JP2016509818A - 指向送信を用いる長距離のデバイス検出 - Google Patents

Abstract

検出（発見）ビーコンおよび検出ビーコン応答の送信および受信のために、方向性アンテナを使用して、長距離のデバイス検出（発見）について記述する。指向性アンテナを向けることを支援するために全方向の帯域送信についても言及される。個別のスケジューリングビーコンとともに、デバイス検出に必要な情報要素のみを含む検出ビーコンについて記述される。検出ビーコンは、検出範囲を増すためにより堅牢な符号化を含むことができるか、または、信号対雑音比を改善するためにより狭いチャネルを使用して送信され得る。

Description

本発明は、指向送信を用いる長距離のデバイス検出（デバイス発見）のための複数の手順に関する。

本出願は、２０１３年２月７日に出願した米国特許仮出願第６１／７６２，１２７号明細書および２０１３年９月６日に出願した米国特許仮出願第６１／８７４，８００号明細書の利益を主張するものである。

ミリメートル波（ｍｍＷ）周波数帯は、膨大な量のスペクトルを提供する。アメリカ合衆国では、６０ＧＨｚの認可されていないスペクトルが、約７ＧＨｚの範囲を包含しており（この範囲は国によって変わる）、より多くのスペクトルが、潜在的には、認可されているスペクトル、簡易的に認可されている（lightly licensed）スペクトル、または認可されていないスペクトルとして使用可能になる可能性がある。ｍｍＷ用途のためにリンクバジェットを閉じるために、高度に指向性を持つアンテナが必要であり、現実的なものになってきている（たとえば無線ＨＤデバイス）。ｍｍＷ帯域など、より高い周波数は、はるかに大きな空間的な再利用を可能にする可能性を持っている：より低い周波数で減縮され、６ＧＨｚ未満では実際上はあり得ない相乗効果を持っている。さらに、ミリメートル波通信に使用されるより高い利得のアンテナは、より大きな指向性を持ち、これは、意図しない受信機に見られる干渉を低減することができる。ｍｍＷ周波数では、より大きなキャリア帯域幅（ＢＷ）が、比較的低い断片的なＢＷで達成可能である。これは、大量のスペクトルを処理することができる単一の無線ソリューションを可能にすることができる。ｍｍＷ周波数の利用は、また、高度に指向性を持つアンテナの使用によって、および帯域幅と引き替えに電力を手に入れることによって（シャノンの法則）、より低い電力消費につながる可能性がある。

ｍｍＷキャリアは、高い透過損失、高い反射損失、および小さな回析を持つ光に近い性質を持っており、ラインオブサイト（ＬＯＳ）に左右される有効範囲（カバリッジ）につながる。ミリメートル波周波数は、また、６０ＧＨｚ帯に対する高い酸素吸収を含む、多くの伝播の課題（Propagation Challenge）にさらされる。

６０ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準は、その関連付けられた通信距離よりも短いデバイス検出範囲（デバイス発見範囲：device discovery range）のために悩まされている。言い換えると、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄデバイスは、その標準を介して相互に検出（発見：discover）することができる距離よりも長い距離を通じて、その標準を介して通信することができる。この制限されたデバイス検出範囲は、ネットワーク（ステーション（ＳＴＡ）を含む）で新しいノードになることを求めているデバイスが、ビーコン送信をスキャンする準全方向性（および結果的に低い利得の）アンテナパターンのためである。８０２．１１ａｄアクセスポイント（ＡＰ）は、セクタ化された（つまり、方向性のある高利得の）アンテナパターンを用いてビーコンを送信するが、組み合わせられたアンテナ利得（combined antenna gain）は、相互のビーム調整に続くデータ通信の間に使用されるものより小さい。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準の他の制限は、セクタ識別およびタイムスタンプの値のみ異なる、異なる方向において本質的に同じであるビーコンメッセージの送信から結果として生じる。これらのビーコンメッセージの各々は、各ビーコンにおいてすべての関連付けられたＳＴＡに対するチャネル予約スケジュールを含む。この長いメッセージは、ＳＴＡの相対位置にかかわらず、すべてのセクタで繰り返される。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準の別の制限は、この標準におけるすべての通信が、ｍｍＷチャネルに限られるということである。

指向送信（directional transmissions）を用いる長距離のデバイス検出（デバイス発見）のための複数の手順について記述する。これらは、検出ビーコン（発見ビーコン）および検出ビーコン応答の指向受信（directional reception）を含み、指向性アンテナを向けることを支援するために全方向の帯域送信を使用し、個別の検出およびスケジューリングビーコンを使用し、ここで、検出ビーコンは、デバイス検出に必要な情報要素のみを含み、ビーコン受信および応答送信に指向性アンテナを使用する。検出ビーコンは、検出範囲を増すためにより堅牢な符号化を含むことができるか、または信号対雑音比を改善するために、より狭いチャネルを使用して送信され得る。これらの手順は、適切なように、別々または組み合わせて使用され得ることは明白であろう。より詳細には、添付の図面とともに例として提供される、以下の記述から理解できるであろう。

１つまたは複数の開示された実施形態が実装され得る例示的な通信システムを示すシステム図である。 図１Ａに示された通信システム内で使用され得る例示的な無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）を示すシステム図である。 図１Ａに示された通信システム内で使用され得る例示的な無線アクセスネットワークおよび例示的なコアネットワークを示すシステム図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄデバイスの検出手順を示す図である。 ペアになったビーコン送信および応答のスロットを示す図である。 ペアになったビーコン送信および応答のスロットのフレーム構成を示す図である。 ペアではないビーコン送信および応答のスロットを示す図である。 ペアではないビーコン送信および応答のスロットのフレーム構成を示す図である。 可変の応答機ビーム幅検出を使用する、応答機の例示的なビームパターンを示す図である。 可変の応答機ビーム幅検出を使用する、応答機の例示的なビームパターンを示す図である。 可変の応答機ビーム幅検出を使用する、応答機の例示的なビームパターンを示す図である。 可変の応答機ビーム幅検出を使用する、応答機の例示的なビームパターンを示す図である。 ＳＴＡ／応答機の位置情報に基づくビーコン送信フォーカシングを示す図である。 ＳＴＡ／応答機の位置情報に基づくビーコン送信フォーカシングを示す図である。 送信フォーカシングのためのフレーム構成、ビーム構成を示す図である。 送信フォーカシングのためのフレーム構成、ビーム構成を示す図である。 送信フォーカシングのためのフレーム構成、ビーム構成を示す図である。 送信フォーカシングのためのフレーム構成、ビーム構成を示す図である。 送信フォーカシングのためのフレーム構成、ビーム構成を示す図である。 現在の８０２．１１ａｄビーコンならびに提案された検出およびスケジューリングビーコンのコンテンツを示す図である。 現在の８０２．１１ａｄビーコンおよび提案された検出ビーコンのフォーマットを示す図である。 方向性のある網目状ネットワークのデバイス検出手順を示す図である。 デバイス検出のエラー条件を処理するためのメッセージシーケンスを示す図である。 別のデバイス検出のエラー条件を処理するためのメッセージシーケンスを示す図である。 別のデバイス検出のエラー条件を処理するためのメッセージシーケンスを示す図である。 別のデバイス検出のエラー条件を処理するためのメッセージシーケンスを示す図である。 開始するメッシュノードでの例示的なデバイス検出段階を示すフローチャートである。 応答する新しいノードでの例示的なデバイス検出段階を示すフローチャートである。

図１Ａは、１つまたは複数の開示された実施形態が実装され得る例示的な通信システム１００を示す図である。通信システム１００は、複数の無線ユーザに、音声、データ、ビデオ、メッセージング、およびブロードキャストなどのコンテンツを提供する多重アクセスシステムでもよい。通信システム１００は、無線帯域幅を含むシステムリソースの共有を通じて、複数の無線ユーザがそのようなコンテンツにアクセスできるようにすることができる。たとえば、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、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、無線送受信ユニット（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。ただし、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意図することを理解されるであろう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの各々は、無線環境で動作および／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もよい。例を挙げると、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得て、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、固定またはモバイルの加入者ユニット、ポケットベル、携帯電話、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および基地局１１４ｂを含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂの各々は、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、１または複数の通信ネットワークへのアクセスを促進するために、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの少なくとも１つと無線でインターフェースするように構成された任意のタイプのデバイスでもよい。例を挙げると、基地局１１４ａ、１１４ｂは、無線基地局（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）、無線ルータなどでもよい。基地局１１４ａ、１１４ｂは、それぞれ単一の要素として描写されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互に接続された基地局および／またはネットワーク要素を含むことができることを理解されるであろう。

基地局１１４ａは、ＲＡＮ１０４の一部でもよく、これは、また、基地局制御装置（ＢＳＣ）、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）、中継ノードなど、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）と呼ばれ得る、特定の地理的な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。たとえば、基地局１１４ａに関連付けられたセルは、３つのセクタに分割され得る。したがって、一実施形態では、基地局１１４ａは、３つの送受信機、つまり、セルの各セクタに１つを含むことができる。別の実施形態では、基地局１１４ａは、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）技術を用いることができるため、セルの各セクタに対して複数の送受信機を利用することができる。

基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の適切な無線通信リンク（たとえば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光線、ｍｍＷ周波数など）でもよいエアインターフェース１１６を通じて、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１または複数と通信することができる。エアインターフェース１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立され得る。

より具体的には、上記のように、通信システム１００は、多重アクセスシステムでもよく、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなど、１または複数のチャネルアクセス方式を用いることができる。たとえば、ＲＡＮ１０４の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装することができ、これは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を使用してエアインターフェース１１６を確立することができる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／またはＥｖｏｌｖｅｄ 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。

別の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、進化型ＵＭＴＳ陸上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ：Evolved UMTS Terrestrial Radio Access）などの無線技術を実装することができ、これは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／またはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインターフェース１１６を確立することができる。

他の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（つまり、ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ−ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ−２０００：Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ ２０００）、暫定標準９５（ＩＳ−９５）、暫定標準８５６（ＩＳ−８５６）、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ズ（ＧＳＭ（登録商標））、ＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実装することができる。

図１Ａの基地局１１４ｂは、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もよく、たとえば、事業所、自宅、車両、キャンパスなど局所的な領域において無線接続を促進するために任意の適切なＲＡＴを利用することができる。一実施形態では、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）を確立するためにＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実装することができる。別の実施形態では、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）を確立するためにＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実装することができる。さらに他の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ピコセルまたはフェムトセルを確立するために、セルラー方式のＲＡＴ（たとえば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を利用することができる。図１Ａに示されたように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接接続を持つことができる。したがって、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６を介してインターネット１１０にアクセスすることを要求されない場合がある。

ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６と通信することができ、これは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１または複数に、音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）のサービスを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もよい。たとえば、コアネットワーク１０６は、呼制御、請求サービス、移動体の位置ベースのサービス、前払い式の電話、インターネット接続、ビデオ配布などを提供するか、かつ／またはユーザ認証などハイレベルなセキュリティ機能を実行することができる。図１Ａには示されていないが、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ＲＡＮと直接的または間接的に通信できることを理解されるであろう。たとえば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用できるＲＡＮ１０４に接続されるのに加えて、コアネットワーク１０６は、また、ＧＳＭ無線技術を用いる別のＲＡＮ（図示せず）と通信することができる。

コアネットワーク１０６は、また、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に、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、および１０２ｄのゲートウェイとして機能することができる。ＰＳＴＮ１０８は、基本電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回線交換電話ネットワーク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の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、共通の通信プロトコルを使用する相互に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世界的な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／または運用される有線または無線の通信ネットワークを含むことができる。たとえば、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つまたは複数の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のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、および１０２ｄの一部またはすべては、マルチモード機能を含むことができる。つまり、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線リンクを通じて異なる無線ネットワークと通信するために複数の送受信機を含むことができる。たとえば、図１Ａに示されたＷＴＲＵ１０２ｃは、基地局１１４ａ（セルラー方式の無線技術を用いることができる）、および基地局１１４ｂ（ＩＥＥＥ８０２無線技術を用いることができる）と通信する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に示されるように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、送受信機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、取り外しができないメモリ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、および他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態に従いながら、前述の要素の下位の組み合わせを含むことができることを理解されるであろう。

プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、特殊用途向けプロセッサ、従来のプロセッサ、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コアとともに用いる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）、書き替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、その他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態遷移機械などでもよい。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境で動作することを可能にする任意の他の機能を実行することができる。プロセッサ１１８は、送信／受信要素１２２に結合され得る、送受信機１２０に結合され得る。図１Ｂでは、プロセッサ１１８および送受信機１２０を個別のコンポーネントとして描写しているが、プロセッサ１１８および送受信機１２０は、電子パッケージまたはチップに統合され得ることを理解されるであろう。

送信／受信要素１２２は、エアインターフェース１１６を通じて基地局（たとえば基地局１１４ａ）との間で、信号を送信または信号を受信するように構成され得る。たとえば、一実施形態では、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もよい。別の実施形態では、たとえば、送信／受信要素１２２は、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／検出器でもよい。さらに別の実施形態では、送信／受信要素１２２は、ＲＦおよび光信号の両方を送信および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を理解されるであろう。

さらに、送信／受信要素１２２は、単一の要素として図１Ｂに描写されているが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送信／受信要素１２２を含むことができる。より具体的には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を用いることができる。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６を通じて無線信号を送信および受信するために、２つ以上の送信／受信要素１２２（たとえば複数のアンテナ）を含むことができる。

送受信機１２０は、送信／受信要素１２２によって送信される信号を変調し、送信／受信要素１２２によって受信される信号を復調するように構成され得る。上記のように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード機能を持つことができる。したがって、送受信機１２０は、たとえば、ＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１など、複数のＲＡＴを通じてＷＴＲＵ１０２が通信することを可能にするために複数の送受信機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（たとえば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイ装置または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ装置）に結合され得て、ユーザ入力データを受信することができる。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ができる。さらに、プロセッサ１１８は、取り外しができないメモリ１０６および／またはリムーバブルメモリ１３２など、任意のタイプの適切なメモリの情報にアクセスし、データを格納することができる。取り外しができないメモリ１０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意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、加入者識別モジュール（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。他の実施形態では、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、ＷＴＲＵ１０２に物理的に配置されていないメモリの情報にアクセスし、データを格納することができる。

プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、ＷＴＲＵ１０２の他のコンポーネントに電力を分配および／または制御するように構成され得る。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力を供給するための任意の適切なデバイスでもよい。たとえば、電源１３４は、１または複数の乾電池（たとえば、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、ＷＴＲＵ１０２の現在の位置に関して位置情報（たとえば経度および緯度）を提供するように構成され得る、ＧＰＳチップセット１３６に結合され得る。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、またはその代わりに、ＷＴＲＵ１０２は、基地局（たとえば基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインターフェース１１６を通じて位置情報を受信、かつ／または２つ以上の近くの基地局から受信される信号のタイミングに基づいてその位置を決定することができる。ＷＴＲＵ１０２は、一実施形態に従いながら、任意の適切な位置決定方法を手段として位置情報を取得できることを理解されるであろう。

プロセッサ１１８は、追加の特徴、機能、および／または有線もしくは無線の接続を提供する、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、他の周辺装置１３８にさらに結合され得る。たとえば、周辺装置１３８は、加速度計、イーコンパス、衛星の送受信機、（写真またはビデオの）デジタルカメラ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビの送受信機、ハンド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、デジタル音楽プレイヤー、メディアプレイヤー、ビデオゲームプレイヤーモジュール、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、一実施形態によるＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。ＲＡＮ１０４は、エアインターフェース１１６を通じて、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃと通信するために、ＩＥＥＥ８０２．１６無線技術を用いるアクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）の場合がある。詳しくは下述されるように、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ＲＡＮ１０４、およびコアネットワーク１０６の異なる機能エンティティの間の通信リンクは、基準点として規定され得る。

図１Ｃに図示されるように、ＲＡＮ１０４は、基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、およびＡＳＮゲートウェイ１４２を含むことができるが、ＲＡＮ１０４は、実施形態に従いながら任意の数の基地局およびＡＳＮゲートウェイを含むことができることを理解されるであろう。基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃはそれぞれ、ＲＡＮ１０４の特定のセル（図示せず）に関連付けられている場合があり、それぞれ、エアインターフェース１１６を通じて、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するために１または複数の送受信機を含むことができる。一実施形態では、基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装することができる。したがって、基地局１４０ａは、たとえば、ＷＴＲＵ１０２ａとの間で無線信号を送信し、無線信号を受信するために、複数のアンテナを使用することができる。基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、また、ハンドオフトリガリング、トンネル確立、無線リソース管理、トラフィック分類、サービスの品質（ＱｏＳ）ポリシー施工など、移動性管理機能を提供することができる。ＡＳＮゲートウェイ１４２は、トラフィック集合ポイントとして機能することができ、ページング、加入者プロファイルのキャッシュ、コアネットワーク１０６へのルーティングなどを担当する場合がある。

ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＲＡＮ１０４の間のエアインターフェース１１６は、ＩＥＥＥ８０２．１６仕様を実装するＲ１基準点として規定され得る。さらに、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの各々は、コアネットワーク１０６との論理インターフェース（図示せず）を確立することができる。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとコアネットワーク１０６の間の論理インターフェースは、Ｒ２基準点として規定され得て、これは、認証、承認、ＩＰホスト構成管理、および／または移動性管理に使用され得る。

基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃの各々の間の通信リンクは、基地局間のＷＴＲＵハンドオーバおよびデータ転送を促進するためのプロトコルを含むＲ８基準点として規定され得る。基地局１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃとＡＳＮゲートウェイ２１５の間の通信リンクは、Ｒ６基準点として規定され得る。Ｒ６基準点は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１００ｃの各々に関連付けられた移動性イベントに基づいて移動性管理を促進するためのプロトコルを含むことができる。

図１Ｃに示すように、ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６に接続され得る。ＲＡＮ１０４とコアネットワーク１０６の間の通信リンクは、たとえば、データ転送および移動性管理の能力を促進するためのプロトコルを含むＲ３基準点として規定され得る。コアネットワーク１０６は、モバイルＩＰホームエージェント（ＭＩＰ−ＨＡ）１４４、認証、認可、課金（ＡＡＡ）サーバ１４６、およびゲートウェイ１４８を含むことができる。前述の要素の各々は、コアネットワーク１０６の一部として描写されているが、これらの要素の任意の１つは、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または操作され得ることを理解されるだろう。

ＭＩＰ−ＨＡは、ＩＰアドレス管理を担当することができ、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが、異なるＡＳＮおよび／または異なるコアネットワークの間を動き回ることを可能にすることができる。ＭＩＰ−ＨＡ１４４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと、ＩＰ対応デバイスとの間の通信を促進するために、インターネット１１０など、パケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。ＡＡＡサーバ１４６は、ユーザ認証およびユーザサービスのサポートを担当することができる。ゲートウェイ１４８は、他のネットワークとの網間接続を促進することができる。たとえば、ゲートウェイ１４８は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと、従来の陸線通信デバイスとの間の通信を促進するために、ＰＳＴＮ１０８など、回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。さらに、ゲートウェイ１４８は、他のサービスプロバイダによって所有および／または操作される他の有線または無線のネットワークを含む、ネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる。

図１Ｃには示されていないが、ＲＡＮ１０４は、他のＡＳＮに接続され得て、コアネットワーク１０６は、他のコアネットワークに接続され得ることを理解されるであろう。ＲＡＮ１０４および他のＡＳＮの間の通信リンクは、Ｒ４基準点として規定され得て、これは、ＲＡＮ１０４と他のＡＳＮとの間でＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの移動性を調整するためのプロトコルを含むことができる。コアネットワーク１０６と他のコアネットワークとの間の通信リンクは、Ｒ５参照として規定され得て、これは、ホームコアネットワークと訪問されたコアネットワークとの間の網間接続を促進するためのプロトコルを含むことができる。

他のネットワーク１１２は、ＩＥＥＥ８０２．１１に基づく無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）１６０にさらに接続され得る。ＷＬＡＮ１６０は、アクセスルータ１６５を含むことができる。アクセスルータは、ゲートウェイ機能を含むことができる。アクセスルータ１６５は、複数のアクセスポイント（ＡＰ）１７０ａ、１７０ｂと通信している場合がある。アクセスルータ１６５とＡＰ１７０ａ、１７０ｂとの間の通信は、有線イーサネット（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．３標準）、または任意のタイプの無線通信プロトコルを介する場合がある。ＡＰ１７０ａは、ＷＴＲＵ１０２ｄとのエアインターフェースを通じて無線通信をしている。

本明細書では、指向送信(directional transmission)を使用する長距離のデバイス検出（デバイス発見）のための複数の例示的な手順について記述されている。これらは、検出ビーコン（発見ビーコン）および検出ビーコン応答（発見ビーコン応答）の指向受信、全方向の帯域送信により支援される指向受信、デバイス検出（デバイス発見）に必要な情報要素のみを含む低減されたサイズ検出ビーコン、および指向性アンテナを使用するビーコン受信および応答送信を含む。他の手順は、検出範囲（発見範囲）を広げるためにより堅牢に検出ビーコンを符号化することと、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するために検出ビーコンを送信するためにより狭いチャネルを使用することとを含む。これらの手順は、適切なように、別々または組み合わせて使用され得ることは明白であろう。さらに、これらの技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準に関して本明細書に説明されているが、それらが広く適用可能であり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ準拠デバイスとの使用に制限されていないことを理解されるであろう。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに基づくデバイスでは、セクタ化された（つまり、方向性のある）アンテナパターンを使用して、イニシエータがビーコンを送信した後にデバイス検出（デバイス発見）が発生し、ここで、ビーコンは準全方向性（準無指向性）アンテナパターンを使用して、応答機（レスポンダ：responder）によって受信され、セクタ化されたアンテナパターンを使用して、応答機（レスポンダ）による応答送信が続き、ここで、応答は、準全方向性アンテナパターンを使用して、イニシエータによって受信される。次いで、通信は、送信と受信の両方にセクタ化されたアンテナパターンを使用することを続行する。

検出シーケンスの間に使用されるアンテナパターンの組み合わせられた利得は、次の通信の間に使用されるアンテナパターンの組み合わせられたアンテナ利得よりも低いので、現在のＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ通信のデバイス検出範囲（発見範囲：discovery range）は、通信範囲(communication range)よりも小さい。

図２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄデバイス検出（デバイス発見）の手順を示している。

この実例では、開始するノード(initiating Node)は、指向性アンテナを使用して、ビームパターンで検出ビーコン（発見ビーコン）を送信する無線ＡＰ２００である。本開示の全体にわたって、ＡＰは、検出目的のための開始するノード(initiating Node)の実例として頻繁に使用される。しかし、所与の実例で使用されるイニシエータのタイプにかかわらず、本明細書に記述された技術およびデバイスとともに、他のタイプのイニシエータを使用され得ることを理解されるであろう。

最初にステージ１ ２０５を参照すると、ビームパターン２ａ〜２ｅに示されているように、ＡＰ２００は、セクタ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ、および２２０ｅの各々をカバーする連続的な指向性ビームを介してビーコンを送信する。ビームパターン２ａ〜２ｅに示されているように、応答するノードＳＴＡ２１０は、準全方向（omnidirectional:準無指向性）のパターン２３０を使用して、検出ビーコンをスキャンする。本開示の全体にわたってＳＴＡは、検出(discovery)目的のために応答するノードの実例として頻繁に使用されるが、他のタイプのノードが使用され得ることを理解されるであろう。ビームパターン２ａ〜２ｅに図示されているように、準全方向のパターン２３０の受信範囲は、指向性ビーム２２０ａ〜２２０ｅの送信範囲未満である。

ここでステージ２ ２１５を参照すると、ＡＰ２００からビーコンを受信すると、ＳＴＡ２１０は、指向性アンテナを使用して、ビームパターンで検出ビーコン応答を送信する。ＳＴＡ２１０は、ビームパターン２ｆ〜２ｊに示されているように、セクタ２５０ｆ、２５０ｇ、２５０ｈ、２５０ｉ、および２５０ｊの各々をカバーする連続的な（一連の）指向性ビームを介して応答を送信する。

ＡＰノード２００は、ビームパターン２ｆ〜２ｊに示されているように、準全方向のパターン２４０を使用して、検出ビーコン応答をスキャンする。ビームパターン２ｆ〜２ｊに図示されているように、準全方向のパターン２４０の受信範囲は、指向性ビーム２５０ｆ〜２５０ｊの送信範囲未満である。

本明細書にさらに説明されているように、検出範囲（発見範囲：discovery range）は、新しいノードがビーコン送信を指向的にスキャンする場合、開始するノード（initiating Node）がビーコン応答を指向的にスキャンする場合、または両方の場合に増加され得る。

指向受信を使用して、増加された検出範囲を達成するための例示的な手法は、ペアになったビーコン送信および応答スロットを使用することと、ペアでないビーコン送信および応答スロットを使用することと、以下にさらに記述されるような可変の方向性の応答機受信ビーム幅を使用することとを含む。

図３は、ビーコン応答スロットが直ちにビーコン送信スロットに続く、ＡＰに対する送信および受信のスロット構成を示している。このようにペアになったビーコン送信および応答スロットを使用して、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン送信間隔の間に複数の方向でのビーコン送信を繰り返す。これには、ビーコン応答受信間隔において等しい数の応答スロットが続き、その間に、ＡＰは、同じビームパターンを通じて切り替わり、ビーコンを受信した可能性がある任意の新しいノードからのビーコン応答を指向的に(directionally:指向性を持って)スキャンする。

この実例では、ビーコン間隔（beacon interval）３３０は、ビーコン期間(beacon period)３０５およびデータ期間(data period)３２０を含む。ビーコン期間３０５は、ビーコン送信期間３００とビーコン応答受信期間３１０に分割される。

ビーコン送信期間３００の間に、ＡＰ／イニシエータは、Ｍ個のビーコンスロット（図示せず）で指向性ビーコン送信を繰り返し、それぞれが異なる方向をカバーしている。ビーコン応答受信期間３１０の間に、ＡＰ／イニシエータは、Ｍ個のビーコンスロットの各方向をそれぞれカバーする、Ｍ個のビーコン応答スロット（図示せず）の各々でビーコンに対する応答をスキャンする。その後、ＡＰ／イニシエータは、データ期間３２０の間にデータまたは他のメッセージを送信および／または受信することを続行することができ、これは、この実例ではビーコン間隔３３０の残りに対して継続する。次いで、ＡＰ／イニシエータは、別のビーコン間隔３３０’の間に、別のビーコン送信期間３００’、応答受信期間３１０’、およびデータ期間３２０’に入る。このシーケンスは、１つのビーコン間隔の期間に繰り返す。

図４は、ペアになったビーコン送信および応答スロットの例示的なフレーム構成を示している。

図３に関して記述されたように、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン送信期間３００の間にＭ個のスロットでビーコン送信を繰り返し、それぞれが送信のために異なる方向をカバーする異なる指向性アンテナビームパターン（ビーム）を使用する。ビーコン応答受信期間３１０の間に、ＡＰ／イニシエータは、Ｍ個のスロットの各々において、ビーコンに対する応答をスキャンし、それぞれが受信のために異なる方向をカバーする指向性アンテナビームパターンを使用する。ビーコン応答受信期間３１０の間に受信に使用されたビームの順序は、ビーコン送信期間３００の間に送信に使用されたビームの順序と同じである。応答受信期間３１０の間に、肯定応答期間３４０が、任意の受信されたビーコン応答の肯定応答を送信するために提供され、その後ＡＰ／イニシエータは、ビーコン間隔３３０の残りに対して、データ期間３２０の間にデータまたは他のメッセージを送信および／または受信することを続行することができる。

この実例では、受信期間３１０の間にＡＰ／イニシエータによってビーコン応答が受信されなかったので、肯定応答は、肯定応答期間３４０の間にＡＰ／イニシエータによって送信されない。肯定応答期間３４０は、ビーコン応答期間３１０の一部として示されているが、ビーコン応答が受信されていない場合、肯定応答期間３４０は、他の目的に使用され得る、および／またはデータ期間３２０に結合され得る。

ＡＰ／イニシエータから独立して、ステーション（ＳＴＡ）／応答機（レスポンダ）は、スキャン間隔４００の間に特定の受信方向のビーコンをスキャンする。このとき、ＡＰ／イニシエータおよびＳＴＡ／応答機は同期されない。ＳＴＡ／応答機は、その受信ビームを異なる方向に切り替える前に、ビーコン方向スキャン間隔（ＢＤＳＩ：Beacon Directional Scan Interval）の間に、特定の受信方向にとどまる。

ＢＤＳＩの長さは、以下のように規定される。

ビーコン方向スキャン間隔＝（ビーコン間隔）＊（ビーコンスロット繰り返し数）＋（ビーコンスロット期間）
ここでは、ビーコンスロット繰り返し数は、すべてのサポートされた方向をカバーするビーコン送信サイクルを完了するのに必要なビーコン間隔の数であり、ビーコンスロット期間は、特定のアンテナ構成を使用して、１つのビーコン送信に必要な時間である。

ＢＤＳＩは、イニシエータと応答機との間の最初の同期の欠如に対処するために、（ビーコン間隔）＊（ビーコンスロット繰り返し数）に加えてビーコンスロット期間を含む。応答機は、各スキャン方向にビーコン反復を超えた余分なビーコンスロット期間の間にスキャンするので、ビーコンスロット内のスキャン方向切り替えによるビーコン受信の失敗が回避され得る。これは、応答機が最初のフレーム同期なしで検出されることを可能にする。応答機は、ＢＤＳＩごとに受信方向を切り替えるので、応答機は、理想的な条件下で、および特定の組み合わせられた送信および受信アンテナ利得に対する範囲内の場合、Ｋ＊（ビーコン方向スキャン間隔）期間にビーコンを確実に受信し、ここで、Ｋは、応答機によって使用される受信ビームの数である。

図４の例において、ＳＴＡ／応答機は、特定の方向にビーコンをスキャンし、この場合、スキャン間隔４００の間に、ビーム８として指定されたそのビームを使用する。スキャン間隔４００は、１つのＢＤＳＩに等しい。ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔４００の間にビーム８でビーコンを受信せず、次のスキャン間隔４１０の間にビーム９でビーコンをスキャンすることに進む。この実例では、ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔４１０の間のビーム９をスキャンする間に、ＡＰ／イニシエータからビーコンを受信する。この受信されたビーコンは、そのスロット３の間にＡＰ／イニシエータによって送信され、スロット３の間に送信されたとしてビーコンを識別する情報（ビーコンを送信するためにＡＰ／イニシエータによって使用されるタイムスロットまたはビームの識別など）は、ビーコンでＳＴＡ／応答機に提供され得る。

ビーコン応答受信期間３１０’の間に、ＡＰ／イニシエータは、Ｍ個のスロットの各々で、ビーコンに対する応答をスキャンする。ビーコン応答は、ＡＰ／イニシエータが、それがビーコン応答を受信することができる方向にスキャンしているとき、つまりＳＴＡ／応答機に向けて十分に指向されたビームパターンで、スロット３の間にＳＴＡ／応答機から受信される。

ＡＰ／イニシエータは、受信期間３１０’の間に残りのスロットをスキャンし続けることができ、一部の実装では、それらのスロット（図示せず）の間に他の応答機から追加の応答を受信することができる。

各ビーコンは、次のビーコン応答時期の開始に関する情報を含むことができる。この場合、ＳＴＡ／応答機がビーコンを正常に受信した場合、それは、ビーコンによって提供されたように、ＡＰ／イニシエータの次のビーコン応答期間の開始時間に、その現在の方向性のあるスキャンを打ち切る。次いで、応答機は、正常なビーコン受信に使用されたビームを使用してビーコン応答を繰り返し送る。応答機は、応答をＭ回繰り返し、これらの送信は、イニシエータで受信スロットと同期される。上記のように、このスロット同期は、受信されたビーコンの情報により達成される。

図４の例において、ＳＴＡ／応答機は、ビーコン送信期間３００’のスロット３の間にＡＰ／イニシエータによって送信されたビーコンを受信する。ビーコンは、ビーコン応答期間３１０’の開始時間に関する情報を含む。ビーコン応答期間３１０’の開始時間に、ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔４１０を打ち切り（ビーコン応答期間３１０’の開始時間がスキャン間隔４１０の終了と一致しないかぎり。その場合、打ち切りは不要である）、ビーコンが受信された方向にアンテナビームを使用して、ＡＰ／イニシエータにビーコン応答をＭ回送り、それはこの場合、方向「９」（つまり、ビーム９）である。

一部の実装では、ＳＴＡ／応答機は、受信されたビーコンでビーム識別情報を受信することができ、ビーム識別情報に基づいて、イニシエータがビーコン応答をスキャンするために同じビームを使用するときのみ、ビーコン応答を送る。

応答機は、ビーコン応答をスキャンするためにイニシエータが同じビームを使用するときを予測することができる。図４の実例のように、ＡＰ／イニシエータの送信および受信のビームが、ビーコン期間内の方向の同じシーケンスに従う実装では、ＳＴＡ／応答機は、受信されたビーコンのビーム（つまり方向）識別子に単に基づいて、特定の方向にイニシエータが受信しているときを予測することができ、その時間にのみ送信することができる。

ＳＴＡ／応答機は、ＡＰ／イニシエータに対するその応答でビーコンが正常に受信されたＡＰ／イニシエータビームの識別を含むことができる。この応答は、応答機に見られる最良のビームについてイニシエータに通知する。さらに、イニシエータは、ビーコン応答が正常に受信されるスロットに基づいて、応答機と通信する最良のビームを暗黙的に学習することができる。暗黙的および／または明示的なフィードバックから、イニシエータは、送信および受信のビームにおけるエラーを推定することができる。たとえば、ＡＰ／イニシエータにおける送信および受信のビームの不一致のために、応答機は、ＡＰ／イニシエータビーム９を介してビーコン送信機に対応するものとして、最も高い受信された信号強度を測定する場合があるが、ＳＴＡ／応答機からの応答がＡＰ／イニシエータによって受信された場合、最も高い受信された信号強度は、受信ビーム１０に対応することが可能である。暗黙的および明示的なフィードバックの組み合わせを使用することは、ＡＰ／イニシエータが、同じＳＴＡ／応答機に対して異なる送信および受信のビームを使用するか、または何らかの基準に基づいて単一の最適なビームを選択するかを可能にする。次に、イニシエータは、応答機に肯定応答を送るために、受信されたビーコン応答から学習された最良のビームを使用し、正常な検出を信号送信することができる。

ビーコン受信期間３１０’の間にビーコン応答を受信したら、ＡＰ／イニシエータは、肯定応答期間３４０’の間にＳＴＡ／応答機に肯定応答を送る。肯定応答は、それが応答を受信したビームを使用して指向的に送られ、これは、この場合、スロット３、つまりビーム３の間に使用されるアンテナビームパターンである。同時に、ＳＴＡ／応答機は、それがビーコン応答を送信した方向に肯定応答を指向的にスキャンし、これは、この場合、ビーム９である。

その後、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン間隔３３０’の残りに対して、データ期間３２０’の間にデータまたは他のメッセージを送信および／または受信することを続行することができ、ＡＰビーム３およびＳＴＡビーム９を使用するＳＴＡ／応答機との方向性の通信を含む。

別の手法（図示せず）では、応答機は、応答する前にすべての受信ビームを使用して、完全なスキャンサイクルを完了することができる。これは図４の手法と対照をなし、ここで、応答機は、ビーコンのその第１の受信に続いて第１のビーコン応答期間に、そのスキャンサイクルを打ち切る。応答する前にすべての受信ビームを使用して完全なスキャンサイクルを完了することは、応答機が、第１の受信されたビーコンが受信されたビームに対応しない場合がある、可能な最良のビームを使用して応答することを可能にする。イニシエータは、これらの手順のどれをそれが必要とするかを指定することができ、ビーコンで必要な手順を信号送信することができる。

このように最良の受信されたビーコン送信の方向にビーコン応答を送信することは、イニシエータと応答機との間の全体的な最良のビームのペアで収束するために、優れたビームトレーニングのためのより効率的な開始点を提供することができる。

別の可能な実装では、ビーコン応答スロットは、図３および図４に関して記述されたようにビーコン送信スロットに直ちに続かず、それどころかペアではなく、中間のデータ期間と交互に起こる。

図５は、イニシエータＡＰに対する送信および受信のスロット構成を示し、ここで、ビーコン送信および応答のスロットはペアではない。

この実例では、ビーコン間隔５３０は、ビーコン期間５０５およびデータ期間５２０を含む。

ビーコン期間５０５の間に、ＡＰ／イニシエータは、Ｍ個のビーコンスロット（図示せず）で指向性ビーコン送信を繰り返し、それぞれが異なる方向をカバーしている。その後、ＡＰ／イニシエータは、この実例では、ビーコン間隔５３０の残りに対して継続する、データ期間５２０の間にデータまたは他のメッセージを送信および／または受信することを続行することができる。次いで、ＡＰ／イニシエータは、別のビーコン間隔５３０’の間に、別のビーコン期間５０５’およびデータ期間５２０’に入る。このシーケンスは、ビーコン応答受信期間が発生することがスケジュールされるまで、１つのビーコン間隔の期間でＫ回繰り返す。この実例では、Ｋ＝３、すなわち、スケジュールされたビーコン応答受信期間の前に、３つのビーコン間隔５２０、５２０’、および５２０”がある。

ビーコン応答受信期間５５０の間に、ＡＰ／イニシエータは、Ｍ個のビーコンスロットの各方向をそれぞれカバーする、Ｍ個のビーコン応答スロット（図示せず）の各々でビーコンに対する応答をスキャンする。その後、ＡＰ／イニシエータは、この実例では、ビーコン間隔５７０の残りに対して継続する、データ期間５６０の間にデータまたは他のメッセージを送信および／または受信することを続行することができる。このシーケンスは、１つのビーコン間隔の期間でＫ回まで繰り返すことができる（つまり、この実例では最大３回）。この実例では、それぞれスケジュールされたビーコン応答受信期間５５０、５５０’を持つ２つのビーコン間隔５７０、５７０’がある。

ビーコン間隔５７０’の終わりに、ビーコン間隔の全体的なシーケンスが再び始まる。この全体的な定期的なシーケンスの長さは、スーパービーコン間隔５８０と呼ばれ得る。

図６は、ペアでないビーコン送信および応答スロットの例示的なフレーム構成を示している。

図５に関して記述されたように、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン送信期間５０５の間にＭ個のスロットでビーコン送信を繰り返し、それぞれが異なる方向をカバーしている。その後、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン間隔５３０の残りに対して、データ期間５２０の間にデータまたは他のメッセージを送信および／または受信することを続行することができる。次いで、ＡＰ／イニシエータは、別のビーコン間隔５３０’の間に、別のビーコン期間５０５’およびデータ期間５２０’に入る。このシーケンスは、ビーコン応答受信期間が発生することがスケジュールされるまで、１つのビーコン間隔の期間でＫ回（この実例ではＫ＝３）繰り返す。

ＡＰ／イニシエータから独立して、ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔６００の間に特定の受信方向にビーコンをスキャンする。この時点で、ＡＰ／イニシエータおよびＳＴＡ／応答機は同期されない。ＳＴＡ／応答機は、その受信方向を異なるビームに切り替える前に、（上に規定されるようなＢＤＳＩの長さに等しい）スキャン間隔６００の間、特定の受信方向にとどまる。

図６の例において、ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔６００の間にビーム８でビーコンをスキャンする。ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔４００の間にビーム８の方向にビーコンを受信せず、次のスキャン間隔６１０の間にビーム９でビーコンをスキャンすることに進む。

スキャン間隔６１０の間に、ＳＴＡ／応答機は、そのビーコン送信期間５０５’の間にＡＰ／イニシエータによって送信されたビーコンを受信する。ビーコンは、それが送信された方向に関係する情報（ビーム識別番号「３」など）およびＡＰ／イニシエータがビーコン応答期間に入ることがスケジュールされているときを識別するスケジュールを含む。

ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔６１０の残りの間にビーム９でビーコンをスキャンし続け、ビーコン応答を直ちに送信しない。スキャン間隔６１０が終了した後、ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔６２０の間にビーム１０で、次いで、スキャン間隔６３０の間にビーム１１でビーコンをスキャンし始める。

図６の例において、ＡＰ／イニシエータは、ＳＴＡ／応答機のスキャン間隔６３０の間に、ビーコン応答間隔５５０に入るようにスケジュールされる。受信されたビーコンでＳＴＡ／応答機がこのスケジュールを査定されたので、ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔６３０およびビーム１１のそのスキャンを打ち切り、ＡＰ／イニシエータにビーコン応答を送信し始める。

ビーム９でビーコンが受信されたので、ＳＴＡ／応答機は、ビーム９でビーコンを送信する。一部の実装では、ＳＴＡ／応答機が、ＡＰ／イニシエータのビーコン応答間隔５５０の開始前に、２つ以上の方向（つまり２つ以上のビーム、図示せず）からビーコンを受信していた場合、それは、それが最高品質のビーコン送信（図示せず）を受信した方向にビームを使用して、ビーコン応答を送信するであろう。

ペアでないビーコン送信および応答スロットを使用して、イニシエータは、図３および図４に示したペアである送信および応答スロットと比較して、所与の時間期間においてより多くのビーコンを送ることができる。これは、所与のビーコン間隔の全体的なビーコン期間がビーコン送信に使用されるからであり、そのビーコン間隔に対してビーコン応答受信期間は省略される。これは、ビーコン応答期間が発生することがスケジュールされるまで、１または複数のビーコン間隔に対して発生する場合がある。ビーコン応答期間のスケジュールは、送信されたビーコンに含まれ得て、そこから、応答機は、スロット同期を達成するために、イニシエータにそれらの応答を送るときを学習する。

連続的なビーコン応答期間の間の各ビーコン送信期間では、イニシエータは、同じシーケンスのビーコン送信方向を繰り返す。方向のこの同じ順序は、以下のビーコン応答期間に応答スキャンに使用される。このシーケンスは、複数のビーコン応答期間の中で分離され得て、ビーコン送信と同じ順序に従うことを注意されたい。

ペアでないビーコン送信および応答スロットを使用する実装では、応答機は、理想的な条件の下で、および適切なイニシエータ／ＡＰの検出範囲内にある場合、２＊Ｋ＊（ビーコン方向スキャン間隔）の期間内に正常なビーコン応答を受信する。ここで、Ｋは、応答機での受信方向の数を示している。

検出遅延は、ビーコンの区域をスキャンするために応答機によって使用される受信ビームの数に比例する。区域をスキャンするためにより少数のより幅の広いビームを使用することによって、デバイス検出は迅速になるが、ブロードビームのために最大検出範囲は悪化する。他方では、同じ区域をスキャンするためにより多数のナロービームを使用することで検出範囲が増すが、検出遅延という犠牲がある。

しかしながら、可変の応答機受信帯域幅を使用することによって、より短い範囲により大きな検出時間を生じさせることなく、検出範囲を増やされ得る。

可変の応答機受信帯域幅を使用することで、応答機は、相当に広いビーム（つまりＫの小さな値）で始まる。限定する場合には、Ｋは１に等しい場合があり、全方向または擬似の全方向性アンテナパターンに対応する。本明細書で使用する場合、擬似の全方向または準全方向性アンテナパターンは、全方向に、または最も広い到達可能なビームで送信または受信するように構成された指向性アンテナを表しており、これらの用語は、本明細書において区別なく使用され得る。準全方向性アンテナパターンは、最も広い到達可能なビーム幅を用いる方向性のあるマルチギガビット（ＤＭＧ：directional multi-gigabit）アンテナ運転モードを含むことができる。ビーコンを受信せずに、すべてのＫ個のビームのスキャンサイクルを完了した後、応答機は、ビーム幅を減らし、より多数の受信方向で（つまり、より大きなＫの値）、別のスキャンサイクルを始める。応答機は、ビーコンが受信されない各完全なスキャンサイクルの後に、そのビーム幅を進行的に減少させる。

より狭いビームの増加した数のために、各連続的なスキャンサイクルは、完了するのにより長い時間がかかるが、検出範囲は増加する。これは、それがイニシエータに近い場合、応答機が迅速に検出されることを可能にする一方、それがイニシエータから遠い場合、検出はより長い時間がかかる。さらに、これは旧来の（legacy）８０２．１１ａｄデバイスが単一の受信アンテナパターンを使用して普通に動作することを可能にする。

図７Ａ〜図７Ｄは、徐々により細かくなり、一方でより多数の受信ビームの例示的なシーケンスを用いる、可変の応答機ビーム幅検出を使用する例示的な応答機７００を示している。

図７Ａでは、Ｋ＝１であり、全方向または準全方向の受信パターン７１０の限定する場合に等しい。この実例では、ＡＰ／イニシエータビーコンが受信されていない場合、応答機は、図７Ｂの受信パターンに進む。

図７Ｂでは、Ｋ＝４である。ここでは、範囲（レンジ）は、より狭いビーム７２０の使用によって増加される。しかしながら、より狭いビーム７２０がより小さなスキャン角度をカバーするので、図７Ａの受信パターンによって１つのスキャン間隔でカバーされるのと同じ領域をカバーするのに４つのビーコンスキャン間隔が必要である。したがって、範囲内のイニシエータに対する最大の検出遅延（発見遅延）は、比例して増加される。４つのビーコンスキャン間隔内にＡＰ／イニシエータビーコンが受信されない場合、応答機は、図７Ｃの受信パターンに進む。

図７Ｃでは、Ｋ＝８である。ここでは、さらに狭いビーム７３０の使用によって、範囲（レンジ）はさらに増加される。しかしながら、より狭いビームが図７Ａおよび図７Ｂのビーム７２０および７１０よりも小さなスキャン角度をカバーするので、図７Ａのパターンを使用して１つのビーコンスキャン間隔または図７Ｂのパターンを使用して４つのビーコンスキャン間隔でカバーされるのと同じ領域をカバーするのに８つのビーコンスキャン間隔が必要である。したがって、範囲（レンジ）内のイニシエータに対する最大検出遅延は、比例して増加される。ＡＰ／イニシエータビーコンが４つのビーコンスキャン間隔内に受信されていない場合、応答機は、図７Ｄの受信パターンに進む。

図７Ｄは、さらにいっそう増加した範囲（レンジ）およびさらにより狭いビームパターン７４０を持つアンテナパターンを示しており、Ｋ＝１６である。検出範囲（発見範囲）および遅延はそれぞれ、図７Ｃのパターンからこのパターンに進むことによって、それに応じて増加される。

特定のアンテナパターン、スキャンされた区域、Ｋに対する値、および可変の応答機ビーム幅の進行は、望まれるように遅延および範囲を最適化するために変動させられ得ることを理解されるであろう。

各ビーコン期間は、次の３つのメッセージタイプを含むことができる：イニシエータによって送信されたビーコン（つまり、ビーコン送信メッセージ）、応答するノードによって送信されたビーコン応答（つまりビーコン応答メッセージ）、およびイニシエータによって送信され得るビーコン応答肯定応答（ＡＣＫ：beacon response acknowledgement）。これらのメッセージの一部またはすべては、本明細書に記述された技術を促進するために、望ましいように修正され得る。

そのようなメッセージは、デバイス検出関連の情報を運ぶことができる。たとえば、ビーコン送信メッセージは、以下のフィールドを含むことができる。

セクタ／スロットＩＤ：現在のビーコン送信に対するスロット数またはセクタＩＤ。このカウンタは、各ビーコン期間の最初にリセットされる。

最大セクタ：現在の送信シーケンスでビーコンを送信するノードが送信することができるビーム（またはスロット）の総数。

ビーコン応答オフセット：ビーコン間隔の倍数で、イニシエータがビーコン応答をリスンする次のビーコン応答期間までの時間を示す。ゼロの値は、ビーコン応答期間が、現在のビーコン送信シーケンスに直ちに続くことができることを示す場合がある。

ビーコン応答メッセージは、以下のフィールドを含むことができる：
Ｔｘセクタ／スロットＩＤ：現在のビーコン応答送信に対するスロット数またはセクタＩＤ。

イニシエータセクタ／スロットＩＤエコー：ビーコンメッセージで受信されたセクタ／スロットＩＤのエコー。

ＲＳＳＩ：受信されたビーコンメッセージの電力。

ビーコン応答肯定応答（ＡＣＫ）メッセージは、以下のフィールドを含むことができる：
応答機のセクタ／スロットＩＤエコー：ビーコン応答メッセージで応答機によって報告されたセクタ／スロットＩＤのエコー。

指向性ビーコン受信および応答受信手順を可能にするために、８０２．１１ａｄ媒体アクセス管理エンティティ（ＭＬＭＥ）サービスアクセスポイント（ＳＡＰ）インターフェースプリミティブに修正を行うことができることを注意されたい。たとえば、ＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｒｅｑｕｅｓｔは、ＳＴＡが加入することを選択することができる潜在的な基本サービスセット（ＢＳＳ）に関する調査を要求するプリミティブである。このプリミティブは、加入され得る他のＢＳＳがあるかどうかをＳＴＡが決定するために、ステーション管理エンティティ（ＳＭＥ）によって生成される。指向性ビーコン受信および応答受信で使用される例示的なＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｒｅｑｕｅｓｔプリミティブパラメータは、以下を含むことができる：
ＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｒｅｑｕｅｓｔ（
ＢＳＳＴｙｐｅ、
ＢＳＳＩＤ、
ＳＳＩＤ、
ＳｃａｎＴｙｐｅ、
ＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ、
ＣｈａｎｎｅｌＬｉｓｔ、
ＭｉｎＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅ、
ＭａｘＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅ、
Ｒｅｑｕｅｓｔｌｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、
ＳＳＩＤ Ｌｉｓｔ、
ＣｈａｎｎｅｌＵｓａｇｅ、
ＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋＴｙｐｅ、
ＨＥＳＳＩＤ、
ＭｅｓｈＩＤ、
ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＭｏｄｅ、
ＳｃａｎＤｉｒｅｃｔｉｏｎｓ、
ＶｅｎｄｏｒＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｆｏ）
この修正されたＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｒｅｑｕｅｓｔプリミティブは、表１に示された特性を持つ場合がある新しいパラメータ「ＳｃａｎＤｉｒｅｃｔｉｏｎｓ」を含む：

修正され得る別のプリミティブは、ＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｃｏｎｆｉｒｍであり、これは、ＳＴＡの動作環境を確認するためにＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｒｅｑｕｅｓｔプリミティブに応じてＭＬＭＥによって生成され得る。ＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｃｏｎｆｉｒｍプリミティブは、スキャンプロセスによって検出されたＢＳＳのセットの記述を返す。

指向性ビーコン受信および応答受信で使用される例示的なＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｃｏｎｆｉｒｍプリミティブパラメータは、以下を含むことができる：
ＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｃｏｎｆｉｒｍ（
ＢＳＳＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＳｅｔ、
ＢＳＳＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＦｒｏｍＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＰｉｌｏｔＳｅｔ、
ＲｅｓｕｌｔＣｏｄｅ、
ＲｅｃｅｉｖｅＳｅｃｔｏｒｌＤ、
ＶｅｎｄｏｒＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｆｏ）
この修正されたＭＬＭＥ−ＳＣＡＮ．ｒｅｑｕｅｓｔプリミティブは、表２に示された特性を持つことができる新しいパラメータ「ＲｅｃｅｉｖｅＳｅｃｔｏｒｌＤ」を含む。

長距離の方向性のある帯域（ＤＢａｎｄ）デバイス検出を支援するために、一部の実装では全方向の（ＯＢａｎｄ）帯域メッセージが使用され得て、ＯＢａｎｄ支援の複数のモードが本明細書に記述されている。

ＯＢａｎｄは、この場合、たとえば、２４ＧＨｚ、５ＧＨｚ、テレビ用ホワイトスペース帯域、サブ１ＧＨｚ帯など、全方向の通信を可能にするライセンス免除された周波数帯を表しているが、一部の用途では、全方向の通信を可能にする認可された周波数帯が使用され得る。

以下の実例では、ＳＴＡ／応答機がＯＢａｎｄで通信を始めると想定されており、これは、イニシエータとのＯＢａｎｄ関連付け（アソシエーション）または単に関連付け（アソシエーション）前のビーコン受信を含むことができる。

デバイス検出のための全方向の帯域支援は、イニシエータ位置情報、応答機位置情報、および／またはビームトレーニングを提供するために、ＯＢａｎｄを使用することを含むことができる。

イニシエータ位置情報を提供するためにＯＢａｎｄ通信を使用して、イニシエータは、ＯＢａｎｄビーコンメッセージの一部として、（ＧＰＳ、Ａｄｖａｎｃｅｄ ＧＰＳ（ＡＧＰＳ）、または他の手段を介して取得された）その正確な位置情報をブロードキャストする。応答機は、ＯＢａｎｄで動作を始め、ＤＢａｎｄ動作もサポートするＡＰ／イニシエータからＯＢａｎｄビーコンをスキャンする。本明細書で使用される場合、ＤＢａｎｄは、様々な方向性のある検出ビーコン、ビーコン応答、および本明細書に記述された応答の肯定応答技術を含む。応答機がＡＰ／イニシエータの位置を含むＤＢａｎｄ対応のＡＰ／イニシエータからＯＢａｎｄビーコンを受信する場合、応答機は、応答機に比べて、ＡＰが配置されている方向を推定するために、それ自身の位置についての知識とともにその情報を使用する。次いで、応答機は、優れた受信ビームを用いて、ＡＰの方向にＤＢａｎｄビーコンをスキャンする。

イニシエータによってＯＢａｎｄを介して提供されるこのイニシエータ情報は、より広いビームまたはより多数のナロービームを使用してすべての方向をスキャンする代わりに特定の方向に向けられた少数のナロービームを使用して、応答機がイニシエータからのＤＢａｎｄビーコン送信をスキャンすることを可能にする。これは、検出範囲を増加させる、および／または検出遅延を減少させるという長所を持つことができる。

応答機の位置情報を提供するためにＯＢａｎｄを使用して、応答機は、ＯＢａｎｄで動作を始め、ＤＢａｎｄ対応のデバイスからＯＢａｎｄビーコンをスキャンする。応答機は、ＤＢａｎｄ対応のイニシエータにＯＢａｎｄを介して、（ＧＰＳ、ＡＧＰＳ、または他の手段から取得された）それ自身の正確な位置を送る。ＯＢａｎｄを介してＳＴＡ／応答機の位置を受信すると、ＡＰ／イニシエータは、ＳＴＡ／応答機がＡＰ／イニシエータに関連して配置された方向を推定するために、それ自身の位置についての正確な知識とともに、その情報を使用する。次に、ＡＰ／イニシエータは、次のＤＢａｎｄビーコン送信期間に、そのＤＢａｎｄビーコン送信シーケンスを変更し、ＳＴＡ／応答機の推定された方向にナロービームを使用して、ＤＢａｎｄビーコンを送信する。このナロービームビーコン送信は、ＳＴＡ／応答機が、そのＤＢａｎｄ受信方向を通じて循環することによってＤＢａｎｄビーコンをスキャンする間、決定された数のビーコン送信期間の間に繰り返される。

ＡＰ／イニシエータは、また、ＯＢａｎｄメッセージを介してＳＴＡ／応答機にその位置を送ることができるため、ＳＴＡ／応答機は、また、ビーコン送信をスキャンするために狭い受信ビームを使用することができる。変更されたビーコン送信シーケンスのビームパターンは、図８Ａおよび図８Ｂに示されている。

図８Ａは、ＡＰ／イニシエータ８００による５つの広ビームのＤＢａｎｄビーコン送信８１０、８２０、８３０、８４０、８５０を示しており、ＡＰ／イニシエータ８００からのすべての方向をカバーしている。図８Ａでは、ＡＰ／イニシエータ８００は、ＤＢａｎｄ対応のＳＴＡ／応答機が配置されている方向についての知識を持っていない。

図８Ｂは、５つの狭ビームのＤＢａｎｄビーコン送信８１０’、８２０’、８３０’８４０’、８５０’を示しており、ＡＰ８００からの可能な合計スキャン方向のすべて未満をカバーしている。図８Ｂでは、ＡＰ／イニシエータ８００は、ＤＢａｎｄ対応のＳＴＡ／応答機の位置を含むＯＢａｎｄメッセージ（図示せず）を受信し、そこから、それは、ＳＴＡ／応答機が配置されている相対方向を計算することができる。ＳＴＡ／応答機の位置についてのこの知識を使用して、ＡＰ／イニシエータ８００は、ビーコン送信８１０’、８２０’、８３０’、８４０’、８５０’に、より狭いビームを使用する。これらのより狭いビームは、ビーコン送信８１０、８２０、８３０、８４０、８５０（図８Ａに図示）に使用されるワイドビームの範囲８６０より大きな範囲８７０を持つ。

ＳＴＡ／応答機は、また、ＯＢａｎｄメッセージを介して、すべての観察されたＯＢａｎｄビーコンの測定された信号強度を含むレポートをＤＢａｎｄ対応のＡＰ／イニシエータに送ることができる。これは、ＡＰが、履歴情報を使用して、ＳＴＡ／応答機の位置を推定するのを支援する。次いで、ＡＰ／イニシエータは、記述されたようにフォーカスされたビーコンを送信することができる。

ＯＢａｎｄは、また、ビームトレーニングフィードバックを提供するために使用され得る。たとえば、それがＤＢａｎｄビーコンを受信した方向を示すために、ＳＴＡ／応答機は、ＯＢａｎｄメッセージを使用することができる。このフィードバックに基づいて、ＡＰ／イニシエータは、次のＤＢａｎｄビーコン応答に対してそれらの方向のみをスキャンすることができる。これは、応答のために少数の方向のみをスキャンしている間に、ＡＰ／イニシエータが、ビーコン送信のためにより優れた送信ビームを使用することを可能にする。この手順は、検出範囲を増加させ、検出遅延を減少させるという長所を持つことができる。

通常、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン応答のためにすべての送信方向でスキャンすることが要求される場合がある。しかしながら、ＯＢａｎｄフィードバックを使用することによって、ＡＰ／イニシエータは、送信方向のサブセットをスキャンすることができる。

図９Ａ〜図９Ｅは、この手順の例示的なフレーム構成およびビームを示している。

ＡＰは、複数のビーコン送信期間の間に分離されたＮ個の方向にビーコンを送信し、それぞれがＭ回の反復を含む。図９Ｂは、第１の「スーパーセクタ」９２０を示しており、これを通じて、ビーコン間隔９３０のビーコン送信期間９１０の間に、Ｍ個のビーコン送信が１〜Ｍの方向に送信される。図９Ｃは、第２の「スーパーセクタ」９２０’を示しており、これを通じて、Ｍ個のビーコン送信は、ビーコン間隔９３０’のビーコン送信期間９１０’の間に、Ｍ＋１〜２Ｍの方向に送信される。図９Ｄは、第３の「スーパーセクタ」を９２０”示しており、これを通じて、Ｍ個のビーコン送信は、２Ｍ＋１〜Ｎ（この場合、Ｎ＝３Ｍ）の方向に送信される。

ＤＢａｎｄビーコン送信から独立して、ＡＰは、指向性ビーコン（図示せず）の受信された１または複数を持つＳＴＡ／応答機からＯＢａｎｄメッセージを受信することができる。ＯＢａｎｄメッセージは、ＳＴＡ／応答機の位置に関する情報を含むことができ、ＡＰ／イニシエータに関連してＳＴＡ／応答機が配置されている方向を計算するために、ＡＰ／イニシエータによって使用され得る。

図９Ｅは、ビーコン間隔９６０のビーコン応答期間９５０の間にビーコン応答をスキャンするために使用される狭い受信ビームを示している。ここでは、ＡＰは、ＤＢａｎｄ対応のＳＴＡ／応答機がビーコンを受信した方向についての知識を使用する。これは、検出範囲を増加させるという長所を持つことができる。

方向性のある検出を促進するために分岐された検出およびスケジューリングビーコンも使用され得ることが注目される。

現在、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄで指定されているビーコンは、次の３つの目的を果たす：デバイス検出、ネットワーク同期、およびスケジュール分布。関連するＳＴＡの数が大きい場合、ビーコンのスケジュール要素はかなり大きい場合がある。さらに、ビーコンは複数の方向に繰り返されるので、ビーコン送信は、完了するのに時間がかかる場合がある。さらに、すべての方向ですべてのＳＴＡの送信スケジュールを繰り返すことは冗長である。したがって、ビーコンは、検出ビーコンおよびスケジューリングビーコンと呼ばれ得る、２つ部分に分割され得る。

検出ビーコンは、デバイス検出を可能にするための情報を含むことができ、すべてのサポートされている方向に定期的に送信される。スケジューリングビーコンは、関連付けられたＳＴＡに別々に送られ得て、各々は、そのＳＴＡに対する個々のスケジュールのみを提供する。

検出ビーコンコンテンツは、デバイス検出にとって不可欠な要素に制限され得る。たとえば、残りの情報（個々のチャネル予約スケジュールを含む）は、スケジューリングビーコンを使用して、既にＡＰを関連付けられているＳＴＡに別々に送られ得る。

図１０は、現在のＩＥＥＥ８０２．１１ａｄビーコン１０００のコンテンツ、ならびに検出ビーコン１０１０およびスケジューリングビーコン１０２０の提案されたコンテンツを示している。

より短い検出ビーコン１０１０は、ＳＮＲを増加させるためにビーコン１０００よりも狭いチャネルで送信され得る。あるいは、より短い検出ビーコン１０１０は、ビーコン１０００よりも堅牢に符号化され得て、これはより長い範囲をもたらすことができる。検出ビーコン１０１０の軽減されたペイロードのために、検出ビーコン１０１０は、同じ送信時間を維持しながら、オリジナルビーコン１０００より堅牢に符号化され得る。これはデバイス検出範囲を増加させることができる。

図１１は、オリジナルのＩＥＥＥ８０２．１１ａｄビーコン１０００（図１０に図示）のメッセージコンテンツ１１００の分布および検出ビーコン１０１０（図１０に図示）のメッセージコンテンツ１１１０の分布を示している。メッセージコンテンツ１１００は、プリアンブル１１２０、ヘッダ１１３０、およびビーコンフレームコンテンツ１１４０を含む。メッセージコンテンツ１１１０は、プリアンブル１１５０、ヘッダ１１６０、およびビーコンフレームコンテンツ１１７０を含む。

プリアンブル１１２０およびヘッダ１１３０は、それぞれプリアンブル１１５０および１１６０と同じ長さの場合がある。しかしながら、ビーコンフレームコンテンツ１１７０は、ビーコンフレームコンテンツ１１４０よりも少ない情報を含んでいるので、ビーコンフレーム１０１０（図１０に図示）の送信時間のバランスは、たとえば、反復符号化方式で、ビーコンフレームコンテンツ１１７０を繰り返すために使用され得る。しかし、図１１は検出ビーコンコンテンツの反復符号化を示しているが、送信時間の残りを使用して、他のコーディングオプションも用いられ得る。

さらに、ＡＰ／イニシエータは、遅延のためにデバイス検出範囲を犠牲にするために、異なるビーコン間隔でビーコンに対して可変の符号化利得を使用することができる。たとえば、小さな符号化利得を持つビーコン間隔のより高い割合、およびより大きな符号化利得を持つビーコン間隔のより低い割合がスーパーサイクルで使用され得る。

より大きな符号化利得で符号化されたビーコンは、より長い送信期間を必要とし、ビーコン間隔ごとにビーコン送信期間が修正されるので、大きな符号化利得で符号化されたビーコンは、すべてのサポートされている方向をカバーするために複数のビーコン間隔を通じて分散され得る。したがって、スーパーサイクルでは、小さな符号化利得を持つビーコンは、より大きな符号化利得を持つものよりも特定の方向により頻繁に繰り返される。

可変のビーコン符号化利得を介するデバイス検出範囲のそのような時間変動は、高密度のＡＰ展開で役に立つ場合がある。平均では、ＳＴＡ／応答機は、より遠いアクセスポイント（ＡＰ）／イニシエータからのものより早く、より近いＡＰ／イニシエータからビーコンを受信し、最初により近いＡＰ／イニシエータとの関連付け（アソシエーション）またはビームトレーニングステップを開始する。次いで、ＳＴＡ／応答機は、さらに遠くに配置されているＡＰ／イニシエータからビーコンを受信するために、より長い期間の間、スキャンすることができ、セカンダリリンクを確立するために、それらの１または複数との関連付け（アソシエーション）に向けてさらなるステップを開始することができる。これらのセカンダリリンクは、ＡＰ／イニシエータへのプライマリリンクがブロックされているか、そうでなければ失われた場合に使用され得る。

さらに、現在の８０２．１１ａｄビーコンと比較して、検出ビーコンのペイロードが軽減されるので、検出ビーコンは、主なデータチャネルより狭いチャネルで送信され得る。この結果として、信号対雑音比（ＳＮＲ）が増加する可能性があり、これは検出範囲を増加させる可能性がある。

検出ビーコンを送信するためにより狭いチャネルが使用される場合、ＳＴＡ／応答機は、この検出チャネルで検出ビーコンを最初にスキャンすることができる。検出チャネルは、主なデータチャネルに関連して帯域内または帯域外のいずれでもよい。

長距離のデバイス検出手順は、方向性のあるメッシュアーキテクチャで使用され得る。ここでは、図４に関して記述された手順と同様に、ＡＰは、ビーコン送信間隔（ＢＴＩ）の間に複数の方向にビーコンを順次に送信する。この後に、等しい数の応答スロットが続き、その間に、ＡＰは、同じビームパターンを切り替え、ビーコンを受信した新しいノードからのビーコン応答をスキャンする。ＡＰは、異なる方向をカバーするＭ個のスロットでビーコンを送信する。新しいノードは、特定の受信方向にビーコンをスキャンし、その受信ビームを切り替える前に、ビーコン方向スキャン間隔（本明細書に規定されるＢＤＳＩ）に対する受信方向にとどまる。

応答機は、ビーコン方向スキャン間隔ごとに受信方向を切り替えるので、特定の組み合わせられた送信および受信アンテナ利得に対して適切なＡＰ／イニシエータの範囲内にある場合、理想的な条件の下で、ここでＫは応答機または新しいノードによって使用される受信ビームの数である場合、応答機は、Ｋ＊（ビーコン方向スキャン間隔）期間にビーコンを確実に受信する。

新しいノードは、ビーコン方向スキャン間隔値を最初に知らない場合がある。したがって、それは、ビーコンスロット繰り返し数＝１のときに取得される、ＢＤＳＩに対して最も小さな値でビーコンをスキャンし始める場合がある。ＡＰを検出せずに、このドエルタイム値を用いて完全な方向性のあるスキャンを完了すると、それは、ビーコンスロット繰り返し数を２に増加させ、すべての方向をすべて再スキャンするなどできる。ビーコンを受信せずに、ビーコンスロット繰り返し数に対する適度に大きな値に到達すると、新しいノードは、別のチャネルに切り替えることができ、使用可能な場合は、方向性のあるスキャン手順を繰り返す。

例示的な実装では、１つのビーコン期間に収容され得るスキャン方向の数は、２２である。約１０°のブロードサイドビーム幅を持つ６４要素のパッチアレイアンテナに対して、単一の仰角に対する方位において、＋／−４５°の範囲をカバーするために７本のビームで十分である。したがって、４本のそのようなアンテナからの２８個のビームが完全な３６０°の有効範囲（カバリッジ）を提供することができる。上記の式に基づいて、新しいノードとＡＰの両方に各々６４の要素を持つ同一のアンテナを想定すると、仰角ごとの完全な方向性のあるスキャンは、約２８秒を必要とする。したがって、これは述べられた想定に対する最大のデバイス検出遅延である。しかしながら、新しいノードによって検出された第１のＡＰによって支援情報が提供される場合、より短いデバイス検出遅延が結果として生じる場合がある。このノードは、プライマリノードと呼ばれ得る。支援情報は、たとえば、ＡＰまたは他のノードの位置情報を含むことができ、プライマリノードによって示されたように、新しいノードが、他のＡＰが見つかることが期待される方向にそのスキャンを制限するようにできる場合がある。

応答機がビーコンを正常に受信した場合、それは、ビーコン応答期間の開始に対する示された時間に、その現在の方向性のあるスキャンを打ち切る。次いで、応答機は、ビーコンメッセージを送信するために使用される送信機セクタに関連付けられているビーコン応答間隔スロットでビーコン応答を送る。イニシエータおよび応答機は、最初はフレーム同期を欠き、これは、ビーコンが応答機／新しいノードによって受信されたときに達成されることに注意されたい。

このデバイス検出手順の一例は、図１２に示されている。ここでは、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン送信期間１２００の間にＭ個のスロットのビーコン送信を繰り返し、それぞれが、送信のために異なる方向をカバーする異なる指向性アンテナビームパターン（ビーム）を使用する。ビーコン応答受信期間１２１０の間に、ＡＰ／イニシエータは、Ｍ個のスロットの各々において、ビーコンに対する応答をスキャンし、それぞれが、受信のために異なる方向をカバーする指向性アンテナビームパターンを使用する。ビーコン応答受信期間１２１０の間に受信に使用されたビームの順序は、ビーコン送信期間１２００の間に送信に使用されたビームの順序と同じである。応答受信期間１２１０の間に、肯定応答期間１２４０が、任意の受信されたビーコン応答の肯定応答を送信するために提供され、その後、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン間隔１２３０の残りに対して、データ期間１２２０の間にデータまたは他のメッセージを送信および／または受信することを続行することができる。

この実例では、受信期間１２１０の間にＡＰ／イニシエータによってビーコン応答が受信されなかったので、肯定応答は、肯定応答期間１２４０の間にＡＰ／イニシエータによって送信されない。肯定応答期間１２４０は、ビーコン応答期間１２１０の一部として示されているが、ビーコン応答が受信されていない場合、肯定応答期間１２４０は、他の目的に使用され得る、および／またはデータ期間１２２０に結合され得る。

ＡＰ／イニシエータから独立して、ステーション（ＳＴＡ）／応答機は、スキャン間隔１２８０の間に特定の受信方向のビーコンをスキャンする。このとき、ＡＰ／イニシエータおよびＳＴＡ／応答機は同期されない。ＳＴＡ／応答機は、その受信ビームを異なる方向に切り替える前に、ビーコン方向スキャン間隔（ＢＤＳＩ）の間に、特定の受信方向にとどまる。

ＳＴＡ／応答機は、特定の方向にビーコンをスキャンし、この場合、スキャン間隔１２８０の間に、ビーム８として指定されたそのビームを使用する。スキャン間隔１２８０は、１つのＢＤＳＩに等しい。ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔１２８０の間にビーム８でビーコンを受信せず、次のスキャン間隔１２９０の間にビーム９でビーコンをスキャンすることに進む。この実例では、ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔１２９０の間のビーム９をスキャンする間に、ＡＰ／イニシエータからビーコンを受信する。

受信されたビーコンは、そのスロット３の間にＡＰ／イニシエータによって送信され、スロット３の間に送信されたとしてビーコンを識別する情報（ビーコンを送信するためにＡＰ／イニシエータによって使用されるタイムスロットまたはビームの識別など）は、ビーコンでＳＴＡ／応答機に提供され得る。

この実例では、ビーコンは、ビーコン応答期間１２１０’の開始時間に関する情報を含む。ビーコン応答期間１２１０’の開始時間に、ＳＴＡ／応答機は、スキャン間隔１２９０を打ち切り（ビーコン応答期間３１０’の開始時間がスキャン間隔１２９０の終了と一致しないかぎり。その場合、打ち切りは不必要である）、ビーコンが受信された方向にアンテナビームを使用して、ＡＰ／イニシエータにビーコン応答をＭ回送り、それはこの場合、方向「９」（つまり、ビーム９）である。

一方、ビーコン応答受信期間１２１０’の間に、ＡＰ／イニシエータは、Ｍ個のスロットの各々において、ビーコンに対する応答をスキャンする。

ビーコン応答は、ＡＰ／イニシエータが、それがビーコン応答を受信することができる方向にスキャンしているとき、つまりＳＴＡ／応答機に向けて十分に指向されたビームパターンで、スロット３の間にＳＴＡ／応答機から受信される。

ＡＰ／イニシエータは、受信期間１２１０’の間に残りのスロットをスキャンし続けることができ、一部の実装では、それらのスロット（図示せず）の間に他の応答機から追加の応答を受信することができる。

ビーコン受信期間１２１０’の間にビーコン応答を受信したら、ＡＰ／イニシエータは、肯定応答期間１２４０’の間にＳＴＡ／応答機に肯定応答を送る。肯定応答は、それが応答を受信したビームを使用して指向的に送られ、これは、この場合、スロット３、つまりビーム３の間に使用されるアンテナビームパターンである。同時に、ＳＴＡ／応答機は、それがビーコン応答を送信した方向に肯定応答を指向的にスキャンし、これは、この場合、ビーム９である。

その後、ＡＰ／イニシエータは、ビーコン間隔１２３０’の残りに対して、データ期間１２２０’の間にデータまたは他のメッセージを送信および／または受信することを続行することができ、ＡＰビーム３およびＳＴＡビーム９を使用して、ＳＴＡ／応答機との方向性の通信を含む。

新しいノードがすべての可能性のある方向のスキャンを完了すると、構成に依存して、ノードは、使用可能なネットワークを検出するために、別の使用可能なチャネルで方向性のあるスキャンを継続することができる。ＡＰが検出されるまで、新しいノードはスキャン段階にとどまる。

各ビーコン期間は、３つのビーコンメッセージタイプを含む。第１のメッセージは、ビーコン送信期間（ＢＴＩ）に送信されるビーコンであり、接続されているノードから送信される（Ａ→Ｂ）（つまり、ビーコン送信メッセージ）。次いで、ビーコン応答受信期間（ＢＲＩ）の応答メッセージは、応答するノードから接続されているノードに送信され得る（Ｂ→Ａ）（つまりビーコン応答メッセージ）。最後に、ビーコン応答肯定応答（ＡＣＫ）は、接続されているノードから応答するノードに送信され得る（Ａ→Ｂ）。メッセージは、以下のように情報を伝えることができる。

ビーコン送信メッセージは、以下のフィールドを含むことができる：
ネットワークＩＤ：オペレータＩＤを含む完全または部分的なネットワークＩＤ。新しいノードは、ＰＬＭＮ選択およびフィルタリングに、これを使用することができる。

ノードＩＤ：ネットワーク内でビーコンを送信するノードのＩＤ。

セクタＩＤ：送信されているビームのＩＤ。ＢＴＩ内で一意だが、ＢＴＩの間で一意ではない。

最大セクタ：スイープ範囲を通じてカバリッジ（coverage）を提供するために、ビーコンを送信するノードが送信できるセクタ（またはビーム）の総数。

タイムスタンプ：約６４チップ分解能（chip resolution）への送信されたメッセージの完全または部分的な時間情報。メッセージを交換するノード間のエア伝播時間を測定するために使用される。

ビーコン応答オフセット：次の利用可能なＢＲＩを示し、その間に、ＡＰは、新しいノードのビーコン応答をリスンすることができる。現在のＢＴＩに直ちに続くＢＲＩは、新しいノード応答受信に利用可能でない場合がある。その理由は、それは、以前は別の新しいノードとの関連付け（アソシエーション）手順または干渉測定のために予約されていた場合があるからである。

ＢＲＩ使用コード：次のＢＲＩの目的を示している。有効なコードは、以下を示す値を含む：新しいノードビーコン応答（デフォルト）、干渉測定、他の新しいノード関連付け（アソシエーション）などに利用可能。

Ｔｘ電力情報：ビーコン送信に使用される送信電力。

制御スロット：制御期間ごとの制御スロットの数。

ＦＣＳ：フレームチェックＣＲＣシーケンス。

ビーコン応答メッセージは、以下のフィールドを含むことができる：
新しいノードＩＤ：応答するノードのＭＡＣアドレス。ネットワークは、そのデータベースのノード能力、およびノードが許可され得るかどうかをチェックする。

ＡＰ ＩＤエコー：ビーコンを送信するノードのＩＤは、送信するノードおよび受信するノードが相互に識別したかどうかをチェックするためにエコーバックされる。

タイムスタンプエコー：エア伝播時間が計算され得るように、ノードのタイムスタンプを送信するビーコンはエコーバックされる。

ゲートウェイ表示（Indication）：ゲートウェイノードが別のゲートウェイノードに直接的に接続するのを防ぐことが意図される。

追加の能力（capability）クラス情報：ＡＰ ＩＤから学べない構成された能力。

ＲＳＳＩ：受信されたビーコンフレームの電力。

デルタＲｘ利得：Ｒｘ利得とマックスＲｘ利得の間の差。

ＦＣＳ：フレームチェックＣＲＣシーケンス。

ビーコン応答肯定応答メッセージ（ＡＣＫ）は、以下のフィールドを含むことができる：
ＲｘノードＩＤエコー：相互のノードＩＤを保証するためにエコーバックされた受信するノードのＭＡＣアドレス。

４８ビットアドレスから２４ビットへのハッシュ：適切なハッシュ関数を介して生成される。

ノードＩＤ：応答するノードは、このネットワークに対するノードＩＤを与えられる。０というノードＩＤは、ノードがネットワークに受け入れられていないことを意味する。ノードＩＤが０でない値を持つ場合のみ、ＦＣＳ以外は、以下のメッセージフィールドが有効である：
時間調整(Time Adjust)：このネットワークノードに送信する場合に適用するべきオフセット。

スケジュール：このネットワークノードへのリンクで新しいノードが最初にリスンできる制御スロットの指標（インジケータ）。

チャネル：最初のスケジュールメッセージ交換で使用されるチャネルを示すために使用される。

制御メッセージに対する電力調整：ビーコン応答メッセージに関する次の制御メッセージ送信のための電力調整。

構成メッセージ：システム情報および新しいノード構成データ（たとえば、チャネル品質インデックス（ＣＱＩ）表の定義）。

ゴレイシーケンスインジケータ(Golay sequence indicator)：ＧａおよびＧｂのシーケンスに使用するためのゴレイシーケンスのセットを指定する。ゴレイシーケンスインジケータは、このリンクでその次の送信のために、新しいノードがどのセットを使用できるかを示している。

ＦＣＳ：フレームチェック巡回冗長検査（ＣＲＣ）シーケンス。

デバイス検出エラー条件は、ビーコン応答肯定応答が新しいノードによって受信されていない場合、複数の同時のビーコン送信が衝突なしで発生した場合、および複数の同時のビーコン送信が衝突ありで発生した場合に発生する場合がある。

第１のケースが発生するのは、ＡＰからビーコンを受信したときに、新しいノードがビーコン応答メッセージを送るが、次いで、引き替えにビーコン応答肯定応答（Beacon response acknowledgement）を受信しない場合である。新しいノードは、失敗の原因を学習するために、次のビーコン送信間隔まで待つことができる。

新しいノードは、２つの理由の１つのために肯定応答（Acknowledgement）を受信していない場合がある。

図１３は、第１の可能な理由を示すメッセージシーケンス図であり、ここで、ＡＰは、送信されたビーコン応答メッセージを受信しない。この場合、ＡＰ１３００は、新しいノード１３２０にビーコン１３１０を送信する。新しいノード１３２０は、ＡＰ１３００にビーコン応答１３３０を送信するが、ＡＰ１３００は、新しいノード１３２０からビーコン応答メッセージ１３３０を受信していない場合がある。この場合、ＡＰ１３００は、次のＢＴＩにビーコンメッセージ１３４０でＢＲＩ使用コードフィールドの値を０に設定し、それがビーコン応答に利用可能であることを示す。ビーコン１３４０を受信すると、以前にビーコン応答１３３０を送信した新しいノードは、この使用コードから、そのビーコン応答１３３０がＡＰ１３００によって正しく受信されなかったと理解し、異なる送信アンテナパターンを使用して、ＢＲＩの間に、現在のビーコン期間にビーコン応答１３５０を再送信する。

図１４は、第２の可能性のある理由を示すメッセージシーケンス図であり、ここで、新しいノードは、ＡＰから送信されたＡＣＫを受信しない。この場合、ＡＰ１４００は、新しいノード１４２０によって受信されるビーコン１４１０を送信する。新しいノード１４２０は、ＡＰ１４００にビーコン応答を送信し、これは、新しいノード１４００からビーコン応答を受信する。次いで、ＡＰはビーコン応答肯定応答（ＡＣＫ）メッセージ１４４０を送信するが、ＡＣＫメッセージは、新しいノード１４２０によって正しく受信されない。この場合、新しいノード１４２０は、以前のように同じ送信アンテナパターンを使用して、ＢＲＩの間に、現在のビーコン期間においてビーコン応答１４５０を再送信する。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、検出手順(Discovery procedure)が、衝突なしで同じＢＲＩに応答する２つのノードを含む第２のケースを示すメッセージシーケンス図である。

このケースが発生する可能性があるのは、複数の新しいノード１５００、１５１０が、ＢＴＩ１５３０の間に共通のＡＰ１５２０の方向に指示されたそれらの受信アンテナパターンを持ち、それぞれがＡＰ１５２０からビーコン１５５０、１５６０を受信する場合である。

次いで、新しいノード１５００、１５１０の各々は、以下のＢＲＩ１５４０の間にビーコン応答１５７０、１５８０を送信することができる。

複数の同時のビーコン応答送信１５７０、１５８０は衝突なしで発生する。その理由は、新しいノード１５００、１５１０が、ＡＰ１５２０に関して異なる方向にあり、その結果として、衝突せずにＢＲＩ１５４０の間に異なるスロットで応答するためである。

しかし、単一のビーコン応答肯定応答（ＢＲＡ）メッセージスロット１５９０のみがあるので、ＡＰ１５２０は、現在のビーコン期間２０００にそれらの１つのみに応答することができる。したがって、ＡＰ１５２０は、新しいノード１５００の方向に指向的に送信することによって、新しいノードの１つ、この場合、新しいノード１５００にＢＲＡメッセージ２０１０を送る。次いでデータ送信２０１５は、ＡＰ１５２０と新しいノード１５００の間で開始する。

これもまたビーコン応答１５８０を送信した、他の新しいノード１５１０は、ＢＲＡメッセージ２０１０を受信せず（または異なるノードを宛先とするものとそれを識別し）、検出失敗の原因を学習するために、次のビーコン期間２０２０まで待たなければならない。

ビーコン期間２０２０に、ＢＴＩ２０３０の間に、ＡＰ１５２０は、送信されたビーコンに対してＢＲＩ使用コードフィールド（図示せず）を１に設定し、新しいノード１５１０によって受信されたビーコン２０４０を含む。これは新しいノード１５１０（および他の受信するノード）に、ＢＲＩ２０５０は、検出された新しいノード、この場合は新しいノード１５００との新しいノード関連付け（アソシエーション）手順に使用され得ることを示す。

ＡＰ１５２０は、また、ＢＴＩ２０３０に送信されたビーコンのビーコン応答オフセットフィールドを介して、現在の関連付け（アソシエーション）プロセスの期間を信号送信することができる。ビーコン応答オフセットフィールドにおいて０でない値を持つビーコンメッセージを受信する新しいノードは、検出のためにビーコン応答を送ることを試みる前に、示された数のビーコン間隔を待つ。

したがって、ビーコン応答肯定応答２０１０を受信しなかった新しいノード１５１０は、そのスキャンサイクルにおいて次のビームに切り替え、その関連付け（アソシエーション）プロセスを完了するために、検出された新しいノード１５００を待たない。したがって、新しいノード１５１０は、別の方向に別のＡＰ、この場合はＡＰ２０５０との関連付け（アソシエーション）を同時に実行することができる。新しいノード１５１０は、ＡＰ２０５０からビーコン２０６０を受信し、ＡＰ２０５０にビーコン応答２０７０を送信し、ＡＰ２０５０から肯定応答２０８０を受信する。次に、データ通信２０９０は、新しいノード１５１０とＡＰ２０５０との間で開始することができる。

ＢＴＩ２０３０の間に受信されたビーコンのビーコン応答オフセットフィールドで指定されたビーコン間隔の数の後に、新しいノード１５１０は、ＢＴＩ２０７０の間にＡＰ１５２０から新しいビーコン２１６０を受信し、ＢＲＩ２０９０の間にビーコン応答２１８０で応答し、ＡＰ１５２０から肯定応答メッセージＡＣＫ２００１を受信することができる。その後、データ送信２００２は、新しいノード１５１０とＡＰ１５２０との間で続行することができる。

第３のケースでは、複数の同時のビーコン応答が衝突する場合があり、これが発生するのは、複数の新しいノードが、ＢＴＩの間に共通のＡＰの方向に指示されたそれらの受信アンテナパターンを持つ場合である。

次いで、各新しいノードは、以下のＢＲＩの間に応答するであろう。新しいノードが、同じ送信アンテナパターンによってカバーされている、ＡＰに関して同じおよその方向にある場合、複数の同時のビーコン応答で衝突が発生する。その結果、そのようなノードは、同じＢＲＩスロットで応答し、応答の衝突を引き起こす。

応答の衝突には、複数の可能性のある結果がある場合がある。

第１の可能性は、応答が、著しく異なる電力レベルでＡＰに到着するため、メッセージの１つのみが、ＡＰによって正常に復号されることである。次いで、この可能性は、本明細書に記述された衝突なしの条件につながる。

第２の可能性は、ビーコン応答メッセージのいずれも、ＡＰによって正常に復号されないことである。この場合、ＡＰは、まだ、そのスロットで観察された高められた電力レベルのために、１または複数の新しいノードが、ＢＲＩスロットで応答したことを識別することができる。したがって、次のＢＴＩでは、ＡＰは、ＢＲＩ使用コードフィールドを０に設定し、検出されたノードＩＤフィールドに０でない値を設定する。これは、ビーコンを受信する新しいノードに、以前に送信されたビーコン応答がＡＰで衝突し、ビーコン応答送信を再度試みる前に、ランダムなバックオフを必要とすることを示している。例示的なランダムバックオフでは、新しいノードは、独立して、１と以前に構成された最大値との間の乱数を選択し、次いで、ビーコン応答送信を再度試みる前に、この値に等しい多数のビーコン間隔の間、待つことができる。再試行の結果、再び衝突が生じた場合、最初の最大値は、２倍になる場合があり、１と新しい最大値との間で乱数が選択される。最大値を２倍して、ビーコン応答送信を再度試みるこの手順は、新しいノードがＡＰにビーコン応答を送るための試みを廃棄する前に、以前に構成された固定された回数、繰り返され得る。

第３の可能性は、両方のビーコン応答メッセージが正常に復号されるということである（たとえば、デュアル受信機を必要とする場合がある、拡散および低い符号化率の結果）。

第４の可能性は、どちらのビーコン応答メッセージも復号されず、衝突に対する電力レベルしきい値が超えられないということである。これは、図１３に関して記述された場合につながる。

図１６は、本明細書に記述された技術による所与のビーコン期間の間に、イニシエータ／ＡＰによって使用可能な例示的なデバイス検出段階手順を示すフローチャートである。この実例において、イニシエータ／ＡＰは、メッシュノードとして記述されている。しかしながら、これらの手順は、他の種類のイニシエータとともに使用され得ることは明瞭であろう。

ステップ１６００で、ビーコン期間が、メッシュノードの動作の第１のビーコン期間である場合、送信されたビーコンメッセージに対する使用コードおよび検出されたノードＩＤフィールドは、０に初期化される。

ステップ１６０５で、現在のビーコン期間のビーコン応答間隔がビーコン応答に利用可能かどうかが決定される。ビーコン応答間隔が使用可能な場合、フローはステップ１６１０に進む。ビーコン応答間隔が使用可能でない場合、フローはステップ１６１５に進む。

ステップ１６１０で、ビーコンは、以前のビーコン期間からの値を持つ使用コードを使用して、Ｍ個のスロットで送信される。

ステップ１６１５で、使用コードは、ステップ１６１０の間に送信に使用するために適切な０でない値に設定される。

ステップ１６２０で、スロット数は、ｋ＝１に初期化され、検出されたノード数は、ｉ＝０に初期化される。スロット数ｋは、タイムスロットｋおよび方向ｋに対応し、ここで、メッシュノードは、そのタイムスロットの間に特定の指向性アンテナパターンを使用して、特定の方向をスキャンする。

ステップ１６２５で、メッシュノードは、スロット数ｋに対応するスロットおよび方向にビーコン応答をスキャンする。

ステップ１６３０で、信号エネルギがタイムスロットｋの間に方向ｋで検出されるかどうかが決定される。信号エネルギが検出された場合、フローはステップ１６４０に進む。信号エネルギが検出されない場合、フローはステップ１６３５に進む。

ステップ１６３５で、ｋはインクリメントされる。

ステップ１６４０で、復号可能なメッセージがタイムスロットｋの間に方向ｋで受信されたかどうかが決定される。復号可能なメッセージが受信された場合、フローはステップ１６５０に進む。復号可能なメッセージが受信されていない場合、フローはステップ１６４５に進む。

ステップ１６４５で、次のビーコン期間に送信されるビーコンメッセージに対する使用コードは、ビーコン応答メッセージの衝突が検出されたことを示す値に設定される。衝突は、信号エネルギがスロットｋで検出されたが、復号可能なメッセージは、スロットｋで受信されていないときに、メッシュノードによって推定される。

ステップ１６５０で、検出されたノード数ｉの値はインクリメントされ、ｋの現在の値が記録される。ノードＩＤ、ＲＳＳＩなどを含む、受信されたビーコン応答メッセージの属性も記録される。

ステップ１６５５で、スロット数ｋがＭ（スロットの総数）より大きいかどうかが決定される。スロット数ｋがＭより大きい場合、フローはステップ１６６０に進む。スロット数ｋがＭより大きくない場合、フローはステップ１６２５に進み、ここで、メッシュノードは、スロットｋでビーコン応答をスキャンし続ける。

ステップ１６６０で、ｉが０より大きいかどうか、言い換えると、新しいノードは、Ｍ個のスロットのいずれかの間に検出されたかどうかが決定される。ｉがゼロより大きい場合、フローは、ステップ１６６５に進む。ｉが０より大きくない場合、ビーコン期間は終了する。

ステップ１６６５で、ｉが１より大きいかどうか、言い換えると、ビーコン応答が１つを超える新しいノードから受信されたかどうかが決定される。ｉが１より大きい場合、フローはステップ１６７５に進む。ｉが１より大きくない場合、フローはステップ１６７０に進む。

ステップ１６７０で、ビーコン応答肯定応答は、新しいノードに送られ、その後、ビーコン期間が終了する。

ステップ１６７５で、メッシュノードは、ビーコン応答肯定応答の送り先である検出された新しいノードの１つを選択する。この選択は、ＲＳＳＩ、受信された応答の順序、またはその他の形に基づいて行うことができる。その後、フローはステップ１６７０に進む。

図１７は、本明細書に記述された技術による新しいノードで使用可能な例示的なデバイス検出段階の手順を示すフローチャートである。

新しいノードの最初の開始の後に、ステップ１７００で、ビーム数は、ｋ＝０に初期化される（１７００）。ステップ１７０５で、以下の値の初期化が実行される：スキャン時間ｔ＝０、検出されたメッシュノード数ｉ＝０、リターンフラグ＝０、および打ち切られたスキャン期間＝ビーコン間隔。タイマーは、また、初期化の間に始動される。

ステップ１７１０で、新しいノードは、方向ｋにビーコンを指向的にスキャンする（１７１０）。

ステップ１７１５で、方向ｋに方向性のあるスキャンの間に、ビーコンメッセージが新しいノードによって受信されたかどうかが決定される。ビーコンメッセージが受信された場合、フローは、ステップ１７２０に進む。ビーコンメッセージが受信されていない場合、フローは、ステップ１７４５に進む。

ステップ１７２０で、ビーコンメッセージが、ゼロに等しい使用コードを含むかどうかが決定される。使用コードがゼロに等しい場合、フローは、ステップ１７２５に進む。使用コードがゼロに等しくない場合、フローは、ステップ１７３０に進む。

ステップ１７２５で、ビーコンメッセージがゼロに等しい使用コードを含む場合、ｋの現在の値およびレコードフラグ値１が記録される。次いで、フローはステップ１７４５に進む。

ステップ１７３０で、ビーコンメッセージが、イニシエータが、前のビーコンに対するビーコン応答の衝突を検出したことを示す値として、使用コードを含むかどうかが決定される。ビーコンメッセージが、検出された衝突を示している場合、フローは、ステップ１７３５に進む。ビーコンメッセージが、検出された衝突を示していない場合、フローは、ステップ１７４０に進む。

ステップ１７３５で、イニシエータが、前のビーコンに対するビーコン応答の衝突を検出したことが決定された場合、新しいノードは、ランダムなバックオフ手順を実行する。次いで、フローはステップ１７１０に進む。

ステップ１７４０で、使用コードがゼロに等しくなく、使用コードは、指標が前のビーコンに対するビーコン応答の衝突を検出したことを示していないことが決定された場合、検出されたメッシュノード数ｉがインクリメントされ、ビーコンメッセージ（たとえばスロット数、ノードＩＤ、ＲＳＳＩなど）のコンテンツが記録され、打ち切られたスキャン期間が、ビーコンメッセージコンテンツから計算される。次いで、フローはステップ１７４５に進む。

ステップ１７４５で、スキャン時間ｔが、打ち切られたスキャン期間またはビーコン間隔のいずれかの小さい方よりも大きいかどうかが決定され、該当する場合、フローは、ステップ１７５０に進む。該当しない場合、フローはステップ１７１０に進み、ここで、新しいノードは、方向ｋをスキャンし続ける。

ステップ１７５０で、ｉが０より大きいかどうかが決定される。ｉが０より大きい場合、フローはステップ１７８５に進む。ｉがゼロより大きくない場合、ステップ１７５５でｋはインクリメントされる。

ステップ１７６０で、ｋがＭより大きいかどうかが決定される。ｋがＭより大きい場合、フローは、ステップ１７６５に進む。ｋがＭより大きくない場合、フローはステップ１７１０に進み、新しいノードは、方向ｋをスキャンし続ける。

ステップ１７６５で、レコードフラグがゼロに等しいかどうかが決定される。レコードフラグがゼロに等しい場合、フローは、ステップ１７７０に進む。レコードフラグがゼロに等しくない場合、フローはステップ１７１０に進み、ここで、新しいノードは方向ｋをスキャンする。

ステップ１７７０で、ｋの値は、ステップ１７２５の間に以前に記録された値に設定され、フローはステップ１７１０に進み、ここで、新しいノードは方向ｋをスキャンする。

ステップ１７７５で、別のチャネルが使用可能かどうかが決定される。別のチャネルが使用可能でない場合、フローはステップ１７００に進み、ここで、ビーム数はｋ＝０に初期化される。別のチャネルが使用可能な場合、フローはステップ１７８０に進み、ここで、新しいノードは、ステップ１７００に進む前に次の利用可能なチャネルに切り替える。

ステップ１７８５で、ｉが１より大きいかどうかが決定され、該当する場合、フローは、ステップ１７９０に進む。ｉが１より大きくない場合、フローはステップ１７５５に進み、ここで、新しいノードはステップｋをインクリメントする。

ステップ１７９０で、新しいノードは、応答するために、そこからそれがビーコンを受信したメッシュノードの１つを選択する。この選択は、ＲＳＳＩまたは他の属性もしくは考察に基づく場合がある。次いで、フローはステップ１７９５に進む。

ステップ１７９５で、新しいノードは、メッシュノードのビーコン応答期間において、ｋ番目のスロットの間に、選択されたメッシュノードにビーコン応答メッセージを送る。次いで、フローはステップ１７９７に進む。

ステップ１７９７で、ビーコン応答肯定応答メッセージが、選択されたメッシュノードから受信されたかどうかが決定され、該当する場合、新しいノードおよび選択されたメッシュノードは、関連付けることに進む。そうでない場合、フローは、ステップ１７５５に進む。

増加された検出範囲を達成するための別の手法は、パイロット送信を使用するデバイス検出を含む。

ここでは、イニシエータまたはＡＰは、検出パイロットシーケンスを送信し、デバイス検出のためにすべてのサポートされている方向にパイロットシーケンスを繰り返す。このパイロットシーケンスは、すべてのノードに共通な場合があるか、または各ノードは、一意のパイロットシーケンスを使用する場合がある。ビーコン送信のように、このシーケンスは、Ｍ個の送信スロットでＭ個の異なる方向に繰り返される。

一方、ＡＰ／イニシエータから独立して、応答機または新しいノードは、指向的にスキャンし、ビーコン間隔の間、そのスキャン方向を維持する。次に、それは、その期間の終わりに新しいスキャン方向に切り替える。この時点で、ＡＰ／イニシエータおよび新しいノード／応答機は、同期されない。

新しいノード／応答機がビーコンの各方向をスキャンしている間に、それは、信号エネルギが存在するかどうかを決定するためにエネルギ検出を用いる。特定の方向にスキャンしている間に、新しいノードが、エネルギ検出を介してビーコン送信スロットの１つにおいて信号エネルギを検出した場合、新しいノードは、そのスキャンを終了し、送信モードに切り替える。次いで、ビーコン送信間隔（ＢＴＩ）に等しい期間の間、待った後、新しいノードは、ビーコン受信が発生したのと同じアンテナビームを使用して、パイロットシーケンス送信で応答する。

新しいノードは、その受信ビームが新しいノードに向けられている場合、イニシエータによる正常な受信を促進するために、同じ送信ビームを用いて、複数回、応答パイロットシーケンスの送信を繰り返すことができる。これは、新しいノードが範囲内にあることをイニシエータまたはＡＰに示す。次の期間の間に、次いで、新しいノードは、システム構成に基づいて、ノードの関連付け（アソシエーション）または拒否につながるメッセージ転送を開始することができる。

具体的な組み合わせを用いて機能および要素を上述したが、各機能または要素は、単独でまたは他の機能および要素と任意に組み合わせて使用できることを当業者は理解されるだろう。さらに、本明細書に記述された方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行するためにコンピュータ可読媒体に組み込まれた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することができる。コンピュータ可読媒体の例は、（有線または無線の接続を通して送信される）電子信号およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータで読み出し可能な記憶媒体の例は、読み出し専用メモリ（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、半導体記憶装置、内蔵型ハードディスクおよび取り外し可能ディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、およびＣＤ−ＲＯＭディスクなどの光学式媒体、ならびにデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などを含むが、これらに限定されない。ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータで使用される無線周波数送受信機を実装するために、ソフトウェアとともにプロセッサを使用され得る。
実施形態
１． 無線通信におけるデバイス検出（デバイス発見）ための方法であって、
受信のために複数のアンテナビームから各ビームを使用してビーコンをスキャンするステップと、
複数のアンテナビームからのビームを使用して、受信タイムスロットでビーコンが受信され、前記ビーコンに含まれていた情報に基づいている条件で、スキャンを打ち切るステップと、
受信タイムスロットに対応する送信タイムスロットの間に、前記ビームを使用して、ビーコン応答を送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
２． 前記ビーコンとは異なるスケジューリングビーコンを受信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１に記載の方法。
３． 前記スケジューリングビーコンに含まれている情報に基づいて、ビーコン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実施形態２に記載の方法。
４． 前記ビーコンは、前記ビーコンを受信する前に、前記ビーコンが送信されてきた方向に関する情報を持たないデバイスによって受信されることを特徴とする実施形態１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
５． 前記ビーコンが送信されてきた方向に関する情報を受信するステップをさらに含み、前記情報は、全方向性アンテナパターンを使用して受信されることを特徴とする実施形態１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
６． 前記情報に基づく方向に、前記複数のビームを向けるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態５に記載の方法。
７． 全方向性アンテナパターンを使用して、位置情報を送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
８． 前記ビーコン応答の最大範囲は、引き続く通信の最大範囲に少なくとも等しいことを特徴とする実施形態１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
９． 前記ビーコンは、引き続く通信よりも狭いチャネルを通じて受信されることを特徴とする実施形態１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
１０． 前記ビーコンは、指向性アンテナを使用して指向的に（指向性を持って）送信されることを特徴とする実施形態１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
１１． 無線通信におけるデバイス検出のための方法であって、
複数のアンテナビームからの各ビームを使用して、ビーコンを送信するステップであって、これは、応答受信期間に関する情報を含むことと、
前記複数のアンテナビームから各ビームを使用してビーコン応答をスキャンするステップと、
前記ビーコン応答が、前記複数のアンテナビームからのビームを使用して、受信タイムスロットで受信されたという条件で、ビームを使用して、肯定応答を送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
１２． 前記ビーコンとは異なるスケジューリングビーコンを送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１１に記載の方法。
１３． 前記ビーコン応答を受信した後に、次のビーコンの送信を遅延させるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１１または１２に記載の方法。
１４． 前記ビーコン応答は、前記応答を受信する前に、前記ビーコン応答が送信されてきた方向に関する情報を持たないデバイスによって受信されることを特徴とする実施形態１１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
１５． 前記応答が送信されてきた方向に関する情報を受信するステップをさらに含み、前記情報は、全方向性アンテナパターンを使用して受信されることを特徴とする実施形態１１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
１６． 前記情報に基づく方向に複数のビームを向けるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１５に記載の方法。
１７． 全方向性アンテナパターンを使用して、位置情報を送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１１乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
１８． 前記ビーコンの最大範囲は、引き続く通信の最大範囲に少なくとも等しいことを特徴とする実施形態１１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
１９． 前記ビーコンは、引き続く通信よりも狭いチャネルを通して送信されることを特徴とする実施形態１１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
２０． 前記ビーコンは、指向性アンテナを使用して指向的に（指向性を持って）受信されることを特徴とする実施形態１１乃至１９のいずれか一項に記載の方法。

Claims (20)

1. 無線通信におけるデバイス発見のための方法であって、
   受信のために複数のアンテナビームから各ビームを使用してビーコンをスキャンするステップと、
   前記複数のアンテナビームからのビームを使用して、受信タイムスロットでビーコンが受信され、ビーコンに含まれていた情報に基づいている条件で、前記スキャンを打ち切るステップと、
   前記受信タイムスロットに対応する送信タイムスロットの間に、前記ビームを使用して、ビーコン応答を送信するステップと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記ビーコンとは異なるスケジューリングビーコンを受信するステップ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。
3. 前記スケジューリングビーコンに含まれている情報に基づいて、前記ビーコン応答を送信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記ビーコンは、前記ビーコンを受信する前に、前記ビーコンが送信されてきた方向に関する情報を持たないデバイスによって受信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記ビーコンが送信されてきた方向に関する情報を受信するステップをさらに備え、前記情報は、全方向性アンテナパターンを使用して受信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記情報に基づいた前記方向に、複数のビームを向けるステップをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 全方向性アンテナパターンを使用して、位置情報を送信するステップ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。
8. 前記ビーコン応答の最大範囲は、引き続く通信の最大範囲に少なくとも等しいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記ビーコンは、引き続く通信よりもより狭いチャネル上を受信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記ビーコンは、指向性アンテナを使用して指向的に送信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 無線通信におけるデバイス発見のための方法であって、
    複数のアンテナビームからの各ビームを使用して、ビーコンを送信するステップであって、これは、応答受信期間に関する情報を含むステップと、
    前記複数のアンテナビームから各ビームを使用して、ビーコン応答をスキャンするステップと、
    前記ビーコン応答が、前記複数のアンテナビームからのビームを使用して、受信タイムスロットの中で受信された条件で、前記ビームを使用して、肯定応答（Acknowledgement）を送信するステップと
    を備えることを特徴とする方法。
12. 前記ビーコンとは異なるスケジューリングビーコンを送信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記ビーコン応答を受信した後に、引き続くビーコンの送信を遅延させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記ビーコン応答は、前記応答を受信する前に、前記ビーコン応答が送信されてきた方向に関する情報を持たないデバイスによって受信されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
15. 前記応答が送信されてきた方向に関する情報を受信するステップをさらに備え、前記情報は、全方向性アンテナパターンを使用して受信されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
16. 前記情報に基づく方向に、前記複数のビームを向けるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 全方向性アンテナパターンを使用して、位置情報を送信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
18. 前記ビーコンの最大範囲は、引き続く通信の最大範囲に少なくとも等しいことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
19. 前記ビーコンは、引き続く通信よりもより狭いチャネル上を送信されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
20. 前記ビーコンは、指向性アンテナを使用して指向的に受信されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。