JP2013526146A - 無線通信ネットワークでのレスポンダ認識リレーステーション選択のための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

無線通信ネットワークでのレスポンダ認識リレーステーション選択が提供される。一実施形態は、複数の候補無線リレーステーションの動作パラメータを評価し、評価結果に基づいて、複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択することを含む。無線通信は、無線通信媒体を通じて選択された無線リレーステーションに送信される。

Description

本発明は、無線ネットワークに係り、特に無線ネットワークでのリレーステーションの選択に関する。

無線ステーションを含む無線通信ネットワークにおいて、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ標準によるデータレートと比較する時、６０ＧＨｚ周波数帯域は、無線ステーション間の１０倍のデータ通信レートを提供する。６０ＧＨｚ帯域の上昇したデータレートは、狭まった通信範囲及び増大したシステム複雑性を犠牲して得る。さらに、６０ＧＨｚ帯域は、無線ステーション間の高い指向性可視線(Line-of Sight: LOS)伝送特徴を含む。

本発明の目的は、無線通信ネットワークでのレスポンダ認識リレーステーション選択のための方法及びシステムを提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の実施形態は、無線ステーション間の通信のためのリレー無線ステーションの選択のための方法及びシステムを提供する。一実施形態は、複数の候補無線リレーステーションのリレー動作パラメータを評価するステップと、前記評価に基づいて、複数の無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップとを含む。無線通信は、無線通信媒体を通じて選択された無線リレーステーションへ伝送することを含む。

本発明の前記または他の特徴、観点及び長所は、詳細な説明、特許請求の範囲及び図面により理解されるものである。

本発明によれば、無線ネットワークの堅固性(robustness)及び可用性(usability)を高めるために、無線リレーステーションを通じて通信する能力を提供できる。

本発明の一実施形態によるリレー発見及び選択が具現された無線通信システムを示すブロックダイアグラムである。 本発明の一実施形態によるリレー発見及び選択が具現された無線通信システムを示すブロックダイアグラムである。 本発明の一実施形態による候補無線リレーステーションのための動作情報を含むリレー性能ステーション（ＳＴＡ）情報フィールドを示す図面である。 本発明の一実施形態によるリレー発見及び選択のためのソース無線ステーションの誘導されたプロセスを示す図面である。 本発明の一実施形態によるリレー発見及び選択のためのコーディネータ無線ステーションの誘導されたプロセスを示す図面である。 本発明の一実施形態によるリレー発見及び選択を具現する無線近距離ネットワークを示すブロックダイアグラムである。 本発明の一実施形態による情報処理システムを示すハイレベルブロックダイアグラムである。

一実施形態において、本発明は、無線通信ネットワークでのレスポンダ認識リレーステーション選択のための方法及びシステムを提供する。本発明の実施形態は、無線ネットワークでリレー動作を行うために、複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションの発見及び選択のためのプロセスを提供する。一実施形態は、複数の候補無線リレーステーションのリレー動作パラメータを評価するステップと、前記評価に基づいて、複数の無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップとを含む。無線通信は、無線通信媒体を通じて選択された無線リレーステーションへ伝送することを含む。

本発明の一実施形態は、６０ＧＨｚ帯域無線ネットワークの堅固性(robustness)及び可用性(usability)を高めるために、無線リレーステーションを通じて通信する能力を提供する。一具現例として、本発明は、６０ＧＨｚ周波数(Radio Frequency:RF)帯域のような無線媒体を通じて通信が可能な複数の無線ステーションを含む無線近距離ネットワーク(Wireless Local Area Network:WLAN)のような無線ネットワーク内で、効果的なリレー機能のための候補無線リレーステーション（すなわち、リレーステーション）の選択及び発見のための方法及びシステムを提供する。

本明細書に述べられた本発明の実施のための例示は、ＩＥＥＥ ８０２．１１無線通信プロトコルと関連する。図１は、無線個人サービス集合(Personal Basic Service Set:PBSS)制御ポイント（すなわち、ＰＣＰ）または接続ポイント（すなわち、ＡＰ）ステーション１０２と、複数の無線ステーション１０４（すなわち、ＳＴＡ１，…，ＳＴＡｎ）とを含むＷＬＡＮを含む一例の通信システム１００のブロックダイアグラムである。ステーション１０２，１０４は、無線チャネルを通じて情報を送信及び受信可能なトランシーバを含む。

リレーは、リレーサポート可能な無線ステーション(Relay Supportable Wireless Station:RSUS)と呼ばれる他の無線ステーションの助けを受けて、ソースリレー使用可能な無線ステーション(Relay Usable Wireless Station:RUS)が、目的地ＲＵＳに情報フレームを送信することを許可する。ＲＳＵＳ（例えば、無線リレーステーション）によるリレーは、ソースＲＵＳ（例えば、ソース無線ステーション）と目的地ＲＵＳ（例えば、目的地無線ステーション）とのダイレクトリンクが妨害される場合に、無線通信（ミリメートル波（ｍｍＷＡＶＥ）帯域でのような無線通信）の信頼性を改善できる。

図１の本発明の一実施形態によって、無線ネットワーク１００は、リレー発見及び選択の動作を具現する。無線ネットワーク１００の少なくとも一つの無線ステーションは、ＲＳＵＳを含む。無線ネットワーク１００内の二つ以上の無線ステーション（例えば、ソース無線ステーション及び目的地無線ステーション）は、ＲＵＳを含む。

リレーを支援する無線ネットワークと連結した後、イニシエータ無線ステーションのようなＲＵＳは、少なくとも一つの候補無線ステーション（すなわち、一つ以上のＲＳＵＳ無線ステーション）と共に無線リレー通信リンクを発見して評価する。これは、候補無線リレーステーションのリレー性能に接続するように許可し、それらの存在期間とマルチバンド状態とを含むそれらのリレー性能及び動作パラメータを判断する。かかるパラメータは、リレー情報トラフィックで、各無線リレーステーションの物理的／機能的な性能の限界を決定し、無線リレー選択を助けるために使われる。

本明細書において、レスポンダは、イニシエータ（例えば、ソース無線ステーション）の要請によって、リレー選択プロセスのレスポンダを表す。レスポンダは、候補無線リレーステーションまたは目的地無線ステーションとなる。一実施形態において、レスポンダ無線ステーションは、シグナリングを通じて、リレー選択プロセスを認識する。さらに詳しく後述するように、リレー選択プロセスは、無線ステーション間の無線通信リンクのためのビームフォーミング(Beamforming:BF)トレーニング及びチャネル測定を含み、ビームフォーミングトレーニング及びチャネル測定ステップの最後で、リレー選択プロセスのレスポンダは、関連情報を収集し、その後、リレー選択プロセスのイニシエータに結果をフィードバックする。

本発明の一実施形態において、ソース無線ステーションのようなイニシエータ及び／またはＰＣＰ／ＡＰは、目的地無線ステーションと共に、候補無線リレーステーションを発見して測定及び選択する。選択されたリレー無線ステーションは、無線でソース無線ステーションから、目的地無線ステーションのようなレスポンダ無線ステーションに通信をリレー（中継）する。選択されたリレー無線ステーションは、無線で目的地無線ステーションから、ソース無線ステーションに通信をリレー（中継）する。本発明の一実施形態によるリレー発見及び選択プロセスの具現は、後述する。

速い発見及び候補リレーリンクの評価
本発明の一実施形態によれば、ソース無線ステーションは、ＰＣＰ／ＡＰに候補無線リレーステーションのリスト及びそれらのリレー性能のための要請を送信する。それに対する応答として、ＰＣＰ／ＡＰは、候補無線リレーステーションのリスト及びそれらのリレー性能を、ソース無線ステーションに送信する。かかる情報は、また、目的地無線ステーションに提供される。

したがって、ソース無線ステーションが、無線リレーステーションに通信リンクを設定しようとする時には、ソース無線ステーションが候補無線リレーステーションを事前に評価するために、ＰＣＰ／ＡＰは、無線でソース無線ステーションに、候補無線リレーステーションのリストと、それらのリレー性能とを送信する。図２は、本発明の一実施形態によるＰＣＰ／ＡＰからのリレー検索応答フレーム１１０を示す。各候補リレー無線ステーションのために、動作情報要素(Information Elements:IEs)またはパラメータは、図３に示したリレー検索応答フレーム１１０内のリレー性能ステーション情報(Info)フィールド１２０に含まれる。

本発明の一実施形態において、ソース及び目的地無線ステーションは、ビームフォーミング（ＢＦ）伝送のような指向性送信を行う。もし、ソース無線ステーションまたは目的地無線ステーションがアクティブ通信リンクを有していないか、または最近候補無線リレーステーションとビームフォーミングとのトレーニングを行わなかったならば、ソース及び／または目的地無線ステーションは、候補無線リレーステーションとの発見及びビームフォーミングのトレーニングが必要である。

候補無線リレーステーションとの発見及びビームフォーミングのトレーニングのために、特定の動作及び候補無線リレーステーションの状態情報がプロセスをさらに迅速に処理するのに効果的である。

本発明の実施形態は、ソース無線ステーションまたはＰＣＰ／ＡＰに、各候補無線リレーステーションのウェークアップスケジュール、アウェイクウィンドウ及びマルチバンド情報要素を含む通信機能及び動作パラメータのためのプロセスを提供する。本発明の実施形態は、ソース誘導またはＰＣＰ／ＡＰ誘導リレー選択プロセスを通じて、目的地無線ステーション及び候補無線リレーステーションに、リレー選択プロセスシグナリング及び選択プロセスを伴う無線ステーションをさらに提供する。

一実施形態として、リレー発見及び選択プロセスは、ＰＣＰ／ＡＰがリレー性能ステーション情報フィールドフレームに、関連動作及び状態情報を送信することを含む。一実施形態として、かかる関連動作及び状態情報は、ソース及び目的地無線ステーションのための候補無線リレーステーションのために、ウェークアップスケジュール情報要素（ＩＥｓ）、アウェイクウィンドウＩＥ、マルチバンドＩＥなどを含む。図３は、本発明の一実施形態によって、ウェークアップスケジュールＩＥ、アウェイクウィンドウＩＥ、マルチバンドＩＥを含むリレー性能ステーション情報フィールドのためのフレームフォーマット１２０を示す。

ソース及び目的地無線ステーションは、ソース及び目的地無線ステーションが、ビームフォーミングトレーニング及び／または候補無線リレーステーションの無線チャネル測定のために、送信機会(Transmit Opportunity:TXOP)またはサービス期間(Service Period:SP)を獲得するために試みる間、候補無線リレーステーションの存在期間及び動作帯域情報を判断するために、前記情報を使用する。

さらに、発見／トレーニングプロセスの前及びその間、各候補無線リレーステーションの動作及び状態情報は、リレーの役割を行う候補無線ステーションの選好度及び適合度を判断するために使用する。候補無線リレーステーションの発見は、ＰＣＰ／ＡＰから獲得されたリレー可能リストに基づいて明らかになる必要はない。

リレー選択手続き
一実施形態において、リレー選択プロセスは、ソース無線ステーションがリレー検索要請フレームをＰＣＰ／ＡＰに送りつつ始め、候補リレーステーションの全体にわたって、指向性無線リンク（例えば、無線チャネルを通じるビームフォーミングを通じて設立された指向性無線リンク）の無線チャネル測定結果を収集した後、ソース無線ステーションがリレー無線ステーションを選択しつつ終わる。かかる指向性無線リンクの例は、リレーステーションと目的地無線ステーション（リレー目的地リンク）との間の指向性無線リンク、またはリレーステーションとソース無線ステーション（リレーソースリンク）との間の指向性無線リンクを含む。

本発明の実施形態は、ソース無線ステーション、目的地無線ステーション、リレー無線ステーション、及びＰＣＰ／ＡＰを通じて、設定及び進行のためのレスポンダ認識リレー選択プロセスを提供する。一実施形態として、レスポンダは、具体的にビームフォーミングトレーニング及びリレー選択のためのリレーリンク測定を含むリレー選択プロセスを知る（例えば、メッセージを通じて）。このように、リレー選択プロセスのレスポンダは、リレー選択プロセスの関連情報を収集し、ビームフォーミングトレーニングとリレー通信リンク測定ステップとの最後でソース（イニシエータ）に結果をフィードバック（報告）する。一実施形態として、リレー通信リンクは、リレーステーションとソース無線ステーションとの間、またはリレーステーションと目的地無線ステーションとの間の指向性通信（例えば、ビームフォーミングを通じて）のための無線チャネルを表す。

ソース誘導のリレー選択手続き
本発明の一実施形態によれば、リレー選択プロセスの意思決定者及び中心ハブは、ソース無線ステーションである。本発明の一実施形態によることを見せるソース誘導のリレー選択プロセス２００は、図４に示す。リレー選択プロセスは、図４に示したものに制限されず、他の多様な変化が類推可能である。例えば、当業者により認識されるように、本発明の一実施形態によれば、対応するＰＣＰ／ＡＰ誘導のリレー選択プロセスも類推される。

図４を参照すれば、プロセスブロック２０１で、もし、ソース無線ステーション（すなわち、ソースＳＴＡ）が、ネットワークの基本サービスセット(Basic Service Set:BSS)内の一つ以上の候補無線リレーステーション（すなわち、リレー候補ＳＴＡ）を知らないか、または認識できなければ、ソース無線ステーションは、ＰＣＰ／ＡＰ（すなわち、ＰＣＰまたはＡＰ）にリレー検索要請を送信することで、リレー選択手続きを初期化する。プロセスブロック２０２で、ＰＣＰ／ＡＰは、前記図２及び図３と関連した内容で説明したように、候補無線リレーステーションのリストと共に、それらの相応するリレー性能及び動作状態情報を含むリレー検索応答フレームでもって応答する。ソース無線ステーションが、ＢＳＳ内の使用可能な候補無線リレーステーションについての十分な知識を有する場合、ソース無線ステーションは、ブロック２０１及びブロック２０２に該当するリレー検索要請プロセスを省略してもよい。

ソース無線ステーションで使用可能な状態及び性能情報が提供され、ソース無線ステーションは、候補無線リレーステーションの選好する部分集合を選り分けて選択する。前述した状態及び能力情報は、プロセスブロック２０２で、ＰＣＰ／ＡＰから受信した情報を含むか、または候補無線リレーステーションとソース無線ステーションとの間に維持されたリレー通信リンク存在のためのようなローカル情報を含む。

プロセスブロック２０３で、ソース無線ステーションは、目的地無線ステーションが考慮するために、選好する候補無線リレーステーションのリストを含む無線リレー選択要請フレームを、目的地無線ステーション（すなわち、目的地ＳＴＡ）に送信することで、リレー選択要請を初期化する。リレー選択要請フレームは、ソース無線ステーションで使用可能な状態及び性能情報の部分集合（ＰＣＰ／ＡＰからソース無線ステーションに提供される前述したリレー検索応答フレーム内の情報の部分集合のような）を含む。

もし、ソース及び目的地無線ステーションが、既にそれら間の指向性通信のためのビームフォーミングトレーニングを相互間に行ったならば、ソース無線ステーションは、直接リレー選択要請フレームを目的地無線ステーションに送信し、目的地無線ステーションから応答を受信する。そうでなければ、ソース無線ステーションは、リレー選択要請フレームを、ＰＣＰ／ＡＰを通じて目的地無線ステーションに送信し、目的地無線ステーションは、ＰＣＰ／ＡＰを通じてソース無線ステーションに応答を送信する。

本発明の一実施形態として、プロセスブロック２０４で、目的地無線ステーションは、リレー選択要請フレームを受信したことを知らせたり（ＡＣＫ）、特定の状態コードまたは理由コードを同封して、選好する候補無線リレーステーションの一部または全部を拒絶する応答フレームを送信する。このように、ソース及び目的地無線ステーションは、ソース及び目的地無線ステーションいずれにも適したリレー無線ステーションの選択のために共同で作業する。リレー選択要請フレーム及び応答交換は、ソース及び目的地無線ステーションの間に直接的に行われたり、ＰＣＰ／ＡＰを通じて行われる。

プロセスブロック２０４で、目的地ＳＴＡが少なくとも一つの選好する候補無線リレーステーションを受け入れる場合、プロセスブロック２０５では、ソース無線ステーションが受け入れられた各無線リレーステーションと、必須的なビームフォーミングトレーニング及び／またはチャネル測定プロセスを行う。同様に、プロセスブロック２０６では、目的地無線ステーションが受け入れられた各無線リレーステーションと、必須的なビームフォーミングトレーニング及び／またはチャネル測定プロセスを行う。かかるビームフォーミングトレーニングは、周知のビームフォーミングプロトコルにより、競争基盤の期間(Contention-Based Period: CBP)またはＰＣＰ／ＡＰから要請するＳＰの間行われる。ＳＰは、周知のチャネル時間予約メカニズムを利用して獲得されたチャネル時間ブロックである。

本発明の一実施形態として、受け入れられた各無線リレーステーションとビームフォーミングトレーニングを行う前に、ソース無線ステーションまたはＰＣＰ／ＡＰは、要請されないリレー検索応答及び／または拡張されたスケジュール要素内のビームフォーミングトレーニングスケジュール情報を、無線リレーステーションに送信することで、各無線リレーステーションにリレー選択プロセスを知らせる。無線リレーステーションがリレー選択手続きを認識しているため、かかる各無線リレーステーションは、ソース無線ステーションに、リレーステーションとソース無線ステーションとの間に存在するビームフォーミングトレーニング及び／またはチャネル測定結果だけでなく、リレーステーションと目的地無線ステーションとの間に存在するビームフォーミングトレーニング及び／またはチャネル測定結果をフィードバックする。

他の実施形態として、ソース無線ステーションは、選好するリレーステーションのために、候補無線リレーステーションを事前に遮断する必要はない。この場合、ソース無線ステーションと目的地無線ステーションとの間のリレー選択要請及び応答は、ＰＣＰ／ＡＰと目的地無線ステーションとの間の類似した手続きによって代替される。特に、ＰＣＰ／ＡＰは、検索要請及び候補無線リレーステーションのリストと共に、リレー選択要請を目的地無線ステーションに伝達し、目的地無線ステーションは、ソース無線ステーションに提供するために、応答またはＡＣＫをＰＣＰ／ＡＰと受け入れられたリレーステーションとに送信する。

他の実施形態として、ＰＣＰ／ＡＰは、候補無線リレーステーションのリストと共に、要請されないリレー選択応答を目的地無線ステーションに伝達または送信するので（ＰＣＰ／ＡＰがソース無線ステーションにそれを送信した後）、目的地無線ステーションが、リレー選択応答またはＡＣＫをＰＣＰ／ＡＰに送信する必要はない。

再び図４を参照すれば、ブロック２０５で、ソース無線ステーションは、受け入れられた各リレーステーションと、ソース無線ステーションとの間の無線通信リンク（すなわち、リレーソースリンクまたはリレーイニシエータリンク）に対する必須的なビームフォーミングトレーニング及びチャネル測定を行い、ビームフォーミングトレーニング及び各リレーソースリンクに係るチャネル測定の結果についての情報を収集する。

プロセスブロック２０６で、目的地無線ステーションは、受け入れられた各リレーステーションと、目的地無線ステーションとの間の無線通信リンク（すなわち、リレー目的地リンクまたはリレーレスポンダリンク）に対する必須的なビームフォーミングトレーニング及びチャネル測定を行い、ビームフォーミングトレーニング及び各リレー指定リンクに係るチャネル測定の結果についての情報を収集する。

プロセスブロック２０７で、目的地無線ステーションが、各リレー目的地リンクに対する必須的なビームフォーミングトレーニング及びチャネル測定を完了した時、目的地無線ステーションは、プロセスブロック２０８で、ソース無線ステーションから目的地無線ステーションに送信されるＡＣＫフレームに引き続いて、複数のリレーチャネル測定報告をソース無線ステーションに送信する。複数のリレーチャネル測定報告は、各リレー目的地リンクに対するビームフォーミングトレーニング及びチャネル測定の結果を含む。

他の実施形態として、ソース無線ステーションは、複数のリレーチャネル測定要請を目的地無線ステーションに送信し、目的地無線ステーションは、複数のリレーチャネル測定報告をソース無線ステーションに再び送信する。

プロセスブロック２０９で、ソース無線ステーションは、目的地無線ステーションにより受け入れられた候補リレー無線ステーションのうち、適したリレー無線ステーションを選択するために、それ自身の各リレーソースリンクについての情報と共に、目的地無線ステーションからの各リレー目的地リンクのための複数のリレーチャネル測定報告内の情報を使用する。その後、ソース無線ステーションは、選択された無線ステーションとリレーリンクを設定するために、目的地ステーションに選択された無線リレーステーションについての情報を送信する。

他の実施形態として、本発明は、前述したソース無線ステーション誘導リレー選択のためのプロセスのように、目的地無線ステーション誘導リレー選択プロセスを提供する。

リレーステーションが選択された後、ソース及び目的地無線ステーションは、選択されたリレーステーション及び指向性無線リンクを経由し、選択されたリレーステーションを経由する通信データ（例えば、オーディオ／ビデオデータ）についてのリレー手続きを設定する。

ＰＣＰ／ＡＰ誘導のリレー選択手続き
本発明の他の実施形態では、ＰＣＰ／ＡＰ（ＰＣＰまたはＡＰ）誘導のリレー発見及び選択プロセスを提供し、決定者及び中心ハブは、ＰＣＰ／ＡＰである。本発明の一実施形態によることを見せるＰＣＰ／ＡＰ誘導のリレー選択プロセス２５０は、図５に示す。

もし、ソース無線ステーション（ソースＳＴＡ）が、一つ以上の候補無線リレーステーション（リレー候補ステーション）を知らないか、または認識できなければ、プロセスブロック２５１で、ソース無線ステーションは、ＰＣＰ／ＡＰ（すなわち、ＰＣＰまたはＡＰ）にリレー検索要請を送信することで、リレー選択手続きを初期化する。プロセスブロック２５２で、ＰＣＰ／ＡＰは、候補無線リレーステーションのリストと共に、それらの相応するリレー性能及び動作状態情報に応答する（前記図２及び図３と関連した内容で説明した通りである）。ソース無線ステーションが、ＢＳＳ内の使用可能な候補無線リレーステーションについての十分な知識を有する場合、ソース無線ステーションは、プロセスブロック２５１及び２５２に該当するリレー検索要請プロセスを省略してもよい。

ソース無線ステーションで使用可能な情報（候補無線リレーステーションと、ソース無線ステーションとの間に維持されたリレー通信リンク存在のための、受信された情報及び／またはローカル情報）が提供され、ソース無線ステーションは、候補無線リレーステーションの選好する部分集合を選り分けて選択する。

プロセスブロック２５３で、ソース無線ステーションは、選好する候補無線リレーステーションのリストを考慮するために、リレー選択要請フレームをＰＣＰ／ＡＰに送信する。ＰＣＰ／ＡＰに送信されたリレー選択要請フレームは、ソース無線ステーションでのみ使用可能なリレーリンクについてのローカル情報を含む。リレー選択要請を受信した後、プロセスブロック２５４で、ＰＣＰ／ＡＰは、要請を受信したことを知らせ、その後、プロセスブロック２５５では、選好する候補リレーステーションのリストと共に、リレー選択フレームを目的地無線ステーションに伝達する。プロセスブロック２５６で、目的地無線ステーションは、リレー選択ＡＣＫフレームに応答する。ＰＣＰ／ＡＰは、ソースリレー及びリレー目的地無線リンク間のビームフォーミングトレーニング及び／またはチャネル測定時間を割り当てるためのプロセスブロック２５７、またはソース及び目的地ステーションにＣＢＰで選好する候補リレーステーションと、ビームフォーミングトレーニングまたはチャネル測定を要請するプロセスブロック２５７のうち一つに進める。

他の実施形態として、ソース無線ステーションが、候補リレーステーションを事前に遮断せず、ソース無線ステーション及びＰＣＰ／ＡＰ間のリレー選択要請及びＡＣＫがなくなるように、リレー検索要請及びリレー選択要請は結合される。

図５のプロセスブロック２５９及び２６０では、図４のプロセスブロック２０５及び２０６と同様に、ソース及び目的地無線ステーションが、必須的なビームフォーミングトレーニングと、プロセスブロック２５６で、目的地リレーステーションにより受け入れられた候補リレーステーションのためのリレーソースリンク及びリレー目的地リンクに対する測定とを完了する。

プロセスブロック２６１で、目的地無線ステーションは、ＰＣＰ／ＡＰに、プロセスブロック２６２で、ＰＣＰ／ＡＰによりソース無線ステーションに送信されるＡＣＫフレームに引き続いて、複数のリレーチャネル測定報告を送信する。同様な方式によって、プロセスブロック２６３では、ソース無線ステーションは、ＰＣＰ／ＡＰに、プロセスブロック２６４で、ＰＣＰ／ＡＰによりソース無線ステーションに送信されるＡＣＫフレームに引き続いて、複数のリレーチャネル測定結果を送信する。

他の実施形態として、ＰＣＰ／ＡＰは、ソース及び目的地ステーションが、受け入れられたリレーステーションと、必須的なトレーニング及び測定を行うためのチャネル時間を計画し、ＰＣＰ／ＡＰは、複数のリレーチャネル測定結果をソース及び目的地無線ステーションに要請し、ソース及び目的地無線ステーションは、ＰＣＰ／ＡＰに、リレーソース及びリレー目的地ビームフォーミングトレーニング及び結果をそれぞれ含む複数のリレーチャネル測定結果報告を再び送信する。

他の実施形態として、ソース無線ステーションは、複数のリレーチャネル測定要請を目的地ステーションに送信し、その後、目的地無線ステーションは、複数のリレーチャネル測定報告をＰＣＰ／ＡＰに再び送信する。

その後、プロセスブロック２６５で、ＰＣＰ／ＡＰは、受け入れられたリレーステーションのうち一つを選択するために、ソース及び目的地無線ステーションから受信された複数のリレーチャネル測定結果を使用する。ＰＣＰ／ＡＰは、また、リレーリンクが設定される時、ソース及び目的地無線ステーションに、選択されたリレーステーションについての情報を送信する。他の実施形態として、ＰＣＰ／ＡＰも、チャネル測定結果に基づいて、リレーステーションのように選択されてもよい。

リレーステーションが選択された後、ソース及び目的地無線ステーションは、選択されたリレーステーション及び指向性無線リンクを経由し、選択されたリレーステーションを経由する通信データ（例えば、オーディオ／ビデオデータ）に対するリレー手続きを設定する。

図６は、本発明の一実施形態によるリレーステーション発見及び選択を提供する無線通信システム３００の具現例のブロックダイアグラムを示す。システム３００は、無線近距離ネットワーク内で、無線ＰＣＰ／ＡＰ １０２と、ソース無線ステーション１０４Ｓ（ソースＳＴＡ）、目的地無線ステーション１０４Ｄ（目的地ＳＴＡ）、及び少なくとも一つのリレーＳＴＡ １０４Ｒを含む無線ステーション１０４（例えば、図１のＳＴＡ１，ＳＴＡ２，…，ＳＴＡｎ）とを含む。

一実施形態として、ネットワーク３００は、ネットワーク内の無線デバイス／ステーション間の無線通信のためのフレーム構造を具現する。フレーム構造は、メディア接続制御(Media Access Control: MAC)階層及び物理(Physical: PHY)階層内のパケット伝送を活用する。各無線ステーションは、ＭＡＣ階層及びＰＨＹ階層を含む。ＭＡＣ階層は、ペイロードデータを含むデータパケットを受信し、ＭＡＣプロトコルデータユニット(MAC Protocol Data Unit: MPDU)を構成するために、ＭＡＣヘッダを添付する。ＭＡＣヘッダは、ソースアドレス(Source Address: SA)及び目的地アドレス(Destination Address: DA)のような情報を含む。ＭＰＤＵは、ＰＨＹサービスデータユニット(PHY Service Data Unit: PSDU)の一部であり、ＰＨＹプロトコルデータユニット(PHY Protocol Data Unit: PPDU)を構成するために、ＰＳＤＵにＰＨＹヘッダ（例えば、ＰＨＹプリアンブル）を添付するために、ＡＰ内のＰＨＹ階層に送信される。ＰＨＹヘッダは、コーディング／変調方式を含む送信方式を決定するためのパラメータを含む。

特に、ソースＳＴＡ １０４Ｓは、ＰＨＹ階層３０１及びＭＡＣ階層３０２を含む。本明細書に記載されたように、本発明の実施形態によるＭＡＣ階層３０２は、ソースＳＴＡ １０４Ｓのためのリレー発見及び選択を具現するリレー選択モジュール３０３を含む。

目的地ＳＴＡ １０４Ｄは、ＰＨＹ階層３１１及びＭＡＣ階層３１２を含む。本明細書に記載されたように、本発明の実施形態によるＭＡＣ階層３１２は、目的地ＳＴＡ １０４Ｄのためのリレー発見及び選択を具現するリレー選択モジュール３１３を含む。

各リレーＳＴＡ １０４Ｒは、ＰＨＹ階層３２１及びＭＡＣ階層３２２を含む。本明細書に記載されたように、本発明の実施形態によるリレー動作を具現するリレーモジュール３２３を含む。

ＰＣＰ／ＡＰ １０２は、ＰＨＹ階層３３１及びＭＡＣ階層３３２を含む。ＭＡＣ階層３３２は、他の動作のうちＰＣＰ／ＡＰの典型的な機能を具現する制御モジュール３３３を含む。本明細書に記載されたように、本発明の実施形態によるＭＡＣ階層３３２は、ＰＣＰ／ＡＰのためのリレー発見及び選択を具現するリレー発見及び選択モジュール３３４を含む。

本発明の実施形態によれば、ネットワーク３００内で、各候補リレーステーションの関連ある機能及び動作の情報は、リレー設定の前ステップで、ソース、目的地及びＰＣＰ／ＡＰステーションの間で分配されているので、非効率性及びリレー選択プロセスと関連したオーバーヘッドを避けることができる。リレー候補発見及び選択プロセスは、さらに柔軟性よく存在するローカル情報を活用するように、ソースＳＴＡ １０４Ｓ、目的地ＳＴＡ １０４ＤまたはＰＣＰ／ＡＰ １０２により誘導される。

ソースＳＴＡ １０４Ｓと目的地ＳＴＡ １０４との間のリレー動作で選択されたリレーＳＴＡ １０４Ｒの参加は固定されず、選択されたリレーＳＴＡ１０４Ｒは、リレー機能が選択されたリレーＳＴＡの裁量によって中断される。これは、リレーステーションが協力するために高い柔軟性及びインセンティブを提供する。一実施形態として、バックアップリレー無線ステーションは、ソース無線ステーション及び目的地無線ステーションが、現在選択されたリレーステーションが外れる場合のためにいつも維持される。

一実施形態として、リレー動作のために、リレー無線ステーションを選択することを所望するソース無線ステーションは、設定プロセスを進める前に、各候補リレー無線ステーションのバッファリング性能を含む情報（パラメータ）を活用する。かかるパラメータは、リレー選択プロセスのための決定要素の役割だけでなく、選択された無線リレーステーションでバッファオーバーフローのような誤った動作を避けるための動作パラメータとしての役割も行う。

本明細書に記載された本発明の実施形態は、ＩＥＥＥ ８０２．１１無線通信プロトコルと関連がある。本発明の実施形態は、ＷＬＡＮ、ミリメートル波（ｍｍＷａｖｅ）無線ネットワーク、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｄ無線ネットワーク、無線ギガビットアライアンス(Wireless Gigabit Alliance: WiGig)無線ネットワークのような無線ネットワークで有用である。一実施形態として、本発明の実施形態によれば、図６（及び図１）の無線ステーションは、アンテナトレーニング及びビームフォーミング（例えば、６０ＧＨｚ周波数帯域内で）のような指向性通信の実行が可能である。

図７は、本発明の一実施形態を具現するのに有用なコンピュータシステム１０を備える情報処理システムを示すハイレベルブロックダイアグラムである。コンピュータシステム１０は、少なくとも一つのプロセッサ１１を含み、電気ディスプレイデバイス１２（グラフィック、テキスト及び他のデータの表示のための）、メインメモリ１３（例えば、ＲＡＭ(Random Access Memory)）、保存デバイス１４（例えば、ハードディスク）、脱着可能な保存デバイス１５（例えば、脱着可能な保存ドライブ、脱着可能なメモリモジュール、磁気テープドライブ、光ディスク、コンピュータソフト及び／またはデータをその内に保存しているコンピュータで読み取り可能な記録媒体、ユーザーインターフェースデバイス１６（例えば、キーボード、タッチスクリーン、キーパッド、ポインティングデバイス）及び通信インターフェース１７（例えば、モデム、ネットワークインターフェース（イーサネット（登録商標）カードのような）、通信ポートまたはＰＣＭＣＩＡ(Personal Computer Memory Card International Association)スロット及びカード）をさらに含む。通信インターフェース１７は、コンピュータシステムと外部デバイスとの間のソフトウェア及びデータを送信する。システム１０は、また、前述したデバイス／モジュール１１ないし１７が連結される通信インフラ１８（例えば、通信バス、クロスオーバーバー、またはネットワーク）をさらに含む。

通信インターフェース１７を通じて伝送された情報は、信号を伝達する通信リンクを通じて、電気的、電子的、光的、または通信インターフェース１７を通じて受信される他の信号で形成され、ワイヤ、ケーブル、光ファイバ、電話線、携帯電話リンク、周波数（ＲＦ）リンク、及び／または他の通信チャネルを使用して具現される。本明細書のブロックダイアグラム及び／またはフローチャートを表示するコンピュータプログラム指示語は、装置で行われる動作の連続をコンピュータで具現プロセスを生成するために、コンピュータ、プログラムが可能なデータ処理装置または処理デバイスにロードされる。

本発明の実施形態は、フローチャート、図面及び／または方法のブロックダイアグラム、本発明の実施形態による装置（システム）及びコンピュータプログラム製品を参照して記載された。各図面／ダイアグラム、またはその組み合わせは、コンピュータプログラム命令語により具現される。コンピュータプログラム指示語は、プロセッサが機械を製造したり、フローチャート及び／またはブロックダイアグラム内に特定の機能／動作を具現するための生産手段に提供された時、プロセッサを通じて実行される指示語である。本発明の実施形態により具現するフローチャート／ブロックダイアグラム内の各ブロックは、ハードウェア及び／またはソフトウェアモジュールまたはロジックで表現される。代案的な具現において、ブロックに明示された機能は、図面に記載された手順に関係なく同時に発生することもある。

“コンピュータプログラム媒体”、“コンピュータ使用可能な媒体”、“コンピュータで読み取り可能な媒体”、及び“コンピュータプログラム製品”の用語は、一般的にメインメモリ、第２メモリ、脱着可能なドライブ、ハードディスクドライブに設置されたハードディスク及び信号のようなメディアを表す。かかるコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステムにソフトウェアを提供するための手段である。コンピュータで読み取り可能な媒体は、コンピュータシステムがデータ、指示語、メッセージまたはメッセージパケット、及びコンピュータで読み取り可能な媒体から他のコンピュータで読み取り可能な情報を読み取るように許可する。例えば、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、ＲＯＭ(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ディスクドライブメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ及び他の永久的な保存装置のような不揮発性メモリを含む。例えば、コンピュータシステム間にデータ及びコンピュータ指示語のような情報を運搬するのに有用である。コンピュータプログラム指示語は、フローチャート及び／またはブロックダイヤグラムブロックまたはブロック内に、特定の機能／動作を具現する指示語を含む製造アーティクルを生成するコンピュータで読み取り可能な記録媒体が指示語を保存するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または特別な方式の機能のための他の装置を指示するコンピュータで読み取り可能な媒体内に保存される。

コンピュータプログラム（すなわち、コンピュータ制御ロジック）は、メインメモリ及び／または第２メモリに保存される。コンピュータプログラムは、また、通信インターフェースを通じて受信される。かかるコンピュータプログラムは、実行される時、本明細書に記載された本発明の特徴をコンピュータシステムが行わせる。特に、コンピュータプログラムは、実行される時、コンピュータシステムの特徴をマルチコアプロセッサが実行される。かかるコンピュータプログラムは、コンピュータシステムのコントローラを表現する。

当該技術分野で知られたように、本発明による、本明細書で前述した例示構造は、プロセッサにより実行されるためのプログラム命令語、ソフトウェアモジュール、マイクロコード、コンピュータで読み取り可能なメディアであるコンピュータプログラム商品、論理回路、アプリケーション特定集積回路、ファームウェア、家電製品のように、無線装置、無線送信機／受信機、無線ネットワークなどで多くの方式により具現される。さらに、本発明の実施形態は、完全にハードウェアで形成された実施形態、完全にソフトウェアで形成された実施形態、またはハードウェア及びソフトウェア構成要素をいずれも含む実施形態である。

本発明は、特定のバージョンを参照して記載されたが、他のバージョンも可能である。したがって、特許請求の範囲は、明細書に含まれた明細書で選好するバージョンにより制限されない。

Claims (32)

1. 無線通信方法において、
   複数の候補無線リレーステーションのリレー動作パラメータを獲得するために、少なくとも一つの無線ステーションにリレー選択プロセスをシグナリングするステップと、
   前記複数の候補無線リレーステーションのリレー動作パラメータを評価するステップと、
   前記評価に基づいて、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップと、
   前記選択された無線リレーステーションに、無線通信媒体を通じて無線通信の送信を初期化するステップと、を含むことを特徴とする無線通信方法。
2. 前記選択された無線リレーステーションを利用してリレー動作を設定し、無線通信媒体を通じて前記選択された無線リレーステーションを経由して、無線ステーション間の無線通信を行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
3. 前記選択された無線リレーステーションを利用して、無線通信を行うステップは、
   前記選択された無線リレーステーションを経由して、イニシエータ無線ステーションと、レスポンダ無線ステーションとが無線で通信するステップを含み、
   前記選択された無線リレーステーションは、イニシエータ無線ステーションから、レスポンダ無線ステーションに無線で通信をリレーし、
   前記選択された無線リレーステーションは、レスポンダ無線ステーションから、イニシエータ無線ステーションに無線で通信をリレーすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
4. 前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップは、
   前記イニシエータ無線ステーションが、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
5. 前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップは、
   前記レスポンダ無線ステーションが、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
6. 前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップは、
   前記イニシエータ無線ステーション及び前記レスポンダ無線ステーションが、協同的に前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
7. コーディネータ無線ステーションが、複数の候補無線リレーステーションのリストを提供するステップと、
   リレー無線ステーションを選択するために、前記複数の候補無線リレーステーションのリレー動作パラメータを評価するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
8. 前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップは、
   前記イニシエータ無線ステーションが、リレー検索要請フレームを、前記コーディネータ無線ステーションに送信するステップをさらに含み、
   前記コーディネータ無線ステーションは、前記イニシエータ及び前記レスポンダ無線ステーションに、複数の候補無線リレーステーションの前記リストを提供することを特徴とする請求項７に記載の無線通信方法。
9. 前記イニシエータ無線ステーションが、前記複数の候補無線リレーステーションについての通信リンク測定を獲得して評価することで、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の無線通信方法。
10. 前記コーディネータ無線ステーションが、前記複数の候補無線リレーステーションの無線通信リンク測定を収集するステップと、
    前記測定を前記イニシエータ無線ステーションに提供するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の無線通信方法。
11. 前記リレー動作パラメータは、
    各候補無線リレーステーションについてのウェークアップスケジュール、アウェイクウィンドウ及びマルチバンド情報を含むことを特徴とする請求項７に記載の無線通信方法。
12. 前記イニシエータ無線ステーションは、ソース無線ステーションを含み、
    前記レスポンダ無線ステーションは、目的地無線ステーションを含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信方法。
13. 前記ソース及び目的地無線ステーションは、ミリメートル波周波数帯域無線ネットワークで動作することを特徴とする請求項１２に記載の無線通信方法
14. 無線通信ステーションにおいて、
    複数の候補無線リレーステーションのリレー動作パラメータを獲得するために、少なくとも一つの無線ステーションにリレー選択プロセス信号を送信するリレー選択モジュールと、
    前記選択された無線リレーステーションに、無線通信媒体を通じて無線通信の前記送信を初期化する通信階層と、を含み、
    前記リレー選択モジュールは、前記複数の候補無線ステーションのリレー動作パラメータを評価し、前記評価に基づいて、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択することを特徴とする無線通信ステーション。
15. 前記通信モジュールは、
    前記選択された無線リレーステーションを通じて、他の無線ステーションと通信するために、前記選択された無線リレーステーションを利用して、リレー動作を設定することを特徴とする請求項１４に記載の無線通信ステーション。
16. 前記リレー選択モジュールは、
    前記他の無線ステーションと協力して、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択することを特徴とする請求項１４に記載の無線通信ステーション。
17. 前記リレー選択モジュールは、コーディネータ無線ステーションから、複数の無線リレーステーションのリストを獲得し、
    前記リレー選択モジュールは、前記複数の候補無線リレーステーションの動作パラメータを評価することを特徴とする請求項１４に記載の無線通信ステーション。
18. 前記リレー選択モジュールは、リレー検索要請フレームをコーディネータ無線ステーションに送信し、
    前記コーディネータ無線ステーションは、複数の候補無線リレーステーションの前記リストを、前記無線通信ステーションに提供することを特徴とする請求項１７に記載の無線通信ステーション。
19. 前記リレー選択モジュールは、
    前記複数の候補無線リレーステーションの無線通信リンク測定を獲得して評価することで、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択することを特徴とする請求項１８に記載の無線通信ステーション。
20. 前記無線通信ステーションは、イニシエータ無線ステーションと、レスポンダ無線ステーションを含む前記他の無線ステーションとを含むことを特徴とする請求項１８に記載の無線通信ステーション。
21. 前記イニシエータ無線ステーションは、各候補無線リレーステーションのリレーイニシエータ通信リンク測定結果を生成するための前記複数の候補無線リレーステーションについての無線通信リンク測定を獲得し、
    前記レスポンダ無線ステーションは、各候補無線リレーステーションのリレーレスポンダ通信リンク測定結果を生成するための前記複数の候補無線リレーステーションについての無線通信リンク測定を獲得することを特徴とする請求項２０に記載の無線通信ステーション。
22. 前記イニシエータ無線ステーションの前記リレー選択モジュールは、
    前記イニシエータ及びレスポンダ無線ステーション間の通信に適した無線リレーステーションを選択するために、動作パラメータと、前記リレーレスポンダ及び前記リレーイニシエータ通信リンク測定結果とを評価することを特徴とする請求項２１に記載の無線通信ステーション。
23. 前記動作パラメータは、各候補無線リレーステーションのためのウェークアップスケジュール、アウェイクウィンドウ及びマルチバンド情報を含むことを特徴とする請求項２２に記載の無線通信ステーション。
24. コーディネータ無線通信ステーションにおいて、
    イニシエータ無線ステーション及びレスポンダ無線ステーションのために、複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択するリレー選択モジュールと、
    前記リレー選択モジュールが、前記複数の候補無線リレーステーションを判断し、前記判断に基づいて無線リレーステーションを選択するように、前記リレー選択モジュールは、複数の候補無線リレーステーションのリレー動作パラメータを獲得するために、少なくとも一つの無線ステーションにリレー選択プロセス信号を送信することを特徴とするコーディネータ無線通信ステーション。
25. 前記リレー選択モジュールは、
    前記イニシエータ及びレスポンダ無線ステーションと協力して、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択することを特徴とする請求項２４に記載のコーディネータ無線通信ステーション。
26. 前記リレー選択モジュールは、
    複数の候補無線リレーステーションのリストを決定し、リレー無線ステーションの選択のために、前記複数の候補無線リレーステーションの動作パラメータを評価することを特徴とする請求項２４に記載のコーディネータ無線通信ステーション。
27. 前記リレー選択モジュールは、前記イニシエータ及びレスポンダ無線ステーションに、前記複数の候補無線リレーステーションの前記リストを提供し、
    前記リレー選択モジュールは、前記イニシエータ及びレスポンダ無線ステーションから、前記複数の候補無線リレーステーションでの無線通信リンク測定を評価して獲得することで、前記複数の候補無線リレーステーションのうち、無線リレーステーションを選択することを特徴とする請求項２６に記載のコーディネータ無線通信ステーション。
28. 前記イニシエータ無線ステーションは、各候補リレーステーションでのリレーイニシエータ通信リンク測定結果を生成するために、前記複数の候補無線リレーステーションの無線通信リンク測定を決定し、
    前記コーディネータステーションに、前記測定結果を提供することを特徴とする請求項２７に記載のコーディネータ無線通信ステーション。
29. 前記リレー選択モジュールは、
    前記イニシエータ及びレスポンダ無線ステーション間の通信に適した無線リレーステーションを選択するために、動作パラメータと、前記リレーレスポンダ及びリレーイニシエータ通信リンク測定結果とを評価することを特徴とする請求項２８に記載のコーディネータ無線通信ステーション。
30. 前記動作パラメータは、各候補無線リレーステーションのためのウェークアップスケジュール、アウェイクウィンドウ及びマルチバンド情報を含むことを特徴とする請求項２９に記載のコーディネータ無線通信ステーション。
31. 前記コーディネータ無線ステーション、前記イニシエータ無線ステーション、前記レスポンダ無線ステーション及び前記リレーステーションは、無線ネットワーク内で、前記無線通信媒体を通じて情報を通信することを特徴とする請求項３０に記載のコーディネータ無線通信ステーション。
32. 前記ネットワークは、ミリメートル波無線ネットワークを含むことを特徴とする請求項３０に記載のコーディネータ無線通信ステーション。

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