特許 6974807 マルチバンドミリメートル波ネットワークの発見

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6974807

(24)【登録日】2021年11月9日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】マルチバンドミリメートル波ネットワークの発見

(51)【国際特許分類】

   H04W 4/00 20180101AFI20211118BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20211118BHJP

   H04W 8/00 20090101ALI20211118BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   H04W4/00 110

   H04W84/18

   H04W8/00 110

   H04W16/28

【請求項の数】16

【全頁数】44

(21)【出願番号】特願2020-512545(P2020-512545)

(86)(22)【出願日】2018年8月28日

(65)【公表番号】特表2020-532247(P2020-532247A)

(43)【公表日】2020年11月5日

(86)【国際出願番号】IB2018056562

(87)【国際公開番号】WO2019053539

(87)【国際公開日】20190321

【審査請求日】2020年2月28日

(31)【優先権主張番号】62/557,232

(32)【優先日】2017年9月12日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】15/828,687

(32)【優先日】2017年12月1日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】アブエルサウード モハメド

(72)【発明者】

【氏名】アブダラ ラミー メダット

(72)【発明者】

【氏名】迫田 和之

【審査官】 阿部 圭子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／００８６２１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００６９６３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１２−５０３９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９９６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１２６３３８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４ − ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ − ９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１−４

ＳＡ ＷＧ１−４

ＣＴ ＷＧ１，４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メッシュネットワークにおける無線通信装置であって、
（ａ）（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）通信と、（Ｂ）ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信と、の両方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）前記メッシュ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、
（ｉ）前記局を前記メッシュネットワーク上のピア局として動作させて、前記メッシュネットワーク上の近隣ピア局との通信を維持するステップと、
（ｉｉ）複数のアンテナパターンセクタを有する前記指向性ミリメートル波通信を使用して時間同期情報及びリソース管理情報を含むピアビーコンである第１のタイプのビーコンを送信して、前記メッシュネットワーク内の１又は２以上の近隣ピア局間の既存のリンクを維持するステップと、
（ｉｉｉ）前記ピア局から、前記メッシュネットワークを識別するメッシュネットワークプロファイル情報を含むネットワーク発見ビーコンである第２のタイプのビーコンを前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信上で送信して、前記メッシュネットワークに新規局が参加するためのネットワーク発見を支援するステップと、
（ｉｖ）前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して、前記新規局及び該新規局の能力と、該新規局から前記メッシュネットワークのいずれかの受信局への、近隣を発見して前記メッシュネットワークに参加する支援を求める要求とを通知する、前記メッシュネットワークのための参加要求フレームを受け取るステップと、
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、前記局が未だ前記メッシュネットワークに参加していない場合に、前記局を、前記メッシュネットワーク上でピア局として接続された送信局から前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介してネットワーク通知フレームを受け取り、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して応答メッセージを送信することによって応答して前記送信局に自機の存在を通知するように構成された前記新規局として動作させ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、前記メッシュネットワーク上の１又は２以上の近隣を発見するために前記新規局を指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替えるステップをさらに実行する、
請求項２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、新規ノードが前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して前記メッシュネットワークのための認証要求を送信する認証を実行するステップをさらに実行し、前記新規ノードは、認証に成功した場合、ビームフォーミングのために前記指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替える、
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、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記新規ノードに応答を送信することによって前記新規ノードからの前記認証要求に応答するように構成されるステップをさらに実行する、
請求項４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、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記新規ノードが使用するための追加情報を含む前記応答を前記新規ノードに送信するように構成されるステップをさらに実行する、
請求項５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、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記さらなる情報が前記メッシュネットワーク上の他の近隣ノードのリストを含む前記応答を前記新規ノードに送信するように構成されるステップをさらに実行する、
請求項６に記載の装置。

【請求項8】

メッシュネットワークにおける無線通信装置であって、
（ａ）（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）通信と、（Ｂ）ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信と、の両方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）前記メッシュ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、
（ｉ）前記局を前記メッシュネットワーク上のピア局として動作させて、前記メッシュネットワーク上の近隣ピア局との通信を維持するステップと、
（ｉｉ）複数のアンテナパターンセクタを有する前記指向性ミリメートル波通信を使用して時間同期情報及びリソース管理情報を含むピアビーコンである第１のタイプのビーコンを送信して、前記メッシュネットワーク内の１又は２以上の近隣ピア局間の既存のリンクを維持するステップと、
（ｉｉｉ）前記ピア局から、前記メッシュネットワークを識別するメッシュネットワークプロファイル情報を含むネットワーク発見ビーコンである第２のタイプのビーコンを前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信上で送信して、前記メッシュネットワークに新規局が参加するためのネットワーク発見を支援するステップと、
（ｉｖ）前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して、前記新規局及び該新規局の能力と、該新規局から前記メッシュネットワークのいずれかの受信局への、近隣を発見して前記メッシュネットワークに参加する支援を求める要求とを通知する、前記メッシュネットワークのための参加要求フレームを受け取るステップと、
（ｖ）前記局が未だ前記メッシュネットワークに参加していない場合に、前記局を、前記メッシュネットワーク上でピア局として接続された送信局から前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介してネットワーク通知フレームを受け取り、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して応答メッセージを送信することによって応答して前記送信局に自機の存在を通知するように構成された前記新規局として動作させるステップと、
（ｖｉ）前記メッシュネットワーク上の１又は２以上の近隣を発見するために前記新規局を指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替えるステップと、
を実行する、
ことを特徴とする装置。

【請求項9】

前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新規ノードが前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して前記メッシュネットワークのための認証要求を送信する認証を実行するステップをさらに実行し、前記新規ノードは、認証に成功した場合、ビームフォーミングのために前記指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替える、
請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記新規ノードに応答を送信することによって前記新規ノードからの前記認証要求に応答するように構成されるステップをさらに実行する、
請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記新規ノードが使用するための追加情報を含む前記応答を前記新規ノードに送信するように構成されるステップをさらに実行する、
請求項１０に記載の装置。

【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、前記メッシュネットワーク上のピア局に、前記さらなる情報が前記メッシュネットワーク上の他の近隣ノードのリストを含む前記応答を前記新規ノードに送信させ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】

メッシュネットワークにおける無線通信の実行方法であって、
（ａ）局のプロセッサによって制御された無線通信を、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、及びｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信の使用の両方として生成するステップと、
（ｂ）前記メッシュネットワーク上の前記局をピア局として動作させて、前記メッシュネットワーク上の近隣ピア局との通信を維持するステップと、
（ｃ）複数のアンテナパターンセクタを有する前記指向性ミリメートル波通信を使用して時間同期情報及びリソース管理情報を含むピアビーコンである第１のタイプのビーコンを送信して、前記メッシュネットワーク内の１又は２以上の近隣ピア局間の既存のリンクを維持するステップと、
（ｄ）前記ピア局から、前記メッシュネットワークを識別するメッシュネットワークプロファイル情報を含むネットワーク発見ビーコンである第２のタイプのビーコンを前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信上で送信して、前記メッシュネットワークに新規局が参加するためのネットワーク発見を支援するステップと、
（ｅ）前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して、前記新規局及び該新規局の能力と、該新規局から前記メッシュネットワークのいずれかの受信局への、近隣を発見して前記メッシュネットワークに参加する支援を求める要求とを通知する、前記メッシュネットワークのための参加要求フレームを受け取るステップと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項14】

前記局が未だ前記メッシュネットワークに参加していない場合に、前記局を、前記メッシュネットワーク上でピア局として接続された送信局から前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介してネットワーク通知フレームを受け取り、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して応答メッセージを送信することによって応答して前記送信局に自機の存在を通知するように構成された前記新規局として動作させるステップをさらに含む、
請求項１３に記載の方法。

【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、前記メッシュネットワーク上の１又は２以上の近隣を発見するために前記新規局を指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替えるステップをさらに実行する、
請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記新規ノードは、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して前記メッシュネットワークのための認証要求を送信し、認証に成功した場合、ビームフォーミングのために前記指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替える、
請求項１３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９月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／５５７，２３２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、一般に局間の指向性無線通信に関し、具体的には、多重バンドを利用してネットワーク通知（ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔｓ）の通信及びピア通信の維持を行うことに関する。

【背景技術】

【0006】

メッシュネットワーク、並びにメッシュネットワークと非メッシュネットワークとの混合を含むミリメートル波長（ｍｍ波又はｍｍＷ）無線ネットワークがますます重要になってきている。高容量のニーズにより、ネットワーク事業者は、高密度化を達成する概念を採用し始めた。現在のｓｕｂ−６ＧＨｚ無線技術の使用は、高データ需要に対処するには十分でない。１つの選択肢は、３０〜３００ＧＨｚバンドのミリメートル波帯（ｍｍＷ）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。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。このアンテナは、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。ｍｍＷ帯を用いた高密度展開環境における指向性メッシュネットワークは、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のに効率的な方法である。

【0008】

新規局ノードが作動すると、発見すべき近隣ノードと参加すべきネットワークとが探索される。ネットワークに対するノードの初期アクセスプロセスは、近隣ノードをスキャンして局所的近傍内の全てのアクティブ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することを通じて、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によって実行することができる。

【0009】

メッシュネットワークに接続するノードは、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、新規ノードは次のチャネルの検査に移行する。ノードが検出されると、新規ノードは、そのＰＨＹ層を調節領域（ＩＥＥＥ、ＦＣＣ、ＥＴＳＩ、ＭＫＫなど）内における動作のために構成するのに十分な情報を収集する。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）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（ｄ）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。ｍｍ波Ｄ２Ｄ及びメッシュ技術の普及を可能にするには、上記の課題の一部又は全部を克服する近隣発見方法の設計が最重要である。

【0010】

既存のほとんど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を標的にしていない。また、これらの指向性無線ネットワーク通信を利用する技術は、ビーコン信号の生成に関してしばしば非常に高いオーバーヘッドを要求する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

従って、ｍｍ波ネットワーク内における通知及びビーコン送信のための強化された機構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】

【0012】

メッシュトポロジネットワークにおいて、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生じさせることなくｍｍ波通信を確立して維持するためのシステム、装置及び／又は方法。開示する技術では、メッシュネットワークのシグナリングオーバーヘッドを低減するために多重バンド通信を利用する。

【0013】

メッシュネットワーク内の各ノードは、それぞれ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）通信とｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信との両方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を含む。局のプログラミングは、メッシュネットワーク内のピア、又はメッシュネットワークに参加しようとする新規局、を含む複数の役割を果たすことができる。局は、複数のアンテナパターンセクタを含む指向性ｍｍＷを使用してピアビーコンを送信するように構成される。ピアビーコンは、時間同期情報及びリソース管理情報を含み、これらはメッシュネットワーク内の１又は２以上の近隣ピア局に通信される。ピア局も、ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を使用してネットワーク発見ビーコンを送信する。ネットワーク発見ビーコンは、新規局がメッシュネットワークに参加するためのネットワーク発見を支援するように、メッシュネットワークを識別するメッシュネットワークプロファイル情報を含む。ピア局は、ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して、新規局及びその能力と、新規局からメッシュネットワークのいずれかの受信局への、近隣を発見してメッシュネットワークに参加する支援を求める要求とを通知する参加要求フレームを受け取る。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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）。

【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】

ＢＲＰ：ＢＦ精緻化プロトコル：受信機トレーニングを可能にし、最良の指向性通信を達成するために送信機側及び受信機側を繰り返しトレーニングするＢＦプロトコル。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

ＭＡＣアドレス：媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

全方向性：無指向性アンテナ送信モード。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

ＲＳＳＩ：受信信号強度インジケータ（ｄＢｍ単位）。

【0032】

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。

【0033】

ＳＮＲ：ｄＢ単位の受信信号対雑音比。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

ＳＳＩＤ：サービスセット識別子：ＷＬＡＮネットワークに割り当てられた名前。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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】

【0043】

【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11】本開示の実施形態に従って利用される局ハードウェアのブロック図である。

【図12】本開示の実施形態に従って利用される図１１の局ハードウェアのｍｍＷビームパターン図である。

【図13】本開示の実施形態による、２次帯域通信アンテナ（すなわち、ｓｕｂ−６ＧＨｚ）のビームパターン図である。

【図14】本開示の実施形態による、メッシュノードによって送信されるｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレームのカバレッジエリアのアンテナパターンマップである。

【図15】本開示の実施形態による、メッシュネットワークに参加しようとする新規ノードによって送信されるｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレームのカバレッジエリアのアンテナパターンマップである。

【図16A】本開示の実施形態による、無線ノードトポロジ及び関連する発見ビーコンスイーピングである。

【図16B】本開示の実施形態による、無線ノードトポロジ及び関連する発見ビーコンスイーピングである。

【図16C】本開示の実施形態による、無線ノードトポロジ及び関連する発見ビーコンスイーピングである。

【図17A】本開示の実施形態による、最良セクタ通信方向のブラケティングを行う無線ノードトポロジである。

【図17B】本開示の実施形態による、最良セクタ通信方向のブラケティングを行う無線ノードトポロジである。

【図18】本開示の実施形態に従って利用される、ピアＤＭＧビーコンのスーパーフレームフォーマットを示す通信期間図である。

【図19】本開示の実施形態による、ｓｕｂ−６ＧＨｚを用いたメッシュノードのパッシブスキャンのフロー図である。

【図20】本開示の実施形態による、ｓｕｂ−６ＧＨｚを用いたメッシュノードのアクティブスキャンのフロー図である。

【図21】本開示の実施形態に従って利用される、マスタビーコンノードのスーパーフレームフォーマットを示す通信期間図である。

【図22】本開示の実施形態による、スケジュールされたビーコン送信及びＳＳＷフレーム交換を通じた発見を示す通信期間図である。

【図23A】本開示の実施形態による、帯域外ノード発見のためのメッセージ転送図である。

【図23B】本開示の実施形態による、帯域外ノード発見のためのメッセージ転送図である。

【図24A】本開示の実施形態による、メッシュ協調ｍｍＷノード発見のためのメッセージ転送図である。

【図24B】本開示の実施形態による、メッシュ協調ｍｍＷノード発見のためのメッセージ転送図である。

【図25】本開示の実施形態による、地理的発見ゾーン内のノードとの協調を通じた帯域外メッシュ支援発見のためのメッセージ転送図である。

【図26A】本開示の実施形態による、ｍｍＷ発見ビーコンを利用した発見支援を示す通信期間図である。

【図26B】本開示の実施形態による、ｍｍＷ発見ビーコンを利用した発見支援を示す通信期間図である。

【図27A】本開示の実施形態による、ＤＴＩにおける支援発見を示す通信期間図である。

【図27B】本開示の実施形態による、ＤＴＩにおける支援発見を示す通信期間図である。

【図28】本開示の実施形態に従って利用されるノード間の地理的セクタカバレッジを示すノードセクタカバレッジ図である。

【図29】本開示の実施形態に従って応答される、カバレッジエリアを通じた新規ノードの移動の影響を含むノード間のセクタカバレッジを示すノードセクタカバレッジ図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

（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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

２．課題の記述
通常、前節で説明したような現在のミリメートル波（ｍｍ波）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必要がある。現行システムでは、使用する正しいビームを決定するプロセスが、かなりのシグナリングオーバーヘッドを必要とする。例えば、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。

【0068】

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。ネットワーク発見は、新規ノードが全方向にプローブ要求を送信してネットワーク内の近隣ノードがこれを受信できることを確認するアクティブスキャンを使用して行うこともできる。

【0069】

状況をさらに複雑化することに、現行技術は、高リンクバジェットを確実にする高アンテナ利得を可能にする細かいビームフォーミングを使用する傾向にある。ところが、ＳＴＡは、細かい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ので、オーバーヘッド問題はさらに悪化する。ビーコンは、ネットワークの通知、同期の維持、及びネットワークリソースの管理のために、絶えず定期的に全方向に送信される。

【0070】

上記に照らせば、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重要なトレードオフが存在する。ビーコンが頻繁に送信された場合、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できるようになる。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が既存のネットワークを素早く発見することは困難になる。

【0071】

ｍｍ波ＰＨＹ技術を利用するメッシュネットワーク形成タスクを検討した場合、このオーバーヘッドジレンマはさらに悪化する。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、これらの各近隣ＳＴＡの能力とを特定する必要がある。すなわち、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。

【0072】

従って、本開示は、これらの現在の及び将来的なビーコンオーバーヘッドの課題に対応するよう構成される。

【0073】

３．ｍｍ波マルチバンドネットワーク発見の利点
開示するネットワークプロトコルでは、マルチバンドネットワーク発見に参加するノードが、ｍｍ波帯能力と、さらにはｓｕｂ−６ＧＨｚなどの低周波数通信帯とを含むマルチバンド（ＭＢ）能力を有する見込みである。ＭＢノードは、ｍｍ波帯に加えて、ネットワーク通知及び発見のためにｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を使用することができる。提案する技術を利用することにより、ｍｍ波通信ノードは、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。

【0074】

本開示では、新規ノードによる他の近隣の発見を支援するために既存のｓｕｂ−６ＧＨｚを利用する機構について説明する。ネットワークノードは、準全方向性アンテナから定期的に送信される低電力メッセージを使用してｓｕｂ−６ＧＨｚ帯でｍｍＷネットワークを通知する。新規ＳＴＡがｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を通じて少なくとも１つの近隣を発見すると、このメッシュ局（ＭＳＴＡ）は新規ノードを支援できるとともに、他のメッシュノードと協調して新規ＳＴＡがｍｍＷ帯でビームフォーミングを行ってネットワークに参加するのを支援することもできる。

【0075】

本開示では、局ノードが、ｍｍＷ帯において絶えず全方向にビーコンを送信しない。ノードは、新規ノードによる支援の要求時には全方向に発見ビーコンを送信するように仕向けられるが、全方向における連続ビーコン送信に関連するオーバーヘッド及び干渉は制限される。

【0076】

４．マルチバンドネットワーク発見の実施形態
４．１ 検討するトポロジ
図１０に、メッシュＳＴＡ（ＭＳＴＡ）ノード１２、１４、１６及び１８がメッシュトポロジで互いに接続されたｍｍＷ無線ノードネットワークの実施形態例１０を示す。新規ＳＴＡ２０は、潜在的近隣ＭＳＴＡ及びペアノードを求めて図示の方向２２ａ〜２２ｎに通信媒体をスキャンする（２４）。図示の例では、ノードが、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯及びｍｍ波で通信することができ、この帯域を使用して互いに制御信号を送信することができる。ｍｍＷメッシュネットワークに接続されたノードは、ｍｍＷリンク又はｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を通じて互いにアクセスすることができる。

【0077】

新規ＳＴＡは、潜在的近隣ＭＳＴＡ及びペアノードを求めて媒体をスキャンする。ｍｍＷ波では、常に両方の側に指向性送信又は受信が必要なわけではない。例えば、一方が指向性送信／受信を使用し、他方が使用しないこともできる。この事例は、装置の能力に限界がある結果、又は用途要件が両方の側からの指向性送信を必要としない結果とすることができる（制限干渉／短距離）。

【0078】

新規ノードは、ｍｍＷ帯での送受信に全方向性／準全方向性又は指向性アンテナを使用することができる。ＭＳＴＡは、ｍｍＷ帯での送受信に全方向性／準全方向性又は指向性アンテナを使用することができる。ｍｍＷ通信では、少なくとも１つのＭＳＴＡノード又は新規ＳＴＡが指向性アンテナを使用して、経路損失を考慮するのに十分な利得を提供し、リンクにとって十分なＳＮＲをもたらすべきである。新規ＳＴＡは、パッシブスキャン又はアクティブスキャンのいずれかを使用して近隣をスキャンする。新規ＳＴＡは、全ての近隣ノードを発見するまでスキャンを行い続けるように構成される。新規ノードは、利用可能な近隣のリストを構築した後に、どの近隣に接続すべきであるかを決定する。この決定は、用途需要、ネットワーク内のトラフィック負荷、及び無線チャネル状態を考慮することが好ましい。

【0079】

４．２ ＳＴＡハードウェア構成
図１１に、ノードハードウェア構成の実施形態例３０を示す。この例では、コンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）３６及びメモリ（ＲＡＭ）３８が、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３２に結合されたバス３４に結合される。プロセッサ３６上では、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。この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４４ａ〜４４ｎ、４６ａ、４６ｎ、４８ａ〜４８ｎへの無線周波数（ＲＦ）回路４２ａ、４２ｂ、４２ｃに結合されたｍｍＷモデム４０を含むように構成される。また、ホストマシンは、（単複の）アンテナ５４への無線周波数（ＲＦ）回路５２に結合されたｓｕｂ−６ＧＨｚモデム５０を含むことも分かる。

【0080】

従って、この図示のホストマシンは、２つの異なる帯域で通信を行えるように、２つのモデム（マルチバンド）及びその関連するＲＦ回路を含むように構成される。ｍｍＷ帯モデム及びその関連するＲＦ回路は、ｍｍＷ帯でデータを送受信する。ｓｕｂ−６ＧＨｚモデム及びその関連するＲＦ回路は、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯でデータを送受信する。

【0081】

この例では、ｍｍＷ帯のためのＲＦ回路を３つ示しているが、本開示の実施形態は、あらゆる任意の数のＲＦ回路に結合されたモデム４０を含むように構成することができる。一般に、使用する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。なお、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によって決まると理解されたい。ＲＦ回路及びアンテナの中には、ＳＴＡ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。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】

図１２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７０を示す。この例では、ノードが、３つのＲＦ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃと、接続されたアンテナとを実装し、各ＲＦ回路及び接続されたアンテナは、ビームフォーミングパターン７４ａ、７４ｂ、７４ｃを生成する。図示のアンテナパターン７４ａは、１２個のビームフォーミングパターン７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄ、７６ｅ、７６ｆ、７６ｇ、７６ｈ、７６ｉ、７６ｊ、７６ｋ及び７６ｎ（「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、アンテナセクタには、あらゆる任意の数のビームパターンをマッピングすることができると理解されたい。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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

図１３に、ＲＦ回路９２に取り付けられた準全方向性アンテナ９４の使用を想定したｓｕｂ−６ＧＨｚモデムのアンテナパターンの実施形態例９０を示す。

【0086】

４．３ マルチバンドネットワーク発見アーキテクチャ
無線受信機及び送信機は、例えばｍｍ波帯及びｓｕｂ−６ＧＨｚ帯の使用を含むマルチバンドチップを標準装備する見込みである。ノード発見及び近隣スキャンでは、ｍｍ波帯での動作がｓｕｂ−６ＧＨｚカバレッジから恩恵を受けることができる。ノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯における信号伝搬特性によってさらに単純にメッシュネットワークの存在を発見することができるが、近隣の局所化及び正しいセクタ又はビームの発見は依然として課題である。

【0087】

メッシュノードは、マルチバンドネットワーク発見を使用するために互いにｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で通信できると想定される。この通信は、ネットワークの全てのノードにメッセージを送信する形態、又は特定のノードにメッセージを送信する形態をとる。この通信は、ノード間の直接通信又はノード間のマルチホップ通信を通じて実行することができる。新規ノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚアクセスも備え、ＷＬＡＮネットワークへのアクセス、又はｓｕｂ−６ＧＨｚ通信を通じたメッシュノードとの通信を行うことができる。発見及びネットワーク通知は、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を利用して実行することができ、接続の形成及びリンクの維持は、ｍｍＷネットワークを利用して実行されることが好ましい。なお、他の制御シグナリングをｓｕｂ−６ＧＨｚに移行させることもできるが、このことは本開示の焦点ではないと理解されたい。

【0088】

ｍｍＷ ＷＬＡＮ及びメッシュネットワークでは、（ａ）新規メッシュノードのネットワーク発見及びアソシエーション、（ｂ）同期、（ｃ）スペクトルアクセス及びリソース管理、のためにビーコンが利用される。ｍｍ波長での発見及びネットワーク通知では、パッシブスキャンの場合には絶えず全方向にビーコンを送信する必要がある。上記の記述における「絶えず」の意味は、ビーコンの継続する周期的性質を示すものにすぎず、「全方向」は、いずれかの所望の角度分解能への方向スイープの使用を意味するものにすぎない。アクティブスキャンの場合には、ノードが全方向にプローブ要求を送信する。

【0089】

提案するシステムでは、ノードが発見及びネットワーク通知にｓｕｂ−６ＧＨｚを使用しているが、同期、スペクトルアクセス及びリソース管理情報は、依然としてｍｍＷメッシュネットワークを通じて通信される。ｍｍＷネットワークにおいて既に互いに接続されているノードは、ピアノードの方向又はこの方向の周囲のみにおいて依然として互いにビーコンを送信する。従って、ビーコンは全ての方向には送信されない。

【0090】

ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を通じて、近くにｍｍＷネットワークが存在することを示す通知フレームが送信される。この通知フレームの出力は、ｍｍＷ通信の観点からネットワークを越えるノードを引き込まないように、関連するｍｍＷ信号が届く範囲内のノードのみに到達するように（例えば、動的又は静的に）調整されることが好ましい。

【0091】

新規ノード又はメッシュノードが通知フレームを受け取ると、新規ノードの近傍のノードによる、新規ノードがｍｍＷネットワークに参加するための正しいセクタ及び近隣の発見に役立つｍｍＷ発見キャンペーンを引き起こすことができる。ｍｍＷ発見キャンペーンは、新規ノードの周囲の他のノードが順番にビーコンを送信して、新規ノードによる近隣及びその指向性情報の発見を支援するものである。

【0092】

図１４及び図１５に、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を利用して、ネットワークの通知又はネットワークに参加する支援を求める新規ノードの通知を行う低電力通知フレームを他のノードに送信する実施形態例１１０、１３０を示す。

【0093】

図１４には、ＭＳＴＡ Ａ１１２と、ノード１１４、１１６、１１８、１２０と、新規ノード１２２とを含むメッシュネットワーク１１０を示す。この例では、ＭＳＴＡ Ａが狭通知フレーム領域（ｒｅｄｕｃｅｄ ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ ｆｒａｍｅ ａｒｅａ）１２４にｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレームを送信している。このｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレームの送信電力が、図の右手のノード１２０を含むメッシュの広がりをカバーできるほど十分なもの（１２６）であれば、図の他の部分（例えば、左手、上部及び下部）のノードはネットワークに参加できると考えられるが、実際にはネットワークのｍｍＷ能力の範囲外になることが分かる。

【0094】

図１５には、ＭＳＴＡ Ａ１１２と、ノード１１４、１１６、１１８、１２０と、新規ノード１２２とを含むメッシュネットワーク１３０を示す。この例では、新規ノード１２２が、狭通知フレーム領域１３２への参加要求としてのｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレームを送信している。同様に、このｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレームの送信電力が、図の右手のノード１２０を含むメッシュの広がりをカバーできるほど十分なもの（１３４）であれば、新規ノードのｍｍ波通信範囲外のメッシュ内のノード１１４、１１６及び１２０などのノードは、ｍｍ波を使用して新規ノードと直接通信できないにもかかわらず、新規ノードの参加要求に応答できるようになる。

【0095】

４．４ ｍｍ波ネットワークにおけるビーコン送信
マルチバンドネットワークにおけるビーコン送信は、依然としてｍｍ波を用いて行われているが、これは通信又はピアビーコンを用いてピアノードのみに対して行われている。通信又はピアビーコンは、既に接続が確立（セットアップ）されているピア間の通信に利用される。このビーコンは、同期の維持、ビームトラッキングの実行、並びにネットワーク内のメッシュノード間のチャネルアクセス及びリソースの管理に関連する機能の実行に利用することができる。各メッシュノードは、近隣ノードの方向に対応するセクタのみにおいてビーコンをスイープし、自機の近隣のみにビーコンを送信する。

【0096】

図１６Ａ〜図１６Ｃに、限定ではなく一例として検討する単純なｍｍＷネットワークの実施形態１５０の態様を示す。図１６Ａには、３つのノード１５２、１５４及び１５６を含む実施形態例１５０を示す。図１６Ｂには、ＳＴＡノード１５２から送信されるビーコンを示しており、ノード１５４及び１５６に向かう最良のセクタに対応する方向にピアビーコンがスイープ（１５６ａ、１５６ｂ）されている。図１６Ｃでは、ＳＴＡノード１５２が、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄ及び１６０ｅからの特定の空間領域をカバーするように発見ビーコンをスイープ（１６２）する。本開示は、従来使用されているものと比べて、図１６Ｂに示すようなノードＡからノードＣ及びＢに対応する方向のみにこれらのビーコンを利用する。

【0097】

図１７Ａ及び図１７Ｂに、特定された最良セクタの周囲の１又は２以上のセクタ上で送信を実行する（ブラケティングする）ことによってさらなるロバスト性をもたらす実施形態例１７０を示す。図１７Ａには、図１７Ｂに示す方向１８６を最良セクタ（経路）とする、ノードＢ１５４に関連するノードＡ１５２を示す。従って、ノードＢと通信しているノードＡは最良セクタ１８６を有するが、提示するプロトコルは、特にノードＢがノードＡに対して動くことがあるという事実を踏まえて、通信のロバスト性を高めるためにこの最良セクタの両側の１又は２以上のさらなるセクタ１８２、１８４も選択する。

【0098】

なお、各ピアリンクの方向及びタイミングは既知であるため、上記のピアビーコンは容易に協調するはずであると理解されたい。この結果、全方向のビーコン送信に起因する干渉が制限され管理されるようになる。

【0099】

図１８に、ｍｍ波のピアＤＭＧビーコンのスーパーフレームフォーマットの実施形態例１９０を示しており、本開示ではこれらの２つのピアノードの方向にしかビーコンが送信されず、従ってＢＴＩプロセスがはるかに短くなる。図では、送信が、ピア１へのビーコン１９４及びピア２へのビーコン１９６として２つのピアについて例示するピアビーコン１９２を含み、その後にピア１へのアソシエーション−ビームフォーミングトレーニング（ＡＢＦＴ）期間１９８及びピア２へのＡＢＦＴ期間１９９が続き、その後にデータ転送間隔（ＤＴＩ）２００が開始する。この例におけるＡＢＦＴ期間は、他のノードが使用するとは予想されないので、送信ビーコンに関連するピアに予め割り当てておくことができる。

【0100】

４．５ 帯域外発見
メッシュノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送受信を行うことができる。従って、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯では、ｍｍＷネットワークの存在及び能力に関する定期的な通知フレームをブロードキャストすることができる。ｍｍＷメッシュネットワークにアクセスしようと試みる新規ノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で通知要求フレームを送信して自機の存在をノードに知らせることができる。メッシュノードの通知フレーム応答又は新規ノードの通知要求の管理は、分散又は集中させることができる。新規ノードは、パッシブスキャン又はアクティブスキャンを利用してネットワーク内のノードを探索して近隣を発見することができる。

【0101】

干渉を制限し、直接ｍｍＷリンクを使用してアクセスできるノードのみが確実にアクセスを受けるようにするために、通知フレームは、ｍｍＷリンクバジェットを反映するように低電力で送信される。通知フレームに必要な送信電力は、ｍｍＷネットワークにおけるノードとの実行可能なデータリンクをｍｍＷ帯のリンクバジェットが可能にする場合にのみこのノードがフレームを受け取るように決定することができる。

【0102】

通知フレームが全電力で送信される場合、少なくとも１つの実施形態では、受信側ノードにおいて、このフレームに応答すべきであるか、それともｍｍＷメッシュノードのカバレッジエリア外に存在するため応答しないべきであるかを判断するために閾値が利用される。この閾値の判断は、ｍｍＷネットワークにおける実行可能なデータリンクをｍｍＷ帯のリンクバジェットが可能にする場合にのみフレームが考慮されるように実行することができる。

【0103】

新規ノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯でｍｍＷネットワークのパッシブスキャンを利用することも、或いはｓｕｂ−６ＧＨｚ帯でｍｍＷネットワークのアクティブスキャンを利用することもできる。

【0104】

４．５．１ パッシブスキャン
新規ノードは、ノードのうちの１つから送信される通知フレームを待ってｓｕｂ−６ＧＨｚ帯をリスンする。送受信では準全方向性アンテナを使用することが好ましい。通知フレームが発見されると、新規ノードは、発見されたノードに接続するためにｍｍＷ帯に切り替える。発見されたノードは、新規ノードとビームフォーミングを行うためにｍｍＷ帯でビーコンの送信を開始する。ノードは、ＬＯＳの方向又は最も強い反射光線の方向のようなｓｕｂ−６ＧＨｚ帯からの指向性情報を使用して、ｍｍＷ帯のビームの一部のみを通じてビーコンを送信することができる。

【0105】

メッシュ支援が可能である場合、発見されたノードは、新規ノードの周辺領域の他のノードが新規ノードへのビーコン送信を開始して新規ノードとのビームフォーミングを実行するように仕向ける。ビーコンの送信は、素早い接続及びノードの発見を行うようにメッシュノード間で協調させることができる。

【0106】

図１９に、メッシュノードがパッシブスキャンに従って新規ノードに対処するプロセスの実施形態例２１０を示す。ルーチンを開始（２１２）した後に、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯でｍｍＷネットワーク通知フレームを送信する（２１４）。ブロック２１６において、通知応答が受け取られない場合、実行はブロック２１４に戻って後続の通知を送信する。一方で、通知応答が受け取られた場合、メッシュ支援が可能であるかどうかを判断する（２１８）。メッシュ支援が可能でない場合、ブロック２２２に進んでノードのｍｍＷ発見をトリガした後に、ブロック２１４に戻ってネットワーク通知を送信する。一方で、メッシュ支援が可能である場合、ブロック２２０に進んでメッシュ支援による協調的ｍｍＷ発見をトリガした後に、ブロック２１４に戻ってネットワーク通知を送信する。

【0107】

４．５．２ アクティブスキャン
アクティブスキャンでは、新規ノードがｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で通知フレーム要求を送信し、ノードのうちの１つから送信される通知フレーム応答を待つ。少なくとも１つの好ましい実施形態では、これらの通信の送受信が準全方向性アンテナを利用する。新規ノードは、通知フレーム応答を受け取ると、発見されたノードに接続するためにｍｍＷ帯に切り替える。発見されたノードは、新規ノードとビームフォーミングを行うためにｍｍＷ帯でビーコンの送信を開始する。ノードは、ＬＯＳの方向又は最も強い反射光線の方向のようなｓｕｂ−６ＧＨｚ帯からの指向性情報を使用して、ｍｍＷ帯のビームの一部のみを通じてビーコンを送信することができる。

【0108】

メッシュ支援が可能である場合、発見されたノードは、新規ノードの近傍の他のノードが新規ノードへのビーコン送信を開始してビームフォーミングを実行するように仕向ける。ビーコンの送信は、素早い接続及びノード発見を行うようにメッシュノード間で協調させることができる。

【0109】

図２０に、メッシュノードがアクティブスキャンに従って新規ノードに対処するプロセスの実施形態例２３０を示す。ルーチンを開始（２３２）した後に、通知要求フレームをリスンし始める２３４。通知要求が受け取られたかどうかをチェックする（２３６）。受け取られていない場合、プロセスはリスンし続ける（２３４）。受け取られた場合、通知要求への応答を送信し（２３８）、メッシュ支援が可能であるかどうかを判断する（２４０）。メッシュ支援が可能でない場合、ｍｍＷノード発見を作動させ（２４４）た後に、２３２に戻って通知要求フレームをリスンする。メッシュ支援が可能である場合、メッシュ支援による協調的ｍｍＷノード発見を作動させ（２４２）た後に、２３２に戻って通知要求フレームをリスンする。

【0110】

４．６ ｓｕｂ−６ＧＨｚにおけるｍｍＷ認証の実行
新規ノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚ通信を通じて近隣ノードを発見してｍｍＷリンクを形成することを決定すると、通知フレーム応答又は要求を通じて近隣に通知する。

【0111】

新規ノードは、ｍｍＷ帯での不要なビームフォーミングを避けるように、ｍｍＷ帯への切り替え前に認証要求をトリガして、ｍｍＷ発見キャンペーンの開始前に潜在的なｍｍＷリンクが認証されることを保証する。新規ノードは、認証要求を送信して認証応答を待ち、少なくとも１つの実施形態では認証応答に確認応答を行う。認証応答及び確認応答がいずれも正常に行われた場合、新規ノード及び（単複の）近隣ノードはｍｍＷ発見キャンペーンを開始する。

【0112】

ノードの地理的発見ゾーンを通じてメッシュ支援が行われる場合、メッシュ支援が可能になっていれば、メッシュノードは、新規ノードの全ての潜在的近隣を認証応答にリストする。新規ノードは、潜在的に接続する関心があるノードのリストで応答する。メッシュノードは、確認応答メッセージ内のノードリストのみを発見キャンペーンのために考慮する。

【0113】

６．７ ｍｍＷ発見及びビームフォーミングの実行
新規ノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯におけるアクティブ又はパッシブスキャンを通じて近隣又はメッシュネットワークを発見する。新規ノードは、ｍｍＷ帯をチェックしてその近隣とビームフォーミングを行うように直接作用することができる。新規ノードは、ビーコンを求めてｍｍＷ帯のスキャンを開始する。新規ノードは、スキャンのために準全方向性アンテナを使用し、或いはメッシュノードの能力に依存する特定の周期で受信方向ビームを切り替えることができる。新規ノードには、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で実行される通信を通じてメッシュノードのｍｍＷアンテナ能力に関する通知が行われる。新規ノードには、やはりｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を通じてＬＯＳ又は最も強いｘビームの方向などのいくつかの指向性情報を中継して、新規ノードがスキャンに使用するビームを制限することができる。メッシュノードは、ＬＯＳ又は最も強いｘビームの方向などのいくつかの指向性情報を使用して、新規ノードにビーコンを送信する方向を制限することができる。

【0114】

発見されたメッシュノードには、通知応答又は通知要求を通じて、新規ノードがネットワークに参加したい旨の通知が行われる。新規ノードのメッシュプロファイルがネットワークプロファイルに一致する場合、メッシュノードは、パッシブスキャンの場合には新規ノードからの通知応答後に送信される確認応答メッセージにおいて、或いはアクティブスキャンの場合には新規ノードに送信される通知要求応答を通じて、新規ノードのネットワーク参加を承認する。

【0115】

新規ノードは、その能力をメッシュノードに通信し、利用可能な場合には定位情報を提供する。メッシュノードは、この情報を使用してｍｍＷビームフォーミングの方向性又は出力を最適化することができる。メッシュノードは、そのアンテナのビームフォーミングをｍｍＷ帯で行えるようにｍｍＷ帯での発見モードに切り替えることができる。

【0116】

図２１に、図１８に示すＤＭＧピアビーコンと比較できる、ビーコン送信を行うように示すマスタビーコンノードのスーパーフレームフォーマットの実施形態例２５０を示す。メッシュノードは、数回のビーコン間隔後又は新規ノードの発見後には、ピアノードのみへのビーコン送信に戻る。図では、送信が、ピア１へのビーコン２５６及びピア２へのビーコン２５８としての２つのピアと、全方向に送信されるビーコン２５４とについて例示するピアビーコン２５２を含み、その後にアソシエーション−ビームフォーミングトレーニング（ＡＢＦＴ）期間２６０が続く。ＡＢＦＴスロットはピアノードに関連し、ピアノードの数に等しい。ＡＢＦＴ期間後には、データ転送間隔（ＤＴＩ）２６２が開始する。

【0117】

図２２には、スケジュールされたビーコン送信及びＳＳＷフレーム交換を通じた発見の実施形態例２７０を示す。図では、メッシュノードが、新規ノードとのビームフォーミングのためにＤＴＩ期間内にビームフォーミングセッションもスケジュールできることが分かる。図示のビーコン２７２は、ピア１に送信（２７４）されてピア２に送信（２７６）された後にアソシエーション−ビームフォーミングトレーニング（ＡＢＦＴ）期間２７７が続き、その後にデータ転送間隔（ＤＴＩ）期間２７８が続く。その後、スケジュールされたビーコン送信及びＳＳＷフレーム期間２８０、新規ノードに向けたビーコン送信２７９、第１のスロットへのＡＢＦＴ２１８が存在し、その後に別のＤＴＩ２８２が続く。図では、ビーコン送信期間内にメッシュノードがそのピアのみにビーコンを送信し続け、ＤＴＩ期間内には、ｓｕｂ−６ＧＨｚスキャンをスケジュールすることによってｓｕｂ−６ＧＨｚスキャンを通じて新規ノードを発見すると、偶発的に全方向にビーコンを送信する。

【0118】

スケジュール期間には、ＳＳＷフレーム交換を新規ノード発見に専念させることができ、従ってＩＥＥＥ ８０２．１１標準に規定されるＡＢＦＴ期間のような多くのＳＳＷスロットを有する必要はない。新規ノードが発見されてネットワークに接続されると、メッシュノードは、各ビーコン送信間隔を伴って新規ノードに通常のピアビーコンを送信し始める。

【0119】

図２３Ａ及び図２３Ｂに、帯域外ノード発見のためのシグナリングの実施形態例２９０を示す。図では、太い矢印がｓｕｂ−６ＧＨｚを介して送信される信号を表し、細い矢印がｍｍＷ帯を介して送信される指向性信号を表す。図には、新規ノード２９２と、ノード２９４である近隣１と、ノード２９６である近隣２と、ノード２９８である近隣３と、ノード３００である近隣４との間の通信を示す。近隣４ ３００及び近隣２ ２９６からｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を介して新規ノード２９２に通知フレームが送信される（３０２、３０４）。この例では、新規ノードが近隣２ ２９６から通知ビーコンを受け取り、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を介してｍｍＷ通知フレーム応答３０６を送信することによってこれに応答する。近隣ノード２９６は、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を介してｍｍＷ通知フレーム確認応答（ＡＣＫ）３０８を送信することによってこれに応答する。ｍｍＷネットワークへのノードアクセスを認証するために、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を介して認証要求３１０、応答３１２及び確認応答３１４が交換される。新規ノードが認証されると、近隣２ ２９６は、ｓｕｂ−６ＧＨｚ通信から入手できる情報に依存して、ｍｍＷ送信としての発見ビーコン３１６の送信を全部又は一部の方向に開始する。新規ノード２９２は、これらのビーコンのうちの１つを受け取ると、ビーコン応答又はリンクセットアップ確認応答３１８を用いて応答する。

【0120】

ネットワーク内の他の近隣２９８、２９４についても同じプロセスが継続する。ノード２９８である近隣３は、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を介して通知フレーム３２０を送信し、これに対して新規ノード２９２が応答３２２を行い、その後にノード２９８である近隣３がＡＣＫ３２４を行う。新規ノード２９２からの要求３２６、応答３２８、これに対する新規ノード２９２のＡＣＫ３３０によって認証を示す。これに応答して、ノード２９８である近隣３が、ｓｕｂ−６ＧＨｚ通信から入手できる情報に依存して、発見ビーコン３３２の送信を全部又は一部の方向に開始する。

【0121】

図２３Ｂには、ノード２９４である近隣１がｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を介して通知フレーム３３４を送信し、これに対して新規ノードがｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を介して応答３３６を行い、ノード２９４である近隣１がやはりｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を介してＡＣＫ３４４を行う同様のプロセスを示す。これに応答して、ノード２９４である近隣１が、ｓｕｂ−６ＧＨｚ通信から入手できる情報に依存して、全部又は一部の方向に発見ビーコン３４６を送信する。これらの発見ビーコンに応答して、新規ノード２９２がビーコン応答／リンクセットアップ要求３４８を送信する。

【0122】

この結果、ノード２９４である近隣１からのビーコン３５２、及びノード２９８である近隣３からのビーコン３５４として通常の指向性ｍｍＷピアビーコン３５０が受け取られることが分かる。

【0123】

なお、ノード２９８である近隣３と新規ノード２９２との間の交信は、他の近隣の交信とは異なる。具体的に言えば、図示の例では、新規ノードはｓｕｂ−６ＧＨｚで通知フレームを受け取って（３２０）ｓｕｂ−６ＧＨｚで正常に認証されたが、ビーコン３３２は新規ノード２９２によって受け取られていない。従って、新規ノードは、近隣２９８にビーコン応答又はリンクセットアップフレームを送信しない。発見プロセスの完了後、新規ノードは、接続を確立した近隣からピアビーコン３５２、３５４を受け取っている。

【0124】

４．８ メッシュ支援による又は協調的ｍｍＷ発見
ｓｕｂ−６ＧＨｚスキャン（アクティブスキャン又はパッシブスキャン）を通じたメッシュノードの新規ノード発見は、メッシュノードの協調的ｍｍＷ発見キャンペーンを引き起こすことができる。限定ではなく一例として、ｍｍＷ発見キャンペーンは、交信があったノードメンバ、又は新規ノードの近傍の全てのノードによって実行することができる。

【0125】

図２４Ａ及び図２４Ｂに、新規ノードがｓｕｂ−６ＧＨｚ帯でノードのリストを発見するメッシュ協調ｍｍＷノード発見の実施形態例４５０を示す。新規ノードは、全ての近隣を発見するのに十分な時間にわたってｓｕｂ−６ＧＨｚ帯でリスンを行う。新規ノードは、発見した各近隣に応答する。新規ノードが交信したノードは、互いに協調して発見キャンペーンを形成する。

【0126】

具体的に言えば、図には、新規ノード４５２と、ノード４５４である近隣１と、ノード４５６である近隣２と、ノード４５８である近隣３と、ノード４６０である近隣４との間の相互作用を示す。ノード４６０である近隣４からのｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレーム４６２は、新規ノード４５２に到達しない。一方で、新規ノードは、ノード４５８である近隣３からのｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレーム４６４を受け取ってｓｕｂ−６ＧＨｚ応答フレームを送信し（４６６）、これに対してノード４５８である近隣３が確認応答する４６８。本開示の少なくとも１つの実施形態では認証が行われ、ここでは新規ノード４５２が認証要求４７０を送信し、これに対してノード４５８である近隣３が認証応答４７２を送信し、これに対して新規ノード４５２が認証応答確認応答４７４を送信することが分かる。

【0127】

ノード４５４である近隣１は通知フレーム４７６を送信し、新規ノード４５２がこれを受け取って応答４７８を送信し、これに対してノード４５４である近隣１が確認応答（ＡＣＫ）４８０を行う。新規ノード４５２は認証要求４８２を送信し、これに対してノード４５４である近隣１が認証応答４８４を送信し、これに対して新規ノード４５２が認証応答確認応答（ＡＣＫ）４８６を送信する。

【0128】

同様に、近隣２であるノード４５６は通知フレーム４８８を送信し、新規ノード４５２がこれを受け取って応答４９０を送信し、これに対して近隣２であるノード４５６が確認応答４９２を行う。新規ノード４５２は認証要求４９４を送信し、これに対してノード４５６である近隣３が認証応答４９６を送信し、これに対して新規ノード４５２が認証応答確認応答（ＡＣＫ）４９８を送信する。メッシュノード協調が実行されて発見キャンペーンを形成する。図では、単純化のために通信５００、５０２及び５０４を示す抽象化によってこの協調を示す。協調は、新規ノードに関する情報を共有し、ノードが新規ノードに到達する順序又は順番を決定することを通じて実行することができる。協調は、干渉及びリソースのスケジューリングを考慮すべきである。発見キャンペーンが完了すると、新規ノードは、メッシュ内の近隣との間でｍｍＷ通信を使用することができる。図示の近隣１であるノード４５４は、ｍｍＷ発見ビーコン５０６を全方向に送信し、その一部を新規ノード４５２が受け取ってビーコン応答／リンクセットアップ５０８を送信する。同様に、図示の近隣２であるノード４５６は、ｍｍＷ発見ビーコン５１０を全方向に送信し、その一部を新規ノード４５２が受け取ってビーコン応答／リンクセットアップ５１２を送信する。図示の近隣３であるノード４５８は、ｍｍＷ発見ビーコン５１４をやはりこのように全方向に送信し、その一部が新規ノード４５２において受け取られる。新規ノードが近隣に応答／リンクセットアップ要求を送信したことに応答して、ノード４５４である近隣１からの送信５１８と、ノード４５６である近隣２からの送信５２０とを含む通常のｍｍＷピアビーコン５１６が、新規ノード４５４である近隣１に送信されることが分かる。

【0129】

図２５に、帯域外メッシュ支援発見の実施形態例５３０を示す。交信したメッシュノードは、新規ノードの地理的発見ゾーン内の全てのノードと協調して新規ノードのための発見キャンペーンを開始する。交信したメッシュノードは、発見された（単複の）ＳＴＡに依存する推定に基づいて、新規ノードの全ての潜在的近隣（地理的発見ゾーン内のノード）を含む。新規ノードは、少なくとも１つの近隣を発見するまでｓｕｂ−６ＧＨｚ帯をリスンする。新規ノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯でこの近隣に応答し、ｍｍＷ帯でピアになることに関心がある旨を通知する。地理的発見ゾーンは、新規ノードがｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で１又は２以上の近隣を発見できるものと仮定した新規ノードの潜在的近隣であるノードとして定められる。メッシュは、ｓｕｂ−６ＧＨｚスキャンから収集されたデータに基づいて、新規ノードのための発見キャンペーンを協調させる。発見キャンペーンは、複数の形でスケジュールすることができる。

【0130】

図には、新規ノード５３２と、ノード５３４である近隣１と、ノード５３６である近隣２と、ノード５３８である近隣３と、ノード５４０である近隣４との間の相互作用を示す。ノード５４０である近隣４からはｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレーム５４２が送信されるが、これは新規ノード５３２に到達しない。一方で、新規ノードは、ノード５３８である近隣３からのｓｕｂ−６ＧＨｚ通知フレーム５４４を受け取ってｓｕｂ−６ＧＨｚ応答フレームを送信し（５４６）、これに対してノード５３８である近隣３が確認応答する（５４８）。本開示の少なくとも１つの実施形態では認証が行われ、ここでは新規ノード５３２が認証要求５５０を送信し、これに対してノード５３８である近隣３が認証応答５５２を送信し、これに対して新規ノード５３２が認証応答確認応答５５４を送信することが分かる。

【0131】

メッシュノード協調５５６、５５８が実行されて発見キャンペーンを形成する。この協調は、新規ノードの全ての潜在的近隣に到達して、各ノードが発見ビーコンの送信を開始する順序又は時間を協調させることを通じて行うことができる。協調は、干渉及びリソースのスケジューリングを考慮すべきである。発見キャンペーンが完了すると、新規ノードは、メッシュ内の近隣との間でｍｍＷ通信を使用することができる。図示の近隣１であるノード５３２は、ｍｍＷ発見ビーコン５６０を全方向に送信し、その一部を新規ノード５３２が受け取ってビーコン応答／リンクセットアップ５６２を送信する。同様に、図示の近隣２であるノード５３６は、ｍｍＷ発見ビーコン５６４を全方向に送信し、その一部を新規ノード５３２が受け取ってビーコン応答／リンクセットアップ５６６を送信する。図示の近隣３であるノード５３８は、ｍｍＷ発見ビーコン５６８をやはりこのように全方向に送信し、その一部が新規ノード５３２において受け取られる。ノード５３２である近隣１からの送信５７２と、ノード５３６である近隣２からの送信５７４とを含む通常のｍｍＷピアビーコン５７０が新規ノードに送信されることが分かる。

【0132】

図２６Ａ及び図２６Ｂに、ｍｍＷ発見ビーコンを通じた発見支援の実施形態例６７０を示す。地理的発見ゾーン内のノードは、そのアンテナのビームフォーミングをｍｍＷ帯で行えるようにｍｍＷ帯での発見モードに切り替える。図には、ＭＳＴＡ Ａ６７２、ＭＳＴＡ Ｂ６７４及びＭＳＴＡ Ｃ６７６の送信を示す。例えば、ＭＳＴＡ Ａには、ＡＢＦＴ期間６８０の後にＤＴＩ期間６８２を示しており、さらなるＡＢＦＴ６８０期間及びＤＴＩ６８２期間と共にビーコンが全方向に送信（６８４）されることが分かる。この送信図では、新規ノードが接続を形成（６８６）する支援発見期間６７８を示すマークを付けている。

【0133】

従って、この図には、ビーコン送信期間内に全てのアンテナを通じてビーコンを送信することへの切り替えを示す。メッシュノードは、数回のビーコン間隔後又は新規ノード発見後には、ピアノードのみへのビーコン送信に戻る。メッシュノードがビーコンの送信を開始する前には、メッシュノードのＡＢＦＴ期間が、送信される各ピアビーコンのためのスロットを含む。これにより、ＳＳＷフレーム交換のためのスロット数がピアの数に等しくなる。メッシュノードは、発見ビーコンの送信に切り替わると、新規ノードのための新たなスロットを追加する。発見段階の最後には、メッシュノードが新規ノードに接続し、ＭＳＴＡ Ｂに見られるようにＡＢＦＴ内に新規ノードのためのスロットを恒久的に割り当てる。

【0134】

図２７Ａ及び図２７Ｂに、地理的発見ゾーン内のノードがそのアンテナをｍｍＷ帯でビームフォーミングできるようにｍｍＷ帯における発見ビーコンの送信を協調させる実施形態例７１０を示す。図では、ＤＴＩ期間内に全てのアンテナセクタを通じて送信がスケジュールされる。メッシュノードは、ｓｕｂ−６ＧＨｚによって発見される新規ノードの能力に依存して、多くのサイクルにわたってビーコンの送信を繰り返す。

【0135】

図には、ＭＳＴＡ Ａ７１２、ＭＳＴＡ Ｂ７１４及びＭＳＴＡ Ｃ７１６の送信を示す。例えば、ＭＳＴＡ Ａでは、ＡＢＦＴ期間７１８の後にＤＴＩ期間７２０が存在し、支援発見期間７１７に入った後に、全方向にビーコンが送信（７２２）されるＳＳＷフレーム期間７２４、その後に考えられるリンクセットアップスロット７２５が続くことが分かる。ＭＳＴＡ Ａ７１２による送信は、ピア方向のみへのビーコン７２６の送信、ＡＢＦＴ期間７２８及びＤＴＩ期間７３０に続くことが分かる。この図には、ＭＳＴＡ Ｂにおいて支援発見期間７１７に応答して新規ノードが接続を形成（７３２）することも示す。

【0136】

従って、図で分かるように、各ビーコン送信サイクルの最後には、全てのアンテナセクタからビーコンが送信され、ＳＳＷフレーム交換のためにスロットが割り当てられる。少なくとも１つの実施形態では、全てのビーコンサイクル及びＳＳＷスロットの送信の最後にピアリンク確立のための期間も確保される。通常フレームでのビーコン送信時にメッシュノードに新規ノードが接続されている場合、ＭＳＴＡ Ｂに見られるような新規ノード専用のピアビーコン及び割り当てられたＳＳＷスロットが追加される。

【0137】

４．９ 地理的発見ゾーン
ＭＳＴＡ又はＭＳＴＡセクタごとに、ノードの地理的クラスタが作成される。各ノードセクタでは、このセクタがカバーしている領域が、このセクタのフットプリントを表す。このセクタのフットプリント内で発見できる可能な近隣ノード又はノードセクタの組は、地理的発見ノード／セクタセットを含む。この組は、このセクタによって発見された又はこのセクタ内で発見された全ての新規ノードが見ることができるノード又はセクタを含む。通常は、この組の全てのメンバが新規ノードによって発見されるわけではなく、この組は全ての考えられる潜在的近隣を表す。この組は、参加する新規ＭＳＴＡを含むように、新規ノードがネットワークに参加する際には常に更新されるべきである。この組は、測定キャンペーン収集（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃａｍｐａｉｇｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）、ネットワークのトポロジ情報、又は何らかの形のアンテナパターン分析のいずれかを使用して構築することができる。

【0138】

図２８に、ノード又はセクタの地理的発見セット（セクタカバレッジエリア）の実施形態例７９０を示す。図には、セクタ７９８ａ〜７９８ｄを含むノードＭＳＴＡ Ａ７９２と、セクタ８００ａ〜８００ｄを含むＭＳＴＡ Ｂ７９４と、セクタ８０２ａ〜８０２ｄを含むＭＳＴＡ Ｃ７９６とを示し、これらの重なり合ったアンテナ方向セクタを示す。図からは、ＭＳＴＡ Ａ７９２のセクタ３（Ｓ３）７９８ｃによって発見されたいずれかのノードは、ＭＳＴＡ Ｃ７９６の（Ｓ１）８０２ａ及び（Ｓ２）８０２ｂ、及び／又はＭＳＴＡ Ｂ７９４の（Ｓ４）８００ｄを近隣として有することができることも分かる。ＭＳＴＡ Ｂ７９４の（Ｓ１）８００ａによって発見されたいずれかのノードは、ＭＳＴＡ Ａ７９２の（Ｓ２）７９８ｂのみを潜在的近隣として有する。システムは、ネットワーク内の測定レポートを通じて、又は分析的セル計画プロセス（ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｃｅｌｌ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）を利用することによって、地理的発見ゾーンの形成を実行することができる。

【0139】

分析的セル計画プロセスは、何が潜在的近隣であり、何がノードセクタにおいてリストを読み込むかをノードのセクタの各カバレッジエリアにおいて推定することに基づく。測定レポートを通じてこのリストを作成するには、集中手順又は分散手順を利用することができる。各ノード及び／又はセクタは、このノード／セクタが発見できる近隣ノード／セクタのリストを維持する。少なくとも１つの実施形態では、これらのリストをまとめて処理してリスト間の関係を形成する。結果は、セクタが発見された場合に何が潜在的近隣であるかをセクタごとに推定することである。

【0140】

ネットワーク内のノードが多ければ多いほど、発見ゾーンの推定は正確なものになる。また、ノードは移動して新規ノードを発見するので、発見できる新規ノード／セクタの組を含む更新を送信すべきである。モバイルノードは、他のノードを発見したり見失ったりして、新たな同時に見える近隣のリストを形成する。これらのリストは保存され、定期的に処理される。

【0141】

集中手順では、ノードが各セクタの近隣リストを中央エンティティに送信する。中央エンティティは、全てのネットワークノードから全てのリストを収集して地理的発見ゾーンを形成する。中央エンティティは、収集したリストを処理した後に、各ノードに地理的発見ゾーンセットを送信する。ノードは、近隣リストが変更されてネットワーク情報が更新されると、一定期間にわたって収集された全てのリストのレポートを定期的又は一時的に送信することができる。

【0142】

分散手順では、ノードがこれらの各リストをこれらのリストの全てのメンバに送信する。この場合、ノードは、リストが更新された瞬間に、リストメンバのいずれかを見失う前にリストの全てのメンバにリストを送信すべきである。ノードは、別のノードからリストを受け取ると、受け取り元のセクタの発見ゾーンにリストの全てのメンバを追加する。

【0143】

図２９に、ノードが移動して新たなリストを形成する事例を示す、図２８に示す事例の変形としての実施形態例８１０を示す。これらのリストを使用して、これらの近隣の地理的発見ゾーンを表に示すように更新する。図には、セクタ７９８ａ〜７９８ｄを含むノードＭＳＴＡ Ａ７９２と、セクタ８００ａ〜８００ｄを含むＭＳＴＡ Ｂ７９４と、セクタ８０２ａ〜８０２ｄを含むＭＳＴＡ Ｃ７９６とを示し、これらの重なり合ったアンテナ方向セクタを示す。図示のモバイルノードは、３つの固定ノードに関連するアンテナセクタ内を移動しており、８１２ａ〜８１２ｆをモバイルノードの中間位置とみなし、近隣アソシエーションが、Ｌ１ ８１２ａにおける唯一の近隣であるＭＳＴＡ Ａ７９２の（Ｓ４）から、Ｌ２ ８１２ｂにおける近隣ＭＳＴＡ Ａ７９２の（Ｓ４）及びＭＳＴＡ Ｃ７９６の（Ｓ１）、Ｌ３ ８１２Ｃにおける唯一の近隣であるＭＳＴＡ Ｃ７９６の（Ｓ１）、Ｌ４ ８１２ｄにおけるＭＳＴＡ Ａ７９２の（Ｓ３）及びＭＳＴＡ Ｃ７９６の（Ｓ１）、Ｌ５ ８１２ｅにおけるＭＳＴＡ Ａ７９２の（Ｓ３）、ＭＳＴＡ Ｃ７９６の（Ｓ１）及びＭＳＴＡ Ｂ７９４の（Ｓ４）、及び最終的にＬ６ ８１２ｆにおけるＭＳＴＡ Ａ７９２の（Ｓ３）及びＭＳＴＡ Ｂ７９４の（Ｓ４）に変化した時に新たなリストが作成されるものとみなす。

【0144】

従って、この図には、ノードが移動して、これらの近隣の地理的発見ゾーンセットの更新に利用される新たなリストを作成する例を示す。表１に、移動するノードの各位置Ｌ１〜Ｌ６についての図２９の例の近隣リスト及び発見ゾーンの更新を詳述する。

【0145】

４．１０ 新たなフレームフォーマット
４．１０．１ ｍｍＷネットワーク通知
このフレームは、ノードのｍｍＷ通信能力を通知するためにメッシュＳＴＡからｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で定期的に送信される。また、このフレームは、ｍｍＷ ＲＦ及びベースバンドの能力を通知するため、及び新規ノードに対して選択された情報を含めるためにも使用されて、オーバーヘッドの低減及び／又はビームフォーミングプロセスの促進など、新規ノードがこのＳＴＡとビームフォーミングを行うのを支援する。

【0146】

少なくとも１つの実施形態では、ネットワーク通知フレームが、（ａ）ＳＳＩＤ／ＳＳＩＤリスト：新規ＳＴＡが接続しようと試みるｍｍＷ ＳＳＩＤのリスト、（ｂ）ＤＭＧ能力：ＭＳＴＡがサポートする機能、（ｃ）メッシュＩＤ：メッシュＩＤ要素、及び（ｄ）メッシュ支援：メッシュ発見支援が任意の場合に真（ｔｒｕｅ）といった情報を含む。

【0147】

４．１０．２ ｍｍＷネットワーク通知応答
このフレームは、ネットワーク通知フレームを受け取った応答として新規ノードからｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送信される。このフレームは、ｍｍＷネットワークに接続しようと試みている新規ノードの存在をメッシュＳＴＡに通知する。応答は、新規ノードのｍｍＷ ＲＦ及びベースバンドの能力と、例えばビームフォーミングのオーバーヘッドの低減及び／又はビームフォーミングプロセスの円滑化などの、新規ノードがＳＴＡとビームフォーミング行うのを容易にするいずれかの情報とを通信することが好ましい。

【0148】

少なくとも１つの実施形態では、ネットワーク通知応答フレームが、（ａ）ＮＳＩＤ：新規ＳＴＡの識別子、（ｂ）ＳＳＩＤ：新規ＳＴＡが接続しようと試みるｍｍＷ ＳＳＩＤのリスト、（ｃ）ＤＭＧ機能：新規ＳＴＡがサポートする機能、（ｄ）メッシュＩＤ：メッシュＩＤ要素、及び（ｅ）メッシュ支援：メッシュ発見支援が要求された場合に真（ｔｒｕｅ）といった情報を含む。

【0149】

４．１０．３ ｍｍＷネットワーク通知確認応答
このフレームは、ネットワーク通知応答を受け取り、ノードがｍｍＷネットワークに接続するのを許可するための確認応答として、メッシュＳＴＡから新規ノードにｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送信される。このフレームは、ｍｍＷ帯でスケジュールされた発見キャンペーンに関する情報を新規ＳＴＡに通知するために使用される。

【0150】

少なくとも１つの実施形態では、ネットワーク通知確認応答フレームが、（ａ）ＮＳＩＤ：支援すべき新規ＳＴＡの識別子、（ｂ）ＳＳＩＤ／ＳＳＩＤリスト：新規ＳＴＡが接続しようと試みるｍｍＷ ＳＳＩＤのリスト、（ｃ）メッシュ支援：メッシュ発見支援が可能な場合に真（ｔｒｕｅ）、（ｄ）チャネル：ＭＳＴＡが発見ビーコンを送信しているチャネル、（ｅ）同期情報：新規ＳＴＡがｍｍＷビーコンを待つ時間、及び（ｆ）定位情報：新規ノードがそのビームフォーミングをＳＴＡ方向に向けるのを支援するための情報といった情報を含む。

【0151】

４．１０．４ ｍｍＷネットワーク参加要求
このフレームは、新規ノードの存在を通知して近隣ノードとのｍｍＷリンク確立を要求するために、新規ノードからメッシュＳＴＡにｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送信される。また、このフレームは、ｍｍＷ ＲＦ及びベースバンドの能力と、例えば上述したようなオーバーヘッドの低減及び／又はビームフォーミングプロセスの円滑化などの、新規ノードがＳＴＡとビームフォーミングを行うのを容易にする何らかの情報とを通知するためにも使用される。

【0152】

少なくとも１つの実施形態では、ネットワーク参加要求フレームが、（ａ）ＮＳＩＤ：支援すべき新規ＳＴＡの識別子、（ｂ）ＤＭＧ機能：ＭＳＴＡがサポートする機能、（ｃ）メッシュＩＤ：メッシュＩＤ要素、及び（ｄ）メッシュ支援：メッシュ発見支援が任意の場合に真（ｔｒｕｅ）といった情報を含む。

【0153】

４．１０．５ ｍｍＷネットワーク参加応答
このフレームは、新規ＳＴＡからのネットワーク参加要求に対する応答としてメッシュＳＴＡから新規ノードにｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送信される。このフレームは、ｍｍＷ帯でスケジュールされた発見キャンペーンに関する情報を新規ＳＴＡに通知するために送信される。

【0154】

少なくとも１つの実施形態では、ネットワーク参加応答フレームが、（ａ）ＮＳＩＤ：支援すべき新規ＳＴＡの識別子、（ｂ）ＳＳＩＤ／ＳＳＩＤリスト：新規ＳＴＡが接続しようと試みるｍｍＷ ＳＳＩＤのリスト、（ｃ）メッシュ支援：メッシュ発見支援が可能な場合に真（ｔｒｕｅ）、（ｄ）チャネル：ＭＳＴＡが発見ビーコンを送信しているチャネル、（ｅ）同期情報：新規ＳＴＡがｍｍＷビーコンを待つ時間、及び（ｆ）定位情報：新規ノードがそのビームフォーミングをＳＴＡ方向に向けるのを支援するための情報といった情報を含む。

【0155】

４．１０．６ ｍｍＷ認証要求
このフレームは、ｍｍＷネットワーク上で認証を要求するために新規ノードからメッシュＳＴＡにｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送信される。この認証は、新規ノードがｍｍＷネットワークへのアクセスを許可されていない場合にｍｍＷ帯におけるあらゆる追加行動（例えば、新規ノードの支援）を避ける働きをする。

【0156】

少なくとも１つの実施形態では、認証要求フレームが、（ａ）ＮＳＩＤ：支援すべき新規ＳＴＡの識別子、及び（ｂ）認証情報：認証情報要求といった情報を含む。

【0157】

４．１０．７ ｍｍＷ認証応答
このフレームは、ｍｍＷネットワーク認証要求に対する応答として１又は２以上のメッシュＳＴＡから新規ノードにｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送信される。メッシュ支援が可能である場合、メッシュノードは、新規ノードの地理的発見ゾーン内の他のノードを追加して、新規ノードがｍｍＷ帯でこれらのノードを発見することに関心があるかどうかをチェックする。

【0158】

少なくとも１つの実施形態では、認証応答フレームが、（ａ）ＮＳＩＤ：支援すべき新規ＳＴＡの識別子、（ｂ）認証応答：真（ｔｒｕｅ）又は偽（ｆａｌｓｅ）、及び（ｃ）メッシュ支援リスト：地理的発見ゾーン内のノードのリストといった情報を含む。

【0159】

４．１０．８ ｍｍＷ認証応答ＡＣＫ
このフレームは、ｍｍＷネットワーク認証応答の受信を確認応答するために新規ノードからメッシュＳＴＡにｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送信され、新規ノードがｍｍＷネットワークへのアクセスを許可されていない場合にｍｍＷ帯におけるあらゆる行動（例えば、新規ノードの支援）を避けるためのものである。メッシュ支援が可能である場合、認証応答フレームでノードのリストが送信されていた場合には、新規ノードが、ｍｍＷネットワーク内で発見することに関心があるノードのリストで応答することが好ましい。

【0160】

少なくとも１つの実施形態では、認証応答ＡＣＫフレームが、（ａ）ＮＳＩＤ：支援すべき新規ＳＴＡの識別子、及び（ｂ）メッシュ支援リスト応答：新規ノードがｍｍＷ帯で発見することに関心がある地理的発見ゾーン内のノードのリストといった情報を含む。

【0161】

４．１０．９ 発見ビーコン
このフレームは、通常の８０２．１１ ＤＭＧビーコンフレームに類似するが、さらなる機能をサポートするためのいくつかの要素を有する。これらのフレームは、ネットワークの発見及び通知に役立つようにＭＳＴＡによってｍｍＷ帯で全方向に送信されることが好ましい。このフレームは、新規ノードによるネットワークの発見を可能にするための具体的詳細を含み、メッシュピア及び接続済みＳＴＡの同期及び管理を目的とするピアビーコンとは異なる。８０２．１１ ＤＭＧビーコンの多くの要素は、新規ノード発見にとって必要でない場合には削除し、又は任意とみなすことができる。ノードは、メッシュネットワークに接続されると、ピアビーコンを通じて全ての省かれた情報を受け取ることができる。このビーコンは非常に軽量であり、ノードがメッシュノードを発見し、接続を形成し、ピアビーコンの受信を開始するための基本情報を有する。

【0162】

支援応答メッセージのフレームは、発見ビーコン又はピアビーコンのいずれかとしてのビーコンタイプも示す。

【0163】

４．１０．１０ ピアビーコン
このフレームは、通常の８０２．１１ ＤＭＧビーコンフレームと類似するが、さらなる機能をサポートするためのいくつかの要素を有する。これらのフレームは、全てのノードによって、そのピアＳＴＡに対し、ピアＳＴＡの方向又はその方向の周囲のみにｍｍＷ帯で送信される。このピアビーコンは、同期化、スペクトル及びチャネル管理のようなビーコン機能のために使用される。伝えられる情報は、ネットワーク内のノードがネットワークを管理してネットワーク内で同期を維持することを目的とする。８０２．１１ ＤＭＧビーコンの多くの要素は、現在のメッシュＳＴＡが必要としない場合には削除し、又は任意とみなすことができ、新規ノードの発見及びメッシュ形成のみを目的とする。

【0164】

ピアビーコンのフレームは、発見ビーコンであるか、それともピアビーコンであるかを含むビーコンタイプに関する情報を少なくとも含むべきである。

【0165】

５．要約
ｍｍＷ帯を介した指向性送信を使用するとともに、ｍｍＷメッシュネットワーク発見のためのスキャンを支援するために少なくとも１つのｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送受信を行うようにも構成された無線通信システム／装置／方法。各ノードのプログラムは、ｍｍＷネットワークの存在及びｍｍＷ通信装置の能力を通知する低電力ｍｍＷネットワーク通知フレームをｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で送信するように構成される。各ノードのプログラムは、ｍｍＷ帯におけるノードの存在、その能力、及び受信側ｍｍＷ局への近隣発見及びネットワーク参加のための支援要求を通知する低電力ｍｍＷネットワーク参加要求フレームをｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で受け取るように構成される。

【0166】

上記に加えて、少なくとも１つの実施形態では、システム／装置／方法が、その近隣ピア局間の既存のリンクを維持するためのビーコンの送信に指向性送信を利用するように構成される。これらのビーコンは、同期を維持してリソースを管理するために近隣のピアＳＴＡのみに定期的に送信される。これらのｍｍＷビーコンは、絶えず全方向に送信されるわけではない。

【0167】

上記に加えて、少なくとも１つの実施形態では、ネットワークの近隣を探索している新規局（ＳＴＡ）が、ネットワーク局からｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で低電力ｍｍＷネットワーク通知フレームを受け取り、ｓｕｂ−６ＧＨｚメッセージを送信することによってこれに応答して自機の存在をネットワーク局（ＳＴＡ）に通知するように構成される。その後、新規局は、ｍｍＷ帯での通信に切り替えて（単複の）近隣を発見する。

【0168】

上記に加えて、少なくとも１つの実施形態では、新規局からｓｕｂ−６ＧＨｚ帯で低電力ｍｍＷネットワーク参加要求フレームを受け取った局が、新規局に応答してｍｍＷネットワークに関する情報を伝えるように構成される。新規局は、ｍｍＷ帯に切り替えて（単複の）近隣を発見するように構成される。

【0169】

上記に加えて、少なくとも１つの実施形態では、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を通じて新規局と通信したｍｍＷネットワーク内の局が、全方向にｍｍＷビーコンを送信し、新規局がｍｍＷネットワークのカバレッジエリア内に存在する場合には新規局とビームフォーミングを行うことによって新規局を支援する。

【0170】

上記に加えて、少なくとも１つの実施形態では、ｓｕｂ−６ＧＨｚ帯を通じて新規局と通信したネットワーク内の局が、全方向にｍｍＷビーコンを送信し、新規局がｍｍＷネットワークのカバレッジエリア内に存在する場合には新規局とビームフォーミングを行うことにより、ｍｍＷネットワーク内の潜在的近隣である他の局と協調して新規局を支援する。

【0171】

提示した技術の説明した強化は、様々なｍｍＷ送信機、受信機及びトランシーバ内に容易に実装することができる。また、最新の送信機、受信機及びトランシーバは、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。

【0172】

当業者は、様々な最新の通信装置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、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。

【0173】

また、これらのコンピュータシステムにおけるコンピュータ可読媒体（命令を記憶するメモリ）は「非一時的」なものであり、ありとあらゆる形態のコンピュータ可読媒体を含むが、唯一の例外が一時的伝搬信号であると理解されるであろう。従って、開示した技術は、ランダムアクセス型であるもの（例えば、ＲＡＭ）、定期的なリフレッシュを必要とするもの（例えば、ＤＲＡＭ）、時間と共に劣化するもの（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ディスク媒体）、又は短期間にのみ及び／又は電力の存在時にのみデータを記憶するものを含むあらゆる形態のコンピュータ可読媒体を含むことができ、一時的な電子信号には「コンピュータ可読媒体」という用語が当てはまらないという点が唯一の制約である。

【0174】

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。

【0175】

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。

【0176】

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。

【0177】

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。

【0178】

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。

【0179】

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。

【0180】

１．メッシュネットワークにおける無線通信装置であって、（ａ）（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）通信と、（Ｂ）ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信と、の両方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）前記メッシュ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）前記局を前記メッシュネットワーク上のピア局として動作させて、前記メッシュネットワーク上の近隣ピア局との通信を維持するステップと、（ｄ）（ｉｉ）複数のアンテナパターンセクタを有する前記指向性ミリメートル波通信を使用して時間同期情報及びリソース管理情報を含むピアビーコンである第１のタイプのビーコンを送信して、前記メッシュネットワーク内の１又は２以上の近隣ピア局間の既存のリンクを維持するステップと、（ｄ）（ｉｉｉ）前記ピア局から、前記メッシュネットワークを識別するメッシュネットワークプロファイル情報を含むネットワーク発見ビーコンである第２タイプのビーコンを前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信上で送信して、前記メッシュネットワークに新規局が参加するためのネットワーク発見を支援するステップと、（ｄ）（ｉｖ）前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して、前記新規局及び該新規局の能力と、該新規局から前記メッシュネットワークのいずれかの受信局への、近隣を発見して前記メッシュネットワークに参加する支援を求める要求とを通知する、前記メッシュネットワークのための参加要求フレームを受け取るステップと、を実行する、装置。

【0181】

２．メッシュネットワークにおける無線通信装置であって、（ａ）（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）通信と、（Ｂ）ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信と、の両方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）前記メッシュ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）前記局を前記メッシュネットワーク上のピア局として動作させて、前記メッシュネットワーク上の近隣ピア局との通信を維持するステップと、（ｄ）（ｉｉ）複数のアンテナパターンセクタを有する前記指向性ミリメートル波通信を使用して時間同期情報及びリソース管理情報を含むピアビーコンである第１のタイプのビーコンを送信して、前記メッシュネットワーク内の１又は２以上の近隣ピア局間の既存のリンクを維持するステップと、（ｄ）（ｉｉｉ）前記ピア局から、前記メッシュネットワークを識別するメッシュネットワークプロファイル情報を含むネットワーク発見ビーコンである第２のタイプのビーコンを前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信上で送信して、前記メッシュネットワークに新規局が参加するためのネットワーク発見を支援するステップと、（ｄ）（ｉｖ）前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して、前記新規局及び該新規局の能力と、該新規局から前記メッシュネットワークのいずれかの受信局への、近隣を発見して前記メッシュネットワークに参加する支援を求める要求とを通知する、前記メッシュネットワークのための参加要求フレームを受け取るステップと、（ｄ）（ｖ）前記局が未だ前記メッシュネットワークに参加していない場合に、前記局を、前記メッシュネットワーク上でピア局として接続された送信局から前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介してネットワーク通知フレームを受け取り、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して応答メッセージを送信することによって応答して前記送信局に自機の存在を通知するように構成された前記新規局として動作させるステップと、（ｄ）（ｖｉ）前記メッシュネットワーク上の１又は２以上の近隣を発見するために前記新規局を指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替えるステップと、を実行する、装置。

【0182】

３．メッシュネットワークにおける無線通信の実行方法であって、（ａ）局のプロセッサによって制御された無線通信を、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、及びｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信の使用の両方として生成するステップと、（ｂ）前記メッシュネットワーク上の前記局をピア局として動作させて、前記メッシュネットワーク上の近隣ピア局との通信を維持するステップと、（ｃ）複数のアンテナパターンセクタを有する前記指向性ミリメートル波通信を使用して時間同期情報及びリソース管理情報を含むピアビーコンである第１のタイプのビーコンを送信して、前記メッシュネットワーク内の１又は２以上の近隣ピア局間の既存のリンクを維持するステップと、（ｄ）前記ピア局から、前記メッシュネットワークを識別するメッシュネットワークプロファイル情報を含むネットワーク発見ビーコンである第２のタイプのビーコンを前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信上で送信して、前記メッシュネットワークに新規局が参加するためのネットワーク発見を支援するステップと、（ｅ）前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して、前記新規局及び該新規局の能力と、該新規局から前記メッシュネットワークのいずれかの受信局への、近隣を発見して前記メッシュネットワークに参加する支援を求める要求とを通知する、前記メッシュネットワークのための参加要求フレームを受け取るステップと、を含む方法。

【0183】

４．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記局が未だ前記メッシュネットワークに参加していない場合に、前記局を、前記メッシュネットワーク上でピア局として接続された送信局から前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介してネットワーク通知フレームを受け取り、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して応答メッセージを送信することによって応答して前記送信局に自機の存在を通知するように構成された前記新規局として動作させるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0184】

５．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上の１又は２以上の近隣を発見するために前記新規局を指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替えるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0185】

６．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記局をピア局として動作させるステップと、全方向にミリメートル波ビーコンを送信し、前記局が前記メッシュネットワークのカバレッジエリア内に存在する場合に前記新規局とビームフォーミングを行うことにより、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して前記新規局と通信して前記新規局を支援するステップと、をさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0186】

７．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記局をピア局として動作させるステップと、全方向にミリメートル波ビーコンを送信し、前記局が前記メッシュネットワークのカバレッジエリア内に存在する場合に前記新規局とビームフォーミングを行うことにより、前記メッシュネットワーク内の前記新規局の潜在的近隣であるピア局と協調して前記新規局を支援するステップと、をさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0187】

８．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新規ノードが前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して前記メッシュネットワークのための認証要求を送信する認証を実行するステップをさらに実行し、前記新規ノードは、認証に成功した場合、ビームフォーミングのために前記指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替える、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0188】

９．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記新規ノードに応答を送信することによって前記新規ノードからの前記認証要求に応答するように構成されるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0189】

１０．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記新規ノードが使用するための追加情報を含む前記応答を前記新規ノードに送信するように構成されるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0190】

１１．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記さらなる情報が前記メッシュネットワーク上の他の近隣ノードのリストを含む前記応答を前記新規ノードに送信するように構成されるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0191】

１２．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記局をピア局として動作させるステップと、全方向にミリメートル波ビーコンを送信し、前記局が前記メッシュネットワークのカバレッジエリア内に存在する場合に前記新規局とビームフォーミングを行うことにより、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して前記新規局と通信して前記新規局を支援するステップと、をさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0192】

１３．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記局をピア局として動作させるステップと、全方向にミリメートル波ビーコンを送信し、前記局が前記メッシュネットワークのカバレッジエリア内に存在する場合に前記新規局とビームフォーミングを行うことにより、前記メッシュネットワーク内の前記新規局の潜在的近隣であるピア局と協調して前記新規局を支援するステップと、をさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0193】

１４．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、新規ノードが前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して前記メッシュネットワークのための認証要求を送信する認証を実行するステップをさらに実行し、前記新規ノードは、認証に成功した場合、ビームフォーミングのために前記指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替える、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0194】

１５．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記新規ノードに応答を送信することによって前記新規ノードからの前記認証要求に応答するように構成されるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0195】

１６．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記新規ノードが使用するための追加情報を含む前記応答を前記新規ノードに送信するように構成されるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0196】

１７．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上のピア局が、前記さらなる情報が前記メッシュネットワーク上の他の近隣ノードのリストを含む前記応答を前記新規ノードに送信するように構成されるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0197】

１８．前記局が未だ前記メッシュネットワークに参加していない場合に、前記局を、前記メッシュネットワーク上でピア局として接続された送信局から前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介してネットワーク通知フレームを受け取り、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して応答メッセージを送信することによって応答して前記送信局に自機の存在を通知するように構成された前記新規局として動作させるステップをさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0198】

１９．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記メッシュネットワーク上の１又は２以上の近隣を発見するために前記新規局を指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替えるステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0199】

２０．前記新規ノードは、前記ｓｕｂ−６ＧＨｚ無線通信を介して前記メッシュネットワークのための認証要求を送信し、認証に成功した場合、ビームフォーミングのために前記指向性ミリメートル波（ｍｍＷ）通信に切り替える、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

【0200】

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。

【0201】

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。

【0202】

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。

【0203】

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。

【0204】

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。

【0205】

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。
表１
図３３に例示する発見ゾーン形成

【符号の説明】

【0206】

２９２ 新規ノード
２９４ 近隣１
２９６ 近隣２
２９８ 近隣３
３００ 近隣４
３０４ ｓｕｂ−６ＧＨｚ低電力通知フレーム
３０６ ｓｕｂ−６ＧＨｚｍｍＷ通知フレーム応答
３０８ ｓｕｂ−６ＧＨｚｍｍＷ通知フレームＡＣＫ
３１０ 認証要求
３１２ 認証応答
３１４ 認証応答ＡＣＫ
３１６ 全方向へのｍｍＷ発見ビーコン
３１８ ビーコン応答／リンクセットアップ
３２０ ｓｕｂ−６ＧＨｚ低電力通知フレーム
３２２ ｓｕｂ−６ＧＨｚｍｍＷ通知フレーム応答
３２４ ｓｕｂ−６ＧＨｚｍｍＷ通知フレームＡＣＫ
３２６ 認証要求
３２８ 認証応答
３３０ 認証応答ＡＣＫ
３３２ 全方向へのｍｍＷ発見ビーコン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図17A】

【図17B】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23A】

【図23B】

【図24A】

【図24B】

【図25】

【図26A】

【図26B】

【図27A】

【図27B】

【図28】

【図29】