指向性アンテナ及び全方向性アンテナを用いた無線通信に関する装置及び方法
【課題】干渉の影響を少なくするアンテナ制御の技術を提供する。
【解決手段】通信に関して、全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択するために局は全方向性アンテナ又は１つ以上の指向性アンテナとして用いるために選択可能なアンテナ要素を装備する。前記局は、様々な要因、例えば、通信対象局の所在位置又は方向が知られているかどうか、制御フレーム又はデータフレームを交換中であるかどうか、等、に基づいて通信に関して用いるために前記全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択する。
【解決手段】通信に関して、全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択するために局は全方向性アンテナ又は１つ以上の指向性アンテナとして用いるために選択可能なアンテナ要素を装備する。前記局は、様々な要因、例えば、通信対象局の所在位置又は方向が知られているかどうか、制御フレーム又はデータフレームを交換中であるかどうか、等、に基づいて通信に関して用いるために前記全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９に基づく優先権の主張
本特許出願は、Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．０６１３７７Ｐ１が割り当てられ、“DIRECTIONAL ANTENNA UTILIZATION IN WIRELEE MESH NETWORKS”（無線メッシュネットワークにおける指向性アンテナの利用）という題名を有し、本特許出願の譲受人に対して譲渡されておりさらに本明細書において参照されることによって明示で本明細書に組み入れられている、仮特許出願一連番号６０／８１１，５７８に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、一般的には、通信に関するものである。本発明は、より具体的には、無線通信ネットワークにおけるデータの送信及び受信に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
無線通信ネットワークは、無線媒体を介して互いに通信することができる数多くの局を含むことができる。各局は、静止型又は移動型であることができ、さらに無線ネットワーク内のあらゆる場所に所在することができる。所定の局Ａは、他の局Ｂとデータを交換することができ、各局は、データ交換時に他方の局の所在を知らなくてもよい。局Ａは、局Ｂによる成功裏の受信の確率を向上させるために全方向に送信することができる。同様に、局Ｂは、局Ａからの送信を受信する確率を向上させるために全方向から受信することができる。しかしながら、局Ａからの全方向送信は、近隣のその他の局に対して干渉を引き起こす可能性がある。同様に、局Ｂによる全方向受信は、結果的にその他の局からのより多くの干渉を受信する可能性がある。局Ａに起因する干渉及び局Ｂによって受信された干渉は、すべての影響を受ける局の性能に対して悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
従って、無線通信ネットワークにおいてデータの送信及び受信の性能を向上させるための技術が必要である。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書においては、全方向性アンテナ及び指向性アンテナのうちの少なくとも１つを通信に関して用いるための技術が説明される。指向性アンテナは、３６０°未満、例えば１０°乃至１２０°、のビーム幅を介してデータを送信及び／又は受信することができるアンテナである。全方向性アンテナは、３６０°全体又は３６０°のうちのほとんどの角度でデータを送信及び／又は受信することができるアンテナである。全方向性アンテナは、特殊設計のアンテナであることができ又は複数の指向性アンテナによって形成するか又は複数の指向性アンテナと合成することができる。
【０００６】
一側面においては、局は、後述される様々な方法で実装することができる全方向性アンテナ又は１つ以上の指向性アンテナとして通信に関して選択可能なアンテナ要素を装備することができる。前記局は、前記アンテナ要素から、様々な要因、例えば、通信対象局の所在位置又は方向が知られているかどうか、制御フレーム又はデータフレームを交換中であるかどうか、等、に基づいて通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することができる。他の側面においては、前記局は、様々な方法で用いるために利用可能な複数の指向性アンテナの中から特定の指向性アンテナを選択することができる。例えば、前記局は、前記複数の指向性アンテナの各々に関して前記対象局からの送信の受信された信号の強度又は受信された信号の品質を推定することができ及び最高の受信された信号の強度又は品質を有する前記指向性アンテナを選択することができる。前記局は、推測的に知ること又は測位技術に基づいて決定することができる前記対象局の所在位置又は方向に基づいて前記指向性アンテナを選択することもできる。
【０００７】
ＩＥＥＥ８０２．１１に関して適用可能な１つの特定の設計に関して、前記局は、送信要求及び送信クリア（ＲＴＳ／ＣＴＳ）を前記対象局と通信するために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを用いる。前記局は、前記全方向性アンテナを介して前記対象局からＲＴＳフレームを受信することができ及び例えば前記ＲＴＳフレームの到着方向に基づいて指向性アンテナを選択することができる。前記局は、前記全方向性アンテナを介して前記対象局にＣＴＳフレームを送信することができる。これで、前記局は、前記選択された指向性アンテナを介して前記対象局からの１つ以上のデータフレームを前記ＲＴＳフレームによって示された継続時間の間受信することができる。前記局は、この継続時間後に前記全方向性アンテナに切り換えて戻ることができる。
【０００８】
本開示の様々な側面及び特長が以下においてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を示した図である。
【図２】無線メッシュネットワークを示した図である。
【図３】無線ネットワークにおける２つの局のブロック図である。
【図４Ａ】全方向性アンテナ及び指向性アンテナの３つの設計を示した図である。
【図４Ｂ】全方向性アンテナ及び指向性アンテナの３つの設計を示した図である。
【図４Ｃ】全方向性アンテナ及び指向性アンテナの３つの設計を示した図である。
【図５Ａ】全方向性ビームパターン例を示した図である。
【図５Ｂ】指向性ビームパターン例を示した図である。
【図６Ａ】アンテナ選択に関するプロセス及び装置を示した図である。
【図６Ｂ】アンテナ選択に関するプロセス及び装置を示した図である。
【図７】セクター選択プロセスを示した図である。
【図８】レート選択プロセスを示した図である。
【図９Ａ】２つのリンクにおいて局を動作させるためのプロセス及び装置を示した図である。
【図９Ｂ】２つのリンクにおいて局を動作させるためのプロセス及び装置を示した図である。
【図１０Ａ】ＲＴＳ／ＣＴＳ交換においてデータフレームを送信するためのプロセス及び装置を示した図である。
【図１０Ｂ】ＲＴＳ／ＣＴＳ交換においてデータフレームを送信するためのプロセス及び装置を示した図である。
【図１１Ａ】ＲＴＳ／ＣＴＳ交換においてデータフレームを受信するためのプロセス及び装置を示した図である。
【図１１Ｂ】ＲＴＳ／ＣＴＳ交換においてデータフレームを受信するためのプロセス及び装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の様々な側面が以下において説明される。本明細書の教義は非常に様々な形態で具体化できること及び本明細書において開示されるあらゆる特定の構造、機能、又はその両方は単なる代表例であるにすぎないことが明確なはずである。本明細書の教義に基づき、当業者は、本明細書において開示される側面はあらゆるその他の側面と独立して実装できること及びこれらの側面のうちの２つ以上を様々な方法で結合できることを理解すべきである。例えば、本明細書において説明される側面のうちのあらゆる数の側面を用いて装置を実装することができ又は方法を実践することができる。さらに、該装置は、本明細書において説明される側面のうちの１つ以上の側面に加えたその他の構造、機能、又は構造と機能又は前記側面以外の構造、機能、又は構造と機能を用いて実装することができ又は該方法を実践できる。
【００１１】
本明細書において説明される技術は、様々な無線通信ネットワーク、例えばワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線首都圏ネットワーク（ＷＭＡＮ）、ワイヤレスワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、無線メッシュネットワーク、等、に関して用いることができる。“ネットワーク”及び“システム”という用語は、しばしば互換可能な形で用いられる。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１の基準系統、Ｈｉｐｅｒｌａｎ、等における無線技術のうちのいずれかを実装することができる。ＷＷＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１６、等を実装することができる。ＷＷＡＮは、セルラーネットワーク、例えば符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、単搬送波ＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワーク、等、であることができる。前記技術の一定の側面は、ＩＥＥＥ８０２．１１を実装する無線ネットワークに関して後述される。
【００１２】
図１は、アクセスポイント１１０及び複数の局１２０を有するＷＬＡＮ１００を示す。
【００１３】
一般的には、ＷＬＡＮは、あらゆる数のアクセスポイントとあらゆる数の局とを含むことができる。局は、無線媒体を介して他の局と通信することができるデバイスである。局は、端末、移動局、ユーザー装置、加入者局、等の名前で呼ばれることもある。局は、携帯電話、ハンドヘルド装置、無線デバイス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、無線モデム、コードレスフォン、等であることができる。アクセスポイントは、そのアクセスポイントと関連づけられた局に関して無線媒体を介して配信サービスへのアクセスを提供する局である。アクセスポイントは、基地局、基本トランシーバ局（ＢＴＳ）、ノードＢ、等の名前で呼ばれることもある。局１２０は、ピア・ツー・ピア通信を介してアクセスポイント１１０と及び／又は互いに通信することができる。アクセスポイント１１０は、データネットワーク１３０に結合することができ、及びデータネットワークを介してその他のデバイスと通信することができる。データネットワーク１３０は、インターネット、イントラネット、又はその他の有線又は無線ネットワークであることができる。
【００１４】
図２は、キャンパス区域、都市中心部、モール、又は人口密度がより高いことが典型的特徴であるその他の繁華街等の地域において展開することができる無線メッシュネットワーク２００を示す。無線メッシュネットワーク２００は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線技術又はその他の何らかの無線技術に従って動作することができる。無線メッシュネットワーク２００は、メッシュポイント２２０、２３０及び２４０と呼ばれる幾つかのノードを含む。メッシュポイント２２０及び２３０は、その他のメッシュポイントに関するトラフィックを転送することができる。メッシュポイント２４０は、その他のメッシュポイントに関するトラフィックを転送しないリーフメッシュポイントである。
【００１５】
一般的には、各メッシュポイントは、局又はアクセスポイントであることができる。図２に示される例においては、メッシュポイント２２０及び２３０は、アクセスポイントであることができ、メッシュポイント２４０は、リーフ局及び／又はアクセスポイントであることができる。アクセスポイント２２０は、バックホールネットワーク２１０に直接接続することができ、バックホール２１０は、無線メッシュネットワーク２００に関するバックボーンとして行動する有線インフラであることができる。展開コスト及び運用コストは、バックホールネットワーク２１０に直接接続されたアクセスポイントの部分組のみを有することによって低減させることができる。アクセスポイント２３０は、バックホールネットワーク２１０を介してトラフィックを交換するためにアクセスポイント間メッシュ通信を介して互いに及び／又はアクセスポイント２２０と通信することができる。アクセスポイント２３０は、アクセスポイント２２０にトラフィックを転送するエンティティとして行動することができる。リーフ局２４０は、アクセスポイント２２０及び／又は２３０と通信することができる。
【００１６】
メッシュネットワーク２００において、１つのフレームのデータ（又はパケット）が、１つ以上のメッシュポイントから成ることができるルートを介してソースから行先に流れることができる。フレームが行先に到達するために通過する一連のメッシュポイントを決定するためにルーティングアルゴリズムを用いることができる。一定の状況においては、アクセスポイントは混雑する場合があり、ネットワークの混雑を緩和するために混雑しているアクセスポイントにトラフィックを転送するその他のアクセスポイントに対して速度を遅くするように要求することができる。
【００１７】
図３は、無線ネットワークにおける２つの局３１０及び３５０の設計のブロック図を示す。図１のＷＬＡＮ１００に関して、局３１０は、アクセスポイント１１０であることができ、局３５０は、局１２０のうちの１つであることができる。局３１０は、局１２０のうちの１つであることもでき、局３５０は、メッシュポイント１１０であることができる。図２のメッシュネットワーク２００に関して、局３１０及び３５０は、各々がメッシュポイント２２０、２３０又は２４０であることができる。一般的には、本明細書での説明における“局”は、配信（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）サービスへのアクセスを提供しない局（ＳＴＡ）又は配信サービスへのアクセスを提供するアクセスポイント（ＡＰ）のいずれかであることができる。
【００１８】
局３１０は、データの送信及び受信に関して複数（Ｔ）のアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔを用いることができる。局３５０は、データの送信及び受信に関して複数（Ｒ）のアンテナ要素３５２ａ乃至３５２ｒを用いることができる。一般的には、Ｔ及びＲは、各々がいずれかの整数値であることができる。幾つかの設計においては、Ｔ及びＲは、２又は４に等しいことができる。各局におけるアンテナ要素は、後述されるように、全方向性アンテナ及び指向性アンテナを合成するために用いることができる。
【００１９】
局３１０において、送信（ＴＸ）データプロセッサ３１２は、データソース（示されていない）からトラフィックデータを及び／又はコントローラ／セレクタ／プロセッサ３３０からその他のデータを受け取ることができる。ＴＸデータプロセッサ３１２は、受け取られたデータを処理（例えば、フォーマット化、符号化、インターリービング、及びシンボルマッピング）し、データに関する変調シンボルであるデータシンボルを生成することができる。ＴＸ空間プロセッサ３１４は、データシンボルをパイロットシンボルと多重化し、該当する場合は送信空間処理を行い、出力シンボルから成るＴのストリームを変調器（ＭＯＤ）、復調器（ＤＥＭＯＤ）、及びスイッチユニット３１８に提供することができる。ユニット３１８は、（例えばＯＦＤＭに関する）各出力シンボルストリームに関する変調を行い、出力チップストリームを生成することができる。ユニット３１８は、各出力チップストリームをさらにコンディショニング（例えば、アナログへの変換、増幅、フィルタリング、周波数アップコンバージョン、及び電力増幅）して無線周波数（ＲＦ）信号を生成することができる。ユニット３１８は、Ｔのアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔにＴのＲＦ信号をルーティングすることができ、Ｔのアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔは、これらのＲＦ信号を送信することができる。
【００２０】
局３５０において、Ｒのアンテナ要素３５２ａ乃至３５２ｒは、局３１０によって送信されたＲＦ信号を受信することができ、各アンテナ３５２は、受信された信号を変調器、復調器、及びスイッチユニット３６０に提供することができる。ユニット３６０は、各受信された信号をユニット３１８によって実行される処理を補完する形で処理（例えば復調及びコンディショニング）して受信されたシンボルを入手することができる。受信（ＲＸ）空間プロセッサ３６０は、すべてのＲのアンテナ要素３５２ａ乃至３５２ｒからの受信されたシンボルに関する空間マッチトフィルタリングを行い、局３１０によって送信されたデータシンボルの推定であるデータシンボル推定を提供することができる。ＲＸデータプロセッサ３６２は、データシンボル推定をさらに処理（シンボルデマッピング、デインターリービング、及び復号）し、復号されたデータをデータシンク（示されていない）及び／又はコントローラ／セレクタ／プロセッサ３７０に提供することができる。
【００２１】
チャネルプロセッサ３７４は、ユニット３６０からの受信されたシンボルを処理し、局３１０に関するチャネル推定、受信された送信に関する受信された信号の強度及び／又は受信された信号の品質、干渉推定値、等を導き出すことができる。プロセッサ３７４は、空間マッチトフィルタリングに関してＲＸ空間プロセッサ３６０によって用いられる空間フィルタマトリックスを導き出すことができる。プロセッサ３７４は、送信のためにＴＸ空間プロセッサ３１４によって用いられる送信ステアリングマトリックスも導き出すことができる。プロセッサ３７４は、後述されるように、無線媒体及び／又は受信された送信のその他の特性を決定することもできる。
【００２２】
局３５０から局３１０への送信のための処理は、局３１０から局３５０への送信のための処理と同じであること又は異なることができる。局３５０において、データソース（示されていない）からのトラフィックデータ及び／又はコントローラ／セレクタ／プロセッサ３７０からのその他のデータ（例えば、フィードバック情報）をＴＸデータプロセッサ３８０によって処理（例えば、符号化、インターリービング、及びシンボルマッピング）し、パイロットシンボルと多重化し、ＴＸ空間プロセッサ３８２によって空間処理し、ユニット３６０によってさらに処理（例えば、変調及びコンディショニング）してＲのＲＦ信号を生成することができ、ＲのＲＦ信号は、アンテナ要素３５２ａ乃至３５２ｒを介して送信することができる。
【００２３】
局３１０において、局３５０によって送信されたＲＦ信号は、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔによって受信し、ユニット３１８によって処理して受信されたシンボルを入手することができる。受信されたシンボルは、ＲＸ空間プロセッサ３４０によって処理（例えば、空間マッチトフィルタリング）し、ＲＸデータプロセッサ３４２によってさらに処理（例えば、シンボルデマッピング、データインターリービング、及び復号）して復号されたデータを入手することができる。チャネルプロセッサ３３４は、ユニット３１８からの受信されたシンボルを処理して、局３５０に関するチャネル推定、受信された送信に関する受信された信号の強度又は受信された信号の品質、干渉推定、等を導き出すことができる。プロセッサ３３４は、チャネル推定に基づいて、空間フィルタマトリックス、送信ステアリングマトリックス、等を導き出すことができる。プロセッサ３３４は、無線媒体及び／又は受信された送信のその他の特性を決定することもできる。
【００２４】
コントローラ／セレクタ／プロセッサ３３０及び３７０は、局３１０及び３５０における動作をそれぞれ制御することができる。例えば、コントローラ／セレクタ／プロセッサ３３０及び３７０は、通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することができる。メモリ３３２及び３７２は、局３１０及び３５０に関するデータ及びプログラム符号をそれぞれ格納することができる。
【００２５】
一側面においては、局は、データ送信及び／又は受信に関して用いることができる全方向性アンテナ及び１つ以上の指向性アンテナを装備することができる。一般的には、アンテナは、単一のアンテナ要素又はアンテナ要素の集合を具備することができる。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、様々な設計で実装することができる。これらのアンテナは、異なるアンテナ要素で形成することができ又は共通のアンテナ要素を共有することができる。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、様々な方法で用いるために選択することもできる。
【００２６】
図４Ａは、図３の局３１０に関する全方向性アンテナ及び指向性アンテナの設計４１０のブロック図である。この設計においては、局３１０は、図３のユニット３１８の１つの設計であるユニット３１８ａに結合されたＴのアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔを含む。
【００２７】
図４Ａに示される設計においては、各アンテナ要素３２０は、乗算器４１２、スイッチ４１４、変調器４１６、及び復調器４１８と関連づけられる。アンテナ要素３２０ａを介してのデータ送信に関して、変調器４１６ａは、変調された信号をスイッチ４１４ａに提供し、スイッチ４１４ａは、前記信号を乗算器４１２ａにルーティングする。乗算器４１２ａは、変調された信号を重みｗ１と多重化し、ＲＦ信号をアンテナ３２０ａに提供する。アンテナ要素３２０ａを介してのデータ受信に関して、乗算器３２０ａは、アンテナ要素３２０ａからの受信された信号に重みｗ１を乗算し、スケーリングされた信号を提供する。スイッチ４１４ａは、乗算器４１２ａからのスケーリングされた信号を復調器４１８ａに提供する。アンテナ要素３２０ｂ乃至３２０ｔの各々に関する信号は、アンテナ要素３２０ａに関する信号と同様の方法でルーティング及びスケーリングすることができる。
【００２８】
重みｗ１乃至ｗＴは、全方向性ビーム又は指向性ビームをアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔと合成するために選択することができる。重みは、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔの設計と配置、希望されるビーム、及び可能な場合はその他の要因に依存することができる。重みは、コンピュータシミュレーション、経験的測定値、等に基づいて決定することができる。重みｗ１乃至ｗＴは、図４Ａに示されるようにＲＦ信号に適用することができ又は変調器４１６及び復調器４１８内のアナログ信号に適用することができる。重みｗ１乃至ｗＴは、図３のＴＸ空間プロセッサ３１４によって送信経路内のデジタル信号に適用すること及び／又はＲＸ空間プロセッサ３４０によって受信経路内のデジタル信号に適用することもできる。
【００２９】
一般的には、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔは、あらゆる数の指向性アンテナを合成するために用いることができる。一設計においては、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔは、約１２０°の分離度で外方向を指向する３つの指向性アンテナを合成するために用いられる。各指向性アンテナに関するビームは、１２０°を超えるビーム幅を有することができ、隣接ビームと縁部が重なり合うことができる。これよりも少ない又は多い数の指向性アンテナを合成することも可能である。一般的には、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔは、特定の方向（例えば１２０°離れている方向）を指向することができる又は角度を少しずつ増やして配置することができるあらゆる数の指向性アンテナを合成するために用いることができる。
【００３０】
図４Ｂは、図３の局３１０に関する全方向性アンテナ及び指向性アンテナの設計４３０のブロック図を示す。この設計においては、局３１０は、図３におけるユニット３１８の他の設計であるユニット３１８ｂに結合されたＴのアンテナ要素から成る４組を含む。第１の組は、全方向性アンテナに関するＴのアンテナ要素３２０ａ０乃至３２０ｔ０を含む。第２の組は、セクター１に関する指向性アンテナに関するＴのアンテナ要素３２０ａ１乃至３２０ｔ１を含む。第３の組は、セクター２に関する指向性アンテナに関するＴのアンテナ要素３２０ａ２乃至３２０ｔ２を含む。第４の組は、セクター３に関する指向性アンテナに関するＴのアンテナ要素３２０ａ３乃至３２０ｔ３を含む。３つのセクターに関する３つの指向性アンテナは、約１２０°分離した状態で外向きに指向することができ、各指向性アンテナは、１２０°を超えるビーム幅を有することができる。各組のアンテナ要素は、対応する全方向性アンテナ又は指向性アンテナに関する希望されるビームを達成させるように設計することができる。各アンテナビームに関して異なる一組のアンテナ要素を用いることによって改良された性能を達成させることができる。
【００３１】
アンテナ要素の４つの組のうちの１つは、通信に関して用いるために選択することができる。選択された組のＴのアンテナ要素は、図３のアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔに対応することができる。
【００３２】
ユニット３１８ｂは、Ｔのスイッチ４３４ａ乃至４３４ｔと、Ｔの変調器４３６ａ乃至４３６ｔと、Ｔの復調器４３８ａ乃至４３８ｔと、を含む。スイッチ４３４ａは、４つの組内の４つのアンテナ要素３２０ａ０、３２０ａ１、３２０ａ２及び３２０ａ３に結合し、変調器４３６ａ及び復調器４３８ａにさらに結合する。データ送信に関しては、スイッチ４３４ａは、変調器４３６ａからの変調された信号を選択された組内のアンテナ要素に結合する。データ受信に関しては、スイッチ４３４ａは、選択された組内のアンテナ要素からの受信された信号を復調器４３８ａに結合する。その他のアンテナ要素に関するスイッチ、変調器、及び復調器は、スイッチ４３４ａ、変調器４３６ａ、及び復調器４３８ａと同様の方法で結合すること及び動作させることができる。
【００３３】
図４Ｃは、図３の局３１０に関する全方向性アンテナ及び指向性アンテナの設計４５０のブロック図である。この設計においては、局３１０は、図３のユニット３１８のさらに他の設計であるユニット３１８ｃに結合されたＴのアンテナ要素から成る３つの組を含む。第１の組は、Ｔのアンテナ要素３２０ａ１乃至３２０ｔ１を含み、第２の組は、Ｔのアンテナ要素３２０ａ２乃至３２０ｔ２を含み、第３の組は、図４Ｂに関して上述されるようなＴのアンテナ要素３２０ａ３乃至３２０ｔ３を含む。これらの３つのアンテナ要素組のうちの１つを指向性アンテナに関して選択することができ、又は３つのすべての組を全方向性アンテナに関して選択することができる。３つの組内の３つのアンテナ要素、例えばアンテナ要素３２０ａ１、３２０ａ２及び３２０ａ３、を結合することによって仮想アンテナを形成することができる。
【００３４】
ユニット３１８ｃは、Ｔの組の回路を含み、各回路は、スイッチ４５２、４５４及び４５６と、結合器４６２と、スイッチ４６４と、変調器４６６と、復調器４６８と、を含む。スイッチ４５２ａは、全方向性アンテナが選択された場合は結合器４６２ａに及びセクター１に関する指向性アンテナが選択された場合はスイッチ４６４ａにアンテナ要素３２０ａ１を結合する。スイッチ４５２ｂは、全方向性アンテナが選択された場合は結合器４６２ａに及びセクター２に関する指向性アンテナが選択された場合はスイッチ４６４ａにアンテナ要素３２０ａ２を結合する。スイッチ４５２ｃは、全方向性アンテナが選択された場合は結合器４６２ａに及びセクター３に関する指向性アンテナが選択された場合はスイッチ４６４ａにアンテナ要素３２０ａ３を結合する。データ送信に関しては、結合器４６２ａは、スイッチ４６４ａから信号を受信し、前記信号をスイッチ４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃに提供する。データ受信に関しては、結合器４６２ａは、スイッチ４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃからの受信された信号を結合して結合された信号をスイッチ４６４ａに提供する。データ送信に関して、スイッチ４６４ａは、変調器４６６ａからの変調された信号をスイッチ４５２ａ、４５２ｂ又は４５２ｃ又は結合器４６２ａに結合する。データ受信に関して、スイッチ４３４ａは、スイッチ４５２ａ、４５２ｂ又は４５２ｃ又は結合器４６２ａからの信号を復調器４３８ａに結合する。その他のアンテナ要素に関するスイッチ、結合器、変調器、及び復調器は、第１のアンテナ要素に関するスイッチ、結合器、変調器、及び復調器と同様の方法で結合及び動作させることができる。
【００３５】
他の設計においては、局３１０は、（１）無線ネットワーク内のその他の局との通信のための少なくとも１つのアンテナから成る第１の組と、（２）他のネットワーク、例えばバックホールネットワーク、との通信のための少なくとも１つのアンテナから成る第２の組と、を含む。第１のアンテナ組は、第１の周波数帯域、例えばＩＥＥＥ８０２．１１に関して用いられる２．４ＧＨｚ又は５ＧＨｚ、又はその他の何らかの周波数帯域に関して設計することができる。第２のアンテナ組は、第２の周波数帯域、例えば３．５ＧＨｚ又はその他の周波数帯域、に関して設計することができる。アンテナ組は、全方向性アンテナ及び指向性アンテナの両方を含むことができ、図４Ａ、４Ｂ、又は４Ｃに示されるように実装することができる。代替として、アンテナ組は、全方向性アンテナのみを含むことができる。一設計においては、第１の組は、全方向性アンテナのみを含み、第２の組は、全方向性アンテナ及び指向性アンテナの両方を含む。２つのアンテナ組に関して別々の送信及び受信回路を用いることができる。この場合は、局３１０は、２つのアンテナ組を介して２つの局と、例えば第１のアンテナ組を介してメッシュネットワーク内の局と及び第２のアンテナ組を介してメッシュアクセスポイントと同時に通信することができる。
【００３６】
図５Ａは、図４Ａ、４Ｂ又は４Ｃに示されるアンテナ設計によって入手することができる全方向性ビームパターン例を示す。この全方向性ビームパターンは、あらゆる空間方向に関して同様のアンテナ利得を有する。
【００３７】
図５Ｂは、図４Ａ、４Ｂ又は４Ｃに示されるアンテナ設計によって入手することができる指向性ビームパターン例を示す。この指向性ビームパターンは、ビーム幅全体にわたって高いアンテナ利得及びビーム幅の外側において小さいアンテナ利得を有する。ビーム幅は、サポートされているセクター数及び指向性ビーム間における希望される重なり量に基づいて選択することができる。
【００３８】
図４Ａ乃至４Ｃは、局３１０及び３５０に関して用いることができる全方向性アンテナ及び指向性アンテナに関する３つの設計例を示す。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、その他の設計によって実装することもできる。これらのアンテナは、あらゆる数のアンテナ要素とともに実装することができる。アンテナ要素は、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ、マイクロストリップアンテナ、ストリップラインアンテナ、プリントダイポールアンテナ、逆Ｆアンテナ、等であることができる。
【００３９】
以下の側面は、局３１０と３５０との間における通信に関して適用可能である。
【００４０】
・アンテナ選択−通信に関して用いるための全方向性アンテナ又は指向性アンテナの選択を意味する。
【００４１】
・セクターセクション−局において用いるために利用可能なすべての指向性アンテナの中から特定の指向性アンテナを選択することを意味する。
【００４２】
・レート選択−１つ以上のデータレートを送信に関して選択することを意味する。
【００４３】
説明を明確化するため、以下の説明の多くは、局３１０の観点からの説明である。局３５０は、対象局であり、パケットが交換、例えば送信及び／又は受信される、局である。
【００４４】
アンテナ選択は、様々な判定基準、例えば、対象局３５０の所在位置又は方向が知られているかどうか、送信又は受信中の情報の型、対象局３５０に関する受信された信号の強度／品質、その他の局からの干渉、等、に基づいて行うことができる。一設計においては、全方向性アンテナは、対象局３５０の所在位置又は方向が不明である場合又は複数の局が対象となっている場合に用いるために選択される。局３１０は、いずれかの所定の時点において無線ネットワーク内のあらゆる局からフレームを受信することができる。
【００４５】
局３１０は、全方向性アンテナを用いて不明な所在位置の局からフレームを受信することができる。局３１０は、全方向性アンテナを用いて不明な位置に所在する局にフレームを送信することもできる。局３１０は、全方向性アンテナを用いて所定のフレーム（例えば制御フレーム）を既知の又は不明な位置に所在する複数の局に送信することもできる。
【００４６】
一設計においては、指向性アンテナは、対象局３５０の所在位置又は方向が知られている場合に用いるために選択される。対象局３５０の所在位置又は方向は、対象局３５０によって送られた送信、対象局３５０に関する所在位置推定、等に基づいて確認することができる。
【００４７】
局３１０は、コンテキストに基づいて対象局３５０との通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することができる。局３１０は、対象局３５０からの入力なしに自律的に全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することもできる。指向性アンテナの使用は、可能なときには、無線ネットワークにおける空間的再利用を増大させ、全体的な性能を向上させることができる。
【００４８】
セクター選択は、様々な方法で行うことができる。一設計においては、セクター選択は、受信された信号の強度又は受信された電力に基づいて行われる。局３１０は、局３１０において利用可能な指向性アンテナの各々を介して対象局３５０から送信を受信することができる。局３１０は、例えば指向性アンテナに関するＴのアンテナ要素からのＴの受信された信号の受信された電力を合計することによって各指向性アンテナに関する受信された信号の強度を決定することができる。局３１０は、各指向性アンテナに関する受信された電力を異なるアンテナ設計に関して異なる方法で合計することができる。例えば、局３１０は、異なる指向性アンテナをＲＸ空間プロセッサ３４０によって適用される異なる組の重みと合成することができる。この場合は、局３１０は、ユニット３１８からの受信されたシンボルに各指向性アンテナに関する一組の重みを乗じてその指向性アンテナに関する出力シンボルを入手することができ、次に出力されたシンボルに基づいて指向性アンテナに関する受信された信号の強度を決定することができる。いずれの場合においても、局３１０は、最も強い受信された信号の強度を有する指向性アンテナを使用のために選択することができる。
【００４９】
他の設計においては、セクター選択は、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対雑音及び干渉比（ＳＩＮＲ）、搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）、等によって与えることができる受信された信号の品質に基づいて行われる。受信された信号の品質は、受信された電力及び雑音と干渉を考慮に入れる。従って、受信された信号の品質は、データ送信のためのデータレートを選択するのにより適することができる。局３１０は、指向性アンテナの各々を介して対象局３５０から送信を受信することができる。局３１０は、各指向性アンテナに関する送信の受信された信号の品質を決定することができ、最高の受信された信号の品質を有する指向性アンテナを選択することができる。
【００５０】
さらに他の設計においては、セクター選択は、対象局３５０に関する以前の情報に基づいて行われる。対象局３５０の所在位置又は方向は、例えば上述される設計のうちのいずれかに基づいて確認することができる。指向性アンテナは、局３５０に関して選択してメモリ内に格納することができる。その後、同じ対象局３５０に出くわした場合は、この局に関して以前に選択された指向性アンテナをメモリから取り出して局との通信のために用いることができる。取り出された指向性アンテナは、取り出された指向性アンテナが依然として最良の指向性アンテナであることを保証するために、例えば現在の通信中に行われた受信された信号の強度又は受信された信号の品質の測定に基づいて確認することができる。
【００５１】
さらに他の設計においては、セクター選択は、無線ネットワーク内のその他の局に関する情報を含むルックアップテーブルに基づいて行われる。前記情報は、各局の所在位置又は方向、各局に関して適用可能な指向性アンテナ、等を具備することができる。情報は、その他の局から送信が受信されるごとに更新することができる。
【００５２】
レート選択は、様々な要因、例えば、受信された信号の品質、用いるために選択されたアンテナ、送信中の送信の型、干渉推定、等、に基づいて行うことができる。異なるアンテナを、推測によって特性を表して知っていることができる異なるアンテナ利得と関連づけることができる。局３１０及び３５０によって用いられる異なるアンテナに関して異なるアンテナ利得を考慮に入れることによって１つ以上のデータレートを選択することができる。
【００５３】
局３１０は、単入力単出力（ＳＩＳＯ）送信、単入力多出力（ＳＩＭＯ）送信、多入力単出力（ＭＩＳＯ）送信、又は多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信を送信又は受信するために自己のアンテナ要素を用いることができる。ＳＩＳＯ又はＳＩＭＯに関しては、局３１０は、選択された全方向性又は指向性のアンテナに対応する単一の仮想アンテナを介して単一のデータストリームを送信することができる。ＭＩＳＯに関しては、局３１０は、選択されたアンテナに関して複数のアンテナ要素を介して単一のデータストリームを送信することができる。ＭＩＭＯに関しては、局３１０は、複数のデータストリームを複数のアンテナ要素を介して同時に送信することができる。各データストリームは、送信ステアリングを有するすべてのアンテナ要素から、従ってそのデータストリームに関して選択された指向性／仮想アンテナにおいても送信することができる。異なるデータストリームを異なるステアリングベクトルとともに、従って異なる指向性／仮想アンテナにおいて送信することができる。
【００５４】
局３１０は、全方向性アンテナ及び各指向性アンテナを介して観測された干渉を推定することができる。局３１０は、受信された電力をその他の局からの送信に起因させることができるようにするために、パケットが局３５０によって送信されないか又は受信されないときに所定のアンテナに関する受信された電力を測定することによってそのアンテナにおける干渉を推定することができる。その他の局はいずれの時点においても送信できるため、干渉は経時で変動する可能性があり、統計的パラメータによって定量化することができる。一設計においては、所定のアンテナに関する干渉は、所定の干渉レベルｘに関して、測定された干渉がｘを下回る時間の割合を示す累積密度関数（ＣＤＦ）によって与えることができる。例えば、ＣＤＦは、干渉レベルが指向性アンテナの場合は時間の５％において−８５ｄＢｍ及び全方向性アンテナに関しては時間の５％に関して−７５ｄＢｍであることを示すことができる。
【００５５】
データ受信に関しては、局３１０は、対象局３５０からの送信の受信された信号の品質を推定することができる。局３１０は、例えばデータレート対受信された信号の品質を示したルックアップテーブルを用いて、受信された信号の品質に基づいてデータレートを選択することができる。局３１０は、干渉推定に基づいてバックオフを適用することもできる。例えば、局３１０は、受信された信号の品質を干渉推定によって決定された量だけ低下させることができ、低下された受信された信号の品質に基づいてデータレートを選択することができる。ＭＩＭＯ送信に関しては、局３１０は、（１）送信すべきデータストリーム数を決定するためのランク選択及び（２）各データストリームに関していずれのアンテナ要素又はいずれの仮想アンテナを用いるべきかを決定するためのストリーム選択を行うことができる。局３１０は、受信された信号の品質及び可能な場合は干渉推定に基づいて、各データストリームに関する適切なデータレート又はすべてのデータストリームに関する１つの共通のデータレートを選択するためのレート選択を行うこともできる。
【００５６】
局３１０は、局３５０からの送信の受信された信号の品質を全方向性アンテナに基づいて推定することができ及び指向性アンテナを用いるために選択することができる。この場合は、局３１０は、全方向性アンテナ及び指向性アンテナに関する要素利得、アンテナ利得、及び／又は干渉拒否の相違を考慮に入れるように受信された信号の品質又はデータレートを調整することができる。局３１０は、全方向性アンテナから決定されたデータレートを指向性アンテナに関するデータレートに関する下限として用いることができる。
【００５７】
局３１０は、１つ以上のデータストリームに関する１つ以上のデータレートを受信された信号の品質、アンテナ利得の相違、干渉推定値、等に基づいて選択することができる。局３１０は、選択されたデータレートを局３５０に送信することができ、局３５０は、選択されたデータレートでデータを送信することができる。
【００５８】
データ送信に関して、局３１０は、例えば全方向性アンテナを用いて対象局３５０に送信を送ることができる。局３５０は、受信された信号の品質を推定し、受信された信号の品質に基づいて１つ以上のデータレートを選択し、選択されたデータレートを局３１０に送信することができる。局３１０が全方向性アンテナを用いて最初の送信を送り、局３５０への後続するデータ送信に関して指向性アンテナを選択する場合は、局３１０は、全方向性アンテナ及び指向性アンテナに関する要素利得、アンテナ利得、及び／又は干渉拒否の相違を考慮に入れるように局３５０から受信されたデータレートを調整することができる。
【００５９】
局３１０は、データレートをバックオフするために干渉推定を用いることができる。局３１０は、アンテナを選択するために干渉推定を用いることもできる。例えば、より低い干渉を有するアンテナを使用のために選択することができ、又は過度の干渉を有するアンテナを使用から除外することができる。
【００６０】
図６Ａは、アンテナ選択プロセス６００の設計を示す。プロセス６００は、局、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ又はメッシュネットワークにおけるアクセスポイント又は局、によって実行することができる。全方向性アンテナ又は指向性アンテナを通信に関して用いるために選択することができる（ブロック６１２）。ブロック６１２におけるアンテナ選択は、様々な方法で及び様々な要因に基づいて行うことができる。一設計においては、全方向性アンテナは、通信対象局の所在位置又は方向が不明である場合に選択することができ、指向性アンテナは、対象局の所在位置又は方向が知られている場合に選択することができる。他の設計においては、全方向性アンテナは、対象局の所在位置又は方向が知られている場合に選択することができる。他の設計においては、全方向性アンテナは、制御フレームに関して選択することができ、指向性アンテナは、データフレームに関して及び対象局の所在位置又は方向が知られている場合に選択することができる。指向性アンテナは、用いるために利用可能な複数の（例えば３つの）指向性アンテナの中から選択することができ又は対象局から受信された送信に基づいて合成することができる。選択されたアンテナは、通信に関して、例えばデータを送信及び／又は受信するために、用いることができる（ブロック６１４）。
【００６１】
全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、様々な方法で入手することができる。一設計においては、一組のアンテナ要素を通信に関して用いることができる。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、例えば図４Ａにおいて示されるように、このアンテナ要素の組と合成することができる。他の設計においては、全方向性アンテナは、少なくとも１つのアンテナ要素とともに実装することができ、少なくとも１つの指向性アンテナは、例えば図４Ｂにおいて示されるように、少なくとも一組のアンテナ要素とともに実装することができる。さらに他の設計においては、複数の指向性アンテナを複数の組のアンテナ要素とともに実装することができ、全方向性アンテナは、例えば図４Ｃにおいて示されるように、複数の組のアンテナ要素によって形成することができる。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、その他の方法で実装又は合成することができる。
【００６２】
図６Ｂは、アンテナ選択に関する装置６５０の設計を示す。装置６５０は、通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択するための手段（モジュール６５２）と、選択されたアンテナを通信に関して、例えばデータを送信及び／又は受信するために、用いるための手段（モジュール６５４）と、を含む。モジュール６５２及び６５４は、１つ以上の集積回路（ＩＣ）、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリ、又はその組合せを具備することができる。
【００６３】
図７は、セクター選択プロセス７００の設計を示す。（例えば制御フレームに関する）送信は、局から受信することができる（ブロック７１２）。送信は、真の全方向性アンテナであることができる全方向性アンテナを介して受信するか又は複数のすべての指向性アンテナを介して送信を受信することによってこれらの指向性アンテナと合成することができる。指向性アンテナは、受信された送信に基づいて一組のアンテナから選択することができる（ブロック７１４）。一組のアンテナは、指向性アンテナのみ又は全方向性アンテナと指向性アンテナの両方を具備することができる。複数の指向性アンテナを（例えば図４Ｂ及び４Ｃに示されるような）異なる組のアンテナ要素とともに実装することができ又は（例えば図４Ａに示されるような）単一の組のアンテナ要素に基づいて合成することができる。一設計においては、送信の到着方向を決定することができる。送信の到着方向に最も近い指向性アンテナを、用いるために利用可能な複数の指向性アンテナの中から選択することができる。他の設計においては、少なくとも１つのアンテナ要素を送信の到着方向に同調させることができる。さらに他の設計においては、複数の指向性アンテナの各々に関して送信の受信された信号の強度を決定することができ、さらに最高の受信された信号の強度を有する指向性アンテナを選択することができる。さらに他の設計においては、複数の指向性アンテナの各々に関して送信の受信された信号の品質を決定することができ、さらに最高の受信された信号の品質を有する指向性アンテナを選択することができる。指向性アンテナは、干渉推定に基づいて選択することもできる。
【００６４】
選択された指向性アンテナは、局との通信に関して用いることができる（ブロック７１６）。データ受信に関しては、選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを局から受信することができる。データ送信に関しては、選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを局に送信することができる。
【００６５】
図８は、レート選択プロセス８００の設計を示す。局からの送信は、全方向性アンテナを介して受信することができる（ブロック８１２）。指向性アンテナは、受信された送信に基づいて選択することができる（ブロック８１４）。データレートは、受信された送信及び選択された指向性アンテナに基づいて選択することができる（図８１６）。データは、選択された指向性アンテナを介して及び選択されたデータレートに従って局と交換することができる（ブロック８１８）。
ブロック８１６に関して、送信の受信された信号の品質を推定することができる。選択された指向性アンテナに関する干渉も推定することができる。全方向性アンテナのアンテナ利得と選択された指向性アンテナのアンテナ利得との間の差を決定することができる。データレートは、受信された信号の品質、干渉推定、アンテナ利得の相違、又はその組合せに基づいて選択することができる。データレートは、その他の要因に基づいて選択することもできる。データストリームがどのようにして処理及び送信されるかに依存して１つ以上のレートをＭＩＭＯ送信に関して選択することができる。
【００６６】
図９Ａは、２つのリンクにおいて局を動作させるプロセス９００の設計を示す。局は、全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信することができる（ブロック９１２）。局は、指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信することができる（ブロック９１４）。第１のリンクは、無線ネットワーク、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ又はメッシュネットワーク、内の局によって共有される無線媒体に関するものであることができる。第２のリンクは、有線アクセスポイントへのバックホールに関するものであることができる。第１及び第２のリンクは、同じ又は異なる周波数帯域に関するものであることができる。局は、第１の周波数帯域で第１の局と及び第２の周波数帯域で第２の局と同時に通信することができる。第１及び第２の周波数帯域は、重なる場合と重ならない場合がある。これらの周波数帯域が重なる場合は、部分的に重なる場合があり、又は一方の周波数帯域が他方の周波数帯域に完全に重なる場合がある。
【００６７】
第１及び第２のリンクは、同じ無線ネットワークに関するものであることができ、第１及び第２の局は、同じ局であることができる。一設計においては、制御フレームは、全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて交換することができ、データフレームは、指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて交換することができる。全方向性アンテナは、例えばいずれの指向性アンテナを用いるべきかを決定するために少量のデータをキャプチャするように最小限の形で用いることもできる。
【００６８】
図９Ｂは、２つのリンクにおいて動作するための装置９５０の設計を示す。装置９５０は、全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信するための手段（ブロック９５２）と、指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信するための手段（ブロック９５４）と、を含む。モジュール９５２及び９５４は、１つ以上のＩＣ、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリ、等、又はその組合せを具備することができる。
【００６９】
全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、様々な方法で通信に関して用いることができる。通信に関するこれらのアンテナの１つの具体的な用途が以下において説明される。
【００７０】
ＩＥＥＥ ８０２．１１においては、局は、近隣局が同時に送信するのを防止する衝突回避機能付搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）プロトコルを通じて無線媒体を求めて競争する。さらに、局は、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換を用いることによって無線媒体における送信に関する一定量の時間を予約することができる。この交換に関して、所定の局Ａは、要求された継続時間を含むＲＴＳフレームをこの交換に関するアクセスポイントであることができる他の局Ｂに送信することができる。要求された継続時間は、待機中のデータ及び関連づけられたシグナリングを送信するために必要な時間量をカバーすることができる。局Ｂは、要求を許可し、ＣＴＳフレームを局Ａに送信することができる。局Ａは、許可された継続時間の間無線媒体において送信することができる。
【００７１】
ＲＴＳ／ＣＴＳ交換は、互いの通信範囲外に存在するが依然として互いに対して干渉を引き起こす可能性がある局である隠れノードからの干渉を防止することが意図されている。例えば、アクセスポイントの反対側の２つの局は互いに隠れることができるが、これらの局の送信は、アクセスポイントにおいて互いに干渉する可能性がある。ＲＴＳ／ＣＴＳ交換を有効にするためには、局Ａ及びＢの近隣のすべての近隣局がＲＴＳ及び／又はＣＴＳフレームを復号することができ、さらにＲＴＳ及びＣＴＳフレームに含まれる継続時間に従って自己のネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）タイマーを設定できるようにすべきである。ＲＴＳ及びＣＴＳフレームは、あらゆる任意の方向から到着する可能性があるため、各局は、これらのフレームを受信するために全方向性アンテナを用いることができる。局は、ＲＴＳ及びＣＴＳフレーム等のすべての制御フレームを確実に受信できるようにするために全方向性アンテナを介してこれらのすべての制御フレームを受信するのが望ましい場合がある。しかしながら、例えば地理的な位置及びその他の要因に起因してＲＴＳ及び／又はＣＴＳフレームを復号できない近隣局が存在する可能性がある。従って、これらの近隣局は、許可された継続時間中に静かな状態を維持できない場合があり、これらの近隣局からの送信が局Ａ又はＢからの送信と干渉して送信の有効レートを低下させる可能性がある。
【００７２】
指向性アンテナは、送信局及び受信局の方向から外れた方向から到着する干渉を抑止することによって干渉による悪影響を軽減させるために用いることができる。この干渉抑止は、ＳＮＲを向上させ、より高いデータレートの使用を考慮することができる。従って、ＲＴＳ／ＣＴＳの使用を指向性アンテナと結合することは、スループットを向上させることができる。
【００７３】
図１０Ａは、ＲＴＳ／ＣＴＳＤ交換に関して送信局Ａによって行われるプロセス１０００の設計を示す。最初に、局Ａは、送信のために全方向性アンテナを選択する（ブロック１０１２）。局Ａは、要求された継続時間を含むＲＴＳフレームを全方向性アンテナを介して受信局Ｂに送信する（ブロック１０１４）。その後、局Ａは、ＣＴＳフレームを局Ｂから受信し（ブロック１０１６）、例えば上述される設計のうちのいずれかを用いてＣＴＳフレームの到着方向を決定する（ブロック１０１８）。局Ａは、受信局Ｂの方向である、ＣＴＳフレームの到着方向に最も近い指向性アンテナを選択する（ブロック１０２０）。次に、局Ａは、ショートインターフレームスペース（ＳＩＦＳ）時間内に開始して許可された継続時間の間、選択された指向性アンテナを介して１つ以上のデータフレームを局Ｂに送信する（ブロック１０２２）。局Ｂは、全方向性アンテナ又は指向性アンテナを用いて局Ａからデータフレームを受信することができる。送信局Ａは、許可された継続時間後に全方向性アンテナに切り換えて戻ることができる。
【００７４】
送信局Ａは、指向性アンテナを用いて受信局Ｂにデータフレームを送信することによってその他の局への干渉を低減させることができる。さらに、指向性アンテナは、全方向性アンテナよりも高い利得を有することができ、局Ａから局Ｂへの送信に関してより高いデータレートを用いることを考慮することができる。局Ａは、局Ｂへのデータ送信が終了した時点で全方向性送信に戻ることができる。
【００７５】
図１０Ｂは、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換に関する装置１０５０の設計を示す。装置１０５０は、全方向性アンテナを送信に関して選択するための手段（モジュール１０５２）と、要求された継続時間を含むＲＴＳフレームを全方向性アンテナを介して受信局Ｂに送信するための手段（モジュール１０５４）と、ＣＴＳフレームを局Ｂから受信するための手段（モジュール１０５６）と、ＣＴＳフレームの到着方向を決定するための手段（モジュール１０５８）と、ＣＴＳフレームの到着時間に最も近い指向性アンテナを選択するための手段（モジュール１０６０）と、ＳＩＦＳ時間内に開始して許可された継続時間の間、選択された指向性アンテナを介して１つ以上のデータフレームを受信局Ｂに送信するための手段（ブロック１０６２）と、含む。モジュール１０５２乃至１０６２は、１つ以上のＩＣ、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリ、又はその組合せを具備することができる。
【００７６】
図１０Ａ及び１０Ｂに示される設計において、送信局Ａは、受信局Ｂの方向が知られている場合はＲＴＳ／ＣＴＳ交換の継続時間の間指向性データ送信を用いる。局Ａは、受信局の方向を知ることができないその他の時に全方向性送信を用いる。局Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１と下位適合可能でありそれでいてスループットを向上させることができる形で指向性送信を用いる。
【００７７】
図１１Ａは、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換に関して受信局Ｂによって行われるプロセス１１００の設計を示す。最初に、局Ｂは、データ受信に関して全方向性アンテナを選択する（ブロック１１１２）。局Ｂは、ＲＴＳフレームを送信局Ａから受信し、このＲＴＳフレームの意図される行先／受信者を決定する（ブロック１１１４）。局ＢがＲＴＳフレームの行先である（ブロック１１１６に関して“はい”である）場合は、局Ｂは、全方向性アンテナを介してＣＴＳフレームを送信する（ブロック１１１８）。局Ｂは、例えば上述される設計のうちのいずれかを用いてＲＴＳフレームの到着方向を決定する（ブロック１１２０）。局Ｂは、送信局Ａの方向である、ＲＴＳフレームの到着方向に最も近い指向性アンテナを選択する（ブロック１１２２）。
【００７８】
送信局Ａは、ＣＴＳフレームを受信し、全方向性アンテナ又は指向性アンテナを用いてデータフレームの送信を開始することができる。受信局ＢがＳＩＦＳ時間内にデータを検出した（ブロック１１２４に関して“はい”である）場合は、局Ｂは、許可された継続時間の間、選択された指向性アンテナを介して１つ以上のデータフレームを局Ａから受信する（ブロック１１２６）。局Ｂは、許可された継続時間後に、又は、ＳＩＦＳ時間内に局Ａからのデータが検出されなかった（ブロック１１２４に関して“いいえ”である）場合、又は局ＢがＲＴＳフレームの意図された受信者でない（ブロック１１１６に関して“いいえ”である）場合は、全方向性アンテナに切り換えて戻ることができる。
【００７９】
局Ｂは、指向性アンテナを用いて局Ａからデータフレームを受信するため、その他の局からの干渉を抑止することができる。従って、局Ａから局Ｂへの送信に関して、指向性受信がない場合に可能なデータレートよりも高いデータレートを用いることができる。局Ｂは、局Ａからのデータ送信が終了した時点で全方向性受信に戻ることができる。
【００８０】
図１１Ｂは、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換に関する装置１１５０の設計を示す。装置１１５０は、全方向性アンテナをデータ受信のために選択するための手段（ブロック１１５２）と、ＲＴＳフレームを送信局Ａから受信してこのＲＴＳフレームの意図される行先／受信者を決定するための手段（ブロック１１５４）と、全方向性アンテナを介してＣＴＳフレームを送信するための手段（ブロック１１５６）と、ＲＴＳフレームの到着方向を決定するための手段（ブロック１１５８）と、ＲＴＳフレームの到着方向に最も近い指向性アンテナを選択するための手段（ブロック１１６０）と、許可された継続時間の間選択された指向性アンテナを介して１つ以上のデータフレームを局Ａから受信するための手段（ブロック１１６２）と、を含む。モジュール１１５２乃至１１６２は、１つ以上のＩＣ、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリ、又はその組合せを具備することができる。
【００８１】
図１１Ａ及び１１Ｂに示される設計において、受信局Ｂは、送信局Ａの方向が知られている場合に指向性アンテナをＲＴＳ／ＣＳＴ交換の継続時間の間だけ用いる。局Ｂは、送信局の方向を知ることができないその他の時に全方向性受信を用いる。従って、局Ｂは、ＩＥＥＥ８０２．１１と下位適合可能でありそれでいてスループットを向上させることができる形で指向性受信を用いる。
【００８２】
当業者は、情報及び信号は様々な異なる技術及び技法のうちのいずれかを用いて表すことができるということを理解するであろう。例えば、上記の説明全体を通じて参照されることがあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場、磁気粒子、光学場、光学粒子、又はそのあらゆる組合せによって表すことができる。
【００８３】
本明細書において開示される実施形態に関係して説明される様々な例示的論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズム上のステップは、電子ハードウェアとして、コンピュータソフトウェアとして、又は両方の組合せとして実装できることを当業者はさらに理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に例示するため、上記においては、様々な例示的構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、各々の機能の観点で一般的に説明されている。該機能がハードウェアとして又はソフトウェアとして実装されるかは、全体的システムに対する特定の用途上の及び設計上の制約事項に依存する。当業者は、説明されている機能を各々の特定の用途に合わせて様々な形で実装することができるが、これらの実装決定は、本発明の適用範囲からの逸脱を生じさせるものであるとは解釈すべきではない。
本明細書における開示に関係して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、本明細書において説明される機能を果たすように設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、集積回路（ＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、その他のプログラミング可能な論理デバイス、ディスクリートゲートロジック、ディスクリートトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア構成品、又はそのあらゆる組合せ、とともに実装又は実行することができる。ＩＣは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であることができ、１つ以上のプロセッサ、メモリ、等、又はその組合せを含むことができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであることができるが、代替として、従来のどのようなプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。さらに、プロセッサは、計算装置の組合せ、例えば、ＤＳＰと、１つのマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサとの組合せ、ＤＳＰコアと関連する1つ以上のマイクロプロセッサとの組合せ、又はその他のあらゆる該コンフィギュレーションとの組合せ、として実装することもできる。本明細書において説明される技術を実装する装置は、ＩＣ、ＩＣ又は一組のＩＣを含むデバイス、上述されるハードウェアユニットのうちの１つ又はその組合せ、等であることができる。
【００８４】
本明細書における開示と関係して説明される方法又はアルゴリズムのステップは、ハードウェア内において直接具体化させること、プロセッサによって実行されるソフトウェア内において具体化させること、又はこれらの２つの組合せにおいて具体化させることができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当業において既知であるその他のあらゆる形態の記憶媒体を含む。１つの典型的な記憶媒体をプロセッサに結合させ、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出すようにすること及び記憶媒体に情報を書き込むようにすることができる。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体化させることができる。プロセッサ及び記憶媒体は、ＩＣ内に常駐することができる。ＩＣは、ユーザー端末内に常駐することができる。代替として、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザー端末内において個別構成要素として常駐することができる。
【００８５】
開示に関する上記の説明は、当業者が開示を製造又は使用できるようにすることを目的とするものである。開示に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明確になるであろう。さらに、本明細書において定められている一般原理は、本開示の適用範囲を逸脱しない形でその他の実施形態に対しても適用することができる。以上のように、本開示は、本明細書において説明される例及び設計に限定することを意図するものではなく、本明細書において開示される原理及び斬新な特長に一致する限りにおいて最も広範な適用範囲が認められるべきである。
【技術分野】
【０００１】
３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９に基づく優先権の主張
本特許出願は、Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．０６１３７７Ｐ１が割り当てられ、“DIRECTIONAL ANTENNA UTILIZATION IN WIRELEE MESH NETWORKS”（無線メッシュネットワークにおける指向性アンテナの利用）という題名を有し、本特許出願の譲受人に対して譲渡されておりさらに本明細書において参照されることによって明示で本明細書に組み入れられている、仮特許出願一連番号６０／８１１，５７８に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、一般的には、通信に関するものである。本発明は、より具体的には、無線通信ネットワークにおけるデータの送信及び受信に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
無線通信ネットワークは、無線媒体を介して互いに通信することができる数多くの局を含むことができる。各局は、静止型又は移動型であることができ、さらに無線ネットワーク内のあらゆる場所に所在することができる。所定の局Ａは、他の局Ｂとデータを交換することができ、各局は、データ交換時に他方の局の所在を知らなくてもよい。局Ａは、局Ｂによる成功裏の受信の確率を向上させるために全方向に送信することができる。同様に、局Ｂは、局Ａからの送信を受信する確率を向上させるために全方向から受信することができる。しかしながら、局Ａからの全方向送信は、近隣のその他の局に対して干渉を引き起こす可能性がある。同様に、局Ｂによる全方向受信は、結果的にその他の局からのより多くの干渉を受信する可能性がある。局Ａに起因する干渉及び局Ｂによって受信された干渉は、すべての影響を受ける局の性能に対して悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
従って、無線通信ネットワークにおいてデータの送信及び受信の性能を向上させるための技術が必要である。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書においては、全方向性アンテナ及び指向性アンテナのうちの少なくとも１つを通信に関して用いるための技術が説明される。指向性アンテナは、３６０°未満、例えば１０°乃至１２０°、のビーム幅を介してデータを送信及び／又は受信することができるアンテナである。全方向性アンテナは、３６０°全体又は３６０°のうちのほとんどの角度でデータを送信及び／又は受信することができるアンテナである。全方向性アンテナは、特殊設計のアンテナであることができ又は複数の指向性アンテナによって形成するか又は複数の指向性アンテナと合成することができる。
【０００６】
一側面においては、局は、後述される様々な方法で実装することができる全方向性アンテナ又は１つ以上の指向性アンテナとして通信に関して選択可能なアンテナ要素を装備することができる。前記局は、前記アンテナ要素から、様々な要因、例えば、通信対象局の所在位置又は方向が知られているかどうか、制御フレーム又はデータフレームを交換中であるかどうか、等、に基づいて通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することができる。他の側面においては、前記局は、様々な方法で用いるために利用可能な複数の指向性アンテナの中から特定の指向性アンテナを選択することができる。例えば、前記局は、前記複数の指向性アンテナの各々に関して前記対象局からの送信の受信された信号の強度又は受信された信号の品質を推定することができ及び最高の受信された信号の強度又は品質を有する前記指向性アンテナを選択することができる。前記局は、推測的に知ること又は測位技術に基づいて決定することができる前記対象局の所在位置又は方向に基づいて前記指向性アンテナを選択することもできる。
【０００７】
ＩＥＥＥ８０２．１１に関して適用可能な１つの特定の設計に関して、前記局は、送信要求及び送信クリア（ＲＴＳ／ＣＴＳ）を前記対象局と通信するために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを用いる。前記局は、前記全方向性アンテナを介して前記対象局からＲＴＳフレームを受信することができ及び例えば前記ＲＴＳフレームの到着方向に基づいて指向性アンテナを選択することができる。前記局は、前記全方向性アンテナを介して前記対象局にＣＴＳフレームを送信することができる。これで、前記局は、前記選択された指向性アンテナを介して前記対象局からの１つ以上のデータフレームを前記ＲＴＳフレームによって示された継続時間の間受信することができる。前記局は、この継続時間後に前記全方向性アンテナに切り換えて戻ることができる。
【０００８】
本開示の様々な側面及び特長が以下においてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を示した図である。
【図２】無線メッシュネットワークを示した図である。
【図３】無線ネットワークにおける２つの局のブロック図である。
【図４Ａ】全方向性アンテナ及び指向性アンテナの３つの設計を示した図である。
【図４Ｂ】全方向性アンテナ及び指向性アンテナの３つの設計を示した図である。
【図４Ｃ】全方向性アンテナ及び指向性アンテナの３つの設計を示した図である。
【図５Ａ】全方向性ビームパターン例を示した図である。
【図５Ｂ】指向性ビームパターン例を示した図である。
【図６Ａ】アンテナ選択に関するプロセス及び装置を示した図である。
【図６Ｂ】アンテナ選択に関するプロセス及び装置を示した図である。
【図７】セクター選択プロセスを示した図である。
【図８】レート選択プロセスを示した図である。
【図９Ａ】２つのリンクにおいて局を動作させるためのプロセス及び装置を示した図である。
【図９Ｂ】２つのリンクにおいて局を動作させるためのプロセス及び装置を示した図である。
【図１０Ａ】ＲＴＳ／ＣＴＳ交換においてデータフレームを送信するためのプロセス及び装置を示した図である。
【図１０Ｂ】ＲＴＳ／ＣＴＳ交換においてデータフレームを送信するためのプロセス及び装置を示した図である。
【図１１Ａ】ＲＴＳ／ＣＴＳ交換においてデータフレームを受信するためのプロセス及び装置を示した図である。
【図１１Ｂ】ＲＴＳ／ＣＴＳ交換においてデータフレームを受信するためのプロセス及び装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の様々な側面が以下において説明される。本明細書の教義は非常に様々な形態で具体化できること及び本明細書において開示されるあらゆる特定の構造、機能、又はその両方は単なる代表例であるにすぎないことが明確なはずである。本明細書の教義に基づき、当業者は、本明細書において開示される側面はあらゆるその他の側面と独立して実装できること及びこれらの側面のうちの２つ以上を様々な方法で結合できることを理解すべきである。例えば、本明細書において説明される側面のうちのあらゆる数の側面を用いて装置を実装することができ又は方法を実践することができる。さらに、該装置は、本明細書において説明される側面のうちの１つ以上の側面に加えたその他の構造、機能、又は構造と機能又は前記側面以外の構造、機能、又は構造と機能を用いて実装することができ又は該方法を実践できる。
【００１１】
本明細書において説明される技術は、様々な無線通信ネットワーク、例えばワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線首都圏ネットワーク（ＷＭＡＮ）、ワイヤレスワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、無線メッシュネットワーク、等、に関して用いることができる。“ネットワーク”及び“システム”という用語は、しばしば互換可能な形で用いられる。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１の基準系統、Ｈｉｐｅｒｌａｎ、等における無線技術のうちのいずれかを実装することができる。ＷＷＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１６、等を実装することができる。ＷＷＡＮは、セルラーネットワーク、例えば符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、単搬送波ＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワーク、等、であることができる。前記技術の一定の側面は、ＩＥＥＥ８０２．１１を実装する無線ネットワークに関して後述される。
【００１２】
図１は、アクセスポイント１１０及び複数の局１２０を有するＷＬＡＮ１００を示す。
【００１３】
一般的には、ＷＬＡＮは、あらゆる数のアクセスポイントとあらゆる数の局とを含むことができる。局は、無線媒体を介して他の局と通信することができるデバイスである。局は、端末、移動局、ユーザー装置、加入者局、等の名前で呼ばれることもある。局は、携帯電話、ハンドヘルド装置、無線デバイス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、無線モデム、コードレスフォン、等であることができる。アクセスポイントは、そのアクセスポイントと関連づけられた局に関して無線媒体を介して配信サービスへのアクセスを提供する局である。アクセスポイントは、基地局、基本トランシーバ局（ＢＴＳ）、ノードＢ、等の名前で呼ばれることもある。局１２０は、ピア・ツー・ピア通信を介してアクセスポイント１１０と及び／又は互いに通信することができる。アクセスポイント１１０は、データネットワーク１３０に結合することができ、及びデータネットワークを介してその他のデバイスと通信することができる。データネットワーク１３０は、インターネット、イントラネット、又はその他の有線又は無線ネットワークであることができる。
【００１４】
図２は、キャンパス区域、都市中心部、モール、又は人口密度がより高いことが典型的特徴であるその他の繁華街等の地域において展開することができる無線メッシュネットワーク２００を示す。無線メッシュネットワーク２００は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線技術又はその他の何らかの無線技術に従って動作することができる。無線メッシュネットワーク２００は、メッシュポイント２２０、２３０及び２４０と呼ばれる幾つかのノードを含む。メッシュポイント２２０及び２３０は、その他のメッシュポイントに関するトラフィックを転送することができる。メッシュポイント２４０は、その他のメッシュポイントに関するトラフィックを転送しないリーフメッシュポイントである。
【００１５】
一般的には、各メッシュポイントは、局又はアクセスポイントであることができる。図２に示される例においては、メッシュポイント２２０及び２３０は、アクセスポイントであることができ、メッシュポイント２４０は、リーフ局及び／又はアクセスポイントであることができる。アクセスポイント２２０は、バックホールネットワーク２１０に直接接続することができ、バックホール２１０は、無線メッシュネットワーク２００に関するバックボーンとして行動する有線インフラであることができる。展開コスト及び運用コストは、バックホールネットワーク２１０に直接接続されたアクセスポイントの部分組のみを有することによって低減させることができる。アクセスポイント２３０は、バックホールネットワーク２１０を介してトラフィックを交換するためにアクセスポイント間メッシュ通信を介して互いに及び／又はアクセスポイント２２０と通信することができる。アクセスポイント２３０は、アクセスポイント２２０にトラフィックを転送するエンティティとして行動することができる。リーフ局２４０は、アクセスポイント２２０及び／又は２３０と通信することができる。
【００１６】
メッシュネットワーク２００において、１つのフレームのデータ（又はパケット）が、１つ以上のメッシュポイントから成ることができるルートを介してソースから行先に流れることができる。フレームが行先に到達するために通過する一連のメッシュポイントを決定するためにルーティングアルゴリズムを用いることができる。一定の状況においては、アクセスポイントは混雑する場合があり、ネットワークの混雑を緩和するために混雑しているアクセスポイントにトラフィックを転送するその他のアクセスポイントに対して速度を遅くするように要求することができる。
【００１７】
図３は、無線ネットワークにおける２つの局３１０及び３５０の設計のブロック図を示す。図１のＷＬＡＮ１００に関して、局３１０は、アクセスポイント１１０であることができ、局３５０は、局１２０のうちの１つであることができる。局３１０は、局１２０のうちの１つであることもでき、局３５０は、メッシュポイント１１０であることができる。図２のメッシュネットワーク２００に関して、局３１０及び３５０は、各々がメッシュポイント２２０、２３０又は２４０であることができる。一般的には、本明細書での説明における“局”は、配信（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）サービスへのアクセスを提供しない局（ＳＴＡ）又は配信サービスへのアクセスを提供するアクセスポイント（ＡＰ）のいずれかであることができる。
【００１８】
局３１０は、データの送信及び受信に関して複数（Ｔ）のアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔを用いることができる。局３５０は、データの送信及び受信に関して複数（Ｒ）のアンテナ要素３５２ａ乃至３５２ｒを用いることができる。一般的には、Ｔ及びＲは、各々がいずれかの整数値であることができる。幾つかの設計においては、Ｔ及びＲは、２又は４に等しいことができる。各局におけるアンテナ要素は、後述されるように、全方向性アンテナ及び指向性アンテナを合成するために用いることができる。
【００１９】
局３１０において、送信（ＴＸ）データプロセッサ３１２は、データソース（示されていない）からトラフィックデータを及び／又はコントローラ／セレクタ／プロセッサ３３０からその他のデータを受け取ることができる。ＴＸデータプロセッサ３１２は、受け取られたデータを処理（例えば、フォーマット化、符号化、インターリービング、及びシンボルマッピング）し、データに関する変調シンボルであるデータシンボルを生成することができる。ＴＸ空間プロセッサ３１４は、データシンボルをパイロットシンボルと多重化し、該当する場合は送信空間処理を行い、出力シンボルから成るＴのストリームを変調器（ＭＯＤ）、復調器（ＤＥＭＯＤ）、及びスイッチユニット３１８に提供することができる。ユニット３１８は、（例えばＯＦＤＭに関する）各出力シンボルストリームに関する変調を行い、出力チップストリームを生成することができる。ユニット３１８は、各出力チップストリームをさらにコンディショニング（例えば、アナログへの変換、増幅、フィルタリング、周波数アップコンバージョン、及び電力増幅）して無線周波数（ＲＦ）信号を生成することができる。ユニット３１８は、Ｔのアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔにＴのＲＦ信号をルーティングすることができ、Ｔのアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔは、これらのＲＦ信号を送信することができる。
【００２０】
局３５０において、Ｒのアンテナ要素３５２ａ乃至３５２ｒは、局３１０によって送信されたＲＦ信号を受信することができ、各アンテナ３５２は、受信された信号を変調器、復調器、及びスイッチユニット３６０に提供することができる。ユニット３６０は、各受信された信号をユニット３１８によって実行される処理を補完する形で処理（例えば復調及びコンディショニング）して受信されたシンボルを入手することができる。受信（ＲＸ）空間プロセッサ３６０は、すべてのＲのアンテナ要素３５２ａ乃至３５２ｒからの受信されたシンボルに関する空間マッチトフィルタリングを行い、局３１０によって送信されたデータシンボルの推定であるデータシンボル推定を提供することができる。ＲＸデータプロセッサ３６２は、データシンボル推定をさらに処理（シンボルデマッピング、デインターリービング、及び復号）し、復号されたデータをデータシンク（示されていない）及び／又はコントローラ／セレクタ／プロセッサ３７０に提供することができる。
【００２１】
チャネルプロセッサ３７４は、ユニット３６０からの受信されたシンボルを処理し、局３１０に関するチャネル推定、受信された送信に関する受信された信号の強度及び／又は受信された信号の品質、干渉推定値、等を導き出すことができる。プロセッサ３７４は、空間マッチトフィルタリングに関してＲＸ空間プロセッサ３６０によって用いられる空間フィルタマトリックスを導き出すことができる。プロセッサ３７４は、送信のためにＴＸ空間プロセッサ３１４によって用いられる送信ステアリングマトリックスも導き出すことができる。プロセッサ３７４は、後述されるように、無線媒体及び／又は受信された送信のその他の特性を決定することもできる。
【００２２】
局３５０から局３１０への送信のための処理は、局３１０から局３５０への送信のための処理と同じであること又は異なることができる。局３５０において、データソース（示されていない）からのトラフィックデータ及び／又はコントローラ／セレクタ／プロセッサ３７０からのその他のデータ（例えば、フィードバック情報）をＴＸデータプロセッサ３８０によって処理（例えば、符号化、インターリービング、及びシンボルマッピング）し、パイロットシンボルと多重化し、ＴＸ空間プロセッサ３８２によって空間処理し、ユニット３６０によってさらに処理（例えば、変調及びコンディショニング）してＲのＲＦ信号を生成することができ、ＲのＲＦ信号は、アンテナ要素３５２ａ乃至３５２ｒを介して送信することができる。
【００２３】
局３１０において、局３５０によって送信されたＲＦ信号は、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔによって受信し、ユニット３１８によって処理して受信されたシンボルを入手することができる。受信されたシンボルは、ＲＸ空間プロセッサ３４０によって処理（例えば、空間マッチトフィルタリング）し、ＲＸデータプロセッサ３４２によってさらに処理（例えば、シンボルデマッピング、データインターリービング、及び復号）して復号されたデータを入手することができる。チャネルプロセッサ３３４は、ユニット３１８からの受信されたシンボルを処理して、局３５０に関するチャネル推定、受信された送信に関する受信された信号の強度又は受信された信号の品質、干渉推定、等を導き出すことができる。プロセッサ３３４は、チャネル推定に基づいて、空間フィルタマトリックス、送信ステアリングマトリックス、等を導き出すことができる。プロセッサ３３４は、無線媒体及び／又は受信された送信のその他の特性を決定することもできる。
【００２４】
コントローラ／セレクタ／プロセッサ３３０及び３７０は、局３１０及び３５０における動作をそれぞれ制御することができる。例えば、コントローラ／セレクタ／プロセッサ３３０及び３７０は、通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することができる。メモリ３３２及び３７２は、局３１０及び３５０に関するデータ及びプログラム符号をそれぞれ格納することができる。
【００２５】
一側面においては、局は、データ送信及び／又は受信に関して用いることができる全方向性アンテナ及び１つ以上の指向性アンテナを装備することができる。一般的には、アンテナは、単一のアンテナ要素又はアンテナ要素の集合を具備することができる。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、様々な設計で実装することができる。これらのアンテナは、異なるアンテナ要素で形成することができ又は共通のアンテナ要素を共有することができる。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、様々な方法で用いるために選択することもできる。
【００２６】
図４Ａは、図３の局３１０に関する全方向性アンテナ及び指向性アンテナの設計４１０のブロック図である。この設計においては、局３１０は、図３のユニット３１８の１つの設計であるユニット３１８ａに結合されたＴのアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔを含む。
【００２７】
図４Ａに示される設計においては、各アンテナ要素３２０は、乗算器４１２、スイッチ４１４、変調器４１６、及び復調器４１８と関連づけられる。アンテナ要素３２０ａを介してのデータ送信に関して、変調器４１６ａは、変調された信号をスイッチ４１４ａに提供し、スイッチ４１４ａは、前記信号を乗算器４１２ａにルーティングする。乗算器４１２ａは、変調された信号を重みｗ１と多重化し、ＲＦ信号をアンテナ３２０ａに提供する。アンテナ要素３２０ａを介してのデータ受信に関して、乗算器３２０ａは、アンテナ要素３２０ａからの受信された信号に重みｗ１を乗算し、スケーリングされた信号を提供する。スイッチ４１４ａは、乗算器４１２ａからのスケーリングされた信号を復調器４１８ａに提供する。アンテナ要素３２０ｂ乃至３２０ｔの各々に関する信号は、アンテナ要素３２０ａに関する信号と同様の方法でルーティング及びスケーリングすることができる。
【００２８】
重みｗ１乃至ｗＴは、全方向性ビーム又は指向性ビームをアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔと合成するために選択することができる。重みは、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔの設計と配置、希望されるビーム、及び可能な場合はその他の要因に依存することができる。重みは、コンピュータシミュレーション、経験的測定値、等に基づいて決定することができる。重みｗ１乃至ｗＴは、図４Ａに示されるようにＲＦ信号に適用することができ又は変調器４１６及び復調器４１８内のアナログ信号に適用することができる。重みｗ１乃至ｗＴは、図３のＴＸ空間プロセッサ３１４によって送信経路内のデジタル信号に適用すること及び／又はＲＸ空間プロセッサ３４０によって受信経路内のデジタル信号に適用することもできる。
【００２９】
一般的には、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔは、あらゆる数の指向性アンテナを合成するために用いることができる。一設計においては、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔは、約１２０°の分離度で外方向を指向する３つの指向性アンテナを合成するために用いられる。各指向性アンテナに関するビームは、１２０°を超えるビーム幅を有することができ、隣接ビームと縁部が重なり合うことができる。これよりも少ない又は多い数の指向性アンテナを合成することも可能である。一般的には、アンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔは、特定の方向（例えば１２０°離れている方向）を指向することができる又は角度を少しずつ増やして配置することができるあらゆる数の指向性アンテナを合成するために用いることができる。
【００３０】
図４Ｂは、図３の局３１０に関する全方向性アンテナ及び指向性アンテナの設計４３０のブロック図を示す。この設計においては、局３１０は、図３におけるユニット３１８の他の設計であるユニット３１８ｂに結合されたＴのアンテナ要素から成る４組を含む。第１の組は、全方向性アンテナに関するＴのアンテナ要素３２０ａ０乃至３２０ｔ０を含む。第２の組は、セクター１に関する指向性アンテナに関するＴのアンテナ要素３２０ａ１乃至３２０ｔ１を含む。第３の組は、セクター２に関する指向性アンテナに関するＴのアンテナ要素３２０ａ２乃至３２０ｔ２を含む。第４の組は、セクター３に関する指向性アンテナに関するＴのアンテナ要素３２０ａ３乃至３２０ｔ３を含む。３つのセクターに関する３つの指向性アンテナは、約１２０°分離した状態で外向きに指向することができ、各指向性アンテナは、１２０°を超えるビーム幅を有することができる。各組のアンテナ要素は、対応する全方向性アンテナ又は指向性アンテナに関する希望されるビームを達成させるように設計することができる。各アンテナビームに関して異なる一組のアンテナ要素を用いることによって改良された性能を達成させることができる。
【００３１】
アンテナ要素の４つの組のうちの１つは、通信に関して用いるために選択することができる。選択された組のＴのアンテナ要素は、図３のアンテナ要素３２０ａ乃至３２０ｔに対応することができる。
【００３２】
ユニット３１８ｂは、Ｔのスイッチ４３４ａ乃至４３４ｔと、Ｔの変調器４３６ａ乃至４３６ｔと、Ｔの復調器４３８ａ乃至４３８ｔと、を含む。スイッチ４３４ａは、４つの組内の４つのアンテナ要素３２０ａ０、３２０ａ１、３２０ａ２及び３２０ａ３に結合し、変調器４３６ａ及び復調器４３８ａにさらに結合する。データ送信に関しては、スイッチ４３４ａは、変調器４３６ａからの変調された信号を選択された組内のアンテナ要素に結合する。データ受信に関しては、スイッチ４３４ａは、選択された組内のアンテナ要素からの受信された信号を復調器４３８ａに結合する。その他のアンテナ要素に関するスイッチ、変調器、及び復調器は、スイッチ４３４ａ、変調器４３６ａ、及び復調器４３８ａと同様の方法で結合すること及び動作させることができる。
【００３３】
図４Ｃは、図３の局３１０に関する全方向性アンテナ及び指向性アンテナの設計４５０のブロック図である。この設計においては、局３１０は、図３のユニット３１８のさらに他の設計であるユニット３１８ｃに結合されたＴのアンテナ要素から成る３つの組を含む。第１の組は、Ｔのアンテナ要素３２０ａ１乃至３２０ｔ１を含み、第２の組は、Ｔのアンテナ要素３２０ａ２乃至３２０ｔ２を含み、第３の組は、図４Ｂに関して上述されるようなＴのアンテナ要素３２０ａ３乃至３２０ｔ３を含む。これらの３つのアンテナ要素組のうちの１つを指向性アンテナに関して選択することができ、又は３つのすべての組を全方向性アンテナに関して選択することができる。３つの組内の３つのアンテナ要素、例えばアンテナ要素３２０ａ１、３２０ａ２及び３２０ａ３、を結合することによって仮想アンテナを形成することができる。
【００３４】
ユニット３１８ｃは、Ｔの組の回路を含み、各回路は、スイッチ４５２、４５４及び４５６と、結合器４６２と、スイッチ４６４と、変調器４６６と、復調器４６８と、を含む。スイッチ４５２ａは、全方向性アンテナが選択された場合は結合器４６２ａに及びセクター１に関する指向性アンテナが選択された場合はスイッチ４６４ａにアンテナ要素３２０ａ１を結合する。スイッチ４５２ｂは、全方向性アンテナが選択された場合は結合器４６２ａに及びセクター２に関する指向性アンテナが選択された場合はスイッチ４６４ａにアンテナ要素３２０ａ２を結合する。スイッチ４５２ｃは、全方向性アンテナが選択された場合は結合器４６２ａに及びセクター３に関する指向性アンテナが選択された場合はスイッチ４６４ａにアンテナ要素３２０ａ３を結合する。データ送信に関しては、結合器４６２ａは、スイッチ４６４ａから信号を受信し、前記信号をスイッチ４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃに提供する。データ受信に関しては、結合器４６２ａは、スイッチ４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃからの受信された信号を結合して結合された信号をスイッチ４６４ａに提供する。データ送信に関して、スイッチ４６４ａは、変調器４６６ａからの変調された信号をスイッチ４５２ａ、４５２ｂ又は４５２ｃ又は結合器４６２ａに結合する。データ受信に関して、スイッチ４３４ａは、スイッチ４５２ａ、４５２ｂ又は４５２ｃ又は結合器４６２ａからの信号を復調器４３８ａに結合する。その他のアンテナ要素に関するスイッチ、結合器、変調器、及び復調器は、第１のアンテナ要素に関するスイッチ、結合器、変調器、及び復調器と同様の方法で結合及び動作させることができる。
【００３５】
他の設計においては、局３１０は、（１）無線ネットワーク内のその他の局との通信のための少なくとも１つのアンテナから成る第１の組と、（２）他のネットワーク、例えばバックホールネットワーク、との通信のための少なくとも１つのアンテナから成る第２の組と、を含む。第１のアンテナ組は、第１の周波数帯域、例えばＩＥＥＥ８０２．１１に関して用いられる２．４ＧＨｚ又は５ＧＨｚ、又はその他の何らかの周波数帯域に関して設計することができる。第２のアンテナ組は、第２の周波数帯域、例えば３．５ＧＨｚ又はその他の周波数帯域、に関して設計することができる。アンテナ組は、全方向性アンテナ及び指向性アンテナの両方を含むことができ、図４Ａ、４Ｂ、又は４Ｃに示されるように実装することができる。代替として、アンテナ組は、全方向性アンテナのみを含むことができる。一設計においては、第１の組は、全方向性アンテナのみを含み、第２の組は、全方向性アンテナ及び指向性アンテナの両方を含む。２つのアンテナ組に関して別々の送信及び受信回路を用いることができる。この場合は、局３１０は、２つのアンテナ組を介して２つの局と、例えば第１のアンテナ組を介してメッシュネットワーク内の局と及び第２のアンテナ組を介してメッシュアクセスポイントと同時に通信することができる。
【００３６】
図５Ａは、図４Ａ、４Ｂ又は４Ｃに示されるアンテナ設計によって入手することができる全方向性ビームパターン例を示す。この全方向性ビームパターンは、あらゆる空間方向に関して同様のアンテナ利得を有する。
【００３７】
図５Ｂは、図４Ａ、４Ｂ又は４Ｃに示されるアンテナ設計によって入手することができる指向性ビームパターン例を示す。この指向性ビームパターンは、ビーム幅全体にわたって高いアンテナ利得及びビーム幅の外側において小さいアンテナ利得を有する。ビーム幅は、サポートされているセクター数及び指向性ビーム間における希望される重なり量に基づいて選択することができる。
【００３８】
図４Ａ乃至４Ｃは、局３１０及び３５０に関して用いることができる全方向性アンテナ及び指向性アンテナに関する３つの設計例を示す。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、その他の設計によって実装することもできる。これらのアンテナは、あらゆる数のアンテナ要素とともに実装することができる。アンテナ要素は、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ、マイクロストリップアンテナ、ストリップラインアンテナ、プリントダイポールアンテナ、逆Ｆアンテナ、等であることができる。
【００３９】
以下の側面は、局３１０と３５０との間における通信に関して適用可能である。
【００４０】
・アンテナ選択−通信に関して用いるための全方向性アンテナ又は指向性アンテナの選択を意味する。
【００４１】
・セクターセクション−局において用いるために利用可能なすべての指向性アンテナの中から特定の指向性アンテナを選択することを意味する。
【００４２】
・レート選択−１つ以上のデータレートを送信に関して選択することを意味する。
【００４３】
説明を明確化するため、以下の説明の多くは、局３１０の観点からの説明である。局３５０は、対象局であり、パケットが交換、例えば送信及び／又は受信される、局である。
【００４４】
アンテナ選択は、様々な判定基準、例えば、対象局３５０の所在位置又は方向が知られているかどうか、送信又は受信中の情報の型、対象局３５０に関する受信された信号の強度／品質、その他の局からの干渉、等、に基づいて行うことができる。一設計においては、全方向性アンテナは、対象局３５０の所在位置又は方向が不明である場合又は複数の局が対象となっている場合に用いるために選択される。局３１０は、いずれかの所定の時点において無線ネットワーク内のあらゆる局からフレームを受信することができる。
【００４５】
局３１０は、全方向性アンテナを用いて不明な所在位置の局からフレームを受信することができる。局３１０は、全方向性アンテナを用いて不明な位置に所在する局にフレームを送信することもできる。局３１０は、全方向性アンテナを用いて所定のフレーム（例えば制御フレーム）を既知の又は不明な位置に所在する複数の局に送信することもできる。
【００４６】
一設計においては、指向性アンテナは、対象局３５０の所在位置又は方向が知られている場合に用いるために選択される。対象局３５０の所在位置又は方向は、対象局３５０によって送られた送信、対象局３５０に関する所在位置推定、等に基づいて確認することができる。
【００４７】
局３１０は、コンテキストに基づいて対象局３５０との通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することができる。局３１０は、対象局３５０からの入力なしに自律的に全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することもできる。指向性アンテナの使用は、可能なときには、無線ネットワークにおける空間的再利用を増大させ、全体的な性能を向上させることができる。
【００４８】
セクター選択は、様々な方法で行うことができる。一設計においては、セクター選択は、受信された信号の強度又は受信された電力に基づいて行われる。局３１０は、局３１０において利用可能な指向性アンテナの各々を介して対象局３５０から送信を受信することができる。局３１０は、例えば指向性アンテナに関するＴのアンテナ要素からのＴの受信された信号の受信された電力を合計することによって各指向性アンテナに関する受信された信号の強度を決定することができる。局３１０は、各指向性アンテナに関する受信された電力を異なるアンテナ設計に関して異なる方法で合計することができる。例えば、局３１０は、異なる指向性アンテナをＲＸ空間プロセッサ３４０によって適用される異なる組の重みと合成することができる。この場合は、局３１０は、ユニット３１８からの受信されたシンボルに各指向性アンテナに関する一組の重みを乗じてその指向性アンテナに関する出力シンボルを入手することができ、次に出力されたシンボルに基づいて指向性アンテナに関する受信された信号の強度を決定することができる。いずれの場合においても、局３１０は、最も強い受信された信号の強度を有する指向性アンテナを使用のために選択することができる。
【００４９】
他の設計においては、セクター選択は、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対雑音及び干渉比（ＳＩＮＲ）、搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ）、等によって与えることができる受信された信号の品質に基づいて行われる。受信された信号の品質は、受信された電力及び雑音と干渉を考慮に入れる。従って、受信された信号の品質は、データ送信のためのデータレートを選択するのにより適することができる。局３１０は、指向性アンテナの各々を介して対象局３５０から送信を受信することができる。局３１０は、各指向性アンテナに関する送信の受信された信号の品質を決定することができ、最高の受信された信号の品質を有する指向性アンテナを選択することができる。
【００５０】
さらに他の設計においては、セクター選択は、対象局３５０に関する以前の情報に基づいて行われる。対象局３５０の所在位置又は方向は、例えば上述される設計のうちのいずれかに基づいて確認することができる。指向性アンテナは、局３５０に関して選択してメモリ内に格納することができる。その後、同じ対象局３５０に出くわした場合は、この局に関して以前に選択された指向性アンテナをメモリから取り出して局との通信のために用いることができる。取り出された指向性アンテナは、取り出された指向性アンテナが依然として最良の指向性アンテナであることを保証するために、例えば現在の通信中に行われた受信された信号の強度又は受信された信号の品質の測定に基づいて確認することができる。
【００５１】
さらに他の設計においては、セクター選択は、無線ネットワーク内のその他の局に関する情報を含むルックアップテーブルに基づいて行われる。前記情報は、各局の所在位置又は方向、各局に関して適用可能な指向性アンテナ、等を具備することができる。情報は、その他の局から送信が受信されるごとに更新することができる。
【００５２】
レート選択は、様々な要因、例えば、受信された信号の品質、用いるために選択されたアンテナ、送信中の送信の型、干渉推定、等、に基づいて行うことができる。異なるアンテナを、推測によって特性を表して知っていることができる異なるアンテナ利得と関連づけることができる。局３１０及び３５０によって用いられる異なるアンテナに関して異なるアンテナ利得を考慮に入れることによって１つ以上のデータレートを選択することができる。
【００５３】
局３１０は、単入力単出力（ＳＩＳＯ）送信、単入力多出力（ＳＩＭＯ）送信、多入力単出力（ＭＩＳＯ）送信、又は多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信を送信又は受信するために自己のアンテナ要素を用いることができる。ＳＩＳＯ又はＳＩＭＯに関しては、局３１０は、選択された全方向性又は指向性のアンテナに対応する単一の仮想アンテナを介して単一のデータストリームを送信することができる。ＭＩＳＯに関しては、局３１０は、選択されたアンテナに関して複数のアンテナ要素を介して単一のデータストリームを送信することができる。ＭＩＭＯに関しては、局３１０は、複数のデータストリームを複数のアンテナ要素を介して同時に送信することができる。各データストリームは、送信ステアリングを有するすべてのアンテナ要素から、従ってそのデータストリームに関して選択された指向性／仮想アンテナにおいても送信することができる。異なるデータストリームを異なるステアリングベクトルとともに、従って異なる指向性／仮想アンテナにおいて送信することができる。
【００５４】
局３１０は、全方向性アンテナ及び各指向性アンテナを介して観測された干渉を推定することができる。局３１０は、受信された電力をその他の局からの送信に起因させることができるようにするために、パケットが局３５０によって送信されないか又は受信されないときに所定のアンテナに関する受信された電力を測定することによってそのアンテナにおける干渉を推定することができる。その他の局はいずれの時点においても送信できるため、干渉は経時で変動する可能性があり、統計的パラメータによって定量化することができる。一設計においては、所定のアンテナに関する干渉は、所定の干渉レベルｘに関して、測定された干渉がｘを下回る時間の割合を示す累積密度関数（ＣＤＦ）によって与えることができる。例えば、ＣＤＦは、干渉レベルが指向性アンテナの場合は時間の５％において−８５ｄＢｍ及び全方向性アンテナに関しては時間の５％に関して−７５ｄＢｍであることを示すことができる。
【００５５】
データ受信に関しては、局３１０は、対象局３５０からの送信の受信された信号の品質を推定することができる。局３１０は、例えばデータレート対受信された信号の品質を示したルックアップテーブルを用いて、受信された信号の品質に基づいてデータレートを選択することができる。局３１０は、干渉推定に基づいてバックオフを適用することもできる。例えば、局３１０は、受信された信号の品質を干渉推定によって決定された量だけ低下させることができ、低下された受信された信号の品質に基づいてデータレートを選択することができる。ＭＩＭＯ送信に関しては、局３１０は、（１）送信すべきデータストリーム数を決定するためのランク選択及び（２）各データストリームに関していずれのアンテナ要素又はいずれの仮想アンテナを用いるべきかを決定するためのストリーム選択を行うことができる。局３１０は、受信された信号の品質及び可能な場合は干渉推定に基づいて、各データストリームに関する適切なデータレート又はすべてのデータストリームに関する１つの共通のデータレートを選択するためのレート選択を行うこともできる。
【００５６】
局３１０は、局３５０からの送信の受信された信号の品質を全方向性アンテナに基づいて推定することができ及び指向性アンテナを用いるために選択することができる。この場合は、局３１０は、全方向性アンテナ及び指向性アンテナに関する要素利得、アンテナ利得、及び／又は干渉拒否の相違を考慮に入れるように受信された信号の品質又はデータレートを調整することができる。局３１０は、全方向性アンテナから決定されたデータレートを指向性アンテナに関するデータレートに関する下限として用いることができる。
【００５７】
局３１０は、１つ以上のデータストリームに関する１つ以上のデータレートを受信された信号の品質、アンテナ利得の相違、干渉推定値、等に基づいて選択することができる。局３１０は、選択されたデータレートを局３５０に送信することができ、局３５０は、選択されたデータレートでデータを送信することができる。
【００５８】
データ送信に関して、局３１０は、例えば全方向性アンテナを用いて対象局３５０に送信を送ることができる。局３５０は、受信された信号の品質を推定し、受信された信号の品質に基づいて１つ以上のデータレートを選択し、選択されたデータレートを局３１０に送信することができる。局３１０が全方向性アンテナを用いて最初の送信を送り、局３５０への後続するデータ送信に関して指向性アンテナを選択する場合は、局３１０は、全方向性アンテナ及び指向性アンテナに関する要素利得、アンテナ利得、及び／又は干渉拒否の相違を考慮に入れるように局３５０から受信されたデータレートを調整することができる。
【００５９】
局３１０は、データレートをバックオフするために干渉推定を用いることができる。局３１０は、アンテナを選択するために干渉推定を用いることもできる。例えば、より低い干渉を有するアンテナを使用のために選択することができ、又は過度の干渉を有するアンテナを使用から除外することができる。
【００６０】
図６Ａは、アンテナ選択プロセス６００の設計を示す。プロセス６００は、局、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ又はメッシュネットワークにおけるアクセスポイント又は局、によって実行することができる。全方向性アンテナ又は指向性アンテナを通信に関して用いるために選択することができる（ブロック６１２）。ブロック６１２におけるアンテナ選択は、様々な方法で及び様々な要因に基づいて行うことができる。一設計においては、全方向性アンテナは、通信対象局の所在位置又は方向が不明である場合に選択することができ、指向性アンテナは、対象局の所在位置又は方向が知られている場合に選択することができる。他の設計においては、全方向性アンテナは、対象局の所在位置又は方向が知られている場合に選択することができる。他の設計においては、全方向性アンテナは、制御フレームに関して選択することができ、指向性アンテナは、データフレームに関して及び対象局の所在位置又は方向が知られている場合に選択することができる。指向性アンテナは、用いるために利用可能な複数の（例えば３つの）指向性アンテナの中から選択することができ又は対象局から受信された送信に基づいて合成することができる。選択されたアンテナは、通信に関して、例えばデータを送信及び／又は受信するために、用いることができる（ブロック６１４）。
【００６１】
全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、様々な方法で入手することができる。一設計においては、一組のアンテナ要素を通信に関して用いることができる。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、例えば図４Ａにおいて示されるように、このアンテナ要素の組と合成することができる。他の設計においては、全方向性アンテナは、少なくとも１つのアンテナ要素とともに実装することができ、少なくとも１つの指向性アンテナは、例えば図４Ｂにおいて示されるように、少なくとも一組のアンテナ要素とともに実装することができる。さらに他の設計においては、複数の指向性アンテナを複数の組のアンテナ要素とともに実装することができ、全方向性アンテナは、例えば図４Ｃにおいて示されるように、複数の組のアンテナ要素によって形成することができる。全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、その他の方法で実装又は合成することができる。
【００６２】
図６Ｂは、アンテナ選択に関する装置６５０の設計を示す。装置６５０は、通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択するための手段（モジュール６５２）と、選択されたアンテナを通信に関して、例えばデータを送信及び／又は受信するために、用いるための手段（モジュール６５４）と、を含む。モジュール６５２及び６５４は、１つ以上の集積回路（ＩＣ）、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリ、又はその組合せを具備することができる。
【００６３】
図７は、セクター選択プロセス７００の設計を示す。（例えば制御フレームに関する）送信は、局から受信することができる（ブロック７１２）。送信は、真の全方向性アンテナであることができる全方向性アンテナを介して受信するか又は複数のすべての指向性アンテナを介して送信を受信することによってこれらの指向性アンテナと合成することができる。指向性アンテナは、受信された送信に基づいて一組のアンテナから選択することができる（ブロック７１４）。一組のアンテナは、指向性アンテナのみ又は全方向性アンテナと指向性アンテナの両方を具備することができる。複数の指向性アンテナを（例えば図４Ｂ及び４Ｃに示されるような）異なる組のアンテナ要素とともに実装することができ又は（例えば図４Ａに示されるような）単一の組のアンテナ要素に基づいて合成することができる。一設計においては、送信の到着方向を決定することができる。送信の到着方向に最も近い指向性アンテナを、用いるために利用可能な複数の指向性アンテナの中から選択することができる。他の設計においては、少なくとも１つのアンテナ要素を送信の到着方向に同調させることができる。さらに他の設計においては、複数の指向性アンテナの各々に関して送信の受信された信号の強度を決定することができ、さらに最高の受信された信号の強度を有する指向性アンテナを選択することができる。さらに他の設計においては、複数の指向性アンテナの各々に関して送信の受信された信号の品質を決定することができ、さらに最高の受信された信号の品質を有する指向性アンテナを選択することができる。指向性アンテナは、干渉推定に基づいて選択することもできる。
【００６４】
選択された指向性アンテナは、局との通信に関して用いることができる（ブロック７１６）。データ受信に関しては、選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを局から受信することができる。データ送信に関しては、選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを局に送信することができる。
【００６５】
図８は、レート選択プロセス８００の設計を示す。局からの送信は、全方向性アンテナを介して受信することができる（ブロック８１２）。指向性アンテナは、受信された送信に基づいて選択することができる（ブロック８１４）。データレートは、受信された送信及び選択された指向性アンテナに基づいて選択することができる（図８１６）。データは、選択された指向性アンテナを介して及び選択されたデータレートに従って局と交換することができる（ブロック８１８）。
ブロック８１６に関して、送信の受信された信号の品質を推定することができる。選択された指向性アンテナに関する干渉も推定することができる。全方向性アンテナのアンテナ利得と選択された指向性アンテナのアンテナ利得との間の差を決定することができる。データレートは、受信された信号の品質、干渉推定、アンテナ利得の相違、又はその組合せに基づいて選択することができる。データレートは、その他の要因に基づいて選択することもできる。データストリームがどのようにして処理及び送信されるかに依存して１つ以上のレートをＭＩＭＯ送信に関して選択することができる。
【００６６】
図９Ａは、２つのリンクにおいて局を動作させるプロセス９００の設計を示す。局は、全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信することができる（ブロック９１２）。局は、指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信することができる（ブロック９１４）。第１のリンクは、無線ネットワーク、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ又はメッシュネットワーク、内の局によって共有される無線媒体に関するものであることができる。第２のリンクは、有線アクセスポイントへのバックホールに関するものであることができる。第１及び第２のリンクは、同じ又は異なる周波数帯域に関するものであることができる。局は、第１の周波数帯域で第１の局と及び第２の周波数帯域で第２の局と同時に通信することができる。第１及び第２の周波数帯域は、重なる場合と重ならない場合がある。これらの周波数帯域が重なる場合は、部分的に重なる場合があり、又は一方の周波数帯域が他方の周波数帯域に完全に重なる場合がある。
【００６７】
第１及び第２のリンクは、同じ無線ネットワークに関するものであることができ、第１及び第２の局は、同じ局であることができる。一設計においては、制御フレームは、全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて交換することができ、データフレームは、指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて交換することができる。全方向性アンテナは、例えばいずれの指向性アンテナを用いるべきかを決定するために少量のデータをキャプチャするように最小限の形で用いることもできる。
【００６８】
図９Ｂは、２つのリンクにおいて動作するための装置９５０の設計を示す。装置９５０は、全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信するための手段（ブロック９５２）と、指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信するための手段（ブロック９５４）と、を含む。モジュール９５２及び９５４は、１つ以上のＩＣ、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリ、等、又はその組合せを具備することができる。
【００６９】
全方向性アンテナ及び指向性アンテナは、様々な方法で通信に関して用いることができる。通信に関するこれらのアンテナの１つの具体的な用途が以下において説明される。
【００７０】
ＩＥＥＥ ８０２．１１においては、局は、近隣局が同時に送信するのを防止する衝突回避機能付搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）プロトコルを通じて無線媒体を求めて競争する。さらに、局は、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換を用いることによって無線媒体における送信に関する一定量の時間を予約することができる。この交換に関して、所定の局Ａは、要求された継続時間を含むＲＴＳフレームをこの交換に関するアクセスポイントであることができる他の局Ｂに送信することができる。要求された継続時間は、待機中のデータ及び関連づけられたシグナリングを送信するために必要な時間量をカバーすることができる。局Ｂは、要求を許可し、ＣＴＳフレームを局Ａに送信することができる。局Ａは、許可された継続時間の間無線媒体において送信することができる。
【００７１】
ＲＴＳ／ＣＴＳ交換は、互いの通信範囲外に存在するが依然として互いに対して干渉を引き起こす可能性がある局である隠れノードからの干渉を防止することが意図されている。例えば、アクセスポイントの反対側の２つの局は互いに隠れることができるが、これらの局の送信は、アクセスポイントにおいて互いに干渉する可能性がある。ＲＴＳ／ＣＴＳ交換を有効にするためには、局Ａ及びＢの近隣のすべての近隣局がＲＴＳ及び／又はＣＴＳフレームを復号することができ、さらにＲＴＳ及びＣＴＳフレームに含まれる継続時間に従って自己のネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）タイマーを設定できるようにすべきである。ＲＴＳ及びＣＴＳフレームは、あらゆる任意の方向から到着する可能性があるため、各局は、これらのフレームを受信するために全方向性アンテナを用いることができる。局は、ＲＴＳ及びＣＴＳフレーム等のすべての制御フレームを確実に受信できるようにするために全方向性アンテナを介してこれらのすべての制御フレームを受信するのが望ましい場合がある。しかしながら、例えば地理的な位置及びその他の要因に起因してＲＴＳ及び／又はＣＴＳフレームを復号できない近隣局が存在する可能性がある。従って、これらの近隣局は、許可された継続時間中に静かな状態を維持できない場合があり、これらの近隣局からの送信が局Ａ又はＢからの送信と干渉して送信の有効レートを低下させる可能性がある。
【００７２】
指向性アンテナは、送信局及び受信局の方向から外れた方向から到着する干渉を抑止することによって干渉による悪影響を軽減させるために用いることができる。この干渉抑止は、ＳＮＲを向上させ、より高いデータレートの使用を考慮することができる。従って、ＲＴＳ／ＣＴＳの使用を指向性アンテナと結合することは、スループットを向上させることができる。
【００７３】
図１０Ａは、ＲＴＳ／ＣＴＳＤ交換に関して送信局Ａによって行われるプロセス１０００の設計を示す。最初に、局Ａは、送信のために全方向性アンテナを選択する（ブロック１０１２）。局Ａは、要求された継続時間を含むＲＴＳフレームを全方向性アンテナを介して受信局Ｂに送信する（ブロック１０１４）。その後、局Ａは、ＣＴＳフレームを局Ｂから受信し（ブロック１０１６）、例えば上述される設計のうちのいずれかを用いてＣＴＳフレームの到着方向を決定する（ブロック１０１８）。局Ａは、受信局Ｂの方向である、ＣＴＳフレームの到着方向に最も近い指向性アンテナを選択する（ブロック１０２０）。次に、局Ａは、ショートインターフレームスペース（ＳＩＦＳ）時間内に開始して許可された継続時間の間、選択された指向性アンテナを介して１つ以上のデータフレームを局Ｂに送信する（ブロック１０２２）。局Ｂは、全方向性アンテナ又は指向性アンテナを用いて局Ａからデータフレームを受信することができる。送信局Ａは、許可された継続時間後に全方向性アンテナに切り換えて戻ることができる。
【００７４】
送信局Ａは、指向性アンテナを用いて受信局Ｂにデータフレームを送信することによってその他の局への干渉を低減させることができる。さらに、指向性アンテナは、全方向性アンテナよりも高い利得を有することができ、局Ａから局Ｂへの送信に関してより高いデータレートを用いることを考慮することができる。局Ａは、局Ｂへのデータ送信が終了した時点で全方向性送信に戻ることができる。
【００７５】
図１０Ｂは、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換に関する装置１０５０の設計を示す。装置１０５０は、全方向性アンテナを送信に関して選択するための手段（モジュール１０５２）と、要求された継続時間を含むＲＴＳフレームを全方向性アンテナを介して受信局Ｂに送信するための手段（モジュール１０５４）と、ＣＴＳフレームを局Ｂから受信するための手段（モジュール１０５６）と、ＣＴＳフレームの到着方向を決定するための手段（モジュール１０５８）と、ＣＴＳフレームの到着時間に最も近い指向性アンテナを選択するための手段（モジュール１０６０）と、ＳＩＦＳ時間内に開始して許可された継続時間の間、選択された指向性アンテナを介して１つ以上のデータフレームを受信局Ｂに送信するための手段（ブロック１０６２）と、含む。モジュール１０５２乃至１０６２は、１つ以上のＩＣ、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリ、又はその組合せを具備することができる。
【００７６】
図１０Ａ及び１０Ｂに示される設計において、送信局Ａは、受信局Ｂの方向が知られている場合はＲＴＳ／ＣＴＳ交換の継続時間の間指向性データ送信を用いる。局Ａは、受信局の方向を知ることができないその他の時に全方向性送信を用いる。局Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１と下位適合可能でありそれでいてスループットを向上させることができる形で指向性送信を用いる。
【００７７】
図１１Ａは、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換に関して受信局Ｂによって行われるプロセス１１００の設計を示す。最初に、局Ｂは、データ受信に関して全方向性アンテナを選択する（ブロック１１１２）。局Ｂは、ＲＴＳフレームを送信局Ａから受信し、このＲＴＳフレームの意図される行先／受信者を決定する（ブロック１１１４）。局ＢがＲＴＳフレームの行先である（ブロック１１１６に関して“はい”である）場合は、局Ｂは、全方向性アンテナを介してＣＴＳフレームを送信する（ブロック１１１８）。局Ｂは、例えば上述される設計のうちのいずれかを用いてＲＴＳフレームの到着方向を決定する（ブロック１１２０）。局Ｂは、送信局Ａの方向である、ＲＴＳフレームの到着方向に最も近い指向性アンテナを選択する（ブロック１１２２）。
【００７８】
送信局Ａは、ＣＴＳフレームを受信し、全方向性アンテナ又は指向性アンテナを用いてデータフレームの送信を開始することができる。受信局ＢがＳＩＦＳ時間内にデータを検出した（ブロック１１２４に関して“はい”である）場合は、局Ｂは、許可された継続時間の間、選択された指向性アンテナを介して１つ以上のデータフレームを局Ａから受信する（ブロック１１２６）。局Ｂは、許可された継続時間後に、又は、ＳＩＦＳ時間内に局Ａからのデータが検出されなかった（ブロック１１２４に関して“いいえ”である）場合、又は局ＢがＲＴＳフレームの意図された受信者でない（ブロック１１１６に関して“いいえ”である）場合は、全方向性アンテナに切り換えて戻ることができる。
【００７９】
局Ｂは、指向性アンテナを用いて局Ａからデータフレームを受信するため、その他の局からの干渉を抑止することができる。従って、局Ａから局Ｂへの送信に関して、指向性受信がない場合に可能なデータレートよりも高いデータレートを用いることができる。局Ｂは、局Ａからのデータ送信が終了した時点で全方向性受信に戻ることができる。
【００８０】
図１１Ｂは、ＲＴＳ／ＣＴＳ交換に関する装置１１５０の設計を示す。装置１１５０は、全方向性アンテナをデータ受信のために選択するための手段（ブロック１１５２）と、ＲＴＳフレームを送信局Ａから受信してこのＲＴＳフレームの意図される行先／受信者を決定するための手段（ブロック１１５４）と、全方向性アンテナを介してＣＴＳフレームを送信するための手段（ブロック１１５６）と、ＲＴＳフレームの到着方向を決定するための手段（ブロック１１５８）と、ＲＴＳフレームの到着方向に最も近い指向性アンテナを選択するための手段（ブロック１１６０）と、許可された継続時間の間選択された指向性アンテナを介して１つ以上のデータフレームを局Ａから受信するための手段（ブロック１１６２）と、を含む。モジュール１１５２乃至１１６２は、１つ以上のＩＣ、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリ、又はその組合せを具備することができる。
【００８１】
図１１Ａ及び１１Ｂに示される設計において、受信局Ｂは、送信局Ａの方向が知られている場合に指向性アンテナをＲＴＳ／ＣＳＴ交換の継続時間の間だけ用いる。局Ｂは、送信局の方向を知ることができないその他の時に全方向性受信を用いる。従って、局Ｂは、ＩＥＥＥ８０２．１１と下位適合可能でありそれでいてスループットを向上させることができる形で指向性受信を用いる。
【００８２】
当業者は、情報及び信号は様々な異なる技術及び技法のうちのいずれかを用いて表すことができるということを理解するであろう。例えば、上記の説明全体を通じて参照されることがあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場、磁気粒子、光学場、光学粒子、又はそのあらゆる組合せによって表すことができる。
【００８３】
本明細書において開示される実施形態に関係して説明される様々な例示的論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズム上のステップは、電子ハードウェアとして、コンピュータソフトウェアとして、又は両方の組合せとして実装できることを当業者はさらに理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に例示するため、上記においては、様々な例示的構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、各々の機能の観点で一般的に説明されている。該機能がハードウェアとして又はソフトウェアとして実装されるかは、全体的システムに対する特定の用途上の及び設計上の制約事項に依存する。当業者は、説明されている機能を各々の特定の用途に合わせて様々な形で実装することができるが、これらの実装決定は、本発明の適用範囲からの逸脱を生じさせるものであるとは解釈すべきではない。
本明細書における開示に関係して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、本明細書において説明される機能を果たすように設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、集積回路（ＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、その他のプログラミング可能な論理デバイス、ディスクリートゲートロジック、ディスクリートトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア構成品、又はそのあらゆる組合せ、とともに実装又は実行することができる。ＩＣは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であることができ、１つ以上のプロセッサ、メモリ、等、又はその組合せを含むことができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであることができるが、代替として、従来のどのようなプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。さらに、プロセッサは、計算装置の組合せ、例えば、ＤＳＰと、１つのマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサとの組合せ、ＤＳＰコアと関連する1つ以上のマイクロプロセッサとの組合せ、又はその他のあらゆる該コンフィギュレーションとの組合せ、として実装することもできる。本明細書において説明される技術を実装する装置は、ＩＣ、ＩＣ又は一組のＩＣを含むデバイス、上述されるハードウェアユニットのうちの１つ又はその組合せ、等であることができる。
【００８４】
本明細書における開示と関係して説明される方法又はアルゴリズムのステップは、ハードウェア内において直接具体化させること、プロセッサによって実行されるソフトウェア内において具体化させること、又はこれらの２つの組合せにおいて具体化させることができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当業において既知であるその他のあらゆる形態の記憶媒体を含む。１つの典型的な記憶媒体をプロセッサに結合させ、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出すようにすること及び記憶媒体に情報を書き込むようにすることができる。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体化させることができる。プロセッサ及び記憶媒体は、ＩＣ内に常駐することができる。ＩＣは、ユーザー端末内に常駐することができる。代替として、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザー端末内において個別構成要素として常駐することができる。
【００８５】
開示に関する上記の説明は、当業者が開示を製造又は使用できるようにすることを目的とするものである。開示に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明確になるであろう。さらに、本明細書において定められている一般原理は、本開示の適用範囲を逸脱しない形でその他の実施形態に対しても適用することができる。以上のように、本開示は、本明細書において説明される例及び設計に限定することを意図するものではなく、本明細書において開示される原理及び斬新な特長に一致する限りにおいて最も広範な適用範囲が認められるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信に関する装置であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択し、前記選択されたアンテナを通信に関して用いるように構成された少なくとも１つの集積回路を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの集積回路は、通信対象局の所在位置又は方向が不明である場合は前記全方向性アンテナを選択し、前記対象局の前記所在位置又は方向が知られている場合は前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの集積回路は、制御フレームを交換するために前記全方向性アンテナを選択し、データフレームを交換するために及び通信対象局の所在位置又は方向が知られている場合に前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナとして通信に関して選択可能な複数のアンテナ要素をさらに具備する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記全方向性アンテナに関する少なくとも１つのアンテナ要素から成る第１の組と、
前記指向性アンテナに関する少なくとも１つのアンテナ要素から成る第２組と、をさらに具備する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
複数の指向性アンテナに関する複数のアンテナ要素をさらに具備し、前記全方向性アンテナは、前記複数のアンテナ要素に基づいて形成される請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記全方向性アンテナを介して局から送信を受信し、前記受信された送信に基づいて一組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択し、前記選択された指向性アンテナを前記局との通信に関して用いるようにさらに構成される請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記送信は、制御フレームを具備する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記送信の到着方向を決定し、前記到着方向に基づいて前記組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記局から受信された前記送信の受信された信号の強度を決定し、最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記局から受信された前記送信の受信された信号の品質を決定し、最高の受信された信号の品質を有する前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項 ７に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関する干渉を推定し、前記推定された干渉に基づいて前記複数の指向性アンテナの中から前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記選択された指向性アンテナを介して前記局から少なくとも１つのデータフレームを受信するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記受信された送信及び前記選択された指向性アンテナに基づいてデータレートを選択し、前記選択された指向性アンテナを介して及び前記選択されたデータレートに従って前記局とデータを交換するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記送信の受信された信号の品質を推定し、前記全方向性アンテナのアンテナ利得と前記選択された指向性アンテナのアンテナ利得との間の差を決定し、前記受信された信号の品質及びアンテナ利得間の前記差に基づいて前記データレートを選択するように構成される請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記選択された指向性アンテナに関する干渉を推定し、前記推定された干渉にさらに基づいて前記データレートを選択するように構成される請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記送信の受信された信号の品質を推定し、前記推定された干渉に基づいて前記受信された信号の品質を低下させ、前記低下された受信された信号の品質に基づいて前記データレートを選択するように構成される請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
無線通信に関する方法であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することと、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いること、とを具備する、無線通信に関する方法。
【請求項２０】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナを前記選択することは、
通信対象局の所在位置又は方向が不明である場合は前記全方向性アンテナを選択し、
前記対象局の前記所在位置又は方向が知られている場合は前記指向性アンテナを選択することを具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナを前記選択することは、
制御フレームを交換するために前記全方向性アンテナを選択することと、
データフレームを交換するために及び通信対象局の所在位置又は方向が知られている場合に前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナとして通信に関して選択可能な複数のアンテナ要素を提供することをさらに具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記全方向性アンテナとしての少なくとも１つのアンテナ要素から成る第１の組を提供することと、
前記指向性アンテナとしての少なくとも１つのアンテナ要素から成る第２の組を提供すること、とをさらに具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
複数のアンテナ要素を複数の指向性アンテナとして提供することと、
前記複数のアンテナ要素に基づいて前記全方向性アンテナを形成すること、とをさらに具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記全方向性アンテナを介して局から送信を受信することと、
前記受信された送信に基づいて一組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択することと、
前記選択された指向性アンテナを前記局との通信に関して用いること、とを具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記送信は、制御フレームを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
前記送信の到着方向を決定することと、
前記到着方向に基づいて前記組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記送信の受信された信号の強度を決定することと、
最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記送信の受信された信号の品質を決定することと、
最高の受信された信号の品質を有する前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関する干渉を推定することと、
前記推定された干渉に基づいて前記複数の指向性アンテナの中から前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記選択された指向性アンテナを通信に関して前記用いることは、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信することを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記選択された指向性アンテナを通信に関して前記用いることは、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信することを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記受信された送信及び前記選択された指向性アンテナに基づいてデータレートを選択することと、
前記選択された指向性アンテナを介して及び前記選択されたデータレートに従って前記局とデータを交換すること、とをさらに具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記データレートを前記選択することは、
前記送信の受信された信号の品質を推定することと、
前記全方向性アンテナのアンテナ利得と前記選択された指向性アンテナのアンテナ利得との間の差を決定することと、
前記受信された信号の品質及びアンテナ利得間の前記差に基づいて前記データレートを選択すること、とを具備する請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記データレートを前記選択することは、
前記選択された指向性アンテナに関する干渉を推定することと、
前記推定された干渉にさらに基づいて前記データレートを選択すること、とを具備する請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記データレートを前記選択することは、
前記送信の受信された信号の品質を推定することと、
前記推定された干渉に基づいて前記受信された信号の品質を低下させることと、
前記低下された受信された信号の品質に基づいて前記データレートを選択すること、とを具備する請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
無線通信に関する装置であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択するための手段と、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いるための手段と、を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項３８】
選択するための前記手段は、
通信対象局の所在位置又は方向が不明である場合は前記全方向性アンテナを選択するための手段と、
前記対象局の前記所在位置又は方向が知られている場合は前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
選択するための前記手段は、
制御フレームを交換するために前記全方向性アンテナを選択するための手段と、
データフレームを交換するために及び通信対象局の所在位置又は方向が知られている場合に前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナとして通信に関して選択可能な複数のアンテナ要素を提供するための手段をさらに具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
前記全方向性アンテナとしての少なくとも１つのアンテナ要素から成る第１の組を提供するための手段と、
前記指向性アンテナとしての少なくとも１つのアンテナ要素から成る第２の組を提供するための手段と、をさらに具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４２】
複数の指向性アンテナとしての複数のアンテナ要素を提供するための手段と、
前記複数のアンテナ要素に基づいて前記全方向性アンテナを形成するための手段と、をさらに具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４３】
前記全方向性アンテナを介して局から送信を受信するための手段と、
前記受信された送信に基づいて一組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択するための手段と、
前記選択された指向性アンテナを前記局との通信に関して用いるための手段と、をさらに具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４４】
前記送信は、制御フレームを具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
前記送信の到着方向を決定するための手段と、
前記到着方向に基づいて前記組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記送信の受信された信号の強度を決定するための手段と、
最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４７】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記送信の受信された信号の品質を決定するための手段と、
最高の受信された信号の品質を有する前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４８】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関する干渉を推定するための手段と、
前記推定された干渉に基づいて前記複数の指向性アンテナの中から前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４９】
前記選択された指向性アンテナを通信に関して用いるための前記手段は、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信するための手段を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項５０】
前記選択された指向性アンテナを通信に関して用いるための前記手段は、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信するための手段を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項５１】
前記受信された送信及び前記選択された指向性アンテナに基づいてデータレートを選択するための手段と、
前記選択された指向性アンテナを介して及び前記選択されたデータレートに従って前記局とデータを交換するための手段と、をさらに具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項５２】
前記データレートを選択するための前記手段は、
前記送信の受信された信号の品質を推定するための手段と、
前記全方向性アンテナのアンテナ利得と前記選択された指向性アンテナのアンテナ利得との間の差を決定するための手段と、
前記受信された信号の品質及びアンテナ利得間の前記差に基づいて前記データレートを選択するための手段と、を具備する請求項５１に記載の装置
【請求項５３】
前記データレートを選択するための前記手段は、
前記選択された指向性アンテナに関する干渉を推定するための手段と、
前記推定された干渉にさらに基づいて前記データレートを選択するための手段と、を具備する請求項５１に記載の装置
【請求項５４】
前記データレートを選択するための前記手段は、
前記送信の受信された信号の品質を推定するための手段と、
前記推定された干渉に基づいて前記受信された信号の品質を低下させるための手段と、
前記低下された受信された信号の品質に基づいて前記データレートを選択するための手段と、を具備する請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
無線通信システムにおけるアクセスポイントであって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択し、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いるように構成された少なくとも１つの集積回路と、
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナとして通信に関して選択可能な複数のアンテナ要素と、を具備する、無線通信システムにおけるアクセスポイント。
【請求項５６】
無線通信システムにおける端末であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択し、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いるように構成された少なくとも１つの集積回路と、
前記選択されたアンテナを介して受信されたデータを表示するためのユーザーインタフェースと、を具備する、無線通信システムにおける端末。
【請求項５７】
無線通信に関するプロセッサによって読み取り可能な製品であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択し、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いるように指示することを装置に行わせる少なくとも１つのプロセッサによって実行可能な命令を具備するプロセッサによって読み取り可能な媒体を具備する、無線通信に関するプロセッサによって読み取り可能な製品。
【請求項５８】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信し、指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信するように構成された少なくとも１つの集積回路を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項５９】
前記第１のリンクは、無線ネットワークにおける局によって共有される無線媒体に関するものであり、前記第２のリンクは、バックホールに関するものである請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記全方向性アンテナを介して第１の周波数帯域の周波数において前記第１の局と通信し、前記指向性アンテナを介して第２の周波数帯域の周波数において前記第２の局と通信するように構成される請求項５８に記載の装置。
【請求項６１】
前記第１及び第２の周波数帯域は、少なくとも部分的に重なり合う請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
前記第１及び第２の局は、同じ局である請求項５８に記載の装置。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記全方向性アンテナを介して前記第１のリンクにおいて前記第１の局と制御フレームを交換し、前記指向性アンテナを介して前記第２のリンクにおいて前記第２局とデータフレームを交換するように構成される請求項５８に記載の装置。
【請求項６４】
無線通信に関する方法であって、
全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信することと、
指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信すること、とを具備する、無線通信に関する方法。
【請求項６５】
前記第１の局と前記通信することは、前記全方向性アンテナを介して第１の周波数帯域において前記第１の局と通信することを具備し、前記第２の局と前記通信することは、前記指向性アンテナを介して第２の周波数帯域において前記第２の局と通信することを具備する請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記第１及び第２の局は、同じ局である請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記第１の局と前記通信することは、前記全方向性アンテナを介して前記第１のリンクにおいて前記第１の局と制御フレームを通信することを具備し、前記第２の局と前記通信することは、前記指向性アンテナを介して前記第２のリンクにおいて前記第２の局とデータフレームを交換することを具備する請求項６４に記載の方法。
【請求項６８】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信するための手段と、
指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信するための手段と、を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項６９】
前記第１の局と通信するための前記手段は、前記全方向性アンテナを介して第１の周波数帯域において前記第１の局と通信するための手段を具備し、前記第２の局と通信するための前記手段は、前記指向性アンテナを介して第２の周波数帯域において前記第２の局と通信するための手段を具備する請求項６８に記載の装置。
【請求項７０】
前記第１及び第２の局は、同じ局である請求項６８に記載の装置。
【請求項７１】
前記第１の局と通信するための前記手段は、前記全方向性アンテナを介して前記第１のリンクにおいて前記第１の局と制御フレームを交換するための手段を具備し、前記第２の局と通信するための前記手段は、前記指向性アンテナを介して前記第２のリンクにおいて前記第２の局とデータフレームを交換するための手段を具備する請求項６８に記載の装置。
【請求項７２】
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局に送信し、送信クリア（ＣＳＴ）フレームを前記局から受信し、前記ＣＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択し、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信するように構成された少なくとも１つの集積回路を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項７３】
前記少なくとも１つの集積回路は、複数の指向性アンテナの各々に関するＣＴＳフレームの受信された信号の強度を決定し、最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７２に記載の装置。
【請求項７４】
無線通信に関する方法であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局に送信することと、
送信クリア（ＣＴＳ）フレームを前記局から受信することと、
前記ＣＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択することと、
前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信すること、とを具備する、無線通信に関する方法。
【請求項７５】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局に送信するための手段と、
送信クリア（ＣＴＳ）フレームを前記局から受信するための手段と、
前記ＣＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択するための手段と、
前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信するための手段と、を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項７６】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局から受信し、前記ＲＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択し、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信するように構成された少なくとも１つの集積回路を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項７７】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記全方向性アンテナを介して送信クリア（ＣＴＳ）フレームを送信するように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項７８】
前記少なくとも１つの集積回路は、複数の指向性アンテナの各々に関して前記ＲＴＳフレームの受信された信号の強度を決定し、前記複数の指向性アンテナの中で最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項７９】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記ＲＴＳフレームを送信中の前記局の所在位置又は方向を決定し、前記局の前記所在位置又は方向に基づいて前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項８０】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記ＲＴＳフレームに基づいて受信された信号の品質を決定し、前記受信された信号の品質及び前記選択された指向性アンテナに基づいてデータレートを選択し、前記選択されたデータレートに従って前記局とデータを交換するように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項８１】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記ＲＴＳフレームによって示される継続時間の間前記指向性アンテナを使用し、前記継続時間後に前記全方向性アンテナに切り換わるように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項８２】
無線通信に関する方法であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局から受信することと、
前記ＲＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択することと、
前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信すること、とを具備する、無線通信に関する方法。
【請求項８３】
前記全方向性アンテナを介して送信クリア（ＣＴＳ）フレームを送信することをさらに具備する請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
複数の指向性アンテナの各々に関して前記ＲＴＳフレームの受信された信号の強度を決定することと、
前記複数の指向性アンテナの中で最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項８２に記載の方法。
【請求項８５】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局から受信するための手段と、
前記ＲＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択するための手段と、
前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信するための手段と、を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項８６】
前記全方向性アンテナを介して送信クリア（ＣＴＳ）フレームを送信するための手段をさらに具備する請求項８５に記載の装置。
【請求項８７】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
複数の指向性アンテナの各々に関して前記ＲＴＳフレームの受信された信号の強度を決定するための手段と、
前記複数の指向性アンテナの中で最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項８５に記載の装置。
【請求項１】
無線通信に関する装置であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択し、前記選択されたアンテナを通信に関して用いるように構成された少なくとも１つの集積回路を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの集積回路は、通信対象局の所在位置又は方向が不明である場合は前記全方向性アンテナを選択し、前記対象局の前記所在位置又は方向が知られている場合は前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの集積回路は、制御フレームを交換するために前記全方向性アンテナを選択し、データフレームを交換するために及び通信対象局の所在位置又は方向が知られている場合に前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナとして通信に関して選択可能な複数のアンテナ要素をさらに具備する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記全方向性アンテナに関する少なくとも１つのアンテナ要素から成る第１の組と、
前記指向性アンテナに関する少なくとも１つのアンテナ要素から成る第２組と、をさらに具備する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
複数の指向性アンテナに関する複数のアンテナ要素をさらに具備し、前記全方向性アンテナは、前記複数のアンテナ要素に基づいて形成される請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記全方向性アンテナを介して局から送信を受信し、前記受信された送信に基づいて一組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択し、前記選択された指向性アンテナを前記局との通信に関して用いるようにさらに構成される請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記送信は、制御フレームを具備する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記送信の到着方向を決定し、前記到着方向に基づいて前記組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記局から受信された前記送信の受信された信号の強度を決定し、最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記局から受信された前記送信の受信された信号の品質を決定し、最高の受信された信号の品質を有する前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項 ７に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関する干渉を推定し、前記推定された干渉に基づいて前記複数の指向性アンテナの中から前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記選択された指向性アンテナを介して前記局から少なくとも１つのデータフレームを受信するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記受信された送信及び前記選択された指向性アンテナに基づいてデータレートを選択し、前記選択された指向性アンテナを介して及び前記選択されたデータレートに従って前記局とデータを交換するように構成される請求項７に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記送信の受信された信号の品質を推定し、前記全方向性アンテナのアンテナ利得と前記選択された指向性アンテナのアンテナ利得との間の差を決定し、前記受信された信号の品質及びアンテナ利得間の前記差に基づいて前記データレートを選択するように構成される請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記選択された指向性アンテナに関する干渉を推定し、前記推定された干渉にさらに基づいて前記データレートを選択するように構成される請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記送信の受信された信号の品質を推定し、前記推定された干渉に基づいて前記受信された信号の品質を低下させ、前記低下された受信された信号の品質に基づいて前記データレートを選択するように構成される請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
無線通信に関する方法であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択することと、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いること、とを具備する、無線通信に関する方法。
【請求項２０】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナを前記選択することは、
通信対象局の所在位置又は方向が不明である場合は前記全方向性アンテナを選択し、
前記対象局の前記所在位置又は方向が知られている場合は前記指向性アンテナを選択することを具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナを前記選択することは、
制御フレームを交換するために前記全方向性アンテナを選択することと、
データフレームを交換するために及び通信対象局の所在位置又は方向が知られている場合に前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナとして通信に関して選択可能な複数のアンテナ要素を提供することをさらに具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記全方向性アンテナとしての少なくとも１つのアンテナ要素から成る第１の組を提供することと、
前記指向性アンテナとしての少なくとも１つのアンテナ要素から成る第２の組を提供すること、とをさらに具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
複数のアンテナ要素を複数の指向性アンテナとして提供することと、
前記複数のアンテナ要素に基づいて前記全方向性アンテナを形成すること、とをさらに具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記全方向性アンテナを介して局から送信を受信することと、
前記受信された送信に基づいて一組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択することと、
前記選択された指向性アンテナを前記局との通信に関して用いること、とを具備する請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記送信は、制御フレームを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
前記送信の到着方向を決定することと、
前記到着方向に基づいて前記組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記送信の受信された信号の強度を決定することと、
最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記送信の受信された信号の品質を決定することと、
最高の受信された信号の品質を有する前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関する干渉を推定することと、
前記推定された干渉に基づいて前記複数の指向性アンテナの中から前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記選択された指向性アンテナを通信に関して前記用いることは、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信することを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記選択された指向性アンテナを通信に関して前記用いることは、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信することを具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記受信された送信及び前記選択された指向性アンテナに基づいてデータレートを選択することと、
前記選択された指向性アンテナを介して及び前記選択されたデータレートに従って前記局とデータを交換すること、とをさらに具備する請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記データレートを前記選択することは、
前記送信の受信された信号の品質を推定することと、
前記全方向性アンテナのアンテナ利得と前記選択された指向性アンテナのアンテナ利得との間の差を決定することと、
前記受信された信号の品質及びアンテナ利得間の前記差に基づいて前記データレートを選択すること、とを具備する請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記データレートを前記選択することは、
前記選択された指向性アンテナに関する干渉を推定することと、
前記推定された干渉にさらに基づいて前記データレートを選択すること、とを具備する請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記データレートを前記選択することは、
前記送信の受信された信号の品質を推定することと、
前記推定された干渉に基づいて前記受信された信号の品質を低下させることと、
前記低下された受信された信号の品質に基づいて前記データレートを選択すること、とを具備する請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
無線通信に関する装置であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択するための手段と、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いるための手段と、を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項３８】
選択するための前記手段は、
通信対象局の所在位置又は方向が不明である場合は前記全方向性アンテナを選択するための手段と、
前記対象局の前記所在位置又は方向が知られている場合は前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
選択するための前記手段は、
制御フレームを交換するために前記全方向性アンテナを選択するための手段と、
データフレームを交換するために及び通信対象局の所在位置又は方向が知られている場合に前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナとして通信に関して選択可能な複数のアンテナ要素を提供するための手段をさらに具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
前記全方向性アンテナとしての少なくとも１つのアンテナ要素から成る第１の組を提供するための手段と、
前記指向性アンテナとしての少なくとも１つのアンテナ要素から成る第２の組を提供するための手段と、をさらに具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４２】
複数の指向性アンテナとしての複数のアンテナ要素を提供するための手段と、
前記複数のアンテナ要素に基づいて前記全方向性アンテナを形成するための手段と、をさらに具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４３】
前記全方向性アンテナを介して局から送信を受信するための手段と、
前記受信された送信に基づいて一組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択するための手段と、
前記選択された指向性アンテナを前記局との通信に関して用いるための手段と、をさらに具備する請求項３７に記載の装置。
【請求項４４】
前記送信は、制御フレームを具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
前記送信の到着方向を決定するための手段と、
前記到着方向に基づいて前記組の指向性アンテナから前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記送信の受信された信号の強度を決定するための手段と、
最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４７】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関して前記送信の受信された信号の品質を決定するための手段と、
最高の受信された信号の品質を有する前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４８】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
前記組の指向性アンテナのうちの複数の指向性アンテナの各々に関する干渉を推定するための手段と、
前記推定された干渉に基づいて前記複数の指向性アンテナの中から前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項４９】
前記選択された指向性アンテナを通信に関して用いるための前記手段は、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信するための手段を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項５０】
前記選択された指向性アンテナを通信に関して用いるための前記手段は、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信するための手段を具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項５１】
前記受信された送信及び前記選択された指向性アンテナに基づいてデータレートを選択するための手段と、
前記選択された指向性アンテナを介して及び前記選択されたデータレートに従って前記局とデータを交換するための手段と、をさらに具備する請求項４３に記載の装置。
【請求項５２】
前記データレートを選択するための前記手段は、
前記送信の受信された信号の品質を推定するための手段と、
前記全方向性アンテナのアンテナ利得と前記選択された指向性アンテナのアンテナ利得との間の差を決定するための手段と、
前記受信された信号の品質及びアンテナ利得間の前記差に基づいて前記データレートを選択するための手段と、を具備する請求項５１に記載の装置
【請求項５３】
前記データレートを選択するための前記手段は、
前記選択された指向性アンテナに関する干渉を推定するための手段と、
前記推定された干渉にさらに基づいて前記データレートを選択するための手段と、を具備する請求項５１に記載の装置
【請求項５４】
前記データレートを選択するための前記手段は、
前記送信の受信された信号の品質を推定するための手段と、
前記推定された干渉に基づいて前記受信された信号の品質を低下させるための手段と、
前記低下された受信された信号の品質に基づいて前記データレートを選択するための手段と、を具備する請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
無線通信システムにおけるアクセスポイントであって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択し、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いるように構成された少なくとも１つの集積回路と、
前記全方向性アンテナ又は前記指向性アンテナとして通信に関して選択可能な複数のアンテナ要素と、を具備する、無線通信システムにおけるアクセスポイント。
【請求項５６】
無線通信システムにおける端末であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択し、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いるように構成された少なくとも１つの集積回路と、
前記選択されたアンテナを介して受信されたデータを表示するためのユーザーインタフェースと、を具備する、無線通信システムにおける端末。
【請求項５７】
無線通信に関するプロセッサによって読み取り可能な製品であって、
通信に関して用いるために全方向性アンテナ又は指向性アンテナを選択し、
前記選択されたアンテナを通信に関して用いるように指示することを装置に行わせる少なくとも１つのプロセッサによって実行可能な命令を具備するプロセッサによって読み取り可能な媒体を具備する、無線通信に関するプロセッサによって読み取り可能な製品。
【請求項５８】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信し、指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信するように構成された少なくとも１つの集積回路を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項５９】
前記第１のリンクは、無線ネットワークにおける局によって共有される無線媒体に関するものであり、前記第２のリンクは、バックホールに関するものである請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記全方向性アンテナを介して第１の周波数帯域の周波数において前記第１の局と通信し、前記指向性アンテナを介して第２の周波数帯域の周波数において前記第２の局と通信するように構成される請求項５８に記載の装置。
【請求項６１】
前記第１及び第２の周波数帯域は、少なくとも部分的に重なり合う請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
前記第１及び第２の局は、同じ局である請求項５８に記載の装置。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記全方向性アンテナを介して前記第１のリンクにおいて前記第１の局と制御フレームを交換し、前記指向性アンテナを介して前記第２のリンクにおいて前記第２局とデータフレームを交換するように構成される請求項５８に記載の装置。
【請求項６４】
無線通信に関する方法であって、
全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信することと、
指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信すること、とを具備する、無線通信に関する方法。
【請求項６５】
前記第１の局と前記通信することは、前記全方向性アンテナを介して第１の周波数帯域において前記第１の局と通信することを具備し、前記第２の局と前記通信することは、前記指向性アンテナを介して第２の周波数帯域において前記第２の局と通信することを具備する請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記第１及び第２の局は、同じ局である請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記第１の局と前記通信することは、前記全方向性アンテナを介して前記第１のリンクにおいて前記第１の局と制御フレームを通信することを具備し、前記第２の局と前記通信することは、前記指向性アンテナを介して前記第２のリンクにおいて前記第２の局とデータフレームを交換することを具備する請求項６４に記載の方法。
【請求項６８】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して第１のリンクにおいて第１の局と通信するための手段と、
指向性アンテナを介して第２のリンクにおいて第２の局と通信するための手段と、を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項６９】
前記第１の局と通信するための前記手段は、前記全方向性アンテナを介して第１の周波数帯域において前記第１の局と通信するための手段を具備し、前記第２の局と通信するための前記手段は、前記指向性アンテナを介して第２の周波数帯域において前記第２の局と通信するための手段を具備する請求項６８に記載の装置。
【請求項７０】
前記第１及び第２の局は、同じ局である請求項６８に記載の装置。
【請求項７１】
前記第１の局と通信するための前記手段は、前記全方向性アンテナを介して前記第１のリンクにおいて前記第１の局と制御フレームを交換するための手段を具備し、前記第２の局と通信するための前記手段は、前記指向性アンテナを介して前記第２のリンクにおいて前記第２の局とデータフレームを交換するための手段を具備する請求項６８に記載の装置。
【請求項７２】
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局に送信し、送信クリア（ＣＳＴ）フレームを前記局から受信し、前記ＣＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択し、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信するように構成された少なくとも１つの集積回路を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項７３】
前記少なくとも１つの集積回路は、複数の指向性アンテナの各々に関するＣＴＳフレームの受信された信号の強度を決定し、最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７２に記載の装置。
【請求項７４】
無線通信に関する方法であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局に送信することと、
送信クリア（ＣＴＳ）フレームを前記局から受信することと、
前記ＣＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択することと、
前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信すること、とを具備する、無線通信に関する方法。
【請求項７５】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局に送信するための手段と、
送信クリア（ＣＴＳ）フレームを前記局から受信するための手段と、
前記ＣＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択するための手段と、
前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局に送信するための手段と、を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項７６】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局から受信し、前記ＲＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択し、前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信するように構成された少なくとも１つの集積回路を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項７７】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記全方向性アンテナを介して送信クリア（ＣＴＳ）フレームを送信するように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項７８】
前記少なくとも１つの集積回路は、複数の指向性アンテナの各々に関して前記ＲＴＳフレームの受信された信号の強度を決定し、前記複数の指向性アンテナの中で最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項７９】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記ＲＴＳフレームを送信中の前記局の所在位置又は方向を決定し、前記局の前記所在位置又は方向に基づいて前記指向性アンテナを選択するように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項８０】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記ＲＴＳフレームに基づいて受信された信号の品質を決定し、前記受信された信号の品質及び前記選択された指向性アンテナに基づいてデータレートを選択し、前記選択されたデータレートに従って前記局とデータを交換するように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項８１】
前記少なくとも１つの集積回路は、前記ＲＴＳフレームによって示される継続時間の間前記指向性アンテナを使用し、前記継続時間後に前記全方向性アンテナに切り換わるように構成される請求項７６に記載の装置。
【請求項８２】
無線通信に関する方法であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局から受信することと、
前記ＲＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択することと、
前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信すること、とを具備する、無線通信に関する方法。
【請求項８３】
前記全方向性アンテナを介して送信クリア（ＣＴＳ）フレームを送信することをさらに具備する請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
前記指向性アンテナを前記選択することは、
複数の指向性アンテナの各々に関して前記ＲＴＳフレームの受信された信号の強度を決定することと、
前記複数の指向性アンテナの中で最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択すること、とを具備する請求項８２に記載の方法。
【請求項８５】
無線通信に関する装置であって、
全方向性アンテナを介して送信要求（ＲＴＳ）フレームを局から受信するための手段と、
前記ＲＴＳフレームに基づいて指向性アンテナを選択するための手段と、
前記選択された指向性アンテナを介して少なくとも１つのデータフレームを前記局から受信するための手段と、を具備する、無線通信に関する装置。
【請求項８６】
前記全方向性アンテナを介して送信クリア（ＣＴＳ）フレームを送信するための手段をさらに具備する請求項８５に記載の装置。
【請求項８７】
前記指向性アンテナを選択するための前記手段は、
複数の指向性アンテナの各々に関して前記ＲＴＳフレームの受信された信号の強度を決定するための手段と、
前記複数の指向性アンテナの中で最高の受信された信号の強度を有する前記指向性アンテナを選択するための手段と、を具備する請求項８５に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−２４９３０７（Ｐ２０１２−２４９３０７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１５７３８３（Ｐ２０１２−１５７３８３）
【出願日】平成２４年７月１３日（２０１２．７．１３）
【分割の表示】特願２００９−５１４５０５（Ｐ２００９−５１４５０５）の分割
【原出願日】平成１９年６月６日（２００７．６．６）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５７３８３（Ｐ２０１２−１５７３８３）
【出願日】平成２４年７月１３日（２０１２．７．１３）
【分割の表示】特願２００９−５１４５０５（Ｐ２００９−５１４５０５）の分割
【原出願日】平成１９年６月６日（２００７．６．６）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]