(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性無線ネットワークの分散した衝突許容期間(CBP)を設定するステップと、
1つ以上の分散したCBPの規則に基づいて、第1の装置から第2の装置へ情報を指向性送信方式により送信するステップと
を有する方法。
【請求項２】
前記分散したCBPの規則が、
標準的なフレームフォーマットを用いて情報を送信すること、
標準的なフレーム間隔を用いて情報を送信すること、
標準的なアクノリッジメント手順を用いてアクノリッジメントを送信すること
を規定している、請求項1記載の方法。
【請求項３】
前記指向性無線ネットワークが利用可能な複数のアクセス方法を有し、前記標準的なフレームフォーマットと、前記標準的なフレーム間隔と、情報の送信及びアクノリッジメントの送信に使用される前記標準的なアクノリッジメント手順とが、前記指向性無線ネットワークに利用可能な前記複数のアクセス方法のうちのアクセス方法各々にとって同じである、請求項2記載の方法。
【請求項４】
当該方法が、前記分散したCBPの規則に基づいて、前記指向性無線ネットワークの複数の装置から情報を同時に指向性送信方式により送信するステップを更に有する、請求項1記載の方法。
【請求項５】
前記指向性送信方式がビームフォーミングを用いて行われる、請求項1記載の方法。
【請求項６】
前記分散したCBPについて最大送信期間を設定するステップを更に有する請求項1記載の方法。
【請求項７】
複数の装置についての送信を異なる時間に設定するステップを更に有する請求項1記載の方法。
【請求項８】
前記指向性無線ネットワークがミリメートル波(mm波)指向性無線ネットワークである、請求項1記載の方法。
【請求項９】
指向性無線ネットワークの分散した衝突許容期間(CBP)を設定し、1つ以上の分散したCBPの規則に基づいて、第1の装置から第2の装置へ情報を指向性送信方式により送信するトランシーバを有する無線装置を含む装置。
【請求項１０】
前記分散したCBPの規則が、
標準的なフレームフォーマットを用いて情報を送信すること、
標準的なフレーム間隔を用いて情報を送信すること、
標準的なアクノリッジメント手順を用いてアクノリッジメントを送信すること
を規定している、請求項9記載の装置。
【請求項１１】
前記指向性無線ネットワークが利用可能な複数のアクセス方法を有し、前記標準的なフレームフォーマットと、前記標準的なフレーム間隔と、情報の送信及びアクノリッジメントを送信するのに使用される前記標準的なアクノリッジメント手順とが、前記指向性無線ネットワークに利用可能な前記複数のアクセス方法のうちのアクセス方法各々にとって同じである、請求項10記載の装置。
【請求項１２】
前記指向性無線ネットワークが、前記分散したCBPの規則に基づいて、複数の装置から複数の異なる送信を同時に指向性送信方式により行う、請求項9記載の装置。
【請求項１３】
前記指向性送信方式がビームフォーミングを用いて行われる、請求項9記載の装置。
【請求項１４】
前記分散したCBPについて最大送信期間が設定されている、請求項9記載の装置。
【請求項１５】
前記無線装置が、複数の無線装置の送信を異なる時間に設定するコーディネート情報をセントラルコーディネーション装置から受信する、請求項9記載の装置。
【請求項１６】
前記無線装置が、ミリメートル波(mm波)指向性無線ネットワークにおいて通信する、請求項9記載の装置。
【請求項１７】
プロセッサにより実行された場合に命令をシステムに実行させるために、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されるコンピュータプログラムであって、前記命令は、
指向性無線ネットワークの分散した衝突許容期間(CBP)を設定することと、
1つ以上の分散したCBPの規則に基づいて、第1の装置から第2の装置へ情報を指向性送信方式により送信することと
を有する、コンピュータプログラム。
【請求項１８】
前記分散したCBPの規則が、
標準的なフレームフォーマットを用いて情報を送信すること、
標準的なフレーム間隔を用いて情報を送信すること、
標準的なアクノリッジメント手順を用いてアクノリッジメントを送信すること
を規定している、請求項17記載のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
前記指向性無線ネットワークが利用可能な複数のアクセス方法を有し、前記標準的なフレームフォーマットと、前記標準的なフレーム間隔と、情報の送信及びアクノリッジメントの送信に使用される前記標準的なアクノリッジメント手順とが、前記指向性無線ネットワークに利用可能な前記複数のアクセス方法のうちのアクセス方法各々にとって同じである、請求項18記載のコンピュータプログラム。
【請求項２０】
前記命令が、前記分散したCBPの規則に基づいて、指向性送信方式による異なる時間における複数の異なる無線接続を設定することを更に有する、請求項17記載のコンピュータプログラム。
【請求項２１】
ビームフォーミングにより前記指向性送信方式が行われる、請求項17記載のコンピュータプログラム。
【請求項２２】
前記命令が、前記分散したCBPについて最大送信期間を設定することを更に有する、請求項17記載のコンピュータプログラム。
【請求項２３】
前記命令が、複数の装置についての送信を異なる時間に設定することを更に有する、請求項17記載のコンピュータプログラム。
【請求項２４】
前記指向性無線ネットワークがミリメートル波(mm波)指向性無線ネットワークである、請求項17記載のコンピュータプログラム。
【請求項２５】
指向性無線ネットワークの分散した衝突許容期間(CBP)を設定し、1つ以上の分散したCBPの規則に基づいて、第1の装置から第2の装置へ情報を指向性送信方式により送信するトランシーバと、ディジタルディスプレイとを有する無線装置を有するシステム。
【請求項２６】
前記分散したCBPの規則が、
標準的なフレームフォーマットを用いて情報を送信すること、
標準的なフレーム間隔を用いて情報を送信すること、
標準的なアクノリッジメント手順を用いてアクノリッジメントを送信すること
を規定している、請求項25記載のシステム。
【請求項２７】
前記指向性無線ネットワークが利用可能な複数のアクセス方法を有し、前記標準的なフレームフォーマットと、前記標準的なフレーム間隔と、情報の送信及びアクノリッジメントの送信に使用される前記標準的なアクノリッジメント手順とが、前記指向性無線ネットワークに利用可能な前記複数のアクセス方法のうちのアクセス方法各々にとって同じである、請求項26記載のシステム。
【請求項２８】
前記指向性無線ネットワークが、前記分散したCBPの規則に基づいて、複数の装置からの送信を同時に指向性送信方式により行う、請求項25記載のシステム。
【請求項２９】
前記指向性送信方式がビームフォーミングを用いて行われる、請求項25記載のシステム。
【請求項３０】
前記指向性無線ネットワークがミリメートル波(mm波)指向性無線ネットワークである、請求項25記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は情報を送信するための方法、装置、製品及びシステムに関連する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは1つ以上の部分の無線周波数(RF)スペクトルのような共有される無線通信媒体により情報を通信する。60ギガヘルツ(GHz)の周波数バンドで動作するミリメートル波(mm波)通信の最近の進歩により、約10メートルの短距離の範囲内において数ギガビット毎秒(Gbps)のスループットが確保される。mm波通信システムの限られた範囲及び指向性の性質は、多数の様々な装置を同じ無線ネットワークの中で使用できる可能性をもたらす。あるシステムにおいては、パフォーマンスを改善するために、通信媒体へのアクセスの予定を一括して管理するセントラルスケジューリングが使用されている。従来の技法は、典型的には、空間的な再利用(spatial  reuse)を許容しない通信媒体へのアクセスを集中的に管理するセントラルコーディネータ(PCP又はAP)を前提としている。従って、通信媒体へのアクセスを分散させ、無線通信システムにおける空間再利用を促すことが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、通信媒体へのアクセスを分散させ、無線通信システムにおける空間再利用を促す装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態による方法は、
指向性無線ネットワークの分散した衝突許容期間(CBP)を設定するステップと、
1つ以上の分散したCBPの規則に基づいて、第1の装置から第2の装置へ情報を指向性送信方式により送信するステップと
を有する方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】通信システムの一例を示す図。
【図２Ａ】一実施形態における第1のタイミング図。
【図２Ｂ】一実施形態における第2のタイミング図。
【図３Ａ】一実施形態における第1の通信状況を示す図。
【図３Ｂ】一実施形態における第2の通信状況を示す図。
【図４Ａ】一実施形態における第3の通信状況を示す図。
【図４Ｂ】一実施形態における第4の通信状況を示す図。
【図５】一実施形態における動作論理を示すフローチャート。
【図６】一実施形態による製品を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
様々な実施形態は、概して、指向性無線ネットワーク(directional  wireless  network)に対する多重アクセスを行うことに関連している。一実施形態は、例えば60GHzのmm波無線ネットワークのような指向性無線ネットワークにおける分散したアクセスのための方法を改善することに特に関連している。そのようなネットワークは、限られた通信範囲及び参加する装置に起因して、「ピコネット」又はパーソナルベーシックサービスセット(PBSS)としばしば言及される。改善された分散アクセス方法は無線えっとワークにおける空間再利用(spatial  reuse)を可能にし、これにより複数の装置が同時に通信できるようにし、その結果、指向性無線ネットワークにおけるネットワークパフォーマンスを改善することができる。
【０００７】
図1は通信システム100の一例をブロック図で示す。様々な実施形態において、通信システム100は複数のノードを有する。一般にノードは通信システム100において情報を通信する任意の物理的又は論理的な機能要素(エンティティ)を有し、所与の一群の設計パラメータ又はパフォーマンスの制約に応じて、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの任意の組み合わせにより実現されよい。図1は一例として限られた数のノードしか示していないが、より多数又は少数のノードが所与の実施形態において使用されてよいことが認められる。
【０００８】
様々な実施形態において、通信システム100は、有線通信システム、無線通信システム又はそれらの組み合わせによるシステム又はその一部を構築又は形成してもよい。例えば通信システム100は1つ以上のタイプの有線通信リンクを介して情報を通信する1つ以上のノードを有していてもよい。有線通信リンクの具体例は、ワイヤ、ケーブル、バス、印刷回路基板(PCB)、イーサーネット接続、ピアトゥピア(P2P)接続、バックプレーン(backplane)、スイッチ構造、半導体材料、より対線、同軸ケーブル、光ファイバ接続等を含むが、これらに限定されない。通信システム100は、1つ以上のタイプの無線通信リンクを介して情報を通信する1つ以上のノードを有していてもよい。無線通信リンクの具体例は、無線チャネル、赤外線チャネル、無線周波数(RF)チャネル、ワイヤレスフィデリティ(WiFi)チャネル、RFスペクトルの一部分、及び/又は1つ以上のライセンスされた又はライセンスを要しない周波数バンド等を含むが、これらに限定されない。
【０００９】
通信システム100は、ある標準化機構が推奨している1つ以上の標準仕様に従って情報を通信してもよい。一実施形態において例えば通信システム100の一部を形成する様々な装置は、IEEE802.11標準仕様、WiGigアライアンス標準仕様、ワイヤレスHD標準仕様、標準仕様の改訂版(例えば、ワイヤレスHD標準仕様の2007年12月1日付けのバージョン1.0d7)、ワイヤレスHDにより推奨されているようなそれらの規格群、LLC(「ワイヤレスHD標準仕様」としてまとめて言及される)に従って動作するように形成されていてもよいし、あるいはその他の標準化機構(例えば、国際電気通信連合(ITU)、国際標準化機構(ISO)、国際電気標準会議(IEC)、電気電子技術者協会(IEEE)、インターネットエンジニアリングタスクフォース(IETF)等)によって推奨されている他の任意の無線標準仕様に従って動作するように形成されていてもよい。様々な実施形態において、例えば、通信システム100は、IEEE802.11標準仕様のような無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)に関する1つ以上のIEEE802.11標準仕様(1999年版、Information  Technology  Telecommunications  and  Information  Exchange  Between  Systems  −  Local  and  Metropolitan  Area  Networks  −  Specific  Requirements,  Part  II:  WLAN  Medium  Access  Control  (MAC)  and  Physical  (PHY)  Layer  Specifications)及び改訂を含むそれらの一群の規格群；IEEE802.15.3及びその改訂版；802.16-2004、802.16.2-2004、802.16e-2005、802.16f及びそれらの改訂版のようなIEEE802.16標準仕様を含むWMAN用のIEEE802.16標準仕様；WGA(WiGig)及び改訂版に関する一群の規格群；欧州コンピュータ製造工業会(ECMA)TG20及び改訂版に関する一群の規格群；並びにその他の無線ネットワーキング標準仕様に従って情報を通信してもよい。本実施形態はこれらに限定されない。
【００１０】
通信システム100は1つ以上のプロトコルに従って情報を通信、管理又は処理する。プロトコルはノード間の通信を管理するために予め規定された一群の規則又は命令を含む。様々な実施形態において、例えば通信システム100は1つ以上のプロトコルを使用し、そのプロトコルは、例えば、ビームフォーミングプロトコル、媒体アクセス制御(MAC)プロトコル、物理レイヤコンバージェンスプロトコル(PLCP)、シンプルネットワーク管理プロトコル(SNMP)、非同期転送モード(ATM)プロトコル、フレームリレープロトコル、システムネットワークアーキテクチャ(SNA)プロトコル、転送制御プロトコル(TCP)、インターネットプロトコル(IP)、TCP/IP、X.25、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、衝突許容期間(contention  based  period：CBP)プロトコル、分散型衝突許容期間(分散CBP)プロトコル等である。様々な実施形態において、通信システム100は媒体処理の標準仕様及び/又はプロトコルに従って動作するように形成される。本実施形態はこれらに限定されない。
【００１１】
図1に示されているように、通信システム100はネットワーク102と複数のノード104-1-nを有し、nは任意の正の整数を表す。様々な実施形態において、ノード104-1-nは様々なタイプの無線装置として実現されてよい。無線装置の具体例は、IEEE802.15.3のピコネットコントローラ(PNC)、コントローラ、IEEE802.11のPCP、コーディネータ、通信局(ステーション)、加入者通信局、基地局、無線アクセスポイント(AP)、無線クライアント装置、無線通信局(STA)、ラップトップコンピュータ、ウルトララップトップコンピュータ、ポータブルコンピュータ、パーソナルコンピュータ(PC)、ノートブックPC、携帯用コンピュータ、パーソナルディジタルアシスタント(PDA)、セルラ電話機、セルラ電話機とPDAとの組み合わせ、スマートフォン、ページャ、メッセージ処理装置、メディアプレーヤ、ディジたるミュージックプレーヤ、セットトップボックス(STB)、電化製品、ワークステーション、ユーザ端末、移動端末、家庭用電化製品、テレビジョン、ディジタルテレビジョン、高解像度テレビジョン、テレビジョン受信機、高解像度テレビジョン受信機等であるが、これらに限定されない。
【００１２】
一実施形態において、ノード104-1-nは無線通信用の1つ以上の無線インターフェース及び/又は構成要素(コンポーネント)を有し、例えば、送信機、受信機、トランシーバ、チップセット、増幅器、フィルタ、制御論理部、ネットワークインターフェースカード(NIC)、アンテナ、アンテナアレイ、モジュール等の内の1つ以上を有する。アンテナの具体例は、内蔵アンテナ、オムニ指向性アンテナ、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、エンドフェッドアンテナ(end  fed  antenna)、円偏波アンテナ、マイクロストリップアンテナ、ダイバーシチアンテナ、デュアルアンテナ、アンテナアレイ等であるが、これらに限定されない。
【００１３】
一実施形態において、ノード104-1-nは無線ネットワーク102又はその一部を構築又は形成する。一実施形態において、例えば、無線ネットワーク102は60ギガヘルツ(GHz)で動作するミリメートル波(mm波)無線ネットワークを形成する。説明の便宜上、実施形態はミリメートル波(mm波)無線ネットワークとして実現された無線ネットワーク102により説明されているが、これは限定ではなく、実施形態はこの形態に限定されないことが理解される必要がある。例えば、WPAN、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、無線メトロポリタンエリアネットワーク、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)、ブロードバンド無線アクセス(BWA)ネットワーク、無線ネットワーク、テレビジョンネットワーク、衛星ネットワーク(例えば、ダイレクトブロードキャスト衛星(DBS)ネットワーク)、及び/又は開示される実施形態に従って動作する他の任意の無線通信ネットワーク等に適切な関連するプロトコル及び/又は様々なタイプの無線ネットワークとして、無線ネットワーク102が構築又は実現されてもよい。
【００１４】
様々な実施形態において、60ギガヘルツ(GHz)の周波数バンドで動作する通常のミリメートル波(mm波)無線ネットワークは、セントラルコーディネータノードとして機能する1つのノード104-1-nを含む。コーディネータノードは、PBSSにおけるタイミングを制御し、PBSSのメンバを追跡し、データの送受信を制御する。残りのノード104-1-nはデータを送受信する通信局である。特許請求の範囲には他の形態も含まれる。
【００１５】
図2Aは、セントラルコーディネータノードを前提とする将来の60GHzネットワークの一実施形態におけるタイミング図200を示す。図2Aに示されているように、ビーコンインターバル(BI)202の構造/スケジューリング内容は、ビーコン(B)204、通知期間(AT)206、衝突許容期間(CBP)208、212及び/又はサービス期間(SP)210、214を含む。説明の便宜上、図2Aには限られた数の要素しか示されていないが、任意の数のタイプ又はスケジューリングの信号又は論理が使用されてもよく、しかもそれらは開示される実施形態の範囲内に属することが理解されるべきである。
【００１６】
一実施形態において、セントラルコーディネータ(PCP)は通信する通信局(STA)(例えば、ノード104-1-n)に対してBIの中の時間の割当の予定を立てる(スケジューリングする)。BIの中でスケジューリングされる時間期間には、SP及びCBPの2種類がある。BIにおけるSP及びCBPのスケジュールはビーコン204又はAT206により通知される。従来のネットワークの場合、SPは、SP期間の間の媒体へのアクセスを制御する単独のソースSTAにより管理される。一方、CBPの間において、複数のSTA(例えば、図1の全てのノード104-1-nが該当する可能性がある)は、例えばIEEE802.11標準仕様で通常使用されている衝突回避型キャリアセンス多重アクセス(CSMA/CA)に類似するプロトコルを使用することで、競合しながら媒体にアクセスできる。
【００１７】
しかしながら、一実施形態においては、60GHz無線ネットワークに指向性通信が使用されることに起因して、IEEE802.11標準仕様に規定されているような従来のCSMA/CA方式は適用されない。なぜなら、仮想キャリア及び物理キャリアの双方が信頼できないかもしれないからである。図3は60GHzネットワークにおいてなぜキャリアセンスが信頼できないかを例示する通信状況を示す。図3Aに示されているように、無線ネットワーク300はノード302、304、306及び308を含み、これらは図1のノード104-1-nと同一又は類似している。一実施形態において、ノード302はノード304に対して送信を行っており、この送信の間にノード306は、ノード308への送信を開始しようとする際にチャネルを監視する。図3Aに示されているように、ノード306は如何なるキャリアも検出しないので、ノード308への送信を開始した結果、ノード304における衝突を引き起こし、ネットワーク300のパフォーマンスを劣化させてしまうおそれがある。
【００１８】
上述したように、一実施形態において、指向性無線ネットワークに関連するこれら及びその他の問題に対処するため、60GHz無線ネットワークにおける動作と同様なCSMA/CAをサポートするPCP(例えば、セントラルコーディネータノード)を中心とする方式が提案される。一実施形態において、PCPはCBP期間において無線媒体へのアクセスを完全に管理する。この方法は図3Aに示されているような60GHz無線ネットワークにおける指向性の問題には対処できるが、このPCP中心方式(PCP-centric  approach)はいくつかの欠点を有する。例えば、PCP中心方式は図3Aに示されているように無線ネットワークにおける空間再利用を活用できない。様々な実施形態において、PCP中心方式により無線ネットワーク300内の全てのSTAに対して指向性プロテクション(directional  protection)が行われているので、図3Bの無線ネットワーク350(図3Aの無線ネットワーク300と同一又は類似である)に示されているように、ノード302はノード304と通信し続ける一方、ノード308にはノード306への送信が単に許可されない。
【００１９】
一実施形態において、PCP中心方式はBI内のCBP期間各々においてPCPが起動していることを必要とし、従ってPCPの電力消費量が増加してしまう。これは、例えばPCPが限られたバッテリ容量しか備えていない移動コンピュータ装置を形成しているような場合に特に問題となる。また、PCP中心方式は、例えば2つの複雑でない移動装置の間のシンクアンドゴー(sync＆go)のようの無線ネットワークの簡易な利用には複雑で煩雑な方式である。上記の問題に加えて、衝突検出及び再同期等を要すること等のような無線ネットワークの方向性は、60GHzネットワークで保証するには困難であり実用的ではない。
【００２０】
指向性ネットワークの媒体アクセスにPCP中心方式が使用される場合の別の試みは、CBPの間にビームフォーミング(BF)がどのように実行されるかに関する。PCP中心方式によりスケジューリングされた無線ネットワークにおいてビームフォーミングを実行する場合の問題の1つは、STAが互いの時間的な同期を失ってしまうかもしれないことであり、その場合CBPの間にビームフォーミング処理を適切に完了できなくなってしまう。例えば、図3Aの無線ネットワーク300の場合、ノード302はCBP  (例えば、図2AのCBP208)の間にノード304とBF手順を開始し、それらの通信に対する方向を発見する。様々な実施形態において、ノード302及び304がBF手順の各段階を時間的に継続的に常に完了しない限り、CBPの間のチャネルに対するCSMA/CAアクセスに起因して同期の問題が生じる。一実施形態において、CSMA/CAはランダムなチャネルアクセス方式であるので、中断されたBF手順を継続するためにノード302又はノード304がチャネルにアクセスできる次の時間は、決定論的(deterministic)には決まらない。これは例えばSTAが同期を喪失してしまう問題を招き、CBP208の間にBFを適切に完了することは決してできず、CBP212の間にビームフォーミングを再開する必要があり、同期をとることが困難である。
【００２１】
上記は、指向性無線ネットワークに分散多重接続方式を使用することで克服される問題のいくつかを示しているにすぎず、本実施形態により他の問題も克服され、他の利点も存在することが認められる。
【００２２】
図2Bは、セントラルコーディネータノードを一切当てにせず通信媒体への分散したアクセスを可能にする60GHzネットワークの一例におけるタイミング図250を示す。図2Bに示されているように、ビーコンインターバル(BI)202の構造/スケジューリング内容は、ビーコン(B)204、通知期間(AT)206及び分散された衝突許容期間(CBP)252を含む。説明の便宜上、図2Bには限られた数の要素しか示されていないが、任意の数のタイプ又はスケジューリングの信号又は論理が使用されてもよく、しかもそれらは開示される実施形態の範囲内に属することが理解されるべきである。例えば、図2Bには明示されていないが、衝突許容期間(CBP)208、212及びサービス期間(SP)210、214が、分散CBP252と共に、タイミング図250に示されているネットワークの別の時点で使用可能であり、このような実施形態も特許請求の範囲に属することが、理解されるべきである。
【００２３】
様々な実施形態において、分散されたCBP252は衝突許容期間を形成し、一群の分散された衝突許容期間(CBP)の規則又はルールに従っている限り、指向性無線ネットワークに属する任意のノードは、任意の他のノードと任意の時点で通信を開始することができる。一実施形態において、図1のノード104-1-nの内の何れかのような無線装置は、指向性無線ネットワークの分散CBP252を設定し、1つ以上の分散CBPルールに基づいて他の無線装置に情報を送信する。他の実施形態も特許請求の範囲に属する。
【００２４】
一実施形態において、第1の分散CBPルールは全ての送信(通信)に標準的なフレームフォーマットを使用することを要求する。例えば、分散CBPの間のデータ転送に使用されるPHY及びMACフレームフォーマットは、CSMA又はTDMA等のような無線ネットワークにおける任意の他のアクセス媒体に使用されているものと異なるべきではない。各々のアクセス方法を使用する場合に、データ転送に同じフレームフォーマットが使用されることを保証することで、無線ネットワークにおける装置間及びアクセス方法の間で互換性又は両立性(compatibility)を担保できる。
【００２５】
第2の分散CBPルールは全ての送信(通信)に標準的なフレーム間隔(interframe  spacing：IFS)を使用することを要求する。例えば、分散CBPの間に使用されるIFSは、無線ネットワークで利用可能な他の任意のアクセス方法に使用されているIFSと異なるべきではない。言い換えれば、無線ネットワークにおける如何なる通信局又はノードも、例えばPHY及びMAC標準仕様に規定されているIFSと異なるIFSだけ隔たったPPDUシーケンスを送信しない。これは、無線ネットワークの装置について改善された互換性又は両立性をもたらす。
【００２６】
様々な実施形態において、第3の分散CBPルールは、分散CBPに関連付けられている全てのアクノリッジメント(送達確認信号)が、標準的なアクノリッジメント手順及びフォーマットに従うことを要求する。例えば、分散CBPに関連付けられるアクノリッジメント方式は、セントラル化又はスケジューリングされたアクセスのためにPHY及びMAC標準仕様で規定されているアクノリッジメント方式を使用して互換性を保証すべきである。
【００２７】
一実施形態において、第4の分散CBPルールは、分散CBPの間の全ての送信(通信)が指向性送信(通信)であることを要求する。この方法の場合、例えば空間再利用を促すことができる。上記の4つの分散CBPルールの各々により、指向性無線ネットワークにおける複数のノードによる分散したアクセスを可能にすることが理解されるべきである。一実施形態において、分散CBPルールは、同じパラメータによる同じデータ送信状態マシン(state  machine)が任意のアクセス方法に使用できるようにし、様々なアクセス方法の間で簡易に切り替えることを可能にする(例えば、分散CBPからセントラル化されたCBP、スケジューリングされたCBPへの切り替え)。他の実施形態も特許請求の範囲に属する。
【００２８】
上記の分散CBPルールに加えて、パフォーマンスを改善又は変更するために、他の選択的なルール又は規則が設定され使用されてもよい。例えば、チャネルがビジー(busy)であると判定された場合に、物理及び/又は仮想キャリアセンスが使用され、STA又はノードがバックオフ手順を使用してもよい。一実施形態において、STA又はノードは設定されたプロテクション又は保護に配慮し、そのプロテクションがリセット又は解除されるまで送信を開始しない。実施形態はこの例に限定されない。
【００２９】
一実施形態において、所与のSTA又はノードが時間的に長い期間にわたってチャネルを占有して他のSTAによるアクセスを延期しないことを保証するために、分散CBPにおいて最大フレーム送信期間を制限することが有利である。これは、CBPの間にアクセスが衝突することを少なくし、何らかの1つのSTAがチャネル全体を占有してしまうことを防止する。
【００３０】
様々な実施形態において、上記の分散されたCBPルールを適用することは、60GHzの指向性通信が行われる場合に、簡易でありかつ空間再利用を活用できる分散されたランダムアクセス方式を規定すると共に、分散されたCBPの標準仕様を規定すること及び相互運用可能な装置を許容する。
【００３１】
図4A及び4Bは、一実施例における無線ネットワーク400及び450の通信状況の一例を示す。無線ネットワーク400及び450は、一実施形態における上記の分散CBP方式及び分散CBPルールを使用する無線ネットワークを表現する。無線ネットワーク400及び450は、図1のノード104-1-nと同一又は類似のノード302、304、306及び308及び/又は図3A及び3Bのノード302、304、306及び308を含む。一実施形態において、ノード302、304、306及び308は、例えばmm波無線ネットワーク400、450において通信を行うように形成された及び/又は動作する無線装置を有する。限られた数の要素が一例として示されているが、任意の数のノード又は配置が使用されてもよく、そのような例も実施形態に包含されることが理解されるべきである。
【００３２】
図4Aに示されているように、ノード302は、ノード304との直接的なフレームの送信(通信)の前に、如何なるバックオフ又はキャリアセンス手順も実行しない。様々な実施形態において、ノード304はこの期間の間は準オムニ指向性(quasi-omni  receive  mode)の受信モードで動作し、ノード302からのフレームを検出した後、必要に応じて指向性モード(directional  mode)に切り替わってもよい。一実施形態において、ノード302及び304は、送信の前に多賀にビームフォーミングの手順を実行してもしなくてもよい。例えば、ノード302及び304が2つのシングルアンテナシンクアンドゴーSTA(sync＆go  STA)又は無線装置により形成されていた場合、送信はビームフォーミングの手順なしに実行可能である。ただし、実施形態はこの例に限定されない。
【００３３】
様々な実施形態において、図4Bに示されているように、ノード302及び304の間の通信の間に又はノード302及び304間の接続を確立するのと同時に、ノード308はノード306に対する送信を開始してよい。一実施形態において、ノード308が分散CBPルールに従っている場合、ノード306への送信は、ノード302及び304の間の接続によらず速やかに開始されてよい。図4Bに示されているように、ノード308及びノード306からの送信は、ノード302及び304間の進行中の通信によらず成功する。一実施形態において、双方の送信が同時進行し、分散CBPルールに従っている場合、分散CBPの期間において空間再利用が活用される。他の実施形態も特許請求の範囲に属する。
【００３４】
一実施形態において、ノード302及び304間とノード308及び306間との通信が干渉するかもしれない。一実施形態においては、そのような場合、数回の再送の後に、例えばバックオフ手順を実行すること又は分散CBPを完全に利用することを止めてセントラル化CBPに切り替わることを、個々のノードが(PCPに決定してもらうのではなく)独立して判断することが有利である。セントラル化CBPに切り替わる場合、ノードは従来のCSMA/CAバックオフルールに従って動作し、様々な実施形態における各自の通信に対するプロテクション(保護)を行う。
【００３５】
様々な実施形態において、指向性無線ネットワークにおける分散CBPに関連してビームフォーミングが行われてもよい。例えば、一実施形態において、指向性コネクションを設定するためにビームフォーミング手順が使用されてもよい。しかしながら上述したようにビームフォーミングの同期は、限られた期間のCBP及び分散CBPが適用される場合に問題となる。例えば、2つの装置が所与のCBPの間にビームフォーミング手順を完了できなかった場合、その2つの装置に対してビームフォーミングを同期させることは困難である。分散CBP方式を実行する無線ネットワークにおいてこの問題に対処するため、様々な実施形態において、CBPルールに対する例外が適用されてもよい。一実施形態において、分散CBPの間にビームフォーミング手順が開始される場合、分散CBPルールは適用されなくてもよい。
【００３６】
様々な実施形態において、CBPの間にビームフォーミング手順を開始したが、そのCBPの終了時点に達したためにそのCBPの間にビームフォーミングを完了できなかったビームフォーミングの開始側通信局(initiator)又は応答側通信局(responder)(例えば、ソース又は宛先のSTA又はノード)は、分散CBPルールによる処理を実行又は継続することなく、次のCBPの開始の際にビームフォーミング手順を再開してもよい。言い換えれば、先行するCBPでBFが開始されたがその先行するCBPにおいては完了できなかったという特殊な場合、STA又はノードは、如何なる延期も行うことなく速やかに分散CBP又はCBPにアクセスしてよい。他の実施形態も特許請求の範囲に属する。
【００３７】
添付図面及び具体例を参照しながら様々な実施形態に関する動作例を更に説明する。一部の図面は論理的なフローチャートを示す。図示されている論理フローチャートは、説明されている機能が如何にして実現されるかの一例を単に示しているに過ぎないことが、理解されるべきである。更に、所与の論理フローチャートは、特に断りのない限り、必ずしも図示された順序で実行される必要はない。更に、論理フローチャートは、ハードウェア要素、プロセッサにより実行されるソフトウェア要素又はそれらの任意の組み合わせにより実行される。ただし、実施形態はこの例に限定されない。
【００３８】
図5は指向性無線ネットワークにおける多重アクセスを可能にするための論理フローチャートの一例500を示す。様々な実施形態において、論理フローチャート500は、所与の一群の設計パラメータ又は動作制約(パフォーマンスの制約)に従って、様々なシステム、ノード及び/又はモジュールにより実行されてもよく、ハードウェア、ソフトウェア及び/又はそれらの任意の組み合わせとして実現されてもよい。例えば、論理フローチャート500は、論理装置(例えば、ノード、STA、無線装置)及び/又はロジック(論理装置により実行される命令、データ及び/又はコードを有する)により実現されてもよい。限定ではなく図示の簡明化のため、論理フローチャート500は図1及び2Bを参照しながら説明される。ただし、実施形態はこの例に限定されない。
【００３９】
様々な実施形態において、論理フローチャート500は、指向性無線ネットワークに対して分散された衝突許容期間(分散CBP)を設定する。例えば、無線装置104-1-nの内の任意の何れかが、60GHzmm波指向性無線ネットワークを含んでもよいネットワーク102における分散CBPを設定又は確立する。特定の実施形態において、分散CBP252に関するBI202の間の時間をスケジューリングすることは、セントラルステーション(例えば、PCP又はAP)の役割である。ただし、実施形態はこの例に限定されない。
【００４０】
一実施形態において、例えば、論理フローチャート500は、504において、1つ以上の分散CBPの規則(ルール)に基づいて第1の装置から第2の装置へ情報を送信する。例えば、無線ネットワーク102の標準的なフレームフォーマットや、無線ネットワーク102における標準的なフレーム間隔や、無線ネットワーク102における標準的なアクノリッジメント手順を使用して、無線装置104-1は情報を無線装置104-2に送信する。一実施形態において、標準的なフレームフォーマット、標準的なフレーム間隔及び標準的なアクノリッジメント手順を利用することは、分散CBPのルールの全部又は一部を含んでもよい。様々な実施形態において、無線ネットワークに利用可能な複数のアクセス方法の各々について送信(通信)が同じになるように、分散CBPのルールが選択されてもよい。
【００４１】
無線装置104-1から無線装置104-2への送信は、一実施例において、無線装置同士の間のビームフォーミング手順を用いて設定された指向性送信により行われる。一実施形態において、分散CBPのルールに従うことは、無線ネットワークにおける複数の装置から同時に情報を送信できるようにする。例えば、装置104-1及び104-3は装置104-2及び104-nに対してそれぞれ送信を開始すると共に、分散CBPルールに基づいていてもよい。一実施形態において、同時送信の各々は指向性送信により行われてもよい。ただし、実施形態はこの例に限定されない。
【００４２】
様々な実施形態において、分散CBPに関し、最大送信期間が設定されてもよい。例えば、何れか1つの装置がチャネルを完全に占有してしまうことを防止するために、装置の各々がチャネルにアクセスする時間の長さに制限が設定されてもよい。他の実施形態も特許請求の範囲に属する。
【００４３】
分散CBPに追加的に又は代替的に、一実施例において、CBPは、装置に指向性による保護を与えかつ複数の異なる装置に異なる時点で送信を行うように制御するように、CBPが設定されてもよい。例えば、例えば、セントラルコーディネータノード(例えば、PCP又はAP)は、無線ネットワーク１０２に対するアクセスを制御することで、所与の任意の時点で限られた数の装置がチャネルにアクセスできるようにする。ただし、実施形態はこの例に限定されない。
【００４４】
図6は一実施形態による製品600を示す。図示されているように、製品600は論理装置604を保存するためのストレージ媒体602を有し、論理装置604は、指向性無線ネットワークに対する分散CBPを設定し、分散CBPの中での情報送信に対して分散CBPルールを適用する。例えば、論理装置604は、移動コンピュータ装置、ノード又はその他のシステムだけでなく、例えば他の形態のノード104-1-nに対する接続管理モジュールを実現する。様々な実施形態において、製品600は様々なシステム、ノード及び/又はモジュールにより実現されてよい。
【００４５】
製品600及び/又はマシン読み取り可能なストレージ媒体602は、データを保存することが可能な1つ以上の種類のコンピュータで読み取り可能なストレージ媒体を含み、その媒体は例えば揮発性メモリ、不揮発性メモリ、取り外し可能なメモリ、取り外し可能でないメモリ、消去可能なメモリ、消去可能でないメモリ、書き込み可能なメモリ、書き込み可能でないメモリ等を含む。マシン読み取り可能なストレージ媒体の具体例は、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、ダブルデータレートDRAM(DDR-DRAM)、同期DRAM(SDRAM)、スタティックRAM(SRAM)、リードオンリメモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能なプログラマブルROM(EPROM)、電気的に消去可能なプログラマブルROM(EEPROM)、コンパクトディスクROM(CD-ROM)、コンパクトディスクレコーダブル(CD-R)、コンパクトディスクリライタブル(CD-RW)、フラッシュメモリ(例えば、NOR又はNANDフラッシュメモリ)、コンテンツアドレス可能メモリ(CAM)、ポリマメモリ(例えば、強誘電体ポリマメモリ)、相変化メモリ(phase-change  memory)(例えば、オボニックメモリ(ovonic  memory))、強誘電体メモリ、シリコン酸化物窒化物酸化物シリコン(SONOS)メモリ、ディスク(例えば、フロッピディスク、ハードドライブ、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等)、カード(例えば、磁気カード、光カード等)、テープ、カセット、又は情報を保存することに適したその他の任意のタイプのコンピュータ読み取り可能なストレージ媒体であるが、これらに限定されない。コンピュータプログラムをダウンロードすること又は通信リンク(例えば、モデム、無線接続又はネットワーク接続)を介して搬送波又は他の伝送媒体によるデータしのぐにより搬送されるコンピュータプログラムをリモートコンピュータから要求しているコンピュータへ転送することに関連する任意の媒体は、コンピュータ読み取り可能なストレージ媒体に該当するものとする。
【００４６】
製品600及び/又はマシン読み取り可能な媒体602は、命令、データ及び/又はコードを含む論理装置604を格納又は保存し、その命令等はマシンにより実行されると上記の実施形態による方法及び/又は動作をマシンに実行させる。そのようなマシンは例えば、処理プラットフォーム、コンピュータプラットフォーム、コンピュータ装置、処理装置、コンピュータシステム、処理システム、コンピュータ、プロセッサ等の適切な任意のものを含み、ハードウェア及び/又はソフトウェアの適切な何らかの組み合わせを用いて実現される。
【００４７】
論理装置604は、ソフトウェア等(ソフトウェア、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、プログラム、サブルーチン、命令、命令セット、コンピュータコード、ワード、値、シンボル又はそれらの組み合わせ等)を含んでもよいし、或いはソフトウェア等として実現されてもよい。命令は、ソースコード、コンパイルされたコード、解釈されたコード、実行可能なコード、スタティックコード、ダイナミックコード等のような適切な任意のタイプのコードを含んでもよい。命令は、所定の機能を実行するようにプロセッサに指示するために予め定められたコンピュータ言語、方法又はシンタックスに従って実行される。命令は、適切な任意のハイレベル、ローレベル、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイル及び/又はインタープリットプログラム言語を用いて実現され、プログラム言語は例えばC、C++、ジャバ(Java（登録商標）)、ベーシック(BASIC)、マトラボ(Matlab)、パスカル(Pascal)、ビジュアルベーシック(Visual  BASIC)、アセンブリ言語、マシンコード等である。ただし、実施形態はこれらに限定されない。実現される論理装置604がソフトウェアとして実現される場合、ソフトウェアは任意の適切なプロセッサ及びメモリユニットにより実行されてよい。
【００４８】
実施形態の理解を促すために多くの具体的な詳細が説明されてきた。しかしながら実施形態はそのような具体的な詳細事項によらずに実施されてもよいことを当業者は認めるであろう。また、周知の動作、構成要素及び回路については実施形態を曖昧にしてしまわないように詳細には説明されていない。本願で説明されている具体的な構造及び機能の詳細は代表的なものであり、実施形態の範囲を限定するものではない。
【００４９】
特に断りがない限り、例えば「処理」、「演算」、「計算」、「決定」等のような用語は、コンピュータ等(コンピュータ、コンピュータシステム又は類似の電子コンピュータ装置)の処理及び/又は手順に関連しており、そのコンピュータ等は、コンピュータシステムのレジスタ及び/又はメモリ内の物理量(例えば、電子)として表現されるデータを処理し及び/又は、コンピュータシステムのメモリ、レジスタ又は他の情報ストレージ内の物理量として表現される同様な他のデータに変換する。ただし、実施形態はこの例に限定されない。
【００５０】
「一実施形態」又は「実施形態」に関連するものは、その実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造又は特性が少なくとも1つの実施形態に含まれていることを意味していることに留意すべきことは言及に価する。従って明細書を通じて様々な場所に登場する「一実施形態において」や「一実施形態における」のような語句は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。更に、特定の特徴、構造又は性質は1つ以上の実施形態において適切な任意の方法で組み合わされてよい。
【００５１】
本願において実施形態に関する特定の特徴が説明されてきたが、多くの修正例、置換例、変形例及び均等物が当業者にとって明らかであろう。従ってそのような修正例や変形例は実施形態の真の精神の範囲に属し、添付の特許請求の範囲に包含されることが認められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】米国特許出願公開第2008-0013519号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2009-0073954号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第2009-0040974号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第2008-0273478号明細書
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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