JP5033863B2 - 指向性送信技術 - Google Patents

Description

ワイヤレスネットワーク、例えば、ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、および／または、ピコネット等は、ビーコンと呼ばれる送信技術を採用し得る。ビーコンは中央コントローラノードから送信されるのが普通である。クライアントデバイスは、ビーコンによって、対応するネットワークを発見し、当該ネットワークと同期し、および、当該ネットワークに対応付けられ得る。

ビーコンは、全てのクライアントデバイスに到達させるべく、全方向性モードで送信されるのが主である。しかし、一部の通信システムでは、指向性ワイヤレス送信技術が用いられている。このようなシステムについては、複数の異なる方向において複数の指向性ビーコン送信が実行され得る。このように複数の送信を実行することによって、全方向性（または、準全方向性）の範囲を、指向性送信シーケンスに基づき実現することができる。

互いに近接して同時に動作しているワイヤレスネットワークが複数存在するような高密度の環境においては、上述したような複数の指向性ビーコン送信が実行されるシーケンスは、ネットワークのロバスト性に重大な影響を与える場合がある。例えば、あるシーケンスでは、近接するネットワークの送信とビーコンが衝突してしまう可能性がある。このため、ネットワークが採用する指向性送信のシーケンスは、ネットワークの発見、ネットワークとの同期、およびネットワークとの対応付けを実行するデバイス機能に影響を及ぼし得る。

図中では、同様の参照番号は概して、同一の構成要素、機能的に同様の構成要素、および／または構造的に同様の構成要素を指し示すものとする。ある構成要素が最初に登場する図面は、当該構成要素に与えられる参照番号の最高桁で示す。本発明は、添付図面を参照して説明する。添付図面は以下の通りである。

送信セクタの一例を示す図である。

時分割多元接続（ＴＤＭＡ）形式の一例を示す図である。

動作環境の一例を示す図である。

タイミングチャートを示す図である。

ネットワークコントローラの実装例を示す図である。

アンテナモジュールの実装例を示す図である。

ロジックフローの一例を示す図である。

実施形態は、指向性送信技術を提供する。例えば、装置は、シーケンス選択モジュールと、複数の放出素子とを備えるとしてよい。シーケンス選択モジュールは、指向性送信パターンのシーケンスを選択し、選択されたシーケンスはそれぞれ、期間に対応する。複数の放出素子は、選択されたシーケンスに応じた期間でブロードキャストをワイヤレス送信する。当該ブロードキャストは、例えば、ビーコンおよび／またはデータブロードキャストを含むとしてよい。

このようなシーケンスを利用することによって、繰り返し発生する送信の衝突の可能性が低減され得る。このため、実施形態は、ワイヤレスネットワークのロバスト性を改善するという効果を奏し得る。

本明細書においては「一実施形態」または「実施形態」という場合、当該実施形態に関連付けて説明されている特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。このため、「一実施形態において」または「実施形態において」という表現が本明細書で何度も使用されるが、必ずしも全てが同じ実施形態に言及しているとは限らない。また、特定の特徴、構造、または特性を、１以上の実施形態において任意に適切に組み合わせるとしてよい。

上述したように、従来のワイヤレスネットワークは、全方向性ブロードキャスト送信を行っている。このようなブロードキャスト送信は、クライアントデバイスにネットワークを発見させ、ネットワークとクライアントデバイスとを同期させ、およびネットワークとクライアントデバイスとを対応付けることを可能とするビーコンを含むとしてよい。また、このようなブロードキャスト送信は、データ送信を含むとしてよい。しかし、実施形態は、このようなブロードキャスト送信の例に限定されない。

本明細書に記載する技術は、さまざまな種類のネットワークで利用され得る。このようなネットワークの例は、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１５規格のワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）、例えば、Ｂｌｕｒｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークを含む。また、本明細書に記載する技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格のワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）で利用されるとしてよい。さらにネットワークの例を挙げると、ＩＥＥＥ８０２．１６規格のワイヤレス・メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＷＭＡＮ）、例えばＷｉＭＡＸネットワークが含まれる。ＷｉＭＡＸネットワークは、ビーム形成機能によって指向性送信をサポートし得る。また、本明細書に記載する技術は、６０ＧＨｚネットワークにおいて利用されるとしてよい。上述したネットワークは、例として挙げられているのみで、本発明を限定するものではない。このため、本明細書に記載されている技術は、その他の種類のネットワークでも利用されるとしてよい。

指向性通信機能を持つネットワークでは、複数の指向性送信に基づいて、全方向性ブロードキャストをサポートするとしてよい。このため、Ｍ個の方向をサポートするデバイスについては、ビーコンブロードキャスト送信は、ビーコンフレームをＭ回送信することによって実現されるとしてよい（例えば、サポートしている方向それぞれについて、１回の送信）。

この特徴の一例を図１に示す。図１は、ネットワークコントローラ１０２の送信セクタの一例を示す（平面斜視）図である。具体的には、図１は、８個のセクタ（Ｓ_０からＳ_７）を示す。これらのセクタはそれぞれ、利用可能な送信パノラマ１０３内にある。説明の便宜上、利用可能な送信パノラマ１０３は、ネットワークコントローラ１０２の全周（つまり、３６０度）を網羅するものとする。しかし、これに代えて、その他の範囲をカバーするパノラマであってもよい。

ネットワークコントローラ１０２は、フレームをブロードキャストするべく、当該フレームを８回送信する。より具体的には、ネットワークコントローラ１０２は、セクタＳ_０からＳ_７のそれぞれにおいて、フレームを連続して送信する。本明細書で説明するように、この技術は、さまざまな種類のブロードキャスト、例えば、ビーコン、データ送信等について用いられるとしてよい。図１では８個のセクタを示しているが、利用する指向性送信セクタの数は任意であってよい。さらに、実施形態では、セクタ以外のパターンを利用するとしてよい。

ワイヤレスネットワークは通常、複数のデバイスが通信媒体を共有できるように多元接続方法を採用する。そのような方法の１つとして、搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ）がある。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、搬送波感知方式によってこのような共有を可能とする。より具体的には、デバイスは、フレームを送信する前に搬送波感知を行う。この搬送波感知で、リモートデバイスから別の信号が送信されている最中か否かを検出する。当該デバイスは、別の信号が送信されている最中であれば、フレームの送信を延期して、フレーム再送信まである期間（「バックオフ遅延」とも呼ばれる）にわたって待機する。

このような構成に代えて、または、このような構成に加えて、ワイヤレスネットワークでは、各デバイスに固有のタイムスロットを割り当てることによって共有を可能とする時分割多元接続（ＴＤＭＡ）技術を利用するとしてよい。

図２は、ワイヤレス通信ネットワークのＴＤＭＡ方式２００の一例を示す図である。この割り当てには、スーパーフレーム２０２_０から２０２_Ｎのシーケンスの繰り返しが含まれる。各スーパーフレームは、ビーコン期間（ＢＰ）２０４を含む。より具体的には、図２は、スーパーフレーム２０２_０から２０２_Ｎがそれぞれ、ＢＰ２０４_０から２０４_Ｎを含む様子を示している。

ＢＰ２０４_０―Ｎでは、ネットワークコントローラノード（例えば、ＰＮＣ）に、ビーコンを送信するリソースを与える。コントローラノードは、複数回（整数Ｍで示す）の指向性送信によって、このようなビーコンをブロードキャストする。従って、図２は、ＢＰ２０４_０−２０４_Ｎのそれぞれが複数の部分（Ｐ_０−Ｐ_Ｍ−１）を含む様子を示している。指向性送信はそれぞれ、これら複数の部分Ｐ_０−Ｐ_Ｍ−１のうち対応する１つにおいて実行される。このため、図１の状況においてＴＤＭＡ方式２００が採用される場合、ネットワークコントローラが８個の指向性送信セクタを持つので、Ｍ＝８となる。

図示されていないが、同様にスーパーフレーム２０２_０−２０２_Ｎ内のデータスロットによって、デバイス（例えば、ネットワークコントローラ）は、データ送信をブロードキャストすることができるようになる。このため、これらデータスロットもまた、複数回の指向性データ送信用にＭ個の部分を持つとしてよい。

ネットワークコントローラは、ブロードキャスト（例えば、ビーコン）の送信において、さまざまな指向性送信方法を利用するとしてよい。方法の１つに、連続するスーパーフレームについて、同じ指向性送信シーケンスを用いる方法がある。この場合、図１を参照して説明すると、セクタＳ_０からＳ_７の指向性ブロードキャストフレーム送信は、連続するスーパーフレームにおいて、同じシーケンスで実行される。

しかし、連続する期間について指向性送信のシーケンスを同じとする場合、さまざまな問題が発生し得る。例えば、１つのワイヤレスネットワーク内での特定の指向性送信は、近接するワイヤレスネットワークにおける特定のデータ通信と、常に干渉する場合がある。この問題を、一例として、図３を参照しつつ以下で説明する。

図３は、動作環境３００の一例を示す図である。この環境では、同時に動作しているワイヤレスネットワークが２つ、互いに近接している。より具体的に言うと、図３は、ネットワークコントローラ３０６ａが制御する第１のワイヤレスネットワーク３０２と、ネットワークコントローラ３０６ｂが制御する第２のワイヤレスネットワーク３０４とを示している。さまざまなクライアントデバイス（ＣＤ）が、これら２つのネットワークに参加している。例えば、図３では、ネットワーク３０２に参加しているデバイス３０８ａおよび３０８ｂ、ならびに、ネットワーク３０４に参加しているデバイス３０８ｃおよび３０８ｄを示している。

ネットワークコントローラ３０６ａおよび３０６ｂはそれぞれ、ビーコン送信シーケンスを周期的に送信する。例えば、スーパーフレーム毎に、ネットワークコントローラ３０６ａは、セクタＳ_０からＳ_７用に対応する個別ビーコンシーケンスを送信する（つまり、［Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３、Ｓ_４、Ｓ_５、Ｓ_６、Ｓ_７］）。

また、デバイス３０８ｄが、ネットワークコントローラ３０６ｂにデータ送信３２０を送る様子が図示されている。図３は、このデータ送信において、ネットワークコントローラ３０６ａがセクタＳ_５に対応するビーコン送信３２２を送っている様子を示している。デバイス３０８ｃはネットワークコントローラ３０６ａのセクタＳ_５内にあるものの、ビーコン送信３２２を受信しない。これは、ビーコン送信３２２がデータ送信３２０と衝突する（図３では、衝突３２４として図示している）ためである。従って、この衝突によって、デバイス３０８ｃは、ネットワーク３０２の発見、ネットワーク３０２との同期、および／または、ネットワーク３０２との対応付けを行う機能が、損なわれてしまったり、または、不可能になってしまう。

ネットワークコントローラ（例えば、ネットワークコントローラ３０６ａ）が常に同じビーコン送信シーケンスを利用すると、ビーコン（および／またはその他のブロードキャスト）のうち１以上の受信が決して成功しないデバイスが出てくることがあり得る。これは、これらの送信が、近接するネットワークにおけるスケジューリングされた送信（例えば、周期的なビデオストリーミング、別のビーコン、ビーム形成トレーニングシーケンス等）と衝突するためである。このような衝突が発生すると、デバイスは、ネットワークコントローラの発見／ネットワークコントローラとの対応付け／ネットワークコントローラとの通信が実行できなくなったり、または、ネットワークコントローラから非常に長期間にわたって（仮にあったとすると）ブロードキャストフレームを受信したりという問題が生じ得る。従って、ビーコン（またはその他のブロードキャスト）について用いられる指向性シーケンスは、プロトコルのロバスト性に影響を及ぼし得る。

実施形態は、このような問題を回避する技術を実現する。例えば、期間（例えば、スーパーフレーム）毎に指向性送信パターンシーケンスを変更するとしてよい。このような構成とすると、ワイヤレス通信プロトコルのロバスト性および性能を高め得る。例えば、同時に動作している複数のワイヤレスネットワーク環境において発生する衝突が低減され得る。

図３を再び参照しつつ説明すると、ネットワークコントローラ３０６ａは、このような方法を利用して、連続するビーコン（および／またはその他のブロードキャスト）について指向性送信パターンシーケンスを異ならせるとしてよい（例えば、セクタＳ_０からＳ_７のシーケンスを異ならせるとしてよい）。このようにシーケンスを異ならせることによって、ネットワークコントローラ（例えば、ＰＮＣ）は、別のネットワークに対応付けられている送信であって、上記のような方法を利用していなければ干渉していたであろう送信を別のデバイスが送っていない期間においてクライアントデバイスが当該コントローラの送信を受信する確率を上げることが出来る。

実施形態では、さまざまな方法を用いて、ブロードキャストフレームを送信するシーケンスを変更するとしてよい。例えば、ランダム方式および／またはラウンドロビン方式を用いるとしてよい。しかし、これらに代えて、または、これらに加えて、その他の方法を利用するとしてよい。

ランダム方式を用いる場合、デバイス（例えば、ネットワークコントローラ）は、各ブロードキャスト（例えば、ビーコン）の送信前に、指向性送信シーケンスをランダムに生成する。そして、当該デバイスは、このシーケンスを用いてブロードキャストを送信する。

例えば、合計Ｍ個（Ｍは、１以上の整数）の方向がサポートされている場合、デバイスはシーケンスＣを生成する。Ｃは、シーケンス［Ｓ_０，Ｓ_１，・・・，Ｓ_Ｎ−１］のランダム置換である。連続する期間（例えば、連続するスーパーフレーム）についてＣをランダムに生成することによって、送信デバイスは、送信するブロードキャストがその他の送信と衝突することなく任意のデバイスに到達する可能性を高くすることが出来る。

ラウンドロビン方式を用いる場合、デバイスがサポートするＭ個の方向のシーケンスは、連続する期間（例えば、連続するスーパーフレーム）について、一周するようにシフトされる。このようにシフトする様子の一例を図４に示す。図４では、スーパーフレーム４０２_０から４０２_Ｍまでを含むシーケンス４００を示す。各スーパーフレームは、ビーコン期間（ＢＰ）を含む。具体的には、図４は、それぞれＢＰ４０４_０から４０４_Ｍを含むスーパーフレーム４０２_０から４０２_Ｍを図示している。

図４に示すように、スーパーフレーム４０２_０のＢＰ４０４_０では、デバイスは指向性シーケンス［Ｓ_０，Ｓ_１，・・・，Ｓ_Ｍ−１］を用いる。スーパーフレーム４０２_１では、第１番目の方向はＳ_１となる。この結果、指向性シーケンスは［Ｓ_１，Ｓ_２，・・・，Ｓ_０］となる。従って、スーパーフレーム４０２_Ｍ−１では、シーケンスは［Ｓ_Ｍ−１，Ｓ_０，・・・，Ｓ_Ｍ−２］となる。

このため、スーパーフレーム４０２_０から４０２_Ｍ−１は、本明細書ではラウンドと呼ぶ、スーパーフレームシーケンスを含む。所与のラウンドでは、Ｍ個の方向のそれぞれが、ある指向性シーケンスにおいて最初に来ることになる。これが一巡すると、次のラウンドが開始される。従って、図４は、ラウンド４０６_０と、その後に続くラウンド４０６_１とを図示している。

本明細書で説明する指向性送信技術は、さまざまな種類の送信について利用されるとしてよい。上述した例は、ビーコン送信およびデータブロードキャストを含む。しかし、開示される技術は、その他の種類の送信に用いられるとしてよい。例えば、送信の一例を挙げると、（これらに限定されないが）、データフレーム、管理フレーム、および制御フレームがある。実施形態によると、このようなフレームはブロードキャストされるとしてよい。従って、複数のフレーム（例えば、連続するフレーム）について、本明細書で説明するように、指向性送信パターンシーケンスを異ならせるとしてよい。

データフレームは、フレーム本体において高位のレイヤからのプロトコルおよびデータを搬送する。従って、データフレームは、１以上のアプリケーションに対応付けられるペイロード情報を運ぶとしてよい。

管理フレームは、局（ステーション）による通信の確立および維持を可能とするフレームである。ＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークの場合、管理フレームは、認証フレーム、非認証フレーム、対応付け要求フレーム、対応付け応答フレーム、再対応付け要求フレーム、再対応付け応答フレーム、非対応付けフレーム、ビーコンフレーム、プローブ要求フレーム、および、プローブ応答フレームを含む。

制御フレームは、局同士の間でのデータフレームの送信を支援するフレームである。ＩＥＥＥ８０２．１１の制御フレームの例を挙げると、Ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ Ｓｅｎｄ（送信要求：ＲＴＳ）フレーム、Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ（受信準備完了：ＣＴＳ）フレーム、確認（ＡＣＫ）フレームが含まれる。

図５は、ネットワークコントローラに含まれ得る実装例５００を示す図である。図５に示すように、実装例５００は、アンテナモジュール５０２と、送受信モジュール５０４と、ホストモジュール５０６とを備えるとしてよい。これらの構成要素は、ハードウェア、ソフトウェアまたはこれらの任意の組み合わせによって実装されるとしてよい。

アンテナモジュール５０２は、リモートデバイスとの間においてワイヤレス信号を交換する。また、アンテナモジュール５０２は、１以上の指向性放出パターンによってワイヤレス信号を送信するとしてよい。このため、アンテナモジュール５０２は、複数のアンテナおよび／または複数の放出素子（例えば、フェーズドアレイ放出素子）を有するとしてよい。アンテナモジュール５０２の実装例に関する詳細な内容は、図６を参照しつつ後述する。

送受信モジュール５０４は、アンテナモジュール５０２とホストモジュール５０６との間のインターフェースを実現する。例えば、送受信モジュール５０４は、ホストモジュール５０６からシンボル５２０を受信して、これに対応して、アンテナモジュール５０２によってワイヤレス送信される信号５２２を生成する。これには、処理、例えば、変調、増幅、および／または、フィルタリングが含まれるとしてよい。しかし、その他の処理を利用するとしてよい。

逆に、受信部５１０は、アンテナモジュール５０２が受信した信号５２４を取得して、対応するシンボル５２６を生成する。受信部５１０は、シンボル５２６をホストモジュール５０６に提供する。このようにシンボル５２６を生成するには、処理、例えば（これらに限定されないが）復調、増幅、および／または、フィルタリングを行うとしてよい。

ホストモジュール５０６と送受信モジュール５０４との間で交換されるシンボルは、１以上のプロトコル、および／または、１以上のユーザアプリケーションに対応付けられるメッセージまたは情報を形成するとしてよい。このようにして、ホストモジュール５０６は、このようなプロトコルおよび／またはユーザアプリケーションに対応する動作を実行するとしてよい。プロトコルの例には、さまざまな媒体アクセスプロトコル、ネットワークプロトコル、トランスポートプロトコル、および／または、セッション層プロトコルが含まれる。ユーザアプリケーションの例には、電話通信、メッセージ通信、電子メール、ウェブ閲覧、コンテンツ（例えば、ビデオおよびオーディオ）配信／受信等が含まれる。

また、ホストモジュール５０６は、送受信モジュール５０４との間で、制御情報５４０を交換するとしてよい。この制御情報は、送受信モジュール５０４の動作及び状態に関する情報であってよい。例えば、制御情報５４０は、ホストモジュール５０６が送受信モジュール５０４に送信する命令を含むとしてよい。このような命令によって、送受信モジュール５０４の動作パラメータ／特性が構築されるとしてよい。制御情報５４０はさらに、ホストモジュール５０６が送受信モジュール５０４から受信するデータ（例えば、動作状態情報）を含むとしてよい。

図５は、送信部５０８と、受信部５１０と、制御モジュール５１２と、シーケンス選択モジュール５１４と、指向性制御モジュール５１６と、記憶モジュール５１８とを有する送受信モジュール５０４を示す図である。これらの構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、または、これらの任意の組み合わせによって実装されるとしてよい。

送信部５０８は、シンボル５２０に基づいて信号５２２を生成する。逆に、受信部５１０は、受信した信号５２４に基づいてシンボル５２６を生成する。このような特徴を実現するべく、送信部５０８および受信部５１０はそれぞれ、さまざまな構成要素、例えば、変調器、復調器、増幅器、フィルタ、バッファ、アップコンバータ、および／または、ダウンコンバータ等を含むとしてよい。このような構成要素は、ハードウェア（例えば、電子機器）、ソフトウェア、またはこれらの任意の組み合わせによって実装されるとしてよい。

信号５２２および５２４は、さまざまな形式の信号であってよい。例えば、これらの信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１５、および／または、ＩＥＥＥ８０２．１６のネットワークにおいて送信されるための形式を持つ信号であってよい。しかし、実施形態はこのようなネットワークの例に限定されない。

制御モジュール５１２は、送受信モジュール５０４のさまざまな動作を制御する。例えば、制御モジュール５１２は、送信部５０８および受信部５１０の動作特性を確立するとしてよい。このような特性には、これらに限定されないが、タイミング特性、増幅特性、変調／復調特性等が含まれるとしてよい。図５に図示されるように、このような特性の確立は、命令５２８および５３０によって実現されるとしてよい。命令５２８および５３０はそれぞれ、送信部５０８および受信部５１０に送信される。

制御モジュール５１２はさらに、指向性送信という特徴の利用を制御する。具体的には、図５では、開始信号５３２およびトリガ信号５３４を生成する制御モジュール５１２を図示している。これらの信号は、シーケンス選択モジュール５１４および指向性制御モジュール５１６の動作を制御する。

より具体的に説明すると、開始信号５３２が活性化されると、シーケンス選択モジュール５１４は、アンテナモジュール５０２が利用するべき指向性送信パターンシーケンスを示す指向性シーケンス５３６を生成する。シーケンス選択モジュール５１４は、さまざまな方法（例えば、ランダム形式、ラウンドロビン方式等）に従ってこのシーケンスを生成するとしてよい。

実施形態によると、制御モジュール５１２は、新たな指向性送信パターンシーケンスを利用する度に、開始信号５３２を活性化するとしてよい。例えば、本明細書に記載されるように、制御モジュール５１２はスーパーフレーム毎に開始信号５３２を活性化するとしてよい。しかし、開始信号５３２の活性化はその他の方法に従って行われるとしてよい。

図５に示すように、指向性シーケンス５３６は、指向性制御モジュール５１６に送信される。そして、指向性制御モジュール５１６は、指向性シーケンス５３６に対応して、アンテナモジュール５０２の動作特性を確立する。これは、図５に示すように、設定パラメータ５４２でアンテナモジュール５０２を設定することを含むとしてよい。

設定パラメータ５４２は、アンテナモジュール５０２が有する各アンテナおよび／または各放出素子に適用されるべき特定のパラメータを特定するとしてよい。このようなパラメータの例は、（これらに限定されないが）、増幅ゲイン、減衰係数、および／または、位相シフト値を含む。実施形態によると、設定パラメータ５４２は、複数のパラメータ群を含む。それぞれのパラメータ群は、指向性シーケンス５３６で特定される指向性送信パターンの１以上のパラメータを含む。

指向性制御モジュール５１６は、トリガ信号５３４（制御モジュール５１２から受信する）に応じてアンテナモジュール５０２を設定する。これには、トリガ信号５３４がパラメータ群の配信を制御して、ブロードキャストに含まれる対応する指向性送信に同期して当該パラメータ群をアンテナモジュール５０２が採用することが含まれるとしてよい。

実施形態によると、指向性制御モジュール５１６は、記憶モジュール５１８から設定パラメータ５４２を取得するとしてよい。この特徴は、パラメータ値５３８として図５に図示されている。このように、記憶モジュール５１８は、複数の指向性送信パターンに関する情報を記憶しているとしてよい。例えば、記憶モジュール５１８は、指向性シーケンス５３６が採用する索引付け方法に従って索引付けされる動作パラメータ群を記憶する。このような記憶媒体の例は、後述する。

図６は、アンテナモジュール５０２の実装例を示す図である。図６に示すように、この実装例では、複数の放出素子６０２ａから６０２ｎ、複数の処理ノード６０４ａから６０４ｎ、スプリッタモジュール６０６、およびインターフェースモジュール６０８が設けられる。これらの構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの任意の組み合わせによって実装されるとしてよい。

各放出素子６０２は、独立したアンテナであってよい。この構成に代えて、または、この構成に加えて、各放出素子６０２は、フェーズドアレイアンテナまたは切替型ビームアンテナが有する放出素子であってよい。このため、放出素子６０２ａから６０２ｎは、１以上の独立したアンテナ、および／または、１以上のフェーズドアレイ、および／または、１以上の切替型ビームアンテナを形成するとしてよい。図６に示すように、放出素子６０２ａから６０２ｎはそれぞれ、処理ノード６０４ａから６０４ｎのうち対応する１つの処理ノードに結合されている。

図６に示すように、スプリッタモジュール６０６は、（図５に示す送受信モジュール５０４が生成する）信号５２２を受信する。受信すると、スプリッタモジュール６０６は、信号５２２を「分割」して、互いに略同一の複数の入力信号６２０ａから６２０ｎを生成する。このように分割すると、ある程度の挿入損失が発生し得る。入力信号６２０ａから６２０ｎは、処理ノード６０４ａから６０４ｎに送信される。

処理ノード６０４ａから６０４ｎは、入力信号６２０ａから６２０ｎに基づいて、処理済信号６２２ａから６２２ｎを生成する。そして、処理済信号６２２ａから６２２ｎは、放出素子６０２ａから６０２ｎに送信される。処理ノード６０４ａから６０４ｎは、処理済信号６２２ａから６２２ｎを生成するべく、入力信号６２０ａから６２０ｎに対してさまざまな処理を実行するとしてよい。

処理ノード６０４ａから６０４ｎが実行する処理の例としては、（これらに限定されないが）、減衰、増幅、および／または位相シフトが含まれる。さらに処理の一例として、スイッチングも挙げられる。例えば、処理ノード６０４ａから６０４ｎのうち１以上が、対応する入力信号６２０の通過または遮蔽を選択するとしてよい。このため、入力信号６２０が遮蔽されると、対応する出力信号６２２はエネルギーがゼロの（ヌル）信号であるとしてよい。

処理ノード６０４ａから６０４ｎが処理済信号６２２ａから６２２ｎをどのように生成するかは、制御信号６２４ａから６２４ｎによって決まる。このため、これらの信号は、減衰係数、増幅ゲイン、位相シフト値、スイッチング命令等を運ぶとしてよい。

実施形態によると、制御信号６２４ａから６２４ｎは、インターフェースモジュール６０８が受信する設定パラメータ５４２に含まれる。これらのパラメータは、さまざまな形式（例えば、アナログ、デジタル、シリアル、パラレル等）で受信されるとしてよい。インターフェースモジュール６０８は、これらのパラメータを抽出して、制御信号６２４ａから６２４ｎとしてフォーマッティングする。上述したように、制御信号６２４ａから６２４ｎはそれぞれ、処理ノード６０４ａから６０４ｎに送信される。

図６の実装例は、本発明の例示を目的としたもので、本発明を限定するものではない。従って、アンテナモジュール６０２の実装例は、その他の構成要素を有するとしてよい。例えば、実装例は、１以上の増幅器および／またはフィルタを含むとしてよい。このような増幅器および／またはフィルタは、処理ノード６０４ａ−６０４ｎと、放出素子６０２ａ−６０２ｎとの間に結合されるとしてよい。

以下では、図５および図６を参照しつつ、ブロードキャスト方法を説明する。当該方法では、放出素子６０２ａから６０２ｎがそれぞれ、特定の放出パターンを持つアンテナである。例えば、放出素子６０２ａから６０２ｎのパターンは、複数の送信セクタ、例えば、図１に示すセクタＳ_０からＳ_７に対応するとしてよい。

従って、この方法では、処理ノード６０４ａから６０４ｎは、入力信号６２０ａから６２０ｎを通過または遮蔽するスイッチングノードとして動作する。上述したように、処理ノード６０４ａから６０４ｎは、制御信号６２４ａから６２４ｎによって制御される。この場合、これらの制御信号は、２進法式のスイッチングコマンド（例えば、スイッチ開放状態またはスイッチ閉鎖状態を持つ）を運ぶ。

放出素子６０２ａから６０２ｎのそれぞれが特定の放出パターンに対応するので、制御信号６２４ａから６２４ｎは、処理ノード６０４ａから６０４ｎのうち１つを逐次選択して開放状態として、残りの処理ノードを閉鎖状態とするとしてよい。このような選択方式に基づいて、放出素子６０２ａから６０２ｎのうち１つのみが一度に信号を発するようになる。

図７は、ロジックフローの実施形態を示す図である。具体的には、図７は、本明細書に記載する１以上の実施形態が実行する処理を表すロジックフロー７００を示す。図７は特定のシーケンスを図示しているが、他のシーケンスであってもよい。また、図示されている処理は、さまざまに組み合わせて、並列に、および／または、逐次実行されるとしてよい。

図７に示すフローは、ワイヤレスブロードキャストの送信を含む。このブロードキャストは、さまざまな形式の情報を搬送するとしてよい。例えば、実施形態によると、ワイヤレスブロードキャストは、ビーコンおよび／またはデータフレームであってよい。しかし、実施形態はこれらの例に限定されない。

ブロック７０２において、複数の指向性送信パターンを含む第１のシーケンスを選択する。図５に関連付けて説明すると、この段階は、シーケンス選択モジュール５１４によって実行されるとしてよい。複数の指向性送信パターンはそれぞれ、利用可能な送信パノラマ内の一のセクタに対応するとしてよい。例えば、指向性送信パターンは、図１のセクタＳ_０からＳ_７に対応するとしてよい。

ブロック７０４において、ワイヤレスブロードキャストが、第１の期間内に送信される。より具体的に説明すると、ワイヤレスブロードキャストは、ブロック７０２で選択されたシーケンスに応じた第１の期間内で送信される。この第１の期間は、ＴＤＭＡ送信形式における第１のスーパーフレームであってよい。

図７に示すように、ブロック７０６において、複数の指向性送信パターンを含む第２のシーケンスを選択する。図５を再度参照して説明すると、このブロックは、シーケンス選択モジュール５１４によって実行されるとしてよい。

ブロック７０８において、ワイヤレスブロードキャストは第２の期間内に送信される。より具体的に説明すると、ブロードキャストは、複数の指向性送信パターンを含む第２のシーケンスに応じた第２の期間内で送信される。この第２の期間は、ＴＤＭＡ送信形式における第２のスーパーフレームであってよい。例えば、第１および第２のスーパーフレームは、連続するスーパーフレームであってよい。

上記の説明によると、ブロック７０２および７０６は、指向性送信パターンシーケンスの選択を含む。この選択は、さまざまな方法、例えば、ランダム方式および／またはラウンドロビン方式に従って行われるとしてよい。しかし、実施形態はこれらに限定されない。

本明細書に記載するように、さまざまな実施形態は、ハードウェア素子、ソフトウェア素子、または、これらの任意の組み合わせを用いて実装されるとしてよい。ハードウェア素子の例には、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路素子（例えば、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタ等）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ロジックゲート、レジスタ、半導体デバイス、チップ、マイクロチップ、チップセット等が含まれるとしてよい。

ソフトウェアの例には、ソフトウェア構成要素、プログラム、アプリケーション、コンピュータプログラム、アプリケーションプログラム、システムプログラム、機械プログラム、オペレーティングシステムソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、ソフトウェアモジュール、ルーチン、サブルーチン、関数、方法、プロシージャ、ソフトウェアインターフェース、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）、命令群、演算コード、コンピュータコード、コードセグメント、コンピュータコードセグメント、ワード、値、シンボル、またはこれらの任意の組み合わせが含まれるとしてよい。

一部の実施形態は、例えば、一の命令または命令群を格納する機械読み出し可能な媒体または物品を用いて、実装されるとしてよい。当該命令または命令群は、機械によって実行されると、当該実施形態に係る方法および／または処理を当該機械に実行させるとしてよい。このような機械は、例えば、任意の適切なプロセッシングプラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、プロセッシングデバイス、コンピューティングシステム、プロセッシングシステム、コンピュータ、プロセッサ等を含むとしてよく、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の適切な組み合わせを用いて実装され得る。

機械読み出し可能な媒体または物品は、例えば、任意の適切な種類のメモリユニット、メモリデバイス、メモリ物品、メモリ媒体、ストレージデバイス、ストレージ物品、記憶媒体、および／またはストレージユニット、例えば、メモリ、取り外し可能または取り外し不可能な媒体、消去可能または消去不可能な媒体、書き込み可能または書き換え可能な媒体、デジタル媒体またはアナログ媒体、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクト・ディスク・リード・オンリー・メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、追記型コンパクト・ディスク（ＣＤ−Ｒ）、書き換え可能コンパクト・ディスク（ＣＤ−ＲＷ）、光ディスク、磁気媒体、光磁気媒体、取り外し可能なメモリカードまたはメモリディスク、さまざまな種類のＤＶＤ、テープ、カセット等を含むとしてよい。命令は、任意の適切な種類のコード、例えば、ソースコード、コンパイルされたコード、インタプリタで解釈されたコード、実行可能コード、静的コード、動的コード、暗号化されたコード等を含むとしてよく、任意の適切な高級プログラミング言語、低級プログラミング言語、オブジェクト指向プログラミング言語、視覚的なプログラミング言語、コンパイルされたプログラミング言語、および／または、インタプリタで解釈されたプログラミング言語を用いて実装されるとしてよい。

本発明のさまざまな実施形態を上述したが、例示のために記載されたに過ぎず、本発明を限定するものではないと理解されたい。例えば、本明細書に記載する指向性送信技術は、ＴＤＭＡを採用するネットワークに限定されるものではない。その他の送信形式、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡおよび搬送波感知多重アクセス／衝突検知方式（ＣＳＭＡ／ＣＤ）等を採用するネットワークも、上述したような指向性送信技術を採用するとしてよい。

従って、本発明の精神および範囲を逸脱することなく本明細書に記載した形態および詳細な内容をさまざまに変更することができるのは、当業者には明らかである。このため、本発明の範囲は上述した実施形態例のいずれにも限定されるべきではなく、本発明の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義されるべきである。

Claims (15)

1. 複数の指向性送信パターンを含むシーケンスを２つ以上選択するシーケンス選択モジュールと、
   複数の放出素子と
   を備え、
   前記２つ以上のシーケンスは、２つ以上の期間に対応し、
   前記複数の放出素子は、前記２つ以上のシーケンスに応じた前記２つ以上の期間において、ブロードキャストをワイヤレス送信し、
   前記２つ以上の期間のうちの第１の期間は、ビーコンフレームおよびデータフレームを持つ第１のスーパーフレーム内であり、前記２つ以上の期間のうちの第２の期間は、ビーコンフレームおよびデータフレームを持つ第２のスーパーフレーム内であり、
   前記第１のスーパーフレーム内の第１のビーコンフレームは、前記第１の期間に、前記２以上のシーケンスのうちの第１のシーケンスでワイヤレス送信され、
   前記第２のスーパーフレーム内の第２のビーコンフレームは、前記第２の期間に、前記２以上のシーケンスのうちの第２のシーケンスでワイヤレス送信され、
   前記第１のスーパーフレームおよび前記第２のスーパーフレームは、連続するスーパーフレームであり、
   前記第１のスーパーフレーム内の第１のデータフレームは、前記２つ以上の期間のうちの第３の期間に、ワイヤレス送信され、
   前記第２のスーパーフレーム内の第２のデータフレームは、前記２つ以上の期間のうちの第４の期間に、ワイヤレス送信され、
   前記第１のスーパーフレーム内の前記第１のデータフレームと、前記第２のスーパーフレーム内の前記第２のデータフレームとは、複数の指向性送信パターンの異なるシーケンスでワイヤレス送信される
   装置。
2. 前記シーケンス選択モジュールは、前記２つ以上のシーケンスをランダムに選択する
   請求項１に記載の装置。
3. 前記シーケンス選択モジュールは、ラウンドロビン方式で前記２つ以上のシーケンスを選択する
   請求項１に記載の装置。
4. 前記２つ以上のシーケンスに基づいて、前記複数の放出素子について動作特性を確立する指向性制御モジュール
   をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記複数の指向性送信パターンはそれぞれ、利用可能な送信パノラマ内の一のセクタに対応する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記ブロードキャストは、２つ以上の制御フレームを含む
   請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記ブロードキャストは、２つ以上の管理フレームを含む
   請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記複数の放出素子と、
   前記複数の放出素子に対応して設けられた複数の処理ノードと
   スプリッタモジュールと、
   を有するアンテナモジュール
   を備え、
   前記複数の放出素子は、それぞれ特定の放出パターンを持つアンテナであり、
   前記複数の放出素子は、前記複数の処理ノードのうちの対応する処理ノードに結合され、
   前記スプリッタモジュールは、ワイヤレス送信される信号を分割して、前記複数の処理ノードへそれぞれ送信される複数の入力信号を生成し、
   前記複数の処理ノードは、前記複数の入力信号のうちの対応する入力信号を受信し、受信した入力信号を処理して前記複数の放出素子のうちの対応する放出素子への処理済信号を生成し、
   前記複数の処理ノードは、前記複数の処理ノードをそれぞれ制御する複数の制御信号のうちの対応する制御信号を受信し、
   前記制御信号は、前記複数の処理ノードのうち、入力信号を通過させる処理ノードを逐次選択するスイッチング命令を含み、
   前記スイッチング命令によって選択された処理ノードが、前記複数の放出素子のうちの対応する放出素子へ前記処理済み信号を送信する
   請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 複数の指向性送信パターンを含む第１のシーケンスを選択する段階と、
   前記複数の指向性送信パターンを含む前記第１のシーケンスに応じたワイヤレスブロードキャストを、第１の期間内に、送信する段階と、
   前記複数の指向性送信パターンを含む第２のシーケンスを選択する段階と、
   前記複数の指向性送信パターンを含む前記第２のシーケンスに応じた前記ワイヤレスブロードキャストを、第２の期間内に、送信する段階と
   を備え、
   前記第１のシーケンスと、前記第２のシーケンスとは互いに異なり、
   前記第１の期間は、ビーコンフレームおよびデータフレームを持つ第１のスーパーフレーム内であり、前記第２の期間は、ビーコンフレームおよびデータフレームを持つ第２のスーパーフレーム内であり、
   前記ワイヤレスブロードキャストは、前記第１のスーパーフレーム内の第１のビーコンフレームと、前記第２のスーパーフレーム内の第２のビーコンフレームとを含み、
   前記第１のスーパーフレームおよび前記第２のスーパーフレームは、連続するスーパーフレームであり、
   前記ワイヤレスブロードキャストは、前記第１のスーパーフレーム内の第１のデータフレームと、前記第２のスーパーフレーム内の第２のデータフレームとを含み、
   前記第１のスーパーフレーム内の前記第１のデータフレームと、前記第２のスーパーフレーム内の前記第２のデータフレームとは、複数の指向性送信パターンの異なるシーケンスで送信される
   方法。
10. 前記第１のシーケンスを選択する段階、および、前記第２のシーケンスを選択する段階は、ランダム選択法に従って行われる
    請求項９に記載の方法。
11. 前記第１のシーケンスを選択する段階、および、前記第２のシーケンスを選択する段階は、ラウンドロビン方式に従って行われる
    請求項９に記載の方法。
12. 前記複数の指向性送信パターンのそれぞれは、利用可能な送信パノラマ内の一のセクタに対応する
    請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記ワイヤレスブロードキャストは、複数の放出素子によって送信され、
    前記複数の放出素子は、それぞれ特定の放出パターンを持つアンテナであり、
    前記複数の放出素子は、前記複数の放出素子に対応して設けられた複数の処理ノードのうちの対応する処理ノードに結合され、
    前記複数の処理ノードは、複数の入力信号のうちの対応する入力信号を受信し、受信した入力信号を処理して前記複数の放出素子のうちの対応する放出素子への処理済信号を生成し、
    前記複数の処理ノードは、前記複数の処理ノードをそれぞれ制御する複数の制御信号のうちの対応する制御信号を受信し、
    前記制御信号は、前記複数の処理ノードのうち、入力信号を通過させる処理ノードを逐次選択するスイッチング命令を含み、
    前記方法は、
    ワイヤレス送信される信号を分割して前記複数の入力信号を生成し、前記複数の処理ノードへ送信する段階と、
    前記スイッチング命令によって選択された処理ノードが、前記複数の放出素子のうちの対応する放出素子へ前記処理済み信号を送信する段階と、
    をさらに備える請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. プログラムであって、コンピュータに、
    複数の指向性送信パターンを含む第１のシーケンスを選択させ、
    前記複数の指向性送信パターンを含む前記第１のシーケンスに応じたワイヤレスブロードキャストを、第１の期間内に、送信させ、
    前記複数の指向性送信パターンを含む第２のシーケンスを選択させ、
    前記複数の指向性送信パターンを含む前記第２のシーケンスに応じた前記ワイヤレスブロードキャストを、第２の期間内に、送信させ、
    前記第１のシーケンスと、前記第２のシーケンスとは互いに異なり、
    前記第１の期間は、ビーコンフレームおよびデータフレームを持つ第１のスーパーフレーム内であり、前記第２の期間は、ビーコンフレームおよびデータフレームを持つ第２のスーパーフレーム内であり、
    前記ワイヤレスブロードキャストは、前記第１のスーパーフレーム内の第１のビーコンフレームと、前記第２のスーパーフレーム内の第２のビーコンフレームとを含み、
    前記第１のスーパーフレームおよび前記第２のスーパーフレームは、連続するスーパーフレームであり、
    前記ワイヤレスブロードキャストは、前記第１のスーパーフレーム内の第１のデータフレームと、前記第２のスーパーフレーム内の第２のデータフレームとを含み、
    前記プログラムは、前記コンピュータに、
    前記第１のスーパーフレーム内の前記第１のデータフレームと、前記第２のスーパーフレーム内の前記第２のデータフレームとを、複数の指向性送信パターンの異なるシーケンスで送信させる
    プログラム。
15. 前記ワイヤレスブロードキャストは、複数の放出素子によって送信され、
    前記複数の放出素子は、それぞれ特定の放出パターンを持つアンテナであり、
    前記複数の放出素子は、前記複数の放出素子に対応して設けられた複数の処理ノードのうちの対応する処理ノードに結合され、
    前記複数の処理ノードは、前記複数の処理ノードをそれぞれ制御する複数の制御信号のうちの対応する制御信号を受信し、
    前記制御信号は、前記複数の処理ノードのうち、入力信号を通過させる処理ノードを逐次選択するスイッチング命令を含み、
    前記プログラムは、前記コンピュータに、
    ワイヤレス送信される信号を分割させて、前記複数の処理ノードへそれぞれ送信される複数の入力信号を生成させ、
    前記複数の処理ノードへ前記複数の入力信号のうちの対応する入力信号を送信させ、前記複数の処理ノードに入力信号を処理させて前記複数の放出素子のうちの対応する放出素子への処理済信号を生成させ、
    前記複数の処理ノードへ、前記複数の処理ノードをそれぞれ制御する複数の制御信号のうちの対応する制御信号を送信させ、
    前記スイッチング命令によって、前記複数の放出素子のうちの対応する放出素子へ前記処理済み信号を送信する処理ノードを選択させる
    請求項１４に記載のプログラム。

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