JP2014518050A - 基本サービスセットを確立するためのＴｕｎｎｅｌｅｄＤｉｒｅｃｔＬｉｎｋＳｅｔｕｐ（ＴＤＬＳ）のための方法および装置 - Google Patents

基本サービスセットを確立するためのＴｕｎｎｅｌｅｄＤｉｒｅｃｔＬｉｎｋＳｅｔｕｐ（ＴＤＬＳ）のための方法および装置 Download PDF

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Abstract

本開示のいくつかの態様は、1対の装置(たとえば、ステーションまたはアクセス端末)の間の直接リンクを確立し、直接リンクを介して装置の基本サービスセットをセットアップするための技法に関する。1対の装置は、第1の帯域幅においてデバイス(たとえば、アクセスポイント)を介して1対の別の装置と通信し、第1の帯域幅において別の装置との直接リンクを確立し、第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において別の装置と直接通信し、装置および別の装置が、第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成することができる。

Description

米国特許法第119条による優先権の主張
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により明白に本明細書に組み込まれる、2011年5月27日に出願の米国仮特許出願第61/491,090号、2011年6月3日に出願の米国仮特許出願第61/493,188号、2011年6月8日に出願の米国仮特許出願第61/494,442号、および2011年6月14日に出願の米国仮特許出願第61/496,987号の利益を主張する。
本開示のいくつかの態様は、一般にワイヤレス通信に関し、より詳細には、1対の装置の間にTunneled Direct Link Setup(TDLS)を確立し、TDLSを介して装置のパーソナル基本サービスセット(PBSS)をセットアップするための方法に関する。
ワイヤレス通信システムに要求される帯域幅要件の増加の問題に対処するために、高いデータスループットを達成しながら、複数のユーザ端末がチャネルリソースを共有することによって単一のアクセスポイントと通信することを可能にするために、様々な方式が開発されている。多入力多出力(MIMO)技術は、次世代通信システムのための普及している技法として最近現れた1つのそのような手法である。MIMO技術は、米国電気電子技術者協会(IEEE) 802.11規格など、いくつかの新生のワイヤレス通信規格において採用されている。IEEE802.11は、(たとえば、数十メートルから数百メートルの)短距離通信用にIEEE802.11委員会によって開発されたワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)エアインターフェース規格のセットを示す。
IEEE802.11 WLAN規格団体は、毎秒1ギガビットよりも大きい合計スループットを目標とする60GHzのキャリア周波数(すなわち、IEEE802.11ad仕様)を使用する手法に基づく送信のための仕様を確立した。
MIMOシステムは、データ送信のための複数(NT)の送信アンテナおよび複数(NR)の受信アンテナを使用する。NT個の送信アンテナとNR個の受信アンテナとによって形成されるMIMOチャネルは、NS個の独立チャネルに分解可能で、これは空間チャネルとも呼ばれ、Ns≦min{NT,NR}である。NS個の独立チャネルの各々は、1つの次元に対応する。複数の送信アンテナおよび受信アンテナによって作成される追加の次元が使用される場合、MIMOシステムは、性能を向上させる(たとえば、より高いスループットおよび/またはより大きい信頼度)ことができる。
単一アクセスポイント(AP)および複数のユーザ局(STA)を有するワイヤレスネットワークでは、アップリンクとダウンリンク方向の両方で、異なる局に向かって複数のチャネル上で同時送信が起こり得る。そのようなシステムには多くの課題が存在する。
本開示のいくつかの態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。この装置は一般に、第1の帯域幅においてデバイスを介して別の装置と通信するように構成される第1の回路と、第1の帯域幅において別の装置との直接リンクを確立するように構成される第2の回路と、第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において別の装置と直接通信するように構成される第3の回路であり、装置および別の装置が、第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成する、第3の回路と、直接リンクの確立を開始する基本サービスセットのコントローラを決定するように構成される第4の回路と、直接リンクを確立する間に交換される複数のメッセージに、パーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)インテントフィールド、またはタイブレーカーのうちの少なくとも1つを含めるように構成される第5の回路とを含み、決定がPCPインテントフィールドまたはタイブレーカーフィールドのうちの少なくとも1つに基づく。
本開示のいくつかの態様は、装置によるワイヤレス通信のための方法を提供する。この方法は一般に、第1の帯域幅においてデバイスを介して別の装置と通信するステップと、第1の帯域幅において別の装置との直接リンクを確立するステップと、第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において別の装置と直接通信するステップであり、装置および別の装置が、第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成する、ステップとを含む。
本開示のいくつかの態様は、ワイヤレス通信のための装置を提供する。この装置は一般に、第1の帯域幅においてデバイスを介して別の装置と通信するための手段と、第1の帯域幅において別の装置との直接リンクを確立するための手段と、第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において別の装置と直接通信するための手段であり、装置および別の装置が、第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成する、手段とを含む。
本開示のいくつかの態様は、装置によるワイヤレス通信のためのコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品は、第1の帯域幅においてデバイスを介して別の装置と通信することと、第1の帯域幅において別の装置との直接リンクを確立することと、第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において別の装置と直接通信することであり、装置および別の装置が、第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成することとを行うように実行可能な命令を備えるコンピュータ可読媒体を含む。
本開示のいくつかの態様は、アクセス端末を提供する。このアクセス端末は一般に、少なくとも1つのアンテナと、少なくとも1つのアンテナを介して、第1の帯域幅においてアクセスポイントを介して別のアクセス端末と通信するように構成される第1の回路と、第1の帯域幅において別のアクセス端末との直接リンクを確立するように構成される第2の回路と、少なくとも1つのアンテナを介して、第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において別のアクセス端末と直接通信するように構成される第3の回路であり、アクセス端末および別のアクセス端末が、第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成する、第3の回路とを含む。
本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、添付の図面にその一部を示す態様を参照することによって、上記で簡単に要約したもののさらに具体的な説明が得られ得る。しかし、添付の図面は、本開示の特定の典型的な態様のみを示し、したがって、本開示の範囲の限定とみなされてはならず、その理由は、この説明が他の同等の効果のある態様をもたらし得るからであることに留意されたい。
本開示のいくつかの態様による、ワイヤレス通信ネットワークを示す図である。 本開示のいくつかの態様による、例示的アクセスポイントおよびユーザ端末を示すブロック図である。 本開示のいくつかの態様による、例示的ワイヤレスデバイスを示すブロック図である。 本開示のいくつかの態様による、例示的フレーム交換を示す図である。 本開示のいくつかの態様による、無線局において実行され得る例示的な動作を示す図である。 図5に示す動作を実行することが可能な例示的構成要素を示す図である。
添付の図面を参照しながら本開示の様々な態様について以下でより十分に説明する。ただし、本開示は、多くの異なる形態で実施され得るものであり、本開示全体にわたって提示する任意の特定の構造または機能に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が周到で完全になり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるために与えるものである。本明細書の教示に基づいて、本開示の範囲は、本開示の他の態様とは無関係に実装されるにせよ、本開示の他の態様と組み合わせて実装されるにせよ、本明細書で開示する本開示のいかなる態様をもカバーするものであることを、当業者なら諒解されたい。たとえば、本明細書に記載の態様をいくつ使用しても、装置を実施することができ、または方法を実施することができる。さらに、本開示の範囲は、本明細書に記載の本開示の様々な態様に加えてまたはそれらの態様以外に、他の構造、機能、または構造および機能を使用して実施されるそのような装置またはそのような方法をカバーするものとする。本明細書で開示する本開示の任意の態様が請求項の1つまたは複数の要素によって実施できることを理解されたい。
「例示的な」という言葉は、「例、実例、または例示として機能すること」を意味するために本明細書で使用される。「例示的な」ものとして本明細書で説明する何らかの態様は、必ずしも他の態様よりも好ましい、または有利であると解釈されるわけではない。
本明細書では特定の態様について説明するが、これらの態様の多くの変形体および置換は本開示の範囲内に入る。好ましい態様のいくつかの利益および利点について説明するが、本開示の範囲は特定の利益、使用、または目的に限定されるものではない。むしろ、本開示の態様は、様々なワイヤレス技術、システム構成、ネットワーク、および送信プロトコルに広く適用可能であるものとし、そのうちのいくつかを例として図および好ましい態様についての以下の説明で示す。発明を実施するための形態および図面は、限定的なものではなく本開示を説明するものにすぎず、本開示の範囲は添付の特許請求の範囲およびその均等物によって規定される。
例示的なワイヤレス通信システム
本明細書に記載の技法は、直交多重化方式に基づく通信システムを含む、様々なブロードバンドワイヤレス通信システムに使用され得る。そのような通信システムの例には、空間分割多元接続(SDMA)、時分割多元接続(TDMA)、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)システムなどがある。SDMAシステムは、十分に異なる方向を使用して、複数のユーザ端末に属すデータを同時に送信することができる。TDMAシステムは、複数のユーザ端末が、送信信号を異なるタイムスロットに分割することによって、同じ周波数チャネルを共有することを可能にすることができ、各タイムスロットは、異なるユーザ端末に割り当てられる。TDMAシステムは、GSM(登録商標)または当技術分野で知られている何らかの他の規格を実装することができる。OFDMAシステムは、全システム帯域幅を複数の直交サブキャリアに区分する変調技法である、直交周波数分割多重(OFDM)を利用する。これらのサブキャリアは、トーン、ビンなどと呼ぶこともできる。OFDMでは、各サブキャリアはデータで独立して変調できる。OFDMシステムは、IEEE802.11または当技術分野で知られている何らかの他の規格を実装することができる。SC-FDMAシステムは、システム帯域幅にわたって分散されたサブキャリア上で送信するためのインターリーブされたFDMA(IFDMA)、隣接するサブキャリアのブロック上で送信するための局所FDMA(LFDMA)、または隣接するサブキャリアの複数のブロック上で送信するための拡張FDMA(EFDMA)を利用することができる。一般に、変調シンボルは、OFDMでは周波数領域で、SC-FDMAでは時間領域で生成される。SC-FDMAシステムは、3GPP-LTE(第3世代パートナーシッププロジェクトロングタームエボリューション(Long Term Evolution))または当技術分野で知られているいくつかの他の規格を実装することができる。
本明細書の教示は、様々なワイヤードまたはワイヤレス装置(たとえば、ノード)に組み込まれ得る(たとえば、その装置内に実装され、またはその装置によって実行され得る)。いくつかの態様では、ノードはワイヤレスノードを備える。たとえば、そのようなワイヤレスノードは、ワイヤードまたはワイヤレス通信リンクを介した、ネットワーク(たとえば、インターネットまたはセルラーネットワークなど、ワイドエリアネットワーク)のための、またはネットワークへの接続性を与え得る。いくつかの態様では、本明細書の教示に従って実装されるワイヤレスノードはアクセスポイントまたはアクセス端末を備え得る。
アクセスポイント(「AP」)は、ノードB、無線ネットワークコントローラ(「RNC」)、eノードB、基地局コントローラ(「BSC」)、ベーストランシーバ局(「BTS」)、基地局(「BS」)、トランシーバ機能(「TF」)、無線ルータ、無線トランシーバ、基本サービスセット(「BSS」)、拡張サービスセット(「ESS」)、無線基地局(「RBS」)、または何らかの他の用語を備えるか、それらのいずれかとして実装されるか、あるいはそれらのいずれかとして知られていることがある。いくつかの実装形態では、アクセスポイントは、セットトップボックスキオスク、メディアセンター、またはワイヤレスもしくはワイヤード媒体を介して通信するように構成された他のどの好適なデバイスも備え得る。本開示のいくつかの態様によると、アクセスポイントは、ワイヤレス通信規格の米国電気電子技術者協会(IEEE)802.11ファミリーに従って動作し得る。
アクセス端末(「AT」)は、アクセス端末、加入者局、加入者ユニット、移動局、リモート局、リモート端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、ユーザデバイス、ユーザ機器、ユーザ局、または何らかの他の用語を含むか、それらのいずれかとして実装されるか、あるいはそれらのいずれかとして知られていることがある。いくつかの実装形態では、アクセス端末は、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル(「SIP」)電話、ワイヤレスローカルループ(「WLL」)局、携帯情報端末(「PDA」)、ワイヤレス接続機能を有するハンドヘルドデバイス、局(「STA」)、またはワイヤレスモデムに接続された何らかの他の好適な処理デバイスを含み得る。したがって、本明細書で教示する1つまたは複数の態様は、電話(たとえば、セルラー電話またはスマートフォン)、コンピュータ(たとえば、ラップトップ)、ポータブル通信デバイス、ポータブルコンピューティングデバイス(たとえば、個人情報端末)、タブレット、娯楽デバイス(たとえば、音楽またはビデオデバイス、あるいは衛星ラジオ)、テレビジョンディスプレイ、フリップカム、セキュリティビデオカメラ、デジタルビデオレコーダ(DVR)、全地球測位システムデバイス、あるいはワイヤレスまたはワイヤード媒体を介して通信するように構成された任意の他の好適なデバイスに組み込まれ得る。本開示のいくつかの態様によれば、アクセス端末は、IEEE802.11ワイヤレス通信規格ファミリーに従って動作し得る。
図1に、アクセスポイントおよびユーザ端末を有する多元接続多入力多出力(MIMO)システム100を示す。簡潔にするために、図1にはただ1つのアクセスポイント110を示してある。アクセスポイントは、一般に、ユーザ端末と通信する固定局であり、基地局または何らかの他の用語で呼ばれることもある。ユーザ端末は、固定でもモバイルでもよく、移動局、ワイヤレスデバイスまたは何らかの他の用語で呼ばれることもある。アクセスポイント110は、ダウンリンクおよびアップリンク上で所与の瞬間において1つまたは複数のユーザ端末120と通信することができる。ダウンリンク(すなわち、順方向リンク)はアクセスポイントからユーザ端末への通信リンクであり、アップリンク(すなわち、逆方向リンク)はユーザ端末からアクセスポイントへの通信リンクである。ユーザ端末はまた、別のユーザ端末とピアツーピアに通信することができる。システムコントローラ130は、アクセスポイントに結合し、アクセスポイントの調整および制御を行う。
以下の開示の部分では、空間分割多元接続(SDMA)によって通信することが可能なユーザ端末120について説明するが、いくつかの態様では、ユーザ端末120は、SDMAをサポートしないいくつかのユーザ端末も含むことができる。したがって、そのような態様では、AP110は、SDMAユーザ端末と非SDMAユーザ端末の両方と通信するように構成され得る。この手法は、より新しいSDMAユーザ端末が適宜に導入されることを可能にしながら、より古いバージョンのユーザ端末(「レガシー」局)が企業に配備されたままであることを都合よく可能にして、それらの有効寿命を延長することができる。
システム100は、ダウンリンクおよびアップリンク上でのデータ送信のために複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを用いる。アクセスポイント110は、Nap個のアンテナを備え、ダウンリンク送信では多入力(MI)を表し、アップリンク送信では多出力(MO)を表す。K個の選択されたユーザ端末120のセットは、ダウンリンク送信では多出力を集合的に表し、アップリンク送信では多入力を集合的に表す。純粋なSDMAの場合、K個のユーザ端末のためのデータシンボルストリームが、何らかの手段によって、コード、周波数、または時間で多重化されない場合、Nap≧K≧1であることが望まれ、TDMA技法、CDMAを用いた様々なコードチャネル、OFDMを用いたサブバンドの独立セットなどを使用してデータシンボルストリームを多重化することができる場合、KはNapよりも大きくすることができる。各選択されたユーザ端末は、ユーザ固有のデータをアクセスポイントに送信し、および/またはアクセスポイントからユーザ固有のデータを受信する。一般に、各選択されたユーザ端末は、1つまたは複数のアンテナを備えることができる(すなわち、Nut≧1)。K個の選択されたユーザ端末は、同じまたは異なる数のアンテナを有することができる。
SDMAシステム100は時分割複信(TDD)システムまたは周波数分割複信(FDD)システムとすることができる。TDDシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクは同じ周波数帯域を共有する。FDDシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクは異なる周波数帯域を使用する。MIMOシステム100はまた、伝送のために単一のキャリアまたは複数のキャリアを利用することができる。各ユーザ端末は、(たとえば、コストを抑えるために)単一のアンテナを備えることができ、または(たとえば、追加費用をサポートすることができる場合)複数のアンテナを備えることができる。ユーザ端末120が、送信/受信を異なるタイムスロットに分割することによって、同じ周波数チャネルを共有する場合、システム100は、TDMAシステムであってもよく、各タイムスロットは、異なるユーザ端末120に割り当てられる。
図2に、MIMOシステム100におけるアクセスポイント110ならびに2つのユーザ端末120mおよび120xのブロック図を示す。アクセスポイント110は、Nt個のアンテナ224a〜224tを備える。ユーザ端末120mは、Nut,m個のアンテナ252ma〜252muを備え、ユーザ端末120xは、Nut,x個のアンテナ252xa〜252xuを備える。アクセスポイント110は、ダウンリンクでは送信エンティティであり、アップリンクでは受信エンティティである。各ユーザ端末120は、アップリンクでは送信エンティティであり、ダウンリンクでは受信エンティティである。本明細書で使用する「送信エンティティ」は、ワイヤレスチャネルを介してデータを送信することが可能な独立動作型の装置またはデバイスであり、「受信エンティティ」は、ワイヤレスチャネルを介してデータを受信することが可能な独立動作型の装置またはデバイスである。以下の説明では、下付き文字「dn」はダウンリンクを示し、下付き文字「up」はアップリンクを示し、Nup個のユーザ端末がアップリンク上での同時伝送のために選択され、Ndn個のユーザ端末がダウンリンク上での同時伝送のために選択され、Nupは、Ndnに等しいことも等しくないこともあり、NupおよびNdnは、静的な値であるかまたはスケジュール間隔ごとに変化することができる。アクセスポイントおよびユーザ端末においてビームステアリングまたは何らかの他の空間処理技法が使用できる。
アップリンク上では、アップリンク送信のために選択された各ユーザ端末120において、TXデータプロセッサ288は、データソース286からトラフィックデータを受信し、コントローラ280から制御データを受信する。TXデータプロセッサ288は、ユーザ端末のための選択されたレートに関連するコーディングおよび変調方式に基づいて、ユーザ端末のためのトラフィックデータを処理(たとえば、符号化、インターリーブ、および変調)し、データシンボルストリームを与える。TX空間プロセッサ290は、データシンボルストリームに対して空間処理を実行し、Nut,m個の送信シンボルストリームをNut,m個のアンテナに供給する。各送信機ユニット(TMTR)254は、アップリンク信号を発生するために、それぞれの送信シンボルストリームを受信し、処理(たとえば、アナログ変換、増幅、フィルタ処理、および周波数アップコンバート)する。Nut,m個の送信機ユニット254は、Nut,m個のアンテナ252からアクセスポイントへの送信用に、Nut,m個のアップリンク信号を与える。
アップリンク上での同時伝送のためにNup個のユーザ端末がスケジュールできる。これらのユーザ端末の各々は、そのデータシンボルストリームに対して空間処理を実行し、アップリンク上で送信シンボルストリームのそのセットをアクセスポイントに送信する。
アクセスポイント110において、Nap個のアンテナ224a〜224apは、アップリンク上で送信するすべてのNup個のユーザ端末からアップリンク信号を受信する。各アンテナ224は、受信信号をそれぞれの受信機ユニット(RCVR)222に供給する。各受信機ユニット222は、送信機ユニット254によって実行された処理を補足する処理を実行し、受信シンボルストリームを与える。RX空間プロセッサ240は、Nap個の受信機ユニット222からのNap個の受信シンボルストリームに対して受信機空間処理を実行し、Nup個の復元されたアップリンクデータシンボルストリームを与える。受信機空間処理は、チャネル相関行列反転(CCMI)、最小平均2乗誤差(MMSE)、ソフト干渉消去(SIC)、または何らかの他の技法に従って実行される。各復元されたアップリンクデータシンボルストリームは、それぞれのユーザ端末によって送信されたデータシンボルストリームの推定値である。RXデータプロセッサ242は、復号データを得るために、そのストリームのために使用されたレートに応じて各復元されたアップリンクデータシンボルストリームを処理(たとえば、復調、デインターリーブ、および復号)する。各ユーザ端末の復号データは、記憶のためにデータシンク244に供給でき、および/またはさらなる処理のためにコントローラ230に供給できる。
ダウンリンク上では、アクセスポイント110において、TXデータプロセッサ210は、ダウンリンク送信のためにスケジュールされたNdn個のユーザ端末のためのデータソース208からトラフィックデータを受信し、コントローラ230から制御データを受信し、場合によってはスケジューラ234から他のデータを受信する。様々なタイプのデータは様々なトランスポートチャネル上で送信できる。TXデータプロセッサ210は、そのユーザ端末のために選択されたレートに基づいて各ユーザ端末のトラフィックデータを処理(たとえば、符号化、インターリーブ、変調)する。TXデータプロセッサ210は、Ndn個のダウンリンクデータシンボルストリームをNdn個のユーザ端末に供給する。TX空間プロセッサ220は、Ndn個のダウンリンクデータシンボルストリームに対して空間処理(本開示に記載するプリコーディングまたはビームフォーミングなど)を実施し、Nap個のアンテナにNap個の送信シンボルストリームを与える。各送信機ユニット222は、ダウンリンク信号を発生するために、それぞれの送信シンボルストリームを受信し、処理する。Nap個の送信機ユニット222は、Nap個のアンテナ224からユーザ端末への送信用に、Nap個のダウンリンク信号を与える。
各ユーザ端末120において、Nut,m個のアンテナ252は、アクセスポイント110からNap個のダウンリンク信号を受信する。各受信機ユニット254は、関連するアンテナ252からの受信信号を処理し、受信シンボルストリームを与える。RX空間プロセッサ260は、Nut,m個の受信機ユニット254からのNut,m個の受信シンボルストリームに対して受信機空間処理を実行し、復元されたダウンリンクデータシンボルストリームをユーザ端末に与える。受信機空間処理は、CCMI、MMSEまたは何らかの他の技法に従って実行される。RXデータプロセッサ270は、ユーザ端末のための復号データを得るために、復元されたダウンリンクデータシンボルストリームを処理(たとえば、復調、デインターリーブ、および復号)する。
各ユーザ端末120において、チャネル推定器278は、ダウンリンクチャネル応答を推定し、チャネル利得推定値、SNR推定値、ノイズ分散などを含み得るダウンリンクチャネル推定値を与える。同様に、チャネル推定器228は、アップリンクチャネル応答を推定し、アップリンクチャネル推定値を与える。各ユーザ端末用のコントローラ280は通常、ユーザ端末についての空間フィルタ行列を、そのユーザ端末についてのダウンリンクチャネル応答行列Hdn,mに基づいて導出する。コントローラ230は、アクセスポイントについての空間フィルタ行列を、実効アップリンクチャネル応答行列Hup,effに基づいて導出する。各ユーザ端末用のコントローラ280は、フィードバック情報(たとえば、ダウンリンクおよび/またはアップリンク固有ベクトル、固有値、SNR推定値など)をアクセスポイントに送ることができる。コントローラ230および280は、それぞれ、アクセスポイント110およびユーザ端末120における様々な処理ユニットの動作も制御する。
本開示のいくつかの態様では、図1〜図2に示されるワイヤレスシステム100は、60GHzのキャリア周波数を利用してIEEE802.11adワイヤレス通信規格に従って動作し得る。
図3に、ワイヤレス通信システム100内で利用できるワイヤレスデバイス302において使用できる様々な構成要素を示す。ワイヤレスデバイス302は、本明細書で説明する様々な方法を実装するように構成され得るデバイスの一例である。ワイヤレスデバイス302は、たとえばアセスポイント110またはユーザ端末120に対応し得る。
ワイヤレスデバイス302は、ワイヤレスデバイス302の動作を制御するプロセッサ304を含み得る。プロセッサ304は中央処理ユニット(CPU)と呼ばれることもある。読取り専用メモリ(ROM)とランダムアクセスメモリ(RAM)の両方を含み得るメモリ306は、命令とデータとをプロセッサ304に与える。メモリ306の一部分は不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)をも含み得る。プロセッサ304は、一般に、メモリ306内に記憶されたプログラム命令に基づいて論理および算術演算を実行する。メモリ306中の命令は、本明細書で説明する方法を実装するように実行可能であり得る。
プロセッサ304は、1つもしくは複数のプロセッサとともに実装される処理システムの構成要素を備え、または構成要素であってよい。1つまたは複数のプロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラム可能ゲートアレイ(FPGA)、プログラム可能論理デバイス(PLD)、コントローラ、状態機械、ゲート論理、個別ハードウェア構成要素、専用ハードウェア有限状態機械、または情報の算出もしくは他の操作を実施し得る他のどの適したエンティティのどの組合せを有しても実装され得る。
処理システムは、ソフトウェアを記憶するための機械可読媒体も含み得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、どのタイプの命令も意味すると広く解釈されたい。命令は、(たとえば、ソースコード形式、バイナリコード形式、実行可能コード形式、または他のどの適したコード形式でも)コードを含み得る。命令は、1つまたは複数のプロセッサによって実行されると、処理システムに、本明細書に記載する様々な機能を実施させる。
ワイヤレスデバイス302は、ワイヤレスデバイス302と別のワイヤレスノード(たとえば、遠隔地内の別のワイヤレスノード)との間のデータの送信および受信を可能にするために、送信機310と受信機312とを含み得るハウジング308をも含み得る。送信機310と受信機312とは、組み合わされてトランシーバ314になり得る。ワイヤレスデバイス302は、トランシーバ314に電気的に結合された1つまたは複数のアンテナ316も含み得る。ワイヤレスデバイス302は、(図示しない)複数の送信機、複数の受信機、複数のトランシーバ、および/または複数のアンテナを含むこともできる。
ワイヤレスデバイス302はまた、トランシーバ314によって受信された信号のレベルを検出および定量化することができる信号検出器318を含み得る。信号検出器318は、総エネルギー、シンボルごとのサブキャリア当たりのエネルギー、電力スペクトル密度および/または他の定量化メトリクスを使用して、そのような信号の検出を定量化することができる。ワイヤレスデバイス302はまた、信号を処理する際に使用するためのデジタル信号プロセッサ(DSP)320を含み得る。
ワイヤレスデバイス302の様々な構成要素は、データバスに加えて、パワーバスと、制御信号バスと、ステータス信号バスとを含み得るバスシステム322によって結合され得る。
本開示のいくつかの態様は、1対の装置(たとえば、ステーションまたはユーザ端末120)の間の直接リンクを確立し、直接リンクを介してユーザ端末(ステーション)120のパーソナル基本サービスセット(PBSS)をセットアップするための方法をサポートする。直接リンクは、(たとえば、図1のネットワーク100においてなど)ワイヤレスネットワークにおいてステーションとピアステーションとの間に直接確立された通信リンクに対応し得る。さらに、ワイヤレスネットワークは、ステーションとピアステーションとの間の送信のための仲介として働き得る少なくとも1つのアクセスポイント(たとえば、アクセスポイント110)を備え得る。ステーションおよびピアステーションを備えるPBBSがひとたび設定されると、これらのピアステーションは、任意の追加の仲介通信エンティティ(たとえば、アクセスポイント)を使用することなしに、直接リンクを介して、直接通信することができる。本開示のいくつかの態様によれば、直接リンクは、ステーションとピアステーションとの間のTunneled Direct Link Setup(TDLS)チャネルを備え得、PBSSをセットアップすることは、TDLSチャネルを介して達成され得る。
60GHzでのTUNNELED DIRECT LINK SETUP
一態様では、2つのステーション(STA)(たとえば、ユーザ端末120)は、5GHzの帯域(または2.5GHzの帯域)において、アクセスポイント(たとえば、アクセスポイント110)に関連付けられ得る。STA120は、アクセスポイント110を介したセキュアなTDLS直接リンクをセットアップするように構成され得る。たとえば、この場合、これら2つのSTA間の通信を確立するために、新しいパスワードを入力する必要がない、すなわち、ユーザ介入が必要ない場合がある。STA120を備える基本サービスセット(BSS)がセキュアであるとき、直接リンクはセキュアであり得る。
STA120は、60GHzの帯域に切り替わり、PBSSを開始するように構成され得る。本開示のいくつかの態様によれば、帯域を切り替えるために(すなわち、5GHzから60GHzの帯域に切り替えるために)、高速セッション転送(FST)またはTDLSチャネル切替えが利用され得る。本開示の態様では、FSTメッセージは、5GHzの帯域の直接リンクにおいて交換され得る。
帯域を切り替えることは、この特定のTDLSがSTAの間にBSSを形成しない標準のTDLSと異なるところであることに留意されたい。DBandビーコンまたは告知が必要でない場合、PBSSが必要ではない可能性がある。DBandビーコンおよび告知は、スケジューリング情報(すなわち、半永続的(SP)スケジューリング情報)を伝えるために使用され得る。
本開示の態様では、TDLSセキュリティキー(たとえば、TDLS Peer Key-Temporal Key(TPK-TK))がSTA間のPBSSキーとして使用され得、その場合、PBSSをセットアップするとき、4ウェイハンドシェイクがスキップされ得る。代わりに、交換されたTDLSナンス(乱数)が、4ウェイハンドシェイクにおいて、事前共有キー(PSK)として連結され、使用され得る。
本開示の態様では、どのSTAがDBandにおけるPBSS制御ポイント(PCP)になるかを決定することが必要とされ得る。これは、TDLSセットアップメッセージにパーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)インテントフィールドおよびランダムなタイブレーカーフィールドを追加することによって実行することができる。この手法の利点は、60GHzのPBSSを、同じAPに関連するSTA間にユーザ介入なしでセットアップすることができるということであり得る。同じ方法は、STA間にピアツーピア(P2P)ネットワークをセットアップするために利用され得る。
図4は、本開示のいくつかの態様による、60GHzのPBSSをセットアップするためのフレーム交換の例400を示す。STA402は、アクセスポイント406を介してSTA404とのTDLS直接リンクをセットアップするように構成され得る。一態様では、この通信は、5GHzの帯域幅において達成され得る。これに続いて、60GHzの帯域に切り替えるために、FSTまたはTDLSチャネル切替えが実行され得る。帯域の切替えの間、FSTセットアップ要求/応答がSTA402と404との間で交換され得る。
本開示のいくつかの態様によれば、最も高い媒体アクセス制御(MAC)アドレスを有するSTA、TDLS開始プログラム、またはPCPインテント値との組合せでランダムなPCPフィールドに関連付けられたSTAは、PBSSのPCPになり得る。PCPを決定した後、関連付け要求/応答メッセージを、STA402と404との間で交換することができる。
本開示の態様では、ペアワイズ一時キー(pairwise transient key:PTK)がこの関連付けのためにすでに存在する場合、4ウェイハンドシェイクはスキップされ得る。別の態様では、STA402および404は、4ウェイハンドシェイクを始め、ペアワイズセキュリティキーとしてTDLSハンドシェイクで交換されるナンスを使用することができる。
図4に示すように、60GHzの帯域への切替えの後、STA402、404は、新しいPBSSを形成する、または既存のPBSSを続けることができ、その間にTDLSセットアップにおいて交換されるセキュリティ証明を利用することができる。
ガロア/カウンタモードプロトコル(GCMP)のための変更
カウンタモードのための同じTDLS Peer Key-Temporal Key(TPK-TK)を、暗号ブロック連鎖メッセージ認証コードプロトコル(CCMP)およびガロア/カウンタモードプロトコル(GCMP)とともに同時に利用することは、好ましいソリューションではない可能性がある。本開示のいくつかの態様によれば、第2の一時キー(TPK-TK2)は、GCMPとの使用のために導出され得る。
本開示の一態様では、ナンスの異なるハッシュを使用して、および場合によっては異なるキー導出関数(KDF)を使用して、既存のTDLSナンスからTPK-TK2を導出することができる。別の態様では、TPK-TK2は、特定のGCMPナンスに基づいて導出され得、それは、TDLSセットアップ要求/応答フレームに追加され得る。
本開示の態様では、PSK長を超えないために、TDLSナンスは、連結されるよりはむしろ、排他的論理和をとられ得る。これは、4ウェイハンドシェイクがPBSSのセットアップに使用されたままである場合に適用され得る。たとえば、TDLSナンスおよび最大PSK長はいずれも256ビットに等しくなり得る。
本開示の態様では、PSKは、ワイヤレス通信標準(たとえば、IEEE802.11z規格)のIEEE802.11ファミリーに従って定義されるTPK-Key-Inputを利用することによって生成され得る。特に、TDLSおよび60GHz帯域でのPSKは、次のように定義され得る。
PSK=KDF-256(TPK-Key-Input,“TDLS PBSS PSK", BSSID) (1)
ただし、BSSIDは、基本サービスセット(BSS)の識別子(ID)を示す。一態様では、BSSIDは、TPK-Key-Dataの導出に関して、基本サービスセットにおけるSTAの媒体アクセス制御(MAC)アドレスを備えるように拡張され得る。
図5は、本開示のいくつかの態様による、無線局(STA)において実行され得る例示的な動作500を示す。502で、STAは、第1の帯域幅においてデバイス(たとえば、アクセスポイント)を介して別のSTAと通信することができる。504で、第1の帯域幅において別のSTAとの直接リンクを確立し得る。506で、STAは、第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において別のSTAと直接通信し得、STAおよび別のSTAが、第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成し得る。一態様では、基本サービスセットは、パーソナル基本サービスセット(PBSS)を備え得る。一態様では、第1の帯域幅は、2.5GHzの帯域幅または5GHzの帯域幅を備え得、第2の帯域幅は、60GHzの帯域幅を備え得る。
一態様では、STAは、基本サービスセットのコントローラを決定し得る。本開示の一態様では、直接リンクは、Tunneled Direct Link Setup(TDLS)通信リンクを備え得、コントローラは、パーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)を備え得る。別の態様では、基本サービスセットは、ピアツーピア(P2P)通信リンクを備え得、コントローラは、P2Pネットワークのグループオーナーを備え得る。
一態様では、コントローラの決定は、STAおよび別のSTAの媒体アクセス制御(MAC)アドレスに基づき得る。別の態様では、コントローラは、直接リンクの確立を開始するSTAを備えることが決定され得る。さらに別の態様では、コントローラの決定は、PCPインテントフィールドまたはタイブレーカーフィールドのうちの少なくとも1つを直接リンクを確立する間に交換される複数のメッセージに追加するステップを備え得る。この場合、タイブレーカーフィールドの第1は、複数のメッセージのTunneled Direct Link Setup(TDLS)要求メッセージにおいてランダムに0または1に設定され得る。代わりに、タイブレーカーフィールドの第2は、複数のメッセージのTDLS応答メッセージのTDLS応答フィールドにおいてトグルされ得る。
一態様では、STAは、直接リンクを確立した後、別のSTAとの通信を第1の帯域幅から第2の帯域幅に切り替えるように構成され得る。切替えは、TDLSチャネル切替えを利用することに基づき得る。代わりに、切替えは、FSTを使用することに基づき得る。
一態様では、STAは、時間期間の後、基本サービスセットにおいて動作し続けることができ、基本サービスセットは、以前に確立された既存の基本サービスセットに対応し得る。
一態様では、STAは、第2の帯域幅において別のSTAと直接通信しながら、直接リンクを確立する間に交換されるセキュリティ証明を使用することができる。別の態様では、STAは、第2の帯域幅において別のSTAと直接通信しながら、直接リンクを確立する間に導出されるセキュリティキーを使用することができる。この場合、STAは、別のSTAと、4ウェイハンドシェイクの代わりに基本サービスセットを確立しながら、導出されたセキュリティキーを使用することができる。
一態様では、導出されたセキュリティキーは、Tunneled direct link setup Peer Key-Temporal Key(TPK-TK)とは異なっていてもよい。基本サービスセットを確立する間に使用されるセキュリティキーを導出するために直接リンクを確立する間に交換されるメッセージ(たとえば、要求/応答メッセージ)に、乱数を含めることができる。
一態様では、STAは、第2の帯域幅において別のSTAとの直接通信をセットアップするとき、事前共有されるセキュリティキーを使用することができる。別の態様では、STAは、直接リンクを使用して、乱数を別のSTAと交換していることがある。乱数を連結した後、STAは、第2の帯域幅において別のSTAとの直接通信をセットアップするとき、事前共有されるセキュリティキーとして、連結された乱数を使用することができる。代わりに、STAは、ランダム値を得るために、乱数において二項演算を実行することができる。その後、STAは、第2の帯域幅において別のSTAとの直接通信をセットアップするとき、事前共有されるセキュリティキーとして、ランダム値を使用することができる。たとえば、二項演算は、乱数の間の排他的論理和(XOR)演算を備え得る。
本開示のいくつかの態様によれば、第2の帯域幅において別のSTAとの直接通信のために使用されるPTKは、Tunneled direct link setup Pairwise Key(TPK)-Key-Dataの拡張に基づいて、STAで生成され得る。一態様では、PTKは、256ビットで拡張されるTPK-Key-Dataに基づいて生成され得る。別の態様では、TPK-Key-Dataの導出のために使用されるN_KEYは、Temporal Key(TK)に基づき得る。たとえば、N_KEYは、TK_bits+128+256に等しくなり得る。さらに別の態様では、PTKは、(たとえば、TPK-Key-Dataの最後の256ビットからなど)TPK-Key-Dataのビットの一部から導出され得る。
一態様では、STAは、第2の帯域幅において別のSTAとの直接通信をセットアップするときに使用される事前共有されるセキュリティキーを生成することができ、事前共有されるセキュリティキーは、キー導出関数(KDF)、ワイヤレス通信規格のIEEE802.11ファミリーに従って定義されたTunneled Direct Link Setup Peer Key(TPK)Key Input、Tunneled Direct Link Setup Personal Basic Service Set Pre-Shared Key(TDLS PBSS PSK)、または基本サービスセットの識別子(ID)のうちの少なくとも1つに基づいて生成され得る。
図5Aは、本開示のいくつかの態様による、ワイヤレスSTAにおいて(たとえば、ユーザ端末120において、および/またはワイヤレスデバイス302において)行われ得る例示的な動作500Aを示す。502Aで、STAの第1の回路(たとえば、トランシーバ254および/またはトランシーバ314)は、第1の帯域幅においてアクセスポイント(たとえば、アクセスポイント110)を介してSTAと別のSTA(たとえば、別のユーザ端末120および/または別のワイヤレスデバイス302)との間の通信を確立するように構成され得る。504Aで、STAの第2の回路(たとえば、トランシーバ254および/またはトランシーバ314)は、第1の帯域幅においてSTAと別のSTAとの間の直接リンクを確立するように構成され得る。506Aで、STAの第3の回路(たとえば、トランシーバ254および/またはトランシーバ314)は、第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅においてSTAと別のSTAとの間の直接通信を提供するように構成され得、STAおよび別のSTAは、第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成することができる。一態様では、STAの第4の回路(たとえば、トランシーバ254および/またはトランシーバ314)は、直接リンクを確立した後、TDLSチャネル切替えまたは高速セッション転送を使用して、別のSTAとの通信を、第1の帯域幅から第2の帯域幅に切り替えるように構成され得る。
上記で説明した方法の様々な動作は、対応する機能を実行することができる任意の好適な手段によって実行され得る。手段は、限定はしないが、回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、またはプロセッサを含む、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素および/またはモジュールを含むことができる。一般に、図に示される動作がある場合、これらの動作は、同様の番号を有する対応する対のミーンズプラスファンクション構成要素を有し得る。たとえば、図5に示される動作500は、図5Aに示される構成要素500Aに対応する。
本明細書で使用する際、「決定すること」という用語は、様々なアクションを含む。たとえば、「決定すること」は、算出すること、計算すること、処理すること、導出すること、調査すること、検索すること(たとえば、テーブル、データベース、または別のデータ構造を検索すること)、確認することなどを含み得る。また、「決定すること」は、受信すること(たとえば、情報を受信すること)、アクセスすること(たとえば、メモリ内のデータにアクセスすること)などを含む場合がある。また、「決定すること」は、解決すること、選択すること、選出すること、確立することなどを含むことができる。
本明細書で使用する、項目のリスト「のうちの少なくとも1つ」を指す句は、個々のメンバーを含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、a〜b、a〜c、b〜c、およびa〜b〜cをカバーするものとする。
上記の方法の様々な動作は、たとえば様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素、回路および/またはモジュールなど、動作を実施することができる任意の好適な手段によって実施することができる。一般に、図に示される任意の動作は、動作を実施することができる対応する機能手段によって実施することができる。
通信するための手段は、装置と別の装置との間の通信を実行するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、通信するための手段は、トランシーバ、たとえば、図1のユーザ端末120の図2のトランシーバ254、または図3のワイヤレスデバイス302のトランシーバ314などを備え得る。確立するための手段は、装置と別の装置との間のリンクを確立するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、確立するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、ユーザ端末120の図2のプロセッサ270、ユーザ端末120の図2のプロセッサ288、またはワイヤレスデバイス302のプロセッサ304などを備え得る。決定するための手段は、装置と別の装置との間のリンクの確立を開始する基本サービスセットのコントローラを決定するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、決定するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。含めるための手段は、装置と別の装置との間のリンクを確立する間に交換されるメッセージに1つまたは複数のフィールドを含めるように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、含めるための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。切り替えるための手段は、装置と別の装置との間の通信を第1の帯域幅から第2の帯域幅に切り替えるように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、切り替えるための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。
セキュリティ証明またはセキュリティキーを使用するための手段は、装置と別の装置との間のリンクを確立する間に交換されるセキュリティ証明を使用し、リンクを確立する間に導出されるセキュリティキーを使用するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、セキュリティ証明またはセキュリティキーを使用するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。導出されたセキュリティキーを使用するための手段は、装置および別の装置を備える基本サービスセットを確立するために、導出されたセキュリティキーを使用するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、導出されたセキュリティキーを使用するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。事前共有されるセキュリティキーを使用するための手段は、装置と別の装置との間の通信をセットアップするとき、事前共有されるセキュリティキーを使用するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、事前共有されるセキュリティキーを使用するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。
乱数を交換するための手段は、装置と別の装置との間の直接リンクを使用して、装置と別の装置との間の乱数を交換するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、乱数を交換するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。連結するための手段は、乱数を連結するように構成される1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、連結するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。連結された乱数を使用するための手段は、装置と別の装置との間の直接通信をセットアップするとき、連結された乱数を事前共有されるセキュリティキーとして使用するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、連結される乱数を使用するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。実行するための手段は、ランダム値を得るために乱数において二項演算を実行するように構成される1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、実行するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。乱数を使用するための手段は、装置と別の装置との間の直接通信をセットアップするとき、乱数を事前共有されるセキュリティキーとして使用するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、乱数を使用するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。生成するための手段は、装置と別の装置との間の直接通信をセットアップするときに使用される事前共有されるセキュリティキーを生成するように構成される装置の1つまたは複数のモジュールおよび/または回路を備え得る。一態様では、生成するための手段は、特定用途向け集積回路、たとえば、プロセッサ270、プロセッサ288、またはプロセッサ304を備え得る。
本開示に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス(PLD)、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明する機能を実施するように設計されたそれらの任意の組合せで実装または実施することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替として、プロセッサは、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械とすることができる。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装され得る。
本開示に関連して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで具体化されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで具体化されるか、またはその2つの組合せで具体化され得る。ソフトウェアモジュールは、当技術分野で知られている任意の形式の記憶媒体内に常駐することができる。使用され得る記憶媒体のいくつかの例には、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、CD-ROMなどがある。ソフトウェアモジュールは、単一の命令、または多数の命令を備えることができ、いくつかの異なるコードセグメント上で、異なるプログラム間で、および複数の記憶媒体にわたって分散され得る。記憶媒体は、プロセッサがその記憶媒体から情報を読み取ることができ、その記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合され得る。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化され得る。
本明細書で開示された方法は、記載の方法を達成するための1つまたは複数のステップまたはアクションを含む。方法のステップおよび/またはアクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく、互いに交換され得る。言い換えれば、ステップまたはアクションの特定の順序が指定されていない限り、特定のステップおよび/またはアクションの順序および/または使用は、特許請求の範囲から逸脱することなく修正することができる。
1つまたは複数の例示的な態様では、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶され、または、コンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送もしくは記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる、任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用する場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(「CD」)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(「DVD」)、フレキシブルディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザで光学的にデータを再生する。したがって、いくつかの態様では、コンピュータ可読媒体は、非一時的なコンピュータ可読媒体(たとえば、有形媒体)を備え得る。さらに、他の態様では、コンピュータ可読媒体は、一時的なコンピュータ可読媒体(たとえば、信号)を備え得る。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
したがって、いくつかの態様は、本明細書で提示する動作を実行するためのコンピュータプログラム製品を含むことができる。たとえば、そのようなコンピュータプログラム製品は、本明細書で説明する動作を実施するために1つまたは複数のプロセッサによって実行可能な命令を記憶(および/またはエンコード)するコンピュータ可読媒体を含み得る。いくつかの態様では、コンピュータプログラム製品はパッケージング材料を含み得る。
ソフトウェアまたは命令は、伝送媒体を介して送信することもできる。たとえば、ソフトウェアが同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は伝送媒体の定義内に含まれる。
さらに、本明細書で説明する方法および技法を実行するためのモジュールおよび/または他の適切な手段は、適用可能な場合、ユーザ端末および/または基地局によってダウンロードされ得、および/またはその他の方法で得られ得ることを諒解されたい。たとえば、そのようなデバイスは、本明細書で説明する方法を実施するための手段の転送を容易にするために、サーバに結合することができる。代わりに、本明細書で説明した様々な方法は、ユーザ端末および/または基地局が、記憶手段をデバイスに結合したすぐ後、または提供したすぐ後に、様々な方法を得ることができるように、記憶手段(たとえば、RAM、ROM、コンパクトディスク(CD)またはフレキシブルディスクなどの物理的記憶媒体など)を介して提供することができる。さらに、本明細書で説明する方法および技法をデバイスに与えるための任意の他の適切な技法を利用することができる。
特許請求の範囲は、上記に示した正確な構成および構成要素に限定されないことを理解されたい。上記の方法および装置の構成、動作および詳細において、特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な改変、変更および変形を行うことができる。
上記は本開示の態様を対象とするが、本開示の他の態様は、それらの基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、それらの範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
100 多元接続多入力多出力(MIMO)システム
110 アクセスポイント
120 ユーザ端末
130 システムコントローラ
208 データソース
210 TXデータプロセッサ
220 TX空間プロセッサ
222 受信機ユニット(RCVR)
222 送信機ユニット
224 アンテナ
228 チャネル推定器
230 コントローラ
234 スケジューラ
240 RX空間プロセッサ
242 RXデータプロセッサ
244 データシンク
252 アンテナ
254 送信機ユニット(TMTR)
254 受信機ユニット
260 RX空間プロセッサ
270 RXデータプロセッサ
278 チャネル推定器
280 コントローラ
286 データソース
288 TXデータプロセッサ
290 TX空間プロセッサ
302 ワイヤレスデバイス
304 プロセッサ
306 メモリ
308 ハウジング
310 送信機
312 受信機
314 トランシーバ
316 アンテナ
318 信号検出器
320 デジタル信号プロセッサ(DSP)
322 バスシステム
402 STA
404 STA
406 アクセスポイント

Claims (62)

  1. ワイヤレス通信のための装置であって、
    第1の帯域幅においてデバイスを介して別の装置と通信するように構成される第1の回路と、
    前記第1の帯域幅において前記別の装置との直接リンクを確立するように構成される第2の回路と、
    前記第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において前記別の装置と直接通信するように構成される第3の回路であり、前記装置および前記別の装置が、前記第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成する、第3の回路と
    を備える装置。
  2. 前記直接リンクの確立を開始する前記基本サービスセットのコントローラを決定するように構成される第4の回路
    をさらに備える請求項1に記載の装置。
  3. 前記基本サービスセットが、パーソナル基本サービスセット(PBSS)を備え、
    前記直接リンクが、Tunneled Direct Link Setup(TDLS)通信リンクを備え、
    前記コントローラが、前記PBSSのパーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)を備える
    請求項2に記載の装置。
  4. 前記基本サービスセットが、ピアツーピア(P2P)通信リンクを備え、
    前記コントローラが、グループオーナーを備える
    請求項2に記載の装置。
  5. 前記決定が、前記装置および前記別の装置の媒体アクセス制御(MAC)アドレスに基づく、請求項2に記載の装置。
  6. 前記直接リンクを確立する間に交換される複数のメッセージに、パーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)インテントフィールド、またはタイブレーカーフィールドのうちの少なくとも1つを含めるように構成される第5の回路
    をさらに備え、前記決定が、PCPインテントフィールドまたはタイブレーカーフィールドのうちの前記少なくとも1つに基づく
    請求項2に記載の装置。
  7. 前記タイブレーカーフィールドの第1のフィールドが、前記複数のメッセージのTunneled Direct Link Setup(TDLS)要求メッセージにおいてランダムに0または1に設定され、
    前記タイブレーカーフィールドの第2のフィールドが、前記複数のメッセージのTDLS応答メッセージのTDLS応答フィールドにおいてトグルされる
    請求項6に記載の装置。
  8. 前記第1の帯域幅が、2.5GHzの帯域幅または5GHzの帯域幅を含み、
    前記第2の帯域幅が、60GHzの帯域幅を含む
    請求項1に記載の装置。
  9. 前記直接リンクを確立した後、Tunneled Direct Link Setup(TDLS)チャネル切替えまたは高速セッション転送(FST)を使用して、前記別の装置との通信を、前記第1の帯域幅から前記第2の帯域幅に切り替えるように構成される第4の回路
    をさらに備える請求項1に記載の装置。
  10. 前記第3の回路が、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置と直接通信する間に、前記直接リンクを確立する間に交換されるセキュリティ証明、または前記直接リンクを確立する間に導出されるセキュリティキーを使用する
    ようにも構成される、請求項1に記載の装置。
  11. 前記基本サービスセットを確立するために前記導出されたセキュリティキーを使用するように構成される第4の回路
    をさらに備える請求項10に記載の装置。
  12. 前記導出されたセキュリティキーが、Tunneled direct link setup Peer Key-Temporal Key(TPK-TK)とは異なる、請求項10に記載の装置。
  13. 乱数が、前記基本サービスセットを確立する間に使用される前記セキュリティキーを導出するために前記直接リンクを確立する間に交換されるメッセージに含められる、請求項10に記載の装置。
  14. 前記第3の回路が、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、事前共有されるセキュリティキーを使用する
    ようにも構成される、請求項1に記載の装置。
  15. 前記第3の回路が、
    前記直接リンクを使用して、前記別の装置と乱数を交換し、
    前記乱数を連結し、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、前記連結された乱数を事前共有されるセキュリティキーとして使用する
    ようにも構成される、請求項1に記載の装置。
  16. 前記第3の回路が、
    前記直接リンクを使用して、前記別の装置と乱数を交換し、
    ランダム値を得るために、前記乱数において二項演算を実行し、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、前記ランダム値を事前共有されるセキュリティキーとして使用する
    ようにも構成される、請求項1に記載の装置。
  17. 前記第3の回路が、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするときに使用される事前共有されるセキュリティキーを生成する
    ようにも構成され、前記事前共有されるセキュリティキーが、キー導出関数(KDF)、ワイヤレス通信規格のIEEE802.11ファミリーに従って定義されたTunneled Direct Link Setup Peer Key(TPK)Key Input、Tunneled Direct Link Setup Personal Basic Service Set Pre-Shared Key(TDLS PBSS PSK)、または前記基本サービスセットの識別子(ID)のうちの少なくとも1つに基づいて生成される、
    請求項1に記載の装置。
  18. 前記基本サービスセットの前記IDが、前記装置および前記別の装置の媒体アクセス制御(MAC)アドレスを備える、請求項17に記載の装置。
  19. 前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信のために使用されるペアワイズ一時キー(PTK)を生成するように構成される第4の回路
    をさらに備え、前記PTKが、Tunneled direct link setup Pairwise Key(TPK)-Key-Dataの拡張に基づいて、または前記TPK-Key-Dataのビットの一部に基づいて生成される、
    請求項1に記載の装置。
  20. 前記TPK-Key-Dataの導出がTemporal Key(TK)に基づく、請求項19に記載の装置。
  21. 装置によるワイヤレス通信のための方法であって、
    第1の帯域幅においてデバイスを介して別の装置と通信するステップと、
    前記第1の帯域幅において前記別の装置との直接リンクを確立するステップと、
    前記第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において前記別の装置と直接通信するステップであり、前記装置および前記別の装置が、前記第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成する、ステップと
    を備える方法。
  22. 前記直接リンクの確立を開始する前記基本サービスセットのコントローラを決定するステップ
    をさらに備える請求項21に記載の方法。
  23. 前記基本サービスセットが、パーソナル基本サービスセット(PBSS)を備え、
    前記直接リンクが、Tunneled Direct Link Setup(TDLS)通信リンクを備え、
    前記コントローラが、前記PBSSのパーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)を備える
    請求項22に記載の方法。
  24. 前記基本サービスセットが、ピアツーピア(P2P)通信リンクを備え、
    前記コントローラが、グループオーナーを備える
    請求項22に記載の方法。
  25. 前記決定が、前記装置および前記別の装置の媒体アクセス制御(MAC)アドレスに基づく、請求項22に記載の方法。
  26. 前記直接リンクを確立する間に交換される複数のメッセージに、パーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)インテントフィールドまたはタイブレーカーフィールドのうちの少なくとも1つを含めるステップ
    をさらに備え、前記決定が、PCPインテントフィールドまたはタイブレーカーフィールドのうちの前記少なくとも1つに基づく
    請求項22に記載の方法。
  27. 前記タイブレーカーフィールドの第1のフィールドが、前記複数のメッセージのTunneled Direct Link Setup(TDLS)要求メッセージにおいてランダムに0または1に設定され、
    前記タイブレーカーフィールドの第2のフィールドが、前記複数のメッセージのTDLS応答メッセージのTDLS応答フィールドにおいてトグルされる
    請求項26に記載の方法。
  28. 前記第1の帯域幅が、2.5GHzの帯域幅または5GHzの帯域幅を含み、
    前記第2の帯域幅が、60GHzの帯域幅を含む
    請求項21に記載の方法。
  29. 前記直接リンクを確立した後、Tunneled Direct Link Setup(TDLS)チャネル切替えまたは高速セッション転送(FST)を使用して、前記別の装置との通信を、前記第1の帯域幅から前記第2の帯域幅に切り替えるステップ
    をさらに備える請求項21に記載の方法。
  30. 前記第2の帯域幅において前記別の装置と直接通信する間に、前記直接リンクを確立する間に交換されるセキュリティ証明、または前記直接リンクを確立する間に導出されるセキュリティキーを使用するステップ
    をさらに備える、請求項21に記載の方法。
  31. 前記基本サービスセットを確立するために、前記導出されたセキュリティキーを使用するステップ
    をさらに備える請求項30に記載の方法。
  32. 前記導出されたセキュリティキーが、Tunneled direct link setup Peer Key-Temporal Key(TPK-TK)とは異なる、請求項30に記載の方法。
  33. 乱数が、前記基本サービスセットを確立する間に使用される前記セキュリティキーを導出するために前記直接リンクを確立する間に交換されるメッセージに含められる、請求項30に記載の方法。
  34. 前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、事前共有されるセキュリティキーを使用するステップ
    をさらに備える、請求項21に記載の方法。
  35. 前記直接リンクを使用して、前記別の装置と乱数を交換するステップと、
    前記乱数を連結するステップと、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、前記連結された乱数を事前共有されるセキュリティキーとして使用するステップと
    をさらに備える、請求項21に記載の方法。
  36. 前記直接リンクを使用して、前記別の装置と乱数を交換するステップと、
    ランダム値を得るために、前記乱数において二項演算を実行するステップと、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、前記ランダム値を事前共有されるセキュリティキーとして使用するステップと
    をさらに備える、請求項21に記載の方法。
  37. 前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするときに使用される事前共有されるセキュリティキーを生成するステップ
    をさらに備え、前記事前共有されるセキュリティキーが、キー導出関数(KDF)、ワイヤレス通信規格のIEEE802.11ファミリーに従って定義されたTunneled Direct Link Setup Peer Key(TPK)Key Input、Tunneled Direct Link Setup Personal Basic Service Set Pre-Shared Key(TDLS PBSS PSK)、または前記基本サービスセットの識別子(ID)のうちの少なくとも1つに基づいて生成される、
    請求項21に記載の方法。
  38. 前記基本サービスセットの前記IDが、前記装置および前記別の装置の媒体アクセス制御(MAC)アドレスを備える、請求項37に記載の方法。
  39. 前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信のために使用されるペアワイズ一時キー(PTK)を生成するステップ
    をさらに備え、前記PTKが、Tunneled direct link setup Pairwise Key(TPK)-Key-Dataの拡張に基づいて、または前記TPK-Key-Dataのビットの一部に基づいて生成される、
    請求項21に記載の方法。
  40. 前記TPK-Key-Dataの導出がTemporal Key(TK)に基づく、請求項39に記載の方法。
  41. ワイヤレス通信のための装置であって、
    第1の帯域幅においてデバイスを介して別の装置と通信するための手段と、
    前記第1の帯域幅において前記別の装置との直接リンクを確立するための手段と、
    前記第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において前記別の装置と直接通信するための手段であり、前記装置および前記別の装置が、前記第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成する、手段と
    を備える装置。
  42. 前記直接リンクの確立を開始する前記基本サービスセットのコントローラを決定するための手段
    をさらに備える請求項41に記載の装置。
  43. 前記基本サービスセットが、パーソナル基本サービスセット(PBSS)を備え、
    前記直接リンクが、Tunneled Direct Link Setup(TDLS)通信リンクを備え、
    前記コントローラが、前記PBSSのパーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)を備える
    請求項42に記載の装置。
  44. 前記基本サービスセットが、ピアツーピア(P2P)通信リンクを備え、
    前記コントローラが、グループオーナーを備える
    請求項42に記載の装置。
  45. 前記決定が、前記装置および前記別の装置の媒体アクセス制御(MAC)アドレスに基づく、請求項42に記載の装置。
  46. 前記直接リンクを確立する間に交換される複数のメッセージに、パーソナル基本サービスセット制御ポイント(PCP)インテントフィールドまたはタイブレーカーフィールドのうちの少なくとも1つを含めるための手段
    をさらに備え、前記決定が、PCPインテントフィールドまたはタイブレーカーフィールドのうちの前記少なくとも1つに基づく
    請求項42に記載の装置。
  47. 前記タイブレーカーフィールドの第1のフィールドが、前記複数のメッセージのTunneled Direct Link Setup(TDLS)要求メッセージにおいてランダムに0または1に設定され、
    前記タイブレーカーフィールドの第2のフィールドが、前記複数のメッセージのTDLS応答メッセージのTDLS応答フィールドにおいてトグルされる
    請求項46に記載の装置。
  48. 前記第1の帯域幅が、2.5GHzの帯域幅または5GHzの帯域幅を含み、
    前記第2の帯域幅が、60GHzの帯域幅を含む
    請求項41に記載の装置。
  49. 前記直接リンクを確立した後、Tunneled Direct Link Setup(TDLS)チャネル切替えまたは高速セッション転送(FST)を使用して、前記別の装置との通信を、前記第1の帯域幅から前記第2の帯域幅に切り替えるための手段
    をさらに備える請求項41に記載の装置。
  50. 前記第2の帯域幅において前記別の装置と直接通信する間に、前記直接リンクを確立する間に交換されるセキュリティ証明、または前記直接リンクを確立する間に導出されるセキュリティキーを使用するための手段
    をさらに備える、請求項41に記載の装置。
  51. 前記基本サービスセットを確立するために、前記導出されたセキュリティキーを使用するための手段
    をさらに備える請求項50に記載の装置。
  52. 前記導出されたセキュリティキーが、Tunneled direct link setup Peer Key-Temporal Key(TPK-TK)とは異なる、請求項50に記載の装置。
  53. 乱数が、前記基本サービスセットを確立する間に使用される前記セキュリティキーを導出するために前記直接リンクを確立する間に交換されるメッセージに含められる、請求項50に記載の装置。
  54. 前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、事前共有されるセキュリティキーを使用するための手段
    をさらに備える、請求項41に記載の装置。
  55. 前記直接リンクを使用して、前記別の装置と乱数を交換するための手段と、
    前記乱数を連結するための手段と、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、前記連結された乱数を事前共有されるセキュリティキーとして使用するための手段と
    をさらに備える、請求項41に記載の装置。
  56. 前記直接リンクを使用して、前記別の装置と乱数を交換するための手段と、
    ランダム値を得るために、前記乱数において二項演算を実行するための手段と、
    前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき、前記ランダム値を事前共有されるセキュリティキーとして使用するための手段と
    をさらに備える、請求項41に記載の装置。
  57. 前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信をセットアップするとき使用される事前共有されるセキュリティキーを生成するための手段
    をさらに備え、前記事前共有されるセキュリティキーが、キー導出関数(KDF)、ワイヤレス通信規格のIEEE802.11ファミリーに従って定義されたTunneled Direct Link Setup Peer Key(TPK)Key Input、Tunneled Direct Link Setup Personal Basic Service Set Pre-Shared Key(TDLS PBSS PSK)、または前記基本サービスセットの識別子(ID)のうちの少なくとも1つに基づいて生成される、
    請求項41に記載の装置。
  58. 前記基本サービスセットの前記IDが、前記装置および前記別の装置の媒体アクセス制御(MAC)アドレスを備える、請求項57に記載の装置。
  59. 前記第2の帯域幅において前記別の装置との前記直接通信のために使用されるペアワイズ一時キー(PTK)を生成するための手段
    をさらに備え、前記PTKが、Tunneled direct link setup Pairwise Key(TPK)-Key-Dataの拡張に基づいて、または前記TPK-Key-Dataのビットの一部に基づいて生成される、
    請求項41に記載の装置。
  60. TPK-Key-Dataの導出がTemporal Key(TK)に基づく、請求項59に記載の装置。
  61. 装置によるワイヤレス通信のためのコンピュータプログラムであって、
    第1の帯域幅においてデバイスを介して別の装置と通信することと、
    前記第1の帯域幅において前記別の装置との直接リンクを確立することと、
    前記第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において前記別の装置と直接通信することであり、前記装置および前記別の装置が、前記第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成することと
    を行うようにコンピュータにより実行可能な命令を備えるコンピュータプログラム。
  62. アクセス端末であって、
    少なくとも1つのアンテナと、
    前記少なくとも1つのアンテナを介して、第1の帯域幅においてアクセスポイントを介して別のアクセス端末と通信するように構成される第1の回路と、
    前記第1の帯域幅において前記別のアクセス端末との直接リンクを確立するように構成される第2の回路と、
    前記少なくとも1つのアンテナを介して、前記第1の帯域幅とは異なる第2の帯域幅において前記別のアクセス端末と直接通信するように構成される第3の回路であり、前記アクセス端末および前記別のアクセス端末が、前記第2の帯域幅において動作する基本サービスセットを形成する、第3の回路と
    を備えるアクセス端末。
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