JP2012507946A - マルチアンテナ通信デバイスにおける高効率且つ高柔軟性の送信用ビームフォーミングセクタスイープ - Google Patents

Abstract

【解決手段】
複数のビーコンデータユニットを生成する。複数のビーコンデータユニットに含まれる各ビーコンデータユニットは、当該ビーコンデータユニットを送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標を含む。複数のビーコンデータユニットを、ビーコン送信用に用意されているタイムスロットにおいて、複数のアンテナを介して送信する。各ビーコンデータユニットを送信する際に、ビームフォーミングネットワークに適用するビームフォーミングベクトルを変化させる。別の側面においては、コリジョンによって損傷している第１のビームフォーミングトレーニング送信を受信する。第１のビームフォーミングトレーニング送信が対応する第１のステーションを、コリジョンによって損傷している第１のビームフォーミングトレーニング送信に基づいて決定する。第１のステーションの決定に応じて、第１のステーションに対して、第２のビームフォーミングトレーニング送信の送信を第１のステーションに促す信号を送信する。
【選択図】 図２

Description

関連出願

本願は、米国仮特許出願第６１／１０９，４６２号（出願日：２００８年１０月２９日、発明の名称：「高効率且つ高柔軟性の送信用セクタスイープ」）による恩恵を主張する。当該仮出願の開示内容は、参照により本願に組み込まれる。

本開示は、概して複数のデバイスが複数のアンテナを用いてデータの送受信を行う通信システムに関し、具体的には当該通信システムにおけるビームフォーミングに関する。

過去数年間の間に利用されるようになった比較的低価格で省電力の無線データ通信用のサービス、ネットワーク、および、デバイスの数は増加の一途を辿っており、送信速度および信頼性は有線データ通信のそれに迫ることが期待されている。ＩＥＥＥ規格の８０２ではさまざまな無線技術が詳細に説明されており、例えば、ＩＥＥＥ規格の８０２．１１ａ（１９９９）および同規格の更新版および修正版、ＩＥＥＥ規格の８０２．１１ｎ、ならびに、現在最終確認中であるＩＥＥＥ規格案の８０２．１５．３および８０２．１５．３ｃといった無線技術が記載されている。上記の規格は全て、参照により本願にまとめて組み込まれる。

一例として、ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）として知られている無線ネットワークでは、複数のデバイスを通常、ＩＥＥＥ規格の８０２．１１ａまたはＩＥＥＥ規格案の８０２．１１ｎに準拠したＷＬＡＮ等のワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）よりも、必ずしもそうとは限らないが、物理的に近接させて配置して、相互に接続する。近年では、このようなネットワークにおいて、データレートを大きく高めること（例えば、１Ｇｂｐｓを超えるデータレートの実現）への関心および需要が非常に高まっている。ＷＰＡＮにおいてデータレートを高める方法の１つとして、数百ＭＨｚ、または、数ＧＨｚの帯域幅を利用する方法が挙げられる。例えば、割り当てられていない６０ＧＨｚ帯域は、利用可能な動作範囲の１つである。

一般的に、アンテナおよび当該アンテナに対応付けられている有効な無線チャネルは、６０ＧＨｚ付近または６０ＧＨｚ以上の周波数で指向性が高くなる。このため、送信機、受信機、または、両方において複数のアンテナが利用可能である場合、対応する無線チャネルの空間選択性をより有効に利用するべく、アンテナを用いて高効率のビームパターンを適用することが重要になる。一般的に、ビームフォーミングまたはビームステアリングでは、１以上の特定の方向において１以上の高ゲインのローブまたはビーム（全方向性アンテナで得られるゲインに比べて高ゲイン）を有し、他の方向ではゲインが低く抑制されている空間ゲインパターンを形成する。例えば、複数の送信アンテナ用のゲインパターンが受信機の方向において高ゲインのローブを生成するように構成されている場合、全方向性送信よりも高い送信信頼性を得ることができる。

米国特許出願第１２／５４８，３９３号（出願日：２００９年８月２６日、発明の名称：「セクタスイープによるビームフォーミング」）および米国仮特許出願第６１／０９１，９１４号（出願日：２００８年８月２６日、発明の名称：「セクタスイープによるビームフォーミング」）は共に、参照により本願にその内容が全て組み込まれる。両出願では概して、「セクタスイープによるビームフォーミング」と呼ばれるビームフォーミング法が説明されている。セクタスイープによるビームフォーミングの一実施例によると、第１のデバイスは、第２のデバイスにデータを送信する際に適用すべき送信用ビームフォーミングパターンを決定するべく、第２のデバイスに複数のトレーニングパケットを送信し、トレーニングパケット毎に送信する際のビームフォーミングパターンを変える。第２のデバイスは概して、トレーニングパケットのうち品質が最も高いもの（例えば、信号ノイズ比（ＳＮＲ）が最も高いもの、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が最も低いもの等）を決定し、第１のデバイスに通知する。第１のデバイスはこうして、最も品質が高いパケットに対応する送信用ビームフォーミングパターンを利用することができる。同様に、第２のデバイスは、第１のデバイスが第２のデバイスからデータを受信する際に適用すべき受信用ビームフォーミングパターンを決定するべく、第１のデバイスに複数のトレーニングパケットを送信して、第１のデバイスは各トレーニングパケットを受信する度に適用するビームフォーミングパターンを変える。第１のデバイスは概して、どのトレーニングパケットの品質が最も高いかを決定することによって、最も高い品質のパケットに対応する受信用ビームフォーミングパターンを利用することができるようになる。

複数のデバイスが１つの同じデバイス（例えば、セントラルポイントデバイス）との間でビームフォーミングトレーニングを実行しようとしている場合、複数のデバイスがセントラルポイントデバイスに向けて送信するトレーニングパケットの中には衝突するものも出てくる。このようにコリジョンが発生すると、ビームフォーミングトレーニングプロセスが遅れてしまう可能性がある。

一実施形態によると、複数のビーコンデータユニットを生成する段階と、ビーコン送信用に用意されているタイムスロットにおいて、複数のアンテナを介して、複数のビーコンデータユニットを送信する段階とを備え、複数のビーコンデータユニットに含まれる各ビーコンデータユニットは、ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標を含む。複数のビーコンデータユニットを送信する段階は、ビーコンデータユニット毎に、送信する際にビームフォーミングネットワークに適用するビームフォーミングベクトルを変化させる段階を有する。

他の実施形態によると、当該方法は、以下に挙げる特徴のうち１以上を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、ビーム絞込みトレーニングシーケンスの数を含む情報要素を含むとしてよい。情報要素は、逆方向に送信可能なビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示す指標を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットから成るシーケンスにおけるビームフォーミングトレーニングデータユニットの位置、または、ビームフォーミングトレーニングデータユニットの後のビームフォーミングトレーニングユニットの数を示す値を含む情報要素または情報フィールドを有するとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、ビームフォーミングトレーニングフィードバックを求める要求を示すフィールドを含むとしてよく、または、このようなフィールドを含む情報要素を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、１以上の後続のビーム絞込みパラメータを示すフィールドを含むとしてよく、または、このようなフィールドを含む情報要素を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、逆方向に送信可能な、送信用または受信用のビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示すフィールドを含むとしてよく、または、このようなフィールドを含む情報要素を含むとしてよい。

当該方法はさらに、ステーションから、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットはステーションに送信されるべきではない旨を示す指標を受信する段階と、ステーションから指標を受信すると、ステーションとの間での送信用ビームフォーミングトレーニングシーケンスを省略する段階とをさらに備えるとしてよい。

ステーションから受信する、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットはステーションに送信されるべきではない旨を示す指標は、まだビームフォーミングを行っていないステーションとの間でビームフォーミングトレーニングを実行するために用意されているタイムスロットで受信されるとしてよい。

別の実施形態によると、複数のアンテナに結合されており、ビームフォーミングネットワークを有する送受信機と、コントローラとを備える装置である。コントローラは、複数のビーコンデータユニットを生成し、複数のビーコンデータユニットに含まれる各ビーコンデータユニットは、ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標を含む。コントローラはさらに、送受信機に、ビーコン送信用に用意されているタイムスロットにおいて複数のアンテナを介して複数のビーコンデータユニットを送信させ、ビーコンデータユニット毎に、送信される際にビームフォーミングネットワークに適用されるビームフォーミングベクトルを変化させる。

別の実施形態によると、当該装置は、以下に挙げる特徴のうち１以上を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、ビーム絞込みトレーニングシーケンスの数を含む情報要素を含むとしてよい。情報要素は、逆方向に送信可能なビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示す指標を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットから成るシーケンスにおける各ビームフォーミングトレーニングデータユニットの位置を示す値、または、複数のビームフォーミングデータユニットにおける各ビームフォーミングトレーニングデータユニットの後のビームフォーミングトレーニングユニットの数を示す値を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、ビームフォーミングトレーニングフィードバックを求める要求を示すフィールドを含むとしてよく、または、このようなフィールドを含む情報要素を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、１以上の後続のビーム絞込みパラメータを示すフィールドを含むとしてよく、または、このようなフィールドを含む情報要素を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、逆方向に送信可能な、送信用または受信用のビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示すフィールドを含むとしてよく、または、このようなフィールドを含む情報要素を含むとしてよい。

コントローラは、ステーションから、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットはステーションに送信されるべきではない旨を示す指標を受信すると、ステーションとの間での送信用ビームフォーミングトレーニングシーケンスを省略するとしてよい。ステーションから受信する、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットはステーションに送信されるべきではない旨を示す指標は、まだビームフォーミングを行っていないステーションとの間でビームフォーミングトレーニングを実行するために用意されているタイムスロットで受信されるとしてよい。

さらに別の実施形態によると、ステーションにおいて、ビーコンの送信のために用意されているタイムスロットにおいてネットワークコントローラから送信される複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニット、または、前記ネットワークコントローラから別のステーションに送信される複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットを受信する段階と、複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットを受信すると、ネットワークコントローラに対して、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットはステーションに送信されるべきではない旨を示す指標を送信する段階とを備える方法を提供する。

他の実施形態によると、当該方法は、以下に挙げる特徴のうち１以上を含むとしてよい。複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは、ビーコンデータユニットであってよく、各ビーコンデータユニットは、ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標を含むとしてよい。

ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、ビーム絞込みトレーニングシーケンスの数を含む情報要素を含むとしてよい。情報要素は、ネットワークコントローラに送信可能なビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示す指標を含むとしてよい。

さらに別の実施形態によると、装置は、送受信機と、コントローラとを備える。コントローラは、ビーコン送信のために用意されているタイムスロットにおいてネットワークコントローラから送信される複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニット、または、ネットワークコントローラから装置とは異なる別のステーションに送信される複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットを検出する。コントローラはさらに、複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットを受信すると、送受信機からネットワークコントローラに対して、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは装置に送信されるべきではない旨を示す指標を送信させる。

他の実施形態によると、当該装置は、以下に挙げる特徴のうち１以上を含むとしてよい。複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットはビーコンデータユニットであってよく、各ビーコンデータユニットは、ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングのために利用可能である旨を示す指標を含むとしてよい。ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標は、ビーム絞込みトレーニングシーケンスの数を含む情報要素を含むとしてよい。情報要素は、ネットワークコントローラに送信可能なビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示す指標を含むとしてよい。

送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは装置に送信されるべきではない旨を示す指標は、まだビームフォーミングを行っていないステーションとの間でビームフォーミングトレーニングを実行するために用意されているタイムスロットで送信されるとしてよい。

送受信機は、複数のアンテナに結合されているとしてよく、送受信機は、ビームフォーミングネットワークを有するとしてよい。コントローラは、複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットを追加で生成するとしてよい。コントローラは、送受信機に、追加で生成された複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットを、複数のアンテナを介して、ネットワークコントローラへと送信させるとしてよい。コントローラは、前記追加で生成した複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットに含まれるビームフォーミングデータユニット毎に、送信される際に前記ビームフォーミングネットワークに適用されるビームフォーミングベクトルを変化させるとしてよい。

さらに別の実施形態によると、コリジョンによって損傷した第１のビームフォーミングトレーニング送信を受信する段階と、コリジョンによって損傷した第１のビームフォーミングトレーニング送信に基づき、第１のビームフォーミングトレーニング送信が対応している第１のステーションを決定する段階とを備える方法である。当該方法はさらに、第１のステーションが決定されると、第１のステーションに対して、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号を送信する段階を備える。

他の実施形態によると、当該方法は、以下に挙げる特徴のうち１以上を含むとしてよい。当該方法は、コリジョンによって損傷した第３のビームフォーミングトレーニング送信を受信する段階と、コリジョンによって損傷した第３のビームフォーミングトレーニング送信に基づき、第３のビームフォーミングトレーニング送信が対応している第２のステーションを決定する段階と、第２のステーションが決定されると、第２のステーションに対して、第４のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第２のステーションを促す信号を送信する段階とを備えるとしてよい。

第１のステーションを決定する段階は、第１のビームフォーミングトレーニング送信からソースアドレスを回復する段階を有するとしてよい。

当該方法は、第１のステーションが決定されると、第１のステーションが第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信すべきタイミングを決定する段階を備えるとしてよく、第１のステーションに送信される、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号は、当該タイミングを示す指標を含む。

当該タイミングは、ステーションがビームフォーミングトレーニングを実行するために用意されている期間内のタイミングであってよい。

第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいて、セントラルステーションが受信するとしてよく、セントラルステーションは、複数のタイムフレームの各ビーコン期間においてビーコンを送信するとしてよく、第１のステーションに送信される、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号は、第１のタイムフレームに続く第２のタイムフレームのビーコン期間において送信されるとしてよい。

第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいて、セントラルステーションが受信するとしてよく、セントラルステーションは、複数のタイムフレームの各ビーコン期間においてビーコンを送信するとしてよい。第１のステーションに送信される、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号は、第１のタイムフレーム内の第１のタイムフレームのビーコン期間以外の期間において送信されるとしてよい。

さらに別の実施形態によると、装置は、複数のアンテナに結合されている送受信機を備える。当該装置はさらに、コントローラを備える。当該コントローラは、コリジョンによって損傷している第１のビームフォーミングトレーニング送信に基づき、第１のビームフォーミングトレーニング送信が対応する第１のステーションを決定する。当該コントローラはさらに、第１のステーションを決定すると、第１のステーションに対して、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号を送受信機から送信させる。

他の実施形態によると、当該装置は、以下に挙げる特徴のうち１以上を含むとしてよい。当該コントローラは、コリジョンによって損傷している第３のビームフォーミングトレーニング送信に基づき、第３のビームフォーミングトレーニング送信が対応する第２のステーションを決定し、第２のステーションを決定すると、第２のステーションに対して、第４のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第２のステーションを促す信号を送受信機から送信させるとしてよい。

当該コントローラは、第１のステーションが決定されると、第１のステーションが第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信すべきタイミングを決定するとしてよく、第１のステーションに送信される、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号は、当該タイミングを示す指標を含む。

当該タイミングは、ネットワークが知らないと見なされるステーションのために用意されている期間内のタイミングであってよい。当該タイミングは、ネットワークにとって既知と見なされるステーションのために用意されている期間内のタイミングであってよい。

第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいて受信するとしてよく、コントローラは、送受信機に、複数のタイムフレームの各ビーコン期間においてビーコンを送信させるとしてよい。また、コントローラは、第１のタイムフレームに続く第２のタイムフレームのビーコン期間において、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号を、送受信機から第１のステーションに送信させるとしてよい。

第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいて受信するとしてよく、コントローラは、送受信機に、複数のタイムフレームの各ビーコン期間においてビーコンを送信させるとしてよい。また、コントローラは、第１のタイムフレーム内の第１のタイムフレームのビーコン期間以外の期間において、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号を、送受信機から第１のステーションに送信させるとしてよい。

複数のアンテナを有する送信機と、１つのアンテナを有する受信機とを備える通信システムを示すブロック図である。 １つのアンテナを有する送信機と、複数のアンテナを有する受信機とを備える通信システムを示すブロック図である。 複数のアンテナを有する送信機と、複数のアンテナを有する受信機とを備える通信システムを示すブロック図である。 セクタスイープに基づき送信ステアリングベクトルを選択および適用する送信機の一例を示すブロック図である。 セクタスイープに基づきステアリングベクトル選択を実行するべく、ステーション間での情報のやり取りの一例を説明するためのメッセージシーケンス図である。 セクタスイープに基づきステアリングベクトル選択を実行するべく、ステーション間での情報のやり取りの別の一例を説明するためのメッセージシーケンス図である。 セクタスイープに基づきステアリングベクトル選択を実行するべく、ステーション間での情報のやり取りの別の一例を説明するためのメッセージシーケンス図である。 セクタスイープによるビームフォーミングを利用してビームフォーミングトレーニングを行うネットワークの一例を示すブロック図である。 通信プロトコルのスーパーフレームを示す図である。 複数のステーションがＰＣＰによるビームフォーミングセクタスイープを１つ利用する例を示すタイミング図である。 １つのステーションが送信用ビームフォーミングセクタスイープを方向に関して順次実行し、別のステーションが方向に関してランダムな順序で送信用ビームフォーミングセクタスイープを実行する通信ネットワークを示すブロック図である。 ２つのステーションが方向に関してランダムな順序で送信用ビームフォーミングセクタスイープを実行する通信ネットワークを示すブロック図である。 ピコネット・セントラル・ポイント（ＰＣＰ）に送信された２つのビームフォーミングトレーニング送信のコリジョンおよびバックオフルーチンの一例を説明するためのタイミング図である。 コリジョンの後の２つの別個のビーコン期間において、複数のステーションに対してＰＣＰがポーリングを行う例を示すタイミング図である。 コリジョンの後の１つのビーコン期間において、複数のステーションに対してＰＣＰがポーリングを行う例を示すタイミング図である。 コリジョンが発生したビーコン期間において、１つのステーションに対してＰＣＰがポーリングを行う例を示すタイミング図である。 本明細書に記載した方法を実行するデバイスの例を示すブロック図である。

ビームフォーミングトレーニング送信の冗長性をなくし、および／または、ビームフォーミングトレーニングに起因する遅延を低減するための方法および装置の例を以下に詳細に説明する。しかし、まずは、ビームフォーミングトレーニングを実行する方法および装置の一般的な例の概要を簡単に、背景技術として説明する。

＜ビームフォーミングトレーニングの概要＞
図１Ａから図１Ｃは、本明細書においてビームフォーミングセクタスイープと呼ばれる技術を用いて、無線チャネルを介してデータの送受信を行うための高効率のゲインパターンを特定する通信システムの例を示すブロック図である。説明を簡略化するべく、図１Ａから図１Ｃでは、２つのデバイスのみが互いに通信し合うシステムを図示している。しかし、さらに以下で説明するように、システムが備えるデバイスは３つ以上であってもよく、１つのデバイスが複数のその他のデバイスと通信するとしてもよい。図１Ａは、ステーションまたは送信デバイス１２が無線通信チャネルを介して別のステーションまたは受信デバイス１４に対して情報を送信する無線通信システム１０を示す図である。一般的に、情報は、１以上のデータユニット（例えば、パケット、フレーム等）として送信されるとしてよい。デバイス１２および１４はそれぞれ、例えば、基地局または移動局であってよい。図１Ａに示す例では、送信デバイス１２がアンテナアレイ１７を構成している２つ以上のアンテナ１６を有している一方、受信デバイス１４は１つのアンテナ１８を有する。以上より、無線通信システム１０は、多入力一出力（ＭＩＳＯ）システムである。説明を簡単且つ簡潔なものとするべく、送信デバイス１２が有するアンテナは１６Ａおよび１６Ｂの２つのみを図示している。しかし、送信デバイス１２が有するアンテナの数は通常、所望の数とし得ることに留意されたい。

一実施例によると、送信時には、送信デバイス１２は、アンテナ１６Ａおよび１６Ｂのそれぞれにおいて信号の位相および／または振幅を制御して、放射またはゲインパターン１９を定める。位相の制御について具体的に説明すると、送信デバイス１２は、一連の位相シフト角度を特定するステアリングベクトル（または、フェーザ）を選択して、ステアリングベクトルをアンテナアレイ１７に適用して、フェーズドアレイアンテナを構成する。ステアリングベクトルは、例えば、アンテナ１６Ａについて０度の位相シフトを特定し、アンテナ１６Ｂについて３５度の位相シフトを特定するとしてもよい。このように、ステアリングベクトルは、「セクタ」と呼ばれる、アンテナアレイ１７の送受信の方向を定める。

同様に、無線通信システム２０（図１Ｂを参照のこと）は、ステーションまたは送信機２２と、ステーションまたは受信機２４とを備える一入力多出力（ＳＩＭＯ）システムであり、送信機２２は１つのアンテナ２６を有し、受信機２４はアンテナアレイ２９を構成する複数のアンテナ２８を有する。送信機２２は、１つのアンテナ２６を介して受信機２４に信号を送信し、受信機は、対応するステアリングベクトルを用いてアンテナ２８Ａおよび２８Ｂにおいて位相シフト角度を制御してゲインパターン３０を定めることができる。

一方、図１Ｃに示す無線通信システム３１は、ステーションまたは送信機３２、および、ステーションまたは受信機３４のそれぞれが複数のアンテナ（アンテナアレイ３７を構成するアンテナ３６Ａおよび３６Ｂ、ならびに、アンテナアレイ３９を構成するアンテナ３８Ａおよび３８Ｂ）を有する多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムである。送信機３２および受信機３４はそれぞれ、対応するアンテナアレイ３６またはアンテナアレイ３８にステアリングベクトルを適用して、ゲインパターン４０を定める。

複数のアンテナを有してＭＩＭＯ環境（または、ＭＩＭＯの動作を低機能化した形式であるＳＩＭＯまたはＭＩＳＯ等のうちのいずれかの環境）で動作するステーションは、送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸを用いてアウトバウンドデータを送信する際のゲインパターンを定め、受信用ステアリングベクトルｕ_ＲＸを用いてインバウンドデータを受信する際のゲインパターンを定めることができる。この延長線上で考えると、一対のマルチアンテナデバイス（例えば、デバイス３２および３４）が両方向にデータのやり取りを行う場合、両デバイスはステアリングベクトルｕ_ＴＸ ^１、ｕ_ＲＸ ^１、ｕ_ＴＸ ^２、および、ｕ_ＲＸ ^２を定めるとしてよい。また、アンテナアレイは、全方向受信パターンモードまたは擬似全方向受信パターンモード（つまり、全方向モードに非常に類似しているモード）ｏｍｎｉ_ＲＸで動作する場合があるとしてよい。この場合、アンテナアレイは、特定の方向からの信号の電力を強化または抑制することはない。また、アンテナアレイは、全方向送信パターンモードまたは擬似全方向送信パターンモードｏｍｎｉ_ＴＸで動作する場合があるとしてよい。この場合、アンテナアレイは、特定の方向に送信する信号の電力を強化または抑制することはない。説明を簡潔なものとするべく、以下では、全方向モードおよび擬似全方向モードは共に「全方向モード」と呼ぶ。

一般的に、任意の一対の通信局について、少なくとも１つの通信局が複数のアンテナを有する場合、本明細書で説明するセクタスイープによるビームフォーミングを実行することができる。セクタスイープによるビームフォーミングの一例を図１Ｃを参照しつつ説明する。高効率な（または、少なくとも比較的良好な）送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸを特定するべく、マルチアンテナステーション３２は、アンテナアレイ３７に対して一連の送信用ステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎを繰り返し適用して、アンテナアレイ３７および送信用ステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎを用いて、トレーニングデータユニット（例えば、パケット、フレーム等）ｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎを送信するとしてよい。このため、送信用ステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎはそれぞれ、トレーニングデータユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎのいずれか１つに対応する（例えば、ｕ_１とｄ_１とが対応し、ｕ_２とｄ_２とが対応する等）。ステーション３４は、任意の望ましい方法を用いて、受信したデータユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎのそれぞれの品質を評価することができる。しかし、ステーション３４は、データユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎの全てを受信しない場合もあり、データユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎのそれぞれの品質メトリックを判断しない場合もある。一実施例によると、ステーション３４は、同一の受信用ステアリングベクトル（または、全方向送信パターンモードあるいは擬似全方向送信パターンモード、１つのアンテナ等）を用いてトレーニングデータユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎを受信して、受信したデータユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎの品質を評価する。ステーション３４は、受信したデータユニットのうち少なくとも一部のデータユニットの品質を示す指標（つまり、ステーション３４が受信した全てのデータユニットの品質メトリック、または、ステーション３４が受信したデータユニットのうち、品質が上位３つのデータユニット等、一部のデータユニットに対応する品質メトリック）をステーション３２に送信することができる。ステーション３２は、ステーション３４が受信したデータユニットの相対的な品質に基づき、一連のステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎから、または、一連のステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎに基づき、送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸを選択することができる。これに代えて、ステーション３４は、ステーション３４が受信したデータユニットの相対的な品質に基づき、一連のステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎから、または、一連のステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎに基づき、送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸを選択して、選択したステアリングベクトル、または、選択したステアリングベクトルを示す情報をステーション３２に送信することができる。このようにして、ステーション３２は、セクタスイープを実行することによって送信用ビームフォーミングを行う。

一部の実施形態によると、送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸは、ステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎのいずれかと正確に一致する必要はなく、ステーション３２（またはステーション３４）は、受信した一連のデータユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎに対応付けられている品質メトリックを用いて、所望の送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸを推定することができる。他の実施形態によると、ステーション３２（またはステーション３４）は、複数のステアリングベクトルｕ（例えば、上位２つのステアリングベクトル、上位３つのステアリングベクトル等）の平均を算出して送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸを決定することができる。この方法は、ビーム絞込みと呼ばれる。一般的に、一連のステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎ（またはこの一部）に対応する受信したデータユニットを評価して得られた品質に基づいて送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸを求める際には、任意の適切なアルゴリズムを適用することが可能である。

ステーション３４は、受信したトレーニングデータユニットｄの品質を評価する際には、任意の所望の方法を利用することができる。例えば、ステーション３４は、受信した信号の強度の測定、トレーニングデータユニットｄに対応付けられている信号の信号ノイズ比（ＳＮＲ）の算出、データユニットｄのデータのビットエラーレート（ＢＥＲ）の評価等を行うことができる。一般的に、本明細書で説明するビームフォーミング技術は、どのような無線受信品質測定方法についても利用することができる。

一部の実施形態によると、ステーション３２は、ステーション３２および３４で利用可能なもののうち最も信頼性の高い変調および符号化方式（ＭＣＳ）セットを用いて、トレーニングデータユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎを送信する。つまり、ステーション３２は、最も低いデータレートを選択するとしてよく、場合によっては、ステーション３２および３４でサポートしている無線規格で定められているプリアンブルのうち最も長いプリアンブルを選択するとしてよい（例えば、ＩＥＥＥ規格案８０２．１５）。ステーション３２および３４はこのようにして、トレーニングデータユニットｄのステーション３２からステーション３４への伝播が成功する可能性を高めるとしてよい。しかし、本明細書で説明するビームフォーミング技術は、特定の変調方式または符号化レートを利用する必要はない。

一実施例によると、ステーション３２および３４は、送信用ビームフォーミングを、ステーション３２がステーション３４に対して送信用ビームフォーミングの実行を要求する要求メッセージを送るタイムスロットと同じタイムスロットで実行することができる。例えば、具体的にＷＰＡＮの場合を考えてみると、上記の要求が送られると共に送信用ビームフォーミングが実行されるタイムスロットは、チャネル割り当てタイムスロット（ＣＴＡ）と呼ばれる。これに代えて、ステーション３２が送信用ビームフォーミングを実行するよう求める要求をネットワークコントローラ（例えば、ピコネット・セントラル・ポイント（ＰＣＰ））に送信して、ネットワークコントローラがこれに応じて、指定数のトレーニングユニットがその間に送られる１以上のタイムスロットを割り当て、ネットワークコントローラがステーション３２および３４に対してこのスケジューリング情報を通知することができる。これに加えて、または、これに代えて、ネットワークコントローラは、一方向または両方向における送信用ビームフォーミング（つまり、ステーション３２における送信用ビームフォーミングおよびステーション３４における送信用ビームフォーミング）をスケジューリングすることができる。

続いて、図２は、ステーション１００の送信機アーキテクチャの一例を示すブロック図である。ステーション１００は、アンテナアレイ１０２と、アナログ／デジタル送信機データ経路１０４と、ビームフォーミングコントローラ１０６と、ビームフォーミングトレーニング（ＢＦＴ）信号を格納するメモリ１０８と、ベクトル選択部１１０とを備える。アンテナアレイ１０２は、遅延ライン１３０、１３２、および、１３４に結合されているアンテナ１２０、１２２、および、１２４を含むｎ個のアンテナを有する。遅延ライン１３０、１３２、および、１３４は、デジタル制御が可能で、ビームフォーミングネットワーク１３５を構成する。遅延ライン１３０、１３２、および、１３４はそれぞれ、対応するアンテナ１２０、１２２、または、１２４から送信されてくる信号を、位相シフト角度θだけ、シフトすることができる。アンテナアレイ１０２ならびに遅延ライン１３０、１３２および１３４によって、ステーション１００のフェーズドアレイが構成されている。送信用ビームフォーミング手順において、ビームフォーミングコントローラ１０６は、上述したように一連のステアリングベクトルｕ_１、ｕ_２、・・・、ｕ_ｎを順番に繰り返し適用して、ベクトルｕの現在値に応じて、デジタル制御可能な遅延ライン１３０、１３２、および１３４に対して位相シフト角度θ_１、θ_２、・・・、θ_ｎを適用する。

アンテナ１２０−１２４は、ステーション１００の実現に係るコストを低減するべく、１つの共通のアナログ／デジタル送信データ経路を共有するとしてよい。このため、スプリッタ１４０は、任意の適切な方法を利用して、送信データ経路１０４からの１つの信号を、対応する角度θ_１、θ_２、・・・、θ_ｎだけシフトさせて、アンテナ１２０−１２４に適用するとしてよい。他の実施形態によると、アンテナ１２０−１２４のそれぞれは、遅延ライン１３０−１３４のうち対応する遅延ラインと共に、別個のデータ経路に結合されるとしてもよい。一般的に知られているように、アナログ／デジタル送信データ経路１０４は、エンコーダ、インターリーバ、変調器、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理ブロック等のコンポーネントのうち一部または全てを有するとしてよい。

上述したように、送信機１００は、別のステーションから、送信機１００が送信したＢＦＴトレーニング信号のうち少なくとも一部に対応する品質指標を受信するとしてよい。別の実施例によると、送信機１００は、適用すべきステアリングベクトルの指標を受信するとしてよい。ベクトル選択部１１０はその後、品質指標またはステアリングベクトル指標に基づき、ステアリングベクトルを選択するとしてよい。ビームフォーミングコントローラ１０６は、選択されたステアリングベクトルをアンテナアレイ１３５に適用する。

送信データ経路が複数設けられている他の実施例によると、ステアリングマトリクスを利用するとしてよい（ステアリングベクトルは、ステアリングマトリクスの一種であると考えられ得る）。ベクトル選択部１１０は、送信された送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットに対応する別のステーションからのフィードバックに基づきステアリングマトリクスを選択するマトリクス選択部１１０と呼ばれることになるとしてよい。送信機１００は、複数の送信データ経路からの信号に、選択されたビームステアリングマトリクスを適用するビームステアリング部を備えるとしてよい。ビームフォーミングコントローラ１０６は、どのビームステアリングマトリクスを適用するかを制御する。

図２に示す送信機アーキテクチャに関しては通常、モジュール１０４、１０６、１０８、１１０のうちさまざまなモジュールが、ハードウェア、プロセッサが実行するソフトウェア命令、ファームウェア、または、これらの組み合わせによって実現されるとしてよい。また、コンポーネント１０４、１０６、１０８、１１０のうち一部は、カスタム集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等であってよく、例えば、電気バスによって通信可能に結合されているとしてよい。さらに、遅延ライン１３０−１３４は、デジタル制御またはアナログ制御可能であるとしてよい。

続いて、図３から図５は、一対の通信デバイス（例えば、図１Ａの１２および１４、図１Ｂの２２および２４、または、図１Ｃの３２および３４）が、図２および図３を参照しつつ上述したビームフォーミング技術をサポートするべく、利用し得る方法の例に対応するメッセージシーケンス図である。図３から図５を参照しつつ説明する方法は、ＷＰＡＮ、ＷＬＡＮ、および、その他の種類のネットワークについて一般的なビームフォーミングプロトコルとして実現され得る。この点において、以下で説明する方法のメッセージまたはステップの一部は、一対の通信デバイスのそれぞれにおいて複数のアンテナが利用可能か否か、所望のロバスト性レベル、演算の複雑性、チャネルの対称性等に応じて省略され得ることに留意されたい。

図３は、送信（Ｔｘ）および受信（Ｒｘ）の両方に関する双方向性セクタスイープを行うための方法１５０の一例を示す図である。例えば、一対のマルチアンテナデバイス３２および３４によって実行される場合、左側に時系列動作が図示されているステーション２はデバイス３４に対応し、右側に時系列動作が図示されているステーション１はデバイス３２に対応するとしてよい。しかし、「送信機」／「送信デバイス」および「受信機」／「受信デバイス」といった用語は、物理的デバイスの動作状態を指すものに過ぎず、物理的デバイスの機能を通信ネットワークにおける受信または送信のみに常に限定することを意図したものではないと理解されたい。例えば、動作中のある時点において、図１Ｃに示すデバイス３４は送信機として動作することが可能であり、デバイス３２は受信機として動作することが可能である。

状態１５２において、ステーション２は、ステーション１が送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸ ^１を決定するべく開始するセクタスイープによるＴｘビームフォーミング手順に備えて、全方向受信パターンモードｏｍｎｉ_ＲＸにアンテナアレイを設定するとしてよい。上述したように、また、以下でさらに詳細に説明するように、ステーション１および２は、事前にＴｘビームフォーミング手順を行うタイムスロットについて交渉しておくとしてよく、また、別の例を挙げると、ネットワークコントローラが、方法１５０で行われるメッセージ交換のうち一部または全てについて１以上のタイムスロットを割り当てるとしてよい。ステーション１は、上述したデータユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎと同様の複数のトレーニングデータユニットから成るシーケンス１５６を送信する。シーケンス１５６では、サイズが同じデータユニットが等間隔に離れて配置されているとしてよく、例えば、データユニットはシーケンス番号等の識別子を持つ。ステーション１は、シーケンス１５６に含まれる各トレーニングデータユニットを送信する際に、ステアリングベクトルｕを変えて送信する。シーケンス１５６に含まれるトレーニングデータユニットはそれぞれ、ステーション１でＲｘスイープ手順を開始するよう求める要求を識別すると共に、当該手順で送信されるべきトレーニングデータユニットの数を特定する情報要素（ＩＥ）を含むとしてよい。

続いて、状態１５８において、ステーション１は、アンテナアレイを全方向受信パターンモードに設定するとしてよい。また、ステーション２は、複数のトレーニングデータユニットから成るシーケンス１６２を（ステアリングベクトルｕを繰り返し切り替えつつ）送信することによってＴｘビームフォーミングセクタスイープ手順を開始するとしてよい。トレーニングデータユニットは、ステーション１のＴｘセクタスイープ手順に対するフィードバック（例えば、受信したデータユニットのうち最良のデータユニットの識別子）を特定するＩＥと、ステーション２でＲｘセクタスイープを行うよう求める要求を示すＩＥであって、要求したＲｘセクタスイープ手順で利用するトレーニングデータユニットの所望数を特定し得る別のＩＥとを含む。

他の実施形態によると、ステーション１のＴｘセクタスイープ手順に対するフィードバックを特定しているシーケンス１６２中のＩＥは、複数の識別子０を含むとしてよい。例えば、ステーション２は、シーケンス１５６の一部として受信したデータユニットのうち「上位３つ」の識別子、ステーション１が送信品質の分散を評価できるように受信したデータユニットのうち最良のものと最悪のもの、受信したデータユニット全ての識別子および対応する品質メトリック、または、シーケンス１５６に関するその他の所望の情報を報告するとしてよい。一実施形態によると、ステーション２は、送信用ステアリングベクトルを決定し、ステアリングベクトルの情報をシーケンス１６２に含める。

ステーション１は、シーケンス１６２を処理すると、ステーション２で行われたＴｘビームフォーミングセクタスイープ手順についてのフィードバック情報を含むフィードバックメッセージ１６６でステーション２に応答するとしてよい。ステーション１はまた、自身のアンテナアレイに対してシーケンス１６２において送信されるフィードバックＩＥが示す送信用ステアリングベクトルを選択および適用するとしてよい。また、フィードバックメッセージ１６６は、ステーション２からのＲｘスイープ要求に対する確認を示すＩＥを含むとしてもよい。この確認を示すＩＥは、ステーション１がステーション２に送信を予定しているトレーニングデータユニットの数を特定するとしてよい。一実施例によると、確認を示すＩＥに含まれている数は、シーケンス１６２で送信されたデータユニットに含まれている数を一致していなければならない。このようにして、ステーション２は、Ｒｘスイープ要求に対する明示的確認を受信し、フィードバックメッセージ１６６に基づいて、続くＲｘセクタスイープトレーニングデータユニットのタイミングを同期させるとしてよい。

ステーション２は、フィードバックメッセージ１６６を処理すると、ステーション１からのＲｘスイープ要求と同期するべく、同様のフィードバックメッセージ１６８で応答するとしてよい。しかし、メッセージ１６６および１６８は任意であることに留意されたい。

状態１７０において、ステーション１は、選択されたＴｘ送信用ステアリングベクトルをアンテナアレイに適用して、複数のトレーニングデータユニットを含むシリーズ１７４を送信する。ステーション２は、シリーズ１７４の各トレーニングデータユニットを受信する度に利用するステアリングベクトルを変え、受信したシリーズ１７４に含まれるトレーニングデータユニットそれぞれの測定品質に基づき、受信ステアリングベクトルを選択する。任意で交換されるメッセージ１６６および１６８と同様に、ステーション１および２は、任意でメッセージ１７６および１７８を交換して、ステーション１がステーション２に送信するパケットの数を確認し（メッセージ１７６）、ステーション１におけるＲｘセクタスイープ手順の一部としてトレーニングデータユニットを受信する準備がステーション１で出来ていることを確認する（メッセージ１７８）としてよい。上述したように、これらのメッセージを任意で交換することによって、ステーション１および２は、セクタスイープ手順に備えて同期することができる。このように同期を取ることは、送信モードから受信モードへの切り替えが、例えば、非常に時間がかかる場合、または、ステーション１またはステーション２においてクロックドリフトの危険性がある場合に、有用であるとしてよい。また、ステーション１および２がメッセージ１６６および１６８またはメッセージ１７６および１７８を利用しない場合、Ｔｘ／Ｒｘ切替時間およびＲｘ／Ｔｘ切替時間（つまり、ステーションにおいて送信モードと受信モードとを切り替えるのにかかる時間）を、ステーション１および２の両方で一定にする必要があり、且つ、他方のステーションに知らせる必要があるとしてよい。

別の実施形態によると、メッセージ１６６はさらに、ステーション１からのＲｘセクタスイープ要求を含むとしてもよい。この場合、メッセージ１６８はこれに応じて、Ｒｘセクタスイープ要求への確認を含み、シーケンス１７６はＲｘセクタスイープ要求を含む必要はなくなる。一実施例によると、このような構成とすることによって、Ｒｘセクタスイープ要求を特定するデータユニットの数が少なくなるという効果が得られる。

状態１８０において、ステーション２は、選択したＴｘ送信用ステアリングベクトルをアンテナアレイに適用して、複数のトレーニングデータユニットから成るシリーズ１８２を送信する。ステーション１は、シリーズ１８２に含まれるトレーニングデータユニットを受信する度に利用するステアリングベクトルを変えて、受信したシリーズ１８２の各トレーニングデータユニットの測定品質に基づき、受信ステアリングベクトルを選択する。

ステーション１および２のキャリブレーションが良好に行われていれば、Ｒｘビームフォーミング用のシーケンスの送信は不要である場合がある。これに代えて、ステーション１は単純にｕ_ＲＸ ^１＝ｕ_ＴＸ ^１とし、ステーション２は同様にｕ_ＲＸ ^２＝ｕ_ＴＸ ^２とするとしてもよい。

図４を参照しつつ説明すると、方法２００の一例では、ＴｘビームフォーミングおよびＲｘビームフォーミングのために、ＴｘおよびＲｘの両方に関する双方向性セクタスイープを行う。例えば、一対のマルチアンテナデバイス３２および３４によって実行される場合、左側に時系列動作が図示されているステーション２はデバイス３４に対応し、右側に時系列動作が図示されているステーション１はデバイス３２に対応するとしてよい。しかし、「送信機」／「送信デバイス」および「受信機」／「受信デバイス」といった用語は、物理的デバイスの動作状態を指すものに過ぎず、物理的デバイスの機能を通信ネットワークにおける受信または送信のみに常に限定することを意図したものではないと理解されたい。例えば、動作中のある時点において、図１Ｃに示すデバイス３４は送信機として動作することが可能であり、デバイス３２は受信機として動作することが可能である。

状態２０２において、ステーション２は、ステーション１が送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸ ^１を決定するべく開始するＴｘビームフォーミング用のセクタスイープ手順に備えて、全方向受信パターンモードｏｍｎｉ_ＲＸにアンテナアレイを設定する。上述したように、また、以下でさらに詳細に説明するように、ステーション１および２は、事前にＴｘビームフォーミング手順を行うタイムスロットについて交渉しておくとしてよく、また、別の例を挙げると、ネットワークコントローラが、方法２００で行われるメッセージ交換のうち一部または全てについて１以上のタイムスロットを割り当てるとしてよい。ステーション１は、上述したデータユニットｄ_１、ｄ_２、・・・、ｄ_ｎと同様の複数のトレーニングデータユニットから成るシーケンス２０６を送信する。ステーション１は、シーケンス２０６に含まれる各トレーニングデータユニットを送信する際に、ステアリングベクトルｕを変えて送信する。

ステーション２は、シーケンス２０６の全てまたは一部（例えば、損失、拒絶等により低減されることがある）を受信して、上述したようにシーケンス２０６に含まれる各データユニットの品質を評価する。状態２０８において、ステーション２は、受信したデータユニットの品質を評価する。ステーション２は全方向受信パターンを利用してシーケンス２０６を受信するので、受信した各データユニットの品質は主に、ステーション１が当該データユニットを送信する際に用いたステアリングベクトルｕに応じて決まる。ステーション２は、受信したデータユニットのうち最良のデータユニット（つまり、評価した品質が最高だったデータユニット）を特定するか、または、上述したように、シーケンス２０６に対応する適切な品質メトリックを決定する。

また状態２０８において、ステーション２は、全方向送信パターンモードｏｍｎｉ_ＴＸにアンテナアレイを設定し、複数のトレーニングデータユニットから成るシーケンス２１０を送信する。一方、ステーション１は、受信用ステアリングベクトルｕを切り替えつつシーケンス２１０を受信して、シーケンス２１０の各トレーニングデータユニットを異なるステアリングベクトルで受信する。シーケンス２１０は、シーケンス２０６のうち最良の受信データユニットの識別子を含むステーション１へのフィードバックを含むか、または、ステーション２が適切な送信用ステアリングベクトルを選択できるような適切な情報を含む。また、シーケンス２１０は、ステーション１においてＲｘセクタスイープ手順を開始するよう求める要求を含む。図４の例によると、ステーション２は、当該要求と共に、当該Ｒｘセクタスイープ手順においてステーション２に送信されるべきトレーニングユニットＮ_２の数を特定する情報要素（ＩＥ）を含める。

ステーション１のＴｘセクタスイープ手順と同様に、ステーション１は、シーケンス２１０の全てまたは一部を受信して、任意の所望の方法を用いてシーケンス２１０の各データユニットの品質を評価する。ステーション１は、シーケンス２１０の一部として各トレーニングデータユニットを受信する度に、アンテナアレイに適用するステアリングベクトルｕを変える。ステーション１は、シーケンス２１０を全て受信すると（または、ステーション２がシーケンス２１０の送信を完了したことを示すローカルタイムアウトイベントを受信すると）、最良のステアリングベクトルを１つまたは複数選択して、当該選択結果に基づき受信用ステアリングベクトルｕ_ＲＸ ^１を決定する。

また、ステーション１は、シーケンス２１０において送信用ステアリングフィードバックを受信した後、シーケンス２０６のトレーニングデータユニットを送信する際に用いられた一連のステアリングベクトルと、シーケンス２１０で報告される１または複数の識別子とを比較して、１または複数の識別子に任意の所望の選択アルゴリズムを適用して、送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸ ^１を選択する。一例を挙げると、ステーション１は単純に、最良と特定されたトレーニングデータユニットを送信する際に用いたステアリングベクトルをｕ_ＴＸ ^１として選択するとしてよい。

状態２１２において、ステーション１は、送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸ ^１をアンテナアレイに適用する。尚、状態２１２では、ステーション１は、ステーション２にデータを送信する際に効率が（少なくとも比較的）高いゲインパターンを得ることができるステアリングベクトルがどれかを既に決定していることに留意されたい。そしてステーション１は、ステアリングベクトルｕ_ＴＸ ^１を用いて、ステーション２にＮ２個のトレーニングデータユニットを送信することができるようになる（シーケンス２１６）。ステーション１は、シーケンス２１０に含まれている、ステーション２でＲｘセクタスイープ手順を開始するよう求める要求に応じて、シーケンス２１６を送信する。シーケンス２１６は、送信用ビームフォーミングトレーニングを実行するようステーション２に求める要求を含むとしてよい。

ステーション１のＲｘセクタスイープ手順と同様に、ステーション２は、シーケンス２１６の全てまたは一部を受信して、任意の所望の技術を利用して、シーケンス２１６に含まれる各データユニットの品質を評価する。ステーション２は、シーケンス２１６の一部として受信するトレーニングデータユニット毎に、アンテナアレイに適用するステアリングベクトルｕを変える。ステーション２は、シーケンス２１６を全て受信すると（または、ステーション１がシーケンス２１６の送信を完了したことを示すローカルタイムアウトイベントを受信すると）、最良のステアリングベクトルを１つまたは複数選択して、当該選択結果に基づき受信用ステアリングベクトルｕ_ＲＸ ^２を決定する。

状態２２０において、ステーション１は、受信用ステアリングベクトルをｕ_ＲＸ ^２に設定する。ステーション２は、シーケンス２１６に含まれている送信用ビームフォーミングトレーニングを求める要求に応じて、複数のトレーニングデータユニットから成るシーケンス２２２を、当該シーケンス２２２に含まれる各トレーニングデータユニットを送信する度にステアリングベクトルｕを切り替えて、送信する。ステーション１と同様に、ステーション２は、各トレーニングデータユニットに、シーケンス番号または別の種類の識別子を含めて、ステーション１がメッセージ２２４において１または複数の最良の識別子で応答することができるようにする。ステーション２は、メッセージ２２４を受信すると、送信用ステアリングベクトルｕ_ＴＸ ^２を特定することができる。

一部の実施形態によると、ベクトルｕ_ＲＸ ^１、ｕ_ＲＸ ^２、ｕ_ＴＸ ^２、またはｕ_ＴＸ ^１を決定する手順はそれぞれ、１つのタイムスロットを必要とするので、方法２００は、ステーション１および２を十分良好にキャリブレーションすることがなければ、タイムスロットが４つ必要となる。別の実施形態によると、方法２００のＴｘおよびＲｘに関する双方向性スイープ手順は全工程が、ネットワークコントローラが事前に割り当てた１つのタイムスロット、または、リアルタイムでステーションのうち一方または両方が交渉した１つのタイムスロットで実行される。また、一部の実施例によると、図４を参照しつつ説明したメッセージの一部は、分割することができる。例えば、ステーション１および２は、Ｒｘセクタスイープの実行を求める要求とは別に、Ｔｘセクタスイープに関するフィードバックを報告するとしてもよい。

また図４に関連して、一対のデバイス（例えば、図１Ａに示す送信機１２および受信機１４）において一方のデバイスのみが複数のアンテナを備えている場合、方法２００の段階またはステップのうち一部を、例えば、メッセージ２１０、２１６、または、２２２のパラメータを制御することによって、容易に省略するとしてよい。具体的には、ステーション１に対して、（ステーション２のアンテナは１つのみであるので）ステーション２ではＲｘセクタスイープ手順は必要ないことを知らせるべく、ステーション２はＮ２をゼロとするＩＥを設定することができる。また、ステーション１は、方法２００が実施される期間にわたってこの情報を保持することができ、ステーション２でのＲｘセクタスイープおよびステーション２でのＴｘセクタスープ（シーケンス２２２）を共に省略する。言うまでも無く、ステーション１および２は、複数のアンテナが利用可能であるがセクタスイープ手順が所望されていない場合にも、Ｎ１またはＮ２をゼロに設定することを選択するとしてよい。このように、ステーション２のアンテナが１つのみである場合、メッセージ／メッセージシーケンス２１６、２２２、および２２４は省略することができる。

ステーション１および２が良好にキャリブレーションされていれば、方法２００においてトレーニングシーケンスの一部のやり取りは必要ない場合がある。その代わりに、ステーション１は単にｕ_ＲＸ ^１＝ｕ_ＴＸ ^１として、ステーション２は同様にｕ_ＴＸ ^２＝ｕ_ＲＸ ^２とするとしてよい。

図５は、図３に示した方法１５０に非常に類似している方法２５０を示す図である。方法２５０は、ステーション１および２が、セクタスイープを利用してビームフォーミングを複数回繰り返す（または、ビームフォーミングの「スイープ」を複数回実行する）点が異なる。このため、スイープ１は、方法１５０の全手順と、状態およびメッセージのやり取りが同じであるとしてよい。しかし、方法２５０のスイープ１は、セクタ（つまり、ベクトルｕおよび、対応して、トレーニングデータユニットｄ）の数が少なくなっているとしてよい。この意味において、スイープ１は「粗い」スイープまたは方法２５０の１回目であるとしてよい。次のスイープでは、ステーション１および／または２が、前回を鑑みて、セクタの範囲を絞り込むとしてよい。例えば、ステーション１は１回目のスイープの結果を利用して、後続の１回以上のスイープを行う適切な範囲を算出するとしてよい。このようにして、ステーション１および２は次第に、効率の高い送信用ステアリングベクトルおよび受信用ステアリングベクトルの値に近づいていくとしてよい。方法２５０ではスイープを繰り返し行うが、これは１つのタイムスロットで実行されるとしてもよいし、または、複数のタイムスロットにまたがる期間にわたって実行されるとしてもよい。

図６は、送信用ビームフォーミングのベクトルまたはマトリクスを特定するべくデバイス間またはステーション間でセクタスイープを利用する通信ネットワーク３００の一例を示すブロック図である。ネットワーク３００は、例えば、ピコネットであるとしてよい。ネットワーク３００は、ステーション３０２、３０４、３０６、および、３０８を備える。ネットワーク３００がピコネットである場合、ステーション３０８はピコネットセントラルポイント（ＰＣＰ）であるとしてよい。他の実施例によると、ステーション３０８は、アクセスポイント、基地局等であってよい。さらに以下で説明するが、ＰＣＰ３０８は、ＰＣＰ３０８に近接したステーションに、ＰＣＰ３０８の存在を知らせるべく、ビーコンを送信する。ステーション３０２、３０４、または３０６等のステーションは、ビーコンを検出すると、ＰＣＰ３０８との間で接続の構築を試みるとしてよい。接続プロセスの一部として、ビームフォーミングトレーニング（ＢＦＴ）が実行されるとしてよい。ＢＦＴを実行する方法としてはさまざまな方法が適切であり、上述したようなセクタスイープによるＢＦＴも含まれるとしてよい。

一実施例によると、ＰＣＰ３０８はネットワーク３００内での通信を調整する。例えば、ＰＣＰ３０８はタイムフレームを構築するとしてよい。各タイムフレームは、その間に複数の異なる種類のプロトコル機能が実行される複数のタイムスロットを含む。各タイムフレームは、ＰＣＰ３０８が１以上のビーコンを送信することから開始されるとしてよい。その後当該タイムフレームでは、ステーション３０２、３０４、３０６、および３０８の間でデータがやり取りされるとしてよい。

一実施例によると、ネットワーク３００は、ビームフォーミングトレーニング用にタイムスロットを用意するプロトコルに応じて動作するとしてよい。例えば、ビーコン期間（またはスーパーフレーム）が、ビームフォーミングトレーニング用のタイムスロットを１以上含むとしてよい。ステーション３０２、３０４、３０６がビーコンを検出すると、各ステーション３０２、３０４、３０６は、ビームフォーミングタイムスロットにおいてＰＣＰ３０８にトレーニングデータを送信するとしてよい。図７は、それぞれ目的が異なる複数のタイムスロットを含むビーコン期間（またはスーパーフレーム）３５０の一例を示す図である。ビーコン期間３５０のタイミングは、ＰＣＰによって指定されるとしてよい。ビーコン期間３５０は、ビーコン時間（ＢＴ）タイムスロット３５２と、アソシエーション・ビームフォーミングトレーニング（Ａ−ＢＦＴ）タイムスロット３５４と、割り当て時間（ＡＴ）タイムスロット３５６と、データ送信時間（ＤＴＴ）タイムスロット３５８と、ビームフォーミングトレーニング時間（ＢＦＴＴ）タイムスロット３６０とを含む。一実施例によると、ＢＴタイムスロット３５２は、ＰＣＰがビーコンを送信するために利用される。一実施例によると、Ａ−ＢＦＴタイムスロット３５４は、ＰＣＰとの間でまだビームフォーミングを行っていない新しいステーションがＰＣＰとの間でビームフォーミングトレーニングを行うために利用されるタイムスロットである。ＡＴタイムスロット３５６は、ＰＣＰとネットワーク内のステーションとの間で管理フレームのやり取りを行うために利用されるタイムスロットで、ＰＣＰがＤＴＴタイムスロット３５８の割り当ておよびスケジューリングを行うために利用されるとしてよい。このように、ＰＣＰは、ＡＴタイムスロット３５６を利用して、サービス期間（ＳＰ）３５９、コンテンション期間、ＢＦＴ期間等、ＤＴＴタイムスロット３５８内の複数のタイムスロットの長さを変えるとしてよい。ＡＴタイムスロット３５６は、例えば、アソシエーション、チャネル測定等を目的として、管理フレームのやり取りを行うためにも利用され得る。ＤＴＴタイムスロット３５８は、ＰＣＰと通信ステーションとの間でデータを送信するべく、および、情報要求および情報応答によって互いに既知であるＰＣＰ以外のステーション同士の間でデータを送信するべく利用されるとしてよい。上述したように、ＤＴＴタイムスロット３５８は、ＰＣＰによって割り当ておよびスケジューリングが行われるタイムスロットを含むとしてよい。ＢＦＴＴタイムスロット３６０は、ＰＣＰとステーションとの間、および、ＰＣＰ以外の２つのステーションの間等、既知のステーションとの間でＢＦＴを実行するべく利用されるとしてよい。ＢＦＴＴタイムスロット３６０は、ＤＴＴタイムスロット３５８内のタイムスロットであってよく、このため、ＰＣＰによって割り当て／スケジューリングが行われるとしてよい。図７はＤＴＴタイムスロット３５８の終端に１つのＢＦＴＴタイムスロット３６０が設けられていることを図示しているが、ＤＴＴタイムスロット３５８内の複数の異なる位置に１以上のＢＦＴＴタイムスロット３６０が設けられるとしてもよい。一般的に、各ＢＦＴＴタイムスロット３６０は、一対のステーション間（ＰＣＰを含む）でビームフォーミングトレーニングを行う機会に対応する。図７では特定の種類のタイムスロットが特定の順序で並んでいるものとしてビーコン期間３５０が図示されているが、１以上の別の種類のタイムスロットが含まれるとしてもよく、１以上の図示されているタイムスロットを省略するとしてもよく、タイムスロットの順序を任意のビーコン期間において変更するとしてもよい。

新しいステーションは、ＰＣＰとの接続を所望する場合、Ａ−ＢＦＴタイムスロット３５４においてＢＦＴの実行を試みるとしてよい。

＜ＰＣＰの送信用ビームフォーミングセクタスイープの共有＞
セクタスイープによる送信用ビームフォーミングがＰＣＰによって実行されると、オーバーヘッドが非常に大きくなる。例えば、ＰＣＰが１つのステーションとの間で送信用ビームフォーミングのためのセクタスイープを実行すると、各スイープでは３２方向に送信することになり、ある一実施例によると、１つのビーコン期間のうち５％を利用することになると推測されている。このため、送信用ビームフォーミングのためのセクタスイープは、実際のデータ送信のために残る時間が短くなってしまうことが多い。

このようなオーバーヘッドを低減するための方法の一例として、一般的に、ＰＣＰが送信用ビームフォーミングのセクタスイープを１回実行すると、これを複数のステーションで利用する方法が利用されている。例えば、第１のステーションがＰＣＰとの間でＢＦＴを実行している間、第２のステーションは、送信用ビームフォーミングのセクタスイープのためのＰＣＰから第１のステーションへの送信を監視して、セクタスイープのためのＰＣＰから第１のステーションへの送信を利用して、ＰＣＰから第２のステーションへの通信リンクのためのビームフォーミングに対応する品質メトリックを決定する。

図８は、２つのビーコン期間５５０を図示しているタイミングチャートである。第１のビーコン期間５５０ａでは、Ａ−ＢＦＴタイムスロット５５８ａにおいて、ステーション５５２が送信用ビームフォーミングのセクタスイープに対応するＢＦＴデータユニット５５４をＰＣＰ５５６に送信する。これに応じて、ＰＣＰ５５６は、送信用ビームフォーミングのセクタスイープに対応するデータユニット５６０をステーション５５２に送信する。しかし、データユニット５６０は、ステーション５６２およびステーション５６４でも受信される。ステーション５６２は、データユニット５６０に基づき、ＰＣＰからステーション５６２への通信リンクのビームフォーミングに対応する品質メトリックを決定するとしてよい。同様に、ステーション５６４は、データユニット５６０に基づき、ＰＣＰからステーション５６４への通信リンクのビームフォーミングに対応する品質メトリックを決定するとしてよい。

ＢＦＴＴタイムスロット５６６において、ステーション５６２は、ＰＣＰ５５６にＢＦＴデータユニット５６８を送信することによって、ＰＣＰ５５６との間で送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行する。通常であれば、ＰＣＰ５５６は、ＢＦＴデータユニット５７０をステーション５６２に送信することによって、ステーション５６２との間で送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行する。しかし、ステーション５６２がデータユニット５６０に基づきＰＣＰ／ステーション５６２の通信リンクのためのビームフォーミングに対応する品質メトリックを決定することができれば、データユニット５７０の送信は省略することができる。このように、ＢＦＴのセクタスイープによって生じるオーバーヘッドを低減することができる。

ビーコン期間５５０ｂに含まれるＡ−ＢＦＴタイムスロット５７２において、ステーション５６４は、ＰＣＰ５５６にＢＦＴデータユニット５７４を送信することによって、ＰＣＰ５５６との間で送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行する。通常であれば、ＰＣＰ５５６は、ステーション５６４にＢＦＴデータユニット５７６を送信することによって、ステーション５６４との間で送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行する。しかし、ステーション５６４がデータユニット５６０に基づきＰＣＰ／ステーション５６４の通信リンクのビームフォーミングに対応する品質メトリックを決定することができれば、データユニット５７６の送信は省略することができる。このように、ＢＦＴのセクタスイープによって生じるオーバーヘッドを低減することができる。

一実施例によると、送信先が別のステーションである送信用ビームフォーミングのセクタスイープのデータユニットをＰＣＰから受信したあるステーションから送信されるＢＦＴデータユニットには、あるフィールドが含まれている。当該フィールドは、当該ステーションがＰＣＰからの送信用ビームフォーミングのセクタスイープのデータユニットの受信を省略したいか否かを示すべく設定されるとしてよい。例えば、ステーション５６２は、ＰＣＰ５５６にデータユニット５６８を送信する際に、このようなフィールドを設定するとしてよい。ＰＣＰ５５６は、データユニット５６８を受信すると、ステーション５６２へのデータユニット５７０の送信を省略するか否かを判断するとしてよい。同様に、ステーション５６４は、ＰＣＰ５５６にデータユニット５７４を送信する際に、上記のようなフィールドを設定するとしてよい。ＰＣＰ５５６は、データユニット５７４を受信すると、ステーション５６４へのデータユニット５７６の送信を省略するか否かを判断するとしてよい。一実施例によると、ＢＦＴセクタスイープのデータユニットは、ステーションとの間で送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行する際にＰＣＰが採用するスイープ方向の数を示すべく利用されるフィールドを含むとしてよい。一実施例によると、ステーションは、このフィールドを、当該ステーションがＰＣＰからの送信用ビームフォーミングのセクタスイープのデータユニットの受信を省略したいと考えている旨を示す数、例えば、ゼロに設定する。

一部の実施例によると、ＰＣＰが送信するビーコンデータユニットは、送信用ビームフォーミングのトレーニングデータユニットとして利用するとしてよい。例えば、ＰＣＰは、各ビーコンデータユニットに、送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示すデータを含めるとしてよい。ＰＣＰは、複数のビーコンデータユニットを送信して、各ビーコンデータユニットを異なるステアリングベクトルを用いて送信するとしてよい。例えば、ＢＴタイムスロットでは、それぞれ異なるステアリングベクトルを用いて複数のビーコンデータユニットを送信するとしてよい。

ビーコンデータユニットには、当該ビーコンデータユニットがセクタスイープによる送信用ビームフォーミング（ＴｘＳＷ）で利用されるトレーニングデータユニットとして機能し得ることを示すべく、ＴｘＳＷ ＩＥを含めるとしてよい。ＴｘＳＷ ＩＥを含むビーコンデータユニットを受信したステーションは、ビームフォーミングトレーニングプロセスにおいてＰＣＰとのＴｘＳＷ動作を省略することを選択するとしてよい。ＴｘＳＷ ＩＥは、後続のビームフォーミング絞込みにおいてＰＣＰが送信するビーム絞込みトレーニングシーケンスの数の指標を含むとしてよい。ＴｘＳＷ ＩＥはまた、ＢＦＴフィードバックを要求および提供するための１または複数のフィールドを含むとしてもよい。ＴｘＳＷ ＩＥはまた、ステーションからＰＣＰに送信可能な、送信用ビームフォーミングのセクタスイープのデータユニットの数の上限（例えば、４、８、１６、３２、６４等）を示すフィールドを含むとしてよい。ＴｘＳＷ ＩＥはさらに、ステーションからＰＣＰに送信可能な、受信用ビームフォーミングのセクタスイープのデータユニットの数の上限（例えば、４、８、１６、３２、６４等）を示すフィールドを含むとしてよい。ＴｘＳＷ ＩＥはまた、後続のビームフォーミング絞込みパラメータを示すフィールドを１以上含むとしてよい。ＴｘＳＷ ＩＥの形式の一例を表１に示す。言うまでもなく、その他の形式を適宜利用するとしてもよい。例えば、表１の項目のうち１以上の項目を省略するとしてもよく、および／または、１以上のほかの項目を追加するとしてもよい。表１に示す形式の一例については、順序および／またはフィールドのサイズを変更するとしてもよい。

ビーコンデータユニットには、ビーコンカウントダウンフィールド（ＣＤＯＷＮ）が含まれるとしてよい。例えば、ＣＤＯＷＮは、ビーコン制御フィールドまたはＴｘＳＷ ＩＥ内のサブフィールドであってよい。ＣＤＯＷＮは、ＢＴタイムスロットの終端までのビーコンフレームの数を示すカウンタである。一実施例によると、ＣＤＯＷＮは、ダウンカウンタとして機能し、ＢＴタイムスロットの最後のビーコンフレームではゼロとなる。ＣＤＯＷＮの範囲は、適宜任意の値に設定されるとしてよい。一実施例によると、ＣＤＯＷＮは、最大値が６３で、ＢＴタイムスロットの最後のビーコンフレームではゼロとなる必要がある。ステーションは、全てのビーコンフレームを受信しない場合（例えば、ステーションが受信するビーコンフレームが１つのみである場合）、受信したビーコンフレームに含まれるＣＤＯＷＮ値およびビーコンフレームの長さに基づき、ビーコンタイムスロットの終端を決定するとしてよい。

上述したように、ＴｘＳＷトレーニングシーケンスとして、送信先が他のステーションであるＴｘＳＷトレーニングシーケンス、または、ビーコンデータユニットを利用することで、ＰＣＰからステーションへＴｘＳＷトレーニングシーケンスを送信させる必要がなくなる。具体的な一実施例によると、各ＴｘＳＷトレーニングシーケンスは、ビーコン期間のうち５％を利用する。このため、省略されるＴｘＳＷトレーニングシーケンス毎に、通信システムのオーバーヘッドが大幅に低減され、つまり、ビーコン期間のうちビームフォーミングトレーニングではなくユーザデータのやり取りに利用可能な部分が増える。

＜送信用ビームフォーミングの順序決定＞
送信用ビームフォーミングのセクタスイープのデータユニットが送信される、選択されたシーケンスによって、新しいステーションが送信用セクタスイープを実行する際に、ＰＣＰから受信するステーションの検知遅延が低減し、および／または、コリジョンの数の低減に貢献するとしてよい。図９Ａは、ステーションＰとの間で送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行する２つのステーション（Ｎ１およびＮ２）を示す図である。図９Ａでは、矢印の方向は大まかにＰに対するビームの方向を示し、数字は複数のビームを送信する順序を示す。

ステーションＮ１は、方向について、順次送信を行う。例えば、ステーションＮ１は、開始方向から始め、順次、方向を回転させ３６０度回る。送信には指向性があるので、ステーションＰは、５番目の送信までステーションＮ１から送信を受信しないとしてよい。

一方、ステーションＮ２は、方向に関して、よりランダムに送信を行う。図９Ａに示す例では、ステーションＮ２による送信のうち隣接する送信の組は互いに１８０度離れている（つまり、送信１および２、送信３および４、送信５および６、送信７および８）。このため、ステーションＰは、２番目の送信ですぐに、ステーションＮ２からの送信を受信するとしてよい。このように、方向に関してランダムな順序で送信を行うと、ステーションの周囲の空間をより短期間でカバーするので、他のステーションが送信を受信するまでの遅延を平均して小さくすることができる。

Ａ−ＢＦＴタイムスロットの開始時点において、例えば、ＰＣＰはチャネルを感知して新しいステーションが送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行しているか否かを判断する必要がある。ＰＣＰは、新しいステーションはないと判断すると、Ａ−ＢＦＴタイムスロットを終了させてＡＴタイムスロットを早く開始させるとしてよい。ステーションが図９Ａに示すステーションＮ２のような順序で送信を行う場合、新しいステーションがあるか否かを判断するまでのＰＣＰの待ち時間を短くすることができる。別の例として、ビーコンを送信する前に、ＰＣＰは、他のＰＣＰが同時にビーコンを送信しているか否かを判断するべくチャネルを感知するとしてよい。他のＰＣＰが図９Ａに示すステーションＮ２のような順序で送信を行う場合、他のＰＣＰが送信を行っているか否かを判断するまでのＰＣＰの待ち時間を短くすることができる。

方向に関してランダムな順序を採用することによってさらに、ステーションが、複数の送信デバイス間で常にコリジョンが発生するのを避けることができる。方向に関してランダムな順序を採用する方法は、例えば、ビーコン送信およびＡ−ＢＦＴタイムスロット中での送信についても利用されるとしてよい。

方向に関してランダムな順序を決定する際には、さまざまな方法を適宜用いるとしてよい。一例を挙げると、第１番目の送信の方向はランダムに選択して、後続の送信の方向もまた、残りの方向からランダムに選択するとしてよい。別の例を挙げると、一部の送信の方向はランダムに選択して、これらのランダムな方向に基づいて残りの送信の方向を確定的に決定するとしてもよい。例えば、図９Ｂでは、奇数番目の送信はランダムに選択し、偶数番目の送信はそれぞれ、直前の奇数番目の送信と１８０度離れるようにする。またさらに別の例を挙げると、第１番目の送信の方向はランダムに選択して、後続の送信の方向は全て、第１番目の送信の方向に基づき確定的に決定する。「ランダム」という用語は、本明細書で用いる場合、ランダムおよび擬似的にランダムに選択することの両方を意味する。

＜ビームフォーミングトレーニング中のコリジョン＞
前述したように、システムが備えるデバイスが３つ以上の場合、ビームフォーミングトレーニングプロセス中にコリジョンが発生する場合がある。例えば、図７を再度参照して説明すると、複数のステーションが同じＡ−ＢＦＴタイムスロット３５４でＢＦＴを実行しようと試みる場合、コリジョンが発生する可能性がある。コリジョンが発生すると、ビームフォーミングトレーニングの送信で搬送されている情報は破損してしまうか、または、ＰＣＰでの認識が不可能になり、ＢＦＴプロセスを完了させることができない。図１０は、複数のビーコン期間３７０を示すタイミングチャートである。第１のビーコン期間３７０ａにおいて、ステーション３７２およびステーション３７４がそれぞれ、Ａ−ＢＦＴタイムスロット３８２ａにおいてＰＣＰ３８０へのＢＦＴデータユニット３７６およびＢＦＴデータユニット３７８の送信を試みる。コリジョンが発生して、ステーション３７２およびステーション３７４はそれぞれ、当該コリジョンに応じてバックオフ手順を実行する。図１０の例では、ステーション３７２のバックオフ値はビーコン期間３７０の４つ分で、ステーション３７４のバックオフ値はビーコン期間３７０の２つ分である。このため、ステーション３７４は、ビーコン期間３７０ｃのＡ−ＢＦＴタイムスロット３８２ｃにおいて、ＢＦＴデータユニット３８４を送信する。ビーコン期間３７０ｅのＡ−ＢＦＴタイムスロット３８２ｅにおいて、ステーション３７２は、ＢＦＴデータユニット３８６を送信する。ステーション３７２および３７４が共にバックオフ値として同数のビーコン期間を選択すると、再度コリジョンが発生し、バックオフプロセスが再度行われる。

図１０に図示するバックオフプロセスは、非効率的で、浪費する時間が非常に多い場合がある。非効率的であることに加えて、Ａ−ＢＦＴ期間３８２は、全てのビーコン期間３７０にあるというわけではない。例えば、ネットワークは、ビーコン期間３７０の１０回毎に１回Ａ−ＢＦＴ期間が設けられるように設定されるとしてもよい。Ａ−ＢＦＴをどの程度頻繁に設けるかは、効率とネットワークアクセスレイテンシとの間の兼ね合いで決まる。Ａ−ＢＦＴが各ビーコン期間に設けられない場合、Ａ−ＢＦＴ中にコリジョンが発生したステーションは、ＰＣＰとの間でアソシエーションを行うまでかなりの長時間待機せざるを得ない場合がある。例えば、Ａ−ＢＦＴ期間においてｋ個の新しいステーションが存在する確率は平均Ｇのポアソン分布に従っていると仮定され、以下の式で表される。

数１で表される確率において、当該Ａ−ＢＦＴタイムスロットにおいてコリジョンが発生する確率は以下の式で表される。

一実施形態によると、２つ以上の新しいステーションが、同一のＡ−ＢＦＴタイムスロットにおいて、ビームフォーミングトレーニング用のフレームまたはデータユニットを送信すると、コリジョンが発生するが、ＰＣＰがＢＦＴデータユニットのうち一部を正しく受信できるとしてよい。つまり、ＰＣＰは送信ステーションから１以上のＢＦＴデータユニットを受信し、ＢＦＴを実行しようと試みているステーションを決定することができるとしてよい。例えば、ＰＣＰは、コリジョンを発生させたＢＦＴ送信に基づき、送信ステーションのアドレス（例えば、メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレス）（つまり、ソースアドレス）を回復することができるとしてよい。ＰＣＰは、ステーションがバックオフする間は待機して、後でＢＦＴを再度試みるのではなく、ステーションに対してポーリングを行って、ビームフォーミングトレーニングをやり直す（例えば、ビームフォーミングトレーニングシーケンスを再送する）か、または、続いてビームフォーミング絞込みを行うように奨励するとしてよい。

図１１は、複数のビーコン期間４００を示すタイミングチャートである。第１のビーコン期間４００ａのＡ−ＢＦＴタイムスロット４１２ａにおいて、ステーション４０２およびステーション４０４はそれぞれ、ＰＣＰ４１０に対して、ＢＦＴデータユニット４０６およびＢＦＴデータユニット４０８の送信を試みている。コリジョンが発生するが、ＰＣＰ４１０は、トレーニングデータユニット４０６のうち少なくとも１つおよび／またはトレーニングデータユニット４０８のうち少なくとも１つを受信しているので、ステーション４０２および／またはステーション４０４がＰＣＰ４１０との間でＢＦＴを実行しようと試みているものと判断することができる。ＰＣＰは、受信に成功したデータユニットに基づき、ステーション４０２および／またはステーション４０４のアドレス（例えば、ＭＡＣアドレス）を決定することができるとしてよい。

ＰＣＰ４１０がステーション４０２のアドレスを決定できたと仮定すると、次のビーコン期間４００ｂのＢＴタイムスロット４１４ｂにおいて、ＰＣＰ４１０はステーション４０２に対してポーリング信号４１６を送信して、Ａ−ＢＦＴ期間４１２ｂにおいてＢＦＴを実行するようにステーション４０２に指示する。ステーション４０２は、ポーリング信号４１６に応じて、ＰＣＰ４１０にＢＦＴデータユニット４１８を送信する。同様に、ＰＣＰ４１０がステーション４０４のアドレスを決定できたと仮定すると、ビーコン期間４００ｃのＢＴタイムスロット４１４ｃにおいて、ＰＣＰ４１０はステーション４０４に対してポーリング信号４２０を送信して、Ａ−ＢＦＴ期間４１２ｃにおいてＢＦＴを実行するようにステーション４０４に指示する。ステーション４０４は、ポーリング信号４２０に応じて、ＰＣＰ４１０にＢＦＴデータユニット４２２を送信する。ポーリング信号４１６、４１８は、例えば、ビーコンまたはＢＦＴスケジューリングフレームによって送信するとしてよい。図１１に示す例ではビーコン期間４００ａの後にポーリング信号４１６、４２０が送信されているが、別の実施例では、ＰＣＰ４１０はコリジョンが発生したビーコン期間内にステーションに対してポーリングを行うとしてもよい。ＰＣＰ４１０は、例えば、ＡＴタイムスロット中にステーションに対してＢＦＴスロット付与／割り当てフレームを送信することによってこのような構成を実現するとしてよい。

図１１を参照しつつ上述したようなポーリングに代えて、ＰＣＰは、コリジョン中に新しいステーションに関する情報を取得すると、これらのステーションを既知のステーションとして扱うとしてもよい。このように、これらのステーションが既知のステーションと見なされるので、ＰＣＰは、Ａ−ＢＦＴタイムスロットではなくＢＦＴＴタイムスロット中に、これらのステーションにＢＦＴを実行させることができる。上述したように、ＢＦＴＴタイムスロットは、ＤＴＴタイムスロット中にあるとしてよい。このように、ＰＣＰは、対応するビーコン期間のＡＴタイムスロットにおいてステーションにＢＦＴスロット付与／割り当てフレーム（例えば、管理フレームの一種）を送信して、ＰＣＰと当該ステーションとの間でのビームフォーミングについてＢＦＴＴタイムスロットを割り当てるとしてよい。

図１２は、複数のビーコン期間４５０を図示しているタイミングチャートである。第１のビーコン期間４５０ａでは、ステーション４５２およびステーション４５４がそれぞれ、Ａ−ＢＦＴタイムスロット４６２ａにおいて、ＢＦＴデータユニット４５６およびＢＦＴデータユニット４５８のＰＣＰ４６０への送信を試みる。コリジョンが発生するが、ＰＣＰ４６０は、トレーニングデータユニット４５６のうち少なくとも１つおよび／またはトレーニングデータユニット４５８のうち少なくとも１つを受信しているので、ステーション４５２および／またはステーション４５４がＰＣＰ４６０との間でＢＦＴを実行しようと試みていると判断することができる。

次のビーコン期間４５０ｂのＢＴタイムスロット４６４ｂにおいて、ＰＣＰ４６０はステーション４５２およびステーション４５４に対してポーリングを行う。ＰＣＰ４６０が実行するポーリングでは、ステーション４５２に対して、ビーコン期間４５０ｂのＢＦＴＴタイムスロット４６６においてＢＦＴを実行するようステーション４５２に指示するＢＦＴスケジューリング情報を送信する。同様に、ＰＣＰ４６０が実行するポーリングでは、ステーション４５４に対して、ビーコン期間４５０ｂのＢＦＴＴタイムスロット４７０においてＢＦＴを実行するようステーション４５４に指示するＢＦＴスケジューリング情報を送信する。ＢＦＴスケジューリング情報に応じて、ステーション４５２はＰＣＰ４６０に対してタイムスロット４６６においてＢＦＴデータユニット４７２を送信し、ステーション４５４はＰＣＰ４６０に対してタイムスロット４７０においてＢＦＴデータユニット４７４を送信する。また、ステーション４５２および／またはステーション４５４のＢＦＴスケジューリング情報は、付与／スケジューリングフレームを用いてＡＴタイムスロットにおいて送信するとしてもよい。ＢＦＴスケジューリング情報は、ビーコン期間４５０ａまたはビーコン期間４５０ｂのＡＴタイムスロットで送信するとしてよい。ＢＦＴスケジューリング情報がビーコン期間４５０ａのＡＴタイムスロットで送信される場合、割り当てられるＢＦＴＴタイムスロット４６６および４７０はビーコン期間４５０ａ中に位置するとしてよい。スロット４６６および４７０は互いに隣接すると共にビーコン期間４５０ｂの最後に位置するものとして図１２に図示されているが、スロット４６６および４７０は、互いに隣接する必要はなく、ビーコン期間の最後に位置する必要もない。

上述したように、ＰＣＰは、後続のビーコン期間を待って、検出したステーションに対してポーリングを実行するのではなく、任意のＢＦＴシーケンスを検出した直後に、同じＡ−ＢＦＴタイムスロットにおいて、ＢＦＴプロセスを継続しようとするとしてよい。図１３は、Ａ−ＢＦＴタイムスロット５００の一部を図示するタイミングチャートである。Ａ−ＢＦＴタイムスロット５００において、ステーション５０２およびステーション５０４はそれぞれ、ＰＣＰ５１０に対するＢＦＴデータユニット５０６、５０８の送信を試みる。コリジョンが発生するが、ＰＣＰ５１０は少なくとも、トレーニングデータユニット５０８のうち少なくとも１つを受信しているので、ステーション５０４がＰＣＰ５１０との間でＢＦＴを実行しようと試みていることを判断することができる。ＰＣＰ５１０は、トレーニングデータユニット５０６のうち少なくとも１つを受信すると、ステーション５０２がＰＣＰ５１０との間でＢＦＴを実行しようと試みていることも判断することができる。図１３に示す状況の場合、ＰＣＰ５１０はステーション５０４に対して即座にポーリングを実行する。ステーション５０４に対するポーリングでは、ステーション５０４に対してＢＦＴデータユニット５１２を送信して、粗いＢＦＴセクタスイープを実行するとしてよい。ＰＣＰ５１０はさらに、ＡＴタイムスロットにおいて、フィードバックフレームを１つ送信し、その後にＢＦＴ付与／スケジューリングフレームを送信して、ＢＦＴのやり直しまたは継続を行うべく、ステーション５０４についてＤＴＴタイムスロット内にＢＦＴタイムスロットをスケジューリングするとしてよい。ＰＣＰ５１０によるポーリングに応じて、ステーション５０４は、ＰＣＰ５１０に対してＢＦＴデータユニット５１４を送信して、ＢＦＴセクタスイープをやり直すか、または、続いてビーム絞込みを実行するとしてよい。この後、ステーション５０４およびＰＣＰ５１０は、さらに互いにＢＦＴデータユニットを送信して、ＢＦＴ絞込みを１回以上実行するとしてよい。

ＰＣＰは、Ａ−ＢＦＴタイムスロットにおいてコリジョンを検出すると、ＡＴ／Ａ−ＢＦＴの出現頻度を高くして複数の新しいステーションを取り込むとしてよい。例えば、ＰＣＰは、ビーコン期間１０個毎にＡ−ＢＦＴを出現させるのではなく、Ａ−ＢＦＴタイムスロットの発生回数を大きくすることを決断して、Ａ−ＢＦＴがビーコン期間５個毎に発生するようにするとしてもよい。

ＰＣＰが送信するビーコンデータユニットには、以下に記載する情報要素（ＩＥ）のうち１以上を含めるとしてよい（含めないとしてもよい）。

Ａ−ＢＦＴポーリングＩＥは、ＭＡＣアドレスが既知であるアソシエーションされていないステーションに対してポーリングを実行して、ビーコンが送信されるＢＴタイムスロットの後のＡ−ＢＦＴタイムスロットにおいてＢＦＴを実行するべく利用されるＩＥであってよい。Ａ−ＢＦＴポーリングＩＥは、ポーリング対象のステーションのＭＡＣアドレス、または、簡略化されたＭＡＣアドレス（例えば、ＭＡＣアドレスの一部、例えば、ＭＡＣアドレスの最終バイトまたは最後の数バイト）を含むとしてもよい。ビーコンを受信すると共に、当該ビーコンに含まれるＡ−ＢＦＴポーリングＩＥのアドレスと一致するアドレスを持つステーションは、次のＡ−ＢＦＴタイムスロットにおいてＢＦＴを実行する予定であると認識するとしてよい。ビーコンを受信するが、当該ビーコンに含まれるＡ−ＢＦＴポーリングＩＥのアドレスと一致しないアドレスを持つステーションは、次のＡ−ＢＦＴタイムスロットではＢＦＴを実行する予定ではないと認識するとしてよい。Ａ−ＢＦＴポーリングＩＥの形式の一例を表２に示す。言うまでもなく、その他の形式を適宜利用するとしてもよい。例えば、表２の項目のうち１以上の項目を省略するとしてもよく、および／または、１以上のほかの項目を追加するとしてもよい。表２に示す形式の一例については、順序および／またはフィールドのサイズを変更するとしてもよい。

ＢＦＴＴ割り当てＩＥは、ビーコンデータユニットおよび／または告知データユニットに含まれるＩＥであってよい。ＢＦＴＴ割り当てＩＥは、ＰＣＰに既にアソシエーションされているステーション、または、ＰＣＰが知らないステーションに対してＢＦＴＴスロットを割り当てるべく利用されるとしてよい。ＢＦＴＴ割り当てＩＥは、ＢＦＴＴスロットが割り当てられるべきステーションの識別子を含むとしてよい。識別子は、ＰＣＰからステーションに割り当てられたステーション識別子（ＩＤ）、簡略化ＭＡＣアドレス、ＭＡＣアドレス等であってよい。ＢＦＴＴスロットがステーション間のＢＦＴについて割り当てられる場合、ＢＦＴＴ割り当てＩＥは第２のステーションの識別子を含むとしてよい。ＢＦＴＴ割り当てＩＥの形式の一例を表３に示す。言うまでもなく、その他の形式を適宜利用するとしてもよい。例えば、表３の項目のうち１以上の項目を省略するとしてもよく、および／または、１以上のほかの項目を追加するとしてもよい。表３に示す形式の一例については、順序および／またはフィールドのサイズを変更するとしてもよい。

＜アソシエーション用のビームフォーミングトレーニングの省電力化＞
アソシエーション用のビームフォーミングトレーニング（Ａ−ＢＦＴ）に関係しないステーションは、Ａ−ＢＦＴタイムスロットにおいてスリープ状態になることが可能な構成とすべきである。しかし、Ａ−ＢＦＴタイムスロットの長さは、非常に動的に決まるとしてよい。例えば、Ａ−ＢＦＴタイムスロットは、コリジョンが発生した時点で終了するとしてよい。また、コリジョンが発生すると、ＰＣＰは、ステーションのＴｘＳＷがいつ終了するのか判断できないとしてもよい。

一実施例によると、ＰＣＰは、Ａ−ＢＦＴの長さに制限を課して、ビーコンデータユニットで長さの制限値の指標を送信する。ステーションは、長さの制限値に基づき、Ａ−ＢＦＴタイムスロット中に当該制限値で示される期間の間スリープ状態となるとしてよい。長さの制限値がビームフォーミングトレーニングプロセスを完了させるのに十分な長さでない場合には、次のビーコン期間でも続いて当該ビームフォーミングトレーニングプロセスが行われるとしてよい。長さの制限値がビームフォーミングトレーニングを完了させるのに十分な長さよりも長い場合、または、ＰＣＰがＡ−ＢＦＴを早く終了させる場合には、ＰＣＰはＡ−ＢＦＴタイムスロットの残りの時間を利用して新しいステーションと通信を行うか、および／または、他のアウェイク（起きた）状態のステーションと通信を行うとしてよい。また、表１に示したＳＬＩＭＩＴフィールド等のフィールドが含まれていれば、ＰＣＰは、例えば、コリジョンのためにステーションからＴｘＳＷデータユニットを受信しない場合、当該ステーションのＴｘＳＷプロセスの終了時点を計算するとしてよい。

このように、Ａ−ＢＦＴ ＩＥは、Ａ−ＢＦＴタイムスロットの長さの最大値の指標、ステーションからＰＣＰに送信される送信用ビームフォーミングセクタスイープのデータユニットの数の上限（例えば、４、８、１６、３２、６４等）を示すフィールド（例えば、ＳＬＩＭＩＴ）、新しいステーションのＭＡＣアドレスまたは簡略化ＭＡＣアドレス等のうち１以上を含むとしてよい。Ａ−ＢＦＴ ＩＥフィールドは、ＰＣＰが送信するＡ−ＢＦＴデータユニットおよび／またはビーコンデータユニットに含まれるとしてよい。

図１４は、上述した方法例のうち１以上を実施する無線通信デバイス７００の一例を示すブロック図である。図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図３、および図７を再度参照しつつ説明すると、デバイス７００は、デバイス１２、１４、２２、２４、３２、３４、１００、３０２、３０４、３０６および３０８のうち１以上として利用されるとしてよい。例えば、デバイス７００は、ＰＣＰまたはＰＣＰと通信するステーションとして利用され得る。

以下では図１４を参照しつつ説明すると、デバイス７００は、送受信機７０４と、１以上のアンテナ７０８とを備える。送受信機７０４には、コントローラ７１２が結合されている。デバイス７００は、例えば、図２に示すデバイス１００を実現するデバイスであってよい。一実施例によると、送受信機７０４は、デバイス１００のうち少なくとも一部分、例えば、送信経路１０４、ビームフォーミングコントローラ１０６、および、ビームフォーミングネットワーク１３５を有する。この実施例では、コントローラ７１２はベクトル選択部１１０を有する。

デバイス７００がＰＣＰとして機能する場合、コントローラ７１２は、一部の状況では、送信用ビームフォーミングのトレーニングデータユニットとしても機能するビーコンデータユニットを生成するとしてよい。例えば、コントローラ７１２は、各ビーコンデータユニットに、当該ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングのトレーニングデータユニットとしても機能することをステーションに通知する指標を含めるとしてもよい。例えば、コントローラ７１２は、上述したように、各ビーコンデータユニットにＴｘＳＷ ＩＥを含めるとしてよい。また、コントローラ７１２は、ステーションから、ＰＣＰから当該ステーションに対する送信用ビームフォーミングのトレーニングデータユニットの送信を省略できる旨をＰＣＰに通知するフィードバックを受信するとしてよい。上述したように、ステーションは、ＰＣＰに対して、ＰＣＰが当該ステーションとの間で送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行する際に採用するスイープ方向の数を示すフィールドを含むデータユニットを送信するとしてよく、ＰＣＰが送信用ビームフォーミングのデータユニットの送信を省略できる旨を示すためには、このフィールドを０等の所定値に設定するとしてよい。このため、コントローラ７１２は、このフィールドを確認して送信用ビームフォーミングのデータユニットの送信を省略するか否かを判断するとしてよく、当該フィールドによって指定されている場合には、デバイス７００に送信用ビームフォーミングのデータユニットのステーションへの送信を省略させるとしてよい。

デバイス７００がＰＣＰと通信するステーションでまだビームフォーミングを行っていないステーションとして機能する場合、コントローラ７１２は、ＰＣＰが送信したビームフォーミングのトレーニングデータユニットであって、ビーコンデータユニットとしても機能するものか、または、別のステーションに送信されたものを検出するとしてよい。コントローラ７１２は、ＰＣＰとのビームフォーミングトレーニングのために、このような検出されたビームフォーミングのトレーニングデータユニットを利用するとしてよい。また、コントローラ７１２は、ＰＣＰに対して、当該ステーションへのビームフォーミングのトレーニングデータユニットの送信を省略することができる旨をＰＣＰに通知する信号を送信するとしてよい。例えば、コントローラ７１２は、送受信機７０４からＰＣＰに対して、ＰＣＰが当該ステーションとの間で送信用ビームフォーミングのセクタスイープを実行する際に採用するスイープ方向の数を示すフィールドを含むデータユニットを送信させるとしてよく、ＰＣＰが送信用ビームフォーミングのデータユニットの送信を省略できる旨を示すためには、このフィールドを０等の所定値に設定するとしてよい。

また、デバイス７００がＰＣＰとして機能する場合、コントローラ７１２は、ステーションがビームフォーミングトレーニング送信を送信したがコリジョンによって損傷したと判断し、これに応じて、送受信機７０４からステーションに対して、ビームフォーミングのトレーニングシーケンスの再送を促す信号か、または、ビーム絞込みに進むよう促す信号を送信させるとしてよい。デバイス７００がＰＣＰと通信し合うステーションとして機能する場合、コントローラ７１２は、ビームフォーミングトレーニング送信中にコリジョンを検出して、ポーリング信号またはＢＦＴＴスケジューリング／割り当て信号等の信号をＰＣＰから受信することに応じて、送受信機７０８にビームフォーミングトレーニングシーケンスを再送させるか、または、ビーム絞込みに進ませるとしてよい。ＰＣＰがＢＦＴＴスケジューリング／割り当て信号を送信する場合、コントローラ７１２は、ＢＦＴＴスケジューリング／割り当て信号に基づきビームフォーミングトレーニングシーケンスを送信するタイムスロットを決定するとしてよい。

また、デバイス７００がＰＣＰとして機能する場合、コントローラ７１２は、ビームフォーミングをまだ実行していないステーションとの間でビームフォーミングトレーニングを行うために利用されるタイムスロットの長さに制限を課すとしてよい。コントローラ７１２は、例えば、ビーコンデータユニットまたはビームフォーミングトレーニングデータユニットに、この制限値の指標を含めるとしてよい。一実施例によると、コントローラ７１２は、ビーコンデータユニットおよび／またはＡ−ＢＦＴデータユニットにＡ−ＢＦＴ ＩＥを含めるとしてよく、Ａ−ＢＦＴ ＩＥは、Ａ−ＢＦＴタイムスロットの長さの指標、ステーションからＰＣＰに送信される送信用ビームフォーミングセクタスイープのデータユニットの数の上限（例えば、４、８、１６、３２、６４等）を示すフィールド（例えば、ＳＬＩＭＩＴ）、新しいステーションのＭＡＣアドレスまたは簡略化ＭＡＣアドレス等のうち１以上を含むとしてよい。

デバイス７００がＰＣＰとの間で既にビームフォーミングを完了したステーションとして機能する場合、コントローラ７１２は、ＰＣＰから送信されたＡ−ＢＦＴ ＩＥ等のＩＥを確認して、ビームフォーミングを実行していないステーションとの間でのビームフォーミングトレーニングのために用いられるタイムスロットの長さを決定するとしてよい。コントローラ７１２は、この長さに関する情報に基づき、ビームフォーミングを実行していないステーションとの間でビームフォーミングトレーニングが実行されているタイムスロットの間は、デバイス７００を低電力モードにして、この長さに関する情報に基づきコントローラ７１２が決定した適切な時点において低電力モードを終了させるとしてよい。

また、コントローラ７１２は、送受信機７０８を制御して、図１４を参照しつつ上述したように、方向に関してランダムな順序でビームフォーミングの送信信号を送信させるとしてもよい。

一実施形態に係る方法は、コリジョンによって損傷した第１のビームフォーミングトレーニング送信を受信する段階と、コリジョンによって損傷した第１のビームフォーミングトレーニング送信に基づき、第１のビームフォーミングトレーニング送信が対応する第１のステーションを決定する段階とを備える。当該方法はさらに、第１のステーションを決定する段階に応じて、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するように第１のステーションを促すための信号を第１のステーションに送信する段階を備える。

別の実施形態によると、当該方法は、以下に記載する特徴のうち１以上を含むとしてよい。当該方法は、コリジョンによって損傷した第３のビームフォーミングトレーニング送信を受信する段階と、コリジョンによって損傷した第３のビームフォーミングトレーニング送信に基づき、第３のビームフォーミングトレーニング送信が対応する第２のステーションを決定する段階と、第２のステーションを決定する段階に応じて、第４のビームフォーミングトレーニング送信を送信するように第２のステーションを促すための信号を第２のステーションに送信する段階とを備えるとしてよい。

第１のステーションを決定する段階は、第１のビームフォーミングトレーニング送信に基づきソースアドレスを回復する段階を有するとしてよい。

当該方法は、第１のステーションを決定する段階に応じて第２のビームフォーミングトレーニング送信を第１のステーションが送信すべきタイミングを決定する段階を備え、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促すべく第１のステーションに送信される信号は、このタイミングの指標を含むとしてよい。

このタイミングは、ステーションがビームフォーミングトレーニングを実行するように用意されている期間内のタイミングであってよい。

第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいてセントラルステーションが受信するとしてよく、セントラルステーションは、複数のタイムフレームのビーコン期間においてビーコンを送信するとしてよく、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促すべく第１のステーションに送信される信号は、第１のタイムフレームの次の第２のタイムフレームのビーコン期間（例えば、次のＡ−ＢＦＴタイムスロット）において送信されるとしてよい。

第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいてセントラルステーションが受信するとしてよく、セントラルステーションは、複数のタイムフレームの各ビーコン期間においてビーコンを送信するとしてよい。第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促すべく第１のステーションに送信される信号は、第１のタイムフレームにおいて、第１のタイムフレームのビーコン期間以外の期間に送信されるとしてもよい。例えば、当該信号は、ＢＦＴ付与／スケジューリングフレームの形式で、ＡＴタイムスロットにおいて送信するとしてよい。この場合、セントラルステーションは、第１のタイムフレームのＤＴＴタイムスロットにおいて、ＢＦＴのやり直しまたはＢＦＴの継続のために、第１のステーションに対してポーリングを実行するとしてよい。別の例において、セントラルステーションは、（例えば、コリジョンが発生した）第１のタイムフレームのＡ−ＢＦＴにおいて第１のステーションに対してポーリングして、ＢＦＴをやり直すよう当該ステーションに要求するとしてもよい。

別の実施形態に係る装置は、複数のアンテナに結合された送受信機を備える。当該装置はさらに、第１のビームフォーミングトレーニング送信に基づき第１のビームフォーミングトレーニング送信が対応する第１のステーションを決定するコントローラを備え、第１のビームフォーミングトレーニング送信はコリジョンによって損傷している。コントローラはさらに、第１のステーションが決定されると、送受信機から第１のステーションに、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するように第１のステーションを促す信号を送信させる。

他の実施形態によると、当該装置は、以下に記載する特徴のうち１以上を備えるとしてよい。コントローラは、第３のビームフォーミングトレーニング送信に基づき第３のビームフォーミングトレーニング送信が対応する第２のステーションを決定し、第３のビームフォーミングトレーニング送信はコリジョンによって損傷しており、第２のステーションが決定されると、送受信機から第２のステーションに、第４のビームフォーミングトレーニング送信を送信するように第２のステーションを促す信号を送信させるとしてもよい。

コントローラは、第１のステーションが決定されると第２のビームフォーミングトレーニング送信を第１のステーションが送信すべきタイミングを決定するとしてよく、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促すべく第１のステーションに送信される信号は、このタイミングの指標を含む。

このタイミングは、ネットワークが知らないと見なされるステーションに対して用意されている期間内のタイミングであってよい。このタイミングは、ネットワークに既に既知と見なされるステーションに対して用意されている期間内のタイミングであってよい。

第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいて受信されるとしてよく、コントローラは、送受信機に、複数のタイムフレームの各ビーコン期間においてビーコンを送信させるとしてよい。また、コントローラは、送受信機に、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号を、第１のタイムフレームの次の第２のタイムフレームのビーコン期間において、第１のステーションに対して送信させるとしてよい。

第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいて受信されるとしてよく、コントローラは、送受信機に、複数のタイムフレームのビーコン期間においてビーコンを送信させるとしてよい。また、コントローラは、送受信機に、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう第１のステーションを促す信号を、第１のタイムフレームにおいて、第１のタイムフレームのビーコン期間以外の期間に、第１のステーションに送信させるとしてもよい。

別の実施形態に係る方法は、ビームフォーミングトレーニングデータユニットを送信する複数の方向を決定する段階と、複数の方向についてランダムな順序を決定する段階とを備える。当該方法はさらに、ランダムな順序で複数の方向に複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットを送信する段階を備える。

他の実施形態によると、当該方法は、以下に記載する特徴のうち１以上を含むとしてよい。ランダムな順序を決定する段階は、複数の方向のうち一部についてのランダムな順序を決定する段階と、複数の方向のうち残りの方向の順序を確定的に決定する段階とを有するとしてよい。

ランダムな順序を決定する段階は、奇数番目の送信の方向をランダムまたは擬似的にランダムに決定する段階と、直前の奇数番目の送信から１８０度ずれるように偶数番目の送信の方向を決定する段階とを有するとしてよい。

ランダムな順序を決定する段階は、第１の送信の方向をランダムまたは擬似的にランダムに決定する段階と、後続の方向を第１の方向に対して確定的に決定する段階とを有するとしてよい。

上述したさまざまなブロック、動作、および、技術のうち少なくとも一部は、ハードウェア、ファームウェア命令を実行するプロセッサ、ソフトウェア命令を実行するプロセッサ、または、これらの任意の組み合わせを用いて実現するとしてよい。ソフトウェア命令またはファームウェア命令を実行するプロセッサを用いて実現する場合、ソフトウェア命令またはファームウェア命令は、任意のコンピュータ可読メモリに格納されるとしてよい。磁気ディスク、光ディスク、または、その他の格納媒体、ＲＡＭまたはＲＯＭまたはフラッシュメモリ、プロセッサ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、テープドライブ等に格納されるとしてよい。同様に、ソフトウェア命令またはファームウェア命令は、任意の公知または所望の配信方法によってユーザまたはシステムに配信されるとしてよい。例えば、コンピュータ可読ディスクまたはその他の輸送可能なコンピュータ格納機構に格納した状態で、または、通信媒体を介して配信されるとしてよい。通信媒体は通常、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または、その他のデータを、搬送波またはその他の輸送機構等の変調データ信号において具現化する。「変調データ信号」という用語は、１以上の特性が、信号内に情報を符号化するように設定または変更された信号を意味する。例を挙げると、これらに限定されるものではないが、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続等の有線媒体、および、音波、無線周波数、赤外線等の無線媒体を含む。このため、ソフトウェア命令またはファームウェア命令は、電話線、ＤＳＬライン、ケーブルテレビライン、光ファイバライン、無線通信チャネル、インターネット等の通信チャネルを介してユーザまたはシステムに配信されるとしてよい。（この構成は、輸送可能な格納媒体を介してソフトウェアを提供する構成と同一または互換可能な構成と見なされる。）ソフトウェア命令またはファームウェア命令は、プロセッサによって実行されるとプロセッサにさまざまな動作を実行させる機械可読命令を含むとしてよい。

ハードウェアにおいて実現される場合、当該ハードウェアは、個別部品のうち１以上の部品と、集積回路と、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等とを備えるとしてよい。

数多くのさまざまな実施形態について詳細に説明してきたが、本特許の範囲は本特許に記載されている特許請求の範囲の記載内容によって定められるものと理解されたい。詳細な説明は、本特許を例示するものに過ぎないと解釈されたく、可能な実施形態を全て記載したものではない。可能な実施形態を全て記載するのは、不可能でないとすれば、非現実的である。現在の技術水準、または、本開示の出願日以降に進化する技術水準に基づき、上記の実施形態に代わる実施形態を多く実現することができるであろうが、それらの実施形態も本願の特許請求の範囲に含まれるものとする。

Claims (31)

1. 複数のビーコンデータユニットを生成する段階と、
   ビーコン送信用に用意されているタイムスロットにおいて、複数のアンテナを介して、前記複数のビーコンデータユニットを送信する段階と
   を備え、
   前記複数のビーコンデータユニットに含まれる各ビーコンデータユニットは、前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標を含み、
   前記複数のビーコンデータユニットを送信する段階は、ビーコンデータユニット毎に、送信する際にビームフォーミングネットワークに適用するビームフォーミングベクトルを変化させる段階を有する方法。
2. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、ビーム絞込みトレーニングシーケンスの数を含む情報要素を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記情報要素は、逆方向に送信可能なビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示す指標を含む請求項２に記載の方法。
4. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、前記複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットから成るシーケンスにおける各ビームフォーミングトレーニングデータユニットの位置を示す値、または、前記複数のビームフォーミングデータユニットにおける各ビームフォーミングトレーニングデータユニットの後のビームフォーミングトレーニングユニットの数を示す値を含む請求項１に記載の方法。
5. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、ビームフォーミングトレーニングフィードバックを求める要求を示すフィールドを含む請求項１に記載の方法。
6. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、ビームフォーミングトレーニングフィードバックを求める要求を示すフィールドを含む請求項１に記載の方法。
7. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、１以上の後続のビーム絞込みパラメータを示すフィールドを含む請求項１に記載の方法。
8. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、逆方向に送信可能な、送信用または受信用のビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示すフィールドを含む請求項１に記載の方法。
9. ステーションから、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは前記ステーションに送信されるべきではない旨を示す指標を受信する段階と、
   前記ステーションから前記指標を受信すると、前記ステーションとの間での送信用ビームフォーミングトレーニングシーケンスを省略する段階と
   をさらに備える請求項１に記載の方法。
10. 前記ステーションから受信する、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは前記ステーションに送信されるべきではない旨を示す前記指標は、まだビームフォーミングを行っていないステーションとの間でビームフォーミングトレーニングを実行するために用意されているタイムスロットで受信される請求項９に記載の方法。
11. 複数のアンテナに結合されており、ビームフォーミングネットワークを有する送受信機と、
    コントローラと
    を備え、
    前記コントローラは、
    複数のビーコンデータユニットを生成し、
    前記送受信機に、ビーコン送信用に用意されているタイムスロットにおいて前記複数のアンテナを介して前記複数のビーコンデータユニットを送信させ、
    ビーコンデータユニット毎に、送信される際に前記ビームフォーミングネットワークに適用されるビームフォーミングベクトルを変化させ、
    前記複数のビーコンデータユニットに含まれる各ビーコンデータユニットは、前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標を含む装置。
12. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、ビーム絞込みトレーニングシーケンスの数を含む情報要素を含む請求項１１に記載の装置。
13. 前記情報要素は、逆方向に送信可能なビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示す指標を含む請求項１２に記載の装置。
14. 前記コントローラは、ステーションから、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは前記ステーションに送信されるべきではない旨を示す指標を受信すると、前記ステーションとの間での送信用ビームフォーミングトレーニングシーケンスを省略する請求項１１に記載の装置。
15. 前記ステーションから受信する、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは前記ステーションに送信されるべきではない旨を示す前記指標は、まだビームフォーミングを行っていないステーションとの間でビームフォーミングトレーニングを実行するために用意されているタイムスロットで受信される請求項１４に記載の装置。
16. ステーションにおいて、ビーコンの送信のために用意されているタイムスロットにおいてネットワークコントローラから送信される複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニット、または、前記ネットワークコントローラから別のステーションに送信される複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットを受信する段階と、
    前記複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットを受信すると、前記ネットワークコントローラに対して、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは前記ステーションに送信されるべきではない旨を示す指標を送信する段階と
    を備える方法。
17. 前記複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは、ビーコンデータユニットであり、
    各ビーコンデータユニットは、前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す指標を含む請求項１６に記載の方法。
18. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、ビーム絞込みトレーニングシーケンスの数を含む情報要素を含む請求項１７に記載の方法。
19. 前記情報要素は、前記ネットワークコントローラに送信可能なビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示す指標を含む請求項１８に記載の方法。
20. 送受信機と、
    コントローラと
    を備える装置であって、
    前記コントローラは、
    ビーコン送信のために用意されているタイムスロットにおいてネットワークコントローラから送信される複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニット、または、前記ネットワークコントローラから前記装置とは異なる別のステーションに送信される複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットを検出し、
    前記複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットを受信すると、前記送受信機から前記ネットワークコントローラに対して、送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは前記装置に送信されるべきではない旨を示す指標を送信させる装置。
21. 前記複数の送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットはビーコンデータユニットであり、
    各ビーコンデータユニットは、前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングのために利用可能である旨を示す指標を含む請求項２０に記載の装置。
22. 前記ビーコンデータユニットが送信用ビームフォーミングトレーニングに利用可能である旨を示す前記指標は、ビーム絞込みトレーニングシーケンスの数を含む情報要素を含む請求項２１に記載の装置。
23. 前記情報要素は、前記ネットワークコントローラに送信可能なビームフォーミングトレーニングデータユニットの数の制限を示す指標を含む請求項２２に記載の装置。
24. 送信用ビームフォーミングトレーニングデータユニットは前記装置に送信されるべきではない旨を示す前記指標は、まだビームフォーミングを行っていないステーションとの間でビームフォーミングトレーニングを実行するために用意されているタイムスロットで送信される請求項２０に記載の装置。
25. 前記送受信機は、複数のアンテナに結合されており、
    前記送受信機は、ビームフォーミングネットワークを有しており、
    前記コントローラは、複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットを追加で生成し、
    前記コントローラは、前記送受信機に、追加で生成された前記複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットを、前記複数のアンテナを介して、前記ネットワークコントローラへと送信させ、
    前記コントローラは、前記追加で生成した複数のビームフォーミングトレーニングデータユニットに含まれるビームフォーミングデータユニット毎に、送信される際に前記ビームフォーミングネットワークに適用されるビームフォーミングベクトルを変化させる請求項２０に記載の装置。
26. コリジョンによって損傷した第１のビームフォーミングトレーニング送信を受信する段階と、
    前記コリジョンによって損傷した前記第１のビームフォーミングトレーニング送信に基づき、前記第１のビームフォーミングトレーニング送信が対応している第１のステーションを決定する段階と、
    前記第１のステーションが決定されると、前記第１のステーションに対して、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう前記第１のステーションを促す信号を送信する段階と
    を備える方法。
27. 前記第１のステーションを決定する段階は、前記第１のビームフォーミングトレーニング送信からソースアドレスを回復する段階を有する請求項２６に記載の方法。
28. 前記第１のステーションが決定されると、前記第１のステーションが前記第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信すべきタイミングを決定する段階をさらに備え、
    前記第１のステーションに送信される、前記第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう前記第１のステーションを促す前記信号は、前記第１のステーションが前記第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信すべき前記タイミングを示す指標を含む請求項２６に記載の方法。
29. 前記第１のステーションが前記第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信すべき前記タイミングは、ステーションがビームフォーミングトレーニングを実行するために用意されているタイムスロット内のタイミングである請求項２８に記載の方法。
30. 前記第１のビームフォーミングトレーニング送信は、複数のタイムフレームのうち第１のタイムフレームにおいて、セントラルステーションが受信し、
    前記セントラルステーションは、前記複数のタイムフレームの各ビーコン期間においてビーコンを送信し、
    前記第１のステーションに送信される、前記第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう前記第１のステーションを促す前記信号は、前記第１のタイムフレームに続く第２のタイムフレームのビーコン期間において、または、前記第１のタイムフレーム内の前記第１のタイムフレームのビーコン期間以外の期間において送信される請求項２６に記載の方法。
31. 複数のアンテナに結合されている送受信機と、
    コントローラと
    を備え、
    前記コントローラは、
    コリジョンによって損傷している第１のビームフォーミングトレーニング送信に基づき、前記第１のビームフォーミングトレーニング送信が対応する第１のステーションを決定し、
    前記第１のステーションを決定すると、前記第１のステーションに対して、第２のビームフォーミングトレーニング送信を送信するよう前記第１のステーションを促す信号を前記送受信機から送信させる装置。

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