(57)【要約】第１および第２のワイヤレスバンドを利用するワイヤレス通信のシステムである。該システムは、第１のデュアルバンドワイヤレストランシーバーおよびスマートアンテナを備え、該第１のデバイスは、該スマートアンテナを使用して、伝送する前に該第１のバンドをリザーブすることなく該第１のバンドで独占的にペイロードデータを一方向に伝送し、少なくとも１つの第２のワイヤレスデバイスは、第２のデュアルバンドワイヤレストランシーバーを備え、該第２のデバイスは、該第１のバンドおよび第２のバンドのうちの少なくとも１つを利用して全方向の伝送確認データによって、該ペイロードデータの受信を確認応答する。
2007510373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のワイヤレスバンドおよび第２のワイヤレスバンドを利用するワイヤレス通信のためのシステムであって、
第１のデュアルバンドワイヤレストランシーバーおよびスマートアンテナを含む第１のワイヤレスデバイスであって、該スマートアンテナを利用して、伝送する前に該第１のバンドをリザーブすることなく該第１のバンドで独占的にペイロードデータを一方向に伝送する、該第１のデバイスと、
第２のデュアルバンドワイヤレストランシーバーを含む少なくとも１つの第２のワイヤレスデバイスであって、該第１のバンドおよび第２のバンドのうちの少なくとも１つを利用して、全方向の伝送確認データによって、該ペイロードデータの受信を確認応答する、該第２のデバイスと、を備えるシステム。
【請求項２】
前記第２のデバイスはさらなるペイロードデータを第２のバンドのみを利用して全方向に伝送し、該第２のデバイスが該さらなるペイロードデータの伝送の前に該第２のバンドをリザーブする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のバンドが５ＧＨｚバンドであり、前記第２のバンドが２．４ＧＨｚバンドである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のバンドを介して前記ペイロードデータを一方向に伝送する前に、該第１のデバイスが前記第２のデバイスの位置を決定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のデバイスがデータを前記第２のデバイスに第２のバンドを利用して全方向に伝送し、該第１のデバイスが伝送する前に該第２のバンドをリザーブする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のデバイスから前記第２のデバイスへ、前記第１のバンドを介して伝送する前記ペイロードデータの前記一方向の伝送と、該第２のデバイスから該第１のデバイスへ、前記第２のバンドを介して伝送される前記さらなるペイロードデータの全方向の伝送とが同時に起こる、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
一方向および全方向の伝送に対応する範囲領域が実質的に類似する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のデバイスがアクセスポイントである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
ワイヤレス通信のための方法であって、
ａ）第１のバンド上で、第１のワイヤレスデバイスによって、少なくとも１つの第２のワイヤレスデバイスにペイロードデータを一方向に伝送する工程であって、前記第１のデバイスは該ペイロードデータの伝送のためにスマートアンテナを利用して、該第１のデバイスは該第１のバンドをリザーブすることなく該ペイロードデータを伝送する、工程と、
ｂ）ステップａの後、該第１および第２のバンドのうちの少なくとも１つを利用して該ペイロードデータの受信を確認するために、前記第２のデバイスによって確認応答データを全方向に伝送する、工程と、を包含する方法。
【請求項１０】
前記第２のデバイスによって、さらなるペイロードデータを前記第１のデバイスに、前記第２のバンドを利用して全方向に伝送する工程をさらに包含し、該第２のデバイスが該さらなるペイロードデータを伝送する前に該第２のバンドをリザーブする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のバンドが５ＧＨｚバンドであり、前記第２のバンドが２．４ＧＨｚバンドである、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のバンドを介して前記ペイロードデータを一方向に伝送する前に、前記第２のデバイスの位置を決定する工程をさらに包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のデバイスに前記第２のバンドを利用して、前記第１のデバイスデータで全方向に伝送する工程をさらに包含し、前記第１のデバイスが伝送する前に該第２のバンドをリザーブする、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のデバイスから前記第２のデバイスへ、前記第１のバンドを介して伝送する前記ペイロードデータの前記一方向の伝送と、該第２のデバイスから該第１のデバイスへ、前記第２のバンドを介して伝送される前記さらなるペイロードデータの全方向の伝送とが同時に起こる、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
一方向および全方向の伝送に対応する範囲領域が実質的に類似する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ワイヤレスデバイスであって、
第１および第２のワイヤレスバンドを利用してワイヤレスの伝送が可能なデュアルバンドワイヤレストランシーバーと、
スマートアンテナと、を備えるワイヤレスデバイスであって、
ペイロードデータが、該ペイロードデータの伝送をする前に該第１のバンドをリザーブすることなく、該第１のバンドの前記スマートアンテナを利用して一方向に伝送され、
前記トランシーバーが、前記さらなるペイロードデータを伝送する前に該第２のバンドをリザーブして該第２のバンド上で該さらなるペイロードデータを全方向に伝送する、ワイヤレスデバイス。
【請求項１７】
前記デバイスがアクセスポイントである、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第１のバンドが５ＧＨｚバンドであり、前記第２のバンドが２．４ＧＨｚバンドである、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記ペイロードデータを前記第１のバンドを介して一方向に伝送する前に、前記デバイスが該ペイロードデータを送信するべき場所を決定する、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記第１のバンドを介しての前記ペイロードデータの一方向の伝送と、前記第２のバンドを介して前記さらなるペイロードデータの全方向の伝送とが同時に起こる、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
一方向および全方向の伝送に対応する範囲領域が実質的に類似する、請求項２０に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（発明の背景）
ここ数年の従来のワイヤレスコンピュータデバイスの急増は、例外的である。ワイヤレス通信ネットワークでは、これらのデバイスはモバイルユニット（「ＭＵ」）として動作し、専用の周波数または電磁スペクトルの専用のセグメントを通す電波を利用してデータおよび／または音声信号を、相互間において、および／または有線のネットワークに接続された中心的なアクセスポイント（「ＡＰ」）と交換が可能である。これらのワイヤレス通信のスピードおよび範囲は、他の物体間の混信および能力の制限によって制限される。有線の対象物と同じ速さのワイヤレス通信を行なうため、および有効な範囲を広げるための課題を克服する試みが進行中である。
【０００２】
代表的なワイヤレス通信ネットワークは、ネットワーク上の他のワイヤレスデバイスと通信する複数のＭＵを含み得る。ＭＵの実例は、ラップトップコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話または双方向のポケットベルを含む。ワイヤレスネットワークでの通信は、例えば、ラジオ周波数（ＲＦ）信号を通じて生じ得る。ＡＰは、ワイヤレスおよび有線の通信能力の両方を有すネットワーク要素である。ＡＰは、ＭＵを有線のネットワーク（すなわち、サーバー、電話、ファックス装置）上の要素と通信することを可能にし、逆もまた同様である。したがってＡＰは、ワイヤレスおよび有線のネットワークに、ＭＵのアドレスを提供する、ルータまたはトランシーバーボックスであり得る。ＡＰは、ワイヤレスおよび有線のネットワーク間のインターフェイスを通る双方向のデータを管理する。有線のネットワークからワイヤレスネットワーク上のＭＵに流れるデータは「ダウンストリーム」の流れと呼ばれ、ＭＵから有線のネットワーク上のユニットに流れるデータは「アップストリーム」の流れと呼ばれる。
【０００３】
ワイヤレスネットワークは、電磁スペクトルの単一のバンドで動作し得る。例えば、標準的なＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、２．４〜２．４８３５ＧＨｚバンドでワイヤレスネットワークを設置する。これら単一バンドネットワークは、多くの複数のチャンネル中のバンドを分割することによって、複数の同時に存在するワイヤレス通信経路を利用可能にする。多くのチャンネルは、地理的位置などのような、さまざまな要因に依存する。例えば、標準的な８０２．１１ｂは、合衆国の１１チャンネル、カナダおよび台湾、そして日本の１４チャンネルで、２．４ＧＨｚバンドを分割する。
【０００４】
一部のワイヤレスネットワークは、２つの異なる周波数バンドで動作し得る。これらデュアルバンドネットワークは、低周波（「ＬＦ」）バンドまたは高周波（「ＨＦ」）バンドを通じてデータを伝送する機能を有する。例えば、デュアルバンドネットワークは、標準的な８０２．１１ｂまたは８０２．１１ｇを利用する２．４ＧＨｚバンド（「ＬＦバンド」）、および標準的な８０２．１１ａを利用する５ＧＨｚバンド（「ＨＦバンド」）の両方を通じてワイヤレスデータを伝送するために備えられ得る。デュアルバンドシステムは、多くの同時に存在するワイヤレスデータストリームを増加する利点を有し、任意の時間で利用するときに、多くの独立したワイヤレスチャンネルを増加することによって送信され得る。
【０００５】
ワイヤレスネットワークのＡＰによって実施される主な機能の１つは、各々の多数のデータパケットムービングストリームを、ワイヤレスネットワーク範囲内を含む別個の多数のワイヤレスチャンネルのうちの１つに割り当てることである。この機能は、ワイヤレスネットワークが１つ以上の周波数バンドを利用するかどうかにかかわらず実行される必要がある。ＡＰは、各チャンネルが、衝突および伝送障害を引き起こすことをことを防ぐために、任意の瞬間において１つ以上の伝送に対して利用しないことを保証せねばならない。
【０００６】
このタスクを処理する従来の方法は、例えば、標準的な８０２．１１に記載される種類である、送信要求／受信準備完了（「ＲＴＳ／ＣＴＳ」）システムを利用することである。図１は、ワイヤレスネットワークでのＲＴＳ／ＣＴＳメカニズムの、この従来の方法を示す。
【０００７】
ステップ１００では、ＡＰは、送信要求（「ＲＴＳ」）ブロードキャストをワイヤレスネットワーク中に伝送する。このＲＴＳブロードキャストは、ワイヤレスネットワーク上の全てのＭＵによって受信されるように、全方向に送信され得る。ＲＴＳブロードキャストは、データ伝送速度およびパケット長のような情報、またはリザーブ（ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ）の長さを決定するためにＭＵによって利用され得る任意の他の情報を含み得る。言い換えれば、ＲＴＳブロードキャストは、ＡＰがペイロードデータをターゲットＭＵに伝えるために利用し得るように、特定のチャンネルの送信データを避けるように、ワイヤレスネットワーク上の全てのＭＵに要求する。ペイロードデータは、ＭＵのユーザーが要求する任意のタイプのデータ、例えば、ウェブページ、電子メールサービスメッセージ、音声またはビデオファイル、または電話の一部であり得る。
【０００８】
ステップ１０２では、ターゲットＭＵは、受信準備完了（「ＣＴＳ」）ブロードキャストをワイヤレスネットワークを通じて送信することによって、ＲＴＳブロードキャストに応答する。ＣＴＳブロードキャストはまた、全方向に送信され、ネットワーク上の全ての他のＭＵに受信され得る。ＣＴＳブロードキャストは、要求されたチャンネルがペイロードデータをターゲットＭＵに伝送するために要求された時間の間に利用されないことを効率的に通知する。
【０００９】
ステップ１０４では、ＡＰがペイロードデータをターゲットＭＵへ、スマートアンテナ（「ＳＡ」）を利用して一方向に伝送する。ペイロードは、ＲＴＳブロードキャストにリザーブされた時間内に伝えられる。さもなければ、ペイロードは、チャンネルが自由であると誤って「信じる」別のＭＵからの第２のデータと衝突する。
【００１０】
ステップ１０６では、ターゲットＭＵは、確認応答データ信号をＡＰにブロードキャストして戻し得る。このデータ信号は、ペイロードデータがターゲットＭＵによって受信されたことをＡＰに示し得る。確認応答信号は、全方向に通じて送信され得る。
【００１１】
ステップ１０８では、通常の動作がワイヤレスネットワーク上で再開され得る。ネットワーク上の他のＭＵは、送信および受信されるペイロードデータが通るワイヤレスチャンネルの利用が自由である。
【００１２】
以上に記載された従来の方法は、ワイヤレスネットワーク上の衝突を防ぐことを目的とする。しかし、多数の余分なデータブロードキャストが送信されることが要求される。各ペイロードデータ伝送は、一連のＲＴＳおよびＣＴＳブロードキャストによって先行されなければならない。さらにより多くのＭＵがワイヤレスネットワークに付加されるとき、多くの上記の予備のブロードキャストが増加する。この予備のネットワーク通信回線への必要性を取り除く方法が、必要とされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１のワイヤレスバンドおよび第２のワイヤレスバンドを利用するワイヤレス通信のシステムは、第１のデュアルバンドワイヤレストランシーバーおよびスマートアンテナを含む第１のワイヤレスデバイスを備える。第１のデバイスはスマートアンテナを利用し、伝送をする前に第１のバンドをリザーブ（ｒｅｓｅｒｖｅ）することなく、第１のバンドで独占的にペイロードデータを一方向に伝送し、少なくとも１つの第２のワイヤレスデバイスは、第２のデュアルバンドワイヤレストランシーバーを含む。第２のデバイスは、第１および第２のバンドの少なくとも１つを利用して、全方向の確認データによってペイロードデータの受信を確認応答する。
【００１４】
ワイヤレス通信の方法は、第１のバンド上で、第１のワイヤレスデバイスによって少なくとも１つの第２のワイヤレスデバイスにペイロードデータを一方向に伝送することを包含し、第１のデバイスは、ペイロードデータの伝送のためにスマートアンテナを利用する。第１のデバイスは、第１のバンドをリザーブすることなくペイロードデータを伝送する。そして、第１のステップａの後、第１および第２のバンドのうちの少なくとも１つを利用してペイロードデータの受信を確認するために、第２のデバイスによって確認応答データを全方向に伝送する。
【００１５】
ワイヤレスデバイスは、第１および第２のワイヤレスバンドを利用してワイヤレスの伝送が可能なデュアルバンドワイヤレストランシーバーとスマートアンテナを備え、ペイロードデータは、ペイロードデータの伝送をする前に第１のバンドをリザーブすることなく、第１のバンドのスマートアンテナを利用して一方向に伝送される。トランシーバーは、第２のバンドでさらなるペイロードデータを全方向に伝送し、さらなるペイロードデータの伝送をする前に第２のバンドをリザーブする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（詳細な説明）
本発明は、ワイヤレスデバイスのデュアルバンド機能を利用するための方法およびシステムに関する。本発明に従って、ＨＦバンドのチャンネルは、データ伝送をダウンストリーム（例えば、サーバーからワークステーションへ、またはＡＰからＭＵへ）するためにリザーブされ、ＬＦバンドの全チャンネルは、データ伝送をアップストリーム（例えば、ＭＵからＡＰへ）するためにリザーブされる。ＡＰは、一方向にダウンストリームＨＦデータ伝送をブロードキャストするために、スマートアンテナ（「ＳＡ」）を利用し得る。ＭＵは、全方向にアップストリームＬＦ伝送をブロードキャストする。
【００１７】
図２は、本発明によるワイヤレスネットワーク１の例示的な実施形態を示す。ワイヤレスネットワーク１は、複数のワイヤレスコンピュータデバイス（例えば、ＭＵ２０〜２２）および複数のアクセスポイント（例えば、ＡＰ１０）を含み得る。全てのＭＵ２０〜２２は、ＡＰ１０の一方向の伝送範囲領域内に配置され、一方でＡＰ１０は、ＭＵ２０〜２２の全方向の伝送範囲領域内に配置される。ＡＰ１０は、ＨＦバンドを通じて一方向の伝送を発信するために、ＳＡ１２を利用してデータをＭＵ２０〜２２に伝送し得る。ＭＵ２０〜２２は、ＬＦバンドを通じて全方向の伝送を利用してデータをＡＰ１０に送信し得る。ＭＵは、ＨＦバンドを通じてデータブロードキャストを発信しないので（ＨＦバンドに配置されるチャンネルを利用し得ない）、前記のチャンネルの独占的な利用をリザーブする、ＲＴＳ／ＣＴＳメカニズムのようなシステムを利用するＡＰ１０の必要性はない。さらに、ＲＴＳおよびＣＴＳメッセージに関連する追加のデータ伝送は不必要である。
【００１８】
図３は、本発明による例示的な方法を示す。方法は、図２および図４を参照して記載されている。異なる数のＭＵおよび／またはＡＰの他の構成もまた、利用され得る。
【００１９】
ステップ２００では、ＡＰ１０はペイロードデータを有し、ペイロードデータはワイヤレスネットワーク１上で通信しているＭＵ２０に送信される。ペイロードデータは、電子メールメッセージ、音声または映像ファイル、テキストメッセージなどのような、任意のデータタイプの一部であり得る。ペイロードデータは、ＡＰ１０からＭＵ２０に送信されるので、ＡＰ１０は、ペイロードデータを送信するためにＨＦバンドを利用し得る。
【００２０】
ステップ２０２では、ＡＰ１０は、ＡＰ１０に備え付けられたさまざまなリアルタイム位置検出システム（「ＲＴＬＳ」）のうちの１つを利用して、送先ＭＵ２０の位置を検出し得る。例えば、ＡＰ１０は、受信信号強度インジケータ（「ＲＳＳＩ」）有し得、または到来時間差（「ＴＤＯＡ」）システムを利用し得る。これらまたは類似したシステムは、ＡＰ１０に関連する送先ＭＵ２０の位置（例えば、距離および角度）を決定する従来の技術を利用する。
【００２１】
ステップ２０４では、ＡＰ１０は、ペイロードデータを送信するために、ステップ２０２で得られた位置情報を利用し得る。ペイロードデータは、ＨＦバンドを通じてＭＵ２０に送信される。ＡＰ１０は、一方向の伝送を介してペイロードデータを伝送するために、ＳＡ１２を利用し得る。ペイロードデータはＭＵ１２にアドレスされるので、送先ＭＵ２０は、この一方向の伝送を受信するワイヤレスネットワーク１の、ＭＵのみである。すなわち、他のＭＵ２１〜２２は、ペイロードデータがＨＦバンド上でＭＵ２０に送信されることを「知らない」。送先でないＭＵ２１〜２２はＨＦバンドを利用し得ないので、このＨＦバンド上でペイロードデータと衝突するリスクはない。
【００２２】
一旦ＭＵ２０がＡＰ１０からペイロードデータを受信すると、ＭＵ２０はＡＰ１０に確認応答を送り返す。確認応答は、ペイロードデータがＭＵ２０によって安全に受信されたことを示す。確認応答は、ＨＦバンドを通じてＡＰ１０に送り返され得る。ＡＰ１０が、ＭＵ２０へのペイロードデータの伝送をちょうど終えた後に、ＡＰ１０はＭＵ２０からの確認応答を待つ。したがってＨＦバンドは利用されず、衝突は存在しない。さらに、確認応答が比較的に短いので、ＡＰ１０の待ち時間は短い。あるいは、ＭＵ２０は確認応答を、ＬＦバンドを通じてＡＰ１０に送信し得る。
【００２３】
本発明の１つの利点は、ＨＦバンドを通じてのＡＰ１０からＭＵ２０へのペイロードデータの伝送が、例えば、ＬＦバンドを通じてＭＵ２１からＡＰ１０へ伝送されるのと同時に起こり得ることである。２つの伝送が、異なる周波数バンドで生じるので、衝突の可能性はない。
【００２４】
図４は、本発明によって記載されるネットワークを通じるデータ伝送の、例示的な実施形態を示す。３つの連続的なダウンストリームデータ伝送Ｄ１〜Ｄ３は、ＡＰ１０によって、送先ＭＵ２０に送信され得、一方で送先でないＭＵ２１および２２が同時に、３つのアップストリームデータ伝送Ｕ１〜Ｕ３をＡＰ１０に送信し得る。図における横軸の上部と下部は、それぞれＨＦバンドおよびＬＦバンドの動きを時間とともに示している。アップストリームでないペイロードデータはＨＦバンドを利用し得、ダウンストリームでないペイロードデータはＬＦバンドを利用し得る。ＨＦバンドを利用し得るアップストリームデータのみが、確認応答データ（「ａｃｋ」）伝送であり、ＭＵ２０〜２２がペイロードデータをＡＰ１０から受信したことを示す。同様に、この例では、ＬＦバンドを利用し得るダウンストリームデータのみが確認応答データ伝送であり、それは、ＡＰ１０がペイロードデータをＭＵ２０〜２２から受信したことを示す。しかし、確認応答伝送は、ペイロードデータ伝送よりも非常にサイズが小さいので、それらは、同一チャンネル上のペイロードデータとの衝突のわずかなリスクしか伴なわない、２つの周波数バンド上の「間違った経路」に伝わり得る。ＡＰ１０は、ＬＦバンド上でＭＵ２１〜２３へ、ダウンストリームペイロードデータ伝送を送信するために備えられ得る。しかし、これは、データのハンドシェイクおよび／またはＬＦバンドのリザーブを要求する。
【００２５】
本発明のシステムおよび方法は、上記のＲＴＳ／ＣＴＳメカニズムシステムを利用する、従来のシステムを上回る様々な利点を持つ。例えば、本発明は、予備伝送（例えば、ＲＴＳ／ＣＴＳ通信）を不要にすることによって、ワイヤレスネットワークのオーバーヘッドを大幅に削減する。
【００２６】
本発明の別の利点は、ＨＦバンド上の一方向伝送、およびＬＦバンド上の全方向の伝送を利用するシステムおよび方法が、ＬＦ範囲領域およびＨＦ範囲領域を実質的に類似させることである。同等の電力で出力すると、ＬＦバンドの範囲領域は、ＨＦよりも非常に広い。一方向の伝送に対するＨＦバンドの利用可能な電力に焦点を合わせると、ＨＦバンドの範囲は、ＬＦバンドを超える全方向の伝送と大部分が重複する範囲領域の場所まで、著しく拡大する。従来のワイヤレスネットワークを上回る本発明の別の利点は、ワイヤレスネットワーク１が、ＨＦバンドへのダウンストリーム伝送を制限することによって、多数のＭＵに接続できることである。ワイヤレスネットワーク通信量の大部分が、ダウンストリームデータ伝送から成るため、これらの伝送に対するＨＦバンドの利用は、ＬＦバンドの全般的な通信量を比較的に少なくする。この拡大した能力は、より多くのＭＵの必要とする伝送を処理するために利用され得る。最終的に、ＡＰ１０にＨＦバンドの独占的な利用を供給することによって、ワイヤレスネットワーク１は、より短い遅延時間および、より多い全般的な処理量を経験する。
【００２７】
本発明は、ＭＵおよびＡＰを有する実施形態に関連して記載される。しかし、他の実施形態は、付加的なＡＰおよび／または付加的な若しくは少数のＭＵを考案し得る。したがって、さまざまな改変および変更は、後に続く請求項に記載の本発明の広範な精神および範囲から逸脱することなく、実施形態について行なわれ得る。明細書および図面は、それにゆえに、限定的な意味よりもむしろ例示的なものとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、ワイヤレス通信に利用するＲＴＳ／ＣＴＳメカニズムの従来の方法を示す。
【図２】図２は、本発明によるワイヤレスネットワークの例示的な実施形態を示す。
【図３】図３は、本発明による例示的な方法を示す。
【図４】図４は、本発明によるワイヤレスネットワークを通るデータ伝送の例示的な実施形態を示す。
【図１】
2007510373.tif 000003
【図２】
2007510373.tif 000004
【図３】
2007510373.tif 000005
【図４】
2007510373.tif 000006
【国際調査報告】
2007510373.tif 000007