(57)【要約】【課題】  ワイヤレスネットワークにおいて指向性アンテナを用いて信号強度を高め、スループットを向上させること。【解決手段】  アンテナデバイスは、無指向性アンテナおよび少なくとも１つの指向性アンテナを含んでいる。各指向性アンテナは、ワイヤレスデバイスにビームを当てるための１つまたは複数のフィードを有することができる。このアンテナデバイスは、制御データを送信および受信するための無指向性アンテナを利用し、これによってワイヤレスデバイスの位置を突き止めること、また、ワイヤレスデバイスがアンテナデバイスにプログラムデータをいつ送受信すべきかの判定を容易にする。アンテナデバイスはワイヤレスデバイスへのプログラムデータの送受信のために指向性アンテナを使用している。指向性アンテナは指向性ビームを使用するため、指向性アンテナの範囲および障壁貫通性は無指向性アンテナの場合と比べてより大きくなる。【選択図】  図２
2004364286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無指向性アンテナおよび少なくとも１つの指向性アンテナを含むアンテナデバイスにおいて、電力効率のよい形でワイヤレスデバイスからデータをワイヤレスで受信するアンテナデバイスのための方法であって、
前記ワイヤレスデバイスが前記アンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを示すデータ通知信号を前記ワイヤレスデバイスから受信する前記無指向性アンテナの動作と、
前記ワイヤレスデバイスが前記アンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを前記データ通知信号に基づいて判定する前記アンテナデバイスの動作と、
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの動作と、
前記少なくとも１つの指向性アンテナの１つを用いて、前記データ通知信号の受信完了に応答して前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する前記アンテナデバイスの動作と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記データ通知信号を前記ワイヤレスデバイスから受信する前記無指向性アンテナの前記動作は、送信要求信号を受信する前記無指向性アンテナの動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ワイヤレスデバイスが前記アンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを判定する前記アンテナデバイスの前記動作は、送信要求信号を処理する動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記データ通知信号の特性を解析する動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記データ通知信号の特性を解析する前記動作は、前記データ通知信号と関連付けられた信号強度を検出する動作を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つからの指向性ビームが前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信するのに十分な信号強度を有することを判定する動作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】
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記ワイヤレスデバイスの位置を決定する動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記データ通知信号の受信完了に応答して、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つから前記ワイヤレスデバイスに向かって指向性ビームを当てるアンテナデバイスの動作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９】
前記少なくとも１つの指向性アンテナを用いて前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する前記アンテナデバイスの前記動作は、インターネットプロトコルに従って移送されたプログラムデータを受信する動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの指向性アンテナの１つを用いて前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する前記アンテナデバイスの前記動作は、電子操向式のフェーズドアレイアンテナを用いて前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの指向性アンテナの１つを用いて前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する前記アンテナデバイスの前記動作は、第１の指向性ビームを用いた前記ワイヤレスデバイスからのプログラムデータの受信と、第２の指向性ビームを用いた第２のワイヤレスデバイスとの通信とを同時に実行する動作を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ワイヤレスデバイスからの前記プログラムデータの受信中に同時に前記少なくとも１つの指向性アンテナの別の１つを用いて第２のワイヤレスデバイスと通信するアンテナデバイスの動作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１３】
無指向性アンテナおよび少なくとも１つの指向性アンテナを含むアンテナデバイスにおいて、電力効率のよい形でワイヤレスデバイスからデータをワイヤレスで受信するアンテナデバイスのための方法であって、
前記ワイヤレスデバイスが前記アンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを示すデータ通知信号を前記ワイヤレスデバイスから受信する前記無指向性アンテナの動作と、
前記ワイヤレスデバイスからデータを受信するように前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つを構成するためのステップと、
前記少なくとも１つの指向性アンテナを用いて、前記データ通知信号の受信完了に応答して前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する前記アンテナデバイスの動作と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
無指向性アンテナおよび少なくとも１つの指向性アンテナを含むアンテナデバイスにおいて、電力効率のよい形でワイヤレスデバイスにデータをワイヤレスで送信するアンテナデバイスのための方法であって、
前記ワイヤレスデバイスの位置を要求する位置要求を送信する前記無指向性アンテナの動作と、
前記ワイヤレスデバイスから前記ワイヤレスデバイスの位置を示す位置信号を受信する前記無指向性アンテナの動作と、
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの動作と、
前記少なくとも１つの指向性アンテナの１つを用いて、前記位置信号の受信完了に応答して前記ワイヤレスデバイスへプログラムデータを送信する前記アンテナデバイスの動作と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
アプリケーションが前記ワイヤレスデバイスに送信するためのプログラムデータを有するとの指示を受信する動作をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ワイヤレスデバイスから前記位置信号を受信する前記無指向性アンテナの前記動作は、送信許可信号を受信する前記無指向性アンテナの動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ワイヤレスデバイスから前記位置信号を受信する前記無指向性アンテナの前記動作は、前記ワイヤレスデバイスの位置を示す位置データを受信する前記無指向性アンテナの動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの前記動作は、受信した位置データに基づいて前記ワイヤレスデバイスの位置を計算する動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記位置信号が受信された方向に基づいて前記ワイヤレスデバイスの位置を少なくとも推定する動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記位置信号と関連付けられた信号強度を検出する動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つからの指向性ビームが前記ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信するのに十分な信号強度を有することを判定する動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記位置信号の受信完了に応答して、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つから前記ワイヤレスデバイスに向かってビームを当てるアンテナデバイスの動作をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの指向性アンテナの１つを用いて前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを送信する前記アンテナデバイスの前記動作は、インターネットプロトコルに従って伝送しようとするプログラムデータを送信する動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの指向性アンテナの１つを用いて前記ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信する前記アンテナデバイスの前記動作は、電子操向式のフェーズドアレイアンテナを用いて前記ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信する動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの指向性アンテナの１つを用いて前記ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信する前記アンテナデバイスの前記動作は、第１の指向性ビームを用いた前記ワイヤレスデバイスへのプログラムデータの送信と、第２の指向性ビームを用いた第２のワイヤレスデバイスとの通信とを同時に実行する動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ワイヤレスデバイスへの前記プログラムデータの送信中に同時に前記少なくとも１つの指向性アンテナの別の１つを用いて第２のワイヤレスデバイスと通信する前記アンテナデバイスの動作をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
無指向性アンテナおよび少なくとも１つの指向性アンテナを含むアンテナデバイスにおいて、電力効率のよい形でワイヤレスデバイスにデータをワイヤレスで送信するアンテナデバイスのための方法であって、
前記ワイヤレスデバイスの位置を要求する位置要求を送信する前記無指向性アンテナの動作と、
前記ワイヤレスデバイスにデータを送信するように前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つを構成するためのステップと、
前記少なくとも１つの指向性アンテナの１つを用いて、前記位置信号の受信完了に応答して前記ワイヤレスデバイスへプログラムデータを送信する前記アンテナデバイスの動作と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
無指向性アンテナおよび少なくとも１つの指向性アンテナを含むアンテナデバイスにおいて使用される、電力効率のよい形でワイヤレスデバイスからデータをワイヤレスで受信するアンテナデバイスのための方法を実施するためのコンピュータプログラム製品であって、プロセッサによって実行されたとき前記アンテナデバイスに、
前記無指向性アンテナにおいて、前記ワイヤレスデバイスが前記アンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを示すデータ通知信号を受信すること、
前記ワイヤレスデバイスが前記アンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを前記データ通知信号に基づいて判定すること、
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを特定すること、および
前記少なくとも１つの指向性アンテナを用いて、前記データ通知信号の受信完了に応答して前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信すること
を実行させるコンピュータ実行可能命令が記憶されている１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を備えることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
前記１つまたは複数のコンピュータ可読媒体は物理的な媒体であることを特徴とする請求項２８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３０】
前記１つまたは複数のコンピュータ可読媒体はシステムメモリを含むことを特徴とする請求項２８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３１】
無指向性アンテナおよび少なくとも１つの指向性アンテナを含むアンテナデバイスにおいて使用される、電力効率のよい形でワイヤレスデバイスにデータをワイヤレスで送信するアンテナデバイスのための方法を実施するためのコンピュータプログラム製品であって、プロセッサによって実行されたとき前記アンテナデバイスに、
前記ワイヤレスデバイスの位置を要求する位置要求を前記無指向性アンテナから送信すること、
前記無指向性アンテナにおいて、前記ワイヤレスデバイスの位置を示す対応する位置信号を受信すること、
前記ワイヤレスデバイスが前記少なくとも１つの指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを特定すること、および
前記少なくとも１つの指向性アンテナを用いて、前記位置信号の受信完了に応答して前記ワイヤレスデバイスへプログラムデータを送信すること
を実行させるコンピュータ実行可能命令が記憶されている１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を備えることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項３２】
前記１つまたは複数のコンピュータ可読媒体は物理的な媒体であることを特徴とする請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３３】
前記１つまたは複数のコンピュータ可読媒体はシステムメモリを含むことを特徴とする請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３４】
ワイヤレスデバイスとワイヤレスで通信するように構成されたアンテナデバイスであって、
無指向性アンテナと、
各々がビームをワイヤレスデバイスに当てるための１つまたは複数のフィードを有する１つまたは複数の指向性アンテナと、
１つまたは複数の処理ユニットと、
制御モジュールが記憶されている１つまたは複数のコンピュータ可読媒体であって、前記制御モジュールは、
ワイヤレスデバイスが前記アンテナデバイスとプログラムデータを交換しようとしていることを示す制御データを前記無指向性アンテナと交換すること、
ワイヤレスデバイスが前記１つまたは複数の指向性アンテナのうちの１つの範囲内にある可能性が最も高いことを特定すること、および
前記交換した制御データに応答して、前記１つまたは複数の指向性アンテナのうちの１つを介して前記ワイヤレスデバイスとプログラムデータを交換すること
を実行するように構成される１つまたは複数のコンピュータ可読媒体と
を備えることを特徴とするアンテナデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレスネットワークに関し、より詳細には、ワイヤレスネットワークにおいて信号強度を高め、かつスループットを向上させるための指向性アンテナの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータシステムおよび関連する技術は社会の多くの面に影響を及ぼす。実際に、コンピュータシステムの能力により、我々が生活し働くやり方が変容した。今日、コンピュータシステムはコンピュータシステムの出現以前には手作業で行っていた多くのタスク（たとえば、文書処理、スケジューリングおよびデータベース管理）を普通に実行する。さらに最近では、コンピュータシステムは互いに結合され、有線とワイヤレスの両方のコンピュータネットワークを形成し、これを介してこれらのコンピュータシステムが電子的にデータを共有することができる。その結果、コンピュータシステムにおいて実行される多くのタスク（たとえば、音声通信、電子メールへのアクセス、テレビ会議、ウェブ閲覧）には、有線および／またはワイヤレスコンピュータネットワークを介した１つまたは複数の別のコンピュータシステムとの電子通信が含まれる。
【０００３】
たとえば、多数のコンピュータシステムを対応する有線接続（たとえば、カテゴリー５ケーブル）を介してデータハブに結合して、１つの有線ネットワーク（たとえば、１つのイーサネット（登録商標）セグメント）を形成することができる。同様に、多数のワイヤレスコンピュータシステム（一般に「ステーション」と呼ぶ）を、対応するワイヤレス接続（たとえば、無線送信機と無線受信機の間の適切な通信により得られる）を介してワイヤレスのアクセスポイント（「ＡＰ」）に結合し、１つのワイヤレスネットワーク（たとえば、１つのＩＥＥＥ８０２．１１ネットワーク）を形成することができる。さらに、あるデータハブおよび／またはＡＰは、別のデータハブ、ＡＰ、あるいはルータ、ゲートウェイおよびスイッチなどの別のネットワークデバイスと接続し、より複雑なネットワーク（有線とワイヤレスの両方の接続を含む）を形成することもできる。
【０００４】
コンピュータシステムが電子的に通信するとき、電子データは多くの場合プロトコルスタックを通過することになり、このプロトコルスタックによってこの電子データに対して演算（たとえば、パケット化、ルート設定、フロー制御）を実行する。開放型システム間相互接続（「ＯＳＩ」）モデルは、プロトコルスタックを実施するためのネットワーク型フレームワークの一例である。ＯＳＩモデルでは、電子データを転送するための動作が、７つの異なる「層」に分類されており、その各々がデータ転送処理である動作を実行するように指定されている。プロトコルスタックによってこれらの層のそれぞれを実施することも可能ではあるが、多くのプロトコルスタックでは、ネットワークを介して電子データを転送する際に使用するために選択可能な層のみを実施する。
【０００５】
ネットワークからデータを受け取る場合、データは物理層から入ってより上位の中間の層に渡り、次いで最終的にアプリケーション層で受け取られる。最も下位の層である物理層は、電気的インパルス、光、あるいは電波のビットストリームへの変換、およびこの逆の変換を担当する。また一方、コンピュータシステムからデータを受け取る場合、データはアプリケーション層で発せられて中間にあるより下位の層に渡り、次いでネットワーク上にわたる。最も上位の層であるアプリケーション層は、たとえば、テレビ会議ソフトウェア、電子メールクライアント、ウェブブラウザ、その他などアプリケーションおよびエンドユーザの処理をサポートする責任を負う。
【０００６】
大部分のプロトコルスタックが組み込んでいる中間層の１つはデータリンク層である。データリンク層は、データパケット（より上位の層から受け取ったデータパケット）を物理層が利用するためのビットストリームの形になるように復号し、またビットストリーム（物理層から受け取ったビットストリーム）をより上位の層が使用するためのデータパケットの形に符号化する。データリンク層内に含まれることが一般的であるサブ層の１つは、共有チャンネル（たとえば、イーサネット（登録商標）セグメントや８０２．１１チャンネル）上にデータパケットを移動するためのプロトコルを実施する媒体アクセス制御（「ＭＡＣ」）層である。
【０００７】
しかし、媒体にアクセスするためには、コンピュータシステムはその媒体を検知することができなければならない。ワイヤレス環境では、ワイヤレス媒体（たとえば、８０２．１１チャンネル）を検知することは、ステーションやアクセスポイントが物理的にどのように分離されているかに応じて、困難となる、また時には不可能となる可能性がある。アクセスポイントは、典型的には、無指向性アンテナを含んでいる。したがって、物理的な障壁（たとえば、壁、床、建物など）が全く存在していないとき、この無指向性アンテナの範囲は本質的には、アクセスポイントの周りの球形の領域となる。ステーションがアクセスポイントのある特定の範囲内にあるとき、この無指向性アンテナは、アクセスポイントに対してステーションへのデータの意味のある送信と、ステーションからのデータの意味のある受信を可能にする。すなわち、この特定の範囲内で、送信された無線信号は物理層によってこの無線信号をビットストリームに変換できるような十分な信号強度を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ステーションが無指向性アンテナの範囲の位置もしくは範囲の近傍にあるときかつ／またはステーションが物理的な障壁によって無指向性アンテナから隔絶されているときには、無線信号伝播損失（たとえば、２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯での損失）によって、ステーションとアクセスポイントの間で転送させるデータの速度および信頼性を大幅に低下させることがあり得る。ステーションがアクセスポイントの範囲の外部にあるとき、あるいは大きな物理的障壁が存在するときには、ステーションとアクセスポイントの間での意味のある通信が可能でないことがある。たとえば、伝播損失のために、データレートが大幅に低下し、無指向性アンテナとの通信が不可能になることがあり得る。さらに、（たとえば、ステーションからアクセスポイントに、またはその逆に）電波が送信されていることを検出するだけの十分な信号強度を無指向性アンテナが有していても、その信号強度は、その電波がどのようなデータを表しているかを決定することが困難であったり、さらには不可能であるような劣化を受けることがある。すなわち、物理層は、劣化した電波からビットストリームを生成することができないことがある。したがって、伝播損失の影響を軽減させるためのシステム、方法およびコンピュータプログラム製品があれば有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来技術に関する上述した問題は、指向性アンテナを用いてワイヤレスネットワークにおける信号強度を高め、かつスループットを向上させるための方法、システムおよびコンピュータプログラム製品を目的とした本発明の原理によって克服される。アンテナデバイスは、無指向性アンテナと、少なくとも１つの指向性アンテナと、を含んでいる。指向性アンテナ（たとえば、電子操向式（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  ｓｔｅｅｒｅｄ）のフェーズドアレイアンテナ）のそれぞれは、ワイヤレスデバイスにビームを当てるための１つまたは複数のフィード（ｆｅｅｄ）を有することができる。アンテナデバイスは、たとえば、ローカルエリアネットワークへのアクセス、またさらにはインターネットへのアクセスなどのネットワークへのアクセスをワイヤレスデバイスに提供する１つのアクセスポイントとすることができる。
【００１０】
無指向性アンテナはワイヤレスデバイスからデータ通知信号を受信する。このデータ通知信号は、ワイヤレスデバイスがアンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを示す。受信したこのデータ通知信号に基づいて、アンテナデバイスは、ワイヤレスデバイスがアンテナデバイスに送信するべきプログラムデータを有すると判定する。データ通知信号は、ワイヤレスデバイスが送信するためのプログラムデータを有することをアンテナデバイスに示すための（たとえば、送信要求（「ＲＴＳ」）信号に関する）１バイトまたは複数バイトとすることができる。アンテナデバイスは、そのワイヤレスデバイスが少なくとも１つの指向性アンテナの中から選択したある指向性アンテナの範囲内にある可能性が最も高いことを特定する。たとえば、データ通知信号（無指向性アンテナによって検出される）に関連付けられた信号強度に基づいて、アンテナデバイスは、その指向性アンテナの信号強度がそのワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信するのに十分であることを少なくとも推定することができる。
【００１１】
指向性アンテナは指向性ビームを用いているため、指向性アンテナの範囲および障壁貫通性は無指向性アンテナの場合と比べてより大きくなる。したがって、指向性アンテナの信号強度は、無指向性アンテナとの通信が劣化（たとえば、アンテナデバイスからの距離や物理的な妨害による）を受けている場合であっても、プログラムデータを受信するだけの十分な大きさとすることができる。指向性アンテナからの指向性ビームは、必要に応じて、ワイヤレスデバイスの方に当てる。アンテナデバイスはこの指向性アンテナを用いてワイヤレスデバイスからプログラムデータを受け取る。
【００１２】
アンテナデバイスがワイヤレスデバイスに送信するためのプログラムデータを有するとき、無指向性アンテナはワイヤレスデバイスの位置を要求する位置要求を送信する。この無指向性アンテナは、ワイヤレスデバイスの位置を示す対応する位置信号をワイヤレスデバイスから受け取る。この位置信号は、ワイヤレスデバイスがデータを受信することが可能であることをアンテナデバイスに示す（たとえば、送信許可（「ＣＴＳ」）信号の）１バイトまたは複数バイトとすることができる。
【００１３】
この位置信号は、アンテナデバイスを基準としたワイヤレスデバイスの位置を示す位置データを含むことができる。別法として、アンテナデバイスは、その位置信号を受信する方向に基づいてワイヤレスデバイスの位置を少なくとも推定することができる。このアンテナデバイスは、ワイヤレスデバイスが少なくとも１つの指向性アンテナの中から選択した、ある指向性アンテナの範囲内にある可能性が最も高いことを識別し、この指向性アンテナを用いてプログラムデータをワイヤレスデバイスに送信する。
【００１４】
本発明に関する追加的な特徴および利点は、以下の説明で述べられることになり、一部には、その記載から自明となり、またこれらは本発明の実施によって学習することができよう。本発明の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲で具体的に指摘した手段および組み合わせによって理解できかつ得られるものである。本発明に関するこれらおよびその他の特徴は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより十分に明らかとなり、また本明細書の以下に示す本発明の実施によって理解することができよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に関する上述、並びにその他の利点および特徴を得ることができる方法について述べるために、上記で簡単に説明した本発明に関して、添付の図面に表した本発明の具体的な実施形態を参照することによって、より具体的な説明を行うことにする。これらの図面は、本発明の単に典型的な実施形態を表しており、したがってその範囲の限定と見なすべきではないことを理解しつつ、添付の図面を用いることによって、本発明について追加的な特異性や詳細と共に記載し説明することにする。
【００１６】
本発明の原理によってワイヤレスネットワークにおいて指向性アンテナを用いて信号強度を高め、スループットを向上させることができる。アンテナデバイスは、無指向性アンテナおよび少なくとも１つの指向性アンテナを含んでいる。指向性アンテナ（たとえば、電子操向式のフェーズドアレイアンテナ）の各々は、ワイヤレスデバイスにビームを当てるための１つまたは複数のフィードを有することができる。アンテナデバイスは、たとえば、ローカルエリアネットワーク、またさらにはインターネットへのアクセスなどのネットワークへのアクセスをワイヤレスデバイスに提供する１つのアクセスポイントとすることができる。
【００１７】
このアンテナデバイスは、制御データを送信および受信するための無指向性アンテナを利用し、これによってワイヤレスデバイスの位置特定、並びにアンテナデバイスへのプログラムデータの送信および／またはアンテナデバイスからプログラムデータの受信の準備ができていることのワイヤレスデバイスによる判定を容易にする。アンテナデバイスはワイヤレスデバイスへのプログラムデータの送信およびワイヤレスデバイスからのプログラムデータの受信のために指向性アンテナを使用している。指向性アンテナは指向性ビームを使用するため、アンテナデバイスに対するワイヤレスデバイスの位置に基づいて、干渉が低減されているチャネルに指向性アンテナを同調することができる。
【００１８】
本発明の範囲内にある実施形態は、コンピュータ実行可能な命令またはデータ構造をその上に格納して備える（すなわち、有する）ようにしたコンピュータ可読媒体を含んでいる。こうしたコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータシステムによるアクセスが可能である利用可能な任意の媒体とすることができる。限定ではなく一例として、こうしたコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭやその他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置やその他の磁気記憶デバイス、またはコンピュータ実行可能な命令、コンピュータ可読な命令などの物理的記憶媒体、あるいはデータ構造の形態で所望のプログラムコード手段を備えるすなわち格納できると共に、汎用や専用のコンピュータシステムによってアクセスすることができる別の任意の媒体を備えることができる。
【００１９】
ネットワークまたは別の通信接続（有線とワイヤレスのいずれか、あるいは有線やワイヤレスの組み合わせ）を介してコンピュータシステムに情報が転送または提供される場合、この接続は１つのコンピュータ可読媒体と見なすのが適切である。したがって、こうした任意の接続をコンピュータ可読媒体と呼ぶのが適切である。上述した組み合わせもさらに、コンピュータ可読媒体の趣旨の域内に含めるべきである。コンピュータ実行可能命令やコンピュータ可読命令には、たとえば、汎用のコンピュータシステムまたは専用のコンピュータシステムにある種の機能または一群の機能を実行させる命令およびデータを含む。コンピュータ実行可能またはコンピュータ可読命令は、たとえば、アセンブリ言語、またさらにはソースコードなどの２進の中間形式の命令とすることがある。
【００２０】
この説明および添付の特許請求の範囲において、「コンピュータシステム」とは、１つまたは複数のソフトウェアモジュール、１つまたは複数のハードウェアモジュール、または電子データに対する操作を実行するように互いに協働するこれらの組み合わせであると定義される。たとえば、このコンピュータシステムの規定は、パーソナルコンピュータのハードウェアモジュール、並びにパーソナルコンピュータのオペレーティングシステムなどのソフトウェアモジュールを含んでいる。これらのモジュールの物理的なレイアウトは重要ではない。コンピュータシステムは、ネットワークを介して結合した１つまたは複数のコンピュータを含むことができる。同様に、コンピュータシステムは、電子データに対する動作を実行するように内部モジュール（プロセッサおよびメモリなど）が互いに協働する単一の物理的デバイス（移動電話や個人用情報端末「ＰＤＡ」など）を含むことができる。
【００２１】
この説明および添付の特許請求の範囲において、「制御データ」とはアンテナデバイスの操作を制御するために使用できるデータと定義される。制御データには、アンテナコマンド、データ通知信号、位置要求および位置信号が含まれる。
【００２２】
この説明および添付の特許請求の範囲において、「プログラムデータ」とは、アンテナデバイスの制御に関連しないデータと定義される。プログラムデータには、ウェブデータ、ファイル転送データ、ストリーミングオーディオ／ビデオ（「Ａ／Ｖ」）データ、またはアプリケーション間で交換することができる別の情報が含まれる。プログラムデータは、制御データと比較して、たとえば、バンド幅要件の上昇、信頼度の向上、並びに待ち時間の短縮など送信要件をより制約的とすることに関連することがある。プログラムデータは、たとえば、インターネットプロトコル（「ＩＰ」）や伝送制御プロトコル（「ＴＣＰ」）など広範なプロトコルを用いて送信および／または受信することが可能である。
【００２３】
当業者であれば、本発明が、ハブ、ルータ、ワイヤレスアクセスポイント（「ＡＰ」）、ワイヤレスステーション、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ハンドへルド型デバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能型の消費者用電子機器、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、移動電話、ＰＤＡ、ポケットベル、その他などを含め多くのタイプのコンピュータシステム構成を備えたネットワークコンピュータ処理環境で実施することができることが理解されよう。本発明はさらに、ネットワークを介してリンクされた（有線とワイヤレスのいずれか、あるいは有線とワイヤレス接続の組み合わせによる）ローカルコンピュータシステムとリモートコンピュータシステムの両者によってタスクを実行する分散型のシステム環境で実施することができる。分散型のシステム環境では、ローカルとリモートの両方のメモリ記憶デバイス内にプログラムモジュールを配置することができる。
【００２４】
図１および以下の説明は、本発明を実施することができる適切なコンピュータ処理環境に関する簡単で全般的な説明を提供することを目的としている。必須ではないが、本発明は、コンピュータシステムによって実行させるプログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令に関する一般的なコンテキストで記載することにする。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データ型を実施する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、その他を含んでいる。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造およびプログラムモジュールは、本明細書で開示した方法の各動作を実行するためのプログラムコード手段の一例を示す。
【００２５】
図１を参照すると、本発明の原理に適した動作環境には、電話デバイス１００の形態をした汎用のコンピュータシステムが含まれる。電話デバイス１００は、入力ユーザインタフェース１０３を介した情報の入力と、出力ユーザインタフェース１０２の位置で提供される情報の検討をユーザに対して可能にするためのユーザインタフェース１０１を含んでいる。たとえば、出力ユーザインタフェース１０２は、オーディオ情報をユーザに提示するためのスピーカ１０４、並びに視覚情報をユーザに提示するためのディスプレイ１０５を含んでいる。必須ではないが、電話デバイス１００はさらにアンテナ１０９を有することがある。
【００２６】
入力ユーザインタフェース１０３は、オーディオ情報を電話デバイス１００に入力するためにマイクロフォン１０６を含むことがある。さらに、この入力ユーザインタフェース１０３は、１２個のボタンで表現されたダイアルコントロール１０７を含んでおり、これによってユーザは情報を入力することができる。入力ユーザインタフェース１０３はさらに、ディスプレイ１０５上にリストされているさまざまなエントリやオプションを介したユーザのナビゲーションを支援しているナビゲーションコントロール１０８を含んでいる。
【００２７】
このユーザインタフェース１０１は移動電話の外観を有するが、ユーザインタフェース１０１の見えていない特徴によって、複雑かつ柔軟な汎用の処理能力を可能としている。たとえば、電話デバイス１００はさらに、互いに、またシステムバス１１０を介してユーザインタフェース１０１に接続されているプロセッサ１１１、ネットワークインタフェース１８０およびメモリ１１２を含んでいる。メモリ１１２は一般に、さまざまな形式の揮発性メモリおよび／または不揮発性メモリを意味しており、上で検討したメモリタイプを含むことができる。しかし、電話デバイス１００で使用するメモリの具体的なタイプは本発明にとって重要ではない。１つまたは複数のプログラムモジュールを備えるプログラムコード手段は、メモリ１１２内に格納することがある。この１つまたは複数のプログラムモジュールは、オペレーティングシステム１１３、１つまたは複数のアプリケーションプログラム１１４、別のプログラムモジュール１１５およびプログラムデータ１１６を含むことがある。
【００２８】
電話デバイス１００は、たとえば、事業所単位や企業単位のコンピュータネットワーク、イントラネット、および／またはインターネットなどのネットワークに接続可能とすることができる。電話デバイス１００は、こうしたネットワークを介して、たとえば、リモートコンピュータシステムおよび／またはリモートデータベースなどの外部ソースと、ワイヤレスでデータを交換することができる。電話デバイス１００は、外部ソースからのデータの受信および／または外部ソースへのデータの送信のために、必要に応じてアンテナ１０９を組み込んだネットワークインタフェース１８０を含むことができる。
【００２９】
図１は本発明に適した動作環境を示すが、本発明の原理は、必要に応じた適切な修正と共に本発明の原理を実施することができる任意のシステムで利用することができる。図１に表した環境は説明のためのものであって、本発明の原理を実施することができるさまざまな形式の環境のさらに細かな部分を表したものではない。
【００３０】
たとえば、本発明の実施形態は、ラップトップコンピュータと一緒に実施することができる。ラップトップコンピュータは、たとえば、キーボード、マイクロフォン、またはマウスなどの入力デバイスから情報を受け取るユーザ入力インタフェースを含むことができる。ラップトップコンピュータはさらに、たとえば、カラーまたは白黒のコンピュータモニタなどの一体型または外部のビデオ表示デバイスにビデオ出力信号を提供するビデオ出力インタフェースを含むことができる。ラップトップコンピュータはさらに、たとえば、スピーカなどの外部のオーディオ出力装置にオーディオ出力信号を提供するオーディオ出力インタフェースを含むことができる。
【００３１】
ラップトップコンピュータはさらに、磁気ハードディスクに対して読み書きするための磁気ハードディスクドライブを含むことができる。磁気ハードディスクドライブおよび磁気ハードディスクによって、コンピュータ実行可能命令、データ構造、プログラムモジュールおよびラップトップコンピュータ向けのその他のデータに対する不揮発性の記憶装置を提供することができる。たとえば、磁気ハードディスクは、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラムおよびプログラムデータを含む１つまたは複数のプログラムモジュールを格納することができる。
【００３２】
ラップトップコンピュータは、たとえば、事業所単位や企業単位のコンピュータネットワーク、イントラネット、および／またはインターネットなどのネットワークに接続可能とすることができる。ラップトップコンピュータは、こうしたネットワークを介して、たとえば、リモートコンピュータシステムおよび／またはリモートデータベースなどの外部ソースと、ワイヤレスでデータを交換することができる。ラップトップコンピュータは、ネットワークインタフェースを含むことができ、これを介してラップトップコンピュータは外部ソースからデータを受信し、かつ／または外部ソースにデータを送信する。
【００３３】
制御モジュールを含む本発明のモジュール、並びに制御データ、データ通知信号、位置要求、位置信号、位置データおよびプログラムデータを含む関連するデータは格納しておき、電話デバイス１００（または、ラップトップコンピュータ）と関連付けられたコンピュータ可読媒体のいずれかからのアクセスを受けることができる。たとえば、こうしたモジュールの一部および関連するプログラムデータの一部は、システムメモリ１１２内に格納するために、オペレーティングシステム１１３、アプリケーションプログラム１１４、プログラムモジュール１１５、および／またはプログラムデータ１１６内に含めることができる。電話デバイス１００（または、ラップトップコンピュータ）に、たとえば、磁気ハードディスクなどの大容量記憶装置が結合されている場合、こうしたモジュールおよび関連するプログラムデータもまた大容量記憶装置に格納することができる。ネットワーク式の環境では、電話デバイス１００（または、ラップトップコンピュータ）に関して表したプログラムモジュール、あるいはその一部分は、たとえば、システムメモリおよび／またはリモートコンピュータシステムと関連付けられた大容量記憶装置などのリモートメモリ記憶デバイス内に格納することができる。こうしたモジュールの処理は、上述したように分散型環境で実行することがある。
【００３４】
図２は、ワイヤレスネットワークにおいて信号強度を高め、かつスループットを向上させるための指向性アンテナの使用を容易にする例示的なネットワークアーキテクチャ２００を示す。ネットワークアーキテクチャ２００には、アクセスポイントのコンピュータシステムやステーションのコンピュータシステムとすることができるアンテナデバイス２０１を示す。アンテナデバイス２０１は、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１チャンネルなどの共通のワイヤレスチャンネルを介してワイヤレスデバイス２２１、２２２および２２３（これもまたステーションのコンピュータシステムとすることができる）とワイヤレスで通信することができる。アンテナデバイス２０１はさらに、リンク２３４を介してネットワーク２３５と接続されている。リンク２３４は、ネットワーク２３５内に含まれる、たとえば、別のアクセスポイント、ルータ、ハブなどの別のネットワークデバイスにアンテナデバイス２０１を接続する有線やワイヤレスのリンクとすることができる。ネットワーク２３５は、たとえば、ローカルエリアネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、またさらにはインターネットなど、実質的に任意のタイプのネットワークとすることができる。したがって、アンテナデバイス２０１によって、ワイヤレスデバイス２２１、２２２および２２３によるネットワーク２３５へのアクセスが可能となる。
【００３５】
アンテナデバイス２０１は、無指向性アンテナ２０３、指向性アンテナ２０４および制御モジュール２０５を含んでいる。無指向性アンテナ２０３は、無指向性範囲２４２という範囲を有する。無指向性範囲２４２の内部において、無指向性アンテナ２０３は、ワイヤレスデバイスに対するプログラムデータの送信および受信に十分な信号強度を有することができる。また一方、無指向性範囲２４２の外部においては、無指向性アンテナ２０３はワイヤレスデバイスに対するプログラムデータの送信および受信に十分な信号強度を有していないことがある。たとえば、無指向性範囲２４２の外部において、無指向性アンテナ２０３はストリーミングＡ／Ｖデータを十分に受信するのに十分な信号強度を有していないことがある。
【００３６】
しかし、無指向性範囲２４２の外部において、無指向性アンテナ２０３は、制御データの送信および受信に十分な信号強度を有することがある。たとえば、無指向性範囲２４２の外部において、無指向性アンテナ２０３は、データ通知信号の送信および受信に十分な信号強度を有することがある。さらに無指向性範囲２４２の範囲内において、たとえば、床、天井、壁および建物などの物理的な障壁のために通信が劣化することがあり得る。したがって、無指向性範囲２４２の範囲内での通信は、無指向性アンテナ２０３が制御データの転送には十分な信号強度を有するが、プログラムデータを転送するのに十分な信号強度を有していない劣化を受けることがあり得る。さらに、アンテナデバイス２０１からの範囲と物理的な障壁が組み合わされてアンテナデバイス２０１との通信を劣化させることがあり得る。
【００３７】
指向性アンテナ２０４（たとえば、電子操向式のフェーズドアレイアンテナ）は、ワイヤレスデバイスの位置にビームを当てるために１つまたは複数のフィードを含むことができる。ビームは、アンテナデバイス２０１へのプログラムデータの送信および／またはアンテナデバイス２０１からのプログラムデータの受信を行おうとするワイヤレスデバイスに当てることができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２２がアンテナデバイス２０１に送信するためのプログラムデータを有するとき、指向性ビーム２４３Ａをワイヤレスデバイス２２２の位置に当てることができる。アンテナデバイス２０１は単一の指向性アンテナ（すなわち、指向性アンテナ２０４）を有するように示すが、アンテナデバイス２０１は複数の指向性アンテナを含むことがあり得る。したがって、アンテナデバイス２０１は複数の指向性ビームを介して異なる指向性アンテナから同時に通信するように構成することができる。
【００３８】
ビーム位置２４３Ｂ、２４３Ｃおよび２４３Ｄを示す破線は、指向性アンテナ２０４からの指向性ビームを当てることが可能な位置のうちの幾つかを示す。しかし、これらのビーム位置２４３Ｂ、２４３Ｃおよび２４３Ｄは単に説明のためのものであること、並びに指向性ビームを実質的に任意の方向に当てることが可能であることを理解されたい。これには、これらの位置内にあるワイヤレスデバイスと通信するようにアンテナデバイスの上方向および／または下方向に指向性ビームを当てることを含む。たとえば、指向性アンテナ２０４は、アンテナデバイス２０１の上方向および／または下方向で（たとえば、アンテナデバイス２０１の上または下にある床面上のワイヤレスデバイスに）指向性ビームを当てることができる。
【００３９】
無指向性アンテナ２０３と指向性アンテナ２０４は対応するリンク２１１および２１２のそれぞれによって制御モジュール２０５に接続されている。リンク２１１および２１２は、システムバス（たとえば、バス１１０）またはローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）接続の一部とすることができる。制御モジュール２０５は、この対応するリンク２１１および２１２を介して無指向性アンテナ２０３および指向性アンテナ２０４にプログラムデータを送信し、また無指向性アンテナ２０３および指向性アンテナ２０４からデータを受信することができる。制御モジュール２０５はさらに、この対応するリンク２１１および２１２を介して、無指向性アンテナ２０３および指向性アンテナ２０４に、たとえば、アンテナコマンドなどの制御データを送信することができる。アンテナコマンドは、無指向性アンテナ２０３および指向性アンテナ２０４の構成を変更させることができる（たとえば、指向性アンテナ２０４に、指向性ビームをワイヤレスデバイスの位置に当てさせることができる）。したがって、制御モジュール２０５に無指向性アンテナ２０３および指向性アンテナ２０４を組み込んで本発明の原理を実施することができる。
【００４０】
たとえば、制御モジュール２０５は無指向性アンテナ２０３に、ワイヤレスデバイスがアンテナデバイス２０１に送信するためのデータを有することを示すデータ通知信号を聴取させることができる。無指向性アンテナ２０３がデータ通知信号を受け取っている場合には、制御モジュール２０５は指向性アンテナ２０４の指向性ビームをワイヤレスデバイスの位置に向かって当てさせることができる。さらに、アンテナデバイス２０１がワイヤレスデバイスに送信するためのデータを有する場合、制御モジュール２０５は無指向性アンテナ２０３に対して位置要求を送信させ、かつ対応する位置信号を聴取させることができる。制御モジュール２０５は対応する位置信号を処理し、かつ指向性ビームをワイヤレスデバイスの位置に向かって当てさせることができる。制御モジュール２０５はさらに、無指向性アンテナ２０３および／または指向性アンテナ２０４に対して、受信した通信と関連付けられた信号強度を検出させることができる。
【００４１】
図３は、本発明の原理に従ってプログラムデータを受信するアンテナデバイスに対する方法３００の例示的な流れ図を示す。この方法３００を、ネットワークアーキテクチャ２００内のアンテナデバイスおよびワイヤレスデバイスに関連して説明することにする。
【００４２】
方法３００は、データ通知信号を受信する無指向性アンテナの動作（動作３０１）を含む。動作３０１は、無指向性アンテナがワイヤレスデバイスからデータ通知信号を受信することを含むことができる。たとえば、無指向性アンテナ２０３は、ワイヤレスデバイス２２２からのデータ通知信号を受信することができる。データ通知信号は、ワイヤレスデバイスがアンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを示すことができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２２からのデータ通知信号は、ワイヤレスデバイス２２２がアンテナデバイス２０１に送信するためのプログラムデータを有することを示すことができる。データ通知信号は、ワイヤレスデバイスが送信するためのプログラムデータを有することをアンテナデバイスに示すための（たとえば、送信要求（「ＲＴＳ」）信号に関する）１バイトまたは複数バイトとすることができる。
【００４３】
この方法３００は、ワイヤレスデバイスからのデータを受信するように指向性アンテナを構成するための機能的で結果指向のステップ（ステップ３０５）を含んでいる。ステップ３０５はワイヤレスデバイスからのデータを受信するように指向性アンテナを構成するための対応する任意の動作を含むことができる。しかし、図３に表した例では、ステップ３０５は、ワイヤレスデバイスがアンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを判定する動作（動作３０２）を含んでいる。
【００４４】
動作３０２は、アンテナデバイスがワイヤレスデバイスがアンテナデバイスに送信するためのプログラムデータを有することを、受信したデータ通知信号に基づいて判定することを含むことができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２２から受信したデータ通知信号に基づいて、制御モジュール２０５は、そのデータ通知信号は、ワイヤレスデバイス２２２がアンテナデバイス２０１に送信するためのプログラムデータを有することを示していると判定することができる。制御モジュール２０５は、ＲＴＳ信号に関する１バイトまたは複数バイトを処理し、データ通知信号はワイヤレスデバイスが送信するためのプログラムデータを有することを示していることを判定することができる。
【００４５】
ステップ３０５はさらに、ワイヤレスデバイスが指向性アンテナの範囲内にある可能性が最も高いことを識別する対応する動作（動作３０３）を含んでいる。動作３０３は、アンテナデバイスがワイヤレスデバイスが指向性アンテナ（たとえば、アンテナデバイスの位置にある１つまたは複数の指向性アンテナの中から選択したアンテナ）の範囲内にある可能性が最も高いことを識別することを含むことができる。たとえば、アンテナデバイス２０１は、ワイヤレスデバイス２２２（または、ワイヤレスデバイス２２１や２２３）が指向性アンテナ２０４の範囲内にある可能性が最も高いことを特定することができる。
【００４６】
制御モジュール２０５は、データ通知信号の特性（たとえば、検出した信号強度）を解析し、指向性アンテナ２０４からの指向性ビームがプログラムデータを受信するのに十分な信号強度を有するか否かを少なくとも推定することができる。たとえば、データ通知信号と関連付けられた信号強度に基づいて（たとえば、無指向性アンテナ２０３の位置における検出に従って）、制御モジュール２０５は、指向性アンテナ２０４の信号強度がワイヤレスデバイス２２２からプログラムデータを受信できるのに十分な大きさであることを少なくとも推定することができる。指向性ビームは無指向性アンテナがカバーする面積と比べてより狭い面積に当てられているため、指向性ビームの信号強度は利得が同じである無指向性アンテナの信号強度と比べてより大きくなる可能性がある。指向性ビームの信号強度が大きいほど、無指向性アンテナとワイヤレスデバイスの間の通信が劣化（たとえば、アンテナデバイスからの距離や物理的な障壁に起因する）を受けた場合であっても（場合によっては、データレートをより高めて）ワイヤレスデバイスへのプログラムデータの送信および／またはワイヤレスデバイスからのプログラムデータの受信を行うのに十分となり得る。受信したデータ通知信号に基づいて、アンテナデバイス２０１はさらに、ワイヤレスデバイス２２２の位置を決定することができる。
【００４７】
指向性アンテナからの指向性ビームの範囲は、利得が同じである無指向性アンテナに関する範囲の２倍程度の大きさとすることができる。したがって、指向性ビームは、無指向性範囲の外部にあるワイヤレスデバイスと通信するだけの十分な信号強度を有することができる。たとえば、指向性アンテナ２０４は、指向性ビームを利用して無指向性範囲２４２の外部にあるワイヤレスデバイスと通信できることがあり得る。さらに、無指向性の範囲内であっても、指向性アンテナからの指向性ビームは、より大きな信号強度を有することができる。したがって、物理的な障壁のために無指向性アンテナがその信号強度に満たない場合でも、それにもかかわらず、指向性アンテナからの指向性ビームが（場合によっては、データレートを高めた）ワイヤレスデバイスへのプログラムデータの送信および／またはワイヤレスデバイスからのプログラムデータの受信に十分な信号強度を有することができる。たとえば、指向性ビーム２４３Ａは無指向性範囲２４２の内部にある物理的な障壁によってアンテナデバイス２０１から隔絶されたワイヤレスデバイスと通信するだけの十分な信号強度を有することができる。
【００４８】
必要に応じて、制御モジュール２０５は、指向性アンテナ２０４からの指向性ビームをワイヤレスデバイスの位置に当てさせることができる。ワイヤレスデバイス２２２がアンテナデバイス２０１に送信するためのプログラムデータを有するが、目下のところ指向性ビームがワイヤレスデバイス２２２の位置に方向付けされていないとき、制御モジュール２０５は、指向性ビームをワイヤレスデバイス２２２の位置に当てさせることができる。たとえば、制御モジュール２０５は、指向性ビーム２４３Ａをワイヤレスデバイス２２２の位置に当てさせることができる。この方法３００は、指向性アンテナの位置においてワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する動作（動作３０４）を含んでいる。動作３０４は、アンテナデバイスが指向性アンテナ（たとえば、アンテナデバイスの位置にある１つまたは複数の指向性アンテナの中から選択した指向性アンテナ）を用いて、データ通知信号の受信完了に応答してワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信することを含むことができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２２からのデータ通知信号に応答して、アンテナデバイス２０１は、指向性ビーム２４３Ａを介してワイヤレスデバイス２２２からプログラムデータを受信することができる。
【００４９】
たとえば、ウェブサーバや電子メールサーバなど、ネットワーク２３５内（または、アンテナデバイス２０１の位置にあることもある）のアプリケーションは、ワイヤレスデバイスに送信しようとするプログラムデータを有することがあり得る。したがって、このアプリケーションは、ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信するべきであることをアンテナデバイス２０１に対して指示することができる。アンテナデバイス２０１は、このプログラムデータを受信し、さらに続いてこのプログラムデータを適切なワイヤレスデバイスに転送することができる。たとえば、ウェブサーバがあるウェブページをワイヤレスデバイス２２１に送達しようとしていることを指示している場合、アンテナデバイス２０１はこのウェブページを受信し、さらに続いてこのウェブページをワイヤレスデバイス２２１に転送することができる。
【００５０】
図４は、本発明の原理に従ってプログラムデータを送信するためのアンテナデバイスに関する方法４００の例示的な流れ図を示す。この方法４００は、ネットワークアーキテクチャ２００内に表したアンテナデバイスおよびワイヤレスデバイスに関連して説明することにする。この方法４００は、位置要求を送信する無指向性アンテナの動作（動作４０１）を含んでいる。動作４０１は、無指向性アンテナがワイヤレスデバイスの位置を要求している位置要求を送信することを含むことができる。たとえば、無指向性アンテナ２０３は、ワイヤレスデバイス２２１の位置を要求している位置要求（場合によってはＲＴＳ信号を含む）を送信することができる。
【００５１】
ワイヤレスデバイスはその範囲および／またはワイヤレスデバイスをアンテナデバイスから隔絶する物理的な障壁のために位置要求を受信しないことがあり得る。たとえば、ワイヤレスデバイス２２１は、無指向性範囲２４２からある距離だけ外側に位置することおよび／または１つまたは複数の壁によってアンテナデバイス２０１から隔絶されることがある。また一方、条件が適切であれば、ワイヤレスデバイスは位置要求を受信することがある。たとえば、無指向性アンテナ２０３は、位置要求をワイヤレスデバイス２２１に到達させるだけの十分な強度を有することがある。したがって、ワイヤレスデバイス２２１は、位置信号を送信することによってこの位置要求に応答することができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２１はワイヤレスデバイス２２１の位置を示している位置信号を送信することができる。
【００５２】
この方法４００は、ワイヤレスデバイスにデータを送信するように指向性アンテナを構成するための機能的で結果指向のステップ（ステップ４０５）を含んでいる。ステップ４０５は、ワイヤレスデバイスにデータを送信するように指向性アンテナを構成するための対応する任意の動作を含むことができる。しかし、図４に表した例では、ステップ４０５は、ワイヤレスデバイスから位置信号を受信する無指向性アンテナの対応する動作（動作４０２）を含むことができる。動作４０２は、無志向性アンテナが位置要求の受信に応答してワイヤレスデバイスから送信された対応する位置信号を受信することを含むことができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２２は、対応する位置信号を送信することによって位置要求に応答することができる。
【００５３】
この位置信号は、ワイヤレスデバイスがプログラムデータを受信できることをアンテナデバイスに示すための（たとえば、送信許可（「ＣＴＳ」）信号に関する）１バイトまたは複数バイトとすることがある。この位置信号は、アンテナデバイスを基準としたワイヤレスデバイスの位置を示す位置データを含むことができる。制御モジュール２０５は、この位置データを処理してワイヤレスデバイス２２２の位置を計算することができる。別法として、制御モジュール２０５は、その位置信号が受信された方向に基づいてワイヤレスデバイスの位置を少なくとも推定することができる。
【００５４】
ステップ４０５はさらに、ワイヤレスデバイスが指向性アンテナの範囲内にある可能性が最も高いことを特定する対応する動作（動作４０３）を含んでいる。動作４０３は、アンテナデバイスがワイヤレスデバイスが指向性アンテナ（たとえば、アンテナデバイスの位置にある１つまたは複数の指向性アンテナの中から選択したアンテナ）の範囲内にある可能性が最も高いことを識別することを含むことができる。たとえば、アンテナデバイス２０１は、ワイヤレスデバイス２２２（または、ワイヤレスデバイス２２１や２２３）が指向性アンテナ２０４の範囲内にある可能性が最も高いことを特定することができる。必要に応じて、制御モジュール２０５は、指向性アンテナ２０４からワイヤレスデバイスの方に指向性ビームを当てることができる。たとえば、制御モジュール２０５は指向性ビーム２４３Ａをワイヤレスデバイス２２２の位置に当てさせることができる。
【００５５】
この方法４００は、指向性アンテナからワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信する動作（動作４０４）を含んでいる。動作４０４は、アンテナデバイスが指向性アンテナ（たとえば、アンテナデバイスの位置にある１つまたは複数の指向性アンテナの中から選択した指向性アンテナ）を用い、位置信号の受信完了に応答してワイヤレスデバイスにデータを送信することを含むことができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２２からの位置信号の受信に応答して、指向性アンテナ２０４は、指向性ビーム２４３Ａを介してプログラムデータをワイヤレスデバイス２２２に送信することができる。
【００５６】
実施形態の幾つかでは、アンテナデバイス２０１は複数のワイヤレスデバイスと同時に通信する。したがって、各ワイヤレスデバイスと通信するために異なる指向性ビームを用いることができる。たとえば図２では、指向性ビーム２４３Ａは、ワイヤレスデバイス２２２との通信のために使用することができ、またワイヤレスデバイス２２１の位置に方向付けされた指向性ビームは、ワイヤレスデバイス２２１との通信のために使用することができる。したがって、アンテナデバイス２０１は、そのワイヤレスデバイスがアンテナデバイス２０１を基準として異なる方向に配置されている場合であっても、指向性ビームを介して複数のワイヤレスデバイスと同時に通信するように構成することができる。
【００５７】
本発明は、その精神や本質的な特徴から逸脱することなく別の特定の形態で実施することができる。記載した実施形態は、そのすべての点において単に説明のためであり限定ではないと考えるべきである。したがって、本発明の範囲は、上述した記載によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示されるものである。本特許請求の範囲と均等性の意味および範囲内にあるすべての変更は、本発明の範囲に包含するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の原理に適した動作環境の図である。
【図２】本発明の原理に従ってワイヤレスネットワークにおいて信号強度を高め、かつスループットを向上させるための指向性アンテナの使用を容易にするネットワークアーキテクチャの一例を示す図である。
【図３】本発明の原理に従ってプログラムデータを受信するためのアンテナデバイスに関する方法の例示的な流れ図である。
【図４】本発明の原理に従ってプログラムデータを送信するためのアンテナデバイスに関する方法の例示的な流れ図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  電話デバイス
１０１  ユーザインタフェース
１０２  出力ユーザインタフェース
１０３  入力ユーザインタフェース
１０４  スピーカ
１０５  ディスプレイ
１０６  マイクロフォン
１０７  ダイアルコントロール
１０８  ナビゲーションコントロール
１０９  アンテナ
１１０  システムバス
１１１  プロセッサ
１１２  メモリ
１１３  オペレーティングシステム
１１４  アプリケーションプログラム
１１５  プログラムモジュール
１１６  プログラムデータ
１８０  ネットワークインタフェース
２００  ネットワークアーキテクチャ
２０１  アンテナデバイス
２０３  無指向性アンテナ
２０４  指向性アンテナ
２０５  制御モジュール
２１１、２１２、２３４  リンク
２２１、２２２、２２３  ワイヤレスデバイス
２３５  ネットワーク
２４２  無指向性範囲
２４３Ａ、２４３Ｂ、２４３Ｃ、２４３Ｄ  指向性ビーム位置
【図１】
2004364286.tif 000003
【図２】
2004364286.tif 000004
【図３】
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【図４】
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