(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークにおける無線通信装置であって、
（ａ）各セクタが異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタを有する指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信を利用して他の無線通信局と無線で通信するように構成された無線通信回路と、
（ｂ）前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、
（ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリと、
を備え、
（ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
（ｉ）新たに発見された局に関する情報を収集し、前記新たに発見された局に関する情報を含むイベントをデータベース内に記録するステップと、
（ｉｉ）中央コーディネータエンティティ又は前記ネットワーク内の他の局のいずれかを含む、前記ネットワーク上の他のエンティティとの間で、前記データベースからの情報を交換するステップと、
（ｉｉｉ）前記ネットワーク上の他のエンティティから受け取られた情報に基づいて信号送信形態を決定するステップと、
（ｉｖ）前記無線通信回路が中央コーディネータエンティティ又は通常の局のいずれかとして動作する際に、前記決定された信号送信形態を前記ネットワーク内の他の局に送信するステップと、
（ｖ）新規局による前記ネットワークのスキャンを支援するために、前記ネットワーク内の他の局又は中央コーディネータエンティティから受け取られた決定された信号送信形態に従って信号送信を調整するステップと、
を実行する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記決定された信号送信形態を受け取ったことに応答して、新規局によるネットワークスキャンを支援するように前記装置の送信信号の周波数又はタイミングを調整するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記決定された信号送信形態を受け取ったことに応答して、新規局によるネットワークスキャンを支援するように前記装置の送信信号のビーム幅を調整するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記決定された信号送信形態を受け取ったことに応答して、新規局によるネットワークスキャンを支援するように前記装置の送信信号の指向性を調整するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新規局の発見時にどのアンテナセクタが使用されたかに関する情報を収集するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新たに発見された局に関連するイベントのための情報として、利用されるアクティブリンクに関する情報を収集するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新たに発見された局に関連するイベントのための情報として、管理信号に関する情報を収集するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記データベースからの情報を交換する前記ステップを実行するために、前記データベースからのイベント情報を組み込んだビーコンフレーム又は通知フレームを送信するステップをさらに実行する、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ビーコンフレーム又は通知フレームは、１又は２以上のイベントデータ要素を組み込むことができる、
請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
各前記イベントデータ要素は、要素識別、長さ、局識別、イベントタイプ、タイムスタンプ、前記イベントのためのデータ、及び前記データベースの状態を含む、
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ネットワークにおける無線通信装置であって、
（ａ）各セクタが異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタを有する指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信を利用して他の無線通信局と無線で通信するように構成された無線通信回路と、
（ｂ）前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、
（ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリと、
を備え、
（ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
（ｉ）新たに発見された局に関する情報を収集し、前記新たに発見された局に関連するイベントをデータベースに記録するステップと、
（ｉｉ）中央コーディネータエンティティ又は前記ネットワーク内の他の局のいずれかを含む、前記ネットワーク上の他のエンティティとの間で、前記データベースからの情報を交換するステップと、
（ｉｉｉ）前記ネットワーク上の他のエンティティから受け取られた情報に基づいて信号送信形態を決定するステップと、
（ｉｖ）前記無線通信回路が中央コーディネータエンティティ又は通常の局のいずれかとして動作する際に、前記決定された信号送信形態を前記ネットワーク内の局に送信するステップと、
（ｖ）新規局による前記ネットワークのスキャンを支援するために、前記ネットワーク内の他の局又は中央コーディネータエンティティから受け取られた信号送信形態に示される通りに信号送信を調整するステップと、
を実行し、
（ｖｉ）前記信号送信調整のうちの１つ又は２つ以上は、送信信号の周波数又はタイミングの調整、送信信号のビーム幅の調整、及び送信信号の指向性の調整から成る一群の送信形態から選択される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新規局の発見時にどのアンテナセクタが使用されたかに関する情報を収集するステップをさらに実行する、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新たに発見された局に関する情報と共に利用すべき前記イベントのための情報として、利用されるアクティブリンクに関する情報を収集するステップをさらに実行する、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新たに発見された局に関する情報と共に利用すべき、前記イベントの情報として、管理信号に関する情報を収集するステップをさらに実行する、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記データベースからの情報を交換する前記ステップを実行するために、前記データベースからのイベント情報を組み込んだビーコンフレーム又は通知フレームを送信するステップをさらに実行する、
請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ビーコンフレーム又は通知フレームは、１又は２以上のイベントデータ要素を組み込むことができる、
請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
各前記イベントデータ要素は、要素識別、長さ、局識別、イベントタイプ、タイムスタンプ、前記イベントのためのデータ、及び前記データベースの状態を含む、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
ネットワークにおける無線通信の実行方法であって、
（ａ）各セクタが異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタからの指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信を利用して、無線通信回路から他の無線通信局に無線で通信を行うステップと、
（ｂ）前記無線通信回路上で実行されるプログラムによって、新たに発見された局に関する情報を収集し、該新たに発見された局に関する情報を、前記新たに発見された局に関連するイベントとしてデータベースに記録するステップと、
（ｃ）中央コーディネータエンティティ又は前記ネットワーク内の他の局のいずれかを含む、前記ネットワーク上の他のエンティティとの間で、前記データベースからの情報を交換するステップと、
（ｄ）前記ネットワーク上の他のエンティティから受け取られた情報に基づいて信号送信形態を決定するステップと、
（ｅ）前記無線通信回路が中央コーディネータエンティティ又は通常の局のいずれかとして動作する際に、前記決定された信号送信形態を前記ネットワーク内の局に送信するステップと、
（ｆ）新規局による前記ネットワークのスキャンを支援するために、前記ネットワーク内の他の局又は中央コーディネータエンティティから受け取られた決定された信号送信形態に示される通りに信号送信を調整するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記信号送信の調整のうちの１つ又は２つ以上は、送信信号の周波数又はタイミングの調整、送信信号のビーム幅の調整、及び送信信号の指向性の調整から成る一群の送信形態から選択される、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
（ａ）新規局の発見時に使用されたアンテナセクタ、新規局の発見時に利用されるアクティブリンク、及び検出された管理信号から成る一群のネットワーク通信イベント情報から選択されたネットワーク情報の１又は２以上の要素を収集するステップと、
（ｂ）前記データベースからのイベント情報をビーコンフレーム及び／又は通知フレーム送信に組み込んで、前記データベースからの情報を交換するステップと、
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１７年１０月２日に出願された米国仮特許出願第６２／５６６，５８４号に対する優先権及びその利益を主張するものであり、この文献はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
〔連邦政府が支援する研究又は開発に関する記述〕
該当なし
【０００３】
〔コンピュータプログラム付属書の引用による組み入れ〕
該当なし
【０００４】
〔著作権保護を受ける資料の通知〕
本特許文献中の資料の一部は、アメリカ合衆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、合衆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通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権利のいずれも本明細書によって放棄するものではない。
【０００５】
本開示の技術は、一般に無線ネットワークに関し、具体的には、適応的ネットワーク発見シグナリングに関する。
【背景技術】
【０００６】
既存のｓｕｂ−６ＧＨｚ無線技術は、無線ネットワークにおける高データ需要に対処するには十分でない。１つの容易な選択肢は、ますます重要になってきているミリメートル波帯（ｍｍＷ）と呼ばれる３０〜３００ＧＨｚバンドにおけるさらなるスペクトルを利用することである。
【０００７】
一般に、ｍｍＷ無線システムを可能にするには、高周波帯のチャネル障害及び伝搬特性に正しく対応する必要がある。高自由空間経路損失、高い侵入損失、反射損失及び回折損失は、利用可能なダイバーシチを低減し、見通し外（ＮＬＯＳ）通信を制限する。
【０００８】
ｍｍＷの短波長は、実用的な寸法の高利得電子操作型指向性アンテナ（ｈｉｇｈ−ｇａｉｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  ｓｔｅｅｒａｂｌｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ａｎｔｅｎｎａｓ）の使用を可能にする。この技術は、経路損失を克服して受信機における高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を確実にするのに十分な配列利得（ａｒｒａｙ  ｇａｉｎ）を提供することができる。高密度展開環境及びｍｍＷ帯における指向性メッシュネットワークの使用は、ノード間の信頼できる通信を実現して見通し内チャネル制約を克服するための効率的な方法を提供する。
【０００９】
ある領域内で作動した新規通信ノード（局）は、発見すべき近隣ノードと参加すべきネットワークとを探索する。新規ノードからネットワークへの初期アクセスプロセスは、近隣ノードをスキャンして全てのアクティブなローカルノードを発見することを含む。このプロセスは、参加すべき特定のネットワーク／ネットワークリストを新規ノードが探索し、或いは新規ノードを受け入れる予定のいずれかの既存のネットワークに参加するためのブロードキャスト要求を新規ノードが送信することを通じて実行することができる。
【００１０】
メッシュネットワークに接続するノードは、全ての近隣ノードを発見して、ゲートウェイ／ポータルメッシュノードに到達するための最良の方法、及びこれらの各近隣ノードの能力を判断する必要がある。新規ノードは、候補となる近隣ノードの全てのチャネルを特定の期間にわたって検査する。この特定の時間後にアクティブノードが検出されなければ、ノードは次のチャネルに移行する。
【００１１】
ノードが検出されると、新規ノードは、自機（そのＰＨＹ層）を調節領域における動作のために構成するのに十分な利用可能情報を収集する必要がある。ｍｍ波通信では、指向性送信に起因してこのタスクがさらに困難である。このプロセスにおける課題は、（ａ）周辺ノードＩＤの知識、（ｂ）ビームフォーミングにとって最良な送信パターンの知識、（ｃ）期間全体にわたるネットワーク全体の同期維持、（ｄ）衝突及びデフネスに起因するチャネルアクセス問題、及び（ｅ）閉塞及び反射に起因するチャネル障害、として要約することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、ｍｍＷ装置間（Ｄ２Ｄ）技術及びメッシュ技術の普及を可能にするために、上記の問題の一部又は全部を克服する改善された近隣発見方法が求められている。しかしながら、既存のメッシュネットワーキング技術は、ブロードキャストモードで動作するネットワークのメッシュ発見ソリューションに取り組んでおり、指向性無線通信を伴うネットワークでの使用を目的としていない。
【００１３】
従って、指向性（ｍｍＷ）無線通信ネットワークにおける強化されたネットワーク発見シグナリングに対するニーズが存在する。本開示は、このニーズを満たすとともに、これまでの技術を凌駕するさらなる利点をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
指向性送信及びシグナリングを使用してネットワーク発見を強化する無線通信装置及び方法。局が、局間及び／又は中央コーディネータとの間で新規局に関する情報を交換することにより、分散モード及び／又は中央コーディネータモードでネットワーク発見を実行することができる。個々の局又は中央コーディネータが、実行すべき信号送信のタイプを決定した後にこれを送信する。ネットワーク局が、受け取った情報に示される通りにネットワークをスキャンすることを支援するように信号送信（例えば、周波数、ビーム幅及び／又はタイミング）を適応させる。
【００１５】
本開示では、一般に後述する意味を有する複数の用語を利用する。
【００１６】
Ａ−ＢＦＴ：アソシエーション−ビームフォーミングトレーニング期間：ネットワークに参加する新規局（ＳＴＡ）のアソシエーション及びＢＦトレーニングに使用される、ビーコンで通知される期間。
【００１７】
ＡＰ：アクセスポイント：１つの局（ＳＴＡ）を含み、関連するＳＴＡの無線媒体（ＷＭ）を通じて配信サービスへのアクセスを提供するエンティティ。
【００１８】
ビームフォーミング（ＢＦ）：全方向アンテナパターン又は準全方向アンテナパターンを使用しない指向性送信。ビームフォーミングは、対象の受信機における受信信号電力又は信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するために送信機において使用される。
【００１９】
ＢＩ：ビーコン間隔は、ビーコン送信時間の合間の時間を表す周期的スーパーフレーム期間（ｃｙｃｌｉｃ  ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ  ｐｅｒｉｏｄ）である。
【００２０】
ＢＳＳ：ベーシックサービスセット：ネットワーク内のＡＰとの同期に成功した一連の局（ＳＴＡ）。
【００２１】
ＢＳＳＩＤ：基本サービスセット識別。
【００２２】
ＢＨＩ：ビーコン送信間隔（ＢＴＩ）及びアソシエーション−ビームフォーミングトレーニング期間（Ａ−ＢＦＴ）を含むビーコンヘッダ間隔。
【００２３】
ＢＩ：ビーコン間隔は、送信時間の合間の時間を表す周期的スーパーフレーム期間（ｃｙｃｌｉｃ  ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ  ｐｅｒｉｏｄ）である。
【００２４】
ＢＴＩ：ビーコン送信間隔は、連続するビーコン送信間の間隔である。
【００２５】
ＣＢＡＰ：競合ベースのアクセス期間：競合ベースの拡張分散チャネルアクセス（ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ａｃｃｅｓｓ：ＥＤＣＡ）を使用する指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ＢＳＳのデータ転送間隔（ＤＴＩ）内の期間。
【００２６】
ＤＴＩ：データ転送間隔：完全なＢＦトレーニングに続いて実際のデータ転送を行うことができる期間。ＤＴＩは、１又は２以上のサービス期間（ＳＰ）及び競合ベースのアクセス期間（ＣＢＡＰ）を含むことができる。
【００２７】
ＭＡＣアドレス：媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス
【００２８】
ＭＢＳＳ：メッシュベーシックサービスセット：メッシュ局（ＭＳＴＡ）の自己完結型ネットワーク（ｓｅｌｆ−ｃｏｎｔａｉｎｅｄ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を形成するベーシックサービスセット（ＢＳＳ）であり、配信システム（ＤＳ）として使用することができる。
【００２９】
ＭＣＳ：変調符号化スキーム：ＰＨＹ層データレートに換算できる指数。
【００３０】
ＭＳＴＡ：メッシュ局（ＭＳＴＡ）：メッシュ施設を実装する局（ＳＴＡ）。メッシュＢＳＳ内で動作するＭＳＴＡは、他のＭＳＴＡに配信サービスを提供することができる。
【００３１】
全方向性：無指向性アンテナ送信モード。
【００３２】
準全方向性：最も広いビーム幅を達成できる指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）アンテナ動作モード。
【００３３】
ＲＳＳＩ：受信信号強度インジケータ（ｄＢｍ単位）。
【００３４】
受信セクタスイープ（ＲＸＳＳ）：連続する受信間にスイープが行われる、異なるセクタを介したセクタスイープ（ＳＳＷ）フレームの受信。
【００３５】
ＳＬＳ：セクタレベルスイープ段階：ＳＳＷフィードバック及びＳＳＷ  ＡＣＫなどを使用してイニシエータをトレーニングするためのイニシエータセクタスイープ（ＩＳＳ）、レスポンダリンクをトレーニングするためのレスポンダセクタスイープ（ＲＳＳ）といった４つほどのコンポーネントを含むことができるＢＦトレーニング段階。
【００３６】
ＳＮＲ：ｄＢ単位の受信信号対雑音比
【００３７】
ＳＰ：サービス期間：アクセスポイント（ＡＰ）によってスケジュールされるＳＰ。スケジュールされたＳＰは、一定の時間間隔で開始する。
【００３８】
スペクトル効率：特定の通信システムにおいて所与の帯域幅を通じて送信できる情報率であり、通常はビット／秒又はＨｚで表される。
【００３９】
ＳＴＡ：局：無線媒体（ＷＭ）への媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）インターフェイスの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。
【００４０】
スイープ：送信機又は受信機のアンテナ構成が送信間で変更される、短期ビームフォーミングインターフレーム（ＳＢＩＦＳ）間隔によって分離された一連の送信。
【００４１】
ＳＳＷ：セクタスイープは、異なるセクタ（方向）で送信を行って、受信信号及び強度などに関する情報を収集する動作である。
【００４２】
送信セクタスイープ（ＴＸＳＳ）：連続する送信間にスイープが行われる、異なるセクタを介した複数のセクタスイープ（ＳＳＷ）又は指向性マルチギガビット（ＤＭＧ）ビーコンフレームの送信。
【００４３】
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が明らかになり、この詳細な説明は、本技術の好ましい実施形態を制限することなく完全に開示するためのものである。
【００４４】
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十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ＩＥＥＥ  ８０２．１１無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）において行われるアクティブスキャンのタイミング図である。
【図２】メッシュ局と非メッシュ局の組み合わせを示すメッシュネットワークのノード図である。
【図３】ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＷＬＡＮのメッシュ識別要素を示すデータフィールド図である。
【図４】ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＷＬＡＮのメッシュ構成要素を示すデータフィールド図である。
【図５】ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｄプロトコルでのアンテナセクタスイーピング（ＳＳＷ）の概略図である。
【図６】ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｄプロトコルでのセクタレベルスイーピング（ＳＬＳ）のシグナリングを示すシグナリング図である。
【図７】ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｄのセクタスイープ（ＳＳＷ）フレーム要素を示すデータフィールド図である。
【図８】ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｄのＳＳＷフレーム要素内のＳＳＷフィールドを示すデータフィールド図である。
【図９Ａ】８０２．１１ａｄに利用される、ＩＳＳの一部として送信される時に示されるＳＳＷフィードバックフィールドを示すデータフィールド図である。
【図９Ｂ】８０２．１１ａｄに利用される、ＩＳＳの一部として送信されない時に示されるＳＳＷフィードバックフィールドを示すデータフィールド図である。
【図１０】本開示の実施形態による局ハードウェアのブロック図である。
【図１１】本開示の実施形態による、ｍｍＷアンテナシステムによって生成されるビームパターン図である。
【図１２Ａ】本開示の実施形態に従って利用されるビームパターン適応のビームパターン図である。
【図１２Ｂ】本開示の実施形態に従って利用されるビームパターン適応のビームパターン図である。
【図１３】本開示の実施形態に従って利用される、無線ネットワークにおける無線ｍｍ波ノードの無線ノードトポロジ例を示す図である。
【図１４】微細ビームを使用して典型的なビーム送信を実行する無線ｍｍ波ノードを示す図１３の無線ノードトポロジである。
【図１５】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信を実行する無線ｍｍ波ノードを示す図１３の無線ノートトポロジである。
【図１６Ａ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信の分散管理を用いた局間の情報交換シーケンスである。
【図１６Ｂ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信の分散管理を用いた局間の情報交換シーケンスである。
【図１７】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信の集中管理を用いた局間の情報交換シーケンスである。
【図１８Ａ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信のモニタリングのフロー図である。
【図１８Ｂ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信のモニタリングのフロー図である。
【図１９Ａ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信のイベント抽出のフロー図である。
【図１９Ｂ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信のイベント抽出のフロー図である。
【図２０】本開示の実施形態によるイベントデータフレームのデータフィールド図である。
【図２１】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信のイベントデータ及び通知のフロー図である。
【図２２】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信のデータ解析のフロー図である。
【図２３】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信のための中央サーバにおけるイベントデータ受信のフロー図である。
【図２４Ａ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信の行動決定ルーチンのフロー図である。
【図２４Ｂ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信の行動決定ルーチンのフロー図である。
【図２４Ｃ】本開示の実施形態による、適応的ビーコン送信の行動決定ルーチンのフロー図である。
【図２５】本開示の実施形態による通知フレームのデータフィールド図である。
【図２６】本開示の実施形態に従って利用される第１の事例の信号形態変更を示す信号形態適応図である。
【図２７】本開示の実施形態に従って利用される第２の事例の信号形態変更を示す信号形態適応図である。
【図２８】本開示の実施形態による、信号のビーム幅変更を示す信号形態適応図である。
【図２９】本開示の実施形態に従って利用されるビーム方向変更を示す信号形態適応図である。
【図３０】本開示の実施形態に従って利用される信号形態変更の組み合わせを示す信号形態適応図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
１．既存の指向性無線ネットワーク技術
１．１  ＷＬＡＮシステム
ＷＬＡＮシステムの８０２．１１では、パッシブスキャン及びアクティブスキャンという２つのスキャンモードが規定される。以下は、パッシブスキャンの特性である。（ａ）ネットワークに参加しようと試みる新規局（ＳＴＡ）は、各チャネルを検査し、最大でＭａｘＣｈａｎｎｅｌＴｉｍｅにわたってビーコンフレームを待つ。（ｂ）ビーコンが受け取られなかった場合、新規ＳＴＡは別のチャネルに移行し、従ってスキャンモードにおいて信号を送信しないのでバッテリ電力が節約される。ＳＴＡは、ビーコンを見逃さないように各チャネルにおいて十分な時間にわたって待つべきである。ビーコンが失われた場合、ＳＴＡはさらなるビーコン送信間隔（ＢＴＩ）にわたって待つべきである。
【００４７】
以下は、アクティブスキャンの特性である。（ａ）ローカルネットワークに参加したいと望む新規ＳＴＡは、以下に従って各チャネル上でプローブ要求フレームを送信する。（ａ）（１）ＳＴＡは、あるチャネルに移行して、着信フレーム、又はプローブ遅延タイマの満了を待つ。（ａ）（２）タイマの満了後にフレームが検出されなかった場合、このチャネルは未使用とみなされる。（ａ）（３）チャネルが未使用である場合、ＳＴＡは新たなチャネルに移行する。（ａ）（４）チャネルが使用中である場合、ＳＴＡは、標準ＤＣＦを使用して媒体にアクセスしてプローブ要求フレームを送信する。（ａ）（５）チャネルがそれまでに使用中でなかった場合、ＳＴＡは、プローブ要求に対する応答を受け取るために所望の期間（例えば、Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｉｍｅ）にわたって待つ。チャネルが使用中であってプローブ応答が受け取られた場合、ＳＴＡは、さらなる時間（例えば、Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｉｍｅ）にわたって待つ。
【００４８】
（ｂ）プローブ要求は、一意のサービスセット識別子（ＳＳＩＤ）、ＳＳＩＤのリスト又はブロードキャストＳＳＩＤを使用することができる。（ｃ）周波数帯によっては、アクティブスキャンが禁止されているものもある。（ｄ）アクティブスキャンは、特に多くの新規ＳＴＡが同時に到着してネットワークにアクセスしようと試みる場合に干渉及び衝突の原因となり得る。（ｅ）アクティブスキャンは、パッシブスキャンの使用に比べてＳＴＡがビーコンを待つ必要がないので、ＳＴＡがネットワークにアクセスするための高速な（素早い）方法である。（ｆ）インフラストラクチャベーシックサービスセット（ＢＳＳ）及びＩＢＳＳでは、少なくとも１つのＳＴＡがプローブを受け取って応答しようと目を光らせている。（ｇ）メッシュベーシックサービスセット（ＭＢＳＳ）内のＳＴＡは、いずれかの時点で応答に目を光らせていないこともある。（ｈ）無線測定キャンペーンがアクティブの時には、ノードがプローブ要求に応答しないこともある。（ｉ）プローブ応答の衝突が生じることもある。ＳＴＡは、最後のビーコンを送信したＳＴＡが最初のプローブ応答を送信できるようにすることによってプローブ応答の送信を協調させることができる。他のノードは、衝突を回避するためにバックオフ時間及び通常の分散制御機構（ＤＣＦ）チャネルアクセスに従ってこれらを使用することができる。
【００４９】
図１に、プローブを送信するスキャン局と、プローブを受け取ってこれに応答する２つの応答局とを示す、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＷＬＡＮにおけるアクティブスキャンの使用を示す。この図には、最小プローブ応答タイミング及び最大プローブ応答タイミングも示す。図示の値Ｇ１は、確認応答の送信前のフレーム間間隔であるＳＩＦＳに設定されるのに対し、Ｇ３は、バックオフ期間の完了後であってＲＴＳパッケージの送信前に送信側が待機する時間遅延を表すＤＣＦフレーム間間隔であるＤＩＦＳである。
【００５０】
１．２  ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｓメッシュＷＬＡＮ
ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｓ（以下、８０２．１１ｓ）は、８０２．１１標準に無線メッシュネットワーキング能力を加えた標準である。８０２．１１ｓでは、新たなタイプの無線局と、メッシュネットワーク発見、ピアツーピア接続の確立及びメッシュネットワークを通じたデータのルーティングを可能にする新たなシグナリングとが規定される。
【００５１】
図２には、非メッシュＳＴＡの混合がメッシュＳＴＡ／ＡＰに接続し（実線）、メッシュＳＴＡがメッシュポータルを含む他のメッシュＳＴＡに接続する（点線）メッシュネットワークの一例を示す。メッシュネットワーク内のノードは、８０２．１１標準で規定されている同じスキャン技術を近隣発見に使用する。メッシュネットワークの識別は、ビーコン及びプローブ応答フレームに含まれるメッシュＩＤ要素によって行われる。１つのメッシュネットワークでは、全てのメッシュＳＴＡが同じメッシュプロファイルを使用する。メッシュプロファイルは、メッシュプロファイル内の全てのパラメータが一致する場合に同じものとみなされる。メッシュプロファイルは、その近隣のメッシュＳＴＡがスキャンを通じてメッシュプロファイルを取得できるようにビーコン及びプローブ応答フレームに含まれる。
【００５２】
メッシュＳＴＡがスキャンプロセスを通じて近隣メッシュＳＴＡを発見すると、発見されたメッシュＳＴＡはピアメッシュＳＴＡ候補とみなされる。このメッシュＳＴＡは、発見されたメッシュＳＴＡがメンバであるメッシュネットワークのメンバになって近隣メッシュＳＴＡとメッシュピアリングを確立することができる。発見された近隣メッシュＳＴＡは、受信ビーコンと同じメッシュプロファイルを使用している場合、或いはプローブ応答フレームがその近隣メッシュＳＴＡを示す場合、ピアメッシュＳＴＡ候補とみなすことができる。
【００５３】
メッシュＳＴＡは、（ａ）近隣ＭＡＣアドレス、（ｂ）動作チャネル番号、及び（ｃ）最近観察されたリンク状況及び品質情報を含む発見された近隣情報をメッシュ近隣テーブル内に維持しようと試みる。近隣が検出されなかった場合、メッシュＳＴＡは、その最優先プロファイルのメッシュＩＤを使用してアクティブな状態を保つ。近隣メッシュＳＴＡを発見するための全ての上述したシグナリングはブロードキャストモードで実行される。８０２．１１ｓは、指向性無線通信を伴うネットワークを対象としたものではないと理解されたい。
【００５４】
図３に、メッシュネットワークの識別を通知するために使用されるメッシュ識別要素（メッシュＩＤ要素）を示す。メッシュＩＤは、メッシュネットワークに参加する用意がある新規ＳＴＡによってプローブ要求で送信され、また既存のメッシュネットワークＳＴＡによってビーコン及び信号で送信される。長さ０のメッシュＩＤフィールドは、プローブ要求フレーム内で使用されるワイルドカードメッシュＩＤを示す。ワイルドカードメッシュＩＤは、非メッシュＳＴＡがメッシュネットワークに参加するのを防ぐ特定のＩＤである。なお、メッシュ局は、非メッシュ局よりも多くの特徴を有するＳＴＡであり、例えば他のいくつかのモジュールに加えてメッシュ機能を提供するモジュールとして動作するＳＴＡを有するようなものであると認識されたい。ＳＴＡがこのメッシュモジュールを有していない場合には、メッシュネットワークへの接続を許可すべきではない。
【００５５】
図４に、メッシュＳＴＡによって送信されるビーコンフレーム及びプローブ応答フレームに含まれる、メッシュサービスの通知に使用されるメッシュ構成要素を示す。メッシュ構成要素の主要内容は、（ａ）経路選択プロトコル識別子、（ｂ）経路選択メトリック識別子、（ｃ）輻輳制御モード識別子、（ｄ）同期方法識別子、（ｅ）認証プロトコル識別子である。メッシュ構成要素の内容は、メッシュＩＤと共にメッシュプロファイルを形成する。
【００５６】
８０２．１１ａ標準は、メッシュ発見、メッシュピアリング管理、メッシュセキュリティ、メッシュビーコン送信及び同期、メッシュ調節機能、メッシュ電力管理、メッシュチャネルスイッチング、３アドレス、４アドレス、及び拡張アドレスフレームフォーマット、メッシュ経路選択及び転送、外部ネットワークとの相互作用、メッシュ間輻輳制御、並びにメッシュＢＳＳにおける緊急サービスサポートを含む多くの手順及びメッシュ機能を定める。
【００５７】
１．３  ＷＬＡＮにおけるミリメートル波
一般に、ミリメートル波帯におけるＷＬＡＮでは、高い経路損失を考慮して通信にとって十分なＳＮＲを提供するために、送信、受信、又はこれらの両方に指向性アンテナを使用する必要がある。送信又は受信において指向性アンテナを使用すると、スキャンプロセスも指向性になる。ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｄ及び新たな標準８０２．１１ａｙでは、ミリメートル波帯を介した指向性送受信のためのスキャン及びビームフォーミング手順が規定される。
【００５８】
１．４  ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｄのスキャン及びＢＦトレーニング
ｍｍ波ＷＬＡＮの最先端システムの例は、８０２．１１ａｄ標準である。
【００５９】
１．４．１  スキャン
新規ＳＴＡは、特定のＳＳＩＤ、ＳＳＩＤリスト、又は全ての発見されたＳＳＩＤをスキャンするためにパッシブ又はアクティブスキャンモードで動作する。パッシブなスキャンを行うには、ＳＴＡが、ＳＳＩＤを含むＤＭＧビーコンフレームをスキャンする。アクティブなスキャンを行うには、ＤＭＧ  ＳＴＡが、所望のＳＳＩＤ又は１又は２以上のＳＳＩＤリスト要素を含むプローブ要求フレームを送信する。ＤＭＧ  ＳＴＡは、プローブ要求フレームの送信前に、ＤＭＧビーコンフレームの送信又はビームフォーミングトレーニングの実行を行うことが必要な場合もある。
【００６０】
１．４．２  ＢＦトレーニング
ＢＦトレーニングは、セクタスイープを使用するＢＦトレーニングフレーム送信の双方向シーケンスであり、各ＳＴＡが送信及び受信の両方に適したアンテナシステム設定を決定するために必要なシグナリングを行う。
【００６１】
８０２．１１ａｄのＢＦトレーニングプロセスは、３段階で実行することができる。（１）セクタレベルスイープ段階を実行することにより、リンク取得のために指向性送信及び低利得（準全方向性）受信を実行する。（２）複合送受信（ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｔｒａｎｓｍｉｔ  ａｎｄ  ｒｅｃｅｉｖｅ）のために、受信利得及び最終調整を加える精緻化段階を実行する。（３）その後、データ送信中にトラッキングを実行して、チャネル変更に合わせた調整を行う。
【００６２】
１．４．３  ８０２．１１ａｄのＳＬＳ  ＢＦトレーニング段階
ここでは、８０２．１１ａｄ標準のセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）必須段階に焦点を置く。ＳＬＳ中には、一対のＳＴＡが、異なるアンテナセクタを介して一連のセクタスイープ（ＳＳＷ）フレーム（又は、ＰＣＰ／ＡＰにおける送信セクタトレーニングの場合にはビーコン）を交換して、最も高い信号品質を提供するセクタを発見する。最初に送信を行う局はイニシエータと呼ばれ、２番目に行う局はレスポンダと呼ばれる。
【００６３】
送信セクタスイープ（ＴＸＳＳ）中には、異なるセクタ上でＳＳＷフレームが送信され、対を成すノード（レスポンダ）が準全方向性パターンを利用してこれを受け取る。レスポンダは、最良のリンク品質（例えば、ＳＮＲ）を提供するイニシエータのアンテナアレイセクタを決定する。
【００６４】
図５に、８０２．１１ａｄでのセクタスイープ（ＳＳＷ）の概念を示す。この図には、ＳＴＡ１がＳＬＳのイニシエータであってＳＴＡ２がレスポンダである例を示す。ＳＴＡ１は、送信アンテナパターン微細セクタ（ｔｒａｎｓｍｉｔ  ａｎｔｅｎｎａ  ｐａｔｔｅｒｎ  ｆｉｎｅ  ｓｅｃｔｏｒｓ）を全てスイープし、ＳＴＡ２は、準全方向性パターンで受け取る。ＳＴＡ２は、ＳＴＡ１から受け取った最良のセクタをＳＴＡ２にフィードバックする。
【００６５】
図６に、８０２．１１ａｄ仕様で実装されるセクタレベルスイープ（ＳＬＳ）プロトコルのシグナリングを示す。送信セクタスイープの各フレームは、セクタカウントダウン指示（ＣＤＯＷＮ）、セクタＩＤ及びアンテナＩＤに関する情報を含む。最良のセクタＩＤ及びアンテナＩＤ情報は、セクタスイープフィードバック及びセクタスイープＡＣＫフレームと共にフィードバックされる。
【００６６】
図７に、以下で概説するフィールドを含む、８０２．１１ａｄ標準で利用されるセクタスイープフレーム（ＳＳＷフレーム）のフィールドを示す。Ｄｕｒａｔｉｏｎ（継続時間）フィールドは、ＳＳＷフレーム送信の最後までの時間に設定される。ＲＡフィールドは、セクタスイープの所定の受信者であるＳＴＡのＭＡＣアドレスを含む。ＴＡフィールドは、セクタスイープフレームの送信ＳＴＡのＭＡＣアドレスを含む。
【００６７】
図８に、ＳＳＷフィールド内のデータ要素を示す。ＳＳＷフィールドで搬送される主要情報は以下の通りである。Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ（方向）フィールドは、０に設定されると、ビームフォーミングイニシエータによってフレームが送信されることを示し、１に設定されると、ビームフォーミングレスポンダによってフレームが送信されることを示す。ＣＤＯＷＮフィールドは、ＴＸＳＳの最後までの残りのＤＭＧビーコンフレーム送信の数を示すダウンカウンタである。セクタＩＤフィールドは、このＳＳＷフィールドを含むフレームを送信するセクタ番号を示すように設定される。ＤＭＧ  Ａｎｔｅｎｎａ（アンテナ）ＩＤフィールドは、送信機がこの送信のために現在どのＤＭＧアンテナを使用しているかを示す。ＲＸＳＳ  Ｌｅｎｇｔｈ（長さ）フィールドは、ＣＢＡＰで送信された時にのみ有効であり、そうでない場合には留保される。このＲＸＳＳ  Ｌｅｎｇｔｈフィールドは、送信側ＳＴＡによって要求された受信セクタスイープの長さを指定し、ＳＳＷフレームの単位で定義される。ＳＳＷ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ（ＳＳＷフィードバック）フィールドについては以下で定義する。
【００６８】
図９Ａ及び図９Ｂに、ＳＳＷフィードバックフィールドを示す。図９Ａに示すフォーマットは、内部下位層サービス（ＩＳＳ）の一部として送信される時に利用され、図９Ｂのフォーマットは、ＩＳＳの一部として送信されない時に使用される。Ｔｏｔａｌ  Ｓｅｃｔｏｒｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ＩＳＳ（ＩＳＳ内総セクタ）フィールドは、イニシエータがＩＳＳにおいて使用する総セクタ数を示す。Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ＲＸ  ＤＭＧ  Ａｎｔｅｎｎａｓ（ＲＸ  ＤＭＧアンテナ数）サブフィールドは、イニシエータが次の受信セクタスイープ（ＲＳＳ）中に使用する受信ＤＭＧアンテナの数を示す。Ｓｅｃｔｏｒ  Ｓｅｌｅｃｔ（セクタ選択）フィールドは、直前のセクタスイープにおいて最良の品質で受け取られたフレーム内のＳＳＷフィールドのｖａｌｕｅ  ｏｆ  Ｓｅｃｔｏｒ  ＩＤ（セクタＩＤ値）サブフィールドを含む。ＤＭＧ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｅｌｅｃｔ（ＤＭＧアンテナ選択）フィールドは、直前のセクタスイープにおいて最良の品質で受け取られたフレーム内のＳＳＷフィールドのＤＭＧ  Ａｎｔｅｎｎａ  ＩＤ（ＤＭＧアンテナＩＤ）サブフィールドの値を示す。ＳＮＲレポートフィールドは、直前のセクタスイープ中に最良の品質で受け取られた、セクタ選択フィールドに示されるフレームのＳＮＲの値に設定される。Ｐｏｌｌ  Ｒｅｑｕｉｒｅｄ（ポール要求）フィールドは、非ＰＣＰ／非ＡＰ  ＳＴＡによって１に設定されると、ＰＣＰ／ＡＰに非ＰＣＰ／非ＡＰとの通信を開始するように要求することを示す。Ｐｏｌｌ  Ｒｅｑｕｉｒｅｄフィールドは、０に設定されると、ＰＣＰ／ＡＰが通信を開始するかどうかに関する設定を非ＰＣＰ／非ＡＰが有していないことを示す。
【００６９】
２．適応的ネットワーク発見シグナリング概論
２．１．課題の記述
ミリメートル波（ｍｍＷ）通信システムは、送信機と受信機との間の十分なリンクバジェットを得るために指向性通信に大きく依拠する。先行技術の通信システムが遭遇した課題に見られるように、使用する正しいビームの決定にはかなりのシグナリングオーバーヘッドが必要である。ＡＰは、送信ビームフォーミングを使用して複数のビーコンフレームを送信する。
【００７０】
ビーコンフレームは、ネットワーク発見の目的で、すなわちパッシブスキャンのために使用される。このため、新規ＳＴＡが一定期間内にパッシブスキャンを実行することによってネットワークの存在を認識できるように、ビーコンフレームは定期的に送信される。
【００７１】
現在の技術動向は、高アンテナ利得による良好なリンクバジェットの確保を可能にする微細ビームフォーミングの使用に向かっている。しかしながら、ＳＴＡは、微細ビームを採用する際には、十分な伝送角度をカバーするために多くのビーコンフレームを送信する必要がある。
【００７２】
ビーコンのオーバーヘッドとネットワーク発見遅延との間にはトレードオフが存在する。ビーコンが頻繁に送信される場合、ビーコンオーバーヘッドは増加するが、新規ＳＴＡはより素早く既存のネットワークを発見することができる。ビーコンの送信頻度が低下した場合、ビーコンオーバーヘッドを低減することはできるが、新規ＳＴＡによる既存のネットワークの発見は困難かつ低速になる。
【００７３】
ｍｍ波ＰＨＹ技術を利用するメッシュネットワークの形成を検討する場合、このジレンマはさらに問題になる。メッシュネットワークに接続するＳＴＡは、全ての近隣ＳＴＡを発見して、ゲートウェイ／ポータルメッシュＳＴＡに到達する最良の方法と、各近隣ＳＴＡの能力とを特定することが必要になる。従って、メッシュネットワークに参加する全てのＳＴＡは、著しいシグナリングオーバーヘッドを引き起こすビーコン送信能力を有するべきである。
【００７４】
２．２．本開示の寄与
開示する技術を利用することにより、ｍｍＷ  ＰＨＹを採用するＳＴＡは、著しいシグナリングオーバーヘッド又はネットワーク発見遅延を伴わずにメッシュトポロジネットワークを形成することができる。
【００７５】
提案する技術は、ＳＴＡを通じて収集された情報に基づいてビーコン送信挙動を選択する。ＳＴＡは、自機が体験したイベント又はユーザから供給された情報に基づいて物理的送信の重要な側面を変更する。特に、実施形態例では、ビーコン信号の周波数、ビーム幅及び／又は指向性を含む送信態様の変化について説明する。
【００７６】
提案する技術は、ビーコンオーバーヘッドを抑えたパッシブスキャン及びアクティブスキャンの両方を可能にする一連のルールを定める。新規ＳＴＡは、これらのルールに基づいて、限られたネットワーク遅延で既存のネットワークを発見することができる。
【００７７】
３．本開示の実施形態
３．１．局ハードウェアの構成
図１０に、ノード（ネットワーク内の無線局）のハードウェア構成の実施形態例１０を示す。この例では、コンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）１６及びメモリ（ＲＡＭ）１８がバス１４に結合され、バス１４は、ノードにセンサ、アクチュエータなどへの外部Ｉ／ＯをもたらすＩ／Ｏ経路１２に結合される。プロセッサ１６上では、局（ノード）の通信プロトコルを実装するプログラムを実行するための、メモリからの命令が実行される。図示のホストマシンは、近隣ノードとの間でフレームを送受信する複数のアンテナ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ〜２４ｎ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ〜２６ｎ、及び２８ａ、２８ｂ、２８ｃ〜２８ｎへの無線周波数（ＲＦ）回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃ結合されたｍｍＷモデル２０を含むように構成される。
【００７８】
限定ではなく一例として、図示のハードウェア回路は、ｍｍＷ指向性通信回路のみを提供する。しかしながら、局の中には、全方向通信システムなどを組み込んだマルチバンド通信を提供するものも存在すると理解されたい。限定ではなく一例として、局は、１又は２以上のアンテナへの無線周波数（ＲＦ）回路に結合されたモデムを含むｓｕｂ−６ＧＨｚ通信回路を組み込むことができる。
【００７９】
図１１に、ノードが複数の（例えば、３６個の）ｍｍ波アンテナセクタパターンを生成するために利用できるｍｍ波アンテナ方向の実施形態例３０を示す。この例では、ノードが、３つのＲＦ回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃと、接続アンテナとを実装し、各ＲＦ回路及び接続アンテナは、ビームフォーミングパターン３４ａ、３４ｂ、３４ｃを生成する。図示のアンテナパターン３４ａは、１２個のビームフォーミングパターン３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、３６ｋ及び３６ｎ（「ｎ」は、あらゆる数のパターンをサポートできることを表す）を有する。この特定の構成を使用する局の例は、３６個のアンテナセクタを有する。しかしながら、説明を容易かつ明確にするために、以下の節では、一般にさらに少ない数のアンテナセクタを有するノードについて説明する。なお、局は、あらゆる任意の数のビームパターンを有するように構成することができ、アンテナセクタにはあらゆる所望のビームパターンがマッピングされると理解されたい。通常、ビームパターンは、鋭角ビーム（ｓｈａｒｐ  ｂｅａｍ）を生成するように形成されるが、複数の角度から信号を送受信するようにビームパターンを生成することも可能である。
【００８０】
アンテナセクタは、ｍｍ波ＲＦ回路の選択と、ｍｍ波アレイアンテナコントローラによって指示されるビームフォーミングとによって決まる。ＳＴＡハードウェアコンポーネントは、上述したものとは異なる機能分割を有することもできるが、このような構成は、説明する構成の変形例とみなすことができる。ｍｍ波ＲＦ回路及びアンテナの中には、ノードが近隣ノードと通信する必要がないと判断した時に無効にできるものもある。
【００８１】
少なくとも１つの実施形態では、ＲＦ回路が、周波数変換器及びアレイアンテナコントローラなどを含み、送受信のためにビームフォーミングを実行するように制御される複数のアンテナに接続される。このように、ＳＴＡは、複数のビームパターンの組を使用して信号を送信することができ、各ビームパターン方向がアンテナセクタとみなされる。
【００８２】
この例では、ｍｍＷモデムに結合された３つのＲＦ回路を示しているが、ｍｍＷモデムには任意の数のＲＦ回路を結合することができると理解されるであろう。一般に、ＲＦ回路の数が多ければ多いほど、アンテナビーム方向のカバレッジが広くなる。利用するＲＦ回路の数及びアンテナの数は、特定の装置のハードウェア制約、及びその対象用途によって決まる。ＲＦ回路及びアンテナの中には、ノードが近隣ＳＴＡと通信する必要がないと判断した時に無効にできるものもある。
【００８３】
図１２Ａ及び図１２Ｂに、送信及び受信ビームパターンを現行条件（ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）に合うように適応させる本開示のＳＴＡの実施形態例５０、６０を示す。この適応例には、設定をＲＦ回路に変更することによって図１２Ａのような鋭角ビーム又は図１２Ｂのような広角ビームのいずれかを形成するＳＴＡを示す。ＳＴＡが鋭角ビームを使用する場合、ビーム幅は制限されるものの、高いアンテナ利得をもたらす。図１２Ａには、各ビーム５４の角度的広がりは狭いものの、この狭い広がりの幅が増加した鋭角ビーム５０を使用するＳＴＡ５２を示す。例５０では、この図示の鋭角ビームの選択が、３６０度全体をカバーする上で３６個のセクタを提供する。このことは、各ビーム５８が広い視野をカバーする一方で図１２Ａに示すパターンよりも低いアンテナ利得をもたらす広角ビームの使用を選択することによってその通信を適応させるＳＴＡ５６を示す図１２Ｂの例６０とは対照的であり、図１２Ｂに示す各ビームセグメントの長さは、図１２Ａに示す狭いビームセグメントよりも短く、一例として３６０度をカバーする１６個のビームセクタを使用する。
【００８４】
３．２．検討するネットワークトポロジ
図１３に、検討するトポロジ例の実施形態例７０を、ＳＴＡ−１  ７４、ＳＴＡ−２  ７６、ＳＴＡ−３  ７８、ＳＴＡ−４  ８０、ＳＴＡ−５  ８２、ＳＴＡ−６  ８４として例示する複数の局が内部で動作できる建物構造７２（例えば、会議室）内に存在するものとして示す。提案する技術の目的及び動作を良好に説明するために、上記のトポロジ例を使用するネットワークシナリオを採用する。この例では、６つのＳＴＡの各々が６０ＧＨｚ  ＰＨＹを介して近隣ＳＴＡと通信し、全てのＳＴＡが、ビームフォーミング能力を有する指向性アンテナを使用することができる。移動型ＳＴＡは、部屋に出入りすることができる。ＳＴＡ−２  ７６は、外部ネットワークにトラフィックを運ぶゲートウェイ（ＧＷ）に接続される。全てのＳＴＡがネットワークを形成し、あらゆる新規ＳＴＡを歓迎するために待機する。新規ＳＴＡは、出現した時点でネットワークのメンバになり、できるだけ速やかにゲートウェイに接続する。
【００８５】
図１４に、図１３の壁で囲まれたトポロジ内のＳＴＡ（ＳＴＡ−１  ７４、ＳＴＡ−２  ７６、ＳＴＡ−３  ７８、ＳＴＡ−４  ８０、ＳＴＡ−５  ８２、及びＳＴＡ−６  ８４）の従来のビーコンフレーム送信パターン９０の例を示す。ＳＴＡ−１〜ＳＴＡ−６は、ＡＰと同様にビーコンフレームを送信している場合、微細ビームを使用してビーコンフレームのセクタスイーピングを実行する。新たに参加するＳＴＡは、ビーコンフレームをスキャンすることによってネットワークを発見することができる。
【００８６】
しかしながら、図の飛躍的なビームオーバーラッピング及び壁に向かう信号レベルから分かるように、このプロセスではビーコンフレーム送信があまりにも多すぎて、明らかに著しいオーバーヘッドを招くだけでなく、全体的なネットワーク性能を低下させる干渉も生じると思われる。
【００８７】
図１５に、本開示に従って選択されたＳＴＡ（ＳＴＡ−１  ７４、ＳＴＡ−２  ７６、ＳＴＡ−３  ７８、ＳＴＡ−４  ８０、ＳＴＡ−５  ８２、及びＳＴＡ−６  ８４）のセクタスイーピングの実施形態例１１０を示す。本開示は、このオーバーヘッド及び不要な信号送信を排除するために、オーバーヘッド及び干渉を抑えながら適切なカバレッジを提供するように送信を適応させることを目的とする。例えば、ビーコンフレームの送信を、ＳＴＡの位置及びネットワークのトポロジに応じた合理的なカバレッジ及びビーコン周波数の取得に向けて適応させる。提案する技術の１つの目的は、この図のビーコンパターンに見られるように、適応を使用して効率的なビーコンを可能にすることである。
【００８８】
具体的に言えば、ＳＴＡ−１  ７４は、壁に囲まれた構造内の自機の位置及び他のＳＴＡの位置に基づいて、９０度の拡散よりも広がった広ビーム１１２を送信していることが分かる。ＳＴＡ−２  ７６は、ゲートウェイ（ＧＷ）とみなされる。ＳＴＡ−３  ７８は、他の局のパターンとわずかに重なるように３６０度全体に広がる広ビーム１１４を送信していることが分かる。ＳＴＡ−４  ８０は、広ビームスパンのスイープ１１６と狭ビームのスイープ１１８とを送信していることが分かる。ＳＴＡ−５  ８２は、広ビームを送信１２０し、ＳＴＡ−６  ８４も同様に広ビームを送信１２２していることが分かる。これらの適応については、後節においてさらに詳細に説明する。
【００８９】
３．３．ビーコン適応の全体的流れ
ビーコン適応は、ネットワーク内のＳＴＡが検出したイベントによってトリガされる。ＳＴＡは、イベントの状況を周期的に（定期的に）モニタし、これらのイベントを自機の内部に維持されたデータベースに記録する。ＳＴＡが記録する、行動を引き起こす可能性があるイベントの例は、（ａ）ネットワークの近くに出現した新規ＳＴＡの検出、（ｂ）相互通信リンクの確立及び解除、（ｃ）リンクを介して新たに開始されたトラフィック、又はアクティブなトラフィックの終了、（ｄ）近隣ＳＴＡから送信された管理信号の検出、（ｅ）タイマの満了、及び（ｆ）ユーザからのコマンド、である。
【００９０】
各ＳＴＡは、ネットワーク動作中にイベントが発生すると、このイベントを自機のデータベースに記録して、１又は２以上の外部エンティティとの間でイベントデータを共有する。その後、各ＳＴＡは、特定の用途において利用される意思決定ロジックに依存して、ビーコン信号などのこれらの管理信号の送信形態を変更するように構成される。
【００９１】
ＳＴＡは、信号送信の形態を変更すると、信号形態の変化に関する通知信号を交換する。これらのトランザクションを繰り返すことにより、ローカルネットワークにおけるビーコン信号の形態を不要な信号が緩和されるように適応させる。
【００９２】
本発明のシステムは、ＳＴＡによるイベントの検出後に信号適応手順を開始する。限定ではなく一例として、以下では分散管理手順を使用する事例１及び集中管理手順を使用する事例２という２つの一般的なタイプの手順について説明する。
【００９３】
３．３．１．分散管理（事例１）
図１６Ａ及び図１６Ｂに、本開示による分散管理事例によるＳＴＡ間の全体的情報交換の実施形態例１３０を示す。図には、この例ではＳＴＡ−Ｂ  １３４、ＳＴＡ−Ａ  １３６、ＳＴＡ−６  １３８、ＳＴＡ−５  １４０、ＳＴＡ−３  １４２及びＳＴＡ−１  １４４として示すネットワーク内の複数の局１３２を示す。本節では、ＳＴＡ間の全体的信号フローについて説明する。この例では、新規ＳＴＡの検出がトリガイベントである。後述するように、他のタイプのイベントがプロセス全体をトリガすることも可能である。
【００９４】
分散管理手順では、ＳＴＡが、各ＳＴＡが検出した交換イベント及び各ＳＴＡが行った行動についての自律的判断を行う。ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−３、ＳＴＡ−５及びＳＴＡ−６は、図１３に示すＳＴＡであり、これらはビーコンフレームなどの発見信号を送信している。ＳＴＡ−Ａは、未だネットワークの一部ではない新規ＳＴＡである。ＳＴＡ−Ａ  １３６は、部屋の入口に出現していずれかの利用可能なネットワークを検出しようと試みる。図１６Ａでは、ＳＴＡ−Ａ  １３６が、ＳＴＡ−６  １３８から送信されたビーコンフレームを受信（１４６）していることが分かる。ＳＴＡ−Ａ  １３６は、これらのビーコンフレームにＳＳＷフレーム１４８で応答してＳＴＡ−６  １３８と通信しようと試みる。ＳＴＡ−６は、ＳＴＡ−ＡからのＳＳＷフレームを検出し、この信号が新規ＳＴＡからのものであると認識し、新規イベント１５０を生成する。ＳＴＡ−Ａは、アクティブなリンクを確立しようと試みるアソシエーション要求１５２をＳＴＡ−６に送信していることが分かる。ＳＴＡ−６は、アソシエーション要求を受け取ると新規イベント１５４を生成する。
【００９５】
ＳＴＡ−６  １３８は、ここまでに２つのイベントを生成した。ＳＴＡ−６は、どのような行動を取るべきであるかを決定する決定プロセス（後述）を実行する。また、ＳＴＡ−６は、ＳＴＡ−５  １４０へのイベントデータ送信１５８、及びＳＴＡ−３  １４２へのイベントデータ送信１６２によって、近隣ＳＴＡであるＳＴＡ−５及びＳＴＡ−３との間でさらにイベントデータを共有する。ＳＴＡ−５及びＳＴＡ−３は、これらのイベントデータフレームを受け取ることによってＳＴＡ−６に何が起きたかを知り、これらのＳＴＡも、同様にどのような行動を取るべきであるかを決定するそれぞれの決定プロセス１６０、１６４（後述）を実行する。また、ＳＴＡ−３  １４２は、ＳＴＡ−６の直接の近隣ではない近隣ＳＴＡ−１  １４４にさらにイベントデータを転送する（１６６）。これを行うことにより、ＳＴＡ−６から開始されたイベントデータがネットワーク全体に伝播する。ＳＴＡ−１も、このイベントデータの受信に基づいて、行動を決定する決定プロセス１６８を実行する。
【００９６】
次に図１６Ｂの例を参照すると、しばらくして部屋の入口に別のＳＴＡであるＳＴＡ−Ｂ  １３４が出現して利用可能なネットワークを検出しようと試みる。ＳＴＡ−Ｂは、ＳＴＡ−６  １３８から送信されたビーコンフレーム１７０を受信する。ＳＴＡ−Ｂは、ＳＳＷフレーム１７２で応答してＳＴＡ−６と通信する。ＳＴＡ−６は、ＳＴＡ−ＢからのＳＳＷフレームを受け取ると、新規イベント１７４を生成して行動を決定する（１７６）。この例では、ＳＴＡ−６が決定する行動が、自機のビーコン信号の送信形態を変更（１７８）することである。ＳＴＡ−６は、この決定後に、その近隣ＳＴＡであるＳＴＡ−Ａ、ＳＴＡ−５及びＳＴＡ−３に、送信１８０、１８４、１８８でそれぞれ示すイベントデータ及び信号形態変更の通知を送信する。ＳＴＡ−Ａ、ＳＴＡ−５及びＳＴＡ−３は、それぞれイベントデータフレーム及び通知フレームを受け取り、行動についての決定プロセス１８２、１８６及び１９０をそれぞれ実行する。これらのＳＴＡは、通知された情報に応じてそのビーコン信号の送信形態を変更することもできる。この例では、ＳＴＡ−３  １４２がその信号形態を変更している（１９２）。また、ＳＴＡ−３は、受け取ったイベントデータ及び通知をＳＴＡ−６の近隣ではない近隣ＳＴＡ−１に伝播する（１９４）。このようにして、ＳＴＡ−１も、ＳＴＡ−６及びＳＴＡ−３の信号形態の変化を知り、取るべきいずれかの行動を決定する１９６。また、ＳＴＡ−３は、その信号形態を変更すると、その近隣ＳＴＡ−６への通知を生成し（１９８）、行動を決定し（２００）、その近隣ＳＴＡに通知を伝播し（２０２、２０６）、近隣ＳＴＡ自体も行動を決定する（２０４、２０８）。
【００９７】
３．３．２．集中管理（事例２）
図１７に、本開示による集中管理事例による、ＳＴＡ（ＳＴＡ−Ａ  ２１２、ＳＴＡ−６  ２１４、ＳＴＡ−２  ２１６を介した中央サーバ、ＳＴＡ−１  ２１８、ＳＴＡ−３  ２２０、及びＳＴＡ−４  ２２２）間の全体的情報交換の実施形態例２１０を示す。
【００９８】
前節の説明と同様に、この例でも新規ＳＴＡのネットワーク検出がトリガイベントとみなされる。しかしながら、本開示は、後述するように他のタイプのイベントを利用してプロセス全体をトリガできることも教示していると理解されたい。
【００９９】
集中管理手順では、ＳＴＡがネットワーク内の中央サーバにイベントデータを報告する。この特定のシナリオでは、一例として外部ネットワークへのゲートウェイを有するＳＴＡ２から中央サーバにアクセスできると仮定する。中央サーバは、イベントデータを受け取ると、そのデータベースを維持してネットワーク上で発生したイベントを追跡し、各ＳＴＡの適応的信号形態を決定する。図１７には、ＳＴＡ間の全体的情報交換を示す。ＳＴＡ−１、ＳＴＡ−３、ＳＴＡ−５及びＳＴＡ−６は、図１６に示すものと同じＳＴＡであり、これらはビーコンなどの発見信号を送信している。ＳＴＡ−Ａ  ２１２は、未だネットワークの一部ではない新規ＳＴＡである。
【０１００】
ＳＴＡ−Ａ  ２１２は、部屋の入口に到着していずれかの利用可能なネットワークを検出しようと試みる。ＳＴＡ−Ａは、ＳＴＡ−６  ２１４から送信されたビーコンフレームを受信する（２２４）。ＳＴＡ−Ａは、ＳＳＷフレームで応答（２２６）してＳＴＡ−６と通信する。ＳＴＡ−６は、ＳＴＡ−ＡからのＳＳＷフレームを検出し、この信号が新規ＳＴＡからのものであると認識し、新規イベント２２８を生成する。また、ＳＴＡ−Ａは、アクティブリンクを確立するためのアソシエーション要求２３０をＳＴＡ−６に送信していることも分かる。ＳＴＡ−６は、アソシエーション要求を受け取ると新規イベント２３２を生成する。
【０１０１】
従って、この時点でＳＴＡ−６は２つのイベントを有しており、中央サーバに向けてイベントデータフレームを送信する（２３４）。この事例では、中央サーバにアクセスできるＳＴＡ−２  ２１６にイベントデータフレームが送信される（２３４）。中央サーバは、イベントデータを受け取ると、取るべき行動について決定する決定プロセスを実行する（２３６）。この時、中央サーバは、ＳＴＡ−６及びＳＴＡ−１が利用する信号形態を変更しようと決定している。従って、中央局は、ＳＴＡ−２を介してネットワーク内のＳＴＡに通知フレーム２３８、２４２及び２４６を送信して変更を通知する。具体的には、ＳＴＡ−２がその近隣ＳＴＡ−６、ＳＴＡ−１及びＳＴＡ−３に通知フレームを送信していることが分かる。ＳＴＡ−６  ２１４及びＳＴＡ−１  ２１８は、通知フレームを受け取るとその信号形態２４０、２４４を変更し、この事例では、そのビーコン信号送信形態を通知フレームに示される通りに変更する。ＳＴＡ−３  ２２０は、中央サーバ２１６と直接通信することができないＳＴＡ−４  ２２２に通知フレームを伝播する（２４８）。従って、上記では、ネットワーク上で発生したイベント（この例では、新規ＳＴＡの参加）に従ってネットワークがその送信形態を適応させていることが分かる。
【０１０２】
３．４．ＳＴＡモニタリングプロセス
図１８Ａ及び図１８Ｂに、ネットワーク管理を実行するための局モニタリングの実施形態例２５０を示す。この節では、イベントモニタリング、及びＳＴＡが取ることができるその後の行動に関する詳細について説明する。このモニタリングプロセスは、ＳＴＡ及びネットワークが管理手順を実行している時に、イベントのモニタリングだけでなく、意思決定及び信号適応のための一連の論理ステップも実行する。
【０１０３】
ＳＴＡは、常に（周期的に）新規イベントをモニタする（２５２）。ブロック２５４において、新規イベントをチェックする。新規イベントが発生していない場合、プロセスは、新規イベントについてのその後のチェックを行う（２５４）。新規イベントが検出されると、ＳＴＡはイベントデータを抽出する（２５６）とともに、イベント及びＳＴＡ内部の信号形態状況のデータベースを管理する。ＳＴＡは、イベントデータを抽出した後に、そのイベントに対応するデータベース２６５のエントリを検索する（２５８）。ＳＴＡは、分散管理手順などに従って自律的に動作している場合には決定プロセスを実行し（例えば、ロジックを実行し）、関連する行動を自律的に実行する。従って、ブロック２６０において、ＳＴＡが行動を自律的に決定すべきかどうかを判定するチェックが行われる。ＳＴＡは、自律的に行動すべきである場合には行動を決定する（２６２）。いずれの場合にも、ＳＴＡは、抽出されたイベントデータでデータベース２６５を更新し（２６４）、更新データをデータベースに記憶する。なお、イベント及び状況のデータベース２６５は、ブロック２５８に示すようなその後の検索に利用することができる。
【０１０４】
次に図１８Ｂに進み、ＳＴＡは、イベントデータを外部エンティティと共有すべきであるかどうかを判定する（２６６）。ＳＴＡは、常に毎回イベントを共有するとは限らず、十分な量又は重要度のデータが蓄積された時にイベントを共有することができる。ＳＴＡは、イベントデータを外部エンティティと共有すべきであると判定した場合、外部エンティティに向けてイベントデータを送信する（２６８）。イベントデータ送信シーケンスについては、図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７に関連して既に説明した。
【０１０５】
ＳＴＡがその送信形態を更新すべきであるかどうかを判定する（２７０）。ＳＴＡが自律的に動作していない場合、実行は図１８Ａのブロック２５４に戻る。一方で、ＳＴＡは、分散管理手順などに従って自律的に動作している場合、意思決定（図１８Ａのブロック２６２）からの結果に依存して自機の信号送信形態を更新する（２７２）。ＳＴＡは、その信号形態を更新すべきである場合、ビーコンフレームなどの発見信号の送信形態を調整する。信号送信形態の更新の詳細については後述する。ＳＴＡは、その信号送信形態を更新する場合、信号送信形態の通知も外部エンティティに通信する（２７４）。
【０１０６】
図１９Ａ及び図１９Ｂに、記録して共有すべきイベントを取り込むイベント抽出の実施形態例２９０を示す。一例として、図には６つのタイプのイベントを示しているが、本開示の教示から逸脱することなく別の又は追加のイベントタイプを処理することもできると理解されたい。
【０１０７】
単純なフォロースルー型決定木パターンを用いてロジックを示しているが、テーブル駆動型（ｔａｂｌｅ  ｄｒｉｖｅｎ）、タスクモデル、及び複数のイベントを評価して適宜にプロセスを実行するように構成された同様のものなどの他の形の決定ロジックを利用して同じ目的を達成することもできると理解されたい。例えば、テーブル駆動型プロセスでは、テーブルの開始アドレスを加えた２進ワードにイベントをマッピングすることができる。このテーブルにジャンプすると、全てのマッピングされたイベントの固有の状態に従って実行がルーティングされる。上記は、このフロー図及び本開示に示す他のフロー図が、ネットワークイベント及びネットワーク状態に応答して所望の行動を実行できる１つの形態のロジックの例示であることを示すものにすぎない。
【０１０８】
ルーチンを開始し（２９２）、新規ＳＴＡをチェックする（２９４）。以下のフロー記述では、特定のイベントが検出されなかった場合、実行は次のイベント形態のチェックに進む。新規ＳＴＡが検出された場合、ＳＴＡは、新規ＳＴＡが存在するアンテナセクタを抽出し（２９６）、この情報を対応するイベントデータに記憶する。その後、ＳＴＡは、新規ＳＴＡが出現した（検出された）時間を抽出してイベントデータに記録する（２９８）。
【０１０９】
イベントが、新規ＳＴＡからのアソシエーション要求フレームの受信、アソシエーションプロセスの完了、又はアクティブリンクの解除を示すアソシエーションステータスの変化であるかどうかを判定するチェックを行う（３００）。イベントがアソシエーションステータスの変化である場合、ＳＴＡは、近隣ＳＴＡとの間のアクティブリンクの数を抽出し（３０２）、この情報を対応するイベントデータに記憶する。
【０１１０】
トラフィックアクティビティの変化をチェックする（３０４）。イベントがトラフィックアクティビティの変化である場合、ＳＴＡは、ＳＴＡが送信又は受信しているアクティブトラフィックのトラフィック帯域幅及び通信時間利用を抽出し（３０６）、この情報を対応するイベントデータに記憶する。
【０１１１】
図１９Ｂに進み、管理信号の検出をチェックする（３０８）。イベントが、近隣ＳＴＡから送信された管理信号の検出である場合、ＳＴＡは、信号送信機（ＳＴＡ）識別子及び平均受信信号強度を抽出し（３１０）、この情報を対応するイベントデータに記憶する。
【０１１２】
ハウスキーピングタイマ満了（発動）の検出をチェックする（３１２）。このイベントタイマが満了した場合、ＳＴＡは、以前のタイマ満了時間に基づいて経過時間を抽出し（３１４）、この情報を対応するイベントデータに記憶する。なお、ＳＴＡは、常にタイマを実行（動作）し、タイマの満了は、ハウスキーピング機能を実行する必要があることを示す。
【０１１３】
システムリセットコマンド又はメモリリフレッシュコマンドなどの、ユーザからのコマンド検出をチェックする（３１６）。この例では、ＳＴＡが削除すべきデータを抽出し（３１８）、この情報をイベントデータに記憶し、この時点でプロセスが終了する（３２０）。
【０１１４】
上記の例によれば、検出されたイベントはイベントデータ内に符号化され、これを１又は２以上の外部エンティティに送信することができる。
【０１１５】
３．５．イベントデータ共有
上述したように、ＳＴＡは、上述したようなイベントデータを抽出した後に、近隣ＳＴＡ又は中央サーバにイベントデータを送信する。イベントデータはフレーム（パケット）に詰め込まれ、無線リンクを介して送信される。
【０１１６】
図２０に、イベントデータフレームの実施形態例３３０を示す。フレーム制御（Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、フレームのタイプを示す。持続時間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるナビゲーション（ＮＡＶ）情報を含む。ＲＡフィールドは、フレームの受信者のアドレスを含む。ＴＡフィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。シーケンス制御（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、自動再送要求（ＡＲＱ）を動作させるシーケンス番号を含む。行動（Ａｃｔｉｏｎ）フィールドは、フレームの受信者がどのような種類の行動を取るように指示されるかを指定する行動識別子を示す。宛先（Ｄｅｓｔ）ＳＴＡフィールドは、このフレーム内の情報の送信先を示す。分散管理手順の場合、少なくとも１つの実施形態では、このフィールドを、ネットワーク内の全てのＳＴＡ間で情報が共有されるようにアドレスをブロードキャストするように設定することができる。集中管理手順の場合、このフィールドは、中央サーバに接続されたＳＴＡのアドレスを含む。（単複の）イベントデータ（Ｅｖｅｎｔ  Ｄａｔａ）要素は、イベントデータ自体を含む。送信側ＳＴＡが同時に複数のイベントを報告した場合には、フレームに複数のイベントデータ要素を含めることができる。フレームは、受信者がフレームのエラーを特定できるようにするフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）で終了する。
【０１１７】
イベントデータ要素内には、要素ＩＤフィールド及び長さフィールドを含む複数のフィールド３３２を示す。ＳＴＡ  ＩＤフィールドは、イベントについて報告するＳＴＡのアドレスを提示する。イベントタイプ（Ｔｙｐｅ  ｏｆ  Ｅｖｅｎｔ）フィールドは、イベントの識別子を提供して、例えば新規ＳＴＡの検出、アソシエーションステータスの変化、及びトラフィックアクティビティの変化などの、どのような種類のイベントを情報要素が報告しているかを示す。タイプスタンプ（Ｔｉｍｅ  Ｓｔａｍｐ）フィールドは、イベントの発生時間を含む。イベントデータ（Ｅｖｅｎｔ  Ｄａｔａ）フィールドは、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すイベントデータ抽出ルーチンの結果などとして符号化されるイベントデータを含む。ＳＴＡは、イベントデータデータベースに記憶された情報を含むデータベース状態フィールドを付加することもできる。イベントデータフレームの受信者はこれらの要素を解析し、従ってこのイベントを報告しているＳＴＡにおいて発生したイベントを特定することができる。
【０１１８】
３．６．イベントデータの受信時
これまでの図（図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７）で分かるように、イベントデータフレームは、近隣ＳＴＡ又は中央サーバによって受け取られる。以下の節では、イベントデータ受信毎の行動について説明する。
【０１１９】
３．６．１．分散管理（事例１）
図１６Ａ及び図１６Ｂに示したように、分散管理手順を利用する際には、イベントデータフレームが近隣ＳＴＡによって受け取られる。また、図から分かるように、近隣ＳＴＡは、信号送信形態の変更時にも通知フレームを受け取る。
【０１２０】
図２１に、近隣ＳＴＡによるイベントデータフレームの受信時に分散管理手順を利用する実施形態例３５０を示す。ＳＴＡは、イベントデータ又は通知の受信時に、図示の信号処理フローを実行する。また、図から分かるように、近隣ＳＴＡは、信号送信形態の変更時にも通知フレームを受け取る。
【０１２１】
プロセスを開始し（３５２）、イベントデータ又は通知フレームの受信をチェックする（３５４）。ＳＴＡは、イベントデータフレーム又は通知フレームを受け取ると、フレーム解析及びその後の信号処理を開始する。ＳＴＡは、分散管理手順で動作している場合、ブロック３５８、３６０及び３６２に示すように、受け取ったフレームを解析し、受け取った情報及び決定された行動を必要に応じて近隣ＳＴＡと共有する。ＳＴＡは、集中管理手順で動作している場合には、この一連の動作をスキップする。具体的には、分散管理手順であるかをチェックする（３５６）。分散管理手順でない場合、実行はブロック３６４に進む（ジャンプする）。分散管理手順である場合、分散管理プロセスを処理するために、データ（イベントデータ又は通知データ）を解析し（３５８）、他のＳＴＡとデータを共有するかどうかをチェックする（３６０）。データを共有しない場合、実行はブロック３６４に進む。一方で、データを共有する場合にはブロック３６２に進み、イベントに関するデータベース情報を少なくとも１つの外部エンティティに送信する。
【０１２２】
ブロック３６４に進むと、ＳＴＡは、発見信号送信形態を更新すべきであるかどうかを判定する。ＳＴＡが分散管理手順に従って動作している場合、この判定は（後節で説明する）データ解析サブルーチンにおいて行われる。ＳＴＡが集中管理手順に従って動作している場合、この判定は、中央サーバから受け取った通知フレームを解析することによって行われる。通知フレームがＳＴＡへの提案行動を含む場合、ＳＴＡは、通知フレームによって指示されるように発見信号送信形態を更新する。
【０１２３】
ＳＴＡは、送信形態を更新すべきであると判定した場合、自機の発見信号送信形態を更新する（３６６）。信号形態の更新方法については後節で説明する。次にブロック３６８に進み、ＳＴＡは、イベントデータ及び／又は通知の一方又は両方を他のＳＴＡに伝播すべきであるかどうかを判定する。
【０１２４】
ＳＴＡは、分散管理手順に従って動作している場合には、ネットワーク内の全てのＳＴＡが同じ情報を共有できるようにイベントデータ／通知を近隣ＳＴＡに伝播しようと試みる。どの近隣ＳＴＡに情報を送信すべきであるかの決定は、ＳＴＡが維持するルーティングテーブルによって行われる。この共有の程度又はルーティングテーブルの使用に関する決定の詳細は、本開示の範囲内ではない。従って、ブロック３７０に進んでイベントデータ及び／又は通知データを他のＳＴＡに送信し、実行はブロック３５４に戻る。
【０１２５】
ＳＴＡは、集中管理手順に従って動作している場合には、自機が維持するルーティングテーブルに基づいて、受け取ったイベントデータ又は通知を伝播しようと試みる。どの近隣ＳＴＡに情報を送信すべきであるかは、ＳＴＡが維持するルーティングテーブルによって決定される。
【０１２６】
図２２に、ＳＴＡが行動を決定し、受け取ったイベントデータ及び通知のデータベースを管理する、データ解析ルーチン内部の信号処理フローの実施形態例３９０を示す。プロセスを開始し（３９２）、ＳＴＡが、受け取った情報に対応するデータベース４００のエントリを検索する（３９４）。ＳＴＡは、受け取った情報及びデータベースに記憶されている情報に基づいて、実行すべき行動を確定／決定するプロセス３９６を実行する。ＳＴＡは、受け取った情報でデータベースを更新し（３９８）、更新データをデータベースに記憶して、解析プロセスを終了する（４０２）。
【０１２７】
３．６．２．集中管理（事例２）
図１７に示すように、集中管理手順に従う際には、イベントデータフレームが中央サーバによって受け取られる。
【０１２８】
図２３に、中央サーバにおけるイベントデータ受信の信号処理フローの実施形態例４１０を示す。プロセスを開始し（４１２）、イベントデータを受け取ったかどうかを判定する（４１４）。受け取っていない場合、その後にイベントデータをチェックする（４１４）。イベントデータを受け取った場合、ＳＴＡが収集したイベントデータのデータベース４２２から、行動を決定するためのエントリを検索する（４１６）。なお、この事例では、受け取ったイベントデータのデータベースを中央サーバが管理する。次に、受け取った情報及びデータベースに記憶されている情報に基づいて、上記で例示したように行動を決定する決定プロセスを実行する（４１８）。その後、ＳＴＡは、受け取った情報でデータベース４２２を更新し（４２０）、更新データをデータベースに記憶する。
【０１２９】
いずれかの行動を実行した結果、１又は２以上のＳＴＡに通知すべき変化が生じたかどうかを判定する（４２４）。通知が不要な場合、実行はブロック４１４に戻ってイベントデータをチェックする。一方で、ブロック４２４において、行動決定プロセスからの結果によって信号送信形態が更新されたと判定された場合、ＳＴＡは、ブロック４１４に戻ってイベントデータをチェックする前に、対応する（単複の）ＳＴＡにおいて決定された行動が取られるように、ネットワーク内のＳＴＡに通知を送信する（４２６）。
【０１３０】
３．７．意思決定
図２４Ａ〜図２４Ｃに、実行する送信形態の変更に関する意思決定の実施形態例４３０を示す。分散管理手順におけるＳＴＡ及び中央サーバは、本明細書では決定モジュールと呼ぶ意思決定プログラム（例えば、ソフトウェアモジュール）を含む。決定モジュールは、本明細書で説明したような、信号送信形態を更新すべきであるかどうかを判定するステップを実行する（例えば、ロジックを実行する）。この判定は、受け取ったイベントデータによって更新されたデータベース情報を参照して行われる。なお、データベースは、過去に検出されたイベントの履歴を含む。従って、決定モジュールは、イベントの統計を取得することができる。以下、このプロセスの詳細について説明する。
【０１３１】
新規ＳＴＡについて報告したイベントが検出されると、取るべき行動を決定するプロセスが開始する（図２４Ａの４３２）。決定モジュールは、新規ＳＴＡが特定のＳＴＡにおいて特定の方向から頻繁に検出されるかどうかを判定する（４３４）。新規ＳＴＡが検出されない場合、実行はブロック４４２に進む。一方で、この判定が真である場合、決定モジュールは、このＳＴＡからこの方向に向かう発見信号の周波数を高め、他の方向に向かう発見信号の周波数を低下させ、他のＳＴＡによって送信される発見信号の周波数を低下させるように送信形態を更新しようと意図する（４３６）。
【０１３２】
次に、決定モジュールは、特定のＳＴＡにおいて特定の方向から受け取られた新規ＳＴＡの平均信号レベルが閾値よりも高いかどうかを判定する（４３８）。判定が偽である場合、実行はブロック４４２にジャンプする。一方で判定が真である場合、閾値を上回っているので、ブロック４４０に進んで送信形態を適応させ、この特定の例では特定の方向に送信される特定のＳＴＡの発見信号のビーム幅を増加させる。
【０１３３】
ブロック４４２に進み、局間のアクティブリンクが変更されたかどうかを判定する。例えば、新たに確立されたアクティブリンク上でイベントが報告されると、決定モジュールはネットワークトポロジ情報を更新する。アクティブリンクが変更された場合、ＳＴＡの近隣リスト上で更新４４４を実行するとともに、これらのＳＴＡが近くに存在することを記録する。この情報を使用して、１つのＳＴＡから別のＳＴＡへのルートを決定する。
【０１３４】
トラフィックアクティビティの変化をチェックする（図２４Ｂの４４６）。変化が見つからなかった場合、実行はブロック４５０に進む。一方で、トラフィックアクティビティが変化した場合、トラフィックアクティビティが増加した場合には、送信される発見信号の頻度を低下させ、或いはトラフィックアクティビティが減少した場合には、送信される発見信号の頻度を高めるように信号形態を更新するブロック４４８を実行する。従って、決定モジュールは、別のＳＴＡよりもトラフィックアクティビティが少ないＳＴＡを選別し、選別したＳＴＡの発見信号の頻度を低下させる。
【０１３５】
ブロック４５０において、検出された干渉信号をチェックする判定を行う。干渉信号が存在しない場合、実行はブロック４５４に進む。一方で、干渉信号の検出、すなわち近隣ＳＴＡからの管理フレームの受信に関するイベントが報告されると、決定モジュールは、近隣ＳＴＡリストを更新し４５２、これらのＳＴＡが近いことを記録し、アクティブリンクを確立したＳＴＡによって送信される発見信号の頻度を低下させるように送信形態を変更する。従って、決定モジュールは、別のＳＴＡよりもトラフィックアクティビティが少ないＳＴＡを選別し、選別したＳＴＡの発見信号の頻度を低下させる。
【０１３６】
タイマ満了の判定４５４に進む。タイマが満了していない場合、実行は図２４Ｃのブロック４５８に進む。一方で、イベントがＳＴＡのタイマ満了イベントを報告した場合、決定モジュールは、イベント履歴の時間スケールを更新する（図２４Ｃの４５６）。決定モジュールは、データベースに維持されているイベントの頻度を再計算する。決定モジュールは、イベント頻度の変化時に（単複の）ＳＴＡの送信形態を変更するように意図することができる。
【０１３７】
ブロック４５８において、ユーザからリセットデータコマンドが受け取られたかどうかを判定する。受け取られていない場合、実行は、ブロック４６２における次の判定に進む。一方でデータをリセットすべきである場合、決定モジュールは、対応するＳＴＡのイベント履歴をデータベースから削除し（４６０）、送信形態をデフォルト形態に設定する。
【０１３８】
上記の一連の判定後、決定モジュールは、ブロック４６２において、発見信号の送信形態を更新すべきであるかどうかを判定する。更新を行わない場合、又は更新がそれほど重要でない場合、実行は終了する４６６。なお、たとえ決定モジュールが信号形態を更新するように意図したとしても、信号形態変更の効果が小さい（例えば、閾値レベル未満である）場合には信号形態が更新されないこともあると理解されたい。しかしながら、意図する変更が十分なものである場合、決定モジュールは、送信形態の更新の命令を準備する（４６４）。ネットワークは、分散管理手順で動作している場合には、ＳＴＡの送信形態を変更するコマンドを発行する。ネットワークは、集中管理手順で動作している場合には、ネットワーク内のＳＴＡに通知を発行する。
【０１３９】
３．８．通知データ構造
分散管理手順で動作しているＳＴＡは、その発見信号の送信形態を変更した時に、近隣ＳＴＡに通知フレームを発行して信号形態を変更した旨を知らせる。同様に、集中管理手順では、中央サーバが、ネットワーク内のＳＴＡに通知フレームを発行して信号送信形態の更新を命令又は通知させる。通知フレームの配信については、図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１７に関連して上述した。
【０１４０】
図２５に、通知フレームの実施形態例４７０を示す。通知フレームは、以下のフィールドを含む。フレーム制御（Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、フレームのタイプを示す。持続時間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報を含む。ＲＡフィールドは、フレームの受信者のアドレスを含む。ＴＡフィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。シーケンス制御（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、自動再送要求（ＡＲＱ）を動作させるシーケンス番号を含む。行動（Ａｃｔｉｏｎ）フィールドは、フレームの受信者がどのような種類の行動を取るように指示されるかを指定する行動識別子を示す。宛先（Ｄｅｓｔ）ＳＴＡフィールドは、このフレーム内の情報の送信先を示す。多くの場合、このフィールドは、ネットワーク内の全てのＳＴＡ間で情報を共有できるようにブロードキャストアドレスに設定される。集中管理手順の場合、このフィールドは、この通知に応答して信号送信形態を変更するように指示されるＳＴＡのアドレスを含むことができる。信号形態（Ｓｉｇｎａｌ  Ｆｏｒｍ）要素は、発見信号形態をどのように送信すべきであるかに関する情報を含む。通知が複数のＳＴＡの信号形態変更を報告する場合には、フレームに複数の信号形態要素を含めることができる。フレームは、受信者がフレームのエラーを特定できるようにするフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）で終了する。
【０１４１】
信号形態要素内には、以下のフィールド４８０が存在する。要素ＩＤフィールド及び長さフィールド。ＳＴＡ  ＩＤフィールドは、信号形態更新が適用される（又は適用される予定の）ＳＴＡのアドレスを提示する。タイプスタンプ（Ｔｉｍｅ  Ｓｔａｍｐ）フィールドは、発見信号を更新する有効時間を指定する。信号間隔（Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）フィールドは、一連の発見信号送信の間隔を示す。ビーム仕様数（Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）フィールドは、信号形態要素に含まれるビーム仕様要素の数を示す。ビームパターンが不規則パターンで更新される場合には、単一の信号形態要素に複数のビーム仕様フィールを含めることができる。
【０１４２】
各ビーム仕様要素は、更新の適用後に発見信号送信の形のビーム変更を指示するサブフィールド４９０を含む。これらのフィールドの少なくとも１つの実施形態を、信号サイクル、サイクルオフセット、ビーム方向、角度範囲、ビーム幅及びビーム角度ステップとして例示する。信号サイクル（Ｓｉｇｎａｌ  Ｃｙｃｌｅ）サブフィールドは、発見信号送信の反復サイクルを示す。フィールドが１に設定された場合には、ＳＴＡが一連の発見信号送信をスケジュールする度に同じ発見信号形態が使用される。フィールドが３に設定された場合には、発見信号送信パターンが３ビーコン期間毎に繰り返される。サイクルオフセット（Ｃｙｃｌｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）サブフィールドは、信号サイクル内のビームスペック要素によって命令されるビームパターンの開始タイミングを含む。ビーム方向（Ｂｅａｍ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）サブフィールドは、ビームスペックフィールドによって示唆される一連の発見信号の中心の角度方向を示す。角度範囲（Ａｎｇｌｅ  Ｃｏｖｅｒａｇｅ）サブフィールドは、ＳＴＡがカバーすべき送信発見信号の合計角度を含む。ＳＴＡは、この値に応じて１８０度のカバレッジ又は６０度のカバレッジなどをカバーすることができる。ビーム幅（Ｂｅａｍ  Ｗｉｄｔｈ）サブフィールドは、ビームスペックフィールドによって示唆される発見信号に使用されるビーム幅を示す。ビーム角度ステップ（Ｂｅａｍ  Ａｎｇｌｅ  Ｓｔｅｐ）サブフィールドは、ビームスペックフィールドによって示唆されるビーム間の角度ステップを示す。
【０１４３】
通知フレームの受信者は、これらの要素を解析して、どのＳＴＡがどの形態で送信発見信号を送信すべきであるかを取得することができる。集中管理手順の場合、信号形態要素内のＳＴＡ  ＩＤフィールドがＳＴＡ自体のアドレスに等しい通知フレームを受け取ったＳＴＡは、自機の発見信号送信形態を要素内に示される通りに設定する一方で残りの要素を伝播すべきである。複数の要素が同じＳＴＡ  ＩＤを含む場合には、単一の通知フレームが複数の信号形態要素を含むこともできる。このような場合には、ＳＴＡ  ＩＤフィールドに示されるＳＴＡが、対応する信号形態要素を解析し、送信信号が全ての対応する要素からの要件を満たすように信号形態を更新する。この場合、ＳＴＡの発見信号形態は、送信タイミング又はアンテナの方向毎に変更することもできる（図３０のＳＴＡ−４の信号形態を参照）。
【０１４４】
３．９．信号適応
信号形態更新の結果として、ＳＴＡは、その発見信号送信形態を変更する。これは、図２１に示すイベント又は通知受信におけるステップ３６０の効果である。本節では、以下の図を参照して、信号形態をどのように変更するかについて説明する。
【０１４５】
３．９．１．発見信号の周波数の変更
図２６に、送信形態変更を示す実施形態例５１０、５３０（事例１）を示す。当初、ＳＴＡは、その発見信号として、期間５１６にわたるビーコン間隔５１２ａ、５１２ｂ及び１５２ｃを示すビーコンフレーム５１４を送信している。これらのビーコン信号は、パターン５１８ａ、５１８ｂ及び５１８ｃに示すような１５個の狭ビームで１８０度超をカバーする。限定ではなく一例として、この例では、ビーコンが１００ｍｓｅｃ毎に規則的に送信される。
【０１４６】
送信信号形態更新の結果として、ＳＴＡは、ＳＴＡの発見信号送信を５３０に示すように変更する。この場合、ＳＴＡは、信号の周波数を更新するコマンドを受け取り、特にこの例では、３つの信号サイクルを使用して送信周波数を１／３に低下させるように指示される。期間５３６にわたるビーコン間隔５３２ａ、５３２ｂ及び５３２ｃを示すビーコンフレーム５３４が、発見信号として送信される。適応した各ビーコン信号は、５つの狭ビームとして示す当初の範囲の１／３をカバーし、方向が各ビーコン間隔でパターン５３８ａから５３８ｂに、そして最終的には５３８ｃに変化した後に５３８ａに示す状態に戻る。従って、ＳＴＡは、ビーコン送信時間内に５つ（１５個の１／３）のビームのみを送信しながら所望の角度をカバーするために３つのビーコン送信間隔を消費し、３ビーコン間隔毎にこのサイクルを繰り返すことが分かる。
【０１４７】
図２７に、ＳＴＡが信号の頻度を更新するコマンドを受け取った場合の信号形態変化の実施形態例５５０、５７０（事例２）を示す。
【０１４８】
当初（５５０）、ＳＴＡは、その発見信号として、期間５５６にわたるビーコン間隔５５２ａ、５５２ｂ及び５５２ｃを示すビーコンフレーム５５４を送信している。これらのビーコン信号は、パターン５５８ａ、５５８ｂ及び５５８ｃに示すような１５個の狭ビームで１８０度超をカバーする。ビーコンは、１００ｍｓｅｃ毎に規則的に送信される。
【０１４９】
信号形態更新の結果として、ＳＴＡは、ＳＴＡの発見信号送信形態５７０を変更する。この例では、ＳＴＡが、２つの信号間隔を使用して送信頻度を１／２だけ低下させるように指示（命令）される。従って、ビーコン間隔５７２ａ、５７２ｂは、２００ｍｓｅｃ（デフォルト値から２倍）に増加（倍化）する一方で、ＳＴＡは、ビーコン送信時間内のビーム数を維持する。この図には、それまでと同じ数のビームを有するが長期にわたって広がった送信５７８ａ、５７８Ｂを示す。
【０１５０】
３．９．２．発見信号のビーム幅の変更
図２８に、信号送信形態更新を示す実施形態例５９０、６００を示す。当初（５９０）、ＳＴＡは、その発見信号として、ビーコン間隔５９２ａ、５９２ｂを有するビーコンフレーム５９４を送信しており、ビーコン信号５９８ａ、５９８ｂは、期間５９６にわたって１５個の狭ビームで１８０度をカバーする。ビーコンは、例えば１００ｍｓｅｃ毎に規則的に送信される。
【０１５１】
信号形態更新の結果として、ＳＴＡは、その発見信号送信形態６００を変更する。ビーコン間隔６０２ａ、６０２ｂを有するビーコンフレーム６０４を示す。ＳＴＡは、ビーム幅を当初のビーム幅の３倍に増加させるコマンドを受け取った。従って、ＳＴＡは、アンテナ利得を値ＧｎからＧｗに失いながら同じ角度範囲をカバーする５つ（１５個の１／３）のビームのみを各ビーコン送信時間に送信するように適応していることが分かる。結果として得られるビームパターン６０８ａ、６０８ｂは、期間６０６にわたって見られる。
【０１５２】
３．９．３．発見信号のビーム方向の変更
図２９に、別のタイプの信号送信形態更新を示す実施形態例６１０、６２０を示す。
【０１５３】
当初、図２６にも示したように、ＳＴＡは、その発見信号として、期間６１６にわたるビーコン間隔６１２ａ、６１２ｂ及び６１２ｃを示すビーコンフレーム６１４を送信している。これらのビーコン信号は、パターン６１８ａ、６１８ｂ及び６１８ｃに示すように、１５個の狭ビームを使用して１８０度超をカバーする。ビーコンは、１００ｍｓｅｃ毎に規則的に送信される。
【０１５４】
信号形態更新の結果として、影響を受けるＳＴＡは、その発見信号送信形態６２０を図示のように変更する。期間６２６にわたるビーコン間隔６２２ａ、６２２ｂ及び６２２ｃを有するビーコン６２４を示す。この例では、ＳＴＡがその信号形態を更新するための通知フレームを中央サーバから受け取り、２つのビームスペックフィールドを含む信号形態要素を受け取ると仮定する。第１のビームスペックフィールドは、角度範囲を１／３だけ減少させるように提案する。第２のビームスペックフィールドは、信号送信間隔を３００ｍｓｅｃに増加させるようにＳＴＡに指示する。ＳＴＡは、第１のビームスペックフィールドの情報に従って、６２８ａ、６２８ｂとして示す５つ（１５個の１／３）のビームで制限された角度範囲に送信を行う。ＳＴＡは、第２のビームスペックフィールドの情報に従って、当初の形態（同じカバレッジ）の、ただし３００ｍｓｅｃ毎に送信（６２８ａ）されるビーコンフレームを送信する。ＳＴＡは、これらの２つの命令の組み合わせとして、図の６２８ｃで示すような不規則形態の発見信号を送信する。
【０１５５】
３．９．４．コマンドの組み合わせによる発見信号送信形態の変更
本開示は、あらゆる所望の変更形態だけでなく、これらの変更のあらゆる所望の組み合わせで送信パラメータを適応させる（変更する）ことも検討すると理解されたい。
【０１５６】
図３０に、図１５に示す展開シナリオで発生し得る信号送信形態更新の実施形態例６３０、６４０、６５０を示す。この例では、ＳＴＡが、イベント履歴に基づいてその発見信号送信形態を更新する。
【０１５７】
期間６３６にわたるビーコン間隔６３２ａ、６３２ｂ、６３２ｃを有し、ビームパターン６３８ａ、６３８ｂ、６３８ｃが全て同じであるビーコン６３４を使用するＳＴＡ−３  ６３０を示す。従って、ＳＴＡ−３は、その発見信号送信形態を当初の形態から変更せず、ビーコン間隔又はビーム幅を変更することなく完全な角度範囲を維持する。
【０１５８】
ＳＴＡ−４は、（集中管理手順の場合）中央サーバから通知フレームを受け取ることによって、或いは（分散管理手順の場合）自機が行った決定に応答して、信号形態変更６４０を実行し、時間と共に変化する不規則なビームパターンを生成する。図２９に関連して説明したように、中央サーバは、信号送信形態を不規則な形で更新するようにＳＴＡ−４に通知することができる。ＳＴＡ−４は、期間６４６にわたるビーコン間隔６４２ａ、６４２ｂ及び６４２ｃで、ビームパターン６４８ａ、６４８ｂ及び６４８ｃを示すビーコン６４４を送信していることが分かる。スイープ中には、送信されるビーム幅６４８ａが異なる幅であり、その後の６４８ｂにおいて一定の狭ビーム幅に設定され、その後の６４８ｃにおいて送信周波数の１／３に設定されることが分かる。
【０１５９】
図示のＳＴＡ−２  ６５０は、過去に観察されたイベントに起因して信号間隔を増加させたままである。この結果、ＳＴＡ−２  ６５０は、発見信号の送信を中止する。期間６５６にわたるビーコン間隔６５２ａ、６５２ｂ、６５２ｃ中にビーコンは存在しない（６５４）。しかしながら、ネットワークは、ＳＴＡ−２の付近のネットワーク内に他のＳＴＡが存在することを学習する。従って、これらの他のＳＴＡが発見プロセスを実行し、ＳＴＡ−２は、不必要に発見信号を送信し続ける必要がない。
【０１６０】
３．１０．信号適応の利点
上述した発見信号適応スキームの結果、図１５に示すＳＴＡの送信信号形態は以下の通りに適応した。
【０１６１】
ＳＴＡ−１：過去に壁の方向から新規ＳＴＡが出現していないので、発見信号の角度範囲が制限されている。また、ＳＴＡ−１から離れた場所は他のＳＴＡによってカバーされ、ＳＴＡ−１はこれらの領域から頻繁に新規ＳＴＡを検出しないので、発見信号のビーム幅を広げている。また、新規ＳＴＡがそれほど頻繁に検出されていないので、ＳＴＡ−１はその発見信号送信間隔を増加させている。
【０１６２】
ＳＴＡ−２：過去に新規ＳＴＡが頻繁に検出されていないので、その発見信号送信間隔を増加させている。ＳＴＡ−２は、ゲートウェイに接続されて、常にアクティブトラフィックに対応する。この結果、ＳＴＡ−２の発見信号はめったに送信されず、全く送信しないこともある。
【０１６３】
ＳＴＡ−３：新たに検出されたＳＴＡからのほとんどの信号強度が過去に高レベルであったため、ビーム幅を広げている。また、新規ＳＴＡがあまり頻繁に検出されていないので、その発見信号送信間隔を増加させている。しかしながら、過去に全ての角度から新規ＳＴＡを検出しているので、カバレッジの角度は変更していない。
【０１６４】
ＳＴＡ−４：過去に新規ＳＴＡが壁の方向から出現していないので、発見信号の角度範囲を制限している。いくつかの部分の方向から検出された新規ＳＴＡの信号強度レベルが十分に高いことが多いので、その方向のビーム幅を広げている。過去に新規ＳＴＡがそれほど頻繁に検出されていないので、その発見信号送信間隔を増加させている。
【０１６５】
ＳＴＡ−５：過去に新規ＳＴＡが壁の方向から出現していないので、発見信号の角度範囲を制限している。いくつかの部分の方向から検出された新規ＳＴＡの信号強度レベルが十分に高いことが多いので、その方向のビーム幅を広げている。しかしながら、ＳＴＡ−５が部屋の入口付近に存在し、過去に新規ＳＴＡを頻繁に検出しているので、その発見信号送信間隔を維持している。
【０１６６】
ＳＴＡ−６：過去に新規ＳＴＡが壁の方向から出現していないので、発見信号の角度範囲を制限している。いくつかの部分の方向から検出された新規ＳＴＡの信号強度レベルが十分に高いことが多いので、その方向のビーム幅を広げている。しかしながら、ＳＴＡ−５が部屋の入口付近に存在し、過去に新規ＳＴＡを頻繁に検出しているので、その発見信号送信間隔を維持している。
【０１６７】
このように、発見信号送信形態は、ネットワークが発見信号の多大なオーバーヘッドを引き起こすことなく新規ＳＴＡを効率的に検出するように適応する。
【０１６８】
４．開示要素の要約
以下は、本開示に関連する態様の部分的要約である。
【０１６９】
ネットワーク発見のためのスキャンを支援する信号の送信を実行する指向性送信を使用する無線通信システム／装置であって、（ａ）ＳＴＡが、新たに発見されたＳＴＡに関する情報を収集してデータベースにイベントを記録し、（ｂ）ネットワークＳＴＡが、中央コーディネータ又はネットワーク内の他のＳＴＡとして動作するエンティティとの間でデータベース情報を交換し、（ｃ）ネットワークＳＴＡ又は中央コーディネータのいずれかが、ネットワークＳＴＡから受け取られた情報に基づいて信号送信形態を決定し、（ｄ）ネットワークＳＴＡ又は中央コーディネータのいずれかが、決定された信号送信形態をネットワーク内のＳＴＡに送信し、（ｅ）決定された信号送信形態を受け取ったネットワークＳＴＡが、ネットワークのスキャンを支援する信号送信を、受け取った情報に示される通りに調整する、無線通信システム／装置。
【０１７０】
決定された信号送信形態を受け取ったネットワークＳＴＡが、新規局がネットワークのスキャンを行うのを支援する信号の周波数又はタイミングを調整する、上述の無線通信システム／装置。
【０１７１】
決定された信号送信形態を受け取ったネットワークＳＴＡが、新規局がネットワークのスキャンを行うのを支援する信号のビーム幅を調整する、上述の無線通信システム／装置。
【０１７２】
決定された信号送信形態を受け取ったネットワークＳＴＡが、新規局がネットワークのスキャンを行うのを支援するように送信信号の指向性を調整する、上述の無線通信システム／装置。
【０１７３】
ネットワークＳＴＡが、新たに発見されたＳＴＡが検出されたアンテナセクタに関する情報を収集する、上述の無線通信システム／装置。
【０１７４】
ネットワークＳＴＡが、新たに発見されたＳＴＡとのアクティブリンクに関する情報を収集する、上述の無線通信システム／装置。
【０１７５】
ネットワークＳＴＡが、前記新たに発見されたＳＴＡと共に干渉信号に関する情報を収集する、上述の無線通信システム／装置。
【０１７６】
５．実施形態の一般的範囲
提示した技術の説明した強化は、様々な指向性無線局内に容易に実装することができる。また、無線局回路が、１又は２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など）、及び命令を記憶する関連するメモリ（例えば、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ、コンピュータ可読媒体など）を含むように実装されることにより、メモリに記憶されたプログラム（命令）がプロセッサ上で実行されて、本明細書で説明した様々なプロセス法のステップを実行することが好ましいと理解されたい。
【０１７７】
当業者は、無線データ通信に関連するステップを実行するコンピュータ装置の使用を認識しているため、各図には簡略化のためにコンピュータ装置及びメモリデバイスを示していない。提示した技術は、メモリ及びコンピュータ可読媒体が非一時的であり、従って一時的電子信号を構成しない限り、これらに関して限定するものではない。
【０１７８】
本明細書では、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、演算、数式又はその他の計算表現のフローチャートを参照して本技術の実施形態を説明することができる。この点、フローチャートの各ブロック又はステップ、及びフローチャートのブロック（及び／又はステップ）の組み合わせ、並びにあらゆる手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、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又は２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他のあらゆるプログラマブル処理装置を含む１又は２以上のコンピュータプロセッサ上によって実行して、コンピュータプロセッサ又は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、（単複の）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。
【０１７９】
従って、本明細書で説明したフローチャートのブロック、並びに手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、又は計算表現は、（単複の）特定の機能を実行する手段の組み合わせ、（単複の）特定の機能を実行する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、（単複の）特定の機能を実行する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チャートの各ブロック、並びに手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、又は計算表現、及びこれらの組み合わせは、（単複の）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と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。
【０１８０】
さらに、コンピュータ可読プログラムコードロジック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又は２以上のコンピュータ可読メモリ又はメモリデバイスに記憶して、これらのコンピュータ可読メモリ又はメモリデバイスに記憶された命令が、（単複の）フローチャートの（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）フローチャートの（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）演算、（単複の）数式、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。
【０１８１】
さらに、本明細書で使用する「プログラム」又は「プログラム実行文」という用語は、本明細書で説明した１又は２以上の機能を実行するために１又は２以上のコンピュータプロセッサが実行できる１又は２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局所的に記憶することも、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局所的に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、ユーザが開始することによって、或いは１又は２以上の要因に基づいて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。
【０１８２】
さらに、本明細書で使用するプロセッサ、ハードウェアプロセッサ、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／出力インターフェイス及び／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るものであり、プロセッサ、ハードウェアプロセッサ、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、単一の又は複数の装置、シングルコア装置及びマルチコア装置、及びこれらの変種を含むように意図するものであると理解されるであろう。
【０１８３】
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ことができると理解されるであろう。
【０１８４】
１．ネットワークにおける無線通信装置であって、（ａ）各セクタが異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタを有する指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信を利用して他の無線通信局と無線で通信するように構成された無線通信回路と、（ｂ）前記ネットワーク上で動作するように構成された局内の、前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、（ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリと、を備え、（ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、（ｄ）（ｉ）新たに発見された局に関する情報を収集し、前記新たに発見された局に関する情報を含むイベントをデータベース内に記録するステップと、（ｄ）（ｉｉ）中央コーディネータエンティティ又は前記ネットワーク内の他の局のいずれかを含む、前記ネットワーク上の他のエンティティとの間で、前記データベースからの情報を交換するステップと、（ｄ）（ｉｉｉ）ネットワーク局から受け取られた情報に基づいて信号送信形態を決定するステップと、（ｄ）（ｉｖ）前記無線通信回路が中央コーディネータ又は通常の局のいずれかとして動作する際に、前記決定された信号送信形態を前記ネットワーク内の他の局に送信するステップと、（ｄ）（ｖ）新規局による前記ネットワークのスキャンを支援するために、他の局又は中央コントローラから受け取られた決定された信号送信形態に従って信号送信を調整するステップと、を実行する、装置。
【０１８５】
２．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記決定された信号送信形態を受け取ったことに応答して、他の局によるネットワークスキャンを支援するように前記装置の送信信号の周波数又はタイミングを調整するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１８６】
３．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記決定された信号送信形態を受け取ったことに応答して、他の局によるネットワークスキャンを支援するように前記装置の送信信号のビーム幅を調整するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１８７】
４．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記決定された信号送信形態を受け取ったことに応答して、他の局によるネットワークスキャンを支援するように前記装置の送信信号の指向性を調整するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１８８】
５．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新規局の発見時にどのアンテナセクタが使用されたかに関する情報を収集するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１８９】
６．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新たに発見された局に関連するイベントのための情報として、利用されるアクティブリンクに関する情報を収集するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９０】
７．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新たに発見された局に関連するイベントのための情報として、管理信号に関する情報を収集するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９１】
８．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記データベースからの情報を交換する前記ステップを実行するために、前記データベースからのイベント情報を組み込んだビーコンフレーム又は通知フレームを送信するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９２】
９．前記ビーコンフレーム又は通知フレームは、１又は２以上のイベントデータ要素を組み込むことができる、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９３】
１０．各前記イベントデータ要素は、要素識別、長さ、局識別、イベントタイプ、タイムスタンプ、前記イベントのためのデータ、及び前記データベースの状態を含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９４】
１１．ネットワークにおける無線通信装置であって、（ａ）各セクタが異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタを有する指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信を利用して他の無線通信局と無線で通信するように構成された無線通信回路と、（ｂ）前記ネットワーク上で動作するように構成された局内の、前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、（ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリと、を備え、（ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、（ｄ）（ｉ）新たに発見された局に関する情報を収集し、前記新たに発見された局に関連するイベントをデータベースに記録するステップと、（ｄ）（ｉｉ）中央コーディネータエンティティ又は前記ネットワーク内の他の局のいずれかを含む、前記ネットワーク上の他の局エンティティとの間で、前記データベースからの情報を交換するステップと、（ｄ）（ｉｉｉ）ネットワーク局から受け取られた情報に基づいて信号送信形態を決定するステップと、（ｄ）（ｉｖ）前記無線通信回路が中央コーディネータ又は通常の局のいずれかとして動作する際に、前記決定された信号送信形態を前記ネットワーク内の局に送信するステップと、（ｄ）（ｖ）新規局による前記ネットワークのスキャンを支援するために、他の局又は中央コントローラから受け取られた信号送信形態に示される通りに信号送信を調整するステップと、を実行し、（ｄ）（ｖｉ）前記信号送信調整のうちの１つ又は２つ以上は、送信信号の周波数又はタイミングの調整、送信信号のビーム幅の調整、及び送信信号の指向性の調整から成る一群の送信形態から選択される、装置。
【０１９５】
１２．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新規局の発見時にどのアンテナセクタが使用されたかに関する情報を収集するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９６】
１３．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新たに発見された局に関する情報と共に利用すべき前記イベントのための情報として、利用されるアクティブリンクに関する情報を収集するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９７】
１４．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新たに発見された局に関する情報と共に利用すべき、前記イベントの情報として、管理信号に関する情報を収集するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９８】
１５．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記データベースからの情報を交換する前記ステップを実行するために、前記データベースからのイベント情報を組み込んだビーコンフレーム又は通知フレームを送信するステップをさらに実行する、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０１９９】
１６．前記ビーコンフレーム又は通知フレームは、１又は２以上のイベントデータ要素を組み込むことができる、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０２００】
１７．各前記イベントデータ要素は、要素識別、長さ、局識別、イベントタイプ、タイムスタンプ、前記イベントのためのデータ、及び前記データベースの状態を含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置。
【０２０１】
１８．ネットワークにおける無線通信の実行方法であって、（ａ）各セクタが異なる送信方向を有する複数のアンテナパターンセクタからの指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信を利用して、無線通信回路から他の無線通信局に無線で通信を行うステップと、（ｂ）前記無線通信回路上で実行されるプログラムによって、新たに発見された局に関する情報を収集し、該新たに発見された局に関する情報を、前記新たに発見された局に関連するイベントとしてデータベースに記録するステップと、（ｃ）中央コーディネータエンティティ又は前記ネットワーク内の他の局のいずれかを含む、前記ネットワーク上の他のエンティティとの間で、前記データベースからの情報を交換するステップと、（ｄ）別のネットワーク局から受け取られた情報に基づいて信号送信形態を決定するステップと、（ｅ）前記無線通信回路が中央コーディネータ又は通常の局のいずれかとして動作する際に、前記決定された信号送信形態を前記ネットワーク内の局に送信するステップと、（ｆ）新規局による前記ネットワークのスキャンを支援するために、他の局又は中央コントローラから受け取られた決定された信号送信形態に示される通りに信号送信を調整するステップと、を含む方法。
【０２０２】
１９．前記信号送信調整のうちの１つ又は２つ以上は、その送信信号の周波数又はタイミングの調整、その送信信号のビーム幅の調整、及びその送信信号の指向性の調整から成る一群の送信形態から選択される、いずれかの先行又は後続する実施形態の方法。
【０２０３】
２０．（ａ）新規局の発見時に使用されたアンテナセクタ、新規局の発見時に利用されるアクティブリンク、及び検出された管理信号から成る一群のネットワーク通信イベント情報から選択されたネットワーク情報の１又は２以上の要素を収集するステップと、（ｂ）前記データベースからのイベント情報をビーコンフレーム及び／又は通知フレーム送信に組み込んで、前記データベースからの情報を交換するステップと、をさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の方法。
【０２０４】
本明細書で使用する単数形の「ａ、ａｎ（英文不定冠詞）」及び「ｔｈｅ（英文定冠詞）」は、文脈において別途明確に示されていない限り複数形の照応を含む。ある物体に対する単数形での言及は、明確にそう述べていない限り「唯一」を意味するものではなく、「１又は２以上」を意味する。
【０２０５】
本明細書で使用する「組（ｓｅｔ）」という用語は、１又は２以上の物体の集合を意味する。従って、例えば物体の組は、単一の物体又は複数の物体を含むことができる。
【０２０６】
本明細書で使用する「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」及び「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、わずかな変動の記述及び説明のために使用するものである。これらの用語は、事象又は状況に関連して使用した時には、これらの事象又は状況が間違いなく発生する場合、及びこれらの事象又は状況が発生する可能性が非常に高い場合を意味することができる。これらの用語は、数値に関連して使用した時には、その数値の±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下、又は±０．０５％以下などの、±１０％以下の変動範囲を意味することができる。例えば、「実質的に」整列しているということは、±５°以下、±４°以下、±３°以下、±２°以下、±１°以下、±０．５°以下、±０．１°以下、又は±０．０５°以下などの、±１０％以下の角度変動範囲を意味ことができる。
【０２０７】
また、本明細書では、量、比率及びその他の数値を範囲形式で示すこともある。このような範囲形式は、便宜的に簡略化して使用するものであり、範囲の限界として明確に指定された数値を含むが、この範囲に含まれる全ての個々の数値又は部分的範囲も、これらの各数値及び部分的範囲が明確に示されているかのように含むものであると柔軟に理解されたい。例えば、約１〜約２００の範囲内の比率は、約１及び約２００という明確に列挙した限界値を含むが、約２、約３、約４などの個々の比率、及び約１０〜約５０、約２０〜約１００などの部分的範囲も含むと理解されたい。
【０２０８】
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考えられる他の実施形態も完全に含むと理解されるであろう。
【０２０９】
当業者に周知の本開示の実施形態の要素の構造的、化学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ように意図される。さらに、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、一般に公開されるように意図するものではない。本明細書における請求項の要素については、その要素が「〜のための手段」という表現を使用して明確に示されていない限り、「ミーンズプラスファンクション」の要素として解釈すべきではない。また、本明細書における請求項の要素については、その要素が「〜のためのステップ」という表現を使用して明確に示されていない限り、「ステッププラスファンクション」の要素として解釈すべきではない。
【符号の説明】
【０２１０】
１３０  実施形態例
１３２  複数の局
１３４  ＳＴＡ−Ｂ
１３６  ＳＴＡ−Ａ
１３８  ＳＴＡ６
１４０  ＳＴＡ５
１４２  ＳＴＡ３
１４４  ＳＴＡ１
１４６  ビーコン／プローブ応答
１５０  新規イベント
１５２  アソシエーション要求
１５４  新規イベント
１５６  行動を決定
１５８  イベントデータ
１６０  行動を決定
１６２  イベントデータ
１６４  行動を決定
１６６  イベントデータ
１６８  行動を決定
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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