(57)【要約】  アクセスポイントが、指向性アンテナビームを使用してクライアント局からのアップリンク伝送を受信する。指向性アンテナビームは、アンテナアレイによって生成される。異なる指向性アンテナビームには、ビーム識別番号が割り当てられ、好ましいアンテナビームが、クライアント局ごとに選択される。異なるアンテナビーム領域中のクライアント局は、コンテンションウィンドウ内の割り当てられたバックオフスロットを使用してそれらのアップリンク伝送を開始する。アクセスポイントは、バックオフスロットに割り当てられた指向性アンテナビームに対応する好ましい指向性アンテナビームを選択する。
2008533772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクライアント局と、Ｎ個のアンテナビームを生成するアンテナアレイを用いて動作するアクセスポイントとの間で８０２．１１無線通信ネットワーク中における、複数のバックオフスロットを含むコンテンションウィンドウ中に行われるアップリンク伝送を実現する方法であって、
前記Ｎ個のアンテナビームの各々にビーム識別番号を割り当てるステップと、
前記アクセスポイントに関連するクライアント局ごとに好ましいアンテナビームを選択するステップと、
その選択された好ましいアンテナビームについて各クライアント局に通知するステップと、
バックオフスロットの各グループが、前記Ｎ個のアンテナビームのうちの１つに対応し、その特定のアンテナビームがその好ましいアンテナビームとして選択されている前記クライアント局に割り当てられているＮ個のグループに前記複数のバックオフスロットを分割するステップと、
前記アクセスポイントにより前記Ｎ個のアンテナビームのうちの１つを選択して、その特定のアンテナビームがその好ましいアンテナビームとして選択されている前記クライアント局から、これらのクライアント局に割り当てられた前記バックオフスロット中において行われるアップリンク伝送を受信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記通知するステップは、そのクライアント局について選択される前記好ましいアンテナビームに対応する前記ビーム識別番号に等しい割り当てられた各ＩＰアドレスの最後のオクテットのモジュロＮを用いてＩＰアドレスを各クライアント局に割り当てるステップに基づいていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
バックオフスロットの各グループは、特定の任意のグループにおける各バックオフスロット位置のモジュロＮが、この特定のグループのバックオフスロットを有する前記クライアント局に割り当てられる前記ビーム識別番号に等しくなるように分割され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８０２．１１無線通信ネットワークは、自律分散的アクセス制御手順（ＤＣＦ）モードで動作しており、
前記方法は、各クライアント局が、通信チャネルがアイドル状態であるかどうかを検知し、アイドル状態である場合に、前記コンテンションウィンドウ内のその割り当てられたバックオフスロット上の前記アクセスポイント対するアップリンク伝送を開始する前に分散制御用フレーム間隔（ＤＩＦＳ）期間を待つステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｎ個のアンテナビームは、全方向性アンテナビームと複数の指向性アンテナビームとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コンテンションウィンドウは、１０２３個のバックオフスロットを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記クライアント局に対する認証および接続を実施するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アクセスポイントに関連する前記クライアント局は、同期化させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
通信チャネルがアイドル状態であり、前記複数のバックオフスロットが通り過ぎた後にアップリンク伝送が存在しない場合に、前記アクセスポイントは、前記アクセスポイントとのアップリンク伝送を開始する任意のクライアント局についての前記好ましいアンテナビームとして前記全方向性アンテナビームを選択することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記アクセスポイントが、クライアント局が移動しており、その結果、その好ましいアンテナビームがアップデートされる必要があることを決定する場合に、前記アクセスポイントは、前記クライアント局に対して伝送することを停止し、前記好ましいアンテナビームをアップデートし、前記アップデートされた好ましいアンテナビームに対応する前記ビームｉｄに基づいて前記割り当てられたＩＰアドレスをアップデートすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
クライアント局が、パワーセーブモードから目覚め、いつデータパケットが最後に送信されたかを知らない場合、前記クライアント局は、予め定められた時間に加えて、前記全方向性アンテナビームに関連するバックオフスロットにおいて前記アクセスポイントに対するアップリンク伝送を開始する前に、前記複数のバックオフスロットが通り過ぎた後まで待つことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記クライアント局が、いつデータパケットが最後に送信されたかを知っている場合に、前記クライアント局は、いつ前記アクセスポイントが、前記全方向性アンテナビーム上でリッスンし、前記全方向性アンテナビームに関連するバックオフスロットにおいて前記アクセスポイントとのアップリンク伝送を開始することになるかを知っていることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アクセスポイントに関連する新しいクライアント局は、前記全方向性アンテナビームに関連するバックオフスロットにおいて前記アクセスポイントとのアップリンク伝送を開始することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
Ｎ個のアンテナビームを生成するアンテナアレイと、
複数のバックオフスロットを含むコンテンションウィンドウ中において行われるクライアント局からのアップリンク伝送を受信するための前記Ｎ個のアンテナビームのうちの１つを選択するための、前記アンテナアレイに結合されたコントローラと、
前記コントローラと前記アンテナアレイとに結合されたトランシーバであって、
前記Ｎ個のアンテナビームの各々にビーム識別番号を割り当てることと、
前記アクセスポイントに関連するクライアント局ごとに好ましいアンテナビームを選択することと、
その選択された好ましいアンテナビームについて各クライアント局に通知することと、
バックオフスロットの各グループが、前記Ｎ個のアンテナビームのうちの１つに対応し、その特定のアンテナビームがその好ましいアンテナビームとして選択されている前記クライアント局に割り当てられているＮ個のグループに前記複数のバックオフスロットを分割することと、
前記Ｎ個のアンテナビームのうちの１つを選択して、その特定のアンテナビームがその好ましいアンテナビームとして選択されている前記クライアント局から、これらのクライアント局に割り当てられた前記バックオフスロット中において行われるアップリンク伝送を受信することと
を実施するためのバックオフアルゴリズムモジュールを備えるトランシーバと
を備えることを特徴とするアクセスポイント。
【請求項１５】
前記通知することは、そのクライアント局について選択される前記好ましいアンテナビームに対応する前記ビーム識別番号に等しい割り当てられた各ＩＰアドレスの最後のオクテットのモジュロＮを用いてＩＰアドレスを各クライアント局に割り当てることに基づいていることを特徴とする請求項１４に記載のアクセスポイント。
【請求項１６】
前記バックオフアルゴリズムモジュールは、特定のグループにおける各バックオフスロット位置のモジュロＮが、この特定のグループのバックオフスロットを有する前記クライアント局に割り当てられる前記ビーム識別番号に等しくなるようにバックオフスロットの各グループを分割することを特徴とする請求項１５に記載のアクセスポイント。
【請求項１７】
前記アンテナアレイは、全方向性アンテナビームと、複数の指向性アンテナビームとを生成することを特徴とする請求項１４に記載のアクセスポイント。
【請求項１８】
前記アクセスポイントは、８０２．１１無線通信ネットワーク中において動作していることを特徴とする請求項１４に記載のアクセスポイント。
【請求項１９】
前記コンテンションウィンドウは、１０２３個のバックオフスロットを含むことを特徴とする請求項１４に記載のアクセスポイント。
【請求項２０】
前記トランシーバは、前記クライアント局に対する認証および接続を実施することを特徴とする請求項１４に記載のアクセスポイント。
【請求項２１】
前記トランシーバは、前記関連するクライアント局に同期化させられることを特徴とする請求項１４に記載のアクセスポイント。
【請求項２２】
通信チャネルがアイドル状態であり、前記複数のバックオフスロットが通り過ぎた後にアップリンク伝送が存在しない場合に、前記コントローラは、アップリンク伝送を開始する任意のクライアント局についての前記好ましいアンテナビームとして前記全方向性アンテナビームを選択することを特徴とする請求項１７に記載のアクセスポイント。
【請求項２３】
前記トランシーバが、クライアント局が移動しており、その結果、その好ましいアンテナビームがアップデートされる必要があることを決定する場合に、前記トランシーバは、前記クライアント局に対して伝送することを停止し、前記好ましいアンテナビームをアップデートし、前記アップデートされた好ましいアンテナビームに対応する前記ビームｉｄに基づいて前記割り当てられたＩＰアドレスをアップデートすることを特徴とする請求項１４に記載のアクセスポイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信の分野に関し、より詳細には、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における指向性アンテナ（directional antenna）を用いて動作するアクセスポイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ローカルエリアネットワークにおいては、アクセスポイント（ＡＰ）が、無線ユーザとデータを交換する。無線ユーザは、クライアント局（client station）（ＣＳ）としても知られている。クライアント局の例は、無線ネットワークカードを用いて動作するパーソナルコンピュータである。アクセスポイントは、ダウンリンク信号をクライアント局へと送信するためのアンテナを含んでいる。アクセスポイントはまた、各クライアント局から送信されるアップリンク信号を受信する役割も担う。
【０００３】
アクセスポイントにおいて信号を送信し受信するために使用される最も一般的なタイプのアンテナは、全方向性モノポールアンテナ（omni-directional monopole antenna）である。このタイプのアンテナは、アクセスポイント内のトランシーバに結合された単一のワイヤエレメント（wire element）またはアンテナ素子を備える。トランシーバは、クライアント局から送信される逆方向リンク（reverse link）信号を受信し、そのクライアント局に対して順方向リンク（forward link）信号を送信する。
【０００４】
モノポールアンテナから送信される伝送信号は、本質的に全方向性である。すなわち、信号は、一般的に水平面内におけるすべての方向に同じ信号強度で送信される。モノポールアンテナ素子を用いた信号の受信は、同様に全方向性である。モノポールアンテナは、一方向の信号を検出する機能において、別の方向からやって来る同じまたは異なる信号の検出に対して区別しない。結果として、全方向性アンテナのアンテナ利得は、一般に低く、クライアント局がアクセスポイントを経由してネットワークにアクセスすることができる距離は短くなってしまう。さらに、ネットワークのスループットは、低利得の全方向性アンテナによって悪影響を受ける。
【０００５】
性能を改善するために、アクセスポイントは、ダウンリンク伝送では指向性アンテナを使用することができるが、一般的には、アクセスポイントが、次のクライアント局がいつ、またどこで送信することになるかを予測することができないので、指向性アンテナを用いてアップリンク伝送を受信することはない。アクセスポイントが指向性アンテナを使用するための一つのアプローチは、クライアント局が、各データパケットを送信する前に送信要求（request-to-send）（ＲＴＳ）パケットを送信することである。アクセスポイントは、全方向性アンテナを経由してＲＴＳパケットを受信し、次いで以降のアップリンクデータパケットを受信するために指向性アンテナへと切り換える。このアプローチの欠点は、特に小さなデータパケットについてのデータパケット伝送に関連する余分なオーバーヘッドである。
【０００６】
別のアプローチは、非競合期間（contention free period）（ＣＦＰ）を使用するものである。アクセスポイントは、クライアント局に対してポーリングを行うことによってアップリンク伝送を制御する。クライアント局は、アクセスポイントによってポーリングされた後だけに、送信することができる。しかし、ＣＦＰは、任意的なものであり、ほとんどの製造業者によっては実装されない。さらに、アクセスポイントは、どのクライアント局に送信するデータがあるかを知らないので、オーバーヘッドが導入される。最悪の場合には、アクセスポイントは、すべてのクライアント局に対してポーリングを行って、送信するデータを有するクライアント局を見出す必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、前述の背景を考慮して、本発明の目的は、アップリンク伝送に対するオーバーヘッドを導入することなく指向性アンテナビームを使用してアップリンク伝送を受信するアクセスポイントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるこの目的および他の目的、特徴、および利点は、複数のクライアント局と、Ｎ個のアンテナビームを生成するアンテナアレイを用いて動作するアクセスポイントとの間で、８０２．１１無線通信ネットワークにおける、複数のバックオフスロット（backoff slot）を含むコンテンションウィンドウ（contention window）中に行われるアップリンク伝送を実現するための方法によって提供される。本方法は、Ｎ個のアンテナビームの各々にビーム識別番号を割り当てること、アクセスポイントに関連するクライアント局ごとに好ましいアンテナビームを選択すること、および各クライアント局にＩＰアドレスを割り当てることを含む。割り当てられた各ＩＰアドレスのモジュロＮ（modulo N）は、そのクライアント局に対して選択された好ましいアンテナビームに対応するビーム識別番号と等しくすることができる。
【０００９】
本方法は、複数のバックオフスロットをＮ個のグループに分割することをさらに含み、バックオフスロットの各グループは、Ｎ個のアンテナビームのうちの１つに対応し、特定のアンテナビームをその好ましいアンテナビームとして選択しているクライアント局に割り当てられている。アクセスポイントは、Ｎ個のアンテナビームのうちの１つを選択して、その特定のアンテナビームをその好ましいアンテナビームとして選択しているクライアント局から、これらのクライアント局に割り当てられたバックオフスロット中で行われるアップリンク伝送を受信する。
【００１０】
Ｎ個のアンテナビームは、全方向性アンテナビームと複数の指向性アンテナビームとを含んでいる。クライアント局からのアップリンク伝送中における指向性アンテナビームの使用は、ＷＬＡＮのスループットを改善し、アクセスポイントとクライアント局との間の交信距離を増大させる。これは、アップリンク伝送に対するオーバーヘッドを導入することなしに有利に行われる。
【００１１】
バックオフスロットの各グループは、特定の任意のグループ中の各バックオフスロット位置のモジュロＮが、バックオフスロットのこの特定のグループを有するクライアント局に割り当てられたビーム識別番号に等しくなるように分割される。コンテンションウィンドウは、１０２３個のバックオフスロットを備える。
【００１２】
ＩＥＥＥ８０２．１１無線通信ネットワークは、自律分散的アクセス制御手順（distributed coordinated function）（ＤＣＦ）モードで動作している。本方法は、各クライアント局が、通信チャネルがアイドル状態であるかどうかを検知し、アイドル状態である場合には、次いでコンテンションウィンドウ中にその割り当てられたバックオフスロット上のアクセスポイントに対するアップリンク伝送を開始する前に分散制御用フレーム間隔（distributed interframe space）（ＤＩＦＳ）期間待つことをさらに含むことができる。
【００１３】
通信チャネルがアイドル状態であり、複数のバックオフスロットが通り過ぎた後に、アップリンク伝送が存在しない場合には、アクセスポイントは、アクセスポイントとのアップリンク伝送を開始する任意のクライアント局についての好ましいアンテナビームとして全方向性アンテナビームを選択することができる。
【００１４】
アクセスポイントが、クライアント局が移動しており、その結果、その好ましいアンテナビームがアップデートされる必要があることを決定する場合、アクセスポイントは、そのクライアント局に対する伝送を停止し、好ましいアンテナビームをアップデートし、アップデートされた好ましいアンテナビームに対応するビームｉｄに基づいて割り当てられるＩＰアドレスをアップデートする。
【００１５】
本発明の別の態様は、Ｎ個のアンテナビームを生成するアンテナアレイと、複数のバックオフスロットを含むコンテンションウィンドウ中において行われる、クライアント局からのアップリンク伝送を受信するためのＮ個のアンテナビームのうちの１つを選択するための、アンテナアレイに結合されたコントローラとを備えるアクセスポイントを対象としている。トランシーバは、コントローラとアンテナアレイとに結合され、上記方法を実施するためのバックオフアルゴリズムモジュール（backoff algorithm module）を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、次に本発明の好ましい実施形態が示される添付図面を参照して、以降でさらに十分に説明される。しかし、本発明は、多数の異なる形態で実施することができ、本明細書中で記述される実施形態だけに限定されるものと解釈すべきではない。もっと正確に言えば、これらの実施形態は、本開示が十分で完全になり、当業者に対して本発明の範囲を十分に伝えることになるようにするために提供される。同様な番号は、全体にわたって同様な要素を意味する。
【００１７】
最初に図１および２を参照すると、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）１０は、クライアント局１２（１）〜１２（３）と、アンテナアレイ１６を用いて動作するアクセスポイント１４とを含んでおり、このアンテナアレイにおいて、指向性アンテナビーム２０（１）〜２０（２）は、クライアント局についてのアップリンク伝送を受信するために選択することができる。クライアント局は、一般に参照番号１２によって参照することができ、指向性アンテナビームは、一般に参照番号２０によって参照することができる。
【００１８】
アンテナアレイ１６は、１つまたは複数の指向性アンテナビーム２０および全方向性アンテナビーム２２を含めて、Ｎ個のアンテナビームを生成するための複数のアンテナ素子１８（１）〜１８（Ｎ）を備える。本発明を例証する目的のために、アンテナアレイ１６は、例えばＮ＝３の場合には、３つのアンテナビーム、すなわち２つの指向性アンテナビーム２０（１）、２０（２）に加えて１つの全方向性アンテナビーム２２を生成するトライデントアンテナ（trident antenna）とすることができる。クライアント局１２は、例えば無線ネットワークカードを用いて動作するパーソナルコンピュータとすることができ、主として全方向性アンテナを使用することができる。
【００１９】
クライアント局１２からのアップリンク伝送中における指向性アンテナビーム２０の使用は、ＷＬＡＮ１０のスループットを改善し、アクセスポイント１４とクライアント局との間の交信距離を増大させる。これは、アップリンク伝送に対するオーバーヘッドを導入することなく有利に行われる。
【００２０】
指向性アンテナビーム２０は、ほとんどの場合において高い信号対雑音比（signal-to-noise ratio）を実現し、それによってリンクがより高速なデータレートで動作することができるようになる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂリンクの場合のＰＨＹデータ転送速度は、１Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、および１１Ｍｂｐｓであり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの場合のデータ転送速度は、６Ｍｂｐｓ、９Ｍｂｐｓ、１２Ｍｂｐｓ、１８Ｍｂｐｓ、２４Ｍｂｐｓ、３６Ｍｂｐｓ、４８Ｍｂｐｓおよび５４Ｍｂｐｓである。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇデバイスは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのデータ転送速度によってサポートされるデータ転送速度と同様に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａデバイスと同じデータ転送速度をサポートする。
【００２１】
アクセスポイント１４は、スマートアンテナ１６に接続されたビームスイッチングユニット３０と、そのビームスイッチングユニットに接続されたトランシーバ３２を含む。コントローラ４０は、トランシーバ３２と、ビームスイッチングユニット３０とに接続される。コントローラ４０は、アンテナステアリングアルゴリズム（antenna steering algorithm）１８を実行するためのプロセッサ４２を含む。
【００２２】
また、アンテナステアリングアルゴリズム１８は、例示のプロセッサ４２の代わりにＩＥＥＥ８０２．１１ＰＨＹ／ＭＡＣチップセット上で動作することもできる。このＰＨＹ／ＭＡＣチップセットは、例示のＰＨＹレイヤ４３とＭＡＣレイヤ４４とを含む。
【００２３】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格は、２つのモードのオペレーション、すなわち自律分散的アクセス制御手順（ＤＣＦ）と、ポーリングに基づく集中制御によるアクセス制御手順（point coordinated function）（ＰＣＦ）とを定義する。ＰＣＦモードは、衝突回避サービス（collision-free service）と時間制約サービス（time-bounded service）をサポートする集中化されたＭＡＣプロトコルである。ＤＣＦモードは、衝突回避機能付きキャリア感知多重アクセス（carrier sense multiple access with collision avoidance）（ＣＳＭＡ／ＣＡ）の形態である。ＤＣＦモードの衝突回避部分は、バックオフのメカニズムまたはアルゴリズム４７を含む。
【００２４】
ＤＣＦモードは、クライアント局１２が、チャネル８０がアイドル状態であることを検知した後に、クライアント局１２が、分散制御用フレーム間隔（ＤＩＦＳ）期間８２を待つ必要があることを指定し、図３におけるＤＣＦデータ伝送スキームによって示されるように、そのコンテンションウィンドウ８４を開始する。ＩＥＥＥ８０２．１１規格においては、最大で１０２３個のバックオフタイムスロットが存在し、バックオフアルゴリズムは、規格化されていない。現在では、１０２３個のバックオフタイムスロットは、８０２．１１ｂ／ｇ規格の場合である。将来の規格は、当業者によって簡単に理解されるように、異なるタイムスロット数を使用することができる。
【００２５】
通常、クライアント局１２は、そのコンテンションウィンドウ８４内の任意のバックオフタイムスロットにおけるアップリンク上での送信を開始することができる。しかし、アクセスポイント１４が、クライアント局１２のうちのどれかについてどの指向性アンテナを使用すべきかを知るために、クライアント局は、本発明に従ってある種のバックオフタイムスロットだけにおいて送信する。以下でさらに詳細に説明されるように各クライアント局１２には、ＩＰアドレスが割り当てられ、好ましいアンテナビームｉｄまたはアンテナビーム識別表示が、このアドレス中に構築される。クライアント局１２は、それに対して割り当てられた好ましいアンテナビームｉｄについて許可されたバックオフスロットだけにおいて送信する。各バックオフタイムスロットにおいて、次いでアクセスポイント１４は、このタイムスロットに割り当てられたアンテナモードを用いてリッスンすることになる。
【００２６】
ＷＬＡＮ１０中においてクライアント局１２とアクセスポイント１４との間でアップリンク伝送を実現するためのフローチャートについて、図４を参照して考察する。ブロック１００の開始から始まると、ブロック１０２においてビーム識別番号が、Ｎ個のアンテナビームの各々に対して割り当てられる。例証の目的のために、アクセスポイント１４は、２つの指向性アンテナビーム２０（１）、２０（２）と全方向性アンテナビーム２２とを有する。図１に示すように、全方向性アンテナビーム２２にはビームｉｄ＝０が割り当てられ、右の指向性アンテナビーム２０（１）には、ビームｉｄ＝１が割り当てられ、左の指向性アンテナビーム２０（２）には、ビームｉｄ＝２が割り当てられる。全部で３つのアンテナビームが存在し、その結果、Ｎ＝３である。
【００２７】
アクセスポイントは、ブロック１０４においてクライアント局１２を伴う認証（オーセンティケーション）および接続（アソシエーション）を実施する。ブロック１０６において、アクセスポイントに関連するクライアント局１２ごとに好ましいアンテナビームが選択され、あるいは見出される。アクセスポイント１４に対するクライアント局１２の位置に応じて、好ましいアンテナビームは、指向性アンテナビーム２０（１）、２０（２）または全方向性アンテナビーム２２のうちの１つとすることができる。
【００２８】
ブロック１０８において、ＩＰアドレスが、各クライアント局１２に対して割り当てられる。動的ホスト構成プロトコル（dynamic host configuration protocol：ＤＨＣＰ）をアクセスポイント１４が使用して、それに関連するクライアント局１２ごとにＩＰアドレスを割り当てる。本発明によれば、ＩＰアドレスは、割り当てられた各ＩＰアドレスのモジュロＮが、クライアント局１２のために選択される好ましいアンテナビーム２０に対応するビーム識別番号に等しくなるように割り当てられる。
【００２９】
ＩＰアドレス割付けスキーム（IP address allocation scheme）が、図５に示される。右の指向性アンテナビーム２０（１）は、ビームｉｄ＝１を有し、左の指向性アンテナビーム２０（２）は、ビームｉｄ＝２を有する。なお、ビームｉｄ＝０を有する全方向性アンテナビーム２２は、図示されていない。
【００３０】
クライアント局１２が、セクション１３０において接続（アソシエーション）を要求し、アクセスポイント１４が、セクション１４０においてその要求に応答した後に、アクセスポイント１４は、セクション１５０においてクライアント局ごとに好ましいアンテナビームを選択する。ここで、アクセスポイント１４は、セクション１６０においてＩＰ  ｍｏｄ（Ｎ）の最後のオクテット＝ビームｉｄ、式中でＮ＝アンテナビーム数となるように、クライアント局にＩＰアドレスを割り当てる。ＩＰｖ４アドレスは、１０進数で区切られた４つのオクテットを有する。計算をより簡単にするために、最後のオクテットだけが使用される。図５に最もよく示されるように、右の指向性アンテナビーム２０（１）の下のクライアント局１２（１）、１２（２）には、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．１および１９２．１６８．０．４が割り当てられ、左の指向性アンテナビーム２０（２）におけるクライアント局１２（３）には、ＩＰアドレス１９２．１６８．０．２が割り当てられる。
【００３１】
ｍｏｄは、ＩＰアドレスのモジュロ（modulo）である。当業者によって簡単に理解されるように、モジュロは、除算に関連した、剰余を返すオペレーションである。ここで例証される例においてＮ＝３である場合に、各ＩＰアドレスのモジュロＮが実施されるときに、結果は、その特定のクライアント局１２のために選択された好ましいアンテナビームについてのｉｄとなる。
【００３２】
クライアント局１２（１）に割り当てられるＩＰアドレス１９２．１６８．０．１では、「１」のモジュロ３は、１の剰余をもたらし、これは、右の指向性アンテナビーム２０（１）に対応する。クライアント局１２（２）にはまた、そのクライアント局１２（２）自身のＩＰアドレスが１９２．１６８．０．４であるので、右の指向性アンテナビームが割り当てられる。端数切り捨てによって「１」にされる「４」のモジュロ３はまた、１の剰余をもたらす。これは、右の指向性アンテナビーム２０（１）に対応する。
【００３３】
クライアント局１２（３）では、そのＩＰアドレスは、１９２．１６８．０．２である。「２」のモジュロ３は、２の剰余をもたらし、これは、左の指向性アンテナビーム２０（２）に対応する。別のクライアント局に例えば１９２．１６８．０．３のＩＰアドレスが割り当てられていた場合、「３」のモジュロ３は、０の剰余をもたらし、これは、全方向性アンテナビーム２２に対応する。
【００３４】
本方法は、ブロック１１０において、バックオフスロットの各グループがＮ個のアンテナビームのうちの１つに対応し、その特定のアンテナビームがその好ましいアンテナビームとして選択されているクライアント局１２に割り当てられているＮ個のグループに複数のバックオフスロットを分割することをさらに含む。とりわけ、バックオフスロットの各グループは、特定のグループ中の各バックオフスロット位置のモジュロＮが、この特定のグループのバックオフスロットを有するクライアント局に割り当てられたビームｉｄに等しくなるように分割される。
【００３５】
示される例において、右の指向性アンテナビーム２０（１）の下におけるクライアント局１２（１）、１２（２）は、バックオフスロット１、４、７、１０．．．において送信を開始することができるだけである。左の指向性アンテナビーム２０（２）の下におけるクライアント局１２（３）は、バックオフスロット２、５、８、１１．．．において送信することができるだけである。同様に、全方向性アンテナビーム２２の下におけるクライアント局は、バックオフタイムスロット３、６、９、１２．．．において送信することができるだけである。モジュロ３がこれらのバックオフスロットのうちのどれかに対して実施される場合、結果は、そのタイムスロットを有するクライアント局１２に割り当てられるビームｉｄとなる。例えば、バックオフスロット「１０」のモジュロ３＝１であり、バックオフスロット「１１」のモジュロ３＝２であり、バックオフスロット「１２」のモジュロ３＝０である。
【００３６】
アクセスポイント１４は、ブロック１１２においてＮ個のアンテナビームのうちの１つを選択して、その特定のアンテナビームがその好ましいアンテナビームとして選択されているクライアント局から、これらのクライアント局に割り当てられたバックオフスロット中で行われるアップリンク伝送を受信する。
【００３７】
アクセスポイント１４は、バックオフスロット１、４、７、１０．．．において受信するために左の指向性アンテナビーム２０（２）を使用することになり、バックオフスロット２、５、８、１１．．．において受信するために右の指向性アンテナビーム２０（１）を使用することになり、またバックオフスロット３、６、９、１２．．．において受信するために全方向性アンテナビーム２２を使用することになる。
【００３８】
各クライアント局１２は、常に媒体（medium）に対してリッスンしており、そのＮＡＶをアップデートするので、すべてのクライアント局は、媒体８０が使用中である最後の時から媒体が使用中である最後の時＋ＤＩＦＳ＋１０２３個のバックオフスロットまでの期間中、同期化される。媒体８０が、ＤＩＦＳ＋１０２３個のバックオフスロット後にアイドル状態になった後に伝送がない場合には、アクセスポイント１４は、全方向性アンテナビーム２２を受信のために使用することになり、クライアント局は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定義されるように送信することになる。
【００３９】
クライアント局１２が、パワーセーブモード（power save mode）から目覚め、最後のパケットがいつ送信されたかを知らない場合には、そのクライアント局１２は、送信を開始する前にＤＩＦＳ＋１０２３個のバックオフスロットまで待つ。
【００４０】
この時間中に送信されるパケットが存在する場合、クライアント局１２は、いつアクセスポイント１４が全方向性アンテナビーム２２上でリッスンすることになるかを知っており、アクセスポイント１４が全方向性アンテナビーム２２を使用しているときにバックオフタイムスロットにおいて送信を開始することができる。この時間中に送信されるパケットが存在しない場合には、クライアント局１２は、アクセスポイント１４がＤＩＦＳ＋１０２３個のバックオフスロットの後に全方向性アンテナビーム２２上でリッスンしているので送信を開始することができる。
【００４１】
新しいクライアント局がＷＬＡＮ１０に入るためには、そのクライアント局は、アクセスポイント１４が全方向性アンテナビーム２２を使用しているバックオフタイムスロットにおいて認証要求、接続要求、またはプローブ要求を送信すべきである。示される例においては、バックオフスロットは、全方向性アンテナビーム２２についての０、３、６、９、１２．．．である。
【００４２】
アクセスポイント１４が、クライアント局１２が移動しており、その局についての好ましいアンテナビームが変化していることを見出すときに、アクセスポイントは、以下のことを行う。すなわちアクセスポイントは、そのクライアント局１２に対するパケットの送信を停止し、ＤＨＣＰプロトコルを使用して、クライアント局ＩＰアドレスをアップデートし、それ故にクライアント局が、正しい時刻に送信することになり、アクセスポイント１４が、右のアンテナビームを用いてそれを受信することができ、アクセスポイントは、その新しいＩＰアドレスを使用してそのクライアント局に対して送信を開始する。本方法は、ブロック１１４において終了する。
【００４３】
本発明の多数の修正形態および他の実施形態は、前述の説明および関連する図面中において提示される教示の恩恵を有する当業者の心に思い浮かぶであろう。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態だけには限定されず、修正形態および実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による、クライアント局と、全方向性アンテナビームおよび指向性アンテナビームを生成するアンテナアレイを用いて動作するアクセスポイントとを含むＷＬＡＮの概略図である。
【図２】図１に示されるアクセスポイントのブロック図である。
【図３】本発明による、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ中のＤＣＦモードを例示する時系列を示す図である。
【図４】本発明による、クライアント局とアクセスポイントとの間のＩＥＥＥ８０２．１１無線通信ネットワーク中においてアップリンク伝送を実現するためのフローチャートである。
【図５】図１に示されるアクセスポイントに関連するクライアント局についてのアドレス割付けスキームを示す図である。
【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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【国際調査報告】
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