JP6774043B2 - 無線ネットワークにおいて受信ビーム形成を用いるコンテンションベースのランダムアクセス - Google Patents

無線ネットワークにおいて受信ビーム形成を用いるコンテンションベースのランダムアクセス Download PDF

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Description

〔関連出願の相互参照〕
[0001] 本出願は、２０１７年１月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／４４５，７８６号に対する優先権及びその利益を主張するものであり、この仮特許出願はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。
〔連邦政府が支援する研究又は開発に関する記述〕
[0002] 適用なし
〔コンピュータプログラムによる添付物の引用による組み入れ〕
[0003] 適用なし
〔著作権保護を受ける資料の通知〕
[0004] 本特許文書中の資料の一部は、米国及びその他の国の著作権法の下で著作権保護を受けることができる。著作権の権利所有者は、米国特許商標庁の一般公開ファイル又は記録内に表されるとおりに第三者が特許文献又は特許開示を複製することには異議を唱えないが、それ以外は全ての著作権を留保する。著作権所有者は、限定するわけではないが、米国特許法施行規則§１．１４に従う権利を含め、本特許文献を秘密裏に保持しておくあらゆる権利を本明細書によって放棄するものではない。
[0006] 本開示の技術は、一般に、局間の指向性無線通信に関し、具体的には、ＳＴＡとＡＰとの間のスロット通信において、スケジュールされた受信機ビーム形成を利用することに関する。
[0008] ミリメートル波長（ｍｍ波又はｍｍＷ）無線ネットワークは、その関連するリンクバジェットが乏しいにもかかわらず、ますます重要になってきている。しかし、多数のアンテナは、数ミリメートル程度の波長を有するので、ｍｍ波無線に実装することができる。これらのアンテナシステムは、いわゆるビーム形成において、指向性を高くすることができる。ビーム形成通信は、より多くのアンテナを利用して、送信を所望の無線方向に向けて、リンクバジェットの制限を克服しようとしている。
[0009] 図１Ａ及び図１Ｂは、指向性アンテナ及び低指向性アンテナ又は無指向性アンテナの例を示す。図１Ａに、ｍｍＷ送信及び／又は受信ビーム形成（ＢＦ）のために形成することができる方向、ビームのセット例が見られる。図中、各ビームは、図１Ｂに見られる（擬似）オムニアンテナのための受信信号電力に対して、数十ｄＢのゲインを与えることができる。この例では、擬似全方向性アンテナが見られ、これは、基本的に２つの一般的な方向を有するが、ビーム形状が、異なるアンテナで、著しく異なる。相違点は、図１Ａの指向性アンテナは、スプリアス送信を低減しつつ、ゲインを所定の方向に増加させることである。
[0010] ビーム形成（ＢＦ）トレーニングは、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、これは、セクタスイープを用い、必要なシグナリングを行って、ネットワークの各局（ＳＴＡ）が、送信及び受信の両方に対して適切なアンテナシステム設定を決定することができるようにする。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ標準（以下、８０２．１１ａｄと呼ぶ）では、セクタレベルスイープ（ＳＬＳ）は、必須の段階である。ＳＬＳの間に、１対のＳＴＡが、異なるアンテナセクタにわたって、一連のセクタスイープ（ＳＳＷ）フレームを交換して、最も高い信号品質を提供するものを見つける。最初に送信する局をイニシエータと呼び、２番目の局を応答機と呼ぶ。
[0011] 送信セクタスイープ（ＴＸＳＳ）の間に、ＳＳＷフレームが、異なるセクタで送信され、一方、ペアリングノード（応答機）は、擬似全方向性パターンで受信する。応答機は、最良のＳＮＲを提供したイニシエータからアンテナアレイセクタを決定する。
[0012] 図２は、応答機ＳＴＡによって受信するためのイニシエータＳＴＡによる指向性送信を示す。応答機は、それ自身に向けられる送信セクタが、図２の上部に強調表示で示されているものであることを判定する。
[0013] 図３は、通常のシナリオにおけるＢＦトレーニング及びＣＢＡＰチャネルアクセスを示す８０２．１１ａｄにおけるアクセス期間を示す。図中、ビーコン送信間隔（ＢＴＩ）及び関連付けビーム形成トレーニング期間（Ａ−ＢＦＴ）を含むビーコンヘッダ間隔（ＢＨＩ）が見られる。ＢＴＩ及びＡ−ＢＦＴ間隔の間に、セクタレベルスイープが見られ、イニシエータＴＸＳＳと複数の応答機との間で、通信が行われている。ＢＨＩに続いて、コンテンションベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）を含むデータ伝送間隔（ＤＴＩ）が示されている。ＤＴＩは、ＣＢＡＰ以外のチャネル時間を含むことができる。以下、例示の簡潔のために、限定するものではないが、ＤＴＩは、単一のＣＢＡＰを含むと仮定する。
[0014] アクセスポイント（ＡＰ）は、どのＳＴＡが任意の時間に送信するのか分からないので、擬似オムニ受信のままである。ＣＢＡＰに、ＣＳＭＡベースのアクセスの２つの一般的な実施形態を利用することができる。（１）第１の実施形態では、ＲＴＳ／ＣＴＳがなく、ＳＴＡは、チャネル検出及びランダムバックオフにより、アクセスしようと競合する。ＳＴＡが、アクセスを獲得したＴＸＯＰの始めに、更なるＢＦトレーニングを要求しない限り、ＡＰは、擬似オムニ送信のままである。複数のＳＴＡがフレームをＡＰに送信しようとするとき、ＳＴＡのデータフレームはＡＰで衝突する可能性があることが分かるであろう。通信プロトコルが、衝突の可能性を低減するための追加の手段を実装する場合は、好ましい。（２）第２の実施形態では、ＲＴＳ／指向性ＣＴＳが行われ、ＳＴＡは、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順により、チャネルアクセスしようと競合する。ＲＴＳフレームは、ＡＰで衝突する可能性がある。ＲＴＳ／ＣＴＳ交換の後、ＡＰは、更なるＢＦトレーニング改善を行い、指向性モードで受信することができる。
[0015] 図４は、ｍｍＷアクセスの別の形式を示し、これは、８０２．１１ａｄにおいてサービス期間（ＳＰ）を用いるスケジュールされたアクセスである。チャネル時間の所有権は、ＡＰによって、単一のＳＴＡに許可されて、これはＡＰと通信する。更に、ＡＰは、チャネル時間を２つの局に与えることができ、これらは、ＳＴＡ１がＳＴＡ３と通信しているＳＰ３に見られるように、Ｐ２Ｐモードで互いに通信する。ＳＰ割り当ては、ＤＴＩの前に通信される。図は、ＢＴＩ及びＡ−ＢＦＴを含むＢＨＩと、これに続いて、複数のＳＰを含むＤＴＩとを示す。間隔図のブロックの下に、ＳＰ１中のＡＰとＳＴＡ１との通信、ＳＰ２中のＡＰとＳＴＡ２との通信、ＳＰ３中のＳＴＡ１とＳＴＡ３との通信、及びＳＰ４中のＡＰとＳＴＡ３との通信のアイコン図を示す。単一のＳＴＡのみが、任意の時間スロットにチャネルにアクセスすることを許され、専用のスケジューリングメッセージが、ＡＰと局との間で交換されている。
[0016] しかしながら、上記の手法の場合、リンクバジェット及びＭＡＣ効率は、依然として制限される。
[0017] したがって、無線通信ネットワーク内の向上したアクセス機構が必要である。本開示は、その必要を満たし、従来技術よりも更なる利益を提供する。
[0018] 無線ネットワークに用いられる受信ビーム形成を利用し、特に、ミリメートル波（ｍｍＷ）ネットワークで用いるのによく適しているコンテンションベースのランダムアクセス機構を説明する。本開示は、局がチャネルアクセスしようと競合することができるスロットを有するスロットランダムアクセス機構を利用する。受信機（Ｒｘ）ビーム形成（ＢＦ）のためのスケジュールされた時間内への送信セクタ及び受信セクタのマッピングを行い、このマッピングは、アクセスポイント（ＡＰ）によって用いられて、フレームの間に全ての受信セクタを走査する。局のみが、ＡＰからの最良ＢＦセクタのマッピングに対応するスロットにおいて、チャネルにアクセスしようとする。
[0019] 本開示は、ＡＰでの通信衝突を低減しつつ、リンクバジェット及びＭＡＣ効率の両方の向上を含むいくつかの利益を提供する。ＢＦトレーニングをデータ伝送間隔（ＤＴＩ）内に延長する必要も低減する。更に、ＡＰからＳＴＡへの明示スケジューリング情報の交換のためのオーバヘッドが低減される。
[0020] 本開示では、いくつかの用語が使用され、その意味は、一般に、下記の通りである。
[0021] Ａ−ＢＦＴ：関連付けビーム形成トレーニング期間；ネットワークに加わる新しい局（ＳＴＡ）の関連付け及びＢＦトレーニングに用いられる、ビーコンで知らされる期間。
[0022] ＡＰ：アクセスポイント；１つの局（ＳＴＡ）を含み、関連するＳＴＡのための無線媒体（ＷＭ）を介して、分配サービスへのアクセスを行うエンティティ。
[0023] ビーム形成（ＢＦ）：全方向性アンテナパターン又は擬似オムニアンテナパターンを用いない指向性送信。送信機でビーム形成を用いて、意図された受信機で、受信信号電力又は信号対雑音比（ＳＮＲ）を向上させる。
[0024] ＢＳＳ：基本サービスセット；ネットワーク内のＡＰとうまく同期した局（ＳＴＡ）のセット。
[0025] ＢＳＳＩＤ：基本サービスセット識別。
[0026] ＢＨＩ：ビーコン送信間隔（ＢＴＩ）及び関連付けビーム形成トレーニング期間（Ａ−ＢＦＴ）を含むビーコンヘッダ間隔。
[0027] ＢＴＩ：ビーコン送信間隔；連続するビーコン送信の間の間隔。
[0028] ＣＢＡＰ：コンテンションベースのアクセス期間；コンテンションベースのエンハンスト分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ）が用いられる指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ＢＳＳのデータ伝送間隔（ＤＴＩ）内の期間。
[0029] ＤＴＩ：データ伝送間隔；全ＢＦトレーニングが許可され、この後に実際のデータ伝送が続く期間。これは、１つ又はそれ以上のサービス期間（ＳＰ）及びコンテンションベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）を含むことができる。
[0030] ＭＡＣアドレス：媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス。
[0031] 全方向性：送信の無指向性アンテナモード
[0032] 擬似全方向性：最も広いビーム幅が得られる指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）アンテナ動作モード。
[0033] 受信セクタスイープ（ＲＸＳＳ）：異なるセクタを介するセクタスイープ（ＳＳＷ）フレームの受信であり、スイープは、連続する受信の間に行われる。
[0034] ＲＸＢＦ：受信機ビーム形成。
[0035] ＳＬＳ：セクタレベルスイープ段階；４つの構成要素と同数を含むことができるＢＦトレーニング段階：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）、応答機リンクをトレーニングするための応答機セクタスイープ（ＲＳＳ）、ＳＳＷフィードバック及びＳＳＷＡＣＫを用いることなど。
[0036] ＳＮＲ：受信信号対雑音比（単位：ｄＢ）
[0037] ＳＰ：サービス期間；アクセスポイント（ＡＰ）によってスケジュールされるＳＰ。スケジュールされたＳＰは、一定の時間間隔で開始する。
[0038] ＳＴＡ：局；無線媒体（ＷＭ）に対する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）インタフェー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。
[0039] スイープ：短いビーム形成フレーム間空間（ＳＢＩＦＳ）間隔によって分離される送信のシーケンスであり、送信機又は受信機のアンテナ構成が送信間に変化する。
[0040] ＳＳＷ：セクタスイープ；送信が、異なるセクタ（方向）及び受信信号、強度等について収集された情報で行われる動作である。
[0041] 送信セクタスイープ（ＴＸＳＳ）：異なるセクタを介する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り、スイープは、連続する送信の間に行われる。
[0042] 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を示すが、この詳細な説明は、本技術の好ましい実施形態に制限を課すことなく完全に開示することを目的とする。
[0043] 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さらに完全に理解されるであろう。
擬似全方向性パターンと比較される指向性ビームパターンを示すアンテナパターンマップを示す図である。 擬似全方向性パターンと比較される指向性ビームパターンを示すアンテナパターンマップを示す図である。 応答機ＳＴＡが擬似オムニパターンに従って受信するために、指向性送信を利用するイニシエータ局（ＳＴＡ）からのアンテナビームパターンを示す図である。 ８０２．１１ａｄに利用されるコンテンションベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）を有するアクセス期間を示す通信期間図である。 ８０２．１１ａｄに実装されるスケジュールされたアクセスを示す通信期間図である。 本開示の一実施形態により利用されるＡＰと２つの局との間のフレーム交換を示す通信期間図である。 本開示の一実施形態により利用されるＡＰと２つの局との間のフレーム交換を示す通信期間図である。 本開示の一実施形態による、ＡＰで行われるスケジュールされたＲＸＢＦのフロー図である。 本開示の一実施形態による、ＳＴＡで行われるスケジュールされたＲＸＢＦのフロー図である。 本開示の一実施形態により利用されるアンテナセクタ図及び関連する通信期間図である。 本開示の一実施形態により利用されるアンテナセクタ図及び関連する通信期間図である。 本開示の一実施形態により利用されるＡＰ、ＳＴＡ１及びＳＴＡ２の間のフレーム交換を行うＢＨＩにおけるフレーム送信を示す通信期間図である。 本開示の一実施形態により利用される、ＡＰがそのＲＸＢＦ動作モードを変更するビーコン送信を示す通信期間図である。 本開示の一実施形態により利用されるビーコンフレームフォーマットのデータフィールド図である。 本開示の一実施形態により利用される受信機ＢＦ制御フィールドフォーマットのデータフィールド図である。 本開示の一実施形態により利用されるスケジュール要素コンテンツのデータフィールド図である。
１．ＲＸＢＦを用いるスロットコンテンションの導入説明
[0058] 開示される通信プロトコルは、ＡＰを、データ伝送間隔（ＤＴＩ）の間に受信機（ＲＸ）ビーム形成（ＢＦ）で動作させるように構成される。ＡＰは、ＤＴＩ内のそのコンテンションベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）をコンテンションスロットに分割し、ビーム形成によって指向性受信を用いて、各スロットで新しいアンテナセクタ方向から受信するようになっている。少なくとも１つの実施形態では、ＡＰのＲＸＢＦは、ＤＴＩ内のＣＢＡＰの間の全ての受信方向をカバーする。ＤＴＩのスロットにわたるＲＸＢＦの正しいパターンは、ＢＦトレーニング情報のマッピングにより決定される。ネットワーク上の局（ＳＴＡ）のみが、例えば、ＤＴＩにおいて送信されるフレーム、すなわち、ビーコンフレーム内の１ビット信号（ＲＸＢＦフラグサブフィールド）を利用して、ＲＸＢＦマッピングが適用されるか否かを知る必要があり、ＡＰからの最良セクタ方向に基づいて、どの送信時間スロットを用いるかを決定することができる。
２．コンテンションベースのＲｘＢＦの実施
[0060] 図５Ａ及び図５Ｂは、ＢＨＩにおけるフレーム送信の例を示す。図５Ａに、ＡＰ、ＳＴＡ１及びＳＴＡ２の間のフレーム交換例が見られる。この図では、ＢＨＩ１１の後にＤＴＩ１５が続くのが見られる。ＢＨＩ１１は、ＢＴＩ１２及びＡ−ＢＦＴ１４に分割され、その下に、セクタレベルスイープフレーム及びセクタレベルスイープフィードバックフレーム１６が見られる。ＡＰは、ＳＳＷフレームをビーコンフレームとして送信し（２０）、ＳＴＡ１は、ＳＳＷフレームのセットを送信し（２２）、ＳＴＡ２もフレームを送信している（２４）のが見られ、ＡＰがフィードバックフレームを送信している（２６）のが見られる。このように、ＳＴＡは、ビーム形成されたビーコン信号を受信し、このビーコン信号は、ＢＨＩにおいてセクタスイープで送信されることが、図に見られる。ＳＴＡは、各信号の信号品質を比較し、どのセクタが自局にとって最良であるかを判定する。ＳＴＡは、Ａ−ＢＦＴにおいてＳＳＷフレーム送信で返信して、ＡＰに、どのセクタがそのＡＰにとって最良であるかを判定させ、ＳＴＡは、ＡＰ方向のＳＴＡの最良セクタを含むＡＰからＳＳＷフィードバックを受信する。
[0061] 図５Ｂは、図５Ａに示したようなＢＴＩ１２、Ａ−ＢＦＴ１４を示すビーコンヘッダ間隔（ＢＨＩ）の実施形態例１０を示し、セクタレベルスイープ及びフィードバックは、ＢＨＩの間に行われる。各ＳＴＡ及びＡＰは、このセクタレベルスイープにより、ボックス１８に挙げられる情報を取得する。各ＳＴＡは、それが送信を受信するＡＰセクタの数、ＡＰからのセクタのうち最良のもの、及びＳＴＡからＡＰへの最良セクタを決定する。ＡＰは、異なるＳＴＡからＡＰに向かう最良セクタを決定する。
[0062] ビーコンヘッダ間隔の間に行われるＢＦトレーニングの後、ＡＰ及び異なるＳＴＡは、ＢＦ最良セクタ及びＡＰのアンテナ能力についての情報を取得する。次に、この情報を利用して、（ａ）ＤＴＩにおいてスケジュールされたＲＸＢＦ内にマッピングを行い、（２）ＳＴＡによって（ＤＴＩ内のそれらの期間の間に）チャネルアクセスを試みる。ＳＴＡがフレームをＡＰに送信しようとするとき、ＳＴＡは、ＡＰが、最良のＳＮＲを与えるビームを有するＲＸＢＦを実行している期間を選ぶ。この開示される解決法は、各スロットで、どのＳＴＡがチャネルにアクセスするかについての明示的なシグナリングが必要ないので、オーバヘッドが著しく低減されることを理解されたい。
２．１．ＡＰでのスケジュールされたＲｘＢＦ
[0064] ＡＰのプログラミングは、以下のステップに従ってＲＸＢＦを用いてスロットコンテンションを実行するように構成される。（１）ＡＰは、コンテンションベースの時間を、ＡＰにおけるセクタの数で分割して、各スロット間隔Ｔｓを得る。本開示の全ての実施形態は、アンテナ方向性のいずれの粒度（量子）もサポートすることができ、一方、図１Ａに見られるようなビームパターンを例示として示すが、これに限定されるものではないことを理解されたい。更に、これらの方向は、複数のアンテナに結合される単一の通信回線を用いることから、又は例えば各所望の方向軸にアンテナアレイを有する複数のアンテナに各々結合される複数の通信回線から生じることができることが理解されるであろう。（２）全てのＳＴＡに向いている最良セクタの数は、ＳＴＡから受信されるフィードバックから得られ、記録される。フィードバックは、ＳＴＡによってＡ−ＢＦＴに送信されるＳＳＷフレーム内で受信される。しかしながら、１つのアンテナセクタが、多くの（多すぎる）ＳＴＡに向いている最良セクタである場合、システムは、従来のＣＢＡＰの使用にフォールバックすることができ、これは、ＲＸＢＦフラグをその状態に設定することによって示される。それ以外の場合では、ＲＸＢＦフラグは、ＲＸＢＦを用いるスロットコンテンションアクセスを示すように設定され、その後、ＲＸＢＦが利用される。
[0065] 本開示の実施形態は、最良セクタに加えて、他の利用できるアンテナ方向を記録し、これらを、特定の状況で、例えば、ＳＴＡ通信を同じスロットではなく異なるスロットにわたるように分離するのを助けるために用いるように、実施することもできることに留意されたい。
[0066] ＡＰでのスケジュールされたＲｘＢＦは、一般に、下記の通り表すことができる。
Figure 0006774043
[0069] （３）ＡＰは、前のステップから得られる値に基づいてＢＨＩにおいて送信されるビーコンフレームにおいてＲＸＢＦフラグを送信するように構成される。（４）ＢＨＩに続くデータ伝送間隔（ＤＴＩ）におけるコンテンションベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）の間に、ＡＰは、Ｔｓの期間に対して各セクタアンテナパターンに対応するＲｘＢＦを適用する。
[0070] 図６は、ＡＰで行われるコンテンションベースのＲｘＢＦの実施形態例３０を示す。処理が開始し（３２）、ＤＴＩの時間を、ＡＰとネットワーク内のＳＴＡの１つとの間で通信するための最良セクタであるアンテナセクタの数で分割する（３４）ことによって、スロットの数を決定して、時間スロットの長さに達する。少なくとも、ＡＰから各ＳＴＡへの最良セクタが記録される（３６）。最良セクタの数が、選択された閾値よりも大きいか（例えば、ＳＴＡが、コンテンションベースのＲＸＢＦの使用を保証するのに十分な最良セクタがあるか）どうかを判定するため、チェックが行われる（３８）。例えば、全てのＳＴＡがＡＰから単一の最良セクタ方向にあった場合、又は、そうでなければ、ＲＸＢＦの実行を保証する最良セクタ方向が少なすぎる場合、プログラミングは、処理を終了する（４６）前に、任意の所望の従来のコンテンションスキームの実行にデフォルト設定する（４０）（スロットＲＸＢＦフラグは、ＢＨＩにおいてクリアである）ように構成される。十分な数の最良セクタ方向が識別される場合、ブロック４２に達し、スロットＲＸＢＦフラグを設定する。次に、ブロック４４で、ＤＴＩの間に、識別された時間スロットの各々に対して、受信機ビーム形成を用いることによって、ＡＰ通信が行われる。全ての時間スロットがこのように処理された後、通信フレーム及び処理が終了する（４６）。
[0071] 例示及び実施の簡潔のために、各スロットは、同じ時間長であると考える。しかしながら、本開示の実施形態では、時間スロットが、単にＤＴＩ時間を最良セクタの数で分割すること以外の何かを用いることにより、異なる長さを有することができることが考えられる。例えば、ＣＢＡＰを局の数で分割して、長さを求めることができ、共通のアンテナ方向を共有するＳＴＡは、その求められた長さの倍数である長さを有する時間スロットを受信し、これにより、より多くの時間をＳＴＡに与えて、その延長された時間スロット内にコンテンションの問題を処理するようになっている。上記を例示として示すが、これに限定されるものではない。というのも、本発明は、様々な機構を用いて、ＡＰとＳＴＡとの間にスケジュールされたようにスロットを割り当てることができるからである。
２．２．ＳＴＡでのスケジュールされたＲｘＢＦ
[0073] 各局（ＳＴＡ）は、以下のステップに従って、ＡＰのスケジュールされたコンテンションベースのＲＸＢＦを利用して通信するように構成される。（１）コンテンションベースの時間を、ＡＰにおけるセクタの数で分割して、各スロット間隔Ｔｓを得る。図９及び図１０に関して後述するように、ＡＰにおけるセクタの数は、ＡＰによって送信されるビーコンフレームに含まれるＢＦ制御フィールド内のＢＦスロットサブフィールドを介して、ＳＴＡにシグナリングされる。（２）ＡＰからの最良セクタを記録する。（３）セクタ数を、対応するスロット数にマップする。上記のステップ（１）〜（３）は、ＡＰで実行される同じ処理において求められるのと同じ結果をもたらし、ＡＰ及びＳＴＡは、スロット割り当ての使い方の点で一致する（同等である）。（４）入力フレームのヘッダ（ＢＨＩ）を受信して処理する。ＲＸＢＦスロットスケジューリングは、チャネルアクセスフラグ（例えば、ビット）で示される場合、実行され、それ以外の場合では、実行は、ＡＰによって利用されるものと一致する何らかの形式の従来のコンテンションアクセスの使用にフォールバックする。開示されるＲＸＢＦスロットスケジューリングを用いる場合、ＳＴＡは、ＢＦトレーニングの結果に応じて、ＡＰに向かって送信機ビーム形成（ＴＸＢＦ）を適用し、ステップ（３）のセクタとスロットとのマッピングに基づいて、ＡＰに送信しようとして、その後に、コンテンションランダムアクセスルールを、チャネル検出及びランダムバックオフ値の使用に適用する。これは、下記の通り表すことができる。
Figure 0006774043
[0080] 図７は、ＳＴＡでのスケジュールされたＲｘＢＦの実施形態例５０を示す。処理が開始し（５２）、ＤＴＩの時間を、ＡＰとネットワーク内のＳＴＡの１つとの間で通信するための最良セクタであるアンテナセクタの数で分割する（５４）ことによって、スロットの数を決定して、時間スロットの長さに達する。少なくとも、ＡＰから各ＳＴＡへの最良セクタが記録される（５６）。次に、ＳＴＡは、アンテナセクタ数を時間スロットにマップし、自局に対して、そのＳＴＡについてＡＰで決定されたのと同じ決定に達する。ヘッダ情報が、受信され（６０）、スケジュールされたＲＸＢＦが選択されているかチェックする（６２）。フラグが設定されていない場合、プログラミングは、実行を、ＡＰで利用されるのと同じ従来のコンテンションスキームにデフォルト設定し（６４）、ＤＴＩの後、処理を終了する（６８）。そうでなければ、スロットＲＸＢＦが選択されている場合、ＳＴＡは、決定されたスロットの間にＴＸＢＦを用いて、終了する（６８）前にＡＰと通信する。
３．スロットコンテンションＲＸＢＦの利用の例
[0082] 図８Ａは、ＡＰから異なるＳＴＡ又はＳＴＡのグループへのアンテナセクタ７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄを示す実施形態例７０を示す。この例では、セクタの数は４つであるが、本開示は、複数のセクタ（例えば、２つ以上）が識別される限り、任意の数のセクタ（任意の所望の閾値）で実行することができ、それ以外の場合では、従来のコンテンションを用いる動作にデフォルト設定することが好ましい。この例では、これらのセクタの４つが決定されるので、Ｔdataの長さを有するＤＴＩは、４つのＴs期間に分割される。したがって、Ｔs＝Ｔdata ／＃ｓｅｃｔｏｒｓであり、これは、この例では、Ｔs＝Ｔdata ／４である。上記の例は、表１に見られ、表１は、ＡＰセクタと時間スロット及び局とのマッピングを示し、これらの局は、各スロットでチャネルアクセスしようと競合する（例えば、ＳＴＡ２及びＳＴＡ３）。
表１
ＡＰセクタと時間スロットとのマッピング例
Figure 0006774043
[0083] 図８Ｂは、ＢＦトレーニングからの情報を利用して、スケジュールされたＲｘＢＦ及び選択的なコンテンションを用いてスロットチャネルアクセスを実行する通信期間９２の実施形態例９０を示す。ヘッダ間隔は、ＢＴＩ９８及びＡ−ＢＦＴ１００で示されている。ＢＴＩ９８内において、ビーコンフレーム１０２が、セクタスイープの形式で送信される。ビーコンフレームは、ＲＸＢＦが対応するＣＢＡＰにおいて処理されるかどうかを示すＲＸＢＦフラグサブフィールドを含む。ビーコンフレームは、また、ＣＢＡＰが何個のスロットに分割されるかを示すＢＦスロットサブフィールドを含む。長さＴdataのデータ間隔（ＤＴＩ）９３は、この例では、４つの間隔１０４、１０６、１０８及び１１０に分割されているのが示され、各間隔は、長さＴs１０３を有する。図の下部の局マッピング９４に、ＳＴＡ１がＡＰの第１のセクタを最良セクタとして選択したので、ＳＴＡ１（９６ａ）は期間１０４の間に通信し、ＳＴＡ２及びＳＴＡ３がＡＰの第２のセクタを最良セクタとして選択したので、ＳＴＡ２（９６ｂ）及びＳＴＡ３（９６ｃ）は期間１０６の間に通信し、ＳＴＡ４がＡＰの第３のセクタを最良セクタとして選択したので、ＳＴＡ４（９６ｄ）は期間１０８の間に通信し、ＳＴＡ５がＡＰの第４のセクタを最良セクタとして選択したので、ＳＴＡ５（９６ｅ）は期間１１０の間に通信することが見られる。説明したように、ＡＰは、ＳＴＡから受信される応答に応じて、ＲＸＢＦフラグの設定を変更することができる。ＡＰがＲＸＢＦフラグの値を変更した後、ＡＰは、Ａ−ＢＦＴの最後のスロットを用いて、ＳＳＷフレームをＳＴＡに送信して、ＲＸＢＦフラグの変更を直ちに通知するようにすることができる。
[0084] 図９は、図５Ａに示したものを延長する実施形態例１３０を示す。この図に、ＡＰが、ＲＸＢＦフラグを更新し（１３２）、これが、フレームにおいて送信される（１３４）のが見られる。
[0085] 図１０は、いくつかのビーコン間隔（ＢＩ）１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃを示す実施形態例１５０を示す。ＡＰは、ＡＰと通信しているＳＴＡの挙動の履歴に基づいて、ＲＸＢＦフラグの設定を変更することができる。第１のビーコン間隔（ＢＩ）１５２ａで、ＡＰは、ＢＨＩ１５４においてＲＸＢＦフラグを１に設定して、ＲＸビーム形成が、ＤＴＩ１５６においてＣＢＡＰのスロット毎に適用されることを通知する。第２のＢＩ１５２ｂで、ＡＰは、ＢＨＩにおいて１に設定されるＲＸＢＦフラグを再び送信した（１６０）。しかしながら、ＡＰは、ＳＴＡがＡＰの同じセクタを最良セクタとして選択したことを示すＳＴＡからの新しい応答１５８を受信した。結果として、ＤＴＩ期間１６２の後、ＡＰは、従来のコンテンションスキームにスイッチバックすることを決定する。したがって、第３のＢＩ１５２ｃで、ＡＰは、ＢＨＩ１６４において、ＤＴＩ１６６の前にビーコンフレームのＲＸＢＦ制御フィールドのＲＸＢＦフラグサブフィールドをクリアすることによって、ＣＢＡＰにＲＸＢＦを適用しないことをＳＴＡに通知する。
４．スロットコンテンションＲＸＢＦのためのデータ構造
[0087] 図１１は、以下のフィールド及び情報要素を有するビーコンフレームフォーマットの実施形態例１７０を示す。フレーム制御：８０２．１１仕様に定義されるように、フレームのタイプ等を指定する。持続期間：８０２．１１仕様に定義されるようなＢＴＩの終わりまでの時間を指定する。ＢＳＳＩＤ：８０２．１１仕様に定義されるようなネットワークのＩＤである。タイムスタンプ：８０２．１１仕様に定義されるような、フレームの送信機によって維持されるネットワークタイマ値である。ＳＳＷ：８０２．１１仕様に定義されるようなセクタスイープ情報。スケジュール：８０２．１１仕様に定義されるような、ＤＴＩにおいてＳＴＡが媒体にアクセスすることができるタイミング情報を含む。ＲＸＢＦ制御：フレームの送信機がどのようにＲＸＢＦを実行するかを指定する。各種情報：８０２．１１仕様に定義されるようなネットワーク属性に関する他の同報通信情報を提供することができる。
[0088] 図１２は、以下のフィールドを含むＲＸＢＦ制御フィールドフォーマットの実施形態例１９０を示す。ＲＸＢＦフラグ：スケジュールされたＲＸＢＦ又は従来のコンテンションを用いるかを示し、この実施形態例では、ＲＸＢＦがＤＴＩのコンテンション期間に作動されるとき、１に設定される。スケジュールインデックス：ＲＸＢＦがどのコンテンション期間に作動されるかを指定する。ＲＸＢＦは、同じスケジュールインデックスがスケジュール要素に割り当てられているＣＢＡＰにおいて作動される。ＢＦスロット：コンテンション期間内のＢＦ動作のためのスロットの数を示す（前記の例では、４つのスロット）。
[0089] 図１３は、以下のフィールド１９２を含むスケジュール要素フォーマットの実施形態例１９０を示す。要素ＩＤ：情報要素のタイプを指定する（この情報ブロックはスケジューリングのためのものであることを示す）。長さ：情報要素の長さを指定する。割り当て：チャネル時間スケジュール情報を含む。ＡＰは、ＤＴＩにおいて複数の割り当てを設定することができることを理解されたい。
[0090] 上記の割り当てフィールドは、以下のサブフィールド１９４を含む。スケジュールインデックス：この特定の割り当てのインデックスであり、スケジュールインスタンスのＩＤとして用いられる。割り当てタイプ：これは、スケジュールインスタンスのタイプ、すなわち、（０）コンテンションアクセス、又は（１）非コンテンションアクセス、を指定する。割り当て開始：これは、スケジュールインスタンスが可能になる時間を指定する。割り当て持続期間：このサブフィールドは、スケジュールインスタンスの時間持続期間を指定する。ブロックの数：ＤＴＩにおいて、何個のスケジュールブロックが発生するかを指定するサブフィールドである。割り当てブロック期間：このサブフィールドは、スケジュールブロックの間の間隔を指定する。
５．実施形態の一般的な範囲
[0092] 提示される技術で説明される改良は、様々な無線（例えば、ｍｍ波）送信機、受信機及びトランシーバ内に容易に実装することができる。また、現代の無線送信機、受信機及びトランシーバは、好ましくは、１つ又はそれ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等）と、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等）とを含むように実装され、これによって、メモリに記憶されるプログラミング（命令）は、プロセッサ上で実行されて、本明細書で説明する様々な処理方法のステップを実行することを理解されたい。
[0093] 当業者は、様々な現代の無線通信装置に関連するステップを実行するためのコンピュータ装置の使用を認識しているので、例示の簡潔のために、コンピュータ装置及びメモリ装置を図示しなかった。提示される技術は、メモリ及びコンピュータ可読媒体について、これらが非一時的である限り、非限定的であるので、一時的な電子信号を構成しない。
[0094] また、これらの計算システムのコンピュータ可読媒体（命令を記憶するメモリ）は、「非一時的」なものであり、これは、あらゆる全ての形式のコンピュータ可読媒体を含み、唯一の例外は一時的な伝播信号であることを理解されたい。したがって、開示される技術は、あらゆる形式のコンピュータ可読媒体を含むことができ、これは、ランダムアクセスのもの（例えば、ＲＡＭ）、周期的リフレッシュが必要なもの（例えば、ＤＲＡＭ）、経時劣化するもの（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ディスク媒体）、又は短期間だけ及び／又は電源があるときのみデータを記憶するものを含むが、唯一の限定として、「コンピュータ可読媒体」という用語は、一時的な電子信号に適用することができない。
[0095] 本技術の実施形態は、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、動作、数式又はその他の計算表現のフロー図を参照して、本明細書で説明することができる。この点、フロー図の各ブロック又はステップ、及びフロー図のブロック（及び／又はステップ）の組み合わせ、及びあらゆる手順、アルゴリズム、ステップ、動作、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つ又はそれ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その他のプログラマブル処理装置を含む１つ又はそれ以上のコンピュータプロセッサによって実行して、コンピュータプロセッサ又はその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、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。
[0096] したがって、本明細書で説明したフロー図のブロック、及び手順、アルゴリズム、ステップ、動作、式、又は計算表現は、特定の機能を実行するための手段の組み合わせ、特定の機能を実行するための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論理手段の形で具体化されるような、特定の機能を実行するための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図の各ブロック、及び手順、アルゴリズム、ステップ、動作、式、又は計算表現、及びこれらの組み合わせは、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。
[0097] 更に、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その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つ又はそれ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）フロー図の（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その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その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その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）フロー図の（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）動作、（単複の）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。
[0098] 更に、本明細書で使用する「プログラミング」又は「実行可能なプログラム」という用語は、本明細書で説明した１つ又はそれ以上の機能を実行するために１つ又はそれ以上のコンピュータプロセッサが実行できる１つ又はそれ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ローカルに記憶することも、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ローカル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、１つ又はそれ以上の要因に基づいて、ユーザが開始することによって又は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。
[0099] 更に、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／出力インタフェース及び／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、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、単一又は複数の装置、単一コア及びマルチコア装置、及びその変形形態を含むことを意図するものであると理解されるであろう。
[00100] 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。
[00101] １．無線ネットワークにおける通信のための装置であって、前記装置は、（ａ）各々異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタを介して、指向性無線通信を利用して、無線ネットワーク内の他の無線通信局と無線通信するように構成される無線通信回線と、（ｂ）前記無線ネットワーク上で動作するように構成される局内の前記無線通信回線に結合されるプロセッサと、（ｃ）前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的メモリと、を備え、（ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、（ｄ）（ｉ）データ伝送間隔（ＤＴＩ）内のコンテンションアクセス期間を、アクセスポイント（ＡＰ）局から前記無線ネットワーク内の各局（ＳＴＡ）へのいくつかのアンテナセクタ方向の決定に基づいて、複数の時間スロットに分割して、各局（ＳＴＡ）には、ＳＴＡ時間スロットが与えられ、前記ＳＴＡ時間スロットは、前記局専用のものであるか、又は１つ又はそれ以上の他の局と共有されるようになっているステップと、（ｄ）（ｉｉ）スケジュールされた受信機ビーム形成が利用されることが判定される場合、前記アクセスポイント（ＡＰ）によって送信される管理フレーム内の受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを設定するステップと、（ｄ）（ｉｉｉ）前記アクセスポイント（ＡＰ）局で受信機ビーム形成を用いて、各ＳＴＡ時間スロット内に、各アンテナセクタ方向にわたって、データの指向性受信を制御するステップと、を含むステップを実行する、装置。
[00102] ２．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、ＤＴＩ期間Ｔdataを、前記アクセスポイント（ＡＰ）から前記無線ネットワーク内の前記各局（ＳＴＡ）に決定される最良セクタの数で分割することによって、前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）を複数の時間スロットに分割することを含むステップを実行し、各最良セクタは、ＳＴＡ時間スロットにマップされる、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00103] ３．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記アクセスポイント（ＡＰ）によって、不十分なＳＴＡ時間スロットが存在すると判定される場合、前記アクセスポイント（ＡＰ）で従来のコンテンションアクセス機構にデフォルト設定することを含むステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00104] ４．前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）内の前記コンテンションアクセス期間は、コンテンションベースのエンハンスト分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ）が利用される指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ＢＳＳの前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）内の期間中のコンテンションベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）を含む、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00105] ５．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）内のコンテンションアクセス期間を、ビーム形成（ＢＦ）トレーニング情報のマッピングによって、前記ＤＴＩの局時間スロットにわたって、ＲＸＢＦの特定のパターンに、複数の時間スロットに分割するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00106] ６．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含む受信機制御フィールドを含むビーコンフレームを送信することによって、管理フレーム内の受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを設定するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00107] ７．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含み、また、前記ＲＸＢＦがどのコンテンション期間に作動されるかを指定するスケジュールインデックスも含む受信機制御フィールドを設定するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00108] ８．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含み、また、前記コンテンション期間内のビーム形成動作のためのいくつかのスロットを示すビーム形成（ＢＦ）スロットも含む受信機制御フィールドを設定するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00109] ９．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを、受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）又は従来のコンテンションアクセス方法であるかどうかを示すバイナリビットとして設定するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00110] １０．前記指向性無線通信は、少なくとも１つの通信回線に結合される複数のアンテナからの複数のビーム方向を用いて動作するように構成される、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00111] １１．無線ネットワークにおける通信のための装置であって、前記装置は、（ａ）各々異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタを介して、指向性無線通信を利用して、無線ネットワーク内の他の無線通信局と無線通信するように構成される無線通信回線と、（ｂ）前記無線ネットワーク上で動作するように構成される局内の前記無線通信回線に結合されるプロセッサと、（ｃ）前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的メモリと、を備え、（ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、（ｄ）（ｉ）データ伝送間隔（ＤＴＩ）内のコンテンションアクセス期間を、アクセスポイント（ＡＰ）局から前記無線ネットワーク内の各局（ＳＴＡ）へのいくつかのアンテナセクタ方向の決定に基づいて、複数の時間スロットに分割して、各局（ＳＴＡ）が、ＳＴＡ時間スロットを有し、前記ＳＴＡ時間スロットは、前記局専用のものであるか、又は１つ又はそれ以上の他の局と共有されるようになっているステップと、（ｄ）（ｉｉ）前記アクセスポイント（ＡＰ）局から前記局（ＳＴＡ）で受信される管理フレーム内の受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを受信するステップと、（ｄ）（ｉｉｉ）受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）を利用して、各アンテナセクタ方向にわたってデータを受信するように構成される前記アクセスポイント（ＡＰ）局によって受信するため、前記ＳＴＡ時間スロットの間に、送信機ビーム形成（ＴＸＢＦ）を利用することによって、フレームを前記アクセスポイント（ＡＰ）局に送信するステップと、を含むステップを実行する、装置。
[00112] １２．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、ＤＴＩ期間Ｔdataを、前記アクセスポイント（ＡＰ）から前記無線ネットワーク内の前記各局（ＳＴＡ）に決定される最良セクタの数で分割することによって、前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）を複数の時間スロットに分割することを含むステップを実行し、各最良セクタは、ＳＴＡ時間スロットにマップされる、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00113] １３．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記アクセスポイント（ＡＰ）から受信される前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグが、従来のコンテンションアクセス機構を実行することを示すように設定されている場合、前記局（ＳＴＡ）で従来のコンテンションアクセス機構にデフォルト設定することを含むステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00114] １４．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含む受信機制御フィールドを含むビーコンフレームを含む、前記アクセスポイント（ＡＰ）によって送信される管理フレーム内の受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを受信するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00115] １５．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記アクセスポイント（ＡＰ）によって送信される前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含み、また、前記ＲＸＢＦが、どのコンテンション期間に、前記アクセスポイント（ＡＰ）によって作動されるかを指定するスケジュールインデックスも含む受信機制御フィールドを受信するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00116] １６．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含み、また、前記コンテンション期間内のビーム形成動作のためのいくつかのスロットを示すビーム形成（ＢＦ）スロットも含む前記受信機制御フィールドを受信するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00117] １７．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを、前記局によって受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）又は従来のコンテンションアクセス方法を実行するかどうかを示すバイナリビットとして受信するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00118] １８．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記局（ＳＴＡ）が、前記アクセスポイント（ＡＰ）から受信される各指向性信号の信号品質を比較し、どのセクタ方向が自局（ＳＴＡ）にとって最良の信号を供給するかを判定し、前記最良の信号のセクタ方向を前記アクセスポイント（ＡＰ）に返信するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00119] １９．前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記局（ＳＴＡ）が、前記ＡＰが最良の信号対雑音比を提供するＲＸＢＦを実行している期間を選択することによって、フレームを前記アクセスポイント（ＡＰ）に送信するためのステップを実行する、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00120] ２０．前記指向性無線通信は、少なくとも１つの通信回線に結合される複数のアンテナからの複数のビーム方向を用いて動作するように構成される、前出又は以下のいずれかの実施形態に記載の装置。
[00121] 本明細書で使用する単数語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈によって別途明確に指定しない限り、複数の参照物を含むことができる。単数形による物への言及は、明述しない限り「唯一」を意味するものではなく、「１つ又はそれ以上」を意味するものである。
[00122] 本明細書で使用する「セット（ｓｅｔ）」という語は、１つ又はそれ以上の物の集まりを意味する。したがって、例えば、物のセットは、単一の物又は複数の物を含むことができる。
[00123] 本明細書で使用する「実質的に（substantially）」及び「約（about）」という語は、小さな差を説明するために用いられる。これらの語は、出来事又は状況と共に用いられるとき、その出来事又は状況が正確に発生する場合、及びその出来事又は状況が近似的に発生する場合を意味することができる。これらの語は、数値と共に用いられるとき、その数値の±１０％以下、例えば、±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％以下などの差の範囲を意味することができる。例えば、「実質的に」位置合わせされるとは、±１０％以下、例えば、±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％以下などの角度差の範囲を意味することができる。
[00124] 更に、本明細書で、量、比、及び他の数値を、範囲の形式で示すことができる場合もある。このような範囲の形式は、便宜及び簡潔のために用いられ、範囲の限界として明示される数値を含むが、あたかも各数値及び部分範囲が明示されているかのようにその範囲に包含される全ての個々の数値又は部分範囲も含むと柔軟に理解されるべきであることを理解されたい。例えば、約１〜約２００の範囲の比は、約１及び約２００の明示された限界を含むが、約２、約３及び約４などの個々の比、及び約１０〜約５０、約２０〜約１００等などの部分範囲も含むと理解されるべきである。
[00125] 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。したがって、本開示の範囲は、当業者に明らかになると思われる他の実施形態も完全に含むと理解されたい。
[00126] 当業者には周知の開示した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ことが意図されている。更に、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、一般に公開されることを意図するものではない。本明細書における請求項の要素のどれも、この要素が「のための手段」という語句を使用して明示的に示されていない限り、「手段プラス機能」要素と解釈されないものとする。本明細書における請求項の要素のどれも、この要素が「のためのステップ」という語句を使用して明示的に示されていない限り、「ステッププラス機能」要素と解釈されないものとする。
１０ 実施形態例
１１ ＢＨＩ
１２ ＢＴＩ
１４ Ａ−ＢＦＴ
１５ ＤＴＩ
１６ セクタレベルスイープフレーム、セクタレベルスイープフィードバックフレーム
３０ 実施形態例
５０ 実施形態例
７０ 実施形態例
７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ アンテナセクタ
９０ 実施形態例
９２ 通信期間
９３ データ間隔（ＤＴＩ）
９４ 局マッピング
９６ａ ＳＴＡ１
９６ｂ ＳＴＡ２
９６ｃ ＳＴＡ３
９６ｄ ＳＴＡ４
９６ｅ ＳＴＡ５
９８ ＢＴＩ
１００ Ａ−ＢＦＴ
１０２ ビーコンフレーム
１０４，１０６，１０８，１１０ 間隔／期間
１３０ 実施形態例
１５０ 実施形態例
１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ ビーコン間隔（ＢＩ）
１５４ ＢＨＩ
１５６ ＤＴＩ
１５８ 応答
１６２ ＤＴＩ期間
１６４ ＢＨＩ
１６６ ＤＴＩ
１７０ 実施形態例
１９０ 実施形態例
１９２ フィールド
１９４ サブフィールド

Claims (17)

  1. 無線ネットワークにおける通信のための装置であって、前記装置は、
    （ａ）各々異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタを介して、指向性無線通信を利用して、無線ネットワーク内の他の無線通信局と無線通信するように構成される無線通信回線と、
    （ｂ）前記無線ネットワーク上で動作するように構成される局内の前記無線通信回線に結合されるプロセッサと、
    （ｃ）前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的メモリと、
    を備え、
    （ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
    （ｉ）データ伝送間隔（ＤＴＩ）内のコンテンションアクセス期間を、アクセスポイント（ＡＰ）局から前記無線ネットワーク内の各局（ＳＴＡ）へのいくつかのアンテナセクタ方向の決定に基づいて、複数の時間スロットに分割して、各局（ＳＴＡ）には、ＳＴＡ時間スロットが与えられ、前記ＳＴＡ時間スロットは、前記局専用のものであるか、又は１つ又はそれ以上の他の局と共有されるようになっているステップと、
    （ｉｉ）スケジュールされた受信機ビーム形成が利用されることが判定される場合、前記アクセスポイント（ＡＰ）局によって送信される管理フレーム内の受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを設定するステップと、
    （ｉｉｉ）前記アクセスポイント（ＡＰ）局で受信機ビーム形成を用いて、各ＳＴＡ時間スロット内に、各アンテナセクタ方向にわたって、データの指向性受信を制御するステップと、
    を含むステップを実行し、そして
    前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記アクセスポイント（ＡＰ）局によって、最良セクタの数が選択された閾値よりも小さいと判定される場合、前記アクセスポイント（ＡＰ）局で従来のコンテンションアクセス機構にデフォルト設定することを含むステップを実行する、
    ことを特徴とする装置。
  2. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、ＤＴＩ期間Ｔdataを、前記アクセスポイント（ＡＰ）局から前記無線ネットワーク内の前記各局（ＳＴＡ）に決定される最良セクタの数で分割することによって、前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）を複数の時間スロットに分割することを含むステップを実行し、各最良セクタは、ＳＴＡ時間スロットにマップされることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  3. 前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）内の前記コンテンションアクセス期間は、コンテンションベースのエンハンスト分散チャネルアクセス（ＥＤＣＡ）が利用される指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ＢＳＳの前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）内の期間中のコンテンションベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  4. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）内のコンテンションアクセス期間を、ビーム形成（ＢＦ）トレーニング情報のマッピングによって、前記ＤＴＩの局時間スロットにわたって、ＲＸＢＦの特定のパターンに、複数の時間スロットに分割するためのステップを実行することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  5. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含む受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）制御フィールドを含むビーコンフレームを送信することによって、管理フレーム内の受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを設定するためのステップを実行することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  6. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含み、また、前記ＲＸＢＦがどのコンテンションアクセス期間に作動されるかを指定するスケジュールインデックスも含む受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）制御フィールドを設定するためのステップを実行することを特徴とする、請求項５に記載の装置。
  7. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含み、また、前記コンテンションアクセス期間内のビーム形成動作のためのいくつかのスロットを示すビーム形成（ＢＦ）スロットも含む受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）制御フィールドを設定するためのステップを実行することを特徴とする、請求項５に記載の装置。
  8. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを、受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）又は従来のコンテンションアクセス方法であるかどうかを示すバイナリビットとして設定するためのステップを実行することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  9. 前記指向性無線通信は、少なくとも１つの通信回線に結合される複数のアンテナからの複数のビーム方向を用いて動作するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  10. 無線ネットワークにおける通信のための装置であって、前記装置は、
    （ａ）各々異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタを介して、指向性無線通信を利用して、無線ネットワーク内の他の無線通信局と無線通信するように構成される無線通信回線と、
    （ｂ）前記無線ネットワーク上で動作するように構成される局内の前記無線通信回線に結合されるプロセッサと、
    （ｃ）前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的メモリと、
    を備え、
    （ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
    （ｉ）データ伝送間隔（ＤＴＩ）内のコンテンションアクセス期間を、アクセスポイント（ＡＰ）局から前記無線ネットワーク内の各局（ＳＴＡ）へのいくつかのアンテナセクタ方向の決定に基づいて、複数の時間スロットに分割して、各局（ＳＴＡ）が、ＳＴＡ時間スロットを有し、前記ＳＴＡ時間スロットは、前記局専用のものであるか、又は１つ又はそれ以上の他の局と共有されるようになっているステップと、
    （ｉｉ）前記アクセスポイント（ＡＰ）局から前記局（ＳＴＡ）で受信される管理フレーム内の受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを受信するステップと、
    （ｉｉｉ）受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）を利用して、各アンテナセクタ方向にわたってデータを受信するように構成される前記アクセスポイント（ＡＰ）局によって受信するため、前記ＳＴＡ時間スロットの間に、送信機ビーム形成（ＴＸＢＦ）を利用することによって、フレームを前記アクセスポイント（ＡＰ）局に送信するステップと、
    を含むステップを実行し、
    前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含む受信機制御フィールドを含むビーコンフレームを含む、前記アクセスポイント（ＡＰ）局によって送信される管理フレーム内の受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを受信するためのステップを実行し、
    前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記アクセスポイント（ＡＰ）局によって送信される前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含み、また、前記ＲＸＢＦが、どのコンテンションアクセス期間に、前記アクセスポイント（ＡＰ）局によって作動されるかを指定するスケジュールインデックスも含む受信機制御フィールドを受信するためのステップを実行する、ことを特徴とする装置。
  11. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、ＤＴＩ期間Ｔdataを、前記アクセスポイント（ＡＰ）局から前記無線ネットワーク内の前記各局（ＳＴＡ）に決定される最良セクタの数で分割することによって、前記データ伝送間隔（ＤＴＩ）を複数の時間スロットに分割することを含むステップを実行し、各最良セクタは、ＳＴＡ時間スロットにマップされることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、更に、前記アクセスポイント（ＡＰ）局から受信される前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグが、従来のコンテンションアクセス機構を実行することを示すように設定されている場合、前記局（ＳＴＡ）で従来のコンテンションアクセス機構にデフォルト設定することを含むステップを実行することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
  13. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを含み、また、前記コンテンションアクセス期間内のビーム形成動作のためのいくつかのスロットを示すビーム形成（ＢＦ）スロットも含む前記受信機制御フィールドを受信するためのステップを実行することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
  14. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）フラグを、前記局によって受信機ビーム形成（ＲＸＢＦ）又は従来のコンテンションアクセス方法を実行するかどうかを示すバイナリビットとして受信するためのステップを実行することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
  15. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記局（ＳＴＡ）が、前記アクセスポイント（ＡＰ）局から受信される各指向性信号の信号品質を比較し、どのセクタ方向が自局（ＳＴＡ）にとって最良の信号を供給するかを判定し、前記最良の信号のセクタ方向を前記アクセスポイント（ＡＰ）局に返信するためのステップを実行することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
  16. 前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記局（ＳＴＡ）が、前記アクセスポイント（ＡＰ）局が最良の信号対雑音比を提供するＲＸＢＦを実行している期間を選択することによって、フレームを前記アクセスポイント（ＡＰ）局に送信するためのステップを実行することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
  17. 前記指向性無線通信は、少なくとも１つの通信回線に結合される複数のアンテナからの複数のビーム方向を用いて動作するように構成されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
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