JP7244807B2 - 指向性送信知識を用いる分散スケジューリングプロトコル - Google Patents

Description

〔関連出願の相互参照〕
[0001] 本出願は、２０１８年１０月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／７４４，１９７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、指向性無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信に関し、具体的には、分散スケジューリングプロトコルに関する。

[0008] 特にミリメートル波長（ｍｍ波又はｍｍＷ）形態の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）は、常により高い容量に到達しようとしている。ネットワークオペレータは、高密度化を達成する様々な概念を受け入れ始めており、メッシュネットワーク、並びにメッシュネットワークと非メッシュネットワークとの混合を含むミリメートル波（ｍｍＷ）形態などの無線ネットワークがますます重要になってきている。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）としばしば呼ばれる３０～３００ＧＨｚバンドにおける更なるスペクトルを利用することである。

[0009] 一般に、ｍｍＷ無線ネットワーキングシステムの効率的な使用には、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。それにもかかわらず、ｍｍＷの短波長は、実用的な寸法の高利得電子操作型指向性アンテナの使用を可能にして、これにより、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を提供することができる。ｍｍＷ帯を用いた高密度展開環境における指向性配信ネットワーク（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のに効率的な方法である。

[0010] 新規局（ＳＴＡ又はノード）がロケーション内で始動しているとき、新規局は、参加すべきネットワーク内の発見すべき近隣ＳＴＡを捜している（探索している）。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の全てのアクティブ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。

[0011] 分散ネットワーク（ＤＮ）に接続する局は、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検査する。この特定の時間後にアクティブ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、その物理（ＰＨＹ）層（例えばＯＳＩモデル）を調節領域（ＩＥＥＥ、ＦＣＣ、ＥＴＳＩ、ＭＫＫなど）内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。ｍｍ波通信では、指向性送信に起因してこのタスクが更に困難である。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最良な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、及び（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、上記の課題の一部又は全部を克服する近隣発見方法の設計が最重要である。

[0012] 現在のｍｍＷ通信システムでは、ＴＤＤ ＳＰチャネルアクセスを使用するＳＴＡは、それを使用する前にチャネルをリスンする必要がなく、これにより、他の局がチャネルに公平にアクセスしようと試みる問題が生じる可能性がある。チャネルにアクセスしようと試みるこれらの他のＳＴＡは、チャネルを使用する前に媒体を感知する必要があるので、遮断されるかもしれないが、一方、ＴＤＤＳＰ局は、そうする必要がない。更に、現在の媒体を感知する技術は、干渉の虚偽表示を受けやすい。

[0013] しかしながら、現在、チャネルスケジューリングは、非効率的な方向及び時間割り当てを提供する。

[0014] したがって、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）においてより効率的な割り当てを提供するための強化されたスケジューリング機構に対するニーズが存在する。本開示は、このニーズを満たすとともに、これまでの技術を凌駕する更なる利点をもたらす。

[0015] 近隣ＳＴＡからの指向性送信情報を使用して未来の送信をスケジュールする指向性ＷＬＡＮ通信について、無線プロトコルを説明する。現在のシステムでは、チャネルスケジューリングは、方向割り当て及び時間割り当ての両方に関して非効率的である。というのは、これらの利用可能なリソースを割り当てることは、方向情報を適切に考慮していないからである。本開示では、チャネルの効率を高めるために、例えば、未来の送信がチャネルに対して予めスケジュールされた送信に影響を及ぼさない方向である時にチャネルを再使用するために、チャネルリソースに関する情報を共有して利用することができる。この分散スケジューリングプロトコルは、特定のセクタ方向を有する任意のチャネル上のセクタ方向使用（空間）及び時間割り当て（時間）の効率を高める。

[0016] 局（ＳＴＡ）は、送信中のビーコン又はメッセージ内にセクタ方向及びチャネル割り当てを含む指向性送信情報を送信する。この指向性送信情報は各ＳＴＡから受け取られ、例えば、その割り当て情報及びこれらの割り当ての送信の方向を含むＤＭＧビーコンを近隣ＳＴＡにブロードキャストする際に含まれる。分散スケジューリングプロトコルを可能にするＳＴＡは、これらのＤＭＧビーコンを受け取り、ＤＭＧビーコン内の情報を解析して、その未来の送信を、現在スケジュールされている送信に干渉しない方向にスケジュールする。割り当てに関する方向情報の知識を用いて、各ＳＴＡは、その未来の送信をより効率的にスケジュールすることができる。

[0017] 開示される指向性ＷＬＡＮシステム、装置及び方法は、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）及び屋外無線通信に適用することができる広範囲のネットワークアプリケーション、例えば装置間（Ｄ２Ｄ）、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）、無線及びメッシュネットワーキングアプリケーションに適用可能である。ターゲットアプリケーションとしては、例えば、以下に限定されるわけではないが、当業者には容易に理解されるように、Ｗｉ－Ｆｉ、ＷｉＧｉｇ、及び他の無線ネットワーク、モノのインターネット（Ｉｏｔ）アプリケーション、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、Ｄ２Ｄ通信を用いる次世代のセルラネットワーク、及び他の多数のアプリケーションを挙げることができる。

[0018] 本明細書の以下の部分では、本明細書で説明する技術の更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。

[0019] 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。

ＩＥＥＥ ８０２．１１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。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＷＬＡＮのＤＮ識別要素を示すデータフィールド図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＷＬＡＮのＤＮ構成要素を示すデータフィールド図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ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。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ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。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ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。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ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。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ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。 ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ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。 本開示の実施形態に従って利用されるＷＬＡＮ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域通信全方向性アンテナ又は準全方向性アンテナ（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よる、ＡＰ又はＰＣＰによる分散スケジューリング及び他の局とのスケジューリングのフロー図である。 本開示の実施形態による、近隣局によって割り当て情報を解析する例を示すシグナリング及び指向性ビーム図である。 本開示の実施形態による、割り当てをその関心方向のみに考慮する例を示すシグナリング及び指向性ビーム図である。 本開示の実施形態による、割り当て識別の例を示すシグナリング及び指向性ビーム図である。 本開示の実施形態による拡張ＥＤＭＧスケジューリング要素のデータフィールド図である。 本開示の実施形態による拡張ＥＤＭＧスケジューリング要素のデータフィールド図である。 本開示の実施形態による拡張ＥＤＭＧスケジューリング要素のデータフィールド図である。 本開示の実施形態による、局がビーコンからスケジュールされた割り当てを受け取って解析するフロー図である。 本開示の実施形態による、ネットワーク上の局間の指向性情報の通信を示すシグナリング及び指向性ビーム図である。 本開示の実施形態による、ネットワーク上の局間の指向性情報の通信を示すシグナリング及び指向性ビーム図である。 本開示の実施形態による、ネットワーク上の局間の指向性情報の通信を示すシグナリング及び指向性ビーム図である。 本開示の実施形態による、ＳＴＡがＤＭＧビーコンを受け取ってＤＭＧビーコンから方向及び割り当て情報を抽出するフロー図である。 本開示の実施形態による、最初に、占有されていない期間をスケジュールする第１のプロトコルのフロー図である。 本開示の実施形態による、最初に、占有されていない期間をスケジュールする第１のプロトコルのフロー図である。 本開示の実施形態による、最初に、現在のスケジューリングに影響を及ぼさない方向にチャネルを再使用する第２のプロトコルのフロー図である。 本開示の実施形態による、最初に、現在のスケジューリングに影響を及ぼさない方向にチャネルを再使用する第２のプロトコルのフロー図である。

１．用語の定義
[0043] 本開示では、一般に後述する意味を有する複数の用語を利用する。

[0044] Ａ－ＢＦＴ：アソシエーション－ビームフォーミングトレーニング期間：ネットワークに参加する新規局（ＳＴＡ）のアソシエーション及びビームフォーム（ＢＦ）トレーニングに使用される、ビーコンで通知される期間。

[0045] ＡＰ：アクセスポイント：１つの局（ＳＴＡ）を含み、関連するＳＴＡの無線媒体（ＷＭ）を通じて配信サービスへのアクセスを提供するエンティティ。

[0046] ビームフォーミング（ＢＦ）：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）を改善するための情報を決定するための指向性アンテナシステム又はアレイからの指向性送信であって、これにより、局は、時間及び方向割り当て情報を相互に関連させるための情報を取得することができる。

[0047] 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。

[0048] 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（ｃｙｃｌｉｃ ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ ｐｅｒｉｏｄ）である。

[0049] ＢＲＰ：ＢＦ精緻化プロトコルは、受信機トレーニングを可能にし、指向性通信を最適化する（最良の指向性通信を達成する）ために送信機側及び受信機側を繰り返しトレーニングするＢＦプロトコルである。

[0050] ＢＳＳ：ベーシックサービスセットは、実際に、ＳＴＡが互いに通信できるようにする無線媒体に接続する一連のＳＴＡであるＢＳＳの周囲に構築される、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＷＬＡＮアーキテクチャの構成要素である。

[0051] 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。

[0052] 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（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ：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。

[0053] ＤＭＧ：指向性マルチギガビットは、ＩＥＥＥ ８０２に記述される高スループット無線通信の形態である。

[0054] ＥＤＭＧ：拡張指向性マルチギガビットは、ＤＭＧの拡張形態である。

[0055] 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り、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。

[0056] ＬＯＳ：見通し内通信：表向きは送信機及び受信機が互いの見通し内にある通信であり、反射信号の通信の結果ではない。逆の状態は、局が互いのＬＯＳ内にない見通し外のＮＬＯＳである。

[0057] ＭＡＣアドレス：媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス。

[0058] 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（ＤＮ ＳＴＡ）の自己完結型ネットワーク（ｓｅｌｆ－ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ）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。

[0059] ＭＣＳ：変調符号化スキーム：物理（ＰＨＹ）層（例えばＯＳＩモデル）データレートに換算できる指数を定義する。

[0060] 全方向性：無指向性アンテナを利用する送信モード。

[0061] ＰＢＳＳ：８０２．１ａｄに規定されるパーソナル基本サービスセット（ＰＢＳＳ）であり、独立ＢＳＳ（ＩＢＳＳ）と同様であるが、ＰＢＳＳは、ＳＴＡがＡＰのような特別な装置に依拠することなく互いに直接通信することができるＩＥＥＥ ８０２．１１アドホックネットワークの一種である。

[0062] ＰＣＰ：ＰＢＳＳコントロールポイント：アドホックネットワークでは、参加局の１つが、ＰＢＳＳコントロールポイントの役割をすることができ、ＡＰと同様に働いて、ネットワークを通知してアクセスを編成する。

[0063] 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である。

[0064] 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。

[0065] ＲＳＳＩ：受信信号強度インジケータ（ｄＢｍ単位）。

[0066] ＳＬＳ：セクタレベルスイープ段階は、ＳＳＷフィードバック及びＳＳＷ ＡＣＫ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。

[0067] ＳＮＲ：ｄＢ単位の受信信号対雑音比。

[0068] 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。

[0069] 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Ｈｚで表される。

[0070] 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た名前である。

[0071] ＳＴＡ：局は、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。

[0072] 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フレーム間間隔（ＳＢＩＦＳ）間隔によって分離された一連の送信。

[0073] 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。

[0074] 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。

２．既存の指向性無線ネットワーク技術
２．１ ＷＬＡＮシステム
[0077] 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、各チャネルを検査し、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、したがってスキャンモードにおいて信号を送信しないのでバッテリ電力が節約される。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は更なるビーコン送信間隔（ＢＴＩ）にわたって待つべきである。

[0078] 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、標準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、Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｉｍｅ）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、更なる時間（例えば、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｉｍｅ）にわたって待つ。

[0079] （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ものもある。（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ができる。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協調機能（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。

[0080] 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、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＷＬＡＮ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。

２．２ ＩＥＥＥ ８０２．１１ｓ分散ネットワーク（ＤＮ）ＷＬＡＮ
[0082] ＩＥＥＥ ８０２．１１ｓ（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。

[0083] 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。

[0084] 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。

[0085] 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を発見するための全ての上述したシグナリングは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。

[0086] 図３に、メッシュネットワークの識別を通知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。

[0087] 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通知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、（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。

[0088] 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、メッシュ協調機能、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。

２．３ ＷＬＡＮにおけるミリメートル波
[0090] 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。ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ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る。

２．４ ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄのスキャン及びＢＦトレーニング
[0092] ｍｍＷ ＷＬＡＮの最先端システムの例は、８０２．１１ａｄ標準である。

２．４．１ スキャン
[0094] 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、ＤＭＧ ＳＴＡ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。ＤＭＧ ＳＴＡ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。

２．４．２ ＢＦトレーニング
[0096] 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。

[0097] 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。

２．４．３ ８０２．１１ａｄのＳＬＳ ＢＦトレーニング段階
[0099] このＳＬＳ ＢＦトレーニング段階では、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。

[00100] 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か、或いはそうでなければ、局間の通信をサポートする。

[00101] 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。

[00102] 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。

[00103] 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。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者である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ＳＴＡのＭＡＣアドレスを含む。

[00104] 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。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。ＤＭＧ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。ＲＸＳＳ長フィールドは、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留保される。このＲＸＳＳ Ｌｅｎｇｔｈ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。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。

[00105] 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。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。Ｒｘ ＤＭＧ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。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フィールドのセクタＩＤ値サブフィールドを含む。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。ポール要求フィールドは、非ＰＣＰ／非ＡＰ ＳＴＡ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。ポール要求フィールドは、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。

３．局（ＳＴＡ）ハードウェア構成
[00107] 図１０に、ＳＴＡハードウェア構成の実施形態例１０を示し、ハードウェアブロック１３内へのＩ／Ｏ経路１２を示し、コンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）１６及びメモリ（ＲＡＭ）１８が、ＳＴＡにセンサ、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に結合される。プロセッサ１６上では、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、通信プロトコルが実行されて、ＳＴＡが「新規ＳＴＡ」又はネットワーク内の既存のＳＴＡのうちの１つの機能を実行できるようにする。また、プログラミングは、現在の通信文脈においてどのような役割をしているかによって異なるモード（送信元、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、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。

[00108] したがって、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。一例として、限定するものではないが、所期の指向性通信帯域は、ｍｍＷ帯でデータを送受信するためのｍｍＷ帯モデム及びその関連するＲＦ回路を含むように実装される。その他の帯域（本明細書で一般に発見帯域と呼ばれる）は、ｓｕｂ－６ＧＨｚ帯でデータを送受信するためのｓｕｂ－６ＧＨｚモデム及びその関連するＲＦ回路を含む。

[00109] 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。

[00110] 図１１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、接続されたアンテナとを実装し、各ＲＦ回路及び接続されたアンテナは、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、任意の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。説明を明確且つ容易にするために、以下の節では、一般に更に少ない数のアンテナセクタを有するＳＴＡを例示するが、これを実装の限定として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。

[00111] アンテナセクタは、ｍｍＷ ＲＦ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。ｍｍＷ 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。

[00112] 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。

[00113] 図１２に、ＲＦ回路７２に取り付けられた準全方向性アンテナ７４の使用を想定した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、限定することなく他の回路及び／又はアンテナを利用することができる。なお、本開示は、準全方向性及び／又は全方向性通信を使用する局をサポートすることができ、本明細書でのこれらのタイプのうちの１つに対する言及は、一般にその他も意味すると理解されたい。

４．分散スケジューリングプロトコル
[00115] 以下のプロトコルは、本開示に従って分散スケジューリングを実行するように構成されるＷＬＡＮで動作する局を記述する。少なくとも１つの実施形態では、ＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰが、分散スケジューリングプロトコルを使用して、開示される分散スケジュールプロトコルを利用する他のＢＳＳとのスペクトル共有及び干渉緩和を向上させる。ＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰは、送信されたＥＤＭＧ拡張スケジュール要素において分散スケジューリング可能サブフィールドをアクティブ（例えば、１）に設定することによって、分散スケジューリングプロトコルを可能にしてそれを通知する。分散スケジューリングを動作させるＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰは、最大許容ビーコン間隔継続時間にわたって他のＳＴＡのＤＭＧビーコンをリスンすることによって開始する。ＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰは、他のＳＴＡも分散スケジューリングプロトコルを使用している場合、他のＳＴＡのビーコンフレーム送信の時間、チャネル及び周期を決定する。

[00116] 分散可能ＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰは、異なるチャネル上で近隣からのＤＭＧビーコンをリスンし、それらから、拡張スケジュール要素及びＥＤＭＧ拡張スケジュール要素を解析することによって、今後の送信スケジュールを決定することができる。各チャネルを何個の近隣が占有しているのかをＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰが決定すると、チャネルを占有する検出された近隣の数でビーコン間隔を割ったものに等しいビーコン間隔の期間のアクセスのみに制限する。この使用は、ＢＴＩ及びスケジュールされたＳＰを含むが、ＣＢＡＰを含まない。というのは、ＣＢＡＰは、チャネルへの保証されたアクセスではないからである。ＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰは、最初に、占有されていない期間にわたって自機のＳＰをランダムにスケジュールする。占有されていない期間がそれ以上残っておらず且つＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰが未だチャネルの共有を利用していない場合、ＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰは、近隣ＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュールすることができる。占有されていない期間がそれ以上残っておらず且つＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰが未だチャネルの共有を利用していない場合、ＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰは、分散スケジューリング可能ＰＣＰ又はＡＰのＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュールすることができる。

[00117] 図１３に、ＡＰ又はＰＣＰが分散スケジュールプロトコルを展開して、分散スケジューリングプロトコルを可能にする他のＰＣＰ又はＡＰ及び可能にしない他のＰＣＰ又はＡＰについての知識を用いて他のＳＴＡをスケジュールする実施形態例９０を示す。プロセスを開始（９２）して、占有されていない（利用可能な）期間にわたってランダムにスケジューリングを実行する（９４）。局がチャネルの共有を利用しているかどうかを判断するためにチェックする（９６）。局がチャネル時間の割り当てを既に使用している場合、ブロック１０４に進んでスケジューリングをそれ以上許可せず、プロセスを終了する（１０６）。

[00118] 一方で、ブロック９６において局がチャネルの共有を使用していないと判断した場合、ブロック９８において、近隣サービス期間（ＳＰ）がない期間にわたってランダムにスケジューリングを実行する。ブロック１００において、局がチャネルの共有を使用しているかどうかを再び判断するために、もう一度チェックする。局がチャネルの共有を使用している場合、実行は再びブロック１０４に進んで、ブロック１０６で終了する。一方で、局がその割り当てを使用していない場合、ブロック１０２において、分散スケジューリングＳＰがない利用可能な期間にわたってランダムにスケジューリングを実行した後に、これ以上のスケジューリングを停止して（１０４）、プロセスを終了する（１０６）。

５．指向性及び分散スケジューリングプロトコル
[00120] 前述の分散スケジューリングプロトコルは、チャネルアクセスの指向性を考慮していない。他のＳＴＡにチャネルが割り当てられた時、送信又は受信は、チャネルアクセスが必要な方向以外の方向であるかもしれない。チャネル使用の空間方向の適切な知識を用いて、複数の空間方向でチャネルを再使用することができる。したがって、本開示によれば、ＥＤＭＧ ＰＣＰ又はＡＰは、その近隣、それらの今後の送信スケジュール、及び送信の方向についての情報を収集する。各近隣チャネルアクセスの指向性の情報をいくつかの方法で用いて、例えば、今後のスケジュールされている送信によって非干渉であるすなわち干渉されない方向に他の送信をスケジュールすることができる。

[00121] 図１４に、近隣局ＳＴＡ Ａ １１２、ＳＴＡ Ｂ １１４、ＳＴＡ Ｃ １１６、ＳＴＡ １ １１８、ＳＴＡ ２ １２０、ＳＴＡ ３ １２２、ＳＴＡ ４ １２４、ＳＴＡ ５ １２６、ＳＴＡ ６ １２８及びＳＴＡ ７ １３０によって割り当て情報を解析する例１１０を示す。この例では、ＳＴＡ Ｃ １１６が、エリア内の他のＳＴＡ（ＳＴＡ Ａ及びＳＴＡ Ｂ）からのＤＭＧビーコンをスキャンしてリスンしている。ＳＴＡ Ａ １１２がセクタ１３３を有し、セクタ１３４、１３６、１３８及び１４０を通じて近隣局に通信していることが分かる。ＳＴＡ Ｂ １１４はセクタ１４２を有し、セクタ１４４、１４６及び１４８を通じて通信している。

[00122] ＳＴＡ Ｃは、所定の分散スケジューリングプロトコルに従って、ＳＴＡ Ａ及びＳＴＡ Ｂから受け取ったビーコン内の割り当て情報（割り当てマップ１１５として示す）を解析して、チャネルにおいて全ての占有されているリソースを発見する。図１３で説明したフローチャートによれば、ＳＴＡ Ｃは、上記のように、占有されていないリソースに送信を割り当てる。

[00123] 図１４に、ＳＴＡ １～ＳＴＡ ７の各々のチャネル図１１９、１２１、１２３、１２５、１２７、１２９及び１３１を示す。図から、方向に起因してＳＴＡ Ｃに影響を与えない送信があり、依然としてＳＴＡ Ｃがこれらの割り当て１１５を遮断されたリソース１１７としてマークしていることが分かる。本開示は、ＳＴＡ Ｃが受け取ったビーコンの各々においてどの割り当てが自機の送信にとって関連する脅威であるか、また、どの割り当てが脅威ではないかを識別できるようにする。

[00124] 図１５に、割り当てをその特定の関心方向のみに考慮するようにプロトコルを構成する実施形態例１５０を示す。図示の局及び割り当ては、図１４に示したものと同じである。円１５２内のＳＴＡに向けた、ＳＴＡ Ａ １１２及びＳＴＡ Ｂ １１４による送信は、ＳＴＡ Ｃによる送信に影響を及ぼす可能性がある割り当てのみを表す。したがって、本開示によれば、ＳＴＡ Ｃは、他のＳＴＡに割り当てられる時間を考慮している時、これらの割り当て１１５’を占有されている時間１１７’としてみなすのみである。

[00125] 図１６に、更なる割り当て識別を実行する実施形態例１７０を示す。局及びそれらの一般的な通信セクタは、前述の図１４及び図１５に示したものと同じである。図１６では、ＳＴＡ １及びＳＴＡ ２の割り当てのみが（図１５に示したように）ＳＴＡ Ｃの方向であるが、これらの割り当てはＳＴＡ Ｃの全ての方向に等しく影響を及ぼしていないことが分かる。実際、図１６に示すように、ＳＴＡ ２の割り当て１７２は、ＳＴＡ Ｃのいくつかの方向（クロスハッチングのセクタで示す）にのみ影響を及ぼし、他の全ての方向に影響を及ぼすわけではない場合がある。同じことがＳＴＡ １の割り当て１７４にも当てはまり、これは、ＳＴＡ ２に向かうＳＴＡの方向でしか聞かれない。局のセクタ方向の残り（クロスハッチングで示していない）は、割り当て１１５’’に対して受信する又は干渉を引き起こす可能性がないので影響を受けない。

５．１ 今後のＴｘをＳＴＡの方向に決定する
[00127] 開示される分散スケジューリングプロトコルを展開するＳＴＡが、最大許容ビーコン間隔継続時間にわたって他のＳＴＡのＤＭＧビーコンをリスンする。受け取られたビーコンは、拡張スケジュール要素及びＥＤＭＧ拡張スケジュール要素内にこれらの局の今後の送信スケジュールを含む。なお、ＥＤＭＧ拡張スケジューリング要素は、拡張スケジュール要素よりも多くのスケジューリング能力及びスケジューリング情報を有すると理解されたい。例えば、ＥＤＭＧ拡張スケジューリング要素は、可変ＢＷ及びチャネルアグリゲーションの割り当てを可能にする。ＥＤＭＧ拡張スケジューリング要素は、拡張スケジュール要素を補完するものとして送信するか又は単独で送信することができる。拡張スケジュール要素又はＥＤＭＧ拡張スケジュール要素内の全ての割り当てが、ビーコンを受け取るＳＴＡに影響を及ぼすわけではない。ＳＴＡに向かう方向に割り当てがスケジュールされている場合、この割り当てを考慮すべきである。ビーコンを受け取るＳＴＡに向かわない方向に割り当てがスケジュールされている場合、この割り当てを考慮すべきではない。少なくとも１つの実施形態では、スケジューリング情報は、この割り当てがスケジューリングに影響を及ぼすか否かを受信側ＳＴＡが判断できるように、発信元のセクタ方向についての情報を含む。各割り当ては、送信元としてスケジュールされているセクタのビームＩＤ及びアンテナＩＤを含む。ＳＴＡはこの情報を使用して、割り当てが影響を及ぼしているか否かを判断することができる。

５．１．１ ＥＤＭＧ拡張スケジュール要素及び方向情報
[00129] 図１７～図１９に、ＥＤＭＧ拡張スケジュール要素の実施形態例１９０、２００、２１０を示す。ＥＤＭＧ拡張スケジュール要素は、どのチャネルに対して割り当てがスケジュールされているかを示す表示を含む、ＥＤＭＧ ＢＳＳのチャネルスケジューリングを規定する。図１７に、以下のフィールドを含むＥＤＭＧ拡張スケジュール要素フォーマットを示す。要素ＩＤ、長さ及び要素ＩＤ拡張は、要素のタイプ及び要素の長さを示す。ＥＤＭＧ割り当て制御フィールドは、ＥＤＭＧ割り当てプロセスのための制御ビットを含む。割り当て数フィールドは、要素内の割り当ての数を示す。チャネル割り当て数フィールド、チャネル割り当て１～チャネル割り当てＮについては、以下で説明する。

[00130] 図１８には、各チャネル割り当てフィールド内のサブフィールドを示す。スケジューリングタイプが１の場合、チャネル割り当てフィールドが完全な割り当て情報を含み、そうでない場合は、補足情報しか含まないことを示す。チャネルアグリゲーションサブフィールド及びＢＷサブフィールドは、割り当てが使用している帯域幅（ＢＷ）を規定する。非対称ビームフォーミングサブフィールド、ＮＳＴＳサブフィールド及びＮｍａｘ ＳＴＳサブフィールドを使用して、非対称ビームフォーミングサブフィールドが１の場合に非対称ビームフォーミングトレーニング割り当てを構成する。受信方向サブフィールド及び送信方向サブフィールドについては、以下で説明する。

[00131] 図１９には、送信／受信サブフィールド内のビットを示す。受信方向サブフィールド及び送信方向サブフィールドは、ＰＣＰ又はＡＰが割り当て中に使用する受信アンテナ及び送信アンテナ構成を示す。Ｉｓ指向性（ＩｓＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）サブフィールドは、１に設定されると、割り当て中に受信時にフレームを受け取る又は送信時にフレームを送信するために、ＰＣＰ又はＡＰが指向性、非準全方向性アンテナパターンを使用することを示し、そうでない場合には０に設定される。セクタＩＤサブフィールドは、Ｉｓ指向性（ＩｓＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）サブフィールドが０の場合には留保される。そうでない場合には、セクタＩＤサブフィールドは、この割り当て中に受信時にフレームを受け取る又は送信時にフレームを送信するために、ＡＰ又はＰＣＰが使用するセクタを示す。ＤＭＧアンテナＩＤサブフィールドは、Ｉｓ指向性（ＩｓＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）サブフィールドが０の場合には留保される。そうでない場合には、ＤＭＧアンテナＩＤサブフィールドは、この割り当て中に受信時にフレームを受け取る又は送信時にフレームを送信するために、ＡＰ又はＰＣＰが使用するＤＭＧアンテナを示す。受信方向サブフィールド及び送信方向サブフィールドは、非対称ビームフォーミングトレーニングサブフィールドが１の場合には留保される。

５．１．２ 未来の送信に影響を及ぼすビーコンスケジューリング情報
[00133] ＳＴＡから送信される各ＤＭＧビーコンは、スケジューリング要素として送信ビーコンに追加されるスケジューリング情報を含む。スケジューリング要素のＥＤＭＧ拡張スケジュール要素は、分散スケジューリングを可能にする割り当て毎に送信アンテナ指向性についての情報を含む。

[00134] 図２０に、ＳＴＡがＤＭＧビーコンを受け取ってそのスケジュールされた割り当てを解析して割り当て情報を決定する実施形態例２３０を示す。割り当ての送信アンテナ及びビームＩＤが受信ビーコンの送信アンテナ及びビームＩＤに一致するスケジューリング要素内に少なくとも１つの割り当てがある場合、ＳＴＡはこれらの割り当てを考慮しながら、未来の送信をスケジュールする。割り当ての送信アンテナ及びビームＩＤが受信ビーコンの送信アンテナ及びビームＩＤに一致しない場合、この割り当ては、ＳＴＡが受信できない方向に送信しているので、ＳＴＡに影響を及ぼしていない。ＳＴＡは、この割り当て時間を、未来の送信のスケジューリング中に遮断されるものとしてマークする。

[00135] プロセスを開始（２３２）して、ＤＭＧビーコンを受け取ったかどうかをチェックする（２３４）。ＤＭＧビーコンが受け取られると、ブロック２３６においてスケジューリング要素から割り当て情報を読み出した後に、ＤＭＧビーコンのＴｘビーム及びアンテナＩＤが割り当てのＴｘビーム及びそのアンテナに一致するかどうかを判断するためにチェックする（２３８）。一致しない場合、ブロック２４２において、ＤＭＧビーコンの割り当てはＳＴＡに影響を与えていないので、干渉割り当てを実行せず、プロセスを終了する（２４４）。一方で、ブロック２３８において一致した場合、ブロック２４０に進んで未来のスケジューリングから割り当て時間を遮断して、プロセスを終了する（２４４）。

５．２ 近隣の今後の送信の指向性を知る
[00137] 図２１Ａ～図２１Ｃに、ネットワーク上の局間の指向性情報の通信を示す実施形態例２５０、２７０、２８０を示す。図示のネットワークは、ＳＴＡ Ａ ２５２、ＳＴＡ Ｂ ２５４及びＳＴＡ Ｃ ２５６を有する。この例では、ＳＴＡ ＢとＳＴＡ Ｃとの間にアクティブＴｘ／Ｒｘがある（２５８）。

[00138] 図２１Ａでは、ＳＴＡ Ｂ ２５４が、割り当て及びトレーニングフィールドを含むビーコンを送信しており（２６０）、ＳＴＡ Ａ ２５２が準全方向性アンテナを使用してこのビーコンを受け取る（２６２）。分散スケジューリングプロトコルを可能にするＳＴＡから送信される各ＤＭＧビーコンは、送信されたＤＭＧビーコンに関連するトレーニングフィールドを含むことができる。ＤＭＧビーコンは、少なくとも割り当ての方向に送信されて、全ての方向にブロードキャストすることができる。ＤＭＧビーコンは、各割り当ての割り当て情報及びＴｘ指向性を含む。受信側ＳＴＡは、受信ビーコンが未来の割り当ての送信元と同じ方向から送信されたものであるかどうかを判断することができる。

[00139] ＤＭＧビーコンのＴｘビーム及びアンテナＩＤが、拡張スケジュール要素又はＥＤＭＧ拡張スケジュール要素内の割り当てのうちの１つに一致する場合、ＤＭＧビーコンを受け取ったＳＴＡは、ＤＭＧビーコンに関連するトレーニングフィールドを使用して、図２１Ｂに示すようにその受信アンテナをトレーニングする（２７２）。

[00140] 図２１Ｃでは、ＳＴＡは、受信電力が閾値を上回る場合、ＤＭＧを受信できる方向をマークする（２８２）。マークされた方向は、この他のＳＴＡの影響を受ける可能性があり、これらの方向に応じてＤＭＧビーコン内の割り当てをマークする。

[00141] 図２２に、ＳＴＡがＤＭＧビーコンを受け取ってＤＭＧビーコンから方向及び割り当て情報を抽出する実施形態例２９０を示す。ＳＴＡは、フローチャートを処理した後、受け取ったＤＭＧビーコンからスケジュールされた割り当ての影響を受ける方向があれば、それを決定する。割り当てが受信ビーコンの方向ではない場合、ＳＴＡは、どの方向も使用中としてマークすることはない。

[00142] 具体的には、プロセスを開始（２９２）して、ＤＭＧビーコンを受け取る（２９４）と、ブロック２９６に進んでスケジューリング要素から割り当て情報を読み出す。ＤＭＧビーコンのＴｘビーム及びアンテナＩＤが割り当てのＴｘビーム及びアンテナに一致するかどうかをチェックする（２９８）。一致しない場合、ブロック３００において、ＤＭＧビーコンの割り当てはＳＴＡに影響を与えていないので、干渉割り当ては不必要であり、プロセスを終了する（３０８）。一方で、ブロック２９８において一致を示す場合、ブロック３０２においてＲｘビームトレーニングを開始して、ブロック３０４において、閾値を上回るＤＭＧを受信する方向を識別して、これらの方向を、スケジュール要素において特定される割り当て時間にわたって使用中であるとマークした（３０６）後、プロセスを終了する（３０８）。

６．方向情報を用いる分散スケジューリングプロトコル
[00144] この節では、分散スケジューリングプロトコルの２つの例を挙げる。これらを一例としてみなすが、ＳＰをスケジュールするルールの順番は、本開示から逸脱することなく、例えばスケジューラのアプリケーションに応じて、変更することができると理解されたい。提示する２つの例は、プロトコル１として、ユーザが最初に最良のリソースを取得し、プロトコル２として、最初に時間的且つ空間的にチャネルを再使用した後に、占有されていないリソースを使用する１つの場合において、リソースをユーザに割り当てる。ルールを適用する順番を変更しても同じ一般的なルールを使用して、他の実施形態例を実装することができると理解されたい。

６．１ プロトコル１：占有されていない期間を最初にスケジュールする
[00146] チャネルは、他のいずれのＳＴＡによっても時間的且つ空間的に使用されていない時、未使用のチャネル（占有されていない期間）としてみなされる。この例では、ＳＴＡが、最初に、未使用のチャネル及び占有されていない期間から最良のリソースをスケジュールして、更なるスケジューリングが必要な場合には、時間割り当て及びセクタ方向が他のスケジュールされた送信と重なっていないチャネルを再使用する。この方法は、ＳＴＡが最初に自機に最良のリソースをスケジュールするので、「利己的な」方法とみなされる。

[00147] 図２３Ａ及び図２３Ｂに、この分散スケジューリングの第１のプロトコル例の実施形態例３１０を示す。図２３Ａにおいて、プロセスを開始（３１２）して、ＳＴＡが、最初に、時間的且つ空間的に占有されていない期間をランダムにスケジュールする（３１４）。この図示の流れは、スケジューリングを実行した後、ＳＴＡが依然としてチャネルの共有を使用しているかどうかをチェックする。ＳＴＡがチャネルの共有を使用している場合、図２３Ｂのブロック３３２に進んでスケジューリングをそれ以上許可せず、プロセスを終了する（３３４）。

[00148] ＳＴＡがチャネルの共有の全てを使用しているわけではない時には、図２３Ａのブロック３１８に進むので、近隣ＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュールする。それらの全てをスケジュールした後、ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているかどうかを判断するためにチェックする（３２０）。ＳＴＡがその共有を使用している場合、実行は、前述のように図２３Ｂのブロック３３２に進む。そうでない場合には、ブロック３２２に進んで、分散スケジューリングＳＰがない期間にわたってランダムにスケジューリングを実行した後に、ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているかどうかをもう一度チェックして（図２３Ｂの３２４）、使用している場合には、実行はブロック３３２に進む。そうでない場合には、ブロック３２６に進んで、未来の送信に影響を及ぼさない方向にスケジュールされたＳＰにわたってランダムにスケジュールする。ＳＴＡが既にその共有をフルに使用しているかどうかをチェックして（３２８）、使用している場合には、実行はブロック３３２に進む。そうでない場合には、ブロック３３０において、ＳＴＡが、分散スケジューリングＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュールして、ブロック３３２に進んで、プロセスを終了する（３３４）。

６．２ プロトコル２：占有されている期間の未使用の方向を最初にスケジュールする
[00150] 現在スケジュールされている送信に影響を及ぼしていない方向にチャネルを再使用する機会がある時には、常にそれを最初にスケジュールする。ある場合には、このチャネル再使用のパラダイムは、チャネルにアクセスしている者がほかにだれもいない時にそれを使用するよりも好ましいものであり、だれもチャネルを使用しておらず且つそれがだれでも皆に空いていることが保証されている時間に、他のＳＴＡがそのチャネルを使用できることを保証する。このプロトコルの目的は、他のＳＴＡがそれらの送信をスケジュールすることが可能な時に空いている期間を残すことを確実にすることである。

[00151] 図２４Ａ及び図２４Ｂに、この分散スケジューリングの第２のプロトコル例の実施形態例３５０を示す。図２４Ａにおいて、プロセスを開始（３５２）して、ＳＴＡが、最初に、分散スケジューリングを可能にしないＳＴＡによって占有されている期間にわたって且つその送信に影響を及ぼしていない方向にランダムにスケジュールする（３５４）。それらの全てをスケジュールした後、ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているかどうかをブロック３５６においてチェックして、ＳＴＡがチャネルの共有を使用している場合、実行は図２４Ｂのブロック３７２に進む。そうでない場合には、ブロック３５８に進んで、ＳＴＡは、分散スケジューリングを可能にするＳＴＡによって占有されている期間にわたって且つその送信に影響を及ぼしていない方向にランダムにスケジュールする。それらの全てをスケジュールした後、ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているかどうかをブロック３６０においてチェックして、ＳＴＡがチャネルの共有を使用している場合、実行は図２４Ｂのブロック３７２に進む。そうでない場合には、ブロック３６２に進んで、ＳＴＡは、近隣ＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュールする。それらの全てをスケジュールした後、ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているかどうかを図２４Ｂのブロック３６４においてチェックして、ＳＴＡがチャネルの共有を使用している場合、実行はブロック３７２に進む。そうでない場合には、ＳＴＡは、時間的且つ空間的に占有されていない期間にわたってランダムにスケジュールする（３６６）。それらの全てをスケジュールした後、ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているかどうかをブロック３６８においてチェックして、ＳＴＡがチャネルの共有を使用している場合、実行はブロック３７２に進む。そうでない場合には、ブロック３７０に進んで、ＳＴＡは、分散スケジューリングＳＰを可能にしないＳＴＡによって占有されている期間にわたってランダムにスケジュールする。このスケジューリングを終わりにした（３７２）後、プロセスを終了する（３７４）。

７．開示要素の要約
[00153] 以下の要約は、本開示の特定の重要な要素を開示するが、この要約を、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。

[00154] 開示されるプロトコル、方法及び／又は装置によれば、分散スケジュールプロトコルを実行するＳＴＡは、分散スケジューリングプロトコルを実行する他のＳＴＡの送信の指向性を認識し、その送信を、他のＳＴＡによって既にスケジュールされている送信の影響を受けない時間（例えば、チャネルの割合）且つ方向（例えば、指向性アンテナのセクタ）にスケジュールする。

[00155] 分散スケジューリングプロトコルは、最初に、占有されていないチャネルリソース（時間及び空間）を分散できるようにして、その後に、占有されている期間を、未来のスケジュールされた送信に影響を及ぼしていない時間及び方向に再使用することを考慮するように構成される。

[00156] 分散スケジューリングプロトコルは、占有されている期間を、未来のスケジュールされた送信に影響を及ぼしていない方向に再使用した後に、時間的且つ空間的に占有されていないリソースを使用するように構成される。

[00157] 開示される分散スケジューリングプロトコルを動作させるＳＴＡは、各割り当てのＴｘ指向性情報（ビームＩＤ及びアンテナＩＤ）を含むスケジューリング情報と、少なくともスケジュールされた送受信の方向のビーコンに付与されるトレーニングフィールドとを含むＤＭＧビーコンを送信する。

[00158] 分散スケジューリングプロトコルを動作させるＳＴＡは、分散スケジューリングプロトコルを実行する又は実行しない他のＳＴＡからのＤＭＧビーコンをリスンする。

[00159] 分散スケジューリングプロトコルを動作させるＳＴＡは、分散スケジューリングプロトコルの下で動作する別のＳＴＡから受け取ったビーコンに含まれる割り当て情報を解析して、以下の情報を抽出する。（１）割り当てが受け取ったＤＭＧビーコンの同じ方向にスケジュールされている場合、この送信への干渉を回避するために、ＳＴＡが未来の割り当てをスケジュールする時にこの割り当て時間を回避すべきである。ＤＭＧビーコンを受け取ったＳＴＡは、割り当てのＴｘ指向性情報と、ＤＭＧビーコンのＴｘビーム及びアンテナＩＤ情報とを比較して、割り当てが受け取ったビーコンの方向であるかどうかを決定する。（２）割り当てが受け取ったＤＭＧビーコンの方向である場合、ＤＭＧビーコンを受け取ったＳＴＡは、Ｒｘビームトレーニングを実行して、受信電力が何らかの閾値を上回る方向又は受信電力がこれらの方向への干渉とみなされる方向を発見することによって、この割り当ての影響を受ける方向を決定する。ＤＭＧビーコンを送信したＳＴＡが割り当てをスケジュールした同じ時間において、ＤＭＧビーコンを受け取ったＳＴＡが未来の割り当てをスケジュールする時に、この割り当て時間においてこれらの方向を回避すべきである。

８．実施形態の一般的範囲
[00161] 提示した技術の説明した強化は、様々無線通信局のプロトコル（例えば、局のプロセッサ上で実行するプログラム）内に容易に実装することができる。また、無線通信局は、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。

[00162] 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、各図には簡略化のためにコンピュータ装置及びメモリデバイスを示していない。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、したが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。

[00163] 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。

[00164] したがって、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論理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。

[00165] 更に、コンピュータ可読プログラムコードロジック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デバイスに記憶して、これらのコンピュータ可読メモリ又はメモリデバイス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。

[00166] 更に、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。

[00167] 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。

[00168] 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ことができると理解されるであろう。

[00169] 前出又は以下のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00170] １．ネットワーク内の無線通信のための装置であって、（ａ）指向性通信を使用して少なくとも１つの他の局と無線通信するための局として構成される無線通信回線と、（ｂ）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た時に、（ｄ）（ｉ）複数のアンテナ方向セクタから選択される指向性アンテナセクタを通じて、別の局との指向性通信を実行するステップと、（ｄ）（ｉｉ）分散スケジューリングプロトコルを実行するステップであって、前記分散スケジューリングプロトコルは、（ｄ）（ｉｉ）（Ａ）送信中のビーコン又はメッセージ内にセクタ方向及びチャネル使用時間を含む指向性送信情報を送信するステップと、（ｄ）（ｉｉ）（Ｂ）他の局から指向性送信情報を受け取って処理するステップと、（ｄ）（ｉｉ）（Ｃ）近隣局からのセクタ方向及びチャネル使用時間を含む前記処理された指向性送信情報に基づいて、チャネルを割り当てて、未来の送信をスケジュールするステップとを含む、ステップと、を含むステップを実行する、装置。

[00171] ２．ネットワーク内の無線通信を実行する方法であって、（ａ）複数のアンテナ方向セクタから選択される指向性アンテナセクタを通じて、指向性通信を使用して少なくとも１つの他の局と無線通信するように構成される、無線ネットワーク上の局として構成される無線通信回線によって、指向性通信を実行するステップと、（ｂ）分散スケジューリングプロトコルを実行するステップであって、前記分散スケジューリングプロトコルは、（ｂ）（ｉ）送信中のビーコン又はメッセージ内にセクタ方向及びチャネル使用時間を含む指向性送信情報を送信するステップと、（ｂ）（ｉｉ）他の局から指向性送信情報を受け取って処理するステップと、（ｂ）（ｉｉｉ）近隣局からのセクタ方向及びチャネル使用時間を含む前記処理された指向性送信情報に基づいて、チャネルを割り当てて、未来の送信をスケジュールするステップとを含む、ステップと、を含む、方法。

[00172] ３．前記指向性送信情報は、セクタ方向及びチャネル使用時間を含む、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00173] ４．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、他の送信のフレーム又は前記指向性送信情報を含むように生成されるフレーム内に前記指向性送信情報を付加することによって、前記指向性送信情報を送信するステップを実行する、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00174] ５．他の送信のフレームは、セクタ方向及びアンテナの識別を含む送信方向情報を含むスケジューリング情報を組み込んだ拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコンのフレームを含む、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00175] ６．前記拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコンは、更に、少なくともスケジュールされた送受信のセクタ方向の前記ＥＤＭＧビーコンに付与されるトレーニングフィールドを含む、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00176] ７．前記局は、送信された拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）拡張スケジュール要素において分散スケジューリング可能フィールドを設定することによって、前記分散スケジューリングプロトコルを可能にしてそれを通知する拡張指向性マルチギガバイトパーソナル基本サービスセットコントロールポイント（ＰＣＰ）又はアクセスポイント（ＡＰ）を含む、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00177] ８．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、更に、他の局から指向性送信情報を受け取ったことに応答して、前記他の局によって既にスケジュールされている送信の影響を受けないセクタ方向及びチャネル使用時間によって、送信をスケジュールすることによって、前記分散スケジューリングプロトコルを実行する、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00178] ９．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、最初に、占有されていないセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させて、その後に、占有されているセクタ方向及び時間が未来のスケジュールされた送信に影響を及ぼさない時に再使用できるセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させることによって、前記分散スケジューリングプロトコルを実行する、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00179] １０．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、最初に、占有されているセクタ方向及びチャネル使用時間が未来のスケジュールされた送信に影響を及ぼさない時に再使用できるセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させて、その後に、占有されていないセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させることによって、前記分散スケジューリングプロトコルを実行する、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00180] １１．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記局の送信機方向及び使用情報と、他の局から受け取られる拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコン内のセクタ方向及びチャネル使用時間割り当て情報とを比較して、前記割り当てが前記受け取られたＥＤＭＧビーコンの前記セクタ方向であるかどうかを決定することによって、前記他の局からの指向性送信情報を処理するステップを実行する、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00181] １２．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記局が未来の割り当てをスケジュールする時に、これらの割り当てが受け取られた拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコンと同じ方向である場合、セクタ方向及びチャネル使用時間の使用を回避することによって、前記他の局から指向性送信情報を受け取って処理するステップを実行する、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00182] １３．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記指向性送信情報に含まれる割り当ての影響を受けるセクタ方向及びチャネル使用時間を決定し、受信電力が干渉値閾値を上回るセクタ方向を発見する際に受信機ビームトレーニングを実行し、これらのセクタ方向及びチャネル使用時間の組み合わせの割り当てを回避することによって、前記他の局からの指向性送信情報を処理するステップを実行する、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00183] １４．前記装置は、装置間（Ｄ２Ｄ）、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）、無線及びメッシュネットワーキングアプリケーション、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、屋外無線通信、Ｗｉ－Ｆｉ、ＷｉＧｉｇ、モノのインターネット（Ｉｏｔ）アプリケーション、データのバックホール、データのフロントホール、屋内及び屋外配信ネットワーク、メッシュネットワーク、次世代のセルラネットワーク、及びＤ２Ｄ通信を用いる次世代のセルラネットワークから構成されるネットワークタイプ及びアプリケーションの群から選択されるネットワークアプリケーションに適用可能である、前出のいずれかの実施形態の装置又は方法。

[00184] 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又は２以上」を意味するものである。

[00185] 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。したがって、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。

[00186] 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ことができる。

[00187] 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。

[00188] 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。

[00189] 当業者に周知の本開示の実施形態の要素の全て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。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。

１０ 実施形態例
１２ Ｉ／Ｏ経路
１３ ハードウェアブロック
１４ バス
１６ コンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）
１８ メモリ（ＲＡＭ）
２０ ｍｍＷモデム
２４ａ～２４ｎ，２６ａ～２６ｎ，２８ａ～２８ｎ アンテナ
３０ ｓｕｂ－６ＧＨｚモデム
３２ 無線周波数（ＲＦ）回路
３４ アンテナ
５０ 実施形態例
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ ＲＦ回路
５４ａ，５４ｂ，５４ｃ ビームフォーミングパターン
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ，５６ｆ，５６ｇ，５６ｈ，５６ｉ，５６ｊ，５６ｋ，５６ｎ ビームフォーミングパターン
７０ 実施形態例
７２ ＲＦ回路
７４ 準全方向性アンテナ
９０ 実施形態例
９２ 開始
９４ 占有されていない期間にわたってランダムにスケジュール
９６ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
９８ 近隣ＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュール
１００ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
１０２ 分散スケジューリングＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュール
１０４ スケジューリングをそれ以上許可しない
１０６ 終了
１１０ 例
１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２，１２４，１２６，１２８，１３０ 近隣局ＳＴＡ
１１５，１１５’，１１５’’ 割り当て
１１７ 遮断されたリソース
１１７’ 占有されている時間
１１９，１２１，１２３，１２５，１２７，１２９，１３１ チャネル図
１３３，１３４，１３６，１３８，１４０，１４２，１４４，１４６，１４８ セクタ
１５０ 実施形態例
１５２ 円
１７０ 実施形態例
１７２，１７４ 割り当て
１９０，２００，２１０，２３０ 実施形態例
２３２ 開始
２３４ ＤＭＧビーコンを受け取ったか？
２３６ スケジューリング要素から割り当て情報を読み出す
２３８ ＤＭＧビーコンのＴｘビーム及びアンテナＩＤが割り当てのＴｘビーム及びアンテナに一致するか？
２４０ 未来のスケジューリングから割り当て時間を遮断
２４２ ＤＭＧビーコンの割り当てはＳＴＡに影響を与えていない
２４４ 終了
２５０，２７０，２８０ 実施形態例
２５２，２５４，２５６ ＳＴＡ
２５８ ＳＴＡ ＢとＳＴＡ Ｃとの間のアクティブＴｘ／Ｒｘ
２６０ ＳＴＡ Ｂが割り当て及びトレーニングフィールドを含むビーコンを送信
２６２ ＳＴＡが準全方向性アンテナを使用してＤＭＧビーコンを受け取る
２７２ 受信ビームフォーミングを実行して干渉の方向を検出
２８２ ＳＴＡが割り当て干渉を受信できる方向を検出
２９０ 実施形態例
２９２ 開始
２９４ ＤＭＧビーコンを受け取ったか？
２９６ スケジューリング要素から割り当て情報を読み出す
２９８ ＤＭＧビーコンのＴｘビーム及びアンテナＩＤが割り当てのＴｘビーム及びアンテナに一致するか？
３００ ＤＭＧビーコンの割り当てはＳＴＡに影響を与えていない
３０２ Ｒｘビームトレーニングを開始
３０４ 閾値を上回るＤＭＧを受信する方向を識別
３０６ これらの方向を、スケジュール要素において特定される割り当て時間にわたって使用中であるとマーク
３０８ 終了
３１２ 開始
３１４ 占有されていない期間にわたってランダムにスケジュール
３１８ 近隣ＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュール
３２０ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
３２２ 分散スケジューリングＳＰがない期間にわたって、未来の送信に影響を及ぼさない方向にランダムにスケジュール
３２４ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
３２６ 未来の送信に影響を及ぼさない方向にスケジュールされたＳＰにわたってランダムにスケジュール
３２８ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
３３０ 分散スケジューリングＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュール
３３２ スケジューリングをそれ以上許可しない
３３４ 終了
３５０ 実施形態例
３５２ 開始
３５４ 分散スケジューリングＳＰがない期間にわたって、未来の送信に影響を及ぼさない方向にランダムにスケジュール
３５６ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
３５８ 未来の送信に影響を及ぼさない方向にスケジュールされたＳＰにわたってランダムにスケジュール
３６０ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
３６２ 近隣ＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュール
３６４ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
３６６ 占有されていない期間にわたってランダムにスケジュール
３６８ ＳＴＡがチャネルの共有を使用しているか？
３７０ 分散スケジューリングＳＰがない期間にわたってランダムにスケジュール
３７２ スケジューリングをそれ以上許可しない
３７４ 終了

Claims (14)

1. ネットワーク内の無線通信のための装置であって、
   （ａ）指向性通信を使用して少なくとも１つの他の局と無線通信するための局として構成される無線通信回路と、
   （ｂ）無線ネットワーク上で動作するように構成される局内の前記無線通信回路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た時に、
   （ｉ）複数のアンテナ方向セクタから選択される指向性アンテナセクタを通じて、他の局との指向性通信を実行するステップと、
   （ｉｉ）分散スケジューリングプロトコルを実行するステップであって、前記分散スケジューリングプロトコルは、（Ａ）送信中のビーコン又はメッセージ内にセクタ方向及びチャネル使用時間を含む指向性送信情報を送信するステップと、（Ｂ）他の局から指向性送信情報を受け取って処理するステップと、（Ｃ）近隣局からのセクタ方向及びチャネル使用時間を含む前記処理された指向性送信情報に基づいて、チャネルを割り当てて、未来の送信をスケジュールするステップとを含む、ステップと、
   を含むステップを実行し、
   前記局は、送信された拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）拡張スケジュール要素において分散スケジューリング可能フィールドを設定することによって、前記分散スケジューリングプロトコルを可能にしてそれを通知する拡張指向性マルチギガバイトパーソナル基本サービスセットコントロールポイント（ＰＣＰ）又はアクセスポイント（ＡＰ）を含む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た時に、更に、他の局から指向性送信情報を受け取ったことに応答して、前記他の局によって既にスケジュールされている送信の影響を受けないセクタ方向及びチャネル使用時間によって、送信をスケジュールすることによって、前記分散スケジューリングプロトコルを実行することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、最初に、占有されていないセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させて、その後に、占有されているセクタ方向及び時間が未来のスケジュールされた送信に影響を及ぼさない時に再使用できるセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させることによって、前記分散スケジューリングプロトコルを実行することを特徴とする、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た時に、最初に、占有されているセクタ方向及びチャネル使用時間が未来のスケジュールされた送信に影響を及ぼさない時に再使用できるセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させて、その後に、占有されていないセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させることによって、前記分散スケジューリングプロトコル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た時に、前記局の送信機方向及び使用情報と、他の局から受け取られる拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコン内のセクタ方向及びチャネル使用時間割り当て情報とを比較して、前記割り当てが前記受け取られたＥＤＭＧビーコンの前記セクタ方向であるかどうかを決定することによって、前記他の局からの指向性送信情報を処理する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た時に、前記局が未来の割り当てをスケジュールする時に、これらの割り当てが受け取られた拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコンと同じ方向である場合、セクタ方向及びチャネル使用時間の使用を回避することによって、前記他の局から指向性送信情報を受け取って処理する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。
7. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記指向性送信情報に含まれる割り当ての影響を受けるセクタ方向及びチャネル使用時間を決定し、受信電力が干渉値閾値を上回るセクタ方向を発見する際に受信機ビームトレーニングを実行し、これらのセクタ方向及びチャネル使用時間の組み合わせの割り当てを回避することによって、前記他の局からの指向性送信情報を処理する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。
8. 前記装置は、装置間（Ｄ２Ｄ）、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）、無線及びメッシュネットワーキングアプリケーション、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、屋外無線通信、Ｗｉ－Ｆｉ、ＷｉＧｉｇ、モノのインターネット（Ｉｏｔ）アプリケーション、データのバックホール、データのフロントホール、屋内及び屋外配信ネットワーク、メッシュネットワーク、次世代のセルラネットワーク、及びＤ２Ｄ通信を用いる次世代のセルラネットワークから構成されるネットワークタイプ及びアプリケーションの群から選択されるネットワークアプリケーションに適用可能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
9. ネットワーク内の無線通信のための装置であって、
   （ａ）指向性通信を使用して少なくとも１つの他の局と無線通信するための局として構成される無線通信回路と、
   （ｂ）無線ネットワーク上で動作するように構成される局内の前記無線通信回路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た時に、
   （ｉ）複数のアンテナ方向セクタから選択される指向性アンテナセクタを通じて、他の局との指向性通信を実行するステップであって、
   （ｉｉ）指向性送信情報がセクタ方向及びチャネル使用時間を含む、ステップと、
   （ｉｉｉ）分散スケジューリングプロトコルを実行するステップであって、前記分散スケジューリングプロトコルは、（Ａ）送信中のビーコン又はメッセージ内にセクタ方向及びチャネル使用時間を含む指向性送信情報を送信するステップと、（Ｂ）他の局から指向性送信情報を受け取って処理するステップと、（Ｃ）近隣局からのセクタ方向及びチャネル使用時間を含む前記処理された指向性送信情報に基づいて、チャネルを割り当てて、未来の送信をスケジュールするステップとを含む、ステップであって、
   （ｉｖ）前記局の送信機方向及び使用情報と、他の局から受け取られる拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコン内のセクタ方向及びチャネル使用時間割り当て情報とを比較して、前記割り当てが前記受け取られたＥＤＭＧビーコンの前記セクタ方向であるかどうかを決定することによって、前記他の局から指向性送信情報を受け取って処理するステップを実行し、
   （ｖ）前記局が未来の割り当てをスケジュールする時に、これらの割り当てが受け取られた拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコンと同じ方向である場合、セクタ方向及びチャネル使用時間の使用を回避することによって、前記他の局から指向性送信情報を受け取って処理するステップを実行し、
   （ｖｉ）前記指向性送信情報に含まれる割り当ての影響を受けるセクタ方向及びチャネル使用時間を決定し、受信電力が干渉値閾値を上回るセクタ方向を発見する際に受信機ビームトレーニングを実行し、これらのセクタ方向及びチャネル使用時間の組み合わせの割り当てを回避することによって、前記他の局から指向性送信情報を受け取って処理するステップを実行する、ステップと、
   を含むステップを実行する、
   ことを特徴とする装置。
10. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、他の送信のフレーム又は前記指向性送信情報を含むように生成されるフレーム内に前記指向性送信情報を付加することによって、前記指向性送信情報を送信するステップを実行することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 他の送信のフレームは、セクタ方向及びアンテナの識別を含む送信方向情報を含むスケジューリング情報を組み込んだ拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコンのフレームを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 前記拡張指向性マルチギガビット（ＥＤＭＧ）ビーコンは、更に、少なくともスケジュールされた送受信のセクタ方向の前記ＥＤＭＧビーコンに付与されるトレーニングフィールドを含むことを特徴とする、請求項１１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た時に、更に、他の局から指向性送信情報を受け取ったことに応答して、前記他の局によって既にスケジュールされている送信の影響を受けないセクタ方向及びチャネル使用時間によって、送信をスケジュールすることによって、前記分散スケジューリングプロトコルを実行することを特徴とする、請求項９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た時に、
    （ａ）最初に、占有されていないセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させて、その後に、占有されているセクタ方向及び時間が未来のスケジュールされた送信に影響を及ぼさない時に再使用できるセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させること、又は、
    （ｂ）最初に、占有されているセクタ方向及びチャネル使用時間が未来のスケジュールされた送信に影響を及ぼさない時に再使用できるセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させて、その後に、占有されていないセクタ方向及びチャネル使用時間を分散させること、
    のいずれかによって、前記分散スケジューリングプロトコルを実行する、
    ことを特徴とする、請求項９に記載の装置。

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