図1Aは、1または複数の開示される実施形態を実装することができる、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アクセスシステムであってもよい。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によって、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ことができる。例えば、通信システム100は、符号分割多元アクセス(CDMA)、時分割多元アクセス(TDMA)、周波数分割多重アクセス(FDMA)、直交FDMA(OFDMA)、およびシングルキャリアFDMA(SC−FDMA)などの、1または複数のチャネルアクセス方法を採用してもよい。
図1Aに示されるように、通信システム100は、無線送信/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を含んでもよいが、開示される実施形態は、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していることが認識されよう。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る任意のタイプのデバイスであってもよい。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、固定または移動の加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、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、および家庭用電化製品を含んでもよい。
通信システム100はまた、基地局114aおよび基地局114bを含んでもよい。基地局114a、114bの各々は、WTRU102a、102b、102c、102dの少なくとも1つと無線で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、他のネットワーク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促進するように構成される、任意のタイプのデバイスであってもよい。例として、基地局114a、114bは、ベーストランシーバ基地局(BTS)、NodeB、eNodeB、ホームNodeB、ホームeNodeB、サイトコントローラ、アクセスポイント(AP)、および無線ルータなどであってもよい。基地局114a、114bは各々、単一の要素として示されるが、基地局114a、114bは、任意の数の相互接続される基地局および/またはネットワーク要素を含んでもよいことが認識されよう。
基地局114aは、RAN104の一部であってもよく、RAN104は、さらには、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)、および中継ノードなどの、他の基地局および/またはネットワーク要素(図示せず)を含んでもよい。基地局114aおよび/または基地局114bは、セル(図示せず)と称されることがある、個別の地理的領域の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てもよい。セルは、セルセクタにさらに分割されてもよい。例えば、基地局114aに関連付けられるセルは、3つのセクタに分割されてもよい。したがって、1つの実施形態では、基地局114aは、3つの送受信機、すなわち、セルの各々のセクタに対して1つの送受信機を含んでもよい。別の実施形態では、基地局114aは、多入力多出力(MIMO)技術を採用してもよく、したがって、セルの各々のセクタに対して複数の送受信機を利用してもよい。
基地局114a、114bは、WTRU102a、102b、102c、102dの1または複数と、エアインタフェース116上で通信してもよく、エアインタフェース116は、任意の適切な無線通信リンク(例えば、無線周波数(RF)、マイクロ波、赤外線(IR)、紫外線(UV)、および可視光など)であってもよい。エアインタフェース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てもよい。
より具体的には、上述したように、通信システム100は、多元アクセスシステムであってもよく、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、および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採用してもよい。例えば、RAN104における基地局114a、および、WTRU102a、102b、102cは、広帯域CDMA(WCDMA(登録商標))を使用してエアインタフェース116を確立することができる、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)地上波無線アクセス(UTRA)などの無線技術を実装してもよい。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んでもよい。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)を含んでもよい。
別の実施形態では、基地局114a、および、WTRU102a、102b、102cは、ロングタームエボリューション(LTE)および/またはLTE−アドバンスド(LTE−A)を使用してエアインタフェース116を確立することができる、発展型UMTS地上無線アクセス(E−UTRA)などの無線技術を実装してもよい。
他の実施形態では、基地局114a、および、WTRU102a、102b、102cは、IEEE802.16(すなわち、Worldwide interoperability for Microwave Access(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV−DO、Interim Standard2000(IS−2000)、Interim Standard200095(IS−95)、Interim Standard2000856(IS−856)、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))、Enhanced Data rates for GSM Evolution(EDGE)、およびGSM EDGE(GERAN)などの無線技術を実装してもよい。
図1Aでの基地局114bは、例えば、無線ルータ、ホームNodeB、ホームeNodeB、または、アクセスポイントであってもよく、職場、家庭、車両、およびキャンパスなどの局所化されたエリアで無線接続性を促進するための任意の適切なRATを利用してもよい。1つの実施形態では、基地局114b、および、WTRU102c、102dは、IEEE802.11などの無線技術を実装して、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)を確立してもよい。別の実施形態では、基地局114b、および、WTRU102c、102dは、IEEE802.15などの無線技術を実装して、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)を確立してもよい。さらに別の実施形態では、基地局114b、および、WTRU102c、102dは、セルラベースのRAT(例えば、WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、および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してもよい。図1Aに示されるように、基地局114bは、インターネット110への直接接続を有してもよい。したがって、基地局114bは、コアネットワーク106によってインターネット110にアクセスすることを要求されないことがある。
RAN104は、コアネットワーク106と通信してもよく、コアネットワーク106は、音声、データ、アプリケーション、および/または、ボイスオーバーインターネットプロトコル(VoIP)サービスを、WTRU102a、102b、102c、102dの1または複数に提供するように構成される、任意のタイプのネットワークであってもよい。例えば、コアネットワーク106は、呼制御、課金サービス、ロケーションベースのサービス、プリペイドコーリング、インターネット接続性、およびビデオ配信などを提供してもよく、および/または、ユーザ認証などの、高レベルのセキュリティ機能を実行してもよい。図1Aには示されないが、RAN104および/またはコアネットワーク106は、RAN104と同一のRATまたは異なるRATを採用する他のRANと、直接的または間接的に通信してもよいことが認識されよう。例えば、E−UTRA無線技術を利用することができるRAN104に接続されることに加え、コアネットワーク106はまた、GSM無線技術を採用する別のRAN(図示せず)と通信してもよい。
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の役割を果たしてもよい。PSTN108は、基本電話サービス(POTS)を提供する回線交換電話網を含んでもよい。インターネット110は、相互接続される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んでもよく、それらのコンピュータネットワークおよびデバイスは、送信制御プロトコル(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、TCP/IPインターネットプロトコルスイートにおける共通通信プロトコルを使用してもよい。ネットワーク112は、他のサービスプロバイダにより所有および/または運営される有線または無線通信ネットワークを含んでもよい。例えば、ネットワーク112は、RAN104と同一のRATまたは異なるRATを採用することができる、1または複数のRANに接続される別のコアネットワークを含んでもよい。
通信システム100におけるWTRU102a、102b、102c、102dの一部またはすべては、マルチモード能力を含んでもよく、すなわち、WTRU102a、102b、102c、102dは、異なる無線リンクによって異なる無線ネットワークと通信するための複数の送受信機を含んでもよい。例えば、図1Aに示されるWTRU102cは、セルラベースの無線技術を採用することができる基地局114aと通信し、および、IEEE802無線技術を採用することができる基地局114bと通信するように構成されてもよい
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、送受信要素122、スピーカ/マイクロホン124、キーパッド126、ディスプレイ/タッチパッド128、着脱不能メモリ130、着脱可能メモリ132、電源134、グローバルポジショニングシステム(GPS)チップセット136、および他の周辺機器138を含んでもおい。WTRU102は、実施形態との整合性を維持しながら、前述の要素の任意のサブの組み合わせを含んでもよいことが認識されよう。
プロセッサ118は、汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアとの関連付けられた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)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)回路、任意の他のタイプの集積回路(IC)、および状態機械などであってもよい。プロセッサ118は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力/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遂行することができる。プロセッサ118は送受信機120に結合されてもよく、送受信機120は送受信要素122に結合されてもよい。図1Bはプロセッサ118および送受信機120を別個の構成要素として示すが、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内に一体に集積されてもよいが認識されよう。
送受信要素122は、エアインタフェース116上で信号を基地局(例えば、基地局114a)に送信し、または、信号をその基地局から受信するように構成されてもよい。例えば、1つの実施形態では、送受信要素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るアンテナであってもよい。別の実施形態では、送受信要素122は、例えば、IR信号、UV信号、または、可視光信号を、送信および/または受信するように構成されるエミッタ/ディテクタであってもよい。さらに別の実施形態では、送受信要素122は、RF信号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てもよい。送受信要素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てもよいことが認識されよう。
追加で、送受信要素122は、単一の要素として図1Bに示されるが、WTRU102は、任意の数の送受信要素122を含んでもよい。より具体的には、WTRU102は、MIMO技術を採用してもよい。したがって、1つの実施形態では、WTRU102は、エアインタフェース116上で無線信号を送信および受信するための、2以上の送受信要素122(例えば、複数のアンテナ)を含んでもよい。
送受信機120は、送受信要素122により送信されることになる信号を変調し、および送受信要素122により受信される信号を復調するように構成されてもよい。上述したように、WTRU102は、マルチモード能力を有してもよい。したがって、送受信機120は、WTRU102が、例えば、UTRAおよびIEEE802.11などの、多重のRATによって通信することを可能にするための複数の送受信機を含んでもよい。
WTRU102のプロセッサ118は、スピーカ/マイクロホン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)ディスプレイユニット、または、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイユニット)に結合されてもよく、ユーザ入力データを、それらのスピーカ/マイクロホン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から受信してもよい。プロセッサ118はまた、ユーザデータを、スピーカ/マイクロホン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に出力してもよい。追加で、プロセッサ118は、着脱不能メモリ130および/または着脱可能メモリ132などの、任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスし、データをそのメモリに記憶してもよい。着脱不能メモリ130は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(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装置を含んでもよい。着脱可能メモリ132は、加入者識別モジュール(SIM)カード、および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んでもよい。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)上など、WTRU102上に物理的に位置しないメモリからの情報にアクセスし、データをそのメモリに記憶してもよい。
プロセッサ118は、電源134から電力を受信してもよく、WTRU102におけるその他の構成要素に対して電力を分配および/または制御するように構成されてもよい。電源134は、WTRU102に電力供給するための任意の適切なデバイスであってもよい。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)、ニッケル金属水素化物(NiMH)、リチウムイオン(Liイオン)、その他)、ソーラーセル、および燃料セルなどを含んでもよい。
プロセッサ118は、さらには、GPSチップセット136に結合されてもよく、GPSチップセット136は、WTRU102の現在位置に関する位置情報(例えば、経度および緯度)を提供するように構成されてもよい。GPSチップセット136からの情報に加えて、またはそれに代えて、WTRU102は、エアインタフェース116上で、基地局(例えば、基地局114a、114b)から位置情報を受信してもよく、および/またはその位置を、2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判定してもよい。WTRU102は、実施形態との整合性を維持しながら、任意の適切な位置判定方法によって位置情報を取得してもよいことが認識されよう。
プロセッサ118は、他の周辺機器138にさらに結合されてもよく、周辺機器138は、追加的な特徴、機能性、および/または、有線もしくは無線接続性を提供する、1または複数のソフトウェアおよび/またはハードウェアモジュールを含んでもよい。例えば、周辺機器138は、加速度計、電子コンパス、衛星送受信機、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、テレビ送受信機、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、デジタル音楽プレイヤ、メディアプレイヤ、ビデオゲームプレイヤモジュール、およびインターネットブラウザなどを含んでもよい。
図1Cは、実施形態による、エンドツーエンドモバイルネットワークインフラストラクチャでのスモールセルバックホールのシステム図である。指向性ミリメートル波(mmW)無線リンクを介して相互接続される、スモールセル(SC)ノード152a、152b、152c、152d、および152e、ならびにアグリゲーションポイント154aおよび154bの組は、「指向性メッシュ」ネットワークを備えることができ、かつバックホール接続性を提供することができる。例えば、WTRU102は、無線インタフェース150を介して、スモールセルバックホール153に、スモールセルノード152aおよびアグリゲーションポイント154aを介して接続してもよい。この例では、アグリゲーションポイント154aは、RANバックホール155を介して、RAN接続性サイト(connectivity site)156aへの、WTRU102アクセスを提供する。したがって、WTRU102は、次いで、コアトランスポート157を介したコアネットワークノード158および156bへのアクセス、ならびに、サービスLAN159を介したインターネットサービスプロバイダ(ISP)160へのアクセスを有する。WTRUはまた、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(それらに制限されない)、外部ネットワーク161へのアクセスを有する。例示を目的として、SCノードの数は5であるが、任意の数のノードがSCノードの組に含まれてもよいことに留意するべきである。
図1Dは、実施形態による、3GPPセルラーネットワークアクセスインフラストラクチャ、および、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。この例では、非3GPPネットワークは、IEEE802.11に基づくものである。WTRU102a、102b、102c、102d、および102eは、802.11ネットワーク170におけるミリメートル波基地局(mB)172a、172b、および172cを介したミリメートル波基地局アグリゲータ(mBA:millimeter wave base station aggregator)172dへのアクセスを有してもよい。mBA172dは、信頼されたWLANゲートウェイ(TWAG)191を介したインターネット192などの外部ネットワークへのアクセスおよびセルラーネットワークへのアクセスを提供してもよい。
また、この例では、3GPPネットワーク180におけるWTRU102fは、mB182aおよび182cを介した、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へのアクセスを有してもよく、SGW184は、公衆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することができる。
WTRU102fおよび102gはまた、mB182aおよび182bを介した、mBA182dを介した、SGW184へのアクセスを有してもよく、SGW184は、公衆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することができる。
WTRU102fおよび102gはまた、発展型ノードB(eNB)185を介した、MME183およびSGW184へのアクセスを有してもよく、SGW184は、公衆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することができる。
図1Cおよび図1Dの例に示されるように、mmW周波数で動作する無線メッシュネットワーク(WMN)は、例えば、LTEまたはIEEE802.11ベースなどの、例えば、セルラまたはWLAN SCに対するバックホールネットワークとしての役割を果たすために使用されてもよい。mmW指向性メッシュネットワークは、いくつもの安価で(cheaply)配備されるSCへのバックホール接続性を提供するための経済的な解決策となることがある。高度指向性アンテナを使用する指向性リンクは、mmW周波数でリンクバジェットを閉鎖するために使用されてもよい。指向性メッシュネットワークはまた、すぐ隣の隣接のみとの見通し線(LOS)を必要とすることによって、柔軟なトポロジーを提供することができる。指向性メッシュネットワークは、新たなノードが最小限のネットワーク計画に追加されてもよいという点で、容易なスケーラビリティを提供することができる。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性経路により提供される冗長なロバスト性を提供することができる。
mmW周波数での無線通信は、短波長に起因する高利得アンテナの使用を可能とすることができる。これによって、送信される電力が、意図される受信機の方向に集中されることを可能にし、その受信機は、同様に、受信に対する指向性アンテナを使用することができる。信号のこの空間的閉鎖(spatial containment)、より広い通信範囲を可能とするのみでなく、さらには、複数の空間的に分離された送受信機が、媒体を共有するのに同時に動作することを可能とする。他方で、従来のマルチホップメッシュネットワークは概して、無指向性送信から結果として生じるチャネルアクセス制約に起因してスループットが制限されることがある。したがって、指向性メッシュネットワークの、結果として生じるネットワークスループットは、潜在的には、効率的な空間的再使用に起因してはるかに大きくなることがある。
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確実にするために、完全分散スケジューリング(fully distributed scheduled)、マルチホップ、および時分割多元アクセス(TDMA)ベースの指向性メッシュ媒体アクセス制御(MAC)機構によって構成されてもよい。指向性マルチホップメッシュネットワークのために設計される、完全スケジューリング分散(fully-scheduled distributed)MACアーキテクチャが、関連付けられる送信スケジューリングプロシージャとともに本明細書で説明される。例示的な分散アーキテクチャでは、各々のノードは、ローカル無線リソース割り当てを担当してもよい。本明細書で説明されるMACアーキテクチャは、信頼性のある、高スループット、かつ低待ち時間WMNに対する必要性に対処することができる。MAC構成は、リンク状態または距離ベクトル原理に基づく、任意のルーティングもしくは経路選択、および転送プロトコルとの互換性を有してもよい。追加的に、MACレイヤは、IEEE802.11ad、IEEE802.11aj、IEEE802.15.3c、WiGig、もしくは、WirelessHDなどの、ライセンスされない周波数帯域に対する、現在もしくは発展型mmW企画、または認可スペクトルに対する将来の指向性通信規格の任意のものから導出される、物理(PHY)レイヤの最上位にあってもよい。
完全に分散、同期、指向性TDMA媒体アクセス制御(MAC)レイヤおよびスケジューリング機能が、ルーティングまたは経路選択プロシージャと同様に、下位PHYレイヤ機能に独立するように構成されてもよい。経路選択またはルーティングプロシージャは、メッシュネットワークを移動する間に、ソースノードから宛先ノードまでデータパケットによりとられる経路を判定してもよい。本明細書で説明されるMAC設計はまた、任意の経路選択プロトコルとの互換性を有してもよい。分散スケジューリング機能は、各々のノードに対する送信スケジュールを判定してもよく、それをその隣接ノードに分散してもよい。この分散スケジューリング機能は、リソースをスケジューリングするように、ならびに、干渉およびトラフィックを認識するように設計されてもよい。完全にスケジューリングされる送信が、利用可能な時間を制御またはスケジューリング期間に分割することにより達成されてもよく、スケジューリング判定は、ノード間で交換されてもよく、かつデータ送信期間が後に続いてもよい。
指向性メッシュネットワークを実装するためのMAC例は、いくつかの方法で、IEEE802.11sベースのネットワークなどの、無指向性メッシュとは異なってもよい。IEEE802.11sは、各々のノードが通信範囲内の他のノードと通信することを想定するとともに、指向性メッシュネットワークは、指向性通信のために設計されてもよい。完全スケジューリングTDMA MAC構造で、指向性メッシュネットワークは、システムスループットを厳しく制約することなく、IEEE802.11sに関連付けられる、コンテンションベースのチャネルアクセス機構とは著しく異なることがある。
例示的なMACフレーム構造は、3つの主要なコンポーネント、その間に新たなノードがメッシュノードによって発見されることがあるデバイス発見間隔、後続のデータパケット送信に対する時間割り当てがノード間で交換されるときのスケジューリング間隔、およびデータ送信間隔を含んでもよい。デバイス発見間隔は、ビーコン送信間隔(BTI)を含んでもよく、その間に、メッシュノードは、複数のビーコンフレームを異なる方向で送信して、新たなノードが、ネットワークの存在を発見することを可能にする。BTIに加え、デバイス発見間隔内の一部の期間は、受信のために空きのままにされてもよく、および新たなノードが、メッシュネットワークで既に通信しているノードに応答し返すことを可能にする、ビーコン応答間隔(BRI)として指定されてもよい。
指向性送信に起因して、隣接ノードは同時に、データ送信および受信の成功ためにそれらの送信および受信ビームを適切に調節(align)してもよい。これに対するスケジュールは、通信するノード間で事前に確立されてもよい。これは、例えば、各々のメッシュノードが、後続のデータ転送のためのスケジュールを、その隣接ノードの各々と交換するときの、短いスケジュール/制御期間によって達成されてもよい。スケジューリング間隔は、いくつかの時間スロットに分割されてもよく、各々のノードは、1つのスケジューリング時間スロットを使用して、隣接ノードと通信してもよい。スケジュール送信間隔での送信の順序は概して、ネットワークトポロジーの機能であってもよい。順序をすべてのノードに知られるために、スケジュール時間スロット順序が、ノードがメッシュネットワークに参加するたびにローカルに判定されてもよい。
メッシュ通信を促進するMACレイヤは、各々のノードが、隣接ノードに対し、その受信データ送信間隔の一部を、データをそれに送信するために許可することが可能なように構成されてもよい。この決定は、リンクおよび経路メトリック、個々のバッファ占有度状態、ならびに他のものなどの要因に基づいてもよい。特定のメトリックおよび交換機構が、選択される経路選択および転送プロトコルによって判定されてもよい。各々の隣接ノードに対する受信機による実際の送信時間割り当ては、さらには、隣接ノードに対する事前に割り当てられた送信に依存してもよい。受信機による、その隣接ノードからの入力に基づく時間分割および実際の時間割り当ては、種々の方式で実行されてもよい。
本明細書で説明される実施形態で使用されるように、用語スロットおよび時間スロットは、交換可能に使用されてもよい。
本明細書で説明される実施形態で使用されるように、用語制御スロット、スケジュールスロット、制御/スケジュールスロット、およびスケジュール/制御スロットは、交換可能に使用されてもよい。
本明細書で説明される実施形態で使用されるように、用語制御期間、スケジュール期間、スケジュール/制御期間、制御/スケジュール期間、制御領域、スケジュール領域、スケジュール/制御領域、制御/スケジュール領域、制御スケジュール送信間隔、制御間隔、スケジュール間隔、および制御スケジュール間隔は、交換可能に使用されてもよい。
本明細書で説明される実施形態で使用されるように、用語データ期間およびデータ領域は、交換可能に使用されてもよい。
本明細書で説明される方法のいずれかは、WTRU、基地局、またはmBで実装されてもよい。
デバイス発見間隔に関しては、メッシュ通信を促進するMACレイヤは、各々のメッシュノードが、ビーコンフレームを複数の方向で送信して、新たなノードがネットワークを発見することを可能にするように構成されてもよい。これらの送信は、デバイス発見期間の間にBTIにおいて発生してもよい。メッシュノードは、複数の方向でBRIの間にリッスンして、メッシュに参加することを要求する新たなノードから応答を受信してもよい。BTIおよびBRIに対するスケジューリングオプションの例が、以下で説明される。
図2は、BTIおよびBRIに対する例示的なスケジュールに対する例示的なMACフレーム構造200の図である。図2で例示される例では、BRI202aおよび202bは、それぞれ同一のデバイス発見期間(DDP)204aおよび204bの内で、それぞれBTI201aおよび201bの直後に続いてもよい。この例に示されるように、BTI201bは、複数の指向性ビーコン211a、211bから211cを含んでもよい。これは、指向性ビーコンの1つを受信する新たなノードが、BRI202bの間に直ちに応答し、関連付けプロセスを開始することを可能とすることができる。さらには、示されるのは、複数のスケジューリングブロック203a、203b、および、203cである。
スケジューリングブロックは、スケジュール/制御期間213a、および、データ送信または受信間隔としての役割を果たすデータ期間213bを含んでもよい。スケジュール/制御期間は、次の、または他の後続のデータ送信間隔で、メッシュノード間のデータ送信をスケジューリングするために使用されてもよい。
図3は、BTIおよびBRIに対する別の例示的なスケジュールの図である(300)。図3で例示される例では、BTIは、全体のDDPを占有してもよく、ビーコン301a、301b、および301cが送信される、いくつかの連続的なBTIが存在してもよい。次いで、この期間に、1または複数の空のDDP302aおよび302bが続いてもよく、ノードは、別個のDDPにおいてBRIを介してビーコンに応答してもよい。次いで、例えばビーコン302cを送信することができる、追加的なBTIがこれに続いてもよい。この例に示されるように、データ303a、303b、および303cが、各々のビーコン間隔の間に送信および受信されてもよい。図3で例示される例は、新たなノードが、ビーコンに対して複数の方向をスキャンし、次いで、最も強いビーコン受信の方向でBRIの1つの間に応答することを可能とする。さらに、図3で例示される例では、空きDDPの各々は、微細な(fine)ビームトレーニングまたは干渉測定などの、正規のデータ送信を干渉することがある他の目的のために使用されてもよい。
図3は、例示的な目的のためのものであり、他のスケジューリングの配置に適合されてもよい。例えば、別のスケジューリングオプションは、DDPの内の相互のBTIおよびBRIスロットを含んでもよい。ここで、メッシュノードは、指向性ビーコンを送信してもよく、その指向性ビーコンに続いて、新たな方向で別のビーコンを送信する前に、同一の方向でのリッスン期間が続いてもよい。
スケジュール/制御間隔に関し、メッシュ通信を促進するMACレイヤは、スケジュール/制御期間がP個のスロットに分割されるように構成されてもよく、Pは少なくとも、最大の許可されるノードの接続性である。このオーバープロビジョニングによって、高度に接続されるメッシュに参加する新たなノードが、その隣接ノードの各々に対応する直交スケジューリングスロットをいまだに発見することができることを保証する。固定数を全体的なメッシュに対して選択する代わりに、スケジュール送信間隔でのスロットの数は、可変であってもよく、小数で開始し、新たなノードがネットワークに参加するにつれて増大する。
上述したスケジュール/制御期間は、次の、または他の後続のデータ送信間隔におけるメッシュノード間でのデータ送信をスケジューリングするために使用されてもよい。したがって、概して、データ送信に成功するための2つの主なステップ、リソース割り当て(すなわち、リソースのスケジューリング)および送信スケジュールの判定が存在する。種々の実装形態の例は、リソース割り当ておよびスケジュール判定プロシージャの選択に基づいてもよい。
例えば、マルチ隣接リソース割り当てでは、各々の送信または受信ノードは、その送信および受信リソースの適切な割り当て(すなわち、スプリット)を、その隣接ノードの間で判定してもよい。この決定は、対応するノード間のトラフィック情報の交換に基づいてもよい。この決定を達成するための1つの方法は、各々のノードが、その許可要求を、その隣接ノードの各々に、その内部バッファの占有度に基づいて送信することであってもよい。
そのような要求は、異なるトラフィックカテゴリに対する個々のバッファ情報を含んでもよく、それによって、サービスの品質(QoS)を認識したリソース割り当て(Qos aware resource allocation)を可能にする。次いで、各々のノードは、その受信時間の適切な割り当てを、すべての受信される許可要求に基づいて判定してもよい。1つの例では、これらの決定は、送信スケジュール判定に遷移する前に、送信ノードにシグナリングされてもよい。別の例では、リソース割り当て決定は、隣接ノードに伝達されるではなく、代わりに、隣接ノードからの事前にスケジューリングされた送信の受信を基づく送信スケジュール判定でのスケジューリング決定のために使用されてもよい。
マルチ隣接送信スケジュール判定の1つの例では、送信リソースの適切な割り当てを判定した後、各々のノードは、送信スケジュールをその隣接ノードの各々に対して判定し、その決定をそれらに伝達する。これによって、各々の隣接ノードに対する事前にスケジューリングされた送信が、受信機による新たな送信スケジュール判定の前に検討されるように、各々の隣接ノードに対して連続的になされてもよい。これによって、送信ビットマップをメッシュネットワークノード間で交換することにより達成されてもよい。送信ビットマップは、1つのメッシュノードの送信機によって、送信ノードの送信の利用可能性に関する情報を含む別のメッシュノードの受信機に送信されてもよい。これは、他のメッシュノードでの、事前にスケジューリングされた送信に関する情報を含んでもよく、受信メッシュノードが、送信ノードでの送信スケジューリングに対するそれらの期間を回避することを可能にする。
代わりに、または追加的に、送信スケジュール判定は、意図される受信メッシュノードから送信メッシュノードへの受信ビットマップの送信を介して達成されてもよい。そのような例では、先行するリソース割り当て決定は、明示的に、送信ノードにシグナリングされてもよい。
図4Aは、本明細書で説明される実施形態のいずれかとの組み合わせで使用することができる、実施形態に従った1フェーズスケジューリング400に対する例示的な2ステッププロシージャの信号フロー図である。1フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングプロシージャの例では、個々のバッファステータスおよびリソース割り当ての送信は、許可要求および割り当てを、単一のステップで各々の隣接ノードに対して実行することができるように、ならびに、各々の隣接ノードを連続的に検討することができるように、同時に各々のリンクに対して実行される。
1フェーズスケジューリングでは、スケジュール/制御期間の内で、後にスケジューリングされる隣接ノードが、早期のスケジューリングスロットを有する隣接ノードへの過剰割り当て(over-allocation)に起因して、送信リソースが枯渇する可能性がある。各々の隣接ノードに対する履歴リソース割り当て情報に依拠することによって、この問題を軽減することができるが、それは、入来するトラフィックが本質的に極めて散発的であり、またはバースト的であるときは、充分でないことがある。しかしながら、スケジューリングブロックからの残余の(leftover)トラフィックを、後続のスケジューリング間隔で対処することができ、これは、各々のノードでの1つのスケジューリング間隔の追加的なスケジューリング遅延と考えられることがある。さらに、低待ち時間トラフィックを常に優先させることにより、この手法に関連付けられる課題を、ほとんどのケースの場合に克服することができる。
そのような例では、各々の送信ノード401は、その許可要求および送信ビットマップを、各々の受信ノード402にともに送信する(410)(すなわち、要求メッセージを送信する)。組み合わされた情報に基づいて、受信ノード402は、送信割り当て判定およびスケジューリング決定を判定してもよく、スケジューリング決定をそれぞれの送信機に送信してもよい(411)(すなわち、応答メッセージを送信する)。
図4Bは、1フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的なフレームフォーマットの図である。スケジュール期間の間に交換されるフレームの内容がまた示される。これらのスロットの各々の間に、リンクを形成する各々のノードは、その送信要件およびチャネル占有度ステータスを他のノードと交換してもよい。他のノードは、送信スケジュールを第1のノードに割り当て、次に、その送信要求およびチャネル占有度情報を送信してもよい。送信割り当ては、スロットにおける最終フレーム送信で通信されてもよい。データ440の送信に前に、各々のスケジュールメッセージ420は、複数のスロット421、422、および423を含んでもよい。スケジュールメッセージにおける各々のスロットは、後続の要素、アドレス指定される受信機に対して意図される特定QoS向けキューサイズを有する送信許可要求(バッファステータス報告(BSR)431a、事前に割り当てられ、および割り当てられないデータスロットを示す送信割り当てビットマップ432a、各々のビットが、確認応答を要する前のスケジューリング間隔の間に送信されるMACプロトコルデータユニット(MPDU)に対応する、確認応答ビットマップ433a、干渉ノードに対するデータスロット割り当てを有する干渉報告434a、ならびに、現在のスケジューリング間隔の間のデータスロット割り当てを有する許可応答435aを有してもよい。
スロットPが割り当てられているメッシュネットワークのリンクの隣接する第1のノードと第2のノードとの間の送信交換がまた、図4Bの例示的なフレームフォーマットで示される。この例では、第1のノードは、その送信許可要求(BSR)431a、送信割り当てビットマップ432a、確認応答ビットマップ433a、および、干渉報告434aを、リンクの第2のノードに送信する。次いで、第1のノードは、第2のノードの許可応答435aを、第2のノードの送信許可要求(BSR)431b、送信割り当てビットマップ432b、確認応答ビットマップ433b、および、干渉報告434bとともに受信してもよい。応答において、第1のノードは、その許可応答435bを、リンクの第2のノードに送信してもよい。
データ440の間隔の間に、ネットワークノードは、データパケットをそれらの隣接ノードに、前のスケジュール/制御期間の間に確立されたスケジュールに従って、複数のスロット441、442、および443からのスロットでデータパケットを送信してもよい。間隔は、送信スケジューリングの間のアドレス指定能力を容易にするためにスロットに分割されてもよく、各々のノードは、受信ノードによるリソース割り当ておよびスケジューリング決定に従って、各々のスケジューリング間隔で1または複数のスロットを分割されてもよい。
図5Aは、送信ビットマップを使用する、2フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的な4ステッププロシージャ500の信号フロー図である。そのような例では、各々の送信ノード501は、その許可要求を、意図される受信ノード502に送信する(510)。受信ノード502は、リソース割り当て決定を判定し、決定を送信ノード501に送信してもよい(511)。次いで、送信ノード501は、それらの送信ビットマップを各々の受信ノード502に適切な制御スロットで送信してもよい(512)。次いで、受信ノード502は、送信スケジュールを判定し、スケジュールを送信ノード501に送信してもよい(513)。
図5Bは、受信ビットマップを使用する、2フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する別の例示的な4ステッププロシージャの信号フロー図である。そのような例では、各々の送信ノード501は、その許可要求を、意図される受信ノード502に送信する(520)。受信ノード502は、リソース割り当て決定を判定し、決定を送信ノード501に送信してもよい(521)。次いで、受信ノード502は、それらの受信ビットマップを適切な制御スロットで各々の送信機に送信してもよい(522)。次いで、送信ノード501は、送信スケジュールを判定し、それを受信ノードに送信してもよい(523)。
図5Cは、2フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的な3ステッププロシージャの信号フロー図である。そのような例では、各々の送信ノード501は、その許可要求を、意図される受信ノードに送信する(530)。受信ノード502は、リソース割り当て決定を判定してもよい(531)が、それを送信ノードに伝達しなくてもよい。次いで、送信ノード501は、それらの送信ビットマップを各々の受信ノード502に適切な制御スロットで送信してもよい(532)。次いで、受信ノード502は、受信された送信ビットマップ、および、事前に計算されたリソース割り当てを使用して、送信スケジュールを判定してもよく、それを送信機に送信してもよい(533)。
図5Dは、2フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的なフレームフォーマットの図である。この例では、スケジュール/制御期間は、2つのフェーズに分割されてもよく、5メッセージ交換プロシージャを含んでもよい。第1のフェーズ、フェーズ1 546aでは、あらゆるノードが、その個々のバッファ占有度ステータスを、その隣接ノードの各々に、あらかじめ判定された送信スロット547a、547b、547cの間に送信してもよい。各々のノードが、予期されるトラフィック情報を、その隣接ノードのすべてから収集すると、それは、第2のフェーズ、フェーズ2 546bのスロット547d、547e、および547fで、前と同一の順序で、送信割り当てをそれらに連続して分散してもよい。この2ステッププロシージャで、各々のノードは、すべての隣接ノードからの入来するトラフィックのより良好な理解を、リソースをそれらの各々に割り当てる前に有し、それによって、それらの現在の要件に従って、隣接ノードの間の、より公正なリソース分散が保証される。しかしながら、これは、利用可能なデータ送信時間を低減させることができる、追加的なスケジューリング情報交換を犠牲にして生じることがある。
図5Dのこの例では、スロットPを割り当てられているメッシュネットワークのリンクの隣接する第1のノードと第2のノードとの間の送信交換が示される。スケジューリング期間540のフェーズ1 546aでは、第1のノードは、その送信許可要求(すなわち、BSR)541aおよび確認応答ビットマップ542aを、リンクの第2のノードに送信してもよい。次いで、第1のノードは、第2のノードの送信許可要求(すなわち、BSR)541bおよび確認応答ビットマップ542bを受信してもよい。各々のノードは、受信された送信許可要求(すなわち、BSR)541aおよび541bを使用して、それらの送信割り当てを第2のフェーズ(段階2)に対して判定してもよい。フェーズ2 546bでは、第1のノードは、その送信割り当てビットマップ543aおよび干渉報告544aを、リンクの第2のノードに送信してもよい。次いで、第1のノードは、第2のノードの許可応答545aを、第2のノードの送信割り当てビットマップ543bおよび干渉報告544bとともに受信してもよい。応答では、第1のノードは、その許可応答545bを、リンクの第2のノードに送信してもよい。スケジューリング期間540の後に続いて、データ550が、次いで、データスロット551、552、および553で、送信および受信されてもよい。データ550の間隔の間に、ネットワークノードは、データパケットをそれらの隣接ノードに、前のスケジュール/制御期間の間に確立されたスケジュールに従った時間スロットで送信してもよい。間隔は、送信スケジューリングの間のアドレス指定能力を容易にするためにスロットに分割されてもよく、各々のノードは、受信ノードによるリソース割り当ておよびスケジューリング決定に従って、各々のスケジューリング間隔で1または複数のスロットを割り当てられてもよい。
図6Aは、4つのノードを有する例示的なメッシュネットワーク600の図である。図6Aで示される例では、4つのノードは、ノード1 601、ノード2 602、ノード3 603、およびノード4 604である。この例に示されるように、ノード1 601は、ノード2 602およびノード3 603に隣接するが、ノード4 604に隣接しない。同様に、ノード4 604は、ノード2 602およびノード3 603に隣接するが、ノード1 601に隣接しない。
図6Bは、図6Aの例示的なノード構成に関する、2フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングプロシージャに対する信号フロー図である。この例では、各々のノードは単に、その隣接ノードと、図5Dで示されるフレームフォーマットを使用して通信する。
図6Bを参照すると、第1のフェーズ1許可要求610aスロットでは、ノード1 601およびノード2 602は、それぞれバッファステータス611aおよび611bを含む送信許可要求を交換してもよい。ノード3 603およびノード4 604はまた、それぞれバッファステータス611cおよび611dを含む送信許可要求を交換してもよい。後続のフェーズ1許可要求610aスロットでは、ノード1 601およびノード3 603は、それぞれバッファステータス612aおよび612bを含む送信許可要求を交換してもよい。ノード2 602およびノード4 604はまた、それぞれバッファステータス612cおよび612dを含む送信許可要求を交換してもよい。
次いで、第1のフェーズ2スケジューリング610bスロットでは、ノード1 601およびノード2 602は、3ウェイハンドシェイクの一部として、送信割り当てビットマップ613a、613b、および613cを交換してもよい。この交換はまた、干渉報告および許可応答を含んでもよい。
ノード3 603およびノード4 604は、さらには、3ウェイハンドシェイクの一部として、送信割り当てビットマップ613d、613e、および613fを交換してもよい。この交換はまた、干渉報告および許可応答を含んでもよい。
後続のフェーズ2スケジューリング610bスロットでは、ノード1 601およびノード3 603は、3ウェイハンドシェイクの一部として、送信割り当てビットマップ614a、614c、および614eを交換してもよい。この交換はまた、干渉報告および許可応答を含んでもよい。ノード2 602およびノード4 604はまた、3ウェイハンドシェイクの一部として、送信割り当てビットマップ614b、614d、および614fを交換してもよい。この交換はまた、干渉報告および許可応答を含んでもよい。
データ送信615の間に、ノード1 601およびノード2 602は、データ送信スロットで、データパケットを送信し、またはデータパケットを受信してもよく、一方で、ノード3 603およびノード4 604はまた、データパケットを送信し、またはデータパケットを受信してもよい。また、後続のデータ送信スロットでは、ノード1 601およびノード3は、データパケットを送信し、またはデータパケットを受信してもよく、ノード2および4はまた、データパケットを送信し、またはデータパケットを受信してもよい。
概して、各々のノードが2つのそれぞれのフェーズ1およびフェーズ2スロットを使用する、上記の例にもかかわらず、スケジュール/制御期間は、ノードにより維持される各々のアクティブリンク上でのスケジューリングに対して個々に割り当てることができる、いくつかのスロットを有する。順序付けは、ノードがネットワークに参加するときの時間での空き(free)スケジュール/制御スロットの数、または、干渉パターンなどの、様々な要因に応じて行われてもよい。制御期間内の制御スロットの固定された順序付けによって、制御期間のより後の部分の間にスケジューリングされるノードが、リソースの枯渇の可能性があり、または、それらのために予約されたリソースが使用されなくなるということのいずれかである状況が生じることがある。スロット位置の交換シーケンスをすべてのメッシュノードに対してセットアップすること、および、各々のスケジューリング間隔でシーケンスを通じて段階付け(step)することによって、これを低減されることができる。
1つの例はサイクリックシフトであり、スケジュール/制御期間の開始において、各々のノードは、スケジューリングスロット割り当てを、その隣接ノードの各々に対して循環してシフトする。このシフトが、すべてのネットワークノードによって同期して実行されるので、ノードによりその隣接ノードの各々に割り当てられるスロット間の相互の直交性を維持することができる。これは、ネットワーク全体を通しての、固定されたスケジュール送信間隔サイズを想定することができる。スケジューリングシーケンスは、メッシュノードの間でネゴシエートされ、およびビーコンで送信されてもよい。単純なサイクリックシフトは、スケジュールでの各々リンクに、同一の長期平均優先(preference)を提供してもよい。一部に対する優先が要求される場合、これはまた、シーケンスに築造されてもよい。さらに、1以上の同一のリンクを再移動(revisit)することがまた可能にされてもよい(例えば、A−Bリンクは、第1のスケジューリングスロットでスケジューリングされ、また、最後のスケジューリングスロットを使用する)。最後の余剰(extra)スロットは、すべてのリンクを通じた1つの経路の後で、任意の残りのデータ領域を再要求するために使用されてもよい。
図7は、上述したように、制御スロットローテーション方法を使用する例示的なシステム700の図である。図7で示される例では、ノードA701は、隣接ノードとして、ノードB702、ノードC703、およびノードD704を有する。この例示的なシステムでは、ノードA701は、その隣接ノード間で以下のリンクのリンク、ノードA−ノードBリンク711、ノードB−ノードCリンク712、ノードA−ノードCリンク714、および、ノードA−ノードDリンク713、を有する。この例では、ノードA701は、第1の3つのスケジューリングスロットを使用して、それぞれ、ノードA−ノードBリンク711、ノードA−ノードCリンク714、および、ノードA−ノードDリンク713上の双指向性送信をスケジューリングしてもよい。第2のスケジューリング送信間隔では、スケジューリングスロットの順序は、循環的にシフトされてもよく、ノードA−ノードCリンク714が第1にスケジューリングされてもよく、ノードA−ノードDリンク713が次にスケジューリングされてもよく、ノードA−ノードBリンク711が最後にスケジューリングされてもよい。別の実施形態では、ノードB702、ノードC703、およびノードD704はまた、それらのそれぞれのスケジューリングスロットを同じ方式で、同期してシフトしてもよく、それによって、正確なスロット調節を保証する。
図8は、2つのノードに対する、例示的なスロットローテーション800の図である。この例では、ビーコン810a送信に続いて、ノードA801は、ノードA−ノードBリンク811、ノードA−ノードCリンク812、および、ノードA−ノードDリンク813に対する第1の制御領域におけるスケジューリングスロットを有してもよい。データ領域814におけるスロットでのデータ送信に続いて、制御領域スケジューリングスロットがローテーションされてもよく、ノードA−ノードCリンク815は、ノードA−ノードDリンク816、および、ノードA−ノードBリンク817に先行してもよく、次いで、再び別のラウンドで、ノードA−ノードDリンク818、ノードA−ノードBリンク819、およびノードA−ノードCリンク820をローテーションしてもよい。
同様に、ビーコン810b送信に続いて、ノードB802は、ノードB−ノードAリンク830、およびノードB−ノードCリンク831に対する第1の制御領域におけるスケジューリングスロットを有することができる。データ領域832におけるスロットでのデータ送信に続いて、制御領域スケジューリングスロットは、ノードB−ノードCリンク833、およびノードB−ノードAリンク834をローテーションしてもよく、次いで、別のラウンド:ノードB−ノードCリンク835、および、ノードB−ノードAリンク836がそれに続いてもよい。
別の実施形態では、可変スケジュール/制御期間継続期間が提供されてもよい。スケジュール/制御期間または制御領域のサイズは、それはデータ送信に対して利用可能な時間を判定するので、ネットワーク効率に影響を及ぼす主要な要因となることがある。メッシュネットワークにおけるすべてのノードが、ノード接続性に無関係に、同一の制御領域サイズを使用する場合、より低い接続性を有するノードに対する、一部の使用されない制御スロットが存在することがある。制御領域がノードからノードに変動することを許可とされ、および各々のノードが、その制御領域サイズを、その接続性に応じて選択する場合に、ネットワーク効率を改善することができる。
新たなノードがネットワークに参加するときに、可変スケジュール/制御期間継続期間の使用によって、制御領域が動的に増大する(grow)ことが可能になり、この動的変化は、リンクを直接使用しているノード(例えば、新たなノード、および新たなノードが参加するノード)のみに影響を及ぼすことがあり、ネットワークの残りは、より小さい制御領域を使用することができる。この手法によって、この制御領域変化を通信するために必要とされるシグナリングが低減することができる。
制御領域の増大は、元はデータ送信に意図された一部のスロットを使用することによって対処されてもよい。拡大された制御領域を使用するノードは、それらの隣接ノードに、それらに送信される送信割り当てビットマップにおける対応するスロットを遮断することによって、これを示してもよい。これによって、隣接ノードが、実際にそれら自体のデータスロットと一致する制御スロットの間のデータ送信を何らスケジューリングしないということが確実になることがある。動的制御領域が効果的に作動するために、データスロット期間は、制御スロット期間の整数倍として選択されてもよい。隣接ノードによるアクティブなデータ送信に起因した、新たなノードによる制御メッセージ交換への干渉の影響力は、競合するリンク上のデータ送信に起因した干渉と同一の方法で対処されてもよい。
図9A〜9Dは、動的制御900の例の図である。図9Aおよび9Bで示される例では、ノードB902は、2つの隣接ノードA901およびノードC903を有する。送信ビットマップ910aは、4つのスロットデータ領域を表す。図9Bで示される例では、ビーコン送信911に続いて、ノードBが、1つの制御スロット912を使用して、ノードB−ノードAリンク上で通信し、1つの制御スロット913を使用して、ノードB−ノードCリンク上で通信して、開始する。この例では、データ領域915は、4つのスロットを有し、長さ4のビットマップにより表される。スケジューリング送信間隔の間に、ノードBは、すべての4つのデータスロットを、ノードAへの送信に対して利用可能であるものとしてマーキングする。
図9Cおよび9Dは、新たなノードがネットワークに参加するときに対する例を示す。図9Cに示されるように、新たなノードD904は、ネットワークに参加し、かつノードA901、ノードB902、およびノードC903の隣接ノードとなる。次いで、ノードB902、および新たなノードD904は、ノードBが第1の2つの制御スロット912および913を他の隣接ノードに事前に割り当てているので、ノードB−ノードDリンクをスケジューリングするために第3の制御スロット914を選択してもよい。第3の制御スロット914は、ノードB902によってデータ領域915におけるデータスロットとして事前に使用されている。スケジューリング送信間隔の間に、ノードB902は現在、第1のデータスロットを、そのスロットにおいて1と示されるようにビジーであるとしてマーキングすることによって、ノードA901に3つのデータスロットのみが送信に対して利用可能であるということを示してもよい。このプロシージャによって、ノードが、それが新たなノードの追加に起因してその接続性を増大するときに、制御領域サイズを動的に増大することが可能となる。
スロットの流動的(floating)スケジューリングが、代替案として提供されてもよい。スケジューリングスロットは、流動的スケジューリングスロット構成ではデータスロットを置き換えてもよい。ここでは、別個のスケジュール/制御およびデータ期間は存在しないことがある。むしろ、スケジュールスロットは、データスロットで散在(interspersed)させられることがある。これによって、制御情報の問題が生じないことがあり、なぜなら、それは、よりロバストに符号化され、かつ同時のデータ送信に起因した干渉によって影響を及ぼされることが予期されないからである。さらに、隣接ノードからの強い干渉は、スケジューリングスロットを回避するようにスケジューリングされてもよい。
図10は、初期ノード関連付けの間にランダムに行われる流動的スケジューリングスロット構成でのスケジュールスロット位置割り当て1000の例の図である。図10の例の番号付けされたスロットは、双指向性スケジューリングスロットを表すことができ、一方で、空白のスロットは、データスロットを表すことができる。
流動的スケジューリングスロットは、複数のホップにわたる、より反応的な(responsive)データスケジューリングを可能にすることができる。次いで、エンドツーエンドパケット遅延が、ネットワークノードにより使用される繰り返し(rolling)スケジューリング間隔に起因して低減されることがあり、なぜなら、パケットが、システム全体の共通スケジュール/制御期間を待機するのではなく、リンクに対して、次のスケジューリングスロットにおいて次のホップ送信に対してスケジューリングされてもよいからである。例えば、ノード1 1001が、ノード2 1002を介して、パケットをノード4 1004に送信することを要求する場合、図10に示されるスロット構成で、第1のホップは、リンク1−2 1010に対して双指向性スケジューリングスロットの間にスケジューリングされてもよく、リンク2−4 1012に対してスロットを双指向性スケジューリングする間の第2のホップがそれに続く。したがって、2ホップパケット送信は、固定されたスケジュール/制御期間構成で必要とされる2つのスケジューリング間隔より少なく完了されるようにスケジューリングされてもよい。
別の例では、ノード1 1001が、ノード3 1003を介して、パケットをノード4 1004に送信することを要求する場合、図10に示されるスロット構成で、第1のホップは、リンク1−3 1011に対して双指向性スケジューリングスロットの間にスケジューリングされてもよく、リンク3−4 1013に対してスロットを双指向性スケジューリングする間の第2のホップがそれに続く。
流動的スケジューリングスロットを使用するノードはまた、その隣接ノードに対する可変スケジューリング周期性(すなわち、スケジューリング間隔の長さ)を使用してもよい。これは、リンク上のデータトラフィック要件を変動させること、または、他の理由に起因することがある。ノードは、それらのスケジューリング周期性を、制御メッセージを交換することにより修正してもよい。
図11は、例示的な指向性メッシュネットワーク動作1100の図である。図11で示される例示的な構成では、ノードG1101はゲートウェイノード(例えば、ファイバ光ネットワークに対する、ファイバベースの存在点(POP:point of presence)アクセスノードとしても機能する、アドホック無線通信機能性で構成されたWTRU、基地局、または、mB)である。ノードA1102、ノードB1103、ノードC1104、ノードD1105、およびノードE1106は、ノードG1101と同様に、メッシュネットワーク通信に対して指向性アンテナを利用する、メッシュネットワークの内の他のノードである。指向性リンク1110、1111、1112、1113、1114、1115、および1116は、例示的なメッシュネットワーク内のノード間で確立されてもよい。
図12は、指向性メッシュネットワークにおける制御スロット1200の間の例示的な動作の図である。各々のノードは、その隣接ノードの各々に割り当てられる1つの制御スロットを有する。この制御スロットは、そのリンクに対する、スケジューリングおよび他の制御シグナリングのために使用されてもよい。新たなノードがネットワークに許可される(admitted)とき、その隣接ノードの各々に対する制御スロットは、制御スロットの衝突がない(collision free)であるように選択されてもよい。制御スロットは、ビーコン信号を介して、各々の隣接ノードによって、その隣接ノードを関連付ける新たなノードに割り当てられてもよい。この例では、データ領域は、そのリンクに対する対応する制御スロットによって完全にスケジューリングされる。ノードは、それらの送信および受信スケジュール、ならびに、キューのバッファステータスを示す、それらの送信および受信ビットマップを交換して、制御スロットの間のスケジューリングを支援してもよい。図12で示されるように、制御領域は、データ領域1204が後に続く、3つの制御スロット1201、1202、および1203であるが、これらの領域の実際のサイズは修正されてもよい。3つの制御スロット1201、1202、および1203は、各々のノードが、その隣接ノードのすべてと対話するために使用されてもよい。制御スロットは、競合するリンクが、同一のスロットでスケジューリングされないように選択されてもよい。制御スロットの間に、データ送信間隔の間の双指向性送信に対するスケジュールが、ノード間の3メッセージ交換を介して確立されてもよい。スケジューリングは、それによってノードが構成される、各々のサービスの品質(QoS)キューに対するバッファステータスによりガイドされる。この例では、ノードG−ノードA1211、ノードB−ノードE1212、およびノードC−ノードD1213に対するリンクが、第1の制御スロット1201でアクティブとなることがあり、第2の制御スロット1202における、ノードG−ノードB1221、ノードA−ノードD1222、および、ノードC−ノードE1223に対するリンク、ならびに第3の制御スロット1203における、ノードG−ノードC1231に対するリンクがそれに続く。また、この例に示されるのは、データが、ノードG−ノードA1241、ノードB−ノードE1243、および、ノードC−ノードD1242リンク上で送信される、データ領域1204のスロットである。
表1は、上述した図12の例示的な動作可能メッシュネットワークに関する、制御領域およびデータ領域の両方に対するリンクステータスを示す。
上記表に示されるように、送信の指向性性質に起因して、すべてのリンクが同時にアクティブにあるわけではない。
表2は、上述した図12の例示的な動作可能メッシュネットワークに関する、制御スロットの間のビットマップステータス更新の例である。列1、2、3は、それぞれ、第1、第2、および第3の制御スロットの終わりにおける、受信および送信ビットマップのステータスを示す。
表2で示される例では、すべてのビットマップが、各々のスケジューリング間隔の開始において0に初期化される。ビットマップ長さ7が、この例では7つのデータスロットをマッピングするために使用される。実際には、データスロットの数は、さらに多くてもよい。ビットマップは、例示のためにノード指定によって置き換えられてもよい。これらのビットマップは、単に、データ領域における各々のスロットの占有度ステータスを反映してもよい。
MACレイヤは、ノードが様々な状態を通じて遷移する、MAC状態マシンとして実装されてもよい。図13は、実装することができる高レベルMAC状態1300のグループの例の図である。実装することができる高レベルMAC状態の例示的なグループは、以下の状態、初期化1301(初期起動シーケンス)、隣接発見1302(すべてのビーコンを読み出し、最初/最良の隣接ノードを選択し、それを関連付ける)、ネットワークへの登録1303(ネットワークへの登録、認証/認可、ならびに、動作、管理、および維持(OAM:operation, administration, and maintenance)による構成)、追加的な隣接ノードの発見および関連付け1304(他の隣接ノードを発見し、それらを関連付け、このフェーズの間に、制御スロットは、その隣接ノードの各々によって割り当てられる)、データ転送1305(アップストリームトラフィックおよびダウンストリームトラフィックの両方が、この状態で送信/受信される)、干渉測定1306(干渉測定が、この状態で遂行される)、不連続受信(DRX)1307(エネルギー効率動作のためのスリープモード)、ビーコニング(beaconing)1308(この状態では、ビーコンは、新たな隣接ノードがネットワークに参加するために、定義された間隔で送信される)、ならびに、オーバージエア(OTA:over the air)ソフトウェア更新1309(OAMは、リブートを必要とするソフトウェア、および他の構成パラメータを更新してもよい)を含んでもよいが、それらに制限されない。
MACレイヤは、アクセスネットワークにより設定されるQoS制約を認識しているスケジューラを実装するように構成されてもよく、また、異なるタイプの、メッシュ関連トラフィックを区別してもよい。例えば、メッシュネットワークにおける各々のノードは、その隣接ノードの各々に対して1つのスケジューリンググループを有してもよい。各々のスケジューリンググループは、4つの論理キュー、および、1つの仮想キューを有してもよい。例えば、4つの論理キューは、それぞれ、半永続的にスケジューリングされるトラフィック、高優先度メッシュシグナリングトラフィック(リンクメトリックおよびDRX要求など)、5msの待ち時間(アクセスサイドゲーミングトラフィックなど)、X2およびS1シグナリングトラフィック、10msの待ち時間(QoSクラス識別子(QCI)を含む、すべての他のアクセスサイド、ならびにバックホールおよびアクセスの両方を含む、高優先度OAMなど)、ならびに、低優先度メッシュシグナリングトラフィック(10msの待ち時間に制限されない、干渉行列、関連付けシグナリング、低優先度OAMトラフィック、およびアクセスからの他のバックグラウンドトラフィックなど)としての役割を果たしてもよい
図14は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、例示的なMACスケジューラアーキテクチャ1400を示す。例えば、MACスケジューラアーキテクチャは、スケジューリンググループ、キュー、グループ分割(split)機能、およびリンクスケジューラ機能を含んでもよいが、それらに制限されない。しかしながら、このアーキテクチャは例であり、任意の数のこれらのエンティティを含むように拡張されてもよく、またはこれらのエンティティのサブセットを含むように低減されてもよい。
図14の例示的なアーキテクチャでは、ノードC1411は、リンクスケジューラ1405aを含む。ノードG、D、またはE1410(ノードCの隣接ノード)の各々はまた、リンクスケジューラ1405bを含む。ノードG、D、およびEからのパケット1409を含む、ノードC1411への任意の入来するトラフィックは、最初に、宛先アドレスに対してチェックされ、フィルタリングされてもよい(1401)。ノードCにアドレス指定され、または宛先指定されるトラフィック1402は、メッシュ内関連トラフィック(intra mesh related traffic)もしくはバックホールOAMトラフィックのいずれかを処理するMACレイヤによってなど、上位レイヤ処理1408に送信されてもよく、またはアクセスサイドに転送されてもよい。他のノードにアドレス指定されるトラフィックは、グループ分割機能1403により、適切なスケジューリンググループ1404a、1404b、1404c、および1404dに追加されてもよい。
スケジューリンググループ1404a、1404b、1404c、および1404dは、グループ分割機能1403により作成されてもよい。スケジューリンググループを形成するための様々な代替案が存在する。1つの例では、パケットでアドレス指定される宛先ノードごとの1つのスケジューリンググループが存在してもよい。別の例では、各々の隣接リンクごとに1つのスケジューリンググループが存在してもよい。
スケジューリンググループ1404a、1404b、1404c、および1404dは、各々のQoSクラスがそれ自身のキューを有する、QoSキューを含んでもよい。各々のスケジューリンググループ1404a、1404b、1404c、および1404dはまた、データパケットを適切なQoSキューに追加する、QoS分類器を有してもよい。QoS特有キューは、異なるQoSクラスに属するパケットが、異なって対処されてもよいという点で、QoSを認識したスケジューリングを可能とすることができる。
図14の例示的なMACスケジューラはまた、それぞれの配信期限に近い、4つのキューにおけるデータパケットを識別し、それらを、優先されたスケジューリングを享受(enjoy)する、別の仮想キューに置くことができる。制御領域の間に、各々のノードは、そのバッファステータスをその隣接ノードと交換してもよく、このバッファステータスは、4つの論理キュー、および仮想キューの各々の占有度を伝達することができる。
各々のパケットはまた、パケットが宛先ノードに配信されることになる前の時間を表す生存時間(TTL:time to live)フィールドを有してもよい。TTL値は、パケットヘッダに、それがアクセスインタフェースからメッシュに入るときに挿入されてもよい。各々のスケジューリング間隔の間に、キューイングされたパケットのTTLフィールドが、宛先ノードに対する遅延経路メトリックに対してチェックされてもよく、パケットが、TTL値により示される期限に近い場合、インデックスが仮想キューに追加されてもよい。許可要求を送信するとともに、この仮想キューにおける占有度がまた、バッファステータスで報告されてもよい。次いで、TTL値は、経路に沿って各々のノードで経験された遅延の量によりデクリメントされてもよい。
リンクスケジューラ1405aおよび1405bは、許可要求を送信し、許可応答を受信してもよい(それぞれ1406および1407)。リソースを要求するとともに、リンクスケジューラ1405aは、スケジューリンググループ1404a、1404b、1404c、および1404dにおける隣接ノードの数および占有度を考慮してもよい。次いで、それぞれの隣接ノードの受信機上のリンクスケジューラ1405bは、これらの要求に対するリソースを許可してもよい。リンクスケジューラ1405aおよび1405bは各々、その隣接ノードの各々に対する履歴リソース要件を認識している学習機能を有してもよい。隣接ノードの各々は連続してスケジューリングされてもよいので、この履歴情報は、スケジューリングを支援することができる。
半永続的スケジューリングに対して、経路セットアップが、実際の送信が開始する前に行われてもよい。そのような事例では、半永続的にスケジューリングされるトラフィックを確立することを要求するあらゆるノードが、半永続的スケジュール要求を、その隣接ノードに送信してもよい。そのような例での隣接ノード選択は、ルーティング/転送アルゴリズムにより提供される経路メトリックに基づく。この要求は、ゲートウェイまたは他のノードなどの、宛先ノードまで伝搬してもよい。次いで、宛先ノードは、半永続的スケジューリング要求に対する応答を送信してもよい。半永続的スケジューリングに対する別のアプローチは、半永続的にスケジューリングされるデータを通常データとして扱い、それを、最優先度を有して扱ってもよい。これは、実際のデータ転送のまえの経路セットアップを必要としないことがある。
図15は、隣接特有(neighbor-specific)スケジューリンググループを生成するためのグループ分割機能1500の1つの特定の実装形態の図である。しかしながら、宛先特有(destination-specific)情報がまた、スケジューリンググループを生成することにおいて使用されてもよい。図15で示される例では、ノードトラフィックに対する3つの宛先:ゲートウェイG1 1514およびG2 1515、ならびにローカルトラフィックに対処することができるピアメッシュノードX1516が存在するということが想定されてもよい。さらに、ノードは、3つの隣接ノード、N1 1517a、N2 1517b、およびN3 1517cを有することが想定されてもよい。リンクスケジューラは、2つの責務、許可を要求すること(許可要求)、および許可を提供すること(許可応答)を有してもよい。1つの例では、送信のための実際のリソースは常に、受信機により許可される。各々のスケジューリング間隔の間に、メッシュにおけるあらゆるノードは、そのキューのバッファステータスを、その隣接ノードに提供してもよい。このバッファステータスは、キューの各々における占有度を捕捉してもよい(例えば、QoSクラス1での200バイト、QoSクラス2での50バイトなど)。
図15の例では、内部および外部マッピング1501が、隣接ノードからの入来するデータ1511に関して実行されてもよい。内部データとしてマッピングされるデータは、アクセスインタフェースに送信されてもよい(1503)。宛先マッピング1502が、外部としてマッピングされるデータに関して実行されてもよい。宛先マッピング1502はまた、前のスケジューリング間隔からの残りのデータ1512、およびアクセスインタフェースからのデータ1513に関して実行されてもよい。データは、G1 1514、G2 1515、およびX1516にマッピングされてもよい。次いで、QoSマッピング1504aおよび1504bが、各々の宛先ノードに対して実行されてもよい。次いで、隣接マッピング1505aおよび1505bが、各々のQoSキューの内部データに関する各々の宛先に対して実行されてもよい。次いで、隣接キュー組み合わせ1506a、1506b、および1506cがそれぞれ、各々の隣接ノードN1、N2、およびN3に対して実行されてもよい。別個の論理キューが、各々のQoSクラスに対して維持されてもよい(1518)。TTL判定1507a、1507b、および1507cが行われてもよい。仮想キューが追加されてもよく(1519)、次いで、データが、許可要求生成器1508、および隣接ノードごとの許可要求1509に転送されてもよい。
キューからのパケットは、それぞれの受信機ノードにおいてリンクスケジューラによって、各々のリンク方向でスケジューリングされてもよい。スケジューリング決定は、例えば、上述した割り当ておよびスケジューリングプロシージャのいずれかで、制御スロットの間に交換される3つのメッセージを介して行われてもよい。第1のメッセージ(例えば、C−−>Gリンクに対する制御スロット)では、ノードCは最初に、その送信ビットマップ、受信ビットマップ、およびそのキューのすべてに対するバッファステータスを、ノードGに送信してもよい。第2のメッセージでは、ノードGは、ノードCの送信に対して時間スロットを割り当ててもよく、許可をノードCに送信してもよい。ノードCの割り当てとともに、ノードGは、さらには、それ自体の送受信ビットマップをノードCに送信してもよい。ノードCは、ノードGの送信に対して同様の方式で、C−−>Gリンク割り当てに対して割り当ててもよく、許可をノードGに第3のメッセージで送信してもよい。これは、G<−−−>Cリンクに対する3メッセージ交換を完了することができ、1つの完全な制御スロットを占有することができる。同様の交換が、同一の制御スロットにおいてスケジューリングされる、すべての他の競合しないノードに対して同時に発生することがある。
図16は、上述したような、ノードGでのリンクスケジューリング論理に対する例示的なスケジューリングフロー1600のフローチャートである。制御領域スケジューリングフローを開始すると、Nが隣接ノードの数として定義され、nが0に設定される(1601)。すべてのN個の隣接ノードに対する利用可能なリソースが、過去の履歴によって分割される(1602)。半永続的スケジューリング、および再送信に対する一部のバッファ(適用可能な場合、データ領域の間のACK)は、常に割り当てられ、前のBSRに応じた仮想および他のキュートラフィックに対する一部のバッファが推定される(1603)。nが、N以上である場合(1604)、隣接ノードの送信ビットマップ、受信ビットマップ、およびバッファステータスが取得される(1605)。次いで、キューは、再送信(例えば、TTLが有効である場合)、および半永続的キューにおけるバイトの数を含む(それらに制限されない)優先度に基づいて割り当てられる(1606)。仮想キューが空きである場合(1607)、nに対する空が存在するかの判定がなされ(1608)、そうである場合、残りのキューが、重み付け公正(weighted fair)により割り当てられる(1609)。次いで、送信ビットマップ、受信ビットマップ、バッファステータス、および割り当てられたバッファステータスが、隣接ノードnに送信される(1620)。したがって、送信ビットマップは、すでに割り当てられた受信ビットマップが現在の送信方向と競合する場合に、遮断されることがある(1616)。nに対する空が存在しない場合(1608)、スケジューリングフローは、送信ビットマップ、受信ビットマップ、バッファステータス、および割り当てられたバッファステータスを、隣接ノードnに送信することに移行する(1620)。
nが、N未満である場合(1604)、再割り当てが必要とされ、または可能であるかについての判定がなされる(1610)。再割り当てが必要でなく、かつ可能でない場合、スケジューリングフローは停止する(1612)。再割り当てが必要とされ、または可能である場合、データ領域の間のプリエンプション(pre-emption)が発生することがあり(1611)、次いで、スケジューリングフローは停止する(1612)。
仮想キューに空きがない場合(1607)、nに対する空きが存在するかについての判定がなされ(1613)、そうである場合、仮想キューが割り当てられ(1614)、スケジューリングフローは、nに対する空きが存在するかを判定することに移行する(1608)。nに対する空きが存在しない場合(1613)、後の隣接ノードを仮想キューに合うように調整することができるかについての判定がなされ(1615)、スケジューリングフローは、送信ビットマップ、受信ビットマップ、バッファステータス、および割り当てられたバッファステータスを、隣接ノードnに送信することに移行する(1620)。
次いで、スケジューリングフローは、送信ビットマップおよび受信ビットマップを隣接ノードnから取得すること(1617)、それ自体の内部送信ビットマップを更新すること(1618)、およびnをインクリメントすることによって次の隣接ノードに移動することに移行する(1619)。
図17は、DRX動作1700の例示的なの図である。不連続受信(DRX)動作が提供されてもよく、選択される期間に対する、選択される構成要素の電力供給ダウンが存在する。例えば、DRX動作は、ユーザトラフィックが存在しない期間を有することがある、スモールセルに対して実装されてもよい。エネルギー効率的動作のために、スモールセルバックホールはDRXモードをサポートしてもよい。そのようなケースでは、メッシュノードは、スリープモード内に移る前に、その隣接ノードの各々に、それらがすでにスリープしている場合でさえ、データ領域の間に送信されるDRXモード要求メッセージで通知してもよい。次いで、隣接ノードは、隣接ノードが他のアクティブな隣接ノードを有するか、および既存の経路が隣接ノードのQoS要件を満足することができるかを検証した後に、例えば、要求者ノードが、スリープに移ることを可能としてもよい。次いで、要求ノードは、すべてのその隣接ノードがそれを可能とする場合、および要求ノードのすべてのバッファが空いている場合、スリープに移ってもよい。
図17の例では、ディープ(deep)スリープモードおよびライト(light)スリープモードなどの、DRX動作の2つのモードが提供されてもよい。例示的なディープスリープモードでは、メッシュノードは、データ送信間隔1703a、1703b、および1703cの間に、ならびに、大部分の制御スケジュール送信間隔1702a、1702b、および1702cの間にスリープしてもよい。例示的なライトスリープモードでは、メッシュノードは、データ送信間隔1703a、1703b、および1703cの間にのみスリープしてもよい。例えば、構成された数のライトスリープサイクルが経過した後、ディープスリープモードに入ってもよい。スリープモードと関係なく、メッシュノードは、ビーコン1701a、1701b、および1701cを送信するためにウェイクアップしてもよく、ビーコン送信間隔の直後に、スケジューリングされた送信間隔の間はアクティブであってもよい。そのようなスケジューリングされた送信間隔は、ページング領域と認識されてもよく、そのため、メッシュノードは、スケジュール送信間隔でのメッセージに応じて潜在的にウェイクアップしてもよい。ウェイクアップは、スリーピングノードに入来するトラフィック、またはスリーピングノードからの外に向かうトラフィックのいずれかに起因して発生してもよい(1704)。
隣接ノードは、スリーピングモードで、メッシュノードに対するトラフィックをバッファリングしてもよい。1つの例では、スリーピングノードは、アクティブなスケジューリングされた送信間隔の間にのみページングされてもよく、ノードに割り当てられるスケジュール送信間隔スロットは、スリーピング期間の間は解放されなくてもよい。これによって、スリーピングノードが、アクセスネットワークからなどの、任意の外に向かうトラフィックが到着するとすぐに、スケジューリングスロットを使用することが可能になる(1705)。
DRXサイクル1706に対する値は、スリープ間隔の間の内部クロックのドリフトが、許容限度を下回ったままとなるように選択されてもよい。ダウンストリームトラフィックに含まれる待ち時間への考慮がスリーピングノードに与えられてもよい。ルーティング/転送アルゴリズムはまた、経路メトリックにおいてDRXを配慮してもよく、可能な場合、スリーピングノードを有する経路を回避することができる。
上述した分散メッシュ調整機能(DMCF:distributed mesh coordination function)は、純粋に分散される方式で、デバイスの間で調整を実現することができる、予約ベースの(reservation-based)チャネルアクセス機構である。DMCFはまた、ノードが、ネゴシエートされた予約内(negotiated reservation)で、媒体へのスケジューリングされたアクセスを取得することを可能にする。これによって、ノードがその隣接ノードの各々と通信するのに使用することができる、1つまたは複数のデータスロットを予約することが可能になる。
分散スケジューリングを実現するために、メッシュノードは、それらのリソース割り当て要求を、関連する隣接ノードに送信してもよい。加えて、トラフィック優先度が、送信された要求に含まれてもよい。リソース要求を受信するメッシュノードは、他の過去および予想されるリソースコミットメント(commitments)および干渉競合に基づいて、リソースを割り当ててもよい。これらの入力は、リソース割り当ておよびスケジューリング決定を行うために、スケジューリングアルゴリズムにより使用されてもよい。
図18は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、例示的なメッシュスーパーフレーム構造1800の図である。図18で示される例では、各々のスーパーフレームは、ビーコン期間1801aで開始してもよく、複数のスケジューリング間隔1812aおよび1812bがそれに続き、その各々は、制御期間1802aおよび1802bをそれぞれ、ならびにデータ期間1803aおよび1803bをそれぞれ有する。次のスーパーフレームは、別のビーコン期間1801bで開始してもよい。制御期間は、次に、複数の制御スロットに分割されてもよく、各々のスロットは、異なる隣接ノードに割り当てられる。ビーコン期間期間(beacon period duration)(TBP)1811は、全てがビーコン間隔1810内で発生することができる、スケジューリング間隔1812aおよび1812b(TSl)と同一であってもよい。
図19は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、上述した例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的なフレーム1900の図である。この例では、制御期間1901があり、データスロット1903a、1903b、1903c、および1903dを含むことができる、データ期間1902がそれに続いてもよい。図19で示される例では、データ期間は、Nds個のデータスロットに分割され、それらのデータスロットは、制御期間の間にスケジュールメッセージの交換によって、ノードにより予約されてもよい。これらの予約は、低および高優先度キューに属するデータパケットに対して、1つのスケジューリング間隔のみで続いてもよく(last)、それによって、リソース予約機構が、バースト的なトラフィックに反応することが可能になる。同時に、チャネル予約は、半永続的トラフィックに対して、複数のスケジューリング間隔で続いてもよく、それによって、制御メッセージオーバーヘッドが低減される。
図20は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、上述した例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的な制御期間2000の図である。この例では、制御期間2001は、制御スロット2002、2003、および2004を含んでもよく、それらの制御スロットの各々は、継続期間TCSのスロットであってもよい。NCSは、フレームごとの制御スロットの数を表してもよく、それらの制御スロットの各々は、個別の隣接ノードとスケジューリング情報を交換するために予約されてもよい。メッシュノードは、その隣接ノードの各々に対して制御スロットを予約してもよい。この制御スロット割り当ては、ノードがメッシュネットワークに参加するときの開始のときに発生してもよい。割り当ては、隣接ノードの間の空きスロットの相互利用可能性、および、干渉スケジュールに基づいてもよい。これらのスロットが割り当てられると、それらは、制御メッセージの相互交換により変化されるまで、固定されたままであってもよい。
図21は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、上述した例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的な制御スロット2100の図である。制御期間メッセージコンテンツに関し、各々の制御スロット2101は、3つのメッセージ送信2111、2112、および2113を含んでもよい。メッセージ1 2111は、リンクの初期方向A→B、次いでB→A、次いでA→Bで送信されてもよい。メッセージは、以下のように情報を搬送してもよい。
メッセージ1 2111(A→B)に関し、このメッセージは、キュー許可要求ごとのデータスロットの数(the number of data slots per queue grant request)、許可に対する可能な送信位置、チャネル品質インジケータ情報(CQI)(要求される変調およびコーディングスキーム(MCS)レベルに関してシグナリングすることができる、BからAへのチャネル品質の推定値)、前のフレームデータ(B→A)のACK、およびフレームチェックシーケンス(FCS)を含む情報を搬送してもよい。キュー許可要求ごとのデータスロットの数に関し、これは、AからBへのリソース要求であってもよく、要求されるデータスロット、およびMCS/CQIの組み合わせとしてシグナリングされてもよく、最後の既知の良好なCQIは、データスロットごとのビットの近似的な数をしてもよい(デフォルト値が、最後の既知の良好なCQIが存在しない場合に使用されてもよい)。リソースは、半永続的にスケジューリングされるリソースで送信されることが予期されるデータに対しては要求されなくてもよい。許可に対する可能な送信位置に関し、ノードAは、AがBに送信するために利用可能であるデータスロットを示してもよい。これは、1つが、AがBに送信することができるスロットに対応する位置に置かれるビットマップとして、または空いている連続した(consecutive series of)データスロットの開始インデックスおよび長さを示すことのいずれかによって表されてもよい。前のフレームデータ(B→A)のACKに関し、ノードAは、前のスケジューリング間隔でのBからのデータパケットの受信を成功したことに確認応答してもよい。2つのオプション:ノードBからの全体の送信に対する1ビットACK、または複数のフレームセグメントに確認応答するために使用することができる、より長いブロックACKが含まれてもよい。フレームセグメントは、個々のMACプロトコルデータユニット(MPDU)を含んでもよく、それらのMPDUは、集約されたMPDUを、およびPHYフィールドの追加の後に、PHYプロトコルデータユニット(PPDU)を形成するように組み合わされる。A−MPDUの内の個々のMPDU受信の成功または失敗での高い相関に起因して、1ビットACKが充分であることがある。FCSに関し、短いFCSが、復号エラーに対してチェックするために追加される。
メッセージ2 2112(B→A)に関しては、このメッセージは、キュー許可要求ごとのデータスロットの数(これは、BからAへのリソース要求であってもよく、要求されるデータスロット、およびMCS/CQIの組み合わせとしてシグナリングされてもよい)、許可に対する可能な送信場所(possible transmission locations)、CQI(要求されるMCSレベルの点でシグナリングすることができるAからBへのチャネル品質の推定値)、前のフレームデータ(A→B)のACK、メッセージ1での要求に対するリソースの許可(ノードBは、Aへのデータ送信スロットを、その要求、および他のノードへの前の割り当てによる制約に基づいて許可してもよい)、およびFCSを含む情報を搬送してもよい。可能な送信場所に関しては、ノードBは、BがAに送信するために利用可能であるデータスロットを示してもよい。これは、BがAに送信することができるスロットに対応する位置に1つが置かれるビットマップとして、または、連続した空きデータスロット開始インデックスおよび長さを示すことによってのいずれかで表されてもよい。前のフレームデータ(A→B)のACKに関しては、ノードBは、前のスケジューリング間隔でAからのデータパケットの受信の成功を確認応答してもよい。それは、メッセージ1に存在するACKと同一のフォーマットを有してもよい。FCSに関しては、短いFCSが、復号エラーをチェックするために追加されてもよい。
メッセージ3 2113(A→B)に関しては、このメッセージは、メッセージ2での要求に対するリソースの許可(ノードAは、Bへのデータ送信スロットを、その要求、および他のノードへの以前の割り当てによる制約に基づいて許可してもよい)、および、FCSを含む情報を搬送してもよい。FCSに関しては、短いFCSが、復号エラーをチェックするために追加されてもよい。
半永続的トラフィック管理に関しては、MACは、バースト的なトラフィックとは異なる半永続的トラフィックに対処することができる。これは、音声、リアルタイムビデオ、または、類似するデータタイプを含むことができる、半永続的トラフィックが、予測可能および遅延に影響するからである。したがって、MACは、半永続的トラフィックに対するエンドツーエンドデータ転送に対してネットワーク帯域幅を事前に予約してもよい。これによって、そのようなトラフィックが、近似した一定の待ち時間を有する、予測可能な方式で伝達されることが可能となる。要される送信時間は、半永続的トラフィックに対してあらかじめ割り当てられるので、さらなるリソース割り当てのネゴシエーションは、このトラフィックタイプに対して、各々のスケジューリング間隔では必要とならないことがある。
3つのフェーズ:経路管理フェーズ、半永続的トラフィック送信フェーズ、および経路終了フェーズが、半永続的トラフィック管理に含まれてもよい。
経路セットアップフェーズの間に、エンドツーエンド経路が、許可される半永続的トラフィックフローに対して判定されてもよい。同時に、許可されるフローの要されるサービスレートを満たす送信スケジュールが、さらに確立されてもよい。エンドノードは、半永続的トラフィック要求メッセージを、宛先への最適な経路上にある隣接ノードに送信してもよい。このメッセージは、受信ノードによって、メッセージが宛先に到達するまで、宛先への前に識別された最適経路に沿って、その1ホップ隣接ノードに転送されてもよい。次いで、宛先ノードは、半永続的トラフィック応答メッセージを、同一の経路に沿ってソースノードに送信してもよい。経路に沿った各々のノードが半永続的トラフィック応答メッセージを受信するとき、それは、経路セットアップおよびリソースが、後のスケジューリング間隔で適切に予約されることを確認してもよい。
エンドツーエンド経路セットアップおよびスケジュール判定ステップが、経路セットアップフェーズの間に完了された後、規則的なデータ送信が、確立されたスケジュールに従って、識別された経路に沿って発生してもよい。半永続的トラフィックは、リソース割り当てに対する、報告されるキューには含まれなくてもよい。開始ノード(initiating node)は、現在選択された経路の経路メトリックを他と比較して、代替する、宛先ノードに到達するより良好な経路が存在するかを周期的に判定してもよい。これは、ルーティング機能により報告される各々の経路の経路メトリックを評価することを含んでもよい。そのような代替経路が、より良好な全体的な経路メトリックで識別される場合、経路変更プロシージャがトリガされてもよく、そのプロシージャは、新たな経路上の連続した(back-to-back)経路セットアップ、および旧経路に対する経路終了を含んでもよい。
半永続的トラフィックに対して前に確立された経路に沿った任意のノードは、半永続的トラフィック要求メッセージを、経路のいずれの最後でノードに送信することによって、経路終了を開始してもよい。経路終了は、半永続的トラフィック応答メッセージを、両方のエンドノードから受信することによって確認されてもよい。このフェーズは、経路に沿った各々のノードでリソースを解放(free up)してもよい。
半永続的トラフィックは、ソースと宛先との間の各々のホップでの、制限された再送信機会に起因して、バースト的トラフィックと比較して、よりロバストに符号化されてもよい。これは、同一のパケットエラーレート(PER)を、半永続的トラフィックおよびバースト的トラフィックに対して、ホップごとに最大で1つの再送信機会で実現することができるように要求されてもよい。
経路セットアッププロシージャは、エンドツーエンド経路への、半永続的トラフィック要求および半永続的トラフィック応答メッセージを使用してもよい。例示的な経路セットアッププロシージャでは、ソースノードは、宛先ノード、QoS、および現在の経路メトリックに基づいて、半永続的トラフィックフローに対する最適経路を判定してもよい。ソースノードが、要求されるQoSクラスに対する、宛先への経路を知らない場合、第1のルーティングプロシージャが、適切な経路を識別するために実行されてもよい。距離ベクトルルーティングが採用される場合、ソースノードは、宛先への全体の経路を知らないことがあるが、それは、異なる隣接ノードを通じて流れる異なる経路の相対的メトリックを知ることがある。これによって、トラフィックに対する次のホップをそれが選択することが可能になる。
ソースは、半永続的トラフィック要求メッセージを、選択された経路の一部である1ホップ隣接ノードに送信してもよい。組み合わせソースノードID、宛先ノードID、およびフローIDが、エンドツーエンドフローを一意に識別してもよい。平均パケットサイズ、周期性、および、フローの開始時間が、メッセージに含まれてもよい。
受信メッシュノードは、要求される開始時間、および新たな開始時間の両方を、2つ分インクリメントしてもよい。次いで、それは、以下の決定のうちの1つをもたらす、新たな半永続的トラフィックフローをそれが許可するかを判定してもよい。ノードは、半永続的トラフィックをサポートせず、そのケースでは、半永続的トラフィック応答メッセージが、半永続的トラフィック要求メッセージがそれを通じて応答コード=1(失敗)で受信された経路に沿ってソースノードに送信されてもよい。要求される開始時間は、存在する場合、新たな開始時間上で許容可能であり、および選定(preferred)されてもよい。ここで、票(vote)フィールドが、1つ分デクリメントされてもよく、半永続的トラフィック要求メッセージが、経路上で次のノードに転送されてもよい。要求される開始時間は、許容可能であってもよいが、別の開始時間、または新たな開始時間(存在する場合)が選定されてもよい。票フィールドが、1つ分インクリメントされてもよく、半永続的トラフィック要求メッセージが、経路上で次のノードに転送されてもよい。要求される開始時間は、許容可能でないことがある。次いで、別の開始時間が、要求される開始時間フィールドに設定されてもよく、修正コードが1に変更されてもよい。加えて、新たな開始時間がまた許容可能でない場合、それは、やはり、別の開始時間によって置き換えられてもよく、票が0にリセットされてもよい。修正される半永続的トラフィック要求メッセージが、経路上で次のノードに転送されてもよい。
宛先ノードが半永続的トラフィック要求メッセージを受信するとき、それは、新たな開始時間に対する票を調査することによって、好ましい開始時間を判定してもよい。同点(tie)が存在する条件で、要求される開始時間が選好されてもよい。次いで、それは、以下の決定のうちの1つをもたらす、新たな半永続的トラフィックフローをそれが許可することができるかを判定してもよい。要求される開始時間、および新たな開始時間のいずれもが許容可能でない場合、半永続的トラフィック応答メッセージが、それから要求メッセージが応答コード=1(失敗)で受信されたノードに送信されてもよい。要求される開始時間、または新たな開始時間のいずれかが許容可能である場合、半永続的トラフィック応答メッセージが、要求メッセージを応答コード=0(成功)で送信した隣接ノードに送信されてもよく、半永続的トラフィック応答メッセージにおける開始時間1および開始時間2フィールドは、開始時間に対する第1および第2の選択を含む。開始時間1および開始時間2の両方が存在する場合、開始時間1の賛成する票フィールドがまた、追加され、および1に初期化されてもよい。
半永続的トラフィック応答メッセージを受信する各々のノードは、2つの開始時間が許容可能であるかを調査してもよい。開始時間1が許容可能でないと判定される場合、それは、開始時間2で置き換えられてもよく、票フィールドは破棄されてもよい。開始時間2が許容可能でないと判定される場合、それは、票フィールドとともに破棄されてもよい。半永続的トラフィック応答メッセージを受信する各々のノードは、次のホップに転送する前に、2つ分デクリメントすることにより、2つの開始時間を更新してもよい。
ソースノードが、応答コード=0(成功)で半永続的トラフィック応答メッセージを受信するとき、それは、経路作成の成功を示してもよい。半永続的トラフィック応答メッセージが単一の開始時間を含む場合、このフェーズは終了してもよい。半永続的トラフィック応答メッセージが2つの開始時間を含む場合、ソースノードは、それらの1つを、票または他の要因に基づいて選択してもよい。次いで、半永続的トラフィック応答メッセージは、選択される経路に沿って宛先ノードに送信されてもよい。これは、選択される経路に沿って各々のノードに、どの開始時間がソースノードにより選択されるかを通知することが要求されることがある。
経路選択プロシージャが失敗する場合、ソースノードは、別の隣接ノードを通じて、宛先への代替経路を発見することを試みてもよい。次いで、全体のプロシージャは、新たな経路に沿って反復されてもよい。
中央エンティティ(例えば、OAMセンタ)は、その途中で(along the way)集約の可能性を可能にする、多重のホップを介した半永続的トラフィックフローをスケジューリングすることが可能であることがある。これを可能にするために、要求するメッシュノードは、集中スケジューリング(central scheduling)に対する要求をシグナリングすることができる、モード=1を有する半永続的経路要求メッセージを送信してもよい。
図22は、上記で説明されたプロシージャに従った、例示的な半永続的経路セットアップおよび終了プロシージャ2200の図である。この例では、3つの状況:初期エンドツーエンド経路セットアップ、中間リンク障害に起因する経路更新、および周期的準静的リンク再評価に起因する経路更新が示される。この例では、アップストリームおよびダウンストリーム経路が、PREPおよびPREQメッセージを介して判定されてもよい(2210)。リーフノード2205は、半永続的トラフィック要求2211aを、隣接ノード2 2204に送信してもよく、その隣接ノード2 2204は、半永続的トラフィック要求2211bを、中間ノード2202に転送してもよく、その中間ノード2202は、半永続的トラフィック要求2211cを、ゲートウェイノード2201に転送してもよい。ゲートウェイノード2201は、次いで、半永続的トラフィック応答2212aを、中間ノード2202に転送してもよく、その中間ノード2202は、半永続的トラフィック応答2212bを、隣接ノード2 2204に転送し、次いで、半永続的トラフィック応答2212cを、リーフノード2205に転送してもよい。リーフノード2205は、次いで、アップストリーム半永続的トラフィック経路を判定してもよい(2213)。アップストリーム半永続的トラフィックが、次いで、リーフノード2205から、周期的に、隣接ノード2 2204および中間ノード2202を介して送信されてもよい(2214)。
この例では、中間ノード2202から、隣接ノード2 2204の間のリンクが失敗する(2215)。中間ノード2202は、次いで、半永続的トラフィック要求2216aを、ゲートウェイノード2201に送信してもよい。ゲートウェイノード2201は、次いで、半永続的トラフィック応答2217aを、中間ノード2202に送信してもよい。同様に、隣接ノード2204は、次いで、半永続的トラフィック要求2216bを、リーフノード2205に送信してもよい。リーフノード2205は、次いで、半永続的トラフィック応答2217bを、隣接ノード2204に送信してもよい。
リーフノード2205は、半永続的トラフィック要求2218aを、隣接ノード1 2203に送信してもよく、その隣接ノード1 2203は、半永続的トラフィック要求2218bを、中間ノード2202に転送してもよく、その中間ノード2202は、半永続的トラフィック要求2218cを、ゲートウェイノード2201に転送してもよい。ゲートウェイノード2201は、次いで、半永続的トラフィック応答2219aを、中間ノード2202に転送してもよく、その中間ノード2202は、半永続的トラフィック応答2219bを、隣接ノード1 2203に転送し、次いで、半永続的トラフィック応答2219cを、リーフノード2205に転送してもよい。リーフノード2205は、次いで、アップストリーム半永続的トラフィック経路を判定してもよい(2220)。
アップストリームおよびダウンストリーム経路はまた、周期的に、PREQおよびPREPメッセージによって更新されてもよい(2221)。この例では、リーフノード2205は、半永続的トラフィック要求終了2222を、隣接ノード1 2203に送信してもよく、その隣接ノード1 2203は、半永続的トラフィック応答終了2223aによって応答してもよい。隣接ノード1 2203は、次いで、半永続的トラフィック要求終了2223bを、中間ノード2202に送信してもよく、その中間ノード2202は、半永続的トラフィック応答終了2224によって応答してもよい。中間ノード2202は、次いで、半永続的トラフィック要求終了2225を、ゲートウェイノード2201に送信してもよく、そのゲートウェイノード2201は、半永続的トラフィック応答終了2226によって応答してもよい。新たな経路が、次いで、隣接ノード2を介してアップストリーム半永続的トラフィックに対してセットアップされてもよい(2227)。
図23は、アップストリーム方向での複数のトラフィックストリームのアグリゲーションを可能とする、例示的な集中してスケジューリングされる半永続的スケジュールの図である(2300)。ダウンストリーム方向でのトラフィックの同様のスケジューリングも可能である。いくつかの経路セットアップオプションが、半永続的トラフィックフローに対して可能であってもよい。例えば、半永続的トラフィックに対する経路は、要求されるときにのみセットアップされてもよい。ここでは、メッシュノードは、アドミッション制御が半永続的フロー許可(admittance)を示すときにのみ、経路セットアップを開始してもよい。図23の例に示されるように、最も短い遅延が実現されるように、次のホップが、シンクツリーのすべてのリンクで、すぐに前のホップの続く場合にのみ、次のホップが許可される。ノード2 2302、ノード3 2303、ノード4 2304、およびノード5 2305を介した、ノード1 2301からノード6 2306への経路では、スロット2331、2332、2333、2335、および2366が使用される。ノード11 2311、ノード12 2312、ノード4 2304、およびノード5 2305を介した、ノード10 2310からノード6 2306への経路では、スロット2341、2342、2344、2335、および2366が使用される。ノード14 2314を介した、ノード13 2313からノード6 2306への経路では、スロット2345および2367が使用される。ノード21 2321、ノード12 2312、ノード4 2304、およびノード5 2305を介した、ノード20 2320からノード6 2306への経路では、スロット2352、2353、2344、2335、および2366が使用される。ノード23 2323、ノード14 2314を介した、ノード22 2322からノード6 2306への経路では、スロット2363、2364、および2368が使用される。
別の例では、半永続的経路は、事前にセットアップされてもよい。さらに、これらの経路は、トラフィックフロー上の待ち時間の制約が満たされるように、適切な遅延によってセットアップされてもよい。ここでは、半永続的トラフィック許可の事前の知識は、メッシュノードでは要求されなくてもよい。別の例に対して、半永続的トラフィック経路は、既存のトラフィックフローに対して、それが、半永続的トラフィック基準を満たすように判定されるときにセットアップされてもよい。そのため、ここでは、フローからのパケットは、通常のバースト的トラフィックとして最初に扱われてもよく、半永続的特性の判定がされると、エンドツーエンド経路が、上記で説明されたようにセットアップされてもよい。前のオプションと同様に、アクセス側からの半永続的トラフィック許可の事前の知識は要求されなくてもよい。
図24は、新たに関連付けられたノードにおける例示的な初期経路セットアップおよびデータ転送初期化の図である(2400)。例えば、ゲートウェイノードは、周期的に、経路要求(PREQ)メッセージを、すべてのその隣接ノードに送信してもよい。これらのメッセージは、受信ノードにより、それらがリーフノードに到達するまで転送されてもよい。これらのメッセージは、各々の段階で、リンクメトリックで更新されてもよい。各々のメッシュノードは、複数のPREPメッセージを受信してもよいが、一定の期間の間に待機して、それがすべてのPREQメッセージを受信するということを保証した後で、最善の累積(cumulative)経路メトリックのみを、その1ホップ隣接ノードに転送してもよい。新たなノードは、各々のQoSクラスに対する、ゲートウェイノードへの最善の経路を判定し、次いで、経路応答(PREP)メッセージを、各々の識別される経路に沿って送信してもよい。これらのメッセージは、累積経路メトリックの減少する順序で、すべての経路を通じて送信されてもよい。これは、各々のQoSクラスに対する、リーフノードからゲートウェイノードへの、複数のエンドツーエンドダウンストリーム経路を確立することができる。PREPメッセージがゲートウェイノードに到達するとき、それらは、リーフノードからゲートウェイノードへのアップストリーム経路を確立してもよい。
図24A〜24Bの例では、ゲートウェイノード2401および中間ノード2402は、リソース要求2410b、許可およびリソース要求2411a、ならびに許可2412bメッセージを備える、3ウェイハンドシェイクを実行してもよい。ゲートウェイノード2401は、このシグナリングを、その内部スケジューラと制御フレームマネージャとの間でメッセージを交換することにより実行してもよい(2410a、2411b、および2412a)。同様に、中間ノード2402は、このシグナリングを、その内部スケジューラと制御フレームマネージャとの間でメッセージを交換することにより実行してもよい(2410c、2411c、および2412c)。経路判定がまた、この例に示される。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ2413aの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、ゲートウェイノード2401は、PREQ2413bを中間ノード2402に送信してもよい。中間ノード2402のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ2414を、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
中間ノード2402および隣接ノード1 2403は、次いで、3ウェイハンドシェイク2415を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ2416aの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、中間ノード2402は、PREQ2416bを、隣接ノード1 2403に送信してもよい。隣接ノード1 2403のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ2417を、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
隣接ノード1 2403、および新たに関連付けられたノード2405は、次いで、3ウェイハンドシェイク2418を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ2419aの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、隣接ノード1 2403は、PREQ2419bを、新たに関連付けられたノード2405に送信してもよい。新たに関連付けられたノード2405のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ2419cを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
中間ノード2402、および隣接ノード2 2404は、次いで、3ウェイハンドシェイク2420を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ2421aの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、中間ノード2402は、PREQ2421bを、隣接ノード2404に送信してもよい。隣接ノード2404のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ2421dを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
隣接ノード2 2404、および新たに関連付けられたノード2405は、次いで、3ウェイハンドシェイク2422を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ2423aの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、隣接ノード2404は、PREQ2423bを、新たに関連付けられたノード2405に送信してもよい。新たに関連付けられたノード2405のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ2424を、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
これらの交換に続いて、準静的メトリックに基づくアップストリーム経路のランク付けが作成されてもよい(2425)。
新たに関連付けられたノード2405、および隣接ノード2 2404は、次いで、3ウェイハンドシェイク2426を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ2427の、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、新たに関連付けられたノード2405は、PREQ2428aを、隣接ノード2 2404に送信してもよい。隣接ノード2 2404のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ2428bを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
隣接ノード2 2404および中間ノード2402は、次いで、3ウェイハンドシェイク2429を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ2430の、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、隣接ノード2 2404は、PREQ2431aを中間ノード2402に送信してもよい。中間ノード2402のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ2431bを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
中間ノード2402およびゲートウェイノード2401は、次いで、3ウェイハンドシェイク2432を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ2433の、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、中間ノード2402は、PREQ2434aをゲートウェイノード2401に送信してもよい。ゲートウェイノード2401のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ2434bを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
これらの交換に続いて、ランク付け順序での経路判定応答が、次いで、隣接ノードに送信されてもよい(2435)。最終的に、準静的メトリックに基づくダウンストリーム経路のランク付けが作成されてもよい(2436)。
実施形態では、上記で説明された初期スケジューラ設計に基づいているが、本質的にモジュール式(modular)である、スケジューラが使用されてもよい。この例示的なスケジューラに対するスケジューラ動作は、送信リソース割り当てステップ、およびチャネル予約ステップを含んでもよい。
両方の目的物は、上記で説明されたノードのペアの間の情報の3ウェイ交換によって実現されてもよい。第1のメッセージでは、開始ノードは、要求されるデータスロットおよびCQIの点で、送信リソースを要求してもよい。それは、送信スケジュールビットマップを介して、スロットでのデータ送信に対するその利用可能性を示してもよい。応答ノードは、それの他の1ホップ隣接ノードから受信または予想される、受信される要求および他の要求に基づいて、リソース割り当てを判定してもよい。送信スケジュールは、リソース割り当て決定、ならびに開始ノードによる送信に対し、および受信ノードによる受信に対して空いている相互に利用可能なデータスロットに基づいて判定されてもよい。加えて、他のメッシュノードからの干渉が、スケジューリング選択を制限することがある。スケジューリング決定は、第2のメッセージで開始ノードに伝達されてもよい。これは、割り当てられるデータ送信スロット、および関連付けられるMCSを含んでもよい。加えて、応答ノードはまた、そのリソース要求および送信スケジュールを、開始ノードに送信されるのと同一のメッセージに含めてもよい。開始ノードは、次いで、逆方向に対する、リソース割り当ておよび送信スケジュールを判定し、その決定を、交換での第3のメッセージで伝達してもよい。
上記で説明されたように、半永続的トラフィックは、バースト的トラフィックについて、各々のスケジューリング間隔ではスケジューリングされないことがある。代わりに、半永続的トラフィックパケットは、経路にわたって、およびフロー許可の間に判定されるスケジュールによって送信されてもよい。データパケットが、メッシュの内でその宛先に到達するために5つのホップをカバーすることを要求されることがあり、各々のホップは、0.5msスケジューリング間隔を要求することがあるという事実に起因して、データパケットを送信するためのエンドツーエンド遅延は、最高で2.5msとなることがある。エンドツーエンドパケット配信に対する5msの待ち時間制限を課すことは、再送信のための5つの追加的なスケジューリング間隔機会につながることがある。これらの再送信機会を各々のホップにわたって拡散することは、ホップごとの1つの考えられる再送信機会をもたらすことがある。これはまた、宛先でのパケット到着が、最小限の待ち時間のジッタを経験するということを保証することができる。
図25は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで実行することができる、複数のホップにわたる例示的な半永続的トラフィックスケジューリングスキームの図である(2500)。半永続的トラフィックに対するPER要件を満たすために、データパケットのよりロバストな符号化が必要となることがある。バースト的トラフィックパケットは、それらがホップごとの(hop-by-hop)ルーティングおよびスケジューリングに続くので、要求される際に、ホップごとに1つ以上の再送信機会を許可されてもよい。そのため、複数の再送信を一部のホップ上でスケジューリングし、それでもなお、エンドツーエンドタイミングバジェットを満たすことが可能である。一方で、複数のホップにわたる永続的トラフィックは、各々で1つの再送信機会を許可するように、あらゆる代替のスケジューリング間隔でスケジューリングされてもよい。この例では、トラフィックは、ホップ1 2501およびホップ2 2502からホップ5 2503までを通じて、利用可能なスケジューリング間隔、スケジューリング間隔1 2511、スケジューリング間隔2 2512、スケジューリング間隔3 2513、スケジューリング間隔4 2514から、スケジューリング間隔9 2519、およびスケジューリング間隔10 2520までの間、スケジューリングされてもよい。示されるように、データパケットは、ホップ1 2531からホップ2 2532に、スケジューリング間隔1 2511で送信されるようにスケジューリングされる。スケジューリング間隔3 2513での送信に続いて、ACKが受信されないとき(2533)、データパケットは、スケジューリング間隔4 2514の間に再送信される(2534)。データパケット2535が、次いで、スケジューリング間隔9 2519の間にホップ5で受信される。
各々のホップ上の半永続的トラフィックに対する、制限される再送信機会に起因して、これらのデータパケットは、初期送信および再送信の両方に対して、バースト的データパケットよりロバストに符号化されてもよい。結果として、同一のスケジューリング間隔でのノードのペアの間の、半永続的およびバースト的トラフィックパケットが、2つの別個の物理レイヤコンバージェンスプロトコル(PLCP)プロトコルデータユニット(PPDU)として、各々がそれら自身のプリアンブルおよびヘッダ有して、送信されてもよい。
スケジューラは、データを3つの優先度レベル、期限に近い(close-to-deadline)データトラフィック+高優先度制御メッセージ、高優先度データトラフィック、および低優先度データトラフィック+低優先度制御メッセージに分類してもよい。優先度レベル1および2からのトラフィックは、現在のスケジューリング間隔でサービスされてもよく、優先度レベル3トラフィックは、ベストエフォートで、何らかのサービス保証を有してサービスされてもよい。これは、より高優先度トラフィックが、完全に低優先度トラフィックを欠乏させる(starve)ことなく、適切にサービスされることを保証することができる。優先度レベル2および3は、各々、複数のQoSレベルを含む。2つのそのような分類は、高優先度データトラフィック(例えば、LTE QCI1〜4;IEEE802.11AC_VO、AC_VI)、および低優先度データトラフィック(例えば、LTE QCI5〜9;IEEE802.11AC_BE、AC_BK)である。制御メッセージは、高優先度制御メッセージ(例えば、経路エラーメッセージ、半永続的トラフィック要求/応答)、および低優先度制御メッセージ(例えば、干渉測定報告、および準静的リンクメトリック報告)を含む、異なる優先度クラスに分類されてもよい。
スケジューラ動作は、2つのフェーズ、リソース割り当て、およびスケジューリングに分割されてもよい。リソース割り当てフェーズは、相互に利用可能な送信リソースを割り当てるために、ノードのペアの間のメッセージ交換を含むことがある。例えば、ノードAは、キュー長さ(BSR)、および利用可能なデータ送信スロットを、ノードBに送信してもよい。BSRは、データスロット要求と、MCSレベル、または実際のキュー長さとの組み合わせを介してシグナリングされてもよい。リソース割り当ては、受信ノードにより実行されてもよい。ノードBは、3つの要因:各々の優先度レベルに対する要求されるリソース、相互に利用可能なデータスロット(ノードAの送信スロット、およびノードBの受信スロット)、およびリソース共有での公平性を保証することができるスケジューリングアルゴリズム、に基づいて、リソース割り当てを判定してもよい。スケジューリングフェーズの間に、送信ノード(この例ではノードA)は、受信ノードから受信されるリソース割り当て許可に基づいて、実際のパケットを判定して、適切なキューからフェッチしてもよい。
スケジューラブロックは、3つの主要な機能またはサブブロック、リソース割り当て、スケジューラ、および半永続的トラフィックマネージャを含んでもよい。リソース割り当て、およびスケジューリングは、半永続的トラフィックに対するリソース割り当て、現在のスケジューリング間隔でのバースト的トラフィックに対するリソース割り当て分割推定(split estimation)、実際のリソース割り当て、および割り当てられるリソースのスケジューリングを含む、いくつかのステップを含んでもよい。
半永続的トラフィックに対するリソース割り当てに関しては、半永続的トラフィックに対する送信リソースは、最初には予約されなくてもよい。バースト的トラフィックは、スケジューリング間隔で、残っているリソースに受け入れられてもよい(accommodated)。
現在のスケジューリング間隔でのバースト的トラフィックに対するリソース割り当て分割推定は、各々の優先度レベルに対する、各々の隣接ノードからの過去のNavg個のリソース要求の平均値に基づいてもよい。これは、各々の優先度レベルに対する長期のベースライン(long-term baseline)を生成することができる。優先度レベル1+2に対するリソース割り当ては、優先度レベル3トラフィックが、各々のスケジューリング間隔で何らかの最小のサービスを受信するように、特定の閾値で上限設定(capped)されてもよい。閾値は、優先度レベル3トラフィック負荷のリソース推定値に依存してもよい。
実際のリソース割り当ては、スケジューリング間隔で、各々の隣接ノードから受信される実際のリソース割り当て要求に依存してもよい。これらの要求は、前の推定値に基づいて算出される割り当て推定値より多くてもよく、または少なくてもよい。実際の要求が、算出される推定値より少ない場合、要求されるリソースが割り当てられてもよい。要求されるリソースが、推定値より多い場合、実際の割り当ては、推定値を一定の量、超過してもよい。この超過割り当ては、トラフィックの「バースト性」、または、その特定の優先度レベルでのリソース要求に関係することがある。本質的には、個別の優先度レベルに対する最後のNavg個のリソース要求の標準偏差が、その優先度レベルに対する超過リソース割り当て量制限を設定する。この超過リソース割り当ては、スケジューラが、一定の隣接ノードからの需要での急上昇(spikes)に反応し、すべての隣接ノードに公平性を提供すると同時に、長期の平均値(long-term average)に基づいてベースラインのトラフィック推定値を維持することを可能とする。
割り当てられるリソースをスケジューリングすることに関しては、実際の送信スケジュールは、リソース割り当て、相互に利用可能なデータスロット、および利用可能な場合、任意の干渉スケジュールに基づいて判定されてもよい。
図26は、例示的なリソース割り当ておよびスケジューリング動作2600である。リソース割り当ておよびスケジューリング動作は、リソースを半永続的トラフィックに対して割り当てることによって開始してもよい(2601)。
次に、履歴データからの個々のキュー長さの統計的平均値が、以下によって算出されてもよい(2602)。
qi,j(k)は、第kの前のスケジューリング間隔で受信された第iの隣接ノードの第jのキューの長さである。
σqi,jは、第iの隣接ノードの第jのキューの前に報告された長さの標準偏差である。
Q1は、すべての隣接ノードからの、第jの優先度レベルに属する、推定される総トラフィックボリュームである。
次に、組み合わされた優先度レベル1および優先度レベル2(Rhigh)、ならびに優先度レベル3(Rlow)に対する総割り当てが、統計的に、以下によって算出されてもよい(2603)。
(1)このケースでは、統計的に、すべてのキューに対する要求されるリソースは、利用可能なリソースより少ない。
Rhigh=Q1+Q2;Rlow=Q3 (式4)
(2)このケースでは、統計的に、Q1+Q2は小さいが、Q3は大きい(すなわち、十分なリソースが存在しない)。
Rlow_min=Rlowに対して要求される最小割り当て (式5)
Rhigh=Q1+Q2;Rlow=R−Rhigh (式6)
Rlow_min=n*Q3;n:構成可能パラメータ (式7)
(3)このケースでは、Q1+Q2およびQ3の両方が大きい(すなわち、十分なリソースが存在しない)。
Rhigh=R−Rlow_min;Rlow=Rlow_min (式9)
Rlow_min=n*Q3;n:構成可能パラメータ (式10)
次に、各々の隣接ノードおよびキューに対するリソース割り当てが、以下によって算出されてもよい(2604)。
最終的に、受信されるBSRに基づく実際のリソース割り当てが、以下によって算出されてもよい(2605)。
j=1,2に対して R’i,j=min(qi,j(0),Ri,j+σqij−Ri unavailable) (式13)
j=3に対して R’i,j=min(qi,j(0),Ri,j−Ri unavailable) (式14)
qi,j(0)は、現在のBSRで受信される第iの隣接ノードの第jのキューの長さであり、Ri unavailableは、スケジューリング競合に起因する、第iの隣接ノードに対する利用不可能なリソースである。
現在のスケジューリング間隔のデータ期間に送信されるパケットの判定が、受信ノードにより判定され、制御期間に伝達される、受信されるスケジュールに基づいて、送信ノードにより行われてもよい。受信されるスケジュールに基づいて、送信ノードは、割り当てられる時間に送信される各々のキューからのパケットの数を決定してもよい。送信ノードは、受信ノードでなされるのと同一の方法で、優先度レベルの間で分割されたリソースを計算してもよく、高優先度トラフィックRHigh(組み合わされた優先度レベル1および2)、および低優先度トラフィック、RLow(優先度レベル3)に対して割り当てられるリソースを、RHigh+RLow=RTotalが満たされるように判定してもよい。次いで、それは、送信されることになるPPDUを構築してもよい。
図27は、例示的なキューサービス提供プロトコル2700のフロー図である。この例で示されるプロトコルは、3つのステップを含んでもよい。ステップ1 2701では、優先度レベル1に属するキューにおけるすべてのコンテンツが、PPDUに含まれてもよい。第2のステップ2702では、優先度レベル2に属する各々のキューからの1つのパケットが、ラウンドロビン方式で、RHighが到達されるまで選択される。第3のステップ2703では、パケットが、優先度レベル3に属するキューから、ラウンドロビン方式で、RLowが到達されるまで選択される。このプロトコルは、キューマネージャが、連続したスケジューリング間隔の間で、優先度レベル2および3でサービスされるキューのメモリを保持することを想定している。
上記で説明された準静的ルーティングアルゴリズムは、ある経路メトリック閾値レベルを超過することがある、ソースノードと宛先ノードとの間の複数の候補経路を生成することができる。しかしながら、準静的経路メトリックが、シグナリングオーバーヘッドを制限するように、やや少ない頻度で交換されてもよい。したがって、ネットワーク状態の変化に反応するノードの周波数は、メトリックリフレッシュレート(metric refresh rate)に制限されることがある。しかしながら、スケジューラ決定に基づいて、ノードは、完全な経路メトリックリフレッシュのインスタンス(path metric refresh instances)の間で、ローカルトラフィック変動に反応することがある。
準静的ルーティングアルゴリズムの出力は、ソースノードと宛先ノードとの間の複数の経路を含んでもよい。Ni個を有するルーティングアルゴリズムにより選択することができる1つのそのような経路を検討する。次いで、その通信時間(airtime)リンクメトリックは、以下のようであってもよい。
番号付けは、ソースノードから開始する。ソースノードでのルーティング機能は、時間t=kでスケジューラから、O1(k)、r1(k)、および、
の値を取得することができる。次いで、時間t=k−1で評価されたメトリックが、以下のように更新されてもよい。
更新されるメトリックは、代替経路に対する対応するメトリック、
と比較することによって、経路選択に対して使用されてもよい。これは、スケジューラが、ルーティング決定に影響を及ぼすことを可能とする。完全な準静的経路メトリックは、利用可能なときに使用されてもよい。後続の時刻(time instants)(スケジューリング間隔)に対して、経路メトリックはローカルに更新されてもよく、新たな最適経路が、次の完全な経路メトリックの到着までに選択されてもよい。このプロシージャは、ネットワークノードが、頻繁な完全な経路メトリック更新を必要とすることなく、ネットワーク変化に迅速に反応することを可能とすることがある。
図28A〜28Bは、例示的な最適化されたルーティングプロシージャ2800の図である。アップストリームおよびダウンストリーム経路は、PREPおよびPREQメッセージを介して判定されてもよい(2815)。リーフノード2805は、準静的ルーティングメトリックに基づいてルーティングアルゴリズムにより最適と識別される、データアップストリーム2817を、隣接ノード2 2804を通じて最初に転送してもよく、そのデータアップストリーム2817は、次いで、隣接ノード1 2803を通じて中間ノード2802に転送され(2818)、次いで、ゲートウェイノード2801に転送されてもよい(2819)。ゲートウェイノード2801は、次いで、データダウンストリーム2816を中間ノード2802に転送してもよく、その中間ノード2802は、データ2820を、隣接ノード1 2803に転送し、次いで、データ2821をリーフノード2805に転送してもよい。
その後、隣接ノード2 2804は、隣接ノード2 2804との、リソース要求2822、許可およびリソース要求2823、ならびに、許可応答2824交換の後に続く、上記の式によってリンクメトリックを変化させるスケジューリング間隔でのリーフノード2805の許可要求を拒絶してもよい。
準静的経路メトリックが、次いで、現在のローカルメトリックに基づいて更新されてもよい(2825)。次いで、経路は、元の経路より小さい累積経路メトリックで、隣接ノード1 2803を通過してもよく、リーフノード2805は、隣接ノード1 2803との、リソース要求2826、許可およびリソース要求2827、ならびに、許可応答2828交換の後に続いて、隣接ノード1 2803を通じてトラフィックを再ルーティングしてもよい。より小さい累積経路は、リーフノード2805から隣接ノード2 2804にリンク2829を介して、隣接ノード2 2804から中間ノード2802にリンク2830を介して、次いで、中間ノード2802からゲートウェイノード2801にリンク2831を介してホップする。エンドツーエンド経路は、次の周期的リンクステータス更新の一部として再評価されてもよい(2832)。
制御スロット割り当ては、本明細書で説明される例では、固定されるように検討されてもよい。しかしながら、制御スロットに関連付けられたノードのペアを変化させることが可能となることがある。ここでは、すべてのメッシュノードが、新たな制御スロット割り当てに同時に遷移して、スロットの相互直交性を保証する必要があることがある。スロットローテーションプロシージャは、調整可能な周期性で周期的であってもよく、またはスロットローテーション要求メッセージを送信することによって、中央OAMセンタによりトリガされてもよく、そのいずれかである。制御スロット割り当ての変化は、スケジューリング間隔ごとと同じほどの頻度で発生してもよい。
周期的制御スロットローテーションはシステム全体にわたるものであってもよく、周期性は構成パラメータであってもよい。さらに、制御スロット割り当ての変化は、メッシュネットワーク全体を通じて、制御スロットアナウンスメッセージをブロードキャストすることによって、中央OAMセンタによりトリガされてもよい。アナウンスメント内のモードフィールドは、スロット変化が1回だけであるか、それとも周期的であるかをシグナリングしてもよい。変化が周期的である場合、周期性フィールドは、各々の割り当ての変化の間のスケジューリング間隔の数を含んでもよい。開始時間フィールドは、スロットの変化、またはローテーションの開始までのスケジューリング間隔の数を示してもよい。開始時間は、アナウンスメントが、目標にされる開始時間の前にすべてのノードに到達するということを保証するために、2*(最大ネットワークの深さ(depth))より大きくなければならない。スロットの変化は、OAMセンタにより独立してトリガされてもよく、またはメッシュノードからの前に受信されたスロットローテーション要求に応答して生成されてもよく、そのいずれかである。
図29は、例示的なハイブリッド自動再送要求(HARQ)再送信2900の図である。HARQは、高レート転送エラー訂正コーディング、およびARQエラー制御の組み合わせである。チェイス組み合わせ(chase combining)を使用するソフト組み合わせdeno
HARQがここで採用されてもよい。あらゆる送信は、同一の情報(データおよびパリティビット)を含んでもよい。受信機は、最大比組み合わせ(MRC:maximum-ration combining)を使用して、受信されるビットを、前の送信からの同一のビットと組み合わせてもよい。複数の同時発生するHARQプロセスは、永続的およびバースト的トラフィック送信をサポートするために必要となることがあり、なぜならば、それらは、再送信の制限から結果として生じる、異なるPERターゲットに起因して、同一のスケジューリング間隔内で、異なるMCSレベルを採用することがあるからである。最小でも、2つのプロセス、永続的トラフィックに対する1つ、およびバースト的トラフィックに対するもう1つが必要となることがある。しかしながら、バースト的トラフィックに対するさらなるプロセスが、さらなるスケジューリングの柔軟性を供給することができ、更なる効率性つながる。HARQ再送信は、PHYヘッダにおける2つのビット(couple of bits)を介してシグナリングされてもよい。図29の例では、半永続的トラフィック2901が送信されて、バーストトラフィック2911がそれに続く。この例に示されるように、バースト的トラフィック2912が、次の利用可能なスロット2914で再送信されてもよい。同様に、半永続的トラフィック2902が、次の利用可能なスロット2903で再送信され、バースト的トラフィック2913が、次の利用可能なスロット2915で再送信される。
上述したように、半永続的トラフィック要求は、半永続的トラフィックに対するエンドツーエンド経路、および経路終了をセットアップするために送信されてもよい。半永続的トラフィック要求メッセージの本体は、下記の表3でリスト化された要素を含んでもよい。
上述したように、半永続的トラフィック応答は、半永続的トラフィックに対するエンドツーエンド経路、および経路終了をセットアップするために送信されてもよい。半永続的トラフィック応答メッセージの本体は、下記の表4でリスト化される要素を含んでもよい。
スロットローテーション要求メッセージは、メッシュノードにより、ゲートウェイノードに、およびOAMセンタに前方に(onward)、制御スロット割り当て変更を要求するために送信されてもよい。これは、スロットのワンタイムシフト、または周期性を構成可能とすることができる周期的シフトであってもよい。制御スロットインデックスが、取り囲むように(with wrap-around)各々のシフトでインクリメントされてもよい。スロットローテーション要求メッセージの本体は、下記の表5でリスト化される要素を含んでもよい。
スロットローテーション決定は、OAMセンタにより生成され、およびすべてのメッシュノードに、ゲートウェイノードを介して送信することができる、スロットローテーションアナウンスメッセージにより伝達されてもよい。これは、OAMセンタにより独立して生成されてもよく、またはメッシュノードから前に受信されたスロットローテーション要求メッセージへの応答で送信されてもよく、そのいずれかである。スロットローテーション応答メッセージの本体は、下記の表6でリスト化される要素を含んでもよい。
スケジューリング期間メッセージは、他の制御およびデータパケットとは異なるMCSに続いてもよく、ならびにメッシュヘッダを含まなくてもよい。上記で説明されたような制御スロットで使用することができる、例示的なメッセージ1、メッセージ2、およびメッセージ3がそれぞれ、下記の表7、8、および9で提供される。
実施形態
1.メッシュネットワークのノードとして、メッシュネットワークの他のノードとの、メッシュネットワーク通信を促進するように構成された媒体アクセス制御(MAC)レイヤ
を備える無線送受信ユニット(WTRU)。
2.信号を特定の方向でメッシュネットワーク通信の間に送信および受信するように構成された指向性アンテナ
をさらに備える実施形態1のWTRU。
3.メッシュネットワーク通信を、ミリメートル波(mmW)周波数で実行するように構成される実施形態1または2のWTRU。
4.MACレイヤは、
少なくとも1つのデバイス発見間隔であって、それらのデバイス発見間隔の間に新たなノードがメッシュネットワークのノードにより発見される、少なくとも1つのデバイス発見間隔と、
メッシュネットワークのノードの間での後続のデータパケット送信に対する時間割り当ての交換のための、少なくとも1つのスケジューリング間隔と、
データパケットをメッシュネットワークのノードの間で交換するための、少なくとも1つのデータ送信間隔と
を含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造を定義するいずれかの実施形態1乃至3のWTRU。
5.スケジューリング間隔の間に交換されるスケジューリングメッセージは、以下の要素:
アドレス指定される受信機に対して意図される特定サービスの品質(QoS)に特有のキューサイズを含む送信許可要求(BSR)、
前に割り当てられた、および割り当てられてないデータスロットを示すビットマップを含む送信割り当てビットマップ、
各々のビットは、確認応答を要求する前のスケジューリング間隔の間に送信されるMACプロトコルデータユニット(MPDU)に対応する、確認応答ビットマップ、
干渉ノードに対するデータスロット割り当てを含む干渉報告、ならびに、
現在のスケジューリング間隔の間のデータスロット割り当てを含む許可応答
の、1または複数を有するメッセージを含むように構成される実施形態4のWTRU。
6.MACレイヤは、サイクリックシフトを含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造を定義し、スケジュール/制御期間の開始で、WTRUは、スケジューリングスロット割り当てを、メッシュネットワーク内のその隣接ノードの各々に対して循環的にシフトするいずれかの実施形態1乃至5のWTRU。
7.MACレイヤは、制御領域が動的に拡張することを可能にする、可変スケジュール/制御期間継続期間を含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造を定義するいずれかの実施形態1乃至6のWTRU。
8.MACレイヤは、少なくとも、以下の状態のグループ:初期化;隣接ノード発見;ネットワークに対する登録;追加的な隣接ノードに対する発見および関連付け;データ転送;干渉測定;不連続受信(DRX);ビーコニング;ならびに、オーバージエア(OTA)ソフトウェア更新、の中からの状態を定義する状態機械を実装するいずれかの実施形態1乃至7のWTRU。不連続間欠受信(DRX)動作を含む、メッシュネットワーク通信を定義し、選択される期間に対する、選択される構成要素の電力供給の停止が存在するいずれかの実施形態1乃至8のWTRU。
10.MACレイヤは、ネットワーク基地局によるインフラストラクチャ通信を促進するように構成されるいずれかの実施形態1乃至9のWTRU。
11.ロングタームエボリューション(LTE)システムでの使用のためのeノードbとして構成されるいずれかの実施形態1乃至9のWTRU。
12.メッシュネットワークの外部の他の通信リンクへのアクセスを提供するためのゲートウェイノードとして構成されるいずれかの実施形態1乃至9のWTRU。
13.リソース割り当て要求を、メッシュネットワーク内の少なくとも1つの隣接するWTRUに送信するように構成される実施形態1乃至12のいずれかのWTRU。
14.リソース割り当て要求を、メッシュネットワーク内の少なくとも1つの隣接するWTRUから受信し、他の過去の、および予想されるリソースコミットメントおよび干渉競合に基づいて、リソースを割り当てるように構成される実施形態1乃至13のいずれかのWTRU。
15.MACレイヤは、ネットワーク帯域幅を、事前に半永続的トラフィックに対するエンドツーエンドデータ転送に対して予約するようにさらに構成される実施形態1乃至14のいずれかのWTRU。
16.モード=1を有する半永続的経路要求メッセージを送信して、中央スケジューリングに対する要求をシグナリングするように構成される実施形態1乃至15のいずれかのWTRU。
17.複数のWTRUであって、各々は、実施形態1乃至16のいずれかによるものであり、複数のWTRUの少なくとも1つの他のものとのメッシュ通信を実行するように構成される、複数のWTRUで構成されるメッシュネットワーク。
18.各々のWTRUは、あらかじめ定められた数の他の複数のWTRUとのメッシュ通信を実行するように構成される実施形態17のメッシュネットワーク。
19.メッシュネットワークのノードとしての、メッシュネットワークの他のノードとの、メッシュネットワーク通信を実行するように構成される送受信ユニット(WTRU)を提供するステップと、
メッシュネットワークのノードとしての、メッシュネットワークの少なくとも1つの他のノードとの、メッシュネットワーク通信を実行するステップと
を備える無線通信の方法。
20.指向性アンテナを使用して、信号を特定の方向でメッシュネットワーク通信の間に送信および受信するステップ
をさらに備える実施形態19の方法。
21.メッシュネットワーク通信は、ミリメートル波(mmW)周波数で実行される実施形態19または20の方法。
22.メッシュネットワーク通信は、
少なくとも1つのデバイス発見間隔であって、それらのデバイス発見間隔の間に新たなノードがメッシュネットワークのノードにより発見される、少なくとも1つのデバイス発見間隔と、
後続のデータパケット送信に対する時間割り当ての、メッシュネットワークのノード間の交換のための、少なくとも1つのスケジューリング間隔と、
データパケットをメッシュネットワークのノード間で交換するための、少なくとも1つのデータ送信間隔と
を含む、フレーム構造を利用して実行されるいずれかの実施形態19乃至21の方法。
23.スケジューリング間隔の間に交換されるスケジューリングメッセージは、以下の要素:
アドレス指定される受信機に対して意図される特定サービスの品質(QoS)に特有のキューサイズを含む送信許可要求(BSR)、
前に割り当てられた、および割り当てられないデータスロットを示すビットマップを含む送信割り当てビットマップ、
各々のビットは、確認応答を要求する前のスケジューリング間隔の間に送信されるMACプロトコルデータユニット(MPDU)に対応する、確認応答ビットマップ、
干渉ノードに対するデータスロット割り当てを含む干渉報告、ならびに、
現在のスケジューリング間隔の間のデータスロット割り当てを含む許可応答
の、1または複数を有するメッセージを含む実施形態22の方法。
24.サイクリックシフティングを含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造は使用され、スケジュール/制御期間の開始で、WTRUは、スケジューリングスロット割り当てを、メッシュネットワーク内のその隣接ノードの各々に対して循環的にシフトするいずれかの実施形態19乃至23の方法。
25.制御領域が動的に拡張することを可能にする、可変スケジュール/制御期間継続期間を含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造は使用されるいずれかの実施形態19乃至24の方法。
26.WTRUは、少なくとも、以下の状態のグループ:初期化;隣接ノード発見;ネットワークに対する登録;追加的な隣接ノードに対する発見および関連付け;データ転送;干渉測定;不連続受信(DRX);ビーコニング;ならびに、オーバージエア(OTA)ソフトウェア更新、の中からの状態を定義する、メッシュネットワーク通信を実行するための状態機械を実装するいずれかの実施形態19乃至25の方法。
27.メッシュネットワーク通信はDRX動作を含み、選択される期間に対する、選択される構成要素の電力供給の停止が存在するいずれかの実施形態19乃至26の方法。
28.インフラストラクチャ通信は、ネットワーク基地局によって実行されるいずれかの実施形態19乃至27の方法。
29.WTRUは、ロングタームエボリューション(LTE)システムのeノードbであり、メッシュネットワーク通信は、バックホール通信を提供するいずれかの実施形態20乃至27の方法。
30.WTRUは、メッシュネットワークの外部の他の通信リンクへのアクセスを提供するためのゲートウェイノードであるいずれかの実施形態20乃至27の方法。
31.リソース割り当て要求を、メッシュネットワーク内の少なくとも1つの隣接するWTRUに送信するように構成される実施形態19乃至30のいずれかの方法。
32.リソース割り当て要求を、メッシュネットワーク内の少なくとも1つの隣接するWTRUから受信し、他の過去の、および予想される、リソースコミットメントおよび干渉競合に基づいて、リソースを割り当てるように構成される実施形態19乃至31のいずれかの方法。
33.MACレイヤは、ネットワーク帯域幅を、事前に、半永続的トラフィックに対するエンドツーエンドデータ転送に対して予約するようにさらに構成される実施形態19乃至32のいずれかの方法。
34.モード=1を有する半永続的経路要求メッセージを送信して、中央スケジューリングに対する要求をシグナリングするように構成される実施形態19乃至33のいずれかの方法。
特徴および要素が、上記で、個別の組み合わせで説明されているが、当業者は、各々の特徴または要素が、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で使用されてもよいことを認識するであろう。追加で、本明細書で説明された方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のために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、ファームウェアで実装されてもよい。コンピュータ可読媒体の例は、電子信号(有線または無線接続によって送信される)、および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、リードオンリメモリ(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、内蔵ハードディスクおよび着脱可能ディスクなどの磁気媒体、磁気光学媒体、ならびに、CD−ROMディスクおよびデジタル多用途ディスク(DVD)などの光学媒体を含むが、それらに制限されない。ソフトウェアと関連したプロセッサは、WTRU、UE、端末、基地局、RNC、または、任意のホストコンピュータでの使用のための無線周波数送受信機を実装するために使用されてもよい。