(57)【要約】  ワイヤレス装置２００、３１０―１は、通信ネットワーク３００における第２のワイヤレス装置２００、３１０―４との通信用のタイムスロットを予約する方法４００を実行する。ワイヤレス装置２００、３１０―１は、前記タイムスロット内の第２のワイヤレス装置２００、３１０―４との提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の第１のワイヤレス装置２００、３１０―ｉによって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定する。提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の第１のワイヤレス装置２００、３１０―ｉによって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、ワイヤレス装置２００、３１０―１は、第２のワイヤレス装置２００、３１０―４との通信用の前記タイムスロットを予約するための情報エレメント５００を送信する。
2010516142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークにおいて第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の通信用のタイムスロットを予約する方法であって、
前記タイムスロットに関する任意の既存の予約を見つけるために、前記通信ネットワーク内のビーコン送信している装置から受信されるビーコン内の情報エレメントをサーチするステップであって、前記情報エレメントは、前記既存の予約において用いられるワイヤレス装置及び関連するアンテナビームを識別するものである、ステップと、
既存の予約が前記タイムスロットに関して見つけられない場合、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットを予約するための情報エレメントを送信するステップと、
１又は複数の既存の予約が前記タイムスロットに関して見つけられる場合、
前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において通信する任意の他のワイヤレス装置及び関連するアンテナビームを見つけるために、前記ビーコン送信している装置から受信される前記ビーコン内の前記情報エレメントをサーチするステップと、
ワイヤレス装置及びアンテナビームのローカルデータベースを調べて、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する前記１又は複数の既存の予約において通信する他のワイヤレス装置及び関連するアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットを予約するための前記情報エレメントを送信するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットを予約するための前記情報エレメントは、
前記第１のワイヤレス装置を識別するソースＩＤフィールド、
前記第２のワイヤレス装置を識別する目標ＩＤフィールド、
前記提案される通信において前記第１のワイヤレス装置によって使用されるべきアンテナビームを識別するソースビームフィールド、及び
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの予約の要求を示す予約ステータスビット、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のワイヤレス装置において、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットを予約するための前記情報エレメントを含むビーコンを受信するステップと、
前記第２のワイヤレス装置において、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記タイムスロット内の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの前記予約を確認する第２の情報エレメントを送信するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記時間スロットを予約するための前記情報エレメントが、
前記第１のワイヤレス装置を識別するソースＩＤフィールド、
前記第２のワイヤレス装置を識別する目標ＩＤフィールド、
前記提案される通信において前記第１のワイヤレス装置によって使用されるべきアンテナビームを識別するソースビームフィールド、及び
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの予約の要求を示す予約ステータスビット、
を含み、
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの前記予約を確認する前記第２の情報エレメントが、
前記第１のワイヤレス装置を識別する前記ソースＩＤフィールド、
前記第２のワイヤレス装置を識別する前記目標ＩＤフィールド、
前記提案される通信において前記第１のワイヤレス装置によって使用されるべき前記アンテナビームを識別する前記ソースビームフィールド、
前記提案される通信において前記第２のワイヤレス装置によって使用されるべきアンテナビームを識別する目標ビームフィールド、及び
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの前記予約の確認を示す予約ステータスビット、
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
通信ネットワークにおいて第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の通信用のタイムスロットを予約する方法であって、
前記第１のワイヤレス装置において、前記タイムスロット内の前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットを予約するための情報エレメントを送信するステップと、
を含む方法。
【請求項６】
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記タイムスロット内の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約における任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定する前記ステップが、前記通信ネットワークにおいてビーコン送信している装置から受信されるビーコン内の情報エレメントをサーチすることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のワイヤレス装置において、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットを予約するための前記情報エレメントを含むビーコンを受信するステップと、
前記第２のワイヤレス装置において、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記タイムスロット内の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する前記任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの前記予約を確認する第２の情報エレメントを送信するステップと、
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記タイムスロット内の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定する前記ステップが、
１又は複数の既存の予約において用いられるワイヤレス装置及び関連するアンテナビームを識別する１又は複数の情報エレメントを受信し、
ワイヤレス装置及びアンテナビームのローカルデータベースを調べて、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記関連するアンテナビームのいずれかと干渉するかどうか判定する、
ことを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記ローカルデータベースは、前記第２のワイヤレス装置のアンテナビームと干渉するワイヤレス装置及び関連するアンテナビームの任意のものを識別する情報を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
１又は複数の既存の予約において用いられるワイヤレス装置及び関連するアンテナビームを識別する１又は複数の情報エレメントを受信する前記ステップは、前記通信ネットワークにおいてビーコン送信している装置によって送信されたビーコンを受信することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットを予約するための前記情報エレメントは、
前記第１のワイヤレス装置を識別するソースＩＤフィールド、
前記第２のワイヤレス装置を識別する目標ＩＤフィールド、
前記提案される通信において前記第１のワイヤレス装置によって使用されるべきアンテナビームを識別するソースビームフィールド、及び
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの予約の要求を示す予約ステータスビット、
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のワイヤレス装置において、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットを予約するための前記情報エレメントを含むビーコンを受信するステップと、
前記第２のワイヤレス装置において、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記タイムスロット内の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの前記予約を確認する第２の情報エレメントを送信するステップと、
を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの前記予約を確認する前記第２の情報エレメントが、
前記第１のワイヤレス装置を識別する前記ソースＩＤフィールド、
前記第２のワイヤレス装置を識別する前記目標ＩＤフィールド、
前記提案される通信において前記第１のワイヤレス装置によって使用されるべきアンテナビームを識別する前記ソースビームフィールド、
前記提案される通信において前記第２のワイヤレス装置によって使用されるべきアンテナビームを識別する目標ビームフィールド、及び
前記第１のワイヤレス装置及び前記第２のワイヤレス装置の間の通信用の前記タイムスロットの前記予約の確認を示す予約ステータスビット、
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
通信ネットワークにおいて動作するように適応されるワイヤレス装置であって、
前記通信ネットワークにおいて複数の異なる方向で通信するように適応される指向性アンテナシステムと、
プロセッサと、
を有し、前記プロセッサは、
タイムスロット内における前記第２のワイヤレス装置との提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、
前記第２のワイヤレス装置との前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、前記ワイヤレス装置に、前記第２のワイヤレス装置との通信用の前記タイムスロットを予約するための情報エレメントを送信させるステップと、
を含む方法を実行するように適応される、ワイヤレス装置。
【請求項１５】
前記第２のワイヤレス装置との前記タイムスロット内の前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、前記タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定する前記ステップは、前記通信ネットワークにおいてビーコン送信している装置によって送信されるビーコン内の情報エレメントをサーチすることを含む、請求項１４に記載のワイヤレス装置。
【請求項１６】
前記通信ネットワーク内のどの他のワイヤレス装置及び関連するアンテナビームが、前記アンテナビームと干渉するかを示す、前記ワイヤレス装置の各アンテナビームの情報を記憶するデータベースを更に有する、請求項１４に記載のワイヤレス装置。
【請求項１７】
前記第２のワイヤレス装置との前記提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、１又は複数の既存の予約において使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定する前記ステップは、
１又は複数の既存の予約において用いられるワイヤレス装置及び関連するアンテナビームを識別する１又は複数の受信された情報エレメントを処理し、
前記１又は複数の既存の予約において用いられる前記ワイヤレス装置及び関連するアンテナビームを、前記データベース内の情報と比較することを含む、請求項１６に記載のワイヤレス装置。
【請求項１８】
前記第２のワイヤレス装置との通信用の前記タイムスロットを予約するための前記情報エレメントが、
前記ワイヤレス装置を識別するソースＩＤフィールド、
前記第２のワイヤレス装置を識別する目標ＩＤフィールド、
前記提案される通信において前記ワイヤレス装置によって使用されるべきアンテナビームを識別するソースビームフィールド、及び
前記第２のワイヤレス装置との通信用の前記タイムスロットの予約の要求を示す予約ステータスビット、
を含む、請求項１４に記載のワイヤレス装置。
【請求項１９】
前記指向性アンテナシステムは、各々が１つのアンテナビームに対応する複数のアンテナを有する、請求項１４に記載のワイヤレス装置。
【請求項２０】
前記指向性アンテナシステムは、操向可能なアンテナを有する、請求項１４に記載のワイヤレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．（米国特許法）§１１９（ｅ）の下、２００７年１月１６日出願の米国仮特許出願第６０／８８５，１７５号の優先権の利益を主張する。その仮特許出願の内容は、あたかも完全にここに記載されているように、参照によって本願明細書に盛り込まれるものとする。
【０００２】
本発明は、ワイヤレス通信の分野に関し、特に、指向性アンテナを用いる通信ネットワークにおけるワイヤレス通信のシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
次世代のワイヤレス通信ネットワークにおいて、動作周波数は、多くの場合、以前のシステムよりも非常に高い。例えば、これらのネットワークのいくつかは、数ＧＨｚのレンジの周波数又はより高い周波数で動作する。残念ながら、これらのより高い周波数でブロードキャストされ又は送信される信号は、特に建物の壁のような介在する対象物を通過するとき、より低い動作周波数の信号と比較して、実質的により大きな減衰を被る。結果として、送信機パワーレベルが、実質的に増加されない限り（これは、許されないことが多い）、これらのより高い周波数で動作するワイヤレス装置のための通信レンジは、実質的に低減される。
【０００４】
これらのより高い周波数帯の問題を緩和する１つの解決策は、ワイヤレス装置による指向性アンテナの使用である。良く知られているように、送信又はブロードキャストアンテナパターンのビーム幅が低減される場合、あたかも送信機パワーレベルが増加されたかのような効果を有するアンテナ利得が、達成される。同様に、受信アンテナパターンのビーム幅が、低減される場合、あたかも受信パワーレベルが増加されたかのような効果を有するアンテナ利得が、達成される。送信及び受信のための十分に狭いビーム幅（すなわち十分なアンテナ利得）を有する指向性アンテナを用いることによって、ワイヤレス装置は、許容できる通信レンジをなお維持しながら、より高い周波数帯で動作することが可能である。
【０００５】
ワイヤレス装置が送信及び／又は受信のために指向性アンテナを使用する通信ネットワークの付加的な利点は、空間の再利用である。すなわち、ワイヤレス装置は、それらのアンテナビームを異なる方向に向け、互いに干渉することなく同時に送信を行うことができる。例えば、図１Ａは、ワイヤレス装置１２Ａ又はワイヤレス装置１２Ｃのみが所与の時間に送信することができる通信ネットワーク１０を示す。さもなければ、ワイヤレス装置１２Ａからの送信及びワイヤレス装置Ｃからの送信は、装置１２Ｂ及び１２Ｄにおいて衝突する。対照的に、図１Ｂは、空間再利用を用いる通信ネットワーク２０を示す。通信ネットワーク２０において、装置２２Ａは、装置２２Ｄと通信することができ、同時に、装置２２Ｃは、装置２２Ｂと通信する。図１Ａに示される通信ネットワーク１０と比較して、空間再利用を用いる図１Ｂに示される通信ネットワーク２０は、スペクトル効率を２倍にすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空間再利用を可能にするために、ワイヤレス装置は、ワイヤレスネットワークの進行中の送信の持続時間だけでなく、送信の方向にも気づいていなければならない。例えば、図１Ｂにおいて、ワイヤレス装置２２Ａは、ワイヤレス装置２２Ａの送信が、ワイヤレス装置２２Ｂにおいて受信される他の送信と衝突しないように、ワイヤレス装置２２Ｂのアンテナがどの方向に向けられているかを知っていなければならない。更に、ワイヤレス装置２２Ａは、ワイヤレス装置２２Ｂ及び２２Ｃからの送信が、それ自身の受信器における他の送信（例えば、装置２２ＤからのＡＣＫ）の適切な受信と干渉しないことを確実にしなければならない。
【０００７】
従って、空間再利用を用いる通信ネットワークのワイヤレス装置は、その提案される通信がワイヤレスネットワーク内の進行中の通信との干渉を引き起こさない場合のみ、新しい通信を開始すべきである。
【０００８】
従って、空間再利用及び資源予約を用いる通信ネットワークにおいて、既存の通信への干渉を引き起こすいかなる新しい予約も、防止されるべきである。特に、空間再利用及び資源予約を用いる、中央制御装置なしの分散通信ネットワークにおいて、ワイヤレス装置は、ワイヤレスネットワーク内の進行中の通信との干渉を引き起こす新しい予約を行うことを控えるべきである。
【０００９】
従って、空間再利用を用いる通信ネットワークにおいて資源予約を確立する方法及びプロトコルであって、任意の新しい予約がワイヤレスネットワーク内の既存の通信との干渉を引き起こさないことを確実にする方法及びプロトコルを提供することが望ましい。更に、空間再利用を用いる通信ネットワークにおいて資源予約を確立する方法を実行するワイヤレス装置であって、いかなる新しい予約もワイヤレスネットワーク内の既存の通信への干渉を引き起こさないことを確実にするワイヤレス装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一見地において、通信ネットワークにおいて第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の通信用のタイムスロットを予約する方法が提供される。方法は、当該タイムスロットに関する任意の既存の予約を見つけるために、通信ネットワーク内のビーコン送信している装置から受信されるビーコン内の情報エレメントをサーチすることを含み、情報エレメントは、既存の予約において用いられるワイヤレス装置及び関連するアンテナビームを識別する。既存の予約が当該タイムスロットに関して見つからない場合、方法は、第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の通信用のタイムスロットを予約するための情報エレメントを送信することを含む。１又は複数の既存の予約が、当該タイムスロットに関して見つけられる場合、方法は、当該タイムスロットに関する任意の既存の予約において通信する任意の他のワイヤレス装置及び関連するアンテナビームを見つけるために、ビーコン送信している装置から受信されるビーコン内の情報エレメントをサーチするステップと、ワイヤレス装置及びアンテナビームのローカルデータベースを調べて、第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、当該タイムスロットに関する１又は複数の既存の予約において通信する他のワイヤレス装置及び関連するアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、当該タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の通信用のタイムスロットを予約するための情報エレメントを送信するステップと、を含む。
【００１１】
本発明の他の見地において、通信ネットワークにおいて第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の通信用のタイムスロットを予約する方法が提供される。この方法は、第１のワイヤレス装置において、当該タイムスロット内の第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、当該タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、当該タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の通信用の当該タイムスロットを予約するための情報エレメントを送信するステップと、を含む。
【００１２】
本発明の更に別の見地において、通信ネットワークにおいて動作するように適応されるワイヤレス装置は、通信ネットワークにおいて複数の異なる方向で通信するように適応される指向性アンテナシステムと、当該タイムスロット内の第２のワイヤレス装置との提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、当該タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉するかどうか判定するステップと、第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の提案される通信において使用されるべき任意のアンテナビームが、当該タイムスロットに関する任意の既存の予約において任意の他のワイヤレス装置によって使用される任意のアンテナビームと干渉しない場合、ワイヤレス装置に、第２のワイヤレス装置との通信用の当該タイムスロットを予約するための情報エレメントを送信させるステップと、を含む方法を実行するように適応されるプロセッサと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】全方向性アンテナを用いるワイヤレス装置を有する通信ネットワークを示す図。
【図１Ｂ】指向性アンテナを用いるワイヤレス装置を有する、空間再利用を用いる通信ネットワークを示す図。
【図２】ワイヤレス装置の一実施例の機能ブロック図。
【図３】通信ネットワークの一実施例を示す図。
【図４】通信ネットワークにおいて資源予約を確立する方法の一実施例を示すフローチャート。
【図５】通信ネットワークにおいてタイムスロットを予約するために送信されることができる情報エレメントの一実施例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図２は、ワイヤレス装置２００の機能ブロック図である。当業者であれば分かるように、図２に示されるさまざまな「部分」の１つ又は複数は、ソフトウェアによって制御されるマイクロプロセッサ、ハードワイヤード論理回路又はその組み合わせを使用して、物理的に実現されることができる。更に、前記部分は、説明の目的で図２において機能的に分離されているが、それらは、任意の物理的な実現においてさまざまに組み合わせられることができる。
【００１５】
ワイヤレス装置２００は、トランシーバ２１０、プロセッサ２２０、メモリ２３０及び指向性アンテナシステム２４０を有する。
【００１６】
トランシーバ２１０は、ワイヤレスネットワークの標準プロトコルに従って、通信ネットワークにおいて他のワイヤレス装置と通信する機能をワイヤレス装置２００に提供する。例えば、一実施例において、ワイヤレス装置２００は、ＩＥＥＥ８０２．１１に従って動作する通信ネットワークにおいて通信するように適応される。
【００１７】
プロセッサ２２０は、ワイヤレス装置２００の機能を提供するために、メモリ２３０と共に１又は複数のソフトウェアアルゴリズムを実行するように構成される。有利には、プロセッサ２２０は、それがワイヤレス装置２００のさまざまな機能を実施することを可能にする実行可能なソフトウェアコードを記憶するためのそれ自身のメモリ（例えば不揮発性メモリ）を有する。代替として、実行可能なコードは、メモリ２３０内の指定されたメモリ位置に記憶されることができる。
【００１８】
指向性アンテナシステム２４０は、複数の方向において他のワイヤレス装置と通信するために複数のアンテナビームから選択する能力をワイヤレス装置２００に提供する。一実施例において、指向性アンテナシステム２４０は、各々が１つのアンテナビームに対応する複数のアンテナを有する。別の実施例において、指向性アンテナシステム２４９は、複数の異なる方向にビームを形成するために複数の異なるアンテナ素子を組み合わせることができる操向可能なアンテナを有する。
【００１９】
図３は、ワイヤレス装置３１０―１、３１０―２、３１０―３及び３１０―４を有する通信ネットワーク３００の一実施例を示す。
【００２０】
有利には、通信ネットワーク３００は、ワイヤレス装置３１０―１乃至３１０―４のための中央制御装置なしの分散ネットワークである。更に、有利には、ワイヤレス装置３１０―１乃至３１０―４は、指向性アンテナを用い、通信ネットワーク３００は、空間再利用を用いる。通信ネットワーク３００は、資源予約を支援する。特に、通信ネットワーク３００は、一連の連続した「スーパーフレーム」において通信する。各スーパーフレームは、複数のタイムスロット（例えば、２５６タイムスロット／スーパーフレーム）を含む。更に、通信ネットワーク３００は、各スーパーフレーム内に１つのビーコン期間を生成する第１のビーコン送信装置を有し、各ビーコン期間は更に、複数のビーコンスロットを含む。各ビーコン送信装置は、各ビーコン期間内に通信ネットワーク３００においてビーコンをブロードキャストする。各ビーコンは更に、以下に詳述するように１又は複数の情報エレメントを含むことができる。
【００２１】
有利には、各ワイヤレス装置３１０―ｉは、その隣り合ったワイヤレス装置３１０の方向及びそれらのアンテナビームのうちいくつかの又は全ての方向に関する情報のデータベースを有する。具体的には、各ワイヤレス装置３１０―ｉは、そのアンテナビームの各々について、通信ネットワーク３００内のどの他のワイヤレス装置３１０及び関連するアンテナビームが、当該アンテナビームと干渉するかを判定するために、使用されることができる情報を記憶する。このような情報は、ネイバー装置から受信されるビーコンを介して得られることができ、又はオンデマンドのネイバー発見プロトコルを介して得られることができる。これは、この開示の範囲外である。更に、ワイヤレス装置３１０―１乃至３１０―４の各々は、図２のワイヤレス装置２００に従って構成されることができる。その場合、データベースは、メモリ２３０に記憶されることができる。
【００２２】
従って、ここで、各装置が、その隣り合ったワイヤレス装置及びそれらの関連するアンテナビームの相対的な方向に関する情報を記憶しているものとする。例えば、図３に示すように、ワイヤレス装置３１０―１は、ワイヤレス装置３１０―２と通信するためにビーム＃１を使用するべきであることを知っており、装置３２０―２は、ワイヤレス装置３１０―１と通信する場合、ビーム＃３を使用することを知っている。
【００２３】
従って、通信ネットワーク３００において資源予約を確立する方法が、図３―図５に関して説明される。
【００２４】
図４は、通信ネットワーク３００において資源予約を確立する方法の一実施例を示すフローチャートである。具体的には、図４は、通信ネットワーク３００において第１のワイヤレス装置及び第２のワイヤレス装置の間の通信用の１又は複数のタイムスロットを予約する方法を示す。
【００２５】
第１のステップ４１０において、第１のワイヤレス装置（例えば、３１０―１）は、（複数の）所望のタイムスロットが、他のワイヤレス装置による使用のために既に予約されているかどうか調べて判定する。有利には、ワイヤレス装置３１０―１は、１又は複数の他のビーコン装置から受信されるビーコン内の情報エレメントを、すべてのタイムスロットの利用、その隣り合ったワイヤレス装置３１０―ｉの方向及びそれらの（複数の）予約において使用されるそれらのアンテナビームの方向に関する情報のデータベースと比較することによって、判定を行う。
【００２６】
（複数の）タイムスロットが既存の予約を有さず、従って利用可能である場合、ステップ４２０において、ワイヤレス装置３１０―１は、第２のワイヤレス装置（例えば、３１０―４）との通信用の（複数の）タイムスロットを予約するための情報エレメント（ＩＥ）をそのビーコン内で送信する。
【００２７】
図５は、通信ネットワーク３００においてタイムスロットの予約を要求するために送信されることができる情報エレメント（ＩＥ）５００の一実施例を示す。情報エレメント５００は、制御フィールド（例えば、空間再利用予約プロトコル（ＳＲＰ）制御フィールド）５１０、ビーム索引フィールド５２０、ソースＩＤフィールド５３０、目標ＩＤフィールド５４０、及び１又は複数の割り当て（例えば、ＳＲＰ割り当て）フィールド５５０ｉを含む。ビーム索引フィールド５２０は、ソースビーム索引サブフィールド５２２及び目標ビーム索引サブフィールド５２４を含む。
【００２８】
ワイヤレス装置３１０―１が、第２のワイヤレス装置（例えば３１０―４）との通信用の（複数の）タイムスロットの予約を要求するために情報エレメント５００を送信する場合、情報エレメント５００は、提案される通信において第１のワイヤレス装置３１０―１によって使用されようとするビーム索引を識別するビーム番号を、ソースビーム索引サブフィールド５２２内に有する。しかしながら、ワイヤレス装置３１０―１は、目標ビーム索引サブフィールド５２４を空のままにしておき、第２のワイヤレス装置３１０―４が予約要求を確認する場合、第２のワイヤレス装置３１０―４によって満たされるようにする。更に、制御フィールド５１０内の予約ステータスビットは、ＩＥ５００が予約のための要求であることを示すためにセットされる（例えば０にセットされる）。
【００２９】
再び図４を参照して、（複数の）所望のタイムスロットが利用できない（すなわち、１又は複数の既存の予約が、要求されたタイムスロットと重なる）場合、ステップ４３０において、ワイヤレス装置３１０―１は、任意の既存の予約の任意のビーム索引が、ワイヤレス装置３１０―１及びその意図される目標ワイヤレス装置３１０―４が提案される通信のために使用しようとするビームの任意の索引と合致するかどうか調べて判定する。
【００３０】
合致がある場合、それは潜在的な干渉を意味するので、ワイヤレス装置３１０―１は、この予約を確立することができず、プロセスは、ステップ４４０において終了する。
【００３１】
合致がない場合、ステップ４５０において、ワイヤレス装置３１０―１は、そのビーコン内に情報エレメント（ＩＥ）５００を追加することによって、所望の予約要求を開始する。
【００３２】
ワイヤレス装置３１０―４が、目標ＩＤが装置自身のＩＤと合致するＩＥ５００を有するビーコンを受信すると、ワイヤレス装置は、第１のワイヤレス装置３１０―１及び第２のワイヤレス装置３１０―４の間の通信用の１又は複数のタイムスロットの予約の確認を示すために、予約ステータスビットがＩＥ５００内にセットされ（提案された予約が実現可能である場合、１にセットされる）、目標ビーム索引サブフィールド５２４が、通信の際第２のワイヤレス装置３１０―４によって使用されるビーム索引を識別するビーム番号で埋められることを除いて、上記のステップ４１０―４３０を繰り返す。
【００３３】
具体例が、ここで図３を参照して説明される。ここで、各ワイヤレス装置は、そのネイバー装置との通信のために選択する４つのビームを有する。ワイヤレス装置３１０―２及び３１０―３が、通信のための予約を既に確立しているものとする。ここで、ワイヤレス装置３１０―１は、それ自身とワイヤレス装置３１０―４との間の通信のために（複数の）同じタイムスロットを予約することを試みる。ワイヤレス装置３１０―１は、ビーコン送信している装置によって送られたビーコン内のＩＥ５００から、ワイヤレス装置３１０―２及び３１０―３がビーム＃４及び＃２を使用していることに気づくので、ワイヤレス装置３１０―１がビーム＃４を使用するとき、新しい予約は、それが確立されると、ワイヤレス装置３１０―２又は３１０―３と干渉しないことを知る。ワイヤレス装置３１０―１は、そのビーコンにＩＥ５００を含め、最終的に、装置３１０―４が、このＩＥ５００を受信する。ワイヤレス装置３１０―４は、同じプロシージャをたどり、そのビーム＃３がワイヤレス装置３１０―２及び３１０―３による送信と干渉しないことを認識する。従って、新しい予約が、確立される。この特定のシナリオにおいて、ワイヤレス装置３１０―１は、それがビーム＃１を使用する場合のみ、ワイヤレス装置３１０―２又は３１０―３と干渉する可能性があることが注意されるべきである。他方、ワイヤレス装置３１０―１は、ビーム＃１を使用するときでさえ、ワイヤレス装置３１０―２及び３１０―３の間の送信と決して干渉しない。
【００３４】
ここで、装置３１０―１及び３１０―２が、既に予約を確立しているケースを考える。ここで、装置３１０―３は、同じタイムスロットを使用して、装置３１０―４との予約を確立することを試みる。しかしながら、装置３１０―３は、装置３１０―１及び３１０―２がそれらの予約においてビーム＃１及び＃３を使用していることを知るので、装置３１０―３は、ビーム＃３の使用が装置３１０―１において衝突を引き起こすので、装置３１０―４と通信するためにビーム＃３を使用することができないことを認識する。従って、装置３１０―１／３１０−２及びワイヤレス装置３１０―３／３１０−４の間の同時伝送は、実現不可能である。
【００３５】
好適な実施例が、ここに開示されているが、多くのバリエーションが、本発明の概念及び範囲内にありながら可能である。このようなバリエーションは、当業者には、明細書、図面及び請求項を精査した後明らかになるであろう。従って、本発明は、添付の請求項の製品及び範囲内を除いて制限されるべきでない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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