(57)【要約】【課題】ビームサーチ及びトラッキングに必要なハードウェアと情報量を最小化し、チャンネル時間使用量を減らすことができる無線通信ネットワークのビームトラッキング方法を提供する。【解決手段】本方法において、送信局は、それぞれのビームパターンインデックスを含むビームパターンを受信局に向けて放射し、前記ビームパターンの放射が完了した後、所定のチャンネル時間の間、前記ビームパターンの一つを示すフィードバックインデックスをそれぞれの受信局から受信する。ビームパターンフィードバックは単純なコードを用いて処理される。さらに、単一方向ビームトラッキングにおいて、複数のビームリンク上で一度にトラッキングを行うことができ、ビームトラッキング及びサーチに使うことができるサブチャンネルを各局に割り当て、複数の局が同時にサーチができるようにする。【選択図】図２５
2011517392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部局及びコーディネーターの少なくとも一つにデータを伝送し、外部局及びコーディネーターの少なくとも一つからデータを受信するよう構成された通信モジュールと、
第１ビームパターンを少なくとも一つの局に伝送するために前記通信モジュールを制御し、あらかじめ決められた区間に該少なくとも一つの局からフィードバックインデックスを受信するために前記通信モジュールを制御するよう構成された制御部と、
を有し、
前記第１ビームパターンのそれぞれは、ビームパターンインデックスによって識別され、前記フィードバックインデックスは、前記第１ビームパターンの中から前記少なくとも一つの局により選択された一つのビームパターンを示す、ビームトラッキングプロセスを制御するための装置。
【請求項２】
第１状態情報は、受信局についての移動性情報、リンク状態情報、及びアンテナ角度情報を含む、請求項１記載のビームトラッキングプロセスを制御するための装置。
【請求項３】
第２状態情報は、送信局についてのサービス品質（ＱｏＳ）情報、移動性情報、チャンネル状態情報、及びアンテナ角度情報を含む、請求項１記載のビームトラッキングプロセスを制御するための装置。
【請求項４】
外部局及びコーディネーターの少なくとも一つにデータを伝送し、外部局及びコーディネーターの少なくとも一つからデータを受信するよう構成された通信モジュールと、
ビームトラッキングプロセスを実行するためのチャンネル時間を割り当てることを要請する要請メッセージを送信するために前記通信モジュールを制御し、該要請メッセージに対応するチャンネル割り当て情報を受信するために前記通信モジュールを制御し、及び該チャンネル割り当て情報に基づいてビームパターンインデックスを利用して前記ビームトラッキングプロセスを実行するために制御するよう構成された制御部と、
を含むビームトラッキングプロセスを実行するための装置。
【請求項５】
前記チャンネル割り当て情報は、開始情報、区間情報、及びチャンネル番号情報を含み、該開始情報は割り当てられたチャンネル時間の開始点を示し、該区間情報は前記割り当てられたチャンネル時間の区間を示し、該チャンネル番号情報はサブチャンネルを識別する識別を示し、該サブチャンネルは前記割り当てられたチャンネル時間の間に１つの周波数帯により分割されたものである、請求項４記載のビームトラッキングプロセスを実行するための装置。
【請求項６】
外部局及びコーディネーターの少なくとも一つにデータを伝送し、外部局及びコーディネーターの少なくとも一つからデータを受信するよう構成された通信モジュールと、
第１ビームパターンを少なくとも一つの局に伝送するために前記通信モジュールを制御し、あらかじめ決められた区間に該少なくとも一つの局からフィードバックインデックスを受信するために前記通信モジュールを制御するよう構成された制御部と、
を有し、
前記第１ビームパターンのそれぞれは、ビームパターンインデックスによって識別され、前記フィードバックインデックスは、前記第１ビームパターンの中から前記少なくとも一つの局により選択された一つのビームパターンを示す、ビームトラッキングプロセスを制御するための装置。
【請求項７】
前記ビームパターンインデックス及び前記フィードバックインデックスは、バーカーコードを利用して生成される、請求項６記載のビームトラッキングプロセスを制御するための装置。
【請求項８】
前記あらかじめ決められた区間は複数のサブチャンネルを含み、該サブチャンネルは同一時間に異なる周波数帯により分割されたものであり、前記少なくとも一つの局の前記フィードバックインデックスは、前記サブチャンネルを介して受信される、請求項６記載のビームトラッキングプロセスを制御するための装置。
【請求項９】
送信局においてビームトラッキングプロセスを実行するための方法であって、
受信局の状態と関連付けられた第１状態情報を該受信局から受信する段階と、
前記送信局の状態と関連付けられた第２状態情報、及び前記第１状態情報に基づいて前記ビームトラッキングプロセスの周期を決定する段階と、 
前記決定された周期ごとに前記ビームトラッキングプロセスを実行する段階と、
を含み、
前記周期は、現在のビームトラッキングプロセスと次のビームトラッキングプロセスの間の時間間隔である、ビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１０】
前記第１状態情報は周期的に受信される、請求項９記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１１】
前記第１状態情報は、前記受信局についての移動性情報、リンク状態情報、及びアンテナ角度情報を含む、請求項９記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１２】
前記第２状態情報は、前記送信局についてのサービス品質（ＱｏＳ）情報、移動性情報、チャンネル状態情報、及びアンテナ角度情報を含む、請求項１１記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１３】
前記決定する段階は、
前記第１及び第２状態情報に含まれた前記アンテナ角度情報が、前記送信局及び前記受信局の少なくとも一つのアンテナ角度があらかじめ決められた値より大きいことを示す場合、前記ビームトラッキングプロセスの前記周期を減らすように制御する段階をさらに含む、請求項１２記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１４】
前記決定する段階は、
前記第２状態情報に含まれた前記ＱｏＳ情報が、前記送信局のＱｏＳがあらかじめ決められたレベルより高いことを示す場合、前記ビームトラッキングプロセスの前記周期を減らすように制御する段階をさらに含む、請求項１２記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１５】
前記決定する段階は、
前記第１及び第２状態情報に含まれた前記移動性情報が、前記送信局及び前記受信局の少なくとも一つの移動性があらかじめ決められた状態より高いことを示す場合、前記ビームトラッキングプロセスの前記周期を減らすように制御する段階をさらに含む、請求項１２記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１６】
前記決定する段階は、
前記第２状態情報内の前記チャンネル状態情報が前記送信局のアイドル状態を示す場合、前記ビームトラッキングプロセスの前記周期を減らすように制御する段階をさらに含む、請求項１２記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２状態情報に含まれた前記アンテナ角度情報が、アンテナアナログ階層に接続されている無線階層管理要素から決定される、請求項１２記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１８】
局においてビームトラッキングプロセスを実行するための方法であって、
前記ビームトラッキングプロセスを実行するためのチャンネル時間を割り当てることを要請する要請メッセージをコーディネーターに伝送する段階と、
前記コーディネーターから前記要請メッセージに対応するチャンネル割り当て情報を受信する段階と、
前記チャンネル割り当て情報に基づいてビームパターンインデックスを利用して前記ビームトラッキングプロセスを実行する段階と、
を含むビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項１９】
前記チャンネル割り当て情報は、開始情報、区間情報、及びチャンネル番号情報を含み、該開始情報は割り当てられたチャンネル時間の開始点を示し、該区間情報は前記割り当てられたチャンネル時間の区間を示し、該チャンネル番号情報はサブチャンネルを識別する識別を示し、該サブチャンネルは前記割り当てられたチャンネル時間の間に１つの周波数帯により分割されたものである、請求項１８記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項２０】
前記要請メッセージは目的地情報、タイプ情報、区間情報、及び周期情報の少なくとも一つを含み、
前記目的地情報は前記ビームトラッキングプロセスの目的局を示し、前記タイプ情報は前記ビームトラッキングプロセスの方向を示し、前記区間情報は前記ビームトラッキングプロセスの区間を示し、前記周期情報は前記ビームトラッキングプロセスの周期を示す、請求項１８記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項２１】
前記チャンネル割り当て情報は、前記ビームトラッキングプロセスに参加する局を識別する局識別情報を含む、請求項１８記載のビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【請求項２２】
第１ビームパターンを少なくとも一つの局に伝送する段階であって、該第１ビームパターンのそれぞれは、ビームパターンインデックスによって識別される段階と、
あらかじめ決められた区間に前記少なくとも一つの局からフィードバックインデックスを受信する段階であって、該フィードバックインデックスは、前記第１ビームパターンの中から前記少なくとも一つの局により選択された一つのビームパターンを示す段階と、
を含むビームトラッキングプロセスを制御するための方法。
【請求項２３】
前記ビームパターンインデックス及び前記フィードバックインデックスは、バーカーコードを利用して生成される、請求項２２記載のビームトラッキングプロセスを制御するための方法。
【請求項２４】
前記あらかじめ決められた区間は、前記ビームトラッキングプロセスを実行するためにコーディネーターによって割り当てられたチャンネル時間である、請求項２２記載のビームトラッキングプロセスを制御するための方法。
【請求項２５】
前記少なくとも一つのフィードバックインデックスはＬＢＴ方式を利用して受信される、請求項２２記載のビームトラッキングプロセスを制御するための方法。
【請求項２６】
前記あらかじめ決められた区間は複数のサブチャンネルを含み、該サブチャンネルは同一時間に１つの周波数帯により分割されたものであり、前記少なくとも一つの局の前記フィードバックインデックスは前記サブチャンネルを介して受信される、請求項２２記載のビームトラッキングプロセスを制御するための方法。
【請求項２７】
第１ビームパターンを目的局に伝送する段階であって、該第１ビームパターンのそれぞれは、ビームパターンインデックスによって識別される段階と、
あらかじめ決められた区間に前記目的局から第１フィードバックインデックス及び第２ビームパターンを受信する段階であって、該第１フィードバックインデックスは、前記第１ビームパターンの中から前記目的局により選択された一つのビームパターンを示し、該第２ビームパターンのそれぞれは、ビームパターンインデックスによって識別される段階と、
前記第２ビームパターンの中から一つのビームパターンを決定する段階と、
前記目的局に第２フィードバックインデックスを伝送する段階であって、該第２フィードバックインデックスは前記決定する段階で決定された前記一つのビームパターンを示す段階と、
を含むビームトラッキングプロセスを制御するための方法。
【請求項２８】
送信局においてビームトラッキングプロセスを実行するための方法であって、
受信局の状態と関連付けられた第１状態情報を該受信局から受信する段階と、
前記送信局の状態と関連付けられた第２状態情報及び前記第１状態情報に基づいて前記ビームトラッキングプロセスの周期を決定する段階と、
前記ビームトラッキングプロセスの前記周期に従い、前記ビームトラッキングプロセスを実行するためのチャンネル時間を割り当てることを要請する要請メッセージをコーディネーターに伝送する段階と、
前記コーディネーターから前記要請メッセージに対応するチャンネル割り当て情報を受信する段階と、
前記チャンネル割り当て情報に従って少なくとも一つの受信局にビームパターンを伝送する段階であって、該ビームパターンのそれぞれは、ビームパターンインデックスによって識別される段階と、
あらかじめ決められた区間に前記少なくとも一つの受信局から少なくとも一つのフィードバックインデックスを受信する段階であって、該フィードバックインデックスは前記ビームパターンの中から前記少なくとも一つの受信局により選択された一つのビームパターンをそれぞれ示す段階と、
を含むビームトラッキングプロセスを実行するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効率的なビームサーチ、及びトラッキングを行うために、高い指向性(directionality)を有する無線伝送に必要なビームサーチ時間を割り当てるための方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多入力多出力(Multiple-Input Multiple-Output； ＭＩＭＯ)通信システムはデータ伝送のために、送信機では複数送信アンテナを利用し、受信機では複数受信アンテナを利用する。送受信アンテナによって形成された一つのＭＩＭＯチャンネルは複数の独立チャンネルに分解することができる。それぞれの独立チャンネルはＭＩＭＯチャンネルの空間領域における１つのサブチャンネル(あるいは伝送チャンネル)であり、１つの領域（scope）を占める。ＭＩＭＯシステムは、複数アンテナによって作られた付加的な領域が利用される時、向上した性能(例えば、向上した伝送容量)を提供することができる。
【０００３】
ＭＩＭＯシステムには、開ループ(open-loop)及び閉ループ(closed-loop)技術の二つの種類がある。開ループシステムでは、ＭＩＭＯ送信機はチャンネル状態に対するいずれの先行知識も有することができないので、一般的に、時空間(space-time)コーディング技術がＭＩＭＯ送信機において実装され、チャンネルフェージング(fading)に対する抵抗を達成する。一方、閉ループシステムでは、チャンネル状態情報（ＣＳＩ）が受信機から送信機にフィードバックされることができる。そして、送信機は、チャンネル状態情報に基づいた前処理動作を実行し、それにより、簡潔な受信機デザイン、及びより良い性能が達成できる。このような技術はビームフォーミング(beamforming)技術と呼ばれ、所望する受信機方向にさらに良い性能利得を提供し、他の方向での送信電力を抑制する。
【０００４】
無線ネットワークに参加する無線通信装置の数が増加するほど衝突、損失などの問題が発生する可能性はさらに大きくなるようになる。このような衝突は無線ネットワークの伝送速度(throughput)に致命的な悪影響を及ぼす再伝送(retransmission)を要求するようになる。特に、Audio/Videoデータ(AV データ)のようにさらに良いＱｏＳ(Quality of Service)が必要な場合においては、このような再伝送回数を減らすことで有効帯域幅をさらに多く確保することが非常に重要な問題である。
【０００５】
さらに、ＤＶＤ(Digital Video Disk)映像、ＨＤＴＶ(High Definition Television)映像など高品質ビデオを多様なホーム局間で無線で伝送する必要性が高くなっていることを考慮すると、広い帯域幅を要求する高品質ビデオを持続的に送受信するための技術的標準が要求される。
【０００６】
現在ＩＥＥＥ  ８０２．１５．３ｃの１つのタスクグループ(task group)では無線ホームネットワークで大容量のデータを伝送するための技術規格を推進中である。いわゆる、ミリメートルウエーブ(Millimeter Wave; ｍｍＷａｖｅ)と呼ばれるこの規格は、大容量データ伝送のために物理的な波長の長さがミリメートルである電波(すなわち、３０ＧＨｚないし３００ＧＨｚの周波数を有する電波)を利用する。従来にはこのような周波数帯は無許可バンド(unlicensed band)として通信事業者用や電波天文用、または車衝突防止などの用途で制限的に使われて来た。
【０００７】
ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂやＩＥＥＥ ８０２．１１gはキャリア周波数が２．４ＧＨzであり、チャンネル帯域幅は２０ＭＨｚ程度である。また、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａやＩＥＥＥ ８０２．１１ｎはキャリア周波数が５ＧＨｚであり、チャンネル帯域幅は同様に２０ＭＨｚ程度である。これに反して、ｍｍＷａｖｅは６０ＧＨｚのキャリア周波数を使って、おおよそ０．５ないし２．５ＧＨｚのチャンネル帯域幅を有する。したがって、ｍｍＷａｖｅは既存のＩＥＥＥ ８０２．１１系列の標準に比べてずっと大きいキャリア周波数及びチャンネル帯域幅を有する。
【０００８】
このように、ミリメートル単位の波長を有する高周波信号を利用すれば、数ギガビット（Ｇｂｐｓ）単位の非常に高い伝送率を示すことができるし、アンテナ大きさを１．５ｍｍ以下に減らすことができ、これにより、アンテナを含めた単一チップを実現することができる。また、空気中の減衰率(attenuation ratio)が非常に高いため、局間の干渉を減少させることも可能である。
【０００９】
ところが、ｍｍＷａｖｅを利用する場合、前記のような高い減衰率によってビーム（ｂｅａｍ）の到達距離が短くなるので、全方向(omni-directional)に信号を送り出しにくくなる。このような問題点を解決するためには、ビームをシャープ(sharp)するべきである。しかし、ビームがシャープになると、ビームは局部域のみに送信される。
【００１０】
一方、高い減衰率によってビーム距離が短く、信号の直進性が高いため、見通し外線(Non-Line-of-Sight)環境において通信がうまく成りにくい問題があり得る。これに、ｍｍＷａｖｅでは、前者の問題を解決するために、高い利得を有する配列アンテナ(array antenna)を使用し、後者の問題を解決するために、ビームステアリング(beam steering)を使用する。
【００１１】
伝送損失が大きく、かつ送出電力に制限がある場合、所望する伝達距離を確保するために、アンテナ技術を使って所望のアンテナ利得を得ることが必要である。この時、ビームリンクを確立し、維持する方法が必要である。
【００１２】
送信局がビームを全方向に放射し、受信局が前記ビームの中で利用可能なビームを示す情報を送信局にフィードバックすることで、一般的に、ビームリンクが形成される。リンクが形成された後、チャンネルの変動を反映するためにビームサーチ（beam search）が繰り返される。この手順をトラッキング(tracking)と言う。このようなトラッキングとサーチのためにチャンネル時間(channel time)が使用される。しかし、あるネットワークにおけるビームリンク数が増加した場合、ビームサーチとトラッキングを実行するために必要な時間が増える。したがって、このような過程を最大限簡単で効率的に実行する方法が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、ビームサーチとトラッキングに必要なハードウェアと情報量を最小化し、チャンネル時間を適応的にスケジューリングしてチャンネル時間使用量を減らすことができるビームトラッキング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的を果たすために、ビームトラッキングプロセス(beam tracking process)を制御するための装置が開示される。前記装置は外部局(external station)及びコーディネーター(coordinator)の少なくとも一つにデータを伝送し、外部局及びコーディネーターの中で少なくとも一つからデータを受信する通信モジュールと、第１ビームパターンを少なくとも一つの局に伝送するように前記通信モジュールを制御し、あらかじめ決められた区間(duration)の間少なくとも一つの局からフィードバックインデックス(feedback index)を受信するように前記通信モジュールを制御する制御部を含む。この時、前記第１ビームパターンのそれぞれはビームパターンインデックスによって識別され、前記フィードバックインデックスは第１ビームパターンの中で前記少なくとも一つの局によって選択された一つのビームパターンを識別する。
【００１５】
望ましくは、前記第１状態情報(first status information)は前記受信局(receiver station)の移動性情報(mobility information)、リンク状態情報(link status information)及びアンテナ角度情報(antenna angular information)を含む。
【００１６】
望ましくは、前記第２状態情報は前記送信局(transmitter station)のQoS（Quality of Service）情報、移動性情報、チャンネル状態情報(channel status information)及びアンテナ角度情報を含む。
【００１７】
本発明の目的を果たすために、ビームトラッキングプロセスを実行するための装置が開示される。前記装置は外部局及びコーディネーターの中で少なくとも一つにデータを伝送し、外部局及びコーディネーターの中で少なくとも一つからデータを受信する通信モジュールと前記ビームトラッキングプロセスを実行するためのチャンネル時間を割り当てることを要請する要請メッセージを送信するように前記通信モジュールを制御し、前記要請メッセージに相応するチャンネル割り当て情報(channel allocating information)を受信するように前記通信モジュールを制御し、前記チャンネル割り当て情報に基づいてビームパターンインデックス(beam pattern index)を利用してビームトラッキングプロセスを実行するように制御する制御部を含む。
【００１８】
望ましくは、前記チャンネル割り当て情報は開始情報(starting information)、区間情報(duration information)及びチャンネル番号情報(channel number information)を含む。
【００１９】
この時、前記開始情報は割り当てられたチャンネル時間の開始点を示し、前記区間情報は前記割り当てられたチャンネル時間の持続時間を示し、前記チャンネル番号情報はサブチャンネルを識別する識別子(identification)を示す。前記サブチャンネルは前記割り当てられたチャンネル時間の間に周波数帯(frequency band)により分割されたものである。
【００２０】
本発明の目的を果たすために、ビームトラッキングプロセスを制御するための装置が開示される。前記装置は外部局及びコーディネーターの中で少なくとも一つにデータを伝送し、外部局及びコーディネーターの中で少なくとも一つからデータを受信する通信モジュールと、少なくとも一つの局に第１ビームパターンを伝送するように前記通信モジュールを制御するが、前記第１ビームパターンそれぞれはビームパターンインデックスによって識別され、前記少なくとも一つの局からあらかじめ決められた区間の間、フィードバックインデックスを受信するように前記通信モジュールを制御するが、前記フィードバックインデックスは前記第１ビームパターンの中で前記少なくとも一つの局によって選択された一つのビームパターンを指示する制御部を含む。
【００２１】
望ましくは、前記ビームパターンインデックス及び前記フィードバックインデックスはバーカーコード(barker code)を利用して生成される。
【００２２】
望ましくは、前記あらかじめ決められた区間は複数のサブチャンネルを含み、前記サブチャンネルは同一時間において、他の周波数帯により分割されたものであり、前記少なくとも一つの局の前記フィードバックインデックスがサブチャンネルを通じて受信される。
【００２３】
本発明の目的を果たすために、送信局(transmitter station)でビームトラッキングプロセスを実行するための方法が開示される。前記方法は、受信局(receiver station)から受信局の状態と連関する第１状態情報を受信する段階、送信局の状態と連関した第２状態情報及び前記第１状態情報に基づいてビームトラッキングプロセスの周期(period)を決める段階、前記決定された周期ごとに前記ビームトラッキングプロセスを実行する段階を含む。
【００２４】
この時、前記周期は現在のビームトラッキングプロセスと次のビームトラッキングプロセスの間の時間間隔(time interval)である。
【００２５】
望ましくは、前記第１状態情報は周期的に受信される。
【００２６】
望ましくは、前記第１状態情報は前記受信局に対する移動性情報、リンク状態情報及びアンテナ角度情報を含む。
【００２７】
望ましくは、前記第２状態情報は前記送信局に対するQuality of Service(QoS)情報、移動性情報、チャンネル状態情報及びアンテナ角度情報を含む。
【００２８】
望ましくは、前記決定段階は、前記第１及び第２状態情報に含まれた前記アンテナ角度情報が前記送信局及び前記受信局の中で少なくとも一つのアンテナ角度があらかじめ決められた値よりさらに大きいと指示する場合、前記ビームトラッキングプロセッサの周期が減るように制御する制御段階をさらに含む。
【００２９】
望ましくは、前記決定段階は、前記第２状態情報に含まれた前記ＱｏＳ情報が前記送信局のＱｏＳがあらかじめ決められた水準よりさらに高いと指示する場合、前記ビームトラッキングプロセスの周期が減るように制御する制御段階をさらに含む。
【００３０】
望ましくは、前記決定段階は、前記第１及び第２状態情報に含まれた前記移動性情報が前記送信局及び前記受信局の中で少なくとも一つの移動性があらかじめ決められた状態よりさらに高い場合、前記ビームトラッキングプロセスの周期が減るように制御する制御段階をさらに含む。
【００３１】
望ましくは、前記決定段階は、前記第２状態情報に含まれた前記チャンネル状態情報が前記送信局のアイドル（idle）状態を示す場合、前記ビームトラッキングプロセスの周期が減るように制御する制御段階をさらに含む。
【００３２】
望ましくは、前記第1及び第２状態情報に含まれた前記アンテナ角度情報が、アンテナアナログ階層(antenna analog layer)に接続された無線階層管理要素(Radio Layer Management Element、RLME)から決まる。
【００３３】
本発明の目的を果たすために、局(station)において、ビームトラッキングプロセスを実行するための方法が開示される。前記方法は、ビームトラッキングプロセスを実行するためのチャンネル時間を割り当てることを要請する要請メッセージをコーディネーター(coordinator)に伝送する伝送段階、前記コーディネーターから前記要請メッセージに相当するチャンネル割り当て情報(channel allocating information)を受信する受信段階と、前記チャンネル割り当て情報に基づいてビームパターンインデックス(beam pattern index)を利用して前記ビームトラッキングプロセスを実行する実行段階を含む。
【００３４】
望ましくは、前記チャンネル割り当て情報は開始情報、区間情報及びチャンネル番号情報を含む。
【００３５】
この時、前記開始情報は割り当てられたチャンネル時間の開始点を指示し、前記区間情報は前記割り当てられた時間の持続時間を指示し、前記チャンネル番号情報はサブチャンネルを識別する識別子を指示する。サブチャンネルは前記割り当てられたチャンネル時間の間、周波数帯によって分割されたものである。
【００３６】
望ましくは、前記要請メッセージは目的地情報(destination information)、タイプ情報(type information)、区間情報(duration information)及び周期情報(period information)中少なくとも一つを含む。
【００３７】
この時、前記目的地情報は前記ビームトラッキングプロセスの目的局(target station)を指示し、前記タイプ情報は前記ビームトラッキングプロセスの方向(direction)を指示し、前記区間情報は前記ビームトラッキングプロセスの持続時間(duration)を指示し、前記周期情報は前記ビームトラッキングプロセスの周期(period)を指示する。
【００３８】
望ましくは、前記チャンネル割り当て情報はビームトラッキングプロセスに参加する局(stations)を識別する局識別情報(station identification information)を含む。
【００３９】
本発明の目的を果たすため、ビームトラッキングプロセスを制御するための方法が開示される。前記方法は、第１ビームパターンを少なくとも一つの局に伝送するが、前記第１ビームパターンそれぞれはビームパターンインデックスによって識別される伝送段階と、あらかじめ決められた区間の間前記少なくとも一つの局からフィードバックインデックスを受信するが、前記フィードバックインデックスは前記第１ビームパターンの中で前記少なくとも一つの局によって選択された一つのビームパターンを指示する受信段階を含む。
【００４０】
望ましくは、前記ビームパターンインデックス及び前記フィードバックインデックスはバーカーコードを利用して生成される。
【００４１】
望ましくは、前記あらかじめ決められた区間はビームトラッキングプロセスを実行するためにコーディネーターによって割り当てされたチャンネル時間である。
【００４２】
望ましくは、前記少なくとも一つのフィードバックインデックスは、ＬＢＴ(Listen-Before-Talk)方式を利用して受信される。
【００４３】
望ましくは、前記あらかじめ決められた区間は複数のサブチャンネルを含み、前記サブチャンネルは同一である時間に他の周波数帯によって分割されたものであり、前記少なくとも一つの局の前記フィードバックインデックスは前記サブチャンネルを通じて受信される。
【００４４】
本発明の目的を果たすために、ビームトラッキングプロセスを制御するための方法が提供される。前記方法は、第１ビームパターンを目的局に伝送するが、前記ビームパターンそれぞれはビームパターンインデックスによって識別される第１伝送段階と、あらかじめ決められた区間の間、前記目的局から第１フィードバックインデックス及び第２ビームパターンを受信するが、前記第１フィードバックインデックスは前記第１ビームパターンの中で前記目的局により選択された一つのビームパターンを指示し、前記第２ビームパターンのそれぞれはビームパターンインデックスによって識別される受信段階と、前記第２ビームパターンの中で一つのビームパターンを決める決定段階と、前記目的局で第２フィードバックインデックスを伝送するが、前記第２フィードバックインデックスは前記決定段階で決められた一つのビームパターンを指示する第２伝送段階を含む。
【００４５】
本発明の目的を果たすために、送信局でビームトラッキングプロセスを実行するための方法が開示される。前記方法は、受信局の状態と関連した第１状態情報を前記受信局から受信する第１受信段階と、第２状態情報及び前記第１状態情報に基づいてビームトラッキングプロセスの周期(period)を決めるが、前記第２状態情報は前記送信局と関連されている決定段階と、前記ビームトラッキングプロセスの周期によってコーディネーターにビームトラッキングプロセスを実行するためのチャンネル時間を割り当てすることを要請する要請メッセージを送る第１伝送段階と前記コーディネーターから前記要請メッセージに相応するチャンネル割り当て情報を受信する第２受信段階と、前記チャンネル割り当て情報によって少なくとも一つの受信局でビームパターンを伝送するが、前記ビームパターンそれぞれはビームパターンインデックスによって識別される第２伝送段階と、あらかじめ決められた区間(predetermined duration)の間、少なくとも一つの受信局から少なくとも一つのフィードバックインデックスを受信するが、前記フィードバックインデックスは前記ビームパターンの中で前記少なくとも一つの受信局によってそれぞれ選択された一つのビームパターンを指示する第３受信段階を含む。
【００４６】
当然のことであるが、前記の一般的な記載と以下の詳細な説明の両方は、典型例、及び説明であり、請求項に記載される本発明の更なる説明を提供することを目的としている。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の実施例によれば、送受信局のアンテナ角度及び受信機情報を考慮して適応的にビームサーチ及びトラッキング周期を調節し、ビームパターンフィードバックを単純なコードで処理し、ビームサーチ及びトラッキングに必要なハードウェアと情報量を最小化することができ、ビームリンクを形成しようとする局にビームトラッキングのための時間やチャンネルを割り当てし、単一方向ビームトラッキングで多くのビームリンクを一度にトラッキングすることが可能である。さらに、双方向ビームトラッキングで多くの局が同時にビームパターンを送り出するビームトラッキング及びサーチに使うことができるサブチャンネルを局ごとに割り当て、多くの局が同時にサーチができるようにすることで、チャンネル時間使用量を減らすことができる効果がある。
【００４８】
添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するためのものであり、本発明の実施例を説明し、発明の詳細な説明と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】発明に係る階層構造を示した図である。
【図２】ビームの角度が狭い場合に移動性を支援することができない場合を示した図である。
【図３】ビームの角度が広い場合に移動性を支援する場合を示した図である。
【図４】本発明の１つの実施例に係りビームの角度及び送信電力を制御する過程を示した図である。
【図５】本発明の他の実施例に係りビームサーチ及びトラッキング周期を調節する過程を示した図である。
【図６】本発明が適用される近距離ネットワークの例を示した図である。
【図７】一般的な単一方向トラッキング信号の交換スケジュールの例を示した図である。
【図８】本発明に適用されるビームパターンインデックスの例を示した図である。
【図９】本発明の１つの実施例に係る単一方向トラッキング信号の交換スケジュールの例を示した図である。
【図１０】一般的な双方向トラッキング信号の交換スケジュールの例を示した図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る双方向トラッキング信号の交換スケジュールの例を示した図である。
【図１２】図１１で各局がビームパターンを放射する周波数帯域の例を示した図である。
【図１３】本発明の１つの実施例に係るチャンネル時間割り当てを考慮したビームトラッキング方法の信号流れ図である。
【図１４】図１３のチャンネル時間要請に使われるメッセージの例を示した図である。
【図１５】図１３のチャンネル時間割り当てに使われるメッセージの例を示した図である。
【図１６】図９で受信局がフィードバックインデックスを伝送する過程の例を示した図である。
【図１７】図９で送信局が放射するビームパターンの例を示した図である。
【図１８】図１７で受信局がフィードバックインデックスを送信局に伝送する過程の例を示した図である。
【図１９】図９でビームトラッキングのための時間割り当てを示した図である。
【図２０】本発明の他の実施例に係る双方向トラッキング信号の交換スケジュールによって局が放射するビームパターンの例を示した図である。
【図２１】図１９で局がフィードバックインデックスを交換する過程の例を示した図である。
【図２２】図２０でビームトラッキングのための時間割り当てを示した図である。
【図２３】図１３でコーディネーターが割り当てするチャンネル時間の１つの例を示した図である。
【図２４】図１３でコーディネーターが割り当てするチャンネル時間の他の例を示した図である。
【図２５】本発明の１つの実施例に係る局の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下では図面を参照して本発明の望ましい実施例を説明する。しかし、次に例示する本発明の実施例は様々な他の形態で変形されることができるし、本発明の範囲が次に詳述する実施例に限定されることではない。
【００５１】
図１は従来の無線通信の階層構造を示したのである。
【００５２】
従来の階層構造はアプリケーション(Application)階層、上位階層(Higher Layer)、ＭＡＣ階層、物理（ＰＨＹ）階層を含む。アプリケーション階層はデバイス管理要素(Device Management Element； ＤＭＥ)と接続され、上位階層は上位階層管理要素（ＨＬＭＥ）、ＭＡＣ階層はＭＡＣ階層管理要素（ＭＬＭＥ）、物理階層は物理階層管理要素（ＰＬＭＥ）を通じてデバイス管理要素に接続される。既存の無線通信は物理（ＰＨＹ）／ＭＡＣ階層からなる２段階構造であるから、ビームサーチ及びトラッキング時にアンテナ角度などを考慮することができない問題点がある。
【００５３】
また、ｍｍＷａｖｅのように指向性が強い無線通信の場合は、調和した管理を行うために、１つの階層としてＲＦ／アナログフロントエンド(RF/analog front end)を考慮する必要がある。前記階層構造で、前記ＲＦ／アナログフロントエンドのために階層として付加したアンテナアナログ階層は無線階層管理要素(Radio Layer Management Element：ＲＬＭＥ）に接続される。
【００５４】
図２はビームの角度が狭い場合に移動性を支援することができない場合を示したのである。
【００５５】
図２のように、ビーム角度が狭い場合において、ビームサーチ及びトラッキングを頻繁に実行しなければ、移動性を支援することができなくなる。
【００５６】
反対に、ビーム角度が広ければ、移動性を支援するのは容易である。ビーム角度が広くなるにつれビーム到達距離が短くなるが、送信電力を調節することにより、短いビーム距離を補うことができる。
【００５７】
図３はビームの角度が広い場合に移動性を支援する場合を示したのである。
【００５８】
図３の場合、局Ａからのビーム送信角度が図２の場合より大きい。この場合、ビーム角度が図２と比べどの程度広くなったに比例して、局Ｂが移動中にビームを脱する確率が図２の場合より少なくなる。
【００５９】
図４は本発明の１つの実施例に係りビームの角度及び送信電力を制御する過程を示したのである。
【００６０】
局間の距離または受信信号強度によって送信電力とビーム角度を調節することにより、それぞれの場合において最適なビームを形成することができる。図４で、受信信号強度が必要以上に高い場合、送信電力を減らす代りにアンテナ角度を広げることができる。この場合、局が移動しながらビームを脱する確率が減るようになる。
【００６１】
図５は本発明の他の実施例に係るビームサーチ及びトラッキング周期を調節する過程を示したものである。
【００６２】
ビームサーチ及びトラッキングの周期は、現ビームトラッキングプロセスと次ビームトラッキングプロセスの間の時間間隔(time interval)である。前記ビームサーチ及びトラッキング周期は表１のパラメーターによって決まることもできる。
【００６３】
すなわち、送信局または受信局のビーム角度、アプリケーション階層のサービス品質(Application QoS)、局の移動性、チャンネル時間状態(Channel Time Status)などを考慮してビームサーチ及びトラッキング周期を周期的に変更することができる。
【００６４】
【表１】
2011517392.tif 000003
【００６５】
例えば、それぞれのパラメーターは、表１のように、パラメーターのレベルが一定レベルより高いのか低いのかを示す情報とすることができる。
【００６６】
ビーム角度が広い場合、ＱｏＳの感度が低い場合、あるいはチャンネル時間が十分である場合、ビームトラッキング(Beam Tracking)を長い周期の間隔で実行することができる。局の移動性が高い場合には、多くのビームトラッキング試み(Beam Tracking Effort)が必要である。したがってデバイス管理要素（ＤＭＥ）で上のようなパラメーターを少なくとも一つ以上考慮してビームサーチ及びトラッキングの周期を決めるのが望ましい。
【００６７】
またビームリンクを確立する複数の局が、表１のパラメーター以外に、状態情報としての受信機情報を相互交換すれば、最適の周期を決めることができる。図６で、受信機情報はアプリケーション階層の受信局移動性、物理階層のリンク状態(Link Status)、アンテナアナログ階層のアンテナ角度などを含む。受信機情報は送信局に周期的に伝送されることができるし、これによってビームサーチ及びトラッキング周期も周期的に変更されることができる。
【００６８】
ビームサーチ及びトラッキングの周期は、送信局または受信局によって決まることができる。一つの例で、送信局のデバイス管理要素は、送信局のビーム角度、アプリケーション階層のサービス品質、局移動情報、チャンネル時間状態情報、及び受信局の移動情報、アンテナ角度情報、リンク状態情報を用いて、ビームトラッキングをどの程度の頻度で実施するかを決めることができる。
【００６９】
例えば、チャンネル時間に余裕があれば、出来るだけ頻繁にトラッキングすることが有利であるが、チャンネル時間に余裕がなければ、より高いＱｏＳのビームリンクにおいて、出来るだけ頻繁にビームサーチ及びトラッキングを実行できる。
【００７０】
ビームサーチ及びトラッキングの周期はそれぞれの局が決めて、チャンネル時間、又は決められた周期を含むチャンネル割当情報をコーディネーター(coordinator)に要請することができる。この場合、コーディネーターの干渉なく、最適のビームトラッキング作業を進行することができる。
【００７１】
図６は本発明が適用される近距離ネットワークの例を示したのである。
【００７２】
図６のように、ノート・パソコン（Ａ）、モニター（Ｂ）、ＰＭＰ（Ｃ）、外装型ハードディスクドライブ（Ｅ）などを無線で連結することができる。この時、ノート・パソコン（Ａ）とモニター（Ｂ）、ノート・パソコン（Ａ）とＰＭＰ（Ｃ）、ノート・パソコン（Ａ）と外装型ハードディスクドライブ（Ｅ）の間にビームリンクが形成されることができる。
【００７３】
図７は一般的な単一方向トラッキング信号の交換スケジュールの例を示したのである。
【００７４】
一般的に、ビームリンクのトラッキングは送信局（Ａ）が受信局（Ｂ、Ｃ、Ｅ）それぞれに対して実行される。すなわち、送信局（Ａ）と受信局（Ｂ）の間のビームトラッキングはデータ伝送２００が完了した後、一定の時間２１０内で、残る受信局（Ｃ、Ｅ）とは独立に実行される。送信局（Ａ）と受信局（Ｃ）の間のビームトラッキングもデータ伝送２１５が完了した後、一定の時間２２０内で、残る受信局（Ｂ、Ｅ）とは独立に実行される。同様に、送信局(Ａ)と受信局（Ｅ)の間のビームトラッキングはデータ伝送２２５が完了した後、一定の時間２３０内で、残る受信局（Ｂ、Ｃ）とは独立に実行される。このような方式は、ネットワーク内のビームリンク数が多い場合、ビームサーチとトラッキングに必要となる時間が非常に長くなるために、効率的ではない。
【００７５】
ビームリンクを形成するために各局は受信したビームパターンに対するフィードバックを伝送する必要がある。アンテナ加重値ベクター(Antenna Weight Vector)を取り交わす、又はフィードバックする方式はデータ量が多いため、多くの時間が必要である。
【００７６】
本発明ではビームパターンインデックスを使ってデータ量を減らすことができる。特に、ビームパターンインデックスをデータ伝送用物理階層（ＰＨＹ）で伝送しないで、プリアンブル(preamble)形態で伝送することができる。特に、ビームパターンインデックスでバーカーコード(barker code)を使うことができる。
【００７７】
１３ｂｉｔｓのバーカーコード(barker code)は、３８．４ｋＨｚの狭い帯域を有して自己相関(auto-correlation)特性が非常に良く高い正確度と分解能力(resolution)を有する。
【００７８】
図８は本発明に適用されるビームパターンインデックスの例を示したのである。
【００７９】
図８は長さ５の単純なバーカーコードで３２個のビームを示す例である。このようにすれば単純な相関器(Correlator)でもビームパターンインデックスを認識することができる。これによって、ビームリンクを形成しようとする局はパターンインデックスを簡単に取り交わすことができる。
【００８０】
図９は本発明の１つの実施例に係る単一方向トラッキング信号の交換スケジュールの例を示したのである。
【００８１】
ＰＣ周辺機器に使われる無線ソリューションではＰＣを中心に多くの局が同時に通信をする場合が多い。この場合個別リンクをそれぞれビームトラッキングすることは非効率的である。
【００８２】
図９のように、送信局（Ａ）がビームパターンを一度放射し、受信局が一定の時間３３０内にフィードバックするようにできる。データ伝送（３００、３１５、３２５）が完了した後、送信局（Ａ）がビームトラッキングのためにビームパターンを放射する時、周辺機器（Ｂ、Ｃ、Ｅ）が一時にビームトラッキング過程に参加する。この方法は一回のサーチでできるだけ多くのフィードバックを受けることができる方法である。
【００８３】
これのためには前記サーチ及びトラッキングのための区間などがビーコンに割り当てられ、ブロードキャストされる必要がある。また、関連局は前記ビーコンに割り当てされた時間内にビームパターンインデックスをフィードバックする用意ができていなければならない。
【００８４】
図１０は一般的な双方向トラッキング信号の交換スケジュールの例を示したのである。
【００８５】
局（Ａ）と局（Ｂ）の間のビームトラッキングは、データ伝送４００が完了した後、一定の時間４１０内に残り局（Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）と独立に実行される。局（Ｃ）と局（Ｄ）の間のビームトラッキングもデータ伝送４１５が完了した後、決められた時間４２０内に残り局（Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ）と独立に実行される。同様に、局（Ｅ）と局（Ｆ）の間のビームトラッキングはデータ伝送４２５が完了した後、決められた時間４３０内に残り局（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と独立に実行される。このような方式はネットワークにビームリンク数が多くなれば、ビームサーチとトラッキングに必要となる時間が非常に長くなり効率的ではない。
【００８６】
図１１は本発明の他の実施例に係る双方向トラッキング信号の交換スケジュールの例を示したのである。
【００８７】
それぞれの局ごとにビームサーチのためのサブチャンネルが決められている場合、いくつかのリンクのビームサーチを同時に実行することができる。このようにすることでチャンネル時間を節約することができる。
【００８８】
図１１のように、データ伝送（５００、５１５、５２５）が完了した後、一定時間（５１０、５２０、５３０）内にそれぞれの局が自分に割り当てられたサブチャンネルを利用してビームトラッキングを同時に実行することができる。一方、特定の局ですべてのビームパターンを放射するのにチャンネル時間が不足な場合、すべてのパターンを一度に放射しないでビームパターンを分けて放射することもできる。
【００８９】
図１２は図１１でそれぞれの局がビームパターンを放射する周波数の帯域の例を示したのである。
【００９０】
図１２に示されるように、それぞれの局（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）が同時にビームパターンを放射することができる。この時、それぞれの局に割り当てされたサブチャンネルの周波数帯域（Ａ、Ｂ、Ｃ、．．．、Ｆ）が互いに異なるので、干渉が発生しない。このためには、各局がビームトラッキング及びサーチを実行する時にチャンネル時間を使うことができるように、コーディネーターが、ビームトラッキング及びサーチ用のチャンネル時間を割り当てることが必要である。
【００９１】
図１３は本発明の１つの実施例に係るチャンネル時間割り当てを考慮したビームトラッキング方法の信号流れ図である。
【００９２】
先ず、局Ａはコーディネーターにビームトラッキングのためのチャンネル時間を要請する要請メッセージを伝送する（７１０）。図１３はコーディネーターが局Ａ、Ｂ、Ｃと独立された装置で存在する形態を見せてくれる。単一方向トラッキングの場合、送信局にソフトウェアまたはハードウェアの形態で追加されることもできる。
【００９３】
次に、コーディネーターは前記要請メッセージに対する応答を局Ａに伝送する（７２０）。この過程は省略されることができる。
【００９４】
コーディネーターは前記要請メッセージに対応してビームトラッキングの開始時間、トラッキング区間などを割り当てる。それぞれの局ごとに互いに異なるサブチャンネルを使うようにする場合、コーディネーターは局ごとにチャンネル番号を割り当てることができる。コーディネーターはこのように割り当てされた結果を割り当て情報を通じて伝送する（７３０）。この時、割り当て情報はビーコン信号を通じてブロードキャストされることができる。
【００９５】
局Ａがコーディネーターから割り当て情報を受信すれば、割り当て情報に基づいてそれぞれのビームパターンインデックスを含むビームパターンを局Ｂ、Ｃなどを向けて放射する（７４０）。
【００９６】
局Ｂ、Ｃもコーディネーターの割り当て情報を受信することができる。ビームパターンを受信した局Ｂ、Ｃはそれぞれ自分が受信したビームパターンの中で信号強さが一番強いビームパターンのインデックスすなわち、フィードバックインデックスを局Ａにフィードバックする（７５１、７５２）。局Ｂ、Ｃが割り当て情報を受信した場合、局Ｂ、Ｃは前記割り当て情報が指示するチャンネル時間に前記フィードバックインデックスを局Ａにフィードバックすることができる。
【００９７】
一方、双方向ビームトラッキングの場合、局Ｂ、Ｃはそれぞれ自分のビームパターンを放射しながら同時に前記フィードバックインデックスを伝送することができる。
【００９８】
図１４は図１３のチャンネル時間要請（７１０）に使われるメッセージの例を示したのである。
【００９９】
円滑なビームサーチ及びトラッキングのために、ネットワークの局の中でいずれか一つがコーディネーターにサーチ及びトラッキング時間を要請することができる。サーチ及びトラッキング時間を要請した局だけではなく、関連する局もコーディネーターによって割り当てされた時間に従い動作することができる。コーディネーターにサーチ及びトラッキング時間を要請する局は相対的に移動性が小さい局とか、静止局であることができる。
【０１００】
このようなビームサーチまたはビームトラッキングのための要請メッセージには次のフィールドが含まれることができる。
【０１０１】
目的地(Destination)フィールドは対象になる局識別子(ＳＴＡ ＩＤ)を示し、タイプ(Type)は割り当て目的、すなわち、ビームトラッキング及びサーチを示す。望ましくは、タイプ(Type)はビームトラッキングが単一方向(uni-directional)なのか、双方向(bi-directional)なのかを示すことができる。
【０１０２】
区間(Duration)はビームトラッキングまたはサーチに要求される時間を示し、周期(Period)情報は、ビームトラッキングが、どの程度の頻度で実行されるべきかを示す。
【０１０３】
図１５は図１３のチャンネル時間割り当て（７３０）に使われるメッセージの例を示したのである。
【０１０４】
前記メッセージまたはチャンネル割り当て情報は次の情報を含む。発信元(Source)情報はビームパターンを放射する局(station)の識別子(ＳＴＡ ＩＤ)を示す。目的地(Destination)情報は対象になる局識別子（ＳＴＡ ＩＤ）を示す。発信元情報及び目的地情報によってそれぞれの局はいずれの局がビームパターンを放射し、いずれの局にフィードバックしなければならないか分かる。
【０１０５】
タイプ(Type)は割り当て目的、すなわち、ビームトラッキング及びサーチを示す。望ましくは、タイプ(Type)はビームトラッキングが単一方向(uni-directional)であるか、双方向(bi-directional)であるかを示すことができる。
【０１０６】
区間(Duration)はビームトラッキングまたはサーチのためにコーディネーターによって割り当てされた時間を示し、周期(Period)はコーディネーターによって決められたトラッキング周期を示す。
【０１０７】
チャンネル番号(CH No．)はビームサーチをサブチャンネル別で分けて実行する場合、コーディネーターによってそれぞれの局ごとに割り当てされるサブチャンネル情報である。サブチャンネルが異なると同じ時間にサーチをしても干渉がないことがある。
【０１０８】
コーディネーターは前記情報をビーコン信号を介してブロードキャストすることができる。
【０１０９】
図１６は、１つの過程の例を示したものであり、ここでは、図９の様に、受信局がフィードバックインデックスを伝送する。
【０１１０】
局Ａはコーディネーターからビームトラッキングのための時間の割り当てを受けて、ビームパターンインデックスを含むビームパターンを送り出す。局Ｂはこのようなビームパターンを聞き取り(listen)し、信号品質が一番良い最適なビームパターンを決める。図１６で、局Ｂは最適のビームパターンとして「ｍ」を決める。局Ｂがフィードバックインデックス「ｍ」を局Ａに伝送すれば、局Ａと局Ｂの間にビームリンクが形成される。
【０１１１】
図１７は図９で送信局が放射するビームパターンの例を示したのである。
【０１１２】
送信局が多くの方向にビームを放射する時、方向ごとに互いに異なるビームパターンインデックスを含ませる。受信局はそれぞれビームパターンの中で信号強さが最大のビームを決めて、該当するビームパターンインデックスを送信局にフィードバックすることができる。
【０１１３】
図１８は図１７で受信局がフィードバックインデックスを送信局に伝送する過程の例を示したのである。
【０１１４】
局Ａはコーディネーターからビームトラッキングのためのチャンネル時間を割り当てられ、ビームパターンインデックスを含むビームパターンを送り出せば、局Ｂ、Ｃはこのようなビームパターンを聞き取り(listen)し、信号品質が一番良い最適のビームパターンを決める。図１８では、局Ｂが「ｍ」を最良ビームパターンとして決定し、局Ｃが「ｎ」を最良ビームパターンとして決定する。
【０１１５】
局Ｂ、Ｃはフィードバックのために割り当てされたチャンネル時間に最適のビームパターンを示すビームパターンインデックスをフィードバックする。この時、チャンネルアクセス(channel access)は、ＬＢＴ(Listen-Before-Talk)方式を用いて、又はそれぞれの局ごとにフィードバックのために割り当てられた時間を利用する方式を用いて実施することができる。
【０１１６】
図１９は図９でビームトラッキングのためのチャンネル時間割り当てを示したものである。
【０１１７】
図１９は局Ａが順次に放射するビームパターンを時間軸に示したものである。受信局（Ｂ、Ｃ、Ｅ）はそれぞれフィードバック信号伝送のために自分に割り当てされた時間区間でフィードバックインデックスを局Ａに伝送する。
【０１１８】
図２０は本発明の他の実施例に係る双方向トラッキング信号の交換スケジュールによって局が放射するビームパターンの例を示したのである。
【０１１９】
局Ａが自分のビームパターンを放射した後、双方向ビームトラッキングが必要な場合、局Ｂはフィードバックインデックスを伝送するために自分のビームパターンを放射することができる。すなわち、フィードバックを行う時、各局は、特定方向にビームパターンを送信する代わりに、全方向にフィードバック用の回転するビームパターンを放射することができる。
【０１２０】
図２１は図２０で局がフィードバックインデックスを交換する過程の例を示したのである。
【０１２１】
先ず、局Ａが自分のビームパターンインデックス（ｍ）を含むビームパターンを放射した状況を仮定する。局Ｂが自分のビームパターンインデックス（ｎ）とフィードバックインデックス（ｍ）を含むビームパターンを放射すれば、局Ａは局Ｂが放射したビームパターンの中で最適のビームパターンを決める。局Ａが最適のビームパターンを示すフィードバックインデックス（ｎ）を局Ｂに伝送すれば、局Ａと局Ｂの間に双方向ビームリンクが形成される。
【０１２２】
図２２は図２０でビームトラッキングのための時間割り当てを示したのである。
【０１２３】
図２２は、局Ｂがすべての方向で自分のビームパターンインデックスとフィードバックインデックスを伝送するために割り当てを受けたチャンネル時間を示す。このように、双方向リンクが必要な場合、局はビームパターンを放射してすべての方向でフィードバックインデックスを伝送することができる。局がフィードバックインデックスを伝送する場合、局Ａはビームパターンを放射する必要なしに、単純にフィードバックインデックスを局Ｂに伝送することができる。
【０１２４】
図２３は図１３でコーディネーターが割り当てするチャンネル時間の１つの例を示したものである。
【０１２５】
ビーコン信号にはコーディネーターが割り当てするチャンネル時間に対する情報が含まれる。ビーコン信号の割り当て情報が変更されれば、局のトラッキングと係わる動作も変更される。割り当て情報はビーコン周期ごとに反映されることができる。
【０１２６】
ビームトラッキングのための時間区間またはチャンネル時間はコーディネーターによってさまざまな形態に割り当てされることができ、図２０のように、局間のデータ伝送（１２１０、１２２０、１２３０、１２４０）が完了した後、割り当てされることもできる。
【０１２７】
ビームトラッキングチャンネル時間または時間区間におけるチャンネル時間または時間区間１２５０、１２６０、１２７０、１２８０は、ビームパターンを放射する局ごとに割り当てられ、チャンネル時間または時間区間のそれぞれは、対応する局のビームパターン放射とこれに対するフィードバック伝送のために用いられる。ビームパターンを放射する局ごとに別途の時間区間が必要であるが、前述したように、局ごとに互いに異なるサブチャンネルで動作する場合、一つの時間区間、例えば、一番目の時間区間１２５０に多くの局が同時に動作することができる。
【０１２８】
図２４は図１３でコーディネーターが割り当てするチャンネル時間の他の例を示したものである。
【０１２９】
チャンネル時間要請に対してチャンネル時間が不足であると判断されれば、コーディネーターはチャンネル時間に対する要求を多くのビーコン周期に分散して収容することもできる。
【０１３０】
例えば、図２３のように、一番目ビーコン周期に全体要求されたトラッキング時間区間の中で半分（１３５０、１３６０)を割り当て、二番目ビーコン周期に残り半分(１３７０、１３８０)を割り当てすることができる。
【０１３１】
ビームトラッキングのための時間区間はコーディネーターによってさまざまな形態に割り当てされることができるし、図２４のように、局の間のデータ伝送(１３１０、１３１１、１３２０、１３２１、１３３０、１３３１、１３４０、１３４１)が完了した後、割り当てることもできる。
【０１３２】
図２５は本発明の１つの実施例に係る局の構成を示したのである。
【０１３３】
図２５を参照すれば、本発明の局はタイマー（timer、１０)、通信モジュール２０、ビームトラッキングプロセス管理ユニット(management unit of beam tracking process、３０)及び制御部(controller、４０)を含むことができる。
【０１３４】
タイマー１０はビーコン信号と次ビーコン信号の間の間隔を示すビーコン区間(Beacon Interval)の開始と終りを知らせてくれる役目をする。また、タイマー１０はビーコン区間内の時間情報を提供することができる。例えば、タイマー１０はコーディネーターによって割り当てされたチャンネル時間の時点を提供することができる。通信モジュール２０は他の局(station)またはコーディネーターでデータまたは信号を伝送するとか、他の局またはコーディネーターから伝送されたデータまたは信号を受信する役目ができる。例えば、制御部４０の制御によって、受信機から受信機状態情報を受信するとか、コーディネーターにビームトラッキングのためのチャンネル時間割り当ての要請メッセージを伝送し、他の局でビームパターンを伝送するとか受信する役目ができる。
【０１３５】
ビームトラッキングプロセス管理ユニット３０は通信モジュール２０を通じて受信された受信局の状態情報と送信局自らの状態情報の中で少なくとも一つに基づいてビームトラッキングの周期を決めることができる。また、ビームトラッキングのためのチャンネル時間要請のメッセージを定めることができる。例えば、ビームトラッキングのためのチャンネル時間要請の時に対象局の識別子、ビームトラッキングの方向及びチャンネル時間の区間とビームトラッキングの周期を定めることができる。また、コーディネーターから要請したチャンネル時間に対するチャンネル時間割り当て情報を通信モジュール２０を通じて受信すれば、ビームトラッキングのためのチャンネル時間の情報を定めることができる。この時、受信されたチャンネル時間割り当て情報にはサブチャンネルに関する情報を含むことができるし、これは同一チャンネル時間内に周波数帯域を異にする複数個のサブチャンネルを置いて、局間にビームトラッキングを同時に実行することができる。また、ビームトラッキングのためにそれぞれのビームパターンに対するビームパターンインデックスを設定することができる。また、他の局から受信されたビームパターンの中から最良のビームパターンを決定することも可能である。
【０１３６】
制御部４０はビームトラッキングプロセス管理ユニット３０で決定されたビームトラッキングの周期にしたがってビームトラッキングを実行するように制御することができる。また、ビームトラッキング管理ユニット３０で確定されたビームトラッキングのためのチャンネル時間要請のメッセージを通信モジュール２０を通じてコーディネーターに伝送するように制御することができる。また、ビームトラッキング管理ユニット３０で確定されたチャンネル時間情報を利用してビームトラッキングのためのチャンネル時間によってビームトラッキングを実行するように制御することができる。また、ビームトラッキング管理ユニット３０で設定されたビームパターンインデックスによって識別されるビームパターンを通信モジュール２０を通じて伝送するように制御することができる。また、ビームトラッキング管理ユニット３０で決められた最適のビームパターンに対して該当の局にビームパターンインデックス情報を伝送することができる。
【０１３７】
本実施例では制御部４０とビームトラッキング管理ユニット３０の役目を区分して記載しているが、制御部４０がビームトラッキング管理ユニット３０の役目を含むことができることは自明である。
【０１３８】
本発明は図面に示された１つの実施例を参照にして説明したがこれは例示的なことに過ぎなくて当該分野で通常の知識を有する者ならこれから多様な変形及び実施例の変形が可能である点を理解する。そして、このような変形は本発明の技術的保護範囲内にあると思わなければならない。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は添付された特許請求範囲の技術的思想によって決まらなければならない。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は指向性が強い無線伝送の時に効率的にビームをサーチしトラッキングする方法に関し、ｍｍＷａｖｅのような指向性が強い通信ネットワークを構成する無線局に適用されることができる。
【図１】
2011517392.tif 000004
【図２】
2011517392.tif 000005
【図３】
2011517392.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2011517392.tif 000019
【図１７】
2011517392.tif 000020
【図１８】
2011517392.tif 000021
【図１９】
2011517392.tif 000022
【図２０】
2011517392.tif 000023
【図２１】
2011517392.tif 000024
【図２２】
2011517392.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
2011517392.tif 000027
【図２５】
2011517392.tif 000028
【国際調査報告】
2011517392.tif 000029
2011517392.tif 000030
2011517392.tif 000031