(57)【要約】  本発明は、無線通信システムにおけるデータ送受信装置および方法に関し、無線通信システムにおける多重経路を用いたデータ送受信装置および方法に関する。  本発明に係る無線通信システムにおける多重経路使用を通じたデータ送受信方法は、対応ステーションへのダイレクト経路およびリレー装置へのリレー経路をそれぞれ設定するステップと、ダイレクト経路とリレー経路のうちの１つの経路を選択するステップと、選択された経路を介してデータを送受信するステップとを含む。
2011508994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対応ステーションおよびリレー装置への通信経路をそれぞれ設定する経路設定部と、
前記設定された通信経路の使用可能の可否を判断する経路判断部と、
前記使用可能であるか否かの判断にしたがって、通信経路のうちの１つの経路を選択する経路選択部と、
前記選択された経路を介してデータを交換するデータ送受信部と、
を含むことを特徴とするステーション。
【請求項２】
前記経路選択部は、前記対応ステーションとの通信経路を優先的に選択し、前記対応ステーションとの通信経路が遮断される場合、前記リレー装置との通信経路を選択することを特徴とする請求項１に記載のステーション。
【請求項３】
前記経路選択部は、前記対応ステーションとの通信経路と前記リレー装置との通信経路を交代に選択することを特徴とする請求項１に記載のステーション。
【請求項４】
前記経路のうちに使用可能な経路を格納する有効経路格納部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のステーション。
【請求項５】
対応ステーションへのダイレクト経路およびリレー装置へのリレー経路をそれぞれ設定するステップと、
前記ダイレクト経路と前記リレー経路のうちの１つの経路を選択するステップと、
前記選択された経路を介してデータを送受信するステップと、
を含むことを特徴とするステーションのデータ送受信方法。
【請求項６】
リレー経路を設定する前記ステップは、
リレー支援可能フィールドが１に設定されたＭＡＣデータを前記リレー装置に送信するステップと、
前記リレー装置からリレー可能フィールドが１に設定されたＭＡＣデータを受信して前記リレー経路を設定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載のステーションのデータ送受信方法。
【請求項７】
経路を選択する前記ステップは、
前記ダイレクト経路および前記リレー経路の使用可能の可否を周期的に確認するステップと、
前記確認結果に基づいて前記ダイレクト経路と前記リレー経路のうちの１つの経路を選択するステップと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載のステーションのデータ送受信方法。
【請求項８】
前記選択された経路がダイレクト経路である場合、前記ダイレクト経路が遮断されれば、前記リレー経路を介して前記データを送受信するステップと、
前記選択された経路がリレー経路である場合、前記リレー経路が遮断されれば、前記ダイレクト経路を介して前記データを送受信するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のステーションのデータ送受信方法。
【請求項９】
前記対応ステーションまたは前記リレー装置から一定時間の間にＡＣＫが受信されない場合、データを送受信する前記ステップは、
前記選択された経路をスイッチングするステップと、
前記スイッチングによって再選択された経路に前記データを送受信するステップと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載のステーションの通信方法。
【請求項１０】
データを送受信する前記ステップは、
前記選択された経路をスイッチングするためのリレースイッチ要求メッセージを前記対応ステーションに送信するステップと、
前記リレースイッチ要求メッセージに対する応答メッセージを受信して前記選択された経路をスイッチングするステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のステーションの通信方法。
【請求項１１】
対応ステーションへのダイレクト経路およびリレー装置へのリレー経路をそれぞれ設定するステップと、
前記ダイレクト経路と前記リレー経路の順序を決定するステップと、
前記決定された順に応じて前記対応ステーションおよび前記リレー装置とデータを送受信するステップと、
を含むことを特徴とするステーションのデータ送受信方法。
【請求項１２】
前記対応ステーションおよび前記リレー装置に対して、アンテナのビーム方向およびビーム幅を調整するアンテナトレーニングを行うステップと、
前記対応ステーションと前記リレー装置とのアンテナトレーニングの完了有無を確認するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項５または請求項１１に記載のステーションのデータ送受信方法。
【請求項１３】
前記ダイレクト経路および前記リレー経路のうちの１つの経路が遮断されれば、他の１つの経路を介してデータを送受信することを特徴とする請求項１１に記載のステーションのデータ送受信方法。
【請求項１４】
１つのステーションおよび前記ステーションと通信しようとする対応ステーションとの通信経路をそれぞれ設定するステップと、
前記１つのステーションからデータを受信し、前記データを前記対応ステーションに伝達するステップと、
を含むことを特徴とするリレー装置のデータ送受信方法。
【請求項１５】
前記２つのステーションに対して、アンテナのビーム方向およびビーム幅を調整するアンテナトレーニングをそれぞれ行うステップをさらに含み、
前記アンテナトレーニングは、前記２つのステーションに対して、順に行われる順次的トレーニング方法または同時に行われる並列的トレーニング方法を含むことを特徴とする請求項１４に記載のリレー装置のデータ送受信方法。
【請求項１６】
前記データを増幅転送（ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ）方式で伝達し、前記データのパケットヘッダを復号化し、前記復号化された情報に応じて２つのＲＦモードを設定することを特徴とする請求項１４に記載のリレー装置のデータ送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおけるデータ送受信装置および方法に関し、より詳しくは、多重経路を用いた無線通信システムにおけるデータ送受信装置および方法に関する。
【０００２】
本発明は、情報通信部および情報通信研究振興院のＩＴ成長動力技術開発事業の一環として行った研究から導き出されたものである［課題管理番号：２００７−Ｓ−００２−０１、課題名：Ｍｕｌｔｉ−Ｇｉｇａｂｉｔ無線インタフェース技術開発］。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムにおいて、使用中である経路のチャネルが人または障害物などによって遮断される場合、チャネルの状態が極度に悪化して通信が途絶える場合が生じ得る。このような場合、人または障害物は永久に存在せずに移動するため、通信途絶の状態はやがて解消される。しかし、６０ＧＨｚ帯域の無線通信システムの場合、３Ｇｂｐｓ級の高速でデータを交換するため、通信途絶の時間が極めて短いとしても深刻な問題を招くことになる。これによって、経路別のデータ受信確認制御（ＡＣＫ）信号を介する多重経路を用いてデータを送受信する方法が提案された。この方法は、経路別にデータ受信確認制御（ＡＣＫ）信号に基づいて経路が途絶えたことを判別し、他の経路を用いる。したがって、データフレームごとにＭＡＣヘッダに用いる経路情報を挿入しなければならないという短所がある。また、挿入する情報の負担が大きくなくても低電力に設計しなければならない機器の場合、データパケットを他の経路に送信するたびにビームをスイッチングするための電力消耗が負担になる。
【０００４】
したがって、無線通信システムにおいて、人または障害物が存在してもデータの交換が遮断されることなく円滑にデータ交換を行うことができるよう多重経路を用いて、電力消耗を最大に減らすことのできるデータ送受信装置および方法が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ステーションの間にダイレクト経路の他にリレー装置を用いた迂回経路を用いることによって、ダイレクト経路が遮断された時にも円滑に通信することのできる無線通信システムにおけるデータ送受信装置および方法を提供することにある。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の課題は、ステーションの間にダイレクト経路および迂回経路を順に用いることによって、ビデオストリーミングのような遅延敏感情報をダイレクト経路が遮断された時にも円滑に通信することのできる無線通信システムにおけるデータ送受信装置および方法を提供することにある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、以上で記載した技術的な課題に制限されず、記載されない他の技術的な課題は下記の記載によって当業者にとって明確に理解できるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するための本発明に係る無線通信システムにおけるステーションは、対応ステーションおよびリレー装置への通信経路をそれぞれ設定する経路設定部と、前記設定された通信経路の使用可能の可否を判断する経路判断部と、前記使用可能であるか否かの判断にしたがって、通信経路のうちの１つの経路を選択する経路選択部と、前記選択された経路を介してデータを交換するデータ送受信部とを含む。
【０００９】
前述した課題を解決するための本発明に係る無線通信システムにおけるステーションのデータ送受信方法は、対応ステーションへのダイレクト経路およびリレー装置へのリレー経路をそれぞれ設定するステップと、前記ダイレクト経路と前記リレー経路のうちの１つの経路を選択するステップと、前記選択された経路を介してデータを送受信するステップとを含む。
【００１０】
前述した課題を解決するための本発明に係る無線通信システムにおけるリレー装置のデータ送受信方法は、１つのステーションおよび前記ステーションと通信しようとする対応ステーションとの通信経路をそれぞれ設定するステップと、前記１つのステーションからデータを受信し、前記データを前記対応ステーションに伝達するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る無線通信システムにおけるデータ送受信装置および方法は、ステーションの間にダイレクト経路の他にリレー装置を用いた迂回経路を用いることによって、ダイレクト経路が遮断された時にも円滑に通信することができる。また、多重経路を効率的に用いることによって、スイッチングに対する電力消耗を最大に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムにおけるデータ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のステーションの構成を示すブロック図である。
【図３】図１のリレー装置の内部動作に対するメッセージチャートを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線通信システムにおけるデータ送受信方法を示すフローチャートである。
【図５】ＭＡＣ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ＩＥのビットマップフォーマットを示す図である。
【図６】リレーＩＥのビットマップフォーマットを示す図である。
【図７】リレーＩＥのビットマップフォーマットを示す図である。
【図８】リレーＩＥのビットマップフォーマットを示す図である。
【図９】リレーＩＥのビットマップフォーマットを示す図である。
【図１０】図３のステーションとリレー装置のアンテナトレーニングの手続きを示すフローチャートである。
【図１１】リレースイッチメッセージを用いて迂回経路を選択する陽解法を示す図である。
【図１２】通信の遮断時間を用いて迂回経路を選択する陰解法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るいくつかの実施例を示し、説明するが、本発明は、記載された実施例に限定されるものではない。全体を通して、類似の参照符号は類似の要素を参照する。
【００１４】
以下、添付された図を参照して本発明に係る無線通信システムにおけるデータ送受信装置および方法に対して詳細に説明する。
【００１５】
本発明の基本的な原理は、ステーションの間にダイレクト経路の他にリレー装置を用いた迂回経路を用いることによって、ダイレクト経路が遮断された時にも円滑に通信可能にすることである。
【００１６】
本発明の実施形態に係る無線通信システムにおけるデータ送受信方法は、例えば、ワイメディア（ＷｉＭｅｄｅａ）に適用され、これに限定されない。ワイメディアは、無線（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ）とメディア（Ｍｅｄｉａ）の合成語として、ホームネットワークにおいて接続ケーブルをなくす無線技術であって、コンピュータ、ＰＤＡ、ＭＰ３プレーヤ、デジタルＴＶ、ＨＤＴＶ、ＤＶＤプレーヤ、デジタルカムコーダ、デジタルセットトップボックス（Ｓｅｔ−ｔｏｐ  Ｂｏｘ）、ゲームコンソールなどのような家電製品の間の超高速データ送信を可能にする。
【００１７】
このようなワイメディアの無線媒体アクセス制御（ＷｉＭｅｄｉａ  ＭＡＣ）には、分散予約プロトコル（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＤＲＰ）と優先権競争アクセス（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ａｃｃｅｓｓ：ＰＣＡ）の２種類の媒体アクセス制御方式が存在する。ＤＲＰは、時分割多重アクセス方式（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）に類似のプロトコルであって、予めデータの送信時間を予約し、予約された時間にデータを送信する方式である。すなわち、ＤＲＰは、各装置がビーコン区間（Ｂｅａｃｏｎ  Ｐｅｒｉｏｄ：ＢＰ）内でビーコンを交換し、ビーコングループまたは拡張型ビーコングループを形成することによって、そのグループ内では無競争モード予約（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｆｒｅｅ  ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ）データ通信を可能にする方法である。ＰＣＡは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｅのＥＤＣＡに類似の動作であって、優先順位別に互いに異なるバックオフ（ｂａｃｋｏｆｆ）を用いて送信する方式である。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システムにおけるデータ送受信装置の構成を示すブロック図であり、図２は、図１のステーションの構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１を参照すれば、本発明の実施形態に係る無線通信システムにおけるデータ送受信装置は、第１および第２ステーション１０、２０とリレー装置３０を含む。
【００２０】
本発明の実施形態に係る無線通信システムは、６０ＧＨｚやＴＨｚ帯域を使用し、第１および第２ステーション１０、２０は可視線上に位置する。
【００２１】
第１および第２ステーション１０、２０は、可視線上に形成されるダイレクト経路（Ａ）を介して通信することができる。また、各ステーション１０、２０は、リレーを支援する装置である。
【００２２】
図２を参照すれば、第１ステーション１０は、経路設定およびアンテナトレーニング部１００、経路判断部２００、有効経路格納部３００、経路選択部４００、およびデータ送受信部５００を含む。
【００２３】
経路設定およびアンテナトレーニング部１００は、第２ステーション２０とリレー装置３０とのダイレクト経路１およびリレー経路２を設定し、アンテナトレーニングを行う。ここで、第２ステーション２０は、第１ステーション１０と通信しようとする対応ステーションである。
【００２４】
経路判断部２００は、経路設定およびアンテナトレーニング部１００によって設定されたダイレクト経路１およびリレー経路２の使用可能の可否を判断する。経路判断部２００は、使用可能な経路を有効経路格納部３００に伝達する。有効経路格納部３００は無線環境に応じて経路データが更新される。
【００２５】
経路選択部４００は、有効経路格納部３００から使用可能な経路が提供され、経路のうちの１つの経路を選択する。経路選択部４００は、第２ステーション２０とのダイレクト経路１を優先的に選択し、ダイレクト経路が遮断された場合にはリレー装置３０とのリレー経路２を選択してもよい。また、ここに限定されず、ダイレクト経路１、またはリレー経路２が全て使用可能な場合、２つの経路の使用順に応じて交代に選択してもよい。
【００２６】
データ送受信部５００は、選択された経路を介して第２ステーション２０またはリレー装置３０とデータを送受信する。このとき、リレー装置に送信されたデータは再び第２ステーション２０に伝達される。
【００２７】
このようなステーション１０、２０から送受信されるスーパフレームは、数個の媒体アクセススロットに構成され、ビーコン区間とデータ送信区間とを含む。ビーコン区間はビーコンスロットに分けて送信される。ここで、ビーコンはネットワークの同期を合わせる役割を行い、データ送信区間はＤＲＰとＰＣＡに応じてデータを送信する。
【００２８】
各ステーション１０、２０は、前方向送信を支援することができるようにセクターアンテナ（ｓｅｃｔｏｒ  ａｎｔｅｎｎａ）またはアレイアンテナ（ａｒｒａｙ  ａｎｔｅｎｎａ）を用いる。これはビーコンの前方向送信を支援することによって、ワイメディア無線媒体アクセス制御のＤＲＰ基本であるビーコングループを形成し、これらの間に無競争（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｆｒｅｅ）通信を可能にするためである。しかし、各ステーション１０、２０は、ビーコン以外のデータを送信する場合には前方向でない特定の方向にのみ送信を行う。
【００２９】
リレー装置３０は、第１および第２ステーション１０、２０に対して付加経路を提供する装置である。付加経路は、第１および第２ステーション１０、２０の可視線上に形成されるダイレクト経路１の他に、第１および第２ステーション１０、２０のデータ通信を可能にする迂回経路を意味する。具体的に、迂回経路は、第１ステーション１０とリレー装置３０との間の第１リレー経路２と、第２ステーション２０とリレー装置３０との間の第２リレー経路３と、を含む。ここで、迂回経路とダイレクト経路１は、衝突しないように設定する。
【００３０】
ＢＰを受信すると、２つのリレー装置３０のＲＦチェーンは受信モードに動作する。リレー装置３０は、ビーコン区間で一般装置と同一にビーコンを受信し、自体に割り当てられたスロットにビーコンを送信する。一方、ＤＴＰを受信すると、データ送信区間で中継機能を行わない場合、２つのＲＦチェーンは全てが受信モードに動作する。しかし、中継機能を行う場合、２つのＲＦチェーンは、データ送信方向に応じて各モードにスイッチングすることによって、１つは受信モード、他の１つは送信モードに動作することになる。
【００３１】
具体的に、リレー装置３０が中継機能を行うとき、図３に示すように、増幅転送（ａｍｐｌｉｆｙ−ａｎｄ−ｆｏｒｗａｒｄ）方式でデータを伝達しながら、同時にパケットヘッダを復号化していかなるＡＣＫポリシー（ｐｏｌｉｃｙ）を用いるかを確認し、これによってＲＦチェーンのモードの切り替えを行う。ここで、ＡＣＫポリシーは、Ｎｏ−ＡＣＫ、Ｉｍｍｅｄｉａｔｅ  ＡＣＫ、Ｂｌｏｃｋ  ＡＣＫのうちの１つであってもよい。
【００３２】
具体的に、リレー装置３０は、復号化されたパケットヘッダのＡＣＫポリシーフィールドがＮｏ−ＡＣＫである場合は２つのＲＦチェーンをｔｘとｒｘモードをそのまま維持する。リレー装置３０は、復号化されたパケットヘッダのＡＣＫポリシーフィールドがＩｍｍｅｄｉａｔｅ  ＡＣＫである場合には２つのＲＦチェーンのモードをスイッチングする。すなわち、リレー装置３０は、ｔｘモードのＲＦチェーンをｒｘモードにスイッチングし、ｒｘモードのＲＦチェーンをｔｘモードにスイッチングする。このとき、リレー装置３０は、現在に中継中であるパケットの送信を完了した後にスイッチングする。また、リレー装置３０は、復号化されたパケットヘッダのＡＣＫポリシーフィールドがＢｌｏｃｋ  ＡＣＫである場合は、復号化されたパケットヘッダに含まれたＡＣＫの送信時点に応じて２つのＲＦチェーンのモードをスイッチングする。
【００３３】
本発明に係る無線通信システムにおけるデータ送受信装置は、リレー装置３０を用いることによって、人または障害物によりダイレクト経路１が遮断される場合にもリレー装置３０を通じた迂回経路を用いることによって、ステーション間の円滑なデータ通信を可能にする。
【００３４】
図４は、本発明の実施形態に係る無線通信システムにおけるデータ送受信方法を示すフローチャートである。図５は、ＭＡＣ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ＩＥのビットマップフォーマットを示す図である。
【００３５】
図４を参照すれば、まず、ステーションは、リレー装置を用いて迂回経路を設定する（Ｓ１００）。
【００３６】
２つのステーションは、可視線上に位置したダイレクト経路を介して通信してもよい。また、各ステーションは、ステーションのタイプとステーションに含まれているアンテナのタイプに応じて１つまたはそれ以上のリレー経路を用いてもよい。したがって、各ステーションは、リレー経路を用いるため、ＭＡＣ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ＩＥ内に新しく定義したリレー支援可能フィールド（ｒｅｌａｙ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙフィールド）を１に設定する。その後、ステーションは、リレー支援可能フィールドが１に設定されたＭＡＣ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ＩＥをビーコンまたはデータ送信区間に含めて送信する。
【００３７】
図５を参照すれば、ＭＡＣ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ＩＥのビットマップフォーマットは、ＰＣＡ、ＤＲＰ、ｅｘｐｌｉｃｉｔおよびリレーなどに対して定義している。
【００３８】
ここで、１オクテットの１ビットはリレー可能フィールド（ｒｅｌａｙ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ｆｉｅｌｄ）を示し、１オクテットの２ビットはリレー支援可能フィールド（ｒｅｌａｙ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ｆｉｅｌｄ）を示す。リレー可能フィールドはリレー装置のリレー機能が行われるか否かを示すフィールドである。また、リレー支援可能フィールドは、ステーションがリレー経路を用いたデータ交換を支援するか否かを示すフィールドである。
【００３９】
リレー装置はフレームを送信する前に、他のステーションのビーコンを受信する。その後、リレー装置は信号をスキャンする間に１つ以上のビーコンを受信すれば、無線媒体アクセス制御に記述されたビーコン送信手続きによって前方向ビームを用いて空いているスロットにビーコンを送信する。このとき、リレー装置は、ＭＡＣ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ＩＥのリレー可能フィールドを１に設定した後送信する。
【００４０】
結果的に、迂回経路の設定ステップは、ステーションおよび対応ステーションがリレー装置を用いて通信しようとする場合にリレー装置の存在有無を確認した後、リレー装置を用いてデータを通信しようとすることを各ステーションおよびリレー装置に知らせることによって、各装置が互いに結合されるステップを意味する。このような迂回経路の設定ステップは、ステーションおよび対応ステーションが１に設定されたリレー支援可能フィールドが含まれたビーコンを送信し、これを受信したリレー装置が１に設定されたリレー可能フィールドが含まれたビーコンを送信することによって可能になる。
【００４１】
その後、ステーションは、リレー装置とのアンテナトレーニングを行う（Ｓ１１０）。
【００４２】
リレー装置は、通信しようとする２つのステーションと各アンテナトレーニングを行う。ここで、アンテナトレーニングは、指向性アンテナを装着した場合、同じパワーでさらに遠く送信したり、スループットを高めるために指向性アンテナのビームの方向を互いに合わせてビームの幅を減らすための手続きを意味する。
【００４３】
その後、アンテナトレーニングが完了した迂回経路は、使用可能な経路目録に追加されて管理される。
【００４４】
その後、ステーションは通信経路モードを確認する（Ｓ１２０）。
【００４５】
ステーション間の通信経路モードは、単一経路モードと順次的多重経路モードを含む。ここで、単一経路モードは、ステーション間の多重経路のうちの１つの経路を用いてデータを送受信するモードである。順次的多重経路モードは、ステーション間の多重経路を順に用いてデータを送受信するモードである。ここで、多重経路はステーション間の可視線上に位置したダイレクト経路およびリレー装置を用いた迂回経路を含む。
【００４６】
その後、通信経路モードが単一経路モードである場合、ステーションは多重経路のうちの１つの経路を用いてデータを送受信する（Ｓ１３０）。
【００４７】
具体的に、ステーションはダイレクト経路と迂回経路のうちの１つの経路を用いてデータを送受信する。このとき、ステーションは、選択された１つの経路が遮断されるまで選択された経路を用いて続いてデータを送受信してもよい。その後、ダイレクト経路の使用が可能であれば、ステーションは再びダイレクト経路を介して通信してもよい。
【００４８】
例えば、ステーションは優先的にダイレクト経路を用いてデータを送受信する。このとき、ダイレクト経路は人または障害物などによって一時的または永久的に遮断される場合がある。すると、ステーションは迂回経路を用いてデータを送受信する。その後、ダイレクト経路の使用が可能になれば、ステーションは再びダイレクト経路を介して通信してもよい。
【００４９】
ステーションの通信経路遮断による経路変更方法は、リレースイッチメッセージ（Ｒｅｌａｙ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｃｏｍｍａｎｄ）を用いる陽解法と通信の遮断時間を用いる陰解法を含む。このような経路変更方法は、図１１および図１２を用いて具体的に後述する。
【００５０】
その後、順次的多重経路モードである場合、ステーションはすべての多重経路を用いてデータを送受信する（Ｓ１４０）。
【００５１】
具体的に、ステーションは、ダイレクト経路と迂回経路の利用順序を決定し、決定された順に応じて順に経路を用いてデータを送受信する。しかし、２つの経路のうちの１つの経路が遮断されれば、ステーションは使用可能な経路のみを用いてデータを送受信する。その後、遮断された経路の使用が可能になれば、ステーションは再び順に応じて多重経路を用いて通信してもよい。
【００５２】
例えば、ステーションは、まず、ダイレクト経路を用いてデータを送受信し、次に迂回経路を用いてデータを送受信する。その後、ステーションはダイレクト経路および迂回経路を交代に用いて通信する。しかし、ダイレクト経路が遮断されれば、ステーションは迂回経路のみを用いて通信する。その後、ダイレクト経路の使用が可能になれば、ステーションは再びダイレクト経路および迂回経路を順に用いて通信してもよい。
【００５３】
前記データ通信の時、ダイレクト経路および迂回経路は使用可能であるか否かに応じて使用可能な経路目録に管理されてもよい。使用可能な経路目録は、経路の周期的な使用可能の可否の確認によって更新される。
【００５４】
以下、リレーＩＥのビットマップフォーマットおよびステーションとリレー装置のアンテナトレーニングの手続きに対して具体的に説明する。
【００５５】
図６〜図９は、リレーＩＥのビットマップフォーマットを示す図である。
【００５６】
図６を参照すれば、リレーＩＥは、リレーメッセージタイプ（Ｒｅｌａｙ  ｃｏｍｍａｎｄ  ｔｙｐｅ）およびリレーモード（Ｒｅｌａｙ  Ｍｏｄｅ）などに対して定義している。
【００５７】
このようなリレーＩＥは、リレーセット（Ｒｅｌａｙ  Ｓｅｔ）、リレー完成（Ｒｅｌａｙ  Ｃｏｍｐｌｅｔｅ）、リレースイッチ（Ｒｅｌａｙ  Ｓｗｉｔｃｈ）のようなリレー操作を行うためにメッセージ（ｃｏｍｍａｎｄ）を要請し、これに対して応答する場合に用いられる。具体的に、リレーメッセージタイプに各ビット情報は図７に示すとおりであり、リレーモードタイプは図８に示すとおりである。
【００５８】
図８を参照すれば、リレーモードタイプは、ｔｘモードフィールド（ｔｘ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ）とリンクオーダーフィールド（Ｌｉｎｋ  Ｏｒｄｅｒ  Ｆｉｅｌｄ）を含む。
【００５９】
ｔｘモードはステーションの通信経路モードを示す。例えば、ｔｘモードフィールドが０である場合は単一経路モードを示し、ｔｘモードフィールドが１である場合は順次的多重経路モードを示す。
【００６０】
リンクオーダーフィールドは、用いられる経路および経路の順序を示し、具体的に図９に示すとおりである。
【００６１】
図９を参照すれば、リンクオーダーフィールドは経路および経路の順序によって定義してもよい。ここで、０はダイレクト経路を示し、１は最初の迂回経路を示してもよい。また、２は２番目の迂回経路を示してもよい。ここで、２つの迂回経路を言及したが、これに限定されることはない。
【００６２】
図１０は、図４のステーションとリレー装置のアンテナトレーニングの手続きを示すフローチャートである。
【００６３】
図１０を参照すれば、まず、２つのステーションはダイレクト経路を介してアンテナトレーニングを行う（Ｓ２００）。
【００６４】
ステーションおよび対応ステーションのうちの１つのステーションがダイレクト経路のアンテナトレーニングを要請してアンテナトレーニングを行う。その後、アンテナトレーニングを要請した装置、例えば、第１ステーションは、リレーセット要求メッセージをリレーＩＥを用いて第２ステーション（対応ステーション）に送信する。すると、第２ステーションは、リレーセット応答メッセージを第１ステーションに送信する。
【００６５】
その後、ステーションとリレー装置はアンテナトレーニングを行う（Ｓ２１０）。
【００６６】
第１ステーションは、第２ステーションからリレーセット応答メッセージを受信すれば、リレー装置とのアンテナトレーニングを要請してもよい。
【００６７】
ステーションとリレー装置とのアンテナトレーニングは、第１ステーションとリレー装置との第１リレー経路を介する第１アンテナトレーニングと第２ステーションとリレー装置との第２リレー経路を介する第２アンテナトレーニングを含む。
【００６８】
ステーションとリレー装置とのアンテナトレーニングは、第１および第２アンテナトレーニングの遂行順に応じて順次トレーニングと並列トレーニングに区分してもよい。
【００６９】
順次トレーニングは、第１および第２リレー経路に対する第１および第２アンテナトレーニングが順に行われる方式である。ダイレクト経路のアンテナトレーニングを要請した装置、たとえば、第１ステーションがリレー装置とのアンテナトレーニングを行い、その後第２ステーションがリレー装置とのアンテナトレーニングを行う。すなわち、第１アンテナトレーニングが行われた後、第２アンテナトレーニングを行う。また、第２アンテナトレーニングが行われた後、第１アンテナトレーニングが行われてもよい。
【００７０】
並列トレーニングは、第１および第２リレー経路に対する第１および第２アンテナトレーニングが同時に行われる方式である。ダイレクト経路のアンテナトレーニングを要請した装置、たとえば、第１ステーションとリレー装置とのアンテナトレーニングと、第２ステーションとリレー装置とのアンテナトレーニングを同時に行う。このとき、リレー装置は、２つのステーションと同時にアンテナトレーニングを行うため、２つのモデムが必要である。
【００７１】
その後、ステーションとリレー装置とのアンテナトレーニングに対する完了有無を確認する（Ｓ２２０）。
【００７２】
第１ステーションは、リレー完成要求メッセージをリレーＩＥを用いて第２ステーションに送信する。すると、第２ステーションは、リレー装置とのアンテナトレーニングが完了した後、リレー完成応答メッセージを第１ステーションに送信する。ステーション間のアンテナトレーニングに対する完成メッセージを送受信することによって、ステーションとリレー装置のアンテナトレーニングの手続きが完了する。
【００７３】
以下、ステーション間の通信経路の変更方法に対して具体的に説明する。
【００７４】
例えば、ステーションはステーション間のダイレクト経路が遮断された場合、リレー装置を用いた迂回経路を介して通信してもよい。このとき、ステーションの迂回経路の選択方法は、リレースイッチメッセージによる陽解法とリレースイッチメッセージを用いることなく、通信の遮断時間を用いた陰解法がある。
【００７５】
図１１は、リレースイッチメッセージ用いて迂回経路を選択する陽解法を示す図である。
【００７６】
図１１を参照すれば、陽解法は、ステーション間のリレースイッチメッセージを用いて経路を変更する方法である。すなわち、ダイレクト経路のアンテナトレーニングを要請した装置、たとえば、第１ステーションはデータを送信した後、第２ステーションから一定の回数以上データに対するＡＣＫを受信することができなければ、迂回経路を介して第２ステーションにリレースイッチ要求メッセージを送信する。このとき、第１ステーションはオムニ（Ｏｍｎｉ）に送信してもよい。
【００７７】
第２ステーションは、第１ステーションからダイレクト経路を介してデータを受信することができなければ、アンテナトレーニングの結果として認識したリレー装置側にビームを調整する。その後、第２ステーションは、リレースイッチ要求メッセージを受信した後、迂回経路を用いる時点を指す迂回時間情報要素が含まれたリレースイッチ応答メッセージを第１ステーションに送信する。このような第２ステーションは、迂回時間からリレースイッチングしてリレー装置を通じた迂回経路を用いる。
【００７８】
第１ステーションは、リレースイッチ応答メッセージを受信し、前記メッセージに含まれた迂回時間情報要素を用いてリレー装置を介する迂回経路の使用時点を決定する。その後、第１ステーションは、決定した迂回経路の使用時点から、リレースイッチングしてリレー装置を通じた迂回経路を用いてデータ送信を開始する。もし、第１ステーションは、決定された迂回時間に迂回経路を通じたデータ通信ができない場合、再びリレースイッチメッセージを用いてダイレクト経路を用いてもよい。このような陽解法は、リレースイッチメッセージを用いることによって、安定的に迂回経路を選択することができ、迂回経路の使用時期を調整することもできる。
【００７９】
図１２は、通信の遮断時間を用いて迂回経路を選択する陰解法を示す図である。
【００８０】
図１２を参照すれば、陰解法は、ステーション間のデータ通信が遮断された時間を用いて経路を変更する方法である。すなわち、ダイレクト経路のアンテナトレーニングを要請した装置、たとえば、第１ステーションは、データを送信した後、第２ステーションから一定の回数以上データに対するＡＣＫが受信できなければ、リレースイッチングして直ちにリレー装置を通じた迂回経路を用いてデータを送受信する。
【００８１】
第２ステーションは、周期的にデータを受信する状況で一定時間の間に第１ステーションからデータを受信することができない場合、リレースイッチングして直ちにリレー装置を通じた迂回経路を用いてデータを送受信する。
【００８２】
一方、第１ステーションがリレー装置を通じた迂回経路を介してデータを送信したが、第２ステーションからデータに対するＡＣＫが受信できない場合、陽解法によって迂回経路の選択を再確認してもよい。その後、ステーションは、迂回経路を通じたデータ通信ができない場合、陽解法同様に、再びリレースイッチメッセージを用いてダイレクト経路を用いてもよい。
【００８３】
ここで、第１ステーションのリレースイッチングが第２ステーションのリレースイッチングより先に行われてもよいが、その反対に行われてもよい。
【００８４】
このような陰解法は、リレースイッチメッセージを使用しないことによって早く通信経路を変更することができる。
【００８５】
本発明の実施形態に係るデータ送受信装置において、ステーションが単一経路モードである場合、選択された通信経路が遮断されるときに陽解法および陰解法を用いることによって通信経路を変更してもよい。
【００８６】
しかし、ステーションが順次的多重経路モードである場合、ステーションは順に多重経路を用いることによって、陰解法が自然に適用され得る。このような場合、ステーションは、リレースイッチメッセージを用いることなく、ステーションのスイッチングおよびリレー装置の送受信に対するアンテナモードの設定が不要になることによって、通信経路の変更時間を短縮させることができる。結果的に、ステーションが順次的多重経路モードである場合、スイッチング時間が減少することによって、データの送信遅延および損失を効果的に改善することができる。したがって、ステーションの順次的多重経路モードは、データがビデオストリーミングのような遅延敏感情報である場合にさらに効果的である。
【００８７】
本発明の実施形態に係る無線通信システムにおけるデータ送受信装置は、多重経路を用いることによって経路が遮断される場合であってもデータを円滑に送受信することができる。また、無線通信システムにおけるデータ送受信装置は、２つの経路を用いることによってスイッチングによる電力消耗を最大に減らすことができる。しかし、経路の数は限定されず、必要に応じて変化してもよい。
【００８８】
本発明の実施形態に係る無線通信システムにおけるデータ送受信方法は、多様なコンピュータにより行われるプログラム命令に実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。前記コンピュータ読取可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むこともできる。前記媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピーディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。また、記録媒体は、プログラム命令、データ構造などを保存する信号を送信する搬送波を含む光または金属線、導波管などの送信媒体であってもよい。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。上述したハードウェア装置は、本発明の動作を行うため１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するよう構成され、その逆も同様である。
【００８９】
上述したように、本発明は、たとえ限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような基材から多様な修正および変形が可能である。
【００９０】
したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限定されて決められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。
【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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【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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【国際調査報告】
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