(57)【要約】メッシュネットワークにおけるアソシエーションのための方法および装置が開示されうる。新ノードにおいて方法は、メッシュネットワーク内の複数のピアノードでディスカバリ手順を実行することと、各ピアノードとの一時的アソシエーション手順を開始することと、各ピアノードとの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：signal-to-interference and noise ratio）および各ピアノードの干渉の影響に少なくとも基づく選択アルゴリズムに基づいて複数のピアノードからピアノードのセットを選択することと、選択されたピアノードのセットとの最終アソシエーションを実行することを含むことができる。
2016511585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュネットワークにおける新ノードのアソシエーションのための方法であって、前記方法は、
前記メッシュネットワーク内の複数のピアノードとディスカバリ手順を実行することと、
各ピアノードとの一時的アソシエーション手順を開始することと、
各ピアノードとの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）および各ピアノードの干渉の影響に少なくとも基づく選択アルゴリズムに基づいて前記複数のピアノードからピアノードのセットを選択することと、
前記選択されたピアノードのセットとの最終アソシエーションを実行することと
を備える方法。
【請求項２】
前記一時的アソシエーション手順は、ビーコン応答間隔（ＢＲＩ）の間にリソースを予約して、前記新ノードが各ピアノードと通信できるようにする、請求項１の方法。
【請求項３】
前記ＢＲＩの予約は衝突を防ぐ、請求項２の方法。
【請求項４】
前記一時的アソシエーション手順は、各ピアノード内の前記新ノードの一時的コンテキストを生成する、請求項１の方法。
【請求項５】
前記新ノードは、ピアノードが１次ノードであるという条件で、各ピアノードを使用して運用、管理および保守（ＯＡＭ）センターに登録する、請求項４の方法。
【請求項６】
前記新ノードは、各ピアノードを使用して認証手順を実行する、請求項４の方法。
【請求項７】
前記新ノードは、各ピアノードとのＳＩＮＲベースのビームフォーミングを実行する、請求項４の方法。
【請求項８】
前記選択アルゴリズムは、各ピアノードリンクの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、各ピアノード上の負荷、ゲートウェイへのパスメトリック、制御スロット可用性を考慮に入れる、請求項１の方法。
【請求項９】
選択中に選択されない各ピアノードとの一時的アソシエーションは削除される、請求項１の方法。
【請求項１０】
ビーコン応答確認は次のビーコン応答間隔（ＢＲＩ）のオフセットを含む、請求項１の方法。
【請求項１１】
メッシュネットワークにおけるアソシエーションのための新ノードであって、
アンテナと、
前記アンテナに結合され、前記メッシュネットワーク内の複数のピアノードとディスカバリ手順を実行するように構成されたプロセッサと、
各ピアノードとの一時的アソシエーション手順を開始するようにさらに構成された前記プロセッサと、
各ピアノードとの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）および各ピアノードの干渉の影響に少なくとも基づく選択アルゴリズムに基づいて複数のピアノードからピアノードのセットを選択するようにさらに構成された前記プロセッサと、
前記選択されたピアノードのセットとの最終アソシエーションを実行するようにさらに構成された前記プロセッサと
を備えた新ノード。
【請求項１２】
前記一時的アソシエーション手順は、ビーコン応答間隔（ＢＲＩ）の間にリソースを予約して、前記新ノードが各ピアノードと通信できるようにする、請求項１１の新ノード。
【請求項１３】
前記ＢＲＩの予約は衝突を防ぐ、請求項１２の新ノード。
【請求項１４】
前記一時的アソシエーション手順は、各ピアノード内の前記新ノードの一時的コンテキストを生成する、請求項１１の新ノード。
【請求項１５】
前記新ノードは、ピアノードが１次ノードであるという条件で、各ピアノードを使用して運用、管理および保守（ＯＡＭ）センターに登録する、請求項１４の新ノード。
【請求項１６】
前記新ノードは、各ピアノードを使用して認証手順を実行する、請求項１４の新ノード。
【請求項１７】
前記新ノードは、各ピアノードとのＳＩＮＲベースのビームフォーミングを実行する、請求項１４の新ノード。
【請求項１８】
前記選択アルゴリズムは、各ピアノードリンクの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、各ピアノード上の負荷、ゲートウェイへのパスメトリック、および制御スロット可用性を考慮に入れる、請求項１１の新ノード。
【請求項１９】
選択中に選択されない各ピアノードとの一時的アソシエーションは削除される、請求項１１の新ノード。
【請求項２０】
ビーコン応答確認は次のビーコン応答間隔（ＢＲＩ）のオフセットを含む、請求項１１の新ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により内容を本明細書において援用する、2013年2月7日に出願した米国仮特許出願第61/761、962号明細書、および2013年9月6日に出願した米国仮特許出願第61/874、512号明細書の利益を主張するものである。
【０００３】
ミリ波（ｍｍＷ）周波数は膨大量のスペクトルをもたらす。６０ＧＨｚの無認可スペクトルは単独では約７ＧＨｚ（国によって異なる）であり、場合によっては、認可、軽度認可、または無認可スペクトルのいずれかとして使用可能となりうるものがさらにいっそう多くなる可能性もある。
【０００４】
ｍｍＷのリンクバジェットをクローズするため、高度な指向性アンテナが、必要とされることがあり、実際的となりうる（例えば、無線ＨＤデバイス）。６ＧＨｚ未満では不可能であるより高い周波数において活用されるべき相乗効果がある、すなわち、はるかに大きい空間再使用の可能性がある。ミリ波通信に必要とされるより高いゲインのアンテナは、意図されない受信機に見られる干渉を低減するより大きい指向性という関連する利益を有する。
【０００５】
ｍｍＷ周波数において、大きいキャリア帯域幅は、比較的低いわずかな帯域幅で達成可能である。これにより、膨大量のスペクトルに対処することができる単一無線ソリューションが可能になる。ｍｍＷ周波数を使用することはまた、高い指向性アンテナに起因する、および帯域幅を電力とトレードすること（シャノンの法則）による、より低い電力消費につながることもある。
【０００６】
しかし、多くの関連する課題がある。ｍｍＷキャリアは、高い透過損失、高い反射損失、およびわずかな回折を伴う、ほぼ光学的性質を有し、見通し内通信（ＬＯＳ：line of sight）に支配されるカバレッジに至る。ミリ波周波数はまた、多数の伝搬の課題（特に６０ＧＨｚ帯域の高い酸素吸収の懸念）に影響を受ける。
【発明の概要】
【０００７】
メッシュネットワークにおけるアソシエーションのための方法および装置が開示されうる。新ノードにおいて方法は、メッシュネットワーク内の複数のピアノードでディスカバリ手順を実行することと、各ピアノードとの一時的アソシエーション手順を開始することと、各ピアノードとの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：signal-to-interference and noise ratio）および各ピアノードの干渉の影響に少なくとも基づく選択アルゴリズムに基づいて複数のピアノードからピアノードのセットを選択することと、選択されたピアノードのセットとの最終アソシエーションを実行することを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
さらに詳細な理解は、添付図面と併せて一例として示した以下の説明から得られる。
【図１Ａ】１または複数の開示される実施形態が実施されうる例示的な通信システムを示すシステム図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示される通信システム内で使用されうる例示的な無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）を示すシステム図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示される通信システム内で使用されるエンドツーエンドのモバイルネットワークインフラストラクチャにおけるスモールセルバックホールを示すシステム図である。
【図１Ｄ】実施形態による３ＧＰＰセルラーネットワークおよび非３ＧＰＰネットワークアクセスインフラストラクチャの両方に適用されるｍｍＷバックホールを示すシステム図である。
【図２】同一のデバイスディスカバリ間隔（ＤＤＩ：device discovery interval）を占有するビーコン送信間隔（ＢＴＩ）およびビーコン応答間隔（ＢＲＩ）を備える例示的なスーパーフレーム構造を示す図である。
【図３】異なるＤＤＩを占有するＢＴＩおよびＢＲＩを備える例示的なスーパーフレーム構造を示す図である。
【図４】ＢＴＩおよびＢＲＩの間の新ノードとの指向性通信を示す、ネットワークノードにおける例示的なデバイスディスカバリ手順を示す図である。
【図５】ＢＴＩおよびＢＲＩの間の通信するネットワークノードとの指向性通信を示す、新ノードにおける例示的なデバイスディスカバリ手順を示す図である。
【図６】ビーコン順序ランダム化の例を示す図である。
【図７】ＢＲＩ予約を介するＢＲＩ衝突検出の例を示す図である。
【図８Ａ】新ノードのディスカバリ手順の例を示す図である。
【図８Ｂ】新ノードのディスカバリ手順の例を示す図である。
【図９Ａ】メッシュノードのビーコン手順の例を示す図である。
【図９Ｂ】メッシュノードのビーコン手順の例を示す図である。
【図９Ｃ】メッシュノードのビーコン手順の例を示す図である。
【図１０】新ノード送信（Ｔｘ）フェーズの例を示す図である。
【図１１】１次ノードＴｘフェーズの例を示す図である。
【図１２】ネイバーＴｘフェーズの例を示す図である。
【図１３Ａ】例示的なノード初期化手順を示す流れ図である。
【図１３Ｂ】例示的なノード初期化手順を示す流れ図である。
【図１３Ｃ】例示的なノード初期化手順を示す流れ図である。
【図１３Ｄ】例示的なノード初期化手順を示す流れ図である。
【図１３Ｅ】例示的なノード初期化手順を示す流れ図である。
【図１４】ピアノードと新ノードとの間の（認証による）一時的アソシエーションの例を示す図である。
【図１５】ピアノードと新ノードとの間の（認証によらない）一時的アソシエーションの例を示す図である。
【図１６】一時的アソシエーション状態マシンの例を示す図である。
【図１７】登録手順の例を示す図である。
【図１８】ファインビームトレーニング手順の例を示す図である。
【図１９Ａ】ＳＩＮＲベースのビーム選択手順の例を示す図である。
【図１９Ｂ】ＳＩＮＲベースのビーム選択手順の例を示す図である。
【図１９Ｃ】ＳＩＮＲベースのビーム選択手順の例を示す図である。
【図２０Ａ】ネイバー選択および最終アソシエーション手順の例を示す図である。
【図２０Ｂ】ネイバー選択および最終アソシエーション手順の例を示す図である。
【図２０Ｃ】ネイバー選択および最終アソシエーション手順の例を示す図である。
【図２１】最終アソシエーション手順の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１Ａは、１または複数の開示される実施形態が実施されうる例示的な通信システム１００を示す図である。通信システム１００は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなどのコンテンツを、複数の無線ユーザに提供する多重アクセスシステムであってもよい。通信システム１００は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共用を通じて、そのようなコンテンツにアクセスできるようにすることができる。例えば、通信システム１００は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）などの１または複数のチャネルアクセス方式を採用することができる。
【００１０】
図１Ａにおいて示されるように、通信システム１００は、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示される実施形態は、任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図することが理解されるであろう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは各々、無線環境において操作および／または通信するように構成された任意のタイプのデバイスであってもよい。例えば、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、無線信号を送信および／または受信するように構成されてもよく、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定または移動加入者ユニット、ページャー、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサー、家庭用電化製品などを含むことができる。
【００１１】
通信システム１００は、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含むこともできる。基地局１１４ａ、１１４ｂは各々、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／またはネットワーク１１２のような１または複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするため、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの少なくとも１つと無線でインターフェイスをとるように構成された任意のタイプのデバイスであってもよい。例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂは、無線基地局装置（ＢＴＳ）、Ｎｏｄｅ−Ｂ、ｅＮｏｄｅ  Ｂ、Ｈｏｍｅ  Ｎｏｄｅ  Ｂ、Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅ  Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルータなどであってもよい。基地局１１４ａ、１１４ｂは各々単一の要素として示されるが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含むことができることが理解されよう。
【００１２】
基地局１１４ａはＲＡＮ１０４の一部であってもよく、ＲＡＮ１０４はまた、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、リレーノードなどの、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）を含むこともできる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と称されることもある特定の地理的領域内の無線信号を送信および／または受信するように構成されてもよい。セルは、セルセクタにさらに分割されてもよい。例えば、基地局１１４ａに関連付けられているセルは、３つのセクタに分割されてもよい。従って、一実施形態において、基地局１１４ａは、３つの送受信機、すなわちセルのセクタごとに１つの送受信機を含むことができる。他の実施形態において、基地局１１４ａは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を採用することができるので、セルの各セクタに対して複数の送受信機を使用することができる。
【００１３】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、エアインターフェイス１１６を介して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１または複数と通信することができ、エアインターフェイス１１６は（例えば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光線など）任意の適切な無線通信リンクであってもよい。エアインターフェイス１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立されてもよい。
【００１４】
さらに具体的には、前述のように、通信システム１００は、多重アクセスシステムであってもよく、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどの１または複数のチャネルアクセス方式を採用することができる。例えば、ＲＡＮ１０４内の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を使用してエアインターフェイス１１６を確立することができるユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）のような無線技術を実施することができる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／またはＥｖｏｌｖｅｄ  ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）のような通信プロトコルを含むことができる。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含むことができる。
【００１５】
他の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）および／またはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｄｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインターフェイス１１６を確立することができるＥｖｏｌｖｅｄ  ＵＭＴＳ地上波無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ：Evolved UMTS Terrestrial Radio Access）のような無線技術を実施することができる。
【００１６】
他の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００  １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００  ＥＶ−ＤＯ、ＩＳ−２０００（Interim Standard 2000）、ＩＳ−９５（Interim Standard 95）、ＩＳ−８５６（Interim Standard 856）、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）、ＥＤＧＥ（Enhanced Data rates for GSM Evolution）、ＧＳＭ  ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実施することができる。
【００１７】
図１Ａの基地局１１４ａは、例えば、無線ルータ、Ｈｏｍｅ  Ｎｏｄｅ  Ｂ、Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅ  Ｂ、またはアクセスポイントであってもよく、事業所、家庭、車両、キャンパスなどの場所のような、局在的な領域において無線接続を容易にするために任意の適切なＲＡＴを使用することができる。一実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ８０２．１１のような無線技術を実施することができる。他の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ８０２．１５のような無線技術を実施することができる。さらに他の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、セルラーベースのＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を使用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立することができる。図１Ａにおいて示されるように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０に直接接続することができる。従って、基地局１１４ｂが、コアネットワーク１０６を介してインターネット１１０にアクセスする必要はなくてもよい。
【００１８】
ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６と通信することができ、コアネットワーク１０６は音声、データ、アプリケーション、および／またはＶｏＩＰ（voice over internet protocol）サービスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１または複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークであってもよい。例えば、コアネットワーク１０６は、呼制御、課金サービス、モバイル位置情報サービス、プリペイドコール、インターネット接続、ビデオ配信などを提供すること、および／またはユーザ認証のような高水準のセキュリティ機能を実行することができる。図１Ａにおいて示されていないが、ＲＡＮ１０４および／またはコアネットワーク１０６が、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用する他のＲＡＮと直接または間接的に通信できることが理解されよう。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用しているＲＡＮ１０４に接続されていることに加えて、コアネットワーク１０６はまた、ＧＳＭ無線技術を採用する別のＲＡＮ（図示せず）と通信することもできる。
【００１９】
コアネットワーク１０６はまた、ＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのゲートウェイとしての役割を果たすこともできる。ＰＳＴＮ１０８は、従来のアナログ電話回線サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回線交換電話ネットワークを含むことができる。インターネット１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートの伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）などの共通の通信プロトコルを使用する相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される有線または無線の通信ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用することができる１または複数のＲＡＮに接続された別のコアネットワークを含むこともできる。
【００２０】
通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの一部または全部は、マルチモード機能を含むことができる、すなわち、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは様々な無線リンクを介して様々な無線ネットワークと通信するための複数の送受信機を含むことができる。例えば、図１Ａに示されるＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラーベースの無線技術を採用することができる基地局１１４ａ、およびＩＥＥＥ８０２無線技術を採用することができる基地局１１４ｂと通信するように構成されてもよい。
【００２１】
図１Ｂは、例示のＷＴＲＵ１０２を示すシステム図である。図１Ｂにおいて示されるように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、送受信機１２０、送受信要素１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、非リムーバブルメモリ１３０、リムーバブルメモリ１３２、電源１３４、ＧＰＳチップセット１３６、および他の周辺機器１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２が、前述の要素の任意の部分的組み合わせを含むことができ、引き続き実施形態に整合することが理解されよう。
【００２２】
プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、特殊用途プロセッサ、標準的なプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連する１または複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などであってもよい。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境で操作できるようにする任意の他の機能を実行することができる。プロセッサ１１８は、送受信要素１２２に結合されうる送受信機１２０に結合されてもよい。図１Ｂはプロセッサ１１８および送受信機１２０を別個のコンポーネントとして示すが、プロセッサ１１８および送受信機１２０が電子パッケージまたはチップに統合されてもよいことが理解されよう。
【００２３】
送受信要素１２２は、エアインターフェイス１１６を介して基地局（例えば、基地局１１４ａ）に信号を送信するか、または基地局から信号を受信するように構成されてもよい。例えば、一実施形態において、送受信要素１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナであってもよい。他の実施形態において、送受信要素１２２は、例えば、ＩＲ、ＵＶまたは可視光信号を送信および／または受信するように構成されたエミッタ／検出器であってもよい。さらに他の実施形態において、送受信要素１２２は、ＲＦ信号および光信号の両方を送信および受信するように構成されてもよい。送受信要素１２２は、無線信号の任意の組み合わせを送信および／または受信するように構成されてもよいことが理解されよう。
【００２４】
また、図１Ｂにおいて、送受信要素１２２は単一の要素として示されるが、ＷＴＲＵ１０２は任意の数の送受信要素１２２を含むことができる。さらに具体的には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を採用することができる。従って、一実施形態において、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェイス１１６を介して無線信号を送信および受信するために２つ以上の送受信要素１２２（例えば、複数のアンテナ）を含むことができる。
【００２５】
送受信機１２０は、送受信要素１２２によって送信される信号を変調し、送受信要素１２２によって受信される信号を復調するように構成されてもよい。前述のように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード機能を有することができる。従って、送受信機１２０は、ＷＴＲＵ１０２が、例えばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１などの複数のＲＡＴを介して通信できるようにするための複数の送受信機を含むことができる。
【００２６】
ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示ユニット、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示ユニット）に結合されてもよく、これらの機器からユーザ入力データを受信することができる。プロセッサ１１８はまた、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８にユーザデータを出力することもできる。また、プロセッサ１１８は、非リムーバブルメモリ１３０および／またはリムーバブルメモリ１３２のような、任意のタイプの適切なメモリから情報にアクセスし、適切なメモリにデータを格納することができる。非リムーバブルメモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意のタイプのメモリストレージデバイスを含むことができる。リムーバブルメモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリなどを含むことができる。他の実施形態において、プロセッサ１１８は、サーバ上、またはホームコンピュータ（図示せず）上のような、ＷＴＲＵ１０２に物理的に位置していないメモリからの情報にアクセスし、そのようなメモリにデータを格納することができる。
【００２７】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受信することができ、ＷＴＲＵ１０２内の他のコンポーネントへの電力の配電および／または制御を行うように構成されてもよい。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力を供給するための任意の適切なデバイスであってもよい。例えば、電源１３４は、１または複数の乾電池（例えば、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）など）、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。
【００２８】
プロセッサ１１８はまた、ＧＰＳチップセット１３６に結合されてもよく、ＧＰＳチップセット１３６は、ＷＴＲＵ１０２の現在の場所に関する位置情報（例えば、緯度および経度）を提供するように構成されてもよい。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、またはその情報の代わりに、ＷＴＲＵ１０２は、基地局（例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインターフェイス１１６を介して位置情報を受信すること、および／または２つ以上の近隣の基地局から受信されている信号のタイミングに基づいてその場所を決定することができる。ＷＴＲＵ１０２が、任意の適切な場所決定の方法を用いて位置情報を取得することができ、引き続き実施形態に整合することが理解されよう。
【００２９】
プロセッサ１１８は、他の周辺機器１３８にさらに結合されてもよく、周辺機器１３８は、追加の特徴、機能、および／または有線もしくは無線接続を提供する１または複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアモジュールを含むことができる。例えば、周辺機器１３８は、加速度計、ｅ−ｃｏｍｐａｓｓ、衛星送受信機、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ポート、振動装置、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）無線装置、デジタル音楽プレイヤー、メディアプレイヤー、テレビゲームプレイヤーモジュール、インターネットブラウザなどを含むことができる。
【００３０】
図１Ｃは、実施形態によるエンドツーエンドのモバイルネットワークインフラストラクチャにおけるスモールセルバックホールを示すシステム図である。指向性ミリ波（ｍｍＷ）無線リンクを介して相互接続されるスモールセル（ＳＣ）ノード１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、および１５２ｅ、並びにアグリゲーションポイント１５４ａおよび１５４ｂのセットは、「指向性メッシュ」ネットワークを備え、バックホール接続を提供することができる。例えば、ＷＴＲＵ１０２は、無線インターフェイス１５０を介して、ＳＣ１５２ａ経由でスモールセルバックホール１５３およびアグリゲーションポイント１５４ａに接続することができる。この例において、アグリゲーションポイント１５４ａは、ＷＴＲＵ１０２に、ＲＡＮバックホール１５５経由でＲＡＮ接続サイト１５６ａへのアクセスを提供する。従って、ＷＴＲＵ１０２は、コアトランスポート１５７を介してコアネットワークノード１５８に、およびサービスＬＡＮ１５９を介してインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１６０にアクセスすることができる。ＷＴＲＵはまた、ローカルコンテンツ１６２、インターネット１６３、およびアプリケーションサーバ１６４を含む外部ネットワーク１６１にアクセスすることもできるが、これらに限定されることはない。例示を目的として、ＳＣノード１５２の数は５であるが、任意の数のノード１５２がＳＣノードのセットに含まれてもよいことに留意されるべきである。
【００３１】
図１Ｄは、実施形態による３ＧＰＰセルラーネットワークおよび非３ＧＰＰネットワークアクセスインフラストラクチャの両方に適用されるｍｍＷバックホールを示すシステム図である。この例において、非３ＧＰＰネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１ベースである。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄおよび１０２ｅは８０２．１１ネットワーク１７０においてミリ波基地局（ｍＢｓ）１７２ａ、１７２ｂおよび１７２ｃを介して、ミリ波基地局アグリゲータ（ｍＢＡ）１７２ｄにアクセスことができる。ｍＢＡ１７２ｄは、トラステッドＷＬＡＮゲートウェイ（ＴＷＡＧ）１９１を介いて、インターネット１９２などの外部ネットワークへのアクセス、およびセルラーネットワークへのアクセスを提供することができる。
【００３２】
また、この例において、３ＧＰＰネットワーク１８０内のＷＴＲＵ１０２ｆは、ｍＢｓ１８２ａおよび１８２ｃを介して、パブリックデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）１９０およびインターネット１９２へのアクセスを提供することができるモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１８３およびサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）１８４にアクセスすることができる。
【００３３】
ＷＴＲＵ１０２ｆおよび１０２ｇはまた、ｍＢＡ１８２ｄ経由でｍＢｓ１８２ａおよび１８２ｂを介して、パブリックデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）１９０およびインターネット１９２へのアクセスを提供することができるＳＧＷ１８４にアクセスすることもできる。
【００３４】
ＷＴＲＵ１０２ｆおよび１０２ｇはまた、ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ  Ｂ（ｅＮＢ）１８５を介して、パブリックデータネットワークゲートウェイ（ＰＧＷ）１９０およびインターネット１９２へのアクセスを提供することができるＭＭＥ１８３およびＳＧＷ１８４にアクセスすることもできる。
【００３５】
図１Ｃおよび図１Ｄの例に示されているように、ｍｍＷ周波数で動作している無線メッシュネットワーク（ＷＭＮ）は、例えば、ＬＴＥまたはＩＥＥＥ８０２．１１に基づくような、セルラーまたはＷＬＡＮ  ＳＣのバックホールネットワークとしての役割を果たすために使用されてもよい。ｍｍＷ指向性メッシュネットワークは、複数の安価に配備されたＳＣにバックホール接続を提供するための経済的な解決策となりうる。指向性の高いアンテナを使用する指向性リンクは、ｍｍＷ周波数においてリンクバジェットをクローズするために使用されてもよい。指向性メッシュネットワークはまた、直近のネイバーのみを備える見通し内通信（ＬＯＳ）を必要とすることによって柔軟なトポロジを提供することができる。指向性メッシュネットワークは、新ノードが最小のネットワーク計画で追加されうるという点において容易なスケーラビリティをもたらすことができる。指向性メッシュネットワークは、メッシュノード間の複数の接続パスにより提供される冗長性において堅牢性をもたらすことができる。指向性メッシュネットワークは、迅速なスケジューリングおよび短いキュー時間を確実にするため、完全に分散型のスケジュールされた、マルチホップの、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ベースの指向性メッシュＭＡＣ特性により構成されてもよい。
【００３６】
無線メッシュネットワーク（ＷＭＮ）は、ｍｍＷ周波数で動作することができる。ｍｍＷ周波数の例示的なアプリケーションは、ＬＴＥ、ＩＥＥＥ８０２．１１および他の規格に基づくような、セルラーまたは無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）スモールセル（ＳＣ）のバックホールネットワークであってもよい。ｍｍＷ指向性メッシュネットワークは、ＳＣにバックホール接続を提供するための魅力的な経済的解決策となりうる。指向性の高いアンテナを使用する指向性リンクは、ｍｍＷ周波数においてリンクバジェットをクローズするために使用されてもよい。バックホールネットワークは、指向性ｍｍＷ無線リンクを介して相互接続されて「指向性メッシュ」ネットワークをもたらす、スモールセルおよびアグリゲーションポイントのセットを含むことができる。
【００３７】
指向性メッシュネットワークは、柔軟性、スケーラビリティ、堅牢性、分散型指向性メッシュＭＣＡ、分散型メッシュエントリ手順などの利点を有する。指向性メッシュネットワークは、アグリゲーションポイントとは対照的に、直近のネイバーを備える見通し内通信（ＬＯＳ）要件を必要とすることによって柔軟なトポロジを提供することができる。スケーラビリティについては、新ノードが最小のネットワーク計画で追加されうる。堅牢性については、堅牢性をもたらすメッシュノード間の複数の接続パスにより冗長性が提供されうる。分散型指向性メッシュＭＣＡについては、完全に分散型の、スケジュールされた、マルチホップの、時分割多重（ＴＤＭ）ベースの指向性メッシュＭＡＣ特性が、迅速なスケジューリングおよび短いキュー時間を確実にすることができる。分散型メッシュエントリ手順については、集中制御および手動構成が行われないことにより、設置コストおよび手動熟練作業の低減をもたらすことができる。
【００３８】
メッシュ初期化および形成のための実施形態は、自己設定可能な自己最適化指向性ノードディスカバリおよびアソシエーション手順の必要性に対処することができる。
【００３９】
メッシュ形成およびアソシエーション手順は、ＭＡＣレイヤ実施から独立している。これは、指向性送信を使用する任意の物理レイヤに適用可能であってもよい。これ以降開示される実施形態による手順は、完全に分散され、同期され、指向性を備え、自己設定可能であってもよい。これはまた、各ノードのそのネイバーへの送信スケジュールを決定する分散型ＭＡＣおよび分散型スケジューリング機能に良好に適合し、干渉およびトラフィックを認識するものであってもよい。
【００４０】
これ以降開示される実施形態によるメッシュ形成手順は、いくつかの点でＩＥＥＥ８０２．１１ｓベースのネットワークのような従来の無指向性メッシュとは異なっていてもよい。８０２．１１ｓ規格は、各ノードが通信距離内の全ての他のノードと通信できることを想定しているが、これ以降開示される実施形態は、指向性通信に向けて設計されうる。本実施形態の完全にスケジュールされた、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ＭＡＣ構造はまた、データ送信でコンテンションベースのチャネルアクセスに依存するため、システムスループットを大幅に制約する可能性もある８０２．１１ｓシステムとは異なっていてもよい。実施形態による２フェーズのアソシエーション手順は、手動による介入または設定を伴わないメッシュネットワークの自己組織化を可能にする。これは、新しいメッシュノードの設置をさらに容易にすることができ、新ノードを設置するための熟練作業に必要となるコストを低減することができる。
【００４１】
後段において開示される実施形態による信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）ベースのビーム選択手順は、ＭＡＣ実施から独立していてもよい。これは、指向性送信／受信アンテナを使用する任意のネットワークに適用可能であってもよい。ＳＩＮＲベースのビーム選択手順は、干渉低減への先見的な取り組みと見なされうる。後段にて開示される干渉を認識するビーム選択手順は、メッシュネットワークの円滑な動作を可能にすることができ、良好にスケーリングして既存のネットワークに生じる干渉を最小にとどめることができる。
【００４２】
本明細書において開示される実施形態は、インフラストラクチャ運用、パーソナル基本サービスセット（ＰＢＳＳ）運用などを含む様々なモードのネットワーク運用に適用可能であるが、これらに限定されることはない。
【００４３】
ミリ波周波数における無線通信は、小さい波長により高いゲインのアンテナの使用を可能にすることができる。これは、送信される電力を意図される受信機の方向に集中させることができるようにし、また受信に指向性アンテナを使用できるようにする。信号のこの空間的包含は、より長い通信距離を可能にするだけにとどまらず、複数の空間的に離れている送受信機が媒体を共有して同時に動作できるようにすることもできる。一方、従来のマルチホップのメッシュネットワークは一般に、無指向性送信から生じるチャネルアクセスの制約により、スループットが制限されることがある。これ以降開示される実施形態による指向性メッシュのネットワークスループットは、効率的な空間再使用によって、はるかに大きくなりうる。指向性送信は、無指向性送信よりもはるかに大きい距離を達成することができる。その結果、ディスカバリを助けるビーコン送信もまた、指向性であってもよい。そのような指向性ビーコンは、従来の８０２．１１規格とは異なるアソシエーション手順を必要とする場合がある。
【００４４】
考慮中の無線メッシュネットワークは、通常のメッシュノードおよびアグリゲーションノードを含むことができる。アグリゲーションノードは、光ファイバネットワークなどの大容量バックエンドネットワークに接続されてもよい。
【００４５】
指向性メッシュアーキテクチャのために設計されたデバイスディスカバリの実施形態が、これ以降説明されうる。各ネットワークノードは、定期的にビーコンフレームを送信することができ、新ノードがメッシュネットワークに加わることができるようにする。このビーコンフレームは、新ノードが、送信側ノードおよびネットワークに加わるために必要とされる他の情報を含むネットワークを識別するために十分な情報を有することができる。ミリ波周波数における大きい伝搬損失を克服するため、送信および／または受信アンテナビームフォーミングが、長距離の高データ速度通信に使用されてもよい。
【００４６】
ビーコンフレームは、ビーコンカウントを含むことができる。送信された各ビーコンフレームは、順次番号付けされてもよい。ビーコンフレームは、ネットワーク識別子を含むことができる。これは、新ノードが、参加しようとするメッシュネットワークを検索することができるようにする。ビーコンフレームは、ノード識別子を含むことができ、ノード識別子は複数のノードからビーコンを受信するときに新ノードが送信側メッシュノードを識別できるようにする。ビーコンフレームは、タイムスタンプを含むことができ、タイムスタンプは送信時における送信側ノードの内部クロック値であってもよい。これは、将来のタイムスロットが正確に予測されうるように、新ノードがその内部クロックを適宜リセットできるようにすることができる。
【００４７】
ビーコンフレームは、空きビーコンスロット位置情報を含むことができ、この情報はビーコン応答間隔（ＢＲＩ：beacon response interval）に予約されている現在のタイムスタンプから次の空きビーコンスロットまでのタイムオフセットであってもよい。ビーコンフレームは、新ノードのディスカバリインジケータを含むことができる。空きビーコンスロット位置フィールドがビーコン間隔よりも大きい値を含む場合、新ノードのディスカバリインジケータが設定されていれば、これはノードが前の空きビーコン期間に新ノードから有効なビーコン応答を受信したことを示すことができる。このインジケータは、空きビーコンスロット位置要素値がビーコン間隔よりも小さい場合には無視されてもよい。
【００４８】
ビーコンフレームは、パス品質メトリックを含むことができる。パス品質メトリックパラメータは、アグリゲーションノードへのパス品質を新ノードに伝達することができる。これは、新ノードが、そのバックホール要件に基づいてさらなるファインビームトレーニングおよびアソシエーションのために新ノードにネットワークノードを選択できるようにするトラフィックを認識するパスメトリックであってもよい。
【００４９】
メッシュネットワーク内の既存の各メッシュノードは、デバイスディスカバリ間隔（ＤＤＩ）の一部であるビーコン送信間隔（ＢＴＩ）の間に、複数のビーコンフレームを送信することができる。図２は、同じＤＤＩを占有するＢＴＩおよびＢＲＩを備える例示的なスーパーフレーム構造を示す（後段においてさらに詳細に説明される）。
【００５０】
電源投入時に新ノードは、最初に指向的にリッスンして、既存のメッシュネットワークの存在を決定することができ、これはビーコン送信によって示される。所定の時間内にビーコンフレームが受信されない場合、新ノードは指向性ビーコン送信を開始することによって新しいメッシュ作成を開始することができる。これらのフレームは、全ての送信方向がビーコン送信サイクルでカバーされるように、複数の方向に順次送信されてもよい。ビーコン送信サイクルは、ノードが全てのサポートされる方向にビーコン送信を完了する期間であり、複数のビーコン間隔（ＢＩ）を含むことができる。ディスカバリ距離は、狭いビーム幅を経由して増大されうるが、デバイスディスカバリの遅延を増大させることもある。各送信済みビーコンフレームは、シーケンス番号およびタイムスタンプを除いては同一であってもよく、初期化に進むために十分な情報を新ノードに提供することができる。
【００５１】
メッシュノードは、全てのＢＴＩの開始時点においてビーコン送信の順序をランダムに変更することができる。これは、連続するビーコン間隔内のビーコン衝突の可能性を低減することができる。
【００５２】
候補ノードは、ビーコン受信のために指向性受信アンテナパターンを使用することができる。受信アンテナの指示方向は、全てのサポートされる方向をカバーするために定期的に変更されてもよい。各方向の１つのＢＩのリッスン間隔は、新ノードが、継続するサイクル（Ｋ×ＢＩ）でビーコンフレームを受信できることを保証し、ここでＫは、新ノードによって使用される受信アンテナ方向の数である。受信アンテナのゲインは主に、デバイスディスカバリの距離を決定する。必要とされるアンテナゲインは、受信アンテナのビーム幅に関連してもよく、これはひいては、全てのサポートされる方向をカバーするために必要な受信方向の数を決定することができる。
【００５３】
新ノードが媒体を指向的にスキャンする、受信モードの所定の期間の後、新ノードは全ての到達可能なネイバーからビーコンフレームを受信することができる。新ノードは、ビーコンを受信したノードのうちの１つを選択して、初期ネットワーク通知を実行することができる。この決定は、受信したビーコンの強度、ビーコンフレームに含まれるメッシュパスメトリックの値、ビーコンフレームでアドバタイズされているメッシュノードの機能などのような要因に基づいてもよい。トラフィックを認識するパスメトリックがメッシュにおけるパス決定に使用される場合、送信済みビーコンへのその包含は、新ノードが、ネットワークトラフィック負荷に基づいてネットワーク通知にメッシュノードを選択できるようにすることができる。ビーコン応答送信のために新ノードによって選択されるネットワークノードは、「１次ノード（primary node）」と称されてもよい。
【００５４】
あるいは、新ノードは、ビーコンフレームを１次ノードとして受信する第１のノードを選択することができる。１次ノードは、新ノードがネットワークに参加するためにプロセスを調整することができる。
【００５５】
１次ノードが選択される方法には関わりなく、新ノードは、ビーコンフレームで以前示された、次の空きビーコンスロットの間に１次ノードの方向にビーコン応答フレームを送信することができる。新ノードは、ビーコン応答フレーム送信に対して１次ノードから最も強いビーコンフレームを受信する到来角（ＡｏＡ：angle of arrival）と同じ離脱角（ＡｏＤ：angle of departure）を使用することができ、電力レベルを事前構成されたレベルに調節することができる。全てのネットワークノードは、空きビーコンスロットの間にそれらの受信アンテナパターンを通じて切り替わり、ネットワークに参加しようとする新ノードからビーコン応答フレームを受信することができる。メッシュノードは、ＢＴＩの間のビーコン送信に使用されるＡｏＤ方向と同じＡｏＡ方向のシーケンスを使用することができる。空きビーコンスロットがビーコン応答送信に使用される場合、これはビーコン応答間隔（ＢＲＩ）と称されてもよい。
【００５６】
ビーコン応答フレームコンテンツは、ＭＡＣ／ノード識別子を含むことができる。新ノードは、１次ノードと通信する間、そのＭＡＣ識別子を含むことができる。ビーコン応答フレームコンテンツは、ネットワーク参加要求を含むことができる。ビーコン応答フレームコンテンツは、１次ノード識別子エコーを含むことができる。これは、応答フレームが複数のメッシュノードによって受信される場合、望ましいメッシュノードが応答を識別できるようにすることができる。１次ノード識別子エコーは、応答フレームが選択された１次ノード識別子から導き出された疑似ランダムシーケンスを使用して拡散される場合、含まれないこともある。
【００５７】
ビーコン応答フレームコンテンツは、検出されたネイバーリストを含むことができる。新ノードは、全ての受信したビーコンフレームおよび受信した信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ：received signal strength indicator）のノード識別子を含むことができる。このリストは、ネットワークコントローラに伝達されてもよい。コントローラは、候補ネイバーセットの識別に役立てるために、この情報を使用することができる。
【００５８】
ビーコン応答フレームコンテンツは、位置情報を含むことができる。位置情報は、全地球測位システム（ＧＰＳ）または他の手段から取得されてもよい。コントローラは、候補ネイバーセットの識別に役立てるために、この情報を使用することができる。
【００５９】
１次ノードは、ＢＲＩの受信スロットのうちの１つの間に新ノードからビーコン応答フレームを受信すると、適切なＡｏＤを使用してビーコン応答確認フレームを送信することができる。確認は、ＢＲＩの最後（Ｍｉ＋１）スロットの間に送信されてもよく、ここでＭｉは、ＢＴＩの間のビーコン送信の数である。新ノードによって選択されたメッシュノードがビーコン応答確認で応答する場合、これは新ノードの１次ノードとなってもよく、新ノードの後続の初期化手順を調整することができる。
【００６０】
ビーコン応答確認フレームコンテンツは、ビーコン応答確認要素を含むことができる。ビーコン応答確認フレームコンテンツは、新ノードエコーのＭＡＣ識別子を含むことができ、ＭＡＣ識別子はそのビーコン応答メッセージがネットワークノードによって正しく受信されたことを新ノードに示す。新ノードの識別子を含むことによって、ネットワークノードは、空きビーコンスロットの間に複数のビーコン応答が受信された場合、応答する新ノードのうちの１つで初期化手順を続行することができる。あるいは、１次ノードは、新ノードエコーのＭＡＣ識別子を除外し、新ノードの識別子から導き出された疑似ランダムシーケンスで応答確認メッセージを拡散することによって新ノードに暗黙的に対処することができる。
【００６１】
ビーコン応答確認フレームコンテンツは、１次ノードのＭＡＣ／ノード識別子を含むことができる。ビーコン応答確認フレームコンテンツは、次の空きビーコンスロット情報を含むことができる。
【００６２】
新ノードが、ＢＲＩの最後の時点でビーコン応答確認を受信しない場合、それはメッシュノードが、ＢＲＩの間に複数の新ノードからビーコン応答を受信して、ビーコン応答確認を別の新ノードに送信することを選択したこと、または新ノードのビーコン応答が１次ノードによって正しく受信されなかったことが原因となりうる。第２の事象は、一時的障害によって引き起こされるか、または２つのノードのいずれかにおける送信ビームと受信ビームの間の不完全な相互関係に起因する場合がある。新ノードは、１次ノードからの次のビーコン送信における次の使用可能な空きビーコンスロット位置を検査することによって、これらの２つの理由を区別することができる。次の使用可能な空きビーコンスロットが予期される時間にスケジュールされておらず、新ノードのディスカバリインジケータが設定されている場合、１次ノードが別の新ノードとのファインビームトレーニングのためにこれを予約したことを示すことができる。新ノードは、そのビーコン応答フレームを同じ１次ノードに送信するために、次の使用可能な空きビーコンスロットまで待機するか、または別のネットワークノードを１次ノードとして選択して、次の使用可能な空きビーコンスロットの間にビーコン応答を送信することができる。次の使用可能な空きビーコンスロットが予期される時間に１次ノードによってスケジュールされている場合、それは、新ノードの応答が１次ノードによって正しく受信されなかったことを意味する場合がある。新ノードは、例えば、別の送信ビーム形状で、次の空きビーコンスロットの間にビーコン応答メッセージを送信することができる。連続するＢＲＩにおける複数の再送信の試行は、新ノードが様々な送信アンテナパターンを試行するために、事前定義された上限まで許容されてもよい。
【００６３】
複数の新ノードからのビーコン応答メッセージがＢＲＩの間に衝突する場合、メッシュノードは、それらのいずれも正しく復号することができないことがある。メッシュノードは、全てのゼロで満たされた新ノードＭＡＣ識別子を備えるビーコン確認フレームを送信することができる。これは、全ての同時に送信している新ノードに、それらの応答が衝突したことを示すことができる。新ノードは、ランダム遅延の後のＢＲＩでランダムバックオフを実行して、それらのビーコン応答を再送信することができる。
【００６４】
ＢＲＩは、同じＤＤＩ内のＢＴＩの直後に続くことができる。これは、指向性ビーコンのうちの１つを受信する新ノードが、ＢＲＩの間に直ちに応答して、アソシエーションプロセスを開始できるようにすることができる。
【００６５】
図２は、ＤＤＩの占有および空きビーコンスロットの位置を含むスーパーフレーム構造を示す。図２は、ＤＤＩ２０１を含むビーコン間隔２００を示す。ＤＤＩ２０１は、ＢＴＩ２０２およびＢＲＩ２０３、またはファインビームトレーニング間隔２０４、または干渉測定間隔２０５を含む。ＢＴＩ２０２は、Ｍ１  ２０６送信までを含むことができ、ここでＭ１は約１５である。ＢＲＩ２０３はまた、Ｍ１  ２０６送信およびビーコン応答確認フレーム２０７までを含むことができる。ファインビームトレーニング間隔２０４は、オプションのセットアップ２０８およびファインビームトレーニングトランザクション２０９を含むことができる。干渉測定間隔２０５は、干渉測定２１０のためのフレーム交換を含むことができる。
【００６６】
占有および空きビーコンスロットはいずれも、０．２５ｍｓの長さであってもよい。占有ビーコンスロットはＢＴＩ２０２に対応し、空きビーコンスロットはＢＲＩ２０３、または後段において詳細に説明されるファインビームトレーニング２０４および干渉測定２０５のような他の機能に対応する。１５μｓの長さのビーコンメッセージを想定すると、約１５の送信２０６が、送信間の一部のビーム切替え遅延を考慮した後に１つのＢＴＩ２０２の間に可能となってもよい。ビーコン応答フレームのサイズが小さいため、ビーコン応答確認フレーム２０７は、ＢＲＩ２０３の間の同じ期間中に収容されてもよい。
【００６７】
あるいは、ＢＴＩは、ＤＤＩ全体を占有することもでき、別個のＤＤＩに１または複数のＢＲＩが後に続くいくつかの連続するＢＴＩがあってもよい。
【００６８】
図３は、異なるＤＤＩを占有するＢＴＩおよびＢＲＩを備える例示的なスーパーフレーム構造を示す。図３は、Ｋの占有ビーコンスロット３１５におけるビーコン間隔３００を示す。ビーコン間隔３００は、ＢＴＩ３０２を含むＤＤＩ３０１を含む。ＢＴＩ３０２は、Ｍ  ３０６送信までを含むことができ、ここでＭは約３０である。Ｋの空きビーコンスロット３２０は、ＢＴＩ３０３、ファインビームトレーニング間隔３０４、または干渉測定間隔３０５に使用されてもよい。ＢＴＩ３０３はまた、Ｍ  ３０６送信およびＡＣＫ３０７までを含むことができる。ファインビームトレーニング間隔３０４は、オプションのセットアップ３０８およびファインビームトレーニングトランザクション３０９を含むことができる。干渉測定間隔３０５は、干渉測定３１０のためのフレーム交換を含むことができる。
【００６９】
この例は、新ノードが、ビーコンについて複数の方向をスキャンし、最も強いビーコン受信の方向にＢＲＩのうちの１つの間に応答できるようにする。図３に示されるように、空のＤＤＩの各々は、ビームトレーニングまたは干渉測定のような通常のデータ送信に干渉しうる他の目的のために使用されてもよい。
【００７０】
あるいは、ＢＴＩおよびＢＲＩスロットは、ＤＤＩ内で交互に入れ替わることができる。この場合、メッシュノードは、新しい方向に別のビーコンを送信する前に、同じ方向のリッスン期間が後に続く、指向性ビーコンを送信することができる。
【００７１】
図４は、ＢＴＩおよびＢＲＩの間の新ノードとの指向性通信を示す、ネットワークノードにおける例示的なデバイスディスカバリ手順を示す。図４の左側４０１に示されるように、各ＢＴＩの間、ビーコンは、Ｍ１の異なる方向に順次送信されてもよい。これは、Ｍ／Ｍ１の全てのＭのサポートされる方向、連続ＢＴＩをカバーすることができ、ここでＭ／Ｍ１は整数である。図４の右側４０２に示されるように、ＢＲＩの間、メッシュノードは、ＢＴＩの間のビーコン送信方向に対応するＭ１の異なる方向に順次受信することができる。この後には、新ノードからの受信ビーコン応答の方向へのＡＣＫ送信が続いてもよい。
【００７２】
図５は、ＢＴＩおよびＢＲＩの間の通信ネットワークノードとの指向性通信を示す、新ノードにおける例示的なデバイスディスカバリ手順を示す。図５の上部分５０１に示されるように、新ノードは、ビーコン間隔（ＢＩ）について特定の方向にリッスンし、新しい受信方向に切り替えることができる。新ノードは、ＫのＢＩの全てのサポートされる受信方向への受信を完了することができる。図５の下部分５０２に示されるように、新ノードは、最も強いビーコン受信の方向にビーコン応答を送信し、ＢＲＩの間にネットワークノードからのＡＣＫについて同じ方向にリッスンすることができる。
【００７３】
図４および図５において、フレーム交換シーケンスは、それぞれ、メッシュノードの観点から、および新ノードの観点からのデバイスディスカバリに至ってもよい。ＢＴＩの間、ネットワークノードは、ビーコンフレームを指向的に送信することができ、新ノードは指向的に受信する。ＢＲＩの間、新ノードは、ビーコン応答フレームを指向的に送信することができ、ネットワークノードは指向的に受信する。全ての方向で受信した後、ネットワークノードは、ビーコン応答確認フレームを新ノードに送信するために、送信モードに切り替えることができる。新ノードおよびネットワークノードにおけるアンテナパターンの数およびビーム幅が異なる場合があることに留意されたい。
【００７４】
（時間のずれを伴わない）共通のビーコン期間と完全に同期されたメッシュにおいて、新ノードの受信機におけるビーコン衝突の可能性は高いことがある。このビーコン衝突は、新ノードが実際の数よりも少ないネイバーを使用するか、またはメッシュネットワークへの接続をまったく有さないという結果をもたらしうる。ビーコン衝突を回避するため、ビーコン順序がランダム化されてもよい。各ＢＴＩの間、ビーコンはＭの異なる方向に、一度に１方向ずつ送信されてもよい。ビーコン送信の順序は、右回りまたは左回りにビームを使用して順次ではなく疑似ランダムシーケンスによって選択されてもよい。シーケンスは、ノードＩＤ／ネットワークＩＤまたはＭＡＣアドレスを使用することによって導き出されてもよく、オプションでフレーム番号を使用することができる。シーケンスは、ノードＩＤ／ネットワークＩＤ／ＭＡＣアドレス／フレーム番号がビーコンで送信される際に受信機によって検出されてもよい。あるオプションにおいて、ｎ＋１ビーコンに対するカスタムのビーコンシーケンスは、ｎ番目のビーコンで信号伝達されてもよい。このランダム化は、複数の送信機の間で固定の順序に従う場合、頻繁な衝突を防ぐことができる。
【００７５】
図６は、ビーコン順序ランダム化の例を示す。図６において、ビーコン６００は、順次｛１、２、３．．｝ではなく、ランダムシーケンス｛１、４、６．．｝で送信される。
【００７６】
ＢＲＩ期間は、ビーコン応答送信、干渉測定、およびメッシュ初期化手順などに使用されてもよい。干渉測定またはメッシュ初期化手順がＢＲＩ期間中に継続している場合、他の新ノードは除外されるか、またはＢＲＩ期間へのアクセスを拒否されてもよい。これは、対応するＢＴＩ期間中に送信されたビーコンにおいてＢＲＩビジー表示を信号伝達することによって達成されてもよい。このプロセスは、ＢＲＩ予約と称される。予約表示に加えて、メッシュノードはまた、ＢＲＩオフセットフィールドを使用して次の使用可能なＢＲＩ期間のオフセットを提供することができる。
【００７７】
ＢＲＩ予約情報は、可能なＢＲＩ衝突を検出するために新ノードによって使用されてもよい。
【００７８】
図７は、ＢＲＩ予約を介するＢＲＩ衝突検出の例を示す。図７に示されるように、１つ以上の新ノード（新ノード１  ７０２および新ノード２  ７０３）が、同時にＢＴＩ  １においてビーコンを受信して、最終的に同じビーコン応答スロットを選択する場合、これは結果としてＢＲＩ衝突をまねくことになる。この例において、新ノード１  ７０２のビーコン応答が、メッシュノード７０１によって正常に復号されたが、新ノード２  ７０３のビーコン応答が復号されなかったと想定されうる。この例において、応答を正常に送信した新ノード１  ７０２は、メッシュノード７０１からＡＣＫを受信することができる。メッシュノード７０１はまた、新ノード１  ７０２のメッシュ初期化手順のために後続のＢＲＩ期間を予約することができる。応答が衝突により失われた新ノード２  ７０３は、ＢＲＩビジーフィールドに基づいてビーコン応答が失われたことを推測することができる。ＢＲＩビジーフィールドによって示されるように、ＢＲＩ期間がフリーである場合、新ノード２  ７０３は、同じビーコン応答ビームを再試行することができる。また、ビーコンメッセージのＢＲＩオフセットフィールドは、新ノード１  ７０２のＭＡＣアドレスのＬＳＢビットを搬送することができる。新ノード２  ７０３は、これ以降、ＢＲＩフィールドが再度フリーになるのを待つことができる。ＢＲＩフィールドが再度フリーになると、新ノード２  ７０３は、ランダムバックオフを実行して、ビーコン応答メッセージを送信することができる。新ノード１  ７０２と新ノード２  ７０３が異なるＢＲＩスロットを選択しても、同じＢＲＩ期間にある場合、メッシュノード７０１が１つのビーコンＡＣＫを送信するという規定があるので、衝突はまた生じることがある。新ノードは、以前の例と同じルールのセット（ランダムバックオフ）を使用することができる。
【００７９】
ＢＲＩ期間はまた、干渉測定のような、ビーコン応答を受信する以外の目的で予約されてもよい。メッシュノードは、ＢＲＩ予約フィールドを適切な原因コードに設定することによって、ＢＲＩ期間を予約することができる。メッシュノードはまた、オフセットフィールドを使用して、後に新ノードが参加するためにＢＲＩが使用可能となりうるＢＲＩ期間の数に関してオフセットを示すことができる。
【００８０】
メッシュノードがもはや新ノードを受け入れることができない状況においては、ＢＲＩ予約フィールドは禁止に設定されてもよい。メッシュノードは、最大ホップカウントなどのような負荷制約またはルーティング制約のような禁止の原因を示すためにオフセットフィールドを使用することができる。新ノードは、これらの様々な原因コード（負荷／ルーティング制約、干渉測定などによるノード禁止）に対して異なる振る舞いを呈することができる。例えば、新ノードは、メッシュノードを禁止リストに追加して、ノード禁止タイマーを開始することができる。タイマーが満了すると、新ノードは、このメッシュノードのビーコンを（格納されている指向性／タイミング情報を使用して）再取得し、ＢＲＩ予約および原因フィールドを再度検査することができる。タイマー値は、原因ノード（例えば、負荷制約がトポロジ制約よりも短いタイマーを有することもある）に応じて異なっていてもよい。
【００８１】
干渉ゾーンのノードがアソシエーション手順中に干渉を感知する場合、（干渉期間以外の）ＢＲＩ期間を無信号にするために制御メッセージが干渉ゾーン内のノード間で交換されて、アソシエーション手順の干渉を低減することができる。
【００８２】
新ノードは、メッセージ交換にＢＲＩ期間を使用する前に、ＢＴＩ予約フィールドを確認することができる。干渉測定によりＢＲＩフィールドがビジー状態である場合、またはＢＲＩが禁止されている場合、新ノードは、ＢＲＩの間に送信を延期することができる。他の例において、新ノードは、このアイドルタイムを使用して、他の受信セクタのビーコンをスキャンすることができる。
【００８３】
図８Ａおよび図８Ｂは、新ノードのディスカバリ手順を示す例示的な流れ図である。図８Ａおよび図８Ｂにおいて、ディスカバリ手順（８００）は、新ノードがランダム不完全セクタを選択するステップで開始する（８０１）。全てのセクタが完全である場合（８０２）、このディスカバリ手順は終了する（８０３）。全てのセクタが完全ではない場合（８０２）、新ノードはビーコンを待つ（８０４）。ビーコンが受信される前にタイムアウトが発生する場合、新ノードは、次のセクタに移動し（８０５）、全てのセクタが完全であるかどうか決定する（８０２）。新ノードがビーコンを受信する場合、新ノードは、ビーコンＳＮＲ＞ｂｅａｃｏｎ＿ｔｈｒｅｓｈであるかどうか決定する必要がある（８０８）。ビーコンＳＮＲがｂｅａｃｏｎ＿ｔｈｒｅｓｈよりも大きくない場合、新ノードは、次のセクタに移動し（８０５）、全てのセクタが完全であるかどうか再度決定する（８０２）。ビーコンＳＮＲがｂｅａｃｏｎ＿ｔｈｒｅｓｈよりも大きい場合、新ノードは、ビーコンがＢＲＩ予約フィールドを有するかどうかを確認する（８０９）。ＢＲＩ予約フィールドがフリーである場合、新ノードは対応するセクタでビーコン応答を送信する（８１０）。新ノードはＡＣＫを待つ（８１１）。ＡＣＫが受信されない場合、新ノードは戻ってビーコンを待つ（８０４）。ＡＣＫが受信される場合（８１２）、新ノードはアドレスを検査する（８１３）。アドレス検査が失敗する場合、新ノードは、セクタに不完全のマークを付けて（８０６）、次のセクタに移動する（８０５）。アドレス検査がパスする場合、新ノードは一時的アソシエーション手順を実行する（８１４）。ＢＲＩ予約フィールドが衝突を含む場合、新ノードは、ランダムバックオフを実行し（８１５）、ビーコンを待つ（８０４）。ＢＲＩ予約フィールドが第２の新ノードを含む場合、新ノードは最下位ビット（ＬＳＢ）突き合わせを実行することができる（８１６）。ＬＳＢが一致する場合、新ノードはビーコンを待つ（８０４）。ＬＳＢが一致しない場合、新ノードは、セクタに不完全のマークを付けて（８０６）、次のセクタに移動する（８０５）。ＢＲＩ予約フィールドが干渉測定を含む場合、新ノードは、セクタに不完全のマークを付けて（８０６）、次のセクタに移動する（８０５）。ＢＲＩ予約フィールドが禁止される場合、新ノードは、セクタに完全のマークを付けて（８０７）、次のセクタに移動する（８０５）。
【００８４】
図９Ａ〜図９Ｃは、メッシュノードのビーコン手順を示す例示的な流れ図である。図９Ａ〜図９Ｃにおいて、ビーコン手順（９００）は、メッシュノードが、全ての送信セクタが完全であるかどうかを決定するステップ（９０１）で開始する。全ての送信セクタが完全ではない場合、メッシュノードは、ＢＲＩステータスを検査する（９０３）。全ての送信セクタが完全である場合、メッシュノードは、送信セクタ順序をリフレッシュし（９０２）、ＢＲＩステータスを検査する（９０３）。ＢＲＩステータスがＴｅｍｐ＿ａｓｓｏｃ＝＝ＴＲＵＥである場合、新ノードは参加しており、オフセットは新ノードのＬＳＢである（９０４）。ＢＲＩステータスがＩＮＴＦ＿ＭＥＡＳである場合、干渉測定が実行されることがあり、オフセットは次のフリーのＢＲＩである（９０５）。ＢＲＩステータスがＣｏｌｌｉｓｉｏｎ＝＝ＴＲＵＥである場合、衝突が発生していることがあり、オフセットは次のフリーのＢＲＩである（９０６）。ＢＲＩステータスがＢＡＲＲＥＤである場合、ＢＲＩは禁止され、オフセットは次のフリーのＢＲＩである（９０７）。ＢＲＩステータスがＥＬＳＥである場合、ＢＲＩは解放状態であり、オフセットは次のフリーのＢＲＩである（９０８）。メッシュノードは、次のセクタでビーコンを送信する（９０９）。メッシュノードは、これがＢＴＩの最後であるかどうかを決定する（９１０）。ＢＴＩの最後ではない場合、メッシュノードは、次のセクタでビーコンを送信する（９０９）。それがＢＴＩの最後である場合、メッシュノードは、ＢＲＩステータスを検査する（９１１）。ＢＲＩステータスがＥＬＳＥである場合、メッシュノードは、ビーコン応答の受信を開始する（現在のＢＴＩで使用された第１のセクタから始める）（９１２）。メッシュノードは、次のセクタでビーコンを待つ（９１３）。ビーコン応答が受信され（９１４）、衝突を示す場合、衝突が発生する場合がある（９１５）。メッシュノードは、次のセクタでビーコン応答を待つ（９１３）。ビーコン応答が受信されなかった場合（９１４）、メッシュノードは、これがＢＲＩの最後であったかどうかを確認する（９１６）。それがＢＴＩの最後ではなかった場合、メッシュノードは、次のセクタでビーコン応答を待つ（９１３）。それがビーコン応答の最後であった場合、ビーコン手順は終了である（９１７）。ビーコン応答が受信され（９１４）、衝突を示さない場合、メッシュノードはＡＣＫスロットを待つ（９１８）。メッシュノードは、適切なセクタでＡＣＫを送信する（９１９）。ＡＣＫは、Ｔｅｍｐ＿ａｓｓｏｃ＝ｔｒｕｅの表示を含み（９２０）、一時的アソシエーション手順が開始する（９２１）。ＢＲＩステータスがＢＡＲＲＥＤである場合、メッシュノードのＩＤが禁止リストに追加され（９２２）、ビーコン手順は終了する（９１７）。ＢＲＩステータスがＩＮＴＦ＿ｍｅａｓである場合、干渉測定手順が開始する（９２３）。ＢＲＩステータスがＴｅｍｐ＿ａｓｓｏｃ＝＝＝Ｔｒｕｅである場合、一時的アソシエーション手順が開始が開始する（９２１）。
【００８５】
ＢＲＩの完了後、１次ノードは、ネットワークコントローラと通信して、ネットワークへの参加を求める新ノードの要求について知らせることができる。１次ノードは、制御メッセージをアグリゲートノードに送信することができ、アグリゲートノードは、新ノードのＭＡＣ識別子を含めて、これをネットワークコントローラに転送することができる。コントローラがノードを承認する場合、コントローラは、将来の通信において新ノードを識別する（より短い）ノード識別子で応答することができる。１次ノードは、次の空きビーコンスロットの間にファインビームトレーニング間隔（ＦＢＴＩ）のセットアップフェーズ中に新ノード識別子を伝達することができる。その後、新ノードは、ビーコン応答メッセージを含む、ネットワークノードとの全ての後続の通信においてノード識別子を使用することができる。ネットワークコントローラは、１次ノードを使用して、最終アソシエーションが完了するまでノードと通信することができる。
【００８６】
ファインビームトレーニングおよびＳＩＮＲベースのビーム選択のプロセスは、ファインビームトレーニングセットアップ、干渉トレーニングセットアップ、トレーニング（新ノードｔｘ、１次ノードｔｘ、およびネイバーｔｘ（複数インスタンス））、レポーティング、およびＳＩＮＲベースのビーム選択プロセス、という５つのフェーズに分割されてもよい。
【００８７】
ファインビームトレーニングセットアップ中に、１次ノードおよび新ノードは、ファインビームトレーニングトランザクション中に使用すべき送信／受信ビームの数をネゴシエートすることができる。ファインビームトレーニングセットアップメッセージは、以下のように、ノード間で交換されてもよい。１次ノードは、ネットワークコントローラから受信した新ノード識別子、およびファインビームトレーニングトランザクション中に１次ノードが試行してもよいファイン送信および受信ビームの数を含むメッセージを新ノードに送信することができる。新ノードは、ファインビームトレーニングトランザクション期間中に試行しようとするファイン送信および受信ビームの要求を含むメッセージを送信することができる。１次ノードは、新ノードにおける試行のための送信および受信ビームの新しい数を受諾または提案する、別のメッセージを新ノードに送信することができる。１次ノードはまた、現在、および場合によっては後続の空きビーコンスロットの間にファインビームトレーニングトランザクションのスケジュールを含むこともできる。ファインビームトレーニングトランザクションを完了するためにさらに多くの時間が必要とされる場合、現在の期間の残りの時間、次の使用可能な空きビーコンスロットにおける開始時間が、メッセージに含まれてもよい。新ノードは、試行ビームの提案される数を含む確認メッセージを送信することができる。
【００８８】
干渉トレーニングセットアップフェーズ中、１次ノードは、１次ノードおよび新ノードの両方の干渉ゾーン内のノードが干渉測定プロセスに参加するように準備することができる。１次ノードは、自身の干渉ゾーンおよびその干渉ゾーン内のノードの存在について認識することができる。１次ノードは、運用、管理および保守（ＯＡＭ）センターから新ノードの干渉ゾーンに関する情報を得ることができる。１次ノードは、ファインビームトレーニング中に１次ノードおよび新ノードによって使用された送信／受信ビームの数、１次ノードおよび新ノードの干渉ゾーン内のネイバーの数、各ノードに許容されるネイバーの最大数（ネイバーノードによって使用される送信／受信ビームの数を決定する）などの要因を考慮に入れることによって、干渉ゾーンのスケジュールを計算することができる。ファインビームトレーニングおよび干渉トレーニングはいずれも、ＢＲＩ期間中に発生することがあり、スケジュールの長さに応じて（異なるビーコン間隔の）複数のＢＲＩ期間を要する場合がある。１次ノードは、干渉ゾーン内でいかなる時点においても１つのノードが送信しているという制限のもと、ファインビームトレーニングと干渉トレーニングの両方が並行して行われうるように、スケジュールをセットアップすることができる。
【００８９】
セットアップフェーズの完了後、干渉ゾーン内の１次ノード、新ノード、およびネイバーノードは、結合されたファインビームトレーニングおよび干渉トレーニングフェーズに参加することができる。このフェーズには３つの段階がある。第１の段階は新ノードｔｘフェーズと称され、第２の段階は１次ｔｘフェーズであり、第３の段階はネイバーｔｘフェーズである。
【００９０】
図１０は新ノードＴｘフェーズの例を示す。このフェーズにおいて、新ノードは、ｔｘビームのうちの１つを使用してトレーニングシーケンスを送信することができる。各ｔｘビームは、Ｐスロットにわたり持続することができる（ここで、Ｐ＝｛ｍａｘ（ノードあたりのネイバーの最大数、１次ノードによって選択された受信ビームの数）｝である）。Ｐスロットが完了すると、新ノードは次のｔｘビームに切り替えることができる、というように全ての選択されたｔｘビームを使い尽くすまで同様に繰り返される。例えば、１００１において、新ノードは、第１のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第１のスロットに送信する。１００２において、新ノードは、第１のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第２のスロットで送信する。１００３において、新ノードは、第２のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第１のスロットで送信する。１００４において、新ノードは、第２のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第２のスロットで送信する。
【００９１】
このフェーズの間、１次ノードは、トレーニングシーケンスを順次受信して、スロットごとに新しい受信パターンに切り替えることができる。干渉ゾーン内のネイバーノードはまた、それらの受信ビーム（ネイバー方向あたり１つ）を通じて切替え、（新ノード送信からの信号電力を含む）測定を実行することができる。
【００９２】
図１１は１次ノードｔｘフェーズの例を示す。１次ｔｘフェーズにおいて、１次ノードおよび新ノードの役割は、予約されてもよく、測定は再度行われてもよい。このフェーズにおいて、１次ノードは、ｔｘビームのうちの１つを使用してトレーニングシーケンスを送信することができる。各ｔｘビームは、Ｐスロットにわたり持続することができる（ここで、Ｐ＝｛ｍａｘ（ノードあたりのネイバーの最大数、１次ノードによって選択された受信ビームの数）｝である）。Ｐスロットが完了すると、１次ノードは次のｔｘビームに切り替えることができる、というように全ての選択されたｔｘビームを使い尽くすまで同様に繰り返される。例えば、１１０１において、１次ノードは、第１のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第１のスロットで送信する。１１０２において、１次ノードは、第１のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第２のスロットで送信する。１１０３おいて、１次ノードは、第２のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第１のスロットで送信する。１１０４において、１次ノードは、第２のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第２のスロットで送信する。
【００９３】
このフェーズの間、新ノードは、トレーニングシーケンスを順次受信して、スロットごとに新しい受信パターンに切り替えることができる。干渉ゾーン内のネイバーノードはまた、それらの受信ビーム（ネイバー方向あたり１つ）を通じて切替え、１次ノードの送信からの信号電力を含む測定を実行することができる。
【００９４】
図１２はネイバーｔｘフェーズの例を示す。このフェーズにおいて、ネイバーノードのうちの１つは、Ｑスロットごとに（そのネイバーの各々に向けた）その送信ビームを周期的に繰り返すことができる。Ｑの値は、ｍａｘ（ノードあたりのネイバーの最大数、１次ノードによって使用された受信ビームの数、新ノードによって使用された受信ビームの数）であってもよい。例えば、１２０１において、ネイバーノード２は、第１のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第１のスロットで送信する。１２０２において、ネイバーノード２は、第１のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第２のスロットで送信する。１２０３において、ネイバーノード２は、第２のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第１のスロットで送信する。１２０４において、ネイバーノード２は、第２のｔｘビームを使用してトレーニングシーケンスを第２のスロットで送信する。手順全体は干渉ゾーン内に位置する全ての他のネイバーについて繰り返されてもよい。
【００９５】
この間に、１次ノードおよび新ノードは共に、それらの受信ビームを使用して信号電力を測定し、スロットごとに受信パターンを切り替えることができる。このフェーズは、１次ノードと新ノードの間に作成されようとしている新しいリンクへの（ネイバーノードによる）ネットワーク内の既存のリンクの影響を取り込むことができる。
【００９６】
トレーニングフェーズの完了後、干渉ゾーン内の全てのネイバーノードは、（フリーおよび使用中の制御スロットの情報を含む）制御スロット情報と共に、行われた測定の結果を提供することができる。これらのレポートは、制御メッセージとしてデータ領域で送信されてもよい。新ノードはまた、（例えば、ビーコン応答フレームを送信するために使用されたビームと同じビームを使用して）ＢＲＩ期間に測定レポートを１次ノードに送信することができる。
【００９７】
１次ノードは、例えば、新ノードからの受信信号のＳＮＲ、他のノードによって受信された干渉電力などを考慮に入れることによって、新ノードに向かう受信ビームを選択することができる。１次ノードはまた、新ノードからの送信ビームを選択することができる。１次ノードは、（ゲートウェイへのパスおよび全ての他の宛先の平均パスメトリックを含むことができる）ビームのインデックスおよびパスメトリックのセットを新ノードに送信することができる。１次ノードは、１次ノードを含む全てのネイバーノードの制御スロット情報を新ノードに提供することができる。
【００９８】
一実施形態において、１次ノードは、１次ノードに向かう新ノードによって使用されるべき送信および受信ビームを選択して、それらのビームのインデックスを新ノードに送信することができる。他の実施形態において、１次ノードは、ネイバーノードから全ての測定結果を収集し、それらの結果をその自身の測定と共に添付して、完全な測定リストを、制御スロット情報と共に新ノードに送信することができる。新ノードは、例えば、ビームのＳＩＮＲおよび干渉電力を考慮に入れて、影響を受けるネイバーノードに対する受信および送信ビームを選択することができる。
【００９９】
新ノードの参加プロセスを促進するため、新ノードは、（例えば、ＢＴＩ期間中に）ネイバーノードビーコンのバックグラウンド検索を実行することができる。このことに加えて、１次ノードは、ネイバー支援情報（例えば、可能なネイバーノードの数、ネイバーノードのおよその方向、スロットタイミング情報等）を新ノードに提供することができる。
【０１００】
新ノードは、全ての他の検出されたネイバーと共にファインビームトレーニングおよびＳＩＮＲベースのビーム選択プロセスの全体を順次繰り返すことができる。プロセスは、上記で開示されているプロセスと同じであり、１次ノードの機能がネイバーノードに置き換えられているだけである。
【０１０１】
一実施形態において、１次ノードおよびネイバーノードでのビームトレーニングの結果は、ＯＡＭセンターに送信されてもよい。ＯＡＭセンターは、例えば、ネットワークトポロジ、ネットワーク負荷、ＳＩＮＲ閾値、バックホールスループット／新ノードの遅延要件などを考慮に入れることによってネイバーフィルタリングを実行し、新ノードのネイバーノードを選択することができる。ＯＡＭセンターは、新ノードがそのネイバーの各々について使用することができる制御スロットを決定することができる。このプロセスにおいて、ＯＡＭセンターは、新ノードの潜在的な干渉物のリストを識別することができ、干渉物の各々はこのことを通知されてもよい。ＯＡＭセンターは、競合するノードの時間マルチプレックスを有効にするために送信時間間隔（ＴＴＩ）ベースでスケジュールを交換することが可能であるように、制御スロットをセットアップすることができる。
【０１０２】
実際のＳＩＮＲベースのビーム選択は、新しいメトリックに基づいてもよい。
【０１０３】
他の実施形態において、ネイバー選択、制御スロット選択、および干渉回避メカニズムは、分散された方式で実行されてもよい。
【０１０４】
ファインビームトレーニングの完了後、新ノードは、ネイバーフィルタリングを実行するために必要な情報を取得することができる。新ノードは、選択されたビームのＳＮＲ、隣接するノードに見られる干渉、ゲートウェイへのパスメトリックなどのような要因を少なくとも考慮に入れて、ネイバーを選択することができる。新ノードは、他のノードに最小の干渉を生じ、ゲートウェイへの最善のパスメトリックをもたらしうるそのネイバーの各々に向ける最善のビームを選択することができる。ノードは、最小２、および最大Ｎのネイバーを有するように制約されてもよく、ここでＮはゲートウェイ／ＯＡＭによって構成されてもよい。この制約は、より良好なＭＡＣ効率を達成するために制御領域が比較的短く保持され、同時に、リンク障害が生じた場合に一部のパス多様性および信頼性を考慮することを保証することができる。新ノードは、上位（＜Ｎ）の候補をネイバーとして選択し、残りをフィルタリングして除くことができる。
【０１０５】
新ノードは、選択されたネイバーノードの各々について専用の制御スロットを選択することができる。制御スロットは、ネイバーノードによってすでに制御スロットが使用されていない（制御スロットが使用されうるノード）ように、および干渉トレーニング中に識別された潜在的な干渉ノードが同じ干渉方向に同じ制御スロットを使用していないように、選択されてもよい。
【０１０６】
そのような制御スロットが見つからない場合、新ノードは、このピアノードに対して別のビームを選択するか、または次のネイバーを優先して選択するか、またはリンクをドロップすることができる。一実施形態において、制御とデータには別個のビームがあってもよい。このプロセスの終わりまでに、新ノードは、ネイバー、および選択されたネイバーの各々に対する制御スロットのリストを有することができる。
【０１０７】
ネイバーフィルタリングおよび制御スロット選択の後、最終アソシエーションが行われてもよい。新ノードは、ＢＲＩ期間中に、選択されたノードの各々とアソシエーション手順を実行することができる。アソシエーション要求メッセージは、他の情報の中でも特に、使用する制御スロット、使用する送信／受信ビームなどを搬送することができる。新ノードは、ＢＲＩ期間中に制御メッセージを介して、選択されないネイバーノードを通知することができる。最終アソシエーション手順が完了すると、新ノードおよびその全てのネイバーは、選択された制御スロットでファインビームに切り替えることができる。最終アソシエーション手順の間、新ノードは、新ノードと干渉物が干渉管理メカニズムについて合意するように、潜在的な干渉物を１次／ネイバーノードに通知することができる。干渉管理は、ローカライズされるか、または調整されてもよい。ローカライズのメカニズムの一部には、電力制御、変調および符号化方式（ＭＣＳ）変更、時間／周波数マルチプレクシング（データ領域の固有の部分を予約）、データスケジューリングのランダム化、またはリンク全体のドロップがある。調整されたメカニズムの一部の例には、ＴＴＩベースの時間マルチプレクシング、または周波数マルチプレクシングがある。調整された手法は、新ノードと干渉ノードの間の明示的なシグナリング交換を伴うことがある。
【０１０８】
図１３Ａ〜図１３Ｅは例示的なノード初期化手順の流れ図を示す。１次ノード１３０４は、ビーコンを新ノード１３０５に送信することができる（１３０７）。ビーコンは、ビーコンカウント、ネットワークＩＤ、タイムスタンプ、次の空きビーコン、および品質メトリック１次ノードＩＤを含むことができる。ネイバーノード、例えばネイバー２  １３０６もまた、ビーコンを新ノード１３０５に送信することができる（１３０８）。ビーコンは、ビーコンカウント、ネットワークＩＤ、タイムスタンプ、次の空きビーコン、および品質メトリックネイバー２ノードＩＤを含むことができる。新ノード１３０５は、ビーコン応答を１次ノード１３０４に送信することができる（１３０９）。ビーコン応答は、１次ノードＩＤ、新ノードＭＡＣアドレス、検出されたネイバーノードＩＤ、機能情報、位置情報、および登録要求を含むことができる。１次ノード１３０４は、登録要求をノードＸ  １３０３に送信することができる（１３１０）。登録要求は、１次ノードＩＤ、新ノードＭＡＣアドレス、機能情報、および位置情報を含むことができる。１次ノード１３０４は、ビーコン応答ＡＣＫを新ノード１３０５に送信することができる（１３１１）。ビーコン応答ＡＣＫは、１次ノードＩＤ、新ノードＭＡＣアドレス、および次の空きビーコンを含むことができる。ノードＸ  １３０３は、登録要求をゲートウェイ１３０２に転送することができる（１３１２）。ゲートウェイは、登録要求をＯＡＭセンター１３０１に転送することができる（１３１３）。ＯＡＭセンターは、認証要求をゲートウェイ１３０２に送信することができる（１３１４）。認証要求は、１次ノードＩＤ、新ノードＭＡＣアドレス、アルゴリズムＩＤ、チャレンジベクトルなどを含むことができる。ゲートウェイ１３０２は、認証要求をノードＸ  １３０３に転送することができる（１３１５）。ノードＸ  １３０３は、認証要求を１次ノード１３０４に転送することができる（１３１６）。１次ノードは認証要求を新ノード１３０５に転送することができる（１３１７）。
【０１０９】
新ノード１３０５は、認証応答を１次ノード１３０４に送信することができる（１３１８）。認証応答は、１次ノードＩＤ、新ノードＭＡＣアドレス、およびチャレンジ応答を含むことができる。１次ノード１３０４は、認証応答をノードＸ  １３０３に転送することができる（１３１９）。ノードＸ  １３０３は、認証要求をゲートウェイ１３０２に転送することができる（１３２０）。ゲートウェイ１３０２は、認証応答をＯＡＭセンター１３０１に転送することができる（１３２１）。ＯＡＭセンター１３０１は、登録応答をゲートウェイ１３０２に送信することができる（１３２２）。登録応答は、１次ノードＩＤ、新ノードＭＡＣアドレス、新ノードＩＤ、構成パラメータ、ネイバー情報などを含むことができる。ゲートウェイ１３０２は、登録応答をノードＸ  １３０３に転送することができる（１３２３）。ノードＸ  １３０４は、登録応答を１次ノード１３０４に転送することができる（１３２４）。１次ノードＸ１３０４は、登録応答を新ノード１３０５に転送することができ（１３２５）、これは付加的にファインビームトレーニングセットアップを含むことができる。新ノード１３０５は、ファインビームトレーニング要求を１次ノード１３０４に送信することができる（１３２６）。ファインビームトレーニング要求は、１次ノードＩＤ、新ノードＩＤ、並びに送信および受信ビーム構成を含むことができる。１次ノード１３０４は、干渉トレーニング要求をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３２７）。干渉トレーニング要求は、トレーニングシーケンス構成、新ノードＭＡＣアドレス、およびスケジューリング情報を含むことができる。１次ノード１３０４はまた、干渉トレーニング要求をノードＸ  １３０３に送信することができる（１３２８）。ネイバー２  １３０６は、干渉応答を１次ノード１３０４に送信することができる（１３２９）。ノードＸ  １３０３はまた、干渉応答を１次ノード１３０４に送信することができる（１３３０）。
【０１１０】
１次ノード１３０４は、ファインビームトレーニング応答を新ノード１３０５に送信することができる（１３３１）。ファインビームトレーニング応答は、１次ノードＩＤ、新ノードＩＤ、送信および受信ビーム構成、スケジューリング情報、および干渉トレーニング構成を含むことができる。新ノード１３０５は、ファインビームトレーニング構成を１次ノード１３０４に送信することができる（１３３２）。新ノード１３０５は、新ノードｔｘフェーズ（１３３３）を実行することができる。１次ノード１３０４は、１次ノードｔｘフェーズ（１３３４）を実行することができる。ノードＸ  １３０３は、ネイバーｔｘフェーズ（１３３５）を実行することができる。ネイバー２  １３０６は、ネイバーｔｘフェーズ（１３３６）を実行することができる。ノードＸ  １３０３は、干渉トレーニング結果を１次ノード１３０４に送信することができる（１３３７）。干渉トレーニング結果は、測定結果および制御スロット構成を含むことができる。ネイバー２  １３０６はまた、干渉トレーニング結果を１次ノード１３０４に送信することができる（１３３８）。１次ノード１３０４は、干渉トレーニング結果を新ノード１３０５に転送することができる（１３３９）。
【０１１１】
一時的アソシエーションの間、新ノード１３０５は、ビーコン応答をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３４０）。ビーコン応答は、ネイバー２  ＩＤ、新ノードＩＤ、検出されたネイバーノードＩＤ、機能情報、位置情報、および１次ノードＩＤを含むことができる。ネイバー２  １３０６は、１次ノード１３０４またはゲートウェイ１３０２のいずれかで新ノードを検査することができる（１３４１）。ネイバーノード２  １３０６は、ビーコン応答ＡＣＫを新ノード１３０５に送信することができる（１３４２）。ビーコン応答ＡＣＫは、ネイバー２  ＩＤ、新ノードＩＤ、次の空きビーコン、およびファインビームトレーニングセットアップを含むことができる。新ノード１３０５は、ファインビームトレーニング要求をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３４３）。ファインビームトレーニング要求は、ネイバー２  ＩＤ、新ノードＩＤ、並びに送信および受信ビーム構成を含むことができる。ネイバー２  １３０６は、干渉トレーニング要求を１次ノード１３０４に送信することができる（１３４４）。干渉トレーニング要求は、トレーニングシーケンス構成、新ノードＭＡＣアドレス、およびスケジューリング情報を含むことができる。ネイバー２  １３０６はまた、干渉トレーニング要求をノードＸ  １３０３に送信することができる（１３４５）。１次ノード１３０４は、干渉トレーニング応答をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３４６）。ノードＸ  １３０３はまた、干渉トレーニング応答をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３４７）。ネイバー２は、ファインビームトレーニング応答を新ノード１３０５に送信することができる（１３４８）。ファインビームトレーニング応答は、ネイバー２  ＩＤ、新ノードＩＤ、送信および受信ビーム構成、スケジューリング情報、および干渉トレーニング構成を含むことができる。新ノード１３０５は、ファインビームトレーニング確認をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３４９）。
【０１１２】
新ノード１３０５は、新ノードｔｘフェーズ（１３５０）を実行することができる。ネイバー２  １３０６は、ピアノードｔｘフェーズ（１３５１）を実行することができる。１次ノード１３０４は、ネイバーｔｘフェーズ（１３５２）を実行することができる。ノードＸ  １３０３は、ネイバーｔｘフェーズ（１３５３）を実行することができる。１次ノード１３０４は、干渉トレーニング結果をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３５４）。干渉トレーニング結果は、測定結果および制御スロット構成を含むことができる。ノードＸ  １３０３はまた、干渉トレーニング結果をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３５５）。ネイバー２  １３０６は、干渉トレーニング結果を新ノード１３０５に転送することができる（１３５６）。新ノード１３０５は、全ての検出されたネイバーと一時的アソシエーション手順を繰り返すことができる（１３５７）。新ノード１３０５は、ＳＩＮＲベースのビーム選択、ネイバーフィルタリング、および制御スロット選択を実行することができる（１３５８）。新ノード１３０５は、一時的アソシエーション削除要求をノードＸ  １３０３に送信することができる（１３５９）。新ノード１３０５はまた、一時的アソシエーション削除確認をノードＸ  １３０３に送信することができる（１３６０）。新ノード１３５０は、アソシエーション要求を１次ノード１３０４に送信することができる（１３６１）。アソシエーション要求は、１次ノードＩＤ、新ノードＩＤ、ｔｘ／ｒｘビームＩＤ、および制御スロットを含むことができる。１次ノード１３０４は、アソシエーション応答を新ノード１３０５に送信することができる（１３６２）。アソシエーション応答は、１次ノードＩＤおよび新ノードＩＤを含むことができる。新ノード１３０５は、アソシエーション要求をネイバー２  １３０６に送信することができる（１３６３）。アソシエーション要求は、ネイバー２  ＩＤ、新ノードＩＤ、ｔｘ／ｒｘビームＩＤ、および制御スロットを含むことができる。ネイバー２  １３０６は、アソシエーション応答を新ノード１３０５に送信することができる（１３６４）。アソシエーション応答は、ネイバー２  ＩＤおよび新ノードＩＤを含むことができる。
【０１１３】
メッシュアーキテクチャは、通常のメッシュノードおよびアグリゲーションノード（ゲートウェイとも称される）という２つのノードタイプを備えるフラットなものであってもよい。アグリゲーションノードは、メッシュネットワークの終端ポイントとしての役割を果たすことができ、高速有線または無線ネットワークを介してコアネットワーク（例えば、ＬＴＥコアネットワーク）に接続されてもよい。また、通常のメッシュノードのように、アグリゲーションノードはローカルアクセストラフィックを生成することができる。ネットワーク内には複数のアグリゲーションポイントがあってもよく、各ノードは、複数のアグリゲーションポイントに接続されてもよい。トポロジを完了するため、または最小の接続要件を達成するために必要とされる、リレーノードがあってもよい。リレーノードの機能は、メッシュノードと同じであってもよいが、リレーノードは各自／ローカルのトラフィックを生成することはない。
【０１１４】
メッシュネットワークの形成は、アグリゲーションポイントが通電されるときに開始されてもよい。アグリゲーションポイントは、その関連するＩＰネットワークを介してネットワークコントローラ／ＯＡＭセンターに最初に接続して、ネットワーク構成パラメータを取り出すことができる。ネットワーク構成パラメータは、ネットワーク識別子、ノード識別子、バックエンドＩＰ接続容量、動作周波数帯域、任意の特殊な規制上の制約、ノード接続制限およびスケジュール間隔の期間、サポートされるサービスクラス（例えば、ＱｏＳ）、並びに（待ち時間制限のような）関連するパラメータなどを含むが、これらに限定されることはない。任意の必要とされるソフトウェア／ファームウェアアップデートもまた、メッシュ形成の前のこの時点において実行されてもよい。
【０１１５】
初期化およびネットワークコントローラ／ＯＡＭセンターからの構成パラメータの取り出しの後、アグリゲーションノードは、ビーコンの送信を開始することができる。ネットワークコントローラ／ＯＡＭセンターは、ビーコン開始時間のタイミング基準をアグリゲーションポイントに提供することができる。これは、ＯＡＭセンターによってメッシュネットワーク内の全てのアグリゲーションポイントに提供されたものと同じタイミング基準であってもよい。従って、ＯＡＭセンターは、メッシュネットワーク内の全てのアグリゲーションポイントが同期されていることを保証することができる。全てのアグリゲーションポイントが同期されているので、メッシュノードは、２つのアグリゲーションポイントに接続されるか、または２つの異なるアグリゲーションポイントに接続されている２つの異なるメッシュノードに接続されてもよい。
【０１１６】
アグリゲーションポイントが完全に初期化されると、これは可能なメッシュノード（非アグリゲーションポイント）についてビーコンのスキャンを開始することができる。アグリゲーションポイントが、同じネットワークに属している既存のノードを検出する場合、これはＢＲＩ期間に特殊な制御メッセージを送信して、新しいアグリゲーションポイントについてメッシュノードに通知することができる。メッシュノードは、メッシュ初期化手順と類似したアグリゲーションポイントとのアソシエーションを実行することができる。
【０１１７】
任意の既存の隣接するメッシュノードでのアソシエーション手順を正常に完了するか、または所定の期間にわたりビーコンをスキャンして受信していないとき、アグリゲーションノードは、他のノードがメッシュネットワークに参加できるようにビーコン送信を開始することができる。新ノードが通電されると、これは事前構成された周波数帯域において上記で開示される手順によりビーコン送信のスキャンを開始することができる。ビーコン受信が行われずに所定の時間が経過した場合、新ノードは、各自のネットワーク識別子に含まれるビーコンをスキャンするために所定の形式に従って他の周波数帯域に切り替えることができる。新ノードが必要とされるネットワーク識別子を備えるビーコンフレームを受信する場合、これはアソシエーション手順を開始することができる。受信されたビーコンフレームは、通常のノードまたはアグリゲーションノードのいずれかによって送信済みであることもある。正常なアソシエーション並びにルートおよびスケジュールのセットアップが行われると、新ノードは、ユーザデータ送信を開始する前に、必要に応じて、ＯＡＭセンターからシステムパラメータを取り出して、任意のソフトウェア／ファームウェアアップデートを実行することができる。
【０１１８】
２フェーズのアソシエーションおよびＳＩＮＲベースのビーム選択手順について、本明細書において説明されうる。ネイバー選択およびＳＩＮＲベースのビーム選択の例示的なアルゴリズムもまた提供されうる。
【０１１９】
新ノードは、検出されたメッシュノードの各々と一時的アソシエーションを実行することができる。ディスカバリ手順の最後に、新ノードは、オフセットフィールドが次のフリーのＢＲＩであるビーコン応答ＡＣＫを受信することができる。新ノードは、そのＢＲＩリソースを使用して一時的アソシエーション手順を実行することができる。一時的アソシエーションは、新ノードがピアメッシュノードと通信できるように、ＢＲＩ期間中にリソースを暗黙的に予約することができる。ＢＲＩ期間のこの予約は、ネットワーク内の他の新ノードによって送信されうるビーコン応答に起因する衝突を防ぐことができる。一時的アソシエーションはまた、ピアメッシュノード内の新ノードの一時的コンテキストを作成することができ、その逆の場合も可能である。コンテキストがピアメッシュノード内で作成されると、新ノードは、ピアメッシュノードを使用して、１）メッシュノードが１次ノード（新ノードが関連付けする最初のメッシュノード）である場合、（ＯＡＭセンターへの）登録、２）認証手順（メッシュノードとのローカル認証およびＯＡＭセンターとのリモート認証）、および３）ビームフォーミング／トレーニングおよび干渉測定、という手順を実行することができる。
【０１２０】
新ノードは最初に検出したネイバーのサブセットのみを選択することができるので、新ノードとメッシュノードとのアソシエーションは一時的であってもよい。新ノードは、ネイバー選択アルゴリズムを使用して候補ノードを選択することができる。ネイバー選択アルゴリズムは、各リンクのＳＩＮＲ、メッシュノードの負荷、ゲートウェイへのパスメトリック、制御スロットの可用性などの多くの要因を考慮に入れることができる。最終アソシエーションは、ネイバー選択手順中に選択されるネイバーと行われてもよい。ネイバー選択手順中に下方選択されるノードとの一時的アソシエーションは、削除されてもよい。
【０１２１】
一時的アソシエーションは、新ノードがメッシュノードからビーコン応答ＡＣＫを受信する場合、ディスカバリ手順中に新ノードによって開始されてもよい。ビーコン応答ＡＣＫフレームはまた、ＢＲＩオフセットフィールドで次のＢＲＩ期間のオフセットを搬送することができる。新ノードは、ＢＲＩオフセットによって示されるＢＲＩ期間に一時的アソシエーション要求メッセージをトリガーすることができる。新ノードは、その機能情報フィールド（例えば、ＭＣＳサポート、ＨＡＲＱサポート、ビームフォーミング機能、Ｔｘ／Ｒｘアンテナの数、セキュリティ機能など）と共にそのＭＡＣアドレスを含むことができる。
【０１２２】
一時的アソシエーション要求はまた、ビームトレーニング手順のパラメータを搬送することができる。例えば、新ノードは、ビームトレーニング手順中に使用しようとするＴｘ／Ｒｘビームの数を追加することができる。これには、ピアメッシュノードにおいて、ビームトレーニングおよび干渉測定手順をスケジュールすることが必要となりうる。
【０１２３】
メッシュノードが、新ノードに検出された最初のノードである場合、新ノードは、メッシュノードが１次ノードとなるよう要求することができる。これは、一時的アソシエーション要求メッセージの１次要求フィールドで示されてもよい。
【０１２４】
新ノードはまた、メッシュノードがさらなるディスカバリのための支援情報（ネイバーのリスト、ビームＩＤ、タイミングなどのような）を提供することができるように、一時的アソシエーション要求メッセージに位置情報（使用可能である場合）および検出されたネイバーのリストを含む。
【０１２５】
ピアメッシュノードは、一時的アソシエーション要求メッセージを受信する場合、ローカル認証オプションを検査することができる。ローカル認証は、オプションのセキュリティ機能であってもよく、オペレータポリシーに従ってゲートウェイ／ＯＡＭセンターによりノードごとに使用可能／使用不可にされてもよい。ローカル認証手順は、ＯＡＭセンターによってオーバーライドされない限り、デフォルトで使用可能にされてもよい。ローカル認証手順が使用可能にされる場合、ピアメッシュノードは、ローカル認証要求メッセージを新ノードに送信することによってローカル認証手順を開始することができる。ローカル認証手順は、ＡＡＡサーバまたはＯＡＭセンターの介在なく新ノードとピアメッシュノードの間で実行されるピアツーピア認証を示してもよい。これは、８０２．１１規格において定義されているＳＡＥ認証プロトコルに基づくことができる。新ノードはまた、ローカル認証手順中に暗号化／保全性保護キーを派生させることができる。セキュリティキーは、ローカル認証が各リンクについて実行されるので、リンク固有／ネイバー固有であってもよい。
【０１２６】
ローカル認証は、メッセージ交換にＢＲＩ期間を使用することができる。ローカル認証要求メッセージは、一時的アソシエーション要求メッセージが受信されたものと同じＢＲＩで送信されてもよい。
【０１２７】
新ノードから受信されたローカル認証応答が検証される場合、ピアメッシュノードは、一時的アソシエーション応答メッセージを送信することができる。一時的アソシエーション応答は、（ＭＣＳサポート、ビームフォーミング機能、ＨＡＲＱサポートなど）ピアノードの機能を搬送することができる。また、一時的アソシエーション応答は、（一時的アソシエーションが更新されるまで、ピアメッシュノードは全てのフリーの制御スロットをこの新ノードに予約することができる）ピアノードにおいて使用可能なフリーの制御スロットのリストを搬送することができる。一時的アソシエーション応答メッセージはまた、（帯域幅、ノード接続制限など）メッシュシステムレベルパラメータ／制約／タイマーを搬送することができる。
【０１２８】
次の例は、一時的アソシエーション手順のタイムラインをＢＲＩ期間の単位で示す。一時的アソシエーションは、ディスカバリ手順のビーコンＡＣＫによって指定されるＢＲＩにおいてトリガーされてもよい。一時的アソシエーション要求およびローカル認証要求はいずれも、１つのＢＲＩ期間内に交換されうる。ローカル認証応答および一時的アソシエーション応答メッセージの交換は、次のＢＲＩ期間内に完了されうる。
【０１２９】
図１４は、ピアノードと新ノードの間の（認証による）一時的アソシエーションの例を示す。ピアノード１４０１および新ノード１４０２は、相互にディスカバリ手順（１４０３）を実行することができる。新ノード１４０２は、一時的アソシエーション要求をピアノード１４０１に送信することができる（１４０４）。ピアノード１４０１は、ローカル認証要求を新ノード１４０２に送信することができる（１４０５）。新ノード１４０５は、ローカル認証応答をピアノード１４０１に送信することができる（１４０６）。ピアノード１４０１は、一時的アソシエーション応答を新ノードに送信することができる（１４０７）。
【０１３０】
ローカル認証手順が使用可能にされない場合、ピアメッシュノードは、要求が受信されたものと同じＢＲＩ期間に一時的アソシエーション応答メッセージで応答することができる。図１５は、ローカル認証が使用不可であり、一時的アソシエーション／応答メッセージの交換はいずれも同じＢＲＩ期間内に実行されるシナリオを表す。
【０１３１】
図１５は、ピアノードと新ノードの間の（認証によらない）一時的アソシエーションの例を示す。ピアノード１５０１および新ノード１５０２は、相互にディスカバリ手順（１５０３）を実行する。新ノード１５０２は、一時的アソシエーション要求をピアノード１５０１に送信することができる（１５０４）。ピアノードは、一時的アソシエーション応答を新ノード１５０２に送信することができる（１５０５）。
【０１３２】
一時的アソシエーション要求メッセージが登録要求を搬送しなかった場合、メッシュノードは、ファインビームトレーニング測定スケジュールの準備を行うことができる。スケジュールを搬送するＢＲＩ期間のオフセットは、一時的アソシエーション応答において示されてもよい。
【０１３３】
一時的アソシエーション要求メッセージが１次ノード要求フィールドセットを有していた場合、ピアメッシュノードは、ＯＡＭセンターに向けた登録手順をトリガーし、一時的アソシエーション応答メッセージで登録手順が新ノードに対して実施されるＢＲＩオフセットを示すことができる。
【０１３４】
エラー事例を含む一時的アソシエーション手順の有限状態マシンのモデルは、図１６に示される。状態マシンは、メッシュノードと新ノードの両方の手順をカバーする。
【０１３５】
図１６は、一時的アソシエーション状態マシンの例を示す。メッシュノードおよび新ノードは、一時的アソシエーションを開始することができる（１６０１）。新ノードは、一時的アソシエーション要求を送信し、ローカル認証要求を待つことができる（１６０２）。ローカル認証要求を待つ間に新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは再度開始することができる（１６０１）。新ノードは、ローカル認証要求を受信する場合、ローカル認証応答を送信して、一時的アソシエーション応答を待つことができる（１６０３）。一時的アソシエーション応答を待つ間に新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは再度開始することができる（１６０１）。新ノードが一時的アソシエーション応答を受信し、登録が必要とされない場合、一時的アソシエーションは完了である（１６０６）。新ノードが一時的アソシエーション応答を受信し、リモート認証が必要とされない場合、新ノードは登録応答を待つ（１６０５）。新ノードが登録応答を受信する場合、一時的アソシエーションは完了である（１６０６）。登録応答を待つ間に新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは再度開始することができる（１６０１）。新ノードが一時的アソシエーション応答を受信し、リモート認証が必要とされる場合、新ノードはリモート認証を待つことができる（１６０４）。リモート認証を待つ間に新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは再度開始することができる（１６０１）。新ノードは、リモート認証要求を受信する場合、リモート認証応答を送信して、登録応答を待つことができる（１６０５）。
【０１３６】
メッシュノードは、一時的アソシエーション要求を受信すると、ローカル認証要求を送信して、ローカル認証応答を待つことができる（１６０７）。ローカル認証応答を待つ間にメッシュノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは再度開始することができる（１６０１）。メッシュノードは、ローカル認証応答を受信する場合、一時的アソシエーション応答および登録要求を送信して、転送モードに遷移することができる（１６０８）。メッシュノードがローカル認証応答を受信し、一時的アソシエーション応答を送信する場合、一時的アソシエーションは完了（complete）である（１６０６）。転送モード中にメッシュノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは再度開始することができる（１６０１）。メッシュノードは、リモート認証要求を受信する場合、リモート認証要求を転送して、転送モードに遷移することができる（１６０８）。メッシュノードは、リモート認証応答を受信する場合、リモート認証応答を転送して、転送モードに遷移することができる（１６０８）。メッシュノードが、登録応答を受信する場合、登録応答を転送することができ、一時的アソシエーションは完了である（１６０６）。
【０１３７】
一時的アソシエーションが完了であり（１６０６）、メッシュノードまたは新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは再度開始することができる（１６０１）。一時的アソシエーションの開始前にメッシュノードおよび新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションはクリアされる（１６００）。
【０１３８】
登録は、新ノードがＯＡＭセンターとメッセージを交換できるようにすることができる。これは、他の方法では分散型であるメッシュバックホールの特性に集中制御をもたらすことができる。登録手順は、オペレータポリシーによってオーバーライドされない限り、デフォルトで使用可能にされてもよい。新ノードによって送信された一時的アソシエーション要求メッセージで設定された１次ノード要求フィールドが真である場合、メッシュノードは登録手順をトリガーすることができる。１次ノードは、登録手順をトリガーする前に、ローカル認証が正常に行われるまで待つことができる。ゲートウェイノードはまた、電源投入されると直ちに登録手順を実行することができる。
【０１３９】
登録要求は、ＯＡＭセンターに宛てられてもよい。１つの例において、ゲートウェイノードは、新ノードが特殊ノードＩＤ（例えば、２５５）を含むことができるように、ＯＡＭセンターＩＰを追跡することができ、ゲートウェイノードはこの特殊ノードＩＤで宛てられた任意のパケットを実際のＯＡＭ  ＩＰアドレスに変換することができる。
【０１４０】
ディスカバリ手順の後、新ノードは、１次ノード要求フィールドを真として一時的アソシエーション要求を送信することができる。ピアメッシュノードは、これまでのようにローカル認証をトリガーすることができ、ローカル認証が正常に行われると、１次ノードは、登録手順がオペレータポリシーに従って使用可能にされる場合、ＯＡＭセンターに向けて登録をトリガーすることができる。ピアメッシュノードは、受信した一時的アソシエーション要求メッセージからコンテンツをコピーすることによって、登録要求メッセージを形成することができる。これらのコンテンツは、新ノード機能、位置情報、新ノードＭＡＣアドレスなどを含むことができる。
【０１４１】
一時的アソシエーション応答メッセージは、登録手順が進行中であることを新ノードに示すことができ、またＢＲＩリソースのオフセットを搬送することもでき、ここで登録／リモート認証メッセージは新ノードと交換されてもよい。
【０１４２】
登録要求メッセージを受信すると、ＯＡＭセンターは、リモート認証手順をトリガーすることができる。このリモート認証は、各ネイバーノードで実行されるローカル認証手順に加えて使用されてもよい。リモート認証は、ＯＡＭセンターと同じ場所に配置されうるＡＡＡサーバからのサービスを使用することができる。
【０１４３】
登録手順は、メッシュオペレーションの集中制御をある程度可能にすることができる。例えば、ＯＡＭセンターは、ノードＩＤのホワイトリストを提供することによって、ネイバー支援情報を提供することができる。ＯＡＭセンターはまた、新ノードが、ネイバーブラックリストＩＤを介してネイバーノードＩＤの一部を選択することを禁じることができる。これは、ＯＡＭセンターがメッシュネットワークのトポロジ制御を実行できるようにすることができる。
【０１４４】
登録手順の一部として、ＯＡＭセンターは、短いノード識別子を新ノードに割り当てることができる。この短いノードＩＤは、登録手順後の全ての後続の通信において新ノードを識別するために使用されてもよい。短いノードＩＤ（１バイト以下）は、ＭＡＣヘッダのスペースを節約するためにＭＡＣアドレス（６バイト）の代わりに使用されてもよい。この短いノードＩＤはまた、ルーティング／転送操作する新ノードに対処するために使用されてもよい。
【０１４５】
ＯＡＭセンターはまた、サポートされるＱｏＳクラスの数、および（例えば、待ち時間、ジッタ、ＭＢＲ／ＧＢＲ要件、ルーティングパスメトリック要件など）各ＱｏＳクラスの構成のようなＱｏＳ関連のパラメータを構成することができる。
【０１４６】
メッシュバックホールの干渉測定手順は、定期的およびイベントベースの両方で実行されてもよい。ＯＡＭセンターは、定期的干渉測定スケジュールを構成することができる。また、ＯＡＭセンターへの登録手順は、新ノードの干渉ゾーン内のノードのリストを新ノードに提供することができる。これは、新ノードの位置に単に基づいて計算されうる静的構成であってもよく、新ノードによるネイバー選択とは無関係であってもよい。
【０１４７】
登録手順は、ポリシーおよび課金機能への課金インターフェイスを作成することができる。これは、バックホールサービスが、アクセスサービスを提供するオペレータとは異なるサードパーティオペレータによって提供されるようなシナリオにおいて、特に有用となりうる。これはまた、同じバックホールサービスが複数のオペレータの間で共有されるような場合にも適用可能となりうる。
【０１４８】
登録はまた、ＯＡＭセンターにおいてロギング／追跡／モニタリングインターフェイスを作成するために使用されてもよい。このインターフェイスは、集中障害／パフォーマンスモニタリングおよびバックホールメッシュノードからの統計収集に使用されてもよい。
【０１４９】
登録応答はまた、システム構成パラメータ／定数などを搬送することができる。
【０１５０】
登録応答内の構成パラメータは、一時的アソシエーション応答内のパラメータに優先することができる。
【０１５１】
図１７は登録手順の例を示す。１次ノード１７０１および新ノード１７０２は、相互にディスカバリ手順（１７０３）を実行することができる。新ノード１７０２は、一時的アソシエーション要求（１次要求）をピアノード１７０１に送信することができる（１７０４）。１次ノード１７０１は、ローカル認証要求を新ノード１７０２に送信することができる（１７０５）。新ノード１７０２は、ローカル認証応答を１次ノード１７０１に送信することができる（１７０６）。１次ノード１７０１は、登録要求を送信することができる（１７０７）。１次ノード１７０１は、一時的アソシエーション応答を新ノード１７０２に送信することができる（１７０８）。１次ノード１７０１は、リモート認証要求を受信することができる（１７０９）。１次ノード１７０１は、リモート認証要求を新ノード１７０２に転送することができる（１７１０）。新ノード１７０２は、リモート認証応答を１次ノード１７０１に送信することができる（１７１１）。１次ノード１７０１は、リモート認証応答を転送することができる（１７１２）。１次ノード１７０２は、登録応答を受信することができる（１７１３）。１次ノード１７０２は、登録応答を新ノード１７０２に転送することができる（１７１４）。
【０１５２】
図から分かるように、一時的アソシエーションおよびローカル認証は、２つのＢＲＩ期間内に行われうる。ゲートウェイへのメッセージは、データ期間においてのみ送信されうるので、ＯＡＭセンターへのいかなる対話も追加のＢＲＩ期間を要することになる。ピアメッシュノードの観点からは、リモート認証要求／応答、登録応答のメッセージは、新ノードとの間でトランスペアレントに転送されてもよい。
【０１５３】
図１８はファインビームトレーニング手順の例を示す。セットアップフェーズ（１８０３）において、ピアノード１８０１は、測定スケジュールをセットアップすることができる（１８０７）。ピアノード１８０１は、ビームトレーニングスケジュールを新ノード１８０２に送信することができる（１８０８）。新ノード１８０２は、ビームトレーニングスケジュールＡＣＫをピアノード１８０１に送信することができる（１８０９）。測定フェーズ（１８０４）において、ピアノード１８０１および新ノード１８０２は、測定を実行することができる（１８１０）。レポーティングフェーズ（１８０５）において、ピアノード１８０１は、測定結果を収集することができる（１８１１）。ピアノード１８０１は、ビームトレーニング結果表示（ｉｎｄ）を新ノード１８０２に送信することができる（１８１２）。新ノード１８０２は、ビームトレーニング結果確認（ｃｎｆ）をピアノード１８０１に送信することができる（１８１３）。ビーム選択フェーズ（１８０６）において、新ノード１８０２は、ビーム選択を実行することができる（１８１４）。
【０１５４】
ファインビームトレーニングは、新ノードがそのＲｘおよびＴｘビームをそのピアメッシュノードでトレーニングし、そのＴｘアンテナ構成およびＲｘアンテナ構成を反復手順を使用して向上させるプロセスである。メッシュネットワークにおいて、２つの通信するノード間のＲｘ／Ｔｘビームを最適化するだけにとどまらず、メッシュネットワーク内の既存リンク上の新しいリンクによって引き起こされる干渉を考慮することも重要となりうる。ファインビームトレーニング手順の成果は、新ノードがメッシュノードとの通信に使用できるＲｘおよびＴｘビームのセットをピアメッシュノードが選択できることである。ピアメッシュノードはまた、新ノードと通信するために自身のＴｘおよびＲｘビームを選択することもできる。ビーム選択は、受信した信号電力および計算された干渉メトリックに基づいて行われてもよい。干渉メトリックは、２つの部分で構成されてもよく、第１の部分は、メッシュネットワーク内の既存リンクに起因する新しいリンク上の干渉であり、第２の部分は、新しいリンクによって引き起こされる既存リンクへの干渉である。このビーム選択手順は、ＳＩＮＲベースのビーム選択手順と称されてもよい。ファインビームトレーニングおよびＳＩＮＲベースのビーム選択手順は、ディスカバリ手順中に新ノードによって検出された各候補ネイバーについて実行されてもよい。
【０１５５】
ファインビームトレーニング手順は、セットアップフェーズ、測定フェーズ、レポーティングフェーズ、およびビーム選択フェーズ、という４つのフェーズで構成される。セットアップフェーズは、ファインビームトレーニングセットアップおよび干渉トレーニングセットアップ、という２つのステップを有する。
【０１５６】
ファインビームトレーニングセットアップは、新ノードが、ピアメッシュノードとビーム細分化機能情報を交換して、ファインビームトレーニング手順のスケジュールをセットアップできるようにすることができる。ファインビームトレーニングセットアップ中に、ピアメッシュノードおよび新ノードは、ファインビームトレーニングトランザクション中に使用すべき送信／受信ビームの数をネゴシエートすることができる。ファインビームトレーニングセットアップ手順は、一時的アソシエーションシグナリングと結合されてもよい。
【０１５７】
干渉測定手順は、ビーム細分化手順と並行して行われてもよい。干渉測定が干渉ゾーン内の全てのノードによって実行されるので、別個の干渉トレーニングセットアップ手順が定義されてもよい。干渉トレーニングセットアップ手順は、測定を実行するように、新ノードおよびピアメッシュノードの干渉ゾーン内のメッシュノードをスケジュールすることができる。新ノードの干渉ゾーンは、一時的アソシエーション手順の一部として新ノードによって提供される位置情報を使用して導き出されてもよい。新ノードによって提供された検出済みネイバーリスト情報はまた、新ノードの干渉ゾーンを導き出すために使用されてもよい。ピアメッシュノードはまた、ローカルトポロジのその知識に基づいて、干渉ゾーンを導き出すこともできる。ファインビームトレーニング手順の前に登録手順が実行される場合、ＯＡＭセンターはまた、（干渉ゾーン内のノードＩＤに関して）新ノードの干渉ゾーンを提供することができる。ピアメッシュノードは、ファインビームトレーニング中にピアメッシュノードおよび新ノードによって使用された送信／受信ビームの数、ピアメッシュノードおよび新ノードの干渉ゾーン内のネイバーの数、各ノードに許容されるネイバーの最大数（ネイバーノードによって使用される送信／受信ビームの数を決定する）、という要因を考慮に入れることによって、干渉ゾーンのスケジュールを計算することができる。ファインビームトレーニングおよび干渉トレーニングはいずれも、ＢＲＩ期間中にのみ発生することがあり、スケジュールの長さに応じて（異なるビーコン間隔の）複数のＢＲＩ期間を要する場合がある。ピアメッシュノードは、干渉ゾーン内でいかなる時点においても１つのノードのみが送信しているという制限のもと、ファインビームトレーニングと干渉トレーニングの両方が並行して行われるように、スケジュールをセットアップすることができる。
【０１５８】
ピアメッシュノードは、干渉ゾーン内の他のメッシュノードとスケジュールをネゴシエートすることができる。実際、ピアメッシュノードは、干渉測定を目的として、他のメッシュノードのＢＲＩ期間を予約することができる。ファインビームトレーニングスケジュールは、一時的アソシエーション応答メッセージで新ノードに提供されてもよい。
【０１５９】
測定フェーズは、ピアメッシュノードによってセットアップされたスケジュールに従って開始することができる。測定フェーズの間、干渉ゾーン内のピアメッシュノード、新ノード、およびネイバーノードは、結合されたファインビームトレーニングおよび干渉トレーニングフェーズに参加することができる。測定フェーズは、順に、新ノードＴｘ、ピアノードＴｘ、およびネイバーＴｘステップの１または複数のインスタンス、という３つのステージに分割される。
【０１６０】
新ノードＴｘステージにおいて、新ノードは、Ｔｘビームのうちの１つを使用してファインビームトレーニングシーケンスを送信することができる。各Ｔｘビームは、Ｐスロットにわたり持続することができる（ここで、Ｐ＝｛ｍａｘ（ノードあたりのネイバーの最大数、ピアメッシュノードによって選択された受信ビームの数）｝である）。Ｐスロットが完了すると、新ノードは次のＴｘビームに切り替えることができる、というように全ての選択されたＴｘビームを使い尽くすまで同様に繰り返される。このフェーズの間、ピアメッシュノードは、トレーニングシーケンスを順次受信して、全てのその選択されたＲｘビームを使用して測定するまで、スロットごとに新しい受信パターンに切り替えることができる。また、干渉ゾーン内のネイバーノードは、それらの受信ビーム（ネイバー方向あたり１つ）を切替え、新ノード送信からの信号電力を計算することができる。
【０１６１】
新ノードＴｘステージが完了した後、ピアメッシュノードＴｘステージは開始することができ、ピアメッシュノードおよび新ノードの役割が予約され、測定は新ノードおよびネイバーノードにおいて再度行われてもよい。今回は、新ノードは、全てのそのＴｘビームを周期的に繰り返すことができ、ピアノードは、各Ｔｘビームを全てのその選択されたＲｘビームで測定することができる。ネイバーＴｘステージにおいて、ネイバーノードのうちの１つは、Ｑスロットごとに（そのネイバーの各々に向けた）その送信ビームを周期的に繰り返すことができる。Ｑの値は、ｍａｘ（ノードあたりのネイバーの最大数、ピアメッシュノードによって使用された受信ビームの数、新ノードによって使用された受信ビームの数）であってもよい。この間に、ピアメッシュノードおよび新ノードは共に、それらの受信ビームを使用し、スロットごとにパターンを切替えて、信号電力を測定することができる。ネイバーＴｘフェーズは、干渉セットアップフェーズの間にピアメッシュノードによってスケジュールされているとおり順次に、干渉ゾーン内の全てのメッシュノードに対して繰り返されてもよい。ネイバーノードは、そのアクティブネイバーの各々ですでに使用されているビームを使用して送信することができる。また、ネイバーノードがそのネイバーに送信する順序は、使用中の制御スロットの順序と同じであってもよい。
【０１６２】
レポーティングフェーズの間、干渉ゾーン内のメッシュノードは、測定の結果をピアメッシュノードに提供することができる。これらの測定結果は、データフレームと結合されるか、またはデータ領域で制御メッセージとして別個にスケジュールされてもよい。ピアノードは、干渉トレーニングセットアップフェーズの間にスケジュールされた全てのメッシュノードからの測定結果を待つことができる。ピアメッシュノードは、ネイバーメッシュノードから受信した全ての測定結果を収集し、その自身の測定結果を、新ノードに送信する前に、一時的アソシエーション／登録メッセージを送信するために使用したものと同じビームを使用して付加することができる。
【０１６３】
新ノードは、これ以降、ピアメッシュノードからの受信信号のＳＮＲ、他のノードによって受信された干渉電力などを考慮に入れることによって、ピアメッシュノードに向かう好ましい受信ビームを選択することができる。これは同様に、ピアメッシュノードに向かう送信ビームを選択することができる。新ノードは、（ゲートウェイへのパスおよび全ての他の宛先の平均パスメトリックを含むことができる）好ましいビームのインデックスおよびパスメトリックのセットをピアメッシュノードに送信することができる。
【０１６４】
１つの例において、ピアメッシュノードおよびネイバーノードでのビームトレーニングの結果は、ＯＡＭセンターに送信されてもよい。ＯＡＭセンターは、ネットワークトポロジ、ネットワーク負荷、ＳＩＮＲ閾値、バックホールスループット／新ノードの遅延要件を考慮に入れることによってネイバーフィルタリングを実行することができる。ＯＡＭセンターは、新ノードのネイバーノードを選択することができる。ＯＡＭセンターはまた、新ノードがそのネイバーの各々について使用することができる制御スロットを決定することができる。このプロセスにおいて、ＯＡＭセンターはまた、新ノードの潜在的な干渉物のリストを識別することができ、干渉物の各々はこのことを通知されてもよい。ＯＡＭセンターはまた、競合するノードの時間マルチプレックスを有効にするためにＴＴＩベースでスケジュールを交換することが可能であるように、制御スロットをセットアップすることができる。
【０１６５】
他の例において、ネイバー選択、制御スロット選択、および干渉回避メカニズムは、分散された方式で実行されてもよい。
【０１６６】
図１９Ａ〜図１９Ｃは、ＳＩＮＲベースのビーム選択手順の有限状態マシンの図の例を示す。ファインビームトレーニングの開始において（１９０１）、メッシュノードは、測定スケジュールを作成することができる（１９０２）。メッシュノードは、干渉測定スケジュール要求を送信し、別の測定スケジュールを作成することができる（１９０２）。メッシュノードは、干渉測定スケジュール応答を受信し、別の測定スケジュールを作成することができる（１９０２）。メッシュノードは、ネゴシエートした測定スケジュールを決定し、ビームトレーニングスケジュールを送信して、ビームトレーニングスケジュールＡＣＫを待つことができる（１９０３）。メッシュノードは、ビームトレーニングスケジュールＡＣＫを待ってタイムアウトする場合、干渉測定中止メッセージを全てのネイバーに送信し、一時的アソシエーションは終了する（１９００）。メッシュノードは、ビームトレーニングスケジュールＡＣＫを受信する場合、測定開始を待つことができる（１９０４）。メッシュノードは、スケジュール開始を受信する場合、新ノードからの受信を受信することができる（１９０５）。メッシュノードは、測定基準信号を受信し、新ノードからの受信（reception）を受信することができる（１９０５）。メッシュノードは、別のスケジュール開始を受信し、ピアノードｔｘフェーズを受信することができる（１９０６）。メッシュノードは、測定基準信号を送信し、ピアノードｔｘフェーズを受信することができる（１９０６）。メッシュノードは、別のスケジュール開始を受信し、ネイバーノードからの受信を受信することができる（１９０７）。メッシュノードは、測定基準信号を受信し、ネイバーノードからの受信を受信することができる（１９０７）。メッシュノードは、測定完了メッセージを受信し、結果を収集することができる（１９０８）。メッシュノードは、干渉測定結果を複数のネイバーノードから受信し、結果を再度収集することができる（１９０８）。メッシュノードは、ビームトレーニング結果ｉｎｄを送信し、ビームトレーニング結果ｃｎｆを待つことができる（１９０９）。メッシュノードは、ビームトレーニング結果ｃｎｆを送信することができ、ビームトレーニングは完了である（１９２０）。
【０１６７】
新ノードは、ビームトレーニングスケジュールを受信して、ビームトレーニングスケジュールＡＣＫを送信し、測定開始を待つことができる（１９２１）。測定開始を待つ間に新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは終了する（１９００）。新ノードは、スケジュール開始を受信する場合、新ノードｔｘフェーズを受信する（１９２２）。新ノードは、測定基準信号を送信し、新ノードｔｘフェーズを受信することができる（１９２２）。新ノードは、別のスケジュール開始を受信し、メッシュノードからの受信を受信することができる（１９２３）。新ノードは、測定基準信号を受信し、メッシュノードからの受信を受信することができる（１９２３）。新ノードは、別のスケジュール開始を受信し、ネイバーノードからの受信を受信することができる（１９２４）。新ノードは、測定基準信号を受信し、ネイバーノードからの受信を受信することができる（１９２４）。新ノードは、別のスケジュール開始を受信し、ビームトレーニング結果ｉｎｄを待つことができる（１９２５）。ビームトレーニング結果ｉｎｄを待つ間に新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは終了する（１９００）。新ノードは、ビームトレーニング結果ｉｎｄを受信する場合、ビームトレーニング結果ｃｎｆを送信することができ、ビームトレーニングは完了である（１９２０）。
【０１６８】
ビームトレーニングが完了した後（１９２０）、メッシュノードは、アソシエーション更新を待つことができる。アソシエーション更新を待つ間にメッシュノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは終了する（１９３０）。メッシュノードは、アソシエーション更新を受信する場合、アソシエーション更新ＡＣＫを送信することができ、最終アソシエーションは達成される（１９２７）。ビームトレーニングが完了した後（１９２０）、新ノードは、ネイバー選択手順を待つことができる（１９２８）。新ノードが選択されたネイバーを受信し、アソシエーションを削除するためにアソシエーション更新を送信する場合、一時的アソシエーションは終了する（１９３０）。新ノードは、選択されたネイバーを受信し、アソシエーション更新を送信する場合、アソシエーション更新ＡＣＫを待つことができる（１９２８）。アソシエーション更新ＡＣＫを待つ間に新ノードがタイムアウトする場合、一時的アソシエーションは終了する（１９３０）。新ノードがアソシエーション更新ＡＣＫを受信する場合、最終アソシエーションは達成される（１９２７）。
【０１６９】
ＳＩＮＲベースのビーム選択手順は、新ノードが、その全てのネイバーピアメッシュノードに向けられるビームの送信および受信を選択するために使用するメカニズムを示すことができる。新ノードは、最良のビームを選択するため、信号電力だけではなく、干渉電力も考慮することができる。干渉は、２つの成分を有することができる。第１の成分は、新しいリンクでメッシュノードによって引き起こされる干渉であり、第２の成分は、既存のメッシュノードで新しいリンクによって引き起こされる干渉である。
【０１７０】
ネイバーリスト内の各メッシュノードについて、新ノードは、以下の値を最大にできるように、そのＴｘＢｉｄ（およびピアノードのＲｘＢｉｄ）を選択することができる。
【０１７１】
【数１】
2016511585.tif 000003
【０１７２】
新ノードはまた、以下の値を最大にできるように、そのＲｘＢｉｄ（およびピアノードのＴｘＢｉｄ）を選択することができる。
【０１７３】
【数２】
2016511585.tif 000004
【０１７４】
Ｓは、意図される送信機からの送信に起因する、意図される受信機における受信信号電力である。これは、受信機において使用される受信ビームＩＤ、および送信機において使用される送信ビームＩＤの関数であってもよい。  
S=Meas_Table(TxNid、TxBid、RxNid、RxBid、0)        式（３）
ただし、ＴｘＮｉｄは送信機（新ノードまたはピアノード）のノードＩＤであり、ＴｘＢｉｄは送信機（新ノードまたはピアノード）によって使用される送信ビームＩＤであり、ＲｘＮｉｄは意図される受信機（ピアノードまたはメッシュノード）のノードＩＤであり、ＲｘＢｉｄは受信機（ピアノードまたはメッシュノード）によって使用される受信ビームＩＤであり、ビームトレーニングフェーズの間にＴｘＢｉｄ−ＲｘＢｉｄペアあたり１つのスロットしか測定に使用されなかった場合、Ｔｓｌｏｔフィールドは０または適用外である。
【０１７５】
ＩＺは、干渉ゾーン内の全てのノードにおいて受信された平均干渉であり（閾値を超える干渉電力のみが考慮される）、
【０１７６】
【数３】
2016511585.tif 000005
【０１７７】
ただし、ＴｘＮｉｄは送信機（新ノードまたはピアノード）のノードＩＤであり、ＴｘＢｉｄは送信機ノード（新ノードまたはピアノード）の送信ビームＩＤであり、Ｎは干渉ゾーン内のノードの数であり、Ｒは干渉ゾーン内の各ノードによって使用された受信ビームの数であり（既存リンク／ネイバーに向かうもののみ）、Ｔｓｌｏｔは受信ビームＩＤに１対１のマッピングを有する。干渉測定フェーズの間にＴｘＢｉｄ−ＲｘＢｉｄペアあたり１つのスロットしか測定に使用されない場合、干渉ゾーン内の全てのノードから送信があるので、Ｉはメッシュノード（新ノードまたはピアノード）によって受信された平均干渉電力である。
【０１７８】
【数４】
2016511585.tif 000006
【０１７９】
ただし、ＲｘＮｉｄは受信機（新ノードまたはピアノード）のノードＩＤであり、ＲｘＢｉｄは受信機ノード（新ノードまたはピアノード）の受信ビームＩＤであり、Ｎは干渉ゾーン内のノードの数であり、Ｔは干渉ゾーン内の各ネイバーノードによって使用された送信ビームの数であり（既存リンク／ネイバーに向かうもののみ）、Ｔｓｌｏｔは受信ビームＩＤに１対１のマッピングを有する。干渉測定フェーズの間にＴｘＢｉｄ−ＲｘＢｉｄペアあたり１つのスロットしか測定に使用されない場合。
【０１８０】
ビーム選択手順の最後に、ビームＩＤのペア（ＴｘＢｉｄおよびＲｘＢｉｄ）並びに関連するＰメトリックは、ネイバーリンク方向ごとに導き出されてもよい。従って、ＳＩＮＲベースのビーム選択手順の出力は、各ネイバーリンクについて得られる四つ組（ＴｘＢｉｄ−ＲｘＢｉｄ、ＰＴ、ＲｘＢｉｄ−ＴｘＢｉｄ、ＰＲ）のセットであってもよい。
【０１８１】
新ノードの参加時間を向上させるため、新ノードは、例えば一時的アソシエーション／登録／ビームトレーニングのような手順のいずれかが進行中であるピアメッシュノードに選択されたセクタ以外のセクタで、ＢＴＩ期間中にネイバーノードビーコンのバックグラウンド検索をオプションで実行することができる。また、ピアメッシュノードまたはＯＡＭセンターはまた、（可能なネイバーノードの数、ネイバーノードのおよその方向、スロットタイミング情報など）ネイバー支援情報を提供することができる。新ノードは、他のネイバーをスキャンする間、この支援情報を使用することができる。
【０１８２】
新ノードは、これ以降、全ての他の検出されたネイバーと共に一時的アソシエーション、ファインビームトレーニングおよびＳＩＮＲベースのビーム選択プロセスの全体を順次繰り返すことができる。プロセスは、登録手順が（第１のピアメッシュノードと）１回のみ実行されうることを除いては、以前説明されているプロセスと類似していてもよい。
【０１８３】
ファインビームトレーニングの完了後、新ノードは、ネイバーフィルタリングを実行するために必要な情報を取得することができる。新ノードは、好ましいビームのＳＮＲ、隣接するノードに見られる干渉、ゲートウェイへのパスメトリックなどの要因を少なくとも考慮に入れて、ネイバーを選択することができる。新ノードは、他のノードに最小の干渉を生じ、ゲートウェイへの最善のパスメトリックをもたらしうるそのネイバーの各々に向ける最善のビームを選択することができる。
【０１８４】
新ノードが全ての検出されたネイバーに向ける好ましいＴｘ／ＲｘビームＩＤを選択したのち、ネイバーフィルタリング手順が実行されてもよい。ノードは、最小２、および最大Ｎのネイバーを有するように制約されてもよく、ここでＮは、一時的アソシエーション／登録応答メッセージにノード接続制限のパラメータを伴いゲートウェイ／ＯＡＭによって構成されてもよい。この制約は、より良好なＭＡＣ効率を達成するために制御領域が比較的短く保持され、同時に、リンク障害が生じた場合に一部のパス多様性および信頼性を考慮することを保証することができる。従って、新ノードは、上位（＜Ｎ）の候補をネイバーとして選択し、残りをフィルタリングして除くことができる。
【０１８５】
ネイバー選択手順は、ネイバーフィルタリングステップ、およびこれに続く制御スロット選択ステップ、という２つのステップを有することができる。ネイバーフィルタリング手順への入力は、新ノードが検出し、ファインビームトレーニング手順を実行したノードのリストを含むことができる。検出されたノードのこのリストは、候補リストと称されてもよい。候補リストが空である場合、新ノードは、ローカルアラームを（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）または他のディスプレイを介して）表示することができる。非空の候補リストは、ネイバーフィルタリング基準に基づいてフィルタリングされてもよい。ネイバーフィルタリング基準は、選択されたネイバーごとに、ＰＴ、ＰＲ、パスメトリック、および負荷メトリックに下限を設けることができる。ネイバーフィルタリング手順の結果、候補リストは、好ましいリスト（干渉を伴わない候補）、許容可能なリスト（干渉を伴うが、ネイバーフィルタリング基準をパスした候補）、および禁じられたリスト（ネイバーフィルタリング基準をパスしなかったノード、または一時的アソシエーション拒否を送信したネイバーであり、禁じられたリストは、新ノードが禁止リストのノードにより良好なサービスを提供する場合、後に再検索するために保持されてもよい）という３つのセットに分割されてもよい。
【０１８６】
前述のリストに加えて、制御スロットごとの衝突リストが作成されてもよい。制御スロットの衝突リストは、その制御スロットにおいてアクティブである新ノードの干渉ゾーン内のノードのリストとして定義されてもよい。
【０１８７】
制御スロット選択手順への入力は、好ましいリスト、許容可能なリスト、および制御スロットごとの衝突リストを含むことができる。制御スロット選択手順は、選択されたネイバーノードの各々について専用の制御スロットを選択することができる。制御スロットは、ピアメッシュノードによってすでに制御スロットが使用されていない（制御スロットが使用されうるノード）ように、および干渉トレーニング中に識別された潜在的な干渉ノードが同じ干渉方向に同じ制御スロットを使用しないように、選択されてもよい。そのような制御スロットが見つからない場合、新ノードは、このピアノードに対して別のビームを選択するか、または次のネイバーのほうを選択するか、または制御スロットをドロップすることができる。１つのオプションにおいて、制御スロットとデータスロットには別個のビームがあってもよい。このプロセスの終わりまでに、新ノードは、ネイバー、および選択されたネイバーの各々に対する制御スロットのリストを有することができる。
【０１８８】
制御スロット選択のための疑似コード／アルゴリズムは、後段において概説される。
【０１８９】
最初に、以下のアルゴリズムは、好ましいリストについて実行されてもよく、制御スロットのいずれかがフリーであるか、または特定のスループット閾値（ＳＩＮＲおよびパスメトリックを使用して計算する）が満たされない場合、アルゴリズムは許容可能なリストについて再度実行されてもよい。
【０１９０】
第２に、各フリー制御スロットについて、この特定の制御スロットの重複リストを形成するように、候補リストから全てのフリーノードが追加されてもよい。各制御スロットは各自の重複リストを有することができる。現在の重複リストのサイズがゼロ（０）である場合、アルゴリズムは次の制御スロットにスキップすることができる。任意の重複リストのサイズが１である間、アルゴリズムは現在の制御スロットから開始することができる。
【０１９１】
重複リストのノードは、Ｏnと指定されてもよい。現在の制御スロットでアクティブである干渉ゾーン内の全てのノードは、衝突リストに追加されてもよい。各制御スロットは、各自の衝突リストを有することができる。衝突メトリックは、以下のように計算されうる。
【０１９２】
【数５】
2016511585.tif 000007
【０１９３】
ただし、ＣT＝ＰTであり、衝突リスト内のノードの数としてＮ、新ノードのノードＩＤとしてＴｘＮｉｄ、新ノードに選択される送信ビームＩＤとしてＴｘＢｉｄ、ノードＯnのノードＩＤとしてＲｘＮｉｄ、ノードＯnに選択される受信ビームＩＤとしてＲｘＢｉｄ、新ノードの送信中に制御スロットの部分としてＴｓｌｏｔ、というパラメータを伴う。または、ただし、ＣR＝Ｐであり、衝突リスト内のノードの数としてＮ、ノードＯnのノードＩＤとしてＴｘＮｉｄ、ノードＯnに選択される送信ビームＩＤとしてＴｘＢｉｄ、新ノードのノードＩＤとしてＲｘＮｉｄ、新ノードに選択される受信ビームＩＤとしてＲｘＢｉｄ、ノードＯnの送信中に制御スロットの部分としてＴｓｌｏｔ、というパラメータを伴う。
【０１９４】
２つの可能な値Ｃ1およびＣ2が、Ｃメトリックに対して存在することができる。Ｃ1は、新ノードが制御スロットで最初に送信する場合であり、Ｃ2は、ノードＯnが制御スロットで最初に送信する場合である。スロットタイミングは、ｍａｘ（Ｃ1、Ｃ2）をもたらすように選択されてもよく、これをＣと表す。同じノードＯnが（任意の他の制御スロットに対して）任意の重複リストに存在し、その重複リストのサイズも１である場合、最高Ｃメトリックを持つスロットが選択されてもよい。
【０１９５】
メトリックＣが、＞Ｃthresholdである場合、ノードＯnは対応する制御スロットに割り当てられてもよく、ノードＯnは候補リストから除去されてもよく、ノードＯnは全ての制御スロットの重複リストから除去されてもよく、割り当てられたネイバーを含む制御スロットの数がＮである場合、最後には、各制御スロットは割り当てられたメッシュピアを有することができ、候補リストは制御スロットを割り当てられていないネイバーのリストを有することができる。新ノードがネイバー／制御スロットの必要とされる数を見出すことができない場合、新ノードは、最善の候補ノードを選択して、障害レポートをＯＡＭセンターに送信することができる。障害レポートは、候補リスト、Ｃメトリック、パスメトリック、候補の各々の負荷メトリックを搬送することができる。
【０１９６】
メトリックＣが、＞Ｃthresholdではない場合、Ｏnは、現在の制御スロットの重複リストから除去されてもよく、この制御スロットは空としてマークされてもよい。重複リストのサイズのいずれかが＞１である間、重複リストはサイズ１を有さなくてもよい。
【０１９７】
第１の例において、（特定の制御スロットについて）現在の重複リスト内の全てのノードの中で、最高のＣメトリックを持つ上位２つのノード（ｎ１、ｎ２）が選択されてもよい。上位２つのノードの間のＣメトリック差は、ｄｉｆｆ＿Ｃであってもよい。ノードｎ１が任意の他の重複リストで最上位にある場合、全てのそれらのリストのｄｉｆｆ＿Ｃが決定されうる。ｄｉｆｆ＿Ｃが最上位である重複リストが選択されてもよく、他のノードは、ノードｎ１のみが残るように、選択された重複リストから除去されてもよい。任意の重複リストのサイズが１である間、メトリックＣが、＞Ｃthresholdである場合、ノードＯnは対応する制御スロットに割り当てられてもよく、ノードＯnは候補リストから除去されてもよく、ノードＯnは全ての制御スロットの重複リストから除去されてもよく、割り当てられたネイバーを含む制御スロットの数がＮである場合、最後には、各制御スロットは割り当てられたメッシュピアを有することができ、候補リストは制御スロットを割り当てられていないネイバーのリストを有することができる。新ノードがネイバー／制御スロットの必要とされる数を見出すことができない場合、新ノードは、最善の候補ノードを選択して、障害レポートをＯＡＭセンターに送信することができる。障害レポートは、候補リスト、Ｃメトリック、パスメトリック、候補の各々の負荷メトリックを搬送することができる。それ以外の場合、Ｏnは、現在の制御スロットの重複リストから除去されてもよく、この制御スロットは空としてマークされてもよい。
【０１９８】
第２の例において、第１の例が適用されてもよいが、Ｃメトリックの代わりに、重複リスト内のノードにパスメトリック（またはパスメトリックとＣメトリックの組み合わせ）が使用されてもよい。
【０１９９】
第３の例において、重複リスト内のノードの中で、各制御スロットで選択されたノードから最大の角距離を有するノードが選択されてもよい。このオプションは、より良好な空間多様性をもたらすことができる。最後に、各制御スロットは、割り当てられたメッシュピアを有することになり、候補リストは、制御スロットを割り当てられていないネイバーのリストを有することになる。
【０２００】
図２０Ａ〜図２０Ｃは、ネイバー選択および最終アソシエーション手順の例を示す。図２０Ａ〜図２０Ｃは、ネイバーフィルタリング、制御スロット選択、および最終アソシエーション手順の間の相互作用を示す。ネイバー選択および最終アソシエーション手順は、ブートアップおよび初期化（２００１）並びにディスカバリ手順（２００２）から始めることができる。新ノードは、ネイバーを検索することができる（２００３）。ネイバーが見つからない場合、新ノードは、全てのセクタが完了したかどうかを決定することができる（２００８）。ネイバーが見つかる場合、新ノードは、ネイバーノードと一時的アソシエーションを実行する（２００４）。新ノードは、ネイバーノードでビームトレーニングを実行することができる（２００５）。新ノードは、ＳＩＮＲベースのビーム選択手順を実行することができ（２００６）、ネイバーノードを候補リストに追加することができる（２００７）。ネイバーノードが候補リストに追加されると、新ノードは、全てのセクタが完了したかどうかを決定することができる（２００８）。全てのセクタが完全でない場合、新ノードはディスカバリ手順に戻ることができる（２００２）。全てのセクタが完全である場合、新ノードは、候補リストの全てのノードについて（２００９）、ネイバーフィルタリング基準を決定することができる（２０１０）。ネイバーフィルタリング基準が失敗する場合、メッシュノードＩＤが禁じられたリストに追加される（２０１１）。新ノードは、アソシエーション更新を送信し（２０１２）、その結果一時的アソシエーションが削除される。ネイバーフィルタリング基準がパスする場合、新ノードは、干渉の原因がメッシュノードにリンクされているかどうかを決定することができる（２０１３）。干渉の原因がメッシュノードにリンクされる場合、メッシュノードＩＤは許容可能なリストに追加されてもよく（２０１４）、制御スロット選択手順が開始することができる（２０１６）。干渉の原因がメッシュノードにリンクされない場合、メッシュノードＩＤは好ましいリストに追加されてもよく（２０１５）、制御スロット選択手順が開始することができる（２０１６）。新ノードは、制御スロットが割り当てられているかどうかを決定することができる（２０１７）。制御スロットが割り当てられている場合、新ノードは、アソシエーション更新を送信することができ、その結果最終アソシエーションが行われる（２０１８）。制御スロットが割り当てられていない場合、新ノードは、アソシエーション更新を送信することができ（２０１２）、その結果一時的アソシエーションが削除される。
【０２０１】
ネイバーフィルタリングおよび制御スロット選択の後、最終アソシエーションが実施されてもよい。新ノードは、制御スロット選択手順で選択されたノードの各々と最終アソシエーション手順を実行することができる。最終アソシエーションに原因値が設定されたアソシエーション更新要求メッセージは、最終アソシエーション手順を実行するために使用されてもよい。アソシエーション更新要求メッセージは、他の情報の中でも特に、使用する制御スロット、使用する送信／受信ビームなどを搬送することができる。最終アソシエーション手順に加えて、新ノードはまた、削除アソシエーションとして原因値を持つアソシエーション更新要求を介して選択されなかったネイバーに通知することができる。アソシエーション更新メッセージはまた、メッシュノードがＢＲＩ期間の予約を解除して、他の新ノードがそれ以降ネットワークに参加できるように、トリガーすることができる。
【０２０２】
図２１は最終アソシエーション手順の例を示す。ピアノード１  ２１０１は、新ノード２１０２と一時的アソシエーション登録およびファインビームトレーニングを実行することができる（２１０４）。新ノード２１０２は、ピアノード２  ２１０３と一時的アソシエーションおよびファインビームトレーニングを実行することができる（２１０５）。新ノード２１０２はネイバー選択を実行することができる（２１０６）。ネイバー選択は、ＳＩＮＲベースのビーム選択および制御スロット選択を使用して達成されてもよい。最終アソシエーションにおいて（２１１１）、新ノード２１０２はアソシエーション更新をピアノード１  ２１０１に送信することができる（２１０７）。ピアノード１  ２１０１はアソシエーション更新ＡＣＫを新ノード２１０２に送信することができる（２１０８）。新ノード２１０２は、アソシエーションを削除するために、アソシエーション更新をピアノード２  ２１０３に送信することができる（２１０９）。ピアノード２  ２１０３は、アソシエーション更新ＡＣＫを新ノード２１０２に送信することができる（２１１０）。
【０２０３】
最終アソシエーション手順が完了すると、新ノードおよびその全てのネイバーは、選択された制御スロットでファインビームに切り替えることができる。最終アソシエーションプロセスの間、新ノードは、潜在的な干渉物を１次／ネイバーノードに通知することができる。従って、新ノードおよび干渉物は、干渉管理メカニズムについて合意することができる。干渉管理は、ローカライズされるか、または調整されてもよい。ローカライズのメカニズムの一部には、電力制御、ＭＣＳ変更、時間／周波数マルチプレクシング（データ領域の固有の部分を予約）、データスケジューリングのランダム化、またはリンク全体のドロップがあってもよい。調整されたメカニズムの一部の例には、ＴＴＩベースの時間マルチプレクシング、または周波数マルチプレクシングを含むことができる。調整された手法は、新ノードと干渉ノードの間の明示的なシグナリング交換を伴うことがある。
【０２０４】
実施形態
１．メッシュネットワークにおける新ノードのアソシエーションのための方法であって、
メッシュネットワーク内の複数のピアノードとディスカバリ手順を実行するステップを備えることを特徴とする方法。
２．各ピアノードとの一時的アソシエーション手順を開始するステップをさらに備えることを特徴とする実施形態１に記載の方法。
３．各ピアノードとの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）および各ピアノードの干渉の影響に少なくとも基づく選択アルゴリズムに基づいて複数のピアノードからピアノードのセットを選択するステップをさらに備えることを特徴とする実施形態１または２に記載の方法。
４．選択されたピアノードのセットとの最終アソシエーションを実行するステップをさらに備えることを特徴とする実施形態１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
５．一時的アソシエーション手順は、ビーコン応答間隔（ＢＲＩ）の間にリソースを予約して、新ノードが各ピアノードと通信できるようにすることを特徴とする実施形態１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
６．ＢＲＩの予約は衝突を防ぐことを特徴とする実施形態１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
７．一時的アソシエーション手順は、各ピアノード内の新ノードの一時的コンテキストを作成することを特徴とする実施形態１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
８．新ノードは、ピアノードが１次ノードである場合、各ピアノードを使用して運用、管理および保守（ＯＡＭ）センターに登録することを特徴とする実施形態１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
９．新ノードは、各ピアノードを使用して認証手順を実行することを特徴とする実施形態１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
１０．新ノードは、各ピアノードとのＳＩＮＲベースのビームフォーミングを実行することを特徴とする実施形態１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
１１．選択アルゴリズムは、各ピアノードリンクの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、各ピアノードの負荷、ゲートウェイへのパスメトリック、制御スロット可用性を考慮に入れることを特徴とする実施形態１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
１２．選択中に選択されない各ピアノードとの一時的アソシエーションは削除されることを特徴とする実施形態１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
１３．ビーコン応答確認は次のビーコン応答間隔（ＢＲＩ）のオフセットを含むことを特徴とする実施形態１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
１４．アンテナを備えることを特徴とする、メッシュネットワークにおけるアソシエーションのための新ノード。
１５．アンテナに結合され、メッシュネットワーク内の複数のピアノードとディスカバリ手順を実行するように構成されたプロセッサをさらに備えることを特徴とする実施形態１４に記載の新ノード。
１６．各ピアノードとの一時的アソシエーション手順を開始するようにさらに構成されたプロセッサをさらに備えることを特徴とする実施形態１４または１５に記載の新ノード。
１７．各ピアノードとの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）および各ピアノードの干渉の影響に少なくとも基づく選択アルゴリズムに基づいて複数のピアノードからピアノードのセットを選択するようにさらに構成されたプロセッサをさらに備えることを特徴とする実施形態１４乃至１６のいずれか一項に記載の新ノード。
１８．選択されたピアノードのセットとの最終アソシエーションを実行するようにさらに構成されたプロセッサをさらに備えることを特徴とする実施形態１４乃至１７のいずれか一項に記載の新ノード。
１９．一時的アソシエーション手順は、ビーコン応答間隔（ＢＲＩ）の間にリソースを予約して、新ノードが各ピアノードと通信できるようにすることを特徴とする実施形態１４乃至１８のいずれか一項に記載の新ノード。
２０．ＢＲＩの予約は衝突を防ぐことを特徴とする実施形態１４乃至１９のいずれか一項に記載の新ノード。
２１．一時的アソシエーション手順は、各ピアノード内の新ノードの一時的コンテキストを作成することを特徴とする実施形態１４乃至２０のいずれか一項に記載の新ノード。
２２．新ノードは、ピアノードが１次ノードである場合、各ピアノードを使用して運用、管理および保守（ＯＡＭ）センターに登録することを特徴とする実施形態１４乃至２１のいずれか一項に記載の新ノード。
２３．新ノードは、各ピアノードを使用して認証手順を実行することを特徴とする実施形態１４乃至２２のいずれか一項に記載の新ノード。
２４．新ノードは、各ピアノードとのＳＩＮＲベースのビームフォーミングを実行することを特徴とする実施形態１４乃至２３のいずれか一項に記載の新ノード。
２５．選択アルゴリズムは、各ピアノードリンクの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、各ピアノードの負荷、ゲートウェイへのパスメトリック、制御スロット可用性を考慮に入れることを特徴とする実施形態１４乃至２４のいずれか一項に記載の新ノード。
２６．選択中に選択されない各ピアノードとの一時的アソシエーションは削除されることを特徴とする実施形態１４乃至２５のいずれか一項に記載の新ノード。
２７．ビーコン応答確認は次のビーコン応答間隔（ＢＲＩ）のオフセットを含むことを特徴とする実施形態１４乃至２６のいずれか一項に記載の新ノード。
【０２０５】
特徴および要素は特定の組み合わせで上述されるが、各々の特徴または要素は、単独で使用されるか、または他の特徴および要素の任意の組み合わせで使用されてもよいことを、当業者であれば理解するであろう。本明細書において説明される方法は、コンピュータまたはプロセッサにより実行するためにコンピュータ可読媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェアまたはファームウェアにおいて実施されてもよい。コンピュータ可読媒体の例は、（有線または無線接続を介して送信される）電子信号およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、磁気光学媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含むが、これらに限定されることはない。ソフトウェアと共同してプロセッサは、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣまたは任意のホストコンピュータにおいて使用する無線周波数送受信機を実施するために使用されてもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月7日(2015.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュネットワークにおけるノードで用いる方法であって、前記方法は、
前記メッシュネットワーク内の複数のピアノードとディスカバリ手順を実行することと、
各ピアノードとの一時的アソシエーション手順を開始することと、
各ピアノードとの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）および各ピアノードの干渉の影響に少なくとも基づく選択アルゴリズムに基づいて前記複数のピアノードからピアノードのセットを選択することと、
前記選択されたピアノードのセットとの最終アソシエーションを実行することと
を備える方法。
【請求項２】
前記一時的アソシエーション手順は、ビーコン応答間隔（ＢＲＩ）の間にリソースを予約して、前記ノードが各ピアノードと通信できるようにする、請求項１の方法。
【請求項３】
前記ＢＲＩの予約は衝突を防ぐ、請求項２の方法。
【請求項４】
前記一時的アソシエーション手順は、各ピアノード内の前記ノードの一時的コンテキストを生成する、請求項１の方法。
【請求項５】
前記ノードは、ピアノードが１次ノードであるという条件で、各ピアノードを使用して運用、管理および保守（ＯＡＭ）センターに登録する、請求項４の方法。
【請求項６】
前記ノードは、各ピアノードを使用して認証手順を実行する、請求項４の方法。
【請求項７】
前記ノードは、各ピアノードとのＳＩＮＲベースのビームフォーミングを実行する、請求項４の方法。
【請求項８】
前記選択アルゴリズムは、各ピアノードリンクの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、各ピアノード上の負荷、ゲートウェイへのパスメトリック、制御スロット可用性を考慮に入れる、請求項１の方法。
【請求項９】
選択中に選択されない各ピアノードとの一時的アソシエーションは削除される、請求項１の方法。
【請求項１０】
ビーコン応答確認を前記ピアノードのセットから受信することであって、前記ビーコン応答確認は次のビーコン応答間隔（ＢＲＩ）のオフセットを含む、ことをさらに備える、請求項１の方法。
【請求項１１】
ノードであって、
アンテナと、
前記アンテナに結合され、メッシュネットワーク内の複数のピアノードとディスカバリ手順を実行するように構成されたプロセッサと、
各ピアノードとの一時的アソシエーション手順を開始するようにさらに構成された前記プロセッサと、
各ピアノードとの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）および各ピアノードの干渉の影響に少なくとも基づく選択アルゴリズムに基づいて複数のピアノードからピアノードのセットを選択するようにさらに構成された前記プロセッサと、
前記選択されたピアノードのセットとの最終アソシエーションを実行するようにさらに構成された前記プロセッサと
を備えたノード。
【請求項１２】
前記一時的アソシエーション手順は、ビーコン応答間隔（ＢＲＩ）の間にリソースを予約して、前記ノードが各ピアノードと通信できるようにする、請求項１１のノード。
【請求項１３】
前記ＢＲＩの予約は衝突を防ぐ、請求項１２の新ノード。
【請求項１４】
前記一時的アソシエーション手順は、各ピアノード内の前記ノードの一時的コンテキストを生成する、請求項１１のノード。
【請求項１５】
前記ノードは、ピアノードが１次ノードであるという条件で、各ピアノードを使用して運用、管理および保守（ＯＡＭ）センターに登録する、請求項１４のノード。
【請求項１６】
前記ノードは、各ピアノードを使用して認証手順を実行する、請求項１４のノード。
【請求項１７】
前記ノードは、各ピアノードとのＳＩＮＲベースのビームフォーミングを実行する、請求項１４のノード。
【請求項１８】
前記選択アルゴリズムは、各ピアノードリンクの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、各ピアノード上の負荷、ゲートウェイへのパスメトリック、および制御スロット可用性を考慮に入れる、請求項１１のノード。
【請求項１９】
選択中に選択されない各ピアノードとの一時的アソシエーションは削除される、請求項１１のノード。
【請求項２０】
前記アンテナは、次のビーコン応答間隔（ＢＲＩ）のオフセットを含むビーコン応答確認を前記ピアノードのセットから受信するようにさらに構成される、請求項１１のノード。
【国際調査報告】
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