（Ｓｙｓｔｅｍ ｗａｋｅ Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）１オクテットと、使用可能なチャンネルを表示する使用可能チャンネルフィールド（Ｃｈａｎｎｅｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ）２オクテットとで構成される。ＰＮＣ情報命令フレームを受信したピコネットに属するデバイスは、新たに結合されるデバイスが使用できるチャンネルがいかなるチャンネルであるかが分かる。このような過程を通じてピコネットに属するデバイスは他のデバイスが使用できるチャンネルに関する情報を持つ。

一方、ＰＮＣは情報命令を周期的にブロードキャストするが、この時、情報命令はあらゆるデバイスの情報を含んでいる。したがって、新たに結合したデバイスを含むあらゆるデバイスは、ＰＮＣがブロードキャストする情報命令を通じて他のデバイスの使用可能チャンネルに関する情報を得られる。

前記図６ないし図７で、使用可能チャンネルフィールドはチャンネルの数によってその長さが相異なる。例えば、６４個のチャンネルで構成されたＵＷＢ通信システムであれば、チャンネルフィールドは最小限６４ビット、すなわち８オクテットの長さを持っていなければならない。

図８は、本発明の一実施例によってデバイスがピコネットに結合する過程を示すシーケンス図である。
ピコネットに結合しようというデバイスはチャンネルスキャンをする（１．）。チャンネルスキャンを通じて自身が使用できる良好な状態のチャンネル、例えば１、２、３、６、７を決定する。それから、チャンネル３をコントロールチャンネルとして使用するピコネットのＰＮＣからチャンネルシーケンスを得る（２．）。もし、スキャンされた１、２、３、６、７以外のチャンネルをコントロールチャンネルとして使用するピコネットの場合ならば、デバイスはＰＮＣシーケンスを探すことができ、結合できなくなる。ＰＮＣシーケンスを探したデバイスは該当ＰＮＣシーケンスによってＰＮＣに結合要請をする（３．）。例えば、ＰＮＣシーケンスが１、２、４、６である場合に、デバイスは使用可能なチャンネル１、２、３、６、７のうちコントロールチャンネルを除外した１、２、６の順序通りに結合要請フレームをＰＮＣに伝送すればよい。デバイスから結合要請を受けたＰＮＣは結合許容如何を判断する（４．）。すなわち、最大結合許容デバイスの数を超えた場合のように結合を許容できない場合には結合を許容せず、結合を許容できる場合には結合を許容する。結合を許容する時にＰＮＣはデバイスに結合応答をする（５．）。それから、新たに結合したデバイスに関する情報をピコネットメンバーである他のデバイスにブロードキャストして報知する（６．）。これを通じてピコネットメンバーであるデバイスは、新たに結合したデバイスが使用できるチャンネルに関する情報を得られる。

図９は、デバイス１がデバイス２にデータを伝送する過程を示すフローチャートである。
まず、デバイス１はデバイス２にデータを伝送するためにＰＮＣにＣＴＡ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｉｍｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）を要請する（Ｓ１０）。ＣＴＡ割り当て要請によってＰＮＣが、デバイス１のデバイス２へのデータ伝送時間を割り当てて、ＣＴＡ割り当て情報を載せてブロードキャストしたビーコンをデバイス１が受信する（Ｓ２０）。ビーコンからＣＴＡ割り当て情報を得たデバイス１は、デバイス２と共通のチャンネルに割り当てられたＣＴＡにデータを伝送する（Ｓ３０）。データを伝送する時はＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングすることが望ましい。一方、ＰＮＣシーケンスが１２３４５６である時にデバイス１とデバイス２との共通のチャンネルが１２３５６であると仮定すれば、データ伝送は１番、２番、３番チャンネル順序に周波数ホッピングしてＵＷＢ信号を伝送し、４番チャンネルのチップは飛ばして５番、６番チャンネル順序に周波数ホッピングしてＵＷＢ信号を伝送することが望ましい。

図１０は、ＩＥＥＥ ８０２．１５．３標準のスーパーフレーム構造を示す図面である。
スーパーフレームはビーコンとビーコン間のフレームであって、ビーコンと、競争接続区間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｅｒｉｏｄ；以下、ＣＡＰ）と、ＣＴＡ、およびＭＣＴＡ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｉｍｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）とを含むことができる。ビーコンは、ＣＡＴまたはＭＣＴＡのような時間割り当ておよびピコネットのための管理情報を通信するのに使われる。ＣＡＰは命令語、非同期的データ通信のために使われる。ＣＴＡは命令語、等時的ストリーム、または非同期的データ通信のために使われる。一方、ＭＣＴＡはＣＴＡの一種であって、デバイスとＰＮＣ間の通信のために使われる。通常的にデバイス１がデバイス２にデータを伝送するためにＣＡＰ区間でＰＮＣにＣＴＡ割り当てを要請する。ＣＴＡ割り当てを要請されたＰＮＣは適当なＣＴＡを割り当て、ＣＴＡを割り当てたという情報をビーコンに載せてブロードキャストする。ビーコンを受信したデバイス１は割り当てられたＣＴＡデータをデバイス２に伝送する。データを伝送する時は両デバイスがいずれも使用可能なチャンネルを周波数ホッピングしつつ使用することが望ましく、周波数ホッピングシーケンスはＰＮＣシーケンスによることが望ましい。
したがって、前述した実施例は全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解せねばならない。本発明の範囲は詳細な説明よりは特許請求の範囲により表れ特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれるあらゆる変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されねばならない。

本発明はマルチバンドＵＷＢ通信に利用できる。

一つのピコネットを構成する構成要素を示す図面である。 マルチバンドＵＷＢ通信システムの周波数領域での信号のスペクトルを示す図面である。 周波数ホッピング方式を利用するマルチバンドＵＷＢ通信を行うピコネットの間の干渉を最小化するための周波数ホッピングシーケンスを示す図面である。 本発明の一実施例によって一つのピコネットからデータを伝送するデバイスの周波数ホッピングシーケンスを示す図面である。 特定のＰＮＣシーケンスを持つピコネットへのデバイス結合前の状況を示す図面である。 特定のＰＮＣシーケンスを持つピコネットへのデバイス結合後の状況を示す図面である。 本発明の一実施例によって、デバイスがＰＮＣに結合要請命令を伝送するために作ったフレームの構造を示す図面である。 本発明の一実施例によって、ＰＮＣのＰＮＣ情報命令フレームに新しいデバイスがピコネットに結合されたことを報知するために作ったデバイス情報フィールドの構造を示す図面である。 本発明の一実施例によってデバイスがピコネットに結合される過程を示すシーケンス図である。 デバイス１がデバイス２にデータを伝送をする過程を示すフローチャートである。 ＩＥＥＥ ８０２．１５．３標準のスーパーフレーム構造を示す図面である。

Claims (11)

1. ピコネットのＰＮＣに所定のＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングしつつデータ伝送のための時間割り当てを要請する（ａ）段階と、
   前記ＰＮＣが割り当てたデータ伝送のための時間に関する情報を、前記ＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングしつつ受信する（ｂ）段階と、
   前記受信したＰＮＣが割り当てたデータ伝送のための時間に関する情報によって所定デバイスにデータを伝送する（ｃ）段階と、を含む周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
2. 前記ピコネットに所定の方式を通じて結合する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
3. 前記結合段階は、使用可能なチャンネルをスキャンして決定する（ａａ）段階と、
   前記スキャンされたチャンネルのうちの一部または全部を使用する前記ＰＮＣから前記ＰＮＣシーケンスに関する情報を得る（ｂｂ）段階と、
   前記ＰＮＣに前記スキャンされた使用可能なチャンネル情報を含む結合要請を行う（ｃｃ）段階と、
   前記ＰＮＣから結合を許容する結合応答を受信する段階と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
4. 前記（ａａ）段階は、使用可能なチャンネルをスキャンして決定する時、チャンネル環境を基準に決定することを特徴とする請求項３に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
5. 前記（ｂｂ）段階は、スキャンした特定チャンネルから前記ＰＮＣが伝送する前記ＰＮＣシーケンスに関する情報を受信して前記ＰＮＣシーケンスを探すことを特徴とする請求項３に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
6. 前記ＰＮＣシーケンス情報は、前記ＰＮＣシーケンスを代表するＰＮＣシーケンス番号であることを特徴とする請求項５に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
7. 前記ＰＮＣシーケンス情報は、前記ＰＮＣシーケンスによるチャンネル番号を順番に羅列したことを特徴とする請求項５に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
8. 前記（ｃｃ）段階で、前記スキャンされた使用可能なチャンネル情報を含む結合要請を、前記ＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングしつつ前記ＰＮＣに伝送することを特徴とする請求項３に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
9. 前記ピコネットを構成するメンバーデバイスの使用可能なチャンネルに関する情報を前記ＰＮＣから受信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
10. 前記（ｃ）段階は、前記スキャンされた使用可能なチャンネルと前記メンバーデバイスの使用可能なチャンネルとの共通チャンネルを使用してデータを前記デバイスに伝送することを特徴とする請求項９に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
11. 前記デバイスにデータを伝送する時、前記ＰＮＣシーケンスによって周波数ホッピングしつつデータを伝送することを特徴とする請求項１０に記載の周波数ホッピング方式のマルチバンド超広域通信方法。
    

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