(57)【要約】指向性メッシュネットワークとして、ミリメートル波基地局（ｍＢｓ）またはＷＴＲＵによる指向性メッシュネットワークの他のノードとのメッシュネットワーク通信を促進する方法および装置が本明細書で説明される。ｍＢまたはＷＴＲＵは、メッシュネットワーク通信の間に特定の方向で信号を送信および受信して、指向性メッシュネットワークを定義するように構成された指向性アンテナを含んでもよい。ｍＢｓまたはＷＴＲＵは、送信要求メッセージを隣接ノードに送信してもよく、送信要求メッセージは、送信スロット割り当てビットマップおよびチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含む。次いで、隣接ノードから応答メッセージが受信されてもよく、応答メッセージは、受信スロット割り当てビットマップおよびリソース割り当て決定を含む。次いで、ｍＢまたはＷＴＲＵは、受信された応答メッセージに基づいて、それらの送信スロット割り当てビットマップを更新し、更新された送信スロット割り当てビットマップに基づいて、特定の方向でデータパケットを送信してもよい。
2016511586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線メッシュネットワークにおけるリソースをスケジューリングする方法であって、
第１の送信要求メッセージを、複数の隣接ノードから第１の隣接ノードに送信するステップであって、前記第１の送信要求メッセージは、送信スロット割り当てビットマップを含む、ステップと、
第１の応答メッセージを、前記複数の隣接ノードからの前記第１の隣接ノードから受信するステップであって、前記第１の応答メッセージは、第１の受信スロット割り当てビットマップおよび第１のリソース割り当て決定を含む、ステップと、
前記受信された第１の応答メッセージに基づいて、前記送信スロット割り当てビットマップを更新するステップと、
第２の送信要求メッセージを、前記複数の隣接ノードから第２の隣接ノードに送信するステップであって、前記第２の送信要求メッセージは、前記更新された送信スロット割り当てビットマップを含む、ステップと、
第２の応答メッセージを、前記複数の隣接ノードからの前記第２の隣接ノードから受信するステップであって、前記第２の応答メッセージは、第２の受信スロット割り当てビットマップおよび第２のリソース割り当て決定を含む、ステップと、
前記受信された第２の応答メッセージに基づいて、前記送信スロット割り当てビットマップを更新するステップと、
前記更新された送信スロット割り当てビットマップに基づいて、特定の方向にデータパケットを送信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の送信要求メッセージは、ビーコン送信に続くタイムスロットにおいて送信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の送信要求メッセージは、ビーコン送信に続くタイムスロットにおいて送信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の送信要求メッセージは、バッファステータスを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の送信要求メッセージは、バッファステータスを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の送信要求メッセージは、許可要求およびチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の送信要求メッセージは、許可要求およびチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第３の送信要求メッセージを、前記複数の隣接ノードから第３の隣接ノードに送信するステップであって、前記第３の送信要求メッセージは、前記更新された送信スロット割り当てビットマップを含む、ステップと、
第３の応答メッセージを、前記複数の隣接ノードからの前記第３の隣接ノードから受信するステップであって、前記第３の応答メッセージは、第３の受信スロット割り当てビットマップおよび第３のリソース割り当て決定を含む、ステップと、
前記受信された第３の応答メッセージに基づいて、前記送信スロット割り当てビットマップを更新するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
無線メッシュネットワークにおけるリソースをスケジューリングするように構成された装置であって、
指向性アンテナと、
前記指向性アンテナに結合され、第１の送信要求メッセージを、複数の隣接ノードから第１の隣接ノードに送信するように構成された送信機であって、前記第１の送信要求メッセージは、送信スロット割り当てビットマップを含む、送信機と、
前記指向性アンテナに結合され、第１の応答メッセージを、前記複数の隣接ノードからの前記第１の隣接ノードから受信するように構成された受信機であって、前記第１の応答メッセージは、第１の受信スロット割り当てビットマップおよび第１のリソース割り当て決定を含む、受信機と、
前記受信された第１の応答メッセージに基づいて、前記送信スロット割り当てビットマップを更新するように構成されたプロセッサと
を備え、
前記送信機は、第２の送信要求メッセージを、前記複数の隣接ノードから第２の隣接ノードに送信するようにさらに構成され、前記第２の送信要求メッセージは、前記更新された送信スロット割り当てビットマップを含み、
前記受信機は、第２の応答メッセージを、前記複数の隣接ノードからの前記第２の隣接ノードから受信するようにさらに構成され、前記第２の応答メッセージは、第２の受信スロット割り当てビットマップおよび第２のリソース割り当て決定を含み、
前記プロセッサは、前記受信された第２の応答メッセージに基づいて、前記送信スロット割り当てビットマップを更新するようにさらに構成され、ならびに、
前記送信機は、前記更新された送信スロット割り当てビットマップに基づいて、特定の方向にデータパケットを送信するようにさらに構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記第１の送信要求メッセージは、ビーコン送信に続くタイムスロットにおいて送信されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２の送信要求メッセージは、ビーコン送信に続くタイムスロットにおいて送信されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の送信要求メッセージは、バッファステータスを含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２の送信要求メッセージは、バッファステータスを含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の送信要求メッセージは、許可要求およびチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２の送信要求メッセージは、許可要求およびチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
前記送信機は、第３の送信要求メッセージを、前記複数の隣接ノードから第３の隣接ノードに送信するようにさらに構成され、前記第３の送信要求メッセージは、前記更新された送信スロット割り当てビットマップを含み、
前記受信機は、第３の応答メッセージを、前記複数の隣接ノードからの前記第３の隣接ノードから受信するようにさらに構成され、前記第３の応答メッセージは、第３の受信スロット割り当てビットマップおよび第３のリソース割り当て決定を含み、ならびに、
前記プロセッサは、前記受信された第３の応答メッセージに基づいて、前記送信スロット割り当てビットマップを更新するようにさらに構成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置は、基地局（ＢＳ）であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置は、ミリメートル波基地局（ｍＢ）であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項２０】
無線メッシュネットワークにおけるリソースをスケジューリングする方法であって、
送信要求メッセージを、複数の隣接ノードからの隣接ノードから受信するステップであって、前記送信要求メッセージは、送信スロット割り当てビットマップを含む、ステップと、
応答メッセージを、前記複数の隣接ノードから前記隣接ノードに送信するステップであって、前記応答メッセージは、受信スロット割り当てビットマップおよびリソース割り当て決定を含む、ステップと、
前記受信された送信要求メッセージに基づいて、前記受信スロット割り当てビットマップを更新するステップと、
前記リソース割り当て決定に基づいて、特定の方向でデータパケットを受信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１３年２月７日に出願された米国仮特許出願第６１／７６１，８５２号、および、２０１３年９月６日に出願された米国仮特許出願第６１／８７４，７０４号の利益を主張するものであり、それらの内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
超高周波数帯域（例えば、３００ＭＨｚから３ＧＨｚ）および極高周波数帯域（例えば、３０ＧＨｚから３００ＧＨｚ）は、ミリメートル波（ｍｍＷ）周波数と呼称されることがある。したがって、ｍｍＷ周波数は、莫大な量のスペクトルをもたらす。６０ＧＨｚの非認可スペクトルは、単独で、約７ＧＨｚである（国に依存する）。そして、潜在的には、認可されたスペクトル、軽度に認可された（lightly licensed）スペクトル、または、非認可のスペクトルのいずれかとして利用可能とすることができる、はるかに多くのｍｍＷスペクトルが存在する。
【０００４】
ｍｍＷに対するリンクバジェットを閉鎖するために、高度指向性アンテナが有用となることがある。サブ６ＧＨｚ未満とはならないことが見込まれる（not possible below sub-6GHz）、より高い周波数で活用することができる相乗効果が存在する。特に、より大きな空間的再使用の潜在性が存在する。より高い利得アンテナは、ｍｍＷ通信に対して使用されるとき、意図されない受信機により見られる干渉を低減することがある、より大きな指向性の関連付けられる利益を有することがある。ｍｍＷ周波数では、より大きな搬送波の帯域幅が、比較的低い比帯域幅（fractional bandwidth）で実現されることがある。これは、大きな量のスペクトルをアドレス指定することが可能な単一の無線の解決策を有効にすることがある。ｍｍＷ周波数を利用することはまた、高指向性アンテナであることを理由に、および、帯域幅と電力とのトレードオフによって（シャノンの法則）、より低い電力消費につながることがある。
【０００５】
しかしながら、ｍｍＷ周波数を使用することに関連付けられる多くの問題が存在することがある。ｍｍＷキャリアは、見通し線（ＬＯＳ：Line-Of-Sight）により左右されるカバレッジにつながることがある、高い侵入損失（penetration loss）、高い反射損失、および、わずかな回折を有する、光学特性に近いものを有する。ミリメートル波周波数はまた、多数の伝搬問題、特に、６０ＧＨｚ帯域に対する高い酸素吸収問題の影響を受けることがある。
【発明の概要】
【０００６】
指向性メッシュネットワークのノードとしての、指向性メッシュネットワークの他のノードとの、ミリメートル波基地局（ｍＢ：millimeter wave base station）またはＷＴＲＵによるメッシュネットワーク通信を促進する方法および装置が、本明細書で説明される。ｍＢまたはＷＴＲＵは、信号を特定の方向でメッシュネットワーク通信の間に送信および受信して、指向性メッシュネットワークを定義するように構成される指向性アンテナを含むことができる。ｍＢまたはＷＴＲＵは、送信要求メッセージを隣接ノードに送信することができ、送信要求メッセージは、送信スロット割り当てビットマップ、および、チャネル品質インジケータ情報（ＣＱＩ：channel quality indicator information）を含む。次いで、隣接ノードからの応答メッセージが受信されてもよく、応答メッセージは、受信スロット割り当てビットマップ、および、リソース割り当て決定を含む。ｍＢまたはＷＴＲＵは、次いで、それらの送信スロット割り当てビットマップを、受信された応答メッセージに基づいて更新し、データパケットを特定の方向で、更新された送信スロット割り当てビットマップに基づいて送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
添付図面とともに例として与えられる、以下の説明からより詳細な理解が得られる。
【０００８】
【図１Ａ】１または複数の開示される実施形態を実装することができる、例示的な通信システムのシステム図である。
【図１Ｂ】図１Ａで例示される通信システムの内部で使用することができる、例示的な無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のシステム図である。
【図１Ｃ】図１Ａで例示される通信システムの内部で使用される、エンドツーエンドモバイルネットワークインフラストラクチャでのスモールセルバックホールのシステム図である。
【図１Ｄ】実施形態による、３ＧＰＰセルラーネットワークアクセスインフラストラクチャ、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バックホールのシステム図である。
【図２】ビーコン送信間隔（ＢＴＩ：beacon transmission interval）およびビーコン応答間隔（ＢＲＩ：beacon response interval）に対する例示的なスケジュールに対する例示的な媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレーム構造の図である。
【図３】ＢＴＩおよびＢＲＩに対する別の例示的なスケジュールの図である。
【図４Ａ】実施形態による、１フェーズスケジューリングに対する例示的な２ステッププロシージャの信号フロー図である。
【図４Ｂ】１フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的なフレームフォーマットの図である。
【図５Ａ】送信ビットマップを使用する、２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的な４ステッププロシージャ５００の信号フロー図である。
【図５Ｂ】受信ビットマップを使用する、２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する別の例示的な４ステッププロシージャの信号フロー図である。
【図５Ｃ】２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的な３ステッププロシージャの信号フロー図である。
【図５Ｄ】２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的なフレームフォーマットの図である。
【図６Ａ】４つのノードを有する例示的なメッシュネットワークの図である。
【図６Ｂ】２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングプロシージャに対する信号フロー図である。
【図７】制御スロットローテーションを使用する例示的なシステムの図である。
【図８】例示的なスロットローテーションの図である。
【図９Ａ】動的制御の例の図である。
【図９Ｂ】動的制御の例の別の図である。
【図９Ｃ】動的制御の例の別の図である。
【図９Ｄ】動的制御の例のさらに別の図である。
【図１０】初期ノード関連付けの間にランダムに行われる流動的スケジューリングスロット構成でのスケジュールスロット位置割り当ての例の図である。
【図１１】例示的な指向性メッシュネットワーク動作の図である。
【図１２】指向性メッシュネットワークでの制御スロットの間の例示的な動作の図である。
【図１３】実装することができる高レベルＭＡＣ状態のグループの例の図である。
【図１４】例示的なＭＡＣスケジューラアーキテクチャを示す図である。
【図１５】隣接特有（neighbor specific）スケジューリンググループを生成するためのグループ分割機能の１つの特定の実装形態の図である。
【図１６】ゲートウェイノードでのリンクスケジューリング論理に対する例示的なスケジューリングフロー１６００のフローチャートである。
【図１７】ＤＲＸ動作の例の図である。
【図１８】例示的なメッシュスーパーフレーム構造の図である。
【図１９】例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的なフレームの図である。
【図２０】例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的な制御期間の図である。
【図２１】例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的な制御スロットの図である。
【図２２】例示的な半永続的経路セットアップおよび終了（termination）プロシージャの図である。
【図２３】アップストリーム方向での複数トラフィックストリームのアグリゲーションを可能とする、例示的な集中してスケジューリングされる（centrally scheduled）半永続的スケジュールの図である。
【図２４Ａ】新たに関連付けられるノードでの例示的な初期経路セットアップおよびデータ転送初期化の図である。
【図２４Ｂ】新たに関連付けられるノードでの例示的な初期経路セットアップおよびデータ転送初期化を継続させる図である。
【図２５】複数のホップにわたる例示的な半永続的トラフィックスケジューリングスキームの図である。
【図２６】例示的なリソース割り当ておよびスケジューリング動作の図である。
【図２７】例示的なキューサービス提供プロトコルのフロー図である。
【図２８Ａ】例示的な最適化されたルーティングプロシージャの図である。
【図２８Ｂ】例示的な最適化されたルーティングプロシージャを継続させる図である。
【図２９】例示的なハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）再送信の図である。
【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を実装することができる、例示的な通信システム１００の図である。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元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有によって、そのようなコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。例えば、通信システム１００は、符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、およびシングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）などの、１または複数のチャネルアクセス方法を採用してもよい。
【００１０】
図１Ａに示されるように、通信システム１００は、無線送信／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を含んでもよいが、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意図していることが認識されよう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの各々は、無線環境で動作および／または通信するように構成される任意のタイプのデバイスであってもよい。例として、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、固定または移動の加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、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、および家庭用電化製品を含んでもよい。
【００１１】
通信システム１００はまた、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含んでもよい。基地局１１４ａ、１１４ｂの各々は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの少なくとも１つと無線でインタフェースして、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／または、他のネットワーク１１２などの、１または複数の通信ネットワークへのアクセスを促進するように構成される、任意のタイプのデバイスであってもよい。例として、基地局１１４ａ、１１４ｂは、ベーストランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ、ホームＮｏｄｅＢ、ホームｅＮｏｄｅＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、および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る基地局および／またはネットワーク要素を含んでもよいことが認識されよう。
【００１２】
基地局１１４ａは、ＲＡＮ１０４の一部であってもよく、ＲＡＮ１０４は、さらには、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）、および中継ノードなどの、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）を含んでもよい。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と称されることがある、個別の地理的領域の内で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に関連付けられるセルは、３つのセクタに分割されてもよい。したがって、１つの実施形態では、基地局１１４ａは、３つの送受信機、すなわち、セルの各々のセクタに対して１つの送受信機を含んでもよい。別の実施形態では、基地局１１４ａは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を採用してもよく、したがって、セルの各々のセクタに対して複数の送受信機を利用してもよい。
【００１３】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１または複数と、エアインタフェース１１６上で通信してもよく、エアインタフェース１１６は、任意の適切な無線通信リンク（例えば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、および可視光など）であってもよい。エアインタフェース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】
より具体的には、上述したように、通信システム１００は、多元アクセスシステムであってもよく、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、およびＳＣ−ＦＤＭＡなどの、１または複数のチャネルアクセススキームを採用してもよい。例えば、ＲＡＮ１０４における基地局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フェース１１６を確立することができる、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装してもよい。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含んでもよい。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）を含んでもよい。
【００１５】
別の実施形態では、基地局１１４ａ、および、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／またはＬＴＥ−アドバンスド（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインタフェース１１６を確立することができる、発展型ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装してもよい。
【００１６】
他の実施形態では、基地局１１４ａ、および、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００  １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００  ＥＶ−ＤＯ、Ｉｎｔｅｒｉｍ  Ｓｔａｎｄａｒｄ２０００（ＩＳ−２０００）、Ｉｎｔｅｒｉｍ  Ｓｔａｎｄａｒｄ２０００９５（ＩＳ−９５）、Ｉｎｔｅｒｉｍ  Ｓｔａｎｄａｒｄ２０００８５６（ＩＳ−８５６）、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ（登録商標））、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＥＤＧＥ）、およびＧＳＭ  ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実装してもよい。
【００１７】
図１Ａでの基地局１１４ｂは、例えば、無線ルータ、ホームＮｏｄｅＢ、ホームｅＮｏｄｅＢ、または、アクセスポイントであってもよく、職場、家庭、車両、およびキャンパスなどの局所化されたエリアで無線接続性を促進するための任意の適切なＲＡＴを利用してもよい。１つの実施形態では、基地局１１４ｂ、および、ＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実装して、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立してもよい。別の実施形態では、基地局１１４ｂ、および、ＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実装して、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立してもよい。さらに別の実施形態では、基地局１１４ｂ、および、ＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、セルラベースのＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、およびＬＴＥ−Ａなど）を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立してもよい。図１Ａに示されるように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接接続を有してもよい。したがって、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６によってインターネット１１０にアクセスすることを要求されないことがある。
【００１８】
ＲＡＮ１０４は、コアネットワーク１０６と通信してもよく、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、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスを、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１または複数に提供するように構成される、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、ロケーションベースのサービス、プリペイドコーリング、インターネット接続性、およびビデオ配信などを提供してもよく、および／または、ユーザ認証などの、高レベルのセキュリティ機能を実行してもよい。図１Ａには示されないが、ＲＡＮ１０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ１０４と同一のＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用する他のＲＡＮと、直接的または間接的に通信してもよいことが認識されよう。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用することができるＲＡＮ１０４に接続されることに加え、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）と通信してもよい。
【００１９】
コアネットワーク１０６はまた、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄが、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ゲートウェイとしての役割を果たしてもよい。ＰＳＴＮ１０８は、基本電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回線交換電話網を含んでもよい。インターネット１１０は、相互接続される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んでもよく、それらのコンピュータネットワークおよびデバイスは、送信制御プロトコル（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、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートにおける共通通信プロトコルを使用してもよい。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダにより所有および／または運営される有線または無線通信ネットワークを含んでもよい。例えば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０４と同一の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に接続される別のコアネットワークを含んでもよい。
【００２０】
通信システム１００におけるＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの一部またはすべては、マルチモード能力を含んでもよく、すなわち、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線リンクによって異なる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んでもよい。例えば、図１Ａに示されるＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベースの無線技術を採用することができる基地局１１４ａと通信し、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、例示的なＷＴＲＵ１０２のシステム図である。図１Ｂに示されるように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、送受信機１２０、送受信要素１２２、スピーカ／マイクロホン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、着脱不能メモリ１３０、着脱可能メモリ１３２、電源１３４、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺機器１３８を含んでもおい。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態との整合性を維持しながら、前述の要素の任意のサブの組み合わせを含んでもよいことが認識されよう。
【００２２】
プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアとの関連付けられた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、特定用途向け集積回路（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）、および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、入力／出力処理、および／または、ＷＴＲＵ１０２が無線環境で動作することを可能にする任意の他の機能を遂行することができる。プロセッサ１１８は送受信機１２０に結合されてもよく、送受信機１２０は送受信要素１２２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を別個の構成要素として示すが、プロセッサ１１８および送受信機１２０は、電子パッケージまたはチップ内に一体に集積されてもよいが認識されよう。
【００２３】
送受信要素１２２は、エアインタフェース１１６上で信号を基地局（例えば、基地局１１４ａ）に送信し、または、信号をその基地局から受信するように構成されてもよい。例えば、１つの実施形態では、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るアンテナであってもよい。別の実施形態では、送受信要素１２２は、例えば、ＩＲ信号、ＵＶ信号、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るエミッタ／ディテクタであってもよい。さらに別の実施形態では、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認識されよう。
【００２４】
追加で、送受信要素１２２は、単一の要素として図１Ｂに示されるが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送受信要素１２２を含んでもよい。より具体的には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を採用してもよい。したがって、１つの実施形態では、ＷＴＲＵ１０２は、エアインタフェース１１６上で無線信号を送信および受信するための、２以上の送受信要素１２２（例えば、複数のアンテナ）を含んでもよい。
【００２５】
送受信機１２０は、送受信要素１２２により送信されることになる信号を変調し、および送受信要素１２２により受信される信号を復調するように構成されてもよい。上述したように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード能力を有してもよい。したがって、送受信機１２０は、ＷＴＲＵ１０２が、例えば、ＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１などの、多重のＲＡＴによって通信することを可能にするための複数の送受信機を含んでもよい。
【００２６】
ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロホン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）ディスプレイユニット、または、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合されてもよく、ユーザ入力データを、それらのスピーカ／マイクロホン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から受信してもよい。プロセッサ１１８はまた、ユーザデータを、スピーカ／マイクロホン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に出力してもよい。追加で、プロセッサ１１８は、着脱不能メモリ１３０および／または着脱可能メモリ１３２などの、任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスし、データをそのメモリに記憶してもよい。着脱不能メモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または、任意の他のタイプのメモリ記憶装置を含んでもよい。着脱可能メモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、およびメモリスティックセキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含んでもよい。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ（図示せず）上など、ＷＴＲＵ１０２上に物理的に位置しないメモリからの情報にアクセスし、データをそのメモリに記憶してもよい。
【００２７】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受信してもよく、ＷＴＲＵ１０２におけるその他の構成要素に対して電力を分配および／または制御するように構成されてもよい。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力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）、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉイオン）、その他）、ソーラーセル、および燃料セルなどを含んでもよい。
【００２８】
プロセッサ１１８は、さらには、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の現在位置に関する位置情報（例えば、経度および緯度）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、またはそれに代えて、ＷＴＲＵ１０２は、エアインタフェース１１６上で、基地局（例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）から位置情報を受信してもよく、および／またはその位置を、２以上の近隣の基地局から受信される信号のタイミングに基づいて判定してもよい。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態との整合性を維持しながら、任意の適切な位置判定方法によって位置情報を取得してもよいことが認識されよう。
【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、追加的な特徴、機能性、および／または、有線もしくは無線接続性を提供する、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んでもよい。例えば、周辺機器１３８は、加速度計、電子コンパス、衛星送受信機、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、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）無線ユニット、デジタル音楽プレイヤ、メディアプレイヤ、ビデオゲームプレイヤモジュール、およびインターネットブラウザなどを含んでもよい。
【００３０】
図１Ｃは、実施形態による、エンドツーエンドモバイルネットワークインフラストラクチャでのスモールセルバックホールのシステム図である。指向性ミリメートル波（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、ならびにアグリゲーションポイント１５４ａおよび１５４ｂの組は、「指向性メッシュ」ネットワークを備えることができ、かつバックホール接続性を提供することができる。例えば、ＷＴＲＵ１０２は、無線インタフェース１５０を介して、スモールセルバックホール１５３に、スモールセルノード１５２ａおよびアグリゲーションポイント１５４ａを介して接続してもよい。この例では、アグリゲーションポイント１５４ａは、ＲＡＮバックホール１５５を介して、ＲＡＮ接続性サイト（connectivity site）１５６ａへの、ＷＴＲＵ１０２アクセスを提供する。したがって、ＷＴＲＵ１０２は、次いで、コアトランスポート１５７を介したコアネットワークノード１５８および１５６ｂへのアクセス、ならびに、サービスＬＡＮ１５９を介したインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１６０へのアクセスを有する。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（それらに制限されない）、外部ネットワーク１６１へのアクセスを有する。例示を目的として、ＳＣノードの数は５であるが、任意の数のノードがＳＣノードの組に含まれてもよいことに留意するべきである。
【００３１】
図１Ｄは、実施形態による、３ＧＰＰセルラーネットワークアクセスインフラストラクチャ、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バックホールのシステム図である。この例では、非３ＧＰＰネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１に基づくものである。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、および１０２ｅは、８０２．１１ネットワーク１７０におけるミリメートル波基地局（ｍＢ）１７２ａ、１７２ｂ、および１７２ｃを介したミリメートル波基地局アグリゲータ（ｍＢＡ：millimeter wave base station aggregator）１７２ｄへのアクセスを有してもよい。ｍＢＡ１７２ｄは、信頼されたＷＬＡＮゲートウェイ（ＴＷＡＧ）１９１を介したインターネット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してもよい。
【００３２】
また、この例では、３ＧＰＰネットワーク１８０におけるＷＴＲＵ１０２ｆは、ｍＢ１８２ａおよび１８２ｃを介した、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へのアクセスを有してもよく、ＳＧＷ１８４は、公衆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。
【００３３】
ＷＴＲＵ１０２ｆおよび１０２ｇはまた、ｍＢ１８２ａおよび１８２ｂを介した、ｍＢＡ１８２ｄを介した、ＳＧＷ１８４へのアクセスを有してもよく、ＳＧＷ１８４は、公衆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。
【００３４】
ＷＴＲＵ１０２ｆおよび１０２ｇはまた、発展型ノードＢ（ｅＮＢ）１８５を介した、ＭＭＥ１８３およびＳＧＷ１８４へのアクセスを有してもよく、ＳＧＷ１８４は、公衆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。
【００３５】
図１Ｃおよび図１Ｄの例に示されるように、ｍｍＷ周波数で動作する無線メッシュネットワーク（ＷＭＮ）は、例えば、ＬＴＥまたはＩＥＥＥ８０２．１１ベースなどの、例えば、セルラまたはＷＬＡＮ  ＳＣに対する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、いくつもの安価で（cheaply）配備されるＳＣへのバックホール接続性を提供するための経済的な解決策となることがある。高度指向性アンテナを使用する指向性リンクは、ｍｍＷ周波数でリンクバジェットを閉鎖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、すぐ隣の隣接のみとの見通し線（ＬＯＳ）を必要とすることによって、柔軟なトポロジー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、新たなノードが最小限のネットワーク計画に追加されてもよいという点で、容易なスケーラビリティ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、メッシュノード間の複数の接続性経路により提供される冗長なロバスト性を提供することができる。
【００３６】
ｍｍＷ周波数での無線通信は、短波長に起因する高利得アンテナの使用を可能とすることができる。これによって、送信される電力が、意図される受信機の方向に集中されることを可能にし、その受信機は、同様に、受信に対する指向性アンテナを使用することができる。信号のこの空間的閉鎖（spatial containment）、より広い通信範囲を可能とするのみでなく、さらには、複数の空間的に分離された送受信機が、媒体を共有するのに同時に動作することを可能とする。他方で、従来のマルチホップメッシュネットワークは概して、無指向性送信から結果として生じるチャネルアクセス制約に起因してスループットが制限されることがある。したがって、指向性メッシュネットワークの、結果として生じるネットワークスループットは、潜在的には、効率的な空間的再使用に起因してはるかに大きくなることがある。
【００３７】
指向性メッシュネットワークは、高速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に、完全分散スケジューリング（fully distributed scheduled）、マルチホップ、および時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）ベースの指向性メッシュ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）機構によって構成されてもよい。指向性マルチホップメッシュネットワークのために設計される、完全スケジューリング分散（fully-scheduled distributed）ＭＡＣアーキテクチャが、関連付けられる送信スケジューリングプロシージャとともに本明細書で説明される。例示的な分散アーキテクチャでは、各々のノードは、ローカル無線リソース割り当てを担当してもよい。本明細書で説明されるＭＡＣアーキテクチャは、信頼性のある、高スループット、かつ低待ち時間ＷＭＮに対する必要性に対処することができる。ＭＡＣ構成は、リンク状態または距離ベクトル原理に基づく、任意のルーティングもしくは経路選択、および転送プロトコルとの互換性を有してもよい。追加的に、ＭＡＣレイヤは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｊ、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃ、ＷｉＧｉｇ、もしくは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤなどの、ライセンスされない周波数帯域に対する、現在もしくは発展型ｍｍＷ企画、または認可スペクトルに対する将来の指向性通信規格の任意のものから導出される、物理（ＰＨＹ）レイヤの最上位にあってもよい。
【００３８】
完全に分散、同期、指向性ＴＤＭＡ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤおよびスケジューリング機能が、ルーティングまたは経路選択プロシージャと同様に、下位ＰＨＹレイヤ機能に独立するように構成されてもよい。経路選択またはルーティングプロシージャは、メッシュネットワークを移動する間に、ソースノードから宛先ノードまでデータパケットによりとられる経路を判定してもよい。本明細書で説明されるＭＡＣ設計はまた、任意の経路選択プロトコルとの互換性を有してもよい。分散スケジューリング機能は、各々のノードに対する送信スケジュールを判定してもよく、それをその隣接ノードに分散してもよい。この分散スケジューリング機能は、リソースをスケジューリングするように、ならびに、干渉およびトラフィックを認識するように設計されてもよい。完全にスケジューリングされる送信が、利用可能な時間を制御またはスケジューリング期間に分割することにより達成されてもよく、スケジューリング判定は、ノード間で交換されてもよく、かつデータ送信期間が後に続いてもよい。
【００３９】
指向性メッシュネットワークを実装するためのＭＡＣ例は、いくつかの方法で、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓベースのネットワークなどの、無指向性メッシュとは異なってもよい。ＩＥＥＥ８０２．１１ｓは、各々のノードが通信範囲内の他のノードと通信することを想定するとともに、指向性メッシュネットワークは、指向性通信のために設計されてもよい。完全スケジューリングＴＤＭＡ  ＭＡＣ構造で、指向性メッシュネットワークは、システムスループットを厳しく制約することなく、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓに関連付けられる、コンテンションベースのチャネルアクセス機構とは著しく異なることがある。
【００４０】
例示的なＭＡＣフレーム構造は、３つの主要なコンポーネント、その間に新たなノードがメッシュノードによって発見されることがあるデバイス発見間隔、後続のデータパケット送信に対する時間割り当てがノード間で交換されるときのスケジューリング間隔、およびデータ送信間隔を含んでもよい。デバイス発見間隔は、ビーコン送信間隔（ＢＴＩ）を含んでもよく、その間に、メッシュノードは、複数のビーコンフレームを異なる方向で送信して、新たなノードが、ネットワークの存在を発見することを可能にする。ＢＴＩに加え、デバイス発見間隔内の一部の期間は、受信のために空きのままにされてもよく、および新たなノードが、メッシュネットワークで既に通信しているノードに応答し返すことを可能にする、ビーコン応答間隔（ＢＲＩ）として指定されてもよい。
【００４１】
指向性送信に起因して、隣接ノードは同時に、データ送信および受信の成功ためにそれらの送信および受信ビームを適切に調節（align）してもよい。これに対するスケジュールは、通信するノード間で事前に確立されてもよい。これは、例えば、各々のメッシュノードが、後続のデータ転送のためのスケジュールを、その隣接ノードの各々と交換するときの、短いスケジュール／制御期間によって達成されてもよい。スケジューリング間隔は、いくつかの時間スロットに分割されてもよく、各々のノードは、１つのスケジューリング時間スロットを使用して、隣接ノードと通信してもよい。スケジュール送信間隔での送信の順序は概して、ネットワークトポロジーの機能であってもよい。順序をすべてのノードに知られるために、スケジュール時間スロット順序が、ノードがメッシュネットワークに参加するたびにローカルに判定されてもよい。
【００４２】
メッシュ通信を促進するＭＡＣレイヤは、各々のノードが、隣接ノードに対し、その受信データ送信間隔の一部を、データをそれに送信するために許可することが可能なように構成されてもよい。この決定は、リンクおよび経路メトリック、個々のバッファ占有度状態、ならびに他のものなどの要因に基づいてもよい。特定のメトリックおよび交換機構が、選択される経路選択および転送プロトコルによって判定されてもよい。各々の隣接ノードに対する受信機による実際の送信時間割り当ては、さらには、隣接ノードに対する事前に割り当てられた送信に依存してもよい。受信機による、その隣接ノードからの入力に基づく時間分割および実際の時間割り当ては、種々の方式で実行されてもよい。
【００４３】
本明細書で説明される実施形態で使用されるように、用語スロットおよび時間スロットは、交換可能に使用されてもよい。
【００４４】
本明細書で説明される実施形態で使用されるように、用語制御スロット、スケジュールスロット、制御／スケジュールスロット、およびスケジュール／制御スロットは、交換可能に使用されてもよい。
【００４５】
本明細書で説明される実施形態で使用されるように、用語制御期間、スケジュール期間、スケジュール／制御期間、制御／スケジュール期間、制御領域、スケジュール領域、スケジュール／制御領域、制御／スケジュール領域、制御スケジュール送信間隔、制御間隔、スケジュール間隔、および制御スケジュール間隔は、交換可能に使用されてもよい。
【００４６】
本明細書で説明される実施形態で使用されるように、用語データ期間およびデータ領域は、交換可能に使用されてもよい。
【００４７】
本明細書で説明される方法のいずれかは、ＷＴＲＵ、基地局、またはｍＢで実装されてもよい。
【００４８】
デバイス発見間隔に関しては、メッシュ通信を促進するＭＡＣレイヤは、各々のメッシュノードが、ビーコンフレームを複数の方向で送信して、新たなノードがネットワークを発見することを可能にするように構成されてもよい。これらの送信は、デバイス発見期間の間にＢＴＩにおいて発生してもよい。メッシュノードは、複数の方向でＢＲＩの間にリッスンして、メッシュに参加することを要求する新たなノードから応答を受信してもよい。ＢＴＩおよびＢＲＩに対するスケジューリングオプションの例が、以下で説明される。
【００４９】
図２は、ＢＴＩおよびＢＲＩに対する例示的なスケジュールに対する例示的なＭＡＣフレーム構造２００の図である。図２で例示される例では、ＢＲＩ２０２ａおよび２０２ｂは、それぞれ同一のデバイス発見期間（ＤＤＰ）２０４ａおよび２０４ｂの内で、それぞれＢＴＩ２０１ａおよび２０１ｂの直後に続いてもよい。この例に示されるように、ＢＴＩ２０１ｂは、複数の指向性ビーコン２１１ａ、２１１ｂから２１１ｃを含んでもよい。これは、指向性ビーコンの１つを受信する新たなノードが、ＢＲＩ２０２ｂの間に直ちに応答し、関連付けプロセスを開始することを可能とすることができる。さらには、示されるのは、複数のスケジューリングブロック２０３ａ、２０３ｂ、および、２０３ｃである。
【００５０】
スケジューリングブロックは、スケジュール／制御期間２１３ａ、および、データ送信または受信間隔としての役割を果たすデータ期間２１３ｂを含んでもよい。スケジュール／制御期間は、次の、または他の後続のデータ送信間隔で、メッシュノード間のデータ送信をスケジューリングするために使用されてもよい。
【００５１】
図３は、ＢＴＩおよびＢＲＩに対する別の例示的なスケジュールの図である（３００）。図３で例示される例では、ＢＴＩは、全体のＤＤＰを占有してもよく、ビーコン３０１ａ、３０１ｂ、および３０１ｃが送信される、いくつかの連続的なＢＴＩが存在してもよい。次いで、この期間に、１または複数の空のＤＤＰ３０２ａおよび３０２ｂが続いてもよく、ノードは、別個のＤＤＰにおいてＢＲＩを介してビーコンに応答してもよい。次いで、例えばビーコン３０２ｃを送信することができる、追加的なＢＴＩがこれに続いてもよい。この例に示されるように、データ３０３ａ、３０３ｂ、および３０３ｃが、各々のビーコン間隔の間に送信および受信されてもよい。図３で例示される例は、新たなノードが、ビーコンに対して複数の方向をスキャンし、次いで、最も強いビーコン受信の方向でＢＲＩの１つの間に応答することを可能とする。さらに、図３で例示される例では、空きＤＤＰの各々は、微細な（fine）ビームトレーニングまたは干渉測定などの、正規のデータ送信を干渉することがある他の目的のために使用されてもよい。
【００５２】
図３は、例示的な目的のためのものであり、他のスケジューリングの配置に適合されてもよい。例えば、別のスケジューリングオプションは、ＤＤＰの内の相互のＢＴＩおよびＢＲＩスロットを含んでもよい。ここで、メッシュノードは、指向性ビーコンを送信してもよく、その指向性ビーコンに続いて、新たな方向で別のビーコンを送信する前に、同一の方向でのリッスン期間が続いてもよい。
【００５３】
スケジュール／制御間隔に関し、メッシュ通信を促進するＭＡＣレイヤは、スケジュール／制御期間がＰ個のスロットに分割されるように構成されてもよく、Ｐは少なくとも、最大の許可されるノードの接続性である。このオーバープロビジョニングによって、高度に接続されるメッシュに参加する新たなノードが、その隣接ノードの各々に対応する直交スケジューリングスロットをいまだに発見することができることを保証する。固定数を全体的なメッシュに対して選択する代わりに、スケジュール送信間隔でのスロットの数は、可変であってもよく、小数で開始し、新たなノードがネットワークに参加するにつれて増大する。
【００５４】
上述したスケジュール／制御期間は、次の、または他の後続のデータ送信間隔におけるメッシュノード間でのデータ送信をスケジューリングするために使用されてもよい。したがって、概して、データ送信に成功するための２つの主なステップ、リソース割り当て（すなわち、リソースのスケジューリング）および送信スケジュールの判定が存在する。種々の実装形態の例は、リソース割り当ておよびスケジュール判定プロシージャの選択に基づいてもよい。
【００５５】
例えば、マルチ隣接リソース割り当てでは、各々の送信または受信ノードは、その送信および受信リソースの適切な割り当て（すなわち、スプリット）を、その隣接ノードの間で判定してもよい。この決定は、対応するノード間のトラフィック情報の交換に基づいてもよい。この決定を達成するための１つの方法は、各々のノードが、その許可要求を、その隣接ノードの各々に、その内部バッファの占有度に基づいて送信することであってもよい。
【００５６】
そのような要求は、異なるトラフィックカテゴリに対する個々のバッファ情報を含んでもよく、それによって、サービスの品質（ＱｏＳ）を認識したリソース割り当て（Qos aware resource allocation）を可能にする。次いで、各々のノードは、その受信時間の適切な割り当てを、すべての受信される許可要求に基づいて判定してもよい。１つの例では、これらの決定は、送信スケジュール判定に遷移する前に、送信ノードにシグナリングされてもよい。別の例では、リソース割り当て決定は、隣接ノードに伝達されるではなく、代わりに、隣接ノードからの事前にスケジューリングされた送信の受信を基づく送信スケジュール判定でのスケジューリング決定のために使用されてもよい。
【００５７】
マルチ隣接送信スケジュール判定の１つの例では、送信リソースの適切な割り当てを判定した後、各々のノードは、送信スケジュールをその隣接ノードの各々に対して判定し、その決定をそれらに伝達する。これによって、各々の隣接ノードに対する事前にスケジューリングされた送信が、受信機による新たな送信スケジュール判定の前に検討されるように、各々の隣接ノードに対して連続的になされてもよい。これによって、送信ビットマップをメッシュネットワークノード間で交換することにより達成されてもよい。送信ビットマップは、１つのメッシュノードの送信機によって、送信ノードの送信の利用可能性に関する情報を含む別のメッシュノードの受信機に送信されてもよい。これは、他のメッシュノードでの、事前にスケジューリングされた送信に関する情報を含んでもよく、受信メッシュノードが、送信ノードでの送信スケジューリングに対するそれらの期間を回避することを可能にする。
【００５８】
代わりに、または追加的に、送信スケジュール判定は、意図される受信メッシュノードから送信メッシュノードへの受信ビットマップの送信を介して達成されてもよい。そのような例では、先行するリソース割り当て決定は、明示的に、送信ノードにシグナリングされてもよい。
【００５９】
図４Ａは、本明細書で説明される実施形態のいずれかとの組み合わせで使用することができる、実施形態に従った１フェーズスケジューリング４００に対する例示的な２ステッププロシージャの信号フロー図である。１フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングプロシージャの例では、個々のバッファステータスおよびリソース割り当ての送信は、許可要求および割り当てを、単一のステップで各々の隣接ノードに対して実行することができるように、ならびに、各々の隣接ノードを連続的に検討することができるように、同時に各々のリンクに対して実行される。
【００６０】
１フェーズスケジューリングでは、スケジュール／制御期間の内で、後にスケジューリングされる隣接ノードが、早期のスケジューリングスロットを有する隣接ノードへの過剰割り当て（over-allocation）に起因して、送信リソースが枯渇する可能性がある。各々の隣接ノードに対する履歴リソース割り当て情報に依拠することによって、この問題を軽減することができるが、それは、入来するトラフィックが本質的に極めて散発的であり、またはバースト的であるときは、充分でないことがある。しかしながら、スケジューリングブロックからの残余の（leftover）トラフィックを、後続のスケジューリング間隔で対処することができ、これは、各々のノードでの１つのスケジューリング間隔の追加的なスケジューリング遅延と考えられることがある。さらに、低待ち時間トラフィックを常に優先させることにより、この手法に関連付けられる課題を、ほとんどのケースの場合に克服することができる。
【００６１】
そのような例では、各々の送信ノード４０１は、その許可要求および送信ビットマップを、各々の受信ノード４０２にともに送信する（４１０）（すなわち、要求メッセージを送信する）。組み合わされた情報に基づいて、受信ノード４０２は、送信割り当て判定およびスケジューリング決定を判定してもよく、スケジューリング決定をそれぞれの送信機に送信してもよい（４１１）（すなわち、応答メッセージを送信する）。
【００６２】
図４Ｂは、１フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的なフレームフォーマットの図である。スケジュール期間の間に交換されるフレームの内容がまた示される。これらのスロットの各々の間に、リンクを形成する各々のノードは、その送信要件およびチャネル占有度ステータスを他のノードと交換してもよい。他のノードは、送信スケジュールを第１のノードに割り当て、次に、その送信要求およびチャネル占有度情報を送信してもよい。送信割り当ては、スロットにおける最終フレーム送信で通信されてもよい。データ４４０の送信に前に、各々のスケジュールメッセージ４２０は、複数のスロット４２１、４２２、および４２３を含んでもよい。スケジュールメッセージにおける各々のスロットは、後続の要素、アドレス指定される受信機に対して意図される特定ＱｏＳ向けキューサイズを有する送信許可要求（バッファステータス報告（ＢＳＲ）４３１ａ、事前に割り当てられ、および割り当てられないデータスロットを示す送信割り当てビットマップ４３２ａ、各々のビットが、確認応答を要する前のスケジューリング間隔の間に送信されるＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）に対応する、確認応答ビットマップ４３３ａ、干渉ノードに対するデータスロット割り当てを有する干渉報告４３４ａ、ならびに、現在のスケジューリング間隔の間のデータスロット割り当てを有する許可応答４３５ａを有してもよい。
【００６３】
スロットＰが割り当てられているメッシュネットワークのリンクの隣接する第１のノードと第２のノードとの間の送信交換がまた、図４Ｂの例示的なフレームフォーマットで示される。この例では、第１のノードは、その送信許可要求（ＢＳＲ）４３１ａ、送信割り当てビットマップ４３２ａ、確認応答ビットマップ４３３ａ、および、干渉報告４３４ａを、リンクの第２のノードに送信する。次いで、第１のノードは、第２のノードの許可応答４３５ａを、第２のノードの送信許可要求（ＢＳＲ）４３１ｂ、送信割り当てビットマップ４３２ｂ、確認応答ビットマップ４３３ｂ、および、干渉報告４３４ｂとともに受信してもよい。応答において、第１のノードは、その許可応答４３５ｂを、リンクの第２のノードに送信してもよい。
【００６４】
データ４４０の間隔の間に、ネットワークノードは、データパケットをそれらの隣接ノードに、前のスケジュール／制御期間の間に確立されたスケジュールに従って、複数のスロット４４１、４４２、および４４３からのスロットでデータパケットを送信してもよい。間隔は、送信スケジューリングの間のアドレス指定能力を容易にするためにスロットに分割されてもよく、各々のノードは、受信ノードによるリソース割り当ておよびスケジューリング決定に従って、各々のスケジューリング間隔で１または複数のスロットを分割されてもよい。
【００６５】
図５Ａは、送信ビットマップを使用する、２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的な４ステッププロシージャ５００の信号フロー図である。そのような例では、各々の送信ノード５０１は、その許可要求を、意図される受信ノード５０２に送信する（５１０）。受信ノード５０２は、リソース割り当て決定を判定し、決定を送信ノード５０１に送信してもよい（５１１）。次いで、送信ノード５０１は、それらの送信ビットマップを各々の受信ノード５０２に適切な制御スロットで送信してもよい（５１２）。次いで、受信ノード５０２は、送信スケジュールを判定し、スケジュールを送信ノード５０１に送信してもよい（５１３）。
【００６６】
図５Ｂは、受信ビットマップを使用する、２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する別の例示的な４ステッププロシージャの信号フロー図である。そのような例では、各々の送信ノード５０１は、その許可要求を、意図される受信ノード５０２に送信する（５２０）。受信ノード５０２は、リソース割り当て決定を判定し、決定を送信ノード５０１に送信してもよい（５２１）。次いで、受信ノード５０２は、それらの受信ビットマップを適切な制御スロットで各々の送信機に送信してもよい（５２２）。次いで、送信ノード５０１は、送信スケジュールを判定し、それを受信ノードに送信してもよい（５２３）。
【００６７】
図５Ｃは、２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的な３ステッププロシージャの信号フロー図である。そのような例では、各々の送信ノード５０１は、その許可要求を、意図される受信ノードに送信する（５３０）。受信ノード５０２は、リソース割り当て決定を判定してもよい（５３１）が、それを送信ノードに伝達しなくてもよい。次いで、送信ノード５０１は、それらの送信ビットマップを各々の受信ノード５０２に適切な制御スロットで送信してもよい（５３２）。次いで、受信ノード５０２は、受信された送信ビットマップ、および、事前に計算されたリソース割り当てを使用して、送信スケジュールを判定してもよく、それを送信機に送信してもよい（５３３）。
【００６８】
図５Ｄは、２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングに対する例示的なフレームフォーマットの図である。この例では、スケジュール／制御期間は、２つのフェーズに分割されてもよく、５メッセージ交換プロシージャを含んでもよい。第１のフェーズ、フェーズ１  ５４６ａでは、あらゆるノードが、その個々のバッファ占有度ステータスを、その隣接ノードの各々に、あらかじめ判定された送信スロット５４７ａ、５４７ｂ、５４７ｃの間に送信してもよい。各々のノードが、予期されるトラフィック情報を、その隣接ノードのすべてから収集すると、それは、第２のフェーズ、フェーズ２  ５４６ｂのスロット５４７ｄ、５４７ｅ、および５４７ｆで、前と同一の順序で、送信割り当てをそれらに連続して分散してもよい。この２ステッププロシージャで、各々のノードは、すべての隣接ノードからの入来するトラフィックのより良好な理解を、リソースをそれらの各々に割り当てる前に有し、それによって、それらの現在の要件に従って、隣接ノードの間の、より公正なリソース分散が保証される。しかしながら、これは、利用可能なデータ送信時間を低減させることができる、追加的なスケジューリング情報交換を犠牲にして生じることがある。
【００６９】
図５Ｄのこの例では、スロットＰを割り当てられているメッシュネットワークのリンクの隣接する第１のノードと第２のノードとの間の送信交換が示される。スケジューリング期間５４０のフェーズ１  ５４６ａでは、第１のノードは、その送信許可要求（すなわち、ＢＳＲ）５４１ａおよび確認応答ビットマップ５４２ａを、リンクの第２のノードに送信してもよい。次いで、第１のノードは、第２のノードの送信許可要求（すなわち、ＢＳＲ）５４１ｂおよび確認応答ビットマップ５４２ｂを受信してもよい。各々のノードは、受信された送信許可要求（すなわち、ＢＳＲ）５４１ａおよび５４１ｂを使用して、それらの送信割り当てを第２のフェーズ（段階２）に対して判定してもよい。フェーズ２  ５４６ｂでは、第１のノードは、その送信割り当てビットマップ５４３ａおよび干渉報告５４４ａを、リンクの第２のノードに送信してもよい。次いで、第１のノードは、第２のノードの許可応答５４５ａを、第２のノードの送信割り当てビットマップ５４３ｂおよび干渉報告５４４ｂとともに受信してもよい。応答では、第１のノードは、その許可応答５４５ｂを、リンクの第２のノードに送信してもよい。スケジューリング期間５４０の後に続いて、データ５５０が、次いで、データスロット５５１、５５２、および５５３で、送信および受信されてもよい。データ５５０の間隔の間に、ネットワークノードは、データパケットをそれらの隣接ノードに、前のスケジュール／制御期間の間に確立されたスケジュールに従った時間スロットで送信してもよい。間隔は、送信スケジューリングの間のアドレス指定能力を容易にするためにスロットに分割されてもよく、各々のノードは、受信ノードによるリソース割り当ておよびスケジューリング決定に従って、各々のスケジューリング間隔で１または複数のスロットを割り当てられてもよい。
【００７０】
図６Ａは、４つのノードを有する例示的なメッシュネットワーク６００の図である。図６Ａで示される例では、４つのノードは、ノード１  ６０１、ノード２  ６０２、ノード３  ６０３、およびノード４  ６０４である。この例に示されるように、ノード１  ６０１は、ノード２  ６０２およびノード３  ６０３に隣接するが、ノード４  ６０４に隣接しない。同様に、ノード４  ６０４は、ノード２  ６０２およびノード３  ６０３に隣接するが、ノード１  ６０１に隣接しない。
【００７１】
図６Ｂは、図６Ａの例示的なノード構成に関する、２フェーズリソース割り当ておよびスケジューリングプロシージャに対する信号フロー図である。この例では、各々のノードは単に、その隣接ノードと、図５Ｄで示されるフレームフォーマットを使用して通信する。
【００７２】
図６Ｂを参照すると、第１のフェーズ１許可要求６１０ａスロットでは、ノード１  ６０１およびノード２  ６０２は、それぞれバッファステータス６１１ａおよび６１１ｂを含む送信許可要求を交換してもよい。ノード３  ６０３およびノード４  ６０４はまた、それぞれバッファステータス６１１ｃおよび６１１ｄを含む送信許可要求を交換してもよい。後続のフェーズ１許可要求６１０ａスロットでは、ノード１  ６０１およびノード３  ６０３は、それぞれバッファステータス６１２ａおよび６１２ｂを含む送信許可要求を交換してもよい。ノード２  ６０２およびノード４  ６０４はまた、それぞれバッファステータス６１２ｃおよび６１２ｄを含む送信許可要求を交換してもよい。
【００７３】
次いで、第１のフェーズ２スケジューリング６１０ｂスロットでは、ノード１  ６０１およびノード２  ６０２は、３ウェイハンドシェイクの一部として、送信割り当てビットマップ６１３ａ、６１３ｂ、および６１３ｃを交換してもよい。この交換はまた、干渉報告および許可応答を含んでもよい。
【００７４】
ノード３  ６０３およびノード４  ６０４は、さらには、３ウェイハンドシェイクの一部として、送信割り当てビットマップ６１３ｄ、６１３ｅ、および６１３ｆを交換してもよい。この交換はまた、干渉報告および許可応答を含んでもよい。
【００７５】
後続のフェーズ２スケジューリング６１０ｂスロットでは、ノード１  ６０１およびノード３  ６０３は、３ウェイハンドシェイクの一部として、送信割り当てビットマップ６１４ａ、６１４ｃ、および６１４ｅを交換してもよい。この交換はまた、干渉報告および許可応答を含んでもよい。ノード２  ６０２およびノード４  ６０４はまた、３ウェイハンドシェイクの一部として、送信割り当てビットマップ６１４ｂ、６１４ｄ、および６１４ｆを交換してもよい。この交換はまた、干渉報告および許可応答を含んでもよい。
【００７６】
データ送信６１５の間に、ノード１  ６０１およびノード２  ６０２は、データ送信スロットで、データパケットを送信し、またはデータパケットを受信してもよく、一方で、ノード３  ６０３およびノード４  ６０４はまた、データパケットを送信し、またはデータパケットを受信してもよい。また、後続のデータ送信スロットでは、ノード１  ６０１およびノード３は、データパケットを送信し、またはデータパケットを受信してもよく、ノード２および４はまた、データパケットを送信し、またはデータパケットを受信してもよい。
【００７７】
概して、各々のノードが２つのそれぞれのフェーズ１およびフェーズ２スロットを使用する、上記の例にもかかわらず、スケジュール／制御期間は、ノードにより維持される各々のアクティブリンク上でのスケジューリングに対して個々に割り当てることができる、いくつかのスロットを有する。順序付けは、ノードがネットワークに参加するときの時間での空き（free）スケジュール／制御スロットの数、または、干渉パターンなどの、様々な要因に応じて行われてもよい。制御期間内の制御スロットの固定された順序付けによって、制御期間のより後の部分の間にスケジューリングされるノードが、リソースの枯渇の可能性があり、または、それらのために予約されたリソースが使用されなくなるということのいずれかである状況が生じることがある。スロット位置の交換シーケンスをすべてのメッシュノードに対してセットアップすること、および、各々のスケジューリング間隔でシーケンスを通じて段階付け（step）することによって、これを低減されることができる。
【００７８】
１つの例はサイクリックシフトであり、スケジュール／制御期間の開始において、各々のノードは、スケジューリングスロット割り当てを、その隣接ノードの各々に対して循環してシフトする。このシフトが、すべてのネットワークノードによって同期して実行されるので、ノードによりその隣接ノードの各々に割り当てられるスロット間の相互の直交性を維持することができる。これは、ネットワーク全体を通しての、固定されたスケジュール送信間隔サイズを想定することができる。スケジューリングシーケンスは、メッシュノードの間でネゴシエートされ、およびビーコンで送信されてもよい。単純なサイクリックシフトは、スケジュールでの各々リンクに、同一の長期平均優先（preference）を提供してもよい。一部に対する優先が要求される場合、これはまた、シーケンスに築造されてもよい。さらに、１以上の同一のリンクを再移動（revisit）することがまた可能にされてもよい（例えば、Ａ−Ｂリンクは、第１のスケジューリングスロットでスケジューリングされ、また、最後のスケジューリングスロットを使用する）。最後の余剰（extra）スロットは、すべてのリンクを通じた１つの経路の後で、任意の残りのデータ領域を再要求するために使用されてもよい。
【００７９】
図７は、上述したように、制御スロットローテーション方法を使用する例示的なシステム７００の図である。図７で示される例では、ノードＡ７０１は、隣接ノードとして、ノードＢ７０２、ノードＣ７０３、およびノードＤ７０４を有する。この例示的なシステムでは、ノードＡ７０１は、その隣接ノード間で以下のリンクのリンク、ノードＡ−ノードＢリンク７１１、ノードＢ−ノードＣリンク７１２、ノードＡ−ノードＣリンク７１４、および、ノードＡ−ノードＤリンク７１３、を有する。この例では、ノードＡ７０１は、第１の３つのスケジューリングスロットを使用して、それぞれ、ノードＡ−ノードＢリンク７１１、ノードＡ−ノードＣリンク７１４、および、ノードＡ−ノードＤリンク７１３上の双指向性送信をスケジューリングしてもよい。第２のスケジューリング送信間隔では、スケジューリングスロットの順序は、循環的にシフトされてもよく、ノードＡ−ノードＣリンク７１４が第１にスケジューリングされてもよく、ノードＡ−ノードＤリンク７１３が次にスケジューリングされてもよく、ノードＡ−ノードＢリンク７１１が最後にスケジューリングされてもよい。別の実施形態では、ノードＢ７０２、ノードＣ７０３、およびノードＤ７０４はまた、それらのそれぞれのスケジューリングスロットを同じ方式で、同期してシフトしてもよく、それによって、正確なスロット調節を保証する。
【００８０】
図８は、２つのノードに対する、例示的なスロットローテーション８００の図である。この例では、ビーコン８１０ａ送信に続いて、ノードＡ８０１は、ノードＡ−ノードＢリンク８１１、ノードＡ−ノードＣリンク８１２、および、ノードＡ−ノードＤリンク８１３に対する第１の制御領域におけるスケジューリングスロットを有してもよい。データ領域８１４におけるスロットでのデータ送信に続いて、制御領域スケジューリングスロットがローテーションされてもよく、ノードＡ−ノードＣリンク８１５は、ノードＡ−ノードＤリンク８１６、および、ノードＡ−ノードＢリンク８１７に先行してもよく、次いで、再び別のラウンドで、ノードＡ−ノードＤリンク８１８、ノードＡ−ノードＢリンク８１９、およびノードＡ−ノードＣリンク８２０をローテーションしてもよい。
【００８１】
同様に、ビーコン８１０ｂ送信に続いて、ノードＢ８０２は、ノードＢ−ノードＡリンク８３０、およびノードＢ−ノードＣリンク８３１に対する第１の制御領域におけるスケジューリングスロットを有することができる。データ領域８３２におけるスロットでのデータ送信に続いて、制御領域スケジューリングスロットは、ノードＢ−ノードＣリンク８３３、およびノードＢ−ノードＡリンク８３４をローテーションしてもよく、次いで、別のラウンド：ノードＢ−ノードＣリンク８３５、および、ノードＢ−ノードＡリンク８３６がそれに続いてもよい。
【００８２】
別の実施形態では、可変スケジュール／制御期間継続期間が提供されてもよい。スケジュール／制御期間または制御領域のサイズは、それはデータ送信に対して利用可能な時間を判定するので、ネットワーク効率に影響を及ぼす主要な要因となることがある。メッシュネットワークにおけるすべてのノードが、ノード接続性に無関係に、同一の制御領域サイズを使用する場合、より低い接続性を有するノードに対する、一部の使用されない制御スロットが存在することがある。制御領域がノードからノードに変動することを許可とされ、および各々のノードが、その制御領域サイズを、その接続性に応じて選択する場合に、ネットワーク効率を改善することができる。
【００８３】
新たなノードがネットワークに参加するときに、可変スケジュール／制御期間継続期間の使用によって、制御領域が動的に増大する（grow）ことが可能になり、この動的変化は、リンクを直接使用しているノード（例えば、新たなノード、および新たなノードが参加するノード）のみに影響を及ぼすことがあり、ネットワークの残りは、より小さい制御領域を使用することができる。この手法によって、この制御領域変化を通信するために必要とされるシグナリングが低減することができる。
【００８４】
制御領域の増大は、元はデータ送信に意図された一部のスロットを使用することによって対処されてもよい。拡大された制御領域を使用するノードは、それらの隣接ノードに、それらに送信される送信割り当てビットマップにおける対応するスロットを遮断することによって、これを示してもよい。これによって、隣接ノードが、実際にそれら自体のデータスロットと一致する制御スロットの間のデータ送信を何らスケジューリングしないということが確実になることがある。動的制御領域が効果的に作動するために、データスロット期間は、制御スロット期間の整数倍として選択されてもよい。隣接ノードによるアクティブなデータ送信に起因した、新たなノードによる制御メッセージ交換への干渉の影響力は、競合するリンク上のデータ送信に起因した干渉と同一の方法で対処されてもよい。
【００８５】
図９Ａ〜９Ｄは、動的制御９００の例の図である。図９Ａおよび９Ｂで示される例では、ノードＢ９０２は、２つの隣接ノードＡ９０１およびノードＣ９０３を有する。送信ビットマップ９１０ａは、４つのスロットデータ領域を表す。図９Ｂで示される例では、ビーコン送信９１１に続いて、ノードＢが、１つの制御スロット９１２を使用して、ノードＢ−ノードＡリンク上で通信し、１つの制御スロット９１３を使用して、ノードＢ−ノードＣリンク上で通信して、開始する。この例では、データ領域９１５は、４つのスロットを有し、長さ４のビットマップにより表される。スケジューリング送信間隔の間に、ノードＢは、すべての４つのデータスロットを、ノードＡへの送信に対して利用可能であるものとしてマーキングする。
【００８６】
図９Ｃおよび９Ｄは、新たなノードがネットワークに参加するときに対する例を示す。図９Ｃに示されるように、新たなノードＤ９０４は、ネットワークに参加し、かつノードＡ９０１、ノードＢ９０２、およびノードＣ９０３の隣接ノードとなる。次いで、ノードＢ９０２、および新たなノードＤ９０４は、ノードＢが第１の２つの制御スロット９１２および９１３を他の隣接ノードに事前に割り当てているので、ノードＢ−ノードＤリンクをスケジューリングするために第３の制御スロット９１４を選択してもよい。第３の制御スロット９１４は、ノードＢ９０２によってデータ領域９１５におけるデータスロットとして事前に使用されている。スケジューリング送信間隔の間に、ノードＢ９０２は現在、第１のデータスロットを、そのスロットにおいて１と示されるようにビジーであるとしてマーキングすることによって、ノードＡ９０１に３つのデータスロットのみが送信に対して利用可能であるということを示してもよい。このプロシージャによって、ノードが、それが新たなノードの追加に起因してその接続性を増大するときに、制御領域サイズを動的に増大することが可能となる。
【００８７】
スロットの流動的（floating）スケジューリングが、代替案として提供されてもよい。スケジューリングスロットは、流動的スケジューリングスロット構成ではデータスロットを置き換えてもよい。ここでは、別個のスケジュール／制御およびデータ期間は存在しないことがある。むしろ、スケジュールスロットは、データスロットで散在（interspersed）させられることがある。これによって、制御情報の問題が生じないことがあり、なぜなら、それは、よりロバストに符号化され、かつ同時のデータ送信に起因した干渉によって影響を及ぼされることが予期されないからである。さらに、隣接ノードからの強い干渉は、スケジューリングスロットを回避するようにスケジューリングされてもよい。
【００８８】
図１０は、初期ノード関連付けの間にランダムに行われる流動的スケジューリングスロット構成でのスケジュールスロット位置割り当て１０００の例の図である。図１０の例の番号付けされたスロットは、双指向性スケジューリングスロットを表すことができ、一方で、空白のスロットは、データスロットを表すことができる。
【００８９】
流動的スケジューリングスロットは、複数のホップにわたる、より反応的な（responsive）データスケジューリングを可能にすることができる。次いで、エンドツーエンドパケット遅延が、ネットワークノードにより使用される繰り返し（rolling）スケジューリング間隔に起因して低減されることがあり、なぜなら、パケットが、システム全体の共通スケジュール／制御期間を待機するのではなく、リンクに対して、次のスケジューリングスロットにおいて次のホップ送信に対してスケジューリングされてもよいからである。例えば、ノード１  １００１が、ノード２  １００２を介して、パケットをノード４  １００４に送信することを要求する場合、図１０に示されるスロット構成で、第１のホップは、リンク１−２  １０１０に対して双指向性スケジューリングスロットの間にスケジューリングされてもよく、リンク２−４  １０１２に対してスロットを双指向性スケジューリングする間の第２のホップがそれに続く。したがって、２ホップパケット送信は、固定されたスケジュール／制御期間構成で必要とされる２つのスケジューリング間隔より少なく完了されるようにスケジューリングされてもよい。
【００９０】
別の例では、ノード１  １００１が、ノード３  １００３を介して、パケットをノード４  １００４に送信することを要求する場合、図１０に示されるスロット構成で、第１のホップは、リンク１−３  １０１１に対して双指向性スケジューリングスロットの間にスケジューリングされてもよく、リンク３−４  １０１３に対してスロットを双指向性スケジューリングする間の第２のホップがそれに続く。
【００９１】
流動的スケジューリングスロットを使用するノードはまた、その隣接ノードに対する可変スケジューリング周期性（すなわち、スケジューリング間隔の長さ）を使用してもよい。これは、リンク上のデータトラフィック要件を変動させること、または、他の理由に起因することがある。ノードは、それらのスケジューリング周期性を、制御メッセージを交換することにより修正してもよい。
【００９２】
図１１は、例示的な指向性メッシュネットワーク動作１１００の図である。図１１で示される例示的な構成では、ノードＧ１１０１はゲートウェイノード（例えば、ファイバ光ネットワークに対する、ファイバベースの存在点（ＰＯＰ：point of presence）アクセスノードとしても機能する、アドホック無線通信機能性で構成されたＷＴＲＵ、基地局、または、ｍＢ）である。ノードＡ１１０２、ノードＢ１１０３、ノードＣ１１０４、ノードＤ１１０５、およびノードＥ１１０６は、ノードＧ１１０１と同様に、メッシュネットワーク通信に対して指向性アンテナを利用する、メッシュネットワークの内の他のノードである。指向性リンク１１１０、１１１１、１１１２、１１１３、１１１４、１１１５、および１１１６は、例示的なメッシュネットワーク内のノード間で確立されてもよい。
【００９３】
図１２は、指向性メッシュネットワークにおける制御スロット１２００の間の例示的な動作の図である。各々のノードは、その隣接ノードの各々に割り当てられる１つの制御スロットを有する。この制御スロットは、そのリンクに対する、スケジューリングおよび他の制御シグナリングのために使用されてもよい。新たなノードがネットワークに許可される（admitted）とき、その隣接ノードの各々に対する制御スロットは、制御スロットの衝突がない（collision free）であるように選択されてもよい。制御スロットは、ビーコン信号を介して、各々の隣接ノードによって、その隣接ノードを関連付ける新たなノードに割り当てられてもよい。この例では、データ領域は、そのリンクに対する対応する制御スロットによって完全にスケジューリングされる。ノードは、それらの送信および受信スケジュール、ならびに、キューのバッファステータスを示す、それらの送信および受信ビットマップを交換して、制御スロットの間のスケジューリングを支援してもよい。図１２で示されるように、制御領域は、データ領域１２０４が後に続く、３つの制御スロット１２０１、１２０２、および１２０３であるが、これらの領域の実際のサイズは修正されてもよい。３つの制御スロット１２０１、１２０２、および１２０３は、各々のノードが、その隣接ノードのすべてと対話するために使用されてもよい。制御スロットは、競合するリンクが、同一のスロットでスケジューリングされないように選択されてもよい。制御スロットの間に、データ送信間隔の間の双指向性送信に対するスケジュールが、ノード間の３メッセージ交換を介して確立されてもよい。スケジューリングは、それによってノードが構成される、各々のサービスの品質（ＱｏＳ）キューに対するバッファステータスによりガイドされる。この例では、ノードＧ−ノードＡ１２１１、ノードＢ−ノードＥ１２１２、およびノードＣ−ノードＤ１２１３に対するリンクが、第１の制御スロット１２０１でアクティブとなることがあり、第２の制御スロット１２０２における、ノードＧ−ノードＢ１２２１、ノードＡ−ノードＤ１２２２、および、ノードＣ−ノードＥ１２２３に対するリンク、ならびに第３の制御スロット１２０３における、ノードＧ−ノードＣ１２３１に対するリンクがそれに続く。また、この例に示されるのは、データが、ノードＧ−ノードＡ１２４１、ノードＢ−ノードＥ１２４３、および、ノードＣ−ノードＤ１２４２リンク上で送信される、データ領域１２０４のスロットである。
【００９４】
表１は、上述した図１２の例示的な動作可能メッシュネットワークに関する、制御領域およびデータ領域の両方に対するリンクステータスを示す。
【００９５】
【表１】
2016511586.tif 000003
【００９６】
上記表に示されるように、送信の指向性性質に起因して、すべてのリンクが同時にアクティブにあるわけではない。
【００９７】
表２は、上述した図１２の例示的な動作可能メッシュネットワークに関する、制御スロットの間のビットマップステータス更新の例である。列１、２、３は、それぞれ、第１、第２、および第３の制御スロットの終わりにおける、受信および送信ビットマップのステータスを示す。
【００９８】
【表２】
2016511586.tif 000004
【００９９】
表２で示される例では、すべてのビットマップが、各々のスケジューリング間隔の開始において０に初期化される。ビットマップ長さ７が、この例では７つのデータスロットをマッピングするために使用される。実際には、データスロットの数は、さらに多くてもよい。ビットマップは、例示のためにノード指定によって置き換えられてもよい。これらのビットマップは、単に、データ領域における各々のスロットの占有度ステータスを反映してもよい。
【０１００】
ＭＡＣレイヤは、ノードが様々な状態を通じて遷移する、ＭＡＣ状態マシンとして実装されてもよい。図１３は、実装することができる高レベルＭＡＣ状態１３００のグループの例の図である。実装することができる高レベルＭＡＣ状態の例示的なグループは、以下の状態、初期化１３０１（初期起動シーケンス）、隣接発見１３０２（すべてのビーコンを読み出し、最初／最良の隣接ノードを選択し、それを関連付ける）、ネットワークへの登録１３０３（ネットワークへの登録、認証／認可、ならびに、動作、管理、および維持（ＯＡＭ：operation, administration, and maintenance）による構成）、追加的な隣接ノードの発見および関連付け１３０４（他の隣接ノードを発見し、それらを関連付け、このフェーズの間に、制御スロットは、その隣接ノードの各々によって割り当てられる）、データ転送１３０５（アップストリームトラフィックおよびダウンストリームトラフィックの両方が、この状態で送信／受信される）、干渉測定１３０６（干渉測定が、この状態で遂行される）、不連続受信（ＤＲＸ）１３０７（エネルギー効率動作のためのスリープモード）、ビーコニング（beaconing）１３０８（この状態では、ビーコンは、新たな隣接ノードがネットワークに参加するために、定義された間隔で送信される）、ならびに、オーバージエア（ＯＴＡ：over the air）ソフトウェア更新１３０９（ＯＡＭは、リブートを必要とするソフトウェア、および他の構成パラメータを更新してもよい）を含んでもよいが、それらに制限されない。
【０１０１】
ＭＡＣレイヤは、アクセスネットワークにより設定されるＱｏＳ制約を認識しているスケジューラを実装するように構成されてもよく、また、異なるタイプの、メッシュ関連トラフィックを区別してもよい。例えば、メッシュネットワークにおける各々のノードは、その隣接ノードの各々に対して１つのスケジューリンググループを有してもよい。各々のスケジューリンググループは、４つの論理キュー、および、１つの仮想キューを有してもよい。例えば、４つの論理キューは、それぞれ、半永続的にスケジューリングされるトラフィック、高優先度メッシュシグナリングトラフィック（リンクメトリックおよびＤＲＸ要求など）、５ｍｓの待ち時間（アクセスサイドゲーミングトラフィックなど）、Ｘ２およびＳ１シグナリングトラフィック、１０ｍｓの待ち時間（ＱｏＳクラス識別子（ＱＣＩ）を含む、すべての他のアクセスサイド、ならびにバックホールおよびアクセスの両方を含む、高優先度ＯＡＭなど）、ならびに、低優先度メッシュシグナリングトラフィック（１０ｍｓの待ち時間に制限されない、干渉行列、関連付けシグナリング、低優先度ＯＡＭトラフィック、およびアクセスからの他のバックグラウンドトラフィックなど）としての役割を果たしてもよい
【０１０２】
図１４は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、例示的なＭＡＣスケジューラアーキテクチャ１４００を示す。例えば、ＭＡＣスケジューラアーキテクチャは、スケジューリンググループ、キュー、グループ分割（split）機能、およびリンクスケジューラ機能を含んでもよいが、それらに制限されない。しかしながら、このアーキテクチャは例であり、任意の数のこれらのエンティティを含むように拡張されてもよく、またはこれらのエンティティのサブセットを含むように低減されてもよい。
【０１０３】
図１４の例示的なアーキテクチャでは、ノードＣ１４１１は、リンクスケジューラ１４０５ａを含む。ノードＧ、Ｄ、またはＥ１４１０（ノードＣの隣接ノード）の各々はまた、リンクスケジューラ１４０５ｂを含む。ノードＧ、Ｄ、およびＥからのパケット１４０９を含む、ノードＣ１４１１への任意の入来するトラフィックは、最初に、宛先アドレスに対してチェックされ、フィルタリングされてもよい（１４０１）。ノードＣにアドレス指定され、または宛先指定されるトラフィック１４０２は、メッシュ内関連トラフィック（intra mesh related traffic）もしくはバックホールＯＡＭトラフィックのいずれかを処理するＭＡＣレイヤによってなど、上位レイヤ処理１４０８に送信されてもよく、またはアクセスサイドに転送されてもよい。他のノードにアドレス指定されるトラフィックは、グループ分割機能１４０３により、適切なスケジューリンググループ１４０４ａ、１４０４ｂ、１４０４ｃ、および１４０４ｄに追加されてもよい。
【０１０４】
スケジューリンググループ１４０４ａ、１４０４ｂ、１４０４ｃ、および１４０４ｄは、グループ分割機能１４０３により作成されてもよい。スケジューリンググループを形成するための様々な代替案が存在する。１つの例では、パケットでアドレス指定される宛先ノードごとの１つのスケジューリンググループが存在してもよい。別の例では、各々の隣接リンクごとに１つのスケジューリンググループが存在してもよい。
【０１０５】
スケジューリンググループ１４０４ａ、１４０４ｂ、１４０４ｃ、および１４０４ｄは、各々のＱｏＳクラスがそれ自身のキューを有する、ＱｏＳキューを含んでもよい。各々のスケジューリンググループ１４０４ａ、１４０４ｂ、１４０４ｃ、および１４０４ｄはまた、データパケットを適切なＱｏＳキューに追加する、ＱｏＳ分類器を有してもよい。ＱｏＳ特有キューは、異なるＱｏＳクラスに属するパケットが、異なって対処されてもよいという点で、ＱｏＳを認識したスケジューリングを可能とすることができる。
【０１０６】
図１４の例示的なＭＡＣスケジューラはまた、それぞれの配信期限に近い、４つのキューにおけるデータパケットを識別し、それらを、優先されたスケジューリングを享受（enjoy）する、別の仮想キューに置くことができる。制御領域の間に、各々のノードは、そのバッファステータスをその隣接ノードと交換してもよく、このバッファステータスは、４つの論理キュー、および仮想キューの各々の占有度を伝達することができる。
【０１０７】
各々のパケットはまた、パケットが宛先ノードに配信されることになる前の時間を表す生存時間（ＴＴＬ：time to live）フィールドを有してもよい。ＴＴＬ値は、パケットヘッダに、それがアクセスインタフェースからメッシュに入るときに挿入されてもよい。各々のスケジューリング間隔の間に、キューイングされたパケットのＴＴＬフィールドが、宛先ノードに対する遅延経路メトリックに対してチェックされてもよく、パケットが、ＴＴＬ値により示される期限に近い場合、インデックスが仮想キューに追加されてもよい。許可要求を送信するとともに、この仮想キューにおける占有度がまた、バッファステータスで報告されてもよい。次いで、ＴＴＬ値は、経路に沿って各々のノードで経験された遅延の量によりデクリメントされてもよい。
【０１０８】
リンクスケジューラ１４０５ａおよび１４０５ｂは、許可要求を送信し、許可応答を受信してもよい（それぞれ１４０６および１４０７）。リソースを要求するとともに、リンクスケジューラ１４０５ａは、スケジューリンググループ１４０４ａ、１４０４ｂ、１４０４ｃ、および１４０４ｄにおける隣接ノードの数および占有度を考慮してもよい。次いで、それぞれの隣接ノードの受信機上のリンクスケジューラ１４０５ｂは、これらの要求に対するリソースを許可してもよい。リンクスケジューラ１４０５ａおよび１４０５ｂは各々、その隣接ノードの各々に対する履歴リソース要件を認識している学習機能を有してもよい。隣接ノードの各々は連続してスケジューリングされてもよいので、この履歴情報は、スケジューリングを支援することができる。
【０１０９】
半永続的スケジューリングに対して、経路セットアップが、実際の送信が開始する前に行われてもよい。そのような事例では、半永続的にスケジューリングされるトラフィックを確立することを要求するあらゆるノードが、半永続的スケジュール要求を、その隣接ノードに送信してもよい。そのような例での隣接ノード選択は、ルーティング／転送アルゴリズムにより提供される経路メトリックに基づく。この要求は、ゲートウェイまたは他のノードなどの、宛先ノードまで伝搬してもよい。次いで、宛先ノードは、半永続的スケジューリング要求に対する応答を送信してもよい。半永続的スケジューリングに対する別のアプローチは、半永続的にスケジューリングされるデータを通常データとして扱い、それを、最優先度を有して扱ってもよい。これは、実際のデータ転送のまえの経路セットアップを必要としないことがある。
【０１１０】
図１５は、隣接特有（neighbor-specific）スケジューリンググループを生成するためのグループ分割機能１５００の１つの特定の実装形態の図である。しかしながら、宛先特有（destination-specific）情報がまた、スケジューリンググループを生成することにおいて使用されてもよい。図１５で示される例では、ノードトラフィックに対する３つの宛先：ゲートウェイＧ１  １５１４およびＧ２  １５１５、ならびにローカルトラフィックに対処することができるピアメッシュノードＸ１５１６が存在するということが想定されてもよい。さらに、ノードは、３つの隣接ノード、Ｎ１  １５１７ａ、Ｎ２  １５１７ｂ、およびＮ３  １５１７ｃを有することが想定されてもよい。リンクスケジューラは、２つの責務、許可を要求すること（許可要求）、および許可を提供すること（許可応答）を有してもよい。１つの例では、送信のための実際のリソースは常に、受信機により許可される。各々のスケジューリング間隔の間に、メッシュにおけるあらゆるノードは、そのキューのバッファステータスを、その隣接ノードに提供してもよい。このバッファステータスは、キューの各々における占有度を捕捉してもよい（例えば、ＱｏＳクラス１での２００バイト、ＱｏＳクラス２での５０バイトなど）。
【０１１１】
図１５の例では、内部および外部マッピング１５０１が、隣接ノードからの入来するデータ１５１１に関して実行されてもよい。内部データとしてマッピングされるデータは、アクセスインタフェースに送信されてもよい（１５０３）。宛先マッピング１５０２が、外部としてマッピングされるデータに関して実行されてもよい。宛先マッピング１５０２はまた、前のスケジューリング間隔からの残りのデータ１５１２、およびアクセスインタフェースからのデータ１５１３に関して実行されてもよい。データは、Ｇ１  １５１４、Ｇ２  １５１５、およびＸ１５１６にマッピングされてもよい。次いで、ＱｏＳマッピング１５０４ａおよび１５０４ｂが、各々の宛先ノードに対して実行されてもよい。次いで、隣接マッピング１５０５ａおよび１５０５ｂが、各々のＱｏＳキューの内部データに関する各々の宛先に対して実行されてもよい。次いで、隣接キュー組み合わせ１５０６ａ、１５０６ｂ、および１５０６ｃがそれぞれ、各々の隣接ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３に対して実行されてもよい。別個の論理キューが、各々のＱｏＳクラスに対して維持されてもよい（１５１８）。ＴＴＬ判定１５０７ａ、１５０７ｂ、および１５０７ｃが行われてもよい。仮想キューが追加されてもよく（１５１９）、次いで、データが、許可要求生成器１５０８、および隣接ノードごとの許可要求１５０９に転送されてもよい。
【０１１２】
キューからのパケットは、それぞれの受信機ノードにおいてリンクスケジューラによって、各々のリンク方向でスケジューリングされてもよい。スケジューリング決定は、例えば、上述した割り当ておよびスケジューリングプロシージャのいずれかで、制御スロットの間に交換される３つのメッセージを介して行われてもよい。第１のメッセージ（例えば、Ｃ−−＞Ｇリンクに対する制御スロット）では、ノードＣは最初に、その送信ビットマップ、受信ビットマップ、およびそのキューのすべてに対するバッファステータスを、ノードＧに送信してもよい。第２のメッセージでは、ノードＧは、ノードＣの送信に対して時間スロットを割り当ててもよく、許可をノードＣに送信してもよい。ノードＣの割り当てとともに、ノードＧは、さらには、それ自体の送受信ビットマップをノードＣに送信してもよい。ノードＣは、ノードＧの送信に対して同様の方式で、Ｃ−−＞Ｇリンク割り当てに対して割り当ててもよく、許可をノードＧに第３のメッセージで送信してもよい。これは、Ｇ＜−−−＞Ｃリンクに対する３メッセージ交換を完了することができ、１つの完全な制御スロットを占有することができる。同様の交換が、同一の制御スロットにおいてスケジューリングされる、すべての他の競合しないノードに対して同時に発生することがある。
【０１１３】
図１６は、上述したような、ノードＧでのリンクスケジューリング論理に対する例示的なスケジューリングフロー１６００のフローチャートである。制御領域スケジューリングフローを開始すると、Ｎが隣接ノードの数として定義され、ｎが０に設定される（１６０１）。すべてのＮ個の隣接ノードに対する利用可能なリソースが、過去の履歴によって分割される（１６０２）。半永続的スケジューリング、および再送信に対する一部のバッファ（適用可能な場合、データ領域の間のＡＣＫ）は、常に割り当てられ、前のＢＳＲに応じた仮想および他のキュートラフィックに対する一部のバッファが推定される（１６０３）。ｎが、Ｎ以上である場合（１６０４）、隣接ノードの送信ビットマップ、受信ビットマップ、およびバッファステータスが取得される（１６０５）。次いで、キューは、再送信（例えば、ＴＴＬが有効である場合）、および半永続的キューにおけるバイトの数を含む（それらに制限されない）優先度に基づいて割り当てられる（１６０６）。仮想キューが空きである場合（１６０７）、ｎに対する空が存在するかの判定がなされ（１６０８）、そうである場合、残りのキューが、重み付け公正（weighted fair）により割り当てられる（１６０９）。次いで、送信ビットマップ、受信ビットマップ、バッファステータス、および割り当てられたバッファステータスが、隣接ノードｎに送信される（１６２０）。したがって、送信ビットマップは、すでに割り当てられた受信ビットマップが現在の送信方向と競合する場合に、遮断されることがある（１６１６）。ｎに対する空が存在しない場合（１６０８）、スケジューリングフローは、送信ビットマップ、受信ビットマップ、バッファステータス、および割り当てられたバッファステータスを、隣接ノードｎに送信することに移行する（１６２０）。
【０１１４】
ｎが、Ｎ未満である場合（１６０４）、再割り当てが必要とされ、または可能であるかについての判定がなされる（１６１０）。再割り当てが必要でなく、かつ可能でない場合、スケジューリングフローは停止する（１６１２）。再割り当てが必要とされ、または可能である場合、データ領域の間のプリエンプション（pre-emption）が発生することがあり（１６１１）、次いで、スケジューリングフローは停止する（１６１２）。
【０１１５】
仮想キューに空きがない場合（１６０７）、ｎに対する空きが存在するかについての判定がなされ（１６１３）、そうである場合、仮想キューが割り当てられ（１６１４）、スケジューリングフローは、ｎに対する空きが存在するかを判定することに移行する（１６０８）。ｎに対する空きが存在しない場合（１６１３）、後の隣接ノードを仮想キューに合うように調整することができるかについての判定がなされ（１６１５）、スケジューリングフローは、送信ビットマップ、受信ビットマップ、バッファステータス、および割り当てられたバッファステータスを、隣接ノードｎに送信することに移行する（１６２０）。
【０１１６】
次いで、スケジューリングフローは、送信ビットマップおよび受信ビットマップを隣接ノードｎから取得すること（１６１７）、それ自体の内部送信ビットマップを更新すること（１６１８）、およびｎをインクリメントすることによって次の隣接ノードに移動することに移行する（１６１９）。
【０１１７】
図１７は、ＤＲＸ動作１７００の例示的なの図である。不連続受信（ＤＲＸ）動作が提供されてもよく、選択される期間に対する、選択される構成要素の電力供給ダウンが存在する。例えば、ＤＲＸ動作は、ユーザトラフィックが存在しない期間を有することがある、スモールセルに対して実装されてもよい。エネルギー効率的動作のために、スモールセルバックホールはＤＲＸモードをサポートしてもよい。そのようなケースでは、メッシュノードは、スリープモード内に移る前に、その隣接ノードの各々に、それらがすでにスリープしている場合でさえ、データ領域の間に送信されるＤＲＸモード要求メッセージで通知してもよい。次いで、隣接ノードは、隣接ノードが他のアクティブな隣接ノードを有するか、および既存の経路が隣接ノードのＱｏＳ要件を満足することができるかを検証した後に、例えば、要求者ノードが、スリープに移ることを可能としてもよい。次いで、要求ノードは、すべてのその隣接ノードがそれを可能とする場合、および要求ノードのすべてのバッファが空いている場合、スリープに移ってもよい。
【０１１８】
図１７の例では、ディープ（deep）スリープモードおよびライト（light）スリープモードなどの、ＤＲＸ動作の２つのモードが提供されてもよい。例示的なディープスリープモードでは、メッシュノードは、データ送信間隔１７０３ａ、１７０３ｂ、および１７０３ｃの間に、ならびに、大部分の制御スケジュール送信間隔１７０２ａ、１７０２ｂ、および１７０２ｃの間にスリープしてもよい。例示的なライトスリープモードでは、メッシュノードは、データ送信間隔１７０３ａ、１７０３ｂ、および１７０３ｃの間にのみスリープしてもよい。例えば、構成された数のライトスリープサイクルが経過した後、ディープスリープモードに入ってもよい。スリープモードと関係なく、メッシュノードは、ビーコン１７０１ａ、１７０１ｂ、および１７０１ｃを送信するためにウェイクアップしてもよく、ビーコン送信間隔の直後に、スケジューリングされた送信間隔の間はアクティブであってもよい。そのようなスケジューリングされた送信間隔は、ページング領域と認識されてもよく、そのため、メッシュノードは、スケジュール送信間隔でのメッセージに応じて潜在的にウェイクアップしてもよい。ウェイクアップは、スリーピングノードに入来するトラフィック、またはスリーピングノードからの外に向かうトラフィックのいずれかに起因して発生してもよい（１７０４）。
【０１１９】
隣接ノードは、スリーピングモードで、メッシュノードに対するトラフィックをバッファリングしてもよい。１つの例では、スリーピングノードは、アクティブなスケジューリングされた送信間隔の間にのみページングされてもよく、ノードに割り当てられるスケジュール送信間隔スロットは、スリーピング期間の間は解放されなくてもよい。これによって、スリーピングノードが、アクセスネットワークからなどの、任意の外に向かうトラフィックが到着するとすぐに、スケジューリングスロットを使用することが可能になる（１７０５）。
【０１２０】
ＤＲＸサイクル１７０６に対する値は、スリープ間隔の間の内部クロックのドリフトが、許容限度を下回ったままとなるように選択されてもよい。ダウンストリームトラフィックに含まれる待ち時間への考慮がスリーピングノードに与えられてもよい。ルーティング／転送アルゴリズムはまた、経路メトリックにおいてＤＲＸを配慮してもよく、可能な場合、スリーピングノードを有する経路を回避することができる。
【０１２１】
上述した分散メッシュ調整機能（ＤＭＣＦ：distributed mesh coordination function）は、純粋に分散される方式で、デバイスの間で調整を実現することができる、予約ベースの（reservation-based）チャネルアクセス機構である。ＤＭＣＦはまた、ノードが、ネゴシエートされた予約内（negotiated reservation）で、媒体へのスケジューリングされたアクセスを取得することを可能にする。これによって、ノードがその隣接ノードの各々と通信するのに使用することができる、１つまたは複数のデータスロットを予約することが可能になる。
【０１２２】
分散スケジューリングを実現するために、メッシュノードは、それらのリソース割り当て要求を、関連する隣接ノードに送信してもよい。加えて、トラフィック優先度が、送信された要求に含まれてもよい。リソース要求を受信するメッシュノードは、他の過去および予想されるリソースコミットメント（commitments）および干渉競合に基づいて、リソースを割り当ててもよい。これらの入力は、リソース割り当ておよびスケジューリング決定を行うために、スケジューリングアルゴリズムにより使用されてもよい。
【０１２３】
図１８は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、例示的なメッシュスーパーフレーム構造１８００の図である。図１８で示される例では、各々のスーパーフレームは、ビーコン期間１８０１ａで開始してもよく、複数のスケジューリング間隔１８１２ａおよび１８１２ｂがそれに続き、その各々は、制御期間１８０２ａおよび１８０２ｂをそれぞれ、ならびにデータ期間１８０３ａおよび１８０３ｂをそれぞれ有する。次のスーパーフレームは、別のビーコン期間１８０１ｂで開始してもよい。制御期間は、次に、複数の制御スロットに分割されてもよく、各々のスロットは、異なる隣接ノードに割り当てられる。ビーコン期間期間（beacon period duration）（ＴBP)１８１１は、全てがビーコン間隔１８１０内で発生することができる、スケジューリング間隔１８１２ａおよび１８１２ｂ（ＴSl）と同一であってもよい。
【０１２４】
図１９は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、上述した例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的なフレーム１９００の図である。この例では、制御期間１９０１があり、データスロット１９０３ａ、１９０３ｂ、１９０３ｃ、および１９０３ｄを含むことができる、データ期間１９０２がそれに続いてもよい。図１９で示される例では、データ期間は、Ｎds個のデータスロットに分割され、それらのデータスロットは、制御期間の間にスケジュールメッセージの交換によって、ノードにより予約されてもよい。これらの予約は、低および高優先度キューに属するデータパケットに対して、１つのスケジューリング間隔のみで続いてもよく（last）、それによって、リソース予約機構が、バースト的なトラフィックに反応することが可能になる。同時に、チャネル予約は、半永続的トラフィックに対して、複数のスケジューリング間隔で続いてもよく、それによって、制御メッセージオーバーヘッドが低減される。
【０１２５】
図２０は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、上述した例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的な制御期間２０００の図である。この例では、制御期間２００１は、制御スロット２００２、２００３、および２００４を含んでもよく、それらの制御スロットの各々は、継続期間ＴCSのスロットであってもよい。ＮCSは、フレームごとの制御スロットの数を表してもよく、それらの制御スロットの各々は、個別の隣接ノードとスケジューリング情報を交換するために予約されてもよい。メッシュノードは、その隣接ノードの各々に対して制御スロットを予約してもよい。この制御スロット割り当ては、ノードがメッシュネットワークに参加するときの開始のときに発生してもよい。割り当ては、隣接ノードの間の空きスロットの相互利用可能性、および、干渉スケジュールに基づいてもよい。これらのスロットが割り当てられると、それらは、制御メッセージの相互交換により変化されるまで、固定されたままであってもよい。
【０１２６】
図２１は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで使用することができる、上述した例示的なメッシュスーパーフレーム構造に対する例示的な制御スロット２１００の図である。制御期間メッセージコンテンツに関し、各々の制御スロット２１０１は、３つのメッセージ送信２１１１、２１１２、および２１１３を含んでもよい。メッセージ１  ２１１１は、リンクの初期方向Ａ→Ｂ、次いでＢ→Ａ、次いでＡ→Ｂで送信されてもよい。メッセージは、以下のように情報を搬送してもよい。
【０１２７】
メッセージ１  ２１１１（Ａ→Ｂ）に関し、このメッセージは、キュー許可要求ごとのデータスロットの数（the number of data slots per queue grant request）、許可に対する可能な送信位置、チャネル品質インジケータ情報（ＣＱＩ）（要求される変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）レベルに関してシグナリングすることができる、ＢからＡへのチャネル品質の推定値）、前のフレームデータ（Ｂ→Ａ）のＡＣＫ、およびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）を含む情報を搬送してもよい。キュー許可要求ごとのデータスロットの数に関し、これは、ＡからＢへのリソース要求であってもよく、要求されるデータスロット、およびＭＣＳ／ＣＱＩの組み合わせとしてシグナリングされてもよく、最後の既知の良好なＣＱＩは、データスロットごとのビットの近似的な数をしてもよい（デフォルト値が、最後の既知の良好なＣＱＩが存在しない場合に使用されてもよい）。リソースは、半永続的にスケジューリングされるリソースで送信されることが予期されるデータに対しては要求されなくてもよい。許可に対する可能な送信位置に関し、ノードＡは、ＡがＢに送信するために利用可能であるデータスロットを示してもよい。これは、１つが、ＡがＢに送信することができるスロットに対応する位置に置かれるビットマップとして、または空いている連続した（consecutive series of）データスロットの開始インデックスおよび長さを示すことのいずれかによって表されてもよい。前のフレームデータ（Ｂ→Ａ）のＡＣＫに関し、ノードＡは、前のスケジューリング間隔でのＢからのデータパケットの受信を成功したことに確認応答してもよい。２つのオプション：ノードＢからの全体の送信に対する１ビットＡＣＫ、または複数のフレームセグメントに確認応答するために使用することができる、より長いブロックＡＣＫが含まれてもよい。フレームセグメントは、個々のＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を含んでもよく、それらのＭＰＤＵは、集約されたＭＰＤＵを、およびＰＨＹフィールドの追加の後に、ＰＨＹプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）を形成するように組み合わされる。Ａ−ＭＰＤＵの内の個々のＭＰＤＵ受信の成功または失敗での高い相関に起因して、１ビットＡＣＫが充分であることがある。ＦＣＳに関し、短いＦＣＳが、復号エラーに対してチェックするために追加される。
【０１２８】
メッセージ２  ２１１２（Ｂ→Ａ）に関しては、このメッセージは、キュー許可要求ごとのデータスロットの数（これは、ＢからＡへのリソース要求であってもよく、要求されるデータスロット、およびＭＣＳ／ＣＱＩの組み合わせとしてシグナリングされてもよい）、許可に対する可能な送信場所（possible transmission locations）、ＣＱＩ（要求されるＭＣＳレベルの点でシグナリングすることができるＡからＢへのチャネル品質の推定値）、前のフレームデータ（Ａ→Ｂ）のＡＣＫ、メッセージ１での要求に対するリソースの許可（ノードＢは、Ａへのデータ送信スロットを、その要求、および他のノードへの前の割り当てによる制約に基づいて許可してもよい）、およびＦＣＳを含む情報を搬送してもよい。可能な送信場所に関しては、ノードＢは、ＢがＡに送信するために利用可能であるデータスロットを示してもよい。これは、ＢがＡに送信することができるスロットに対応する位置に１つが置かれるビットマップとして、または、連続した空きデータスロット開始インデックスおよび長さを示すことによってのいずれかで表されてもよい。前のフレームデータ（Ａ→Ｂ）のＡＣＫに関しては、ノードＢは、前のスケジューリング間隔でＡからのデータパケットの受信の成功を確認応答してもよい。それは、メッセージ１に存在するＡＣＫと同一のフォーマットを有してもよい。ＦＣＳに関しては、短いＦＣＳが、復号エラーをチェックするために追加されてもよい。
【０１２９】
メッセージ３  ２１１３（Ａ→Ｂ）に関しては、このメッセージは、メッセージ２での要求に対するリソースの許可（ノードＡは、Ｂへのデータ送信スロットを、その要求、および他のノードへの以前の割り当てによる制約に基づいて許可してもよい）、および、ＦＣＳを含む情報を搬送してもよい。ＦＣＳに関しては、短いＦＣＳが、復号エラーをチェックするために追加されてもよい。
【０１３０】
半永続的トラフィック管理に関しては、ＭＡＣは、バースト的なトラフィックとは異なる半永続的トラフィックに対処することができる。これは、音声、リアルタイムビデオ、または、類似するデータタイプを含むことができる、半永続的トラフィックが、予測可能および遅延に影響するからである。したがって、ＭＡＣは、半永続的トラフィックに対するエンドツーエンドデータ転送に対してネットワーク帯域幅を事前に予約してもよい。これによって、そのようなトラフィックが、近似した一定の待ち時間を有する、予測可能な方式で伝達されることが可能となる。要される送信時間は、半永続的トラフィックに対してあらかじめ割り当てられるので、さらなるリソース割り当てのネゴシエーションは、このトラフィックタイプに対して、各々のスケジューリング間隔では必要とならないことがある。
【０１３１】
３つのフェーズ：経路管理フェーズ、半永続的トラフィック送信フェーズ、および経路終了フェーズが、半永続的トラフィック管理に含まれてもよい。
【０１３２】
経路セットアップフェーズの間に、エンドツーエンド経路が、許可される半永続的トラフィックフローに対して判定されてもよい。同時に、許可されるフローの要されるサービスレートを満たす送信スケジュールが、さらに確立されてもよい。エンドノードは、半永続的トラフィック要求メッセージを、宛先への最適な経路上にある隣接ノードに送信してもよい。このメッセージは、受信ノードによって、メッセージが宛先に到達するまで、宛先への前に識別された最適経路に沿って、その１ホップ隣接ノードに転送されてもよい。次いで、宛先ノードは、半永続的トラフィック応答メッセージを、同一の経路に沿ってソースノードに送信してもよい。経路に沿った各々のノードが半永続的トラフィック応答メッセージを受信するとき、それは、経路セットアップおよびリソースが、後のスケジューリング間隔で適切に予約されることを確認してもよい。
【０１３３】
エンドツーエンド経路セットアップおよびスケジュール判定ステップが、経路セットアップフェーズの間に完了された後、規則的なデータ送信が、確立されたスケジュールに従って、識別された経路に沿って発生してもよい。半永続的トラフィックは、リソース割り当てに対する、報告されるキューには含まれなくてもよい。開始ノード（initiating node）は、現在選択された経路の経路メトリックを他と比較して、代替する、宛先ノードに到達するより良好な経路が存在するかを周期的に判定してもよい。これは、ルーティング機能により報告される各々の経路の経路メトリックを評価することを含んでもよい。そのような代替経路が、より良好な全体的な経路メトリックで識別される場合、経路変更プロシージャがトリガされてもよく、そのプロシージャは、新たな経路上の連続した（back-to-back）経路セットアップ、および旧経路に対する経路終了を含んでもよい。
【０１３４】
半永続的トラフィックに対して前に確立された経路に沿った任意のノードは、半永続的トラフィック要求メッセージを、経路のいずれの最後でノードに送信することによって、経路終了を開始してもよい。経路終了は、半永続的トラフィック応答メッセージを、両方のエンドノードから受信することによって確認されてもよい。このフェーズは、経路に沿った各々のノードでリソースを解放（free up）してもよい。
【０１３５】
半永続的トラフィックは、ソースと宛先との間の各々のホップでの、制限された再送信機会に起因して、バースト的トラフィックと比較して、よりロバストに符号化されてもよい。これは、同一のパケットエラーレート（ＰＥＲ）を、半永続的トラフィックおよびバースト的トラフィックに対して、ホップごとに最大で１つの再送信機会で実現することができるように要求されてもよい。
【０１３６】
経路セットアッププロシージャは、エンドツーエンド経路への、半永続的トラフィック要求および半永続的トラフィック応答メッセージを使用してもよい。例示的な経路セットアッププロシージャでは、ソースノードは、宛先ノード、ＱｏＳ、および現在の経路メトリックに基づいて、半永続的トラフィックフローに対する最適経路を判定してもよい。ソースノードが、要求されるＱｏＳクラスに対する、宛先への経路を知らない場合、第１のルーティングプロシージャが、適切な経路を識別するために実行されてもよい。距離ベクトルルーティングが採用される場合、ソースノードは、宛先への全体の経路を知らないことがあるが、それは、異なる隣接ノードを通じて流れる異なる経路の相対的メトリックを知ることがある。これによって、トラフィックに対する次のホップをそれが選択することが可能になる。
【０１３７】
ソースは、半永続的トラフィック要求メッセージを、選択された経路の一部である１ホップ隣接ノードに送信してもよい。組み合わせソースノードＩＤ、宛先ノードＩＤ、およびフローＩＤが、エンドツーエンドフローを一意に識別してもよい。平均パケットサイズ、周期性、および、フローの開始時間が、メッセージに含まれてもよい。
【０１３８】
受信メッシュノードは、要求される開始時間、および新たな開始時間の両方を、２つ分インクリメントしてもよい。次いで、それは、以下の決定のうちの１つをもたらす、新たな半永続的トラフィックフローをそれが許可するかを判定してもよい。ノードは、半永続的トラフィックをサポートせず、そのケースでは、半永続的トラフィック応答メッセージが、半永続的トラフィック要求メッセージがそれを通じて応答コード＝１（失敗）で受信された経路に沿ってソースノードに送信されてもよい。要求される開始時間は、存在する場合、新たな開始時間上で許容可能であり、および選定（preferred）されてもよい。ここで、票（vote）フィールドが、１つ分デクリメントされてもよく、半永続的トラフィック要求メッセージが、経路上で次のノードに転送されてもよい。要求される開始時間は、許容可能であってもよいが、別の開始時間、または新たな開始時間（存在する場合）が選定されてもよい。票フィールドが、１つ分インクリメントされてもよく、半永続的トラフィック要求メッセージが、経路上で次のノードに転送されてもよい。要求される開始時間は、許容可能でないことがある。次いで、別の開始時間が、要求される開始時間フィールドに設定されてもよく、修正コードが１に変更されてもよい。加えて、新たな開始時間がまた許容可能でない場合、それは、やはり、別の開始時間によって置き換えられてもよく、票が０にリセットされてもよい。修正される半永続的トラフィック要求メッセージが、経路上で次のノードに転送されてもよい。
【０１３９】
宛先ノードが半永続的トラフィック要求メッセージを受信するとき、それは、新たな開始時間に対する票を調査することによって、好ましい開始時間を判定してもよい。同点（tie）が存在する条件で、要求される開始時間が選好されてもよい。次いで、それは、以下の決定のうちの１つをもたらす、新たな半永続的トラフィックフローをそれが許可することができるかを判定してもよい。要求される開始時間、および新たな開始時間のいずれもが許容可能でない場合、半永続的トラフィック応答メッセージが、それから要求メッセージが応答コード＝１（失敗）で受信されたノードに送信されてもよい。要求される開始時間、または新たな開始時間のいずれかが許容可能である場合、半永続的トラフィック応答メッセージが、要求メッセージを応答コード＝０（成功）で送信した隣接ノードに送信されてもよく、半永続的トラフィック応答メッセージにおける開始時間１および開始時間２フィールドは、開始時間に対する第１および第２の選択を含む。開始時間１および開始時間２の両方が存在する場合、開始時間１の賛成する票フィールドがまた、追加され、および１に初期化されてもよい。
【０１４０】
半永続的トラフィック応答メッセージを受信する各々のノードは、２つの開始時間が許容可能であるかを調査してもよい。開始時間１が許容可能でないと判定される場合、それは、開始時間２で置き換えられてもよく、票フィールドは破棄されてもよい。開始時間２が許容可能でないと判定される場合、それは、票フィールドとともに破棄されてもよい。半永続的トラフィック応答メッセージを受信する各々のノードは、次のホップに転送する前に、２つ分デクリメントすることにより、２つの開始時間を更新してもよい。
【０１４１】
ソースノードが、応答コード＝０（成功）で半永続的トラフィック応答メッセージを受信するとき、それは、経路作成の成功を示してもよい。半永続的トラフィック応答メッセージが単一の開始時間を含む場合、このフェーズは終了してもよい。半永続的トラフィック応答メッセージが２つの開始時間を含む場合、ソースノードは、それらの１つを、票または他の要因に基づいて選択してもよい。次いで、半永続的トラフィック応答メッセージは、選択される経路に沿って宛先ノードに送信されてもよい。これは、選択される経路に沿って各々のノードに、どの開始時間がソースノードにより選択されるかを通知することが要求されることがある。
【０１４２】
経路選択プロシージャが失敗する場合、ソースノードは、別の隣接ノードを通じて、宛先への代替経路を発見することを試みてもよい。次いで、全体のプロシージャは、新たな経路に沿って反復されてもよい。
【０１４３】
中央エンティティ（例えば、ＯＡＭセンタ）は、その途中で（along the way）集約の可能性を可能にする、多重のホップを介した半永続的トラフィックフローをスケジューリングすることが可能であることがある。これを可能にするために、要求するメッシュノードは、集中スケジューリング（central scheduling）に対する要求をシグナリングすることができる、モード＝１を有する半永続的経路要求メッセージを送信してもよい。
【０１４４】
図２２は、上記で説明されたプロシージャに従った、例示的な半永続的経路セットアップおよび終了プロシージャ２２００の図である。この例では、３つの状況：初期エンドツーエンド経路セットアップ、中間リンク障害に起因する経路更新、および周期的準静的リンク再評価に起因する経路更新が示される。この例では、アップストリームおよびダウンストリーム経路が、ＰＲＥＰおよびＰＲＥＱメッセージを介して判定されてもよい（２２１０）。リーフノード２２０５は、半永続的トラフィック要求２２１１ａを、隣接ノード２  ２２０４に送信してもよく、その隣接ノード２  ２２０４は、半永続的トラフィック要求２２１１ｂを、中間ノード２２０２に転送してもよく、その中間ノード２２０２は、半永続的トラフィック要求２２１１ｃを、ゲートウェイノード２２０１に転送してもよい。ゲートウェイノード２２０１は、次いで、半永続的トラフィック応答２２１２ａを、中間ノード２２０２に転送してもよく、その中間ノード２２０２は、半永続的トラフィック応答２２１２ｂを、隣接ノード２  ２２０４に転送し、次いで、半永続的トラフィック応答２２１２ｃを、リーフノード２２０５に転送してもよい。リーフノード２２０５は、次いで、アップストリーム半永続的トラフィック経路を判定してもよい（２２１３）。アップストリーム半永続的トラフィックが、次いで、リーフノード２２０５から、周期的に、隣接ノード２  ２２０４および中間ノード２２０２を介して送信されてもよい（２２１４）。
【０１４５】
この例では、中間ノード２２０２から、隣接ノード２  ２２０４の間のリンクが失敗する（２２１５）。中間ノード２２０２は、次いで、半永続的トラフィック要求２２１６ａを、ゲートウェイノード２２０１に送信してもよい。ゲートウェイノード２２０１は、次いで、半永続的トラフィック応答２２１７ａを、中間ノード２２０２に送信してもよい。同様に、隣接ノード２２０４は、次いで、半永続的トラフィック要求２２１６ｂを、リーフノード２２０５に送信してもよい。リーフノード２２０５は、次いで、半永続的トラフィック応答２２１７ｂを、隣接ノード２２０４に送信してもよい。
【０１４６】
リーフノード２２０５は、半永続的トラフィック要求２２１８ａを、隣接ノード１  ２２０３に送信してもよく、その隣接ノード１  ２２０３は、半永続的トラフィック要求２２１８ｂを、中間ノード２２０２に転送してもよく、その中間ノード２２０２は、半永続的トラフィック要求２２１８ｃを、ゲートウェイノード２２０１に転送してもよい。ゲートウェイノード２２０１は、次いで、半永続的トラフィック応答２２１９ａを、中間ノード２２０２に転送してもよく、その中間ノード２２０２は、半永続的トラフィック応答２２１９ｂを、隣接ノード１  ２２０３に転送し、次いで、半永続的トラフィック応答２２１９ｃを、リーフノード２２０５に転送してもよい。リーフノード２２０５は、次いで、アップストリーム半永続的トラフィック経路を判定してもよい（２２２０）。
【０１４７】
アップストリームおよびダウンストリーム経路はまた、周期的に、ＰＲＥＱおよびＰＲＥＰメッセージによって更新されてもよい（２２２１）。この例では、リーフノード２２０５は、半永続的トラフィック要求終了２２２２を、隣接ノード１  ２２０３に送信してもよく、その隣接ノード１  ２２０３は、半永続的トラフィック応答終了２２２３ａによって応答してもよい。隣接ノード１  ２２０３は、次いで、半永続的トラフィック要求終了２２２３ｂを、中間ノード２２０２に送信してもよく、その中間ノード２２０２は、半永続的トラフィック応答終了２２２４によって応答してもよい。中間ノード２２０２は、次いで、半永続的トラフィック要求終了２２２５を、ゲートウェイノード２２０１に送信してもよく、そのゲートウェイノード２２０１は、半永続的トラフィック応答終了２２２６によって応答してもよい。新たな経路が、次いで、隣接ノード２を介してアップストリーム半永続的トラフィックに対してセットアップされてもよい（２２２７）。
【０１４８】
図２３は、アップストリーム方向での複数のトラフィックストリームのアグリゲーションを可能とする、例示的な集中してスケジューリングされる半永続的スケジュールの図である（２３００）。ダウンストリーム方向でのトラフィックの同様のスケジューリングも可能である。いくつかの経路セットアップオプションが、半永続的トラフィックフローに対して可能であってもよい。例えば、半永続的トラフィックに対する経路は、要求されるときにのみセットアップされてもよい。ここでは、メッシュノードは、アドミッション制御が半永続的フロー許可（admittance）を示すときにのみ、経路セットアップを開始してもよい。図２３の例に示されるように、最も短い遅延が実現されるように、次のホップが、シンクツリーのすべてのリンクで、すぐに前のホップの続く場合にのみ、次のホップが許可される。ノード２  ２３０２、ノード３  ２３０３、ノード４  ２３０４、およびノード５  ２３０５を介した、ノード１  ２３０１からノード６  ２３０６への経路では、スロット２３３１、２３３２、２３３３、２３３５、および２３６６が使用される。ノード１１  ２３１１、ノード１２  ２３１２、ノード４  ２３０４、およびノード５  ２３０５を介した、ノード１０  ２３１０からノード６  ２３０６への経路では、スロット２３４１、２３４２、２３４４、２３３５、および２３６６が使用される。ノード１４  ２３１４を介した、ノード１３  ２３１３からノード６  ２３０６への経路では、スロット２３４５および２３６７が使用される。ノード２１  ２３２１、ノード１２  ２３１２、ノード４  ２３０４、およびノード５  ２３０５を介した、ノード２０  ２３２０からノード６  ２３０６への経路では、スロット２３５２、２３５３、２３４４、２３３５、および２３６６が使用される。ノード２３  ２３２３、ノード１４  ２３１４を介した、ノード２２  ２３２２からノード６  ２３０６への経路では、スロット２３６３、２３６４、および２３６８が使用される。
【０１４９】
別の例では、半永続的経路は、事前にセットアップされてもよい。さらに、これらの経路は、トラフィックフロー上の待ち時間の制約が満たされるように、適切な遅延によってセットアップされてもよい。ここでは、半永続的トラフィック許可の事前の知識は、メッシュノードでは要求されなくてもよい。別の例に対して、半永続的トラフィック経路は、既存のトラフィックフローに対して、それが、半永続的トラフィック基準を満たすように判定されるときにセットアップされてもよい。そのため、ここでは、フローからのパケットは、通常のバースト的トラフィックとして最初に扱われてもよく、半永続的特性の判定がされると、エンドツーエンド経路が、上記で説明されたようにセットアップされてもよい。前のオプションと同様に、アクセス側からの半永続的トラフィック許可の事前の知識は要求されなくてもよい。
【０１５０】
図２４は、新たに関連付けられたノードにおける例示的な初期経路セットアップおよびデータ転送初期化の図である（２４００）。例えば、ゲートウェイノードは、周期的に、経路要求（ＰＲＥＱ）メッセージを、すべてのその隣接ノードに送信してもよい。これらのメッセージは、受信ノードにより、それらがリーフノードに到達するまで転送されてもよい。これらのメッセージは、各々の段階で、リンクメトリックで更新されてもよい。各々のメッシュノードは、複数のＰＲＥＰメッセージを受信してもよいが、一定の期間の間に待機して、それがすべてのＰＲＥＱメッセージを受信するということを保証した後で、最善の累積（cumulative）経路メトリックのみを、その１ホップ隣接ノードに転送してもよい。新たなノードは、各々のＱｏＳクラスに対する、ゲートウェイノードへの最善の経路を判定し、次いで、経路応答（ＰＲＥＰ）メッセージを、各々の識別される経路に沿って送信してもよい。これらのメッセージは、累積経路メトリックの減少する順序で、すべての経路を通じて送信されてもよい。これは、各々のＱｏＳクラスに対する、リーフノードからゲートウェイノードへの、複数のエンドツーエンドダウンストリーム経路を確立することができる。ＰＲＥＰメッセージがゲートウェイノードに到達するとき、それらは、リーフノードからゲートウェイノードへのアップストリーム経路を確立してもよい。
【０１５１】
図２４Ａ〜２４Ｂの例では、ゲートウェイノード２４０１および中間ノード２４０２は、リソース要求２４１０ｂ、許可およびリソース要求２４１１ａ、ならびに許可２４１２ｂメッセージを備える、３ウェイハンドシェイクを実行してもよい。ゲートウェイノード２４０１は、このシグナリングを、その内部スケジューラと制御フレームマネージャとの間でメッセージを交換することにより実行してもよい（２４１０ａ、２４１１ｂ、および２４１２ａ）。同様に、中間ノード２４０２は、このシグナリングを、その内部スケジューラと制御フレームマネージャとの間でメッセージを交換することにより実行してもよい（２４１０ｃ、２４１１ｃ、および２４１２ｃ）。経路判定がまた、この例に示される。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ２４１３ａの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、ゲートウェイノード２４０１は、ＰＲＥＱ２４１３ｂを中間ノード２４０２に送信してもよい。中間ノード２４０２のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ２４１４を、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
【０１５２】
中間ノード２４０２および隣接ノード１  ２４０３は、次いで、３ウェイハンドシェイク２４１５を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ２４１６ａの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、中間ノード２４０２は、ＰＲＥＱ２４１６ｂを、隣接ノード１  ２４０３に送信してもよい。隣接ノード１  ２４０３のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ２４１７を、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
【０１５３】
隣接ノード１  ２４０３、および新たに関連付けられたノード２４０５は、次いで、３ウェイハンドシェイク２４１８を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ２４１９ａの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、隣接ノード１  ２４０３は、ＰＲＥＱ２４１９ｂを、新たに関連付けられたノード２４０５に送信してもよい。新たに関連付けられたノード２４０５のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ２４１９ｃを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
【０１５４】
中間ノード２４０２、および隣接ノード２  ２４０４は、次いで、３ウェイハンドシェイク２４２０を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ２４２１ａの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、中間ノード２４０２は、ＰＲＥＱ２４２１ｂを、隣接ノード２４０４に送信してもよい。隣接ノード２４０４のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ２４２１ｄを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
【０１５５】
隣接ノード２  ２４０４、および新たに関連付けられたノード２４０５は、次いで、３ウェイハンドシェイク２４２２を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ２４２３ａの、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、隣接ノード２４０４は、ＰＲＥＱ２４２３ｂを、新たに関連付けられたノード２４０５に送信してもよい。新たに関連付けられたノード２４０５のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ２４２４を、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
【０１５６】
これらの交換に続いて、準静的メトリックに基づくアップストリーム経路のランク付けが作成されてもよい（２４２５）。
【０１５７】
新たに関連付けられたノード２４０５、および隣接ノード２  ２４０４は、次いで、３ウェイハンドシェイク２４２６を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ２４２７の、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、新たに関連付けられたノード２４０５は、ＰＲＥＱ２４２８ａを、隣接ノード２  ２４０４に送信してもよい。隣接ノード２  ２４０４のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ２４２８ｂを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
【０１５８】
隣接ノード２  ２４０４および中間ノード２４０２は、次いで、３ウェイハンドシェイク２４２９を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ２４３０の、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、隣接ノード２  ２４０４は、ＰＲＥＱ２４３１ａを中間ノード２４０２に送信してもよい。中間ノード２４０２のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ２４３１ｂを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
【０１５９】
中間ノード２４０２およびゲートウェイノード２４０１は、次いで、３ウェイハンドシェイク２４３２を実行してもよい。その内部ルーティングコントローラからのルーティング制御メッセージ２４３３の、そのデータフレームマネージャによる受信に続いて、中間ノード２４０２は、ＰＲＥＱ２４３４ａをゲートウェイノード２４０１に送信してもよい。ゲートウェイノード２４０１のルーティングコントローラは、次いで、データフレーム管理メッセージ２４３４ｂを、そのデータフレームマネージャから受信してもよい。
【０１６０】
これらの交換に続いて、ランク付け順序での経路判定応答が、次いで、隣接ノードに送信されてもよい（２４３５）。最終的に、準静的メトリックに基づくダウンストリーム経路のランク付けが作成されてもよい（２４３６）。
【０１６１】
実施形態では、上記で説明された初期スケジューラ設計に基づいているが、本質的にモジュール式（modular）である、スケジューラが使用されてもよい。この例示的なスケジューラに対するスケジューラ動作は、送信リソース割り当てステップ、およびチャネル予約ステップを含んでもよい。
【０１６２】
両方の目的物は、上記で説明されたノードのペアの間の情報の３ウェイ交換によって実現されてもよい。第１のメッセージでは、開始ノードは、要求されるデータスロットおよびＣＱＩの点で、送信リソースを要求してもよい。それは、送信スケジュールビットマップを介して、スロットでのデータ送信に対するその利用可能性を示してもよい。応答ノードは、それの他の１ホップ隣接ノードから受信または予想される、受信される要求および他の要求に基づいて、リソース割り当てを判定してもよい。送信スケジュールは、リソース割り当て決定、ならびに開始ノードによる送信に対し、および受信ノードによる受信に対して空いている相互に利用可能なデータスロットに基づいて判定されてもよい。加えて、他のメッシュノードからの干渉が、スケジューリング選択を制限することがある。スケジューリング決定は、第２のメッセージで開始ノードに伝達されてもよい。これは、割り当てられるデータ送信スロット、および関連付けられるＭＣＳを含んでもよい。加えて、応答ノードはまた、そのリソース要求および送信スケジュールを、開始ノードに送信されるのと同一のメッセージに含めてもよい。開始ノードは、次いで、逆方向に対する、リソース割り当ておよび送信スケジュールを判定し、その決定を、交換での第３のメッセージで伝達してもよい。
【０１６３】
上記で説明されたように、半永続的トラフィックは、バースト的トラフィックについて、各々のスケジューリング間隔ではスケジューリングされないことがある。代わりに、半永続的トラフィックパケットは、経路にわたって、およびフロー許可の間に判定されるスケジュールによって送信されてもよい。データパケットが、メッシュの内でその宛先に到達するために５つのホップをカバーすることを要求されることがあり、各々のホップは、０．５ｍｓスケジューリング間隔を要求することがあるという事実に起因して、データパケットを送信するためのエンドツーエンド遅延は、最高で２．５ｍｓとなることがある。エンドツーエンドパケット配信に対する５ｍｓの待ち時間制限を課すことは、再送信のための５つの追加的なスケジューリング間隔機会につながることがある。これらの再送信機会を各々のホップにわたって拡散することは、ホップごとの１つの考えられる再送信機会をもたらすことがある。これはまた、宛先でのパケット到着が、最小限の待ち時間のジッタを経験するということを保証することができる。
【０１６４】
図２５は、本明細書で説明される実施形態のいずれかで実行することができる、複数のホップにわたる例示的な半永続的トラフィックスケジューリングスキームの図である（２５００）。半永続的トラフィックに対するＰＥＲ要件を満たすために、データパケットのよりロバストな符号化が必要となることがある。バースト的トラフィックパケットは、それらがホップごとの（hop-by-hop）ルーティングおよびスケジューリングに続くので、要求される際に、ホップごとに１つ以上の再送信機会を許可されてもよい。そのため、複数の再送信を一部のホップ上でスケジューリングし、それでもなお、エンドツーエンドタイミングバジェットを満たすことが可能である。一方で、複数のホップにわたる永続的トラフィックは、各々で１つの再送信機会を許可するように、あらゆる代替のスケジューリング間隔でスケジューリングされてもよい。この例では、トラフィックは、ホップ１  ２５０１およびホップ２  ２５０２からホップ５  ２５０３までを通じて、利用可能なスケジューリング間隔、スケジューリング間隔１  ２５１１、スケジューリング間隔２  ２５１２、スケジューリング間隔３  ２５１３、スケジューリング間隔４  ２５１４から、スケジューリング間隔９  ２５１９、およびスケジューリング間隔１０  ２５２０までの間、スケジューリングされてもよい。示されるように、データパケットは、ホップ１  ２５３１からホップ２  ２５３２に、スケジューリング間隔１  ２５１１で送信されるようにスケジューリングされる。スケジューリング間隔３  ２５１３での送信に続いて、ＡＣＫが受信されないとき（２５３３）、データパケットは、スケジューリング間隔４  ２５１４の間に再送信される（２５３４）。データパケット２５３５が、次いで、スケジューリング間隔９  ２５１９の間にホップ５で受信される。
【０１６５】
各々のホップ上の半永続的トラフィックに対する、制限される再送信機会に起因して、これらのデータパケットは、初期送信および再送信の両方に対して、バースト的データパケットよりロバストに符号化されてもよい。結果として、同一のスケジューリング間隔でのノードのペアの間の、半永続的およびバースト的トラフィックパケットが、２つの別個の物理レイヤコンバージェンスプロトコル（ＰＬＣＰ）プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）として、各々がそれら自身のプリアンブルおよびヘッダ有して、送信されてもよい。
【０１６６】
スケジューラは、データを３つの優先度レベル、期限に近い（close-to-deadline）データトラフィック＋高優先度制御メッセージ、高優先度データトラフィック、および低優先度データトラフィック＋低優先度制御メッセージに分類してもよい。優先度レベル１および２からのトラフィックは、現在のスケジューリング間隔でサービスされてもよく、優先度レベル３トラフィックは、ベストエフォートで、何らかのサービス保証を有してサービスされてもよい。これは、より高優先度トラフィックが、完全に低優先度トラフィックを欠乏させる（starve）ことなく、適切にサービスされることを保証することができる。優先度レベル２および３は、各々、複数のＱｏＳレベルを含む。２つのそのような分類は、高優先度データトラフィック（例えば、ＬＴＥ  ＱＣＩ１〜４；ＩＥＥＥ８０２．１１ＡＣ＿ＶＯ、ＡＣ＿ＶＩ）、および低優先度データトラフィック（例えば、ＬＴＥ  ＱＣＩ５〜９；ＩＥＥＥ８０２．１１ＡＣ＿ＢＥ、ＡＣ＿ＢＫ）である。制御メッセージは、高優先度制御メッセージ（例えば、経路エラーメッセージ、半永続的トラフィック要求／応答）、および低優先度制御メッセージ（例えば、干渉測定報告、および準静的リンクメトリック報告）を含む、異なる優先度クラスに分類されてもよい。
【０１６７】
スケジューラ動作は、２つのフェーズ、リソース割り当て、およびスケジューリングに分割されてもよい。リソース割り当てフェーズは、相互に利用可能な送信リソースを割り当てるために、ノードのペアの間のメッセージ交換を含むことがある。例えば、ノードＡは、キュー長さ（ＢＳＲ）、および利用可能なデータ送信スロットを、ノードＢに送信してもよい。ＢＳＲは、データスロット要求と、ＭＣＳレベル、または実際のキュー長さとの組み合わせを介してシグナリングされてもよい。リソース割り当ては、受信ノードにより実行されてもよい。ノードＢは、３つの要因：各々の優先度レベルに対する要求されるリソース、相互に利用可能なデータスロット（ノードＡの送信スロット、およびノードＢの受信スロット）、およびリソース共有での公平性を保証することができるスケジューリングアルゴリズム、に基づいて、リソース割り当てを判定してもよい。スケジューリングフェーズの間に、送信ノード（この例ではノードＡ）は、受信ノードから受信されるリソース割り当て許可に基づいて、実際のパケットを判定して、適切なキューからフェッチしてもよい。
【０１６８】
スケジューラブロックは、３つの主要な機能またはサブブロック、リソース割り当て、スケジューラ、および半永続的トラフィックマネージャを含んでもよい。リソース割り当て、およびスケジューリングは、半永続的トラフィックに対するリソース割り当て、現在のスケジューリング間隔でのバースト的トラフィックに対するリソース割り当て分割推定（split estimation）、実際のリソース割り当て、および割り当てられるリソースのスケジューリングを含む、いくつかのステップを含んでもよい。
【０１６９】
半永続的トラフィックに対するリソース割り当てに関しては、半永続的トラフィックに対する送信リソースは、最初には予約されなくてもよい。バースト的トラフィックは、スケジューリング間隔で、残っているリソースに受け入れられてもよい（accommodated）。
【０１７０】
現在のスケジューリング間隔でのバースト的トラフィックに対するリソース割り当て分割推定は、各々の優先度レベルに対する、各々の隣接ノードからの過去のＮavg個のリソース要求の平均値に基づいてもよい。これは、各々の優先度レベルに対する長期のベースライン（long-term baseline）を生成することができる。優先度レベル１＋２に対するリソース割り当ては、優先度レベル３トラフィックが、各々のスケジューリング間隔で何らかの最小のサービスを受信するように、特定の閾値で上限設定（capped）されてもよい。閾値は、優先度レベル３トラフィック負荷のリソース推定値に依存してもよい。
【０１７１】
実際のリソース割り当ては、スケジューリング間隔で、各々の隣接ノードから受信される実際のリソース割り当て要求に依存してもよい。これらの要求は、前の推定値に基づいて算出される割り当て推定値より多くてもよく、または少なくてもよい。実際の要求が、算出される推定値より少ない場合、要求されるリソースが割り当てられてもよい。要求されるリソースが、推定値より多い場合、実際の割り当ては、推定値を一定の量、超過してもよい。この超過割り当ては、トラフィックの「バースト性」、または、その特定の優先度レベルでのリソース要求に関係することがある。本質的には、個別の優先度レベルに対する最後のＮavg個のリソース要求の標準偏差が、その優先度レベルに対する超過リソース割り当て量制限を設定する。この超過リソース割り当ては、スケジューラが、一定の隣接ノードからの需要での急上昇（spikes）に反応し、すべての隣接ノードに公平性を提供すると同時に、長期の平均値（long-term average）に基づいてベースラインのトラフィック推定値を維持することを可能とする。
【０１７２】
割り当てられるリソースをスケジューリングすることに関しては、実際の送信スケジュールは、リソース割り当て、相互に利用可能なデータスロット、および利用可能な場合、任意の干渉スケジュールに基づいて判定されてもよい。
【０１７３】
図２６は、例示的なリソース割り当ておよびスケジューリング動作２６００である。リソース割り当ておよびスケジューリング動作は、リソースを半永続的トラフィックに対して割り当てることによって開始してもよい（２６０１）。
【０１７４】
次に、履歴データからの個々のキュー長さの統計的平均値が、以下によって算出されてもよい（２６０２）。
【０１７５】
【数１】
2016511586.tif 000005
【０１７６】
ｑi,j（ｋ）は、第ｋの前のスケジューリング間隔で受信された第ｉの隣接ノードの第ｊのキューの長さである。
【０１７７】
【数２】
2016511586.tif 000006
【０１７８】
σqi,jは、第ｉの隣接ノードの第ｊのキューの前に報告された長さの標準偏差である。
【０１７９】
【数３】
2016511586.tif 000007
【０１８０】
Ｑ1は、すべての隣接ノードからの、第ｊの優先度レベルに属する、推定される総トラフィックボリュームである。
【０１８１】
次に、組み合わされた優先度レベル１および優先度レベル２（Ｒhigh）、ならびに優先度レベル３（Ｒlow）に対する総割り当てが、統計的に、以下によって算出されてもよい（２６０３）。
【０１８２】
（１）このケースでは、統計的に、すべてのキューに対する要求されるリソースは、利用可能なリソースより少ない。
【０１８３】
Ｒhigh＝Ｑ1＋Ｑ2；Ｒlow＝Ｑ3  （式４）
【０１８４】
（２）このケースでは、統計的に、Ｑ1＋Ｑ2は小さいが、Ｑ3は大きい（すなわち、十分なリソースが存在しない）。
【０１８５】
Ｒlow_min＝Ｒlowに対して要求される最小割り当て  （式５）
Ｒhigh＝Ｑ1＋Ｑ2；Ｒlow＝Ｒ−Ｒhigh  （式６）
Ｒlow_min＝ｎ＊Ｑ3；ｎ：構成可能パラメータ  （式７）
【０１８６】
（３）このケースでは、Ｑ1＋Ｑ2およびＱ3の両方が大きい（すなわち、十分なリソースが存在しない）。
【０１８７】
【数４】
2016511586.tif 000008
【０１８８】
Ｒhigh＝Ｒ−Ｒlow_min；Ｒlow＝Ｒlow_min  （式９）
Ｒlow_min＝ｎ＊Ｑ3；ｎ：構成可能パラメータ  （式１０）
【０１８９】
次に、各々の隣接ノードおよびキューに対するリソース割り当てが、以下によって算出されてもよい（２６０４）。
【０１９０】
【数５】
2016511586.tif 000009
【０１９１】
【数６】
2016511586.tif 000010
【０１９２】
最終的に、受信されるＢＳＲに基づく実際のリソース割り当てが、以下によって算出されてもよい（２６０５）。
【０１９３】
ｊ＝１，２に対して  Ｒ’i,j＝ｍｉｎ（ｑi,j（０），Ｒi,j＋σqij−Ｒiunavailable）  （式１３）
ｊ＝３に対して  Ｒ’i,j＝ｍｉｎ（ｑi,j（０），Ｒi,j−Ｒiunavailable）  （式１４）
【０１９４】
ｑi,j（０）は、現在のＢＳＲで受信される第ｉの隣接ノードの第ｊのキューの長さであり、Ｒiunavailableは、スケジューリング競合に起因する、第ｉの隣接ノードに対する利用不可能なリソースである。
【０１９５】
現在のスケジューリング間隔のデータ期間に送信されるパケットの判定が、受信ノードにより判定され、制御期間に伝達される、受信されるスケジュールに基づいて、送信ノードにより行われてもよい。受信されるスケジュールに基づいて、送信ノードは、割り当てられる時間に送信される各々のキューからのパケットの数を決定してもよい。送信ノードは、受信ノードでなされるのと同一の方法で、優先度レベルの間で分割されたリソースを計算してもよく、高優先度トラフィックＲHigh（組み合わされた優先度レベル１および２）、および低優先度トラフィック、ＲLow（優先度レベル３）に対して割り当てられるリソースを、ＲHigh＋ＲLow＝ＲTotalが満たされるように判定してもよい。次いで、それは、送信されることになるＰＰＤＵを構築してもよい。
【０１９６】
図２７は、例示的なキューサービス提供プロトコル２７００のフロー図である。この例で示されるプロトコルは、３つのステップを含んでもよい。ステップ１  ２７０１では、優先度レベル１に属するキューにおけるすべてのコンテンツが、ＰＰＤＵに含まれてもよい。第２のステップ２７０２では、優先度レベル２に属する各々のキューからの１つのパケットが、ラウンドロビン方式で、ＲHighが到達されるまで選択される。第３のステップ２７０３では、パケットが、優先度レベル３に属するキューから、ラウンドロビン方式で、ＲLowが到達されるまで選択される。このプロトコルは、キューマネージャが、連続したスケジューリング間隔の間で、優先度レベル２および３でサービスされるキューのメモリを保持することを想定している。
【０１９７】
上記で説明された準静的ルーティングアルゴリズムは、ある経路メトリック閾値レベルを超過することがある、ソースノードと宛先ノードとの間の複数の候補経路を生成することができる。しかしながら、準静的経路メトリックが、シグナリングオーバーヘッドを制限するように、やや少ない頻度で交換されてもよい。したがって、ネットワーク状態の変化に反応するノードの周波数は、メトリックリフレッシュレート（metric refresh rate）に制限されることがある。しかしながら、スケジューラ決定に基づいて、ノードは、完全な経路メトリックリフレッシュのインスタンス（path metric refresh instances）の間で、ローカルトラフィック変動に反応することがある。
【０１９８】
準静的ルーティングアルゴリズムの出力は、ソースノードと宛先ノードとの間の複数の経路を含んでもよい。Ｎi個を有するルーティングアルゴリズムにより選択することができる１つのそのような経路を検討する。次いで、その通信時間（airtime）リンクメトリックは、以下のようであってもよい。
【０１９９】
【数７】
2016511586.tif 000011
【０２００】
番号付けは、ソースノードから開始する。ソースノードでのルーティング機能は、時間ｔ＝ｋでスケジューラから、Ｏ1（ｋ）、ｒ1（ｋ）、および、
【０２０１】
【数８】
2016511586.tif 000012
【０２０２】
の値を取得することができる。次いで、時間ｔ＝ｋ−１で評価されたメトリックが、以下のように更新されてもよい。
【０２０３】
【数９】
2016511586.tif 000013
【０２０４】
更新されるメトリックは、代替経路に対する対応するメトリック、
【０２０５】
【数１０】
2016511586.tif 000014
【０２０６】
と比較することによって、経路選択に対して使用されてもよい。これは、スケジューラが、ルーティング決定に影響を及ぼすことを可能とする。完全な準静的経路メトリックは、利用可能なときに使用されてもよい。後続の時刻（time instants）（スケジューリング間隔）に対して、経路メトリックはローカルに更新されてもよく、新たな最適経路が、次の完全な経路メトリックの到着までに選択されてもよい。このプロシージャは、ネットワークノードが、頻繁な完全な経路メトリック更新を必要とすることなく、ネットワーク変化に迅速に反応することを可能とすることがある。
【０２０７】
図２８Ａ〜２８Ｂは、例示的な最適化されたルーティングプロシージャ２８００の図である。アップストリームおよびダウンストリーム経路は、ＰＲＥＰおよびＰＲＥＱメッセージを介して判定されてもよい（２８１５）。リーフノード２８０５は、準静的ルーティングメトリックに基づいてルーティングアルゴリズムにより最適と識別される、データアップストリーム２８１７を、隣接ノード２  ２８０４を通じて最初に転送してもよく、そのデータアップストリーム２８１７は、次いで、隣接ノード１  ２８０３を通じて中間ノード２８０２に転送され（２８１８）、次いで、ゲートウェイノード２８０１に転送されてもよい（２８１９）。ゲートウェイノード２８０１は、次いで、データダウンストリーム２８１６を中間ノード２８０２に転送してもよく、その中間ノード２８０２は、データ２８２０を、隣接ノード１  ２８０３に転送し、次いで、データ２８２１をリーフノード２８０５に転送してもよい。
【０２０８】
その後、隣接ノード２  ２８０４は、隣接ノード２  ２８０４との、リソース要求２８２２、許可およびリソース要求２８２３、ならびに、許可応答２８２４交換の後に続く、上記の式によってリンクメトリックを変化させるスケジューリング間隔でのリーフノード２８０５の許可要求を拒絶してもよい。
【０２０９】
準静的経路メトリックが、次いで、現在のローカルメトリックに基づいて更新されてもよい（２８２５）。次いで、経路は、元の経路より小さい累積経路メトリックで、隣接ノード１  ２８０３を通過してもよく、リーフノード２８０５は、隣接ノード１  ２８０３との、リソース要求２８２６、許可およびリソース要求２８２７、ならびに、許可応答２８２８交換の後に続いて、隣接ノード１  ２８０３を通じてトラフィックを再ルーティングしてもよい。より小さい累積経路は、リーフノード２８０５から隣接ノード２  ２８０４にリンク２８２９を介して、隣接ノード２  ２８０４から中間ノード２８０２にリンク２８３０を介して、次いで、中間ノード２８０２からゲートウェイノード２８０１にリンク２８３１を介してホップする。エンドツーエンド経路は、次の周期的リンクステータス更新の一部として再評価されてもよい（２８３２）。
【０２１０】
制御スロット割り当ては、本明細書で説明される例では、固定されるように検討されてもよい。しかしながら、制御スロットに関連付けられたノードのペアを変化させることが可能となることがある。ここでは、すべてのメッシュノードが、新たな制御スロット割り当てに同時に遷移して、スロットの相互直交性を保証する必要があることがある。スロットローテーションプロシージャは、調整可能な周期性で周期的であってもよく、またはスロットローテーション要求メッセージを送信することによって、中央ＯＡＭセンタによりトリガされてもよく、そのいずれかである。制御スロット割り当ての変化は、スケジューリング間隔ごとと同じほどの頻度で発生してもよい。
【０２１１】
周期的制御スロットローテーションはシステム全体にわたるものであってもよく、周期性は構成パラメータであってもよい。さらに、制御スロット割り当ての変化は、メッシュネットワーク全体を通じて、制御スロットアナウンスメッセージをブロードキャストすることによって、中央ＯＡＭセンタによりトリガされてもよい。アナウンスメント内のモードフィールドは、スロット変化が１回だけであるか、それとも周期的であるかをシグナリングしてもよい。変化が周期的である場合、周期性フィールドは、各々の割り当ての変化の間のスケジューリング間隔の数を含んでもよい。開始時間フィールドは、スロットの変化、またはローテーションの開始までのスケジューリング間隔の数を示してもよい。開始時間は、アナウンスメントが、目標にされる開始時間の前にすべてのノードに到達するということを保証するために、２＊（最大ネットワークの深さ（depth））より大きくなければならない。スロットの変化は、ＯＡＭセンタにより独立してトリガされてもよく、またはメッシュノードからの前に受信されたスロットローテーション要求に応答して生成されてもよく、そのいずれかである。
【０２１２】
図２９は、例示的なハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）再送信２９００の図である。ＨＡＲＱは、高レート転送エラー訂正コーディング、およびＡＲＱエラー制御の組み合わせである。チェイス組み合わせ（chase combining）を使用するソフト組み合わせdeno
ＨＡＲＱがここで採用されてもよい。あらゆる送信は、同一の情報（データおよびパリティビット）を含んでもよい。受信機は、最大比組み合わせ（ＭＲＣ：maximum-ration combining）を使用して、受信されるビットを、前の送信からの同一のビットと組み合わせてもよい。複数の同時発生するＨＡＲＱプロセスは、永続的およびバースト的トラフィック送信をサポートするために必要となることがあり、なぜならば、それらは、再送信の制限から結果として生じる、異なるＰＥＲターゲットに起因して、同一のスケジューリング間隔内で、異なるＭＣＳレベルを採用することがあるからである。最小でも、２つのプロセス、永続的トラフィックに対する１つ、およびバースト的トラフィックに対するもう１つが必要となることがある。しかしながら、バースト的トラフィックに対するさらなるプロセスが、さらなるスケジューリングの柔軟性を供給することができ、更なる効率性つながる。ＨＡＲＱ再送信は、ＰＨＹヘッダにおける２つのビット（couple of bits）を介してシグナリングされてもよい。図２９の例では、半永続的トラフィック２９０１が送信されて、バーストトラフィック２９１１がそれに続く。この例に示されるように、バースト的トラフィック２９１２が、次の利用可能なスロット２９１４で再送信されてもよい。同様に、半永続的トラフィック２９０２が、次の利用可能なスロット２９０３で再送信され、バースト的トラフィック２９１３が、次の利用可能なスロット２９１５で再送信される。
【０２１３】
上述したように、半永続的トラフィック要求は、半永続的トラフィックに対するエンドツーエンド経路、および経路終了をセットアップするために送信されてもよい。半永続的トラフィック要求メッセージの本体は、下記の表３でリスト化された要素を含んでもよい。
【０２１４】
【表３】
2016511586.tif 000015
【０２１５】
上述したように、半永続的トラフィック応答は、半永続的トラフィックに対するエンドツーエンド経路、および経路終了をセットアップするために送信されてもよい。半永続的トラフィック応答メッセージの本体は、下記の表４でリスト化される要素を含んでもよい。
【０２１６】
【表４】
2016511586.tif 000016
【０２１７】
スロットローテーション要求メッセージは、メッシュノードにより、ゲートウェイノードに、およびＯＡＭセンタに前方に（onward）、制御スロット割り当て変更を要求するために送信されてもよい。これは、スロットのワンタイムシフト、または周期性を構成可能とすることができる周期的シフトであってもよい。制御スロットインデックスが、取り囲むように（with wrap-around）各々のシフトでインクリメントされてもよい。スロットローテーション要求メッセージの本体は、下記の表５でリスト化される要素を含んでもよい。
【０２１８】
【表５】
2016511586.tif 000017
【０２１９】
スロットローテーション決定は、ＯＡＭセンタにより生成され、およびすべてのメッシュノードに、ゲートウェイノードを介して送信することができる、スロットローテーションアナウンスメッセージにより伝達されてもよい。これは、ＯＡＭセンタにより独立して生成されてもよく、またはメッシュノードから前に受信されたスロットローテーション要求メッセージへの応答で送信されてもよく、そのいずれかである。スロットローテーション応答メッセージの本体は、下記の表６でリスト化される要素を含んでもよい。
【０２２０】
【表６】
2016511586.tif 000018
【０２２１】
スケジューリング期間メッセージは、他の制御およびデータパケットとは異なるＭＣＳに続いてもよく、ならびにメッシュヘッダを含まなくてもよい。上記で説明されたような制御スロットで使用することができる、例示的なメッセージ１、メッセージ２、およびメッセージ３がそれぞれ、下記の表７、８、および９で提供される。
【０２２２】
【表７】
2016511586.tif 000019
【０２２３】
【表８】
2016511586.tif 000020
【０２２４】
【表９】
2016511586.tif 000021
【０２２５】
実施形態
１．メッシュネットワークのノードとして、メッシュネットワークの他のノードとの、メッシュネットワーク通信を促進するように構成された媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤ
を備える無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【０２２６】
２．信号を特定の方向でメッシュネットワーク通信の間に送信および受信するように構成された指向性アンテナ
をさらに備える実施形態１のＷＴＲＵ。
【０２２７】
３．メッシュネットワーク通信を、ミリメートル波（ｍｍＷ）周波数で実行するように構成される実施形態１または２のＷＴＲＵ。
【０２２８】
４．ＭＡＣレイヤは、
少なくとも１つのデバイス発見間隔であって、それらのデバイス発見間隔の間に新たなノードがメッシュネットワークのノードにより発見される、少なくとも１つのデバイス発見間隔と、
メッシュネットワークのノードの間での後続のデータパケット送信に対する時間割り当ての交換のための、少なくとも１つのスケジューリング間隔と、
データパケットをメッシュネットワークのノードの間で交換するための、少なくとも１つのデータ送信間隔と
を含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造を定義するいずれかの実施形態１乃至３のＷＴＲＵ。
【０２２９】
５．スケジューリング間隔の間に交換されるスケジューリングメッセージは、以下の要素：
アドレス指定される受信機に対して意図される特定サービスの品質（ＱｏＳ）に特有のキューサイズを含む送信許可要求（ＢＳＲ）、
前に割り当てられた、および割り当てられてないデータスロットを示すビットマップを含む送信割り当てビットマップ、
各々のビットは、確認応答を要求する前のスケジューリング間隔の間に送信されるＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）に対応する、確認応答ビットマップ、
干渉ノードに対するデータスロット割り当てを含む干渉報告、ならびに、
現在のスケジューリング間隔の間のデータスロット割り当てを含む許可応答
の、１または複数を有するメッセージを含むように構成される実施形態４のＷＴＲＵ。
【０２３０】
６．ＭＡＣレイヤは、サイクリックシフトを含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造を定義し、スケジュール／制御期間の開始で、ＷＴＲＵは、スケジューリングスロット割り当てを、メッシュネットワーク内のその隣接ノードの各々に対して循環的にシフトするいずれかの実施形態１乃至５のＷＴＲＵ。
【０２３１】
７．ＭＡＣレイヤは、制御領域が動的に拡張することを可能にする、可変スケジュール／制御期間継続期間を含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造を定義するいずれかの実施形態１乃至６のＷＴＲＵ。
【０２３２】
８．ＭＡＣレイヤは、少なくとも、以下の状態のグループ：初期化；隣接ノード発見；ネットワークに対する登録；追加的な隣接ノードに対する発見および関連付け；データ転送；干渉測定；不連続受信（ＤＲＸ）；ビーコニング；ならびに、オーバージエア（ＯＴＡ）ソフトウェア更新、の中からの状態を定義する状態機械を実装するいずれかの実施形態１乃至７のＷＴＲＵ。不連続間欠受信（ＤＲＸ）動作を含む、メッシュネットワーク通信を定義し、選択される期間に対する、選択される構成要素の電力供給の停止が存在するいずれかの実施形態１乃至８のＷＴＲＵ。
【０２３３】
１０．ＭＡＣレイヤは、ネットワーク基地局によるインフラストラクチャ通信を促進するように構成されるいずれかの実施形態１乃至９のＷＴＲＵ。
【０２３４】
１１．ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システムでの使用のためのｅノードｂとして構成されるいずれかの実施形態１乃至９のＷＴＲＵ。
【０２３５】
１２．メッシュネットワークの外部の他の通信リンクへのアクセスを提供するためのゲートウェイノードとして構成されるいずれかの実施形態１乃至９のＷＴＲＵ。
【０２３６】
１３．リソース割り当て要求を、メッシュネットワーク内の少なくとも１つの隣接するＷＴＲＵに送信するように構成される実施形態１乃至１２のいずれかのＷＴＲＵ。
【０２３７】
１４．リソース割り当て要求を、メッシュネットワーク内の少なくとも１つの隣接するＷＴＲＵから受信し、他の過去の、および予想されるリソースコミットメントおよび干渉競合に基づいて、リソースを割り当てるように構成される実施形態１乃至１３のいずれかのＷＴＲＵ。
【０２３８】
１５．ＭＡＣレイヤは、ネットワーク帯域幅を、事前に半永続的トラフィックに対するエンドツーエンドデータ転送に対して予約するようにさらに構成される実施形態１乃至１４のいずれかのＷＴＲＵ。
【０２３９】
１６．モード＝１を有する半永続的経路要求メッセージを送信して、中央スケジューリングに対する要求をシグナリングするように構成される実施形態１乃至１５のいずれかのＷＴＲＵ。
【０２４０】
１７．複数のＷＴＲＵであって、各々は、実施形態１乃至１６のいずれかによるものであり、複数のＷＴＲＵの少なくとも１つの他のものとのメッシュ通信を実行するように構成される、複数のＷＴＲＵで構成されるメッシュネットワーク。
【０２４１】
１８．各々のＷＴＲＵは、あらかじめ定められた数の他の複数のＷＴＲＵとのメッシュ通信を実行するように構成される実施形態１７のメッシュネットワーク。
【０２４２】
１９．メッシュネットワークのノードとしての、メッシュネットワークの他のノードとの、メッシュネットワーク通信を実行するように構成される送受信ユニット（ＷＴＲＵ）を提供するステップと、
メッシュネットワークのノードとしての、メッシュネットワークの少なくとも１つの他のノードとの、メッシュネットワーク通信を実行するステップと
を備える無線通信の方法。
【０２４３】
２０．指向性アンテナを使用して、信号を特定の方向でメッシュネットワーク通信の間に送信および受信するステップ
をさらに備える実施形態１９の方法。
【０２４４】
２１．メッシュネットワーク通信は、ミリメートル波（ｍｍＷ）周波数で実行される実施形態１９または２０の方法。
【０２４５】
２２．メッシュネットワーク通信は、
少なくとも１つのデバイス発見間隔であって、それらのデバイス発見間隔の間に新たなノードがメッシュネットワークのノードにより発見される、少なくとも１つのデバイス発見間隔と、
後続のデータパケット送信に対する時間割り当ての、メッシュネットワークのノード間の交換のための、少なくとも１つのスケジューリング間隔と、
データパケットをメッシュネットワークのノード間で交換するための、少なくとも１つのデータ送信間隔と
を含む、フレーム構造を利用して実行されるいずれかの実施形態１９乃至２１の方法。
【０２４６】
２３．スケジューリング間隔の間に交換されるスケジューリングメッセージは、以下の要素：
アドレス指定される受信機に対して意図される特定サービスの品質（ＱｏＳ）に特有のキューサイズを含む送信許可要求（ＢＳＲ）、
前に割り当てられた、および割り当てられないデータスロットを示すビットマップを含む送信割り当てビットマップ、
各々のビットは、確認応答を要求する前のスケジューリング間隔の間に送信されるＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）に対応する、確認応答ビットマップ、
干渉ノードに対するデータスロット割り当てを含む干渉報告、ならびに、
現在のスケジューリング間隔の間のデータスロット割り当てを含む許可応答
の、１または複数を有するメッセージを含む実施形態２２の方法。
【０２４７】
２４．サイクリックシフティングを含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造は使用され、スケジュール／制御期間の開始で、ＷＴＲＵは、スケジューリングスロット割り当てを、メッシュネットワーク内のその隣接ノードの各々に対して循環的にシフトするいずれかの実施形態１９乃至２３の方法。
【０２４８】
２５．制御領域が動的に拡張することを可能にする、可変スケジュール／制御期間継続期間を含む、メッシュネットワーク通信に対するフレーム構造は使用されるいずれかの実施形態１９乃至２４の方法。
【０２４９】
２６．ＷＴＲＵは、少なくとも、以下の状態のグループ：初期化；隣接ノード発見；ネットワークに対する登録；追加的な隣接ノードに対する発見および関連付け；データ転送；干渉測定；不連続受信（ＤＲＸ）；ビーコニング；ならびに、オーバージエア（ＯＴＡ）ソフトウェア更新、の中からの状態を定義する、メッシュネットワーク通信を実行するための状態機械を実装するいずれかの実施形態１９乃至２５の方法。
【０２５０】
２７．メッシュネットワーク通信はＤＲＸ動作を含み、選択される期間に対する、選択される構成要素の電力供給の停止が存在するいずれかの実施形態１９乃至２６の方法。
【０２５１】
２８．インフラストラクチャ通信は、ネットワーク基地局によって実行されるいずれかの実施形態１９乃至２７の方法。
【０２５２】
２９．ＷＴＲＵは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システムのｅノードｂであり、メッシュネットワーク通信は、バックホール通信を提供するいずれかの実施形態２０乃至２７の方法。
【０２５３】
３０．ＷＴＲＵは、メッシュネットワークの外部の他の通信リンクへのアクセスを提供するためのゲートウェイノードであるいずれかの実施形態２０乃至２７の方法。
【０２５４】
３１．リソース割り当て要求を、メッシュネットワーク内の少なくとも１つの隣接するＷＴＲＵに送信するように構成される実施形態１９乃至３０のいずれかの方法。
【０２５５】
３２．リソース割り当て要求を、メッシュネットワーク内の少なくとも１つの隣接するＷＴＲＵから受信し、他の過去の、および予想される、リソースコミットメントおよび干渉競合に基づいて、リソースを割り当てるように構成される実施形態１９乃至３１のいずれかの方法。
【０２５６】
３３．ＭＡＣレイヤは、ネットワーク帯域幅を、事前に、半永続的トラフィックに対するエンドツーエンドデータ転送に対して予約するようにさらに構成される実施形態１９乃至３２のいずれかの方法。
【０２５７】
３４．モード＝１を有する半永続的経路要求メッセージを送信して、中央スケジューリングに対する要求をシグナリングするように構成される実施形態１９乃至３３のいずれかの方法。
【０２５８】
特徴および要素が、上記で、個別の組み合わせで説明されているが、当業者は、各々の特徴または要素が、単独で、または、他の特徴および要素との任意の組み合わせで使用されてもよいことを認識するであろう。追加で、本明細書で説明された方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれる、コンピュータプログラム、ソフトウェア、または、ファームウェアで実装されてもよい。コンピュータ可読媒体の例は、電子信号（有線または無線接続によって送信される）、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、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（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着脱可能ディスクなどの磁気媒体、磁気光学媒体、ならびに、ＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光学媒体を含むが、それらに制限されない。ソフトウェアと関連したプロセッサは、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣ、または、任意のホストコンピュータでの使用のための無線周波数送受信機を実装するために使用されてもよい。
【図１Ａ】
2016511586.tif 000022
【図１Ｂ】
2016511586.tif 000023
【図１Ｃ】
2016511586.tif 000024
【図１Ｄ】
2016511586.tif 000025
【図２】
2016511586.tif 000026
【図３】
2016511586.tif 000027
【図４Ａ】
2016511586.tif 000028
【図４Ｂ】
2016511586.tif 000029
【図５Ａ】
2016511586.tif 000030
【図５Ｂ】
2016511586.tif 000031
【図５Ｃ】
2016511586.tif 000032
【図５Ｄ】
2016511586.tif 000033
【図６Ａ】
2016511586.tif 000034
【図６Ｂ】
2016511586.tif 000035
【図７】
2016511586.tif 000036
【図８】
2016511586.tif 000037
【図９Ａ】
2016511586.tif 000038
【図９Ｂ】
2016511586.tif 000039
【図９Ｃ】
2016511586.tif 000040
【図９Ｄ】
2016511586.tif 000041
【図１０】
2016511586.tif 000042
【図１１】
2016511586.tif 000043
【図１２】
2016511586.tif 000044
【図１３】
2016511586.tif 000045
【図１４】
2016511586.tif 000046
【図１５】
2016511586.tif 000047
【図１６】
2016511586.tif 000048
【図１７】
2016511586.tif 000049
【図１８】
2016511586.tif 000050
【図１９】
2016511586.tif 000051
【図２０】
2016511586.tif 000052
【図２１】
2016511586.tif 000053
【図２２】
2016511586.tif 000054
【図２３】
2016511586.tif 000055
【図２４Ａ】
2016511586.tif 000056
【図２４Ｂ】
2016511586.tif 000057
【図２５】
2016511586.tif 000058
【図２６】
2016511586.tif 000059
【図２７】
2016511586.tif 000060
【図２８Ａ】
2016511586.tif 000061
【図２８Ｂ】
2016511586.tif 000062
【図２９】
2016511586.tif 000063
【国際調査報告】
2016511586.tif 000064
2016511586.tif 000065