(57)【要約】【課題】  指向性アンテナを使用してワイヤレスネットワーク内の干渉の作用を緩和することを可能にすること。【解決手段】  アンテナデバイスは、無指向性アンテナと、ビームをワイヤレスデバイスに当てるための１つまたは複数の給電路を有する、少なくとも１つの指向性アンテナとを含む。このアンテナデバイスは、無指向性アンテナを使用し、ワイヤレスデバイスを突き止めることや、いつ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送受信しようとするか判定することを容易にする制御データを送受信する。アンテナデバイスは、指向性アンテナを使用し、ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送受信する。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。【選択図】  図２
2004364285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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むアンテナデバイスにおいて、ワイヤレス通信における干渉を低減するように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前記アンテナデバイスのための方法であって、
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前記ワイヤレスデバイス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の方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの動作と、
前記現在使用量の検出の結果に基づいて、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際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択する前記アンテナデバイスの動作と、
前記データ通知信号を受信したことに応答して、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で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、送信準備完了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の方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの前記動作は、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内での周波数使用量を検出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の方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの前記動作は、５ＧＨｚ周波数スペクトル内での周波数使用量を検出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】
前記ワイヤレスデバイスの方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記周波数スペクトルの使用量を検出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６】
前記ワイヤレスデバイスの方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記周波数スペクトルの使用量を検出する前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つ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７】
前記ワイヤレスデバイスの方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出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から前記プログラムデータを十分に受信する前記アンテナデバイスと干渉する可能性のある周波数スペクトル使用量を検出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】
前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択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９】
前記周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する前記動作は、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する動作を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する前記動作は、５ＧＨｚ周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する動作を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
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際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択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方向で干渉が低減されているチャネルを選択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】
前記データ通知信号を受信したことに応答して、前記ワイヤレスデバイスに向かって前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つからビームを当て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１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で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１４】
前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で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使用し、前記選択されたチャネル上で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１５】
前記選択されたチャネル上で前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信している間に、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち別の１つを使用し、第２のチャネル上で第２のワイヤレスデバイスと同時に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１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２のチャネルは前記周波数スペクトル内にあることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のチャネルは、前記周波数スペクトルと異なる第２の周波数スペクトル内にあることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
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むアンテナデバイスにおいて、ワイヤレス通信における干渉を低減するように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前記アンテナデバイスのための方法であって、
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前記ワイヤレスデバイス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、
周波数スペクトル内の干渉に基づいて選択された周波数スペクトルのチャネル上で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１つを構成するステップであって、前記選択されたチャネルは、前記周波数スペクトル内の少なくとも１つの他のチャネルに比べて干渉が低減されているステップと、
前記データ通知信号を受信したことに応答して、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で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１９】
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むアンテナデバイスにおいて、ワイヤレス通信における干渉を低減するようにワイヤレスデバイスにデータをワイヤレスで送信する前記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の位置を示す位置信号を、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の方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの動作と、
前記現在使用量の検出の結果に基づいて、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際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択する前記アンテナデバイスの動作と、
前記位置信号を受信したことに応答して、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で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動作と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
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いう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１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記位置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１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記位置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、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１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記ワイヤレスデバイスの方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの前記動作は、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内で周波数使用量を検出する動作を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記ワイヤレスデバイスの方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの前記動作は、５ＧＨｚ周波数スペクトル内で周波数使用量を検出する動作を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記ワイヤレスデバイスの方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記周波数スペクトルの使用量を検出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１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記ワイヤレスデバイスの方向で前記周波数スペクトルの現在使用量を検出する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記周波数スペクトルの使用量を検出する前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つの動作を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記ワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出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に前記プログラムデータを送信する前記アンテナデバイスと干渉する可能性のある周波数スペクトル使用量を検出する動作を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
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際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択する前記アンテナデバイスの前記動作は、前記周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する動作を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２９】
前記周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する前記動作は、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する動作を含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する前記動作は、５ＧＨｚ周波数スペクトル内で指定された周波数にマップされるチャネルを選択する動作を含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
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際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択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方向で干渉が低減されているチャネルを選択する動作を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項３２】
前記位置信号を受信したことに応答して、前記ワイヤレスデバイスに向かって前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つからビームを当て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１９に記載の方法。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で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、インターネットプロトコルに従って移送され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１９に記載の方法。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で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使用し、前記選択されたチャネル上で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１９に記載の方法。
【請求項３５】
前記選択されたチャネル上で前記ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信している間に、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち別の１つを使用し、第２のチャネル上で第２のワイヤレスデバイスと同時に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１９に記載の方法。
【請求項３６】
前記第２のチャネルは前記周波数スペクトル内にあることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記第２のチャネルは、前記周波数スペクトルと異なる第２の周波数スペクトル内にあることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
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むアンテナデバイスにおいて、ワイヤレス通信における干渉を低減するようにワイヤレスデバイスにデータをワイヤレスで送信する前記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、
周波数スペクトル内の干渉に基づいて選択された周波数スペクトル内のチャネル上でプログラム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１つを構成するステップであって、前記選択されたチャネルは、前記周波数スペクトル内の少なくとも１つの他のチャネルに比べて干渉が低減されているステップと、
位置信号を受信したことに応答して、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で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動作と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３９】
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むアンテナデバイス内で使用するためのコンピュータプログラム製品であって、ワイヤレス通信における干渉を低減するように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前記アンテナデバイスのための方法を実施し、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前記ワイヤレスデバイス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させ、
前記ワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出させ、
前記現在使用量の検出の結果に基づいて、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際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択させ、
前記データ通知信号を受信したことに応答して、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で前記ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信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含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項４０】
前記１つまたは複数のコンピュータ可読媒体は物理的媒体であることを特徴とする請求項３９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４１】
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３９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４２】
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むアンテナデバイス内で使用するためのコンピュータプログラム製品であって、ワイヤレス通信における干渉を低減するようにワイヤレスデバイスにデータをワイヤレスで送信する前記アンテナデバイスのための方法を実施し、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送信させ、
前記ワイヤレスデバイスの位置を示す位置信号を、前記ワイヤレスデバイスから受信させ、
前記ワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出させ、
前記現在使用量の検出の結果に基づいて、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際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択させ、
前記位置信号を受信したことに応答して、前記少なくとも１つの指向性アンテナのうち１つを使用し、前記選択されたチャネル上で前記ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信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含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項４３】
前記１つまたは複数のコンピュータ可読媒体は物理的媒体であることを特徴とする請求項４２に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４４】
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４２に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４５】
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、
ワイヤレスデバイスにビームを当てるための１つまたは複数の給電路を各指向性アンテナが有する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装置と、
制御モジュールが記憶された１つまたは複数のコンピュータ可読媒体とを備え、前記制御モジュールが、
前記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し、
前記ワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出し、
前記現在使用量の検出の結果に基づいて、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際に使用するために前記周波数スペクトル内でチャネルを選択し、
前記交換され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１つを使用し、前記選択されたチャネル上で前記ワイヤレスデバイスとプログラムデータ交換するように構成され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、指向性アンテナを使用してワイヤレスネットワーク内の干渉を緩和することに関する。
【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コンピュータシステムは、その媒体を感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、ＩＥＥＥ８０２．１１チャネル）を感知することは、どのようにステーションおよびアクセスポイントが物理的に分離されているかに応じて困難となる、また時には不可能になる可能性がある。一般にアクセスポイントは、本質的にアクセスポイントの周りで球状の領域を生み出す無指向性アンテナを含む。ステーションがアクセスポイントの特定の範囲内に（たとえば、球状領域内に）あるとき、無指向性アンテナは、アクセスポイントがステーションに意味ある形でデータを送信し、またステーションからデータを受信することを可能にする。すなわち、特定の範囲内では、送信された無線信号が十分な信号強度を有し、その結果、物理層が無線信号をビットストリームに変換することができる。
【０００８】
多数のワイヤレスデバイスが免許不要の周波数帯域で（たとえば、２．４ＧＨｚ帯域で）通信している。免許不要帯域で動作するワイヤレスデバイス間の通信は、同じ免許不要帯域で動作する他のデバイスからの伝送により、劣化する可能性がある。たとえば、いくつかのコードレス電話、いくつかの電子レンジ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈデバイス、多種多様な制御デバイス、ならびにＩＥＥＥ８０２．１１ｂデバイスは、すべて２．４ＧＨｚ帯域で動作する。したがって、コードレス電話、電子レンジ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈデバイス、制御デバイス（以下「干渉デバイス」と称する）は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂステーションとＩＥＥＥ８０２．１１ｂアクセスポイントの間の通信と干渉する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、事実上、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂアクセスポイントとＩＥＥＥ８０２．１１ｂステーションとの間の通信に使用することができる３つのチャネルを有する。したがって、あるＩＥＥＥ８０２．１１ｂチャネルで干渉が増大したとき、別のＩＥＥＥ８０２．１１ｂチャネルに切り換えることによって、干渉を低減することができる可能性がある。しかし、事実上、チャネルが３つしかないため、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂアクセスポイントを囲む球状領域内のあらゆる位置で、干渉が低減されているチャネルを見つけることは、不可能ではないにしても、しばしば困難である。第１のチャネルは、ある方向で干渉が増大する可能性があり、第２のチャネルは第２の方向で干渉が増大する可能性があり、第３のチャネルは第３の方向で干渉が増大する可能性がある。残念ながら、一般に実施されているように、無指向性アンテナは、同時に１つのチャネルに同調することができるにすぎない。したがって、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂステーションが、第１、第２、第３の方向のそれぞれに位置する場合、干渉が低減された状態で各ＩＥＥＥ８０２．１１ｂステーションが通信することができるように、無指向性アンテナによりチャネルを選択する方法は事実上ないことになる。
【００１０】
干渉デバイスからの干渉は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂステーションとＩＥＥＥ８０２．１１ｂアクセスポイントの間で転送されるデータの速度と信頼性を低下させる可能性がある。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂステーションのところに、あるいはその付近にある干渉デバイスからの干渉は、著しく低下したデータ転送速度でＩＥＥＥ８０２．１１ｂステーションに通信させる恐れがある（干渉デバイスの利得が高い場合、通信を不可能にする可能性がある）。さらに、干渉デバイスがＩＥＥＥ８０２．１１ｂアクセスポイントのところに、あるいはその付近にあると、いくつかの関連付けられたＩＥＥＥ８０２．１１ｂステーションとの通信が劣化する恐れがある。干渉による信号劣化により、無指向性アンテナは、電波が受信されていることを検出することはできるが、その電波によってどんなデータが表されているか判定することが困難になる可能性がある。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可能性がある。
【００１１】
したがって、ワイヤレス通信中に干渉の作用を緩和するシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品は、有利となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来技術に関する上述の問題は、指向性アンテナを使用してワイヤレスネットワーク内の干渉の作用を緩和する方法、システム、およびコンピュータプログラム製品を対象とする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む。各指向性アンテナ（たとえば、電子操向式（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  ｓｔｅｅｒｅｄ）のフェーズドアレイアンテナ）は、ビームをワイヤレスデバイスに当てるための１つまたは複数の給電路（ｆｅｅｄ）を有することができる。このアンテナデバイスは、ネットワーク、たとえばローカルエリアネットワーク、またはさらにインターネットなどにワイヤレスデバイスがアクセスすることを可能にするアクセスポイントコンピュータシステムとすることができる。
【００１３】
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。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表す。アンテナデバイスは、ワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの使用量を検出する。たとえば、アンテナデバイスは、ワイヤレスデバイスの方向で２．４ＧＨｚスペクトルまたは５ＧＨｚスペクトルでの使用量を検出することができる。
【００１４】
アンテナデバイスは、現在の使用量の検出結果に基づいて、ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する際に使用するために、その周波数スペクトル内でチャネルを選択する。たとえば、アンテナデバイスは、現在使用量の検出に基づいて、干渉が低減されているワイヤレスチャネルを選択することができる。適切なときには、指向性アンテナからの指向性ビームがワイヤレスデバイスに当てられる。アンテナデバイスは、データ通知信号を受信したことに応答して、指向性アンテナを使用し、選択されたチャネル上でワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する。
【００１５】
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。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信する。アンテナデバイスは、ワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの使用量を検出する。アンテナデバイスは、現在使用量の検出結果に基づいて、ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信する際に使用するために、その周波数スペクトル内でチャネルを選択する。適切なときには、指向性アンテナからの指向性ビームがワイヤレスデバイスに当てられる。アンテナデバイスは、位置信号を受信したことに応答して、指向性アンテナを使用し、選択されたチャネル上でワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信する。
【００１６】
指向性アンテナは指向性ビームを使用するため、ワイヤレスデバイスの方向で干渉を緩和するためにワイヤレスチャネルを選択することができる。したがって、通信は、無指向性アンテナによって使用されるチャネルに制限されない。さらに、新しいワイヤレスデバイスがそのアンテナデバイスと通信しようとしたとき、新しいワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を計算することができ、新しいチャネルが選択される可能性がある。したがって、アンテナデバイスは、アンテナデバイスからの様々な方向で位置する様々なワイヤレスデバイスとの干渉を緩和するためにチャネルを選択することができる。
【００１７】
本発明の追加の特徴および利点は、以下の説明で述べられ、また一部には、その説明から自明となり、あるいは本発明の実施によって読み取ることができる。本発明の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘されている手段および組合せによって実現し、また得ることができる。本発明のこれら、および他の特徴は、以下の説明および添付の特許請求の範囲から、より完全に明らかとなり、あるいは、以下に述べられている本発明の実施によって学習することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の上記の、および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、上記で手短に述べた本発明について、添付の図面に例示されているその特定の実施形態を参照することによって、より具体的に述べることにする。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態を表すにすぎず、したがって、その範囲を制限するとみなすべきでないことを理解して、本発明について、添付の図面を使用することにより、追加の具体性および詳細と共に述べ、説明することにする。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
図２は、指向性アンテナを使用してワイヤレスネットワーク内の干渉の作用を緩和することを容易にする一例の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では、アクセスポイントコンピュータシステムまたはステーション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２０３が示されている。アンテナデバイス２０３は、たとえば、２．４ＧＨｚおよび／または５ＧＨｚ周波数スペクトル内のＩＥＥＥ８０２．１１チャネルなど共通のワイヤレスチャネルを介して、（それぞれステーションコンピュータシステムとすることができる）ワイヤレスデバイス２２７および２２８とワイヤレスで通信することができる。さらに、アンテナデバイス２０３は、リンク２３２を介してネットワーク２７４に接続される。リンク２３２は、アンテナデバイス２０３をネットワーク２７４に含まれる他のネットワークデバイス、たとえば、他のアクセスポイント、ルータ、ハブなどに接続する有線またはワイヤレスリンクとすることができる。ネットワーク２７４は、たとえば、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、またはさらにインターネットなど、事実上どのタイプのネットワークとすることもできる。したがって、アンテナデバイス２０３は、ワイヤレスデバイス２２７および２２８がネットワーク２７４にアクセスすることを可能にすることができる。
【００３９】
コードレス電話２３８とデバイス２４８はそれぞれ、アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２７および２２８との間のワイヤレス通信に使用される周波数スペクトル内で動作するデバイスである。したがって、コードレス電話２３８とデバイス２４８は、アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２７および２２８によって使用される周波数スペクトル内に信号を送信することができる。しかし、コードレス電話２３８とデバイス２４８は、アンテナデバイス２０３またはワイヤレスデバイス２２７もしくは２２８とワイヤレスで通信するように構成されていない。したがって、コードレス電話２３８およびデバイス２４８は、衝突回避のためにアンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２７および２２８によって使用されるプロトコル（たとえば、ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ））を実装していない。したがって、コードレス電話２３８およびデバイス２４８によって送信される信号は、アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２７とワイヤレスデバイス２２８との間のワイヤレス通信と干渉する可能性がある。
【００４０】
アンテナデバイス２０３は、無指向性アンテナ２０６、指向性アンテナ２０７、制御モジュール２１８を含む。無指向性アンテナ２０６は、ある範囲の無指向性範囲２４６を有する。無指向性範囲２４６の内側では、無指向性アンテナ２０６は、プログラムデータを送信し、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ができる。一方、無指向性範囲２４６の外側では、無指向性アンテナ２０６は、プログラムデータを送信し、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していない可能性がある。たとえば、無指向性範囲２４６の外側では、無指向性アンテナ２０６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可能性がある。
【００４１】
しかし、無指向性範囲２４６の外側で、無指向性範囲２４６は、制御データを送受信するのに十分な信号強度を有する可能性がある。たとえば、無指向性範囲２４６の外側で、無指向性アンテナ２０６は、データ通知信号を受信するのに十分な信号強度を有する可能性がある。無指向性範囲２４６内でも、たとえば、コードレス電話、電子レンジ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈデバイス、または他の制御デバイスなど干渉デバイスからの干渉により、通信が劣化する可能性がある。したがって、無指向性範囲２４６内でも通信が劣化する可能性があり、その結果、無指向性アンテナ２０６が、制御データを転送するのに十分な信号強度は有するが、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可能性がある。また、アンテナデバイス２０３からの範囲と干渉の組合せにより、アンテナデバイス２０３との通信が劣化する可能性もある。
【００４２】
指向性アンテナ２０７（たとえば、電子操向式のフェーズドアレイアンテナ）は、ビームをワイヤレスデバイスに当てるための１つまたは複数の給電路を含むことができる。ビームは、プログラムデータをアンテナデバイス２０３に送信し、かつ／または、プログラムデータをアンテナデバイス２０３から受信しよ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２２７が、アンテナデバイス２０３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２５２Ａをワイヤレスデバイス２２７に当てることができる。同様に、ワイヤレスデバイス２２８が、アンテナデバイス２０３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２５２Ｃをワイヤレスデバイス２２８に当てることができる。アンテナデバイス２０３は、単一の指向性アンテナ（すなわち、指向性アンテナ２０７）を有して示されているが、アンテナデバイス２０３は、複数の指向性アンテナを含むことができる。したがって、アンテナデバイス２０３は、様々な指向性アンテナからの複数の指向性ビームを介して、同時に通信するように構成することができる。
【００４３】
ビーム位置２５２Ｂおよび２５２Ｄを表す破線は、指向性アンテナ２０７からの指向性ビームを当てることができる位置のいくつかを表す。しかし、ビーム位置２５２Ｂおよび２５２Ｄは例示的なものにすぎないこと、また、指向性ビームは、事実上どの方向で当てることもできることを理解されたい。これは、指向性ビームをアンテナデバイス２０３の上方および／または下方の方向で当て、それらの位置でワイヤレスデバイスと通信することを含む。たとえば、指向性アンテナ２０７は、指向性ビームをアンテナデバイス２０３の上方および／または下方の方向で（たとえば、アンテナデバイス２０３の上方または下方の床上にあるワイヤレスデバイスと通信するために）当てることができる。
【００４４】
無指向性アンテナ２０６および指向性アンテナ２０７は、それぞれ対応するリンク２１４および２１６によって制御モジュール２１８に接続される。リンク２１４および２１６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２１８は、プログラムデータを無指向性アンテナ２０６および指向性アンテナ２０７に、また、無指向性アンテナ２０６および指向性アンテナ２０７からプログラムデータを、対応するリンク２１４および２１６を介して送受信することができる。また、制御モジュール２１８は、たとえば、アンテナコマンドなど制御データを無指向性アンテナ２０６および指向性アンテナ２０７に、対応するリンク２１４および２１６を介して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２０６および指向性アンテナ２０７の構成を（たとえば、指向性アンテナ２０７に、指向性ビームをワイヤレスデバイスに当てさせるように）変更させることができる。したがって、制御モジュール２１８は、本発明の原理を実施するために、無指向性アンテナ２０６および指向性アンテナ２０７と相互動作することができる。
【００４５】
たとえば、制御モジュール２１８は無指向性アンテナ２０６に、アンテナデバイス２０３に送信するためのデータをワイヤレスデバイスが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２０６がデータ通知信号を受信すると、制御モジュール２１８は次いで、指向性アンテナ２０７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２０３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とき、制御モジュール２１８は、無指向性アンテナ２０６に位置要求を送信させ、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２１８は、対応する位置信号を処理し、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。また、制御モジュール２１８は、無指向性アンテナ２０６および／または指向性アンテナ２０７に、周波数スペクトルの使用量（たとえば、２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚスペクトル）を測定させ、その周波数スペクトル内の特定のチャネル上で通信させることができる。
【００４６】
図３は、本発明の原理による、アンテナデバイスがプログラムデータを受信する方法３００の一例の流れ図を示す。方法３００については、ネットワークアーキテクチャ２００内に示されているアンテナデバイス、ワイヤレスデバイス、コードレス電話、およびデバイスに関連して論ずる。
【００４７】
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を含む（動作３０１）。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２０６は、ワイヤレスデバイス２２７から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、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ワイヤレスデバイスを示すことができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２７からのデータ通知信号は、アンテナデバイス２０３に送信するためのプログラムデータを有するワイヤレスデバイス２２７を示すことができる。データ通知信号は、送信するためのプログラムデータをワイヤレスデバイスが有することをアンテナデバイスに対して示す（たとえば、送信要求「ＲＴＳ」信号の）１つまたは複数のバイトとすることができる。
【００４８】
方法３００は、周波数スペクトル内の干渉に基づいて選択されたチャネル上で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、結果指向のステップを含む（ステップ３０５）。ステップ３０５は、周波数スペクトル内の干渉に基づいて選択されたチャネル上で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任意の対応する動作を含むことができる。しかし、図３の図示された例では、ステップ３０５は、ワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出する、対応する動作を含む（動作３０２）。
【００４９】
動作３０２は、アンテナデバイスがワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出することを含むことができる。受信されたデータ通知信号は、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ワイヤレスデバイスが有することを制御モジュールに対して示すことができる。制御モジュールは、受信されたデータ通知信号に応答して、無指向性アンテナまたは（たとえば、アンテナデバイス部の１つまたは複数の指向性アンテナの中から選択された）指向性アンテナに周波数スペクトルの使用量を検出させるために、アンテナコマンドを送信することができる。たとえば、制御モジュール２１８は、ワイヤレスデバイス２２７から受信されたＲＴＳ信号に基づいて、ワイヤレスデバイス２２７の方向で、無指向性アンテナ２０６および／または指向性アンテナ２０７に周波数スペクトル（たとえば、２．４ＧＨｚ周波数スペクトルまたは５ＧＨｚ周波数スペクトル）の使用量を検出させるために、アンテナコマンドを送信することができる。
【００５０】
コードレス範囲２４７内では、コードレス電話２３８が周波数スペクトルの一部分と干渉する可能性がある。たとえば、コードレス電話２３８が２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内で動作する場合、コードレス電話２３８は、２．４ＧＨｚ周波数スペクトルの一部分内で（たとえば、２．４０１ＧＨｚと２．４７３ＧＨｚの間の範囲内で）ノイズを発する可能性がある。アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２７が２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内の周波数で通信する場合、コードレス電話２３８から発せられたノイズは、アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２７の間の通信と干渉する可能性がある。たとえば、コードレス電話２３８は、アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２７が２．４１２ＧＨｚ周波数で通信しようと試みたとき、それらの間の通信を劣化させる周波数２．４１２ＧＨｚ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂチャネル１に対応する周波数）で、またはその付近でノイズを発する可能性がある。したがって、アンテナデバイス２０３は、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内の他の周波数（たとえば、２．４３７ＧＨｚまたはその付近、あるいは２．４６２ＧＨｚまたはその付近など）で検出されたノイズに比べて、２．４１２ＧＨｚで、またはその付近で（ワイヤレスデバイス２２７の方向において）使用量の増加を検出することができる。
【００５１】
同様に、デバイス範囲２４９内では、デバイス２４８が周波数スペクトルの一部分と干渉する可能性がある。たとえば、デバイス２４８が５ＧＨｚ周波数スペクトル内で動作する場合、デバイス２４８は、５ＧＨｚ周波数スペクトルの一部分内で（たとえば、５．１７ＧＨｚと５．８０５ＧＨｚの間の範囲内で）ノイズを発する可能性がある。アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２８が５ＧＨｚ周波数スペクトル内の周波数で通信する場合、デバイス２４８から発せられたノイズは、アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２８の間の通信と干渉する可能性がある。たとえば、デバイス２４８は、アンテナデバイス２０３とワイヤレスデバイス２２８が５．２２ＧＨｚ周波数で通信しようと試みたとき、それらの間の通信を劣化させる周波数５．２２ＧＨｚ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａチャネル４４に対応する周波数）で、またはその付近でノイズを発する可能性がある。したがって、アンテナデバイス２０３は、５ＧＨｚ周波数スペクトル内の他の周波数（たとえば、５．１８ＧＨｚまたはその付近、あるいは５．３ＧＨｚまたはその付近など）で検出されたノイズに比べて、５．２２ＧＨｚで、またはその付近で（ワイヤレスデバイス２２８の方向において）使用量の増加を検出することができる。
【００５２】
ステップ３０５はまた、現在使用量の検出結果に基づいて、プログラムデータを受信する際に使用するために、その周波数スペクトル内でチャネルを選択する、対応する動作を含む（動作３０３）。動作３０３は、アンテナデバイスが現在使用量の検出結果に基づいて、ワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する際に使用するために、その周波数スペクトル内でチャネルを選択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２０３は、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内で検出された使用量の結果に基づいて、ワイヤレスデバイス２２７からプログラムデータを受信する際に使用するために、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内でチャネルを選択することができる。同様に、アンテナデバイス２０３は、５ＧＨｚ周波数スペクトル内で検出された使用量の結果に基づいて、ワイヤレスデバイス２２８からプログラムデータを受信する際に使用するために、５ＧＨｚ周波数スペクトル内でチャネルを選択することができる。
【００５３】
周波数スペクトルは、その周波数スペクトル内の特定の周波数（たとえば、中心周波数）を特定の対応するチャネルにマップする所定のチャネル対周波数マッピングを有する可能性がある。たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、２．４ＧＨｚスペクトル内の特定の周波数を、１〜１１の範囲内の特定の対応するチャネルにマップする所定のチャネル対周波数マッピングを有する。同様に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、５ＧＨｚスペクトル内の特定の周波数を、特定の対応するチャネルにマップする所定のチャネル対周波数マッピングを規定する。アンテナデバイス２０３は、周波数スペクトルのそれぞれのチャネルで検出されたノイズに基づいて、ワイヤレスデバイスと通信するのに適切なチャネルを選択することができる。制御モジュール２１８は、検出された周波数スペクトル使用量を解析し、アンテナデバイス２０３がワイヤレスデバイスと通信するとき使用するための適切なチャネルを少なくとも推定することができる。適切なチャネルは、ワイヤレスデバイスの方向で干渉が低減されているチャネルとすることができる。
【００５４】
たとえば、ワイヤレスデバイス２２７の方向では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂチャネル６が、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂチャネル１および１１より干渉が少ない可能性がある。したがって、制御モジュール２１８は、アンテナデバイス２０３がワイヤレスデバイス２２７と通信するとき使用するための適切なチャネルとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂチャネル６を識別する可能性がある。同様にワイヤレスデバイス２２８の方向では、ＩＥＥＥ８０２．１１ａチャネル４４が、ＩＥＥＥ８０２．１１ａチャネル３６、４０、４８より干渉が少ない可能性がある。したがって、制御モジュール２１８は、アンテナデバイス２０３がワイヤレスデバイス２２８と通信するとき使用するための適切なチャネルとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ａチャネル４４を識別する可能性がある。
【００５５】
適切なときには、制御モジュール２１８は、指向性アンテナ２０７からの指向性ビームをワイヤレスデバイスに当てさせることができる。たとえば、ワイヤレスデバイス２２７が、アンテナデバイス２０３に送信するためのプログラムデータを有するが、現在、どの指向性ビームもワイヤレスデバイス２２７に当てられていないとき、制御モジュール２１８は、指向性ビーム２５２Ａをワイヤレスデバイス２２７に当てさせることができる。同様に、ワイヤレスデバイス２２８が、アンテナデバイス２０３に送信するためのプログラムデータを有するが、現在、どの指向性ビームもワイヤレスデバイス２２８に当てられていないとき、制御モジュール２１８は、指向性ビーム２５２Ｃをワイヤレスデバイス２２８に当てさせることができる。
【００５６】
方法３００は、選択されたチャネル上でワイヤレスデバイスからプログラムデータを受信する指向性アンテナの動作を含む（動作３０４）。動作３０４は、アンテナデバイスがデータ通知信号に応答して、（たとえば、アンテナデバイス部の１つまたは複数の指向性アンテナの中から選択された）指向性アンテナを使用し、選択されたチャネル上で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、アンテナデバイス２０３は、ワイヤレスデバイス２２７からのデータ通知信号に応答して、ワイヤレスデバイス２２７から指向性ビーム２５２Ａを介して、所定のＩＥＥＥ８０２．１１ｂチャネル上でプログラムデータを受信することができる。同様に、アンテナデバイス２０３は、ワイヤレスデバイス２２８からのデータ通知信号に応答して、ワイヤレスデバイス２２８から指向性ビーム２５２Ｃを介して、所定のＩＥＥＥ８０２．１１ａチャネル上でプログラムデータを受信することができる。
【００５７】
アンテナデバイス２０３は、通信するために指向性ビームを使用するため、ワイヤレスデバイスの方向で干渉を緩和するようにワイヤレスチャネルを選択することができる。したがって、通信は、無指向性アンテナ２０６によって使用されるチャネルに制限されない。さらに、新しいワイヤレスデバイスがアンテナデバイス２０３と通信しようとしたとき、新しいワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を計算することができ、新しいチャネルが選択される可能性がある。したがって、アンテナデバイス２０３は、アンテナデバイス２０３に対するワイヤレスデバイスの位置に基づいて、様々なワイヤレスデバイスとの干渉を緩和するためにチャネルを選択することができる。
【００５８】
たとえばウェブサーバまたは電子メールサーバなど、ネットワーク２７４内の（またはさらにアンテナデバイス２０３部の）アプリケーションは、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可能性がある。したがって、アプリケーションは、プログラムデータをワイヤレスデバイスに送信しようとしていることをアンテナデバイス２０３に示すことができる。アンテナデバイス２０３は、そのプログラムデータを受信し、その後で、適切なワイヤレスデバイスにそのプログラムデータを転送することができる。たとえば、ウェブサーバがワイヤレスデバイス２２８にウェブページを送達しようとしていることを示した場合、アンテナデバイス２０３は、そのウェブページを受信し、その後で、ワイヤレスデバイス２２８にそのウェブページを転送することができる。
【００５９】
図４は、本発明の原理による、アンテナデバイスがプログラムデータを送信する方法４００の一例の流れ図を示す。方法４００については、ネットワークアーキテクチャ２００内に示されているアンテナデバイス、ワイヤレスデバイス、コードレス電話、およびデバイスに関連して論ずる。方法４００は、位置要求を送信する無指向性アンテナの動作を含む（動作４０１）。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す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２０６は、ワイヤレスデバイス２２７またはワイヤレスデバイス２２８の位置を要求する（ＲＴＳ信号を含む可能性のある）位置要求を送信することができる。
【００６０】
ワイヤレスデバイスは、そのワイヤレスデバイスによって使用されるチャネル上の干渉により位置要求を受信しない可能性がある。たとえば、ワイヤレスデバイス２２７との通信が、コードレス電話２３８からの干渉により著しく劣化する可能性がある。一方、条件が適切であるとき、ワイヤレスデバイスは、位置要求を受信することができる。たとえば、無指向性アンテナ２０６は、位置要求をワイヤレスデバイス２２８に到達させるのに十分な強度を有する可能性がある。したがって、ワイヤレスデバイス２２８は、アンテナデバイス２０３に位置信号を返信することによって、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２２８は、ワイヤレスデバイス２２８の位置を示す位置信号を送信することができる。
【００６１】
方法４００は、周波数スペクトル内の干渉に基づいて選択されたチャネル上で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、結果指向のステップを含む（ステップ４０６）。ステップ４０６は、周波数スペクトル内の干渉に基づいて選択されたチャネル上で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任意の対応する動作を含むことができる。しかし、図４の図示された例では、ステップ４０６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を含む（動作４０２）。動作４０２は、無指向性アンテナが位置要求を受信したこと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２２８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。
【００６２】
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することができることをアンテナデバイスに対して示す（たとえば、送信許可（「ＣＴＳ」）信号の）１つまたは複数のバイトとすることができる。位置信号は、アンテナデバイスに対するワイヤレスデバイスの位置を表す位置データを含むことができる。制御モジュール２１８は、ワイヤレスデバイス２２８の位置を計算するために、その位置データを処理することができる。別法として、制御モジュール２１８は、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。
【００６３】
ステップ４０６は、ワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出する、対応する動作を含む（動作４０３）。動作４０３は、アンテナデバイスがワイヤレスデバイスの方向で周波数スペクトルの現在使用量を検出することを含むことができる。受信された位置信号は、ワイヤレスデバイスがアンテナデバイスからプログラムデータを受信しようとしていることを制御モジュールに示すことができる。制御モジュールは、受信された位置信号に応答して、無指向性アンテナまたは（たとえば、アンテナデバイス部の１つまたは複数の指向性アンテナの中から選択された）指向性アンテナに、周波数スペクトルの使用量を検出させるために、アンテナコマンドを送信することができる。たとえば、制御モジュール２１８は、ワイヤレスデバイス２２８から受信されたＣＴＳ信号に基づいて、ワイヤレスデバイス２２８の方向で、無指向性アンテナ２０６および／または指向性アンテナ２０７に周波数スペクトル（たとえば、２．４ＧＨｚ周波数スペクトルまたは５ＧＨｚ周波数スペクトル）の使用量を検出させるために、アンテナコマンドを送信することができる。
【００６４】
ステップ４０６は、現在使用量の検出結果に基づいて、プログラムデータを送信する際に使用するために、その周波数スペクトル内でチャネルを選択する、対応する動作を含む（動作４０４）。動作４０４は、アンテナデバイスが現在使用量の検出結果に基づいて、ワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信する際に使用するために、その周波数スペクトル内でチャネルを選択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２０３は、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内で検出された使用量の結果に基づいて、ワイヤレスデバイス２２７にプログラムデータを送信する際に使用するために、２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内でチャネルを選択することができる。同様に、アンテナデバイス２０３は、５ＧＨｚ周波数スペクトル内で検出された使用量の結果に基づいて、ワイヤレスデバイス２２８にプログラムデータを送信する際に使用するために、５ＧＨｚ周波数スペクトル内でチャネルを選択することができる。
【００６５】
適切なときには、制御モジュール２１８は、指向性アンテナ２０７からの指向性ビームをワイヤレスデバイスに当てさせることができる。ワイヤレスデバイス２２８が、アンテナデバイス２０３からプログラムデータを受信しようとしているが、現在、どの指向性ビームもワイヤレスデバイス２２８に当てられていないとき、制御モジュール２１８は、指向性ビーム２５２Ｃをワイヤレスデバイス２２８に当てさせることができる。方法４００は、選択されたチャネル上で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（動作４０５）。動作４０５は、アンテナデバイスが位置信号を受信したことに応答して、（たとえば、アンテナデバイス部の１つまたは複数の指向性アンテナの中から選択された）指向性アンテナを使用し、選択されたチャネル上でワイヤレスデバイスにプログラムデータを送信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２０３は、ワイヤレスデバイス２２７からの位置信号に応答して、ワイヤレスデバイス２２７に指向性ビーム２５２Ａを介して、所定のＩＥＥＥ８０２．１１ｂチャネル上でプログラムデータを送信することができる。同様に、アンテナデバイス２０３は、ワイヤレスデバイス２２８からの位置信号に応答して、ワイヤレスデバイス２２８に指向性ビーム２５２Ｃを介して、所定のＩＥＥＥ８０２．１１ａチャネル上でプログラムデータを送信することができる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、アンテナデバイス２０３は、多モードアクセスポイントのコンピュータシステムである。すなわち、アンテナデバイス２０３は、複数の異なる周波数スペクトル内で同時にワイヤレスデバイスと通信することができる。したがって、異なる指向性ビームを使用し、異なる周波数スペクトルそれぞれでワイヤレスデバイスと通信することができる。たとえば図２では、指向性ビーム２５２Ａを２．４ＧＨｚ周波数スペクトル内での通信に使用することができ、指向性ビーム２５２Ｃを５ＧＨｚ周波数スペクトル内での通信に使用することができる。したがって、いくつかのワイヤレスデバイスが第１の周波数スペクトル内で通信し、他のワイヤレスデバイスが第２の周波数スペクトル内で通信するときでも、アンテナデバイス２０３は、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。適切なときには、アンテナデバイス２０３は、異なる周波数スペクトルそれぞれについて異なる指向性アンテナを含むことができる。
【００６７】
本発明の実施形態について、特定の周波数スペクトルを特に参照しながら述べた。しかし、本発明は、これらの明示的に参照された周波数スペクトルに制限されないことを理解されたい。当業者には、この説明を検討した後で、明示的に参照された周波数スペクトルに加えて、事実上どの周波数スペクトルでも本発明を実施することができることが明らかになるであろう。
【００６８】
本発明は、その精神および本質的な特徴から逸脱することなしに、他の特定の形態で実施することができる。述べられている実施形態は、すべての点において例示的なものにすぎず、制限しないものとみなすべきである。したがって、本発明の範囲は、上述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の均等性の意味および範囲内に入る変更はすべて、その範囲内に包含すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の原理に好適な動作環境を示す図である。
【図２】本発明の原理による、指向性アンテナを使用してワイヤレスネットワーク内の干渉を緩和すること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】本発明の原理による、アンテナデバイスがプログラムデータを受信する方法の一例の流れ図である。
【図４】本発明の原理による、アンテナデバイスがプログラムデータを送信する方法の一例の流れ図である。
【符号の説明】
【００７０】
２００  ネットワークアーキテクチャ
２０３  アンテナデバイス
２０６  無指向性アンテナ
２０７  指向性アンテナ
２１４、２１６、２３２  リンク
２１８  制御モジュール
２２７、２２８  ワイヤレスデバイス
２３８  コードレス電話
２４６  無指向性範囲
２４７  コードレス範囲
２４８  デバイス
２４９  デバイス範囲
２５２Ａ、２５２Ｃ  指向性ビーム
２５２Ｂ、２５２Ｄ  ビーム位置
２７４  ネットワーク
【図１】
2004364285.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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