JP2021509241A - Wlan分散ネットワークにおけるマルチバンドミリメートル波の発見 - Google Patents
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Abstract
mmW帯を介した指向性送信を利用して、mmWメッシュネットワーク発見のためのスキャンに役立つsub−6GHz帯での信号の送信を実行する無線通信装置/システム/方法。新規ノードは、sub−6GHz帯で支援要求を送信する。ネットワークノードは、sub−6GHz帯で支援応答を送信することによって支援要求に応答する。新規ノードは、sub−6GHz帯でネットワークノードと発見支援要求及び応答を交換すると、(単複)近隣を発見するためにmmW帯に切り替える。ネットワークノードは、sub−6GHz帯で発見支援要求及び応答を交換すると、新規ノードを発見するためにmmW帯に切り替える。実装は、直接的に又はネットワーク局間の協調に応答して支援を提供することができる。【選択図】 図19
Description
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、2018年1月12日に出願された米国仮特許出願第62/616,817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。また、本出願は、2018年3月1日に出願された米国仮特許出願第62/636,982号に対する優先権及びその利益を主張するものでもあり、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。
本出願は、2018年1月12日に出願された米国仮特許出願第62/616,817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。また、本出願は、2018年3月1日に出願された米国仮特許出願第62/636,982号に対する優先権及びその利益を主張するものでもあり、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。
〔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。
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。
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、複数帯域を利用してネットワーク通知の伝達及びピア通信の維持を行うことに関する。
メッシュネットワーク、並びにメッシュ及び非メッシュネットワークの混合を含む、特にミリメートル波長(mm波又はmmW)形態の無線ネットワークがますます重要になってきている。この高容量ニーズを受けて、ネットワークオペレータらは高密度化を達成する概念を受け入れ始めた。現在のsub−6GHz無線技術は、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帯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。
一般に、mmW無線システムを利用するには、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。この技術は、経路損失を克服して受信機における高い信号対雑音比(SNR)を確実にするのに十分な配列利得(array gain)を提供することができる。mmW帯を用いた高密度展開環境における指向性分散ネットワーク(DN)は、局(STA)間の信頼できる通信を実現して見通し内チャネル制約を克服するための効率的な方法である。
新規局(STA)は、作動すると、参加すべきネットワーク内の発見すべき近隣STAを探す(探索する)。STAからネットワークへの初期アクセスプロセスは、近隣STAをスキャンして局所的近傍における全てのアクティブなSTA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又はネットワークリストを新規STAが探索することを通じて、或いは新規STA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STAが送信することによって実行することができる。
分散ネットワーク(DN)に接続するSTAは、近隣STAを発見して、ゲートウェイ/ポータルDN STAに到達するための最良の方法、及びこれらの各近隣STAの能力を判断する必要がある。新規STAは、候補となる近隣STA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なSTAが検出されなければ、新規STAは次のチャネルの検査に移行する。STAが検出されると、新規STAは、自機の物理(PHY)層(例えば、OSIモデル)を調節領域(IEEE、FCC、ETSI、MKK等)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STA 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、並びに(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DN技術の普及を可能にするには、上記の一部又は全部を克服する近隣発見方法を設計することが何よりも重要である。
ブロードキャストモードで動作するネットワークのDNアドレスを発見するためのほとんどの既存の技術は、指向性無線通信を伴うネットワークを目的としていない。また、指向性無線ネットワーク通信を利用するこれらの技術は、ビーコン信号の生成に関するオーバーヘッド要求が非常に高いことが多い。
従って、mm波ネットワークにおける強化された通知及びビーコン送信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。
本無線通信装置/システム/方法は、mmW帯を介して指向性送信を実行するとともにsub−6GHz帯でも通信するように構成された局を利用する。この実施形態では、sub−6GHz帯がmmWメッシュネットワーク発見のスキャンプロセスを支援する。新規ノードは、sub−6GHz帯で支援要求を送信する。ネットワークノードは、sub−6GHz帯で支援応答を送信することによって支援要求に応答する。新規ノードは、ネットワークノードとの間でsub−6GHz帯で発見支援要求及び応答を交換すると、(単複の)近隣を発見するためにmmW帯に切り替える。ネットワークノードは、sub−6GHz帯で発見支援要求及び応答を交換すると、新規ノードを発見するためにmmW帯に切り替える。発見支援要求及び応答は、独立した要求及び応答フレームを含むことも、或いは既存の形の要求及び応答形式(例えば、プローブ、ビーコン、発見トリガ、マルチバンド発見、アソシエーション、オンチャネルトンネル、又はその他のフレーム)に含めることもできる。また、あらゆる形態の要求及び応答フレームは、何らかの形態の発見支援の通信を引き起こすように構成することができる。ネットワーク局が互いに協調して新規局を支援する実施形態について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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であり、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。
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)。
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。
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。
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。
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。
DMG:指向性マルチギガビット(DMG)
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。
LOS:見通し線:送信機及び受信機が表面上互いの視界内に存在する、反射信号の通信の結果ではない通信。
MACアドレス:媒体アクセス制御(MAC)アドレス
MBSS:DNベーシックサービスセット:分散ネットワーク(DN)局(DN STA)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。
MCS:変調符号化スキーム:物理(PHY)層(例えば、OSIモデル)データレートに換算できる指数。
MLME:MAC層管理エンティティ。
MMPDU:MACプロトコルデータユニット。
DN STA:分散ネットワーク(DN)局(DN STA):DN施設を実装する局(STA)。DN BSS内で動作するDN STAは、他のDN STAに配信サービスを提供することができる。
OCT:オンチャネルトンネル
全方向性:無指向性アンテナを利用する送信モード。
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)アンテナを利用する通信モード。
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(にわたる)セクタスイープ(SSW)フレームの受信。
RSSI:(dBm単位の)受信信号強度インジケータ。
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。
SNR:dB単位の受信信号対雑音比
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であり、スケジュールされたSPは一定の時間的間隔で開始する。
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。
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称。
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個別に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。
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。
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。
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。
1.既存の指向性無線ネットワーク技術
1.1.WLANシステム
802.11などのWLANシステムでは、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で信号を送信しないのでバッテリ電力を節約する。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。
1.1.WLANシステム
802.11などのWLANシステムでは、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で信号を送信しないのでバッテリ電力を節約する。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。
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)新規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、通常の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。
(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こともある。(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(遅延が少ない)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)分散ネットワーク(DN)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、STA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もできる。他のSTA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。
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、値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。
1.2.IEEE 802.11s DN 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。
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。
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。
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との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。
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を発見するための上述したシグナリングは全て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。
図3に、メッシュネットワークの識別を広告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、例えばメッシュネットワークは、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。
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広告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、及び(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。
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。
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ている。
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ている。
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。
mm波WLANの最先端システムの例は、802.11ad標準である。
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。
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。
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。
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。
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。
1.4.3.802.11adのSLS BFトレーニング段階
このSLS BFトレーニング段階は、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。
このSLS BFトレーニング段階は、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。
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STA(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。
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。
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。
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側STAのMACアドレスを含む。
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保留される。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。
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。
2.課題の記述
通常、5.3節で説明する既存のミリメートル波(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にかなりのシグナリングオーバーヘッドが必要である。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。
通常、5.3節で説明する既存のミリメートル波(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にかなりのシグナリングオーバーヘッドが必要である。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。
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STA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STAが確実にこれを受信できるようにするアクティブスキャンを使用して行うこともできる。
状況をさらに複雑化することに、現行技術は、高アンテナ利得を可能にして高リンクバジェットを確実にする微細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、微細ビームを採用する際には、十分な伝送角度をカバーするためにより多くのビーコンフレームを送信するので、オーバーヘッドの問題がさらに悪化する。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。
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。
mm波PHY技術を利用してDNを形成する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。DN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の能力とを判断する必要がある。すなわち、DN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はずである。
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に構成される。
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STA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 STAは、mmW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STAは、著しいシグナリングオーバーヘッド又はネットワーク発見遅延を伴わずにDNトポロジネットワークを形成することができる。
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STA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 STAは、mmW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STAは、著しいシグナリングオーバーヘッド又はネットワーク発見遅延を伴わずにDNトポロジネットワークを形成することができる。
本開示では、新規STA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STA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DN局(DN STA)は新規STAを支援できるとともに、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他のDN STAと協調して支援することもできる。
本開示では、局(STA)がmmW帯において絶えず全方向にビーコンを送信しない。STAは、新規STA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、全方向への連続的な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。
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、DN STA12、14、16及び18がDNトポロジ内で互いに接続されたmmW無線STA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DN STA及びペアSTA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、STA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 DNに接続されたSTA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。
4.1.検討するトポロジ
図10に、DN STA12、14、16及び18がDNトポロジ内で互いに接続されたmmW無線STA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DN STA及びペアSTA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、STA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 DNに接続されたSTA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。
新規STAは、潜在的近隣DN STA及びペアSTA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)。
新規STA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。DN STA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DN STA又は新規STAが指向性アンテナを使用して、経路損失に対処できるほど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STA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。
4.2.STAハードウェア構成
図11に、STA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、STAにセンサ及び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STA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、このホストマシンは、(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。
図11に、STA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、STAにセンサ及び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STA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、このホストマシンは、(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。
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。
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。
図12に、STA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、STAが、3つのRF回路72a、72b、72cと接続アンテナとを実装し、各RF回路及び接続アンテナは、ビームフォーミングパターン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が、本開示は、あらゆる所望の数のアンテナセクタをサポートすることができる。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が、これを実装制限と解釈すべきではない。なお、アンテナセクタにはあらゆる任意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。
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、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。
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。
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mmW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。STA発見及び近隣スキャンでは、mm波帯での動作がsub−6GHzカバレッジの使用から恩恵を受けることができる。STAは、sub−6GHz帯における信号伝搬特性によって、mmW動作する無線STAの存在をさらに簡単に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。
無線受信機及び送信機は、例えばmmW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。STA発見及び近隣スキャンでは、mm波帯での動作がsub−6GHzカバレッジの使用から恩恵を受けることができる。STAは、sub−6GHz帯における信号伝搬特性によって、mmW動作する無線STAの存在をさらに簡単に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。
無線STAは、マルチバンドネットワーク発見を使用するためにsub−6GHz帯で信号を送受信できるものと想定される。この通信は、ネットワークの全てのSTAにメッセージを送信する形態、又は特定のSTAにメッセージを送信する形態をとる。この通信は、STA間の直接通信又はSTA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STA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DN STA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mmW帯から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。
WLAN及びDNでは、(a)新規DN STA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、パッシブスキャンを可能にするために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の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、STAが全方向にプローブ要求を送信する。
提案するシステムでは、STAがmmW分散ネットワークを形成するために発見及びネットワーク通知にsub−6GHz帯を使用しているが、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 DN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STAは、全てのビーコン送信間隔(BTI)において全方向にビーコンを送信することも又はしないこともできる。また、近隣ピアへのビーコン送信の頻度は、使用事例に従って調整することもできる。
上述したマルチバンドWLANがmmW分散ネットワークの発見及びネットワーク通知にsub−6GHz帯を使用するために、3つの一般的オプションが定められる。これらのオプションは、(a)sub−6GHzパッシブmmW DN通知スキャン、(b)sub−6GHzアクティブmmW DN通知スキャン、及び(c)sub−6GHzオンチャネルトンネリング(OCT)mmW DN通知である。
オプション(a)では、マルチバンド能力、近傍のmmW分散ネットワークの存在及びDMG能力を示すビーコンフレームが、sub−6GHzを通じて送信される。ビーコンフレームの代わりに他のフレームを使用して同じ情報と共にブロードキャストすることもできる。このフレームの送信電力は、mm波通信に関するネットワークの以外のSTAを引き込まないように、関連するmmW信号の到達範囲内のSTA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。これができない場合、新規STAは、分散ネットワークのSTAからの受信ビーコンを、mmW信号の到達範囲内の近傍のSTAからのビーコンのみを考慮するようにRSSIによってフィルタ処理することができる。
新規STAがsub−6GHzビーコンフレームを受け取ると、新規STAの近傍のSTAによるmmW発見キャンペーンが引き起こされて、新規STA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を発見するのに役立つことができる。mmW発見キャンペーンは、新規STAの周囲の(近傍の)他のSTAが同時に又は順次にDMGビーコンを送信して、新規STAによる近隣及びその方向性情報の発見を支援するものである。
図14に、マルチバンド能力、mmW分散ネットワークの存在及びDMG能力を通知するためにsub−6GHz帯を利用して他のSTAにビーコンフレームを送信する実施形態例110を示す。例示のみを目的として、それぞれフルパワービーコンのカバレッジエリア126、130及び低電力ビーコンのカバレッジエリア124、128を有する2つのDN STA(STA A112及びSTA B114)を示す。STA A及びSTA Bが低電力ビーコンを送信した場合、新規STA132は、mmW帯信号が範囲内に到達するSTA Aからの信号のみを受け取り、mmW帯信号が範囲から外れているSTA Bからの信号は受け取らない。一方で、両STAがフルパワービーコン送信を使用した場合、新規STA132は、STA A及びSTA Bの両方からのビーコンを受け取る。受信電力の低いRSSIは、STAがmmW信号の範囲外に存在することを示唆するので、新規STA132は、このような局からの通信をフィルタ除去する。
オプション(b)では、新規STA132が、マルチバンド能力、近傍のmmW分散ネットワークに参加することへの関心及びいくつかのDMG能力を示すプローブ要求をsub−6GHz帯で送信する。プローブ要求フレームの代わりに他のフレームを使用して同じ情報と共にブロードキャストすることもできる。このフレームの送信出力は、mm波通信に関するネットワークの以外のSTAを引き込まないように、関連するmmW信号の到達範囲内のSTA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。これができない場合、DN STAは、新規STAから受け取られたプローブ要求を、mmW信号の到達範囲内の近傍のSTAからの要求のみを考慮するようにRSSIによってフィルタ処理することができる。
DN STAにおいて新規STAからのsub−6GHzプローブ要求フレームが受け取られると、新規STA132の近傍のSTA112、114、116、118、120によるmmW発見キャンペーンが引き起こされて、新規STAがmmWネットワークに参加するための、mmW通信セクタ122が局を無線で相互接続しているように示す正しいセクタ及び近隣を発見するのに役立つことができる。mmW発見キャンペーンは、新規STAの周囲の(近傍の)他のSTAが同時に又は順次にDMGビーコンを送信して、新規STAによる近隣及びその方向性情報の発見を支援するものである。
図15に、自機の存在、及びいくつかのDMG能力を有している近傍のmmW分散ネットワークに参加することへの関心を通知するために、sub−6GHz帯を利用して新規STA132から他のSTA112、114、116、118、120にプローブ要求を送信する実施形態例150を示す。例示のみを目的として、新規STAのフルパワープローブ要求のカバレッジエリア132及び低電力プローブ要求のカバレッジエリア134を示す。新規STA132が低電力プローブ要求を送信した場合、mmW信号が範囲内に到達するDN STAのみが、新規STA132からの信号を受け取るSTAとなり、mmW信号が範囲から外れているDN STAは、新規STA132からのプローブ要求を受け取らない。一方で、新規STAがフルパワープローブ要求送信134を使用した場合、プローブ要求を受け取るDN STAは、mmW信号の範囲外にも存在することができる。受信電力の低いRSSIは、STAがmmW信号の範囲外に存在することを示唆するので、各DN STAは、受け取ったプローブ要求をフィルタ処理して、このような1つの要求をmmWネットワーク発見支援から除外する。
オプション(c)では、最初に新規STA132がsub−6GHz帯ネットワーク(BSS又はDN)に参加すべきである。新規STAがsub−6GHz帯ネットワークの一部になると、新規STAとDN STAとの間にオンチャネルトンネリング(OCT)が確立される。両STAはマルチバンド能力を有しており、従ってOCTを使用して、新規sub−6GHz STAとDN sub−6GHz STAとの間に確立されたOCTを通じて新規mmW STAからDN mmW STAにMMPDUが送信される。
なお、オプション(a)及び(b)では、新規STAは、ビーコン又はプローブ要求内の情報を発見のために使用している場合、必ずしもmmWチャネル発見を引き起こす参加プロセスへの参加、又はこのプロセスの終了を行う必要はない。sub−6GHz帯における発見されたSTAとの接続を完了することは、ネットワーク発見の拡大及び他の考えられるmmW制御信号の開放のために依然として有益であるが、これらは本開示の主題ではない。ビーコンフレーム又はプローブ要求/応答フレーム以外のフレームを使用して発見が行われている場合、新規ノードは、最初にsub−6GHzネットワークへの参加を終了させることが必要となり得る。
4.4.mm波ネットワークにおけるビーコン送信
mmWネットワークにおけるビーコン送信は、通常通りに使用することも又は使用しないこともできる。mmW帯ネットワークにおけるビーコン送信の3つの事例について検討する。
mmWネットワークにおけるビーコン送信は、通常通りに使用することも又は使用しないこともできる。mmW帯ネットワークにおけるビーコン送信の3つの事例について検討する。
(a)BTI毎に全方向にビーコンを送信する通常のビーコン送信を実行することができる。ここで提案するsub−6GHz帯を介した発見プロトコルは、通常の全方向ビーコン送信に加えて発見プロセスを加速させるための手段を提供することができる。このことは、特に指向性ビームの数が膨大な場合に非常に有益なはずである。
(b)通信又はピアビーコンを使用するピアSTAのみに向けてビーコン送信を行う。通信又はピアビーコンは、既に接続が確立(設定)されているピア間の通信に利用される。このビーコンは、ネットワーク内のDN STA間の同期維持、ビーム追跡の実行、並びにチャネルアクセス及びリソースの管理に関連する機能を実行するために利用することができる。各DN STAは、近隣STAの方向に対応するセクタ内でのみ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。
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170の態様を示す。図16Aには、一例として3つのSTA172、174及び176を示す。図16Bには、STA A172からビーコンが送信され、STA174及び176に向かう最良セクタに対応する方向にピアビーコンがスイープ(178、180)される様子を示す。図16Cでは、STA A172が、特定の空間領域をカバーするように発見ビーコン182をスイープする(184)。本開示は、従来利用されているものに比べ、図16Bに示すようにSTA AからSTA C及びBに対応する方向にのみこれらのビーコンを利用する。
図17A及び図17Bに、決定された最良セクタの周囲の(を取り囲む)1又は2以上のセクタ上で送信を行う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190を示す。図17Aには、STA B194に関連するSTA A192を示しており、図17Bに示すように、方向198が最良セクタ(経路)であり、196、197が隣接セクタである。従って、STA Bと通信するSTA Aは、最良セクタ198を有するが、提示するプロトコルは、特にSTA BがSTA Aに対して移動している可能性があるという事実を考慮して、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196、197も選択して通信ロバスト性を改善することができる。
なお、各ピアリンクの方向及びタイミングが分かっているので、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、全方向にビーコンを送信することに起因する干渉が制限され管理される。
図18に、これらの2つのピアSTAの方向のみにビーコンが送信され、従ってBTIプロセスを大幅に短縮できる、本開示のmm波ピア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210を示す。この図では、送信212が、ピア1へのビーコン214及びピア2へのビーコン216である2つのピアの例示的に示すピアビーコンと、その後のピア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218及びピア2へのABFT期間1219とを含み、その後にデータ転送間隔(DTI)220が開始する。この事例のABFT期間は、他のSTAによって使用される見込みがないので、送信されるビーコンに関連するピアに予め割り当てることができる。
(c)この事例では、mmWネットワークにおけるビーコン送信が全く存在しない。ビーコン送信又は他の形態の同期及びビームフォーミングは、sub−6GHz帯において新規STAが発見された時に引き起こすことができる。このような場合、同期及びビームフォーミングの維持は、DTI期間内に、又はビーコンフレーム以外のフレームを通じて取り扱われるべきである。新規STAが発見されると、発見されたSTAからユニキャストフレーム又はマルチキャストフレームが送信され、或いは発見されたSTAの周辺の他のSTAが新規STAによるビームフォーミング及びmmWネットワークへの参加を支援するように仕向けられる(通知される)。
4.5.帯域外発見
sub−6GHz帯の使用は、(1)マルチバンド能力を有するSTA及びmmWネットワークの存在通知を求めてsub−6GHzチャネルをスキャンし、(2)sub−6GHzチャネル上でOCTを確立して新規mmW STAのMLMEとネットワークmmW STAのMLMEとの間で通信する、ことを通じて行うことができる。
sub−6GHz帯の使用は、(1)マルチバンド能力を有するSTA及びmmWネットワークの存在通知を求めてsub−6GHzチャネルをスキャンし、(2)sub−6GHzチャネル上でOCTを確立して新規mmW STAのMLMEとネットワークmmW STAのMLMEとの間で通信する、ことを通じて行うことができる。
第1のオプションは、たとえsub−6GHz STAがBSS又はMBSSに参加していない場合であってもSTAの発見を可能にする。sub−6GHz帯の使用は、STAが特定のSTA又はサービスセットに関連付けられることを必要としない。しかしながら、新規STAは、sub−6GHz帯でBSS又はMBSSに参加し、これらを使用してさらなる協調をもたらしてmmW帯における他の機能を促し、又は発見及びボーディングプロセスのセキュリティを高めることができる。
一方で、第2のオプションでは、STAが、OCTを確立しようと試みる相手先のSTAに関連付けられ又は接続される必要がある。従って、新規STAでは、OCTを通じた発見が行われる前に、最初にsub−6GHz帯における接続が確立される必要がある。
STAが既にsub−6GHz帯を介して確立された接続を有している場合、どちらのオプションの方がSTAに容易に発見をもたらすことができるかは、OCTの確立速度によって決まる。
4.5.1.スキャンを通じた帯域外発見
新規STAは、sub−6GHz帯を使用してマルチバンド能力のあるSTAをスキャンする。マルチバンド能力のあるSTAが発見されると、新規STAは、このSTAを通じて参加してこれらのSTAのmmWハードウェア能力を交換すべきmmW分散ネットワークが存在するかどうかをチェックする。新規STAは、sub−6GHz帯上でmmWネットワークを求めるパッシブスキャン、又はsub−6GHz帯上でmmWネットワークを求めるアクティブスキャンを利用する。
新規STAは、sub−6GHz帯を使用してマルチバンド能力のあるSTAをスキャンする。マルチバンド能力のあるSTAが発見されると、新規STAは、このSTAを通じて参加してこれらのSTAのmmWハードウェア能力を交換すべきmmW分散ネットワークが存在するかどうかをチェックする。新規STAは、sub−6GHz帯上でmmWネットワークを求めるパッシブスキャン、又はsub−6GHz帯上でmmWネットワークを求めるアクティブスキャンを利用する。
4.5.1.1.パッシブスキャン
新規STAは、STAのうちの1つから送信されるビーコンフレームを待ってsub−6GHz帯をリスンする。送受信は、準全方向アンテナを使用することが好ましい。ビーコンフレームは、STAのマルチバンド能力、既存のmmW分散ネットワークに参加するための支援実行可能性サポート(assistance enablement support)、及びこのSTAに関連するmmW STAのDMG能力に関する情報を搬送すべきである。新規STAは、mmW分散ネットワークへの参加支援が可能であることを示すマルチバンド能力を示すビーコンフレームが受け取られると、発見されたSTAに、自機の存在と、その関連するmmW STAのDMG能力とを通知する。新規STAは、新規STA発見要求を認識したDNから確認を受け取ると、発見されたSTA及び/又は分散ネットワークに接続するためにmmW帯に切り替える。発見されたSTAは、新規STAとのビームフォーミングを行うために、mmW帯でのビーコンの送信を開始する。発見されたSTAは、(見通し線)LOSの方向又は最も強い反射光線の方向などの、sub−6GHz帯域からの方向性情報を使用して、mmW帯における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。
新規STAは、STAのうちの1つから送信されるビーコンフレームを待ってsub−6GHz帯をリスンする。送受信は、準全方向アンテナを使用することが好ましい。ビーコンフレームは、STAのマルチバンド能力、既存のmmW分散ネットワークに参加するための支援実行可能性サポート(assistance enablement support)、及びこのSTAに関連するmmW STAのDMG能力に関する情報を搬送すべきである。新規STAは、mmW分散ネットワークへの参加支援が可能であることを示すマルチバンド能力を示すビーコンフレームが受け取られると、発見されたSTAに、自機の存在と、その関連するmmW STAのDMG能力とを通知する。新規STAは、新規STA発見要求を認識したDNから確認を受け取ると、発見されたSTA及び/又は分散ネットワークに接続するためにmmW帯に切り替える。発見されたSTAは、新規STAとのビームフォーミングを行うために、mmW帯でのビーコンの送信を開始する。発見されたSTAは、(見通し線)LOSの方向又は最も強い反射光線の方向などの、sub−6GHz帯域からの方向性情報を使用して、mmW帯における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。
DN支援が可能である場合、発見されたSTAは、新規STAの周辺領域の他のSTAが新規STAへのビーコン又はビームフォーミングフレームの送信を開始して新規STA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STAの発見が行われるようにDN STA間で協調させることができる。
図19に、STAがパッシブスキャンプロセスに従って新規STAを取り扱うプロセスの実施形態例230を示す。ルーチンが開始し(232)、STAが、ビーコン送信専用の時点でsub−6GHz帯においてマルチバンド及びDN/DMG能力指標を含むビーコンフレームを送信する(234)。DA要求が受け取られたどうかをチェックする(236)。新規STAからの応答が受け取られていない場合、STAは、スケジュールされた時点でビーコンフレームを送信し続ける(234)。一方で、新規STAからの応答が受け取られた場合、マルチバンド及びDNが可能であるかどうかを判定する。最初に、マルチバンドが可能であるかどうかをチェックする。可能でない場合、実行はブロック234に戻ってビーコンを送信する。一方で、マルチバンドが可能である場合、実行はブロック240に進んでDA応答を送信する。次に、DN支援が可能であるかどうかをチェックする(242)。DN支援が可能でない場合、実行はブロック246に進み、この特定のSTAのSTA mmW発見をトリガした後でビーコン送信を継続する。一方で、DN支援が可能である場合、実行はブロック244に進んでDN支援による協調的mmW発見をトリガする。従って、マルチバンド及びDNが可能である場合には、支援された協調的mmW発見をトリガした後に戻ってビーコン送信を継続する。
4.5.1.2.アクティブスキャン
アクティブスキャンでは、新規STAが、sub−6GHz帯を介してプローブ要求フレームを送信し、STAのうちの1つから送信されるプローブ応答フレームを待つ。送受信は、準全方向アンテナを使用することが好ましい。プローブ要求フレームは、新規STAのマルチバンド能力、既存のmmW分散ネットワークへの参加支援要求、及びこのSTAに関連するmmW STAのDMG能力に関する情報を搬送することが好ましい。STAは、mmW分散ネットワークへの参加要求と共に、マルチバンド能力を示すプローブ要求フレームが受け取られると、プローブ応答によって新規STAに応答する。プローブ応答は、mmW STAの能力及びDN実行可能性に関する情報を含む。他のフレームを利用して、この情報を新規STAに伝えることもできる。新規STAは、発見されたSTA及び/又は分散ネットワークに接続するためにmmW帯に切り替える。発見されたSTAは、新規STAとのビームフォーミングを行うために、mmW帯でのビーコン又はビームフォーミングフレームの送信を開始する。発見されたSTAは、LOSの方向又は最も強い反射光線の方向などの、sub−6GHz帯からの方向性情報を使用して、mmW帯における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。
アクティブスキャンでは、新規STAが、sub−6GHz帯を介してプローブ要求フレームを送信し、STAのうちの1つから送信されるプローブ応答フレームを待つ。送受信は、準全方向アンテナを使用することが好ましい。プローブ要求フレームは、新規STAのマルチバンド能力、既存のmmW分散ネットワークへの参加支援要求、及びこのSTAに関連するmmW STAのDMG能力に関する情報を搬送することが好ましい。STAは、mmW分散ネットワークへの参加要求と共に、マルチバンド能力を示すプローブ要求フレームが受け取られると、プローブ応答によって新規STAに応答する。プローブ応答は、mmW STAの能力及びDN実行可能性に関する情報を含む。他のフレームを利用して、この情報を新規STAに伝えることもできる。新規STAは、発見されたSTA及び/又は分散ネットワークに接続するためにmmW帯に切り替える。発見されたSTAは、新規STAとのビームフォーミングを行うために、mmW帯でのビーコン又はビームフォーミングフレームの送信を開始する。発見されたSTAは、LOSの方向又は最も強い反射光線の方向などの、sub−6GHz帯からの方向性情報を使用して、mmW帯における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。
DN支援が可能である場合、発見されたSTAは、新規STAの近傍の他のSTAが新規STAへのビーコン又はビームフォーミングフレームの送信を開始してビームフォーミングを行うように仕向ける。ビーコンの送信は、素早い接続及びSTAの発見が行われるようにDN STA間で協調させることができる。
図20に、DNがアクティブスキャンプロセスに従って新規STAを取り扱うプロセスの実施形態例250を示す。ルーチンが開始し(252)、プローブ要求フレームのリスニングを開始する(254)。プローブ要求が受け取られたかどうかをチェックする(256)。プローブ要求が受け取られていない場合、プロセスはブロック254に戻り、従ってリスニングを継続する。一方で、プローブ要求が受け取られていれば、これに対するプローブ応答を新規STAに送信し(258)、その後にマルチバンド及びDN支援が可能であるかどうかをチェックする。ブロック260において、マルチバンドが可能であるどうかをチェックする。マルチバンドが可能でない場合、実行はブロック254におけるプローブ要求のリスニングに戻る。マルチバンドが可能である場合、実行はブロック262に進んでDA要求又は応答を交換する。DN支援についてチェックする(264)。DN支援が可能でない場合、mmW STA発見を作動(268)させた後で、254における通知要求フレームのリスニングに戻る。一方で、DN支援が可能である場合には、DN支援による強調的mmW STA発見266を作動させた後で、254における通知要求フレームのリスニングに戻る。
アクティブ及びパッシブスキャンのいずれについても、DN支援が可能である場合、mmW DN支援及び協調の管理は、分散させることも、或いは中央コーディネータを通じて行うこともできる。
4.5.1.3.範囲管理
干渉を制限し、直接的mmWリンクを使用してアクセスできるSTAのみに確実にアクセスするために、マルチバンド指示が有効なビーコンフレーム又はマルチバンド指示が有効なプローブ要求を、mmWリンクバジェットを反映する(エミュレートする又はこれに一致する)低電力で送信することができる。フレームに必要とされる送信電力は、mmW帯のリンクバジェットがmmWネットワークにおけるSTAとの実行可能なデータリンクを可能にする場合にのみフレームがSTAによって受け取られるように決定することができる。
干渉を制限し、直接的mmWリンクを使用してアクセスできるSTAのみに確実にアクセスするために、マルチバンド指示が有効なビーコンフレーム又はマルチバンド指示が有効なプローブ要求を、mmWリンクバジェットを反映する(エミュレートする又はこれに一致する)低電力で送信することができる。フレームに必要とされる送信電力は、mmW帯のリンクバジェットがmmWネットワークにおけるSTAとの実行可能なデータリンクを可能にする場合にのみフレームがSTAによって受け取られるように決定することができる。
ビーコンフレーム又はプローブ要求がフルパワーで送信される場合、少なくとも1つの実施形態では、受信側STAにおいて閾値を利用して、mmW DN STAのカバレッジエリア外に存在すると考えられる場合にこのフレームに応答すべきであるか否かを決定する。この閾値の決定は、mmW帯のリンクバジェットがmmWネットワークにおける実行可能なデータリンクを可能とする場合にのみフレームが考慮されるように行うことができる。
4.5.2 トンネリングを通じた帯域外発見
図21に、mmW MLME272及びsub−6GHz MLME274の両方を有する新規ノードと、sub−6GHz MLME276及びmmW MLME278を有するDNノードとの間の、sub−6GHzにおけるmmW発見の実施形態例270を示す。OCTは、mmW STAによって構築されたMACプロトコルデータユニット(MMPDU)をsub−6GHz STAが送信できるようにする。新規STA又はDN STAのmmW STAのMLME(MAC層管理エンティティ)は、新規STAとDN STAとの間にsub−6GHzリンクが既に確立された後にこのトンネルを開始することができる。
図21に、mmW MLME272及びsub−6GHz MLME274の両方を有する新規ノードと、sub−6GHz MLME276及びmmW MLME278を有するDNノードとの間の、sub−6GHzにおけるmmW発見の実施形態例270を示す。OCTは、mmW STAによって構築されたMACプロトコルデータユニット(MMPDU)をsub−6GHz STAが送信できるようにする。新規STA又はDN STAのmmW STAのMLME(MAC層管理エンティティ)は、新規STAとDN STAとの間にsub−6GHzリンクが既に確立された後にこのトンネルを開始することができる。
このmmW管理フレームは、装置内のmmW MLME272からsub−6GHz MLME274に要求を送信(280)することによってsub−6GHz帯で送信される。この要求を受け取ったsub−6GHz MLMEは、ピアsub−6GHz MLME宛てのMMPDUを含むOCT要求フレームを送信(282)するように構成される。この装置(DNノード)のsub−6GHz MLMEは、OCT要求フレームを受け取ると、OCTトンネル指示と添付のMMPDUとをmmW MLME278に転送する(284)。mmW STAは、このMMPDUを無線で受け取ったかのように処理する。DNノードのmmW MLME278は、自機のsub−6GHz MLME276にトンネル応答286を返送し、次にsub−6GHz MLME276は、新規ノードのsub−6GHz MLME274にOCT応答フレームを送信し(288)、さらにsub−6GHz MLMEは、mmW MLME272にトンネリングされたMMPDUのOCT確認を送信する(290)。従って、応答は、新たなMMPDUが構築されて図示のように受け渡される同じ技術を使用して開始側mmW MLMEに送信することもできる。
4.6.sub−6GHzにおけるmmW認証の実行
新規STAは、sub−6GHz通信を通じて近隣STAを発見してmmWリンクを形成することを決定すると、プローブ要求、プローブ応答、アクションフレーム又は他のいずれかのフレームを通じて自機の存在を近隣に通知して支援を要求する。
新規STAは、sub−6GHz通信を通じて近隣STAを発見してmmWリンクを形成することを決定すると、プローブ要求、プローブ応答、アクションフレーム又は他のいずれかのフレームを通じて自機の存在を近隣に通知して支援を要求する。
新規STAは、mmW帯における不必要なビームフォーミングを避けるように、mmW帯に切り替える前に認証要求を誘発して、mmW発見キャンペーンの開始前に潜在的mmWリンクが認証されることを保証することができる。新規STAは、認証要求を送信し、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を確認応答する。認証応答及び確認応答のいずれにも成功すると、新規STA及び(単複の)近隣STAはmmW発見キャンペーンを開始する。
DN支援がSTAの地理的発見ゾーンを通じて行われる場合、DN STAは、DN支援が可能であれば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STAは、潜在的に接続する関心のあるSTAのリストで応答する。DN STAは、確認応答メッセージ内のSTAのリストのみを発見キャンペーンのために考慮する。認証は、マルチノード認証手順を単純化するためのネットワーク規模の認証と考えることができる。
4.7.mmW発見及びビームフォーミングの実行
新規STAは、sub−6GHz帯でのスキャン又はOCTを通じて近隣又はDNを発見する。新規STAは、mmW帯をチェックしてその近隣との間でビームフォーミングを行うように直接機能することができる。新規STAは、DNノードがビームフォーミングフレーム又はビーコンの送信を開始するのを期待しており、DNノードは、新規STAがネットワークに参加するのを期待している。これらの2つのSTA間の接続を確立するために、mmW帯のアクティブスキャン又はパッシブスキャンを使用することができる。
新規STAは、sub−6GHz帯でのスキャン又はOCTを通じて近隣又はDNを発見する。新規STAは、mmW帯をチェックしてその近隣との間でビームフォーミングを行うように直接機能することができる。新規STAは、DNノードがビームフォーミングフレーム又はビーコンの送信を開始するのを期待しており、DNノードは、新規STAがネットワークに参加するのを期待している。これらの2つのSTA間の接続を確立するために、mmW帯のアクティブスキャン又はパッシブスキャンを使用することができる。
4.7.1 アクティブmmW発見
新規STAは、マルチバンド能力又はmmW DNを有するsub−6GHz帯上のSTAを発見すると、発見されたSTAのDMG能力に関する情報を取得し、mmW帯でアクティブスキャンを開始する。新規STAは、指向性ビーム又は準全方向アンテナのいずれかを使用してプローブ要求を送信する。発見されたmmW STAは、新規STAがmmWリンクの形成又はDNへの参加を試みていると認識する。発見されたmmW STAは、指向性ビーム又は準全方向アンテナを使用してプローブ要求をリスンして待つ。新規STA及び発見されたSTAは、sub−6GHz帯を介してそれぞれのDMG能力を交換してフレーム交換を期待する。新規STA及び発見されたSTAは、sub−6GHz帯を介して交換されたデータに基づいてそれぞれの送受信を協調させることもできる。
新規STAは、マルチバンド能力又はmmW DNを有するsub−6GHz帯上のSTAを発見すると、発見されたSTAのDMG能力に関する情報を取得し、mmW帯でアクティブスキャンを開始する。新規STAは、指向性ビーム又は準全方向アンテナのいずれかを使用してプローブ要求を送信する。発見されたmmW STAは、新規STAがmmWリンクの形成又はDNへの参加を試みていると認識する。発見されたmmW STAは、指向性ビーム又は準全方向アンテナを使用してプローブ要求をリスンして待つ。新規STA及び発見されたSTAは、sub−6GHz帯を介してそれぞれのDMG能力を交換してフレーム交換を期待する。新規STA及び発見されたSTAは、sub−6GHz帯を介して交換されたデータに基づいてそれぞれの送受信を協調させることもできる。
発見されたSTAは、プローブ要求にプローブ応答で応答するように構成され、応答フレームの受信のACKを期待する。その後は、正しいビームフォーミングがスケジュールされるはずである。
これらのSTAは、mmW帯を介して同期されず、従ってフレームの送受信はこのことを考慮することが好ましい。mmW帯アクセスが、スケジューリング又は競合アクセス(contention access)を伴わなければフレームを送信できないようにスケジュールされている場合には、代わりにパッシブmmW発見を検討すべきである。
4.7.2.パッシブmmW発見
新規STAが、マルチバンド能力又はmmW DNを有するsub−6GHz帯上のSTAを発見すると、発見されたSTAは、新規STAのDMG能力に関する情報を取得し、mmW帯でビームフォーミングフレーム又はビーコンの送信を開始する。発見されたSTAは、指向性ビーム又は準全方向アンテナのいずれかを使用してビームフォーミングフレーム又はビーコンを送信する。新規mmW STAは、発見されたSTAがmmWリンクの形成又はDNへの参加の支援を試みていると認識する。新規mmW STAは、指向性ビーム又は準全方向アンテナを使用してビームフォーミングフレーム又はビーコンをリスンして待つ。新規STA及び発見されたSTAは、sub−6GHz帯を通じてそれぞれのDMG能力を交換してフレーム交換を期待する。新規STA及び発見されたSTAは、やはりsub−6GHz帯を介して交換されたデータに基づいてそれぞれの送受信を協調させることが好ましい。新規STAは、mmWチャネルをリスン(モニタ)し、ビームフォーミングフレームを発見した時点で発見されたSTAと同期し、従って同時にフレームを送信できるようになることが好ましい。
新規STAが、マルチバンド能力又はmmW DNを有するsub−6GHz帯上のSTAを発見すると、発見されたSTAは、新規STAのDMG能力に関する情報を取得し、mmW帯でビームフォーミングフレーム又はビーコンの送信を開始する。発見されたSTAは、指向性ビーム又は準全方向アンテナのいずれかを使用してビームフォーミングフレーム又はビーコンを送信する。新規mmW STAは、発見されたSTAがmmWリンクの形成又はDNへの参加の支援を試みていると認識する。新規mmW STAは、指向性ビーム又は準全方向アンテナを使用してビームフォーミングフレーム又はビーコンをリスンして待つ。新規STA及び発見されたSTAは、sub−6GHz帯を通じてそれぞれのDMG能力を交換してフレーム交換を期待する。新規STA及び発見されたSTAは、やはりsub−6GHz帯を介して交換されたデータに基づいてそれぞれの送受信を協調させることが好ましい。新規STAは、mmWチャネルをリスン(モニタ)し、ビームフォーミングフレームを発見した時点で発見されたSTAと同期し、従って同時にフレームを送信できるようになることが好ましい。
新規STAは、発見されたSTAに応答してビームフォーミング情報を交換すべきである。その後は、正しいビームフォーミングがスケジュールされるはずである。
図22に、パッシブスキャンを通じて発見を行う際に使用される、全方向にビーコン送信を行うWLANスーパーフレームフォーマットの実施形態例310を示す。このスーパーフレームは、図18に示す、発見がスケジュールされておらず全方向にビーコンを送信する必要がない時間を表すDMGピアビーコンと比較することができる。STAは、同期の維持又はビーコン送信に関連する他のいずれかの機能のみのためにピアSTAにビーコンを送信することができる。STAは、全くビーコンを送信しないこともできる。
図22では、送信が、ピア1へのビーコン例314、ピア2へのビーコン例316及び全方向に送信される他のビーコンを含むピアビーコン313と、その後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318とを含むデータ312を含む。ABFTスロット318は、ピアSTAに関連し、ピアSTAの数に等しく、新たな予想されるSTAに1が加算される。ABFT期間の後には、データ転送間隔(DTI)320が開始する。
新規STA及び発見されたSTAは、sub−6GHz帯で行われる通信を通じてそれぞれのmmWアンテナ能力を交換する。STAがパッシブモード又はアクティブモードでスキャンを行うビームを制限するために、sub−6GHz帯を通じてLOSの方向又は最強ビームの方向などのいくつかの方向性情報を新規STAに伝えることもできる。STAは、LOSの方向又は最強のxビームの方向などのいくつかの方向性情報を、ビーコン、ビームフォーミングフレーム又はプローブ要求の送信方向を制限するために使用することもできる。
図23に、スケジュールされたビーコン又はビームフォーミングフレーム交換を通じた発見の実施形態例330を示す。この図には、データ332、並びにピア1へのビーコン334及びピア2へのビーコン336を示す。この全体部分は、ピアSTAのみへの任意のビームフォーミングフレーム交換346に関与し、ビームフォーミング338と、その後のDTI340とを含む。この図には、DN STAが新規STAとビームフォーミングするためにDTI期間340中にビームフォーミングセッション342をスケジュールすることができ、その後にさらなるDTIデータ344が続くことも示す。ピアSTAへのビーコン及びABFTを割り当てることも、又は割り当てないこともでき、その後にデータ転送間隔(DTI)が続く。DTI中には、スケジュールされたビーコン送信及びSSWフレーム期間、又はあらゆるタイプのビームフォーミングフレーム交換が行われる。この図では、DN STAが、不要な場合には省略できるビーコン送信期間中にそのピアのみにビーコンを送信し続け、DTI期間にsub−6GHzスキャンをスケジュールすることによってこのスキャンを通じて新規STAを発見すると、要求に応じて全方向にビーコン又はビームフォーミングフレームを送信する。
スケジュール期間では、SSWフレーム交換を新規STAの発見のみに専念させることができ、従ってIEEE 802.11標準で規定される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STAが発見されてネットワークに接続されると、DN STAは、望ましい場合には各ビーコン送信間隔を使用して新規STAへの通常のピアビーコン送信を開始することができる。
図24に、パッシブmmWスキャンと、指向性アンテナ送信と、受信用の準全方向アンテナとを使用した帯域外STA発見のためのシグナリングの実施形態例350を示す。この例は、アクティブスキャンと、送受信におけるあらゆるアンテナ構成とに拡張することができる。図では、sub−6GHz帯を通じて送信される信号を太い矢印で表し、mmW帯を通じて送信される指向性信号を細い矢印で表す。図には、新規STA352と、近隣1 354と、近隣2 356と、近隣3 358と、近隣4 360との間の通信を示す。
発見及び考えられる認証は、sub−6GHz帯で行われている。近隣4 360から新規STA352に到達していない失敗したsub−6GHz発見362が見て取れる。新規STAがsub−6GHz信号交換364を通じてmmW STAを発見すると、近隣2は、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へのmmW送信として新規STAへのビームフォーミングフレームの送信366を開始する。新規STAは、これらのフレームのうちの1つを受け取ると、応答又はリンク設定確認応答を送信(367)して接続が確立される(368)。この例では、対称チャネルのビームフォーミングフレームプロセスについて検討する。チャネルが対称ではなく、両方向にビームフォーミングを行う必要がある場合にも、同じ方法を使用すべきである。
ネットワーク内の他の近隣との間でも同じプロセスが継続するが、近隣3で分かるように、mmW帯ではリンクを設定できないこともある。図には、近隣3 358と新規局352とがsub−6GHz発見370を実行しているが、ビームフォーミング段階372に失敗していることを示す。近隣1 354が新たな近隣352との発見374に含まれ、その後にmmWビームフォーミング376に成功し、新規局から応答377があり、接続が確立(378)されることも示す。特に、図示の例では、新規STAが、sub−6GHz上で正常に近隣を発見してsub−6GHzでの認証にも成功しているが、ビームフォーミングフレームを受け取っていない。このため、新規STAは、近隣3 358とのフレーム交換を行っていない。
4.8.協調的mmW発見
sub−6GHzスキャン(アクティブ又はパッシブスキャン)又はOCTを通じたDN STAの新規STA発見は、DN STA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、接触を受けたSTAメンバ又は新規STAの近傍の全てのSTAが実行することができる。
sub−6GHzスキャン(アクティブ又はパッシブスキャン)又はOCTを通じたDN STAの新規STA発見は、DN STA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、接触を受けたSTAメンバ又は新規STAの近傍の全てのSTAが実行することができる。
4.8.1 sub−6GHz STA発見を通じた協調
図25に、sub−6GHz帯においてSTA394、396、398、400、402のリストが新規STA392によって発見される強調的mmW STA発見の実施形態例390を示す。新規STA392は、全ての近隣を発見できるほど十分な時間にわたってsub−6GHz帯で近隣1、2及び3を発見する。新規STAは、発見した各近隣に応答して、自機の存在及びDMG能力を通知する。新規STAの接触を受けたSTAは、互いに協調して発見キャンペーンを形成する。
図25に、sub−6GHz帯においてSTA394、396、398、400、402のリストが新規STA392によって発見される強調的mmW STA発見の実施形態例390を示す。新規STA392は、全ての近隣を発見できるほど十分な時間にわたってsub−6GHz帯で近隣1、2及び3を発見する。新規STAは、発見した各近隣に応答して、自機の存在及びDMG能力を通知する。新規STAの接触を受けたSTAは、互いに協調して発見キャンペーンを形成する。
STAがmmW範囲外に存在する近隣4 400のsub−6GHz発見404は上手くいっていない。図には、近隣2、3及び1のsub−6GHz STA発見406、408、410が上手くいったことを示す。
近隣2、3及び1間でDN協調が行われて(412、414及び416)発見キャンペーンを形成する。この図では、単純にするために、通信を示す抽象概念で協調を示す。協調は、新規STAに関する情報の共有、及びSTAが新規STAに到達する順序又は順番の決定を通じて行うことができる。協調は、干渉及びリソーススケジューリングを考慮すべきである。本開示は、この協調417、418、420を管理するために中央コントローラ402を利用できるようにも構成され、或いは分散方式で協調を行うこともできる。
発見キャンペーンが完了すると、新規STAは、DN内の近隣とのmmW通信を使用することができる。この図では、近隣1 394が全方向にmmWビームフォーミングフレームを送信(421)することによって新規ノード(STA)との間でビームフォーミングを行い(421)、これらのフレームの一部が新規STAにおいて受け取られ、新規STAが応答を返送し(422)、その後にこれらの2つのノード間に、両方向への複数のフレームの交換を含むことができる接続423を確立できることが分かる。同様に、近隣2 396が全方向にmmWビームフォーミングフレームを送信することによって新規ノード(局)との間でビームフォーミングを行い(424)、これらのフレームの一部が新規STAにおいて受け取られ、新規STAが応答を返送し(425)、その後にこれらの2つのノード間に接続426を確立できることが分かる。また、近隣3 398もこのようにして全方向にmmWビームフォーミングフレームを送信することによってビームフォーミングを行う(428)が、これらはいずれも新規STAによって受け取られず、従って新規ノードによって応答が生成されないことも分かる。
4.8.2.潜在的近隣の知識を通じた協調
図26に、新規ノード432、近隣1 434、近隣2 436、近隣3 438、近隣4 440及び(いくつかの事例において存在し得る)中央コントローラ442によるmmW発見キャンペーンの別の実施形態例430を示す。新規STAの接触を受けて発見されたSTAは、新規STAの地理的発見ゾーン内の全てのSTAと協調して新規STAの発見キャンペーンを開始する。接触を受けるSTAは、発見された(単複の)STA(新規STAの地理的発見ゾーン内のSTA)に依存する推定に基づく新規STAの全ての潜在的近隣を含む。新規STA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STAは、このsub−6GHz帯の近隣に応答して、この近隣とmmW帯でピアになることに関心がある旨を通知する。発見されたSTAは、sub−6GHzのスキャンから収集されたデータに基づいて、新規STAの発見キャンペーンを協調させる。協調は、干渉及びリソーススケジューリングを考慮すべきである。この協調は、中央コントローラを使用して管理することも、或いは分散方式で行うこともできる。
図26に、新規ノード432、近隣1 434、近隣2 436、近隣3 438、近隣4 440及び(いくつかの事例において存在し得る)中央コントローラ442によるmmW発見キャンペーンの別の実施形態例430を示す。新規STAの接触を受けて発見されたSTAは、新規STAの地理的発見ゾーン内の全てのSTAと協調して新規STAの発見キャンペーンを開始する。接触を受けるSTAは、発見された(単複の)STA(新規STAの地理的発見ゾーン内のSTA)に依存する推定に基づく新規STAの全ての潜在的近隣を含む。新規STA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STAは、このsub−6GHz帯の近隣に応答して、この近隣とmmW帯でピアになることに関心がある旨を通知する。発見されたSTAは、sub−6GHzのスキャンから収集されたデータに基づいて、新規STAの発見キャンペーンを協調させる。協調は、干渉及びリソーススケジューリングを考慮すべきである。この協調は、中央コントローラを使用して管理することも、或いは分散方式で行うこともできる。
STAがmmW範囲外に存在する近隣4 440のsub−6GHz発見444は上手くいっていない。一方で、近隣2 436のsub−6GHz STA発見446は上手くいっている。
DN協調を行って発見キャンペーンを形成する(451)。近隣2は、潜在的近隣と協調して発見キャンペーンを設定する。単純にするために、協調については、通信448、450を示す抽象概念で示す。この協調は、新規STAの全ての潜在的近隣に接触し、各STAがその発見ビーコン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、干渉及びリソーススケジューリングを考慮すべきである。中央コントローラ442が存在してアクティブである場合、本開示は、中央コントローラが通信例454、456、458などによってこの協調を管理できるように構成され、或いは分散方式で協調を行うこともできる。
発見キャンペーンが完了すると、新規STAは、DN内の近隣とのmmW通信を使用することができる。この図では、近隣1 434が全方向にmmWビームフォーミングフレームを送信し(460)、これらのフレームの一部が新規STAにおいて受け取られ、新規STAが応答を返送し(461)、その後に通信接続462を確立できることが分かる。同様に、近隣2 436が全方向にmmWビームフォーミングフレームを送信し(464)、これらのフレームの一部が新規STAにおいて受け取られ、新規STAが応答を返送し(465)、その後に通信接続466を確立できることが分かる。また、近隣3 438もこのようにして全方向にmmWビームフォーミングフレームを送信する(468)が、これらはいずれも新規STA432によって受け取られていない。
4.8.3.発見キャンペーンのスケジューリング
以下のプロトコル及び例では、全てのDN STAが同期しているものと想定するが、各STAのBIが厳密に同時に開始して終了する必要はない。BIが一般性を失わずに同時に開始して終了する時には、同じプロトコルを使用することができる。
以下のプロトコル及び例では、全てのDN STAが同期しているものと想定するが、各STAのBIが厳密に同時に開始して終了する必要はない。BIが一般性を失わずに同時に開始して終了する時には、同じプロトコルを使用することができる。
4.8.3.1.mmW発見ビーコンを通じた発見支援
図27A及び図27Bに、mmW発見ビーコンを通じた発見支援の実施形態例470を示す。この例には、MSTA A472、MSTA B474及びMSTA C476の送信、並びに支援発見期間478を示す。発見キャンペーンに参加するSTAは、新規STAとの間で自機のアンテナをmmW帯でビームフォーミングできるようにmmW帯での発見モードに切り替える。例えば、DN STA A472では、ABFT期間480の後にDTI期間482が存在し、支援発見期間中のさらなるABFT480で全方向にビーコンが送信される(484)ことが分かる。支援発見期間は、ビーコンが全方向に送信されるBIの数から成る。支援発見期間外には、ビーコンをピアSTAにしか又は全く送信しないこともできる。
図27A及び図27Bに、mmW発見ビーコンを通じた発見支援の実施形態例470を示す。この例には、MSTA A472、MSTA B474及びMSTA C476の送信、並びに支援発見期間478を示す。発見キャンペーンに参加するSTAは、新規STAとの間で自機のアンテナをmmW帯でビームフォーミングできるようにmmW帯での発見モードに切り替える。例えば、DN STA A472では、ABFT期間480の後にDTI期間482が存在し、支援発見期間中のさらなるABFT480で全方向にビーコンが送信される(484)ことが分かる。支援発見期間は、ビーコンが全方向に送信されるBIの数から成る。支援発見期間外には、ビーコンをピアSTAにしか又は全く送信しないこともできる。
従って、図には、ビーコン送信期間における全てのアンテナを通じたビーコン送信への切り替えを示す。STAは、支援発見期間後又は新規STAの発見後には、再びピアSTAへのビーコンのみを送信し、又は全くビーコンを送信しない。STAがビーコン送信を開始する前には、DN STAのABFT期間は、送信される各ピアビーコンのスロットを含む。これにより、SSWフレーム交換のスロット数がピアの数に等しくなる。DN STAは、発見ビーコンの送信に切り替えると、1又は複数の新規STAのための1又は2以上の新規スロットを追加する。発見段階の最後には、DN STAが新規STAと接続を行い、DN STA Bで分かるようにABFT期間内に新規STAのためのスロットを恒久的に割り当てる。別の設計では、支援発見期間外にビーコンを全く送信しないこともできる。
4.8.3.2.ビームフォーミングスケジューリングを通じた発見支援
図28及び図29に、DTI期間内にビームフォーミングキャンペーンをスケジュールすることによる発見支援の実施形態例510、530を示す。この図では、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。STAは、sub−6GHz帯を介して発見された新規STAの能力に応じて、多くのサイクルにわたってビームフォーミングフレームの送信を繰り返すことができる。
図28及び図29に、DTI期間内にビームフォーミングキャンペーンをスケジュールすることによる発見支援の実施形態例510、530を示す。この図では、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。STAは、sub−6GHz帯を介して発見された新規STAの能力に応じて、多くのサイクルにわたってビームフォーミングフレームの送信を繰り返すことができる。
各図には、STA A(512、532)、STA B(514、534)及びSTA C(516、536)の送信を示す。例えば、STA Aでは、ABFT期間の次にDTI期間が存在し、DTI期間中に支援発見期間520、538がスケジュールされていることが分かる。支援発見期間は、発見キャンペーンにおけるSTAがビームフォーミングフレームの送信と新規STAからのフィードバックのリスンとを交互に行うようにスケジュールされる。STA Aが全方向にビームフォーミングフレームを送信した後に、新規STAからのフィードバックを受け取る期間が続く。その後、STA B及びSTA Cも同じ手順を繰り返す。これにより、スケジュールされた支援発見期間が完了する。ビームフォーミングフレームの送信は、sub−6GHzによって発見された新規STAの能力に応じて支援発見期間内に複数回にわたって繰り返して何らかの信頼性を獲得するとともに、新規STAが範囲内に存在する場合にビームフォーミングフレームを受け取ることを確実にすることができる。STA A、STA B及びSTA Cのスケジュール順及びタイミングは、いずれかの目標(インターフェイス回避(interface avoidance)又はチャネル閉塞)を達成するように選択することができる。ビームフォーミングフレームの送信は、一定期間にいくつかの指向性ビームからいくつかのフレームが送信され、別のスケジュール期間に他の指向性ビームからの他のフレームが送信されるようにスケジュールされる非伝染性(noncontagious)とすることもできる。
従って、図で分かるように、全てのアンテナセクタからBFフレームを送信する各ビームフォーミングフレーム送信サイクルの最後には、BFフィードバックフレーム交換(例えば、SSWフレーム)のためのスロットが割り当てられる。通常のフレームでのビーコンの送信時にピアビーコンを送信する必要があり、新規STAがDN STAに接続された場合には、ピアビーコン及び割り当てられたSSWスロットがDN STAに追加され、DN STA Bで分かるように新規STA専用となる。
なお、図28では、ビーコン間隔(BI)が交互になっている(518a、518b、518c)が、支援発見期間520は、各STAのBIの一部に共通する期間に倣う。この時、図29で分かるように、支援発見期間538は、長期にわたるDTI期間の閉塞を避けるために、複数のBI及びその関連するDTIにわたってスケジュールされる。BFフレーム交換は、支援発見期間中にスケジュールすることができ、データ送信も、ビームフォーミングフレームが送信されておらずチャネルが閉塞されていない合間にスケジュールすることができる。
4.8.3.3.アクティブスキャンを通じた発見支援
本開示による発見支援は、アクティブスキャンを利用して、新規STAとDN内の複数のSTAとの接続を支援することができる。ここでは、以下の2つのプロトコルを提案する。
本開示による発見支援は、アクティブスキャンを利用して、新規STAとDN内の複数のSTAとの接続を支援することができる。ここでは、以下の2つのプロトコルを提案する。
(a)非同期的アクティブスキャン
新規STAは、mmW帯を介して全方向にプローブ要求の送信を開始し、DN STAからのプローブ応答のフィードバックをリスンする。DN STAは、新規STAを期待して、新規STAのプローブ応答を自由にリスンする。新規STAは、支援発見期間後にプローブ要求の送信を停止する。
新規STAは、mmW帯を介して全方向にプローブ要求の送信を開始し、DN STAからのプローブ応答のフィードバックをリスンする。DN STAは、新規STAを期待して、新規STAのプローブ応答を自由にリスンする。新規STAは、支援発見期間後にプローブ要求の送信を停止する。
図30に、アクティブスキャン期間566中に新規STA558がプローブ要求を送信し(562)、DN STA A552、DN STA B 554及びDN STA C556として示す他のSTAからのプローブ応答をリスン(564)する実施形態例550を示す。なお、新規局によってプローブ要求が生成されると、全てのDN STAが新規STAをリスンするためのスケジュール時間が形成される。従って、DN STAは、新規STAからのプローブ要求をリスンするためにそのリソースの一部を確保する。新規STAからプローブ要求が受け取られた場合、DN STAはプローブ応答で応答する。
(b)同期的アクティブスキャン
全てのDN STAが進んで自機のリソースを解放するわけではなく、スケジュールされた時間のみにわたって新規STAのプローブ要求をリスンする状況において重要となり得る、新規STAが長期間にわたってチャネルを塞ぐのを避けるための同期的アクティブスキャンについて説明する。発見されたSTAのうちの1つは、sub−6GHz帯から収集された情報を通じて、新規STAに向けてmmW帯で全方向にBFフレームを送信する。新規STAは、このSTAを探索するためにmmW帯を介してパッシブスキャンを開始する。STAが発見されて新規STAがDNと同期すると、新規STAは、さらなるDN STAを求めてアクティブスキャンを開始する。DNは、新規STAがDN STAにプローブ要求を送信するために一部の時間を割り当て、残りの時間をDN STAの応答に割り当てることができる。この時間は、分散方式で(分散して)割り当てることも、又は干渉を回避して他のDN STAが自由にリスンすることを確実にするために中央コントローラを通じて割り当てることもできる。DN STAは、新規STAのプローブ要求のためのスケジュールされた時点でSTAを期待して自機のリソースを解放し、専用の時点で(at dedicated time)受け取られた場合に応答する。
全てのDN STAが進んで自機のリソースを解放するわけではなく、スケジュールされた時間のみにわたって新規STAのプローブ要求をリスンする状況において重要となり得る、新規STAが長期間にわたってチャネルを塞ぐのを避けるための同期的アクティブスキャンについて説明する。発見されたSTAのうちの1つは、sub−6GHz帯から収集された情報を通じて、新規STAに向けてmmW帯で全方向にBFフレームを送信する。新規STAは、このSTAを探索するためにmmW帯を介してパッシブスキャンを開始する。STAが発見されて新規STAがDNと同期すると、新規STAは、さらなるDN STAを求めてアクティブスキャンを開始する。DNは、新規STAがDN STAにプローブ要求を送信するために一部の時間を割り当て、残りの時間をDN STAの応答に割り当てることができる。この時間は、分散方式で(分散して)割り当てることも、又は干渉を回避して他のDN STAが自由にリスンすることを確実にするために中央コントローラを通じて割り当てることもできる。DN STAは、新規STAのプローブ要求のためのスケジュールされた時点でSTAを期待して自機のリソースを解放し、専用の時点で(at dedicated time)受け取られた場合に応答する。
図31に、複数の局DN STA A572、DN STA B574、DN STA C576及び新規STA578の実施形態例570を示す。この図では、DN STA B574が、BFフレームを全方向に送信(582)して新規STA578とBFフレームを交換(584)する。新規STAとのビームフォーミング後には、新規STAに、プローブ要求及びプローブ応答を送受信するためのチャネル使用スケジュール580が通知される。他のDN STAは、この期間580全体を通じてスケジュールを認識し、新規STAのフレームをリスンし、受け取られた場合に応答する。プローブ要求の送信は、全方向ビーム又は全方向性とすることができ、全ての潜在的近隣によって確実にフレームが受け取られるように必要なだけ繰り返すことができる。フレームの送信は、長期にわたるチャネルの閉塞を避けるように非伝染性とすることができる。
4.9.オプションA:フレームフォーマット及びWLAN実装
4.9.1 マルチバンド発見支援情報要素
図32に、mmW帯での発見を支援するためにsub−6GHz帯で動作する装置のDMG能力に関する情報を搬送するように構成された新たな情報要素の実施形態例590を示す。この情報要素は、以下の情報を含む。
4.9.1 マルチバンド発見支援情報要素
図32に、mmW帯での発見を支援するためにsub−6GHz帯で動作する装置のDMG能力に関する情報を搬送するように構成された新たな情報要素の実施形態例590を示す。この情報要素は、以下の情報を含む。
要素ID:この情報要素の識別。
長さ:この情報要素の長さ。
要求/応答DN発見支援:真(true)の場合、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上でSTAが発見支援を要求していることを示すフラグ。このフラグは、この要素を送信したSTAが、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上でノード発見を行うための支援を提供しており、又はこのような支援を受ける用意があることを示す。偽(false)の場合、このフラグは、このフレームが動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上での発見支援要求への応答であり、この要素を送信したSTAが、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上でノード発見を行うための支援を提供しており、又はこのような支援を受ける用意があることを示す。
送信トレーニングセクタ総数:この値は、この要素を送信したSTAが動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域でのビームフォーミングトレーニングに使用する送信セクタの総数を示す。この数は、受信側ノードによってビームフォーミング期間の設定及びビームフォーミングパラメータの調整に利用される。
受信トレーニングセクタ総数:この値は、この要素を送信したSTAが動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域でのビームフォーミングトレーニングに使用する受信セクタの総数を示す。この数は、受信側ノードによってビームフォーミング期間の設定及びビームフォーミングパラメータの調整に利用される。
トレーニングサイクル数:この値は、トレーニングイニシエータがトレーニングパターンを繰り返すサイクルの数を示す。この数は、受信側ノードによってビームフォーミング期間の設定及びビームフォーミングパラメータの調整に利用される。
DMGアンテナ相反性(antenna reciprocity):この値は、受信側ノードによってビームフォーミング期間の設定及びビームフォーミングパラメータの調整に利用される。なお、アンテナ相反性は、送信に使用されるアンテナが受信に使用されることを前提とする。
接続能力:要素(DN、AP、PCP、IBSS、DLS、TDLS)内に示されるチャネル及び帯域上でSTAがサポートする接続能力を示す値。この値は、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上で設定される接続タイプを決定するために利用される。
動作クラス:この値は、この要素を送信したノードが動作する、マルチバンドが適用されるチャネルの組の動作クラスを示す。この要素を受け取ったノードは、送信ノードに接続できるように帯域IDをサポートすべきである。
帯域ID:この値は、この要素を送信したノードが動作する動作クラスに関連する周波数帯の識別である。この要素を受け取ったノードは、送信ノードと接続できるように帯域IDをサポートすべきである。
チャネル番号:この値は、発見が行われるチャネルの番号を示す。この要素を送信したノードは、このチャネルを介して発見信号を送信又は受信すると見込まれる。この要素を受け取ったノードは、送信ノードと接続できるように帯域IDをサポートすべきである。
BSSID:この値は、ベーシックサービスセット(BSS)のIDを示し、従ってBSSが定められている場合には、この情報要素内に示されるチャネル及び周波数帯で動作するBSSのBSSIDである。受信側ノードは、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域で発見を開始すると、このBSSIDを探索する(探す)ことができる。
その他のmmW発見/チャネルアクセス/スケジューリング情報(任意):この任意の情報は、mmW帯におけるチャネルアクセス及びスケジューリングに関連する。この情報は、受信側ノードにいつどれほどの長さの送信を行うべきかを案内し、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上で発見信号を期待するために使用される。
4.9.2.マルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレーム
図33に、mmW帯における発見を支援するためにsub−6GHz帯で動作する装置のDMG能力及び動作帯に関する情報を搬送するように定められた新たなパブリックアクションフレームの実施形態例600を示す。このマルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームは、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上で発見支援を要求するために使用される。このフレームは、このフレームを送信したSTAが、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上でノード発見を行うための支援を提供しており、又はこのような支援を受ける用意があることを示す。このアクションフレームは、802.11標準で規定される、アクションフレームのタイプ及びその送信目的を示すために使用されるカテゴリフィールド及びパブリックアクションフィールドを含み、その後に既に図32に関して定められたフィールドが続く。
図33に、mmW帯における発見を支援するためにsub−6GHz帯で動作する装置のDMG能力及び動作帯に関する情報を搬送するように定められた新たなパブリックアクションフレームの実施形態例600を示す。このマルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームは、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上で発見支援を要求するために使用される。このフレームは、このフレームを送信したSTAが、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上でノード発見を行うための支援を提供しており、又はこのような支援を受ける用意があることを示す。このアクションフレームは、802.11標準で規定される、アクションフレームのタイプ及びその送信目的を示すために使用されるカテゴリフィールド及びパブリックアクションフィールドを含み、その後に既に図32に関して定められたフィールドが続く。
4.9.3.マルチバンド発見支援応答パブリックアクションフレーム
図34に、mmW帯における発見を支援するためにsub−6GHz帯で動作する装置のDMG能力及び動作帯に関する情報を搬送するように定められた新たなパブリックアクションフレームの実施形態例610を示す。このフレームは、マルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームを受け取ったことに対する応答である。このフレームは、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上での発見支援に対する承認を示し、従って動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上でノード発見を支援することを申し出た、このフレームを送信したSTAからのオファーを承諾するために利用される。応答フレームは、他方側の状態を示すための要求と同じ情報を含むことができるので、このアクションフレームは、図33に示すものと同じフィールドを含む。しかしながら、このフレームが要求ではなく応答に関連するものであることを示すようにフレームタイプは異なる。典型的な実装では、要求及び/又は応答からいくつかのフィールドを省略することもできるが、この実施形態には一般化のために全てを追加した。
図34に、mmW帯における発見を支援するためにsub−6GHz帯で動作する装置のDMG能力及び動作帯に関する情報を搬送するように定められた新たなパブリックアクションフレームの実施形態例610を示す。このフレームは、マルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームを受け取ったことに対する応答である。このフレームは、動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上での発見支援に対する承認を示し、従って動作クラス、帯域ID及びチャネル番号によって定められた帯域上でノード発見を支援することを申し出た、このフレームを送信したSTAからのオファーを承諾するために利用される。応答フレームは、他方側の状態を示すための要求と同じ情報を含むことができるので、このアクションフレームは、図33に示すものと同じフィールドを含む。しかしながら、このフレームが要求ではなく応答に関連するものであることを示すようにフレームタイプは異なる。典型的な実装では、要求及び/又は応答からいくつかのフィールドを省略することもできるが、この実施形態には一般化のために全てを追加した。
4.9.4.DMG能力要素の考えられる修正
sub−6GHz帯を介してDMG能力要素が送信され、この要素と共にマルチバンド要素が送信される場合には、DMG能力要素を利用してmmW帯での発見に関連するDMG能力に関する情報を伝えることができる。
sub−6GHz帯を介してDMG能力要素が送信され、この要素と共にマルチバンド要素が送信される場合には、DMG能力要素を利用してmmW帯での発見に関連するDMG能力に関する情報を伝えることができる。
発見のためのDN支援オファー又は要求を表す1ビットを追加する必要がある。この1ビットは、DMG能力がこの帯域向けではなく、マルチバンド要素内に定められる他の帯域向けであることも示す。この要素は、通常のWLAN 802.11フレームと共に送信できるべきである。
図35に、DMG能力情報要素の実施形態例620を示す。このフレームは、Element(要素)ID、Length(長さ)、STAアドレス、AID、DMG STA能力情報、DMG AP又はPCP能力情報、DMG STAビーム追跡制限時間、拡張SC MCS能力、A−MSDU内の基本的A−MSDUサブフレームの最大数、及びA−MSDU内の短いA−MSDUサブフレームの最大数、というフィールドを有する。これらのフィールドはIEEE 802.11からのものであるため、さらには説明しない。
図36A〜図36Cに、5DMG STA能力情報フィールドの実施形態例630、640及び650を示す。これらのフィールドはIEEE 802.11からのものであるため、さらには説明しない。
本開示の好ましい実施形態では、mmW発見支援要求又はオファーに対するsub−6GHzの指示として図36CのB62のデータが利用されている。一例として、このビットが第1の状態(例えば、1)に設定されている場合、マルチバンド要素の利用可能性が真であることに加え、ノードがmmWで動作中であってmmW発見支援を要求/オファーすることを意味する。
4.9.5.マルチバンド発見支援要求及び応答アクションフレームの使用
図37A〜図37Cに、新規STAとDN STAとの間でsub−6GHz通信を使用してMB発見支援フレームを送信する様々な事例を示す実施形態例670、680、690を示す。以下の事例は、一方のWLAN装置から他方のWLAN装置へのマルチバンド発見支援要求の送信を引き起こすものである。
図37A〜図37Cに、新規STAとDN STAとの間でsub−6GHz通信を使用してMB発見支援フレームを送信する様々な事例を示す実施形態例670、680、690を示す。以下の事例は、一方のWLAN装置から他方のWLAN装置へのマルチバンド発見支援要求の送信を引き起こすものである。
図37Aの例670は、マルチバンド情報要素(MB IE)を含むビーコンフレームの受信を示す。ノードは、この要素内に定められた帯域上で接続を形成することに関心があり、新規局は、MB発見要求を送信してMB発見応答を受信し、それぞれの側がmmW MLMEを開始する。
図37Bの例380は、新規STAがMB IEを含むプローブ要求を送信し、DN STAがMB IEを含むプローブ応答でこれに応答する様子を示す。新規STAは、このマルチバンド能力要素(MB IE)を含むプローブ応答フレームを受け取るとMB発見要求を送信し、これにDN STAがMB発見応答で応答し、その後にそれぞれの側がmmW MLMEを開始する。
図37Cの例390は、新規ノードがノードのアクティブスキャンとしてマルチバンド発見支援要求をブロードキャストし、ノードがこのフレームを受け取ってマルチバンド発見支援応答を返送し、その後にそれぞれの側がmmW MLMEを開始する様子を示す。
これらの事例では、DN STAがマルチバンド発見支援要求を受け取ると、開始側にマルチバンド発見支援応答フレームを返送する。フレーム交換が完了すると、両STA内のsub−6GHz MLMEがmmW MLMEにmmW発見を始動(開始)するように通知する。
なお、少なくとも1つの実施形態では、sub−6GHz帯上のSTAが、あらゆるセキュリティ上の問題を回避するために、mmW MLMEの開始前に最初に新規ノードを認証するように構成されると理解されたい。この認証は、MB発見要求の受信後、又はsub−6GHz帯における新規STAの発見時に行うことができる。
4.9.6.WLAN実装
4.9.6.1.sub−6GHzパッシブmmW発見
図38A〜図38Cに、sub−6GHz帯におけるビーコン送信オプション例710、720及び730を示す。図38Aの実施形態710では、マルチバンド発見支援情報要素と共にビーコンが送信される。図38Bの実施形態720では、修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素と共にビーコンが送信される。図38Cの実施形態730では、マルチバンド情報のみと共にビーコンが送信される。
4.9.6.1.sub−6GHzパッシブmmW発見
図38A〜図38Cに、sub−6GHz帯におけるビーコン送信オプション例710、720及び730を示す。図38Aの実施形態710では、マルチバンド発見支援情報要素と共にビーコンが送信される。図38Bの実施形態720では、修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素と共にビーコンが送信される。図38Cの実施形態730では、マルチバンド情報のみと共にビーコンが送信される。
ビーコンを受け取った新規ノードは、相手側ノードのマルチバンド能力に関する情報を取得する。新規ノードは、DNノードに応答して自機の存在及びmmW帯での発見支援要求をDNノードに通知する。
応答は、以下を含む複数の異なる方法で行うことができる。(a)マルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームをDNノードに送信することによって応答を行う。(b)マルチバンド発見支援情報要素(DA IE)をプローブ要求フレームに追加し、これをDNノードに送信することによって応答を行う。(c)マルチバンド発見支援情報要素(DA IE)をアソシエーション要求又は再アソシエーション要求フレームに追加し、これをDNノードに送信することによって応答を行う。(d)修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素をプローブ要求フレームに追加し、これをDNノードに送信することによって応答を行う。(e)修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素をアソシエーション要求フレーム又は再アソシエーション要求に追加し、これをDNノードに送信することによって応答を行う。
DNノードのsub−6GHz MLMEは、これらのフレームのいずれかを受け取ると、ビーコンがDNノードのDMG能力又はマルチバンド発見支援要素を既に含んでいた場合、mmW帯で発見を開始する旨をmmW MLMEにメッセージを通じて直接通知し、mmW MLMEに新規ノードのDMG能力を転送することができる。
DNノードのsub−6GHzビーコンがDMG能力要素又はマルチバンド発見支援要素を含んでいなかった場合、DN sub−6GHz STAは、新規STAに応答して新規STAに自機のmmW帯能力を通知する必要がある。DNノードのsub−6GHz MLMEは、mmW帯で発見を開始する旨をmmW MLMEにメッセージを通じて直接通知し、新規ノードに応答を送信した後にmmW MLMEに新規ノードのDMG能力を転送することができる。
この応答は、限定するわけではないが、以下に例示する複数の方法で行うことができる。(a)マルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームが受け取られた場合、マルチバンド発見支援応答パブリックアクションフレームをDNノードに送信することによって応答する。(b)マルチバンド発見支援情報要素を含むプローブ要求が受け取られた場合、この情報要素を含むプローブ応答を送信することによって応答する。(c)マルチバンド発見支援情報要素を含むアソシエーション要求又は再アソシエーション要求が受け取られた場合、この情報要素を含むアソシエーション/再アソシエーション応答を送信することによって応答する。(d)修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素を含むプローブ要求が受け取られた場合、これらの情報要素を含むプローブ要求フレームへのプローブ応答を送信することによって応答する。(e)修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素を含むアソシエーション/再アソシエーション要求が受け取られた場合、これらの情報要素を含むプローブ要求フレームへのアソシエーション/再アソシエーション応答を送信することによって応答する。
図39A〜図39C及び図40A〜図40Cに、これらの実施形態例740、750、760、770、780及び790を示す。なお、各事例では、発見支援情報要素(DA IE)の使用が、修正されたDMG能力及びマルチバンド情報(MB IE)要素の使用と常に同等であると理解されたい。
図39A〜図39Cの各々では、DN STAからマルチバンド情報要素(MB IE)を含むビーコンが送信される。これに応答して、新規STAは、図39Aではアソシエーション要求を、図39BではMB発見支援要求を、図39CではDA IEを含むプローブ要求を送信する。これに応答して、新規STAは、送信された要求のタイプにDA IEを含めて応答する。交換後、それぞれの側がmmW MLMEを開始する。
4.9.6.2.sub−6GHzアクティブmmW発見
本開示のプローブ要求は、以下のような複数のオプションと共に新規STAからsub−6GHz帯で送信される。(a)プローブ要求が、マルチバンド発見支援情報要素(DA IE)と共に送信される。(b)プローブ要求が、修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素と共に送信される。(c)プローブ要求が、マルチバンド情報要素のみと共に送信される。
本開示のプローブ要求は、以下のような複数のオプションと共に新規STAからsub−6GHz帯で送信される。(a)プローブ要求が、マルチバンド発見支援情報要素(DA IE)と共に送信される。(b)プローブ要求が、修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素と共に送信される。(c)プローブ要求が、マルチバンド情報要素のみと共に送信される。
プローブ要求を受け取ったSTAは、相手側ノードのマルチバンド能力に関する情報を受け取る。DNノードは、新規ノードに応答して自機の存在を新規STAに通知し、mmW帯における発見支援をオファーする。
プローブ要求への応答は、本開示に従って以下の方法のうちの1つで行われることが好ましい。(a)マルチバンド発見支援情報要素を含むプローブ要求が受け取られた場合、プローブ応答フレームにマルチバンド発見支援情報要素を追加し、これを新規ノードに送信することによってプローブ要求に応答する。(b)修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素を含むプローブ要求が受け取られた場合、プローブ応答フレームに修正されたDMG能力情報要素及びマルチバンド情報要素を追加し、これを新規ノードに送信することによってプローブ要求に応答する。(c)マルチバンド情報要素のみを含むプローブ要求が受け取られた場合、プローブ応答にマルチバンド情報要素を追加し、これを新規ノードに送信することによってプローブ要求に応答する。これにより、新規ノードとDNノードとの間でマルチバンド発見要求及び応答パブリックアクションフレームの交換が引き起こされるはずである。
これらのフレーム交換のいずれかが完了すると、DNノードのsub−6GHz MLMEは、mmW帯で発見を開始する旨をmmW MLMEにメッセージを通じて直接通知し、mmW MLMEに新規ノードのDMG能力を転送することができる。
図40A〜図40Cの各々では、新規局が、発見支援(DA)要求を含む通信を送信することによって動作を開始する。図40Aでは、DA IEと共にプローブ要求が送信され、図40BではMB発見支援要求が送信され、図40CではMB IEと共にプローブ要求が送信される。従って、本開示によれば、新規STAは、アクティブマルチバンド発見支援を模索し、その後に応答が受け取られるのを待つ。図40Bでは、ノードがsub−6GHz上で他のDNノードとの接続を形成することに関心がない場合、このMB DAを、プローブ要求及びプローブ応答フレームの交換を伴わずに行うことができる。これに応答して、DN STAは、送信された要求のタイプにDA IE又はMB IWを含めて応答する。なお、図40Cでは、プローブ交換後にMB支援要求及び応答の交換が行われる。これらの交換後に、両方の側がmmW MLMEを開始する。
4.9.6.3.sub−6GHz帯OCT mmW発見
前節で言及したように、新規ノードは、sub−6GHz帯でDNノードとのリンクを形成し、このDNノードへの関連付けを行う。DNノードのマルチバンド能力は、ビーコンフレーム又は他の管理フレームでブロードキャストされるので、新規ノードによって認識される。
前節で言及したように、新規ノードは、sub−6GHz帯でDNノードとのリンクを形成し、このDNノードへの関連付けを行う。DNノードのマルチバンド能力は、ビーコンフレーム又は他の管理フレームでブロードキャストされるので、新規ノードによって認識される。
図41に、sub−6GHz OCT mmW発見を実行する実施形態例810を示す。図では、トンネリングされた発見支援要求(MLME−OCT.request)フレームがmmW MLMEからsub−6GHz MLMEに送信され、sub−6GHz MLMEが、DN STAのsub−6GHz MLMEにOCT要求フレームを送信し、DN STAのsub−6GHz MLMEが、そのmmW MLMEにMLME OCT指標を送信し、mmW MLMEが応答を戻す。DNノードのsub−6GHz MLMEは、DNノードのsub−6GHz MLMEにOCT応答フレームを送信することによって応答し、DNノードのsub−6GHz MLMEは、新規ノードのsub−6GHz MLMEにオンチャネルトンネル応答フレームを送信し、次にこのオンチャネルトンネル応答フレームがOCT確認としてmmW MLMEに転送され、mmW MLMEが、DN STAと共にmmW発見を開始する。
従って、新規ノードのmmW MLMEが、新規ノードのsub−6GHz MLMEとの間でOCT MLME要求を開始し、OCT要求に関連するMMPDUとしてマルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームを送信することが分かる。新規ノードのsub−6GHz MLMEは、DNノードのsub−6GHz MLMEに、OCT要求と、これに関連してマルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームとを送信する。DNノードのsub−6GHz MLMEは、DNノードのmmW MLMEに、OCT要求と、これに関連してマルチバンド発見支援要求パブリックアクションフレームとを転送する。DNノードのmmW MLMEは、DNノードのsub−6GHz MLMEとの間でOCT MLME要求を開始して応答を送信する。この応答は、OCT要求に関連するMMPDUとしてのマルチバンド発見支援応答パブリックアクションフレームである。DNノードのsub−6GHz MLMEは、新規ノードのsub−6GHz MLMEに、OCT要求と、これに関連してマルチバンド発見支援応答パブリックアクションフレームとを送信する。
新規ノードのsub−6GHz MLMEは、新規ノードのmmW MLMEに、MLME OCT指標と、これに関連してマルチバンド発見支援応答パブリックアクションフレームとを転送する。このハンドシェークの完了後、DNノード及び新規ノードは、mmW帯に切り替えて発見手順を開始する。
図42に、関連する発見支援要求フレームを含むオンチャネルトンネル(OCT)要求フレームの実施形態例830を示す。Category(カテゴリ)、FST Action(FSTアクション)(高速セッション転送を表すFSTと共にIEEE802.11標準で規定されるフレームのタイプ)、Tunneled MMDPU(トンネリングされたMMPDU)フレーム制御、Discovery Assistance(発見支援)要求フレーム及びマルチバンド要素などのフィールドを示す。
図43に、関連する発見支援応答フレームを含むオンチャネルトンネル(OCT)応答フレームの実施形態例840を示す。なお、この図には、添付された発見支援応答フレームを含む応答フレームを示しているのに対し、図42のOCT要求フレームは、発見支援要求フレームを含む。
4.9.オプションBのフレームフォーマット及びWLAN実装
4.10.1.マルチバンド要素の考えられる修正
図44A及び図44Bに、Element(要素)ID、Length(長さ)、Multi−band Control(マルチバンド制御)、Band(帯域)ID、Operating Class(動作クラス)、Channel Number(チャネル番号)、BSSID、Beacon Interval(ビーコン間隔)、TSF Offset(TSFオフセット)、Multi−band Connection Capability(マルチバンド接続能力)、FST Session Timeout(FSTセッションタイムアウト)、STA MACアドレス(任意)、Pairwise Cipher Suite Count(ペア暗号スイートカウント)(任意)及びPairwise Cipher Suite List(ペア暗号スイートリスト)(任意)として示すフィールドを有するマルチバンド要素の実施形態例850、860を示す。この図では、ペア暗号スイートリストのための複数の「m」個のフィールドを含めることができることが分かる。
4.10.1.マルチバンド要素の考えられる修正
図44A及び図44Bに、Element(要素)ID、Length(長さ)、Multi−band Control(マルチバンド制御)、Band(帯域)ID、Operating Class(動作クラス)、Channel Number(チャネル番号)、BSSID、Beacon Interval(ビーコン間隔)、TSF Offset(TSFオフセット)、Multi−band Connection Capability(マルチバンド接続能力)、FST Session Timeout(FSTセッションタイムアウト)、STA MACアドレス(任意)、Pairwise Cipher Suite Count(ペア暗号スイートカウント)(任意)及びPairwise Cipher Suite List(ペア暗号スイートリスト)(任意)として示すフィールドを有するマルチバンド要素の実施形態例850、860を示す。この図では、ペア暗号スイートリストのための複数の「m」個のフィールドを含めることができることが分かる。
図45に、STA Role(STAロール)、STA MAC Address Present(STA MACアドレスの存在)、Pairwise Cipher Suite Present(ペア暗号スイートの存在)、Discovery Assistance Enabled(発見支援有効化)及び予備フィールドを有する、図44A及び図44Bに示すマルチバンド要素の制御フィールドを示す。
このオプションBのフレームフォーマットでは、マルチバンド制御フィールドのB5に新たなフィールドが追加されることによって予備ビットが3ビットから2ビットに減少している。発見支援有効化サブフィールドは、帯域ID、動作クラス及びチャネル番号サブフィールドによって定められた帯域上でBSSIDサブフィールドによって定められるBSSの発見支援トリガをSTAがサポートしているかどうかを示す。発見支援有効化サブフィールドが1に設定されている場合、このマルチバンド要素を送信したSTAは、帯域ID、動作クラス及びチャネル番号サブフィールドによって定められた帯域上でBSSIDサブフィールドによって定められるBSSの発見支援をサポートしている。発見支援有効化サブフィールドが0に設定されている場合、このマルチバンド要素を送信したSTAは、帯域ID、動作クラス及びチャネル番号サブフィールドによって定められた帯域上でBSSIDサブフィールドによって定められるBSSの発見支援をサポートしていない。発見支援有効化ビットが有効である場合、このビットは、この要素を受け取ったSTAにおいてSTA発見支援手順を引き起こすために使用される。このビットが有効である場合、この要素を受け取ったSTAは、この要素を送信したSTAに発見支援を要求することができる。
4.10.2.4.マルチバンド発見支援要求要素
図46A及び図46Bに、マルチバンド発見支援要素要求フォーマットの実施形態例880、890を示す。マルチバンド発見支援要求要素は、STA識別子と、識別帯域における発見支援及び識別帯域における能力のサポートを広告するために使用される複数のフィールドとを含む。この要素は、発見トリガ要求フレーム内に存在し、プローブ要求、アソシエーション要求及び再アソシエーション要求内に存在することができる。
図46A及び図46Bに、マルチバンド発見支援要素要求フォーマットの実施形態例880、890を示す。マルチバンド発見支援要求要素は、STA識別子と、識別帯域における発見支援及び識別帯域における能力のサポートを広告するために使用される複数のフィールドとを含む。この要素は、発見トリガ要求フレーム内に存在し、プローブ要求、アソシエーション要求及び再アソシエーション要求内に存在することができる。
マルチバンド発見支援要求要素は、以下のフィールドを含む。Element(要素)IDフィールド及びLength(長さ)フィールドは、要素のID及びその長さを定める。図47に、Discovery Assistance Request Control(発見支援要求制御)フィールドのフォーマットを示す。この要素は、STA MACアドレス、Number of TX Training Sectors(TXトレーニングセクタ数)フィールド、Number of RX Training Sectors(RXトレーニングセクタ数)フィールド、Antenna Reciprocity(アンテナ相反性)フィールド、Band(帯域)ID、Operating Class(動作クラス)(任意)、Channel Number(チャネル番号)(任意)、BSSID(任意)、Scanning Mode(スキャンモード)(任意)、Discovery Assistance Window Length Request(発見支援ウィンドウ長要求)(任意)、及び予備フィールドも含む。
STAアドレスフィールドは、mmW帯で使用される周波数例である60GHz帯におけるSTAのMACアドレスを含む。STAアドレスは、要求が受け入れられて認証目的である場合に60GHz帯でSTAのアイデンティティを検証するために使用される。
TXトレーニングセクタ数サブフィールドは、STAが送信セクタスイープにおいて使用する送信セクタを全てのDMGアンテナにわたって組み合わせた総数を示し、DMGアンテナ切り替えに必要なあらゆるLBIFS(LBIFS−IEEE 802.11標準で規定されるビームフォーミングフレーム間の間隔を表す長期ビームフォーミングフレーム間間隔)を含む。このサブフィールドの値は1〜128であり、値はビット表現+1に等しい。DN STA(この要素の受信側)は、このフィールドを使用してビームフォーミング期間の長さを計算し、ビームフォーミングパラメータを調整し、新規STAが各方向をスキャンする時間を推定し、ビームフォーミングフレーム又はビーコンを送信する周期及び速度を決定する。
RXトレーニングセクタ数サブフィールドは、STAの全ての受信DMGアンテナにわたって組み合わせた受信セクタの総数を示し、DMGアンテナ切り替えに必要なあらゆるLBIFSを含む。このサブフィールドによって表される値は2〜128であり、(RXSS長+1)×2によって与えられる。DN STA(この要素の受信側)は、このフィールドを使用して、ビームフォーミング期間の長さを計算し、ビームフォーミングパラメータを調整し、新規STAが各方向をスキャンする時間を推定し、ビームフォーミングフレーム又はビーコンを送信する周期及び速度を決定する。
DMGアンテナ相反性サブフィールドは、STAの最良の送信DMGアンテナがSTAの最良の受信DMGアンテナと同じもの及びこの逆であり、1に設定されると、アンテナ重みベクトル(AWV)に関連する送信アンテナパターンが同じAWVの受信アンテナパターンと同じものであることを示す。そうでなければ、このサブフィールドは0に設定される。アンテナ相反性フィールドが設定されている場合、DN STAは、そのアンテナにも相反性がある場合には1方向のみのビームフォーミング(送信又は受信ビームフォーミング)をスケジュールする。設定されていない場合、DN STAは、送信及び受信ビームを、独立してビームフォーミングを行うようにスケジュールすべきである。
帯域IDフィールドは、動作クラス及びチャネル番号フィールドに関連する周波数帯の識別を提供する。
動作クラスは、マルチバンド要素が適用されるチャネルの組を示す。動作クラス及びチャネル番号は、共にマルチバンド要素が適用されるチャネルの周波数及び間隔を指定する。このフィールドは、0に設定されると、帯域IDフィールドの値によって指定される周波数帯内の全ての動作クラスを示す。
チャネル番号フィールドは、送信側STAが動作中又は動作予定のチャネルの番号に設定される。このフィールドは、0に設定されると、帯域IDフィールドの値によって指定される周波数帯内の全てのチャネルを示す。
帯域ID、動作クラス及びチャネル番号は、要求された発見支援の動作周波数及び帯域を識別する。この要求を受け取ったDN STAは、要求を受け入れる場合、この帯域及び周波数上で発見支援手順を開始することを通じて発見支援を行う。
BSSIDフィールドは、チャネル番号及び帯域IDフィールドによって示されるチャネル及び周波数上で動作するBSSのBSSIDを指定する。要求を受け入れる場合、DN STAは、このBSSIDによって識別されたBSSの発見支援手順を開始することを通じてこのBSS上で発見支援を行うべきである。
スキャンモードサブフィールドは、この要素の送信側によって確認されるスキャンモードを示す。01(2進)の値は、この要素を送信したSTAがパッシブスキャンの発見支援を行うことを示す。10(2進)の値は、この要素を送信したSTAがアクティブスキャンの発見支援を行うことを示す。11(2進)の値は、この要素を送信したSTAがTDDチャネルアクセスの発見支援を行うことを示す。00(2進)の値は予備である。要求が受け入れられてスキャンモードがパッシブである場合、DN STAは、識別帯域上でビームフォーミングフレーム又はビーコンを送信する。要求が受け入れられてスキャンモードがアクティブである場合、新規STAは、識別帯域上でプローブ要求又はビームフォーミングフレームを送信する。アクセスモードがTDDである場合、DN STAは、TDDアクセスモードでビームフォーミングフレームを送信する。
発見支援(支援)ウィンドウ長要求フィールドは、TU単位の発見支援ウィンドウ長を含む。要求が受け入れられた場合、新規STAは、要求されたウィンドウ長に等しい期間にわたってmmW帯をスキャンし、又はmmW帯でビームフォーミングフレームを送信する。要求が受け入れられた場合、DN STAは、要求されたウィンドウ長に等しい期間にわたってmmW帯をスキャンし、又はmmW帯でビームフォーミングフレームを送信する。
図47に、図46に示す発見支援要求の制御フィールドフォーマットの実施形態例900を示す。BSSID情報存在サブフィールドは、発見支援要求要素内にBSSID情報サブフィールド(帯域ID、動作クラス、チャネル番号及びBSSID)が存在するかどうかを示す。BSSID情報存在サブフィールドが1に設定されている場合には、帯域ID、動作クラス、チャネル番号及びBSSIDサブフィールドが存在する。BSSID情報存在サブフィールドが0に設定されている場合には、帯域ID、動作クラス、チャネル番号及びBSSIDサブフィールドが存在しない。
スキャンモード存在サブフィールドは、発見支援要求要素内にスキャンモードが存在するかどうかを示す。スキャンモード存在サブフィールドが1に設定されている場合には、スキャンモードサブフィールドが存在する。スキャンモード存在サブフィールドが0に設定されている場合には、スキャンモードサブフィールドが存在しない。
発見支援ウィンドウ長要求存在サブフィールドは、発見支援要求要素内に発見支援ウィンドウ長要求が存在するかどうかを示す。発見支援ウィンドウ長要求存在サブフィールドが1に設定されている場合には、発見支援ウィンドウ長要求サブフィールドが存在する。発見支援ウィンドウ長要求存在サブフィールドが0に設定されている場合には、発見支援ウィンドウ長要求サブフィールドが存在しない。
4.10.3.マルチバンド発見支援応答要素
図48A及び図48Bに、STA識別子と、識別帯域における発見支援要求及び識別帯域における能力に応答するために使用される複数のフィールドとを含む、マルチバンド発見支援応答要素の実施形態例910、920を示す。この要素は、Discovery Trigger Response(発見トリガ応答)フレーム内に存在し、ビーコン、プローブ応答、アソシエーション応答及び再アソシエーション応答内に存在することができる。マルチバンド発見支援応答要素の少なくとも1つの実施形態は、以下のようにフォーマットされる。
図48A及び図48Bに、STA識別子と、識別帯域における発見支援要求及び識別帯域における能力に応答するために使用される複数のフィールドとを含む、マルチバンド発見支援応答要素の実施形態例910、920を示す。この要素は、Discovery Trigger Response(発見トリガ応答)フレーム内に存在し、ビーコン、プローブ応答、アソシエーション応答及び再アソシエーション応答内に存在することができる。マルチバンド発見支援応答要素の少なくとも1つの実施形態は、以下のようにフォーマットされる。
要素IDフィールド及び長さフィールドは、要素のID及びその長さを定める。Discovery Assistance Response Map(発見支援応答マップ)フィールドは、発見支援要求の応答を指定する。以下、発見支援応答マップフィールドの可能値を示す。
00:帯域ID、動作クラス、チャネル番号及びBSSIDによって定められた帯域上での発見支援要求を他の理由で拒絶する。この要素を受け取ったSTAは、発見支援手順を中断して任意に再スタートする必要がある。
10:帯域ID、動作クラス、チャネル番号及びBSSIDによって定められた帯域上での発見支援要求を受け入れる。この情報要素を受け取ったSTAは、要素内の情報を処理して発見支援手順を継続する。この手順は、ビームフォーミングフレーム又はビーコンの送信又は受信を含む。
01:帯域ID、動作クラス、チャネル番号及びBSSIDによって定められた帯域上での発見支援要求を無認可アクセスとの理由で拒絶する。この要素を受け取ったSTAは、発見支援手順を中断して任意に再スタートする必要がある。
11:帯域ID、動作クラス、チャネル番号及びBSSIDによって定められた帯域上での発見支援機能を、スキャンモードがサポートされていないとの理由で拒絶する。この要素を受け取ったSTAは、発見支援手順を中断して任意に再スタートする必要がある。
STAアドレスフィールドは、60GHz帯におけるSTAのMACアドレスを含む。STAアドレスは、要求が受け入れられて認証目的である場合に60GHz帯でSTAのアイデンティティを検証するために使用される。
TXトレーニングセクタ数サブフィールドは、STAが送信セクタスイープにおいて使用する送信セクタを全てのDMGアンテナにわたって組み合わせた総数を示し、DMGアンテナ切り替えに必要なあらゆるLBIFSを含む。このサブフィールドの値は1〜128であり、値はビット表現+1に等しい。新規STAは、このフィールドを使用してビームフォーミング期間の長さを計算し、ビームフォーミングパラメータを調整し、新規STAが各方向をスキャンする時間を推定し、ビームフォーミングフレーム又はビーコンを送信する周期及び速度を決定する。
RXトレーニングセクタ数サブフィールドは、STAの全ての受信DMGアンテナにわたって組み合わせた受信セクタの総数を示し、DMGアンテナ切り替えに必要なあらゆるLBIFSを含む。このサブフィールドによって表される値は2〜128であり、(RXSS長+1)×2によって与えられる。新規STAは、このフィールドを使用して、ビームフォーミング期間の長さを計算し、ビームフォーミングパラメータを調整し、新規STAが各方向をスキャンする時間を推定し、ビームフォーミングフレーム又はビーコンを送信する周期及び速度を決定する。
DMGアンテナ相反性サブフィールドは、STAの最良の送信DMGアンテナがSTAの最良の受信DMGアンテナと同じもの及びこの逆であり、1に設定されると、AWVに関連する送信アンテナパターンが同じAWVの受信アンテナパターンと同じものであることを示す。そうでなければ、このサブフィールドは0に設定される。新規STAは、この値に応じて、送信ビーム又は受信ビームのみのビームフォーミング(相反性が有効である場合)を行い、或いは相反性が有効でない場合には送信ビーム及び受信ビームの両方のビームフォーミングを行う。
帯域IDフィールドは、動作クラス及びチャネル番号フィールドに関連する周波数帯の識別を提供する。
動作クラスは、マルチバンド要素が適用されるチャネルの組を示す。動作クラス及びチャネル番号は、共にマルチバンド要素が適用されるチャネルの周波数及び間隔を指定する。付属書類Eに、動作クラスの有効値を示す。このフィールドは、0に設定されると、帯域IDフィールドの値によって指定される周波数帯内の全ての動作クラスを示す。
チャネル番号フィールドは、送信側STAが動作中又は動作予定のチャネルの番号に設定される。このフィールドは、0に設定されると、帯域IDフィールドの値によって指定される周波数帯内の全てのチャネルを示す。
帯域ID、動作クラス及びチャネル番号は、発見支援の動作周波数及び帯域を識別する。この応答を受け取ったSTAは、要求が受け入れられた場合、この帯域及び周波数上での発見支援を期待して発見支援手順を開始する。
BSSIDフィールドは、チャネル番号及び帯域IDフィールドによって示されるチャネル及び周波数上で動作するBSSのBSSIDを指定する。発見支援が受け入れられた場合、STAは、このBSS上での支援を期待して、このBSSIDによって識別されたBSSの発見支援手順を開始すべきである。
スキャンモードサブフィールドは、この要素の送信側によって確認されるスキャンモードを示す。01(2進)の値は、この要素を送信したSTAがパッシブスキャンの発見支援を行うことを示す。10(2進)の値は、この要素を送信したSTAがアクティブスキャンの発見支援を行うことを示す。11(2進)の値は、この要素を送信したSTAが、IEEE802.11ay標準の改正版で規定されるチャネルアクセスモードである時分割二重(TDD)チャネルアクセスの発見支援を行うことを示す。00(2進)の値は予備である。発見支援が受け入れられてスキャンモードがパッシブである場合、DN STAは、識別帯域上でビームフォーミングフレーム又はビーコンを送信する。発見支援が受け入れられてスキャンモードがパッシブである場合、新規STAは、パッシブスキャンを実行する。発見支援が受け入れられてスキャンモードがアクティブである場合、新規STAは、識別帯域上でプローブ要求又はビームフォーミングフレームを送信する。DN STAは、新規STAフレームを期待する。アクセスモードがTDDである場合、DN STAは、TDDアクセスモードでビームフォーミングフレームを送信する。
発見支援ウィンドウ長フィールドは、タイムユニット(TU)単位の発見支援ウィンドウ長を含む。要求が受け入れられた場合、新規STAは、示されたウィンドウ長に等しい期間にわたってmmW帯をスキャンし、又はmmW帯でビームフォーミングフレームを送信する。要求が受け入れられた場合、DN STAは、示されたウィンドウ長に等しい期間にわたってmmW帯をスキャンし、又はmmW帯でビームフォーミングフレームを送信する。
スキャンスイープ時間フィールドは、スキャンモードがパッシブスキャン又はTDDモードである場合に新規STAがその各受信ビームをスイープするTU単位での時間を含む。スキャンモードがアクティブである場合、このフィールドは、各プローブ要求送信間の時間をTU単位で表すことができ、或いは使用せずに無視することもできる。
4.10.4.発見トリガ要求フレームフォーマット
図49に、発見トリガ要求(DT−REQ)アクションフレームの実施形態例924を示す。このフレームは、1:Category(カテゴリ)、2:FST Action(FSTアクション)、3:Multi−band(マルチバンド)、4:DMG能力、5:Multi−band Discovery Assistance Request(マルチバンド発見支援要求)、というフィールドを有する。
図49に、発見トリガ要求(DT−REQ)アクションフレームの実施形態例924を示す。このフレームは、1:Category(カテゴリ)、2:FST Action(FSTアクション)、3:Multi−band(マルチバンド)、4:DMG能力、5:Multi−band Discovery Assistance Request(マルチバンド発見支援要求)、というフィールドを有する。
カテゴリフィールド及びFSTアクションフィールドは、フレームのタイプを定める。マルチバンドフィールドは、STAが発見をトリガするように要求しているMLMEのマルチバンド要素を含む。この要素に含まれるチャネル、周波数帯及びMACアドレスを使用して、周波数及び支援すべきSTAをピアSTAに通知する。
DMG能力フィールドは、発見支援が要求されているDMG STAの、802.11標準で規定されるDMG能力要素を含む。
マルチバンド発見支援要求フィールドは、規定のチャネル、周波数帯で発見のトリガを要求しているSTAのマルチバンド発見支援要求要素を含む。この要素は、ピアSTAによる発見プロセスの最適化を支援する情報も含む。
4.10.5.発見トリガ応答フレームフォーマット
図50に、1:カテゴリ、2:FSTアクション、3:マルチバンド、4:DMG能力、5:マルチバンド発見支援応答、というフィールドを含む発見トリガ応答(DT−RES)アクションフレームの実施形態例926を示す。
図50に、1:カテゴリ、2:FSTアクション、3:マルチバンド、4:DMG能力、5:マルチバンド発見支援応答、というフィールドを含む発見トリガ応答(DT−RES)アクションフレームの実施形態例926を示す。
カテゴリフィールド及びFSTアクションフィールドは、フレームのタイプを定める。マルチバンドフィールドは、STAが発見のトリガを要求しているMLMEのマルチバンド要素を含む。この要素に含まれるチャネル、周波数帯及びMACアドレスを使用して、ピアSTAに周波数及び支援すべきSTAを通知する。
4.10.6.WLAN実装
4.10.6.1 実装例
図51A〜図51Cに、オプションBのフレームフォーマットのWLAN実装例の実施形態例930、940、950を示す。各例には、新規STAとDN STAとの間のsub−6GHz帯における相互作用を示す。
4.10.6.1 実装例
図51A〜図51Cに、オプションBのフレームフォーマットのWLAN実装例の実施形態例930、940、950を示す。各例には、新規STAとDN STAとの間のsub−6GHz帯における相互作用を示す。
図51Aでは、発見支援インジケータが有効になったマルチバンド要素(MB IE)を含むビーコンがsub−6GHz帯で送信される。このビーコンを受け取った新規STAは、マルチバンド要素及び発見支援要求要素を含むアソシエーション要求フレームを送信することができる。DN STAは、マルチバンド要素及び発見支援応答要素を含むアソシエーション応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。要求が受け入れられた場合、両STAにおいてmmW MLMEが開始される。
図51Bでは、発見支援インジケータが有効になったマルチバンド要素を含むビーコンがsub−6GHz帯で送信される。このビーコンを受け取った新規STAは、マルチバンド要素及び発見支援要求要素を含む発見トリガ要求フレームを送信することができる。DN STAは、マルチバンド要素及び発見支援応答要素を含む発見トリガ応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。要求が受け入れられた場合、両STAにおいてmmW MLMEが開始される。
図51Cでは、発見支援インジケータが有効になったマルチバンド要素を含むビーコンがsub−6GHz帯で送信される。このビーコンを受け取った新規STAは、マルチバンド要素及び発見支援要求要素を含むプローブ要求フレームを送信することができる。DN STAは、マルチバンド要素及び発見支援応答要素を含むプローブ応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。要求が受け入れられた場合、両STAにおいてmmW MLMEが開始される。
図51Dでは、新規STAが、マルチバンド要素及び発見支援要求要素を含むプローブ要求フレームを送信する。DN STAは、マルチバンド要素及び発見支援応答要素を含むプローブ応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。要求が受け入れられた場合、両STAにおいてmmW MLMEが開始される。
図51Eでは、新規STAが、マルチバンド要素及び発見支援要求要素を含む発見トリガ要求フレームを送信する。DN STAは、マルチバンド要素及び発見支援応答要素を含む発見トリガ応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。要求が受け入れられた場合、両STAにおいてmmW MLMEが開始される。
図51Fでは、発見支援インジケータが有効になったマルチバンド要素を含むプローブ要求が新規STAからsub−6GHz帯で送信される。DN STAは、発見支援インジケータが有効になったマルチバンド要素を含むプローブ応答フレームを新規STAに送信することによってこのフレームに応答する。プローブ応答を受け取った新規STAは、マルチバンド要素及び発見支援要求要素を含む発見トリガ要求フレームを送信する。DN STAは、マルチバンド要素及び発見支援応答要素を含む発見トリガ応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。要求が受け入れられた場合、両STAにおいてmmW MLMEが開始される。
図52に、sub−6GHz帯における新規STAとDN STAとの間の発見支援に加えて認証及びアソシエーションが行われるWLANの実施形態例990を示す。発見支援インジケータが有効になったマルチバンド要素を含むビーコンが、DN STAからsub−6GHz帯で送信される。このビーコンを受け取った新規STAは、マルチバンド要素及び任意の発見支援要求要素を含むプローブ要求フレームを送信することができる。DN STAは、マルチバンド要素と、発見支援要求要素を受け取った場合には発見支援応答要素とを含むプローブ応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。新規STAがプローブ要求を受け取った場合、新規STA及びピアSTA(DN STA)は、認証要求及び応答を交換する。新規STAが認証された場合、新規STAとピアSTAとの間でアソシエーションフレームが交換される。新規STAは、マルチバンド要素及び任意の発見支援要求要素を含むアソシエーション要求フレームを送信する。DN STAは、マルチバンド要素、及び発見支援要求要素を受け取った場合、発見支援応答要素を含むアソシエーション応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。アソシエーションプロセスが上手くいった場合、新規STAは、マルチバンド要素及び発見支援要求要素を含む発見トリガ要求フレームを送信する。DN STAは、マルチバンド要素及び発見支援応答要素を含む発見トリガ応答フレームを送信することによってこのフレームに応答する。要求が受け入れられた場合、両STAにおいてmmW MLMEが開始される。
4.10.6.2 実装手順例
発見をトリガすると、マルチバンド対応装置のSTAは、意図する通信帯域以外の帯域上で他のSTAを発見できるようになる。意図する通信帯域は通信帯と呼ばれ、これに関連するMLMEは通信MLMEと呼ばれる。発見に使用される他の帯域は発見帯と呼ばれ、発見帯に関連するMLMEは発見MLMEと呼ばれる。発見トリガ動作は、FSTセットアッププロトコル及びOCT動作と共に又はこれらと無関係に使用することができる。
発見をトリガすると、マルチバンド対応装置のSTAは、意図する通信帯域以外の帯域上で他のSTAを発見できるようになる。意図する通信帯域は通信帯と呼ばれ、これに関連するMLMEは通信MLMEと呼ばれる。発見に使用される他の帯域は発見帯と呼ばれ、発見帯に関連するMLMEは発見MLMEと呼ばれる。発見トリガ動作は、FSTセットアッププロトコル及びOCT動作と共に又はこれらと無関係に使用することができる。
マルチバンド対応装置は、自機のマルチバンド能力及び発見支援トリガ機能がサポートされている場合には、発見帯においてこれらを広告する。この広告は、発見支援トリガフィールドが1に設定されたマルチバンド要素を発見帯において他のSTAに送信することによって行われる。STAが発見帯における発見支援を要求する際には、支援をオファーするSTAが常にこの要求を受け入れ又は拒絶することによって発見帯において応答する。2つのSTAは、そのトレーニングビーム及びアンテナ情報、通信帯における周波数帯、MACアドレス、発見支援手順の長さ、及び通信帯におけるスキャンモードを含む、通信帯における自機のDMG能力及び識別に関するいくつかの情報を発見帯において共有する。
図53A及び図53Bに、全体的な発見手順を示す発見支援トリガ手順の実施形態例1000を示す。新規マルチバンド装置の局管理エンティティ(SME)1002、通信MLME1004及び発見MLME1006と、既にネットワーク上で接続されている、SME1008、通信MLME1010及び発見MLME1012部分を有する既存のマルチバンド対応装置との間の相互作用を示す。新規マルチバンド対応装置のSMEは、この装置の発見MLMEにMLME−SCAN.requestを送信する(1014)。
MLME−SCAN.requestを受け取った発見MLMEは、マルチバンド及び発見支援トリガをサポートしている他のSTAを求めて発見帯をスキャンする(1016)。1又は複数のSTAが見つかると、発見MLMEは、STAのSMEへのMLME−SCAN.confirmを生成し、STAのSMEは、この標準で規定される通りにMLME−SCAN.confirmを処理する。MLME−SCAN.confirmは、マルチバンド及び発見支援トリガをサポートしているSTAに関する情報を有する。スキャン確認後には、可能な接続セットアップ1020が存在して、新規STA及びDN(ピア)STAは、接続の形成(認証及びアソシエーションの実行)を決定することができる。
MLME−SCAN.confirmを受け取った新規マルチバンド対応装置のSMEは、このSTAの発見MLMEへのMLME−DISCOVERY−ASSISTANT−TRIGGER.requestを生成(1022)することによって応答する。この要求は、ピアSTAアドレス、ローカルマルチバンド要素及びローカル発見支援トリガ要求要素を含む。
MLME−DISCOVERY−ASSISTANT−TRIGGER.requestを受け取った発見MLMEは、ピア発見MLME宛ての発見トリガ要求フレームを送信する(1024)。
図53Bでは、発見トリガ要求フレームを受け取った発見MLMEが、このフレームを受け取ったマルチバンド対応装置のSMEへのMLME−DISCOVERY−ASSISTANT−TRIGGER.indicationを生成する(1026)。
MLME−DISCOVERY−ASSISTANT−TRIGGER.indicationを受け取ったマルチバンド対応装置のSMEは、このSTAの発見MLMEへのMLME−DISCOVERY−ASSISTANT−TRIGGER.responseを生成することによって応答する(1028)。この要求は、ピアSTAアドレス、ローカルマルチバンド要素及びローカル発見支援トリガ応答要素を含む。
MLME−DISCOVERY−ASSISTANT−TRIGGER.responseを受け取った発見MLMEは、ピア発見MLME宛ての発見トリガ応答フレームを送信する(1030)。
発見トリガ応答フレームを受け取った発見MLMEは、このフレームを受け取ったマルチバンド対応装置のSMEへのMLME−DISCOVERY−ASSISTANT−TRIGGER.confirmを生成する(1032)。
MLME−DISCOVERY−ASSISTANT−TRIGGER.confirmを受け取った新規マルチバンド対応装置のSMEは、支援発見が受け入れられた場合、このSTAの通信MLMEへのMLME−SCAN.requestを生成(1034)することによって応答する。支援発見がピアSTAによって拒絶された場合、SMEは、MLME−SCAN.requestを生成しない。この要求は、ピアSTAアドレス、ローカルマルチバンド要素、ピアマルチバンド要素及びピア発見支援トリガ応答要素を含む。
MLME−SCAN.requestを受け取った通信MLMEは、ピアSTAの通信MLMEを求めて通信帯をスキャンする(1038)。この要求において、新規マルチバンド装置の通信MLMEにピアSTAの通信MLMEのアドレスを与える。STAの通信MLMEは、ピアSTAのマルチバンド能力及び発見支援トリガに関する情報を有する。
MLME−INITIATE−DISCOVERY.requestを受け取った1036通信MLMEは、通信帯において発見をトリガする。発見支援トリガ応答要素がパッシブスキャンを示す場合、通信MLMEは、ビーコン又はビームフォーミングフレームの送信を開始する。発見支援トリガ応答要素がアクティブスキャンを示す場合、通信MLMEは、プローブ要求又はビームフォーミングフレームをリスンする。
MLME−SCAN.confirmを受け取った1042新規マルチバンド対応装置のSMEは、スキャンプロセスによってピアSTAが発見されたかどうかを示す。
MLME−INITIATE−DISCOVERY.confirmを受け取った1040マルチバンド対応装置のSMEは、スキャンプロセスによってピアSTAが発見されたかどうかを示す。
4.10.6.3 MLMEメッセージ
4.10.6.3.1 MLME−SCAN.request
IEEE 802.11標準で規定されているMLME−SCAN.requestメッセージには、以下のパラメータを追加すべきである。
4.10.6.3.1 MLME−SCAN.request
IEEE 802.11標準で規定されているMLME−SCAN.requestメッセージには、以下のパラメータを追加すべきである。
「マルチバンド発見支援要求」は、(マルチバンド発見支援要求要素)に規定される有効範囲を有するマルチバンド発見支援要求要素の一種であり、ローカルMACエンティティによってサポートされている構成を含むマルチバンド発見支援要求要素内のパラメータを指定する。このパラメータは、STAがマルチバンド支援発見をサポートしている場合に存在する。
4.10.6.3.2.MLME−SCAN.confirm
IEEE 802.11標準で規定されているMLME−SCAN.confirmメッセージには、以下のパラメータを追加すべきである。「マルチバンド発見支援応答」は、(マルチバンド発見支援応答要素)に規定される有効範囲を有するマルチバンド発見支援応答要素の一種であり、このような要素がプローブ応答フレーム内に存在する場合にはこの要素からの値で応答し、そうでなければヌル(null)とする。
IEEE 802.11標準で規定されているMLME−SCAN.confirmメッセージには、以下のパラメータを追加すべきである。「マルチバンド発見支援応答」は、(マルチバンド発見支援応答要素)に規定される有効範囲を有するマルチバンド発見支援応答要素の一種であり、このような要素がプローブ応答フレーム内に存在する場合にはこの要素からの値で応答し、そうでなければヌル(null)とする。
4.10.6.3.3 MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.request
機能:このプリミティブは、発見支援要求フレームにおける発見支援要求要素の送信を要求する。
機能:このプリミティブは、発見支援要求フレームにおける発見支援要求要素の送信を要求する。
このサービスプリミティブのセマンティクスは以下の通りである。
MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.request(
PeerSTAAddress,DiscoveryAssistanceRequest)
MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.request(
PeerSTAAddress,DiscoveryAssistanceRequest)
ピアSTAアドレス:発見支援要求フレームが送信されるSTAのアドレスを指定する個々の有効なMACアドレスを有するMACアドレス。
発見支援要求:発見支援要求要素フォーマットで範囲が定められた、要求する発見支援のパラメータを指定する発見支援要求要素。
このプリミティブは、発見支援要求フレームが他のSTAに送信されることを要求するためにSMEによって生成される。MLMEは、このプリミティブを受け取った時点で発見支援要求フレームを構築して送信しようと試みる。
4.10.6.3.4 MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.indication
このプリミティブは、発見支援要求フレームが受け取られたことを示す。
このプリミティブは、発見支援要求フレームが受け取られたことを示す。
このサービスプリミティブのセマンティクスは以下の通りである。
MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.indication
(
PeerMACAddress,
DiscoveryAssistanceRequest
)
MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.indication
(
PeerMACAddress,
DiscoveryAssistanceRequest
)
ピアMACアドレス:発見支援要求フレームが受け取られた先のSTAのMACアドレスを指定するいずれかの有効な個々のMACアドレスを有するMACアドレス。
発見支援要求:発見支援要求要素フォーマットで範囲が定められた、要求された発見支援のパラメータを指定する発見支援要求要素。
このプリミティブは、発見支援要求フレームが受け取られた時にMLMEによって生成される。SMEには、このプリミティブを受け取った時点で発見支援要求が通知される。
4.10.6.3.5 MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.response
このプリミティブは、発見支援を要求するSTAに発見支援応答フレームが送信されることを要求する。
このプリミティブは、発見支援を要求するSTAに発見支援応答フレームが送信されることを要求する。
このサービスプリミティブのセマンティクスは以下の通りである。
MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.response
(
PeerMACAddress,
DiscoveryAssistanceResponse
)
MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.response
(
PeerMACAddress,
DiscoveryAssistanceResponse
)
ピアMACアドレス:発見支援応答フレームの送信先のSTAのMACアドレスを指定するいずれかの有効な個々のMACアドレス範囲を有するMACアドレス。
発見支援応答:発見支援応答要素フォーマットで範囲が定められた、発見支援のパラメータを指定する発見応答要素。
このプリミティブは、発見支援を要求したSTAに発見支援応答フレームが送信されることを要求するためにSMEによって生成される。MLMEは、このプリミティブを受け取った時点で発見支援応答フレームを作成して送信しようと試みる。
4.10.6.3.6 MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.confirm
このプリミティブは、発見支援応答フレームが受け取られたことを示す。
このプリミティブは、発見支援応答フレームが受け取られたことを示す。
このサービスプリミティブのセマンティクスは以下の通りである。
MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.confirm
(
PeerMACAddress,
DiscoveryAssistanceResponse
)
MLME−MB−DISCOVERY−ASSIST.confirm
(
PeerMACAddress,
DiscoveryAssistanceResponse
)
ピアMACアドレス:発見支援応答フレームが受け取られた先のSTAのMACアドレスを指定するいずれかの有効な個々のMACアドレス範囲を有するMACアドレス。
発見支援応答:有効範囲がフォーマットで定められた、発見支援のパラメータを指定する応答を含む発見支援応答要素。
このプリミティブは、発見支援応答フレームが受け取られた時にMLMEによって生成される。
MLMEは、このプリミティブを受け取った時点で発見支援手順を開始する。
4.10.6.3.7 MLME−START−DMG−DISCOVERY−ASSISTANCE.request
このプリミティブは、BSSに参加している新規STAの発見及びビームフォーミングトレーニングを支援する包括的セクタスイープを開始することを要求する。
このプリミティブは、BSSに参加している新規STAの発見及びビームフォーミングトレーニングを支援する包括的セクタスイープを開始することを要求する。
このサービスプリミティブのセマンティクスは以下の通りである。
MLME−START−DMG−DISCOVERY−ASSISTANCE.request
(
NumberOfTxSectors,
NumberOfRxSectors,
DiscoveryAssistanceWindow
)
MLME−START−DMG−DISCOVERY−ASSISTANCE.request
(
NumberOfTxSectors,
NumberOfRxSectors,
DiscoveryAssistanceWindow
)
NumberOfTxSectors:発見支援及びビームフォーミングトレーニングのためにSTAが送信するセクタ数を指定する1〜255の範囲の整数。
NumberOfRxSectors:BSSに参加しているSTAが受信ビームフォーミングトレーニングを行う予定のセクタ数を指定する1〜255の範囲の整数。
DiscoveryAssistanceWindow:発見支援が有効である時間の長さをTU単位で指定する1〜65,535の範囲の整数。
このプリミティブは、BSSに参加している新規STAの発見及びビームフォーミングトレーニングを支援する包括的セクタスイープを要求するためにSMEによって生成される。
MLMEは、このプリミティブを受け取った時点でMAC副層包括的セクタスイープ手順を呼び出す。
4.10.6.3.8 MLME−START−DMG−DISCOVERY−ASSISTANCE.confirm
このプリミティブは、要求された包括的セクタスイープ手順の結果を報告する。
このプリミティブは、要求された包括的セクタスイープ手順の結果を報告する。
このサービスプリミティブのセマンティクスは以下の通りである。
MLME−START−DMG−DISCOVERY−ASSISTANCE.confirm
(
ResultCode
)
MLME−START−DMG−DISCOVERY−ASSISTANCE.confirm
(
ResultCode
)
ResultCode:この例では「SUCCESS」又は「BF−TIMEOUT」の値の範囲を有する、包括的セクタスイープ手順の結果を示す列挙型である。
このプリミティブは、包括的セクタスイープの結果を報告するためにMLMEによって生成される。手順の結果はSMEに通知される。
5.チャネルアクセス及びスケジューリングを使用した発見支援
5.1.課題の記述
ネットワーク内のSTAに発見信号(ビーコン又はビームフォーミングフレーム)を送信し続けるように求めることは非効率的であり、最適なスペクトルの使用が行われないことによってシステム内のレイテンシ制約に影響を及ぼし、たとえビームフォーミング信号が不要な場合であってもこの信号を送信するために継続的に送信を中断することが必要になる。新たなネットワークに参加する新規STAは、接続先のチャネル及びネットワーク内のチャネルアクセス及びスケジューリング割り当てに関する情報を有していない。新規STAは、ビームフォーミングフレームの送信時間が分からず、その時点で受け取る準備ができていないので、ビームフォーミングフレームを見逃してしまうこともある。新規STAにビームフォーミングフレームをスキャン(パッシブ又はアクティブ)し続けさせると、電力の使用が非効率になる。いつどこでビームフォーミングフレームが送信され又は送信される予定であるかがSTAに分かればさらに効率的である。
5.1.課題の記述
ネットワーク内のSTAに発見信号(ビーコン又はビームフォーミングフレーム)を送信し続けるように求めることは非効率的であり、最適なスペクトルの使用が行われないことによってシステム内のレイテンシ制約に影響を及ぼし、たとえビームフォーミング信号が不要な場合であってもこの信号を送信するために継続的に送信を中断することが必要になる。新たなネットワークに参加する新規STAは、接続先のチャネル及びネットワーク内のチャネルアクセス及びスケジューリング割り当てに関する情報を有していない。新規STAは、ビームフォーミングフレームの送信時間が分からず、その時点で受け取る準備ができていないので、ビームフォーミングフレームを見逃してしまうこともある。新規STAにビームフォーミングフレームをスキャン(パッシブ又はアクティブ)し続けさせると、電力の使用が非効率になる。いつどこでビームフォーミングフレームが送信され又は送信される予定であるかがSTAに分かればさらに効率的である。
5.2.寄与
他の帯域を通じて新規ノード発見を支援するマルチバンドソリューションを提案する。新規ノードは、意図する通信帯域において他の帯域を通じた発見支援を要求する。新規STAは、ノードが発見された他の帯域を通じて、意図する通信帯域のチャネルアクセス及びチャネル割り当てに関する情報を受け取る。新規STAは、この情報を使用して、意図する通信帯域上の発見されたノードと同期し、意図する通信帯域上のチャネルにアクセスする。
他の帯域を通じて新規ノード発見を支援するマルチバンドソリューションを提案する。新規ノードは、意図する通信帯域において他の帯域を通じた発見支援を要求する。新規STAは、ノードが発見された他の帯域を通じて、意図する通信帯域のチャネルアクセス及びチャネル割り当てに関する情報を受け取る。新規STAは、この情報を使用して、意図する通信帯域上の発見されたノードと同期し、意図する通信帯域上のチャネルにアクセスする。
5.3.マルチバンド発見支援
本節の局(STA)は、各STAが少なくとも2つの帯域にアクセスできるマルチバンド(MB)対応装置とみなされる。一方の帯域は、ノードが互いを容易に発見することができ、例えばチャネル特性が互いのノード発見を単純化する。本明細書では、この帯域を発見帯と呼び、例えば802.11 WLANフレームワークではsub−6GHz帯とすることができるが、他のあらゆる帯域又は帯域の組み合わせも可能である。ノードが通信するように意図される、ノード発見を支援する必要がある帯域は、通信帯と呼ばれる。
本節の局(STA)は、各STAが少なくとも2つの帯域にアクセスできるマルチバンド(MB)対応装置とみなされる。一方の帯域は、ノードが互いを容易に発見することができ、例えばチャネル特性が互いのノード発見を単純化する。本明細書では、この帯域を発見帯と呼び、例えば802.11 WLANフレームワークではsub−6GHz帯とすることができるが、他のあらゆる帯域又は帯域の組み合わせも可能である。ノードが通信するように意図される、ノード発見を支援する必要がある帯域は、通信帯と呼ばれる。
これらの発見帯及び通信帯という各帯域では、発見帯を担うMLMEである発見MLMEと、通信帯を担うMLMEである通信MLMEとが定められる。
発見帯では、マルチバンド能力及び発見支援機能が局によって通知される。この通知は、マルチバンド要素を搬送するビーコン又はいずれかの通知フレーム(例えば、ビーコン、プローブ要求、通知フレーム、又は他のいずれかのフレーム)を発見帯で送信することを通じて行われる。マルチバンド要素は、STAが通信できる他方の帯域に関する情報を搬ぶ。マルチバンド要素は、STAが、ネットワークの通信帯における通信を達成するための発見支援を発見帯においてオファーしていることを示すべきである。
新規マルチバンド対応STAは、発見帯(例えば、2.4又は5GHzのWiFi帯)のスキャンを開始する。新規STAは、例えばマルチバンド要素を含んで意図する通信帯での発見支援が有効なビーコンフレームを受け取った場合に支援を要求する。新規STAは、支援要求及び支援応答情報要素を交換することによって、発見されたSTAに支援を要求する。これらの要素は、発見されたSTAと新規STAとの間で交換されるあらゆるフレームに追加することができる。
限定ではなく一例として、これらの要素は、新規マルチバンド(MB)対応装置とAPマルチバンド対応装置との間で以下を通じて交換することができる。
図54に、支援要求及び支援応答フレームの交換を行う実施形態例1100を示す。
図55に、高速セッション転送(FST)要求及びFST応答フレームを利用して交換を行う実施形態例1200を示す。
図56に、オンチャネルトンネル(OCT)要求及び応答フレームを通じた情報要求又は応答フレームを利用して交換を行う実施形態例1300を示す。
図57に、プローブ要求及びプローブ応答フレームを利用して交換を行う実施形態例1400を示す。
図58に、アソシエーション又は再アソシエーション要求又は応答フレームを利用して交換を行う実施形態例1500を示す。
上記の各事例には、新規MBノード及びMBノード内のSTAの両方のmmW MLME及びsub−6GHz MLMEを示しているが、通常、このMLMEは、ビーコンを送信するアクセスポイントである。これらの各事例では、新規STAが、支援要求と応答要素とを交換して2つのSTA間のリンクを確保する前に、発見帯で発見されたSTAとの関連付けを行うことができる。
少なくとも1つの実施形態では、支援要求及び支援応答情報要素が、(a)STAアドレス、(b)DMG能力情報、(c)アンテナ能力情報、(d)通信帯情報、(e)通信帯スキャンモード要求及び応答、(f)発見支援ウィンドウ要求及び応答、(g)新規ノードの滞留時間要求及び応答、及び(h)支援要求応答、という情報を含む。
5.4 発見支援のためのスケジューリング情報の転送
発見されたSTAは、発見帯で送信されるマルチバンド要素内のTSFオフセットを新規STAに提供する。TSFオフセットは、通信帯に対応するBSSのTSFに対する発見帯上のBSSのTSFの時間オフセットを表す。この同期情報は、新規STAがより効率的にチャネルにアクセスするために非常に有用となり得る。任意に、発見されたSTAは、発見信号送信のタイミング情報、又は新規STAと発見されたSTAとが通信帯上でいつ通信できるかを新規STAに通知するスケジューリング情報を新規STAに転送する。発見されたSTAは、通信帯における様々な割り当てについて新規STAに通知する通信帯のスケジューリング情報を新規STAに送信することもできる。任意に、発見されたSTAは、この情報を発見支援応答情報要素に追加する。新規STAは、チャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の転送を要求する発見支援要素内の1ビットフラグを設定することを通じて、発見されたSTAに通信帯に関するスケジューリング情報及びアクセス情報を送信するように要求することができる。
発見されたSTAは、発見帯で送信されるマルチバンド要素内のTSFオフセットを新規STAに提供する。TSFオフセットは、通信帯に対応するBSSのTSFに対する発見帯上のBSSのTSFの時間オフセットを表す。この同期情報は、新規STAがより効率的にチャネルにアクセスするために非常に有用となり得る。任意に、発見されたSTAは、発見信号送信のタイミング情報、又は新規STAと発見されたSTAとが通信帯上でいつ通信できるかを新規STAに通知するスケジューリング情報を新規STAに転送する。発見されたSTAは、通信帯における様々な割り当てについて新規STAに通知する通信帯のスケジューリング情報を新規STAに送信することもできる。任意に、発見されたSTAは、この情報を発見支援応答情報要素に追加する。新規STAは、チャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の転送を要求する発見支援要素内の1ビットフラグを設定することを通じて、発見されたSTAに通信帯に関するスケジューリング情報及びアクセス情報を送信するように要求することができる。
5.4.1.発見支援要求情報要素
図59に、発見されたSTAに通信帯のチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の送信を要求するための新たなフィールドを含む発見支援要求情報要素の実施形態例1600を示す。新規STAは、発見されたSTAに、発見支援応答情報要素にチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報を追加するように求める場合、この要求フィールドをアクティブ状態(例えば、1)に設定する。新規STAは、発見支援要求情報要素を発見帯で送信する。
図59に、発見されたSTAに通信帯のチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の送信を要求するための新たなフィールドを含む発見支援要求情報要素の実施形態例1600を示す。新規STAは、発見されたSTAに、発見支援応答情報要素にチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報を追加するように求める場合、この要求フィールドをアクティブ状態(例えば、1)に設定する。新規STAは、発見支援要求情報要素を発見帯で送信する。
任意に、発見されたSTAは、発見支援要求情報要素を受け取った後に、発見帯で送信される発見支援応答情報要素に、通信帯に関するチャネルアクセス及びスケジューリングに関する情報を追加する。
5.4.2.発見支援応答情報要素
図60に、新規STAに通信帯のタイミング情報、スケジューリング情報及びチャネルアクセス情報を通知するための新たなフィールドを含む発見支援応答情報要素の実施形態例1650を示す。
図60に、新規STAに通信帯のタイミング情報、スケジューリング情報及びチャネルアクセス情報を通知するための新たなフィールドを含む発見支援応答情報要素の実施形態例1650を示す。
以下、新たに追加されるフィールドについて説明する。(a)次のビームフォーミングフレームまでの時間:次のビームフォーミングフレームまでの時間フィールドは、発見支援応答情報要素の送信と、(TDDチャネルアクセス又はパッシブスキャンが選択された場合)発見されたSTAからの、又は(アクティブスキャンが選択された場合)新規STAからの最初の発見又はビームフォーミングフレームの送信との間のオフセットをタイムユニット単位で示す。(b)タイムユニット:タイムユニットフィールドは、次のビームフォーミングフレーム交換フィールドのタイムユニットを示す。限定ではなく一例として、これらの値は、0:1μ秒、1:100μ秒、2:400μ秒であり、値3〜15は現在のところ予備である。新規STAは、このフィールドを使用して次のビームフォーミングフレームのタイムユニットを知る。(c)送信期間:このフィールドは、DMGビーコンフレーム又はビームフォーミングフレームが存在しなくなる次のビームフォーミングフレームまでの時間後のビーコン間隔又はTDDスロットの数を示す。発見されたSTAは、送信期間毎にビーコン又はビームフォーミングフレームを送信する。発見されたSTAは、送信期間毎に新規STAからのビームフォーミングフレーム又はプローブ要求を期待することができる。(d)断片化TXSS:断片化TXSSサブフィールドは、第1の状態(例えば1)に設定されると、TXSSが断片化されたセクタスイープであることを示し、第2の状態(例えば0)に設定されると、TXSSが完全なセクタスイープであることを示す。このサブフィールドは、パッシブスキャンの場合にビームフォーミング又はビーコンスイープが複数のビーコン間隔にわたることをSTAに通知するためのものである。(e)TXSSスパン:TXSSスパンサブフィールドは、DMGビーコンフレームを送信するSTAがTXSS段階を完了するために要するビーコン間隔数を示す。このサブフィールドは、常に1以上である。新規STAは、TXSSスパン期間中にビームフォーミングを受け取らなかった場合、この情報を使用してスキャンプロセスの終了を素早く決定する。この情報は、ビームフォーミングプロセスの効率化に役立つこともできる。(f)拡張スケジュール要素:拡張スケジュール要素は、802.11標準で規定される要素と同様であり、任意に発見帯で新規STAに送信される。この要素は、通信帯における様々なチャネル割り当てに関する情報を含む。この要素を受け取った新規STAは、この情報を使用して、(i)ビームフォーミングフレームを求めて通信帯チャネルをいつスキャンすべきであるかを決定し、(ii)いつ通信帯チャネルにアクセスしてビームフォーミングを送信できるかを決定することができる。新規STAは、チャネルが他の送受信で占められていない時に、発見されたSTAに通信帯でビームフォーミングフレームを送信するためにチャネルにアクセスする最も良い時間がいつであるかを決定することができる。(g)TDDスロット構造要素:TDDスロット構造要素は、TDDアクセスモードが有効な場合に任意に利用することができる。この要素は、TDD SPの構造を定める。新規STAは、この情報を使用してTDDスロットの構造及び間隔に関する情報を取得することができ、これらの情報は、最初のビームフォーミングフレームが失われた場合にビームフォーミングフレームをスキャンする上で役立つことができる。
5.5.発見支援例
5.5.1.TDD SPチャネルアクセス
図61に、発見支援を使用してスケジューリング情報及びチャネルアクセス情報を要求するTDD SPチャネルアクセスの実施形態例1700を示す。新規STAは、発見にsub−6GHz帯を使用し、マルチバンドSTAは、発見支援機能を示すマルチバンド情報要素を含むビーコンを送信する。新規STAは、sub−6GHz帯BSSのTSF情報、及びmmW帯BSSのTSFオフセットも抽出する。新規STAは、発見されたSTAとsub−6GHz帯で接続を確立することができる。新規STAは、例えば上述したオプションのうちの1つを通じて、発見されたノードにsub−6GHz帯で発見支援要求情報要素を送信することができる。発見支援要求情報要素は、TDD SPチャネルアクセス要求、並びにチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の送信要求の指示を含む。
5.5.1.TDD SPチャネルアクセス
図61に、発見支援を使用してスケジューリング情報及びチャネルアクセス情報を要求するTDD SPチャネルアクセスの実施形態例1700を示す。新規STAは、発見にsub−6GHz帯を使用し、マルチバンドSTAは、発見支援機能を示すマルチバンド情報要素を含むビーコンを送信する。新規STAは、sub−6GHz帯BSSのTSF情報、及びmmW帯BSSのTSFオフセットも抽出する。新規STAは、発見されたSTAとsub−6GHz帯で接続を確立することができる。新規STAは、例えば上述したオプションのうちの1つを通じて、発見されたノードにsub−6GHz帯で発見支援要求情報要素を送信することができる。発見支援要求情報要素は、TDD SPチャネルアクセス要求、並びにチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の送信要求の指示を含む。
発見されたSTAは、発見支援要求情報要素を受け取り、上述したオプションのうちの1つなどを通じてsub−6GHz帯で発見支援応答情報要素を送信することによって応答する。発見支援応答情報要素は、TDD SPがいつスケジュールされているかを示す拡張スケジューリング要素と、新規STAにスロット構造を通知するためのスロット構造要素とを含む。次のビームフォーミングフレームまでの時間フィールドは、最初のビームフォーミングフレームがいつ送信される予定であるかをタイムユニット単位で示す。送信期間は、次のビームフォーミングフレームの組の送信期間をスロット数で示す。新規STAは、この情報を使用して、発見されたSTAとmmW帯で同期し、ビームフォーミングフレームを求めてスキャンする。
5.5.2.パッシブスキャン発見
図62に、発見支援を使用してスケジューリング情報及びチャネルアクセス情報を要求するパッシブスキャン発見の実施形態例1800を示す。マルチバンドSTAの発見にsub−6GHz帯を使用する新規STAは、発見支援機能を示すマルチバンド情報要素を含むビーコンを送信する。新規STAは、sub−6GHz帯BSSのTSF情報及びmmW帯BSSのTSFオフセットも抽出する。新規STAは、発見されたSTAとsub−6GHz帯で接続を確立することができる。新規STAは、発見されたノードに、例えばsub−6GHz帯について上述したオプションのうちの1つを通じて発見支援要求情報要素を送信する。発見支援要求情報要素は、パッシブスキャン支援発見要求、並びにチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の送信要求の指示を含む。
図62に、発見支援を使用してスケジューリング情報及びチャネルアクセス情報を要求するパッシブスキャン発見の実施形態例1800を示す。マルチバンドSTAの発見にsub−6GHz帯を使用する新規STAは、発見支援機能を示すマルチバンド情報要素を含むビーコンを送信する。新規STAは、sub−6GHz帯BSSのTSF情報及びmmW帯BSSのTSFオフセットも抽出する。新規STAは、発見されたSTAとsub−6GHz帯で接続を確立することができる。新規STAは、発見されたノードに、例えばsub−6GHz帯について上述したオプションのうちの1つを通じて発見支援要求情報要素を送信する。発見支援要求情報要素は、パッシブスキャン支援発見要求、並びにチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の送信要求の指示を含む。
発見されたSTAは、発見支援要求情報要素を受け取り、例えば5.3節で説明したオプションのうちの1つを通じたあらゆる所望の方法でsub−6GHz帯で発見支援応答情報要素を送信することによって応答する。発見支援応答情報要素は、このチャネル上の割り当てを示す拡張スケジューリング要素を含む。次のビームフォーミングフレームまでの時間フィールドは、新規STAへのビーコン送信がいつスケジュールされているかをタイムユニットで示す。このビーコン送信は、発見されたBSSのビーコン間隔の開始と一致すべきであり、或いは異なるスケジュールのビーコン又はビームフォーミングフレームとすることもできる。送信期間は、ビーコン間隔内で次のビームフォーミングフレームの組を送信する期間を示す。断片化TXSSは、ビーコンが複数のビーコン間隔にわたって断片化されているかどうかを示し、TXSSスパンは、TXSSが及んでいるBIの数を示す。新規STAは、この情報を使用して、発見されたSTAとmmW帯で同期し、ビームフォーミングフレーム(例えば、ビーコン)を求めてスキャンする。
5.5.3 アクティブスキャン発見
図63に、発見支援を使用してスケジューリング情報及びチャネルアクセス情報を要求するアクティブスキャン発見の実施形態例1900を示す。新規STAは、発見にsub−6GHz帯を使用し、マルチバンドSTAは、発見支援機能を示すマルチバンド情報要素を含むビーコンを送信する。新規STAは、sub−6GHz帯BSSのTSF情報及びmmW帯BSSのTSFオフセットも抽出する。新規STAは、発見されたSTAとsub−6GHz帯で接続を確立することができる。
図63に、発見支援を使用してスケジューリング情報及びチャネルアクセス情報を要求するアクティブスキャン発見の実施形態例1900を示す。新規STAは、発見にsub−6GHz帯を使用し、マルチバンドSTAは、発見支援機能を示すマルチバンド情報要素を含むビーコンを送信する。新規STAは、sub−6GHz帯BSSのTSF情報及びmmW帯BSSのTSFオフセットも抽出する。新規STAは、発見されたSTAとsub−6GHz帯で接続を確立することができる。
新規STAは、発見されたノードに、5.3節で説明したオプションのうちの1つなどを通じた所望の方法でsub−6GHz帯で発見支援要求情報要素を送信する。発見支援要求情報要素は、アクティブスキャン支援発見要求、並びにチャネルアクセス情報及びスケジューリング情報の送信要求の指示を含む。
発見されたSTAは、発見支援要求情報要素を受け取り、上述したオプションのうちの1つなどのいずれかの所望の機構を通じてsub−6GHz帯で発見支援応答情報要素を送信することによって応答する。
発見支援応答情報要素は、このチャネル内の割り当てを示す拡張スケジューリング要素を含む。新規STAは、この情報を使用して、発見されたSTAがmmW帯でいつ利用可能になるかを予測する。次のビームフォーミングフレームまでの時間フィールドは、発見されたSTAが新規STAからのフレームをいつリスンしているかについての時間オフセットをタイムユニット単位で示す。発見されたSTAは、この時間中にはいずれの送受信もスケジュールせず、新規STAの要求をmmW帯でリスンする。送信期間は、発見されたSTAがビーコン間隔内で再び新規STAをリスンしている期間を示す。新規STAは、この情報を利用して、発見されたSTAとmmW帯で同期し、発見されたSTAにビームフォーミングフレーム又はプローブ要求をmmW帯で送信する。
6.開示要素の概要
以下は、本開示に関連する態様の部分的要約である。
以下は、本開示に関連する態様の部分的要約である。
mmW帯を介した指向性送信を利用して、mmWメッシュネットワーク発見のためのスキャンに役立つsub−6GHz帯での信号の送信を実行する無線通信装置/システム/方法。新規ノードは、sub−6GHz帯で支援要求を送信する。ネットワークノードは、sub−6GHz帯で支援応答を送信することによって支援要求に応答する。新規ノードは、sub−6GHz帯でネットワークノードと発見支援要求及び応答を交換すると、(単複)近隣を発見するためにmmW帯に切り替える。ネットワークノードは、sub−6GHz帯で発見支援要求及び応答を交換すると、新規ノードを発見するためにmmW帯に切り替える。
ネットワークノードにsub−6GHz帯で発見支援要求フレームを送信することによって新規ノードからの発見支援要求を生成できる実施形態。ネットワークノードは、送信されたフレームに応答して新規ノードに発見支援応答フレームを送信することによって発見支援応答を送信する。
mmW帯での発見支援を要求する要素をsub−6GHz帯で送信されるプローブ要求に関連付けることによって、新規ノードからの発見支援要求を実行できる実施形態。mmW帯での発見支援要求に応答する要素をsub−6GHz帯で送信されるプローブ応答に関連付けることによって、ネットワークノードからの発見支援応答を実行することができる。
mmW帯での発見支援を要求する要素をsub−6GHz帯で送信されるアソシエーション又は再アソシエーション要求に関連付けることによって、新規ノードからの発見支援要求を実行できる実施形態。mmW帯での発見支援要求に応答する要素をsub−6GHz帯で送信されるアソシエーション応答に関連付け又は再関連付することによって、ネットワークノードからの発見支援応答を実行することができる。
新規ノード及びネットワークノードのsub−6GHz MLMEを通じてこれらの2つのノードのmmW MLME間でオンチャネルトンネル要求を開始することによって、新規ノードとネットワークノードとの間で発見支援要求及び応答を交換できる実施形態。発見支援要求及び応答フレームは、このトンネリングされたチャネルを通じて交換されるべきである。
発見支援手順をサポートするマルチバンド能力を有するSTAが、その発見支援能力をマルチバンド能力と共にsub−6GHz帯でブロードキャストすることができる実施形態。このプロセスは、例えばビーコンフレームに関連することができる。このビーコンは、新規STAによって受け取られた場合に新規STAから発見支援を要求するためのトリガの役割を果たすことができる。
sub−6GHz帯を通じて新規ノードと通信したネットワーク内のSTAが、全方向へのビームフォーミングフレームの送信、又は新規ノードからのビームフォーミングフレームの受信を通じて新規STAの支援を開始し、新規ノードがSTAのmmWカバレッジエリア内に存在する場合に新規ノードとビームフォーミングを行う実施形態。
sub−6GHz帯を通じて新規ノードと通信したネットワーク内のSTAが、全方向へのビームフォーミングフレームの送信、又は新規ノードからのビームフォーミングフレームの受信を通じてネットワーク内の潜在的近隣である他のSTAと協調して新規STAの支援を開始し、新規ノードがSTAのmmWカバレッジエリア内に存在する場合に新規ノードとビームフォーミングを行う実施形態。
新規STAが複数の帯域を使用してSTAを発見し、その意図する通信帯域のチャネルアクセス及びスケジューリングに関する情報を要求する実施形態。発見されたSTAは、STAが発見された他の帯域を通じて、意図する通信帯域のチャネルアクセス及びスケジューリングに関する情報を送信する。発見されたSTAは、マルチバンド要素内の情報に加え、自機が発見された帯域を通じて、ビームフォーミング信号の送信タイミング及び信号送信の構造を新規STAに通知する。
新規STAが発見帯からのチャネルアクセス情報を利用して、意図する通信帯域で自機の信号をSTAと同期させ、ビームフォーミング信号がいつどこで送受信される予定であるかを良好に推定する実施形態。TDD SPチャネルアクセスでは、ネットワークSTAが、マルチバンド信号を通じて、チャネル割り当て、スロット構造及びビームフォーミング信号をいつ期待すべきであるかを新規STAに通知する。
パッシブスキャン発見中に、ネットワークSTAがマルチバンド信号を通じて、チャネル割り当て、ビーコンをいつ期待すべきであるか、及び断片化されたビーコン送信が行われる場合には複数のビーコン間隔にわたるビーコンスイープストラテジを新規STAに通知する実施形態。
アクティブスキャン発見では、ネットワークSTAがマルチバンド信号を通じて、チャネル割り当て、及び発見されたSTAが新規STAのビームフォーミングフレーム又はプローブ要求をいつ自由に受け取ることができるかを新規STAに通知する。
7.実施形態の一般的範囲
提示した技術の説明した強化は、様々な無線(例えば、mm波)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が、1又は2以上のコンピュータプロセッサ装置(例えば、CPU、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、コンピュータ対応ASICなど)、及び命令を記憶する関連するメモリ(例えば、RAM、DRAM、NVRAM、FLASH、コンピュータ可読媒体など)を含むように実装されることにより、メモリに記憶されたプログラム(命令)がプロセッサ上で実行されて、本明細書で説明した様々なプロセス法のステップを実行することが好ましいと理解されたい。
提示した技術の説明した強化は、様々な無線(例えば、mm波)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が、1又は2以上のコンピュータプロセッサ装置(例えば、CPU、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、コンピュータ対応ASICなど)、及び命令を記憶する関連するメモリ(例えば、RAM、DRAM、NVRAM、FLASH、コンピュータ可読媒体など)を含むように実装されることにより、メモリに記憶されたプログラム(命令)がプロセッサ上で実行されて、本明細書で説明した様々なプロセス法のステップを実行することが好ましいと理解されたい。
当業者は、様々な最新の無線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装置を示していない。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。
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。
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。
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。
さらに、コンピュータ可読プログラムコード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装置に記憶して、これらのコンピュータ可読メモリ又はメモリ装置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。
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。
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。
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。
1.ネットワークにおける無線通信装置であって、(a)マルチバンド通信能力を有する少なくとも1つの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備え、(b)前記マルチバンド通信能力は、指向性ミリメートル波(mmW)帯及びsub−6GHz帯を介した通信を含み、(c)無線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、(d)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、をさらに備え、(e)前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、(e)(i)(e)(i)(A)前記sub−6GHz帯を介して、前記mmW帯での発見支援を要求する発見支援要求を含むメッセージを送信するステップと、(e)(i)(B)前記無線ネットワーク上のノードから、前記sub−6GHz帯を介して発見支援応答を受け取るステップと、(e)(i)(C)ビームフォーミングプロセス中に近隣の無線通信局を発見するために、前記発見支援要求及び発見支援応答の交換において受け取られた情報に従って前記mmW帯に切り替えて送信又は受信を開始するステップと、を実行することによって、前記無線通信回路を、前記無線ネットワークに参加しようと試みる新規ノードとして動作させるステップと、(e)(ii)(e)(ii)(A)mmW帯での発見支援が可能である旨の指示を含むメッセージを前記sub−6GHz帯で送信することによって自機の発見支援能力を通知するステップと、(e)(ii)(B)前記無線ネットワークに参加しようと試みるいずれかの新規ノードからの発見支援要求が受け取られたことに応答して生成された発見支援応答を含むメッセージを、前記sub−6GHz帯で送信するステップと、(e)(ii)(C)ビームフォーミングプロセスにおいて前記新規ノードを発見するために、前記発見支援要求及び発見支援応答の交換において受け取られた情報に従ってmmW帯に切り替えてメッセージを送信又は受信するステップと、を実行することによって、前記無線通信回路を、前記無線ネットワークに参加しようと試みるいずれかの新規ノードを支援するように構成された、前記無線ネットワークに既に接続されているネットワークノードとして動作させるステップと、を実行する、装置。
2.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が新規ノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して支援応答を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援要求フレームを送信するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
3.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して支援応答を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援応答フレームを送信するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
4.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が新規ノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して発見支援要求を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援要求を含むプローブ要求を送信するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
5.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して発見支援応答含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援応答を含むプローブ応答を送信するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
6.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が新規ノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して発見支援要求を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援要求を含むアソシエーション又は再アソシエーション要求を送信するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
7.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して発見支援応答を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援応答を含むアソシエーション又は再アソシエーション応答を送信するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
8.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記新規ノードとして動作している前記無線通信回路のmmW MAC層管理エンティティ(MLME)から前記新規ノードのsub−6GHz MLMEを通じてネットワークノードへのオンチャネルトンネル(OCT)要求を開始した後に、前記トンネリングされたチャネルを通じて前記発見支援要求を送信するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
9.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記ネットワークノードとして動作している前記無線通信回路のmmW MAC層管理エンティティ(MLME)から前記ネットワークノードのsub−6GHz MLMEを通じて新規ノードへのオンチャネルトンネル(OCT)要求を開始した後に、前記トンネリングされたチャネルを通じて前記発見支援応答を送信するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
10.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記新規ノード又は前記ネットワークノードのいずれかとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して、発見支援能力、又はマルチバンド能力、又は発見支援能力とマルチバンド能力との組み合わせをブロードキャストするステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
11.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記新規ノード又は前記ネットワークノードのいずれかとして動作している時に、送信されるビーコン又はメッセージに発見支援能力、又はマルチバンド能力、又は発見支援能力とマルチバンド能力との組み合わせに関する情報を組み込むことにより、前記sub−6GHz帯を介して、発見支援能力、又はマルチバンド能力、又は発見支援能力とマルチバンド能力との組み合わせをブロードキャストするステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
12.前記送信されるビーコン又はメッセージは、ビーコンフレーム、プローブ応答、通知フレーム、情報応答、アソシエーション応答、再アソシエーション応答、或いはネットワーク及びSTA能力を通知するために新規ノードにブロードキャスト又はユニキャストされるいずれかのフレームから成るビーコン又はメッセージの群から選択される、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
13.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記新規ノードとして動作している時に、発見支援能力、又はマルチバンド能力、又は発見支援能力とマルチバンド能力との組み合わせを含むビーコンを受け取ったことに応答して、前記sub−6GHz帯を介して発見支援要求を含むメッセージを送信する前記ステップを引き起こすステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
14.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作して全方向にビームフォーミングフレームを送信し又はビームフォーミングフレームを受信し、自機のmmW信号カバレッジエリア内に新規ノードが存在する場合に前記新規ノードとビームフォーミングするステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
15.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記新規ノードとして動作して全方向にビームフォーミングフレームを送信し又はビームフォーミングフレームを受信し、自機のmmW信号カバレッジエリア内にネットワークノードが存在する場合に前記ネットワークノードとビームフォーミングするステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
16.前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作している時に、前記無線ネットワーク内の潜在的近隣である他のネットワークノードと協調し、mmWカバレッジエリア内にいずれかの新規ノードが存在する場合にmmWビームフォーミングによって前記新規ノードを支援するステップをさらに含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
17ネットワークにおける無線通信方法であって、(a)指向性送信及び/又は受信のために構成された第1の通信帯を介して送信を行うことによって、ネットワークに参加した無線ノード間で無線で通信するステップと、(b)第2の無線通信帯を介した通信を利用して、前記ネットワークに参加しようと試みる新規ノードと無線で通信するステップと、(c)前記ネットワークに参加しようと試みる新規ノードが前記第1の通信帯での発見支援を要求できるように、前記第2の通信帯を介して、発見支援要求と前記発見プロセスを支援するための関連する情報フィールドとを含むメッセージを送信するステップと、(d)前記ネットワークに既に参加しているネットワークノードが前記発見支援要求を受け取り、前記第2の通信帯を介して前記新規ノードに、発見支援要求と前記発見プロセスを支援するための関連する情報フィールドとを送信することによって応答するステップと、(e)ビームフォーミングプロセスに応答して近隣の無線通信局を発見するために、前記発見支援要求及び応答の交換からの前記関連する情報フィールド内で受け取られた情報に従って、前記第1の通信帯における指向性通信を使用することに切り替えて指向性送信を生成するステップと、を含む方法。
18.前記第1の通信帯は、指向性ミリメートル波(mmW)帯を含む、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
19.前記第2の通信帯は、sub−6GHz帯における無指向性通信のために構成される、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
20.前記発見支援要求及び前記発見支援応答は、(a)前記発見プロセスを支援するための前記関連する情報フィールドを含む特定の発見支援要求フレーム及び発見支援応答フレームを利用すること、又は(b)前記発見支援要求及び前記発見支援応答と、前記発見プロセスを支援するための前記関連する情報フィールドとを、前記第2の通信帯を介して伝えられる他のビーコン又はメッセージに組み込むこと、又は(c)前記発見支援要求及び前記発見支援応答を、前記発見プロセスを支援するための前記関連する情報フィールドを含む別のビーコン又はメッセージの通信を引き起こす他のビーコン又はメッセージで伝えること、又は(d)前記発見支援要求及び前記発見支援応答と、前記発見プロセスを支援するための前記関連する情報フィールドとを、第1の通信帯のMAC層管理エンティティ間に確立されたオンチャネルトンネル(OCT)を介して伝えること、又は(e)これらの組み合わせ、によって交換される、いずれかの先行又は後続する実施形態の装置又は方法。
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。
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。
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することができる。
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。
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。
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。
230 プロセス
232 開始
234 sub−6GHz帯でビーコンを送信
236 DA応答を受け取ったか?
238 マルチバンドが可能であるか?
240 DA応答を送信
242 DN支援が可能であるか?
244 DN支援による協調的mmW発見をトリガ
246 STA mmW発見をトリガ
232 開始
234 sub−6GHz帯でビーコンを送信
236 DA応答を受け取ったか?
238 マルチバンドが可能であるか?
240 DA応答を送信
242 DN支援が可能であるか?
244 DN支援による協調的mmW発見をトリガ
246 STA mmW発見をトリガ
Claims (20)
- ネットワークにおける無線通信装置であって、
(a)マルチバンド通信能力を有する少なくとも1つの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備え、
(b)前記マルチバンド通信能力は、指向性ミリメートル波(mmW)帯及びsub−6GHz帯を介した通信を含み、
(c)無線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、
(d)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、をさらに備え、
(e)前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
(i)
(A)前記sub−6GHz帯を介して、前記mmW帯での発見支援を要求する発見支援要求を含むメッセージを送信するステップと、
(B)前記無線ネットワーク上のノードから、前記sub−6GHz帯を介して発見支援応答を受け取るステップと、
(C)ビームフォーミングプロセス中に近隣の無線通信局を発見するために、前記発見支援要求及び発見支援応答の交換において受け取られた情報に従って前記mmW帯に切り替えて送信又は受信を開始するステップと、
を実行することによって、前記無線通信回路を、前記無線ネットワークに参加しようと試みる新規ノードとして動作させるステップと、
(ii)
(A)mmW帯での発見支援が可能である旨の指示を含むメッセージを前記sub−6GHz帯で送信することによって自機の発見支援能力を通知するステップと、
(B)前記無線ネットワークに参加しようと試みるいずれかの新規ノードからの発見支援要求が受け取られたことに応答して生成された発見支援応答を含むメッセージを、前記sub−6GHz帯で送信するステップと、
(C)ビームフォーミングプロセスにおいて前記新規ノードを発見するために、前記発見支援要求及び発見支援応答の交換において受け取られた情報に従ってmmW帯に切り替えてメッセージを送信又は受信するステップと、
を実行することによって、前記無線通信回路を、前記無線ネットワークに参加しようと試みるいずれかの新規ノードを支援するように構成された、前記無線ネットワークに既に接続されているネットワークノードとして動作させるステップと、
を実行する装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が新規ノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して支援応答を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援要求フレームを送信するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して支援応答を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援応答フレームを送信するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が新規ノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して発見支援要求を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援要求を含むプローブ要求を送信するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して発見支援応答含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援応答を含むプローブ応答を送信するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が新規ノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して発見支援要求を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援要求を含むアソシエーション又は再アソシエーション要求を送信するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して発見支援応答を含むメッセージを送信する際に、前記sub−6GHz帯で発見支援応答を含むアソシエーション又は再アソシエーション応答を送信するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記新規ノードとして動作している前記無線通信回路のmmW MAC層管理エンティティ(MLME)から前記新規ノードのsub−6GHz MLMEを通じてネットワークノードへのオンチャネルトンネル(OCT)要求を開始した後に、前記トンネリングされたチャネルを通じて前記発見支援要求を送信するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記ネットワークノードとして動作している前記無線通信回路のmmW MAC層管理エンティティ(MLME)から前記ネットワークノードのsub−6GHz MLMEを通じて新規ノードへのオンチャネルトンネル(OCT)要求を開始した後に、前記トンネリングされたチャネルを通じて前記発見支援応答を送信するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記新規ノード又は前記ネットワークノードのいずれかとして動作している時に、前記sub−6GHz帯を介して、発見支援能力、又はマルチバンド能力、又は発見支援能力とマルチバンド能力との組み合わせをブロードキャストするステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記新規ノード又は前記ネットワークノードのいずれかとして動作している時に、送信されるビーコン又はメッセージに発見支援能力、又はマルチバンド能力、又は発見支援能力とマルチバンド能力との組み合わせに関する情報を組み込むことにより、前記sub−6GHz帯を介して、発見支援能力、又はマルチバンド能力、又は発見支援能力とマルチバンド能力との組み合わせをブロードキャストするステップをさらに含む、
請求項10に記載の装置。 - 前記送信されるビーコン又はメッセージは、ビーコンフレーム、プローブ応答、通知フレーム、情報応答、アソシエーション応答、再アソシエーション応答、或いはネットワーク及びSTA能力を通知するために新規ノードにブロードキャスト又はユニキャストされるいずれかのフレームから成るビーコン又はメッセージの群から選択される、
請求項11に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記新規ノードとして動作している時に、発見支援能力、又はマルチバンド能力、又は発見支援能力とマルチバンド能力との組み合わせを含むビーコンを受け取ったことに応答して、前記sub−6GHz帯を介して発見支援要求を含むメッセージを送信する前記ステップを引き起こすステップをさらに含む、
請求項11に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作して全方向にビームフォーミングフレームを送信し又はビームフォーミングフレームを受信し、自機のmmW信号カバレッジエリア内に新規ノードが存在する場合に前記新規ノードとビームフォーミングするステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記新規ノードとして動作して全方向にビームフォーミングフレームを送信し又はビームフォーミングフレームを受信し、自機のmmW信号カバレッジエリア内にネットワークノードが存在する場合に前記ネットワークノードとビームフォーミングするステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記プロセッサによって実行される前記命令は、前記無線通信回路が前記ネットワークノードとして動作している時に、前記無線ネットワーク内の潜在的近隣である他のネットワークノードと協調し、mmWカバレッジエリア内にいずれかの新規ノードが存在する場合にmmWビームフォーミングによって前記新規ノードを支援するステップをさらに含む、
請求項1に記載の装置。 - ネットワークにおける無線通信方法であって、
(a)指向性送信及び/又は受信のために構成された第1の通信帯を介して送信を行うことによって、ネットワークに参加した無線ノード間で無線で通信するステップと、
(b)第2の無線通信帯を介した通信を利用して、前記ネットワークに参加しようと試みる新規ノードと無線で通信するステップと、
(c)前記ネットワークに参加しようと試みる新規ノードが前記第1の通信帯での発見支援を要求できるように、前記第2の通信帯を介して、発見支援要求と前記発見プロセスを支援するための関連する情報フィールドとを含むメッセージを送信するステップと、
(d)前記ネットワークに既に参加しているネットワークノードが前記発見支援要求を受け取り、前記第2の通信帯を介して前記新規ノードに、発見支援要求と前記発見プロセスを支援するための関連する情報フィールドとを送信することによって応答するステップと、
(e)ビームフォーミングプロセスに応答して近隣の無線通信局を発見するために、前記発見支援要求及び応答の交換からの前記関連する情報フィールド内で受け取られた情報に従って、前記第1の通信帯における指向性通信を使用することに切り替えて指向性送信を生成するステップと、
を含む方法。 - 前記第1の通信帯は、指向性ミリメートル波(mmW)帯を含む、
請求項17に記載の方法。 - 前記第2の通信帯は、sub−6GHz帯における無指向性通信のために構成される、
請求項17に記載の方法。 - 前記発見支援要求及び前記発見支援応答は、(a)前記発見プロセスを支援するための前記関連する情報フィールドを含む特定の発見支援要求フレーム及び発見支援応答フレームを利用すること、又は(b)前記発見支援要求及び前記発見支援応答と、前記発見プロセスを支援するための前記関連する情報フィールドとを、前記第2の通信帯を介して伝えられる他のビーコン又はメッセージに組み込むこと、又は(c)前記発見支援要求及び前記発見支援応答を、前記発見プロセスを支援するための前記関連する情報フィールドを含む別のビーコン又はメッセージの通信を引き起こす他のビーコン又はメッセージで伝えること、又は(d)前記発見支援要求及び前記発見支援応答と、前記発見プロセスを支援するための前記関連する情報フィールドとを、第1の通信帯のMAC層管理エンティティ間に確立されたオンチャネルトンネル(OCT)を介して伝えること、又は(e)これらの組み合わせ、によって交換される、
請求項17に記載の方法。
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