(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）他の無線通信局と無線通信するように構成される無線通信回線と、
（ｂ）前記無線通信回線に結合されるコンピュータプロセッサと、
（ｃ）前記コンピュータプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的コンピュータ可読メモリと、
を備える無線通信装置であって、
（ｄ）前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、
（ｉ）ルーティングプロトコルを利用して、前記他の無線通信局と通信するステップと、
（ｉｉ）中間無線通信局を介して、宛先無線通信局との通信を確立する際、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を行うステップと、
（ｉｉｉ）前記コンピュータプロセッサによって、候補中間無線通信局に向けてＢＦトレーニング情報を用いて、プライマリパス及びセカンダリパスのためのアンテナパターンが空間的に無相関であるように、前記プライマリパス及びセカンダリパスの中間無線通信局が選択されることを決定するステップと、
（ｉｖ）前記プライマリパス又はセカンダリパスのリンク遮断を克服するべく、前記宛先無線通信局によって受信するために、前記プライマリパスでデータを送信し、前記セカンダリパスで同じデータを送信するステップと、
を含むステップを実行する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、非連係受信、受信信号電力を組み合わせることによる連係受信、又はセカンダリルーティングパスからの条件付き受信を用いる連係受信からなる受信タイプのグループから選択される受信を宛先無線通信局で行うように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、送信要求（ＲＴＳ）、送信可（ＣＴＳ）手順を利用するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、変更されたＲＴＳフレーム及びＣＴＳフレームを利用して、前記プライマリパス及びセカンダリパスの両方の送信を連係させるように構成されることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、中間無線通信局に、セカンダリパスセグメントが前記プライマリパスの一部ではないかどうかを判定させ、パスコストメトリックの調整を行わせて、前記セカンダリパスが前記プライマリパスから独立していることを確実にするように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、前記宛先無線通信局でハンドシェイク機構を利用して、２つのルートからのデータの受信を連係させて、受信のエラー及び遅延を最小限にするように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ルーティングプロトコルは、アドホック・オンデマンド・距離ベクトル（ＡＯＤＶ）ルーティングプロトコルの拡張であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、隣接無線通信局に送信される拡張ルーティング要求（ＲＲＥＱ）及びルーティング応答（ＲＲＥＰ）情報要素の利用に応じて、宛先無線通信局との通信を確立する際、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を行うように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、前記拡張ルーティング要求（ＲＲＥＱ）及びルーティング応答（ＲＲＥＰ）情報要素を利用し、前記情報要素は、別個の拡張識別子を含み、前記拡張識別子は、それらを、従来の（非拡張）ルーティング要求（ＲＲＥＱ）及びルーティング応答（ＲＲＥＰ）から区別し、各々、プライマリルーティングパスとセカンダリルーティングパスとの間の選択を示すルーティングフラグを含むように構成されることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、データが伝送されるパスの無線通信局の信号処理能力に応じて、中間無線通信局のパスコストメトリックを調整するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、それが属するセカンダリパスセグメントの独立性を識別して、中間無線通信局が、前記プライマリパスに対して、この独立性を識別することができるようになっているように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、前記プライマリパスに対して、それが属するセカンダリパスセグメントの独立性に応じて、中間無線通信局のパスコストメトリックを調整するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記無線通信回線は、単入力単出力（ＳＩＳＯ）無線通信回線を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記単入力単出力（ＳＩＳＯ）無線通信回線は、
（ａ）送信元データを受信し、前記ルーティングプロトコルに従って送信するために、そのデータを処理する送信機データプロセッサと、
（ｂ）前記送信機データプロセッサからデジタル出力を受信し、それをアナログＴＸ信号に変換する変調器と、
（ｃ）多重アンテナに結合され、前記アナログＴＸ信号を受信し、無線送信のために、前記アナログＴＸ信号を前記多重アンテナに結合するように構成されるアナログ空間プロセッサと、
（ｄ）前記アナログ空間プロセッサからアナログ入力を受信し、それをデジタル信号に変換する復調器と、
（ｅ）前記復調器からデジタル信号を受信し、出力のためにシンクデータストリームを生成する受信機データプロセッサと、
を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記無線通信回線は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信回線を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信回線は、
（ａ）送信元データを受信し、前記ルーティングプロトコルに従って送信するために、そのデータを処理する送信機データプロセッサと、
（ｂ）前記送信機データプロセッサからの出力を空間出力に空間的に変換する送信機空間プロセッサと、
（ｃ）各々、前記空間出力の１つを受信し、それをアナログＴＸ信号に変換する複数の変調器と、
（ｄ）多重アンテナに結合され、前記複数の変調器の各々から前記アナログＴＸ信号を受信し、無線送信のために、この信号を前記多重アンテナに結合するように構成されるアナログ空間プロセッサと、
（ｅ）前記アナログ空間プロセッサからアナログ入力を受信し、それをデジタル受信機信号に変換する複数の復調器と、
（ｆ）前記複数の復調器からデジタル受信機信号を受信し、それらをデジタルデータ出力に空間的に処理する受信機空間プロセッサと、
（ｇ）前記受信機空間プロセッサからデジタルデータ出力を受信し、それから、出力のためにシンクデータストリームを生成する受信機データプロセッサと、
を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記無線通信装置は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、無線多重ホップリレーネットワーク、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）通信、屋外無線通信、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、モノのインターネット（Ｉｏｔ）アプリケーション、メッシュネットワークによるデータのバックホール、Ｄ２Ｄ通信を用いる次世代セルラネットワーク、８０２．１１ネットワーク、及びＺｉｇＢｅｅからなる無線通信アプリケーションのグループから選択される通信アプリケーションで利用されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
（ａ）他の無線通信局と無線通信するように構成される無線通信回線と、
（ｂ）前記無線通信回線に結合されるコンピュータプロセッサと、
（ｃ）前記コンピュータプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的コンピュータ可読メモリと、
を備える無線通信装置であって、
（ｄ）前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、
（ｉ）ルーティングプロトコルを利用して、前記他の無線通信局と通信するステップと、
（ｉｉ）中間無線通信局を介して、宛先無線通信局との通信を確立する際、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を行うステップと、
（ｉｉｉ）前記コンピュータプロセッサによって、候補中間無線通信局に向けてＢＦトレーニング情報を用いて、プライマリパス及びセカンダリパスのためのアンテナパターンが空間的に無相関であるように、前記プライマリパス及びセカンダリパスの中間無線通信局が選択されることを決定するステップと、
（ｉｖ）送信要求（ＲＴＳ）、送信可（ＣＴＳ）手順を利用して、変更されたＲＴＳフレーム及びＣＴＳフレームを用いて、前記プライマリパス及びセカンダリパスの両方の送信を連係させるステップと、
（ｖ）前記プライマリパス又はセカンダリパスのリンク遮断を克服するべく、前記宛先無線通信局によって受信するために、前記プライマリパスでデータを送信し、前記セカンダリパスで同じデータを送信するステップと、
を含むステップを実行する、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１９】
前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、中間無線通信局が、セカンダリパスセグメントが前記プライマリパスの一部ではないかどうかを判定し、パスコストメトリックを調整して、前記セカンダリパスが前記プライマリパスから独立していることを確実にするように構成されることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
局間の無線通信のための方法であって、
（ａ）送信機及び受信機を有する無線通信回線を制御するルーティングプロトコルを利用して、他の無線通信局と通信するステップと、
（ｂ）中間無線通信局を介して、宛先無線通信局との通信を確立する際、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を行うステップと、
（ｃ）中間無線通信局によって、セカンダリパスセグメントがプライマリパスの一部ではないことを判定し、パスコストメトリックを調整して、前記セカンダリパスが前記プライマリパスから独立していることを確実にするステップと、
（ｄ）前記プライマリパス及び前記セカンダリパスの両方で同じデータを送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
[0001]  適用なし
【０００２】
〔連邦政府が支援する研究又は開発に関する記述〕
[0002]  適用なし
【０００３】
〔コンピュータプログラムによる添付物の引用による組み入れ〕
[0003]  適用なし
【０００４】
〔著作権保護を受ける資料の通知〕
[0004]  本特許文書中の資料の一部は、米国及びその他の国の著作権法の下で著作権保護を受けることができる。著作権の権利所有者は、米国特許商標庁の一般公開ファイル又は記録内に表されるとおりに第三者が特許文献又は特許開示を複製することには異議を唱えないが、それ以外は全ての著作権を留保する。著作権所有者は、限定するわけではないが、米国特許法施行規則§１．１４に従う権利を含め、本特許文献を秘密裏に保持しておくあらゆる権利を本明細書によって放棄するものではない。
【０００５】
[0006]  本開示の技術は、一般に、方向性無線ネットワークにおけるデータルーティングに関し、具体的には、方向性無線ネットワークにおけるリンク遮断からの回復に関する。
【背景技術】
【０００６】
[0008]  ミリメートル波（ｍｍ波）ネットワークにおけるリンク動特性は、いくつかの点で、送信時間と比較することができる特性を有する。すなわち、物体及び／又は局の移動性に応じて、特に屋内のセットアップ又は屋外の環境では、遮断が頻繁に生じる可能性がある。ｍｍ波周波数では、遮断によって、リンクの受信信号電力が、著しく低下して、通信リンクを働かなくさせる。マルチホップネットワークにおける遮断リンクからの回復のコストは、接続を再確立するのに必要な時間及びデータ通信の両方の点で、重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[0009]  したがって、遮断又はメッシュネットワークにおける他のリンク機能停止から回復するための方法が必要である。本開示の技術は、従来のルーティングプロトコルの欠点を克服しながら、この機能を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0010]  ｍｍ波メッシュネットワークにおいて遅延感知データコンテンツに対する遮断を克服するには、パスダイバーシティが必要な場合がある。しかしながら、通常の無線ルーティングプロトコルは、送信元局（ＳＴＡ）及び宛先ＳＴＡから１つの最良のルートを発見する。これらのプロトコルは、セカンダリパスを作成して遮断に対応するように構成されていない。したがって、ＳＴＡは、複数のストリームを送信してエンドツーエンドの伝送を堅固にすることはない。
【０００９】
[0011]  ルーティングプロトコルは、異なるネットワークＳＴＡが、どのように、互いに通信して、ネットワーク上の任意の２つのＳＴＡ間のルートの選択を可能にする情報を配布するかを指定する。プライマリパスに加えてセカンダリパスを作成して、両方のパスを介して同じデータコンテンツをルーティングして、無線通信ネットワークにおけるリンク失敗の問題を克服するための方法及び装置が開示される。
【００１０】
[0012]  概して、本開示は、プライマリパス及びセカンダリパスの発見が行われる無線ネットワークにおける新しいルーティングプロトコルを教示する。このプロトコルは、アンテナパターン及びビーム形成（ＢＦ）トレーニング情報を利用して、プライマリパスの次のホップと空間的に無相関であるセカンダリパスの次のホップを選択する。新しいハンドシェイク機構を実行して、宛先局で２つのルートからのデータの受信を連係させて、受信のエラー及び遅延を最小限にする。
【００１１】
[0013]  本明細書では、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）及び屋外無線通信に適用することができるメッシュネットワークアプリケーションが対象であると説明している。したがって、対象のアプリケーションは、Ｗｉ−Ｆｉ等のネットワーク、モノのインターネット（Ｉｏｔ）アプリケーション、メッシュネットワークによるデータのバックホール、Ｄ２Ｄ通信を用いる次世代セルラネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ、及びＩＥＥＥ８０２．１５．４（ＺｉｇＢｅｅ）、装置間（Ｄ２Ｄ）通信、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）通信等に及ぶことができる。
【００１２】
[0014]  本開示では、いくつかの用語が見られ、その意味は、一般に、下記のように使用される。
【００１３】
[0015]  ＡＯＤＶ：アドホック・オンデマンド・距離ベクトル；アドホック無線ネットワークにおけるデータパケットのためのルーティングプロトコル。
【００１４】
[0016]  Ｄ２Ｄ：装置間通信。
【００１５】
[0017]  ＤＭＧ：方向性マルチギガビット。
【００１６】
[0018]  メッシュネットワーク：メッシュネットワークトポロジでは、各ノードが、ネットワークのためにデータを中継し、全てのメッシュノードは、ネットワーク内のデータの配信において協働する。メッシュネットワークは、アドホック（自発的な、即座の、又はオンザフライの構造）ネットワークの一種である。
【００１７】
[0019]  ＭＩＭＯ：多入力多出力；複数のデータストリームを用いる２つの装置の間の通信。
【００１８】
[0020]  ＭＵ−ＭＩＭＯ：マルチユーザ多入力多出力；ノード当たり単一又は複数のデータストリームを用いる装置と２つ又はそれ以上のノードとの間の通信。
【００１９】
[0021]  マルチキャスト：ネットワーキングにおいて、マルチキャスティングは、情報が宛先ＳＴＡのグループに同時に送られる物理層上の層で行われる１対多のグループ通信である。
【００２０】
[0022]  Ｐ２Ｐ：ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）通信は、２つ又はそれ以上の局が接続され、別個のコントローラ／サーバを介さずにリソースを共有するとき、行われる。Ｐ２Ｐネットワークは、アドホック接続とすることができる。
【００２１】
[0023]  ＲＲＥＱ：ルーティング要求；データルーティングプロトコルに用いられて、送信元ＳＴＡと宛先ＳＴＡとの間のパスを発見するパケット。
【００２２】
[0024]  ＲＲＥＰ：ルーティング応答；ルーティングプロトコルにおいてＲＲＥＱに応じて送信されるパケット。送信元ＳＴＡがＲＲＥＰを受信すると、データパケットの送信を開始することができる。
【００２３】
[0025]  ＲＳＳ：受信信号強度（ＲＳＳ）は、受信無線信号の電力の測定値である。
【００２４】
[0026]  ＳＩＳＯ：単入力単出力；単一のデータストリームを用いる２つの装置の間の通信。
【００２５】
[0027]  ＳＴＡ：局；無線媒体（ＷＭ）に対する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）インタフェースの単独でアドレス指定可能なインスタンスである論理エンティティ。
【００２６】
[0028]  ユニキャスト：ネットワーキングにおいて、ユニキャストは、２つのＳＴＡの間の１対１接続である。
【００２７】
[0029]  本明細書の以下の部分では、本明細書で説明する技術のさらなる態様を示すが、この詳細な説明は、本技術の好ましい実施形態に制限を課すことなく完全に開示することを目的とする。
【００２８】
[0030]  本明細書で説明する技術は、例示のみを目的とする以下の図面を参照することによってさらに完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の送信可（ＣＴＳ）フレームのデータフィールド図である。
【図２】遮断に応じてデータ損失している状態が示される、複数のピアノードを有する従来の無線ネットワークのトポロジ図である。
【図３】本開示の技術の一実施形態による無線ネットワーク例のトポロジ図であり、無線ネットワークは、複数のピアノードを有し、これを介して、プライマリルーティングパス及びセカンダリルーティングパスが決定されて、ルートのいずれかの遮断の影響を克服する。
【図４】遮断に応じた受信信号強度を比較するバーチャートであり、本開示の技術の一実施形態による同じデータを送信するための２つの通路の使用を示す。
【図５Ａ】本開示の技術の一実施形態によるプライマリルート及びセカンダリルートを介する同じデータの無線データルーティングのフロー図−タイムラインである。
【図５Ｂ】本開示の技術の一実施形態によるプライマリルート及びセカンダリルートを介する同じデータの無線データルーティングのフロー図−タイムラインである。
【図６】本開示の技術の一実施形態による、利用される拡張ルーティング要求（ＲＲＥＱ）のデータフィールド図である。
【図７】本開示の技術の一実施形態による、利用される拡張ルーティング応答（ＲＲＥＰ）のデータフィールド図である。
【図８】本開示の技術の一実施形態による、利用される拡張ルーティング送信可（ＣＴＳ）フレームのデータフィールド図である。
【図９】本開示の技術の一実施形態による、克服されるルーティングの空間相関の影響を示す、無線ネットワーク例のトポロジ図である。
【図１０】本開示の技術の一実施形態による、利用されるＢＦセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）のパケット送信図である。
【図１１Ａ】本開示の技術の一実施形態による、利用されるＳＳＷフィードバックフレームのデータフィールド図である。
【図１１Ｂ】本開示の技術の一実施形態による、利用されるＳＳＷフィードバックフレームのデータフィールド図である。
【図１２】本開示の技術の一実施形態による、セカンダリルートの相関のメトリックとしてＳＬＳＢＦトレーニングにより得られる最良セクタ情報の使用を示すビームパターン図である。
【図１３】本開示の技術の一実施形態による、送信元局ルーティングで実行されて、同じデータのためのプライマリルート及びセカンダリルートの両方を確保するルーティングプロトコルのフロー図である。
【図１４】本開示の技術の一実施形態による、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を用いる中間ノードでのＲＲＥＱの処理のフロー図である。
【図１５】本開示の技術の一実施形態により行われるプライマリパスと無相関である隣接局からのセカンダリリンクの選択のフロー図である。
【図１６】本開示の技術の一実施形態による、利用されるセカンダリルート選択の幾何学図である。
【図１７Ａ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリパス及びセカンダリパスに沿って同じデータをルーティングする段階を示すトポロジ図である。
【図１７Ｂ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリパス及びセカンダリパスに沿って同じデータをルーティングする段階を示すトポロジ図である。
【図１７Ｃ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリパス及びセカンダリパスに沿って同じデータをルーティングする段階を示すトポロジ図である。
【図１７Ｄ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリパス及びセカンダリパスに沿って同じデータをルーティングする段階を示すトポロジ図である。
【図１７Ｅ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリパス及びセカンダリパスに沿って同じデータをルーティングする段階を示すトポロジ図である。
【図１８】本開示の技術の一実施形態による、プライマリパス及びセカンダリパスの最後のホップリレーによるデータ伝送を示すデータ伝送図である。
【図１９】本開示の技術の一実施形態による、プライマリパス及びセカンダリパスのＲＴＳ／ＣＴＳの使用を示すデータ伝送図である。
【図２０】本開示の技術の一実施形態による、プライマリリレー、セカンダリリレー、宛先の間の連係のためのハンドシェイクを示すメッセージフロー図である。
【図２１Ａ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリリレー及びセカンダリリレーから宛先ＳＴＡでの同時データパケット受信のフロー図である。
【図２１Ｂ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリリレー及びセカンダリリレーから宛先ＳＴＡでの同時データパケット受信のフロー図である。
【図２２Ａ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリリレー、宛先ＳＴＡ、及びセカンダリパスリレーによる送信のデータ伝送図である。
【図２２Ｂ】本開示の技術の一実施形態による、プライマリリレー、宛先ＳＴＡ、及びセカンダリパスリレーによる送信のデータ伝送図である。
【図２３】本開示の技術の一実施形態により利用される、プライマリパスリレーによる送信が失敗したときのセカンダリパスリレーによるデータ伝送のメッセージフロー図である。
【図２４Ａ】本開示の技術の一実施形態による、セカンダリＳＴＡから宛先ＳＴＡでの条件付きデータパケット受信のフロー図である。
【図２４Ｂ】本開示の技術の一実施形態による、セカンダリＳＴＡから宛先ＳＴＡでの条件付きデータパケット受信のフロー図である。
【図２５】本開示の技術の一実施形態による単入力単出力（ＳＩＳＯ）局（ＳＴＡ）のブロック図である。
【図２６】本開示の技術の一実施形態による多入力多出力（ＭＩＭＯ）局（ＳＴＡ）のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
１．序論
[0058]  セカンダリパス送信を利用して、ロバスト性及び受信品質を向上させることによって、遮断の影響を克服するロバストデータルーティングのための装置及び方法。ルーティングプロトコルの構成要素は、空間的に無相関のプライマリパスリンク及びセカンダリパスリンクの選択を含む。プロトコルの動作は、プライマリパスと無相関の隣接ＳＴＡのためのリンクの選択を含む。例えば、ルーティングプロトコルをｍｍ波メッシュネットワークに適用することと、宛先ＳＴＡで、以下の場合、すなわち、（１）非連係受信、（２）連係受信：受信信号電力を組み合わせること、又は（３）連係受信：セカンダリルートからの条件付き受信のいずれかとして、２つのルートからのデータ受信を行うこととを含む。
【００３１】
１．１  提供される利益
[0060]  セカンダリパスを利用して、同じデータパケットをプライマリパス及びセカンダリパスの両方を介して送信することができるように構成されるｍｍ波メッシュネットワークにおけるロバストデータルーティングが説明される。本開示では、プライマリパス及びセカンダリパスを発見するためのルーティングプロトコルルールのセットを説明する。
【００３２】
[0061]  本開示は、また、プライマリパスと空間的に相関していないセカンダリパスを発見して、遮断の影響に対して、ダイバーシティが実現されるようにする方法も教示する。このプロトコルは、プライマリパス通信とセカンダリパス通信との間の空間的再利用を可能にするｍｍ波ネットワークでの通信の特性を利用する。本開示は、更に、宛先局での、２つのルートからのデータ受信のための連係方法を提案する。
【００３３】
２．ＡＯＤＶルーティングの概要
[0063]  アドホック・オンデマンド・距離ベクトル（ＡＯＤＶ）は、多重ホップリレーを介して、エンドツーエンド通信ルートを確立するためのルーティングプロトコルである。ＡＯＤＶでは、送信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡへのルートは、以下の手順によって決定される。すなわち、（１）送信元ＳＴＡは、マルチキャストで、ＲＲＥＱフレームを送信する。（２）中間ＳＴＡは、マルチキャストで、ＲＲＥＱフレームを伝播させる。（３）宛先ＳＴＡは、ユニキャストで、送信元ＳＴＡに向けてＲＲＥＰフレームによって返信する（次のホップＳＴＡのチェーンを記憶する）。（４）中間ＳＴＡは、ユニキャストで、ＲＲＥＰを送信元ＳＴＡに向けて伝播させる（次のホップＳＴＡのチェーンを記憶する）。（５）ＲＲＥＰフレームを受信すると、送信元ＳＴＡは、次のホップＳＴＡを記憶し、ＲＲＥＱ／ＲＲＥＰハンドシェイクによってルート手順を用いて、データ通信を開始する。
【００３４】
[0064]  ＡＯＤＶルーティングプロトコル及び通常のルーティングプロトコルは、送信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡへの１つの最良のルートを発見する。これらのプロトコルは、セカンダリパスを作成して遮断に対応することはしない。したがって、ＳＴＡは、複数のストリームを送信してエンドツーエンドの伝送を堅固にすることはない。
【００３５】
３．既存のＲＴＳ／ＣＴＳ手順
[0066]  図１は、８０２．１１ａｄ仕様に記載されるような従来技術のＣＴＳフレームの例を示し、フィールドを示し、図の上方にフィールド番号を示し、フレーム図の下方にフィールド当たりのオクテット数を示す。送信要求（ＲＴＳ）、送信可（ＣＴＳ）は、データ通信手順であると理解される。ＣＴＳフレームは、以下のフィールド、すなわち、（１）フレーム制御、（２）持続期間、（３）受信機アドレス（ＲＡ）、（４）送信機アドレス（ＴＡ）、（５）フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）で示される。８０２．１１ＷＬＡＮシステムでは、ＲＴＳ／ＣＴＳ手順を用いて、特定のリンク上のデータ伝送を保護する。
【００３６】
[0067]  ＲＴＳフレームに応じて送信される全ての方向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ＣＴＳフレームの場合、持続期間値は、直前のＲＴＳフレームの持続期間フィールドから得られる値から、ＤＭＧＣＴＳフレームを送信するのに必要な時間（マイクロ秒）及びその短フレーム間空間（ＳＩＦＳ）間隔を差し引いたものである。それ以外の場合では、持続期間フィールドは、送信スロット時間の残りの持続期間に設定される。
【００３７】
[0068]  フレームのＲＡフィールドは、ＤＭＧＣＴＳが応答である直前のＲＴＳフレームのＴＡフィールドからコピーされる。ＴＡフィールドは、ＤＭＧＣＴＳフレームを送信するＳＴＡのＭＡＣアドレスである。
【００３８】
４．ロバストルーティングの実施形態
[0070]  ｍｍ波メッシュネットワークを例示として説明するが、これに限定されるものではなく、説明されるプロトコルは、ｍｍ波メッシュネットワークとして見なされないいくつかのノード間無線通信の場合に適用可能であると理解される。
【００３９】
[0071]  図２は、送信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡへのルーティングパス例１０を示すトポロジ図であり、リンク失敗になるデータ伝送時、選択されたパスが遮断された場合を示す。図中、ＳＴＡＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥは、一例として、ローカル無線メッシュ内に示される。送信元ＳＴＡＡから中間ＳＴＡＣを介して宛先ＳＴＡＥに至るルーティングパス１２は、遮断された状態が示される（１４）。
【００４０】
[0072]  ＳＴＡ又は周囲の移動により、リンク遮断が発生する可能性がある。図中、送信元ＳＴＡ「Ａ」は、宛先ＳＴＡ「Ｅ」に向けられるパケットを有する。オンデマンドルーティングプロトコルを用いて、送信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡに選択されるパスが示される（１２）。データ伝送が開始した後、このパスは遮断された（１４）。遮断が十分な期間続く場合、再送信及びフィードバックメッセージングの両方が失敗する。ｍｍ波ネットワークにおいて、この遮断を検出し、それから回復するための技術を用いること、例えば、自己回復ルーティング手順を実行することは、著しいメッセージングオーバヘッド及び時間の消費を伴う。
【００４１】
４．１  ロバストルーティングの概要
[0074]  図３は、ルーティングトポロジ例１０’を示し、図２と同じ状況を示すが、この場合、開示されるプロトコルは、プライマリパス（実線）１２及びセカンダリパス（破線）１６の両方を介して、送信元ＳＴＡ（この例では、ＳＴＡＡ）から、２つのパスからの信号を処理する宛先ＳＴＡ（この例では、ＳＴＡＥ）にルーティングするように構成される。プライマリパスで発生する遮断物１４にかかわらず、セカンダリパスの送信があるので、通信機能停止は発生しない。
【００４２】
[0075]  プライマリデータ及びセカンダリデータを同じパスに沿ってＳＴＡＡからＳＴＡＣを介してＳＴＡＥにルーティングしても、遮断の状況を克服しないことを理解されたい。しかしながら、パスダイバーシティ１６の形態を導入すると、図に見られるように、ｍｍ波におけるデータルーティングのロバスト性を実現することができる。図に示すように、セカンダリパス１６によって、送信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡまで中断することなく、通信を行うことができる。送信元ＳＴＡは、両方のパスを利用して、同じデータを宛先に同時に送信することができる。
【００４３】
４．２  遮断及びセカンダリパスの受信品質への影響
[0077]  ｍｍ波通信では、リンク遮断は、受信ＳＴＡでの受信信号電力の著しい信号損失（例えば、最も多くの場合、近似的に１８〜３０ｄＢの損失の範囲）を引き起こす可能性がある。高い自由空間パス損失（ＦＳＰＬ）及び大きいＯ2／Ｈ2Ｏ吸収により、ｍｍ波周波数内に存在する既にタイトなリンクバジェットに鑑みて、この遮断損失は、リンクを働かなくさせ得る。
【００４４】
[0078]  図４は、いくつかのケース、すなわち、（ａ）遮断されない場合のプライマリパス、（ｂ）遮断される場合のプライマリパス、（ｃ）遮断されない場合の両方のパス、（ｄ）パスの１つが遮断された状態の両方のパスからの受信信号強度（ＲＳＳ）（ｄＢｍスケールを仮定）のいくつかの代表的な比較を示す。この例では、例えば、障害物のないプライマリパスは、障害物（遮断）のある−６０ｄＢｍのプライマリパスであり、２０ｄＢの損失を含み、−８０ｄＢｍのＲＳＳになる。
【００４５】
[0079]  宛先ＳＴＡのＲＳＳは、プライマリパス及びセカンダリパスの両方に障害物がない場合、−５７ｄＢｍであり、この例では、図の棒グラフ（ｃ）に対応する。ｄＢスケールでは、各パスからのＲＳＳが等しいと仮定して、受信機で両方のパスからの電力を組み合わせるとき、信号の３ｄＢの増加が得られる。
【００４６】
[0080]  図の棒グラフ（ｄ）は、１つのパスのみが塞がれる場合の宛先ＳＴＡのＲＳＳを示す。塞がれたパスは、ｄＢスケールで、ＲＳＳに小さい追加を与えて、障害物のないパスのＲＳＳが−６０ｄＢｍ、塞がれたパスが−８０ｄＢｍである場合、その結果得られるＲＳＳが−５９．９６になるようになっている。図からケース（ｂ）及び（ｄ）を比較すると、遮断に対してパスダイバーシティを有することが非常に重要であることが分かる。
【００４７】
４．３  ルーティングプロトコルの構成要素
[0082]  図５Ａ〜図５Ｂは、タイムライン３８に対して、送信元３２から中間ＳＴＡ３４を介して宛先３６に至るプライマリパス及びセカンダリパスを確保するメッセージングフロー−タイムラインの実施形態例３０を示す。開示されるプロトコルは、拡張ＲＲＥＱ及び拡張ＲＲＥＰとそれぞれ呼ばれる変更ＲＲＥＱ及びＲＲＥＰ情報要素の使用に応じて、送信元ＳＴＡから宛先ＳＴＡにプライマリパス及びセカンダリパスを設定する。
【００４８】
[0083]  図５Ａのフローに続いて、プロトコルは、送信元ＳＴＡ３２によってトリガされ、空間ストリームを、ロバスト送信で、中間ＳＴＡを介して宛先ＳＴＡに送信しようとしている（４０）。ルーティングプロトコルは、ルートフラグをプライマリに設定して、拡張ＲＲＥＱを中間ノード（ＳＴＡ）に同報する（４２）ことによって開始する。送信元ＳＴＡ、宛先ＳＴＡ及び中間ＳＴＡ（存在し得るリレー）におけるプライマリルートのためのルールは、ベースラインルーティングプロトコルのルールに従い、これは、一例として、ＭＩＭＯ機能によるパスメトリックコストの調整を除いてＡＯＤＶであるが、これに限定されるものではない。
【００４９】
[0084]  ブロック４４で、ＭＩＭＯが可能な中間ノードは、そのパスコストを良好に重み付けし、ユニキャストで、プライマリＲＲＥＱを、別の中間ＳＴＡ又は宛先ＳＴＡ３６に伝播させる（４６）。宛先局は、プライマリパスを選択し（４８）、ＲＲＥＰを送信元に向けて返送し、これは、中間ＳＴＡ３４によって選ばれ、ＲＲＥＰを送信元ＳＴＡ３２に伝播させ（５０）、プライマリルートを確保する（５２）。
【００５０】
[0085]  プライマリルートが確保されると、送信元ＳＴＡは、ルートフラグをセカンダリに設定して、拡張ＲＲＥＱを送信する（５２）ことによって、セカンダリルートのパス発見をトリガする（５２）。次に、図５Ｂに見られるように、中間ＳＴＡは、変更されたＡＯＤＶを実行し（５４）、ＭＩＭＯ機能及びセカンダリ独立性のためコスト調整を行い、その後、ユニキャスト技術を用いて、このセカンダリＲＲＥＱを、別の中間ＳＴＡ又は宛先ＳＴＡ３６に伝播させ（５６）、ここで、セカンダリルートのパスコストを評価し（５８）、セカンダリパスを選択し、ＲＲＥＰを中間ＳＴＡ３４に送信する。次に、中間ＳＴＡ３４は、このセカンダリＲＲＥＰを、送信元ＳＴＡ３２に伝播させ（６０）、ここで、セカンダリルートを確保し（６２）、同じコンテンツを、プライマリルート及びセカンダリルートの両方を介して送信する（６４）。
【００５１】
[0086]  開示されるプロトコルによれば、中間ＳＴＡ及び宛先ＳＴＡは、セカンダリＲＲＥＱに対して異なった処理をする。それらは、開示されるプロトコルにおいて、特定のルールを用い、それは、以下のことを奨励する。（ａ）空間多重化及びＭＵ−ＭＩＭＯなどのアドバンスト物理層ＭＩＭＯ通信スキームを用いることができるように、プライマリルート及びセカンダリルート上にＭＩＭＯＳＴＡを含むこと。（ｂ）プライマリルートと重ならないエンドツーエンドルートを発見すること。
【００５２】
[0087]  図６及び図７は、それぞれ、拡張ルーティング要求（ＲＲＥＱ）情報エンティティ（ＩＥ）及び拡張ルーティング応答（ＲＲＥＰ）ＩＥの実施形態例を示す。
【００５３】
[0088]  図６では、ＲＲＥＱフィールドは、以下のように示される。
１：ＩＥＩＤ−この送信元のためのＲＲＥＱのシーケンス識別子
２：長さ−ＲＲＥＱＩＥの長さ
３：ＳＡ−送信元アドレス
４：ＳＳＥＱ−ルートに関連付けられる送信元シーケンス番号
５：ブロードキャストＩＤ−送信元によって各ＲＲＥＱ毎にインクリメントされる
６：ＤＡ−宛先アドレス
７：ＤＳＥＱ−ルートに関連付けられる宛先シーケンス番号
８：ルートフラグ−プライマリルート又はセカンダリルートを示すフラグ
９：メトリック−パスコストメトリック
【００５４】
[0089]  図７では、ルーティング応答（ＲＲＥＰ）ＩＥのフィールドは、以下の通りである。
１：ＩＥＩＤ−この宛先のためのＲＲＥＰのシーケンス識別子
２：長さ−ＲＲＥＱＩＥの長さ
３：ＳＡ−送信元アドレス
４：ＤＡ−宛先アドレス
５：ＤＳＥＱ−ルートに関連付けられる宛先シーケンス番号
６：ルートフラグ−プライマリルート又はセカンダリルートを示すフラグ
７：寿命−ルートが有効である時間
８：メトリック−パスコストメトリック
【００５５】
[0090]  これらの要素の両方では、新しいメッセージ、すなわち、ルートフラグが追加される。ルートフラグは、拡張ＲＲＥＱＩＥ又は拡張ＲＲＥＰＩＥのためのプライマリルート又はセカンダリルートを示す１ビットの情報である。また、どの情報要素の場合でも、別個のＩＥＩＤが、この拡張ＲＲＥＱ及び拡張ＲＲＥＰのために用いられる。これにより、これらのパケットを受信するどのＳＴＡも、従来技術のＡＯＤＶプロトコルの（通常の）ＲＲＥＱ及びＲＲＥＰパケットからそれらを認識することができる。
【００５６】
４．３．１  ルーティングＣＴＳ
[0092]  ルーティングＣＴＳフレームは、変更されたＣＴＳフレームであり、これを用いて、プライマリパス及びセカンダリパスのリレーの送信を連係させる。それは、ＲＴＳフレームを用いて送信を請求しなかったＳＴＡに対する許可フレームも兼ねる。
【００５７】
[0093]  図８は、以下のフィールドを有する拡張ルーティングＣＴＳフレームのフィールドコンテンツを示す。これを図１と比較すると、このフレームは、更に、以下のフィールド、すなわち、ＳＡ、ＤＡ、寿命及び時間オフセットを含むことが容易に分かる。一般に、フレームを複数のホップにわたって送信する際、４つのタイプのアドレスフィールド、例えば、ＳＡ、ＤＡ、ＴＡ及びＲＡを用いることに留意されたい。ＳＡ（送信元アドレス）は、フレームが誰から発信されているかを示す追加フィールドである。ＳＡは、フレームが複数のホップにわたって移動するとき、複数のホップ全体を通じて変化しない。ＤＡ（宛先アドレス）は、フレームが誰に向けられているかを示す追加フィールドである。ＤＡは、フレームが複数のホップにわたって移動するとき、複数のホップ全体を通じて変化しない。ＴＡ（送信機アドレス）は、誰がフレームを物理的に送信したかを示す。ＴＡは、フレームが複数のホップにわたって移動するとき、ホップごとに異なる。ＲＡ（受信機アドレス）は、誰がフレームを物理的に受信することになっているかを示す。ＲＡは、フレームが複数のホップにわたって移動するとき、ホップごとに異なる。
１：フレーム制御：フレームのタイプについての情報、電力管理情報等を含む。
２：持続期間：直前のＲＴＳフレームの持続期間フィールドから、ＤＭＧＣＴＳフレームを送信するのに必要な時間（マイクロ秒）及びそのＳＩＦＳ間隔を差し引いたもの。
３：ＲＡ：このＣＴＳフレームを受信するように意図されたＳＴＡのＭＡＣアドレス。
４：ＴＡ：ＤＭＧＣＴＳフレームを送信するＳＴＡのＭＡＣアドレス。
５：ＳＡ：送信元（発信者）ＳＴＡのＭＡＣアドレス。
６：ＤＡ：宛先（最終）ＳＴＡアドレス。
７：寿命：ＣＴＳを受信するＳＴＡが、そのバッファ内に有するデータが有効であると見なす時間。
８：時間オフセット：ＣＴＳ受信者ＳＴＡによるデータの送信が行われる基準時間同期に対する時間オフセット。
９：ＦＣＳ：フレームコンテンツの受信を検査するフレームチェックシーケンス。
【００５８】
４．４  空間的に無相関のパスリンクの選択
[0095]  この項では、プライマリパスのリンクと空間的に無相関のリンクを有するセカンダリルーティングパスの選択の方法について説明する。ビーム形成（ＢＦ）通信において空間相関を推定する１つの方法は、角度領域内のＢＦセクタ間の差を求めることである。
【００５９】
[0096]  図９は、プライマリルート７２と、２つの存在し得るセカンダリルート７６及び７８とを示すトポロジ例７０を示す。セカンダリルート（点線）７８は、プライマリルート（実線）７２と空間的に相関していることを理解されたい。というのも、それは、同様のパスに続いて、プライマリルート７２の場合と同じ遮断物７４によって遮断される可能性があるからである。しかしながら、空間的に独立したルート（破線）７６は、プライマリルートを遮断する同じ物体によって遮断される可能性が低くなる。したがって、図には、セカンダリパスが、プライマリパスとの空間相関を考慮することなく、選択される場合を示す。この場合、遮断物は、プライマリパス及びセカンダリパスの両方を遮断し得る。一方、別の空間的に独立したルートは、プライマリルートを遮断する同じ物体によって遮断される可能性が低くなる。送信機ＳＴＡ又は受信機ＳＴＡが移動しているとき、同様の問題が生じ得る。セカンダリルートがプライマリルートと空間的に相関している場合、ルートの両方は、ＳＴＡの移動性の結果として遮断され得る。ＢＦパターンの相関の情報は、ＢＦトレーニングデータから得られる。
【００６０】
[0097]  図１０は、８０２．１１ａｄに実装されるようなＢＦセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）トレーニングの例を示す。図に、８０２．１１ａｄに実装されるようなＢＦセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）９２トレーニングの例９０が見られ、ＳＴＡ１からの送信セクタスイープ９４をイニシエータセクタスイープ９６として示し、その後に、応答機セクタスイープ９８が続き、ここで、ＳＴＡ２は、送信セクタスイープ１００を実行し、これに対して、ＳＴＡ１は、セクタスイープフィードバック１０２を生成し、これに対して、ＳＴＡ２は、セクタスイープＡＣＫ１０４を生成する。最良セクタＩＤ、アンテナＩＤ、ＳＮＲ及びビーム形成リンクプライマリテナンシー（tenancy）時間情報は、セクタスイープ（ＳＳＷ）フィードバックを用いてフィードバックされる。ＳＴＡは、ＢＦトレーニング処理により、方向性送信に関連する情報を学習する。別のＳＴＡに向ける最良セクタＩＤ情報は、記録されて空間相関計算に用いられる。
【００６１】
[0098]  図１１Ａ及び図１１Ｂは、ＳＳＷフィードバックを制御するための従来のデータ構造を示す。図１１Ａに、以下のフィールドで示されるＳＳＷフィードバックフレームが見られる。
１：フレーム制御：フレームのタイプ、電力管理情等
２：持続期間
３：ＲＡ−受信アドレス
４：ＴＡ−送信アドレス
５：ＳＳＷフィードバック
６：ＢＲＰ要求
７：ビーム形成リンクメンテナンス
８：ＦＣＳ
【００６２】
[0099]  図１１Ｂに、ＳＳＷフィードバックフィールドのサブフィールドを示す。
１：セクタ選択
２：ＤＭＧアンテナ選択
３：ＳＮＲ報告
４：必要なポーリング
５：予約状態
【００６３】
[00100]  図１２は、ｍｍ波通信におけるＳＴＡのビームパターンローブ１１０を示す。ＳＬＳＢＦトレーニングにより得られる最良セクタ情報は、セカンダリルートとプライマリルートとの相関のメトリックとして利用される。図に、プライマリパスの次のホップＳＴＡに向ける最良セクタを示し、これは、以下の部分を有する。すなわち、部分（１）１１２は、水平面に対して約２２度の別の最良セクタ（部分（２）１１４）から限られた角度だけ離間し、一方、部分（３）１１６は、セクタ（１）１１２から約９０度離間している。その結果、システムは、好ましい次のホップセカンダリパスの最良セクタとして、セクタ（３）に向けてＳＴＡを選択するように構成される。一般に、角度離間が大きくなると、ノード離間が向上するので、独立性が向上する。
【００６４】
４．５  ルーティングプロトコルの説明
４．５．１  プロトコルの動作
[00103]  図１３は、送信元ＳＴＡがプライマリルート及びセカンダリルートを確保しようとする、開示されるルーティングプロトコルの実施形態例１３０を示す。このフロー図は、送信元ＳＴＡの観点から動作を示しているにすぎず、中間ＳＴＡ及び宛先ＳＴＡで行われるアクティビティを示すものではないことに留意されたい。ベースラインルーティングプロトコルは、本開示の技術による方向性送信に合わせられるＡＯＤＶである。プロトコルは、それがオンデマンドルーティングプロトコルであると、送信元ＳＴＡによってトリガされ（１３２）、そして、その隣接局のリストにない宛先に向けられるパケットを受信する（１３４）。送信元ＳＴＡは、ルートフラグをプライマリ（例えば、０）に設定し、拡張ＲＲＥＱを作成し（１３６）、方向性モードで隣接ＳＴＡに送信する（伝送する）（１３８）ことによって、ルーティングプロトコルを開始することができる。送信元ＳＴＡ、宛先ＳＴＡ及び中間ＳＴＡ（存在し得るリレー）におけるプライマリルートのルールは、ベースラインルーティングプロトコルのルールに従う。応答が、隣接ＳＴＡから受信され（１４０）、処理され、ここで、プライマリパスの次のホップが記録される（１４２）。
【００６５】
[00104]  プライマリルートが確保された後、送信元ＳＴＡは、セカンダリルートの発見をトリガする。セカンダリルートは、プライマリルートと空間的に無相関であるように選択され、これは、プライマリパスと無相関の隣接ＳＴＡのリンクを選択する（１４４）ことで開始する。このステップは、図１５に更に詳細に示す。パスフラグは、セカンダリ（例えば、１）に設定され、ＲＲＥＱが用意され（１４６）、格付けされた隣接ノードから候補リレーに送信される（伝送される）（１４８）。これに応じて、応答（ＲＲＥＰ）が、隣接ノードから受信され（１５０）、処理されて、セカンダリパスを設定する。送信元局は、プライマリパスに沿って、データを次のホップ局に送信し（１５２）、また、セカンダリパスに沿って、データを次のホップＳＴＡに送信し（１５４）、その後、この処理は終了する（１５６）。
【００６６】
[00105]  図１４は、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を用いて中間ノードでＲＲＥＱを処理する実施形態例１７０を示す。中間ＳＴＡ及び宛先は、図に見られるように、プライマリルートと重ならないエンドツーエンドルートを発見するため、セカンダリＲＲＥＱを受信するとき、異なるルールに従う。処理は、この中間ノードで、ＲＲＥＱが受信され（１７４）、処理される（１７６）ことで開始する（１７２）。ＳＡ、ＤＡ、ブロードキャストＩＤ及びＲＲＥＱルートフラグの検査が行われて（１７８）、これらが前のＲＲＥＱと同じかどうかを判定する。それらが同じ場合、受信されたＲＲＥＱは、セカンダリとして指定され（１８０）、ＲＲＥＱはドロップされて（１８２）、処理を終了する（１８４）。そうでなければ、ブロック１７８で、これらのフィールドが前のＲＲＥＱと同じではない場合、ブロック１８６が実行されて、ＲＲＥＱフラグがプライマリに設定されているか検査する。それがプライマリに設定されていない場合、ブロック１８８が、受信された前のＲＲＥＰが同じＳＡ、ＤＡ及びＢＣＩＤを有するか検査を行う。前のＲＲＥＰがこれらの同じフィールド値を有していた場合、ブロック１８２にジャンプして、ＲＲＥＱをドロップし、処理を終了する（１８４）。そうでなければ、ブロック１８６で検査されたルートフラグがプライマリであるか、又はブロック１８８で検査された前のＲＲＥＰが同じ値を有さなかった場合、ブロック１９０が実行されて、パスコストメトリックを更新し、ＲＲＥＱを隣接ＳＴＡに転送し、その後、処理を終了する（１８４）。
【００６７】
４．５．２  プライマリパスと無相関のリンク選択ＳＴＡ
[00107]  送信元ＳＴＡは、プライマリパスを確保した後、いくつかの選択された隣接ＳＴＡに送信されるセカンダリＲＲＥＱを用意する。先に説明したように、ＢＦトレーニング情報が検索されて、プライマリパスの次のホップリレーに対する最良セクタと高い相関がある最良セクタを有するＳＴＡを選択することを排除する。
【００６８】
[00108]  図１５は、プライマリパスと無相関である隣接ＳＴＡのリンクを選択する処理１９０を示す。この処理は、最良セクタ情報がプライマリパスの次のホップＳＴＡに向けて検索される（１９４）ことで開始する（１９２）。次に、最良セクタ空間角度θが、プライマリパスの次のホップＳＴＡに向けて記録される（１９６）。空間相関閾値αが、設定され（又は予め設定されており）（１９８）、次に、Ｎ個の隣接局のリストが検索され（２００）、ローカルリスト（ループカウンタ）が初期化される（２０２）。ループチェック２０４が行われて（代替的に、チェックはループの下部にすることができる）、Ｎ個の隣接局の全てに対して、ローカルループが実行されたかチェックする。ｙｅｓの場合、ブロック２０６が実行されて、Ｋ個のＳＴＡの更新されたリストを保存し、処理を終了する（２０８）。そうでなければ、ループが実行され、最良セクタ情報が、ｎ番目のＳＴＡに向けて検索され（２１０）、ｎ番目のＳＴＡに向ける最良セクタ空間角度φ（ｎ）が記録される（２１２）。次に、空間角度θ−φ（ｎ）の絶対値が空間相関閾値αよりも小さいかチェックする（２１４）。空間角度が閾値よりも小さくない場合、ＳＴＡは許容可能であり（リストに残り）、ブロック２１８にジャンプして、ループカウンタをインクリメントし、ループの上部で、ブロック２０４にジャンプして戻る。そうでなければ、ダイバーシティが不十分な角度で、ブロック２１６が実行されて、ｎ番目のＳＴＡが、リストのトップに戻る前に、信頼できるピアＳＴＡリストから落とされる。
【００６９】
[00109]  図１６は、角度に基づくＳＴＡＡ、Ｂ及びＣに対するルート選択処理の幾何学図２３０である。角度αは、一方のＳＴＡの遮断は他方のＳＴＡに影響を及ぼさないと仮定して、２つのＳＴＡの間の最小距離ｄ＿ｍｉｎに基づいて選択することができることが分かる。図中、値ｒ＿ａｖｇは、送信ＳＴＡ「Ａ」と２つの候補リレー「Ｂ」及び「Ｃ」との間の平均距離である。例えば、ｄ＿ｍｉｎ＝０．５メートル、ｒ＿ａｖｇ＝２メートルの場合、基礎幾何学から、内接角度推測及びタレスの定理を用いて、以下のようになる。
0006826330.tif 000002
この例では、αは、近似的に１５度である。
【００７０】
[00110]  この閾値αを利用して、プライマリパスのリレーに向ける最良セクタ水平角度θを、セカンダリパスのｎ番目の候補リレーに向ける最良セクタ水平角度φ（ｎ）と比較する。この手順の終わりに、Ｎ個の信頼できるＳＴＡからのＫ個のＳＴＡが、プライマリパスリレーのリンクと空間的に無相関のリンクを有すると仮定される。
【００７１】
[00111]  図１７Ａ〜図１７Ｅは、ＳＴＡＡ〜Ｇで示すｍｍ波メッシュネットワーク例上の開示されるルーティングプロトコルの適用を示す。特に、各図は、図１７Ａに示すＳＴＡの間の双方向リンクを示すネットワーク上のプライマリパス及びセカンダリパスの発見の例を示す。図１７Ｂに、プライマリＲＲＥＱ（実線）の伝播を示す。図１７Ｃに見られるように、プライマリルートが選択される。図１７Ｄに、本実施形態で説明されるルールによるセカンダリパス（破線）のためのＲＲＥＱの伝播が見られ、×印は、受信ＳＴＡでのＲＲＥＱパケットのドロップを示す。図１７Ｅに、セカンダリルートが選択された状態が見られる。
【００７２】
[00112]  したがって、上記の図で、メッシュネットワーク例は、開示されるルーティングプロトコルを用いてデータを交換するＳＴＡを示した。まず、プライマリフラグを有する拡張ＲＲＥＱが、（図１７ＢのＳＴＡＡから）伝播されて、プライマリパスの発見を可能にする。送信元でＲＲＥＰを受信し、プライマリパスの発見を確保した後（図１７Ｃに見られる）、セカンダリパスＲＲＥＱが伝播される（図１７Ｄ）。図では、セカンダリＲＲＥＱをＳＴＡＣへのリンクとしてＳＴＡＣに送信しないように決められた送信元ＳＴＡ（ＳＴＡＡ）は、プライマリパスのＳＴＡＤへのリンクと高い空間相関を有する。更に、プライマリパスの中間ＳＴＡは、セカンダリパスに対するいずれの受信ＲＲＥＱもドロップし（×印で示す）、セカンダリパスＲＲＥＱがＳＴＡＤに到着するように構成される。提案されるルーティングプロトコルを用いてセカンダリパスを確保すると（図１７Ｅ）、同じデータコンテンツが、２つのルートで同時に送信される。
【００７３】
[00113]  開示されるルーティングプロトコルは、リンク遮断、アンテナのミスアラインメント、チャネルのフェージング効果、及び信号レベルを低下させる同様の場合にかかわらず、データルーティングのロバスト性及び信頼性を向上させることが期待される。
【００７４】
５．宛先ＳＴＡでの２つのルートからのデータ受信
５．１  非連係受信
[00116]  宛先ＳＴＡが２つのルートからのデータコンテンツを処理するための最も簡単な方法は、全く連係せずにデータを受信することである。ＯＳＩモデルのより高い層は、パケットのいかなる重複も検出し、重複パケットをドロップすることができる。
【００７５】
[00117]  図１８は、プライマリパスの最後のホップリレー及びセカンダリパスの最後のホップリレーによるデータ伝送、及び宛先によって送信される確認応答を示す。これらの送信は、非連係である。セカンダリパスの最後のホップリレーから宛先で受信されるパケットは、重複と指定され、ドロップされる（図中、×印で示す）。これらのパケットは、プライマリパスから宛先ＳＴＡによって正しく受信されている。
【００７６】
５．２  連係受信−受信信号電力の組み合わせ
[00119]  宛先ＳＴＡでの２つのルートからのデータコンテンツの受信は、連係することができる。少なくとも１つの実施形態では、本開示は、物理層での最後のホップリレーからの受信信号の組み合わせを可能にすることによって、連係を行う。この組み合わせは、受信信号強度全体を向上させることにより、受信エラーの可能性を減らす。
【００７７】
[00120]  図１９は、これらのデータ伝送の連係を示す。ＲＴＳが、プライマリリレーによって送信され、これに対して、宛先が、ＣＴＳフレームによって、両方のリレーに応答する。ＣＴＳフレームは、宛先と両方のリレーとの間の伝播時間及びハンドシェイク処理に消費される時間の情報が与えられた送信時間を指定する。このハンドシェイク処理によって、ほとんど全く同時に、両方のリレーから２つの信号を受信することができる。次の図に、このタイプの連係に必要なメッセージングを示す。
【００７８】
[00121]  図２０は、ハンドシェイク期間２９２及びデータ伝送期間２９４を実行するとき、プライマリリレー、セカンダリリレー、及び宛先ＳＴＡの間の上記の形態の連係を行うためのメッセージングフロー２９０を示す。ハンドシェイク２９２の時、プライマリリレーは、データルーティング方向性ＲＴＳフレームを送信する（２９６）。宛先ＳＴＡは、データルーティング方向性ＣＴＳフレームをプライマリリレーに送信する（２９８）。宛先ＳＴＡは、データルーティング方向性ＣＴＳフレームをセカンダリリレーに送信する（３００）。データ伝送期間２９４では、プライマリリレーは、データを宛先ＳＴＡに送信する（３０２）。セカンダリリレーは、データを宛先ＳＴＡに送信する（３０４）。宛先ＳＴＡは、確認応答（ＡＣＫ）をプライマリリレーに送信する（３０６）。宛先ＳＴＡは、確認応答（ＡＣＫ）をセカンダリリレーに送信する（３０８）。
【００７９】
[00122]  図２１Ａ及び図２１Ｂは、プライマリリレー及びセカンダリリレーから宛先ＳＴＡでの同時データパケット受信を示す、宛先ＳＴＡに実装される論理（プログラミング）の実施形態例３１０を示す。図２１Ａで、実行が開始し（３１２）、ＲＴＳがプライマリリレーから受信され（３１４）、処理される（３１６）。次に、宛先ＳＴＡは、プライマリリレーに向けてＢＦ重みを付与する（３１８）。次に、ルーティングＣＴＳが、プライマリリレーに送信される（３２０）。次に、セカンダリリレー情報が検索され（３２２）、これに対して、送信ＢＦ重みが付与され（３２４）、このとき、ルーティングＣＴＳが、セカンダリリレーに送信される（３２６）。プライマリリレー及びセカンダリリレーから、データが受信され、処理される（３２８）。その後、図２１Ｂでは、データが正しく受信されたかチェックする（３３０）。正しく受信された場合、送信ＢＦ重みが、プライマリリレーに向けて付与され（３３２）、ＡＣＫフレームが、プライマリリレーに送信される（３３４）。同様に、ＢＦ重みが、セカンダリリレーに向けて付与され（３３６）、ＡＣＫフレームが、セカンダリリレーに送信され（３３８）、処理を終了する（３４０）。ブロック３３０に戻ると、データが正しく受信されなかった場合、間違って受信されたパケットはドロップされ（３４２）、処理が終了する（３４０）。
【００８０】
５．２  連係受信−セカンダリルートからの条件付き受信
[00124]  図２２Ａ及び図２２Ｂは、プライマリリレー、宛先ＳＴＡ、及びセカンダリパスリレーによる送信の実施形態例３５０、３７０を示す。図２２Ａに、データが、宛先でプライマリパスリレーによって正しく受信されている状態を示す。図２２Ｂには、プライマリリレーからのデータ受信が宛先ＳＴＡにより失敗したと見なされたので、セカンダリパスリレーによるデータ伝送がトリガされた状態を示す。
【００８１】
[00125]  上記の例は、宛先ＳＴＡでの２つのルートからのデータコンテンツの受信の別の形態を示す。宛先ＳＴＡは、プライマリパスのリレーからデータパケットを正しく受信すると、この受信に対してプライマリパスのリレーに応答する。セカンダリパスのリレーは、通信の請求を受信しなかったので、パケットをドロップする。この条件は、図２２Ａに見られる。一方、データがプライマリリレーから宛先で誤って受信されると、宛先ＳＴＡは、図２２Ｂに示すように、ＣＴＳフレームを介して、セカンダリパスのリレーにデータパケットを送信するように請求する。
【００８２】
[00126]  図２３は、プライマリパスリレーによる送信が失敗したときのセカンダリパスリレーによるデータ伝送のためのメッセージングシーケンス３９０を示す。図の上部に、プライマリリレー、セカンダリリレー、及び宛先ＳＴＡが見られる。プライマリリレーは、データを宛先ＳＴＡに送信し（３９２）、これに応じて、宛先ＳＴＡは、ルーティングＣＴＳ方向性フレームをセカンダリリレーに送信する（３９４）。このセカンダリリレーは、データを宛先ＳＴＡに送信し（３９６）、宛先ＳＴＡは、ＡＣＫをセカンダリリレーに送り返す（３９８）。
【００８３】
[00127]  図２４Ａ及び図２４Ｂは、セカンダリＳＴＡから宛先ＳＴＡでの条件付きデータパケット受信の実施形態例４１０を示す。図２４Ａで、処理が開始し（４１２）、ＲＴＳがプライマリリレーから受信され（４１４）、そのＲＴＳパケットコンテンツが処理される（４１６）。送信ＢＦ重みが、プライマリリレーに向けて付与され（４１８）、プライマリリレーに送信される（４２０）。次に、プライマリリレーからのデータが、処理される（４２２）。チェックを行って、データが正しく受信されたかを判定する（４２４）。正しく受信された場合、送信ＢＦ重みが、プライマリリレーに向けて付与され（４２６）、図２４Ｂに見られるように処理が終了する（４３０）前に、ＡＣＫフレームがプライマリリレーに送信される（４２８）。そうでなければ、ブロック４２４で、データが正しく受信されなかった場合、図２４Ｂで、セカンダリリレー情報が検索され（４３２）、送信ＢＦ重みが、セカンダリリレーに向けて付与され（４３４）、ルーティングＣＴＳフレームが、セカンダリリレーに送信される（４３６）。データが、セカンダリリレーから受信され、処理され（４３８）、データが正しく受信されたかチェックする（４４０）。正しく受信された場合、処理が終了する（４３０）。そうでなければ、間違って受信されたパケットは、処理を終了する（４３０）前に、ドロップされる（４４２）。
【００８４】
[00128]  図２５は、本開示の技術による動作のために構成される単入力単出力（ＳＩＳＯ）局（ＳＴＡ）の実施形態例４９０を示す。送信元／受信装置から、バス４９６への接続４９４を介して、メモリ４９８、コントローラ５０２、ＴＸデータプロセッサ５００、及びＲＸデータプロセッサ５０４に接続するデータ線４９２が見られる。変調器５０８及び復調器５１０を有する変調器／復調器（モデム）５０６が示され、これは、アンテナ５１４を有する空間プロセッサ５１２に結合される。ＴＸデータプロセッサ５００は、変調器５０８を介する出力のために結合され、ＲＸデータプロセッサ５０４は、復調器５１０からの入力のために結合される。
【００８５】
[00129]  コントローラは、メモリにアクセスし、制御信号をＴＸデータプロセッサに供給して、データ受信装置からのビットにアクセスし、スクランブル、コーディング、生データのインタリービング、及びデータシンボル又はＲＸプロセッサへのマッピングを行って、受信されたデータシンボルをデマップし、デインタリービング、デコーディング、及びスクランブル解除処理を行うことに留意されたい。変調器は、デジタルシンボルを処理し、アナログシンボルに変調する。復調器は、アナログシンボルを受信し、デジタルシンボルに復調する。
【００８６】
[00130]  局が送信信号に対してビーム形成を行うとき、利用されるビームパターンは、ＴＸデータプロセッサ５００から変調器／復調器５０６に命令される。変調器／復調器は、与えられたコマンドを解読し、アナログ空間プロセッサ５１２に与えるコマンドを生成する。その結果、アナログ空間プロセッサ５１２は、その送信アンテナ要素の各々の位相をずらして、命令されたビームパターンを形成する。局が受信信号に対してビーム形成を行うとき、用いられるビームパターンは、コントローラ５０２及びＲＸデータプロセッサ５０４から変調器／復調器５０６に命令される。変調器／復調器５０６は、与えられたコマンドを解読し、アナログ空間プロセッサ５１２に与えるコマンドを生成する。その結果、アナログ空間プロセッサ５１２は、その受信アンテナ要素の各々の位相をずらして、命令されたビームパターンを形成する。局が信号を受信すると、受信された信号は、アナログ空間プロセッサ５１２、変調器／復調器５０６及びＲＸデータプロセッサ５０４を介してコントローラ５０２に供給される。コントローラ５０２は、受信された信号の内容を決定し、適当なリアクションをトリガし、上記のように情報をメモリ４９８に記憶する。上記の管理フレーム、交換パケットの全ては、コントローラ５０２によって決定され、生成される。パケットを放送で送信したいとき、コントローラ５０２によって生成されるパケットは、ＴＸデータプロセッサ５００及び変調器／復調器５０６を介してアナログ空間プロセッサ５１２に供給され、送信ビームパターンは、同時に、上記のように制御される。
【００８７】
[00131]  図２６は、本開示の技術による動作のために構成される多入力多出力（ＭＩＭＯ）局（ＳＴＡ）の実施形態例５３０を示す。コントローラ、変調器及び復調器は、前の実施形態について説明したのと同じ基本機能を実行することに留意されたい。ＴＸ空間プロセッサは、空間ストリームの空間プリコーディング及び空間マッピングを行って、送信チェーンを整合させる。ＲＸ空間プロセッサは、異なる受信チェーンから受信される空間ストリームの空間デマッピングを行い、空間デコーディングを行う。
【００８８】
[00132]  送信元／受信装置から、バス５３６への接続５３４を介して、メモリ５３８、コントローラ５４２、ＴＸデータプロセッサ５４０、及びＲＸデータプロセッサ５４４に接続するデータ線５３２が見られる。複数の入力及び出力があることに鑑みて、ＴＸデータプロセッサ５４０は、コントローラ５４２及びＴＸ空間プロセッサ５４６の両方に結合する。同様に、ＲＸデータプロセッサ５４４は、コントローラ５４２に結合し、ＲＸ空間プロセッサ５４８からデータを受信する。複数の変調／復調（モデム）装置５５０ａ〜５５０ｎ（例えば、２つ又はそれ以上）が、複数のアンテナ５５８を有するアナログ空間プロセッサ５５６に結合される。変調／復調装置５５０ａ〜５５０ｎの個々の変調器５５２ａ〜５５２ｎは、ＴＸ空間プロセッサ５４６からＴＸ入力を受信する。同様に、変調／復調装置５５０ａ〜５５０ｎの個々の復調器５５４ａ〜５５４ｎは、アナログ空間プロセッサ５５６のアンテナ５５８からＲＸ入力を受信し、その後、復調がＲＸ空間プロセッサ５４８に渡される。
【００８９】
[00133]  局が送信信号に対してビーム形成を行うとき、用いられるビームパターン及びＭＩＭＯ構成は、ＴＸデータプロセッサ５４０からＴＸ空間プロセッサ５４６及び変調／復調装置５５０ａ〜５５０ｎに命令される。変調／復調装置５５０ａ〜５５０ｎは、与えられたコマンドを解読し、アナログ空間プロセッサ５５６に与えるコマンドを生成する。その結果、アナログ空間プロセッサ５５６は、その送信アンテナ要素５５８の各々の位相をずらして、命令されたビームパターン及びＭＩＭＯ構成を形成する。局が受信信号に対してビーム形成を行うとき、用いられるビームパターンは、コントローラ５４２及びＲＸ空間プロセッサ５４８から変調／復調装置５５０ａ〜５５０ｎに命令される。変調／復調装置５５０ａ〜５５０ｎは、与えられたコマンドを解読し、アナログ空間プロセッサ５５６に与えるコマンドを生成する。その結果、アナログ空間プロセッサ５５６は、その受信アンテナ要素の各々の位相をずらして、命令されたビームパターンと、ＭＩＭＯ構成とを形成する。局が信号を受信すると、受信された信号は、アナログ空間プロセッサ５５６、変調／復調装置５５０ａ〜５５０ｎ及びＲＸ空間プロセッサ５４８を介してコントローラ５４２に供給される。コントローラ５４２は、受信された信号の内容を決定し、適当なリアクションをトリガし、上記のように情報をメモリ５３８に記憶する。上記の管理フレーム、交換パケットの全ては、コントローラ５４２によって決定され、生成される。パケットを放送で送信したいとき、コントローラ５４２によって生成されるパケットは、ＴＸデータプロセッサ５４０、ＴＸ空間プロセッサ５４６及び変調／復調装置５５０ａ〜５５０ｎを介してアナログ空間プロセッサ５５６に供給され、送信ビームパターンは、同時に、上記のように制御される。
【００９０】
[00134]  提示される技術で説明される改良は、様々な無線通信装置内に容易に実装することができる。また、無線データ通信装置は、通常、１つ又はそれ以上のコンピュータプロセッサ装置（例えば、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、コンピュータ対応ＡＳＩＣ等）と、命令を記憶する１つ又はそれ以上の関連するメモリ（例えば、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ、コンピュータ可読媒体等）とを含むように実装され、これによって、メモリに記憶されるプログラミング（命令）は、プロセッサ上で実行されて、本明細書で説明する様々な処理方法のステップを実行することを理解されたい。
【００９１】
[00135]  また、これらの計算システムのコンピュータ可読媒体（命令を記憶するメモリ）は、「非一時的」なものであり、これは、あらゆる全ての形式のコンピュータ可読媒体を含み、唯一の例外は一時的な伝播信号であることを理解されたい。したがって、開示される技術は、あらゆる形式のコンピュータ可読媒体を含むことができ、これは、ランダムアクセスのもの（例えば、ＲＡＭ）、周期的リフレッシュが必要なもの（例えば、ＤＲＡＭ）、経時劣化するもの（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ディスク媒体）、又は短期間だけ及び／又は電源があるときのみデータを記憶するものを含むが、唯一の限定として、「コンピュータ可読媒体」という用語は、一時的な電子信号に適用することができない。
【００９２】
[00136]  本技術の実施形態は、コンピュータプログラム製品としても実装できる、本技術の実施形態による方法及びシステム、及び／又は手順、アルゴリズム、ステップ、動作、数式又はその他の計算表現のフロー図を参照して、本明細書で説明することができる。この点、フロー図の各ブロック又はステップ、及びフロー図のブロック（及び／又はステップ）の組み合わせ、及びあらゆる手順、アルゴリズム、ステップ、動作、式、又は計算表現は、ハードウェア、ファームウェア、及び／又はコンピュータ可読プログラムコードの形で具体化された１つ又はそれ以上のコンピュータプログラム命令を含むソフトウェアなどの様々な手段によって実装することができる。理解されるように、このようなあらゆるコンピュータプログラム命令は、以下に限定されるわけではないが、汎用コンピュータ又は専用コンピュータ、又は機械を生産するためのその他のプログラマブル処理装置を含む１つ又はそれ以上のコンピュータプロセッサによって実行して、コンピュータプロセッサ又はその他のプログラマブル処理装置上で実行されるコンピュータプログラム命令が、特定される機能を実施するための手段を生み出すようにすることができる。
【００９３】
[00137]  したがって、本明細書で説明したフロー図のブロック、及び手順、アルゴリズム、ステップ、動作、式、又は計算表現は、特定の機能を実行するための手段の組み合わせ、特定の機能を実行するためのステップの組み合わせ、及びコンピュータ可読プログラムコード論理手段の形で具体化されるような、特定の機能を実行するためのコンピュータプログラム命令をサポートする。また、本明細書で説明したフロー図の各ブロック、及び手順、アルゴリズム、ステップ、動作、式、又は計算表現、及びこれらの組み合わせは、特定の機能又はステップを実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステム、又は専用ハードウェアとコンピュータ可読プログラムコードの組み合わせによって実装することもできると理解されるであろう。
【００９４】
[00138]  更に、コンピュータ可読プログラムコードなどの形で具体化されるこれらのコンピュータプログラム命令を、コンピュータプロセッサ又はその他のプログラマブル処理装置に特定の態様で機能するように指示することができる１つ又はそれ以上のコンピュータ可読メモリ又はメモリ装置に記憶して、これらのコンピュータ可読メモリ又はメモリ装置に記憶された命令が、（単複の）フロー図の（単複の）ブロック内に指定される機能を実施する命令手段を含む製造の物品を生産するようにすることもできる。コンピュータプログラム命令をコンピュータプロセッサ又はその他のプログラマブル処理装置によって実行し、コンピュータプロセッサ又はその他のプログラマブル処理装置上で一連の動作ステップが実行されるようにしてコンピュータで実施される処理を生成し、コンピュータプロセッサ又はその他のプログラマブル処理装置上で実行される命令が、（単複の）フロー図の（単複の）ブロック、（単複の）手順、（単複の）アルゴリズム、（単複の）ステップ、（単複の）動作、（単複の）式、又は（単複の）計算表現に特定される機能を実施するためのステップを提供するようにすることもできる。
【００９５】
[00139]  更に、本明細書で使用する「プログラミング」又は「実行可能なプログラム」という用語は、本明細書で説明した１つ又はそれ以上の機能を実行するために１つ又はそれ以上のコンピュータプロセッサが実行できる１つ又はそれ以上の命令を意味すると理解されるであろう。命令は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで具体化することができる。命令は、装置の非一時的媒体にローカルに記憶することも、又はサーバなどに遠隔的に記憶することもでき、或いは命令の全部又は一部をローカル又は遠隔的に記憶することもできる。遠隔的に記憶された命令は、１つ又はそれ以上の要因に基づいて、ユーザが開始することによって又は自動的に装置にダウンロード（プッシュ）することができる。
【００９６】
[00140]  更に、本明細書で使用するプロセッサ、コンピュータプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）及びコンピュータという用語は、命令、並びに入力／出力インタフェース及び／又は周辺装置との通信を実行できる装置を示すために同義的に使用され、プロセッサ、コンピュータプロセッサ、ＣＰＵ及びコンピュータという用語は、単一又は複数の装置、単一コア及びマルチコア装置、及びその変形形態を含むことを意図するものであると理解されるであろう。
【００９７】
[00141]  本明細書の説明から、本開示は、限定ではないが以下の内容を含む複数の実施形態を含むと理解されるであろう。
【００９８】
[00142]  １．（ａ）他の無線通信局と無線通信するように構成される無線通信回線と、（ｂ）前記無線通信回線に結合されるコンピュータプロセッサと、（ｃ）前記コンピュータプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的コンピュータ可読メモリと、を備える無線通信装置であって、（ｄ）前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、（ｄ）（ｉ）ルーティングプロトコルを利用して、前記他の無線通信局と通信するステップと、（ｄ）（ｉｉ）中間無線通信局を介して、宛先無線通信局との通信を確立する際、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を行うステップと、（ｄ）（ｉｉｉ）前記プロセッサによって、候補中間局に向けてＢＦトレーニング情報を用いて、プライマリパス及びセカンダリパスのためのアンテナパターンが空間的に無相関であるように、前記プライマリパス及びセカンダリパスの中間局が選択されることを決定するステップと、（ｄ）（ｉｖ）前記セカンダリパスで受信されるデータに応じて、前記プライマリパスのリンク遮断を克服するべく、前記宛先無線通信局によって受信するために、前記プライマリパスでデータを送信し、前記セカンダリパスで同じデータを送信するステップと、を含むステップを実行する、無線通信装置。
【００９９】
[00143]  ２．前記命令は、前記コンピュータによって実行されると、非連係受信、受信信号電力を組み合わせることによる連係受信、又はセカンダリルーティングパスからの条件付き受信を用いる連係受信からなる受信タイプのグループから選択される受信を宛先局で行うように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１００】
[00144]  ３．前記命令は、前記コンピュータによって実行されると、送信要求（ＲＴＳ）、送信可（ＣＴＳ）手順を利用するように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０１】
[00145]  ４．前記命令は、前記コンピュータによって実行されると、変更されたＲＴＳフレーム及びＣＴＳフレームを利用して、前記プライマリパス及びセカンダリパスの両方の送信を連係させるように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０２】
[00146]  ５．前記命令は、前記コンピュータによって実行されると、中間局に、セカンダリパスセグメントが前記プライマリパスの一部ではないかどうかを判定させ、パスコストメトリックの調整を行わせて、前記セカンダリパスが前記プライマリパスから独立していることを確実にするように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０３】
[00147]  ６．前記命令は、前記コンピュータによって実行されると、前記宛先無線通信局でハンドシェイク機構を利用して、２つのルートからのデータの受信を連係させて、受信のエラー及び遅延を最小限にするように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０４】
[00148]  ７．前記ルーティングプロトコルは、アドホック・オンデマンド・距離ベクトル（ＡＯＤＶ）ルーティングプロトコルの拡張である、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０５】
[00149]  ８．前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、隣接局に送信される拡張ルーティング要求（ＲＲＥＱ）及びルーティング応答（ＲＲＥＰ）情報要素の利用に応じて、宛先無線通信局との通信を確立する際、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を行うように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０６】
[00150]  ９．前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、前記拡張ルーティング要求（ＲＲＥＱ）及びルーティング応答（ＲＲＥＰ）情報要素を利用し、前記情報要素は、別個の拡張識別子を含み、前記拡張識別子は、それらを、従来の（非拡張）ルーティング要求（ＲＲＥＱ）及びルーティング応答（ＲＲＥＰ）から区別し、各々、プライマリルーティングパスとセカンダリルーティングパスとの間の選択を示すルーティングフラグを含むように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０７】
[00151]  １０．前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、そのパスの局の信号処理能力に応じて、中間局（ＳＴＡ）のパスコストメトリックを調整するように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０８】
[00152]  １１．前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、それが属するセカンダリパスセグメントの独立性を識別して、中間局（ＳＴＡ）が、前記プライマリパスに対して、この独立性を識別することができるようになっているように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０９】
[00153]  １２．前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、前記プライマリパスに対して、それが属するセカンダリパスセグメントの独立性に応じて、中間局（ＳＴＡ）のパスコストメトリックを調整するように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１０】
[00154]  １３．前記無線通信回線は、単入力単出力（ＳＩＳＯ）無線通信回線を含む、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１１】
[00155]  １４．前記単入力単出力（ＳＩＳＯ）無線通信回線は、（ａ）送信元データを受信し、前記ルーティングプロトコルに従って送信するために、そのデータを処理する送信機データプロセッサと、（ｂ）前記送信機データプロセッサからデジタル出力を受信し、それをアナログＴＸ信号に変換する変調器と、（ｃ）多重アンテナに結合され、前記アナログＴＸ信号を受信し、無線送信のために、この信号を前記多重アンテナに結合するように構成されるアナログ空間プロセッサと、（ｄ）前記アナログ空間プロセッサからアナログ入力を受信し、それをデジタル信号に変換する復調器と、（ｅ）前記復調器からデジタル信号を受信し、出力のためにシンクデータストリームを生成する受信機データプロセッサと、を含む、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１２】
[00156]  １５．前記無線通信回線は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信回線を含む、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１３】
[00157]  １６．前記多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信回線は、（ａ）送信元データを受信し、前記ルーティングプロトコルに従って送信するために、そのデータを処理する送信機データプロセッサと、（ｂ）前記送信機データプロセッサからの出力を空間出力に空間的に変換する送信機空間プロセッサと、（ｃ）各々、前記空間出力の１つを受信し、それをアナログＴＸ信号に変換する複数の変調器と、（ｄ）多重アンテナに結合され、前記複数の変調器の各々から前記アナログＴＸ信号を受信し、無線送信のために、この信号を前記多重アンテナに結合するように構成されるアナログ空間プロセッサと、（ｅ）前記アナログ空間プロセッサからアナログ入力を受信し、それをデジタル受信機信号に変換する複数の復調器と、（ｆ）前記複数の復調器からデジタル受信機信号を受信し、それらをデジタルデータ出力に空間的に処理する受信機空間プロセッサと、（ｇ）前記受信機空間プロセッサからデジタルデータ出力を受信し、それから、出力のためにシンクデータストリームを生成する受信機データプロセッサと、を含む、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１４】
[00158]  １７．前記装置は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）、無線多重ホップリレーネットワーク、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）通信、屋外無線通信、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、モノのインターネット（Ｉｏｔ）アプリケーション、メッシュネットワークによるデータのバックホール、Ｄ２Ｄ通信を用いる次世代セルラネットワーク、８０２．１１ネットワーク、及びＺｉｇＢｅｅからなる無線通信アプリケーションのグループから選択される通信アプリケーションで利用される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１５】
[00159]  １８．（ａ）他の無線通信局と無線通信するように構成される無線通信回線と、（ｂ）前記無線通信回線に結合されるコンピュータプロセッサと、（ｃ）前記コンピュータプロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的コンピュータ可読メモリと、
を備える無線通信装置であって、（ｄ）前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、（ｄ）（ｉ）ルーティングプロトコルを利用して、前記他の無線通信局と通信するステップと、（ｄ）（ｉｉ）中間無線通信局を介して、宛先無線通信局との通信を確立する際、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を行うステップと、（ｄ）（ｉｉｉ）前記プロセッサによって、候補中間局に向けてＢＦトレーニング情報を用いて、プライマリパス及びセカンダリパスのためのアンテナパターンが空間的に無相関であるように、前記プライマリパス及びセカンダリパスの中間局が選択されることを決定するステップと、（ｄ）（ｉｖ）送信要求（ＲＴＳ）、送信可（ＣＴＳ）手順を利用して、変更されたＲＴＳフレーム及びＣＴＳフレームを用いて、前記プライマリパス及びセカンダリパスの両方の送信を連係させるステップと、（ｄ）（ｖ）前記セカンダリパスで受信されるデータに応じて、前記プライマリパスのリンク遮断を克服するべく、前記宛先無線通信局によって受信するために、前記プライマリパスでデータを送信し、前記セカンダリパスで同じデータを送信するステップと、を含むステップを実行する、無線通信装置。
【０１１６】
[00160]  １９．前記命令は、前記コンピュータプロセッサによって実行されると、中間局が、セカンダリパスセグメントが前記プライマリパスの一部ではないかどうかを判定し、パスコストメトリックを調整して、前記セカンダリパスが前記プライマリパスから独立していることを確実にするように構成される、前出のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１７】
[00161]  ２０．局間の無線通信のための方法であって、（ａ）送信機及び受信機を有する無線通信回線を制御するルーティングプロトコルを利用して、他の無線通信局と通信するステップと、（ｂ）中間無線通信局を介して、宛先無線通信局との通信を確立する際、プライマリパス及びセカンダリパスの発見を行うステップと、（ｃ）中間局によって、セカンダリパスセグメントがプライマリパスの一部ではないことを判定し、パスコストメトリックを調整して、前記セカンダリパスが前記プライマリパスから独立していることを確実にするステップと、（ｄ）前記プライマリパス及び前記セカンダリパスの両方で同じデータを送信するステップと、を含む方法。
【０１１８】
[00162]  本明細書の説明は多くの詳細を含んでいるが、これらは本開示の範囲を限定するものではなく、現在のところ好ましい実施形態の一部を例示するものにすぎないと解釈すべきである。従って、本開示の範囲は、当業者に明らかになると思われる他の実施形態も完全に含むと理解されたい。
【０１１９】
[00163]  特許請求の範囲では、単数形による要素への言及は、明述しない限り「唯一」を意味するものではなく、「１つ又はそれ以上」を意味するものである。当業者には周知の開示した実施形態の要素の構造的及び機能的同等物も、引用によって本明細書に明確に組み入れられ、本特許請求の範囲に含まれることが意図されている。更に、本開示の要素、構成要素又は方法ステップは、これらが特許請求の範囲に明示されているかどうかにかかわらず、一般に公開されることを意図するものではない。本明細書における請求項の要素のどれも、この要素が「のための手段」という語句を使用して明示的に示されていない限り、「手段プラス機能」要素と解釈されないものとする。本明細書における請求項の要素のどれも、この要素が「のためのステップ」という語句を使用して明示的に示されていない限り、「ステッププラス機能」要素と解釈されないものとする。
【符号の説明】
【０１２０】
１，２，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ  ＳＴＡ
１０  ルーティングパス
１０’  ルーティングトポロジ
１２  ルーティングパス
１４  遮断物
１６  セカンダリパス
３０  メッセージングフロー−タイムラインの実施形態例
３２  送信元ＳＴＡ
３４  中間ＳＴＡ
３６  宛先ＳＴＡ
３８  タイムライン
７０  トポロジ例
７２  プライマリルート
７４  遮断物
７６，７８  セカンダリルート
９０  トレーニングの例
９２  セクタレベルスイープ
９４  送信セクタスイープ
９６  イニシエータセクタスイープ
９８  応答機セクタスイープ
１００  送信セクタスイープ
１０２  セクタスイープフィードバック
１０４  セクタスイープＡＣＫ
１１０  ビームパターンローブ
１１２，１１４，１１６  部分
１３０  ルーティングプロトコルの実施形態例
４９０  単入力単出力（ＳＩＳＯ）局（ＳＴＡ）の実施形態例
４９２  データ線
４９４  接続
４９６  バス
４９８  メモリ
５００  ＴＸデータプロセッサ
５０２  コントローラ
５０４  ＲＸデータプロセッサ
５０６  変調器／復調器（モデム）
５０８  変調器
５１０  復調器
５１２  空間プロセッサ
５１４  アンテナ
５３０  多入力多出力（ＭＩＭＯ）局（ＳＴＡ）の実施形態例
５３２  データ線
５３４  接続
５３６  バス
５３８  メモリ
５４０  ＴＸデータプロセッサ
５４２  コントローラ
５４４  ＲＸデータプロセッサ
５４６  ＴＸ空間プロセッサ
５４８  ＲＸ空間プロセッサ
５５０ａ〜５５０ｎ  変調／復調（モデム）装置
５５２ａ〜５５２ｎ  変調器
５５４ａ〜５５４ｎ  復調器
５５６  アナログ空間プロセッサ
５５８  アンテナ
【図１】
0006826330.tif 000003
【図２】
0006826330.tif 000004
【図３】
0006826330.tif 000005
【図４】
0006826330.tif 000006
【図５Ａ】
0006826330.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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