(57)【要約】  ビーコン信号を放送及び受信するシステムは、ビーコン送信器３１０、４００及びビーコン受信器３２０、５００を含む。前記ビーコン送信器は、ビーコン信号を生成するビーコン信号生成器４１０、及び複数のスーパーフレーム３３０の各々におけるビーコン期間３４０中のＭ個のビーコンスロット３４２の各ビーコンスロット中にＭ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記ビーコン信号を選択的に送信する指向性アンテナシステム４２０を含む。前記ビーコン受信器は、前記ビーコン信号を受信及び検出するビーコン信号検出器５１０、及びメインローブを含むアンテナパターンを持ち、前記スーパーフレームの１つのスーパーフレームの時間期間と実質的に等しい時間期間を各々持つ複数の受信器フレームの各々の間にＮ個の異なる方向の選択された１つの方向に前記メインローブを選択的にステアリングするように構成された指向性アンテナシステム５２０を含む。
2010514247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーコン信号を放送する方法において、
少なくともＭ個のビーコンスロットを持つビーコン期間を各々含む複数のスーパーフレームを規定するステップと、
前記複数のスーパーフレームの各々における前記ビーコン期間中に放送されるべきビーコン信号を生成するステップと、
前記ビーコン期間中の前記Ｍ個のビーコンスロットの各々の間にＭ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記ビーコン信号を放送するステップであって、前記ビーコン信号が、各ビーコン期間中にＭ個全ての方向に放送される、当該放送するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記ビーコン信号は、ビーコン受信器が受信器フレームをペイロードデータ通信に対する前記スーパーフレームと同期することを可能にするビーコンデータを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各スーパーフレームが、ビーコン装置とビーコン受信装置との間でペイロードデータを通信する複数のデータスロットを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ペイロードデータがビデオデータを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｍ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記ビーコン信号を選択的に放送するステップが、前記対応する方向に指向性アンテナパターンのメインローブを向けるステップを有し、前記方向の数Ｍは、前記メインローブの少なくとも一部が各ビーコン期間中に少なくとも３６０度の範囲にわたりステアリングされるような数である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記Ｍ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記指向性アンテナパターンのメインローブを向けるステップが、フェーズドアレイアンテナをステアリングするステップを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｍ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記指向性アンテナパターンのメインローブをステアリングするステップが、複数のアンテナ素子の１以上を選択するステップを有し、前記複数のアンテナ素子の各々が、他のアンテナ素子と異なる中心方向を持つ対応するメインローブを提供する、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ビーコン信号を生成するように構成されたビーコン信号生成器と、
複数のスーパーフレームの各々におけるビーコン期間中のＭ個のビーコンスロットの各ビーコンスロット中にＭ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記ビーコン信号を放送するように構成され、各ビーコン期間中にＭ個全ての方向に前記ビーコン信号を放送する指向性アンテナシステムと、
を有するビーコン送信装置。
【請求項９】
前記指向性アンテナシステムがフェーズドアレイアンテナを有する、請求項８に記載のビーコン送信装置。
【請求項１０】
前記指向性アンテナシステムが、複数のアンテナ素子を有し、前記複数のアンテナ素子の各々が、他のアンテナ素子と異なる中心方向を持つ対応するメインローブを提供する、請求項８に記載のビーコン送信装置。
【請求項１１】
前記指向性アンテナシステムが、選択された方向に指向性アンテナパターンのメインローブを向けるように構成され、前記方向の数Ｍは、前記メインローブの一部が各ビーコン期間中に少なくとも３６０度の範囲にわたりステアリングされるような数である、請求項８に記載のビーコン送信装置。
【請求項１２】
前記ビーコン信号は、ビーコン受信器がペイロードデータ通信に対するビーコン送信器と同期することを可能にするビーコンデータを含む、請求項８に記載のビーコン送信装置。
【請求項１３】
各スーパーフレームが、前記ビーコン送信装置とビーコン受信装置との間でペイロードデータを通信する複数のデータスロットを含む、請求項８に記載のビーコン送信装置。
【請求項１４】
前記ペイロードデータがビデオデータを含み、前記ビーコン送信装置が、前記ビデオデータを受信する放送テレビ受信器、ケーブルテレビ受信器、衛星テレビ受信器、ビデオテーププレーヤ、及びビデオディスクプレーヤの少なくとも１つに接続される、請求項８に記載のビーコン送信装置。
【請求項１５】
複数のスーパーフレームの各々におけるビーコン期間中のＭ個のビーコンスロットの各ビーコンスロット中にＭ個の異なる方向の選択された１つの方向にビーコン装置により放送されるビーコン信号を受信する方法において、
（１）前記スーパーフレームの１つのスーパーフレームの時間期間に実質的に等しい時間期間を持つ受信器フレーム中にＮ個の方向の第１の方向に指向性アンテナパターンのメインローブを向けるステップと、
（２）前記受信器フレーム中にビーコン信号を捜索するステップと、
（３）前記ビーコン信号が前記受信器フレーム中に検出されない場合に、次の受信器フレーム中にＮ個の方向の次の１つの方向に前記指向性アンテナパターンのメインローブを向けるステップと、
（４）前記ビーコン信号が検出されるまで前記ステップ（２）及び（３）を繰り返すステップと、
を有する方法。
【請求項１６】
前記Ｎ個の方向の第１の方向に前記指向性アンテナパターンのメインローブを向けるステップが、フェーズドアレイアンテナをステアリングするステップを有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記Ｎ個の方向の第１の方向に前記指向性アンテナパターンのメインローブを向けるステップが、複数のアンテナ素子の１以上を選択するステップを有し、前記複数のアンテナ素子の各々が、他のアンテナ素子と異なる中心方向を持つ対応するメインローブを提供する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記方向の数Ｎは、前記メインローブの少なくとも一部が、Ｎ個の受信器フレーム中に少なくとも３６０度の範囲にわたりステアリングされるような数である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
複数のスーパーフレームの各々におけるビーコン期間中のＭ個のビーコンスロットの各ビーコンスロット中にＭ個の異なる方向の選択された１つの方向に放送されるビーコン信号を受信する方法において、
ビーコン信号を受信し、検出するように構成されたビーコン信号検出器と、
前記ビーコン信号検出器の入力部に結合され、メインローブを含むアンテナパターンを持ち、前記スーパーフレームの１つのスーパーフレームの時間期間に実質的に等しい時間期間を各々持つ複数の受信器フレームの各々の間にＮ個の異なる方向の１つの方向に前記メインローブを向けるように構成され、Ｎ個の連続した受信器時間期間中にＮ個全ての方向に前記アンテナパターンのメインローブをステアリングする指向性アンテナシステムと、
を有する無線装置。
【請求項２０】
前記指向性アンテナシステムがフェーズドアレイアンテナを有する、請求項１９に記載の無線装置。
【請求項２１】
前記指向性アンテナシステムが、複数のアンテナ素子を有し、前記複数のアンテナ素子の各々が、他のアンテナ素子と異なる中心方向を持つ対応するメインローブを提供する、請求項１９に記載の無線装置。
【請求項２２】
前記方向の数Ｎは、前記メインローブの少なくとも一部が各ビーコン期間中に少なくとも３６０度の範囲にわたりステアリングされるような数である、請求項１９に記載の無線装置。
【請求項２３】
各スーパーフレームが、複数のデータスロットを含み、前記無線装置が、前記複数のデータスロットの少なくとも１つのデータスロット中にペイロードデータを受信するように構成されたデータ受信器を更に有する、請求項１９に記載の無線装置。
【請求項２４】
前記ペイロードデータがビデオデータを含み、前記無線装置が、前記ビデオデータを表示するビデオディスプレイに接続される、請求項２３に記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び方法に関して、より具体的には、指向性アンテナを使用する無線装置に対するビーコン送信及び受信の方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
中央集権型及び分散型無線ネットワークの両方において、ビーコン信号は、無線装置間で重要な制御情報を搬送するのに幅広く使用されている。特に、"新しい"無線装置がちょうどオンにされる、又は１以上の他の無線装置（例えば無線アクセスポイント）が既に動作している領域にちょうど移動される場合、前記ビーコン信号は、前記"新しい"無線装置が他の既存の無線装置との通信を確立することを可能にする重要な情報を含む。このような情報は、無線装置間で通信を同期するタイミング情報、動作チャネル又は周波数、データ送信に対する時間スロット割り当て等を含みうる。
【０００３】
ビーコン信号は、通常は、ビーコン装置の送信範囲内の無線装置が前記ビーコンを受信することができるように放送される。過去には、このようなビーコン信号は、ビーコン送信器及びビーコン受信器の両方において全方向性又は実質的に全方向性のアンテナを使用して放送及び受信されていた。図１は、ビーコン装置１１０及び２つの無線ビーコン受信装置１２０を含む、このような全方向性ビーコン構成の一例を示す。
【０００４】
しかしながら、次世代無線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大幅に高い。例えば、これらのシステムの一部は、６０ＧＨｚ又はそれ以上の範囲の周波数で動作する。不幸なことに、これらのより高い周波数において放送又は送信される信号は、より低い動作周波数における信号と比較して−特に建物の壁のような介在物を通過する場合−実質的により大きな減衰を被る。結果として、送信器パワーレベルが実質的に増大されない限り（これはしばしば許容されない）、これらのより高い周波数で動作する無線装置の通信範囲は実質的に減少される。
【０００５】
これらのより高い周波数帯域の問題を軽減する１つの解決法は、無線装置による指向性アンテナの使用である。周知であるように、送信又は放送アンテナパターンのビーム幅が減少される場合、送信器パワーレベルが増大されたかのような効果を持つ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減少される場合、受信パワーレベルが増大されたかのような効果を持つアンテナ利得が達成される。送信及び受信に対して十分に狭いビーム幅（すなわち十分なアンテナ利得）を持つ指向性アンテナを使用することにより、無線装置は、許容可能な通信範囲を維持しながらより高い周波数帯域で動作することができる。
【０００６】
しかしながら、ビーコン信号を放送する無線装置が指向性アンテナを使用する場合、前記ビーコン信号は、アンテナパターンの方向にのみ放送される。したがって、前記ビーコン装置に対する通信範囲内にあることができる小さな割合の無線装置のみが、前記ビーコン信号を実際に受信することができる。更に、この問題は、受信無線装置も、ビームが前記ビーコン装置に向けられていないかもしれない指向性アンテナを使用する場合に悪化する。同時に、おそらく前記ビーコン装置又は前記ビーコン信号を捜索する"新しい"無線装置のどちらも互いに気付いていないので、前記ビーコン信号が前記ビーコン装置から前記無線装置に効果的に通信されることができるように、いずれの方向にアンテナを向けるべきか又はいつそれをやるべきかを知るすべがない。
【０００７】
図２は、ビーコン装置２１０並びにビーコン信号を捜索する２つの無線装置２２０ａ及び２２０ｂを含むこのような構成の一例を示す。無線装置２２０ａは、ビーコン装置２１０に向けられた指向性アンテナを持つが、ビーコン装置２１０が無線装置２２０ａから離れた方向に向けられた指向性アンテナを持つので、無線装置２２０ａは依然として前記ビーコン信号を受信することができない。同時に、ビーコン装置２１０は、無線装置２２０ｂに向けられた指向性アンテナを持つが、無線装置２２０ｂの指向性アンテナがビーコン装置２１０から離れた方向に向けられるので、無線装置２２０ｂは前記ビーコン信号を受信することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、指向性アンテナを使用する無線装置に対するビーコン送信及び受信の方法を提供することが望ましい。更に、指向性アンテナを使用するビーコン送信器であって、更に前記ビーコン送信器に対して如何なる方向に配置された無線装置にもビーコン信号を通信することができるビーコン送信器を提供することが望ましい。更に、無線装置であって、前記無線装置に対して如何なる方向に配置されたビーコン装置からのビーコン信号も受信することができる指向性アンテナを持つ無線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】
【０００９】
本発明の一態様において、ビーコン信号を放送する方法は、少なくともＭ個のビーコンスロットを持つビーコン期間を各々含む複数のスーパーフレームを規定するステップと、前記複数のスーパーフレームの各々の前記ビーコン期間中に放送されるべきビーコン信号を生成するステップと、前記ビーコン期間中の前記Ｍ個のビーコンスロットの各々の間にＭ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記ビーコン信号を放送するステップとを有し、前記ビーコン信号が各ビーコン期間中にＭ個全ての方向に放送される。
【００１０】
本発明の他の態様において、ビーコン送信装置は、ビーコン信号を生成するように構成されたビーコン信号生成器と、複数のスーパーフレームの各々におけるビーコン期間中のＭ個のビーコンスロットの各々の間にＭ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記ビーコン信号を放送するように構成された指向性アンテナシステムとを有し、前記指向性アンテナシステムは、各ビーコン期間中にＭ個全ての方向に前記ビーコン信号を放送する。
【００１１】
本発明の他の態様において、複数のスーパーフレームの各々におけるビーコン期間中のＭ個のビーコンスロットの各々の間にＭ個の異なる方向の選択された１つの方向にビーコン装置により放送されるビーコン信号が受信される。この方法は、（１）前記スーパーフレームの１つのスーパーフレームの時間期間に実質的に等しい時間期間を持つ受信器フレーム中にＮ個の方向の第１の方向に指向性アンテナパターンのメインローブを向けるステップと、（２）前記受信器フレーム中にビーコン信号を捜索するステップと、（３）前記ビーコン信号が前記受信器フレーム中に検出されない場合に、次の受信器フレーム中にＮ個の方向の次の方向に前記指向性アンテナパターンのメインローブを向けるステップと、（４）前記ビーコン信号が検出されるまで前記ステップ（２）及び（３）を繰り返すステップとを有する。
【００１２】
本発明の他の態様において、無線装置が、複数のスーパーフレームの各々におけるビーコン期間中のＭ個のビーコンスロットの各々の間にＭ個の異なる方向の選択された１つの方向においてビーコン信号放送を受信する。前記無線装置は、ビーコン信号を受信及び検出するように構成されたビーコン信号検出器と、前記ビーコン検出器の入力部に結合され、メインローブを含むアンテナパターンを持ち、前記スーパーフレームの１つのスーパーフレームの時間期間に実質的に等しい時間期間を各々持つ複数の受信器フレームの各々の間にＮ個の異なる方向の１つの方向に前記メインローブを向けるように構成された指向性アンテナシステムとを有し、前記指向性アンテナシステムは、Ｎ個の連続した受信器時間期間中にＮ個全ての方向に前記アンテナパターンの前記メインローブをステアリングする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】全方向性アンテナを使用してビーコン信号を放送及び受信する構成を示す。
【図２】指向性アンテナを使用してビーコン信号を放送及び受信する際の問題点を示す。
【図３】指向性アンテナを使用してビーコン信号を放送及び受信する構成の一実施例を示す。
【図４】図３の構成においてビーコン信号を放送することができる指向性アンテナシステムを持つビーコン装置の一実施例の機能的ブロック図である。
【図５】図３の構成においてビーコン信号を受信することができる指向性アンテナシステムを持つ無線装置の一実施例の機能的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、本発明の好適な実施例が図示される添付の図面を参照して以下に更に詳しく記載される。本発明は、しかしながら、異なる形式で実施されてもよく、ここに記載される実施例に限定されるように解釈されるべきでない。むしろ、これらの実施例は、本発明の教示的例として提供される。
【００１５】
図３は、指向性アンテナを使用してビーコン信号を放送及び受信する構成の一実施例を示す。図３は、無線ビーコン通信装置（ビーコン装置）３１０及び無線ビーコン受信装置３２０を示す。
【００１６】
ビーコン装置３１０は、ビーコン信号を生成するビーコン信号生成器と、前記ビーコン信号を送信する指向性アンテナシステムとを含む。ビーコン装置３１０の前記指向性アンテナシステムは、図３に示されるメインローブを持つ指向性アンテナパターンを生成する。ビーコン装置３１０の前記指向性アンテナシステムは、複数、Ｍ個の異なる方向に前記メインローブをステアリングする又は切り替えることができる。図面及び説明を単純化するために、図３の例は、Ｍ＝４の場合を示す。しかしながら、Ｍは、４より大幅に大きいことが可能であり、一般にそうである。１つの模範的実施例において、Ｍ＝２０である。有益には、方向の数Ｍは、前記メインローブの幅と一緒に考慮して、前記メインローブの少なくとも一部が少なくとも３６０度の範囲にわたりステアリングされることができるのに十分に大きい。
【００１７】
図３に示されるように、ビーコン装置３１０は、複数のスーパーフレーム３３０において送信することにより動作する。各スーパーフレーム３３０は、複数のビーコンスロット３４２を有する。有益には、ビーコンスロット３４２の数は、ビーコン装置３１０の前記指向性アンテナがステアリングされる又は切り替えられるように構成される方向の数Ｍに等しい。
【００１８】
有益には、図３の模範的実施例において、各スーパーフレーム３３０は、ペイロードを送信する複数のデータスロット３５０をも含む。一実施例において、前記ペイロードデータは、以下に更に詳細に説明されるように、ビデオデータ、又はオーディオデータ及びビデオデータの組み合わせであることができる。ペイロードデータは、ビーコン装置３１０及び／又は近くの他の無線装置によりデータスロット３５０中に送信されることができる。
【００１９】
無線装置３２０は、ビーコン信号検出器、及び前記ビーコン検出器の入力部に結合された指向性アンテナシステムを含む。無線装置３２０の前記指向性アンテナシステムは、メインローブを持つ指向性アンテナパターンを生成する。無線装置３２０の前記指向性アンテナシステムは、複数Ｎの異なる方向に前記メインローブをステアリングする又は切り替えることができる。図面及び説明を単純化するために、図３の例は、Ｎ＝４の場合を示す。しかしながら、Ｎは４より大幅に大きいことが可能であり、一般にはそうであると理解されるべきである。１つの模範的実施例において、Ｎ＝２０である。有益には、方向の数Ｎは、前記メインローブの幅と一緒に考慮して、前記メインローブの少なくとも一部が少なくとも３６０度の範囲にわたりステアリングされることができるように十分に大きい。図３の例の単純化のために、無線装置３２０の前記指向性アンテナシステムの方向の数Ｎは、ビーコン装置３１０の前記指向性アンテナシステムの方向の数Ｍと同じであるが、一般にＮがＭと同じである必要はないことに注意すべきである。
【００２０】
動作的に、図３の構成は、以下のように機能する。
【００２１】
無線装置３２０とビーコン装置３１０（及び／又は他の無線装置）との間で通信を確立するために、ビーコン信号は、第一に、無線装置３２０に成功裏に通信されなければならない。前記ビーコン信号は、"新しい"無線装置３２０がビーコン装置３１０及び／又は他の既存の無線装置との通信を確立することを可能にする重要な情報を含む。このような情報は、前記無線装置間で通信を同期するタイミング情報、動作チャネル又は周波数、データ送信に対する時間スロット割り当て等を含むことができる。
【００２２】
最初に、ビーコン装置３１０が、以下により詳細に記載されるように、スーパーフレーム３３０に基づいて確立されたタイミングを持ち、各スーパーフレーム３３０内のビーコン期間３４０中にビーコン信号を送信する。この後に、無線装置３２０は、オンにされるか、ビーコン装置３１０が既に動作している領域に移動するか、又はことによるとビーコン装置３１０との同期を失う（例えば、所定の時間長に対してビーコンを受信するのに失敗する）かのいずれかである。したがって、先験的な位置／方向情報が、ビーコン装置３１０及び無線装置３２０に互いに対して利用可能ではない。更に、無線装置３２０は、ビーコン装置３１０と同期されていないと仮定される。しかしながら、無線装置３２０は、スーパーフレーム３３０の近似的な時間長の先験的情報を持つと仮定される。したがって、無線装置３２０は、１つのスーパーフレーム３３０の長さに実質的に等しい長さを各々持つ一連の"受信器フレーム"を確立する。ここで使用されるように、用語"受信器フレーム"は、必ずしもスロット等を持つ特定の通信フレームを意味しないが、単純に、ビーコン装置３１０により放送されるスーパーフレーム３３０と本質的に同じ時間長を各々持つが、スーパーフレーム３３０に同期されていないかもしれない前記受信器により確立された時間フレーム又は時間期間の繰り返しセットを意味する。
【００２３】
ビーコン装置３１０は、各スーパーフレーム３３０のビーコン期間３４０中のＭ個のビーコンスロット３４２の各ビーコンスロット中にＭ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記ビーコン信号を放送する。このように、前記ビーコン信号は、各スーパーフレーム３３０内の各ビーコン期間３４０中にＭ個全ての方向に放送される。もちろん、ビーコン装置３１０は、前記Ｍ個の方向に前記ビーコン信号を送信するＭより多いビーコンスロット３４２を使用してもよく、これは、効率性を犠牲にして、幾らかの冗長性又は他の利点を提供することができる。また、図３に示されるように、ビーコン期間３４０は、スーパーフレーム３３０の開始時にＭ個のビーコンスロット３４２を有する１つの連続した時間期間であるが、ビーコン期間３４０は、ビーコンスロット３４２が前記ビーコン信号を放送するために提供されるスーパーフレーム３３０のどこでも如何なる連続又は非連続時間期間をも有することができると理解されるべきである。
【００２４】
同時に、無線装置３２０の前記指向性アンテナシステムは、第１の受信器フレーム中にＮ個の方向の第１の方向（例えば、方向Ｊ）に前記アンテナパターンのメインローブを向け、前記受信器フレーム中にビーコン信号を捜索する。前記ビーコン信号が受信される場合、無線装置３２０は、ビーコン装置３１０と同期し、通信を確立することができる。更に、無線装置３２０は、ここで、前記ビーコン信号が失われ、再取得が必要となる所定の時間期間が経過するまで、前記ビーコンを受信するためにビーコン装置３１０に向かう方向Ｊに前記指向性アンテナシステムを常にステアリングする又は切り替えるべきであることをも知る。
【００２５】
他方で、無線装置３２０が前記第１の受信器フレーム中に前記ビーコン信号を受信しない場合、前記指向性アンテナシステムは、次の受信器フレーム中にＮ個の方向の次の方向（例えば、方向Ｊ＋１）に前記指向性アンテナパターンのメインローブを向け、前記次の受信器フレーム中にビーコン信号を再び捜索する。
【００２６】
このプロセスは、Ｎ個全ての方向に対して、又はビーコン信号が検出されるまで繰り返される。このように、無線装置３２０の前記指向性アンテナシステムは、Ｎ個の連続した受信器フレーム（Ｎ個の連続したスーパーフレームに本質的に等しい時間期間）中にＮ個全ての方向において前記アンテナパターンのメインローブをステアリングするか、又はビーコン信号を検出するまでステアリングし、この場合ビーコン捜索プロセスを終了する。
【００２７】
図３に示される例において、無線装置３２０は、第２のスーパーフレーム３３０内の第３のビーコンスロット３４２中に前記ビーコン信号を受信する。
【００２８】
上述の構成によると、無線装置３２０がビーコン装置３１０からビーコン信号を受信するのにかかる最大時間が、スーパーフレーム３３０の長さ及び無線装置３２０の指向性アンテナシステムがメインローブを向ける異なる方向の数Ｎのみに依存すると理解されるべきである。すなわち、ビーコン装置３１０は、各スーパーフレーム３３０のビーコン期間３４０中に全ての方向に送信するので、完全なスーパーフレーム３３０中にビーコン装置３１０にアンテナパターンを向けさえすれば、無線装置３２０は、タイミングがビーコン装置３１０に同期されていなくても、前記ビーコン信号を受信することを保証される。無線装置３２０の指向性アンテナシステムは、Ｎ個の異なる可能な方向を持つので、Ｎ個のスーパーフレーム３３０内に前記ビーコン信号を受信することを保証される。
【００２９】
図４は、図３の構成においてビーコン信号を放送することができる指向性アンテナシステムを持つビーコン装置４００の一実施例の機能的ブロック図である。一実施例において、ビーコン装置４００は、ＩＥＥＥ８０２．１１アクセスポイントである。ビーコン装置４００は、スタンドアロン無線装置であることができ、又は他の装置に接続される又は一体化されることができる。図４に示される実施例において、ビーコン装置４００は、前記ビーコン信号に加えてオーディオ／ビデオペイロードデータを送信し、ビーコン装置４００にビデオ信号を供給する放送テレビ受信器、ケーブル受信器、衛星受信器、ビデオテーププレーヤ、又はビデオディスク（例えばＤＶＤ）プレーヤのようなオーディオ／ビデオソースに結合される。もちろん、ビーコン装置４００は、前記ビデオソースと同じ物理ユニットに組み込まれてもよい。
【００３０】
ビーコン装置４００は、ビーコン信号生成器４１０及び指向性アンテナシステム４２０を含む。
【００３１】
ビーコン信号生成器４１０は、ビーコン装置４００による定期的な放送に対するビーコン信号を生成する。一実施例において、ビーコン信号生成器４１０は、定期的に送信されるスーパーフレーム内のビーコン期間内の対応する数Ｍのビーコンスロット中の複数Ｍの異なる方向における送信用に前記ビーコン信号を生成する。もちろん、ビーコン信号生成器４１０は、Ｍ個の方向に前記ビーコン信号を送信するのにＭより多いビーコンスロットを使用することができ、これは、効率性を犠牲にして、幾らかの冗長性又は他の利点を提供することができる。
【００３２】
ビーコン信号生成器４１０は、時計、プロセッサ／コントローラ、メモリ、データフォーマッタ、信号変調器、ＲＦ又はマイクロ波送信器等のようなハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアの組み合わせを含むことができる。一実施例において、ビーコン信号生成器４１０は、スーパーフレーム内の指定された時間スロットにおいて様々な無線装置と通信されるべきペイロードデータを持つ前記スーパーフレームに前記ビーコン信号を一体化することができる。
【００３３】
指向性アンテナシステム４２０は、ビーコン信号生成器４１０から前記ビーコン信号を（例えば、一連のスーパーフレーム３３０として）含む送信されるべき信号を受信し、指向性アンテナシステム４２０により提供されるアンテナパターンによって、一度にＭ個の利用可能な方向の選択された１つの方向に前記信号を放射する。有益には、前記アンテナパターンは、前記放射されたエネルギのほとんどが集中されるメインローブを持つ。前記メインローブは、前記放射されたエネルギが前記メインローブの"中心"における最大放射エネルギより３ｄＢ低い点により規定されるビーム幅を持つといわれる。指向性アンテナシステム４２０は、Ｍ個の方向の１つの方向に前記メインローブを切り替える又はステアリングすることができ、有益には少なくとも３６０度の範囲に広がる。例えば、一実施例において、前記メインローブビーム幅は、約２０度であり、Ｍは２０であり、指向性アンテナシステム４２０は、Ｍ個の利用可能な方向の全てを順次的に選択することにより全ての可能な方向に前記メインローブを向けることができる。
【００３４】
指向性アンテナシステムは、フェーズドアレイアンテナ、又はオン及びオフに選択的に切り替えられることができる複数の個別の指向性アンテナ素子であって、前記複数のアンテナ素子の各々が他のアンテナ素子と異なる中心方向を持つ対応するメインローブを提供する当該複数のアンテナ素子を含む様々な実施例において実現されることができる。
【００３５】
指向性アンテナシステム４２０は、前記アンテナパターンのステアリング又は切り替えを制御するコントローラを更に含んでもよく、又はビーコン信号生成器４１０のプロセッサ／コントローラから１以上の信号を受信してもよい。いずれにしても、指向性アンテナシステム４２０は、前記ビーコン期間中のＭ個のビーコンスロットの各ビーコンスロット中にＭ個の異なる方向の対応する１つの方向に前記ビーコン信号を送信するように制御される。結果として、前記ビーコン信号は、各ビーコン期間中に、したがって各スーパーフレームにおいてＭ個全ての方向に放送される。
【００３６】
図５は、図３の構成においてビーコン信号を受信することができる指向性アンテナシステムを持つ無線装置５００の一実施例の機能的ブロック図である。図５に示された実施例において、無線装置５００は、前記ビーコン信号に加えてオーディオ／ビデオペイロードデータを受信し、ビデオディスプレイ、コンピュータディスプレイ、ハンドヘルドディスプレイ又は無線装置からビデオ信号を受信する他の装置のようなオーディオ／ビデオ表示装置に接続される。
【００３７】
無線装置５００は、ビーコン信号検出器５１０及び指向性アンテナシステム５２０を含む。
【００３８】
ビーコン信号検出器５１０は、ビーコン装置により放送されたビーコン信号を捜索し、検出する。一実施例において、ビーコン信号検出器５１０は、各々がスーパーフレームとおおよそ同じ長さである対応する数Ｎの受信器フレーム中に複数Ｎの異なる方向に前記ビーコン信号を捜索する。
【００３９】
ビーコン信号検出器５１０は、時計、プロセッサ／コントローラ、メモリ、ＲＦ又はマイクロ波受信器、信号復調器、データ検出器等のようなハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアの組み合わせを含みうる。一実施例において、ビーコン信号検出器５１０は、前記スーパーフレーム内の指定された時間スロットにおいてビーコン装置（又は他の無線装置）から通信されるペイロードデータを検出するのに同じ要素の一部又は全てを使用することができ、したがってデータ受信器を有する。
【００４０】
指向性アンテナシステム５２０は、指向性アンテナシステム５２０により提供されるアンテナパターンによって、一回にＮ個の利用可能な方向の選択された１つの方向においてビーコン装置から前記ビーコン信号を（例えば一連のスーパーフレーム３３０として）含む送信された信号を受信する。有益には、前記アンテナパターンは、前記放射されたエネルギのほとんどが集中されるメインローブを持つ。指向性アンテナシステム５２０は、Ｎ個の方向のいずれか１つの方向に前記メインローブを切り替える又はステアリングすることができ、これは、有益には少なくとも３６０度の範囲に広がる。例えば、一実施例において、前記メインローブビーム幅は、約２０度であり、Ｎは２０であり、指向性アンテナシステム５２０は、Ｎ個の利用可能な方向の全てを順次的に選択することにより全ての可能な方向に前記メインローブを向けることができる。
【００４１】
指向性アンテナシステム５２０は、フェーズドアレイアンテナ、又はオン及びオフに選択的に切り替えられることができる複数の個別の指向性アンテナ素子であって、前記複数のアンテナ素子の各々が他のアンテナ素子と異なる中心方向を持つ対応するメインローブを提供する当該複数のアンテナ素子を含む様々な実施例において実現されることができる。
【００４２】
指向性アンテナシステム５２０は、前記アンテナパターンのステアリング又は切り替えを制御するコントローラを更に含むことができるか、又はビーコン信号検出器５１０のプロセッサ／コントローラから１以上の信号を受信することができる。いずれにしろ、指向性アンテナシステム５２０は、ビーコン信号検出器５１０がビーコン信号を検出するまでＮ個の連続した受信器フレームの各受信器フレーム中にＮ個の異なる方向の対応する１つの方向にメインローブを向けるように制御される。結果として、無線装置５００は、大筋でＮ個の連続したスーパーフレームと同じ時間長である−Ｎ個の連続した受信器フレームの期間中にＮ個全ての方向において捜索することができる。
【００４３】
好適な実施例がここに記載されるが、本発明の概念及び範囲内に留まる多くの変形例が可能である。このような変形例は、この明細書、図面及び請求項の閲覧後に当業者に明らかになる。本発明は、したがって、添付の請求項の精神及び範囲内を除き限定されるべきでない。
【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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【国際調査報告】
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