JP2022514772A

JP2022514772A - マルチホップルーティングにおける迅速な閉塞発見及び回復

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Publication number: JP2022514772A
Application number: JP2021536087A
Authority: JP
Inventors: モルテザーハーシェミー
Original assignee: Sony Corp; Sony Group Corp
Current assignee: Sony Corp; Sony Group Corp
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2040-01-06
Also published as: US10849048B2; EP3888393A1; JP7208594B2; EP3888393B1; KR102499999B1; US20200221367A1; WO2020144557A1; CN113261344A; KR20210091320A

Abstract

発信局と宛先局との間の通信のためのプライマリルート及び少なくとも１つのバックアップルートを維持する通信帯（例えば、指向性ｍｍＷ）を介したデータ送信を実行するために利用する無線通信装置、システム又は方法。発信局から宛先局へのプライマリルート及び１又は２以上のバックアップルートを維持する上で、ルート発見及び応答メッセージ、並びにルート要求及び応答アップデートメッセージが利用される。閉塞状態を局所的に解消して、利用可能な場合には別のルートを選択し、自機のルーティングテーブルエントリが最新であり、複数のネクストホップオプションが到達可能であっていつでも展開準備ができていることを各局が積極的に保証する近隣局にルートステータス情報を伝達する。【選択図】図２２

Description

〔関連出願との相互参照〕
該当なし

〔連邦政府が支援する研究又は開発に関する記述〕
該当なし

〔コンピュータプログラム付属書の引用による組み入れ〕
該当なし

〔著作権保護を受ける資料の通知〕
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本開示の技術は、一般に無線ネットワーク通信に関し、具体的には、プライマリルート及びバックアップルートを介したマルチホップルーティングに関する。

より高速かつロバストな無線ネットワーク通信の必要性がますます重要になってきている。これらの高容量に到達する必要性に応えて、ネットワークオペレータらは高密度化を達成する様々な概念を受け入れ始めた。現在のｓｕｂ－６ＧＨｚ無線技術は、高データ需要に対処するには十分でない。１つの選択肢は、ミリメートル波帯（ｍｍＷ）と呼ばれることもある３０～３００ＧＨｚ帯のさらなるスペクトルを利用することである。

一般に、ｍｍＷ無線ネットワーキングシステムを効率的に利用するには、これらの高周波帯のチャネル障害及び伝搬特性に正しく対応する必要がある。高自由空間経路損失、高い侵入損失、反射損失及び回折損失は、利用可能なダイバーシチを低減し、見通し外（ＮＬＯＳ）通信を制限する。とはいえ、ｍｍＷの短波長は、経路損失を克服して受信機における高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を確実にするのに十分な配列利得（ａｒｒａｙｇａｉｎ）を提供することができる実用的な寸法の高利得電子操作型指向性アンテナ（ｈｉｇｈ－ｇａｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙｓｔｅｅｒａｂｌｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌａｎｔｅｎｎａｓ）の使用を可能にする。ｍｍＷ帯を用いた高密度展開環境における指向性分散ネットワーク（ＤＮ）は、局（ＳＴＡ）間の信頼できる通信を実現して見通し内チャネル制約を克服するための効率的な方法となり得る。

新規局（ＳＴＡ又はノード）は、作動すると、参加すべきネットワーク内の発見すべき近隣ＳＴＡを探す（探索する）。ＳＴＡからネットワークへの初期アクセスプロセスは、近隣ＳＴＡをスキャンして局所的近傍における全てのアクティブなＳＴＡを発見することを含む。このプロセスは、参加すべき特定のネットワーク又はネットワークリストを新規ＳＴＡが探索することを通じて、或いは新規ＳＴＡを受け入れる予定のいずれかの既存のネットワークに参加するためのブロードキャスト要求を新規ＳＴＡが送信することによって実行することができる。

分散ネットワーク（ＤＮ）に接続するＳＴＡは、近隣ＳＴＡを発見して、ゲートウェイ／ポータルＤＮＳＴＡに到達するための最良の方法、及びこれらの各近隣ＳＴＡの能力を判断する必要がある。新規ＳＴＡは、候補となる近隣ＳＴＡの全てのチャネルを特定の期間にわたって調べる。この特定の時間後にアクティブなＳＴＡが検出されなければ、新規ＳＴＡは次のチャネルの検査に移行する。ＳＴＡが検出されると、新規ＳＴＡは、自機の物理（ＰＨＹ）層（例えば、ＯＳＩモデル）を調節領域（ＩＥＥＥ、ＦＣＣ、ＥＴＳＩ、ＭＫＫ等）における動作のために構成するのに十分な情報を収集する。ｍｍＷ通信では、指向性送信に起因してこのタスクがさらに困難である。このプロセスにおける課題は、（ａ）周辺ＳＴＡＩＤの知識、（ｂ）ビームフォーミングにとっての（単複の）最良送信パターンの知識、（ｃ）衝突及びデフネスに起因するチャネルアクセス問題、並びに（ｄ）閉塞及び反射に起因するチャネル障害、として要約することができる。ｍｍＷＤ２Ｄ及びＤＮ技術の普及を可能にするには、上記の一部又は全部を克服する近隣発見方法を設計することが何よりも重要である。

ブロードキャストモードで動作するネットワークのＤＮアドレスを発見するための既存の技術の大部分は、指向性無線通信を伴うネットワークを目的としていない。また、指向性無線ネットワーク通信を利用するこれらの技術は、ビーコン信号の生成に関するオーバーヘッド要求が非常に高いことが多い。さらに、これらの技術は、発見の実行に伴うオーバーヘッド及びレイテンシを低減するのに十分な機構を欠いている。

現在のｍｍＷ通信システムは、送信機（Ｔｘ）と受信機（Ｒｘ）との間の十分なリンクバジェットを得るために指向性通信に依拠する。局は、チャネルにアクセスするために、最初にリスニングを行って、媒体が占められているか、それとも空いているかをチェックする。通常、このリスニング段階は準全方向アンテナを使用して行われ、多くの場合はこれによって送信又は受信方向が実際の指向性信号の影響を受けることはないが、チャネルアクセスが妨げられる。

ｍｍＷ帯でマルチホップ通信ネットワークを確立するタスクは、低周波帯システムにおける全方向通信に比べると、指向性に起因していっそう困難である。このプロセスにおける課題は、（ａ）周辺ノードのＩＤの知識、（ｂ）近隣へのビームフォーミングにとって最良送信パターンの知識、（ｃ）衝突及びデフネスに起因するチャネルアクセス問題、並びに（ｄ）閉塞及び反射に起因するチャネル障害、として要約することができる。

既存の技術は、指向性ｍｍＷ通信の使用に関して、閉塞及びその他のチャネル障害を素早く検出して回復できないことが多い。

従って、指向性ｍｍＷ通信を効率的に利用して、閉塞及び障害を素早く検出して回復させる強化された機構に対するニーズが存在する。本開示は、これらのニーズを満たすとともに、これまでの技術を凌駕するさらなる利点をもたらす。

ネットワーク局が代替ルートオプションに効率的に切り替えを行ってこの変更について他の近隣局（ＳＴＡ）に通知するための装置及び方法を開示する。発明者の以前の研究では、閉塞が発生すると、ルーティングプロトコルが代替ルートを発見するためにより多くのルーティングメッセージを交換する必要がある。本開示は、新たなタイプのメッセージ交換を用いた新規の局所的回復動作を提供する。また、プロトコルは、複数のネクストホップオプションを追跡し、必要性が生じた時に直ちにこれらのオプションの展開準備ができていることを確実にする。バックアップオプションがいずれも到達可能でない場合、本開示は、低いシステムオーバーヘッド（軽量）バージョンのルート発見を利用して近隣ＳＴＡ間の代替を発見する。

この目的を達成するために、本開示は、エンドツーエンドルートを回復するのに必要な時間を短縮するためにＳＴＡが局所的動作を行う新規方法を教示する。また、このプロトコルでは、他のＳＴＡがこのルート変更に関して通知を受ける。さらに、閉塞ＳＴＡの代替近隣ＳＴＡ、又はもはや到達可能でないＳＴＡの代用をプロトコルが決定するための新規方法も開示する。従って、本開示は、無線通信システムのリンク閉塞下における代替ルート発見問題を解決する。

従って、開示する無線局プロトコルは、発信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡへのプライマリルートが閉塞した時に、一連の動作を利用してマルチホップルーティングオプション間のシームレスな遷移を達成することを記述する。本開示の１つの重要な特徴は、先行技術のシステムが最適ルートを取得する際に必要とするような遅延（オーバーヘッド）を大幅に低減するように、閉塞ＳＴＡがあらゆるデータ転送の中断を回避するために大域的最適ルーティングオプションが決定されるまで局所的動作を実行する能力である。

リンクの送信機ＳＴＡがその近隣ＳＴＡの中から閉塞ＳＴＡの代用を取得しようと努め、従って代替ネクストホップＳＴＡオプションで満たされたルーティングテーブルを維持する、閉塞ＳＴＡの置換機構についても説明する。さらに、このプロトコルに従う全てのＳＴＡは、積極的リンク維持プロセスを利用して自機のルーティングテーブルエントリが有効かつ最新であることを確実にする。これは、近隣ＳＴＡ間でステータス要求（ＳＲＥＱ）メッセージ及びステータス応答（ＳＲＥＰ）メッセージを使用して達成される。しかしながら、ルーティングテーブル内のエントリのうちの１つがＳＲＥＱｐｉｎｇメッセージに応答しない場合、この近隣は到達可能でなく置換する必要があるとみなされる。本開示は、ルーティングテーブルを維持するために、近隣ＳＴＡの補集合にルート要求アップデート（ＲＲＥＱＵ）を送信して到達不可能な近隣ＳＴＡの代用を発見することを利用する。

本開示の教示は、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、装置間（Ｄ２Ｄ）ネットワーク、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、メッシュネットワーク、及び屋外無線通信に適用することができる。従って、開示する技術は幅広い目的用途で利用することができ、限定ではなく一例として、Ｗｉ－Ｆｉ、ＷｉＧｉｇ、Ｗｉ－Ｆｉタイプネットワーク、モノのインターネット（ＩｏＴ）用途、データのバックホール及びフロントホール、屋内及び屋外配信ネットワーク、メッシュネットワーク、及びＤ２Ｄ通信を伴う次世代セルラーネットワークなどが挙げられる。

本明細書の以下の部分では、本明細書で説明する技術のさらなる態様が明らかになり、この詳細な説明は、本技術の好ましい実施形態を制限することなく完全に開示するためのものである。

本明細書で説明する技術は、例示のみを目的とする以下の図面を参照することによって十分に理解されるであろう。

ＩＥＥＥ８０２．１１無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において行われるアクティブスキャンのタイミング図である。ＤＮ局と非ＤＮ局との組み合わせを示す分散ネットワーク（ＤＮ）の局（ＳＴＡ）図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮのＤＮ識別要素を示すデータフィールド図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮのＤＮ構成要素を示すデータフィールド図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄプロトコルでのアンテナセクタスイーピング（ＳＳＷ）の概略図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄプロトコルでのセクタレベルスイーピング（ＳＬＳ）のシグナリングを示すシグナリング図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄのセクタスイープ（ＳＳＷ）フレーム要素を示すデータフィールド図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄのＳＳＷフレーム要素内のＳＳＷフィールドを示すデータフィールド図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに利用される、ＩＳＳの一部として送信される時に示されるＳＳＷフィードバックフィールドを示すデータフィールド図である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに利用される、ＩＳＳの一部として送信されない時に示されるＳＳＷフィードバックフィールドを示すデータフィールド図である。アドホックオンデマンド距離ベクトル（ＡＯＤＶ）ルーティングプロトコルのネットワークトポロジ図である。アドホックオンデマンド距離ベクトル（ＡＯＤＶ）ルーティングプロトコルのネットワークトポロジ図である。アドホックオンデマンド距離ベクトル（ＡＯＤＶ）ルーティングプロトコルのネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って利用される無線ｍｍＷ通信局ハードウェアのブロック図である。本開示の実施形態に従って利用される図１０の局ハードウェアのｍｍＷビームパターン図である。本開示の実施形態による、発見帯通信アンテナ（すなわち、ｓｕｂ－６ＧＨｚ）のビームパターン図である。本開示の実施形態に従って利用される４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って利用される３つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態による、ルート要求フレーム（ＲＲＥＱ）メッセージのデータフィールド図である。本開示の実施形態による、ルート応答フレーム（ＲＲＥＰ）メッセージのデータフィールド図である。本開示の実施形態による、ステータス要求フレーム（ＳＲＥＱ）メッセージのデータフィールド図である。本開示の実施形態による、発信局（ＳＴＡ）によるステータス応答フレーム（ＳＲＥＰ）メッセージのデータフィールド図である。本開示の実施形態による、ルート要求アップデート（ＲＲＥＱＵ）メッセージのデータフィールド図である。本開示の実施形態による、ルート応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージのデータフィールド図である。本開示の実施形態による、閉塞状態に応答してルート要求アップデートメッセージを使用して回復を実行するアップデートロジックのフロー図である。本開示の実施形態による、ルート要求アップデートメッセージを受け取ったことに応答してルート応答アップデートメッセージを伝達するアップデートロジックのフロー図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する４つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する５つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する５つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する５つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する５つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する５つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態による、ルート要求アップデートメッセージを生成して送信するロジックのフロー図である。本開示の実施形態による、受け取ったルート要求アップデートメッセージを処理して対応するルート応答アップデートメッセージを送信するロジックのフロー図である。本開示の実施形態に従って相互作用する６つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する６つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する６つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する６つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する６つの局例のネットワークトポロジ図である。本開示の実施形態に従って相互作用する６つの局例のネットワークトポロジ図である。

本開示は、閉塞状態を素早く検出し、利用可能であれば別のルートを選択する局所的動作を実行した後に、自機のルーティングテーブルエントリが最新であり、複数のネクストホップオプションが到達可能であっていつでも展開準備ができていることを各局が積極的に保証する１又は２以上の近隣局にルートステータス情報を伝達することを可能にする。

以下の用語は、本開示において使用する際には一般に後述する意味を有する。

ＡＯＤＶ：アドホックオンデマンド距離ベクトル（ＡＯＤＶ）は、無線及びモバイルアドホックネットワーク用に設計された、宛先へのオンデマンドルートを確立するためのルーティングプロトコルである。

ビームフォーミング（ＢＦ）：全方向又は準全方向アンテナではない指向性アンテナシステム又はアレイからの、対象の受信機における受信信号電力又は信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善する情報を決定するための指向性送信であり、局は、この送信に基づいて、時間及び割り当て情報を相関させる情報を取得することができる。

ＢＩ：ビーコン間隔は、ビーコン送信時間の合間の時間を表す周期的スーパーフレーム期間（ｃｙｃｌｉｃｓｕｐｅｒｆｒａｍｅｐｅｒｉｏｄ）である。

ＢＳＳ：ベーシックサービスセットは、ネットワーク内のＡＰとの同期に成功した一連の局（ＳＴＡ）である。実際にはＳＴＡ同士の通信を可能にする無線媒体に接続するＳＴＡの組であるＢＳＳの周囲に構築される、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮアーキテクチャのコンポーネントである。

ＢＴＩ：ビーコン送信間隔は、連続するビーコン送信間の間隔である。

ＣＢＡＰ：競合ベースのアクセス期間は、競合ベースの拡張分散チャネルアクセス（ｅｎｈａｎｃｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｈａｎｎｅｌａｃｃｅｓｓ：ＥＤＣＡ）を使用する指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ＢＳＳのデータ転送間隔（ＤＴＩ）内の期間である。

ＣＳＭＡ／ＣＡ：搬送波感知多重アクセス／衝突回避（Ｃａｒｒｉｅｒ－ＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）は、搬送波感知を利用するネットワーク多重アクセス法である。

ＤＭＧ：指向性マルチギガビットは、ＩＥＥＥ８０２に記載されている高スループット無線通信の形態である。

ＤＮＳＴＡ：分散ネットワーク（ＤＮ）局（ＤＮＳＴＡ）は、ＤＮ施設を実装する局（ＳＴＡ）である。ＤＮＢＳＳ内で動作するＤＮＳＴＡは、他のＤＮＳＴＡに配信サービスを提供することができる。

ＤＴＩ：データ転送間隔は、完全なＢＦトレーニングに続いて実際のデータ転送を行うことができる期間である。ＤＴＩは、１又は２以上のサービス期間（ＳＰ）及び競合ベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）を含むことができる。

ＦＣＳ：通信プロトコルにおいてフレームに追加される誤り検出コードを提供するフレームチェックシーケンスである。

ＬＯＳ：見通し線：送信機及び受信機が表面上互いの視界内に存在する、反射信号の通信結果ではない通信である。逆の状態は、局が互いにＬＯＳ内に存在しない見通し外を表すＮＬＯＳである。

ＭＡＣアドレス：媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス。

ＭＢＳＳ：メッシュベーシックサービスセットは、分散ネットワーク（ＤＮ）局（ＤＮＳＴＡ）の自己完結型ネットワーク（ｓｅｌｆ－ｃｏｎｔａｉｎｅｄｎｅｔｗｏｒｋ）を形成するベーシックサービスセット（ＢＳＳ）であり、配信システム（ＤＳ）として使用することができる。

全方向性：無指向性アンテナを利用する送信モード。

準全方向性：最も広いビーム幅を達成できる指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）アンテナを利用する通信モード。

ＮＡＶ情報：ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線ネットワークプロトコルと共に使用される仮想搬送波感知機構のための情報である。

ＲＡ：データを通信すべき受信機アドレスである。

ＲＲＥＰ：ルーティング応答：宛先ＳＴＡによって生成される、発信元ＳＴＡに関する情報を含むメッセージフレーム。

ＲＲＥＱ：ルーティング要求：発信元ＳＴＡによって生成される、宛先ＳＴＡに関する情報を含むメッセージフレーム。

ＲＲＥＱＵ：ルーティング要求アップデート：ルーティング情報を更新するための情報を近隣ＳＴＡから取得するために生成されるメッセージフレーム。

ＲＲＥＰＵ：ルーティング応答アップデート：ＲＲＥＱＵに応答するために生成されるメッセージフレーム。

受信セクタスイープ（ＲＸＳＳ）：連続する受信間にスイープが行われる、異なるセクタを介した（にわたる）セクタスイープ（ＳＳＷ）フレームの受信。

ＲＳＳＩ：（ｄＢｍ単位の）受信信号強度インジケータ。

ＳＬＳ：セクタレベルスイープ段階は、ＳＳＷフィードバック及びＳＳＷＡＣＫなどを使用してイニシエータをトレーニングするためのイニシエータセクタスイープ（ＩＳＳ）、レスポンダリンクをトレーニングするためのレスポンダセクタスイープ（ＲＳＳ）といった４つほどのコンポーネントを含むことができるＢＦトレーニング段階である。

ＳＮＲ：ｄＢ単位の受信信号対雑音比。

ＳＰ：サービス期間は、アクセスポイント（ＡＰ）によってスケジュールされる期間であり、スケジュールされたＳＰは一定の時間間隔で開始する。

スペクトル効率：特定の通信システムにおいて所与の帯域幅を通じて送信できる情報率であり、通常はビット／秒又はヘルツで表される。

ＳＲＥＱ：ステータス要求：各ＳＴＡによって生成され、ネクストホップＳＴＡが動作中であってルーティングテーブルエントリが有効であるかどうかをチェックするために使用されるメッセージフレーム。ＳＲＥＱは、リンクメトリックの更新にも使用される。

ＳＲＥＰ：ステータス応答：ステータス要求（ＳＲＥＱ）メッセージに応答して生成されるメッセージフレーム。

ＳＳＩＤ：サービスセット識別子は、ＷＬＡＮネットワークに割り当てられる名称である。

ＳＴＡ：局（又はノード）は、無線媒体（ＷＭ）への媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）インターフェイスの単独でアドレス指定可能なインスタンスである論理エンティティである。

スイープ：送信機又は受信機のアンテナ構成が送信間で変更される、短期ビームフォーミングインターフレーム（ＳＢＩＦＳ）間隔によって分離された一連の送信。

ＳＳＷ：セクタスイープは、異なるセクタ（方向）で送信を行って、受信信号及び強度などに関する情報を収集する動作である。

ＴＤＤ：時分割二重は、異なるアップリンク及びダウンリンクデータ送信フローに合わせて調整するために同じ周波数帯で異なるタイムスロットを割り当てることによってアップリンクがダウンリンクから分離される通信リンクの二重化を可能にする。

ＴＤＤＳＰ：時分割二重サービス期間は、ＴＤＤチャネルアクセスを含むサービス期間であり、一連のＴＤＤスロットをさらに含む一連のＴＤＤ間隔を含む。

送信セクタスイープ（ＴＸＳＳ）：連続する送信間にスイープが行われる、異なるセクタを介した複数のセクタスイープ（ＳＳＷ）又は指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ビーコンフレームの送信である。

１．既存の指向性無線ネットワーク技術
１．１．ＷＬＡＮシステム
８０２．１１などのＷＬＡＮシステムでは、パッシブスキャン及びアクティブスキャンという２つのスキャンモードが規定される。以下は、パッシブスキャンの特性である。（ａ）ネットワークに参加しようと試みる新規局（ＳＴＡ）は、各チャネルを調べ、最大でＭａｘＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅにわたってビーコンフレームを待つ。（ｂ）ビーコンが受け取られなかった場合、新規ＳＴＡは別のチャネルに移行し、従ってスキャンモードで信号を送信しないのでバッテリ電力を節約する。ＳＴＡは、ビーコンを見逃さないように各チャネルにおいて十分な時間にわたって待つべきである。ビーコンが失われた場合、ＳＴＡはさらなるビーコン送信間隔（ＢＴＩ）にわたって待つべきである。

以下は、アクティブスキャンの特性である。（ａ）ローカルネットワークに参加したいと望む新規ＳＴＡは、以下に従って各チャネル上でプローブ要求フレームを送信する。（ａ）（１）新規ＳＴＡは、あるチャネルに移行して、着信フレーム、又はプローブ遅延タイマの満了を待つ。（ａ）（２）タイマの満了後にフレームが検出されなかった場合、このチャネルは未使用とみなされる。（ａ）（３）チャネルが未使用である場合、ＳＴＡは新たなチャネルに移行する。（ａ）（４）チャネルが使用中である場合、ＳＴＡは、通常のＤＣＦを使用して媒体にアクセスしてプローブ要求フレームを送信する。（ａ）（５）チャネルがそれまでに使用中でなかった場合、ＳＴＡは、プローブ要求に対する応答を受け取るために所望の期間（例えば、ＭｉｎｉｍｕｍＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅ（最小チャネル時間））にわたって待つ。チャネルが使用中であってプローブ応答が受け取られた場合、ＳＴＡは、さらなる時間（例えば、ＭａｘｉｍｕｍＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅ）にわたって待つ。

（ｂ）プローブ要求は、一意のサービスセット識別子（ＳＳＩＤ）、ＳＳＩＤのリスト又はブロードキャストＳＳＩＤを使用することができる。（ｃ）周波数帯によっては、アクティブスキャンが禁止されていることもある。（ｄ）アクティブスキャンは、特に多くの新規ＳＴＡが同時に到着してネットワークにアクセスしようと試みる場合に干渉及び衝突の原因となり得る。（ｅ）アクティブスキャンは、パッシブスキャンの使用に比べてＳＴＡがビーコンを待つ必要がないので、ＳＴＡがネットワークにアクセスするための高速な（遅延が少ない）方法である。（ｆ）インフラストラクチャベーシックサービスセット（ＢＳＳ）及びＩＢＳＳでは、少なくとも１つのＳＴＡがプローブを受け取って応答しようと目を光らせている。（ｇ）分散ネットワーク（ＤＮ）ベーシックサービスセット（ＭＢＳＳ）内のＳＴＡは、いずれかの時点で応答に目を光らせていないこともある。（ｈ）無線測定キャンペーンがアクティブの時には、ＳＴＡがプローブ要求に応答しないこともある。（ｉ）プローブ応答の衝突が生じることもある。ＳＴＡは、最後のビーコンを送信したＳＴＡが最初のプローブ応答を送信できるようにすることによってプローブ応答の送信を協調させることもできる。他のＳＴＡは、衝突を回避するためにバックオフ時間及び通常の分散制御機構（ＤＣＦ）チャネルアクセスに従ってこれらを使用することができる。

図１に、プローブを送信するスキャン局と、プローブを受け取ってこれに応答する２つの応答局とを示す、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮにおけるアクティブスキャンの使用を示す。この図には、最小プローブ応答タイミング及び最大プローブ応答タイミングも示す。図示の値Ｇ１は、確認応答の送信前のフレーム間間隔であるＳＩＦＳに設定されるのに対し、値Ｇ３は、バックオフ期間の完了後であってＲＴＳパッケージの送信前に送信側が待機する時間遅延を表すＤＣＦフレーム間間隔であるＤＩＦＳである。

１．２．ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ分散ネットワーク（ＤＮ）ＷＬＡＮ
ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ（以下、８０２．１１ｓ）は、８０２．１１標準に無線メッシュネットワーキング能力を加えた標準である。８０２．１１ｓでは、新たなタイプの無線局と、メッシュネットワーク発見、ピアツーピア接続の確立及びメッシュネットワークを通じたデータのルーティングを可能にする新たなシグナリングとが規定される。

図２には、非メッシュＳＴＡの混合がメッシュＳＴＡ／ＡＰに接続し（実線）、メッシュＳＴＡがメッシュポータルを含む他のメッシュＳＴＡに接続する（点線）メッシュネットワークの一例を示す。メッシュネットワーク内のノードは、８０２．１１標準で規定されている同じスキャン技術を近隣発見に使用する。メッシュネットワークの識別は、ビーコン及びプローブ応答フレームに含まれるメッシュＩＤ要素によって行われる。１つのメッシュネットワークでは、全てのメッシュＳＴＡが同じメッシュプロファイルを使用する。メッシュプロファイルは、メッシュプロファイル内の全てのパラメータが一致する場合に同じものとみなされる。メッシュプロファイルは、その近隣のメッシュＳＴＡがスキャンを通じてメッシュプロファイルを取得できるようにビーコン及びプローブ応答フレームに含まれる。

メッシュＳＴＡがスキャンプロセスを通じて近隣メッシュＳＴＡを発見すると、発見されたメッシュＳＴＡはピアメッシュＳＴＡ候補とみなされる。このメッシュＳＴＡは、発見されたメッシュＳＴＡがメンバであるメッシュネットワークのメンバになって近隣メッシュＳＴＡとのメッシュピアリングを確立することができる。発見された近隣メッシュＳＴＡは、受信ビーコンと同じメッシュプロファイルを使用している場合、或いはプローブ応答フレームがその近隣メッシュＳＴＡを示す場合、ピアメッシュＳＴＡ候補とみなすことができる。

メッシュＳＴＡは、（ａ）近隣ＭＡＣアドレス、（ｂ）動作チャネル番号、及び（ｃ）最近観察されたリンク状況及び品質情報を含む発見された近隣情報をメッシュ近隣テーブル内に維持しようと試みる。近隣が検出されなかった場合、メッシュＳＴＡは、その最優先プロファイルのメッシュＩＤを使用してアクティブな状態を保つ。近隣メッシュＳＴＡを発見するための上述したシグナリングは全てブロードキャストモードで実行される。８０２．１１ｓは、指向性無線通信を伴うネットワークを対象としたものではないと理解されたい。

図３に、メッシュネットワークの識別を広告するために使用されるメッシュ識別要素（メッシュＩＤ要素）を示す。メッシュＩＤは、メッシュネットワークに参加する用意がある新規ＳＴＡによってプローブ要求で送信され、また既存のメッシュネットワークＳＴＡによってビーコン及び信号で送信される。長さ０のメッシュＩＤフィールドは、プローブ要求フレーム内で使用されるワイルドカードメッシュＩＤを示す。ワイルドカードメッシュＩＤは、非メッシュＳＴＡがメッシュネットワークに参加するのを防ぐ特定のＩＤである。なお、メッシュ局は、非メッシュ局よりも多くの特徴を有するＳＴＡであり、例えばメッシュネットワークは、他のいくつかのモジュールに加えてメッシュ機能を提供するモジュールとして動作するＳＴＡを有するようなものであると認識されたい。ＳＴＡがこのメッシュモジュールを有していない場合には、メッシュネットワークへの接続を許可すべきではない。

図４に、メッシュＳＴＡによって送信されるビーコンフレーム及びプローブ応答フレームに含まれる、メッシュサービスの広告に使用されるメッシュ構成要素を示す。メッシュ構成要素の主要内容は、（ａ）経路選択プロトコル識別子、（ｂ）経路選択メトリック識別子、（ｃ）輻輳制御モード識別子、（ｄ）同期方法識別子、及び（ｅ）認証プロトコル識別子である。メッシュ構成要素の内容は、メッシュＩＤと共にメッシュプロファイルを形成する。

８０２．１１ａ標準は、メッシュ発見、メッシュピアリング管理、メッシュセキュリティ、メッシュビーコン送信及び同期、メッシュ調節機能、メッシュ電力管理、メッシュチャネルスイッチング、３アドレス、４アドレス、及び拡張アドレスフレームフォーマット、メッシュ経路選択及び転送、外部ネットワークとの相互作用、メッシュ間輻輳制御、並びにメッシュＢＳＳにおける緊急サービスサポートを含む多くの手順及びメッシュ機能を定める。

１．３．ＷＬＡＮにおけるミリメートル波
一般に、ミリメートル波帯におけるＷＬＡＮでは、高い経路損失を考慮して通信にとって十分なＳＮＲを提供するために、送信、受信、又はこれらの両方に指向性アンテナを使用する必要がある。送信又は受信において指向性アンテナを使用すると、スキャンプロセスも指向性になる。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ及び新たな標準８０２．１１ａｙでは、ミリメートル波帯を介した指向性送受信のためのスキャン及びビームフォーミング手順が規定されている。

１．４．ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄのスキャン及びＢＦトレーニング
ｍｍＷＷＬＡＮの最先端システムの例は、８０２．１１ａｄ標準である。

１．４．１．スキャン
新規ＳＴＡは、特定のＳＳＩＤ、ＳＳＩＤリスト、又は全ての発見されたＳＳＩＤをスキャンするためにパッシブ又はアクティブスキャンモードで動作する。パッシブなスキャンを行うには、ＳＴＡが、ＳＳＩＤを含むＤＭＧビーコンフレームをスキャンする。アクティブなスキャンを行うには、ＤＭＧＳＴＡが、所望のＳＳＩＤ又は１又は２以上のＳＳＩＤリスト要素を含むプローブ要求フレームを送信する。ＤＭＧＳＴＡは、プローブ要求フレームの送信前に、ＤＭＧビーコンフレームの送信又はビームフォーミングトレーニングの実行を行うことが必要な場合もある。

１．４．２．ＢＦトレーニング
ＢＦトレーニングは、セクタスイープを使用するＢＦトレーニングフレーム送信の双方向シーケンスであり、各ＳＴＡが送信及び受信の両方に適したアンテナシステム設定を決定するために必要なシグナリングを行う。

８０２．１１ａｄのＢＦトレーニングプロセスは、３段階で実行することができる。（１）セクタレベルスイープ段階を実行することにより、リンク取得のために指向性送信及び低利得（準全方向性）受信を実行する。（２）複合送受信（ｃｏｍｂｉｎｅｄｔｒａｎｓｍｉｔａｎｄｒｅｃｅｉｖｅ）のために、受信利得及び最終調整を加える精緻化段階を実行する。（３）その後、データ送信中にトラッキングを実行して、チャネル変更に合わせた調整を行う。

１．４．３．８０２．１１ａｄのＳＬＳＢＦトレーニング段階
このＳＬＳＢＦトレーニング段階は、８０２．１１ａｄ標準のセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）必須段階に焦点を置く。ＳＬＳ中には、一対のＳＴＡが、異なるアンテナセクタを介して一連のセクタスイープ（ＳＳＷ）フレーム（又は、ＰＣＰ／ＡＰにおける送信セクタトレーニングの場合にはビーコン）を交換して、最も高い信号品質を提供するセクタを発見する。最初に送信を行う局はイニシエータと呼ばれ、２番目に行う局はレスポンダと呼ばれる。

送信セクタスイープ（ＴＸＳＳ）中には、異なるセクタ上でＳＳＷフレームが送信され、対を成すＳＴＡ（レスポンダ）が準全方向性パターンを利用してこれを受け取る。レスポンダは、最良のリンク品質（例えば、ＳＮＲ）を提供するイニシエータのアンテナアレイセクタを決定する。

図５に、８０２．１１ａｄでのセクタスイープ（ＳＳＷ）の概念を示す。この図には、ＳＴＡ１がＳＬＳのイニシエータであってＳＴＡ２がレスポンダである例を示す。ＳＴＡ１は、送信アンテナパターン微細セクタ（ｔｒａｎｓｍｉｔａｎｔｅｎｎａｐａｔｔｅｒｎｆｉｎｅｓｅｃｔｏｒｓ）を全てスイープし、ＳＴＡ２は、準全方向性パターンで受け取る。ＳＴＡ２は、ＳＴＡ１から受け取った最良のセクタをＳＴＡ２にフィードバックする。

図６に、８０２．１１ａｄ仕様で実装されるセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）プロトコルのシグナリングを示す。送信セクタスイープの各フレームは、セクタカウントダウン指示（ＣＤＯＷＮ）、セクタＩＤ及びアンテナＩＤに関する情報を含む。最良のセクタＩＤ及びアンテナＩＤ情報は、セクタスイープフィードバック及びセクタスイープＡＣＫフレームと共にフィードバックされる。

図７に、以下で概説するフィールドを含む、８０２．１１ａｄ標準で利用されるセクタスイープフレーム（ＳＳＷフレーム）のフィールドを示す。Ｄｕｒａｔｉｏｎ（継続時間）フィールドは、ＳＳＷフレーム送信の最後までの時間に設定される。ＲＡフィールドは、セクタスイープの所定の受信機であるＳＴＡのＭＡＣアドレスを含む。ＴＡフィールドは、セクタスイープフレームの送信機ＳＴＡのＭＡＣアドレスを含む。

図８に、ＳＳＷフィールド内のデータ要素を示す。ＳＳＷフィールドで搬送される主要情報は以下の通りである。Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ（方向）フィールドは、０に設定されると、ビームフォーミングイニシエータによってフレームが送信されることを示し、１に設定されると、ビームフォーミングレスポンダによってフレームが送信されることを示す。ＣＤＯＷＮフィールドは、ＴＸＳＳの最後までの残りのＤＭＧビーコンフレーム送信の数を示すダウンカウンタである。セクタＩＤフィールドは、このＳＳＷフィールドを含むフレームを送信するセクタ番号を示すように設定される。ＤＭＧＡｎｔｅｎｎａ（アンテナ）ＩＤフィールドは、送信機がこの送信のために現在どのＤＭＧアンテナを使用しているかを示す。ＲＸＳＳＬｅｎｇｔｈ（長さ）フィールドは、ＣＢＡＰで送信された時にのみ有効であり、そうでない場合には保留される。このＲＸＳＳＬｅｎｇｔｈフィールドは、送信側ＳＴＡによって要求された受信セクタスイープの長さを指定し、ＳＳＷフレームの単位で定義される。ＳＳＷＦｅｅｄｂａｃｋ（ＳＳＷフィードバック）フィールドについては以下で定義する。

図９Ａ及び図９Ｂに、ＳＳＷフィードバックフィールドを示す。図９Ａに示すフォーマットは、内部下位層サービス（ＩＳＳ）の一部として送信される時に利用され、図９Ｂのフォーマットは、ＩＳＳの一部として送信されない時に使用される。ＴｏｔａｌＳｅｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅＩＳＳ（ＩＳＳ内総セクタ）フィールドは、イニシエータがＩＳＳにおいて使用する総セクタ数を示す。ＮｕｍｂｅｒｏｆＲｘＤＭＧＡｎｔｅｎｎａｓ（ＲｘＤＭＧアンテナ数）サブフィールドは、イニシエータが次の受信セクタスイープ（ＲＳＳ）中に使用する受信ＤＭＧアンテナの数を示す。ＳｅｃｔｏｒＳｅｌｅｃｔ（セクタ選択）フィールドは、直前のセクタスイープにおいて最良の品質で受け取られたフレーム内のＳＳＷフィールドのｖａｌｕｅｏｆＳｅｃｔｏｒＩＤ（セクタＩＤ値）サブフィールドを含む。ＤＭＧＡｎｔｅｎｎａＳｅｌｅｃｔ（ＤＭＧアンテナ選択）フィールドは、直前のセクタスイープにおいて最良の品質で受け取られたフレーム内のＳＳＷフィールドのＤＭＧＡｎｔｅｎｎａＩＤ（ＤＭＧアンテナＩＤ）サブフィールドの値を示す。ＳＮＲレポートフィールドは、直前のセクタスイープ中に最良の品質で受け取られた、セクタ選択フィールドに示されるフレームのＳＮＲの値に設定される。ＰｏｌｌＲｅｑｕｉｒｅｄ（ポール要求）フィールドは、非ＰＣＰ／非ＡＰＳＴＡによって１に設定されると、ＰＣＰ／ＡＰに非ＰＣＰ／非ＡＰとの通信を開始するように要求することを示す。ＰｏｌｌＲｅｑｕｉｒｅｄフィールドは、０に設定されると、ＰＣＰ／ＡＰが通信を開始するかどうかに関する設定を非ＰＣＰ／非ＡＰが有していないことを示す。

１．５．ＡＯＤＶルーティングプロトコル
図１０Ａ～図１０Ｃに、アドホックオンデマンド距離ベクトル（ＡＯＤＶ）ルーティングプロトコルの使用例を示す。ルーティングプロトコルは、複数のホップ（中間ＳＴＡ）を介して発信局（ＳＴＡ）と宛先ＳＴＡとの間に通信経路を確立するための一連のルールである。ＡＯＤＶは、無線媒体を通じた現在のマルチホップルーティングの一般的本質を表すルーティングプロトコルである。ＡＯＤＶでは、ＳＴＡが、図１０Ａ～図１０Ｃの例に見られるような以下のステップに従ってルートを生成する。

このＡＯＤＶルーティングプロセスのステップ１～５を図１０Ａに示す。（１）ＳＴＡ１は、発信元ＳＴＡであり、ルーティング要求（ＲＲＥＱ）フレーム（ＲＲＥＱ１）をブロードキャストする。（２）ＳＴＡ２は、ＲＲＥＱ１を受け取り、自機とＲＲＥＱ１の送信機（ＳＴＡ１）との間のリンク品質を測定し、リンク品質情報を埋め込んでルーティング要求を送信するＲＲＥＱ（ＲＲＥＱ２）を再ブロードキャストする。（３）ＳＴＡ３は、ＲＲＥＱ１を受け取り、自機とＲＲＥＱ１の送信機（ＳＴＡ１）との間のリンク品質を測定し、リンク品質情報を埋め込んだＲＲＥＱ（ＲＲＥＱ３）を再ブロードキャストする。（４）宛先ＳＴＡであるＳＴＡ４は、ＳＴＡ２からＲＲＥＱ２を受け取り、自機とＲＲＥＱ２の送信機（ＳＴＡ２）との間のリンク品質を測定し、ＲＲＥＱ２に埋め込まれたリンク品質で値を蓄積する。このプロセスに応答して、ＳＴＡ４は、ＳＴＡ２を介したＳＴＡ１との間のエンドツーエンド品質に関する情報を取得する。（５）ＳＴＡ４は、ＳＴＡ３からＲＲＥＱ３も受け取り、自機とＲＲＥＱ３の送信機（ＳＴＡ３）との間のリンク品質を測定し、ＲＲＥＱ３に埋め込まれたリンク品質で値を蓄積する。従って、ＳＴＡ４は、ＳＴＡ３を介したＳＴＡ１とのエンドツーエンドの品質に関する情報も取得する。

このＡＯＤＶルーティングプロセスのステップ６～８を図１０Ｂに示す。（６）ＳＴＡ４は、ＳＴＡ２を介したＳＴＡ１へのリンク品質の方がＳＴＡ３を介したものよりも良好である（例えば、信号対雑音比（ＳＮＲ）が高い）と判断し、従ってＳＴＡ４は、中間及び発信元ＳＴＡへの最良ルートを確認するルーティング応答（ＲＲＥＰ）フレーム（ＲＲＥＰ１）をＳＴＡ２に送信し、ＳＴＡ２をＳＴＡ１に向かうネクストホップＳＴＡとして設定する。（７）ＳＴＡ２は、ＳＴＡ４からこのＲＲＥＰ１を受け取り、自機をＳＴＡ４とＳＴＡ１との間の中間ＳＴＡとして認識し、ＳＴＡ４をＳＴＡ４に向かうネクストホップＳＴＡとして設定する。（８）次に、ＳＴＡ２は、発信元ＳＴＡ１に向けてＲＲＥＰ（ＲＲＥＰ２）をさらに再送信し、ＳＴＡ１をＳＴＡ１に向かうネクストホップＳＴＡとして設定する。

このＡＯＤＶルーティングプロセスのステップ９～１０を図１０Ｃに示す。（９）ＳＴＡ１は、ＳＴＡ２からＲＲＥＰ２を受け取り、ＳＴＡ４に向かうマルチホップ経路が確認済みであってＳＴＡ４へのネクストホップＳＴＡがＳＴＡ２であることを認識する。（１０）上記のシーケンスに応答して、ＳＴＡ２を介したＳＴＡ１とＳＴＡ４との間の双方向ルートが確立される。

２．本開示の局（ＳＴＡ）ハードウェア構成
図１１に、ＳＴＡにセンサ及びアクチュエータなどへの外部Ｉ／ＯをもたらすＩ／Ｏ経路１２に結合されたバス１４にコンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）１６及びメモリ（ＲＡＭ）１８結合されたハードウェアブロック１３内へのＩ／Ｏ経路１２を示す、ＳＴＡハードウェア構成の実施形態例１０を示す。プロセッサ１６上では、ＳＴＡが「新規ＳＴＡ」又は既にネットワーク内に存在するＳＴＡのうちの１つの機能を実行できるように、通信プロトコルを実装するプログラムを実行するための、メモリ１８からの命令が実行される。また、このプログラミングは、現在の通信状況でどのような役割を果たしているかに応じて異なるモード（ソース、中間、宛先）で動作するように構成されると理解されたい。この図示のホストマシンは、近隣ＳＴＡとの間でフレームを送受信する複数のアンテナ２４ａ～２４ｎ、２６ａ～２６ｎ、２８ａ～２８ｎへの無線周波数（ＲＦ）回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃに結合されたｍｍＷモデム２０を含むように構成される。また、このホストマシンは、（単複の）アンテナ３４への無線周波数（ＲＦ）回路３２に結合されたｓｕｂ－６ＧＨｚモデム３０を含むことも分かる。

従って、この図示のホストマシンは、２つの異なる帯域で通信を行えるように、２つのモデム（マルチバンド）及びその関連するＲＦ回路を含むように構成される。限定ではなく一例として、対象の指向性通信帯には、ｍｍＷ帯でデータを送受信できるようにｍｍＷ帯モデム及びその関連するＲＦ回路が実装される。本明細書では一般に発見帯と呼ぶ他方の帯域は、ｓｕｂ－６ＧＨｚ帯でデータを送受信できるようにｓｕｂ－６ＧＨｚモデム及びその関連するＲＦ回路を含む。

この例では、ｍｍＷ帯のためのＲＦ回路を３つ示しているが、本開示の実施形態は、あらゆる任意の数のＲＦ回路に結合されたモデム２０を含むように構成することができる。一般に、使用するＲＦ回路の数が多ければ多いほど、アンテナビーム方向のカバレッジが広くなる。なお、利用するＲＦ回路の数及びアンテナの数は、特定の装置のハードウェア制約によって決まると理解されたい。ＲＦ回路及びアンテナの中には、ＳＴＡが近隣ＳＴＡと通信する必要がないと判断した時に無効にできるものもある。少なくとも１つの実施形態では、ＲＦ回路が、周波数変換器及びアレイアンテナコントローラなどを含み、送受信のためにビームフォーミングを実行するように制御される複数のアンテナに接続される。このように、ＳＴＡは、複数のビームパターンの組を使用して信号を送信することができ、各ビームパターン方向がアンテナセクタとみなされる。

図１２に、ＳＴＡが複数の（例えば、３６個の）ｍｍＷアンテナセクタパターンを生成するために利用できるｍｍＷアンテナ方向の実施形態例５０を示す。この例では、ＳＴＡが、３つのＲＦ回路５２ａ、５２ｂ、５２ｃと接続アンテナとを実装し、各ＲＦ回路及び接続アンテナは、ビームフォーミングパターン５４ａ、５４ｂ、５４ｃを生成する。図示のアンテナパターン５４ａは、１２個のビームフォーミングパターン５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅ、５６ｆ、５６ｇ、５６ｈ、５６ｉ、５６ｊ、５６ｋ及び５６ｎ（「ｎ」は、あらゆる数のパターンをサポートできることを表す）を有する。この特定の構成を使用する局の例は３６個のアンテナセクタを有するが、本開示はあらゆる所望の数のアンテナセクタをサポートすることができる。説明を容易かつ明確にするために、以下の節では一般にさらに少ない数のアンテナセクタを有するＳＴＡについて説明するが、これを実装制限と解釈すべきではない。なお、アンテナセクタにはあらゆる任意のビームパターンをマッピングすることができると理解されたい。通常、ビームパターンは、鋭角ビーム（ｓｈａｒｐｂｅａｍ）を生成するように形成されるが、複数の角度から信号を送受信するようにビームパターンを生成することも可能である。

アンテナセクタは、ｍｍＷＲＦ回路の選択と、ｍｍＷアレイアンテナコントローラによって指示されるビームフォーミングとによって決まる。ＳＴＡハードウェアコンポーネントは、上述したものとは異なる機能分割を有することもできるが、このような構成は、説明する構成の変形例とみなすことができる。ｍｍＷＲＦ回路及びアンテナの中には、ＳＴＡが近隣ＳＴＡと通信する必要がないと判断した時に無効にできるものもある。

少なくとも１つの実施形態では、ＲＦ回路が周波数変換器及びアレイアンテナコントローラなどを含み、送受信のためにビームフォーミングを実行するように制御される複数のアンテナに接続される。このように、ＳＴＡは、複数のビームパターンの組を使用して信号を送信することができ、各ビームパターン方向がアンテナセクタとみなされる。

図１３に、ＲＦ回路７２に取り付けられた準全方向アンテナ７４を使用するように想定されたｓｕｂ－６ＧＨｚモデムのアンテナパターンの実施形態例７０を示すが、他の回路及び／又はアンテナを制限なく利用することもできる。

３．迅速な閉塞発見及び回復概論
数多くの無線用途では、データ配信の中断を避けるために閉塞リンクを素早く検出して置換することが重要である。本開示は様々なネットワークに適用可能であり、ミリメートル波指向性ネットワーキングに限定されるものではない。

現在のマルチホップルーティングプロトコルは、ＳＴＡにおけるルーティングプロトコルを設定する際に複数のネクストホップオプションの発見及び追跡を考慮しない。この結果、これらの既存の無線プロトコルは、プライマリルートが閉塞した時に高い遅延及び再発見オーバーヘッドを招く。これとは対照的に、本開示は、閉塞シナリオ下でさらなる設定オーバーヘッドを伴わずにネクストホップオプションを発見してこれらをいつでも展開できるように維持する。

上記の目標を達成するために、ルート要求（ＲＲＥＱ）メッセージ及びルート応答（ＲＲＥＰ）メッセージ、並びにルート要求アップデート（ＲＲＥＱＵ）メッセージ及びルート応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを利用して発信元ＳＴＡと宛先ＳＴＡとの間の複数のルートを発見し、プライマリルート及びバックアップルートを含むルーティングテーブルエントリを維持する新たなメッセージフラッディング機構について教示する。

典型的なマルチホップネットワーキングでは、発信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡへのルートが、エンドツーエンド経路の中間ＳＴＡを選択することによって決まる。ＡＯＤＶの例に示すように、多くの場合は最良のリンク品質をもたらす中間ＳＴＡが選択される。しかしながら、ｍｍＷでは、リンクが閉塞及びその他のチャネル障害を受けやすい。また一方、時間制約のある用途では、閉塞リンクを素早く検出して代替リンクに置換することが不可欠である。

本開示は、宛先ＳＴＡに到達するための複数のルーティングオプション（例えば、１つのプライマリ及び少なくとも１つのバックアップオプション）を維持するマルチホップルーティングプロトコルについて記載した譲受人による以前の出願の上に成り立つものである。

本開示によるプロトコルは、（ａ）中断したリンクが検出された場合、及び（ｂ）ネクストホップオプションのうちの１つが到達可能でなく、これを別のＳＴＡに置換する必要がある場合、といったエラー状況を検出したことに応答して、１又は２以上の一連の動作を自動的に実行するように構成される。

開示するプロトコルは、複数のネクストホップオプションと、エラー状態に応答して素早く通信を発見して回復する能力とをマルチホップ通信に提供するために以下の動作を含む。（ａ）閉塞シナリオでは、可能な場合には閉塞ＳＴＡが局所的動作を行った後に、近隣ＳＴＡのいくつかをルーティング情報で更新する。（ｂ）各ＳＴＡは、そのルーティングテーブルエントリが、到達可能であっていつでも展開準備ができている複数のネクストホップオプションを有する最新のものであることを積極的に保証する。この事例では、ネクストホップＳＴＡ（プライマリ又はバックアップのいずれか）が到達可能でない（例えば、閉塞している）場合、ＳＴＡが、到達可能でないＳＴＡの代用を発見するために（到達可能なＳＴＡを除く）自機の近隣の補集合にルート要求アップデートを送信する。

従って、本開示は、閉塞が生じた時、或いは宛先ＳＴＡに到達するためのネクストホップＳＴＡのうちの１つが到達可能でなく、従って置換する必要がある時などのエラー状態において代替ルートを発見して回復する機構としての通信局のためのプロトコルを提供する。

４．近隣リスト及びルーティングテーブル
４．１．近隣リスト
アンテナセクタスイープを実行することによって取得された情報は、本明細書では近隣リストと呼ぶデータベースをＳＴＡが構築する際に利用され、ＳＴＡは、この近隣リスト内のＳＴＡの各アンテナセクションの受信信号品質情報を自機のメモリに記憶する。少なくとも１つの実施形態では、近隣リストの各インスタンスが、近隣ＳＴＡに関する雑多な情報を記憶するようにも構成される。近隣リストの目的は、各ＳＴＡが近隣ＳＴＡを認識して最良の送信／受信セクタを選択できるようにすることである。

限定ではなく一例として、その局の各方向の受信品質（ＲｘＱｕａｌｉｔｙ）を含むエントリを有する、各近隣に使用されるフィールドについて考察する。先の図１０Ａ～図１０Ｃのトポロジ例では、ＳＴＡ１が、ＳＴＡ２及びＳＴＡ３を近隣ＳＴＡとして認識し、近隣リストエントリの２つのインスタンスを作成することが分かる。その後、ＳＴＡ１は、ＲｘＱｕａｌｉｔｙ［Ｎ］に受信リンク品質情報を記憶し、ここでのＮは、近隣ＳＴＡのＴｘアンテナセクタに関連する。

４．２．ルーティングテーブル
以下の説明では、発信局（送信元）が、宛先局と呼ばれる別の局（ＳＴＡ）への通信を開始する局（ＳＴＡ）とみなされる。ルーティングテーブルは、後の項で説明するルート発見プロセスの結果として構築される。発信元ＳＴＡは、宛先ＳＴＡにデータフレームを送信する前に宛先ＳＴＡへのルートを設定する。宛先ＳＴＡへのルートは、ルーティングテーブルに基づいて管理される。ルーティングテーブルは、（ここでは列形式で示す）宛先ＳＴＡ毎のレコードを含み、従って発信元ＳＴＡは、宛先ＳＴＡへのフレーム送信に備えて宛先ＳＴＡのレコードを検索することができる。

ＳＴＡは、宛先ＳＴＡに送信すべきデータフレームを有する場合、この宛先をルーティングテーブル内で検索し、フレームの受信アドレス（ＲＡ）フィールドをＮｅｘｔＨｏｐに記憶されたアドレスに設定する。各ＳＴＡは、宛先ＳＴＡへの到達に関する情報を提供するルーティングテーブルを維持する。各宛先ＳＴＡのための情報は、ルーティングテーブルのレコード（例えば、列）に記憶される。例えば、説明する例では、ルーティングテーブルの各列が以下の情報を含む。（ａ）Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ（宛先）：宛先ＳＴＡアドレスを示す。（ｂ）ＮｅｘｔＨｏｐ（ネクストホップ）：宛先ＳＴＡに到達するための直近のネクストホップＳＴＡを示す。（ｃ）Ｍｅｔｒｉｃ（メトリック）：ＮｅｘｔＨｏｐＳＴＡを使用した宛先ＳＴＡまでの距離を決定する値である。（ｄ）Ｌｉｆｅｔｉｍｅ（ライフタイム）：ＮｅｘｔＨｏｐを使用するためのルーティング情報の満了時間を示す。（ｅ）ＢａｃｋｕｐＮｅｘｔＨｏｐ（バックアップネクストホップ）：（例えば、閉塞によって）ＮｅｘｔＨｏｐが到達可能でない場合に宛先ＳＴＡに到達するために使用できるバックアップネクストホップＳＴＡである。（ｆ）ＢａｃｋｕｐＭｅｔｒｉｃ（バックアップメトリック）：バックアップネクストホップが展開される場合に宛先ＳＴＡまでの距離を決定する値である。（ｇ）ＢａｃｋｕｐＬｉｆｅｔｉｍｅ（バックアップライフタイム）：ＢａｃｋｕｐＮｅｘｔＨｏｐを使用するためのルーティング情報の満了時間を示す。

図１４に、複数の局を示すネットワーク例９０を示す。本開示はいずれかの特定のネットワークトポロジの使用に限定されるものではないので、本明細書において例示するこの及びその他のトポロジは一例として提示するものにすぎないと理解されたい。この図では、各エッジが２つのノード間の双方向リンクを表し、特にこの事例では局間のエッジの距離であるリンクメトリックがラベル表示されている。送信元ＳＴＡには「Ｓ」のマークを付しており、宛先ＳＴＡには「Ｄ」のマークを付している。この結果、発信局Ｓが宛先局Ｄに到達するためのルーティングテーブルである表１が取得される。

４．３．転送テーブル
各ＳＴＡは、自機が近隣ＳＴＡに転送したフレームのタイプ（ＲＲＥＱ又はＲＲＥＰ）をメッセージのシーケンス番号及びメトリックと共に追跡するための１つの転送テーブルを有する。転送テーブルは、近隣ＳＴＡ毎に１つの列（レコード）を有し、少なくとも１つの実施形態例では以下の要素を含む。（ａ）Ｎｅｉｇｈｂｏｒ：近隣ＳＴＡのアドレスである。（ｂ）ＯｒｉｇＳＴＡ：近隣ノードに転送されたルーティング管理フレームの発信元ＳＴＡである。（ｃ）ＳｅｑＮｕｍ：近隣ノードに送信されたルーティング管理フレームのシーケンス番号である。（ｄ）Ｔｙｐｅ：近隣ノードに送信されたルーティング管理フレームのタイプ（ＲＲＥＱ／ＲＲＥＰ）である。（ｅ）Ｍｅｔｒｉｃ：近隣ノードに送信されたルーティング管理フレームのメトリックである。

ＳＴＡは、同じルーティング管理フレーム（同じＯｒｉｇＳＴＡ及び同じＳｅｑＮｕｍ）の複数のコピーを受け取ると、（メトリックに基づいて）最良のフレームを選択してメッセージの送信元を除く近隣ＳＴＡに転送する。その後、ＳＴＡは、その近隣の転送テーブルエントリを更新する。表２に、図１４に示すネットワークの発信元ＳＴＡＳの転送テーブル例を示す。

４．４．複数のネクストホップノードを伴うマルチホップルーティング
（ＳＴＡ間の接続性及びリンク構成に応じて）発信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡにデータトラフィックを中継できる複数の中間ＳＴＡが存在する複数のＳＴＡノードから成るｍｍＷネットワークの例について考察する。発信元ＳＴＡは、近隣ＳＴＡが既にセクタスイープ（ＳＳＷ）を実行し終えていると仮定して、マルチホップルートを確立するために近隣ＳＴＡにルート要求（ＲＲＥＱ）を送信する。発信元ＳＴＡの（直接範囲内の）各１ホップ近隣がＲＲＥＱフレームを受け取り、そのルーティングテーブルを発信元ＳＴＡへのエントリで更新する。次に、各近隣ＳＴＡは、受け取られたＲＲＥＱの発信元ＳＴＡを除く１ホップ近隣に同様にＲＲＥＱを転送する。

図１５に、３つのＳＴＡを有するネットワークを示す実施形態例１００を示しており、ここではＳＴＡＢが発信元ＳＴＡから第１のルーティング要求（ＲＲＥＱ）フレームを受け取り、１ホップ近隣のＳＴＡＡが（Ｂも含む）その近隣にＲＲＥＱを転送した時にはＳＴＡＡからも別のＲＲＥＱを受け取る。従って、中間ＳＴＡは、ＲＲＥＱの転送が継続するにつれて他のＳＴＡから重複するＲＲＥＱを受け取ることができることが分かる。

ＲＲＥＱメッセージを受け取ったことに応答して、プロトコルは、メトリックに関して最良のＲＲＥＱフレーム及び次善のＲＲＥＱフレームがどれであるかを判定して、リレーＳＴＡのルーティングテーブル内で発信元ＳＴＡへのネクストホップノード及びバックアップネクストホップノードを決定する。上記の例では、ＳＴＡＢが、ＳからＢへの直接リンクのメトリックの方がＳからＡそしてＡからＢへのリンクのメトリックの合計よりも有益（例えば、低遅延、高ＳＮＲなど）であると仮定して、ＡをノードＳに到達するためのバックアップネクストホップとして設定する。

ＳＴＡは、各近隣ＳＴＡについて同じ近隣ＳＴＡから受け取られたＲＲＥＱを除く最良の受信ＲＲＥＱを決定し、この最良のＲＲＥＱを近隣ＳＴＡに転送して転送動作を転送テーブルに記録する。宛先ＳＴＡは、可能性として複数のＲＲＥＱメッセージを受け取り、宛先において受け取られたＲＲＥＱの送信元である同じＳＴＡにルーティング応答（ＲＲＥＰ）フレームを送信する。ＲＲＥＰメッセージを受け取った各リレー（中間）ＳＴＡは、そのルーティングテーブルを宛先ＳＴＡに更新する。リレーＳＴＡは、複数のＲＲＥＰを受け取った場合、最良のＲＲＥＰフレームを選択して１ホップ近隣のＳＴＡに転送し、転送動作を自機の転送テーブルに記録する。ＲＲＥＱフレームと同様に、各ＲＲＥＰフレーム及びその重複バージョンもネクストホップ及びバックアップネクストホップを決定する。ＲＲＥＰフレーム転送プロセスは、発信元ＳＴＡにおいてＲＲＥＰメッセージが受け取られるまで継続する。このプロセスによれば、発信元ＳＴＡは、可能性として複数のＲＲＥＰメッセージを受け取り、ＲＲＥＰメッセージに基づいて、この例では最良及び次善のルートであるルートの階層を選択し、これらを宛先ＳＴＡに到達するためのネクストホップ及びバックアップネクストホップとして記録する。

４．５．ルーティング管理フレームフォーマット
４．５．１．ルーティング要求（ＲＲＥＱ）及びルーティング応答（ＲＲＥＰ）
図１６に、ＲＲＥＱフレーム１１２及びそのサブフィールド１１４、１１６の実施形態例１１０を示す。フレーム１１２は以下を含む。（ａ）フレームのタイプを示すＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ（フレーム制御）フィールド。（ｂ）搬送波感知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）チャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報（仮想搬送波感知機構）を含むＤｕｒａｔｉｏｎ（継続時間）フィールド。（ｃ）ＲｅｃｉｐｉｅｎｔＡｄｄｒｅｓｓ（受信機アドレス）（ＲＡ）フィールドは、フレームの受信機のアドレスを含む。（ｄ）ＴｒａｎｍｉｔｔｉｎｇＡｄｄｒｅｓｓ（送信アドレス）（ＴＡ）フィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。（ｅ）後述するルーティング要求の詳細を含むＲＲＥＱフィールド。（ｆ）ＦｒａｍｅＣｈｅｃｋＳｅｑｕｅｎｃｅ（フレームチェックシーケンス）（ＦＣＳ）フィールドはＲＲＥＱフレームに含まれる。

ＲＲＥＱフィールド内に含まれるサブフィールド１１４は以下を含む。（ａ）Ｌｅｎｇｔｈ（長さ）：このフレームの長さを示す。（ｂ）Ｔｙｐｅ（タイプ）：このフレームのタイプ（ＲＲＥＱ）である。（ｃ）ＯｒｉｇＳＴＡ：発信元ＳＴＡのアドレスである。（ｄ）ＤｅｓｔＳＴＡ：宛先ＳＴＡのアドレスである。（ｅ）ＳｅｑＮｕｍ：このルート設定を識別するシーケンス番号であり、発信元ＳＴＡがルートを設定又は維持しようと試みる度に更新（例えば、増分）される値である。（ｆ）Ｍｅｔｒｉｃ（メトリック）：蓄積されたメトリック値を宛先ＳＴＡに向けて搬送する測定値である。（ｇ）Ｌｉｆｅｔｉｍｅ（ライフタイム）：このルートの満了時間までの有効期限である。（ｈ）ＴｒａｆｆｉｃＩＤ（トラフィックＩＤ）：関連するトラフィックストリームのトラフィック識別である。（ｉ）ＱｏＳＳｐｅｃ：このトラフィックストリームのトラフィック仕様（すなわち、帯域幅又は同様のトラフィック指示子）である。（ｊ）ＡｃｃｅｓｓＴｉｍｅ（アクセス時間）：受信アドレス（ＲＡ）ＳＴＡに向けたデータフレーム送信のために送信アドレス（ＴＡ）ＳＴＡが使用するチャネル時間。（ｋ）ＴｘＡｎｔＳｅｃｔｏｒ：ＲＡＳＴＡに向けたデータフレーム送信のためにＴＡＳＴＡが使用する送信（Ｔｘ）アンテナセクタである。（ｌ）ＲｏｕｔｅＬｉｓｔ（ルートリスト）：このフレームがこれまでに到達した（訪れた）ＳＴＡのＩＤであり、サブフィールド１１６に示すように、ＳＴＡがこのフレームを受け取った時にこのＳＴＡのＩＤが各ＲＲＥＱメッセージに付加される。

図１７に、ＲＲＥＰフレーム１３２及びそのサブフレーム階層１３４及び１３６の実施形態例１３０を示す。ＲＲＥＰフレーム１３２は以下のフィールドを含む。（ａ）フレームのタイプを示すＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ（フレーム制御）フィールド。（ｂ）搬送波感知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）チャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報（仮想搬送波感知機構）を含むＤｕｒａｔｉｏｎ（継続時間）フィールド。（ｃ）ＲｅｃｉｐｉｅｎｔＡｄｄｒｅｓｓ（受信機アドレス）（ＲＡ）フィールドは、フレームの受信機のアドレスを含む。（ｄ）ＴｒａｎｍｉｔｔｉｎｇＡｄｄｒｅｓｓ（送信アドレス）（ＴＡ）フィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。（ｅ）後述するルーティング要求の詳細を含むＲＲＥＰフィールド。（ｆ）ＦｒａｍｅＣｈｅｃｋＳｅｑｕｅｎｃｅ（フレームチェックシーケンス）（ＦＣＳ）フィールドはＲＲＥＱフレームに含まれる。

上記のＲＲＥＰフィールド内に含まれるサブフィールド１３４は以下のサブフィールドを含む。（ａ）Ｌｅｎｇｔｈ（長さ）：このフレームの長さを示す。（ｂ）Ｔｙｐｅ（タイプ）：このフレームのタイプ（ＲＲＥＰ）である。（ｃ）ＯｒｉｇＳＴＡ：発信元ＳＴＡのアドレスである。（ｄ）ＤｅｓｔＳＴＡ：宛先ＳＴＡのアドレスである。（ｅ）ＳｅｑＮｕｍ：このルート応答を識別するシーケンス番号であり、応答先のＲＲＥＱと同じものである。（ｆ）Ｌｉｆｅｔｉｍｅ（ライフタイム）：このルートの満了時間までの有効期限である。（ｇ）ＴｒａｆｆｉｃＩＤ（トラフィックＩＤ）：関連するトラフィックストリームのトラフィック識別である。（ｈ）ＱｏＳＳｐｅｃ：このトラフィックストリームのトラフィック仕様（すなわち、帯域幅又は同様のトラフィック指示子）である。（ｉ）ＡｃｃｅｓｓＴｉｍｅ（アクセス時間）：受信アドレス（ＲＡ）ＳＴＡに向けたデータフレーム送信のために送信アドレス（ＴＡ）ＳＴＡが使用するチャネル時間。（ｊ）ＴｘＡｎｔＳｅｃｔｏｒ：ＲＡＳＴＡに向けたデータフレーム送信のためにＴＡＳＴＡが使用する送信（Ｔｘ）アンテナセクタである。（ｋ）ＲｏｕｔｅＬｉｓｔ（ルートリスト）：このＲＲＥＰフレームがこれまでに到達した（訪れた）ＳＴＡのＩＤであり、サブフィールド１３６に示すように、ＳＴＡがこのフレームを受け取った時にこのＳＴＡのＩＤが各ＲＲＥＰメッセージに付加される。

４．５．２．ステータス要求（ＳＲＥＱ）及びステータス応答（ＳＲＥＰ）
図１８に、ステータス要求フレーム１５２及びそのサブフィールド１５４の実施形態例１５０を示す。ＳＲＥＱフレーム１５２は以下のフィールドを含む。（ａ）フレームのタイプを示すＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ（フレーム制御）フィールド。（ｂ）ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報を含むＤｕｒａｔｉｏｎ（継続時間）フィールド。（ｃ）ＲｅｃｉｐｉｅｎｔＡｄｄｒｅｓｓ（受信機アドレス）（ＲＡ）フィールドは、フレームの受信機のアドレスを含む。（ｄ）ＴｒａｎｍｉｔｔｉｎｇＡｄｄｒｅｓｓ（送信アドレス）（ＴＡ）フィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。（ｅ）後述するルーティング要求の詳細を含むＳＲＥＱフィールド。（ｆ）ＦｒａｍｅＣｈｅｃｋＳｅｑｕｅｎｃｅ（フレームチェックシーケンス）（ＦＣＳ）フィールドは、ＲＲＥＱフレームに含まれる。

ＳＲＥＱフィールドは以下のサブフィールド１５４を含む。（ａ）Ｌｅｎｇｔｈ（長さ）：このフレームの長さ。（ｂ）Ｔｙｐｅ（タイプ）：このフレームのタイプ（ＳＲＥＱ）。（ｃ）ＳｅｑＮｕｍ：このＳＲＥＱフレームを識別するシーケンス番号であり、ＴＡが新たなステータス要求メッセージを送信する度に更新（例えば、増分）される。（ｄ）Ｍｅｔｒｉｃ（メトリック）：送信機ＳＴＡから受信機ＳＴＡへのリンクメトリックである。（ｅ）Ｌｉｆｅｔｉｍｅ（ライフタイム）：この要求の満了時間までの有効期限である。（ｆ）ＱｏＳＳｐｅｃ：このトラフィックストリームのトラフィック仕様（すなわち、帯域幅又は同様のトラフィック指示子）である。（ｇ）ＡｃｃｅｓｓＴｉｍｅ（アクセス時間）：ＲＡＳＴＡ（ＲＡフィールドによって識別されるＳＴＡ）に向けたデータフレーム送信のためにＴＡＳＴＡ（ＴＡフィールドによって識別されるＳＴＡ）が使用するチャネル時間である。（ｈ）ＴｘＡｎｔＳｅｃｔｏｒ：ＲＡＳＴＡに向けたデータフレーム送信のためにＴＡＳＴＡが使用するＴｘアンテナセクタである。

図１９に、ステータス応答フレーム１７２及びそのサブフィールド１７４の実施形態例１７０を示す。ＳＲＥＰフレーム１７２は、ＳＲＥＱフィールドの代わりにＳＲＥＰフィールドを有することを除いてＳＲＥＱフレームのフィールドと同一のフィールドを含む。

４．５．３．ルート要求アップデート
図２０に、フィールド１９２を示すルート要求アップデート（ＲＲＥＱＵ）フレーム（メッセージ）の実施形態例１９０を示す。ＲＲＥＱＵフレームは、以下のフィールドを含む。（ａ）ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ（フレーム制御）フィールドは、フレームのタイプを示す。（ｂ）Ｄｕｒａｔｉｏｎ（継続時間）フィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報を含む。（ｃ）ＲＡフィールドは、フレームの受信機のアドレスを含む。（ｄ）ＴＡフィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。（ｅ）ＲＲＥＱＵフィールドは、後述するサブフィールド１９４を含む。（ｆ）ＦｒａｍｅＣｈｅｃｋＳｅｑｕｅｎｃｅ（フレームチェックシーケンス）（ＦＣＳ）フィールドは、ＲＲＥＱフレームに含まれる。

ＲＲＥＱＵ要素１９４は、以下のフィールドを含む。（ａ）Ｌｅｎｇｔｈ（長さ）：このフレームの長さ。（ｂ）Ｔｙｐｅ（タイプ）：このフレームのタイプ（ＲＲＥＱＵ）。（ｃ）ＯｒｉｇＳＴＡ：ＲＲＥＱＵを生成した発信元ＳＴＡのアドレス。（ｄ）ＤｅｓｔＳＴＡ：ＲＲＥＱＵを受信すべき宛先ＳＴＡのアドレス。（ｅ）ＳｅｑＮｕｍ：このルート要求アップデートを識別するシーケンス番号。（ｆ）Ｌｉｆｅｔｉｍｅ（ライフタイム）：このルート応答の満了時間までの有効期限。（ｇ）ＴｒａｆｆｉｃＩＤ（トラフィックＩＤ）：関連するトラフィックストリームのトラフィックＩＤ。（ｈ）ＱｏＳＳｐｅｃ：このトラフィックストリームのトラフィック仕様、すなわち帯域幅など。（ｉ）ＡｃｃｅｓｓＴｉｍｅ（アクセス時間）：ＴＡＳＴＡ（ＴＡフィールドによって識別されるＳＴＡ）がＲＡＳＴＡ（ＲＡフィールドによって識別されるＳＴＡ）に向けたデータフレームの送信に使用するチャネル時間。（ｊ）ＴｘＡｎｔＳｅｃｔｏｒ：ＴＡＳＴＡがＲＡＳＴＡに向けたデータフレームの送信に使用するＴｘアンテナセクタ。

４．５．４．ルート応答アップデート（ＲＲＥＱＵ）
図２１に、以下のフィールドを有するルート応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）フレーム（メッセージ）の実施形態例２１２を示す。（ａ）ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ（フレーム制御）フィールドは、フレームのタイプを示す。（ｂ）Ｄｕｒａｔｉｏｎ（継続時間）フィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報を含む。（ｃ）ＲＡフィールドは、フレームの受信機のアドレスを含む。（ｄ）ＴＡフィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。（ｅ）ＲＲＥＰＵフィールドのサブフィールドについては後述する。（ｆ）ＦｒａｍｅＣｈｅｃｋＳｅｑｕｅｎｃｅ（フレームチェックシーケンス）（ＦＣＳ）フィールド。

ＲＲＥＰＵ要素２１４は、以下のフィールドを含む。（ａ）Ｌｅｎｇｔｈ（長さ）：このフレームの長さ。（ｂ）Ｔｙｐｅ（タイプ）：このフレームのタイプ（ＲＲＥＰＵ）。（ｃ）ＯｒｉｇＳＴＡ：ＲＲＥＰＵを生成した発信元ＳＴＡのアドレス。（ｄ）ＤｅｓｔＳＴＡ：ＲＲＥＰＵを受信すべき宛先ＳＴＡのアドレス。（ｅ）ＳｅｑＮｕｍ：このルート応答アップデートフレームを識別するシーケンス番号。（ｆ）Ｍｅｔｒｉｃ（メトリック）：蓄積されたメトリック値を宛先ＳＴＡに向けて搬送する。（ｇ）Ｌｉｆｅｔｉｍｅ（ライフタイム）：このルート応答アップデートの満了時間までの有効期限。（ｈ）ＴｒａｆｆｉｃＩＤ（トラフィックＩＤ）：関連するトラフィックストリームのトラフィックＩＤ。（ｉ）ＱｏＳＳｐｅｃ：このトラフィックストリームの帯域幅などのトラフィック仕様。（ｊ）ＡｃｃｅｓｓＴｉｍｅ（アクセス時間）：ＴＡＳＴＡ（ＴＡフィールドによって識別されるＳＴＡ）がＲＡＳＴＡ（ＲＡフィールドによって識別されるＳＴＡ）に向けたデータフレームの送信に使用するチャネル時間。（ｋ）ＴｘＡｎｔＳｅｃｔｏｒ：ＴＡＳＴＡがＲＡＳＴＡに向けたデータフレームの送信に使用するＴｘアンテナセクタ。（ｌ）ＬｏｃＲｅｃｏｖＦｌａｇ（ＬｏｃＲｅｃｏｖフラグ）：ＳＴＡが局所的動作を行ってバックアップネクストホップＳＴＡに切り替えた場合にｔｒｕｅ（真）に設定される局所的回復フラグ。そうでなければ、ＬｏｃＲｅｃｏｖＦｌａｇはｆａｌｓｅ（偽）に設定される。

４．６．ルート要求アップデート及びルート応答アップデートロジック
通信動作中は、送信機ＳＴＡが、受信機ＳＴＡであるネクストホップオプションにデータトラフィックを送信すると想定される。このデータトラフィックに応答して、ネクストホップノードから送信機に確認応答メッセージが返送される。本開示のプロトコルは、少なくとも以下を含む複数の指標を考慮して、送信機ＳＴＡから受信機ＳＴＡへのリンクが閉塞しているかどうかを検出する。（ａ）受信機ＳＴＡから確認応答が受け取られない場合。この場合、送信機ＳＴＡは閉塞が存在することを検出する。（ｂ）（送信機ＳＴＡと受信機ＳＴＡとの間の）リンク上に閉塞が存在しており、閉塞から回復するために何らかの動作を行うべきであることを知らせるルート応答アップデートメッセージを（送信機／受信機ＳＴＡ以外の）ＳＴＡが送信機ＳＴＡから受け取った場合。これらのシナリオでは、いずれも後述する閉塞下回復（ＲｅｃｏｖｅｒｙｕｎｄｅｒＢｌｏｃｋａｇｅ）動作がトリガされる。

４．６．１．閉塞回復
図２２に、閉塞下回復を実行するためのアップデートロジックの実施形態例２３０を示す。このプロセスは閉塞に応答して開始され（２３２）、最初にルーティングテーブルをチェックして（２３４）、宛先ＳＴＡに到達するためのバックアップオプションが存在するかどうかを確認する。

ブロック２３４においてバックアップオプションが検出された場合、ＳＴＡはバックアップオプションに切り替え（２３６）、ＲＲＥＰＵメッセージを生成（作成）し（２４０）、局所的回復フラグをｔｒｕｅ（真）に設定する。ブロック２３４においてバックアップオプションが検出されない場合、実行はブロック２３８に到達し、ＳＴＡは、局所的回復フラグがｆａｌｓｅ（偽）に設定されたＲＲＥＰＵのみを生成し、このＲＲＥＰＵをアクティブ近隣リスト内のＳＴＡに伝搬する。

ブロック２４０及び２３８の後に、このＳＴＡがデータトラフィックの発信元ＳＴＡと同じものである（すなわち、ＳＴＡがリレーノードである）かどうかをチェックする（２４２）。この局がデータトラフィックの発信元ＳＴＡと同じものである場合、実行はブロック２４６において終了する。一方で、このＳＴＡが異なる局である場合、ＳＴＡは、ルーティング目的でこのＳＴＡに依拠するＳＴＡにＲＲＥＰＵを送信する（２４４）。これらのＳＴＡはアクティブ近隣リストと呼ばれ、受け取られたステータス要求メッセージの送信元である近隣ＳＴＡ、又はこのＳＴＡにデータトラフィックを送信した近隣ＳＴＡを含む。

４．６．２．ルート応答アップデートの受信
上記では、閉塞が発生すると、このプロトコルに従うＳＴＡがＲＲＥＰＵフレームを生成してそのアクティブ近隣リストに伝搬することが分かるが、以下ではＲＲＥＰＵメッセージを受け取って処理するロジックについて説明する。

図２３に、ＲＲＥＰＵメッセージを受け取って処理する実施形態例２５０を示す。近隣ＳＴＡは、閉塞状況を反映したメトリックを含むＲＲＥＰＵを受け取る（２５２）と、最初にルーティングテーブルを更新する（２５４）。次に、ＲＲＥＰＵの送信機によっていずれかの局所的回復動作が行われたかどうかをチェックする（２５６）。局所的動作が行われていなかった場合、ＳＴＡは、可能であれば単独で局所的動作を行う閉塞下回復プロセス２５８を実行して処理は終了する（２６４）。一方で、局所的回復動作が行われていた場合、このＳＴＡが局所的動作を行う必要はない（すなわち、バックアップオプションに切り替える必要はない）。この場合、ＳＴＡが発信元ＳＴＡに等しいかどうかをチェックする（２６０）。アドレスが自機のアドレスである場合、実行は終了し（２６４）、そうでなければ、自機のアクティブ近隣リストにリストされたＳＴＡにＲＲＥＰＵメッセージを伝搬した（２６２）後で終了する（２６４）。

４．７．実施例１：バックアップネクストホップを有する発信元ＳＴＡにおける閉塞
図１４に、送信元ＳＴＡ、宛先ＳＴＡ、リレーＳＴＡＡ及びリレーＳＴＡＢという４つの局を有するネットワークトポロジ例を示す。このトポロジでは、各双方向リンクをそのリンクのメトリックと共に示している。この特定の例では、簡潔にするためにリンク相互依存を想定しており、すなわちＳＴＡＡからＳＴＡＢへのリンクのコストは、ＳＴＡＢからＳＴＡＡへのリンクのコストと同じである。しかしながら、開示するプロトコルは一般的なものであり、非相互依存リンクを有するネットワークでも動作するように構成されると理解されたい。ＳＴＡＳが前節で説明したようなルート発見プロセスを実行した結果、ＳＴＡＳのルーティングテーブルは表１に示すように現れると想定される。このルーティングプロトコルの結果、ＳＴＡＳは、宛先ＳＴＡＤに到達するためのバックアップネクストホップオプションを有する。

図２４に、ＳＴＡＳ２７２、ＳＴＡＤ２７４、リレーＳＴＡＡ２７６及びリレーＳＴＡＢ２７８を有する実施形態例２７０を示しており、図示の「Ｘ」は、送信元ＳＴＡ２７２からリレーＳＴＡＢ２７８を通じて宛先ＳＴＡ２７４に至る経路に沿った通信を試行した際のＳＴＡＳ２７２とＳＴＡＢ２７８との間の（人体又はその他の障害物によって生じ得る）リンク閉塞を示す。

このシナリオでは、表１に示すＳＴＡＳのルーティングテーブルが、ＳＴＡＤに到達するためのバックアップネクストホップとしてＳＴＡＡを含む。従って、ＳＴＡＳは、このルーティングテーブルに基づいて、展開準備ができているバックアップネクストホップ（ＳＴＡＡ）に切り替える。この動作は、自機のリンクが閉塞しているＳＴＡによって行われる局所的動作である。この結果、ＳＴＡＳは、そのバックアップネクストホップオプションをプライマリネクストホップオプションに切り替える。さらに、この時点でＳＴＡＢに到達するためのネクストホップオプションはもはや存在しない。この更新されたＳＴＡＳのルーティングテーブルを表３に示す。

ＳＴＡＡのルーティングテーブルから、ＳＴＡＡはＳＴＡＤに到達する知識を有する。さらに、ＳＴＡＡは、本開示に従って実行される積極的リンク維持を通じて、そのルーティングテーブル内に表４に示すような最新情報を有する。

この結果、ＳＴＡＡは、ＳＴＡＤに到達するためのプライマリネクストホップとしてＳＴＡＤを有しており、従ってＳＴＡＤにデータトラフィックを送信する。

図２５に、更新されたネットワークトポロジの実施形態例２９０を示しており、送信元ＳＴＡ２７２からリレーＳＴＡＡ２７６を通じて宛先ＳＴＡ２７４に接続する通信経路を矢印で示す。この場合、ＳＴＡＳは、閉塞に直面すると同時に発信元ＳＴＡでもあるので、図２２に示すようなＲＲＥＰＵフレームの伝搬は行わない。

４．８．実施例２：バックアップネクストホップを有するリレーＳＴＡにおける閉塞
図２６に、リレーＳＴＡＢ２７８から宛先ＳＴＡＤ２７４へのリンクが閉塞したシナリオの実施形態例３１０を示す。表５に、ノードＢのルーティングテーブルを示す。このテーブルから、ＳＴＡＢが、ＳＴＡＤに到達するためのバックアップネクストホップとしてＳＴＡＡを有することが分かる。

従って、ＳＴＡＢは、切断されたリンクを検出すると、ＳＴＡＡにトラフィックをルーティングする局所的動作を実行する。ＳＴＡＡのルーティングテーブルから、ＳＴＡＡはＳＴＡＤに到達する知識を有する。さらに、ＳＴＡＡは、本開示による積極的リンク維持の使用を通じて、そのルーティングテーブル内に表６に示すような最新情報を有する。この結果、ＳＴＡＡは、ＳＴＡＤに到達するためのプライマリネクストホップとしてＳＴＡＤを有しており、従ってＳＴＡＤにデータトラフィックを送信する。

図２７に、ＳＴＡＢがＳＴＡＤに到達するためにバックアップネクストホップであるＳＴＡＡに切り替えたため、データが送信元ＳＴＡＳ２７２からリレーＳＴＡＢ２７８を通じてリレーＳＴＡＡ２７６に、そして最終的に宛先ＳＴＡＤ２７４にルーティングされる上記の動作の実施形態例３３０を示す。表７にＳＴＡＢの更新されたルーティングテーブルを示しており、ここでは宛先Ｄに到達するためにバックアップネクストホップがプライマリネクストホップを引き継いでいる。

図２８に、ＳＴＡＢがＳＴＡＤに到達するためにバックアップネクストホップをＳＴＡＡ経由に切り替えてアップデートを送信する場合の実施形態例３５０を示す。ＳＴＡＢは、そのバックアップネクストホップＳＴＡに切り替えると、ＬｏｃＲｅｃｏｖフラグをｔｒｕｅ（真）に設定したルート応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）を生成する。ＳＴＡＢは、ルーティング目的でＳＴＡＢに依拠する近隣ＳＴＡにＲＲＥＰＵを送信する。この場合、ＳＴＡＳは、ＳＴＡＤに到達するためのプライマリネクストホップＳＴＡとしてＳＴＡＢに依拠する。さらに、ＳＴＡＡは、ＳＴＡＤに到達するためのバックアップネクストホップオプションとしてＳＴＡＢに依拠する。従って、ＳＴＡＢは、ＲＲＥＰＵのマークを付した点線によって図に示すようにＳＴＡＳ及びＳＴＡＡの両方にＲＲＥＰＵを送信する。

ＳＴＡＡは、ＳＴＡＢからＲＲＥＰＵメッセージを受け取ると、ＳＴＡＢがもはやＳＴＡＤに到達するためのバックアップオプションではなくなるように自機のルーティングテーブルも更新する。従って、ＳＴＡＡの更新されたルーティングテーブルを表８に示す。

表５で注目すべき点は、ＳＴＡＡを通じてＳＴＡＤに到達するＳＴＡＢの推定コストメトリックが５に等しく、従ってＳＴＡＳに向けて送信されるＲＲＥＰＵメッセージに含まれるメトリックが５の値を有する点である。ＳＴＡＡへの直接リンクを通じてＳＴＡＤに到達するコストを有するＲＲＥＰＵのメトリックが既にＳＴＡＳのルーティングテーブルに記憶されている場合には、ＳＴＡＳにおいてＲＲＥＰＵが受け取られた時点で比較が行われる。この場合、ＳＴＡＳからＳＴＡＡを通じてＳＴＡＤに至る２ホップルートは（ＳＴＡＳのルーティングテーブルから）８のコストを有するのに対し、ＳＴＡＢによって固定されたルートを維持すると（ＲＲＥＰＵ内のメトリックに基づいて）コストは９になる。従って、本開示によれば、ＳＴＡＳは、最初にＳＴＡＢに送信する代わりにＳＴＡＡに直接送信するように切り替えを行い、このＳＴＡＳの更新されたルーティングテーブルを表９に示す。

図２９に、ＲＲＥＰＵを受け取った後の、従ってＳＴＡＢを通じてＳＴＡＡに至り、その後に宛先ＳＴＡＤに至る間接的なルートではなく、ＳＴＡＡを通じて直接宛先ＳＴＡＤに至るルートにＳＴＡＳが変更することを可能にする更新されたトポロジの実施形態例３７０を示す。

上記のステップから、図２８に示すネットワークトポロジは過渡的トポロジであり、ＳＴＡＳがＲＲＥＰＵメッセージを受け取った後にＳＴＡＳからＳＴＡＡを通じてＳＴＡＤに至る大域的最適ルートに切り替えを行った結果、図２９に示すトポロジが得られると理解されたい。なお、バックアップルートへの遷移は、データトラフィック送信が全く中断されないようにシームレスなものとすべきである。従って、開示する方法は、有効な過渡的トポロジを発見し、エンドツーエンドルートを生かしたまま保持し、その後に大域的最適ルートを発見する。

４．９．実施例３：バックアップネクストホップを有していないリレーＳＴＡにおける閉塞
先の実施例では、閉塞ＳＴＡが宛先ＳＴＡに到達するためのバックアップネクストホップオプションを有するシナリオについて考察した。一方、この実施例では、閉塞ＳＴＡが切り替え先のバックアップオプションを有していないシナリオについて考察する。

図３０に、ＳＴＡＢがバックアップネクストホップオプションを有していない実施形態例３９０を示す。ここでは、ＳＴＡＢ２７８からＳＴＡＤ２７４へのリンクが閉塞した状況について考察する。この事例では、ＳＴＡＢがＳＴＡＤに到達するためのバックアップネクストホップを有しておらず、他の全てのＮＬＯＳ（見通し外）ビームを試した上で依然としてＳＴＡＤに到達できないものと想定する。従って、ＳＴＡＢは、バックアップネクストホップに切り替える必要があるにもかかわらずバックアップリンクが存在せず、従って局所的回復動作を行うことができない。この場合、ＳＴＡＢは、局所的回復（ＬｏｃＲｅｃｏｖ）フラグを、局所的動作を行わなかったことを意味するｆａｌｓｅ（偽）に設定する。

図３１に、ＳＴＡＢが宛先ＳＴＡＤに到達できない旨の通知としてのルート応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージをＳＴＡＳに送信し、従ってＲＲＥＰＵ内のメトリックの値を無限（ｉｎｆｉｎｉｔｙ）に設定する実施形態例４１０を示す。実際には、メトリック自体を無限に設定する必要はなく、本開示のいくつかの表に例示する「９９９」などの非常に大きな経路長メトリック値、又は経路の不適切性を示すいずれかの同様の値に設定すればよいと理解されたい。ＳＴＡＳは、このパケットを受け取ると、（ここではＲＲＥＰＵメトリックに起因して無限である）ＳＴＡＢへの送信コストと、８のコストでＳＴＡＤに到達するバックアップオプションであるＳＴＡＡへの送信コストとを比較する。従って、ＳＴＡＳは、そのバックアップネクストホップノードであるＳＴＡＡに切り替えを行う。

図３２に、ＳＴＡＢから受け取られたＲＲＥＰＵからのメトリック情報に基づいてＳＴＡＳ自体がトラフィックのルートをＳＴＡＡ経由に変更する更新されたトポロジの実施形態例４３０を示す。

この遷移後の更新されたＳＴＡＳのルーティングテーブルを表１０に示しており、ここではＳＴＡＳが、ＳＴＡＤに到達するためのプライマリネクストホップとしてＳＴＡＢを通じたルートをＳＴＡＡを通じたルートに置き換えている。さらに、ＳＴＡＢからＳＴＡＤへのリンクが中断／閉塞しているので、ＳＴＡＳがＳＴＡＤに到達するためのバックアップオプションは存在しない。

ＳＴＡＡの観点からすれば、ＳＴＡＤに到達するにはルーティングテーブルを更新する必要があり、これを表１１に示す。データトラフィックは、ＳＴＡＳからＳＴＡＡにルーティングされ、その後にＳＴＡＡがルートを発見するための中断を伴うことなくＳＴＡＤにトラフィックを転送する。

４．１０．実施例４：バックアップネクストホップを有していない遠隔リレーにおける閉塞
先の実施例では、閉塞リンクの送信機がデータトラフィックを転送するためのバックアップオプションを有していない事例について考察した。この事例では、閉塞ＳＴＡが、ｆａｌｓｅ（偽）に設定された局所的回復（ＬｏｃＲｅｃｏｖ）フラグを含むＲＲＥＰＵを発信元ＳＴＡに送信した（すなわち、バックアップオプションが存在しないため局所的動作が不可能であった）。しかしながら、発信元ＳＴＡは閉塞ＳＴＡから１ホップ離れたところに存在し、従って閉塞ＳＴＡから直接ＲＲＥＰＵを受け取った。

図３３に、ＳＴＡＳ４５２が発信元であり、ＳＴＡＤ４５４が宛先であり、ＳＴＡＡ４５６、ＳＴＡＢ４５８及びＳＴＡＣ４６０がリレー局（ノード）であるネットワークトポロジを示す実施形態例４５０を示す。この図には、局間を接続するリンクに隣接してメトリックを示す。閉塞の発生前には、上述したような異なるＳＴＡについて以下のルーティングテーブルが取得される。ＳＴＡＳのルーティングテーブルを表１２に示し、ＳＴＡＣのルーティングテーブルを表１３に示し、ＳＴＡＡのルーティングテーブルを表１４に示し、ＳＴＡＢのルーティングテーブルを表１５に示し、ＳＴＡＤのルーティングテーブルを表１６に示す。

図３４に、ＳＴＡＡ４５６からＳＴＡＤ４５４へのリンクが閉塞したものとする実施形態例４７０を示す。閉塞リンクは、発信元ＳＴＡＳ４５２から２ホップ離れていることが分かる。先の実施例と同様に、閉塞ＳＴＡは、切り替えるべきバックアップオプションを有していない。ＳＴＡＡは、閉塞を検出すると、そのルーティングテーブルを表１７に示すように更新する。

図３５に、近隣ＳＴＡＣにルート応答アップデートを送信する閉塞ＳＴＡの実施形態例４９０を示す。ＳＴＡＡは、閉塞を検出すると、ＳＴＡＣを含むアクティブ近隣セットにＲＲＥＰＵメッセージを送信する。ＳＴＡＣは、ＲＲＥＰＵメッセージを受け取ってそのルーティングテーブルを表１８に示すように更新し、ここではもはやＳＴＡＡがＳＴＡＤに到達するためのネクストホップとして機能することはできない。

図３６に、バックアップオプションを有していないため局所的動作を行うことができず、近隣ＳＴＡＳ４５２にＲＲＥＰＵメッセージを転送する中間（リレー）局ＳＴＡＣ４６０の実施形態例５１０を示す。従って、ＳＴＡＣは、いずれかの局所的動作を行うことができる場合にはこれを行ってバックアップオプションに切り替える。しかしながら、このネットワーク状況から、ＳＴＡＣはバックアップオプションを有しておらず、このためＳＴＡＳのみを含むアクティブ近隣セットにしかＲＲＥＰＵを転送できないことが分かる。

従って、この局所的回復フラグがｆａｌｓｅ（偽）に設定されたＲＲＥＰＵメッセージの誤差逆伝播プロセスは、局ノードのうちの１つが局所的動作を行うためのバックアップネクストホップオプションを有するまで継続する。その後、局所的動作を行う局は、ＬｏｃＲｅｃｏｖフラグをｔｒｕｅ（真）に設定する。このＲＲＥＰＵの誤差逆伝播は、自機のバックアップネクストホップオプションへの切り替えを行うことによってより大域的な動作を行うことができる発信元ＳＴＡによってＲＲＥＰＵが受け取られるまで継続する。

図３７に、閉塞リンクが発信元ＳＴＡから複数ホップ離れており、ＬｏｃＲｅｃｏｖフラグｆａｌｓｅ（偽）を含む伝搬されたＲＲＥＰＵメッセージを発信元ＳＴＡが受け取ってバックアップネクストホップオプションであるＳＴＡＢに切り替えを行うネットワークトポロジの実施形態例５３０を示す。ＳＴＡＳの更新されたルーティングテーブルを表１９に示しており、ここではもはやＳＴＡＣはＳＴＡＤに到達するための有効なネクストホップではなく、バックアップオプションに置換されている。その後は、ＳＴＡＢが、ＳＴＡＤに到達するためのルーティングテーブルを表２０のルーティングテーブルに従って既に確立しており、従ってＳＴＡＳから受け取られたデータパケットをＳＴＡＤに転送する。

４．１１．エラー状態下における閉塞ＳＴＡの置換
以下では、２つの主なエラー状態について考察する。

事例１：リンクが閉塞しており、従ってもはやプライマリネクストホップオプションが到達可能でない場合。先の実施例では、閉塞リンクの送信機が通常のデータルーティング動作を中断なく回復するために本開示に従って実行する動作について説明した。この場合、これらの動作は以下を含んでいた。（ａ）局所的動作を行い、利用可能な場合にはバックアップネクストホップに切り替える。（ｂ）近隣ＳＴＡの一部にルート応答アップデートを伝搬する。（ｃ）最終動作として、いずれかの可能なルートが存在する場合にルーティングテーブル内の閉塞ＳＴＡの位置を置き換える。

事例２：バックアップネクストホップオプションがステータス要求（ＳＲＥＱ）メッセージに応答しない場合。ステータス要求メッセージ及びステータス応答メッセージの使用についてはこれまでに説明しており、バックアップＳＴＡがステータス要求メッセージに応答しない場合には、バックアップリング上でも積極的リンク維持を保証するようにこれを別の近隣ＳＴＡに置き換える必要がある。

図３８に、ＲＲＥＱＵを送信するロジックの実施形態例５５０を示す。上記の両事例では、可能な場合、送信機ＳＴＡが、閉塞リンクの受信機（事例１）、又はステータス要求（ＳＲＥＱ）メッセージに応答しないバックアップオプション（事例２）を置換する。上記の両事例についてこの目的を達成するために、また送信機ＳＴＡに記憶されている近隣リストから、ＳＴＡは、送信機ＳＴＡのルーティングテーブル内で利用可能な最新のメトリックを有する近隣を除く１ホップ近隣のノードにＲＲＥＱＵを送信する。

実行はブロック５５２から開始し、ターゲット局が、近隣リストには存在するがルーティングテーブルにプライマリネクストホップとしてリストされておらず置換される予定の局でもない近隣ＳＴＡを選別（選択）する（５５４）。その後、ＲＲＥＱＵ．ＲＡがＴａｒｇｅｔＳＴＡに設定されＲＲＥＱＵ．ＴＡが自機のアドレスに設定されたＲＲＥＱＵメッセージが生成され（５５６）、このＲＲＥＱＵがターゲットＳＴＡに送信され（５５８）、その後にプロセスは終了する（５６０）。

１ホップ近隣は、ＲＲＥＱＵフレームを受け取り、ＲＲＥＱＵによって要求される宛先ＳＴＡに対応するリンクメトリックを抽出する。次に、ＳＴＡは、ＲＲＥＱＵメッセージに応答するＲＲＥＰＵメッセージを生成する。ＲＲＥＰＵの設定では、（ａ）メトリックがルーティングテーブルに従って設定され、（ｂ）ＲＲＥＰＵの発信元ＳＴＡがＲＲＥＱＵアドレスの送信機に等しく設定され、（ｃ）このＳＴＡから宛先ＳＴＡまでに閉塞が存在しないため、局所的回復フラグがｔｒｕｅ（真）に設定される。

図３９に、受け取られたＲＲＥＱＵメッセージを処理し、応答としてＲＲＥＰＵメッセージを生成する実施形態例５７０を示す。処理はブロック５７２から開始し、ブロック５７４において、受け取られたＲＲＥＱＵフレームを処理し、ＲＲＥＱＵ．ＤｅｓｔＳＴＡに対応するメトリックをルーティングテーブルから抽出することに基づいてＴａｒｇｅｔＭｅｔｒｉｃを設定する。次に、ＲＲＥＰＵ．ＲＡがＲＲＥＱＵ．ＴＡに設定され、ＲＲＥＰＵ．ＴＡが自機のＳＴＡに設定され、ＲＲＥＰＵ．ＭｅｔｒｉｃがＴａｒｇｅｔＭｅｔｒｉｃに設定され、ＲＲＥＰＵ．ＯｒｉｇＳＴＡがＲＲＥＱＵ．ＴＡに設定され、ＲＲＥＰＵ．ＬｏｃＲｅｃｏｖフラグがＴｒｕｅ（真）に設定されたＲＲＥＰＵメッセージを生成する（５７６）。その後、このＲＲＥＰＵメッセージがＲＲＥＰＵ．ＲＡに送信されて（５７８）プロセスは終了する（５８０）。

ＲＲＥＰＵメッセージは、ＲＲＥＱＵ．ＴＡＳＴＡに送信される。ＲＲＥＰＵが送信されると、他のＳＴＡは、図２３に示すＲＲＥＰＵＲＸロジックに従う。

４．１２．実施例５：閉塞リンクにおける代用ＳＴＡの発見
図４０に、ＳＴＡＳがＳＴＡＤに到達するためのバックアップオプションが複数存在するトポロジ例５９０を示す。この図には、送信元ＳＴＡＳ５９２、宛先ＳＴＡＤ５９４、並びに中間局ＳＴＡＡ５９６、ＳＴＡＢ５９８、ＳＴＡＣ６００及びＳＴＡＥ６０２を示す。ここでも、経路を表す直線の隣に各経路のリンクメトリック（例えば、時間コスト）を示す。この事例では、限定ではなく一例として、ＳＴＡＳがそのルーティングテーブル内の１つのバックアップオプションを追跡するものと想定してＳＴＡＳ５９２のルーティングテーブルを表２１に示すが、本開示は一般的なものであり、あらゆる数のバックアップオプションを維持するために利用することができる。表２１から、ＳＴＡＢがＳＴＡＤに到達するためのプライマリネクストホップであり、ＳＴＡＡがバックアップオプションであることが分かる。

図４１に、送信元ＳＴＡＳ５９２と中間ＳＴＡＢ５９８との間に示すようにＳＴＡＳからＳＴＡＢへのリンクが閉塞したものと想定する事例１の実施形態例６１０を示す。

図４２には、ＳＴＡＳ５９２がそのバックアップネクストホップであるＳＴＡＡ５９６に切り替えを行う事例の実施形態例６３０を示す。この結果、ＳＴＡＳは、そのルーティングテーブルを表２２に示すように更新し、ここではＳＴＡＡがプライマリネクストホップオプションになっている。

ＳＴＡＳ５９２がバックアップオプションを欠いたことに応答して、プログラミングはこれらの空き領域を埋めるように構成される。この事例では、ＳＴＡＳ５９２が、アクティブな近隣を除く自機の１ホップ近隣にルート要求アップデート（ＲＲＥＱＵ）を送信する。この事例では、ルーティングテーブルによればＳＴＡＡがアクティブである。

図４３に、ＳＴＡＳがＳＴＡＣ６００及びＳＴＡＥ６０２によって表されるような他の近隣にＲＲＥＱＵを送信することによってバックアップオプションに関する情報を取得するように構成される実施形態例６５０を示す。ＳＴＡＣ及びＳＴＡＥは、ＲＲＥＱＵメッセージを受け取った後に、宛先ＳＴＡＤに到達するためのメトリックを含むＲＲＥＰＵで応答するように構成される。ＳＴＡＳは、ＳＴＡＣ及びＳＴＡＥからＲＲＥＰＵを受け取って経路メトリックを比較する。この事例（図４０に示す経路メトリック）では、ＳＴＡＣは４のコストでＳＴＡＤに到達することができ、ＳＴＡＥは５のコストでＳＴＡＤに到達することができる。従って、ＳＴＡＳは、その新たなバックアップネクストホップオプションとしてＳＴＡＣを選択し、自機のルーティングテーブルを表２３に示すように更新する。

４．１３．実施例６：非応答ステータスの場合のバックアップの置換
先の図４０には、バックアップＳＴＡがステータス要求メッセージに応答しない事例２の例において考えられるトポロジを示した。先の実施例からは、送信元ＳＴＡＳが宛先ＳＴＡＤに到達するためのプライマリネクストホップがＳＴＡＢであり、ＳＴＡＤに到達するための第１のバックアップネクストホップオプションがＳＴＡＡであることが分かった。上述したように、バックアップオプションについても、これらの展開準備がいつでも整っているように積極的リンク維持が実行される。

ＳＴＡＳ５９２がＳＴＡＢ５９８を通じたプライマリルートを有する事例では、ＳＴＡＡ５９６が良好なバックアップルートである。ＳＴＡＳからＳＴＡＡにステータス要求メッセージが送信されたにもかかわらずＳＴＡＡが応答しない事例について考察する。従って、プロトコルは、もはやＳＴＡＡが到達可能ではないと想定しなければならない。例えば、この非応答性は、ＳＴＡＡの電源が入っていない結果、又はノードがＳＴＡＳのカバレッジレンジから離れて移動した結果、或いは複数の理由のうちのいずれか１つの結果の可能性がある。

図４４に、ＳＴＡＳ及びＳＴＡＢの両方からの点線矢印によって図示する、ＳＴＡＳからＳＴＡＡに向かうステータス要求（ＳＲＥＱ）メッセージの伝達が上手くいかなかった事例の実施形態例６７０を示す。この場合、ＳＴＡＳ及びＳＴＡＢは、ＳＴＡＡを含まない置換ルートを発見するように構成される。ＳＴＡＢについては他の近隣ＳＴＡが存在せず、従ってＳＴＡＢが局所的に行えることは多くない。ＳＴＡＳについては他の近隣ＳＴＡが存在する。

図４５に、ＳＴＡＳ５９２が残りの近隣ＳＴＡ、すなわちＳＴＡＣ６００及びＳＴＡＥ６０２に向けて図示のようにルート要求アップデート（ＲＲＥＱＵ）メッセージを送信する実施形態例６９０を示す。ＳＴＡＣ及びＳＴＡＥは、ＲＲＥＱＵに応答してＲＲＥＰＵで応答し、従ってＳＴＡＳのルーティングテーブル内ではこれらの一方がＳＴＡＡに取って代わるようになる。ＳＴＡＳは、近隣ＳＴＡＣ及びＳＴＡＥからＲＲＥＰＵメッセージを受け取り、メトリックを比較して、最良のメトリック値（例えば、最も短い長さ／遅延、最も低いノイズ、又はその他の要因、或いはこれらの要因の組み合わせ）を有する経路を選択する。次に、ＳＴＡＳは、このノードを新たなバックアップネクストホップとして割り当ててＳＴＡＡを置換する。この結果、ＳＴＡＳは、表２４に示すようにルーティングテーブルを更新し、ＳＴＡＣを新たなバックアップオプションとして置換する。

５．開示要素の概要
以下の概要は、本開示のいくつかの重要な要素を開示するものであるが、この概要は、本開示の重要な要素のみを説明するものとして解釈すべきではない。

典型的なマルチホップネットワークでは、発信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡへのルートが、エンドツーエンド経路の中間ＳＴＡを選択することによって決まる。ＡＯＤＶの例に示すように、中間ＳＴＡは、使用されるリンクが最良のリンク品質をもたらすように選択される。ｍｍＷなどの無線システムでは、リンクが閉塞及びその他のチャネル障害を受けやすい。また一方、時間制約のある用途では、これらの閉塞リンクを素早く検出して代替リンクに置換することが不可欠である。

本開示は、宛先ＳＴＡに到達するためのルーティングオプションが１つのプライマリ及び少なくとも１つのバックアップオプションのように複数存在するマルチホップルーティングプロトコルに関する譲受人の以前の研究を踏まえたものである。

本開示は、以下に限定するわけではないが、（ａ）中断したリンクが検出された場合、及び（ｂ）ネクストホップオプションのうちの１つが到達可能でなく、好適なＳＴＡが利用可能であって、これを別のＳＴＡに置換する場合、を含む様々なエラー状況においてこのプロトコル下で実行される動作について説明するものである。

開示するプロトコルは、エラー状況下における素早い発見及び回復のためのオプションをマルチホップ通信に提供するために以下のように構成される。（ａ）閉塞シナリオでは、閉塞ＳＴＡが、可能な場合には局所的動作を行った後に、近隣ＳＴＡのうちの１つ又は２つ以上を更新するように構成される。（ｂ）各ＳＴＡは、そのルーティングテーブルエントリが最新のものであり、複数のネクストホップオプションが到達可能であっていつでも展開準備ができていることを積極的に保証する。この事例では、ネクストホップＳＴＡ（プライマリ又はバックアップのいずれか）が到達可能でない（例えば、閉塞している）場合、ＳＴＡが、到達可能でないＳＴＡの代用を発見するために（到達可能なＳＴＡを除く）自機の近隣の補集合にルート要求アップデートメッセージを送信する。

従って、本開示は、閉塞が生じた時、或いは宛先ＳＴＡに到達するためのネクストホップＳＴＡのうちの１つが到達可能でなく、従って置換する必要がある時などの異なるエラー状態において代替ルートを発見して回復するための新規機構を提供する。

６．実施形態の一般的範囲
提示した技術の説明した強化は、様々な無線通信局のプロトコル内に容易に実装することができる。また、無線通信局が、１又は２以上のコンピュータプロセッサ装置（例えば、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、コンピュータ対応ＡＳＩＣなど）、及び命令を記憶する関連するメモリ（例えば、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ、コンピュータ可読媒体など）を含むように実装されることにより、メモリに記憶されたプログラム（命令）がプロセッサ上で実行されて、本明細書で説明した様々なプロセス法のステップを実行することが好ましいと理解されたい。

当業者は、無線通信局の制御に関連するステップを実行するコンピュータ装置の使用を認識しているため、簡略化のために全ての図にコンピュータ装置及びメモリ装置を示しているわけではない。提示した技術は、メモリ及びコンピュータ可読媒体が非一時的であり、従って一時的電子信号を構成しない限り、これらに関して限定するものではない。

本明細書では、コンピュータプログラム製品としても実装できる、本技術の実施形態による方法及びシステム、及び／又は手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式又はその他の計算表現のフローチャートを参照して本技術の実施形態を説明することができる。この点、フローチャートの各ブロック又はステップ、及びフローチャートのブロック（及び／又はステップ）の組み合わせ、並びにあらゆる手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、又は計算表現は、ハードウェア、ファームウェア、及び／又はコンピュータ可読プログラムコードの形で具体化された１又は２以上のコンピュータプログラム命令を含むソフトウェアなどの様々な手段によって実装することができる。理解されるように、このようなあらゆるコンピュータプログラム命令は、以下に限定されるわけではないが、汎用コンピュータ又は専用コンピュータ、又は機械を生産するための他のあらゆるプログラマブル処理装置を含む１又は２以上のコンピュータプロセッサ上によって実行して、コンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置上で実行されるコンピュータプログラム命令が、（単複の）特定される機能を実施するための手段を生み出すようにすることができる。

従って、本明細書で説明したフローチャートのブロック、並びに手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、又は計算表現は、（単複の）特定の機能を実行する手段の組み合わせ、（単複の）特定の機能を実行するステップの組み合わせ、及びコンピュータ可読プログラムコードロジック手段の形で具体化されるような、（単複の）特定の機能を実行するコンピュータプログラム命令をサポートする。また、本明細書で説明したフローチャートの各ブロック、並びに手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、又は計算表現、及びこれらの組み合わせは、（単複の）特定の機能又はステップを実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステム、又は専用ハードウェアとコンピュータ可読プログラムコードとの組み合わせによって実装することもできると理解されるであろう。

さらに、コンピュータ可読プログラムコードなどの形で具体化されるこれらのコンピュータプログラム命令を、コンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置に特定の態様で機能するように指示することができる１又は２以上のコンピュータ可読メモリ又はメモリ装置に記憶して、これらのコンピュータ可読メモリ又はメモリ装置に記憶された命令が、（単複の）フローチャートの（単複の）ブロック内に指定される機能を実施する命令手段を含む製造の物品を生産するようにすることもできる。コンピュータプログラム命令をコンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置によって実行し、コンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置上で一連の動作ステップが実行されるようにしてコンピュータで実施される処理を生成し、コンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置上で実行される命令が、（単複の）フローチャートの（単複の）ブロック、（単複の）手順、（単複の）アルゴリズム、（単複の）ステップ、（単複の）演算、（単複の）数式、又は（単複の）計算表現に特定される機能を実施するためのステップを提供するようにすることもできる。

さらに、本明細書で使用する「プログラム」又は「プログラム実行文」という用語は、本明細書で説明した１又は２以上の機能を実行するために１又は２以上のコンピュータプロセッサが実行できる１又は２以上の命令を意味すると理解されるであろう。命令は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで具体化することができる。命令は、装置の非一時的媒体に局所的に記憶することも、又はサーバなどに遠隔的に記憶することもでき、或いは命令の全部又は一部を局所的に又は遠隔的に記憶することもできる。遠隔的に記憶された命令は、ユーザが開始することによって、或いは１又は２以上の要因に基づいて自動的に装置にダウンロード（プッシュ）することができる。

さらに、本明細書で使用するプロセッサ、ハードウェアプロセッサ、コンピュータプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）及びコンピュータという用語は、命令、並びに入力／出力インターフェイス及び／又は周辺装置との通信を実行できる装置を示すために同義的に使用されるものであり、プロセッサ、ハードウェアプロセッサ、コンピュータプロセッサ、ＣＰＵ及びコンピュータという用語は、単一の又は複数の装置、シングルコア装置及びマルチコア装置、及びこれらの変種を含むように意図するものであると理解されるであろう。

本明細書の説明から、本開示は、限定ではないが以下の内容を含む複数の実施形態を含むと理解されるであろう。

１．ネットワークにおける無線通信装置であって、（ａ）少なくとも１つの他の無線通信回路と直接或いは１又は２以上のホップを通じて無線で通信するように構成された無線通信回路と、（ｂ）無線ネットワーク上で動作するように構成された局内の、前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、（ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリとを備え、（ｄ）前記命令が、前記プロセッサによって実行された時に、（ｄ）（ｉ）複数のホップを介した通信を可能にするルートを確立する際に、近隣局にルート発見メッセージを送信することと、（ｄ）（ｉｉ）ルート発見メッセージの受信時に、前記ルート発見メッセージを送信した近隣局とのルーティング経路におけるリンクの前記利点を示すリンクメトリックを計算することと、（ｄ）（ｉｉｉ）前記ルート発見メッセージを最初に送信した前記局である発信局によって１又は２以上の経路を通じて１又は２以上のルート応答メッセージが受け取られるまで近隣局にルート応答メッセージを伝搬することによって、ルート発見メッセージを受け取ったことに応答するステップと、（ｄ）（ｉｖ）発信局と宛先局との間のルートに沿った閉塞状態を検出し、利用可能な場合には別のルートを選択する局所的動作を行った後に、自機のルーティングテーブルエントリが最新であり、複数のネクストホップオプションが到達可能であっていつでも展開準備ができていることを各局が積極的に保証する１又は２以上の近隣局にルートステータス情報を伝達することとを含むステップを実行する、装置。

２．ネットワークにおいて無線通信を実行する方法であって、（ａ）複数のホップを介した通信を可能にするルートを確立する際に、無線で通信するように構成された無線通信回路から近隣局にルート発見メッセージを送信するステップと、（ｂ）ルート発見メッセージの受信時に、前記ルート発見メッセージを送信した近隣局とのルーティング経路におけるリンクの前記利点を示すリンクメトリックを計算するステップと、（ｃ）前記ルート発見メッセージを最初に送信した前記局である発信局によって１又は２以上の経路を通じて１又は２以上のルート応答メッセージが受け取られるまで近隣局にルート応答メッセージを伝搬することによって、ルート発見メッセージを受け取ったことに応答するステップと、（ｄ）発信局と宛先局との間のルートに沿った閉塞状態を検出し、利用可能な場合には別のルートを選択する局所的動作を行った後に、自機のルーティングテーブルエントリが最新であり、複数のネクストホップオプションが到達可能であっていつでも展開準備ができていることを各局が積極的に保証する１又は２以上の近隣局にルートステータス情報を伝達するステップと、を含む方法。

３．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、プライマリ局又はバックアップネクストホップ局のいずれかが到達可能でない場合、到達可能でない前記局の代用を探すために、到達可能な局を除く近隣局に１又は２以上のルーティング要求アップデートメッセージを送信することを含む１又は２以上のステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

４．前記１又は２以上のルーティング要求アップデートメッセージの各々は、前記フレームのタイプ、受信機アドレス（ＲＡ）、送信機アドレス（ＴＡ）、フレーム長、発信局アドレス、宛先局アドレス、このルート要求アップデートを識別するシーケンス番号、このルート応答の満了時間までの有効期限、関連するトラフィックストリームのトラフィック識別及びそのトラフィック仕様、並びにアンテナセクタ及びアクセスタイミング情報に関する情報を含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

５．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記ルーティング要求アップデートメッセージのうちの１つを受け取ったことに、ルーティング応答アップデートメッセージを送信することによって応答することを含む１又は２以上のステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

６．前記１又は２以上のルーティング応答アップデートメッセージの各々は、前記フレームのタイプ、受信機アドレス（ＲＡ）、送信機アドレス（ＴＡ）、フレーム長、発信局アドレス、宛先局アドレス、このルート要求アップデートを識別するシーケンス番号、接続の長さ及び／又は品質に関する蓄積されたメトリック、このルート応答の満了時間までの有効期限、関連するトラフィックストリームのトラフィック識別及びそのトラフィック仕様、アンテナセクタ及びアクセスタイミング情報、並びに局が局所的動作を行ってそのバックアップネクストホップＳＴＡに切り替えたことを示す局所的回復フラグｔｒｕｅに関する情報を含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

７．前記閉塞状態を検出することは、前記ルートに沿った受信機からの確認応答の欠如を検出すること、又はリンク閉塞が存在することを知らせるルート応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ったことに基づいてルート閉塞を判定する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

８．ルート閉塞を検出したが前記宛先局に到達するためのネクストホップオプションを有していない局によって局所的回復が実行されなかった旨の指示を含むルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージが送信される、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

９．別の局は、前記ルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ると、誤差逆伝搬されたルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取った他の局のうちの１つが前記閉塞を解消するバックアップネクストホップオプションを有するまで、局所的回復が実行されなかったことを示す前記ＲＲＥＰＵメッセージを前記他の局に誤差逆伝搬する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１０．ルート閉塞を検出してバックアップルーティングに切り替える局所的動作を実行した局によって局所的回復が実行された旨の指示を含むルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージが送信される、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１１．前記ルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ったことに応答して、前記局所的回復によって決定されたルートよりも効率的なルートが存在すると判定された場合、前記より効率的なルートへの遷移が行われる、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

本明細書で使用する単数形の「ａ、ａｎ（英文不定冠詞）」及び「ｔｈｅ（英文定冠詞）」は、文脈において別途明確に示されていない限り複数形の照応を含む。ある物体に対する単数形での言及は、明確にそう述べていない限り「唯一」を意味するものではなく、「１又は２以上」を意味する。

本明細書で使用する「組（ｓｅｔ）」という用語は、１又は２以上の物体の集合を意味する。従って、例えば物体の組は、単一の物体又は複数の物体を含むことができる。

本明細書で使用する「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」及び「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、わずかな変動の記述及び説明のために使用するものである。これらの用語は、事象又は状況に関連して使用した時には、これらの事象又は状況が間違いなく発生する場合、及びこれらの事象又は状況が発生する可能性が非常に高い場合を意味することができる。これらの用語は、数値に関連して使用した時には、その数値の±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下、又は±０．０５％以下などの、±１０％以下の変動範囲を意味することができる。例えば、「実質的に」整列しているということは、±５°以下、±４°以下、±３°以下、±２°以下、±１°以下、±０．５°以下、±０．１°以下、又は±０．０５°以下などの、±１０°以下の角度変動範囲を意味することができる。

また、本明細書では、量、比率及びその他の数値を範囲形式で示すこともある。このような範囲形式は、便宜的に簡略化して使用するものであり、範囲の限界として明確に指定された数値を含むが、この範囲に含まれる全ての個々の数値又は部分的範囲も、これらの各数値及び部分的範囲が明確に示されているかのように含むものであると柔軟に理解されたい。例えば、約１～約２００の範囲内の比率は、約１及び約２００という明確に列挙した限界値を含むが、約２、約３、約４などの個々の比率、及び約１０～約５０、約２０～約１００などの部分的範囲も含むと理解されたい。

本明細書の説明は多くの詳細を含んでいるが、これらは本開示の範囲を限定するものではなく、現在のところ好ましい実施形態の一部を例示するものにすぎないと解釈すべきである。従って、本開示の範囲は、当業者に明らかになると考えられる他の実施形態も完全に含むと理解されるであろう。

当業者に周知の本開示の実施形態の要素の構造的及び機能的同等物も、引用によって本明細書に明確に組み入れられ、本特許請求の範囲に含まれるように意図される。さらに、本開示の要素、構成要素又は方法ステップは、これらが特許請求の範囲に明示されているかどうかにかかわらず、一般に公開されるように意図するものではない。本明細書における請求項の要素については、その要素が「～のための手段」という表現を使用して明確に示されていない限り、「ミーンズプラスファンクション」の要素として解釈すべきではない。また、本明細書における請求項の要素については、その要素が「～のためのステップ」という表現を使用して明確に示されていない限り、「ステッププラスファンクション」の要素として解釈すべきではない。

２３０閉塞下回復を実行するためのアップデートロジック
２３２閉塞下での回復
２３４宛先ＳＴＡに到達するためのバックアップネクストホップオプションが存在するか？
２３６プライマリとバックアップネクストホップとを入れ替え
２３８ＲＲＥＰＵメッセージを生成、ＲＲＥＰＵ．ＬｏｃｋＲｅｃｏｖフラグをＦａｌｓｅ（偽）に設定、ＲＲＥＰＵ．Ｍｅｔｒｉｃを無限（ｉｎｆｉｎｉｔｙ）に設定
２４０ＲＲＥＰＵメッセージを生成、ＲＲＥＰＵ．ＬｏｃＲｅｃｏｖフラグをＴｒｕｅ（真）に設定、ＲＲＥＰＵ．ＭｅｔｒｉｃをバックアップＳＴＡを使用するメトリックになるように設定
２４２閉塞リンクの送信機がＯｒｉｇＳＴＡと同じものであるか？
２４４アクティブ近隣リスト内の近隣ＳＴＡにＲＲＥＰＵを送信
２４６終了

表１
ＳＴＡＳにおけるルーティングテーブル

表２
ＳＴＡＳにおける転送テーブル

表３
閉塞後のノードSにおける更新されたルーティングテーブル

表４
ノードＡにおけるルーティングテーブル

表５
Ｄへのバックアップネクストホップを有するＢにおけるルーティングテーブル

表６
局Ａにおけるルーティングテーブル

表７
局Ｂにおける更新されたルーティングテーブル

表８
局Ａにおける更新されたルーティングテーブル

表９
ＲＲＥＰＵを受け取った後の局Ｓにおける更新されたルーティングテーブル

表１０
ＲＲＥＰＵを受け取った後の局Ｓにおける更新されたルーティングテーブル

表１１
局Ａにおけるルーティングテーブル

表１２
局Ｓにおけるルーティングテーブル

表１３
局Ｃにおけるルーティングテーブル

表１４
局Ａにおけるルーティングテーブル

表１５
Ｂにおけるルーティングテーブル

表１６
局Ｄにおけるルーティングテーブル

表１７
閉塞を検出した後の局Ａにおける更新されたルーティングテーブル

表１８
ＲＲＥＰＵを受け取った後の局Ｃにおける更新されたルーティングテーブル

表１９
局Ｓにおける更新されたルーティングテーブル

表２０
局Ｂにおけるルーティングテーブル

表２１
局Ｓにおけるルーティングテーブル

表２２
閉塞後の局Ｓにおける更新されたルーティングテーブル

表２３
局Ｃ及びＥからのＲＲＥＰＵ後の局Ｓにおける更新されたルーティングテーブル

表２４
局Ｃ及びＥからのＲＲＥＰＵ後の局Ｓにおける更新されたルーティングテーブル

Claims

ネットワークにおける無線通信装置であって、
（ａ）少なくとも１つの他の無線通信回路と直接或いは１又は２以上のホップを通じて無線で通信するように構成された無線通信回路と、
（ｂ）無線ネットワーク上で動作するように構成された局内の、前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、
（ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリと、
を備え、
（ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、
（ｉ）複数のホップを介した通信を可能にするルートを確立する際に、近隣局にルート発見メッセージを送信することと、
（ｉｉ）ルート発見メッセージの受信に応じて、前記ルート発見メッセージを送信した近隣局とのルーティング経路におけるリンクの利点を示すリンクメトリックを計算することと、
（ｉｉｉ）前記ルート発見メッセージを最初に送信した前記局である発信局によって１又は２以上の経路を通じて１又は２以上のルート応答メッセージが受け取られるまで近隣局にルート応答メッセージを伝搬することによって、ルート発見メッセージを受け取ったことに応答することと、
（ｉｖ）発信局と宛先局との間のルートに沿った閉塞状態を検出し、利用可能な場合には別のルートを選択する局所的動作を行った後に、自機のルーティングテーブルエントリが最新であり、複数のネクストホップオプションが到達可能であっていつでも展開準備ができていることを各局が積極的に保証する１又は２以上の近隣局にルートステータス情報を伝達することと、
を含むステップを実行する、
ことを特徴とする装置。
前記命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、プライマリ局又はバックアップネクストホップ局のいずれかが到達可能でない場合、到達可能でない前記局の代用を探すために、到達可能な局を除く近隣局に１又は２以上のルーティング要求アップデートメッセージを送信することを含む１又は２以上のステップをさらに実行する、
請求項１に記載の装置。
前記１又は２以上のルーティング要求アップデートメッセージの各々は、前記フレームのタイプ、受信機アドレス（ＲＡ）、送信機アドレス（ＴＡ）、フレーム長、発信局アドレス、宛先局アドレス、このルート要求アップデートを識別するシーケンス番号、このルート応答の満了時間までの有効期限、関連するトラフィックストリームのトラフィック識別及びそのトラフィック仕様、並びにアンテナセクタ及びアクセスタイミング情報に関する情報を含む、
請求項２に記載の装置。
前記命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、前記ルーティング要求アップデートメッセージのうちの１つを受け取ったことに、ルーティング応答アップデートメッセージを送信することによって応答することを含む１又は２以上のステップをさらに実行する、
請求項２に記載の装置。
前記１又は２以上のルーティング応答アップデートメッセージの各々は、前記フレームのタイプ、受信機アドレス（ＲＡ）、送信機アドレス（ＴＡ）、フレーム長、発信局アドレス、宛先局アドレス、このルート要求アップデートを識別するシーケンス番号、接続の長さ及び／又は品質に関する蓄積されたメトリック、このルート応答の満了時間までの有効期限、関連するトラフィックストリームのトラフィック識別及びそのトラフィック仕様、アンテナセクタ及びアクセスタイミング情報、並びに局が局所的動作を行ってそのバックアップネクストホップＳＴＡに切り替えたことを示す局所的回復フラグｔｒｕｅに関する情報を含む、
請求項４に記載の装置。
前記閉塞状態を検出することは、前記ルートに沿った受信機からの確認応答の欠如を検出すること、又はリンク閉塞が存在することを知らせるルート応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ったことに基づいてルート閉塞を判定する、
請求項１に記載の装置。
ルート閉塞を検出したが前記宛先局に到達するためのネクストホップオプションを有していない局によって局所的回復が実行されなかった旨の指示を含むルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージが送信される、
請求項１に記載の装置。
別の局は、前記ルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ると、誤差逆伝搬されたルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取った他の局のうちの１つが前記閉塞を解消するバックアップネクストホップオプションを有するまで、局所的回復が実行されなかったことを示す前記ＲＲＥＰＵメッセージを前記他の局に誤差逆伝搬する、
請求項７に記載の装置。
ルート閉塞を検出してバックアップルーティングに切り替える局所的動作を実行した局によって局所的回復が実行された旨の指示を含むルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージが送信される、
請求項１に記載の装置。
前記ルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ったことに応答して、前記局所的回復によって決定されたルートよりも効率的なルートが存在すると判定された場合、前記より効率的なルートへの遷移が行われる、
請求項９に記載の装置。
ネットワークにおける無線通信装置であって、
（ａ）少なくとも１つの他の無線通信回路と直接或いは１又は２以上のホップを通じて無線で通信するように構成された無線通信回路と、
（ｂ）無線ネットワーク上で動作するように構成された局内の前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、
（ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリと、
を備え、
（ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、
（ｉ）複数のホップを介した通信を可能にするルートを確立する際に、近隣局にルート発見メッセージを送信することと、
（ｉｉ）ルート発見メッセージの受信に応じて、前記ルート発見メッセージを送信した近隣局とのルーティング経路におけるリンクの利点を示すリンクメトリックを計算することと、
（ｉｉｉ）前記ルート発見メッセージを最初に送信した前記局である発信局によって１又は２以上の経路を通じて１又は２以上のルート応答メッセージが受け取られるまで近隣局にルート応答メッセージを伝搬することによって、ルート発見メッセージを受け取ったことに応答することと、
（ｉｖ）発信局と宛先局との間のルートに沿った閉塞状態を検出し、利用可能な場合には別のルートを選択する局所的動作を行った後に、自機のルーティングテーブルエントリが最新であり、複数のネクストホップオプションが到達可能であっていつでも展開準備ができていることを各局が積極的に保証する１又は２以上の近隣局にルートステータス情報を伝達することと、
（ｖ）プライマリ局又はバックアップネクストホップ局のいずれかが到達可能でない場合、到達可能でない前記局の代用を探すために、到達可能な局を除く近隣局に１又は２以上のルーティング要求アップデートメッセージを送信することと、
を含むステップを実行する、
ことを特徴とする装置。
前記１又は２以上のルーティング要求アップデートメッセージの各々は、前記フレームのタイプ、受信機アドレス（ＲＡ）、送信機アドレス（ＴＡ）、フレーム長、発信局アドレス、宛先局アドレス、このルート要求アップデートを識別するシーケンス番号、このルート応答の満了時間までの有効期限、関連するトラフィックストリームのトラフィック識別及びそのトラフィック仕様、並びにアンテナセクタ及びアクセスタイミング情報に関する情報を含む、
請求項１１に記載の装置。
前記命令は、前記プロセッサによって実行されたときに、前記ルーティング要求アップデートメッセージのうちの１つを受け取ったことに、ルーティング応答アップデートメッセージを送信することによって応答することを含む１又は２以上のステップをさらに実行する、
請求項１１に記載の装置。
前記１又は２以上のルーティング応答アップデートメッセージの各々は、前記フレームのタイプ、受信機アドレス（ＲＡ）、送信機アドレス（ＴＡ）、フレーム長、発信局アドレス、宛先局アドレス、このルート要求アップデートを識別するシーケンス番号、接続の長さ及び／又は品質に関する蓄積されたメトリック、このルート応答の満了時間までの有効期限、関連するトラフィックストリームのトラフィック識別及びそのトラフィック仕様、アンテナセクタ及びアクセスタイミング情報、並びに局が局所的動作を行ってそのバックアップネクストホップＳＴＡに切り替えたことを示す局所的回復フラグｔｒｕｅに関する情報を含む、
請求項１３に記載の装置。
前記閉塞状態を検出することは、前記ルートに沿った受信機からの確認応答の欠如を検出すること、又はリンク閉塞が存在することを知らせるルート応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ったことに基づいてルート閉塞を判定する、
請求項１１に記載の装置。
ルート閉塞を検出したが前記宛先局に到達するためのネクストホップオプションを有していない局によって局所的回復が実行されなかった旨の指示を含むルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージが送信される、
請求項１１に記載の装置。
別の局は、前記ルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ると、誤差逆伝搬されたルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取った他の局のうちの１つが前記閉塞を解消するバックアップネクストホップオプションを有するまで、局所的回復が実行されなかったことを示す前記ＲＲＥＰＵメッセージを前記他の局に誤差逆伝搬する、
請求項１６に記載の装置。
ルート閉塞を検出してバックアップルーティングに切り替える局所的動作を実行した局によって局所的回復が実行された旨の指示を含むルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージが送信される、
請求項１１に記載の装置。
前記ルーティング応答アップデート（ＲＲＥＰＵ）メッセージを受け取ったことに応答して、前記局所的回復によって決定されたルートよりも効率的なルートが存在すると判定された場合、前記より効率的なルートへの遷移が行われる、
請求項１８に記載の装置。
ネットワークにおいて無線通信を実行する方法であって、
（ａ）複数のホップを介した通信を可能にするルートを確立する際に、無線で通信するように構成された無線通信回路から近隣局にルート発見メッセージを送信するステップと、
（ｂ）ルート発見メッセージの受信により、前記ルート発見メッセージを送信した近隣局とのルーティング経路におけるリンクの利点を示すリンクメトリックを計算するステップと、
（ｃ）前記ルート発見メッセージを最初に送信した前記局である発信局によって１又は２以上の経路を通じて１又は２以上のルート応答メッセージが受け取られるまで近隣局にルート応答メッセージを伝搬することによって、ルート発見メッセージを受け取ったことに応答するステップと、
（ｄ）発信局と宛先局との間のルートに沿った閉塞状態を検出し、利用可能な場合には別のルートを選択する局所的動作を行った後に、自機のルーティングテーブルエントリが最新であり、複数のネクストホップオプションが到達可能であっていつでも展開準備ができていることを各局が積極的に保証する１又は２以上の近隣局にルートステータス情報を伝達するステップと、
を含むことを特徴とする方法。