(57)【要約】  ワイヤレス通信システムは複数のＷＴＲＵ（１１０、１１５、１２０）および１つのＡＰ（１０５）を含む。ＡＰはアンテナにより複数のＷＴＲＵと通信する。１つの実施形態において、ＡＰは、アンテナを、所望のサービスエリアをカバーしおよびＲＴＳ制御メッセージを転送するワイドビーム構成に変更する。ＡＰがＷＴＲＵの１つからＣＴＳ制御メッセージを受信すると、ＡＰは１つのＷＴＲＵとの通信のために最も望ましいアンテナ設定を決定する。ＡＰはアンテナをナロービーム構成に変更しおよび少なくとも１つのデータパケットを１つのＷＴＲＵに転送する。ＡＰはデータパケットがＷＴＲＵにより首尾よく受信されたことを示すＡＣＫメッセージを受信すると、ＡＰはアンテナをワイドビーム構成に変更する。別の実施形態において、ＡＰはＷＴＲＵからのデータ・パケット・フラグメントを送受信するよう構成されおよび上述のようにアンテナを変更する。
2007537674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）および１つのアクセスポイント（ＡＰ）を含むワイヤレス通信システムにおいて、前記ＡＰが少なくとも１つのアンテナによって少なくとも１つのデータパケットを１つまたは複数のＷＴＲＵに転送する方法であって、
（ａ）所望のサービスエリアをカバーするワイドビーム構成に前記アンテナを前記ＡＰが変更するステップと、
（ｂ）前記ワイド・ビーム・アンテナ構成によって前記少なくとも１つのＷＴＲＵにＲＴＳ制御メッセージを前記ＡＰが転送するステップと、
（ｃ）前記ワイド・ビーム・アンテナ構成によって前記少なくとも１つのＷＴＲＵからＣＴＳ制御メッセージを受信するのを前記ＡＰが待ち受けるステップと、
（ｄ）前記アンテナをナロービーム構成に前記ＡＰが変更するステップと、
（ｅ）前記ナロー・ビーム・アンテナ構成によって前記少なくとも１つのＷＴＲＵに前記少なくとも１つのデータパケットを前記ＡＰが転送するステップと、
（ｆ）前記データパケットが前記少なくとも１つのＷＴＲＵによって首尾よく受信されたことを示すＡＣＫメッセージを受信するのを前記ＡＰが待ち受けるステップと、
（ｇ）前記ＡＣＫメッセージを受信することに応答して前記アンテナを前記ワイド・ビーム・アンテナ構成に前記ＡＰが変更するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ワイヤレス通信システムが、ＷＬＡＮシステムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＷＬＡＮシステムが、ＣＳＭＡ／ＣＡを使用してサービスを提供することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ワイヤレス通信システムは、前記ＡＰが前記ＣＴＳ制御メッセージを受信しない場合に転送失敗手順を実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
（ｈ）前記ＲＴＳ制御メッセージを転送する前にチャネルアクセスを取得するためにＭＡＣ層プロトコルを前記ＡＰが実行するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）および１つのアクセスポイント（ＡＰ）を含むワイヤレス通信システムにおいて、前記ＡＰが少なくとも１つのアンテナによってデータ・パケット・フラグメントを１つまたは複数のＷＴＲＵに転送する方法であって、
（ａ）所望のサービスエリアをカバーするワイドビーム構成に前記アンテナを前記ＡＰが変更するステップと、
（ｂ）前記ワイド・ビーム・アンテナ構成によって前記少なくとも１つのＷＴＲＵにＲＴＳ制御メッセージを前記ＡＰが転送するステップと、
（ｃ）前記ワイド・ビーム・アンテナ構成によって前記少なくとも１つのＷＴＲＵからＣＴＳ制御メッセージを受信するのを前記ＡＰが待ち受けるステップと、
（ｄ）前記ワイド・ビーム・アンテナ構成によって前記少なくとも１つのＷＴＲＵに前記データ・パケット・フラグメントの第一の部分を前記ＡＰが転送するステップと、
（ｅ）前記アンテナをナロービーム構成に前記ＡＰが変更するステップと、
（ｆ）前記ナロー・ビーム・アンテナ構成によって前記データ・パケット・フラグメントの第二の部分を前記ＡＰが転送するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記ワイヤレス通信システムが、ＷＬＡＮシステムであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ＷＬＡＮシステムが、ＣＳＭＡ／ＣＡを使用してサービスを提供することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ワイヤレス通信システムは、前記ＡＰが前記ＣＴＳ制御メッセージを受信しない場合に転送失敗手順を実行することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
（ｇ）前記ＲＴＳ制御メッセージを転送する前にチャネルアクセスを取得するためにＭＡＣ層プロトコルを前記ＡＰが実行するステップ
をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
（ｇ）前記ＡＰが前記データ・パケット・フラグメントの第二の部分を転送した後に前記アンテナをワイドビーム構成に前記ＡＰが変更するステップと、
（ｈ）前記少なくとも１つのＷＴＲＵによる前記データ・パケット・フラグメントの受信を示すＡＣＫメッセージを受信するのを前記ＡＰが待ち受けるステップと、
（ｉ）前記ＡＰが前記ＡＣＫメッセージを受信し、および処理するのに使用可能なデータ・パケット・フラグメントがさらにある場合に、前記（ｄ）から（ｈ）までのステップを前記ＡＰが繰り返すステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記ワイヤレス通信システムは、前記ＡＰが前記ＡＣＫメッセージを受信しない場合に転送失敗手順を実行することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記データ・パケット・フラグメントの第一の部分が、プリアンブル、ＰＬＣＰヘッダおよびＭＡＣヘッダを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
複数のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）および１つのアクセスポイント（ＡＰ）を含むワイヤレス通信システムにおいて、前記ＡＰが少なくとも１つのアンテナによってデータ・パケット・フラグメントを１つまたは複数のＷＴＲＵから受信する方法であって、
（ａ）前記少なくとも１つのＷＴＲＵから送信されたＲＴＳ制御メッセージを前記ＡＰが受信するステップと、
（ｂ）前記アンテナをワイドビーム構成に前記ＡＰが変更するステップと、
（ｃ）前記ワイド・ビーム・アンテナ構成によって前記少なくとも１つのＷＴＲＵにＣＴＳ制御メッセージを前記ＡＰが転送するステップと、
（ｄ）前記アンテナをナロービーム構成に前記ＡＰが変更するステップと、
（ｅ）前記ナロー・ビーム・アンテナ構成によってデータ・パケット・フラグメントを受信するのを前記ＡＰが待ち受けるステップと、
（ｆ）前記データ・パケット・フラグメントが首尾よく受信された場合に前記アンテナをワイドビーム構成に前記ＡＰが変更するステップと、
（ｇ）前記データ・パケット・フラグメントが首尾よく受信されたことを示すＡＣＫメッセージを前記少なくとも１つのＷＴＲＵに送信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記ワイヤレス通信システムが、ＷＬＡＮシステムであることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＷＬＡＮシステムが、ＣＳＭＡ／ＣＡを使用してサービスを提供することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
（ｈ）前記データ・パケット・フラグメントが首尾よく受信されない場合に前記アンテナをワイドビーム構成に前記ＡＰが変更するステップと、
（ｉ）受信失敗手順を前記ワイヤレス通信システムが実行するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
（ｈ）処理するのに使用可能なデータ・パケット・フラグメントがさらにある場合に前記（ｄ）から（ｇ）までのステップを前記ＡＰが繰り返すステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、ワイヤレス通信分野に関し、より詳細には、ワイヤレス通信システムにおけるアンテナ放射パターン制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）・システムにおいて、ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、ベスト・エフォート・ベースによる非同期データ転送をサポートするのに使用される基本的なアクセス方法である。ＷＬＡＮシステムのＤＣＦモードは、すべての局に対して、チャネルへの公平なアクセスを促進する競争サービスをサポートするのに使用される。上述のサービスを獲得するのに使用される多重アクセススキームは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）である。局によりチャネルがビジーである場合を検出する１つの方法は、他のＷＬＡＮユーザにより送信されるすべての検出パケットを分析し、および他のリソースからの相対信号強度によってチャネルにおけるアクティビティを検出することによる。
【０００３】
図１を参照すると、ワイヤレス通信システム１００は、複数のワイヤレス送受信ユニット（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｕｎｉｔ；ＷＴＲＵ）、すなわち、局または端末１００、１１５および１２０と通信中のアクセスポイント（ＡＰ）１０５を含む。ＡＰ１０５のカバレージエリア内にあるが、互いのカバレージエリア外にある２つのＷＴＲＵは、互いから隠れていると言われる。２つのＷＴＲＵが互いから「隠れている」場合、第一のＷＴＲＵは、第二のＷＴＲＵにより送信される信号を検出することができない。したがって、互いに関して、両方のＷＴＲＵの「衝突回避」性能を使用不可能にする。
【０００４】
ＷＬＡＮプロトコルは、ＲＴＳ／ＣＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ−Ｔｏ−Ｓｅｎｄ／Ｃｌｅａｒ−Ｔｏ−Ｓｅｎｄ）ハンドシェーキング機構を使用して、衝突の影響と戦う。ＲＴＳ／ＣＴＳを、同一のアカウントによる隠れ端末の問題を回避するのに使用することができる。
【０００５】
図２を参照すると、ＲＴＳ／ＣＴＳが使用される場合、フレームを転送したい送信元のＷＴＲＵは、ＷＴＲＵがパケットを転送するのに必要なデュレーションを示すＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）２１０の終了の後に、ＲＴＳメッセージ２０５を送信する。送信先のＷＴＲＵがＲＴＳメッセージ２０５の受信に成功すると、送信先のＷＲＴＵは、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）２１５の終了の後に、送信元のＷＴＲＵが転送するのを許されることを確認し、およびデータ転送のためのチャネルを予約するＣＴＳメッセージ２２０により応答する。さらにまた、送信元のＷＴＲＵは、データパケット２２５を送信し、次に、送信先のＷＴＲＵは、データパケット２２５の受信成功を確認するためのＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）２３０を送信する。ハンドシェーク機構を使用して、すべてのＷＴＲＵは、２つのメッセージのうちの少なくとも１つ（すなわち、ＲＴＳまたはＣＴＳ）を受信しそうである。なぜならば、ＡＰ１０５は、上述の２つのメッセージのうちの１つを転送するからである。ＲＴＳメッセージおよび／またはＣＴＳメッセージの受信により、他のＷＴＲＵは、データ転送のデュレーションの間、ＷＴＲＵのＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）２２５、２３０を設定することができる。次に、ＣＷ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ）２４５は、チャネルにアクセスする前に確立される。上述の機構は、望まれるデュレーションの間、媒体が予約されることを送信元のＷＴＲＵに事実上保証し、したがって隠れ端末の問題を解決する。
【０００６】
図３を参照すると、さらに、ＤＣＦ処理モードは、多くのＭＰＤＵ（ＭＡＣ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）のフラグメンテーション／リアセンブリをサポートする。ＭＰＤＵの大きさが構成可能なしきい値を超えると、ＭＰＤＵは、受信機が各フラグメントを個別に認識することにより、より小さいフラグメントに分割する。第一のフラグメントのみがＲＴＳ／ＣＴＳ機構を使用して送信される。さらに、最初のＲＴＳ／ＣＴＳメッセージにおけるデュレーションフィールドは、第一のフラグメントを説明するのみである。サブシーケンスフラグメントに対するデュレーション情報は、先行するフラグメントおよびＡＣＫについてのヘッダから、他のＷＴＲＵにより決定される。
【０００７】
ＷＬＡＮシステムからの、より高いレンジおよびより高い性能に対する、増加する要求は、そのようなシステムに対して魅力的なアダプティブアンテナを使用させる。アダプティブアンテナ技術に関連する費用のため、アダプティブアンテナの使用は、すべてのＷＴＲＵに対してよりも、ＡＰに対してより魅力的であるとして理解されることが多い。
【０００８】
通常、スマート・アンテナ・システムは、アンテナアレイを使用し、および無線信号を送信かつ受信する指向性ビームを生成する。追加された、上述の指向性は、カバレージを大きくし、および隣接するＢＳＳ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）に対する干渉を削減する一方、信号ノイズ比を向上させるのに役立つので、さらに、ＡＰ１０５が他のビームにおいてパケットをＷＴＲＵに転送する場合にキャリアセンスを実行することは、与えられたビームにおけるＷＴＲＵの能力を悪化させる。上述のシステムにおいて、ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェーキング機構の使用は、隠れ端末の問題を軽減しない。なぜならば、ＡＰが転送するビーム以外のビームにおいて位置するＷＴＲＵは、ＡＰ１０５により送信される（ＡＰ１０５が送信元である場合の）ＲＴＳまたは（ＡＰ１０５が送信先である場合の）ＣＴＳを検出する確率が低いからである。
【０００９】
例えば、図１は、ビーム１において位置するＷＴＲＵ１１０および１１５がＡＰ１０５に対して、パケットを送信かつ受信する場合の状況を示す。ＷＴＲＵ１２０は、ＷＴＲＵ１１０についてのカバレージ限界の外に位置し、およびＷＴＲＵ１１０および１１５があるビーム（すなわち、ビーム１）とは異なるビーム（すなわち、ビーム５）にあると仮定する。すると、ＷＴＲＵ１２０は、ビーム１においてＡＰ１０５によりＷＴＲＵ１１０および１１５に送信されるパケットを検出することは不可能であろうと思われる。このことは、隠れビームの問題のことをいい、およびＷＴＲＵ１２０が転送するデータを有する場合の衝突に帰着するであろう。さらに、ＷＴＲＵ１２０がＷＴＲＵ１１０についてのカバレージ限界の外にあるという事実は、隠れ端末の問題へと移行させる。さらに、衝突の可能性に帰着する。したがって、ＲＴＳおよびＣＴＳのハンドシェークの使用は、隠れ端末または隠れビームの問題を軽減しないであろう。なぜならば、ＷＴＲＵ１２０は、ＷＴＲＵ１１０により送信されるＲＴＳメッセージもしくはＣＴＳメッセージも、またはビーム１を介してＡＰ１０５によりＷＴＲＵ１１０もしくは１１５に送信されるＲＴＳメッセージもしくはＣＴＳメッセージも検出することが不可能であるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
隠れ端末または隠れビームの問題を体験することなくデータパケットを送信かつ受信することを成功させる方法が、非常に望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数のＷＴＲＵとＡＰとを含むワイヤレス通信システムと結合して使用される方法である。
【００１２】
一実施形態において、ＡＰは、少なくとも１つのデータパケットを、１つまたは複数のＷＴＲＵに、少なくとも１つのアンテナによって転送するよう構成される。ＡＰは、アンテナを、望まれるサービスエリアをカバーするワイドビーム構成に変更する。ＡＰは、ＲＴＳメッセージを、少なくとも１つのＷＴＲＵに、ワイド・ビーム・アンテナ構成によって転送する。ＡＰは、少なくとも１つのＷＴＲＵからのＣＴＳメッセージを、ワイド・ビーム・アンテナ構成によって受信するのを待ち受ける。ＡＰは、１つのＷＴＲＵとの通信のために最も望ましいアンテナ設定を決定する。次に、ＡＰは、アンテナを、ナロービーム構成に変更し、および少なくとも１つのデータパケットを、少なくとも１つのＷＴＲＵに転送する。ＡＰは、データパケットが少なくとも１つのＷＴＲＵにより首尾よく受信されたことを示すＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）メッセージを受信するのを待ち受ける。次に、ＡＰは、ＡＣＫメッセージの受信に応答して、アンテナを広帯域構成に変更する。
【００１３】
本システムは、ＣＳＭＡ／ＣＡを使用して、サービスを提供するＷＬＡＮシステムとすることができる。本システムは、ＡＰがＣＴＳ制御メッセージを受信しない場合に、転送失敗手順を実行することができる。ＡＰは、ＭＡＣ層プロトコルを実行して、ＲＴＳ制御メッセージを転送する前に、チャネルアクセスを取得することができる。
【００１４】
別の実施形態において、ＡＰは、データ・パケット・フラグメントを転送するよう構成される。ＡＰは、アンテナを、望まれるサービスエリアをカバーするワイドビーム構成に変更する。ＡＰは、ＲＴＳメッセージを、少なくとも１つのＷＴＲＵに、ワイド・ビーム・アンテナ構成によって転送する。ＡＰは、少なくとも１つのＷＴＲＵからのＣＴＳメッセージを、ワイド・ビーム・アンテナ構成によって受信するのを待ち受ける。ＡＰは、第一の部分（ｐｏｒｔｉｏｎ）のデータ・パケット・フラグメントを、少なくとも１つのＷＴＲＵに、ワイド・ビーム・アンテナ構成によって転送する。ＡＰは、アンテナをナロービーム構成に変更し、および第二部分のデータ・パケット・フラグメントを、ナロー・ビーム・アンテナ構成によって転送する。
【００１５】
ＡＰは、ＡＰが第二部分のデータ・パケット・フラグメントを転送した後に、アンテナをワイドビーム構成に変更することができる。ＡＰは、少なくとも１つのＷＴＲＵによるデータ・パケット・フラグメントの受信を示すＡＣＫメッセージを受信するのを待ち受ける。ＡＰがＡＣＫメッセージを受信しおよび処理するのに使用可能なさらなるデータ・パケット・フラグメントがある場合、処理は、繰り返される。
【００１６】
本システムは、ＡＰがＡＣＫメッセージを受信しない場合に、転送失敗手順を実行することができる。第一部分のデータ・パケット・フラグメントは、プリアンブル、ＰＬＣＰヘッダ、およびＭＡＣヘッダを含むことができる。
【００１７】
やはり別の実施形態において、ＡＰは、データ・パケット・フラグメントを受信するよう構成される。ＡＰは、少なくとも１つのＷＴＲＵにより送信されたＲＴＳメッセージを受信する。ＡＰは、アンテナをワイドビーム構成に変更する。ＡＰは、ＣＴＳ制御メッセージを、少なくとも１つのＷＴＲＵに、ワイド・ビーム・アンテナ構成によって転送する。ＡＰは、アンテナをナロービーム構成に変更する。ＡＰは、データ・パケット・フラグメントをナロー・ビーム・アンテナ構成によって受信するのを待ち受ける。ＡＰは、データ・パケット・フラグメントが首尾よく受信されると、アンテナをワイドビーム構成に変更する。ＡＰは、ＡＣＫメッセージを少なくとも１つのＷＴＲＵに送信して、データ・パケット・フラグメントが首尾よく受信されたことを示す。
【００１８】
ＡＰは、データ・パケット・フラグメントが首尾よく受信されない場合に、アンテナをワイドビーム構成に変更することができる。本システムは、受信失敗手順を実行することができる。処理するのに使用可能なさらなるデータ・パケット・フラグメントがある場合、処理は、繰り返される。
【００１９】
本発明のより詳細な理解を、例として与えられおよび本明細書に添付の図面と結合して理解されるべき、以下の説明により得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
望ましい実施形態は、全体を通して同一の符号が同一の要素を表わす図面を参照することにより、説明されるであろう。
【００２１】
本明細書において開示される方法およびシステムは、１つまたは複数のＷＴＲＵを使用することが望ましい。以後、本明細書において、ＷＴＲＵは、制限されないが、ユーザ装置、移動局、固定もしくは移動の加入者ユニット、ページャ、またはワイヤレス環境において動作可能な他のあらゆる類の装置を含む。
【００２２】
本発明は、アダプティブ・アンテナ・システムを備え、ＲＴＳパケットと、ＣＴＳパケットと、ＡＣＫパケットとを転送するとアンテナ放射パターンを広くし、およびデータパケットを送受信するとより高い指向性パターンを使用するアクセスポイントによる方法である。フラグメンテーションが使用される場合、デュレーション情報を含むＰＰＤＵの最初の部分のみが、広くされた放射パターンを使用して転送される。
【００２３】
ＡＰ１０５は、全サービスエリア内の、すなわちセル内の特定のエリアに対する送受信のためにアンテナ放射パターンを集中させる性能があるアダプティブ・アンテナ・システムを備えていることを仮定する。さらに、ＡＰ１０５は、送受信のために、アンテナを広範囲な放射パターンに変更して、セルの全サービスエリアをカバーする性能がある。放射パターンを広くすることは、制限されないが、別個の無指向性アンテナを使用すること、すべての方向において均質なカバレージを可能にするビーム形成タップ（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ  ｔａｐ）を調整することを含む種々の方法によって獲得される。ＡＰ１０５は、ＡＰ１０５のワイドビームを使用してＷＴＲＵからの転送を受信する一方、ＷＴＲＵに対する送受信のために最も望ましい放射パターンを決定する。例えば、ＡＰ１０５は、受信パケットについてのＡＯＡ（ａｎｇｌｅ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ）の測定を使用して、ナロービームの放射パターンを決定することができる。
【００２４】
放射パターンのデフォルトの状態において、ＡＰ１０５のアンテナを、サービスが行われるセルの全領域をカバーするワイドパターンに構成しておくべきである。上述の通りに、空きのＡＰ１０５は、ＡＰ１０５のカバレージエリア内に位置するあらゆるＷＴＲＵからの転送を検出かつ受信することができる。
【００２５】
ＡＰ１０５がＷＴＲＵに転送するデータを有しおよびナロービームが使用されるべきである場合、ＡＰ１０５は、ＲＴＳ／ＣＴＳシェークハンド機構を用いる。最初のＲＴＳパケットは、ワイドビームを使用して転送される。送信先ＷＴＲＵからのＣＴＳパケットの受信によって、ＡＰ１０５は、ＡＰ１０５のスマートアンテナを変更し、およびナロービームを使用してデータパケットを転送する。ＡＰ１０５は、ＷＴＲＵからの受信されるＣＴＳパケットに基づいて、ＷＴＲＵへの転送のために最も望ましいアンテナパラメータを評価することができることを補足する。
【００２６】
図４は、本発明に係る、ＲＴＳ／ＣＴＳ機構を使用するＡＰ転送を実装するのに使用される方法ステップを含む処理４００のフローチャートである。フローチャートに示す転送失敗手順は、実装の従属部分でありながら、本発明の範囲外である。通常、ＡＰは、最初の試行と同一の手順に従って、転送の試行についての最大数まで、データパケット転送の再試行を行うであろう。
【００２７】
ＲＴＳ／ＣＴＳハンドシェーク機構は、非常に小さいデータパケットに対して、重大なオーバーヘッドを導き入れる。上述の通りに、ビーム形成によるＲＴＳ／ＣＴＳの使用を、データパケットの大きさに基づいて、例えば、しきい値を基にして、決定することができる。より具体的には、小さいデータパケットを、ワイドビームを使用して直に転送することができるが、より大きいデータパケットを、図４において説明する手順に従って、転送することができる。
【００２８】
図４の処理４００を参照すると、本発明は、上述した隠れビーム問題を解決する。ステップ４０５において、ＡＰ１０５が、１つの特定のビームに位置するＷＴＲＵ１１０かＷＴＲＵ１１５かのいずれかにパケットを送信したい場合、ＡＰ１０５は、ＡＰ１０５のアンテナを、デフォルトのワイドビームに変更し（ステップ４１０）、およびチャネルアクセスのために８０２．１１ＭＡＣ層プロトコルを実行する（ステップ４１５）。ＡＰ１０５は、広範囲な放射パターンを使用して、ＲＴＳ制御メッセージをＷＴＲＵに転送して（ステップ４２０）、セルにおけるすべてのユーザがＲＴＳ制御メッセージを検出することを確実にする。セル内のすべてのユーザは、チャネルが予約されるデュレーションについて通知される。デュレーションは、ＲＴＳ制御メッセージにおいて示される。このことは、送信先のＷＴＲＵ１１０またはＷＴＲＵ１１５が位置するビームの外側に位置するＷＴＲＵ１２０との間の衝突を回避する。
【００２９】
やはり図４を参照すると、ステップ４２５において、ＡＰ１０５は、ＲＴＳ制御メッセージに応答して、少なくとも１つのＷＴＲＵからのＣＴＳ制御メッセージを、ワイド・ビーム・アンテナによって受信するのを待ち受ける。ＣＴＳメッセージがＡＰ１０５により受信されない場合、転送失敗手順が実行される（ステップ４３０）。ＣＴＳメッセージが受信される場合、ＡＰ１０５は、ＷＴＲＵとの通信のために最も望ましいアンテナ設定を決定する（ステップ４３５）。次に、ＡＰ１０５は、アンテナをナロービーム構成に変更し（ステップ４４０）、およびデータパケットをＷＴＲＵに転送する（ステップ４４５）。ステップ４５０において、ＡＰ１０５は、データパケットがＷＴＲＵによって首尾よく受信されたことを示すＡＣＫメッセージを受信するのを待ち受ける。ＡＣＫメッセージがＡＰ１０５によって受信されない場合、転送失敗手順が実行される（ステップ４３０）。ＡＣＫメッセージが受信される場合、ＡＰ１０５は、ステップ４５５において、アンテナをワイドビーム構成に戻す変更を行う。
【００３０】
データパケットのフラグメンテーションが使用される場合、ＲＴＳ／ＣＴＳ制御パケットのみが、第一のフラグメントにデュレーション情報を提供する。後続のパケットについてのデュレーション情報は、先行するフラグメントのＭＡＣヘッダおよび先行するフラグメントのＡＣＫにおいて伝達される。送信先のＷＴＲＵからのＣＴＳメッセージの受信に従って、ＡＰ１０５は、ＡＰ１０５のスマートアンテナについてのビーム形成性能を使用して残りの部分のパケットを転送し、隣接するセルに対する干渉を削減し、およびＡＰ１０５の転送範囲を改善する。
【００３１】
図５は、本発明に係る、フラグメンテーションによりＲＴＳ／ＣＴＳ機構を使用するＡＰ転送を実装するのに使用される方法ステップを含む処理５００のフローチャートである。上述の場合の通りに、ＲＴＳパケットは、ワイドビームを使用して転送される。しかしながら、フラグメンテーションが使用される場合、ＡＰ１０５は、ワイドビームを使用して、データパケット（すなわち、フラグメント）についてのプリアンブル、ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ、およびＭＡＣヘッダを転送する。各フラグメントの残部は、ナロービームを使用して転送される。
【００３２】
ステップ５０５において、ＡＰ１０５が、特定の１つのビームに位置するＷＴＲＵ１１０かＷＴＲＵ１１５かのいずれかにパケットを送信する準備ができると、ＡＰ１０５は、ＡＰ１０５のアンテナをデフォルトのワイドビームに変更し（ステップ５１０）、およびチャネルアクセスのために８０２．１１ＭＡＣ層プロトコルを実行する（ステップ５１５）。ＡＰ１０５は、広範囲な放射パターンを使用して、ＲＴＳ制御メッセージをＷＴＲＵに転送して（ステップ５２０）、セルにおけるすべてのユーザがＲＴＳ制御メッセージを検出することを確実にする。ステップ５２５において、ＡＰ１０５は、ワイド・ビーム・アンテナ構成によって、ＲＴＳ制御メッセージに応答する、ＷＴＲＵからＣＴＳ制御メッセージを受信するのを待ち受ける。ＣＴＳ制御メッセージが受信されない場合、転送失敗手順が実行される（ステップ５３０）。
【００３３】
ＣＴＳメッセージが受信される場合、ＡＰ１０５は、データパケット（すなわち、フラグメント）についてのプリアンブル、ＰＬＣＰヘッダ、およびＭＡＣヘッダを、ワイド・ビーム・モードにおいて転送する（ステップ５３５）。次に、ＡＰ１０５は、ＷＴＲＵとの通信のために最も望ましいアンテナ設定を決定する（ステップ５４０）。ステップ５４５において、ＡＰ１０５は、ナロービーム（すなわち、焦点を合わせた）転送のためにアンテナを変更して、次に、ステップ５５０において、ＡＰ１０５は、フラグメントの残部を転送する。ステップ５５５において、ＡＰ１０５は、アンテナをデフォルト（ワイドビーム）の構成に戻す変更を行う。
【００３４】
ステップ５６０において、ＡＰ１０５は、ワイド・ビーム・アンテナ構成によって、少なくとも１つのＷＴＲＵからＣＴＳ制御メッセージを受信するのを待ち受け、ＷＴＲＵからのＡＣＫメッセージが受信されたかどうかについての決定が行われる。ＡＣＫメッセージが受信されない場合、転送失敗手順が実行される（ステップ５３０）。ＡＣＫメッセージが受信される場合、現在、転送するフラグメントがあるかどうかについての決定が行われる（ステップ５６５）。少なくとも１つの追加された転送フラグメントがある場合、処理５００がステップ５３５に戻ることによって、ＡＰ１０５は、データパケット（すなわち、フラグメント）についてのプリアンブル、ＰＬＣＰヘッダ、およびＭＡＣヘッダを、ワイド・ビーム・モードにおいて転送する。
【００３５】
さらに、ＡＰ１０５は、ＷＴＲＵからのデータパケットの受信のために、ＡＰ１０５のアダプティブアンテナを使用することができる。受信の場合には、ＡＰ１０５は、データパケットが受信されると、ＡＰ１０５のアンテナの焦点を合わせるのみである。ＡＰ１０５は、必要であれば、ＣＴＳパケットの受信のために、およびＡＣＫパケット受信のために、ワイドビームを使用する。
【００３６】
図６は、本発明に係るデータパケットについてのフラグメントの有無に関わらずＡＰ受信を実装するのに使用される方法ステップを含む処理６００のフローチャートである。図１に示したように、ＷＴＲＵ１１０がＡＰ１０５に送信するデータを有する場合、ＷＴＲＵ１１０は、パケット転送のデュレーションに対するチャネルを予約するためにＲＴＳメッセージを送信する。ＷＴＲＵ１２０はＷＴＲＵ１１０の範囲外にある（隠れ端末である）ので、ＷＴＲＵ１２０は、ＷＴＲＵ１１０により送信されたＲＴＳメッセージを検出しないであろう。しかしながら、図６の方法ステップを実装することによって、ＣＴＳパケットは、ワイドビームを使用して転送される。したがって、ＡＰ１０５は、ＷＴＲＵ１２０に、ＷＴＲＵ１２０のＮＡＶをデータパケット転送のデュレーションに設定することを可能にして、ＷＴＲＵ１２０がＣＴＳパケットを受信するのを確実にする。次に、チャネルは、ＷＴＲＵ１１０のデータパケット受信のためにＷＴＲＵ１１０に対して予約される。
【００３７】
やはり図６を参照して、空きのＡＰ１０５は、ＲＴＳを、またはデータパケットがＡＰ１０５の送信先アドレスに送信されるのを待ち受けていることを示す他のメッセージを受信する（ステップ６０５）。ステップ６１０において、ＡＰ１０５は、ＷＴＲＵとの通信のために最も望ましいアンテナ設定を決定する。ステップ６１５において、ＲＴＳフレームが受信されたかどうかについての決定が行われる。ステップ６１５においてＲＴＳフレームが受信されたことが決定される場合、ＡＰ１０５は、ワイドビームを使用してＣＴＳ制御メッセージを転送し（ステップ６２０）、次に、データパケットについてのナロービーム（すなわち、焦点を合わせた）受信のためにアンテナを変更する（ステップ６２５）。ステップ６１５においてＲＴＳフレームが受信されなかったことが決定される場合、ＡＰ１０５は、パケットが首尾よく受信されると、ＡＣＫを送信するためにワイド・ビーム・アンテナ構成を使用し続ける。
【００３８】
ステップ６３０において、パケットがＡＰ１０５によって首尾よく受信されるかどうかについての決定が行われる。パケットが首尾よく受信されない場合、ＡＰ１０５は、アンテナをワイドビームに変更し（ステップ６３５）、および受信失敗手順が実行される（ステップ６４０）。パケットが首尾よく受信される場合、ＡＰ１０５は、アンテナをワイドビームに変更し（ステップ６４５）、およびＡＣＫメッセージをＷＴＲＵに送信する（ステップ６５０）。ステップ６５５において、現在、転送するフラグメントがあるかどうかについての決定が行われる。少なくとも１つの追加された転送フラグメントがある場合、処理６００がステップ６２５に戻ることによって、ＡＰ１０５は、ナロービーム（すなわち、焦点を合わせた）受信のためにアンテナを変更する。
【００３９】
本発明を、望ましい実施形態に関して説明しているが、特許請求の範囲において略述される通りに、本発明の範囲内にある他の変形は、当事業者に対して明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明が組み入れられるワイヤレス通信システムの図である。
【図２】ＲＴＳ／ＣＴＳ機構を使用する転送を例示する図である。
【図３】ＲＴＳ／ＣＴＳ機構およびフラグメンテーションを使用する転送を例示する図である。
【図４】本発明に係る、フラグメンテーションなしにＲＴＳ／ＣＴＳ機構を使用する、図１のシステムにおいてＡＰ転送を実装するのに使用される方法ステップを示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る、フラグメンテーションによりＲＴＳ／ＣＴＳ機構を使用する、図１のシステムにおいてＡＰ転送を実装するのに使用される方法ステップを示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る図１のシステムにおいてフラグメンテーションの有無に関わらずＡＰ受信を実装するのに使用される方法ステップを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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