JP5993977B2 - ソース装置、デスティネーション装置及びリレイ装置の通信方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線システムでソース装置、デスティネーション装置及びリレイ装置の通信方法に関する。

最近、標準化されている６０ＧＨｚ帯域のようなミリメートル波は約２ＧＨｚの広帯域（ｂｒｏａｄｂａｎｄ）を用いて数ギガｂｐｓ（Ｇｂｐｓ）のデータを高い変調（ｈｉｇｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を行わずに容易に送信できる一方、高周波の特性上、直進性が強く且つ電力損失の大きい短所がある。したがって、これを補完するために、指向性アンテナを用いて電力を全方向ではない特定方向に集めて高いアンテナ利益（ｈｉｇｈ ａｎｔｅｎｎａ ｇａｉｎ）を取得する方法が用いられる。

しかし、可視距離（Ｌｉｎｅ−Ｏｆ−Ｓｉｇｈｔ；以下、ＬＯＳ）を確保しなければ信号を反射させて伝達しなければならず、そのような場合に距離が長くなって減衰損失が増加するため反射による損失が加えられる。また、人によって可視距離が遮断された場合、貫通損失（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）が２０ｄＢ以上であり、普通、室内に存在する扉や壁は損失がより大きくて信号が到達することができない。また、６０ＧＨｚ帯域の通信は到達距離を１０ｍ内に制限しているが、より遠い距離は反射や貫通損失がなくても距離による減衰が大きいため、信号が到達できない可能性が大きい。

一般家庭のように幅が１０ｍ以上であり、５ＧＨｚ以下の帯域で使用する無線ランは到達距離が数十メートルであるため、１つのネットワークでこの距離を全てカバーすることは可能である。これに比べて、６０ＧＨｚ帯域の通信はそうではないためユーザが不便さを感じざるを得ない。上述したように、扉や壁などによって可視距離が遮断される部屋と部屋との間、または部屋と居間との間の場合に１つのネットワークでは構成が難しいため、その補完が必要である。

したがって、このような帯域に適する指向性通信を考慮した通信方法（例えば、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＬＡＮ）あるいはＷｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＰＡＮ））が考慮されている。ところが、データの送信中に人が可視距離（ＬＯＳ）を遮断するようにネットワークの状況が動的（ｄｙｎａｍｉｃ）に変わった場合、可視距離（ＬＯＳ）通信ができないことから迂回リンクを使用しなければならず、この場合に送受信機の同期を合わせなければならない。

また、送信機が迂回リンクに送信した信号を逃すことなく受信するためには受信機が送信機よりも信号の受信方向を合わせなければならず、迂回リンクで使用される送信方法がいずれの方式であるかに関係なく、予約した区間で使用される中継方法が求められる。

本発明の一実施形態は、指向性アンテナを用いてＭＡＣアクセス（ＭＡＣ ａｃｃｅｓｓ）する場合、通信しようとする端末への信号が伝達されない場合にも中継装置に迂回するリンクスイッチング方法及びリンクスイッチングの後にデータ送信方法とは関係なく１つに統合された方式によって予約した区間を使用することのできるソース装置、デスティネーション装置及びリレイ装置の通信方法を提供する。

本発明の一実施形態に係るソース装置の通信方法は、ソース装置からデスティネーション装置に直接接続される第１リンクまたは前記ソース装置から前記デスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続される第２リンクの状態を検出するステップと、前記検出結果に基づいて前記第１リンク及び前記第２リンクのいずれか１つのリンクを選択するステップと、前記選択されたリンクを用いてデータを送信するステップとを含む。

本発明の一実施形態に係るデスティネーション装置の通信方法は、ソース装置からデスティネーション装置に直接接続される第１リンク、または前記ソース装置から前記デスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続される第２リンクのうち、前記ソース装置によって選択されたリンクが利用可能であるか否かを判断するステップと、前記判断結果に基づいてデータを受信するステップとを含む。

本発明の一実施形態に係るリレイ装置の通信方法は、前記ソース装置から、前記ソース装置と前記リレイ装置との間のリレイリンクのための第１周期、及び前記リレイ装置と前記デスティネーション装置との間のリレイリンクのための第２周期に関する情報を受信するステップと、前記第１周期で前記ソース装置から前記データを受信するステップと、前記第２周期で前記データを前記デスティネーション装置に送信するステップとを含む。

本発明の一実施形態によれば、可視距離（ＬＯＳ）リンクが障害物によって遮断されたとき、リレイ装置を経由した迂回リンクをスイッチングしてデータ送信を円滑にすることで、リレイ装置がフルデュプレックス（Ｆｕｌｌ Ｄｕｐｌｅｘ）、またはハーフデュプレックス（Ｈａｌｆ Ｄｕｐｌｅｘ）方式のいずれの方式でも統一された方式でデータを送信することができる。

本発明の一実施形態に係るソース装置の通信方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るデスティネーション装置の通信方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るリレイ装置の通信方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るフルデュプレックス（ＦＤ）中継方式を用いるＡＦリレイ装置を用いたデータ送信時に追加されるフレーム送信規則を説明するための図である。 本発明の一実施形態で用いられる８０２．１１ＷＬＡＮのフレーム構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係るハーフデュプレックス（ＨＤ）中継方式を用いるＤＦ（Ｄｅｃｏｄｅ ａｎｄ Ｆｏｒｗａｒｄ）リレイ装置を用いたデータ送信時に追加されるフレーム送信規則を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付する図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明が一実施形態によって制限されたり限定されることはない。また、各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。

以下、ソース装置、デスティネーション装置及びリレイ装置は指向性アンテナを有し、通信ネットワークでそれぞれソース（ｓｏｕｒｃｅ）、デスティネーション（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）及びリレイ（ｒｅｌａｙ）に作用される通信端末、基地局及びこれに類似の動作を行う装置を全て含む。ソース装置、デスティネーション装置及びリレイ装置のそれぞれは、予約ベース媒体アクセス制御を使用するものと仮定する。また、以下で記述されるデータは、データフレームまたはデータパケットなどを含む概念である。

ＷＬＡＮとＷＰＡＮでは競争方式と非競争方式とにデータの送信方法が提供される。ＷＬＡＮのＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）やＷＰＡＮのＰＮＣ（Ｐｉｃｏ Ｎｅｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）が時間区域を競争区間と非競争区間に分類する。

競争区間では、ネットワークの全ての装置がチャネルを取得するためにＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式に基づいて競争する。

また、非競争区間でＡＰあるいはＰＮＣがポーリング方式やスケジューリング情報（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を送信する方法によって、特定装置がデータを送信するために非競争区間の特定の時間領域を独占的に使用する。

本発明の一実施形態では、非競争区間におけるデータ送信中のリンクが遮断されたとき、データを送信するリンクをスイッチング、すなわち、リンクをスイッチングする方法とスイッチングリンクがリレイ装置を経由する場合にリレイ装置のリレイ方式によってデータを中継して送信する方法について記述する。

以下で記述するリンクのスイッチング方法及びリレイ方式によってデータを中継して送信する方法はＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮをベースとする。

まず、リレイ装置、ソース装置、およびデスティネーション装置間にリンク設定及びビームフォーミングなどの初期化過程が既に行われ、コーディネーター（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）が予約した区間で３つの装置がデータを送信したり準備していると仮定する。

上述した初期化過程においてリレイ使用モードを決定することができるが、リレイ使用モードの１番目のフィールドはノーマル（ｎｏｒｍａｌ）／交互（ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ）モードを示し、２番目フのィールドはフルデュプレックス（Ｆｕｌｌ Ｄｕｐｌｅｘ；以下、ＦＤ）中継方式のアンプリファイアンドフォワード（Ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ；以下、ＡＦ）リレイ装置及びハーフデュプレックス（Ｈａｌｆ Ｄｕｐｌｅｘ；以下、ＨＤ）中継方式のデコードアンドフォワード（Ｄｅｃｏｄｅ−ａｎｄ−Ｆｏｒｗａｒｄ；以下、ＤＦ）リレイ装置を示す。

ハーフデュプレックス（ＨＤ）中継方式のデコードアンドフォワード（ＤＦ）リレイ装置は、交換モードとして動作することなく、ノーマルモードとしてのみ動作する。

ノーマルモードは、該当リンクで遮断（ｂｌｏｃｋａｇｅ）の発生またはチャネルの劣化によって使用不可能にならない限り、ソース装置及びデスティネーション装置がダイレクトリンクまたはリレイリンクのいずれか１つのリンクにのみ続けてフレームを交換する方式である。

交互モードは、リンクチェンジインターバル（ｌｉｎｋ ｃｈａｎｇｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ）とは、予め設定された間隔ごとに２つのリンクを交代してフレームを交換する方式をいう。

ノーマルモードと交換モードのいずれかのモードに応じてデータを送信するかはソース装置が決定してリレイ装置とデスティネーション装置に送信し、ソース装置が該当モードを変更しない限りにその値は変わらない。

図１は、本発明の一実施形態に係るソース装置の通信方法を示すフローチャートである。

図１は、非競争区間におけるデータ送信中のリンクが遮断（ｂｌｏｃｋａｇｅ）されたときソース装置がデータ送信を行うリンクをスイッチングする方法を示す図である。

ソース装置は、デスティネーション装置及びリレイ装置に予め設定されたリンクチェンジインターバルまたはデスティネーション装置が選択されたリンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイム（ｄａｔａ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｉｍｅ）を含む媒介変数（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を通知することができる。

また、ソース装置は、デスティネーション装置及びリレイ装置にデータを送信するために用いられる動作モード及びリレイ装置の中継方式に関する情報を送信する（Ｓ１０１）。

ここで、選択されたリンクは、ソース装置からデスティネーション装置に直接接続される第１リンク、またはソース装置からデスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続される第２リンクのいずれか１つであってもよい。リレイ装置の中継方式は、フルデュプレックス（ＦＤ）方式とハーフデュプレックス（ＨＤ）方式のうち少なくとも１つを含んでもよい。

フルデュプレックス（ＦＤ）方式の場合、リレイ装置は、ソース装置によって予め設定されたリンクチェンジインターバルで第１リンクを第２リンクにスイッチングし、データセンシングタイムの後に第２リンクにデータを送信する。

データセンシングタイムは、デスティネーション装置が選択されたリンク（ここでは、第１リンク）を介してデータが送信されたか否かを検出するために必要な時間である。

ハーフデュプレックス（ＨＤ）方式の場合、リレイ装置は、フルデュプレックス方式で用いられる予め設定されたリンクチェンジインターバルに代わって、ソース装置とリレイ装置との間のリレイリンクのための第１周期（ｆｉｒｓｔ ｐｅｒｉｏｄ）及びリレイ装置とデスティネーション装置との間のリレイリンクのための第２周期（ｓｅｃｏｎｄ ｐｅｒｉｏｄ）によりデータを送信する。

第１周期及び第２周期は、データセンシングタイムと同様にソース装置によって設定または更新されてもよい。

ハーフデュプレックス方式が用いられる場合、ソース装置は、デスティネーション装置でデータを送信する前に取得したビームフォーミングの結果、及び該当リンクでデータを送信する間に取得した該当リンクの品質情報のうち少なくとも１つに基づいて第１周期または第２周期を設定または更新する。

ソース装置とリレイ装置との間のリレイリンクのための第１周期は、ソース装置が第１リンクを第２リンクにスイッチングしたとき開始する。

また、予め設定されたリンクチェンジインターバルは、ソース装置が第２リンクから第１リンクにリンクをスイッチングしたとき再び開始されてもよい。

ソース装置がデスティネーション装置及びリレイ装置にデータを送信するために用いられる動作モードは、ノーマルモード及び交換モードのうち少なくとも１つを含んでもよい。

ノーマルモードは、第１リンクまたは第２リンクのいずれか１つのリンクが利用できない（Ｕｎａｖａｉｌａｂｌｅ）ものと決定されるまで、いずれか１つのリンクを用いてデスティネーション装置にデータを送信するモードである。

交換モード（ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ）は、予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点ごとに、ソース装置が第１リンク（ｄｉｒｅｃｔ ｌｉｎｋ）と第２リンクを交互（ａｌｔｅｒｎａｔｅ）として用いてデスティネーション装置にデータを送信するモードである。

ここで、第２リンクは、ソース装置とリレイ装置との間（Ｓ−Ｒ）及びリレイ装置とデスティネーション装置との間（Ｒ−Ｄ）に形成されてもよい。

ソース装置は、ソース装置からデスティネーション装置に直接接続される第１リンク、またはソース装置からデスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続される第２リンクの状態を検出する（Ｓ１０３）。

ソース装置は、検出結果に基づいて第１リンク及び第２リンクのいずれか１つのリンクを選択する（Ｓ１０５）。

ステップＳ１０５において、ソース装置は、検出結果に基づいて予め設定されたリンクチェンジインターバルで第１リンク及び第２リンクのいずれか１つのリンクを選択されたリンクにスイッチングしてもよい。

ここで、ソース装置は、選択されていないリンクを介して予め取得したビームフォーミングの結果に応じてソース装置の指向性アンテナ方向を調整し、選択されていないリンクを介してデータの送信アンテナ利益を高める。

ステップＳ１０５において、ソース装置は、選択されたリンクを介してデスティネーション装置に送信した以前データに対するアック（ＡＣＫ）信号、またはチャネルの状態を推定するためのフレームから取得したリンク品質情報に基づいて、第１リンク及び第２リンクのいずれか１つのリンクを選択する。

ここで、第１リンク及び第２リンクのいずれか１つのリンクを選択することは該当リンクが遮断されたか否か、または該当リンクの品質が予め設定されたリンクの品質に該当するか否かなどを用いてもよい。

第１リンク及び第２リンクのいずれか１つのリンクの選択において、ソース装置は第１リンクまたは第２リンクが利用できないものと判断されれば、利用できないことが確認された瞬間が属するリンクチェンジインターバルの次のリンクチェンジインターバルで選択されたリンクを選択されていないリンクにスイッチングしてもよい。ここで、利用できないリンク（Ｕｎａｖａｉｌａｂｌｅ Ｌｉｎｋ）とは、遮断されたリンクに制限されることなく、遮断されていないリンクであっても利用可能な（Ａｖａｉｌａｂｌｅ）リンクの状態よりも低い品質の状態を有する場合には「利用できないリンク」と表現してもよい。

ソース装置は選択されたリンクを用いてデータを送信する（Ｓ１０７）。

ステップＳ１０７において、ソース装置は、デスティネーション装置が選択されたリンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイム、またはデスティネーション装置が選択されたリンクとして選択されていないリンクにスイッチングするために必要なスイッチングタイム（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ）を考慮した時間の後に選択されたリンクを用いてデータを送信してもよい。

ソース装置が上述した交換モードに応じてデータの送信を再開（ｒｅｓｕｍｅ）することを決定した場合、ソース装置は、デスティネーション装置に選択されたリンクにおける動作が再開されたことを通知するため、リンクチェンジインターバルの次のリンクチェンジインターバルのデータセンシングタイム後にデスティネーション装置にデータを送信してもよい。

ソース装置は、第１リンクまたは第２リンクのうち選択されていないリンクの品質をモニタリングするため、周期的に選択されていないリンクにスイッチングを行なう。

ソース装置は、選択されていないリンクの品質をモニタリングするため第１リンクから第２リンクにスイッチングする場合、ソース装置は、リレイ装置に第１リンクの品質をモニタリングするための要求フレームを送信してもよい。ソース装置は、リレイ装置から要求フレームに応答して第１リンクの品質を示す情報を含んでいる応答フレームを受信する。

また、ソース装置は、選択されていないリンクの品質をモニタリングするために第２リンクから第１リンクにスイッチングする場合、リレイ装置に第２リンクのうちソース装置とリレイ装置との間のリンクの品質をモニタリングするための要求フレームを送信してもよい。

その後、ソース装置は、要求フレームに応答して、第２リンクのうちソース装置とリレイ装置との間のリンク品質に関する情報、及びリレイ装置がデスティネーション装置から受信したリレイ装置とデスティネーション装置との間のリンクの品質に関する情報を含んでいる応答フレームを受信してもよい。

デスティネーション装置に第２リンクの品質をモニタリングするための要求フレーム及び要求フレームに対応する応答フレームを送信及び受信する。

以下は、一実施形態によってソース装置が第１リンクを用いてデータを送信中である場合を仮定してソース装置の動作について説明する。ソース装置は、デスティネーション装置にデータを送信するが、利用中の第１リンクが遮断されたか否かを判断する。

ここで、ソース装置は、デスティネーション装置にデータを送信するために用いられる予め設定された規則によって現在の利用中の第１リンクが遮断されたか否かを判断する。

ここで、予め設定された規則として、ソース装置がデスティネーション装置にデータを送信するために必要なタイムインスタンス（ｔｉｍｅ ｉｎｓｔａｎｃｅ）、またはソース装置が送信したデータを受信した相手側の装置がソース装置に送信したアック（ＡＣＫ）を受信したか否かなどが挙げられる。

ソース装置は、第１リンクが遮断されたと判断されれば、予め設定されたリンクチェンジインターバルにより現在の利用中の第１リンクを第２リンクにスイッチングしてもよい。もし、第１リンクが遮断されたと判断されれば、ソース装置は、予め設定されたリンクチェンジインターバル（ここでは、遮断された瞬間が属するリンクチェンジインターバル）の次のリンクチェンジインターバルで第１リンクを第２リンクにスイッチングしてもよい。

その後、ソース装置は第２リンクを用いてデータを送信する。

ここで、ソース装置は、データセンシングタイム及びスイッチングタイムを考慮した時間の後に第２リンクを用いてデータを送信する。

スイッチングタイムは、デスティネーション装置がリンクを第１リンクから第２リンクにスイッチングするために所要される時間である。

もし、第１リンクが遮断されていないと判断されれば、ソース装置は、リンクのスイッチングなしで第１リンクを続けて用いてデスティネーション装置にデータを送信する。

また、ソース装置は、第２リンクに接続されたリレイ装置に、リレイ装置が受信したデータをデスティネーション装置に成功的に送信したかの有無を把握するための要求フレームを送信してもよい。

ここで、要求フレームは、下記の［表１］のようなリレイアックリクエスト（Ｒｅｌａｙ ＡＣＫ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームであってもよい。

リレイ装置の中継方式がハーフデュプレックス方式である場合、ソース装置は、リンクチェンジインターバルの代わりに第１周期及び第２周期に応じてデータを送信する。

ところが、第２周期におけるアック（ＡＣＫ）はリレイ装置がデスティネーション装置に伝達するものであるため、リレイ装置はこのリンク（Ｒ−Ｄ）に対する状態を把握できるが、ソース装置は該当リンク（Ｒ−Ｄ）の状態は把握できない。

したがって、ソース装置は、次の第１周期でリレイ装置に下記の［表１］のようにリレイアックリクエストフレームを送信してＲ−Ｄリンクでフレームが成功的に送信されたかに関する情報を要求してもよい。

リレイアックリクエストフレームは、ソース装置が中継動作に参加するリレイ装置に、リレイ装置へ伝達された全てのフレームが成功的にデスティネーション装置に伝達されたかの有無を確認するために送信するフレームである。

また、ソース装置は、要求フレームに応答してリレイ装置からデータがデスティネーション装置に伝達されたかの有無を示す応答フレームを受信してもよい。

ここで、応答フレームは、リレイアックレスポンス（Ｒｅｌａｙ ＡＣＫ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フレームであってもよい。

リレイ装置は、リレイアックリクエストフレームに対して下記の［表２］に示すリレイアックレスポンスフレームで応答する。

リレイアックレスポンスフレームは、リレイ装置が中継動作（ｒｅｌａｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）に参加するソース装置にどのようなフレームがデスティネーション装置に成功的に伝達されたかを報告するために送信するフレームである。

その他に、各動作モードとリレイ装置の中継方式によるソース装置の具体的な動作、各モードにおけるデータ交換規則及びフレーム送信規則については後述することにする。

図２は、本発明の一実施形態に係るデスティネーション装置の通信方法を示すフローチャートである。

図２は、非競争区間におけるデータ送信中のリンクが遮断されたときにソース装置がデータを送信するリンクをスイッチングすることによるデスティネーション装置の動作を示す図である。

デスティネーション装置は、初期化の過程でソース装置からソース装置がデータを送信するために用いられる動作モード、及びリレイ装置の中継方式に関する情報を受信してもよい。それだけではなく、デスティネーション装置は、ソース装置から予め設定されたリンクチェンジインターバルを受信する（Ｓ２０１）。

ここで、リレイ装置の中継方式は、フルデュプレックス（ＦＤ）方式及びハーフデュプレックス（ＨＤ）方式のうち少なくとも１つを含んでもよい。

リレイ装置の中継方式のハーフデュプレックス（ＨＤ）方式で用いられる第１周期及び第２周期は、第１リンクが選択されたリンクの場合にこれ以上利用することができない。

リンクチェンジインターバルは、ソース装置が第２リンクから第１リンクにリンクスイッチングする第１周期の開始時点から開始されてもよい。その他のフルデュプレックス（ＦＤ）方式、ハーフデュプレックス（ＨＤ）方式及び第１周期、第２周期に対する詳細な説明は図１に示す該当部分の説明を参照する。

また、ノーマルモード及び交換モードのうち少なくとも１つを含む動作モードに対する説明についても図１に示す該当部分の説明を参照する。

デスティネーション装置は、ソース装置からデスティネーション装置に直接接続される第１リンク、またはソース装置からデスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続される第２リンクのうち、ソース装置によって選択されたリンクが利用可能であるか否かを判断する（Ｓ２０３）。

選択されたリンクが利用可能であるか否かを判断するために、デスティネーション装置は、一定時間の間に選択されたリンクを介してデータを受信したかの有無に応じて、選択されたリンクが利用可能であるか否かを判断する。

ここで、一定時間は、予め設定されたリンクチェンジインターバル区間の開始からデータセンシングタイムが経過するまでの時間であってもよい。

デスティネーション装置は、ソース装置が第２リンクから第１リンクにスイッチングするか否かを確認するために、毎第１周期の開始にデスティネーション装置のリンクを第２リンクから第１リンクにスイッチングしてもよい。

デスティネーション装置は、第２リンクから第１リンクにスイッチングすることにおいて、ソース装置から第１リンクを介して利用可能なデータを受信した場合、第１リンクでデータを受信する第１周期の開始時点からリンクチェンジインターバルが開始されるものと見なすことができる。

その後、デスティネーション装置は、ソース装置から第１リンクを介して利用可能なデータを受信できなければ、次の第１周期及び次の第２周期のうち、次の第２周期の開始においてデスティネーション装置のリンクを第１リンクから第２リンクにスイッチングしてもよい。

ここで、次の第１周期でソース装置はリレイ装置にデータを送信し、次の第２周期でリレイ装置はデスティネーション装置にデータを送信する。

デスティネーション装置は判断結果に基づいてデータを受信する（Ｓ２０５）。

ステップＳ２０５において、デスティネーション装置は、ソース装置が選択されたリンクにスイッチングしたか否かを確認する。その後、ソース装置が選択されたリンクにスイッチングしたと確認されれば、デスティネーション装置は、デスティネーション装置の指向性アンテナを選択されたリンクに向かうようにしてデータの受信を待機する。

デスティネーション装置は動作モードがノーマルモードであり、デスティネーション装置が予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点からデータセンシングタイム内にソース装置から利用可能なデータを受信できない場合、選択されたリンクを選択されていないリンクにスイッチングしてもよい。

動作モードが交換モードであり、選択されたリンクを介してデータを受信した場合のテスティネインション装置の動作は次の通りである。

デスティネーション装置は、動作モードが交換モードである場合、デスティネーション装置が予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始において選択されたリンクを介してデータを受信してもよい。

デスティネーション装置は、予め設定されたリンクチェンジインターバルの次のリンクチェンジインターバルで選択されていないリンクにスイッチングしてもよい。その後、デスティネーション装置は次のリンクチェンジインターバルの開始からデータを受信してもよい。

デスティネーション装置において「Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ」フィールドの値が「０」である場合、リレイ装置の中継方式及び動作モードに応じるデスティネーション装置の動作は次の通りである。

デスティネーション装置は、リレイ装置の中継方式がハーフデュプレックス方式である場合、選択されたリンクが第２リンクであり、以前データフレームの「Ｍｏｒｅ Ｄａｔａフ」ィールドの値が「０」であれば、リレイ装置を経由するリンク（ここでは、第２リンク）で第２周期の間にデータを受信しなくてもリンクを第１リンクにスイッチングしなくてもよい。

デスティネーション装置は、動作モードがノーマルモードであり、ソース装置から受信した最後のフレームのＭＡＣヘッダの「Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ」フィールドの値が「０」である場合、選択されたリンクでデータセンシングタイム間のデータを受信しなくても選択されたリンクを保持することができる。

また、デスティネーション装置は動作モードが交換モードであり、ソース装置から受信した最後のフレームのＭＡＣヘッダの「Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ」フィールドの値が「０」である場合、予め設定されたリンクチェンジインターバルの次のリンクチェンジインターバルでリンクを交換せず、選択されたリンクをそのまま保持することができる。

以下は一実施形態によってデスティネーション装置が第１リンクを用いてデータを受信中である場合を仮定してデスティネーション装置の動作について説明する。

デスティネーション装置は、ソース装置からデータを受信するために用いられる第１リンクが遮断されたか否かを判断する。ここで、デスティネーション装置は、ソース装置が第１リンクをスイッチングしたか否かを確認する。

ここで、デスティネーション装置は、ソース装置が第１リンクをスイッチングしたと確認されれば、デスティネーション装置の指向性アンテナを第２リンクに向かうようにしてデータの受信を待機する。

デスティネーション装置は、第１リンクが遮断されたと判断されれば、ソース装置によって予め設定されたリンクチェンジインターバルによりデータセンシングタイムが経過した後に第１リンクを第２リンクにスイッチングし、第２リンクを用いてデータを受信する。

もし、第１リンクが遮断されないと判断されれば、デスティネーション装置は続けて第１リンクを用いてソース装置からデータを受信する。

デスティネーション装置は、ノーマルモードで適正時点にデータを受信できない場合、ダイレクトリンクからリレイリンクにリンクをスイッチングしてもよい。すなわち、動作モードがノーマルモードであり、予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点からデータセンシングタイム内にデスティネーション装置がソース装置から利用可能なデータを受信することができない場合、デスティネーション装置はダイレクトリンクをリレイリンクにスイッチングしてもよい。

また、デスティネーション装置は、交換モードで本来期待した順にデータが受信されない場合、リンクを交代する代りに現在のリンクに続けて留まってもよい。

すなわち、動作モードが交換モードであり、デスティネーション装置が第１リンクを介して予め設定されたリンクチェンジインターバルの次のリンクチェンジインターバルで第２リンクのデータを受信した場合、交換モードに応じて第２リンクにスイッチングする代りに現在の第１リンクを続けて保持することができる。

各動作モードとリレイ装置の中継方式によるデスティネーション装置の具体的な動作、各モードにおけるデータ交換規則及びフレーム送信規則については後述することにする。

図３は、本発明の一実施形態に係るリレイ装置の通信方法を示すフローチャートである。

図３は、非競争区間におけるデータ送信中のリンクが遮断されたとき、ソース装置がデータを送信するリンクのスイッチングによるリレイ装置の動作を示す図である。

リレイ装置は、ソース装置が第１リンク及び第２リンクのうち第２リンクが選択されたリンクとして選択する場合、予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点でソース装置からのデータ受信を待機する（Ｓ３０１）。

ここで、第１リンクはソース装置からデスティネーション装置に直接接続されるリンクであり、第２リンクはソース装置からデスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続されるリンクである。

ステップＳ３０１において、リレイ装置は、予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点から一定時間の間にリレイ装置の指向性アンテナの方向を調整して第２リンクでソース装置からのデータ受信を待機する。

リレイ装置は、ソース装置からデータを受信（Ｓ３０３）した後、データをデスティネーション装置に送信する（Ｓ３０５）。

リレイ装置は、ソース装置から第１周期及び第２周期に関する情報を受信してもよい。その後、リレイ装置は第１周期でソース装置からデータを受信し、第２周期でデスティネーション装置にデータを送信してもよい。

第１周期はソース装置とリレイ装置間のリレイリンクのためのものであり、第２周期はリレイ装置とデスティネーション装置との間のリレイリンクのためのものである。

リレイ装置は、ソース装置からソース装置がリレイ装置に送信したデータがデスティネーション装置に伝達されたかの有無を把握するための要求フレームを受信する。

その後、リレイ装置は、要求フレームに応答してデータがデスティネーション装置に伝達されたかの有無を示す応答フレームを送信してもよい。

リレイ装置は、フルデュプレックス（Ｆｕｌｌ Ｄｕｐｌｅｘ）方式及びハーフデュプレックス（Ｈａｌｆ Ｄｕｐｌｅｘ）方式のうち少なくとも１つの中継方式により動作される。

フルデュプレックス方式は、予め設定されたリンクチェンジインターバルで第１リンクを第２リンクにスイッチングし、デスティネーション装置が第１リンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイムの後に第２リンクで前記データを送信する方式である。ハーフデュプレックス方式は、送信装置が第１リンクを用いる場合にはフルデュプレックス方式と同一の方式でデータを送信し、送信装置が第２リンクを用いる場合には第１周期及び第２周期によりデータを送信する方式である。

中継方式がフルデュプレックス方式である場合、リレイ装置は、予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点から一定時間の間にリレイ装置の更なる１つの指向性アンテナの方向を調整してデスティネーション装置に向かうリンクを介してデータの受信を待機する。

また、中継方式がフルデュプレックス方式である場合、リレイ装置はリレイ装置が受信した各フレームに対してフレームのタイプ及びアック（ＡＣＫ）信号に対する政策にしたって、リレイ装置の指向性アンテナの動作を送／受信状態に切り替えてもよい。以下は、リレイ装置が第２リンクを用いてデータを送受信する場合を仮定してリレイ装置の動作について説明する。

リレイ装置は、ソース装置から第１周期及び第２周期に関する情報を受信する。

リレイ装置は、第１周期でソース装置からデータを受信し、第２周期でデータをデスティネーション装置に送信する。

リレイ装置は、ソース装置から上述したようにソース装置がリレイ装置に送信したデータがデスティネーション装置に伝達されたかの有無を把握するための要求フレームを受信してもよい。

リレイ装置は、要求フレームに応答してデータがデスティネーション装置に伝達されたかの有無を示す応答フレームを送信してもよい。

ここで、要求フレームはリレイアックリクエストフレームであってもよく、応答フレームはリレイアックレスポンスフレームであってもよい。各フレームについては、図１に示す［表１］及び［表２］に対する説明を参照すればよい。

以下、ソース装置、デスティネーション装置及びリレイ装置間のリンクスイッチングのための動作、割り当てられたリソースでソース装置、リレイ装置、およびデスティネーション装置が従うデータ交換規則及びフレーム送信規則などについて説明する。

まず、データを送信中であるリンクが遮断されてリンクスイッチングしようとする場合、該当リンクが詰まったことを判断することのできるタイムインスタンス（ｔｉｍｅ ｉｎｓｔａｎｔ）は、ソース装置とデスティネーション装置に応じてそれぞれ異なってもよい。各装置（ソース装置及びデスティネーション装置）ごとにタイムインスタンスが異なることは、各装置がリンクスイッチングのために新しいリンクに送受信端に向かうようにするビームフォーミング過程の時間が変わり得ることを意味する。

タイムインスタンスが各装置ごとに異なるため、その結果としてソース装置がスイッチングされたリンクに送信したデータをデスティネーション装置が受信できない場合もあり得る。したがって、本発明の一実施形態ではこれを防止するためにリンクチェンジインターバルとデータセンシングタイムという２種類のパラメータを使用する。

第１に、予約した区間中で決定された周期の該当する時点でのみデータを送信するリンクのスイッチングを許容することによって、任意の瞬間にデータの送信による問題を解決する。

ここで、決定された周期はリンクチェンジインターバルであってもよく、ソース装置はデータを送信する前にリレイ装置とデスティネーション装置にリンクチェンジインターバルの値を通知することで決定された周期に関する情報を共有してもよい。

予め設定された規則（例えば、アック（ＡＣＫ）が受信されない）によってデータ送信中に現在に使用中のリンクが遮断されたことを検出すれば、ソース装置は次のリンクチェンジインターバルでリンクをスイッチングしてデータを送信する。

ところが、デスティネーション装置は、ソース装置によって行われたリンクスイッチングを確認できない場合が生じ得る。なぜならば、デスティネーション装置は充分にデータを受信したが、これに応答して送信したアック（ＡＣＫ）がソース装置に送信された途中に消失されることでソース装置が該当データ送信に対するアック（ＡＣＫ）を認識することができない場合もある。

そのためにソース装置は、次のリンクチェンジインターバルで直ちにデータを送信せずに一定時間（例えば、データセンシングタイム）が経過した後データを送信する。

デスティネーション装置は、次のリンクチェンジインターバルでリンクスイッチングが発生したかの有無が分からないため、依然としてスイッチングされる以前のリンクで待機している。しかし、一定時間が経過してもデータが依然として送信されなければ、デスティネーション装置は該当リンクをスイッチングする。

ここで、２つの装置（ソース装置とデスティネーション装置）間の同期（ｓｙｎｃ）を合わせるために、デスティネーション装置はデータセンシングタイムと定義された一定時間が経過した後にリンクをスイッチングし、ソース装置はデータセンシングタイムとスイッチングタイムを考慮した時間後にスイッチングされたリンクを用いてデータを送信する。その理由は、ソース装置はデスティネーション装置がデータセンシングタイムの後にリンクをスイッチングするとき必要なスイッチングタイムを考慮した時間後に送信することが安全であるためである。

しかし、スイッチングタイムは、ソース装置からデスティネーション装置に送信される伝達遅延（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ）よりも小ければ無視してもよい。したがって、デスティネーション装置はデータセンシングタイムの後にリンクをスイッチングし、ソース装置もデータセンシングタイムの後にスイッチングするリンクにデータを送信すると見ることができる。したがって、デスティネーション装置がスイッチングされたリンクで先に準備していることから、ソース装置から送信されたデータを円滑に受信することができる。

前述した過程において、リレイ装置の中継方式がフルデュプレックス（ＦＤ）の方式であれば、ソース装置及びデスティネーション装置はその動作において変わることはない。

しかし、リレイ装置がハーフデュプレックス（ＨＤ）の中継方式を用いるＤＦリレイであれば、リレイ装置がリレイリンクでデータを送信するとき該当データを復号化した後、再び符号化してデスティネーション装置に伝達しなければならないため、ダイレクト送信よりも約２倍のスロット（ｓｌｏｔ）を必要とする。

また、リレイ装置とそれぞれ接続された２つのリンク（Ｓ−Ｒリンク及びＲ−Ｄリンク）はその品質が互いに異なるため、同じデータを送信するために必要な時間が異なる。したがって、ハーフデュプレックス中継方式の場合には２つの区間の長さを示すフィールドが必要であるが、それぞれを第１周期（Ｆｉｒｓｔ Ｐｅｒｉｏｄ）及び第２周期（Ｓｅｃｏｎｄ Ｐｅｒｉｏｄ）と呼ぶことができる。

２つのフィールドの値は、ソース装置がデータを送信する前に取得したビームフォーミングの結果やデータを送信する区間の中間に要求して、取得されたリンクの品質情報を介して設定またはアップデートしてもよい。そして、ソース装置は、関連パラメータの集合を集めたＩＥ（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）を定義する。ソース装置はＩＥに基づいた関連パラメータをリレイ装置を経由してデスティネーション装置に送信し、これに応答してデスティネーション装置が再びリレイ装置を経由してソース装置に該当情報（関連パラメータ）を送信する。

リレイリンクを用いる場合、第１周期内でソース装置がリレイ装置にデータパケットを送信し、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）の後にアック（ＡＣＫ）まで受信できるように、パケットの大きさを決定して送信する。もし、ソース装置が１つのＭＡＣ階層サービスデータ単位（ＭＡＣ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ；以下、ＭＳＤＵ）のみを送信すれば、ＭＳＤＵ＋ＳＩＦＳ＋ＡＣＫ＋ＳＩＦＳの値を第１周期の値と同一に合わせることが好ましい。

また、リレイ装置も同様に、デスティネーション装置に送信するパケットの大きさを第２周期内で受信して符号化し、ＳＩＦＳの後に受信するアック（ＡＣＫ）まで考慮して決定する。リレイ装置も１つのＭＳＤＵのみを送信するとすれば、ＭＳＤＵ＋ＳＩＦＳ＋ＡＣＫ＋ＳＩＦＳの値を第２周期の値と同一に合わせることが好ましい。

ところが、上述したように第２周期におけるアック（ＡＣＫ）はリレイ装置がデスティネーション装置に伝達するため、リレイ装置はこのリンク（Ｒ−Ｄ）に対する状態は把握できるものの、ソース装置は該当リンク（Ｒ−Ｄ）の状態を把握することができない。

したがって、ソース装置は、次の第１周期でリレイ装置に［表１］のようにリレイアックリクエストフレームを送信してＲ−Ｄリンクでフレームが円滑に送信されたかに関する情報を要求する。また、リレイ装置は、リレイアックリクエストフレームに応答して、ソース装置に［表２］に示すリレイアックレスポンスフレームを送信してもよい。

ここで、２つのフレーム（Ｒｅｌａｙ ＡＣＫ Ｒｅｑｕｅｓｔ及びＲｅｌａｙ ＡＣＫ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）のフォーマットは、表１及び表２のようにＢｌｏｃｋＡｃｋを要求し、これに対するＢｌｏｃｋＡｃｋを送信するものと同一である。

リレイアックリクエスト及びリレイアックレスポンスフレームの交換によってソース装置は、データ（フレーム）がデスティネーション装置に成功的に伝達されたかを確認する。また、ソース装置は、データ（フレーム）に対する送信を予約されたリソース内で完結しなければならないため、最後の第１周期で前記データフレームを交換することのできる時間を残し、該当フレームに対する送信確認が次の予約区間に及ぼさないようにする。

また、フルデュプレックス（ＦＤ）中継方式とは異なってハーフデュプレックス（ＨＤ）の中継方式で動作する場合、ダイレクトリンクとリレイリンクのいずれかのリンクを使用するかに応じてソース装置のリンクスイッチング（ｌｉｎｋ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）動作が変わり得る。

ソース装置は、ダイレクトリンクを用いるときはフルデュプレックス（ＦＤ）中継方式のようにリンクチェンジインターバル単位にリンクスイッチングを行うが、リレイリンクを用いるときは第１周期及び第２周期を介して動作する。ソース装置がダイレクトリンクからリレイリンクにリンクスイッチングしたとき（すなわち、リンクチェンジインターバルが開始する瞬間）第１周期が開始される。

ソース装置は、第１周期及び第２周期によってデータフレームをデスティネーション装置に伝達する。ソース装置は、第１周期で受信したアック（ＡＣＫ）、または、リレイアックレスポンスフレームが受信されなければ、該当のリレイリンクが遮断されたと見なしてダイレクトリンクにスイッチングしてもよい。

自身がデータを送信するときリンクスイッチングを実行するため、ソース装置は、リンクスイッチングを決定した後に第１周期の開始で直ちにダイレクトリンクにスイッチングしてもよい。ソース装置がダイレクトリンクにリンクスイッチングしたときからリンクチェンジインターバルが始まり、該当リンクを用いて動作してもよい。

デスティネーション装置は、ソース装置がリンクスイッチングを決定したかの有無を確認することができず、単に自身が受信しなければならないデータ（フレーム）がまだ受信されていないことは確認できる。したがって、デスティネーション装置は、ソース装置がリンクスイッチングを実行したかの有無を周期的に確認する。

リレイリンクを用いるときにソース装置がデータフレームを送信する時期は第１周期であるため、デスティネーション装置は、第１周期ごとにダイレクトリンクに向かった方向からデータ（フレーム）を待機する。

ここで、デスティネーション装置が待機する時間はソース装置が任意に決定してもよい。

ソース装置は、リンクスイッチング時には第１周期の開始で無条件にデータ（フレーム）を送信するため、デスティネーション装置が待機する時間を、例えば、データセンシングタイムの程度で決定してもよい。

もし、ダイレクトリンクを介してデータ（フレーム）を受信すれば、デスティネーション装置はリンクスイッチングが発生したことを認知して続けてダイレクトリンクを用いる。ここで、再びリンクチェンジインターバルとデータセンシングタイムが用いられる。

しかし、ダイレクトリンクを介してデータ（フレーム）を受信することができない場合、デスティネーション装置は、第２周期の開始からリレイ装置に向かった方向にアンテナを合わせ、データ（フレーム）を待機するためにリレイリンクにスイッチングする。

以下は、割り当てられたリソースでソース装置、リレイ装置、およびデスティネーション装置がしたがうデータの交換規則について説明する。

上述したリンクチェンジインターバル、データセンシングタイム、第１周期（Ｆｉｒｓｔ Ｐｅｒｉｏｄ）、および第２周期（Ｓｅｃｏｎｄ Ｐｅｒｉｏｄ）の値は、リレイ使用モード値と同様にソース装置によって決定される。

ソース装置及びデスティネーション装置それぞれに割り当てられたリソース（時間区間）は、リンクチェンジインターバル及び第１周期のいずれか１つによって開始され、１つのリンクチェンジインターバルのうち、リレイ動作に参加するソース装置、リレイ装置、およびデスティネーション装置は同じリンクのみを使用しなければならない。

新しいリンクチェンジインターバルは、前述のリンクチェンジインターバルの後に直ちに続けて開始するが、各装置に割り当てられたリソースの範囲を越えない。

ノーマルモードで、ソース装置は、ソース装置及びデスティネーション装置に割り当てられた最初のリソース（時間区間）の開始でダイレクトリンクを用いてデスティネーション装置にフレームの送信を開始する。その次に、割り当てられた全てのリソースの開始では、フレームを送信するとき最後に成功的に使用したリンクを使用する。

これに対して、交互モードで、ソース装置はダイレクトリンクとリレイリンクを交番に用いてデスティネーション装置にデータを送信する。ここで、ソース装置は、リンクチェンジインターバルごとの最初でフレームを送信するリンクを交換する。

もし、ダイレクトリンクを介して伝達したフレームに対して期待されるアック（ＡＣＫ）やＢｌｏｃｋＡｃｋを１つのリンクチェンジインターバルの間に受信されなければ、ソース装置はその次リンクチェンジインターバルの開始でフレームを送信するためのリンクをスイッチングしなければならず、このとき、リレイ装置の中継を用いてデスティネーション装置にフレームを伝達しなければならない。

また、リレイリンクを介して伝達したフレームに対して期待されるアック（ＡＣＫ）やＢｌｏｃｋＡｃｋを１つのリンクチェンジインターバルまたは第１周期の間に受信されなければ、ソース装置は、その次リンクチェンジインターバルまたは第１周期の開始でフレームを送信するためのリンクをスイッチングしなければならない。ここで、ソース装置は、ダイレクトリンクを用いてデスティネーション装置にフレームを伝達しなければならない。

以下は、上述した一般的な規則に加えてフルデュプレックス（ＦＤ）中継方式を用いるＡＦリレイ装置を使用する場合に加えられるフレーム送信規則について説明する。

図４は、本発明の一実施形態に係るフルデュプレックス（ＦＤ）中継方式を用いるＡＦリレイ装置を用いたデータ送信時に追加されるフレーム送信規則を説明するための図である。

もし、ソース装置が次のリンクチェンジインターバルの開始にリンクをスイッチングすると決定し、動作モードとしてノーマルモードが用いられると仮定すれば、ソース装置は、次のリンクチェンジインターバルの開始でデータセンシングタイム後にフレーム送信を開始する。

もし、交換モードが用いられる場合、ソース装置は、リンクチェンジインターバルごとの開始にフレーム送信のために用いられるリンクを交代しなければならず、データセンシングタイムは無視される。

ノーマルモードでデスティネーション装置がリンクチェンジインターバルの開始でデータセンシングタイム内にソース装置から利用可能なフレームを受信されなければ、デスティネーション装置は、リレイ装置を介してソース装置からフレームを受けることを試みるために、直ちにリンクをスイッチングしなければならない。

もし、最後に受信したフレームの「Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ」フィールドが「０」と設定される場合、デスティネーション装置はデータセンシングタイムの間のフレームを受信することができない場合でも次のリンクチェンジインターバルにリンクをスイッチングしてはならない。ここで、「Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ」フィールドについて図５を参照する。図５は、本発明の一実施形態で用いられる８０２．１１ＷＬＡＮのフレーム構造を示す図である。

交換モードで本来期待した順にデータフレームを受信できなかった場合（例えば、以前リンクで受信すべきフレームを受信することができず、次のリンクチェンジインターバルのスイッチングしたリンクで以前リンクのフレームを受信した場合）、デスティネーション装置は現在のリンクにそのまま残っており、リンクを交換しない。

もし、最後に受信したフレームの「Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ」フィールドが「０」と設定されていれば、デスティネーション装置は次のリンクチェンジインターバルでリンクをスイッチングしない。

ソース装置がダイレクトリンクとリレイリンクのいずれか１つを用いてフレーム送信を再び交換して送信した場合、ソース装置は、デスティネーション装置に残り１つのリンクを再び用いて動作することを通知するために、次のリンクチェンジインターバルでデータセンシングタイム後にフレームを送信する。そのような場合が交換モードでデータセンシングタイムが使用される唯一の例である。

以下は、上述した一般的な規則に加えてハーフデュプレックス（ＨＤ）中継方式を用いるＤＦリレイ装置を用いる場合に追加されるフレーム送信規則について説明する。

図６は、本発明の一実施形態に係るハーフデュプレックス（ＨＤ）中継方式を用いるＤＦ（Ｄｅｃｏｄｅ ａｎｄ Ｆｏｒｗａｒｄ）リレイ装置を用いたデータ送信時に追加されるフレーム送信規則を示す図である。

リレイ装置がハーフデュプレックス（ＨＤ）中継方式を用いるＤＦリレイ装置として動作して交換モードが使用中である場合、リレイ装置が用いられる限り（言い換えれば、リレイリンクが用いられる限り）フレーム交換は第１周期及び第２周期の２区間の間に繰り返して行われる。

第１周期でソース装置はリレイ装置にフレームを送信し、リレイ装置は必要に応じてＳＩＦＳ内でソース装置に応答しなければならない。第２周期でリレイ装置は、ソース装置から受信したフレームをデスティネーション装置に中継しなければならないが、デスティネーション装置は、必要に応じてＳＩＦＳ内でリレイ装置に応答しなければならない。ここで、第１周期及び第２周期の大きさは最近送信された値を使用する。

第１周期と第２周期は、ソース装置とデスティネーション装置がリレイ装置を経由してフレームを交換する場合（すなわち、リレイリンクを用いる場合）にのみ有効であり、リンクチェンジインターバルは、ソース装置とデスティネーション装置がダイレクトリンクでフレームを交換する場合にのみ有効である。

ダイレクトリンクからリレイリンクにスイッチングされたとき、第１周期はリンクチェンジインターバルの終わりから開始する。また、リレイリンクからダイレクトリンクにスイッチングされたとき、リンクチェンジインターバルは第２周期の終わりから開始する。

ソース装置は、リレイ装置を介して送信した全てのフレームが成功的にデスティネーション装置に伝達されたかの有無を確認するために、リレイ装置に［表１］のようなリレイアックリクエスト（Ｒｅｌａｙ ＡＣＫ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームを送信してもよい。

リレイアックリクエスト（Ｒｅｌａｙ ＡＣＫ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームを受信したリレイ装置は、ソース装置にリレイアックレスポンス（Ｒｅｌａｙ ＡＣＫ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フレームに応答しなければならず、リレイ装置はどのようなフレームが成功的に受信されたかを示すためにリレイアックレスポンス（Ｒｅｌａｙ ＡＣＫ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フレームのＢｌｏｃｋＡｃｋ Ｂｉｔｍａｐフィールドを設定しなければならない。

ソース装置が次のリンクチェンジインターバルの開始でダイレクトリンクからリレイリンクへのリンクスイッチングを決定した場合、ソース装置は次のリンクチェンジインターバルの開始でフレーム送信を開始する。

現在に使用中のリンクがダイレクトリンクであり、デスティネーション装置がリンクチェンジインターバルごとの開始でデータセンシングタイム内にソース装置から利用可能なフレームを受信できなかったと仮定すれば、デスティネーション装置はリンクをスイッチングし、該当リンクチェンジインターバルの開始時点で第１周期が開始すると見ることができる。

リレイリンクからダイレクトリンクへのスイッチングが発生した場合に、第２周期の終わりでリンクチェンジインターバルが始まり、ここで、ソース装置はダイレクトリンクを用いてデータ（フレーム）の送信を開示することができる。

デスティネーション装置は第１周期ごとにダイレクトリンクにスイッチングし、ソース装置に向かっている媒体（ｍｅｄｉｕｍ）をリスニング（ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ）する。デスティネーション装置がソース装置から利用可能なフレームを受信した場合に、デスティネーション装置はダイレクトリンクに残り、リンクチェンジインターバルが第１周期の開始時点から開始すると見なす。

そうでなければ、デスティネーション装置は、次の第２周期の開始でリンクをスイッチングしてリレイ装置を経由したフレームを受信しようと試みる。

もし、リレイリンクが使用中であり、リレイ装置から最近受信したフレームの「Ｍｏｒｅ Ｄａｔｅフィールド」が「０」と設定されれば、デスティネーション装置は、第２周期の間にいずれかのフレームを受信することができない場合であってもダイレクトリンクにスイッチングしてはならない。

一般的な装置と同一に動作するハーフデュプレックス（ＨＤ）中継方式を用いるＤＦリレイ装置に比べて、フルデュプレックス（ＦＤ）中継方式を用いるＡＦリレイ装置はリレイ動作のために次のような点を従う。

割り当てられたリソースでフルデュプレックス（ＦＤ）中継方式を用いるＡＦリレイ装置は、ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ方式で動作する。

ここで、ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ方式は、自身がフルデュプレックス（ＦＤ）中継方式を用いるＡＦリレイ装置として動作するリソース内において、受信状態にある無線周波数（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；以下、ＲＦ）で検出したフレームに対して受信した信号を増幅し、同時に送信状態にある更なる無線周波数を経由して、それを同時に再送信することを意味する。

割り当てられたリソースの初めでフルデュプレックス（ＦＤ）中継方式を用いるＡＦリレイ装置は、ソース装置に向かうＲＦモジュールを受信状態に初期化し、デスティネーション装置に向かう更なるＲＦモジュールを送信状態に初期化する。

受信したフレームごとに対してフルデュプレックス（ＦＤ）中継方式を用いるＡＦリレイ装置は、フレームのタイプとアック政策（ＡＣＫ ｐｏｌｉｃｙ）に応じて各ＲＦモジュールの状態を送信モードから受信モードに、あるいはその反対にスイッチングしてもよい。

リンクスイッチングが発生した後、ソース装置は以前リンクの質を周期的にモニタリングする。そのためにソース装置は前述のフレーム交換規則を用いてもよい。

スイッチングする前のリンクがダイレクトリンクである場合、ソース装置は既存に使用するリンク適応（ｌｉｎｋ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）メカニズムを用いてチャネル状態に関する情報を取得する。ところが、以前リンクがリレイリンクであれば、ソース装置は既存のリンク適応メカニズムを用いるものの、次のような事項がさらに必要とされる。

リレイ装置がソース装置にチャネル状態を応答するとき、ソース−リレイ（Ｓ−Ｒ）リンクの状態情報を伝達する既存の方式にリレイ−デスティネーション（Ｒ−Ｄ）リンクの状態情報まで加えて伝達することである。

以前リンクのチャネル状態が現在に使用中のリンクの状態よりも良好であれば、ソース装置は以前リンクにスイッチングしてもよい。

上述した方法は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行することができるプログラム命令の形態で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読取可能な媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などの単独または組み合わせたものを含んでもよい。媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、光ディスクのような光磁気媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を格納して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれてもよい。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コード（ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｄｅ）だけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コード（ｈｉｇｈｅｒ ｌｅｖｅｌ ｃｏｄｅ）を含む。上述したハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアのレイヤで動作するように構成されてもよい。

上述したように本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から様々な修正及び変形が可能である。

したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定して定められるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。

Claims (25)

1. ソース装置からデスティネーション装置に直接接続される第１リンクまたは前記ソース装置から前記デスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続される第２リンクの状態を検出するステップと、
   前記検出結果に基づいて前記第１リンク及び前記第２リンクのいずれか１つのリンクを選択するステップと、
   前記選択されたリンクを用いてデータを送信するステップと、
   を含み、
   前記ソース装置から前記データを送信するために用いられる動作モード及び前記リレイ装置の中継方式に関する情報を受信するステップをさらに含み、
   前記リレイ装置の中継方式は、
   予め設定されたリンクチェンジインターバルで前記第１リンクを前記第２リンクにスイッチングし、前記デスティネーション装置が前記第１リンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイムの後に前記第２リンクに前記データを送信するフルデュプレックス方式と、
   前記送信装置が前記第１リンクを用いる場合には、前記フルデュプレックス方式と同一の方式で前記データを送信し、前記送信装置が前記第２リンクを用いる場合には、前記ソース装置と前記リレイ装置との間のリレイリンクのための第１周期、及び前記リレイ装置と前記デスティネーション装置との間のリレイリンクのための第２周期により前記データを送信するハーフデュプレックス方式のうち少なくとも１つを含み、
   前記リレイ装置の中継方式がハーフデュプレックス方式である場合、前記選択されたリンクが前記第２リンクであり、以前データフレームのＭｏｒｅ Ｄａｔａフィールドの値が「０」であれば、前記第２リンクで前記第２周期の間にデータを受信しなくても前記第１リンクにスイッチングしないステップを含むことを特徴とするソース装置の通信方法。
2. 前記第１リンク及び前記第２リンクのいずれか１つのリンクを選択するステップは、前記検出結果に基づいて予め設定されたリンクチェンジインターバルで前記第１リンク及び前記第２リンクのいずれか１つのリンクを前記選択されたリンクにスイッチングするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のソース装置の通信方法。
3. 前記第１リンクまたは前記第２リンクのうち選択されていないリンクの品質をモニタリングするために周期的に前記選択されていないリンクにスイッチングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のソース装置の通信方法。
4. 前記第２リンクから前記第１リンクにスイッチングする場合、前記リレイ装置に前記第２リンクのうち前記ソース装置と前記リレイ装置との間のリンクの品質をモニタリングするための要求フレームを送信するステップと、
   前記要求フレームに応答して、前記第２リンクのうち前記ソース装置と前記リレイ装置との間のリンクの品質に関する情報、及び前記リレイ装置が前記デスティネーション装置から受信した前記リレイ装置と前記デスティネーション装置との間のリンクの品質に関する情報を含む応答フレームを受信するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載のソース装置の通信方法。
5. 前記第１リンク及び前記第２リンクのいずれか１つのリンクを選択するステップは、前記選択されたリンクを介して前記デスティネーション装置に送信した以前データに対するアック（ＡＣＫ）信号、またはチャネルの状態を推定するためのフレームから取得したリンク品質情報に基づいて前記第１リンク及び前記第２リンクのいずれか１つのリンクを選択するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載のソース装置の通信方法。
6. 前記選択されたリンクを用いてデータを送信するステップは、前記デスティネーション装置が前記選択されたリンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイム、または前記デスティネーション装置が前記選択されたリンクで選択されていないリンクにスイッチングするために必要とされるスイッチングタイムを考慮した時間後に、前記選択されたリンクを用いてデータを送信するステップであることを特徴とする請求項２に記載のソース装置の通信方法。
7. 前記リレイ装置の中継方式は、前記予め設定されたリンクチェンジインターバルで前記第１リンクを前記第２リンクにスイッチングし、前記デスティネーション装置が前記第１リンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイム後に前記第２リンクに前記データを送信するフルデュプレックス方式と、
   前記リレイ装置が前記第１リンクを用いる場合には前記フルデュプレックス方式と同一の方式で前記データを送信し、前記リレイ装置が前記第２リンクを用いる場合には前記ソース装置と前記リレイ装置との間のリレイリンクのための第１周期、及び前記リレイ装置と前記デスティネーション装置との間のリレイリンクのための第２周期により前記データを送信するハーフデュプレックス方式のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２に記載のソース装置の通信方法。
8. 前記第１周期及び前記第２周期は、前記ハーフデュプレックス方式が用いられる場合、前記データを送信する前に取得したビームフォーミングの結果及び前記データを送信する間に取得したリンクの品質情報のうち少なくとも１つに基づいて設定または更新され、
   前記第１周期は、前記ソース装置が前記第１リンクを前記第２リンクにスイッチングしたとき開始され、
   前記予め設定されたリンクチェンジインターバルは、前記ソース装置が前記第２リンクから前記第１リンクにリンクをスイッチングしたとき再び開始されることを特徴とする請求項７に記載のソース装置の通信方法。
9. 前記第２リンクに接続されたリレイ装置に前記リレイ装置が受信したデータが前記デスティネーション装置に伝達されたかの有無を把握するための要求フレームを送信するステップと、
   前記要求フレームに応答して、前記リレイ装置から前記データが前記デスティネーション装置に伝達されたかの有無を示す応答フレームを受信するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のソース装置の通信方法。
10. ソース装置からデスティネーション装置に直接接続される第１リンク、または前記ソース装置から前記デスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続される第２リンクのうち、前記ソース装置によって選択されたリンクが利用可能であるか否かを判断するステップと、
    前記判断結果に基づいてデータを受信するステップと、
    を含み、
    前記ソース装置から前記データを送信するために用いられる動作モード及び前記リレイ装置の中継方式に関する情報を受信するステップをさらに含み、
    前記リレイ装置の中継方式は、
    予め設定されたリンクチェンジインターバルで前記第１リンクを前記第２リンクにスイッチングし、前記デスティネーション装置が前記第１リンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイムの後に前記第２リンクに前記データを送信するフルデュプレックス方式と、
    前記送信装置が前記第１リンクを用いる場合には、前記フルデュプレックス方式と同一の方式で前記データを送信し、前記送信装置が前記第２リンクを用いる場合には、前記ソース装置と前記リレイ装置との間のリレイリンクのための第１周期、及び前記リレイ装置と前記デスティネーション装置との間のリレイリンクのための第２周期により前記データを送信するハーフデュプレックス方式のうち少なくとも１つを含み、
    前記リレイ装置の中継方式がハーフデュプレックス方式である場合、前記選択されたリンクが前記第２リンクであり、以前データフレームのＭｏｒｅ Ｄａｔａフィールドの値が「０」であれば、前記第２リンクで前記第２周期の間にデータを受信しなくても前記第１リンクにスイッチングしないステップを含むことを特徴とするデスティネーション装置の通信方法。
11. 前記ソース装置によって選択されたリンクが利用可能であるか否かを判断するステップは、予め設定されたリンクチェンジインターバル区間の開始からデータセンシングタイムが経過するまでの時間の間に前記選択されたリンクを介して前記データを受信したかの有無に応じて前記選択されたリンクが利用可能であるか否かを判断するステップであることを特徴とする請求項１０に記載のデスティネーション装置の通信方法。
12. 前記ソース装置が前記第２リンクから前記第１リンクにスイッチングするか否かを確認するために、第１周期ごとの開始で前記デスティネーション装置のリンクを前記第２リンクから前記第１リンクにスイッチングするステップと、
    前記ソース装置から前記第１リンクを介して利用可能なデータを受信することができなければ、次の第１周期及び次の第２周期のうち前記次の第２周期の開始で前記デスティネーション装置のリンクを前記第１リンクから前記第２リンクにスイッチングするステップと、
    をさらに含み、
    前記次の第１周期で前記ソース装置は前記リレイ装置にデータを送信し、前記次の第２周期で前記リレイ装置は前記デスティネーション装置に前記データを送信することを特徴とする請求項１１に記載のデスティネーション装置の通信方法。
13. 前記毎第１周期の開始に前記デスティネーションのリンクを前記第２リンクから前記第１リンクにスイッチングするステップは、前記ソース装置から前記第１リンクを介して利用可能なデータを受信した場合、前記第１リンクでデータを受信する第１周期の開始時点から前記リンクチェンジインターバルが開始するものと見なすステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載のデスティネーション装置の通信方法。
14. 前記第１周期及び前記第２周期は、前記ソース装置が前記データを送信する前に取得したビームフォーミングの結果、及び前記データを送信する間に取得したリンクの品質情報のうち少なくとも１つに基づいて設定または更新し、
    前記第１周期は、前記ソース装置が前記第１リンクを前記第２リンクにスイッチングしたとき開始されることを特徴とする請求項１０に記載のデスティネーション装置の通信方法。
15. 前記第１周期及び第２周期は、前記第１リンクが選択されたリンクである場合にこれ以上利用することができず、
    前記リンクチェンジインターバルは、前記ソース装置が前記第２リンクから前記第１リンクにリンクをスイッチングする前記第１周期の開始時点から開始されることを特徴とする請求項１０に記載のデスティネーション装置の通信方法。
16. 前記動作モードは、
    前記第１リンクまたは前記第２リンクのいずれか１つのリンクが利用できないものと決定されるまで、前記いずれか１つのリンクを用いて前記ソース装置が前記デスティネーション装置に前記データを送信するノーマルモードと、
    前記予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点ごとに、前記第１リンク（ｄｉｒｅｃｔ ｌｉｎｋ）と前記第２リンクを交互（ａｌｔｅｒｎａｔｅ）として用いて、前記ソース装置が前記デスティネーション装置に前記データを送信する交換モードのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１０に記載のデスティネーション装置の通信方法。
17. 前記動作モードが前記ノーマルモードであり、前記デスティネーション装置が前記予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点から前記データセンシングタイム内に前記ソース装置から利用可能なデータを受信することができない場合、前記選択されたリンクを選択されていないリンクにスイッチングするステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載のデスティネーション装置の通信方法。
18. 前記動作モードが前記ノーマルモードであり、前記ソース装置から受信した最後のフレームのＭＡＣヘッダのＭｏｒｅ Ｄａｔａフィールドの値が「０」である場合、前記選択されたリンクで前記データセンシングタイムの間に前記データを受信しなくても前記選択されたリンクを保持するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載のデスティネーション装置の通信方法。
19. 前記動作モードが前記交換モードであり、前記ソース装置から受信した最後のフレームのＭＡＣヘッダのＭｏｒｅ Ｄａｔａフィールドの値が「０」である場合、前記予め設定されたリンクチェンジインターバルの次のリンクチェンジインターバルで前記選択されたリンクを保持するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載のデスティネーション装置の通信方法。
20. 前記動作モードが交換モードであり、前記デスティネーション装置が前記第１リンクを介して前記予め設定されたリンクチェンジインターバルの次のリンクチェンジインターバルで前記第２リンクのデータを受信した場合、前記交換モードに応じて前記第２リンクにスイッチングする代りに前記第１リンクを保持するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載のデスティネーション装置の通信方法。
21. ソース装置が前記ソース装置からデスティネーション装置に直接接続される第１リンク、及び前記ソース装置から前記デスティネーション装置にリレイ装置を経由して接続される第２リンクのうち前記第２リンクを選択されたリンクとして選択する場合、予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点で前記ソース装置からのデータ受信を待機するステップと、
    前記データを前記デスティネーション装置に送信するステップと、
    を含み、
    前記ソース装置から前記データを送信するために用いられる動作モード及び前記リレイ装置の中継方式に関する情報を受信するステップをさらに含み、
    前記リレイ装置の中継方式は、
    予め設定されたリンクチェンジインターバルで前記第１リンクを前記第２リンクにスイッチングし、前記デスティネーション装置が前記第１リンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイムの後に前記第２リンクに前記データを送信するフルデュプレックス方式と、
    前記送信装置が前記第１リンクを用いる場合には、前記フルデュプレックス方式と同一の方式で前記データを送信し、前記送信装置が前記第２リンクを用いる場合には、前記ソース装置と前記リレイ装置との間のリレイリンクのための第１周期、及び前記リレイ装置と前記デスティネーション装置との間のリレイリンクのための第２周期により前記データを送信するハーフデュプレックス方式のうち少なくとも１つを含み、
    前記リレイ装置の中継方式がハーフデュプレックス方式である場合、前記選択されたリンクが前記第２リンクであり、以前データフレームのＭｏｒｅ Ｄａｔａフィールドの値が「０」であれば、前記第２リンクで前記第２周期の間にデータを受信しなくても前記第１リンクにスイッチングしないステップを含むことを特徴とするリレイ装置の通信方法。
22. 前記ソース装置から、前記ソース装置と前記リレイ装置との間のリレイリンクのための第１周期、及び前記リレイ装置と前記デスティネーション装置との間のリレイリンクのための第２周期に関する情報を受信するステップと、
    前記第１周期で前記ソース装置から前記データを受信するステップと、
    前記第２周期で前記データを前記デスティネーション装置に送信するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項２１に記載のリレイ装置の通信方法。
23. 前記ソース装置から、前記ソース装置が前記リレイ装置に送信したデータがデスティネーション装置に伝達されたかの有無を把握するための要求フレームを受信するステップと、
    前記要求フレームに応答して前記データが前記デスティネーション装置に伝達されたかの有無を示す応答フレームを送信するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項２１に記載のリレイ装置の通信方法。
24. 前記リレイ装置は、
    前記予め設定されたリンクチェンジインターバルで前記第１リンクを前記第２リンクにスイッチングし、前記デスティネーション装置が前記第１リンクを介してデータが送信されたか否かを検出するためのデータセンシングタイムの後に前記第２リンクで前記データを送信するフルデュプレックス方式と、
    前記送信装置が前記第１リンクを用いる場合には、前記フルデュプレックス方式と同一方式で前記データを送信し、前記送信装置が前記第２リンクを用いる場合には、前記第１周期及び前記第２周期により前記データを送信するハーフデュプレックス方式のうち少なくとも１つの中継方式により動作し、
    前記中継方式が前記フルデュプレックス方式である場合に、前記予め設定されたリンクチェンジインターバルの開始時点から一定時間の間に前記リレイ装置の更なる１つの指向性アンテナの方向を調整し、前記デスティネーション装置に向かうリンクを介して前記データの受信を待機するステップを含むことを特徴とする請求項２１に記載のリレイ装置の通信方法。
25. 前記中継方式が前記フルデュプレックス方式である場合、前記リレイ装置が受信した各フレームに対して前記フレームのタイプ及びアック（ＡＣＫ）信号に対する政策に応じて前記リレイ装置の指向性アンテナの動作を送／受信状態に切り替えるステップを含むことを特徴とする請求項２４に記載のリレイ装置の通信方法。

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