低電力の無線車両位置特定ユニット

無線通信の方法、より具体的には、車両位置特定ユニット(Vehicle Location Unit:VLU)及び周辺デバイス(単数または複数)を含み、且つVLUに極めて低い電力消費、及びVLUと周辺デバイス(単数または複数)との間のデータ伝送に低い待ち時間(低遅延)を必要とする無線ローカルエリアネットワークが開示される。

関連出願に対する相互参照 本出願は、2012年5月18日に出願され、参照により全体として本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第61/648,954号の優先権および恩典を請求している。

発明の背景 車両位置特定ユニット(VLU)は、盗難に対する抑止手段として動力車に取り付けられる。VLUは、車両の他のデバイス(概して「周辺デバイス」と呼ぶ)と通信するように構成および配置され、当該他のデバイスは、例えば車両の許可されていない動きを検出した時の車両の不動化、警報、携帯電話モデム、全地球測位システム(GPS)、車載診断ツールなどの追加の機能を提供する。現在、周辺デバイスと通信するために、VLUは、各周辺デバイスとVLUとの間の直接接続、即ち配線接続を必要とする有線シリアルポートを必要とする。代案として、無線トランシーバが当該有線シリアルポートと直列に配置され得る。しかしながら、配線は、VLUの場所を見つけることを容易にする。他方では、無線トランシーバは、VLUが複数の周辺デバイスと同時に通信することを可能にしない。更に、このように構成されたVLUは、そのバッテリ(電池)の平均寿命を危うくする電力消費を必要とする。

発明の概要 様々な態様において、本発明は一般に、車両位置特定ユニット(VLU)とVLUと同じ物体内または物体上に配置された周辺デバイスとの間の無線通信を可能にする方法および支援システムを提供する。

第1の態様において、車両位置特定ユニットと複数の周辺デバイスは、受信機部分および送信機部分を含む。周辺デバイスのそれぞれの送信機部分は、車両位置特定ユニットの受信機部分により受信されるべき送信信号を生成するように適合される。送信信号が周辺デバイス(単数または複数)により生成され、車両位置特定ユニットの受信機部分が、第1の時間期間より長い第2の時間期間の間に、前記第1の時間期間にわたって前記複数の周辺デバイスの何れかからの送信信号をリスニングするように適合される。複数の周辺デバイスからの検出された送信信号の肯定応答の結果、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間で通信リンクが確立され、別個のタイミング情報に従って車両位置特定ユニットと検出された送信信号の前記対応する源との間でデータが送信される。

幾つかの実施形態において、周辺デバイスからの送信信号は、車両位置特定ユニットとデータを通信するための要望のしるしを提供する、長期プリアンブルを有する信号を含むことができる。そのような場合、長期プリアンブルは、第2の時間期間より長い送信長さを有する。本発明の特定の実施形態において、カウンタを用いて、受信した信号が長期プリアンブルを有する信号に対応する可能性を推定することが、導出され得る。

他の実施形態において、検出された送信信号を肯定応答することは、複数の周辺デバイスからの送信信号を検出し;車両位置特定ユニットの送信機部分とメモリの目を覚まさせ;検出された送信信号の対応する源から認証情報を受信するように車両位置特定ユニットの受信機部分に準備させ;検出された送信信号の対応する源からの認証情報をリスニングし;及び/又は認証情報を用いて、例えば受信された認証情報をメモリに格納された認証情報と比較することにより、検出された送信信号の対応する源を特定することを含むことができる。認証情報をリスニングすることは、第4の時間期間の間に第3の時間期間をリスニングすることを含むことができ、第3の時間期間が第1の時間期間より長く、第4の時間期間が第3の時間期間より短い。更に、周辺デバイスからの認証情報をリスニングすることが、対応する周辺デバイスに一意である認証コードをリスニングすることを含むことができる。認証コードは、第3の時間期間より短い周期的時間を有する送信および受信サイクルの間に、検出された送信信号の対応する源により送信され得る。

他の実施形態において、通信リンクを確立することが、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間でデータを通信するための個別のタイミング情報を送信することを含む。例えば、個別のタイミング情報を送信することは、第1の境界と第2の境界との間に画定された予め設定された長さの少なくとも1つのタイミング期間を有し、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間の送信のタイミングがとられるリスニングパターンを送信することを含むことができる。更に、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間の送信のタイミングがとられる間に、検出された送信信号の対応する源に一意である別個のタイムスロットをリスニングパターン内に送信すること、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間の送信のタイミングがとられる間に、前記リスニングパターン内に車両位置特定ユニットリスニング時間オフセットを送信することである。例えば、別個のタイムスロットは、タイミング期間の第1の境界の後で1つ又は2つのタイミング期間内に生じることができるが、タイムオフセットはタイミング期間の第1の境界の後で1つ又は2つのタイミング期間内に生じることができる。有利な点は、検出された送信信号の対応する源は、送信されたリスニングパターンに従ってそのタイミングクロックを同期させる。

更に他の具現化形態において、データを通信することは、検出された送信信号の対応する源または車両位置特定ユニットの少なくとも一方が、タイミング期間のほぼ境界において開始信号を送信することを含むことができる。更に、データを通信することは、タイミング期間の次の境界において、検出された送信信号の対応する源から車両位置特定ユニットへデータを送信すること、及び/又は車両位置特定ユニットから検出された送信信号の対応する源へデータを送信することを含むことができる。より具体的には、データを通信することは、検出された送信信号の前記対応する源のそれぞれに対して一意のN値を割り当て、ここでNが1より大きい整数であり;検出された送信信号の対応する源のそれぞれに対して一意のデータ転送期間を予約し、一意のデータ転送期間が、他の周辺デバイスが有していない一意の第1の境界と一意の第2の境界との間に画定されたN個のタイミング期間からなり;一意の第2の境界の後における1つ又は2つのタイミング期間内で、検出された送信信号の前記対応する源の少なくとも1つから車両位置特定ユニットへ、又は車両位置特定ユニットから検出された送信信号の対応する源へデータを送信することを含むことができる。

本発明の他の実施形態は、リンクされた監視パケット交換を用いて、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間の接続リンクを監視し、車両位置特定ユニットと複数の周辺デバイスとの間のデータ通信のタイミングをとるための優先順位を確立することを含むことができる。

本発明の更に他のバージョンは、次のタイミング境界においてデータを通信するための意図を一斉送信するために意志信号を他の周辺デバイスに送信するように、周辺デバイスのそれぞれを適合させ、別の周辺デバイスからの意志信号をリスニングするように周辺デバイスのそれぞれを適合させることを含む。更に、1つの周辺デバイスが、データを通信するための意図を通知した後、次のタイミング境界において、別個のデバイスから車両位置特定ユニットへデータパケットを送信する。更に、データの通信のためのタイミングがより高い優先順位を有するデータの通信により遅延されているという理由で送信が遅延されたデータ交換パケットに同期することを回避するように、周辺デバイスは適合され得る。

特定の実施形態において、方法は、例外事象の発生の場所および時間的な点を特定する(求める)ことを含む。例外事象の発生の場所が車両位置特定ユニット内である場合、方法は、検出された送信信号の対応する源に対して一意のデータ転送期間を予約し、一意のデータ転送期間は、N個のタイミング期間からなり、Nが1より大きい整数である。各タイミング期間は等しい時間的長さ、及び第1と第2の境界を有し、一意のデータ転送期間のN個のタイミング期間は、任意の他の周辺デバイスに割り当てられていない一意の第1の境界と一意の第2の境界との間に画定される。例外事象が次の一意の境界の1つのタイミング期間内で発生している場合、次の一意の境界において車両位置特定ユニットから、検出された送信信号の対応する源にデータパッケージが送信されることができ、そうでない場合には、次の期間の境界においてデータパッケージが送信される。他方では、例外事象の発生の場所が複数の周辺デバイスの何れか内である場合、検出された送信信号の対応する源に対して一意のデータ転送期間が予約され、一意のデータ転送期間は、2個以上のタイミング期間を含み、それぞれは等しい時間的長さのタイミング期間、及び第1と第2の境界を有する。一意のデータ転送期間のタイミング期間は、任意の他の周辺デバイスに割り当てられていない一意の第1の境界と一意の第2の境界との間に画定され、一意のデータ転送期間中の別個のタイムスロットが予約され、別個のタイムスロットは、データ通信のために、検出された送信信号の対応する源に一意である。例外事象が一意のデータ転送期間の次の一意の境界の1つの時間期間内で発生している場合、対応する源の予約されたタイムスロットの間に、検出された送信信号の対応する源から車両位置特定ユニットへデータパッケージが送信されることができ、そうでない場合には、次の時間期間の境界において、検出された送信信号の対応する源から車両位置特定ユニットへ短くされた長期プリアンブル信号が送信され得る。

別の態様において、本発明は一般に、車両位置特定ユニット、及び/又はネットワークを介して車両位置特定ユニットにリンクされた任意の周辺デバイスにおける例外事象の発生に関する無線通信を可能にする支援システムの方法および支援システムを開示する。この態様において、例外事象の発生の場所および時間的点が特定され(求められ)、送信はこれら2つの変数の関数である。第1の具現化形態において、例外事象の発生の場所が車両位置特定ユニット内である場合、検出された送信信号の対応する源に対して一意のデータ転送期間が予約される。幾つかの実施形態において、一意のデータ転送期間は、N個のタイミング期間を含み、Nが1より大きい整数である。各タイミング期間は等しい時間的長さ、及び第1と第2の境界を有する。一意のデータ転送期間のタイミング期間は、任意の他の周辺デバイスに割り当てられていない一意の第1の境界と一意の第2の境界との間に画定される。例外事象が次の一意の境界の1つのタイミング期間内で発生している場合、次の一意の境界において、車両位置特定ユニットから、検出された送信信号の対応する源にデータパッケージが送信されることができ、そうでない場合には、次の期間の境界においてデータパッケージが送信され得る。

第2の具現化形態において、例外事象の発生の場所が周辺デバイスの何れか内である場合、検出された送信信号の対応する源に対して一意のデータ転送期間が予約される。幾つかの実施形態において、一意のデータ転送期間は、N個のタイミング期間からなり、Nが1より大きい整数である。各タイミング期間が等しい時間的長さ、及び第1と第2の境界を有する。一意のデータ転送期間のタイミング期間は、任意の他の周辺デバイスに割り当てられていない一意の第1の境界と一意の第2の境界との間に画定され、一意のデータ転送期間中の別個のタイムスロットが予約され、別個のタイムスロットは、データ通信のために、検出された送信信号の対応する源に一意である。例外事象が一意のデータ転送期間の次の一意の境界の1つの時間期間内で発生している場合、対応する源の予約されたタイムスロットの間に、検出された送信信号の対応する源から車両位置特定ユニットへデータパッケージが送信されることができ、そうでない場合には、次の時間期間の境界において、検出された送信信号の対応する源から車両位置特定ユニットへ短くされた長期プリアンブル信号が送信され得る。

更に別の態様において、本発明は、同じ物体上または当該物体内に配置された車両位置特定ユニットと周辺デバイス(複数)との間の無線通信用の製品を提供する。車両位置特定ユニット及び周辺デバイスは、受信機部分および送信機部分を含む。命令のコンピュータ可読プログラム部分が製品に組み込まれる。幾つかの実施形態において、周辺デバイスのそれぞれの送信機部分は、車両位置特定ユニットの受信機部分により受信されるべき送信信号を生成するように適合され、周辺デバイス(単数または複数)により送信信号が生成される。車両位置特定ユニットの前記受信機部分は、第1の時間期間より長い第2の時間期間の間に、第1の時間期間にわたって周辺デバイスの何れかからの送信信号をリスニングするように適合される。周辺デバイスの何れかからの検出された送信信号の肯定応答の結果、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間の通信リンクが確立され、別個のタイミング情報に従って車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間で、データが送信される。

更なる態様において、車両位置特定ユニット、及び/又はネットワークを介して車両位置特定ユニットにリンクされた任意の周辺デバイスに対して例外事象の発生を無線通信するための製品が開示される。命令のコンピュータ可読プログラム部分が、製品に組み込まれる。幾つかの実施形態において、例外事象の発生の場所および時間的点が特定される(求められる)。例外事象の発生の場所が車両位置特定ユニット内である場合、検出された送信信号の対応する源に対して一意のデータ転送期間が予約される。幾つかの実施形態において、一意のデータ転送期間は、N個のタイミング期間を含み、Nが1より大きい整数である。各タイミング期間は、等しい時間的長さ、及び第1と第2の境界を有する。一意のデータ転送期間のタイミング期間は、任意の他の周辺デバイスに割り当てられていない一意の第1の境界と一意の第2の境界との間に画定される。例外事象が次の一意の境界の1つのタイミング期間内で発生している場合、次の一意の境界において、車両位置特定ユニットから、検出された送信信号の対応する源へのデータパッケージが送信されることができ、そうでない場合には、データパッケージが、次の期間の境界において送信され得る。他方では、例外事象の発生の場所が周辺デバイスの何れか内である場合、検出された送信信号の対応する源に対する一意のデータ転送期間が予約される。一意のデータ転送期間は、N個のタイミング期間を含み、Nが1より大きい整数である。各タイミング期間は、等しい時間的長さ、及び第1と第2の境界を有する。一意のデータ転送期間のタイミング期間は、任意の他の周辺デバイスに割り当てられていない一意の第1の境界と一意の第2の境界との間に画定され、一意のデータ転送期間中の別個のタイムスロットが予約される。別個のタイムスロットは、データ通信のために、検出された送信信号の対応する源に一意である。例外事象が一意のデータ転送期間の次の一意の境界の1つの時間期間内で発生している場合、対応する源の予約されたタイムスロットの間に、検出された送信信号の対応する源から車両位置特定ユニットへのデータパッケージが送信されることができ、そうでない場合には、次の時間期間の境界において、検出された送信信号の対応する源から車両位置特定ユニットへの短くされた長期プリアンブル信号が送信され得る。本発明の更なる態様は、低電力無線通信システムを含む。システムは、車両位置特定ユニット、及び車両位置特定ユニットと同じ物体上または当該物体内に配置された周辺デバイス(複数)を含む。車両位置特定ユニットは、受信機部分、送信機部分、及びメモリを備える処理デバイスを有し、周辺デバイスのそれぞれは、送信信号を生成および送信信号を受信するように適合されている。幾つかの実施形態において、車両位置特定ユニットの受信機部分は、第1の時間期間より長い第2の時間期間の間に、第1の時間期間にわたって周辺デバイスの何れかからの送信信号をリスニングするように適合され、車両位置特定ユニットの処理デバイスは、周辺デバイスの何れかからの送信信号の検出を肯定応答し、送信機部分を介して、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間に通信リンクを確立するように適合される。通信リンクの確立は、別個のタイミング情報に従って車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間でのデータ通信を可能にする。

幾つかの具現化形態において、別個のタイミング情報は、第1の境界と第2の境界との間に画定された予め設定された長さのタイミング期間(単数または複数)を有し、車両位置特定ユニットと検出された送信信号の前記対応する源との間の送信のタイミングがとられることができるリスニングパターンと;車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間の送信のタイミングがとられ得る間で、検出された送信信号の対応する源に一意であるリスニングパターン内の別個のタイムスロットと;車両位置特定ユニットと検出された送信信号の対応する源との間の送信のタイミングがとられ得る間で、リスニングパターン内の車両位置特定ユニットリスニング時間オフセットとを含むことができる。幾つかのバージョンにおいて、周辺デバイスのそれぞれは、次のタイミング境界においてデータを通信するための意図を一斉送信するために、意志信号を他の周辺デバイスに送信する;別の周辺デバイスからの意志信号をリスニングする;及び 次のタイミング境界において別個のデバイスから車両位置特定ユニットへデータパケットを送信するように適合され得る。

様々な具現化形態において、VLUの内密で隠れている状態を損なうことなく、また平均で供給電流の1μAより大きい消費をすることもなく、極秘に装着されたVLUに対する無線シリアル接続の方法およびシステムが開示される。60秒未満の通信待ち時間が開示される。車両位置特定ユニットと幾つかの周辺デバイスとの間の同時通信がサポートされ得る。

様々なバージョンにおいて、無線通信プロトコルによって幾つかの周辺デバイスが車両位置特定ユニットに同時に無線接続することを可能にすることが、開示される。プロトコルは、車両位置特定ユニットの電力消費において大幅な低減を容易にし、それにより、車両位置特定ユニットが、車両の電気システムに対する接続を必要とせずに、内蔵電池で動作することが可能になる。

様々な具現化形態において、プロトコルは、ネットワークハブとしての車両位置特定ユニットとの無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)を効果的に形成する。車両位置特定ユニットの電力消費量を更に低減するために、プロトコルは、WLAN動作と関連付けられる車両位置特定ユニット内の平均電流を最小限に抑えると同時に、WLAN内の待ち時間も最小限に抑える。つまり、プロトコルは、周辺デバイスから車両位置特定ユニットへ又は車両位置特定ユニットから周辺デバイスへの、WLAN内のデータ交換が生じる前の遅延を最小限に抑える。

図面において、同じ参照符号は一般に、異なる図面の全体にわたって同じ部品を意味する。また、図面は必ずしも一律の縮尺に従う必要はなく、むしろ一般に本発明の原理を示すことに重点が置かれている。以下の説明において、本発明の様々な実施形態が以下の図面に関連して説明される。

広域ネットワーク(WAN)及び無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)内の車両位置特定ユニット(VLU)の例示的な実施形態の図である。

本発明の様々な実施形態に従って、WLAN接続の発見段階と肯定応答段階と認証段階の流れ図である。

本発明の様々な実施形態に従って、WLAN接続のデータ交換および/またはリンク監視段階の流れ図である。

本発明の様々な実施形態に従って、休息状態にあるVLUのデューティサイクル、即ちリスニングパターンの略図である。

本発明の様々な実施形態に従って、VLUリスニングパターン及び周辺デバイスにより送信された長期プリアンブル信号を示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、VLU及び周辺デバイスが肯定応答モードへ移行するリスニングパターンを示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、VLU又は周辺デバイスのどちらもデータの交換を開始しない境界間隔リスニングパターンを示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、周辺デバイスがデータの交換を開始する境界間隔リスニングパターンを示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、VLUがデータの交換を開始する境界間隔リスニングパターンを示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、一対のNT

_P境界においてパケット交換用の割当可能なタイムスロットを示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、VLUと単一の周辺デバイスとの間でのLink Monitoring Packet Exchange(パケット交換のリンク監視)を示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、VLUと複数の周辺デバイスとの間でのLink Monitoring Packet Exchange(パケット交換のリンク監視)を示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、4つの間隔タイプ又はタイムスロットの略図である。

本発明の様々な実施形態に従って、VLUが優先度のより低いLink Monitoring Packet Exchange(パケット交換のリンク監視)を行うことができる先取り間隔を示す図である。

本発明の様々な実施形態に従って、通信事象発生信号の略図である。

本発明の様々な実施形態に従って、事象発生の流れ図を示す図である。

本発明の詳細な説明 本明細書で使用される用語および表現は、説明の用語および表現として使用され、制限のために使用されておらず、係る用語および表現の使用において、図示および説明された特徴の任意の等価物またはその一部を排除するつもりはない。

説明の全体にわたって、装置およびシステムは、特定の要素および/または構成要素を有する、含む及び/又はからなるものとして説明され、プロセス及び方法は、特定のステップを有する、含む及び/又はからなるものとして説明され、更に本発明の装置およびシステムが、列挙された構成要素から本質的に成る及び/又は当該構成要素で構成されること、及び本発明によるプロセス及び方法が、列挙された処理ステップから本質的に成る及び/又は当該処理ステップで構成されることが意図されている。

理解されるべきは、そうでないという旨の表現がない限り、ステップの順序または特定のアクションを実行するための順序は、本発明が相変わらず動作可能である限り重要ではない。更に、2つ以上のステップ又はアクションは同時に行われ得る。

図1を参照すると、共通の物体(例えば動力車)に又は当該物体内に配置された車両位置特定ユニット(VLU)10及び1つ又は複数の周辺デバイスが示される。本明細書で使用される限り、動力車は、自動車、自転車、オートバイ、ボート、航空機、トラック、鉄道車両、又は輸送に関する任意の他の方法を含むことができる。単なる例示のために、周辺デバイスは、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーション(GSM)デバイス11、車両警報(即ち、盗難防止)システム12、全地球測位システム(GPS)16、保守および品質管理(M+QC)処理デバイス18、車載診断システム19、及びキーホブ14を含むことができる。当業者ならば理解され得るように、1つ又は複数の周辺デバイスは、特定の組み合わせになくてもよく、及び/又は本明細書で図示されていない又は説明されていない他の周辺デバイスは本開示の範囲および思想を侵害せずに特定の組み合わせに追加され得る。本開示のために、用語「周辺デバイス(単数または複数)」は、VLU10と通信するように適合されたデバイスを総称して表すために一般的に使用される。

各周辺デバイスは、ローカルエリアネットワーク20内で対応する周辺デバイスとVLU10との間の無線通信を可能にするように適合されたモジュール13を備える。また、VLU10並びに1つ又は複数の周辺デバイスは、例えば広域ネットワーク(WAN)を介して、例えばインターネット又は広域盗難自動車ネットワーク15と通信することもできる。VLU10及び周辺デバイスを含む無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)20は、米国連邦通信委員会(FCC)パート15の規制の下で動作することができ、WANリンクは173MHzの周波数で動作することができる。当業者ならば理解され得るように、WLAN20及びWAN15用の無数の周波数バンドが同様に使用可能である。WLAN20を形成するVLU10及び周辺デバイスは、本明細書で要約された無線通信プロトコルの規則に準拠する。無線通信プロトコルは周辺デバイス及びVLU10をWAN15とリンクする手段を提供するが、状況によっては、WAN接続性は、WLAN20に関係せず、従って、WAN接続性は任意的である。

特に無線通信プロトコルに関連して説明される様々な態様および機能は、1つ又は複数の処理デバイスにおいてハードウェア又はソフトウェアとして実施され得る。更に、本発明と合致する態様は、単一の処理デバイスに配置され得るか、又はネットワーク(単数または複数)(例えば、WLAN20、WAN15など)を介して接続された複数の処理デバイス間に分散されてもよい。従って、本発明は、任意の特定のシステム又はシステムのグループでプロトコルを実行することに制限されない。更に、態様は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又は当該3つの任意の組み合わせで実施され得る。従って、本発明による態様は、様々なハードウェア及びソフトウェア構成を用いて、方法、動作、システム、システム要素、及び構成要素内に実施され得る。

WLAN通信プロトコルの1つの重要な特徴は、極めて低いVLU電力消費およびデータ転送の低い待ち時間の双方を同時に達成する。低い電力消費が望ましい。その理由は、VLU10が、数年間(例えば、少なくとも10年間)VLU10に電力を供給すると期待される非充電式電池により電力を供給されることができるからである。低い電力消費は、大部分が車両の電源に電気接続されている周辺デバイスが同様の特別な電力消費要件を有さないという事実を利用することにより達成され得る。従って、VLU10により実行される必要があるかもしれない無線通信プロトコルに必要な多くの電流消費タスクは、たとえVLU10がWLAN20のマスターノード又は「ハブ」と考えられたとしても、代わりにVLU10から周辺デバイスに移されることができる。

本プロトコルの別の特徴は、データ転送がシステムの任意の構成要素または要素により開始され得る点である。従って、全てのデバイスは、データ伝送の源(ソース)となることができるか、又はデータを受け取る又はデータを「シンク」することができる。幾つかの実施形態において、接続またはリンクに関連付けられたセキュリティ要素が存在することができる又は信頼できるリンクが必要とされ得るので、WLAN接続は、動作状態(例えば、意図されたように動作している、切断されたリンクなど)に関して周期的に監視される。本明細書で説明される無線通信プロトコルは、車載の応用形態に使用されることができ、低い電力消費および低い待ち時間から利益を得るシステムの他の応用形態に使用され得る。

本明細書で説明されるWLAN通信プロトコルにより、VLU10は、周辺デバイス(単数または複数)からの信号を能動的だが周期的にリスニング(傍受)することを可能にする。様々な実施形態において、プロトコルは、任意の周辺デバイスとVLU10との間の無線接続を確立し、VLU10と別個の周辺デバイス(単数または複数)との間の接続を監視し、VLU10に接続された周辺デバイス(単数または複数)間でのデータ交換を容易にする。空気界面に影響を与える無線通信プロトコルの更なる望ましい特徴は、WLAN動作に関連したVLU10の平均電流を1μA又はそれ未満に維持すること、リンクを確立する際の遅延が短い状態を維持すること(例えば、約30秒で(遅延要件は様々な周辺デバイスによって異なるかもしれないが))、「例外事象」(例えば、警報状態)を監視する場合、例外事象とその情報がWLAN20のその宛先に到達する時との間の遅延が、依然として短い(例えば、約30秒)ままであること、VLU10と周辺デバイスとの間のリンクが接続性を保証するために連続して監視されること、VLU10によって又は周辺デバイスによってデータ転送が開始され得ること、各周辺デバイスは、VLU10に比べて無線リンクに利用可能な電力の制限がそれほどではないこと、WLAN通信プロトコルに割り当てられるプログラムメモリの量が小さいこと(例えば、1つ又は複数の周辺デバイスに対して2キロバイト未満)、VLU10のリスニング特性がVLU10にリンクされた周辺デバイスの数に応じて、所与の時間で変動することができること、リンク監視の周波数がリンクされた周辺デバイス間で変動することができること、VLU10がタイミングの比較的粗い制御を有し、従って、WLANのタスクが他の優先度のより高いタスクにより先取りされ得ること、通信プロトコルの周波数計画は、リンクされたデバイスが発見モードにおいて他の周辺デバイスにより妨害(ジャミング)されないように構成されていること、WLANトラヒックのジャミングを意図的または意図的でないか否かを検出すること、及びWLAN20に関連したVLU10の平均電流をほぼ一定レベルに維持する又は取り付けられた周辺デバイスの数に応じた弱さを有し、当該弱さの依存性が無線通信プロトコルに起因することを含む。

幾つかの実施形態において、VLU10及び/又は1つ又は複数の周辺デバイスは、例えば特定のチャネル上の干渉に起因して既に確立されたリンクを失うこと、又はリンクが確立されていない時の干渉の存在を検出することができる。その状況において、VLU及び/又は1つ又は複数の周辺デバイスは、干渉を避けるために、代替チャネルの所定のシーケンスに従って進められ得る。

VLU無線通信プロトコル、ひいてはVLU10と周辺デバイス(単数または複数)との間の無線通信の方法が説明される。プロトコル及び方法は、周辺デバイス(単数または複数)からの信号をリスニングし、周辺デバイス(単数または複数)とVLU10との間の無線接続を確立し、リンク接続性を監視および/またはVLU10に接続された各周辺デバイスとデータを交換することを含む。そのために、図2A及び図2Bは、周辺デバイスとVLU10との間の無線通信を確立する一連のタスク又は段階を示す。第1の段階(図2A)は、VLU10及び周辺デバイス(単数または複数)がネットワーク20において互いにシークする発見段階または発見モードを構成する。VLU10及び周辺デバイス(単数または複数)が互いを発見した後、第2の段階(図2A)は、ステップ又はプロセスを肯定応答する及び認証することを含む。最後の段階(図2B)において、リンクがデータ転送またはデータ交換のために確立され、及び/又はリンクの接続性が監視される。有利な点は、多段階の具現化形態、例えば2つ又は3つの段階は、リスニングパターンを実行する(即ち、T_P秒毎にT_listen秒間リスニング(傍聴)する)ために必要な電流要件を低減することができる。むしろ、段階を順序付けることにより、VLU10は、電流の使用を低く保つその段階に必要な電力量のみを使用する。一般に、電流は、必要に応じて、例えばリンクを確立するのみのために増大する。更に、方法/プロトコルの特定の具現化形態が必要とするメモリの量は、比較的小さい(例えば、1キロバイト又は512バイト)。

初期の「発見」段階中、VLU10と別個の周辺デバイスとの間の接続は存在しない。2つ以上の周辺デバイスが存在する例では、たとえVLU10が1つの周辺デバイスにリンクされていても、VLU10及び残りのリンクされていない周辺デバイス(単数または複数)は依然として発見段階の動作を実行する。有利な点は、VLU10と残りのリンクされていない周辺デバイスとの間の接続が存在しないので、VLU10は、VLU10にリンクしたい任意の周辺デバイス(単数または複数)(ステップ1)からの信号を能動的にリスニング(傍受)することを含む低電力消費の「スリープ」モードで動作することを継続する。例えば、図3に示されるように、その発見モード中、VLU10の送信機部分は、休止状態であるが、VLU10の受信機部分は、デューティサイクルで、又はリスニングにより特徴付けられたリスニングパターン(即ち、T_P秒毎にT_listen秒の持続時間にわたってオンになる)で動作する。リスニングの持続時間の終わりに、即ちT_listen秒後、VLU10の受信機部分は、次のリスニング期間まで「スリープ」する。一般に、WLANリンクを確立する間に、VLU10により消費される電力の大部分は、T_P秒毎にT_listen秒リスニングする間に消費される。従って、電力の必要性を最小限にするために、T_listenを最小限に抑え及び/又はT_Pを最大化することが望ましい。しかしながら、T_Pは待ち時間に正比例して寄与し、更に応用形態により及びユーザ要求事項により制約され、T_listenを最小限に抑えことにより電力消費問題に対処することが望ましい。T_Pはデバイスによって異なることができ、特定の周辺デバイスがより長い待ち時間を許容することができる場合には、電流の消耗が低減される。

一方で、周辺デバイスが最初に起動された場合、それは更に、VLU10の送信機部分からの信号を能動的にリスニングし及び/又はデータの転送または交換を開始するためにVLU10とのリンクを確立することを試みる発見段階(ステップ2)に入る。本開示のために、データ「交換」は、周辺デバイスとVLU10との間でのデータの双方向性転送であるが、データ「転送」は一方から他方へのデータの一方だけの転送である。データの「通信」は、データの交換または転送とすることができる。データ交換/転送を開始するために、周辺デバイスは、「長期プリアンブル」を有する信号(単数または複数)を送信する(ステップ3)。対照的に、従来のパケットは一般に、プリアンブル、同期(sync)ワード及びデータを含む。従って、従来のパケットの代わりに「長期プリアンブル」を用いることにより、T_listenの持続時間が最小限に抑えられる。更に、これは、電流および電力の必要性も低減するVLU10の漸進的に目を覚ます手順の使用を可能にする。

「長期プリアンブル」信号は、VLUのリスニング期間T_Pよりも時間的な長さ(即ち、ミリ秒で測定される)において僅かに長くなるように構成される。図4に示されるように、「長期プリアンブル」47の最後をVLUのリスニング期間T_Pよりも長くすることは、VLU10の受信機部分が任意の信号リスニング期間T_P中に「長期プリアンブル」信号47を認識することができることを確実にする。むしろ、図4に示されるように、周辺デバイスの送信機部分は、VLU10の受信機部分により検出される「長期プリアンブル」信号47を生成する。信号、より具体的には、「長期プリアンブル」47を有する信号の認識により、VLU10に以前にリンクされていたか否かに関わらず、VLU10が目を覚ます、つまり追加の電力消費が必要とされる、VLU10の他の要素および構成要素が起動(電源を投入)される。例えば、デューティサイクル又はリスニングパターン45の立ち下がり(後縁)42において、「長期プリアンブル」信号47を検出したVLU10は、肯定応答段階またはモード(ステップ5A)に移行する。同様に、「長期プリアンブル」信号47の立ち下がり44において、周辺デバイスも肯定応答段階またはモード(ステップ5B)に移行する。しかしながら、幾つかの実施形態において、T_P目覚ましサイクルはスキップされ得る。

長期プリアンブル信号47を受信することの代案として、VLU10の処理デバイスが代わりにカウンタを監視してもよい(ステップ4)。カウンタはVLU10の受信機部分に関連して動作するように配置され得る。カウンタからの結果を用いて、処理デバイスは、周辺デバイスからの信号がカウントに基づいて周辺デバイスからの実際の長期プリアンブル信号47である可能性を推定するように更に適合され得る。この手法は、実際の長期プリアンブル信号47を検出する必要性を排除し、ひいてはVLU10がより短い時間期間で、周辺デバイスがVLU10と通信することを試みているか否かを判断することを可能にする。有利な点は、これは、VLU10の電力消費を低減する。

全体的な平均電流使用量を低減することに関する更なる改善は、デフォルトよりも低いプリアンブルカウンタ閾値を設定することを含む。閾値を下げることは、幾つかの誤った警報(例えば、プリアンブル47が存在しない場合にプリアンブル47が存在すると宣言する)の発生率を増大させるかもしれないが、他方では、プリアンブル47が存在するけれどもVLU10により検出されない可能性を低減する。

ひとたびVLU10が周辺デバイスからの長期プリアンブル信号47を認識(VLU10及び周辺デバイス(単数または複数)が既にリンクされているか否かに関係なく)すると、VLU10の他の構成要素(例えば、送信機部分)が目を覚まし、VLU10及び周辺デバイス(単数または複数)のそれぞれが肯定応答モードに移行する(ステップ5A及び5B)。図5は、双方のシステムに対する発見から肯定応答モードへの移行を示す。より具体的には、そのデューティサイクル又はリスニングパターン45の立ち下がり(後縁)42の後、VLU10は、「長期プリアンブル」信号47を検出したことを肯定応答し、周辺デバイスからの認証情報の受信を準備する。例えば、周辺デバイスから認証情報を受信するために、VLU10の受信機部分のリスニング期間41は、VLU10の受信機部分がT_A秒毎にT_RXPP秒間、周辺デバイスから認証信号をリスニングすることを開始するように変更され、T_RXPPは、T_listenよりも時間的に長く、T_AはT_Pよりも時間的に短い。並行して又は実質的に同時に、「長期プリアンブル」信号47の立ち下がり44において、周辺デバイスは、認証信号43(例えば、特別コード)を送信する周辺デバイスの送信機部分、及びVLU10からの肯定応答信号49をリスニング(46)する周辺デバイスの受信機部分により特徴付けられた認証モード(ステップ5B)へ即時に移行する。周辺デバイスの動作の認証モードは、T_B秒の周期的期間にわたって行われ、図5に示されるように、T_Bは、T_RXPP及びT_Aよりも時間的に短い。

幾つかの点において、その肯定応答段階のリスニング期間T_RXPP41aの1つの間、VLU10の受信機部分は、周辺デバイスの一斉送信された認証信号43aを受信する。「秘密コード(暗号)」信号を認証するするために(ステップ6)、VLU10の処理デバイスは、受信された認証コード(単数または複数)41aを、比較のためにメモリに格納された認証コード(単数または複数)と比較する。格納されたコード及び送信されたコードが一致する場合、VLU10は、タイミング情報49(例えば、リスニングパターンT_P)(ステップ7)を周辺デバイスに送信する。VLU信号49に含まれるタイミング情報により、周辺デバイスが、今後幾つかの点において、VLU10とデータを交換またはVLU10にデータを転送することを可能にする。ひとたび、周辺デバイスの受信機部分がタイミング情報49を含む信号を受信(46)すると、VLU10及び周辺デバイスがリンクされる。リンクされた周辺デバイスは、VLU10とそれらのクロックを同期させることができる(ステップ22)。

図6に示されるように、第3の段階中、リンクされた周辺デバイス(単数または複数)及びVLU10の受信機部分は、他がデータ交換/転送を開始することを望んでいることを示す他(図示せず)からの信号をリスニングする。留意されるべきは一般に、VLU10はめったにデータを送信しない。従って、大部分の間、交換段階は主として、任意のリンクされた周辺デバイス(単数または複数)の送信機部分からの送信開始をリスニングするVLU10の受信機部分からなる。更に、リンクされた周辺デバイスがそれらのクロックをVLU10と同期させる(ステップ22)ことの必要性は明らかである。

重要な点は、VLU10からのタイミング情報信号49に含まれるタイミング情報が、VLU10及び周辺デバイス(単数または複数)のそれぞれに対してリスニングパターンT_Pを確立することである。周辺デバイス(単数または複数)の受信機部分のリスニング期間32は、より低い電力要求を提供することを可能にするVLU10の或る量の待ち時間を考慮するために、VLU10の受信機部分のリスニング期間34よりも時間的に長い。

幾つかの点において、デバイスがリンクされている間、周辺デバイス(又は場合によってはVLU10)は、データ交換/転送を開始する。データのパケットの交換は、リンク監視パケット交換(Link Packet Exchange:LMPX)と呼ばれ、それは接続性を監視するために使用される方法でもある。データは、LMPXにおいて交換され得るが、どの時点においても交換されるデータ量は、約1キロバイトに制限される。結果として、約1キロバイトより大きいデータ転送は、後述されるように、T_P境界間の複数の予約可能間隔において行われる。

依然として図6を参照すると、T_P境界36と38は、T_Pリスニング期間31のエッジと呼ばれる。周辺デバイス(単数または複数)とVLU10との間のデータ交換用の2つのタイプのタイミング間隔が存在する。第1のタイミング間隔のタイプは、任意のT_P境界で又はほぼその境界で生じる。第2のタイミング間隔のタイプは、NT_P境界の僅かな後の間隔で生じ、この場合、Nは、各周辺デバイス毎に変化するが、別個の周辺デバイスに一意である割当可能な整数(N=2、3、・・)である。例えば、図1を参照すると、GSM11のNの値はN=2とすることができ、警報システム12のNの値はN=3とすることができ、GPS16のNの値はN=5などとすることができる。Nの値に素数を使用することは、冗長性を防止する。タイミング間隔のタイプに関わらず、データがVLU10とリンクされた周辺デバイス(単数または複数)との間で交換/転送されるときはいつでも、交換/転送は、MT_P秒の間隔で行われ、この場合、Mは整数である(M=1、2、3・・)。

第1のタイミング間隔のタイプに関して、データ交換は、VLU10により又は周辺デバイス(単数または複数)により開始されよとなかろうと、T_P境界で又はほぼそのT_P境界で生じる。T_P境界「で又はほぼ」そのT_P境界でというのは、起動遅延(即ち、目を覚ます)に起因して、VLU10の受信機部分がT_Pにおいて正確に周辺デバイス(単数または複数)からの送信をリスニングすることができないかもしれないという事実を認める。或いは、VLU10が「リスンビフォートーク(Listen-before-Talk)」に適合されているので、VLU10がデータを転送する前のT_P境界の後に短い間隔が存在するかもしれないという事実を認める。これは、図8に示され、より詳細に後述される。

データ交換が行われるか否かは、VLU10又は周辺デバイス(単数または複数)が交換を開始したか否か、更にVLU10が、開始している周辺デバイス(単数または複数)からデータを受信しているか否か(及び逆もまた同じ)に依存する。要するに、リンクの両方の側は、データを交換しなければならず、それは片側がデータを転送することができないというわけではない。結果として、VLU10又は周辺デバイス(単数または複数)が、データ交換を開始しない場合、データ交換が存在せず、VLU10及びリンクされた周辺デバイス(単数または複数)は開始信号をリスニングし続ける。この状況は図6に示される。VLU10及び周辺デバイスの受信機部分はそれぞれ、受信においてリスニングしており、即ち「リスニング」のみのモードである。どちらも他へ送信していない。どちらも、データの交換/転送を開始する信号を送っていない。従って、データ伝送が存在しない。留意されるべきは、図6において、各受信機部分のリスニングパターンT_Pが同じであるが、VLUタイミングの何らかの不確実性に適応する及び/又は考慮するために、周辺デバイスの受信機部分は、VLU10の受信機部分よりも僅かに長い長さの時間だけリスニングする。好適には、周辺デバイスのリスニング期間32の追加のリスニング時間は、VLU10のリスニング期間34の前後で生じるように適合される。

図7は、VLU10とのデータ交換を開始する周辺デバイスの場合を示す。データ交換を開始するための意図は、短くされた長期プリアンブル信号72を送信する周辺デバイスにより明示される(図2B、ステップ8)。周辺デバイスがデータを交換するための意図を開始した後(ステップ8)、VLU10は一方向のトランザクションにおいてデータを受信することができるか、又は双方向の交換においてデータを交換(即ち、送受信)することができる(ステップ9)。周辺デバイスからVLU10への一方向のデータ転送に関して、VLU10は、例えばデューティサイクルの立ち下がり(後縁)42において肯定応答モード(ステップ10)へ最初に移行することにより、次いでT_P境界で又はほぼそのT_P境界において周辺デバイスが送信してVLU10がデータを受信(ステップ11)してもらうことにより、短くされた長期プリアンブル信号72を受信した後に周辺デバイスからこれらデータを受け取るように適合される。開始している周辺デバイスからVLU10までのデータの一方的な転送の例は、警報システム12が返事としてデータを必要としない警報状態をVLU10に伝えたい場合に行われ得る。双方向交換(ステップ9)の場合、「短くされた長期プリアンブル」信号72を受信した後、VLU10が、T_P境界で又はほぼそのT_P境界において、周辺デバイスからこれらデータを受信し、それ自体のデータパケットを周辺デバイスに送信する(ステップ12)ように適合される。

図8を参照すると、VLU10がデータ転送またはデータ交換を開始する場合、VLU10は、開始信号パケット86を生成する前に、所定の時間期間84をリスニングするように適合される。VLU10が周辺デバイス(単数または複数)から開始信号を検出しない場合、VLU10の送信機部分は、VLU10がデータの交換を開始していることを示す信号パケット86を周辺デバイスに送信する(ステップ13)。これは、「リスンビフォートーク(Listen-before-Talk)」動作と呼ばれる。VLUの開始されたデータ転送の例は、動力車を不動化するための信号を送信することを含む。VLUの送信の 立ち下がり88の後、VLU10は、データ交換モードへ移行する(ステップ13)。同様に、VLUの開始信号86を受信した周辺デバイスのリスニング期間の立ち下がり(後縁)87において、周辺デバイスの受信機部分はデータ受領モードへ移行し(ステップ14)、交換/転送がT_P境界で又はほぼそのT_P境界において行われ得る。周辺デバイスがVLU10からのデータを受信することができない場合、データは転送されない。

リンクされたデバイス間でのデータ交換用の第2のタイミング間隔のタイプは、予約可能なNT_P境界において生じる。幾つかの実施形態において、任意の切断されたリンクができる限り迅速に(例えば、警報状態の前に)検出されることを確実にするために、リンクは、例えばNT_P秒毎に生じるLMPXを用いてVLU10により監視され、ここで、整数Nは、周辺デバイスにより設定されてVLU10により検証され得る。前述されたように、各周辺デバイスは、Nの異なる値を有することができる。Nの割り当て値は、対応する周辺デバイスに関するリンク検査の必要な頻度を考慮する。例えば、幾つかの周辺デバイス(例えば、警報デバイス)は、頻繁な検査(例えば、10秒毎に)を保証するが、他の周辺デバイス(例えば、車載診断モニタ)は、4時間毎の監視のみを必要とすることができる。NT_Pを増大させる利点は、NT_Pの増大と共に平均VLU電流が概して減少する点である。

図9は、T_P境界とNT_P境界との間の違いを示す。より具体的には、第1の周辺デバイス(PD1)のN₁T_P境界が参照符号92と99で生じ、第2の周辺デバイス(PD2)のN₂T_P境界が参照符号96と98で生じる。第1の周辺デバイス(N₁)のN値は、第2の周辺デバイス(N₂)のN値よりも大きい。更に、これら境界が、意図的に時間的に位置合わせされていないことが示される。各NT_P境界92と96の後に、データパケットが予め指定された周辺デバイスからVLU10へ交換され得る複数の割当可能なタイムスロット91、93、95及び97が存在する。例えば、N₁T_P境界92において、第1のタイムスロット91及び第2のタイムスロット93が存在するが、N₂T_P境界96において、第1のタイムスロット95及び第2のタイムスロット97が存在する。上述したように、第1及び第2の周辺デバイス(PD1とPD2)のそれぞれとリンクすると、VLUは、T_Pタイミング情報を提供し(ステップ7)、VLU10は更に、各周辺デバイスに一意のタイムスロットを割り当てるように適合される(ステップ15)。例えば、第1の周辺デバイス(PD1)は、LMPXを実行するように、第1の周辺デバイスのNT_P境界92の後の第1のタイムスロット91に割り当てられることができ、第2の周辺デバイス(PD2)は、LMPXを実行するように、第2の周辺デバイスのNT_P境界96の後の第2のタイムスロット97に割り当てられることができ、又は逆もまた同じである等である。有利な点は、タイムスロットの割当は、様々なNT_P境界において及び当該NT_P境界の後での衝突を回避するように設計される。

NT_P境界99におけるVLU10と単一の周辺デバイスとの間の例示的なLMPXが図10に示される。図2Bも参照すると、LMPXは、例えばNT_P境界99の僅か前に、短いパケット送信90を送信する(ステップ16)ことにより、VLU10により開始される。周辺デバイスがVLU10からの短いパケット送信90を受信した後、周辺デバイスは、NT_P境界99の僅か後に、VLU10が受信する当該周辺デバイス自体のデータパケット94を送信する(ステップ17)ように適合される。有利な点は、VLU10が交換を開始して最初にデータを送信する(ステップ16)(即ち、短いパケット送信90)ことを可能にすることにより、VLUの電流および電力の必要性は、周辺デバイスが最初に送信するデータ交換に比べて最小限に抑えられる。これは、部分的に、VLU10と周辺デバイスのクロック間の不確実性に起因している。

複数の周辺デバイスがWLAN20を介して共通のVLU10にリンクされる場合、2つ以上の周辺デバイスが同時に、即ち同じT_P境界で又はほぼそのT_P境界において、データ交換を開始することができる場合があるかもしれない。幾つかの実施形態において、これは、例えばVLUのT_P境界の前に、他の周辺デバイスへのデータ交換を実行するそれらの意図を一斉送信(同時通報)するように周辺デバイスを適合させることにより、回避され得る。これは、図11に示され、この場合、VLU10にリンクされた2つの周辺デバイス(PD1とPD2)が存在する。VLU10がT_P境界75の前に個別のタイムスロットに各周辺デバイスを割り当てる(ステップ15)を想起されたい。単なる例示のために、4つの割当可能な競合タイムスロット81、83、85及び87が示される。第1の周辺デバイス(PD1)は、第1のタイムスロット87に割り当てられ、第2の周辺デバイス(PD2)は、第2のタイムスロット85に割り当てられ、他の任意のデバイスがそれぞれ第3及び第4のタイムスロット83と81に割り当てられ得る。好適には、割当可能な競合タイムスロット81、83、85及び87は、VLU10の受信機部分が受信していない(即ち、スリープしている)が、周辺デバイスの全ての受信機部分がリスニングしている(76、78、及び79)リスニングパターンT_Pの幾つかの部分(単数または複数)の間に生じる。この記述は、周辺デバイスが次のT_P境界において、即ちVLUのリスニング間隔45の間に、送信するための意図を互いに一斉送信することを容易にする。更に、それは、手順の所定の規則に従って競合を解決することを容易にする。

むしろ、一組の規則またはプロトコルが、競合する又は争う周辺デバイス間での伝送の順序または優先順位を決定するのに先立って確立され得る。これら規則は、各周辺デバイスがその周辺デバイスに対するリンクが最初に確立される際に割り当てられるタイムスロット81、83、85又は87に基づく(ステップ15)。

複数の周辺デバイス(PD1、PD2)がVLU10とのデータ交換を開始する場合、各対応する周辺デバイスは、対応する周辺デバイスの割り当てられたタイムスロットの間に、全ての他の周辺デバイスに意志信号を送信するように適合される(ステップ18)。例えば、図11に示されるように、第1の周辺デバイス(PD1)が、その割り当てられた(即ち、第1の)タイムスロット87の間に意志信号71を送信することにより、データを交換する(ステップ18)ための意志を通知するが、第2の周辺デバイス(PD2)が、その割り当てられた(即ち、第2の)タイムスロット85の間に意志信号73を送信することにより、データを交換する(ステップ18)ための意志を通知する。第2の周辺デバイス(PD2)は、リスニング期間78の間に第1の周辺デバイス(PD1)からの意志信号71を受信し(ステップ19)、第1の周辺デバイス(PD1)は、リスニング期間79の間に第2の周辺デバイス(PD2)からの意志信号73を受信した(ステップ19)。

ひとたび、周辺デバイスの全てが、T_P境界の前にデータの交換を開始するための意図を通知すると、周辺デバイスの1つだけが、干渉を避けるために次のT_P境界においてデータの転送/交換をすることができる。一組の規則またはプロトコルを適用することにより、次のT_P境界において転送/交換する周辺デバイスをどれにするかが決定される(ステップ20)。第1の周辺デバイス(PD1)が第2の周辺デバイス(PD2)より優先される規則またはプロトコルが提供される場合、図11に示されるように、T_P境界75の僅か前のその割り当てられたタイムスロット87の間に意志信号71を既に送信した第1の周辺デバイス(PD1)は、VLU10の受信機部分へLMPXパケット77を送信する(ステップ21)。これは、T_P境界75で又はほぼそのT_P境界75で生じるので、VLU10の受信機部分は、そのリスニング間隔45の間にLMPXパケット77を受信する。図示されていないが、第2の周辺デバイス(PD2)からのLMPXパケットが、この先のT_P境界において送信されるであろう。

例示的な無線通信プロトコルが「間隔」または「スロット」の4つのタイプを認識する点に言及された。これらの3つは、T_Pスロット(又は「例外監視」及び「発見」)スロット62、リンクパッケージ監視スロット66、及びデータ交換スロット68を含み、それらは図12に示される。4番目の間隔またはタイムスロットタイプ64、即ち競合タイムスロット81、83、85及び87は、図11及び図12に示される。例外監視スロット62の間の例外監視は、第1の周波数バンドF1で、競合は第2の周波数バンドF2で、リンクパケット監視は第3の周波数バンドF3で、及びデータ交換は第4の周波数バンドF4で行われ得る。これらバンド/チャネルの割当は、固定されず、柔軟性がある。部分的に重なる又は同じ周波数バンド/チャネル(即ち、F2=F3=F4)を有する、4つの間隔の幾つかが割り当てられ得るが、例外監視スロットは常に、他の間隔/スロットのあらゆる周波数とは異なる周波数のバンド/チャネルを割り当てられるべきである(即ち、F1≠F2、F3又はF4)。タイムスロットが使用されるので、無線通信プロトコルは同期を必要とし、VLU10におけるいくらかの電流使用量の負担が効果的に軽減される。結果として、周辺デバイスは、それらの「クロック」を周期的に調整するように適合されるべきである(ステップ22)。

幾つかのタスクは、意図的に、他のタスクに比べて送信または交換の高い優先順位を有するように意図されている。従って、より高い優先順位の交換は、より低い優先順位のタスクの前に、送信されることが意図されている。前述されたように、一組の規則またはプロトコルが、競合する周辺デバイス間での送信の順序または優先順位を決定するために確立され得る。要するに、任意のより高い優先順位の交換がないときは、VLU10は、T_P境界で又はほぼそのT_P境界で交換を実行する。しかしながら、VLU10は、全てのより高い優先順位のタスクが完了するまで、T_P境界において、より低い優先順位のLMPXを実行しない。これら規則およびプロトコルを適応させるために、例えばLMPXを介してより低い優先順位のデータを送信するVLU10は、VLUの公称のT_P境界からのスロットオフセットを推定するように更に適合される。例えば、図13を参照すると、VLU10は、オフセット又は偏移(T_Δ)63を推定するように適合され、そのオフセット又は偏移は、公称のT_P境界75を超えて且つVLU10が依然としてLMP65を送信することができる時間長に対応する。要するに、VLU10は、「リスンビフォートーク(Listen-before-Talk)」動作、即ちデータパケット65を送信する前に時間長67をリスニングすることを行う。周辺デバイス(単数または複数)がT_P境界75で又はほぼそのT_P境界75での送信から遅延されたパケットに同期しようとしないことを知るように、VLU10は、オフセット又は偏移(T_Δ)情報を周辺デバイス(単数または複数)に送信し(ステップ7)、その理由は、当該送信が、より高い優先順位のタスクにより先取りされているかもしれないからである。

例外事象、例えば警報状態は、WLAN20における任意のデバイスにおいてどんな時にも発生する可能性がある。結果として、例外事象のタイミング及び例外事象が起きた場所は、何が送信されたか及び前述された通信モードのどれにより送信されたかを決定づける。図14を参照すると、周辺デバイス(PD#L)のNT_P間隔50及びNT_P境界55と58が示される。NT_P間隔50は、第1の間隔51と第2の間隔53に分割される。図示されたように、第2の間隔53は、NT_P境界58の直前の時間間隔に対応するが、第1の間隔51は、NT_P境界58の直前にある第2の間隔53以外の全てに対応する。図15を参照すると、例外事象が第2の間隔53、即ちNT_P境界58の直前にあるタイムスロット53の間に、VLU10で発生する場合、VLU10の送信機部分は、対応する周辺デバイスの割り当てられたタイムスロットの間に、対応する周辺デバイス(PD#L)の次のNT_P境界58においてデータパケットを送信する(ステップ24)。しかしながら、VLU10で生じている例外事象が第1の間隔51の間に発生する場合、VLU10の送信機部分は、VLUの次のT_P境界52、54又は56でデータパケットを送信する(ステップ23)。

他方では、例外事象が周辺デバイス(PD#L)で発生している場合、2つのことの1つが生じる。例外事象が、NT_P境界58の直前にある第2の間隔53の間に、周辺デバイス(PD#L)で発生している場合、周辺デバイス(PD#L)は、周辺デバイスの割り当てられたタイムスロット内に例外発生信号を送信することにより例外状態の存在を通知することができる(ステップ25)。LMPXが既にスケジュールされている場合、例外発生信号は、データパケットに連結され得る。有利な点は、この場合、周辺デバイス(PD#L)のNT_P境界58を越えて、短くされた長期プリアンブルを送信する必要がないことである。他方では、周辺デバイス(PD#L)で発生している例外事象が、第1の間隔51の間に生じている場合、周辺デバイス(PD#L)は、次のT_P境界52、54又は56において、短くされた長期プリアンブルに連結された例外発生信号を送信することにより、例外状態の存在を通知する(ステップ26)。

本発明の特定の実施形態が説明され、当業者には明らかなように、本明細書に開示された概念を組み込む他の実施形態は、本発明の思想および範囲から逸脱せずに使用され得る。様々な実施形態の特徴および機能は、様々な組み合わせ及び置換において構成されることができ、全ては本開示の発明の範囲内にあることが意図されている。従って、説明された実施形態は、あらゆる点で例示として及び制限でないとしてみなされるべきである。また、本明細書で説明された構成、材料、及び寸法は、例示であり、全く制限しないことが意図されている。同様に、物理的な説明は、説明の目的のために提供されているが、任意の特定の理論またはメカニズムにより制限されること、又はそれに従って特許請求の範囲を制限する意図はない。