JP2008512954A - ワイヤレスローカルエリアネットワークにおけるスマートアンテナの実施 - Google Patents
ワイヤレスローカルエリアネットワークにおけるスマートアンテナの実施 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、APがそのビーコンを多数のビーム上で送信するためのシグナリングおよびサポートを提供する。これは、図2に示されているように、2つのフィールドをWLANビーコン管理フレームに追加することによって、実現することができる。その結果得られる管理フレームは、最新式アンテナ(AA)ビーコンフレーム200と呼ばれる。フレーム200のフィールドのうちの多くが、802.11標準によって定義される既存のビーコンフレーム内にある。これらのフィールドは、フレーム制御202、持続時間204、宛先アドレス(DA)206、ソースアドレス(SA)208、基本サービスセット(BSS)識別(BSSID)210、シーケンス制御212、タイムスタンプ214、ビーコン間隔216、能力情報218、SSID情報要素(IE)220、サポートレートIE222、周波数ホップ(FH)/分散システム(DS)パラメータセットIE224、コンテンションフリー(contention free)(CF)パラメータセットIE226、独立BSS(IBSS)パラメータセットIE228、およびトラフィック指示マップ(TIM)IE230を含む。
言い換えれば、これにより、STAが、APによってN個のすべてのビーコンが送信されたかどうかをまだ知らずに、未定時間の間チャネルをスキャンするのが防止される。
本発明はまた、STAが、プローブ応答を多数のビーム上で送信するようAPに要求するのを可能にすることによって、能動スキャンも扱う。これは、新規フィールドをWLANプローブ要求フレームに追加することによって、実現することができる。その結果得られるフレームが、図5に示されており、AAプローブ要求フレーム500と呼ばれる。フレーム500のフィールドのうちの多くが、802.11標準によって定義される、既存のプローブ要求フレーム内にある。これらのフィールドは、フレーム制御502、持続時間504、DA506、SA508、BSSID510、シーケンス制御512、SSID IE514、およびサポートレートIE516を含む。フレーム500の新規フィールド518は、STAがAPのすべてのビームをスキャンしたいという指示を(「はい」または「いいえ」の値として)、APに提供する。
能動スキャン用のタイミング図が、図7に示されている。STAがAAプローブ要求フレーム700を送信した後、APは、1つのDIFS702だけ待ち、その後、第1のAAプローブ応答フレーム704を送信する。プローブ応答フレーム704間では、APは、間隔X(706)の間待ち、ただし、Xは、DIFSよりも短く、SIFSよりも長い。
図9は、本発明に従って動作するシステム900を示す図である。システム900は、AP902、第1のSTA(STA 1)904、および第2のSTA(STA 2)906を含む。AP902は、無指向性ビーム(またはパターン)(b0)910、STA 1 904との第1の指向性ビーム(b1)912、およびSTA 2 906との第2の指向性ビーム(b2)914上で送信する。無指向性ビーム910は、STA 1 904およびSTA 2 906によって(かすかにではあるが)受信され得るが、指向性ビーム912、914が、より良い選択である。
ビーコンフレーム、関連付け要求フレーム、関連付け応答フレーム、およびプローブ応答フレームで使用される能力情報フィールド1600は、図16に示されている、いくつかの予約ビットを有する。能力情報フィールド1600は、拡張サービスセット(ESS)サブフィールド1602、IBSSサブフィールド1604、コンテンションフリー(CF)ポーリング可能サブフィールド1606、CFポーリング要求サブフィールド1608、プライバシーサブフィールド1610、およびいくつかの予約ビット1612を含む。802.11標準では、サブフィールド1602〜1610は、各1ビットの長さであり、11個の予約ビット1612が存在する。
図21は、本発明の様々な諸態様を実施するように構成されるシステム2100のブロック図である。システム2100は、AP2102およびSTA2104を含む。AP2102は、アンテナ能力確定装置2110を含み、そのアンテナ能力確定装置は、アンテナ能力確定装置2110に接続されるアンテナ能力情報装置2112に記憶されるアンテナ能力情報を調べることによって、AP2102のアンテナ能力を確定する。AP2102のアンテナ能力は、アンテナ能力確定装置2110に接続される送受信機2114および送受信機2114に接続されるアンテナ2116によって、送出される。ビーム切換え装置2118は、送受信機2114に接続されており、アンテナ2116のビームを切り換えるために使用される。
本発明は、STAとAPの間の関連付けを確立する際にスマートアンテナを実施する方法は、(a)APによってビーコンフレームを1つのアンテナビーム上で送信するステップと、(b)STAでビーコンフレームを受信するステップと、(c)STAでビーコンフレームの信号品質を測定するステップと、(d)異なるアンテナビームに切り換えるステップと、(e)ビーコンフレームがすべてのアンテナビーム上で送信されてしまうまで、ステップ(a)〜(d)を繰り返すステップと、(f)STAを、最高の信号品質を有するビーコンフレームをそのアンテナビームのうちの1つのアンテナビーム上で送信するAPに関連付けるステップとを含む。
Claims (59)
- ワイヤレスローカルエリアネットワークにおいてステーション(STA)とアクセスポイント(AP)の間の関連付けを確立する際にスマートアンテナを実施する方法であって、
(a)前記APによってビーコンフレームを1つのアンテナビーム上で送信するステップと、
(b)前記STAで前記ビーコンフレームを受信するステップと、
(c)前記STAで前記ビーコンフレームの信号品質を測定するステップと、
(d)異なるアンテナビームに切り換えるステップと、
(e)前記ビーコンフレームがすべてのアンテナビーム上で送信されてしまうまで、ステップ(a)〜(d)を繰り返すステップと、
(f)前記STAを、最高の信号品質を有する前記ビーコンフレームをそのアンテナビームのうちの1つのアンテナビーム上で送信する前記APに関連付けるステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記ビーコンフレームは、アンテナビームの合計数を識別するフィールドを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記ビーコンフレームは、前記現アンテナビームを識別するフィールドを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記方法は、アンテナビームを切り換えた後、前記ビーコンフレームを送信する前に、ある間隔の間待つことを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記間隔は、短フレーム間隔よりも長く、分散フレーム間隔よりも短いことを特徴とする請求項4記載の方法。
- ワイヤレスローカルエリアネットワークにおいてステーション(STA)とアクセスポイント(AP)の間の関連付けを確立する際にスマートアンテナを実施する方法であって、
(a)前記STAから前記APに、前記STAが前記APからの多数のビームをスキャンすることを望むかどうかの指示を含むプローブ要求フレームを送信するステップと、
(b)前記APから前記STAに、プローブ応答フレームを1つのアンテナビーム上で送信するステップと、
(c)前記STAで前記プローブ応答フレームを受信するステップと、
(d)前記STAで前記プローブ応答フレームの信号品質を測定するステップと、
(e)異なるアンテナビームに切り換えるステップと、
(f)前記プローブ応答フレームがすべてのアンテナビーム上で送信されてしまうまで、ステップ(b)〜(e)を繰り返すステップと、
(g)前記STAを、最高の信号品質を有する前記プローブ応答フレームをそのアンテナビームのうちの1つのアンテナビーム上で送信する前記APに関連付けるステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記プローブ応答フレームは、アンテナビームの合計数を識別するフィールドを含むことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記プローブ応答フレームは、前記現アンテナビームを識別するフィールドを含むことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記方法は、アンテナビームを切り換えた後、前記ビーコンフレームを送信する前に、ある間隔の間待つことを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記間隔は、短フレーム間隔よりも長く、分散フレーム間隔よりも短いことを特徴とする請求項9記載の方法。
- ワイヤレスローカルエリアネットワークにおいてステーション(STA)とアクセスポイント(AP)の間の関連付けを確立する際にスマートアンテナを実施するシステムであって、
前記APから前記STAに送信されるビーコンフレームを含み、
前記ビーコンフレームは、
送信が行われることになるアンテナビームの合計数を識別するフィールド、および
現在送信されている前記ビームを識別するフィールド
を含むことを特徴とするシステム。 - ワイヤレスローカルエリアネットワークにおいてステーション(STA)とアクセスポイント(AP)の間の関連付けを確立する際にスマートアンテナを実施するシステムであって、
前記STAが前記APからの多数のアンテナビームをスキャンすることを望むかどうかの指示を含む、前記STAから前記APに送信されるプローブ要求フレームと、
前記APから前記STAに送信されるプローブ応答フレームと
を含み、
前記プローブ応答フレームは、
送信が行われることになるアンテナビームの合計数を識別するフィールド、および
現在送信されている前記ビームを識別するフィールド
を含むことを特徴とするシステム。 - アクセスポイント(AP)およびステーション(STA)を含むワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)においてスマートアンテナの使用をサポートする方法であって、
前記APによって前記STAとの通信に使用するアンテナビームを選択するステップと、
前記APから前記STAに前記選択ビーム情報を送信するステップと、
前記STAから前記APに前記選択ビーム情報を含むパケットを送信し、それによって前記APは、前記選択ビームを使用して、前記パケットのうちの少なくとも一部を受信するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記選択するステップは、最大信号レベルを有するアンテナビームを選択するステップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記選択するステップは、最大信号対干渉比を有するアンテナビームを選択するステップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記送信するステップは、ビームインジケータ、前記APの媒体アクセス制御(MAC)アドレス、および前記STAのMACアドレスを送信するステップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記送信するステップは、前記ビームインジケータ用の有効期間制限を送信するステップをさらに含み、前記選択ビームは、前記有効期間制限が満了していない場合にのみ使用されることを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記送信するステップは、別個のメッセージにおいて前記選択ビーム情報を送信するステップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記送信するステップは、前記選択ビーム情報を既存のフレームタイプの一部として送信するステップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記送信するステップは、前記フレーム内の選択ビーム情報の存在を示すビームインジケータ情報フラグを送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記送信するステップは、前記選択ビーム情報を送信する前に、前記APの前記アンテナを前記選択ビームに切り換えるステップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記送信するステップは、前記選択ビーム情報を前記選択ビーム上で送信した後に、前記APの前記アンテナを無指向性パターンに切り換えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項21記載の方法。
- 前記選択ビーム情報をうまく受信した後、前記STAから前記APに応答を送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 無指向性ビームを介して前記APで、前記選択ビーム情報を含む、前記パケットの第1の部分を受信するステップと、
前記選択ビーム情報で指定されたように、前記APの前記アンテナを前記選択ビームに切り換えるステップと、
前記選択ビームを介して前記APで、前記パケットの第2の部分を受信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項13記載の方法。 - 前記切り換えるステップは、前記パケットの前記第1の部分を復号化して、前記選択ビームを確定するステップを含むことを特徴とする請求項24記載の方法。
- アクセスポイント(AP)およびステーション(STA)を含むワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)においてスマートアンテナの使用をサポートするシステムであって、
前記APから前記STAに送信され、前記STAとの通信に使用するために前記APによって選択されるアンテナビームを識別する選択ビームインジケータ、前記APの媒体アクセス制御(MAC)アドレス、および前記STAのMACアドレスを含む第1のパケットと、
前記STAから前記APに送信され、前記選択ビームインジケータを含む第2のパケットであって、それによって前記APは、前記選択ビームを介して前記第2のパケットの少なくとも一部分を受信する第2のパケットと
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記第1のパケットは、前記APから前記STAへの別個のメッセージとして送信されることを特徴とする請求項26記載のシステム。
- 前記第1のパケットは、既存のフレームタイプの一部であることを特徴とする請求項26に記載のシステム。
- 前記第1のパケットは、前記選択ビームインジケータ用の有効期間制限をさらに含み、前記選択ビームは、前記有効期間制限が満了していない場合にのみ使用されることを特徴とする請求項26記載のシステム。
- 前記第1のパケットは、前記パケット内の前記選択ビームインジケータの存在を示すビームインジケータ情報フラグをさらに含むことを特徴とする請求項26記載のシステム。
- 前記選択ビームインジケータを含む前記第2のパケットの第1の部分は、無指向性ビームを介して前記APで受信され、
前記APは、前記選択ビームインジケータで指定されるように、そのアンテナを前記選択ビームに切り換え、
前記第2のパケットの第2の部分は、前記選択ビームを介して前記APで受信される
ことを特徴とする請求項26記載のシステム。 - ワイヤレス通信システムにおいて送信ステーションと受信ステーションの間でスマートアンテナ能力情報を交換するシステムであって、
前記2つのステーション間のデータ送信の前に前記送信ステーションと前記受信ステーションの間で交換される、前記2つのステーションの能力に関する情報を含むアンテナ能力情報要素を含むことを特徴とするシステム。 - 前記ワイヤレス通信システムは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)であり、前記送信ステーションは、アクセスポイントであり、前記受信ステーションは、前記WLAN内のステーションであることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記ワイヤレス通信システムは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)であり、前記送信ステーションは、前記WLAN内のステーションであり、前記受信ステーションは、アクセスポイントであることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記ワイヤレス通信システムは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)であり、前記送信ステーションは、前記WLAN内のステーションであり、前記受信ステーションは、前記WLAN内の別のステーションであることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記アンテナ能力情報要素は、アンテナ技術フィールドを含むことを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記アンテナ能力情報要素は、サポートビーム数、物理層収束プロトコルヘッダの後の送信アンテナ情報のサポートのインジケータ、ダイバーシティ技法のインジケータ、アンテナ測定シグナリングサポートのインジケータ、および多入力サポートのインジケータからなる群から選択された少なくとも1つのフィールドをさらに含むことを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのフィールドのそれぞれは、前記受信ステーションによって前記アンテナ技術フィールドから導出されることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記アンテナ能力情報要素は、管理フレームの一部として送信されることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記アンテナ能力情報要素は、制御フレームの一部として送信されることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記アンテナ能力情報要素は、データフレームの一部として送信されることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記アンテナ能力情報要素は、前記送信ステーションと前記受信ステーションの間の関連付け後の任意のときに、前記送信ステーションと前記受信ステーションの間で交換されることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- 前記アンテナ能力情報要素は、前記送信ステーションと前記受信ステーションの間のデータ転送後の任意のときに、前記送信ステーションと前記受信ステーションの間で交換されることを特徴とする請求項32記載のシステム。
- ワイヤレス通信システムにおいて送信ステーションと受信ステーションの間でスマートアンテナ能力情報を交換する方法であって、
前記送信ステーションから前記受信ステーションにアンテナ能力情報を送信するステップと、
前記受信ステーションが前記送信ステーションの前記アンテナ能力をサポートすることができるかどうかを判定するステップと、
前記受信ステーションが前記送信ステーションの前記アンテナ能力をサポートすることができる場合に、前記受信ステーションで設定を調整するステップと、
前記受信ステーションが前記送信ステーションの前記アンテナ能力をサポートすることができる場合に、前記アンテナ能力を使用して前記送信ステーションから前記受信ステーションにデータを送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記送信ステーションに、前記受信ステーションのアンテナ能力の応答で応答するステップをさらに含むことを特徴とする請求項44記載の方法。
- 前記応答するステップは、前記調整するステップの前に実行されることを特徴とする請求項45記載の方法。
- 前記応答するステップは、前記調整するステップの後に実行されることを特徴とする請求項45記載の方法。
- 前記応答するステップは、前記受信ステーションが前記要求されたアンテナ能力を有さないことを前記送信ステーションに通知するステップを含むことを特徴とする請求項45記載の方法。
- 前記送信するステップは、前記アンテナ能力を使用せずに、前記送信ステーションから前記受信ステーションにデータを送信するステップを特徴とする請求項48記載の方法。
- 前記送信するステップは、前記アンテナ能力情報を管理フレームの一部として送信するステップを含むことを特徴とする請求項44記載の方法。
- 前記調整するステップは、使用されるアンテナ数、ダイバーシティの方法、使用されるスマートアンテナ技術、および追加のアンテナ測定からなる群から選択された少なくとも1つの設定を調整するステップを含むことを特徴とする請求項44記載の方法。
- ワイヤレス通信システムにおいて第1のステーションと第2のステーションの間でスマートアンテナ能力情報を交換する方法であって、
前記第1のステーションから前記第2のステーションにアンテナ能力情報を送信するステップと、
前記第2のステーションから前記第1のステーションにアンテナ能力情報を送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記第1のステーションと前記第2のステーションの間での今後の送信および受信に使用する前記アンテナ能力に関して、前記第1のステーションおよび前記第2のステーションで、ローカルで決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項52記載の方法。
- 前記決定するステップは、前記第1のステーションと前記第2のステーションの間でさらに通信することなく実行されることを特徴とする請求項53記載の方法。
- 前記第1のステーションおよび前記第2のステーションの前記アンテナ能力を比較するステップをさらに含み、前記決定するステップは、前記第1のステーションと前記第2のステーションの両方によってサポートされる前記アンテナ能力を使用するステップを含むことを特徴とする請求項53記載の方法。
- 前記決定するステップの前に実行される、前記第1のステーションと前記第2のステーションの間で測定情報を交換するステップを、さらに含むことを特徴とする請求項53記載の方法。
- 前記決定するステップの前に実行される、前記第1のステーションと前記第2のステーションの間でアンテナ能力情報をネゴシエートするステップを、さらに含むことを特徴とする請求項53記載の方法。
- ワイヤレスローカルエリアネットワークにおいてスマートアンテナ機能を実施するシステムであって、
アクセスポイント(AP)と、
該アクセスポイント(AP)は、
第1のアンテナ能力確定装置と、
前記第1のアンテナ能力確定装置に接続される第1のアンテナ能力情報装置であって、前記第1のアンテナ能力確定装置が、前記第1のアンテナ能力情報装置に記憶された情報を調べることによって前記APの前記アンテナ能力を確定するように構成される第1のアンテナ能力情報装置と、
前記第1のアンテナ能力確定装置に接続される第1の送受信機と、
前記送受信機に接続される第1のアンテナと、
前記送受信機に接続され、前記第1のアンテナのビームを切り換えるように構成されるビーム切換え装置とを含み、
ステーションと
該ステーションは、
第2のアンテナと、
前記第2のアンテナに接続され、前記APからアンテナ能力情報を受信するように構成される第2の送受信機と、
前記第2の送受信機に接続される第2のアンテナ能力確定装置と、
前記第2のアンテナ能力確定装置に接続される第2のアンテナ能力情報装置であって、前記第2のアンテナ能力確定装置が、前記第2の送受信機から受信される前記APの前記アンテナ能力を前記第2のアンテナ能力情報装置から取り出される前記ステーションの前記アンテナ能力と比較するように構成される第2のアンテナ能力情報装置と、
前記第2のアンテナ能力確定装置に接続され、スマートアンテナ能力を利用するために前記ステーションの設定を調整するように構成されるステーション設定調整装置とを含み、
とを具えたことを特徴とするシステム。 - 前記第1のアンテナ能力確定装置および前記第2のアンテナ能力確定装置は、前記APと前記ステーションがどちらもサポートすることのできるアンテナ能力のレベルをネゴシエートするように構成されることを特徴とする請求項58記載のシステム。
Applications Claiming Priority (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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