JP2016508004A - 指向性メッシュネットワークにおける干渉測定および管理 - Google Patents

Abstract

集中型および／または分散型アプローチを含む、指向性メッシュネットワークにおける干渉測定および管理のための技術を使用できる。オペレーションおよびメンテナンス（ＯＡＭ）センターなどの、集中型ノードは、メッシュネットワークのノードからのフィードバックを使用して、メッシュネットワークのノードを干渉レベルに基づいてクラスタにパーティションすることができる。干渉測定レポートは、クラスタメンバシップを更新するために集中型ノードによって使用され得る。メッシュネットワークにおける開始ノードは、地理的情報を使用して初期干渉クラスタを作成することができ、干渉測定フレーム（ＩＭＦ）スケジューリング情報を使用して、干渉クラスタ内の伝送をスケジュールすることができる。指向性メッシュネットワークにおける適宜測定行動、同時測定行動、リンク故障検出、およびリンク再取得のための技術も使用できる。

Description

本願は、指向性メッシュネットワークにおける干渉測定および管理に関する。

本出願は、２０１３年２月７日に出願された米国特許仮出願第６１／７６１，９７８号明細書および２０１３年９月６日に出願された米国特許仮出願第６１／８７４，７３９号明細書の利益を主張し、その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

ミリ波（ｍｍＷ）周波数は、使用可能な大量のスペクトルを通信システムおよびデバイスに提供できる。例えば、免許不要の６０ギガヘルツ（ＧＨｚ）のスペクトルは、少なくとも７ＧＨｚの免許不要のスペクトルを提供することができ、付加的なスペクトルは、要免許、簡易免許（lightly licenced）、および／または免許不要のスペクトルとして利用可能となり得る。ｍｍＷ周波数のリンクバジェットを強固にするために、高度な指向性アンテナを使用することができ、例えば、ワイヤレス高精細（ＨＤ）デバイスにおいて実用化されて普及している。さらに、ｍｍＷ周波数を含む高い周波数における空間再使用が、低い（例えば、サブ６ＧＨｚ）周波数における空間再使用よりも多い可能性がある。

ｍｍＷ通信に使用され得る高利得アンテナは、予期せぬ受信者によるものとされる干渉を削減できる高い指向性に関連する利益を有する。ｍｍＷ周波数において、広い搬送帯域は、比較的低い分割された帯域において実現可能となる。これによって、大量のスペクトルに対処する能力がある単一の無線ソリューションが可能となる。ｍｍＷ周波数の利用は、高度な指向性アンテナおよびシャノンの定理による帯域幅と電力とのトレードオフのために、電力消費を下げることにもなる。ｍｍＷ周波数キャリアは、光に近接する特性を有し、高い透過損失、高い反射損失、およびわずかな回析に悩まされる恐れがあり、結果的に見通し線が多くを占めるカバレッジとなる。また、ｍｍＷ周波数は、６０ＧＨｚ帯域において懸念される高酸素吸収を含む、伝搬の課題にさらされることもあり得る。

集中型および／または分散型アプローチを含む、指向性メッシュネットワークにおける干渉測定および管理のための技術を使用できる。オペレーションおよびメンテナンス（ＯＡＭ）センターなどの、集中型ノードは、メッシュネットワークのノードからのフィードバックを使用して、メッシュネットワークのノードを干渉レベルに基づいてクラスタにパーティションすることができる。干渉測定レポートは、クラスタメンバシップを更新するために集中型ノードによって使用され得る。メッシュネットワークにおける開始ノード（initiating node）は、地理的情報を使用して初期干渉クラスタを作成することができ、干渉測定フレーム（ＩＭＦ）スケジューリング情報を使用して、干渉クラスタ内の伝送をスケジュールすることができる。指向性メッシュネットワークにおける適宜（opportunistic）測定行動（campaign）、同時測定行動、リンク故障検出、およびリンク再取得のための技術も使用できる。

添付図面とともに例として与えられた、以下の説明からより詳細な理解を得ることができる。
開示された１または複数の実施形態を実装できる例示的な通信システムのシステム図である。 図１Ａに示した通信システム内で使用され得る例示的なワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のシステム図である。 実施形態による、エンドツーエンドのモバイルネットワークインフラストラクチャにおけるスモールセルバックホールのシステム図である。 実施形態による、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）セルラー電話ネットワークと非３ＧＰＰネットワークアクセスインフラストラクチャの両方に適用されるミリ波（ｍｍＷ）バックホールのシステム図である。 タイムスロット構造を有する例示的な干渉測定フレーム（ＩＭＦ）フォーマットのブロック図である。 図２におけるＩＭＦの送信時のメッシュノードおよびメッシュノードのそれぞれの候補ビームから成る例示的なグループのシステム図である。 列が測定された干渉を示し、行がその干渉がどのネイバーから測定されたかを示す、例示的な干渉測定（ＩＭ）の図である。 干渉測定を遂行する初期干渉クラスタを判定するための例示的な手順のフロー図である。 分散型干渉測定アプローチを使用する精緻化測定クラスタの起点ノード（initiator node）に対し、スケジュールされたＩＭＦおよびクラスタ−ＩＭＦ（Ｃ−ＩＭＦ）を有する例示的なフレーム構造のブロック図である。 集中型干渉測定アプローチを使用する精緻化測定クラスタの起点ノードに対し、スケジュールされたＩＭＦおよびＣ−ＩＭＦを有する例示的なフレーム構造のブロック図である。 トポロジーに基づく集中型ノードによるノードのクラスタリングを有する例示的なネットワークを示す図である。 オペレーションおよびメンテナンス（ＯＡＭ）センターにおける例示的なクラスタ情報手順のフロー図である。 ビーコン応答インターバル（ＢＲＩ）中のクラスタの例示的な干渉測定手順の信号図である。 ＢＲＩ中のクラスタの例示的な干渉測定手順の信号図である。 ラグにわたる素数長のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスの相関振幅に関する自己相関および相互相関プロパティを示すグラフである。 隣接ノード経由のノード間の例示的なリンク再取得スケジューリング手順のシグナリング図である。 既定のオフセットを有するリンク再取得スケジューリングのための例示的なフレーム構造のブロック図である。 リンク故障のイベントにおける非アクティブなネイバーが関連する手順の例のシグナリング図である。 リンクスケジューリングを管理してトラフィックを搬送するためにフォーマットされた例示的なフレームのブロック図である。 例示的なリンク故障検出手順のフロー図である。 分散リソース直交化の例示的なフレームストラクチャのブロック図である。 暗黙的分散リソース直交化の例示的なフレームストラクチャのブロック図である。

図１Ａは、開示された１または複数の実施形態を実装できる例示的な通信システム１００の図である。通信システム１００は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなどのコンテンツを複数の無線ユーザに提供する、多元接続システムであってよい。通信システム１００は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共有を通じてそのようなコンテンツにアクセスすることを可能にする。例えば、通信システム１００は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）などの、１または複数のチャネルアクセス方法を用いることができる。

図１Ａに示すように、通信システム１００は、ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示された実施形態は、任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図することが認識されよう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのそれぞれは、無線環境で操作および／または通信するように構成された任意のタイプのデバイスであってよい。一例として、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、無線信号を送信および／または受信するように構成されてもよく、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定式または移動式加入者ユニット、ページャ、セルラー電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、家電製品などを含むことができる。

通信システム１００はまた、基地局１１４ａと基地局１１４ｂを含むこともできる。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの少なくとも１つとワイヤレスにインタフェースして、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／またはネットワーク１１２などの、１または複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするように構成された任意のタイプのデバイスであってよい。一例として、基地局１１４ａ、１１４ｂは、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、ｅノードＢ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルータなどであってよい。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ、単一の要素として描かれているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、相互接続された任意の数の基地局および／またはネットワーク要素を含むことができることが認識されよう。

基地局１１４ａは、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、中継ノードなどの、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）を含むこともできる、ＲＡＮ１０４の一部にすることができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と呼ばれてもよい、特定の地理的領域内で無線信号を送信および／または受信するように構成され得る。セルは、セルセクタにさらに分割され得る。例えば、基地局１１４ａと関連付けられたセルを３つのセクタに分割できる。従って、一実施形態において、基地局１１４ａは、３つのトランシーバ、即ち、セルの各セクタに１トランシーバを含むことができる。別の実施形態において、基地局１１４ａは、ＭＩＭＯ(multiple-input multiple output)技術を用いることができ、従って、セルの各セクタに複数のトランシーバを利用できる。

基地局１１４ａ、１１４ｂは、適した任意の無線通信リンク（例えば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光線など）であってよい、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１または複数と通信できる。エアインタフェース１１６は、適した任意の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立できる。

より詳細には、上述のように、通信システム１００は、多元接続システムであってよく、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどの、１または複数のチャネルアクセススキームを用いることができる。例えば、ＲＡＮ１０４内の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（広域帯ＣＤＭ）を使用してエアインタフェース１１６を確立できる、ＵＴＲＡ(ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセス）などの無線技術を実装できる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含むことができる。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含むことができる。

別の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）および／またはＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ-Advanced）を使用してエアインタフェース１１６を確立できる、Ｅ−ＵＴＲＡ（発展型ＵＭＴＳ地上波無線アクセス）などの無線技術を実装できる。

他の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（即ち、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００１Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ＥＶ−ＤＯ、ＩＳ−２０００(Interim Standard 2000)、ＩＳ−９５(Interim Standard 95)、ＩＳ−８５６(Interim Standard 856)、ＧＳＭ（登録商標）(Global System for Mobile communications)、ＥＤＧＥ(Enhanced Data rates for GSM Evolution)、ＧＥＲＡＮ(GSM EDGE)などの無線技術を実装できる。

図１Ａの基地局１１４ｂは、例えば、無線ルータ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、またはアクセスポイントであってよく、職場、住居、車、キャンパスなどの、ローカルエリアで無線接続性を容易にするために適した任意のＲＡＴを利用できる。一実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するＩＥＥＥ８０２．１１などの、無線技術を実装できる。別の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するＩＥＥＥ８０２．１５などの、無線技術を実装できる。さらに別の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、セルベースのＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立できる。図１Ａに示すように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０に直接接続できる。従って、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６経由でインターネット１１０にアクセスしなくてもよい。

ＲＡＮ１０４は、音声、データ、アプリケーション、および／またはＶｏＩＰ（ボイスオーバーインターネットプロトコル）サービスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうち１または複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークであってよい、コアネットワーク１０６と通信できる。例えば、コアネットワーク１０６は、呼制御、課金サービス、モバイルロケーションベースのサービス、プリペイド電話、インターネット接続性、ビデオ分散などを提供でき、および／またはユーザ認証などのハイレベルのセキュリティ機能を遂行できる。図１Ａに示していないが、ＲＡＮ１０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを用いる、他のＲＡＴとの直接または間接通信であってよいことが認識されよう。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用できるＲＡＮ１０４に接続されることに加えて、コアネットワーク１０６はまた、ＧＳＭ無線技術を用いた別のＲＡＮ（図示せず）と通信することもできる。

コアネットワーク１０６はまた、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのゲートウェイとして機能することもできる。ＰＳＴＮ１０８は、旧来の音声電話サービス（ＰＯＳＴ）を提供する回線交換電話網を含むことができる。インターネット１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートにおける伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）およびインターネットプロトコル（ＩＰ）などの、共通の通信プロトコルを使用して相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用されるワイヤードまたはワイヤレス通信ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを用いることができる、１または複数のＲＡＮに接続された別のコアネットワークを含むことができる。

通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの一部またはすべては、マルチモード能力を含むことができる。即ち、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線リンクを介して異なる無線ネットワークと通信する複数のトランシーバを含むことができる。例えば、図１Ａに示したＷＴＲＵ１０２ｃは、セルベースの無線技術を用いることができる基地局１１４ａと、ＩＥＥＥ８０２無線技術を用いることができる基地局１１４ｂとの通信を行うように構成され得る。

図１Ｂは、例示的なＷＴＲＵ１０２のシステム図である。図１Ｂに示すように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信要素１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、ノンリムーバブルメモリ１０６、リムーバブルメモリ１３２、電源１３４、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺機器１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態と整合性を保った上で、上述の要素の任意の下位組み合わせを含むことができることが認識されよう。

プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１または複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、現場プログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、その他のタイプの集積回路（ＩＣ）、ステートマシンなどであってよい。プロセッサ１１８は、信号コーディング、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境で動作可能にさせるその他の機能性を遂行できる。プロセッサ１１８をトランシーバ１２０に結合でき、そのトランシーバを送信／受信要素１２２に結合できる。図１Ｂは、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０とを個別のコンポーネントとして示しているが、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０とを電子パッケージまたはチップ内にまとめることができることが認識されよう。

送信／受信要素１２２は、エアインタフェース１１６を介して基地局（例えば、基地局１１４ａ）に信号を送信する、または基地局から信号を受信するように構成され得る。例えば、一実施形態において、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナであってよい。別の実施形態において、送信／受信要素１２２は、例えば、ＩＲ、ＵＶ、または可視光線信号を送信および／または受信するように構成されたエミッタ／検出器であってよい。さらに別の実施形態において、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号と光信号との両方を送受信するように構成され得る。送信／受信要素１２２は、無線信号の任意の組み合わせを送信および／または受信するように構成され得ることが認識されよう。

さらに、送信／受信要素１２２を単一の要素として図１Ｂに示しているが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送信／受信要素１２２を含むことができる。より詳細には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を用いることができる。従って、一実施形態において、ＷＴＲＵ１０２は、エアインタフェース１１６を介して無線信号を送受信する２または３以上の送信／受信要素１２２（例えば、複数のアンテナ）を含むことができる。

トランシーバ１２０は、送信／受信要素１２２によって送信される信号を変調して、送信／受信要素１２２によって受信された信号を復調するように構成され得る。上述のように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード能力を有することができる。従って、トランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ１０２が、例えば、ＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１などの、複数のＲＡＴ経由で通信することを可能にする複数のトランシーバを含むことができる。

ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示ユニットまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示ユニット）に結合されて、それらからユーザ入力データを受信できる。プロセッサ１１８はまた、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８にユーザデータを出力することもできる。さらに、プロセッサ１１８は、ノンリムーバブルメモリ１０６および／またはリムーバブルメモリ１３２などの、適した任意のタイプのメモリからの情報にアクセスして、それらのメモリにデータを記憶できる。ノンリムーバブルメモリ１０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、またはその他のタイプのメモリ記憶デバイスを含むことができる。リムーバブルメモリ１３２は、契約者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含むことができる。他の実施形態において、プロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ（図示せず）などの、物理的にＷＴＲＵ１０２に置かれていないメモリからの情報にアクセスして、それらのメモリにデータを記憶できる。

プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、その電力をＷＴＲＵ１０２内の他のコンポーネントに分散および／または制御するように構成され得る。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力供給するのに適した任意のデバイスであってよい。例えば、電源１３４は、１または複数の乾電池（例えば、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）など）、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。

プロセッサ１１８はまた、ＧＰＳチップセット１３６を、ＷＴＲＵ１０２の現在の位置に関する位置情報（例えば、経緯度）を提供するように構成され得る、ＧＰＳチップセット１３６にも結合され得る。追加または代替として、ＧＰＳチップセット１３６からの情報により、ＷＴＲＵ１０２は、基地局（例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインタフェース１１６を介して位置情報を受信し、および／または２または３以上の近隣の基地局から受信される信号のタイミングに基づいてＷＴＲＵの位置を判定できる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態と整合性を保った上で、適した任意の位置判定方法によって位置情報を獲得できることが認識されよう。

プロセッサ１１８は、付加的な特徴、機能性および／またはワイヤードまたはワイヤレス接続性を提供する、１または複数のソフトウェアモジュールおよび／またはハードウェアモジュールを含むことができる、他の周辺機器１３８にさらに結合され得る。例えば、周辺機器１３８は、加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビトランシーバ、ハンズフリーヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）無線ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含むことができる。

図１Ｃは、実施形態による、エンドツーエンドのモバイルネットワークインフラストラクチャにおけるスモールセルバックホールのシステム図である。指向性ミリ波（ｍｍＷ）ワイヤレスリンク経由で相互接続されたスモールセル（ＳＣ）ノード１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、および１５２ｅと、アグリゲーションポイント１５４ａおよび１５４ｂのセットは、「指向性メッシュ(directional-mesh)」ネットワークを備え、バックホール接続性を提供できる。例えば、ＷＴＲＵ１０２は、無線インタフェース１５０経由で、スモールセル１５２ａおよびアグリゲーションポイント１５４ａ経由のスモールセルバックホール１５３に接続できる。この例において、アグリゲーションポイント１５４ａは、ＲＡＮバックホール１５５経由でＲＡＮ接続サイト１５６ａへのアクセスをＷＴＲＵ１０２に提供する。ＷＴＲＵ１０２は、従ってその後、コアトランスポート１５７経由でコアネットワークノード１５８にアクセスし、そしてサービスＬＡＮ１５９経由でインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１６０にアクセスできる。ＷＴＲＵ１０２はまた、限定されるわけではないが、ローカルコンテンツ１６２、インターネット１６３、およびアプリケーションサーバ１６４を含む、外部ネットワーク１６１にもアクセスできる。例示目的として、ＳＣノード１５２の数は５であるが、任意の数のノード１５２がＳＣノードのセットに含まれてよいことに留意されたい。

ｍｍＷ指向性メッシュネットワークは、例えば、費用をかけずにデプロイされたスモールセルを含む、他のネットワークにバックホール接続を提供するための魅力的な経済的ソリューションにできる。高度な指向性アンテナを利用する指向性リンクを使用して、ｍｍＷ周波数におけるリンクバジェットを強固にできる。バックホールソリューションは、指向性ｍｍＷワイヤレスリンク経由で相互接続されたスモールセルノードとアグリゲーションポイントのセットで構成することができ、結果的に指向性メッシュネットワークが生じる。

図１Ｄは、実施形態による、３ＧＰＰセルラー電話ネットワークと非３ＧＰＰネットワークアクセスインフラストラクチャの両方に適用されるｍｍＷバックホールのシステム図である。この例において、非３ＧＰＰネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１ベースのネットワークである。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、および１０２ｅは、８０２．１１ネットワーク１７０内のミリ波基地局（ｍＢｓ）１７２ａ、１７２ｂ、および１７２ｃ経由でミリ波基地局アグリゲータ（ｍＢＡ）１７２ｄにアクセスできる。ｍＢＡ１７２ｄは、インターネット１９２などの、外部ネットワークへのアクセス、および信頼のあるＷＬＡＮゲートウェイ（ＴＷＡＧ）１９１経由でセルラー電話ネットワークへのアクセスを提供できる。

また、この例において、３ＧＰＰネットワーク１８０内のＷＴＲＵ１０２ｆは、ｍＢｓ１８２ａおよび１８２ｃ経由で、パブリックデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）１９０およびインターネット１９２へのアクセスを提供できる、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１８３およびサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）１８４にアクセスできる。

ＷＴＲＵ１０２ｆおよび１０２ｇはまた、ｍＢＡ１８２ｄを介してｍＢｓ１８２ａおよび１８２ｃ経由で、パブリックデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）１９０およびインターネット１９２へのアクセスを提供できる、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）１８４にもアクセスできる。

ＷＴＲＵ１０２ｆおよび１０２ｇはまた、発展型ノードＢ（ｅＮＢ）１８５経由で、パブリックデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）１９０およびインターネット１９２へのアクセスを提供できる、ＭＭＥ１８３およびＳＧＷ１８４にもアクセスできる。

図１Ｃおよび図１Ｄの例で使用したように、例えば、ｍｍＷ周波数において動作するワイヤレスメッシュネットワーク（ＷＭＮ）を使用して、例えば、ＬＴＥまたはＩＥＥＥ８０２．１１に基づくような、セルラーまたはＷＬＡＮ ＳＣ用のバックホールネットワークとして機能するようにできる。ｍｍＷ指向性メッシュネットワークは、バックホール接続をいくつかの安価にデプロイされたＳＣに提供するための経済的ソリューションにできる。高度な指向性アンテナを使用する指向性リンクを使用して、ｍｍＷ周波数におけるリンクバジェットを強固にできる。指向性メッシュネットワークはまた、直接のネイバーのみに見通し線（ＬＯＳ）を要求することによってフレキシブルなトポロジーも提供できる。指向性メッシュネットワークは、新しいノードに最小のネットワークプランニングを付加できる容易なスケーラビリティを提供できる。指向性メッシュネットワークは、メッシュノード間の複数の接続パスによって提供される冗長性にロバスト性を提供できる。指向性メッシュネットワークは、高速スケジューリングおよび短いキュー時間を保証するために、完全に分散されたスケジュールの、マルチホップの、および時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ベースの指向性メッシュＭＡＣフィーチャで構成され得る。

指向性メッシュネットワークは、アグリゲーションポイントとは対照的に、ＬｏＳ要件が直接のネイバーのみに必要になり得るので、フレキシブルなトポロジーを提供できる。指向性メッシュネットワークは、新しいノードに最小のネットワークプランニングを付加できるようにスケーラブルである。指向性メッシュネットワークは、メッシュノード間の複数の接続パスによって提供される冗長性に起因するリンク故障に対してロバストにできる。分散指向性メッシュ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）は、高速スケジューリングおよび短いキュー時間のために完全に分散された、スケジュールされた、マルチホップの、および時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ベースの指向性メッシュＭＡＣフィーチャを含むことができる。

指向性送受信を用いた、メッシュネットワークの分散型干渉測定および管理の手順が本明細書に開示される。分散型干渉測定手順は、第１の段階においてネットワークを非重複クラスタにパーティションする空間次元を活用し、その後、各クラスタ内の精緻化された干渉測定を同時に用いることができる。集中化された定期的な干渉測定手順は、集中型ノードを用いて、測定結果に基づいてクラスタサイズおよび対応する測定スケジュールを更新することにより、ノードからのフィードバックに基づいてネットワークをクラスタにパーティションし、そして１クラスタ当たりの測定行動を反復的に特定することができる。

実施形態に従って、分散型干渉測定手順は、長期と短期の測定で構成される２段階行動を含むことができる。同様に、集中型干渉測定手順は、長期と短期の測定を有する２段階行動を含むことができる。クラスタ干渉測定並列化手順は、ノードおよび干渉行列から取得されたビットマップ情報のスケジューリングに基づくことができる。分散型干渉測定手順は、隣接するノードから取得されたスケジューリングビットマップならびに干渉行列に基づくことができる。

適宜（opportunistic）測定行動（campaign）のメカニズムに従って、ノードは、受信した電力プロファイルを介して干渉するノードを特定することによって干渉電力を検出する際にアイドルモードを利用できる。同時測定行動手順に従って、測定ノードは、直交符号を使用して潜在的干渉者の信号電力レベルを検出できる。

プロアクティブ手順に従って、ノードは、リンク故障に先立ってスケジューリングインターバル中に制御フレームフィードバックを介してリンク劣化品質を特定することを可能にできる。ノードは、劣化原因を分類することができ、そしてビームトラッキング手順を使用することによって、および／またはピアメッシュノードと協働する代替ビーム（例えば、使用中のビームよりも大きい空間的分離を有する非ＬｏＳ（ＮＬｏＳ）ビーム）により、干渉に対抗する手段を講じることができる。リンク故障検出およびリンク再取得手順に従って、リンク再確立メカニズムは、これまでのリンク確立パラメータから集められたビームおよびリンク設定情報を使用してトリガすることができる。

実施形態に従って、ネットワークの干渉測定は、ノードを測定行動にスケジュールできる所定のフレームによって実行され得る。そのフレームを干渉測定フレーム（ＩＭＦ）として示すことができ、そして以下に説明される例示的なスケジュールに従ってスケジュールできる。

ＩＭＦは、測定行動を実行する所定のスケジュールを有することができる。所定のスケジュールは、例えば、特定のノード、クラスタヘッド、またはアグリゲーションポイントによって開始され得る。例に従って、測定スケジューリングは、干渉測定行動を開始ノードによって制御され得る。図２は、タイムスロットされた構造を有する例示的なＩＭＦ２００フォーマットのブロック図である。ＩＭＦ２００は、タイミング参照信号２０２によって先行される。ＩＭＦ２００の各タイムスロット２０４₁．．．２０４₄において、特定のノードペアは、測定のために、例えば、タイムスロット２０４₁：Ｎｏｄｅ３０１→Ｎｏｄｅ３０２、タイムスロット２０４₂：Ｎｏｄｅ３０１→Ｎｏｄｅ３０３、タイムスロット２０４₃：Ｎｏｄｅ３０１→Ｎｏｄｅ３０４、およびタイムスロット２０４₄：Ｎｏｄｅ３０２→Ｎｏｄｅ３０１（図３でさらに説明される）にスケジュールされ得る。メッシュネットワークのサイズを活用（exploit）することによって、物理的にかなり離れているノードペアに対して複数の測定を同時に遂行することができ、従って多重化を経たＩＭＦのスロット数が減少する。

メッシュネットワークにおいて、ノードは、それらのネイバーとのリンクを確立することができ、そしてＩＭＦを送信する前に、高レート通信のために精緻化されたビームを生成できる。図３は、図２におけるＩＭＦ２００の送信時のメッシュノード３０１−３０６およびメッシュノードのそれぞれの候補ビームから成る例示的なグループ３００のシステム図である。図３の例において、送信および受信ビーム精緻化段階の間に判定される、ノード間の送受信ビームを示す。例えば、図３に示された一部の送信ビーム（ＴＢ）および受信ビーム（ＲＢ）は、
Ｎｏｄｅ３０１→Ｎｏｄｅ３０２＝｛ＴＢ１，ＲＢ１｝，Ｎｏｄｅ３０１→Ｎｏｄｅ３０３＝｛ＴＢ２，ＲＢ１｝，Ｎｏｄｅ３０１→Ｎｏｄｅ３０４＝｛ＴＢ３，ＲＢ１｝，．．．，
Ｎｏｄｅ３０２→Ｎｏｄｅ３０１＝｛ＴＢ１，ＲＢ１｝，Ｎｏｄｅ３０２→Ｎｏｄｅ３０３＝｛ＴＢ２，ＲＢ２｝，Ｎｏｄｅ３０２→Ｎｏｄｅ３０４＝｛ＴＢ３，ＲＢ２｝，．．．，
Ｎｏｄｅ３０３→Ｎｏｄｅ３０１＝｛ＴＢ１，ＲＢ２｝，Ｎｏｄｅ３０３→Ｎｏｄｅ３０２＝｛ＴＢ２，ＲＢ２｝，Ｎｏｄｅ３→Ｎｏｄｅ４＝｛ＴＢ３，ＲＢ３｝，．．．，
などを含む。

図２と図３の両方について、タイムスロット２０４₁において、ノード３０１は、ノード３０２と関連付けられた精緻化ビームＴＢ１を使用してノード３０２に送信できる。例えば、精緻化ビームＴＢ１は、ビーム精緻化手順中に生成された可能性があり、そしてノード３０２との通信中に使用される送信ビームとして選択された可能性がある。隣接するノード３０３、３０４，３０５および３０６は、タイムスロット２０４₁の精緻化ビームＲＢ２を連続的に監視（listen）することによって、例えば、タイムスロット２０４₁において、そして次のタイムスロット２０４₂の精緻化ビームＲＢ３により、干渉を測定できる。受信ビームは、干渉測定行動について他のノードとすでに関連付けられている可能性がある。全二重動作ため、ノード３０１はまた、その受信ビームＲＢ２、ＲＢ３における干渉も測定できる。ＲＢ１がノード３０２の受信とすでに関連付けられているので、そのビームの干渉測定をする必要がない。一般に、スロットｉにおいて、スロット２０４₁に対する同様の手順をノード間で用いることができ、ｋ，ｊ＝１，．．．，Ｎの場合、ノードｋは、それに関連付けられたビームを用いてノードｊに送信できる。

ＩＭＦ２００の最後において、各ノードｊは、干渉行列（ＩＭ）を有することができる。図４は、列４０１、４０２および４０３が、ノードｊの受信ビームＲＢ１、ＲＢ２、およびＲＢ３において測定された干渉を示し、そして行が、その干渉がどのネイバーから測定されたかを示す、例示的な干渉測定（ＩＭ）４００の図である。例えば、送信ビームＴＢ１上のＮｏｄｅ１の行４０１は、この送信ビームに対応する特定の宛先、例えば、Ｎｏｄｅ２を有する。従って、ＩＭ４００を使用して、ノードｊは、Ｎｏｄｅ１→Ｎｏｄｅ２送信中にどのくらいの干渉をノードｊが受けるかを特定することを可能にできる。

実施形態に従って、分散型干渉測定手順は、２レベルの測定行動：長期測定行動（ＩＭＦ段階）と短期測定行動（クラスタＩＭＦ段階）を備えることができる。多数のノードは、ＩＭＦによって実行され得る、長期測定行動に参加できる。長期測定行動によって取得された干渉測定結果に基づいて、各ノードは、クラスタＩＭＦ（Ｃ−ＩＭＦ）によって実行され得る、短期測定行動の一部としてより詳細な干渉測定手順を遂行するクラスタを生成できる。これらの手順は、以下により詳細に説明される。

長期測定行動は、ノードがネットワークに参加する時に取得される広いＩＭＦ領域から始めることができる。図５は、干渉測定を遂行する初期干渉クラスタを判定するための例示的な手順５００のフロー図である。手順５００は、開始ノードによって遂行されることができ、そして長期測定行動手順５０２を含むことができる。５０５において、開始ノードは、メッシュネットワークに参加すると、関連付けプロセス中に隣接ノードを介してメッシュネットワークの地理的情報を取得できる。５１０において、開始ノードは、既定の数のホップ内で選択された隣接ノードを包含する地理的情報に基づいて初期クラスタを形成することができ、そして選択された隣接ノードに例えば、制御メッセージングを介して初期クラスタ情報を通知することができる。

５１５において、開始ノードは、マルチホップ隣接ノードのＩＭＦスケジューリング情報をクラスタの既存のノードから、例えば、マルチホップ隣接ノードから受信した制御メッセージングを経て受信できる。言い換えれば、クラスタを形成する選択された隣接ノードは、開始ノードに対するマルチホップネイバーのＩＭＦスケジューリングを取得するために、ＩＭＦスケジューリング情報を収集し、その各々の隣接ノード（開始ノードの隣接ノードとは異なってよい）にＩＭＦスケジューリング情報を通知することができる。５２０において、開始ノードは、利用可能なＩＭＦスケジューリングを特定することができ、このスケジューリングを、シングルホップおよび／またはマルチホップネイバーを含むことができる、クラスタ内のその開始ノードの隣接ノードとネゴシエートすることができる。例えば、ＩＭＦは、デバイス発見タイムスロットの中で、より長いインターバルにスケジュールされることができる。

長期測定行動手順５０２の完了により、５２５において、開始ノードは（および各参加ノードはそれぞれに）そのクラスタノード（即ち、そのクラスタ内にある隣接ノード）から干渉レポートを受信できる。５３０において、開始ノードは、干渉レポートに基づいて所定の閾値を超える干渉を生成するネイバーを特定することができ、これらのノードを干渉ネイバーリストに含むことができる。５３５において、干渉ネイバーリストのノードは、開始ノードを有する精緻化干渉クラスタを形成するノードのセットとなり得る。

従って、図５の手順５００を使用することによって、メッシュネットワークの各ノードは、精緻化干渉ネイバーリストを取得し、そしてそのノードのそれぞれの精緻化干渉測定クラスタを形成することができる。メッシュノードは、クラスタ内の短期干渉測定を遂行するクラスタＩＭＦ（Ｃ−ＩＭＦ）を用いることができる。

図６は、分散型干渉測定アプローチを使用する精緻化測定クラスタの起点ノードに対し、スケジュールされたＩＭＦ６０６およびＣ−ＩＭＦ６１０、６１２を有する例示的なフレーム構造６００のブロック図である。デバイス発見インターバル６０２は、ビーコン送信６０４とＩＭＦ６０６を含むことができる。データ６０８送信および／または受信の期間に次のＩＭＦ６０６を発生させることができる。ノードに、スロットｋとｍのそれぞれのＣ−ＩＭＦ６１０と６１２を割り当てることができる。

精緻化されたクラスタ内のＣ−ＩＭＦスケジューリング手順に従って、精緻化されたクラスタのノードは、クラスタの他方のノードの識別情報（ＩＤ）に関して通知され得る。これらのノードによって送信された制御メッセージ経由で、クラスタ起点ノードは、ネットワークの既存のノードのＣ−ＩＭＦスケジューリングを取得できる。既存のノードのＣ−ＩＭＦスケジューリングを取得した後、クラスタの起点ノードは、制御情報経由でそのノードのＣ−ＩＭＦスケジューリングスロット（例えば、図６のスロットｋおよびｍ）をそのノードのワンホップネイバーにブロードキャストすることができる。ワンホップネイバーは、この情報を、このクラスタのメンバである、それらのワンホップネイバーに中継することができる。

Ｃ−ＩＭＦフェーズが完了した後、クラスタのノードは、測定レポートを起点ノードに送信できる。起点ノードからワンホップよりも遠く離れているノードの場合、測定レポートは、マルチホップ形式で送信され得る。測定レポートを用いて、起点ノードは、生成された干渉が閾値未満であるクラスタのノードを特定できる。起点ノードは、これらの特定されたノードのＩＤをレポートバックする(report back)ことができ、それらのノードが干渉測定リストから除去され得る。

例に従って、クラスタの各ノードは、起点ノードから受信した干渉が既定の閾値未満か否かを特定することができ、受信した干渉が既定の閾値未満であれば、そのノードをクラスタから除去できることを起点ノードに通知することができる。Ｃ−ＩＭＦおよびＣ−ＩＭＦのスケジューリングは、ネットワークの残りのノードを考慮することによってさらに更新され得る。

クラスタにおいて、クラスタのノードが、その干渉レポートと低干渉のためにクラスタから除去すべきというリクエストとに関する、クラスタ起点ノードに通知できる場合に、クラスタの並列化を発生することができる。例えば、ノードは、この情報をＣ−ＩＭＦクラスタを超えたノードに送信できる。例として、Ｎｏｄｅ１が、そのＣ−ＩＭＦクラスタを生成し、Ｃ−ＩＭＦスケジューリングに関するＣ−ＩＭＦクラスタのノードに通知したと仮定する。ここで、クラスタは、Ｎｏｄｅ１、Ｎｏｄｅ２、Ｎｏｄｅ３、Ｎｏｄｅ４、Ｎｏｄｅ５、およびＮｏｄｅ６で構成されている、

Ｃ−ＩＭＦ中の干渉行動中に、Ｎｏｄｅ２およびＮｏｄｅ３は、Ｎｏｄｅ１から受信した干渉が閾値未満であることを特定できる。制御メッセージングを経て、Ｎｏｄｅ２およびＮｏｄｅ３は、クラスタから除去するというそれらのリクエストをＮｏｄｅ１に通知することができる。Ｎｏｄｅ２およびＮｏｄｅ３はまた、Ｎｏｄｅ１のクラスタからのそれらの除去に関して、それらの干渉の測定スケジューリング情報とともに、Ｎｏｄｅ１のクラスタを超えるノードに通知することができる（以下の図７で説明される）。

Ｎｏｄｅ１のクラスタの外部のノード、例えば、Ｎｏｄｅ９は、利用可能なスケジューリングビットマップをＮｏｄｅ２およびＮｏｄｅ３から収集できる。Ｎｏｄｅ９は、そのＩＭＦ領域にも入っているノードを特定することができ、Ｎｏｄｅ１の測定クラスタから除去されたために空になった同じスロットを有するノードをグループ化することができる。Ｎｏｄｅ９は、そのようなグループ毎に新しいクラスタを形成することができ、それらの新しいクラスタに関してこれらのグループのノードに通知することができる。Ｎｏｄｅ９は、Ｎｏｄｅ１のＣ−ＩＭＦ行動と並行して動作され得るＣ−ＩＭＦ行動を開始することができる。

別の実施形態に従って、集中型干渉測定手順は、２つのサイクル：広域測定用の長期干渉測定手順と最適化測定用の短期干渉測定手順で構成することができる。図７は、集中型干渉測定アプローチを使用する精緻化測定クラスタの起点ノードに対し、スケジュールされたＩＭＦ７０６、７２６およびＣ−ＩＭＦ７１０、７１２、７３０を有する例示的なフレーム構造７００のブロック図である。

ＩＭＦ７０６、７２６を使用する長期測定手順は、ネットワークの干渉測定クラスタを判定できる。例に従って、ノードロケーション（例えば、ネットワークの地理）は、ＯＡＭセンターにおいて利用可能にすることができる。限定されないが、距離、ホップカウントを含む物理的パラメータに応じて、ＯＡＭセンターは、全体のネットワークをＩＭＦが用いられ得るいくつかの干渉ゾーンまたはクラスタに分割することができる。

Ｃ−ＩＭＦ７１０、７１２、７３９を使用する短期測定手順は、最適化スケジュールおよび並列化の生成を含むことができる。例えば、干渉測定は、各クラスタにおいて遂行され得る。より短いインターバルを用いて、ローカルノードは、測定に参加することができ、ＯＡＭは、それらＣ−ＩＭＦスケジューリングに関してクラスタに通知することができる。

集中型干渉測定手順は、クラスタフォーメーションを含むことができる。例えば、各ＯＡＭセンターは、Ｎノードを含むエリアＡをカバーすることができ、そのカバレッジＡ内のクラスタフォーメーションに関与することができる。トポロジー情報を使用して、ＯＡＭセンターは、ノード間の距離に基づいてノードのネットワークをクラスタに分割することができる。図８は、トポロジーに基づく集中型ノードによるノードのクラスタリングを有する例示的なネットワーク８００を示す。集中型ノードは、例えば、図８のクラスタＣ１およびＣ３などの、ノード（１−１２の番号が付けられた）の非重複クラスタを生成する地理的情報を使用できる。クラスタサイズは、ノードの測定レポートに応じて、および新しいノードがネットワークに参加する場合に更新され得る。Ｃ２は、非重複クラスタＣ１およびＣ３からのノードを含むエッジクラスタの例である。

図９は、ＯＡＭセンターにおける例示的なクラスタフォーメーション手順９００のフロー図である。９０５において、地理的情報およびノード間の距離に基づいて、非重複クラスタは、ＯＡＭセンターのカバレッジエリア内で生成され得る。クラスタは、それに応じて（例えば、図８のＣ１およびＣ３）ラベル付けされ得る。初期クラスタは、閾値の値ＩｎｔＴＨ内の潜在的干渉者を含む多数のノードを包含することができる。例えば、互いのビーコン送信を復号することもあり得る全てのノードを、同じクラスタに含むことができる。９１０において、ＯＡＭセンターは、ビーコン受信情報および潜在的干渉者ＩＤに関する通知をノードから受信できる。

９１５において、非重複の隣接クラスタペア毎に、エッジクラスタは、干渉閾値（例えば、閾値ＩｎｔＴＨ）を超える観察が可能である非重複クラスタにノードを含めるために生成され得る。クラスタは、それに応じて（例えば、図８のＣ２）ラベル付けされ得る。９２０において（例えば、図２に示すように）、ＯＡＭセンターは、各ノードに、ＩＭＦ経由でそのノードが属するクラスタに関して通知することができる。９２５において、ＯＡＭセンターは、クラスタの測定スケジューリングを判定し、各クラスタのＩＭＦを伝達することができる。その結果、クラスタの各ノードは、そのノードが関連付けられたクラスタ、そのノードに関連するクラスタと交わるエッジクラスタ、および非重複隣接クラスタに対応するＩＭＦを受信できる。

測定は、最初にエッジクラスタにおいて実行することができ、その間隣接するクラスタは、サイレントを維持することができる。測定行動は、非重複クラスタと並行して行われ得る。利用可能な測定スケジューリング情報を用いて、各非重複クラスタのエッジにあるノードは、隣接クラスタの対応するノードに起因するクラスタ間干渉を特定し、それらのノード自身のクラスタ測定結果から対応する干渉電力を減算することができる。

クラスタ更新リクエスト手順に従って、ノードは、新しい隣接ノードがネットワークに参加してそのノードと関連付けられる時、または測定行動の後にトリガされ得るクラスタ更新リクエストに関してＯＡＭセンターに通知することができる。ここで、ノードは、受け入れた干渉閾値レベルＩｎｔＴＨに満たない干渉を生成するクラスタの隣接ノードを特定する。Ｎｏｄｅ ＩＤをＯＡＭセンターに伝達することができ、ＯＡＭセンターは、これらのノードを既存のノードから除去することによってクラスタサイズを更新することができる。その結果に基づいて、ＯＡＭセンターは、初期クラスタを複数のより小さいクラスタに分割することができる。

実施形態に従って、クラスタのノードは、クラスタの干渉プロファイルをリフレッシュする定期的な干渉測定行動に参加できる。定期的な測定は、ビーコン送信のビーコン応答インターバル（ＢＲＩ）期間中に遂行され得る。測定の周期性は、ＯＡＭセンターを経由するオペレータによって判定されることができ、および／または実装時固有にすることができる。例えば、Ｋ個のビーコンインターバル毎のデフォルト周期の値を、例示目的で仮定できる。

所与のＢＲＩ期間を用いて、１クラスタ当たりの干渉測定を複数の連続ビーコンインターバルで実行できる。図１０は、ＢＲＩ１００４中のクラスタの例示的な干渉測定手順１０００の信号図である。図１０の例において、Ｎｏｄｅ１は、そのネイバーと関連付けられた送信ビームを使用して逐次的に送信できると仮定され得る。例えば、Ｎｏｄｅ１は、ビーム１００５₁、１００５₄、１００５₉を送信することができ、そしてＮｏｄｅ３およびＮｏｄｅ４は、それらのネイバーと関連付けられたそれらの受信ビーム、例えば、Ｎｏｄｅ３には受信ビーム１００６₁、１００６₃、および１００６₇、そしてＮｏｄｅ４には１００８₂、１００８₅、および１００８_Mを使用して、送信ビーム１００５₁、１００５₄、１００５₉を受信できる。

図示されていないネットワークの他のノード、例えば、Ｎｏｄｅ２、３、４、５、および６は、送信ビーム１００５₁、１００５₄、１００５₉を含むＮｏｄｅ１からの信号を同時に測定できる。Ｎｏｄｅ１がその送信ビーム１００５₁、１００５₄、１００５₉の送信を完了した後、干渉測定行動は、ＩＭＦフレームで示される次のノードによって継続され得る。図１０に示される例において、Ｎｏｄｅ２は、Ｎｏｄｅ３およびＮｏｄｅ４を含む他方のノードがＮｏｄｅ２の信号１０１０₂、１０１０_K、および１０１０_Mを測定できるように、ビームセット１０１０₂、１０１０_K、および１０１０_Mを送信できる。後続のビーコンインターバル中にＩＭＦの残りの継続時間を実行できる。１００２と１０１２は、Ｎｏｄｅ４とＮｏｄｅ３におけるビーコン送信インターバルをそれぞれ示す。インターバル中、Ｎｏｄｅ３および４は、各ビーコンがＭ個のスロットのうちの１つに対応する逐次的方法でＭ個の異なるビーコン１００２と１０１２をそれぞれ送信できる。

実施形態に従って、測定は、トリガされるイベントにすることができる。定期的な測定行動は、干渉プロファイルをビーコンインターバル毎にノードに提供できる。トポロジー変更の場合、例えば、新しいノードが電力を上げてネットワークの既存のノードと関連付けられた結果、測定行動は、この新しいノードによって既存のノードに対して生成された干渉ならびに既存のノードから新しいノードへの干渉を考慮することができる。新しいノードが、そのノードと関連付けられるビーム選択手順は、クラスタサイズおよび測定行動ならびに対応するＩＭＦフォーメーションの更新を含むことができる、合成干渉を考慮することができ、この場合、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）ベースのビーム選択手順を用いることができる。

新しいノードによる、メッシュノードと関連付けるリクエストは、メッシュノード自身によってＯＡＭセンターに通知され得る。リクエストを受信した後、ＯＡＭセンターは、新しいノードが割り当てられるクラスタを更新できる。クラスタの更新はまた、ＯＡＭセンターからクラスタのメンバへの更新されたＩＭＦメッセージ送信を容易にすることもできる。例に従って、新しいノードとメッシュノードとの間の送信および／または受信ビームトレーニングは、新しいノードが付加されるクラスタの干渉測定行動と同時に実行され得る。

図１１は、ＢＲＩ１２０４中のクラスタの例示的な干渉測定手順１２００の信号図である。図１１の例において、測定スケジューリングは、メッシュネットワークの新しいノード、（新しいノードが関連する）主ノード、および、例えばＮｏｄｅ４を含む測定クラスタのその他のメッシュノードとの間で発生する。測定スケジューリングは、ＢＲＩ期間１２０４内で発生し得る。Ｎｅｗ Ｎｏｄｅは、そのネイバーと関連付けられたその送信ビームを使用して逐次的に送信できる。例えば、Ｎｅｗ Ｎｏｄｅは、ビーム１２０５₁、１２０５₄、１２０５_Lを送信することができ、Ｐｒｉｍａｒｙ ＮｏｄｅおよびＮｏｄｅ４は、それらのネイバーと関連付けられたそれらの受信ビーム、例えば、Ｐｒｉｍａｒｙ Ｎｏｄｅには受信ビーム１２０６₁、１２０６₃、および１２０６_k、Ｎｏｄｅ４には１２０８₂、１２０８₅、および１２０８_Mを使用して、送信ビーム１２０５₁、１２０５₄、１２０５_lを受信できる。Ｎｏｄｅ４とＰｒｉｍａｒｙ Ｎｏｄｅは、ビーコン送信インターバル（ＢＴＩ）１２０２と１２１２をそれぞれ有することができる。Ｎｅｗ Ｎｏｄｅは、Ｐｒｉｍａｒｙ Ｎｏｄｅから送信ビーム１２１２₁、１２１２₃、１２１２₈、．．．、１２１２_Kを受信できる、ビーコン受信インターバル（ＢＲＩ）１２１０₁−１２１０_Nを有することができる。各送信ビーム１２１２₁、１２１２₃、１２１２₈、…１２１２_Kは、通信用の特定の隣接ノードを関連付けられ得る。

新しいクラスタがそのＩＭＦと一緒に作成された後、ＯＡＭセンターは、新しいクラスタのＩＭＦを使用して各クラスタメンバノードに通知することができる。そのノードは、メッシュノードと新しいノードとの間のビームトレーニング手順スケジューリング、さらに同時干渉測定行動も特定できる。ビームトレーニングと測定の両方の同時および並行動作を利用することによって、ビーコン送信インターバル（ＢＴＩ）とそのスケジューリングの両方は、ビーコンインターバルのＢＴＩおよびＢＲＩ中に実行され得る。

別の実施形態に従って、適宜干渉測定を使用できる。クラスタの全てのノードが測定行動に参加する、上述のＩＭＦベースの干渉測定行動とは対照的に、適宜手順は、各ノードにおいて干渉を適宜に測定することができる。例として、Ｎｏｄｅ１が、そのワンホップネイバーＮｏｄｅ２およびＮｏｄｅ３と共にビームフォーミング段階を行ったと見なす。Ｎｏｄｅ２通信およびＮｏｄｅ３通信用に形成されたＮｏｄｅ１における受信ビームを、それぞれＢｅａｍ１とＢｅａｍ２として示すことができる。

Ｎｏｄｅ１は、そのアイドル期間中（例えば、送受信動作が発生しない時）、その受信ビームＢｅａｍ１およびＢｅａｍ２経由でチャネルを監視（listen）することができる。最初に、Ｎｏｄｅ１は、起こり得る干渉測定に対する同量の時間をそのビームＢｅａｍ１とＢｅａｍ２に割り振ることができ、それらのビームに割り振られた測定時間を、測定強度に応じて最適化することができる。Ｎｏｄｅ１は、その干渉測定行動中に受信した信号のＭＡＣヘッダを復号しようと試みてもよい。ノードがヘッダを首尾よく復号すると、そのノードは、測定時間中に通信するノードを認識することができ、対応するノードの通信中に観察される干渉を判定できるようにしてもよい。この情報は、Ｎｏｄｅ１において干渉行列に格納され得る。

Ｎｏｄｅ１が干渉する信号のＭＡＣヘッダを復号することができない場合、Ｎｏｄｅ１は、所与の時間フレーム（例えば、［ｘ，ｙ］）中に受信した信号のエネルギーを測定することができ、その情報を格納できる。この測定行動は、Ｎｏｄｅ１が干渉信号電力プロファイルを特定できるように、複数の時間フレーム中に実行され得る。干渉するソースペアを特定するために、Ｎｏｄｅ１は、干渉する信号プロファイル、例えば、信号強度および／または測定時間フレームを隣接ノードに送信できる。任意の隣接ノードがその送信プロファイルをＮｏｄｅ１の干渉プロファイルに適合させると、それに応じてこの隣接ノードは、制御メッセージングを介してＮｏｄｅ１に通知することができる。Ｎｏｄｅ１は、測定された干渉のソースを判定し、その情報をその干渉行列に付加できるようにしてもよい。どの単一ノードもその送信プロファイルを受信干渉プロファイルに適合させることができなければ、測定行動中に送信しているノードを、潜在的に干渉するノードのリストに付加することができる。その後、上述の分散型ＩＭＦ行動と同様に、Ｎｏｄｅ１は、干渉のソースを特定するこれらのノードを含むＩＭＦスケジューリングを開始できる。

ビームにおける受信干渉電力に応じて、Ｎｏｄｅ１は、各ノードにおいて割り振られた干渉測定用の時間を最適化することができる。例えば、Ｎｏｄｅ１は、時間リソースのＴ％をＢｅａｍ１に割当、そして時間リソースの１００−Ｔ％をＢｅａｍ２に割り振ることができる。

別の実施形態に従って、同時干渉測定手順を使用できる。トランスミッタは、測定期間中、同じ時間および同じ周波数ブロックに同時に送信することができ、受信するノードは、各干渉者に起因する干渉を同時に特定しようと試みてもよい。この干渉測定期間中、ノードは、複数の送信するノードからの送信を検出して測定できる。同じ周波数割当に対する複数の測定送信が同時に発生するので、それらの測定送信は、理想的またはほぼ理想的な自己相関および相互相関プロパティを有するシーケンスを送信することによってコードドメインを区別することができる。例えば、シーケンス長が素数である場合、理想的な周期自己相関（即ち、デルタ関数）を有するＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（ＺＣ）シーケンスを使用できる。さらに、２つのＺＣシーケンスは、その２つのシーケンスのルートインデックスの差分がシーケンス長と相対的に素である場合、一定の相互相関を有する。理想的な相互相関プロパティは、任意に選択されたシーケンス長で保持されなくてもよい。図１２は、ラグ（即ち、サンプル数）にわたる素数長ＺＣシーケンスの相関振幅に関する自己相関および相互相関プロパティを示すグラフである。シーケンスインデックスｑ１＝２５、ｑ２＝２９およびシーケンス長Ｎ＝６１の値に対し、相互相関を点線で示し、自己相関を実線で示す。

シーケンスベースの干渉測定の使用は、以下の考察の任意の組み合わせを考慮してよい。例えば、各測定送信は、コードドメインにおける直交性を維持するために同期され得る。測定送信は、保護期間を設けて、異なる伝搬遅延によって生じる時間の不確定さを克服することができる。各シーケンス送信は、測定するノードについて同じＺＣルートシーケンスの周期シフトインデックスに組み込まれ得る、ノード固有の署名を入れことができ、干渉ソースを区別して特定することができる。

別の例において、１つのＺＣルートシーケンスから作成される周期シフトの数は、周期シフトサイズに応じて異なることもある。周期シフトサイズは、シーケンスのZero Correlation Zone（ＺＣＺ）が、限定されないが、温度制御型発振器（ＴＣＸＯ）の誤差を含む、遅延拡散および他のタイプの時間の不確定さに関わらず直交性を保証できるように設定され得る。別の例において、周期シフトサイズの最大値は、シーケンスサンプル期間の最小整数であってよく、その値は、最大遅延拡散、ノード間の推定された時間の不確定さ、および／または例えば、パルス整形フィルタエンベロープの起こり得るスピルオーバーに対して供給され得る、付加的な保護サンプルの合計よりも大きい。

別の例において、変調シーケンスシンボルをサブキャリアにマップできる。長いシーケンス長は、周期シフトの数を増やすのに望ましい場合もあるが、結果として生じるオーバーヘッドおよび電力消費に対してバランスを保つ必要があり得る。シーケンスの複数のセットは、各セットが固有のルートシーケンスおよび等しい数の周期シフトを有するように定義できる。同じルートシーケンスから取得された周期シフトされたシーケンスは、理想的な相互相関を提供できるが、異なるルートシーケンスによる等価シーケンスは、準最適性能を有することができる。

別の例において、シーケンス送信は、同じルートＺＣシーケンスから作成された異なる周期シフトされたシーケンスを使用して、複数の送信の、例えば、周波数ドメインを同時に検出可能にできる。測定するノードは、相互相関の１つのルートシーケンスを使用して異なるインターバルの逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）の出力において検出閾値を超える対応するピークを観察することによって全ての同時干渉送信を検出できる。インターバルｉのＩＦＦＴ出力のピークは、ｉ番目の周期的にシフトされたシーケンスに対応することができ、その遅延は、インターバルのピークの位置によって与えられることができる。

別の例において、３００−３５０メートルの範囲のｍＢｓ間の距離は、自由空間伝搬損失のうち最低でも１１８デシベル（ｄＢｓ）を有する可能性があり、１ＧＨｚ帯域幅にわたる内部雑音レベルは、−８４デシベル対ミリワット比（ｄＢｍ）である。従って、測定シーケンスは、満足できるシーケンス検出性能を実現するために１シンボル当たりのエネルギー対雑音密度（Ｅｓ／Ｎｏ）要件で設計され得る。

例として、測定持続時間は、６個のシンボルに相当し得る、４００マイクロ秒（μｓ）に設定することができ、その結果サブキャリアスペーシングは、１／４００×１０^-6＝２．５ｋＨｚとなる。６個の無線ベアラ（ＲＢ）を割り振る結果、４３２個のサブキャリアが生じ、多数のシーケンスシンボルを収容できる。ＺＣシーケンスを使用すれば、シーケンス長を短くして、最大素数が４３２よりも小さくなるようにできる。周期シフトサイズ、Ｎ_csは１０に等しいと仮定すると、１つのルートシーケンスは、４０シーケンスを作成することができ、干渉測定は、同時に４０トランスミッタまで測定して区別することができる。リンクバジェットは、このシーケンス長が、例えば、干渉者が定義された電力レベルにおいて定義された範囲で送信する時の検出レートに関して要求される検出性能を満たすかどうかを判定するように考慮され得る。

リンク故障検出およびリンク再取得のための手順を使用できる。制御パケットが復号されない場合、ノード間のリンクは喪失し得る。例として、Ｎｏｄｅ１は、制御パケットをＮｏｄｅ２に送信できるが、Ｎｏｄｅ２は、そのパケットに応答することができない。この場合、以下で説明される手順のような、リンク再取得手順を適用できる。

実施形態に従って、ビーム再取得の明示的なスケジューリングは、制御リンク故障の後のデータ送信期間中に、中間ノードを使用する影響を受けたノード間のシグナリングによって使用され得る。図１３は、隣接ノード１４０３経由のノード１４０１と１４０２との間の例示的なリンク再取得スケジューリング手順１４００のシグナリング図である。図１３の例において、故障は、ノード１４０１とノード１４０２との間の１４１０上で発生した。ノード１４０１は、リンク１４０８のビームスケジューリングを使用して、ノード１４０２のリンク再取得スロット割当に関してそのワンホップネイバーのノード１４０３に通知することができる。ノード１４０３がノード１４０２のワンホップネイバーであれば、そのノードは、リンク１４０６のビームスケジューリングを使用して、ノード１４０１のリンク再取得スケジューリングリクエストをノード１４０２に直接通知することができる。そうでなければ、ノード１４０３は、そのスケジューリング情報をマルチホップ送信経由でノード１４０２に渡すことができる。

別の実施形態に従って、ノードは、各パケット故障の後にビームフォーミングトレーニングを始めるオフセット時間を待機することができる。この場合、各ノードは、そのノードが利用可能な既定のタイミングオフセットを有することができ、そしてノードのペア間で制御パケットが喪失した場合、ノードのペアは、リンク再取得手順のためのスロット（故障＋オフセットの時間）をスケジュールすることができる。図１４は、既定のオフセット１５０６を有するリンク再取得スケジューリングのための例示的なフレーム１５００構造のブロック図である。フレーム１５００は、ビーコン１５０２、制御情報１５０４およびデータ１５０８を含むことができる。オフセット時間１５０６は、パケット故障の後に発生する。

図１５は、リンク故障のイベントにおいて非アクティブなネイバーが関連する手順１６００の例のシグナリング図である。リンク１６１０のリンク故障の場合、ノード１６０１は、別の隣接ノードへのリンクを確立したいと望んでもよい。例えば、隣接ノードを非アクティブノード１６０４とし、ノード１６０１およびノード１６０４が、ビームフォーミング手順を実行できたが、それらのノード間のリンクが確立されていない。ノード１６０１とノード１６０２との間のリンク１６１０の故障の場合、ノード１６０１は、ノード１６０４とリンク取得手順を開始できる。例えば、ノード１６０１は、リンクの関連付けに関するスロット情報を含む、制御メッセージを隣接ノード１６０３などの、他のネイバーを介してリンク１６０６および１６０８経由で非アクティブ隣接ノード１６０４に送信できる。あるいは、ノード１６０１は、ビーコン送信インターバル中に非アクティブノード１６０４のビーコン送信をモニタすることができ、ノード１６０１および１６０４は、新しいノード関連付け手順を行うことができる。

実施形態に従って、リンク保守手順は、干渉またはチャネル劣化に基づくことができる。各ノードにおいてリンク品質を選別するメカニズムを使用することができ、そしてアクションは、起こり得るリンク劣化に基づくことができる。従来型のメッシュバックホールシステムにおいて、ノードは、それらのネイバーとビームトレーニングを遂行することができ、対応する精緻化ビームを使用して、高データレートトラフィックを送信できる。

図１６は、リンクスケジューリングを管理してトラフィックを搬送するためにフォーマットされた例示的なフレーム１７００のブロック図である。フレーム１７００の制御期間１７０２は、各スロットがＴ_CSの時間期間（time duration）を有することができる、タイムスロット１７０６₁…１７０６_NCSのＮ_CS番号を包含することができる。フレーム１７００のデータ期間１７０４は、Ｎ_dsタイムスロット１７０８₁…１７０８_Ndsを含むことができる。制御期間１７０２は、Ｔ_CP＝Ｎ_CS×Ｔ_CSの期間を有することができる。各スロット１７０６₁…１７０６_NCS中、メッシュネットワークのノードペアは、スケジューリング情報、単一指向性のチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）メッセージ、および／またはフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）を交換して、各ネイバーとの制御スロット交換における潜在的エラーを判定することができる。データ期間１７０５は、Ｔ_DPの期間を有することができる。

リンクスクリーニングおよび故障検出の場合、各ノードは、制御スロットの所定の番号Ｎ_Sをチェックして、１スロット当たりのＣＱＩ変更およびＦＣＳ成果を観察することができる。集約された結果を使用して、各ノードは、リンクが完全に喪失される前にリンクを劣化したものと特定できる。例えば、ノードは、最後のＮ_S制御スロットからのＫ個のＣＱＩ測定が所定の閾値ＣＱＩ_TH未満であるか、または最後のＮ_S制御スロットからのＬ個の周期冗長性チェック（ＣＲＣ）結果がエラー出力を有していれば、リンクを劣化したものと特定できる。これらの条件のいずれかが観察されると、受信するノードは、着信するチャネルの潜在的リンク喪失を特定することができ、チャネル劣化メッセージを、送信するノードに伝達できる。

リンク保守の一部として、ひとたびノードペアがリンク故障を検出すると、上位レイヤは、リンクの喪失に関して直ちに通知され得る。例えば、ホップバイホップであってもよい、パス選択メカニズムは、故障したリンクを考慮しなくてもよい。ノードは、他の潜在的隣接リンクの可用性に基づいて、ビーム精緻化手順を続行するまたは新しいノードの発見手順を開始することのいずれかによって、劣化したリンクを再取得したいと望んでもよい。接続を喪失した後にノードが他の隣接ノードへのアクティブリンクを有していなければ、そのノードは、新しいノードがネットワークに参加する時にネイバー発見状態に移行することができる。ノードは、ネイバー発見手順を行うことができる。ビーム精緻化手順の持続時間を最小にするために、ノードは、最初に、以前の測定行動においてより高い利得を提供したビームを探索することができる。

あるいは、劣化したまたは故障したリンクを経験するノードのペアが他のネイバーへのアクティブリンクを有していれば、これらのノードのいずれも、データ期間中にビーム精緻化開始時間および持続時間を判定できる。タイミング情報は、既存の隣接ノードへのアクティブ接続を使用してビーム精緻化リクエストメッセージを介して他方のノードに伝達され得る。ノードが共通の隣接ノードを有していなければ、ビーム精緻化リクエストメッセージは、マルチホップ送信経由で他方のノードに送信され得る。ビーム精緻化期間中、ノードは、信号対雑音比（ＳＮＲ）の値を最大にするビーム整列プロトコルを実行できる。ビーム精緻化プロセス中にリンクが回復されなければ、ノードは、ネイバーリストから互いに除外される。隣接するノードは、データ送信中に潜在的干渉を避けるために測定行動および持続時間に関して通知され得る。

チャネル閉鎖および干渉を検出する手順を使用できる。チャネル劣化は、他のノードペアの同時送信中に観察されるチャネル利得の低下または干渉に起因する場合もある。各フレームの制御期間中に観察される集約されたＣＱＩおよびＣＲＣの成果を使用して、ノードは、リンク故障のソースを予測し、それに応じて振る舞うことができる。クラスタの隣接するノードの制御スロット割当は、同時送信に起因する干渉を最小にし、および／または無視することができるように設計され得る。従って、複数の制御パケットから一連のエラーメッセージを受信する、またはＣＱＩ結果が閾値未満であるノードは、ビームのずれ(misalignment)および効果的なＳＮＲ値の低下についての理由を特定できる。この場合、上述したような、ビームの精緻化またはネイバー発見手順をトリガすることができる。

あるいは、制御スロットが首尾よく受信されると、ノードは、干渉の存在を特定できるのに対し、データ期間中データ送信が始まり、誤った受信結果となる場合もある。データが正しく復号されていないデータ期間の特定の持続時間は、干渉した持続時間としてマークされる。この情報は、例えば、図１７で説明した干渉管理手順を使用して、リソースの直交化をトリガできるＯＡＭセンターに伝達され得る。

図１７は、ＮｏｄｅＡ、ＮｏｄｅＢおよびＯＡＭセンターを伴う、例示的なリンク故障検出手順１８００のフロー図である。１８０２において、ＮｏｄｅＡは、フレームの制御期間中にＮ_CS制御パケットをＮｏｄｅＢに送出できる。１８０４において、ＮｏｄｅＢは、制御パケットの受け取りをＮｏｄｅＡに肯定応答することができる。１８０６において、ＮｏｄｅＡは、ＮｏｄｅＢの有するチャネルが劣化しているかどうかを判定し、１８０８において、メッセージをＮｏｄｅＢに送出できる。例えば、ＮｏｄｅＡは、Ｋ個の制御スロットが閾値ＣＱＩ未満の干渉または誤ったＣＲＣを有するかどうかを検証することができる。チャネルが劣化していると判定されると、メッセージ１８０８は、チャネル劣化メッセージを含める。１８１０において、ＮｏｄｅＢは、その後、データ期間中にビーム精緻化開始時間および持続時間を判定できる。そうでなければ、ＮｏｄｅＡは、メッセージ１８０８経由でデータ送信を開始し、１８１６において、ＮｏｄｅＡとのデータ通信を遂行することができ、１８１８におけるＮｏｄｅＡへの送信および１８２０におけるＮｏｄｅＡからの受信を含む、ＮｏｄｅＡとのデータ通信を１８１６において、遂行することができる。

１８２２において、ＮｏｄｅＡはデータ送信中にエラーをモニタすることができる。１８２６において、エラーが検出されると、ＮｏｄｅＡは、そのパターンを特定し、そしてＯＡＭセンターに通知することができる。１８２８において、ＯＡＭセンターは、必要に応じて、干渉するＮｏｄｅＩＤをメッセージを介してＮｏｄｅＡに提供することができ、１８３０において、ＮｏｄｅＡは、干渉測定およびリソース直交化を遂行することができる。１８２２において、エラーがＮｏｄｅＡによって検出されなければ、１８２４において、ＮｏｄｅＡは、メッセージをＮｏｄｅＢに送信していずれかのチャネル劣化を示す、またはＮｏｄｅＢにデータ送信を続行することを通知することができる。

干渉測定の手順を以下に説明する。実施形態に従って、通信リソースの分散直交化を使用できる。例として、Ｎｏｄｅ１は、例えば、次にやってくるデータ送信期間に隣接ノードのビットマップを含む、スケジューリング情報を受信できる。隣接ノードは、Ｎｏｄｅ１の送信に対応する干渉行列の関連する列と行を送信できる。隣接ノードから受信したスケジューリングビットマップを利用して、Ｎｏｄｅ１は、利用可能な送信スロットを特定することができ、その送信を３つのスロットにスケジュールすることができる。

ネイバーから受信した干渉情報および／または受信した隣接ノードビットマップを利用して、Ｎｏｄｅ１は、送信スロットを特定することができ、所定の閾値未満の干渉をこれらの隣接ノードに生成することができる。Ｎｏｄｅ１は、それ自体の干渉行列を利用して、スケジュールされたタイムスロット中に隣接ノードが所定の閾値を上回る干渉を生成するかどうかを特定することができる。干渉値に応じて、Ｎｏｄｅ１はその送信をスケジュールして３つのスロットにおけるその受信可用性に関してその隣接ノードに同様に通知することができる。

スケジューリングおよび干渉行列に基づいて、Ｎｏｄｅ１は、特定の送信スロット中にそのノードが観察するであろう干渉がどれくらいかを特定することができ、それに応じて次にやってくるスケジューリング機会に対するそのノードの送信変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を判定できる。図１８は、Ｎｏｄｅ１に対する、分散リソース直交化の例示的なフレーム１９００のブロック図である。フレーム１９００は、タイムスロット１９０８₁、１９０８_2、…１９０８_K、…に対するビーコン１９０２、制御期間１９０４、およびデータ期間１９０６を含むことができる。図１８の例において、Ｎｏｄｅ１は、干渉するネイバーが通信を実行できるようにさせるためにタイムスロット１９０８₂、１９０８_K中に送信をスケジュールすることができない。

実施形態に従って、スケジュール交換をもたないリソースの分散暗黙的直交化は、別個のリソースサブブロックを特定することによって実現され得る。例えば、干渉行列を使用して、各ノードは、閾値を上回る干渉を生成する隣接ノードを特定できる。ノードは、各サブ期間が複数の送信スロットで構成された、直交サブ期間に送信機会期間を分割することができる。ノードは、高く干渉する隣接ノードの各々に直交サブ期間を割り当てることができる。各ノードは、直交サブ期間からそのスケジューリングを選択することが許可され得るので、それらの間の干渉をなくすことができる。ノードは、制御メッセージングを介してサブ期間割り当てに関するネイバーに通知することができる。図１９は、Ｎｏｄｅ１に対する、分散暗黙的リソース直交化の例示的なフレーム２０００ストラクチャのブロック図である。フレーム２０００は、タイムスロット２００８₁、２００８_2、…２００８_K、に対するビーコン２００２、制御期間２００４、およびデータ期間２００６を含むことができる。図１９の例において、Ｎｏｄｅ１は、タイムスロット２００８₁、……２００８_K-1中のみにそのネイバーに送信できる。タイムスロット２００８_kは、送信用の干渉するノードに割り当てられ得る。

所定の閾値を上回る干渉を個々に生成しないノードが、相加干渉に起因する同時送信によって閾値を上回る干渉の生成を終わらせることが可能である。このようなノードは、同時干渉するノードと呼ばれる、相加干渉を生成するノードを特定することができるようにし、同時に干渉するノードに通知して、同時動作を防ぐようにしてもよい。例えば、単一の干渉するノードの場合と同様に、干渉したノードは、それらの相加干渉効果に関して同時干渉するノードに通知することができ、データスケジューリング期間の特定の部分を保存する保存メッセージを送信して、それらノードがこの部分を同時にスケジュールしないようにすることができる。保存メッセージは、これらのノードによる同時動作のみが閾値を上回る干渉を生成することを特定できる。従って、干渉するノードが、例えば、それらのノードが直交データスケジューリングスロットにすでに割り当てられているかどうかについての十分な情報を互いに有していれば、それらのノードのいずれかは、干渉したノードによって保存された部分をさらに使用できる。

ロバストおよび集中型干渉管理アプローチにおいて、各ノードは、初めに、干渉するノードのＮｏｄｅＩＤを特定することができる。この情報は、ノードが常駐するクラスタにブロードキャストされ得る。従って、クラスタのノードは、干渉する送信する／受信するノードペアを判定できる。この情報を使用して、データスケジューリング期間は、各ノードが干渉するリストに基づいて特定の部分に割り当てられ得る、直交部分に分割され得る。

図４の干渉行列（ＩＭ）から、各ノードは、干渉するノードならびに閾値を上回る干渉を共同で生成するノードのグループ（複数）を個々に特定できる。この干渉リストは、クラスタにブロードキャストされることができ、各ノードは、クラスタの干渉するノードを特定できる。このリストから、クラスタは、各セットが互いに干渉するノードを包含できる、セットに分割され得る。例えば、任意のセット内のノードは、干渉が双方向干渉であってもなくてもよいが、同じセット内の他のノードと干渉することができる。データスケジューリングインターバルは、クラスタの最大セットの要素サイズにパーティションされ得る。各送信は、任意のパーティションのノードが互いに干渉しない（即ち、１対１の干渉が存在しない）ように、そして閾値を上回る相加干渉を有するノードが同じパーティションに同時に配置されないように、セットに配置され得る。各セットのノードの配置は、ＮｏｄｅＩＤに基づいて判定され得る。例えば、最小のＮｏｄｅＩＤは、第１の直交スケジューリング期間に割り当てられることができ、後続のＮｏｄｅＩＤを有するノードは、次のスケジューリング期間に割り当てられ得るなどである。

別の実施形態に従って、干渉をランダム化はスケジューリング経由で実現され得る。ノードの干渉するペアは、干渉の効果を最小にするランダム送信スロット選択手順を遂行することによってそれらのノードのリンクをスケジュールすることができる。ブラックリストのノードは、干渉の効果を最小にする電力調整を要求することができる。電力調整リクエストは、ビーム形状調整リクエストを含むことができる。

実施形態
１、メッシュネットワークにおける干渉測定のための方法であって、前記方法は、集中型ノードにおいて、前記メッシュネットワークのノードからのフィードバックを受信することを備える。

２、前記集中型ノードによって、前記受信したフィードバックに基づいて前記メッシュネットワークの前記ノードをクラスタにパーティションすることをさらに備える実施形態１に記載の方法。

３、前記集中型ノードにおいて、前記メッシュネットワークの少なくとの１つのノードからの干渉測定レポートを受信することをさらに備える実施形態１―２いずれかの方法。

４、更新されたクラスタメンバシップの通知を前記メッシュネットワークの１または複数のノードに送信することをさらに備える実施形態１−３いずれかの方法。

５、前記集中型ノードは、オペレーションおよびメンテナンス（ＯＡＭ）センターである実施形態１−４いずれかの方法。

６、前記メッシュネットワークの前記ノードをクラスタにパーティションすることは、前記メッシュネットワークの前記ノードを所定の閾値を上回る相互干渉を有するノードの非重複クラスタにパーティションすることを含む実施形態２−５いずれかの方法。

７、前記集中型ノードによって、２つの非重複クラスタにノードを含むエッジクラスタを作成することをさらに備える実施形態６の方法。

８、前記更新されたクラスタメンバシップの前記通知を前記送信することは、干渉測定フレーム（ＩＭＦ）を介する実施形態４−７のいずれかの方法。

９、前記集中型ノードによって前記クラスタの測定スケジューリングを判定することをさらに備える実施形態１−８いずれかの方法。

１０、前記集中型ノードによって、クラスタごとの干渉測定フレームを各クラスタが属する前記ノードに送信することをさらに備える実施形態１−９いずれかの方法。

１１、前記メッシュネットワークの前記ノードは、指向性ビームを使用して通信する実施形態１−１０いずれかの方法。

１２、前記干渉測定レポートは、以下のうちの少なくとも一つ：干渉レベル、受信ビーム方向、送信ノードの識別子、送信ビームの方向、測定タイムスロット、受信ビーム識別子、および送信ビーム識別子を含む実施形態１０−１１いずれかの方法。

１３、開始メッシュノードによって、隣接ノードを介した前記メッシュネットワークの地理的情報を取得することをさらに備える実施形態１−１２いずれかの方法。

１４、選択された隣接ノードを含む前記地理的情報に基づく初期クラスタをクラスタノードとして形成することをさらに備える実施形態１３の方法。

１５、前記クラスタノードに前記初期クラスタを通知することをさらに備える実施形態１４の方法。

１６、マルチホップネイバーノードの干渉測定フレーム（ＩＭＦ）スケジューリング情報を前記クラスタノードから受信することをさらに備える実施形態１５の方法。

１７、前記クラスタノードを有する利用可能なＩＭＦスケジューリングを特定することをさらに備える実施形態１６の方法。

１８、前記クラスタノードを有する利用可能なＩＭＦスケジューリングをネゴシエートすることをさらに備える実施形態１６―１７のいずれかの方法。

１９、干渉測定レポートを前記クラスタノードから受信することをさらに備える実施形態１４−１８のいずれかの方法。

２０、干渉測定レポートを前記クラスタノードから受信することをさらに備える実施形態１４−１９のいずれかの方法。

２１、前記干渉測定レポートに基づいて所定の閾値を上回る干渉を有する隣接ノードを特定することをさらに備える実施形態１４−２０のいずれかの方法。

２２、干渉ネイバーリストに前記特定された隣接ノードを含めることをさらに備える実施形態２１の方法。

２３、前記干渉ネイバーリストのノードを用いて干渉クラスタを形成することをさらに備える実施形態２２の方法。

２４、前記メッシュネットワークのノードは、指向性ビームを使用して通信する実施形態１３−２３のいずれかの方法。

２５、前記干渉測定レポートは、以下のうちの少なくとも一つ：干渉レベル、受信ビーム方向、送信ノードの識別子、送信ビームの方向、測定タイムスロット、受信ビーム識別子、および送信ビーム識別子を含む実施形態１３−２４いずれかの方法。

特定の組み合わせにおいて特徴および要素を上述しているが、各特徴または要素は、単独で、または他の特徴および要素との任意の組み合わせにおいて使用できることが当業者には認識されよう。さらに、本明細書で説明される方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行するためのコンピュータ可読媒体に組み込まれるコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアに実装され得る。コンピュータ可読媒体の例は、（ワイヤードおよび／またはワイヤレス接続を介して送信される）電子信号および／またはコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、限定されるわけではないが、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、およびＣＤ−ＲＯＭディスク、およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含む。ソフトウェアと連動するプロセッサを使用して、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末機、基地局、ＲＮＣ、および／または任意のホストコンピュータで使用するための無線周波数トランシーバを実装することができる。

Claims (20)

1. メッシュネットワークにおける干渉測定のための方法であって、
   集中型ノードにおいて、前記メッシュネットワークのノードからのフィードバックを受信すること、
   前記集中型ノードによって、前記受信したフィードバックに基づいて前記メッシュネットワークの前記ノードをクラスタにパーティションすること、
   前記集中型ノードにおいて、前記メッシュネットワークの少なくとの１つのノードからの干渉測定レポートを受信すること、および
   更新されたクラスタメンバシップの通知を前記メッシュネットワークの１または複数のノードに送信すること
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記集中型ノードは、オペレーションおよびメンテナンス（ＯＡＭ）センターであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記メッシュネットワークの前記ノードをクラスタにパーティションすることは、前記メッシュネットワークの前記ノードを所定の閾値を上回る相互干渉を有するノードの非重複クラスタにパーティションすることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記集中型ノードによって、２つの非重複クラスタにノードを含むエッジクラスタを作成することをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記更新されたクラスタメンバシップの前記通知を前記送信することは、干渉測定フレーム（ＩＭＦ）を介することを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記集中型ノードによって前記クラスタの測定スケジューリングを判定すること、および
   前記集中型ノードによって、クラスタごとの干渉測定フレームを各クラスタが属する前記ノードに送信すること
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記メッシュネットワークの前記ノードは、指向性ビームを使用して通信し、
   前記干渉測定レポートは、以下のうちの少なくとも一つ：干渉レベル、受信ビーム方向、送信ノードの識別子、送信ビームの方向、測定タイムスロット、受信ビーム識別子、および送信ビーム識別子を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. メッシュネットワークにおける干渉測定のための方法であって、
   開始メッシュノードによって、隣接ノードを介した前記メッシュネットワークの地理的情報を取得すること、
   選択された隣接ノードを含む前記地理的情報に基づく初期クラスタをクラスタノードとして形成すること、
   前記クラスタノードに前記初期クラスタを通知すること、
   マルチホップネイバーノードの干渉測定フレーム（ＩＭＦ）スケジューリング情報を前記クラスタノードから受信すること、および
   前記クラスタノードを有する利用可能なＩＭＦスケジューリングを特定し、ネゴシエートすること
   を備えたことを特徴とする方法。
9. 干渉測定レポートを前記クラスタノードから受信すること、
   前記干渉測定レポートに基づいて所定の閾値を上回る干渉を有する隣接ノードを特定すること、
   干渉ネイバーリストに前記特定された隣接ノードを含めること、および
   前記干渉ネイバーリストのノードを用いて干渉クラスタを形成すること
   をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記メッシュネットワークのノードは、指向性ビームを使用して通信し、
    前記干渉測定レポートは、以下のうちの少なくとも一つ：干渉レベル、受信ビーム方向、送信ノードの識別子、送信ビームの方向、測定タイムスロット、受信ビーム識別子、および送信ビーム識別子を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. メッシュネットワークにおける干渉測定を実行するように構成された集中型ノードであって、
    前記メッシュネットワークのノードからのフィードバックを受信するように構成された受信機と、
    前記受信したフィードバックに基づいて前記メッシュネットワークの前記ノードをクラスタにパーティションするように構成されたプロセッサと、
    前記受信機は、前記メッシュネットワークの少なくとの１つのノードからの干渉測定レポートを受信するようにさらに構成され、
    更新されたクラスタメンバシップの通知を前記メッシュネットワークの１または複数のノードに送信するように構成された送信機と
    を備えたことを特徴とする集中型ノード。
12. オペレーションおよびメンテナンス（ＯＡＭ）センターとして構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の集中型ノード。
13. 前記プロセッサは、前記メッシュネットワークの前記ノードを所定の閾値を上回る相互干渉を有するノードの非重複クラスタにパーティションすることにより、前記メッシュネットワークの前記ノードをクラスタにパーティションするように構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の集中型ノード。
14. 前記プロセッサは、２つの非重複クラスタにノードを含むエッジクラスタを作成するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項１３に記載の集中型ノード。
15. 前記送信機は、前記更新されたクラスタメンバシップの前記通知を、干渉測定フレーム（ＩＭＦ）を介して送信するように構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の集中型ノード。
16. 前記プロセッサは、前記クラスタの測定スケジューリングを判定するようにさせに構成され、
    前記送信機は、クラスタごとの干渉測定フレームを各クラスタが属する前記ノードに送信するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の集中型ノード。
17. 前記メッシュネットワークの前記ノードは、指向性ビームを使用して通信し、
    前記干渉測定レポートは、以下のうちの少なくとも一つ：干渉レベル、受信ビーム方向、送信ノードの識別子、送信ビームの方向、測定タイムスロット、受信ビーム識別子、および送信ビーム識別子を含むことを特徴とする請求項１１に記載の集中型ノード。
18. メッシュネットワークにおける干渉測定を実行するように構成された開始メッシュノードであって、
    隣接ノードを介した前記メッシュネットワークの地理的情報を受信するように構成された受信機と、
    選択された隣接ノードを含む前記地理的情報に基づく初期クラスタをクラスタノードとして形成するように構成されたプロセッサと、
    前記クラスタノードに前記初期クラスタの通知を送信するように構成された送信機とを備え、
    前記受信機は、マルチホップネイバーノードの干渉測定フレーム（ＩＭＦ）スケジューリング情報を前記クラスタノードから受信するように構成され、
    前記プロセッサは、前記クラスタノードを有する利用可能なＩＭＦスケジューリングを特定し、ネゴシエートするように構成されたことを特徴とする開始メッシュノード。
19. 前記受信機は、干渉測定レポートを前記クラスタノードから受信するように構成され、
    前記プロセッサは、前記干渉測定レポートに基づいて所定の閾値を上回る干渉を有する隣接ノードを特定するように構成され、
    前記プロセッサは、干渉ネイバーリストに前記特定された隣接ノードを含めるように構成され、
    前記プロセッサは、前記干渉ネイバーリストのノードを用いて干渉クラスタを形成するように構成されたことを特徴とする請求項１８に記載の開始メッシュノード。
20. 前記メッシュネットワークの前記開始メッシュノードおよびノードは、指向性ビームを使用して通信し、
    前記干渉測定レポートは、以下のうちの少なくとも一つ：干渉レベル、受信ビーム方向、送信ノードの識別子、送信ビームの方向、測定タイムスロット、受信ビーム識別子、および送信ビーム識別子を含むことを特徴とする請求項１９に記載の開始メッシュノード。

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