JP2004514382A - 第一ネットワーク及び第二ネットワークを含有する無線システム - Google Patents
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Abstract
本発明は、IEEE802.11aプロトコルとETSI BRAN HiperLAN/2プロトコルの組み合わせに基づいた無線LANにおける組み合わせられて調和されたプロトコールを定義する。新規なAPを増幅するHiperLAN/2−スタンダード(H/2eAP)はハイブリッドコーディネーターとして作動し、その標準のHiperLAN/2操作に加えて、さらに802.11aのポイントコーディネーターとして作動し、若しくは802.11の協働するポイントコーディネーターによりサポートされる。H/2eAPは、CfpDur残存パラメーターを(複数の)2msに設定することを伴うH/2標的ビーコン伝達時間(H/2TBTT)においてコーポレートビーコンを送る。802.11aBSSのステーションによるこのビーコンを受けることにおいて、ステーションは外部のビーコンとして認識し、CfpDur残存パラメーターを抽出及び評価し、このように、それぞれの時間において任意のデータ伝達を開始しない適切な期間にタイマーを設定する。このビーコンが伝達された後で、H/2eAPは、隣接の802.11aシステムからの干渉を受けないで及び開始のH/2コーポレートビーコンの遅延を受けないでH/2MACフレームの伝達を開始可能である。H/2MACフレームは、コンテンションフリーピリオド(CFP)直後の802.11コンテンションピリオド(CP)に埋め込まれるだろう。H/2MACフレーム以前のCPは、H/2eAP若しくは協働するPCの何れかにより制御されるため、H/2協働ビーコン伝達の遅延が存在しないことを保証できる。結果として、H/2のQoSはサポートされる。結果となる時間のシークエンスは3つの部分に分割可能で、(1)制限されるサービスの質を伴う“802.11eCFP”、(2)サービスの質の完全なサポートを伴う“HiperLAN/2MAC”フレーム、及び(3)任意のサービスの質のサポートを伴わない802.11eである。すべての3つの部分は、共になって、時間において周期的に繰り返される、いわゆるコーポレートスーパーフレームを形成する。
Description
【0001】
本発明は、第一ステーションを割り当てられた第一ネットワーク及び第二ステーションを割り当てられた第二ネットワークを含有するシステムに関する。第一ナットワークは、例えば、HiperLAN/2−スタンダードである第一スタンダードにより操作され、第二ネットワークは、例えばIEEE802.11e−スタンダードである第二スタンダードにより操作される。両スタンダードは無線スタンダードであり、5GHzバンドで活動する。
【0002】
当該技術によると、第一ネットワーク及び第二ネットワークは、お互いに独立して設計されている。例えば、第二ネットワークの第二ステーションが第一ネットワークの第一ステーションの範囲内である場合、これは干渉を導くであろう。
【0003】
したがって、本目的の目的は、同じ周波数の範囲内の二つの異なるネットワークの共存を可能にするシステムを提供することである。
【0004】
本発明は、第一ステーションを割り当てられた第一ネットワーク及び第二ステーションを割り当てられた第二ネットワークを含有するシステムが提供され、それによってハイブリッド−コーディネーターがビーコンを第一パラメーターの設定を伴う標的ビーコン伝達時間で送り、第二ステーションによりこのビーコンを受けることに基づいて、第二ステーションが第一パラメーターを抽出及び評価し、これによりそれぞれの時間において任意のデータの伝達を開始しない適切な期間にタイマーを設定し、それによって、このビーコンが送られた後に、ハイブリッド−コーディネーターは第二ネットワークからの干渉を受けないで第一ネットワークのデータの伝達を開始することが可能であることで達成される。
【0005】
本発明の要点は、共通のチャンネルの第一及び第二ネットワークのアクセスを調和する、ハイブリッド−コーディネーターを備えるシステムを提供することである。
【0006】
本発明は、無線LANにおける組み合わせられて調和されたプロトコールを定義する。
【0007】
第一ネットワークがHiperLAN/2−スタンダードによるネットワークで、第二ネットワークがIEEE802.11e−スタンダードによるネットワークである実施例において、可能な解決策は下記のようである:
IEEE802.11a−スタンダードプロトコルとETSI BRAN HiperLAN/2−スタンダードプロトコルの組み合わせに基づいて、新規なAPを増幅するHiperLAN/2−スタンダード(H/2eAP)はハイブリッドコーディネーターとして作動し、その標準のHiperLAN/2操作に加えて、さらに802.11aのポイントコーディネーターとして作動し、若しくは802.11の協働するポイントコーディネーターによりサポートされる。
【0008】
H/2eAPは、CfpDur残存パラメーターを(複数の)2msに設定することを伴うH/2標的ビーコン伝達時間(H/2TBTT)においてコーポレートビーコンを送る。802.11aBSSのステーションによるこのビーコンを受けることにおいて、ステーションは外部のビーコンとして認識し、CfpDur残存パラメーターを抽出及び評価し、このように、それぞれの時間において任意のデータ伝達を開始しない適切な期間にタイマーを設定する。このビーコンが伝達された後で、H/2eAPは、隣接の802.11aシステムからの干渉を受けないで及び開始のH/2コーポレートビーコンの遅延を受けないでH/2MACフレームの伝達を開始可能である。H/2MACフレームは、コンテンションフリーピリオド(CFP)直後の802.11コンテンションピリオド(CP)に埋め込まれるだろう。H/2MACフレーム以前のCPは、H/2eAP若しくは協働するPCの何れかにより制御されるため、H/2協働ビーコン伝達の遅延が存在しないことを保証できる。結果として、H/2のQoSはサポートされる。
【0009】
結果となる時間のシークエンスは3つの部分に分割可能で、(1)制限されるサービスの質を伴う“802.11eCFP”、(2)サービスの質の完全なサポートを伴う“HiperLAN/2MAC”フレーム、及び(3)任意のサービスの質のサポートを伴わない802.11eである。すべての3つの部分は、共になって、時間において周期的に繰り返される、いわゆるコーポレートスーパーフレームを形成する。
【0010】
BCHが遅延されることを許容しない同一時間によってコンテンションフリーピリオド(CFP)でのみ操作するPCのようなHiperLAN/2(H/2)アクセスポイント(AP)を解釈し、APを増幅するH/2(H/2eAP)概念を適用するかもしれない。H/2eAPは、
−PCF若しくはDCFでの他の802.11BSS操作と共存するために、
−H/2のモバイルターミナル(MT)及び802.11eのステーション(STA)のコーポレートチャンネルアクセスにAPの一つの単一の型を可能にするために、
−802.11PCF、MACフレームを中心的に制御するH/2、及び802.11DCFである、アクセスの3つの異なる型を許容することによって、統合されたスタンダードに向かって802.11e及びH/2をシームレスに延在するために、
802.11eによる数多の規則に従うべきである。
【0011】
この概念は、二つの個々の標準の一つを使用しないために必要とせずに、しかし5GHzバンドのWLANs及びWPANsにおける単一のグローバルスタンダードの候補となるかもしれない。H/2eAPは、(a)H/2による操作、(b)802.11(PCF/DCF)のモードに基づくインフラによる操作、同様に、(c)802.11(DCF)の独立したBSSの操作を可能にする。
【0012】
H/2システムが同一周波数チャンネルを共有する802.11システムを検出し、このように干渉の下にある場合、H/2eAP(APを増幅させるHiperLAN/2)は、増強された機能性を可能にするべきであり、下記に記載のように振舞う。しかしながら、DFS(802.11TGhのDCS)としての基本的な基本的な資源管理スキームはかかる相互干渉を回避するために著しく助ける。当該明細書にて議論されるシナリオにおいて、各ステーション及びターミナルは他のすべてのステーション/ターミナルの範囲内であり、隠されたステーションの問題を適用しないことが仮定される。
【0013】
図1は、H/2eAPがIEEE802.11eに基づいた他のBSSと共存するかもしれない(左図);完全な共同利用が要求される場合、H/2eAPはポイントコーディネーションを受けるかもしれない、H/2eAPアプローチの二つの適用を示している。
【0014】
H/2eAP概念を説明する前に、H/2eAP概念がNAVに多大に依存するように、802.11の数多のネットワークアロケーションベクトル(NAV)が見られる。
【0015】
802.11において、BSS自体ではなく、外部BSSのPCによるビーコンは、NAVがCFP(ビーコン内のCfpDur残存パラメーターによって示されるように)の残存期間における802.11APを含有するすべての802.11STAsによって伝達される手法で解釈される。NAVsのセットのため、外部BSSの告知されたコンテンションフリーピリオドは解釈されないで、例えば、BSS自体のDCFの制御下で伝達されるデータフレームによって干渉される。ステーションがそれらのNAVを伝達するために、ステーションは、画イブBSSがそのCFPを終了する、例えば、CFPの残存期間、CfpDur残存が終了するまでフレーム交換を開始しない。一つの例外が考慮され、重なるBSS、PCが利用可能な各々を考慮する場合、Pcsはお互いに聞くことができず、PC自身(隠れている)によって獲得されて、ステーションはackフレームをポールを受取ったことを示唆するために伝達するであろう。しかし、ステーションが前述のようにステーションのNAVを伝達するため、ポールに対応する任意のデータを伝達しないであろう。厳密には、このackフレームは、重なっているBSSの進行中のPCFでのフレーム交換と衝突できる。この問題の可能な解決策は、802.11TGe[2]で議論されるような重なっているNAV(ONAV)の導入及び使用である。外部BSSの受取られたフレームに反応するこのONAVの設定において、802.11ステーションは、重なっているBSSがそれ自体のPCFの進行、例えば、ONAV◇0を有している間、PC自体によってポールと対応さえしないであろう。
【0016】
このことを留めながら、H/2eAPの拡張された機能性は下記のように記載されることができる。
【0017】
H/2eAPは、(複数の)2msへのCfpDur残存パラメーターの設定を伴って、H/2標的ビーコン伝達時間(H/2TBTT)においてコーポレートビーコンを伝達する。802.11aBSSのステーションによるこのビーコンの受取りにおいて、このステーションはビーコンを外部BSSビーコンとして認識し、CfpDur残存パラメーターを抽出及び評価し、このようにそれらのONAVを適切な期間にセットする。このビーコンの伝達後、H/2eAPは、隣接の802.11aシステムからの干渉を受けないで及び開始のH/2コーポレートビーコンの遅延なしでH/2Macフレームの伝達を開始することが可能である。
【0018】
H/2Macフレームは、CFP直後の802.11コンテンションピリオド(CP)に埋め込まれるであろう。
【0019】
図2(図2は、H/2eAPの新規のフレーム構造を示している)に示されるように、結果となる時間のシークエンスは3つの部分に分割され、802.11eCFP、H/2Macフレーム、及び802.11eCPである。すべての3つの部分は、時間内に周期的に繰り返される、いわゆるコーポレートスーパーフレームを形成する。
【0020】
第一部分:802.11eCFP
コーポレートスーパーフレームの第一部分は、802.11CFPである。802.11TBTTにおいて、PCによって伝達される802.11ビーコンはこの期間を導入する。このPCはH/2eAP自体であるかもしれないことを注意する。ビーコンが競合するPCによって伝達される場合、PC及びH/2eAPの両者は協働の平衡、例えば、PCがコーポレートスーパーフレームをサポートする規則にしたがうことが仮定される。
【0021】
いわゆる時間ギャップ制御機構(各ステーションは、ここでは802.11TBTTである時間の専用ポイント以前にフレーム交換手順において充分な残存時間があるかをチェックする)を可能とせずに、コースのこの開始のビーコンは遅延されるかもしれない。これは、802.11TBTTにおける過密なチャンネルの可能性のためである。CFPの最大期間は、ビーコンのCFP最大期間分野で示唆される。CFPの結果となる最大期間は、じかんにおける基準点として802.11TBTTを取り、及びCFPの最大期間を加えて計算される。このように、CFPの開始におけるビーコンの遅延は、縮小されたコンテンションフリーピリオドで結果となる。若しくは、換言すると、CFPが終了する時点は固定され、遅延を受けない。遅延されたビーコンの最悪の場合が考慮される。例えば、TBTTの考慮なしで若しくは時間ギャップ制御機構なしで、他の802.11BSSが重なり、それらのステーションの一つがフレーム交換を導入するかもしれない場合である。この問題は隠されたステーションでのみ起こることを注意する。
【0022】
PCは、CFPで最後のフレームであり、及びPCを終了する放送CF_エンドフレームを予定する。1999[2]のIEEE802.11スタンダードを参照するに、PCはCFPを早めに終了するかもしれない、例えば、ステーションを獲得するための十分な残存時間がない場合若しくは獲得リストにステーションが残されていない場合である。この場合において、PCはCF_エンドフレームを伝達し、最大CFP期間よりも早くCFPを終了する。H/2eAPアプローチ内において、H/2MACフレームを802.11コンテンションピリオドに統合するために、PCはCFPをより早く終了しなければならない。さらに、ステーションを獲得し、そのデータを受取る十分な時間が存在しないことをPCが計算する場合、それは、CF_エンドを予定する前の全く残りの時間である。さらにPCは既知のナルフレームを、重なり合うBSSである他のものにおいて使用中としてチャンネルを示唆するために伝送する。ナルフレームに反応するように、獲得されたステーションはcf_ackフレームを伝送する。そうすることで、例えば、隠れたステーションである、ビーコンを受取らないステーションにより伝送される衝突フレームの可能性は、活性なCFPが存在することを理解するcf_ackフレームを受取ることによるために、削減される。当該明細書では、互いの範囲中のすべてのステーションで1つの802.11のBSSが考慮されることをもう一度思い出してください。コーポレートスーパーフレームの第一部文の終了は明らかに定義され、遅延を受けない。
【0023】
第二部分:H/2MACフレーム
すべての802.11STAによってCF_エンドフレームを受取った後、NAVを再設定し、コンテンションピリオドを開始する。これは、802.11スーパーフレームの第二部分と呼ばれる。DCFの制御を受けて、伝達するデータを有する場合、すべての802.11STAはチャンネルへのアクセスを得るために挑戦する。すべての802.11STAはDIFSの期間において休止しているようなチャンネルを感知することを目的とされ、そのような場合、すべての802.11STAはバックオフ手順を開始する。H/2eAPはまた、CF_エンドフレームを受ける(それ自体によって伝送されない場合)。さらに、H/2TBTTにおいて、例えばPIFSである、DIFSよりもこのフレームを受取り、短いフレーム間空間(IFS)の受待において、H/2eAPはH/2コーポレートビーコンを放送する。この時点が明らかに定義され、遅延を受けないことを注意する。コーポレートビーコンは802.11ビーコンとしての同一フレーム構造を有する。H/2eAPは、2msに対する図2の実施例において、複数の2msに導入されたCFPの残存期間を示唆する、CFPDur残存値を設定する。短いIFSの結果として、H/2eAPは802.11STAに対して優先しており、後者は、それらのバック−オフカウンターを凍結して、チャンネルへのアクセスから検索する使用中のチャンネルを感知する。H/2コーポレートビーコンは802.11STAs及び802.11PC(もし一つがある場合)によって受取られ、外部BSSである近隣のビーコンとして解釈される。さらに、このビーコン内のCFPDur残存パラメーターがゼロと等しくないために、それらのNAV/ONAVをこの値に設定する。この理由のために、外部BSSがそのCFPを導入して、示唆されている残存期間においてランすることが信じられている。H/2eAPは、今ここで、2msの続くH/2MACフレームの一つ以上を予定し、放送段階で開始し、一般的に、ランダムアクセス段階で終了する。すべての802.11ステーション及び802.11PCはNAV/ONAVを設定し、H/2MACフレームの全期間において干渉を引き起こさない。前述に記載のように、ONAVの原理を伴わずに、他の802.11BSSステーションがそれらのPCによるポールに反応する場合に、衝突は発生するであろう。
【0024】
第三部分:802.11eCP
一旦この残存期間が終了すると、すべての802.11STAは、それらのNAV/ONAVを再設定し、DCFの規則に基づいた操作を続ける。これはコーポレートスーパーフレーム構造内の、第三で最後の部分である。可能となった時間ギャップ手順は、続くCFPの開始である、次ぎのTBTTでのビーコン伝達遅延問題を除外するだろう。
【0025】
二つのスタンダードの要求、拡張
PCFが可能になった802.11システムは、コンテンションピリオドで最低限のDCF期間に加えてH/2MACフレームの埋め込むために少なくとも必要な時間を費やす。この要求は、続く802.11パラメーターの適切な設定の結果となる。
【0026】
CFピリオドは、CFPが開始する予定である2つの802.11TBTT間の時間を表現する。実際に、開始のCFPs間のDTIM間隔の整数を示唆する。コムネット(ComNet)のWARP2シミュレーション環境内において、DTIM間隔はビーコン間隔と等しい。後者が二つのビーコン内の時間(TU内)を示唆するために、ビーコンが常にCFPを導入する我々のシナリオ内において、CFピリオドは二つの802.11TBTTs漢のTUにおけるじかんとして言及できる。
【0027】
PCFにより生成されるCFPの時間ユニット(TU)における最大時間を示唆するCFP最大期間。ステーションは、CFPを導入するビーコンのTBTTにおいてNAVを設定するためにこの値を使用する。
【0028】
さらに、802.11STAsは、ONAV原理を含有する802.11eにより実行するために要求され、任意のバースト(時間−ギャップ制御手順)を伝達する前に常にTBTTsをチェックするべきである。PCによって送られるCF_エンドバーストは、コーポレートスーパーフレームの第一部分の終了で厳密なタイミングをサポートするために必要とする。PCは、PC自体のCFPをCFP最大期間より早く終了するオプションを使用してはならない。
【0029】
H/2eAPになるH/2eAPの機能性は、続く拡張に集中し、:802.11システムを一旦検出すると、H/2eAPは802.11PCにより送られるCF_エンドフレームに聞かなければならない。
【0030】
このフレームの受取り後及び、例えば、PIFSであるDIFSよりも短い時間での受待後に、コーポレートビーコンはH/2eAPにより送られる。このコーポレートビーコン内において、パラメーターCFPDur残存は、例えば、2ms若しくはこの値の複数である、適切な値に設定される。ここより後に、一つ(若しくは、CFPDur残存パラメーターが2msの複数の設定される場合、一つ以上)のH/2MACフレームは、任意の遅延若しくは干渉なしで伝達される。
【0031】
CFPDur残存の終了によって示唆される時間後に、H/2eAPは不在のモードに切り替えられるべきである。この時点は、伝達された第一のH/2MACフレーム内のH/2ApによってH/2MTsに告知される。
【0032】
不在モードの時間のH/2eAPは、例えば、n=1,2,3,…のn msである、コーポレートスーパーフレームによるH/2MACフレームの複数の期間であり、システムは、同じ近辺で作用し、どう位置の周波数チャンネルでの提携システムを検出する。さらに、外部システムを検出するだけでなく、外部検出を802.11システムとして認識するべきである。一般的に、すべてのバースト及びこのシーケンスが両方のシステム、H/2及び802.11に独創的である前に、同調序文が送られる。最小の感度閾値の上のパワーレベルでこの序文を検知する、共有される環境中のこの周波数通路上のすべての装置は、相関計によってこのシーケンス上で同調しようとする。同調の試みが成功する場合、バーストはシステム自体からであることが仮定され、したがって評価される。これを基本として、H/2eAPにとってH/2バーストに衝突するだけでなく、適用可能な802.11バーストとして外部バーストを検出する必要がある。
【0033】
二つのH/2TBTT間の期間が明らかに定義されることを認識することは重要である。H/2コーポレートビーコン伝達の遅延が存在しないことが保証できる。結果として、H/2のQoSはサポートできる。H/2MACフレームは、802.11コンテンションピリオドのすべてのH/2TBTT反復間隔(H/2TBTT RI)に埋め込まれる。H/2TBTT RIは、2つのH/2TBTT間の期間の相互の値として計算される。他のH/2システムでの同一周波数チャンネルでの共存はサポートできない。他の802.11aシステムとの共存は、完全にサポートされる。
【0034】
H/2eAPのスペクトル効率は現在の調査の対象であり、制限のあるDCFピリオドで802.11eによる厳密な操作は高値であるかもしれない。H/2eAP及びH/2Mts間の同調を開放しないためにCP及びCFP中に送られる周期的なコーポレートビーコンは、さらに処理能力効率を縮小するだろう。802.11TGeに進行中の議論のように、隠されたステーションはさらに試験を必要とする。
【0035】
参照文献:
[1]G.Cervello及びS.Choi,“Collision Avoidance for Overlapping BSSs in 802.11”,IEEEdoc 802.11−00/194
[2]IEEE,“参照番号ISO/IEC8802−11:1999(E)IEEE Std 802.11,1999版。International Technology−Telecommunications and Information exchange between systems−Local and metropolitan area networks−Specific Requirements−Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications”,1999.
使用された略語:
AP アクセスポイント
BCH 放送チャンネル
BRAN ブロードバンドラジオアクセスネットワーク
BSS 基本サービスセット
CFP コンテンションフリーピリオド
CP コンテンションピリオド
DCF 分配されたコーディネーション機能
DCS ダイナミックなチャンネルの選択
DFS ダイナミックな周波数の選択
DIFS 分配されたコーディネーション機能のフレーム間空間
DLC データリンクコントロール
ETSI 欧州テレコミュニケーション基準研究所
H/2 HiperLAN/2
HiperLAN 高性能ローカルエリアネットワーク
IEEE 電気及び電子技術者の研究所
MAC ミディアムアクセスコントロール
MT モバイルターミナル
NAV ネットワークアロケーションベクトル
PC ポイントコーディネーター
PCF ポイントコーディネーション機能
QoS サービスの質
SIFS 短いフレーム間の間隔
STA ステーション
TBTT 標的ビーコン伝達時間
【図面の簡単な説明】
【図1】
H/2eAPがIEEE802.11eに基づいた他のBSSと共存するかもしれない(左図);完全な共同利用が要求される場合、H/2eAPはポイントコーディネーションを受けるかもしれない、H/2eAPアプローチの二つの適用を示している。
【図2】
H/2eAPの新規のフレーム構造を示している。
本発明は、第一ステーションを割り当てられた第一ネットワーク及び第二ステーションを割り当てられた第二ネットワークを含有するシステムに関する。第一ナットワークは、例えば、HiperLAN/2−スタンダードである第一スタンダードにより操作され、第二ネットワークは、例えばIEEE802.11e−スタンダードである第二スタンダードにより操作される。両スタンダードは無線スタンダードであり、5GHzバンドで活動する。
【0002】
当該技術によると、第一ネットワーク及び第二ネットワークは、お互いに独立して設計されている。例えば、第二ネットワークの第二ステーションが第一ネットワークの第一ステーションの範囲内である場合、これは干渉を導くであろう。
【0003】
したがって、本目的の目的は、同じ周波数の範囲内の二つの異なるネットワークの共存を可能にするシステムを提供することである。
【0004】
本発明は、第一ステーションを割り当てられた第一ネットワーク及び第二ステーションを割り当てられた第二ネットワークを含有するシステムが提供され、それによってハイブリッド−コーディネーターがビーコンを第一パラメーターの設定を伴う標的ビーコン伝達時間で送り、第二ステーションによりこのビーコンを受けることに基づいて、第二ステーションが第一パラメーターを抽出及び評価し、これによりそれぞれの時間において任意のデータの伝達を開始しない適切な期間にタイマーを設定し、それによって、このビーコンが送られた後に、ハイブリッド−コーディネーターは第二ネットワークからの干渉を受けないで第一ネットワークのデータの伝達を開始することが可能であることで達成される。
【0005】
本発明の要点は、共通のチャンネルの第一及び第二ネットワークのアクセスを調和する、ハイブリッド−コーディネーターを備えるシステムを提供することである。
【0006】
本発明は、無線LANにおける組み合わせられて調和されたプロトコールを定義する。
【0007】
第一ネットワークがHiperLAN/2−スタンダードによるネットワークで、第二ネットワークがIEEE802.11e−スタンダードによるネットワークである実施例において、可能な解決策は下記のようである:
IEEE802.11a−スタンダードプロトコルとETSI BRAN HiperLAN/2−スタンダードプロトコルの組み合わせに基づいて、新規なAPを増幅するHiperLAN/2−スタンダード(H/2eAP)はハイブリッドコーディネーターとして作動し、その標準のHiperLAN/2操作に加えて、さらに802.11aのポイントコーディネーターとして作動し、若しくは802.11の協働するポイントコーディネーターによりサポートされる。
【0008】
H/2eAPは、CfpDur残存パラメーターを(複数の)2msに設定することを伴うH/2標的ビーコン伝達時間(H/2TBTT)においてコーポレートビーコンを送る。802.11aBSSのステーションによるこのビーコンを受けることにおいて、ステーションは外部のビーコンとして認識し、CfpDur残存パラメーターを抽出及び評価し、このように、それぞれの時間において任意のデータ伝達を開始しない適切な期間にタイマーを設定する。このビーコンが伝達された後で、H/2eAPは、隣接の802.11aシステムからの干渉を受けないで及び開始のH/2コーポレートビーコンの遅延を受けないでH/2MACフレームの伝達を開始可能である。H/2MACフレームは、コンテンションフリーピリオド(CFP)直後の802.11コンテンションピリオド(CP)に埋め込まれるだろう。H/2MACフレーム以前のCPは、H/2eAP若しくは協働するPCの何れかにより制御されるため、H/2協働ビーコン伝達の遅延が存在しないことを保証できる。結果として、H/2のQoSはサポートされる。
【0009】
結果となる時間のシークエンスは3つの部分に分割可能で、(1)制限されるサービスの質を伴う“802.11eCFP”、(2)サービスの質の完全なサポートを伴う“HiperLAN/2MAC”フレーム、及び(3)任意のサービスの質のサポートを伴わない802.11eである。すべての3つの部分は、共になって、時間において周期的に繰り返される、いわゆるコーポレートスーパーフレームを形成する。
【0010】
BCHが遅延されることを許容しない同一時間によってコンテンションフリーピリオド(CFP)でのみ操作するPCのようなHiperLAN/2(H/2)アクセスポイント(AP)を解釈し、APを増幅するH/2(H/2eAP)概念を適用するかもしれない。H/2eAPは、
−PCF若しくはDCFでの他の802.11BSS操作と共存するために、
−H/2のモバイルターミナル(MT)及び802.11eのステーション(STA)のコーポレートチャンネルアクセスにAPの一つの単一の型を可能にするために、
−802.11PCF、MACフレームを中心的に制御するH/2、及び802.11DCFである、アクセスの3つの異なる型を許容することによって、統合されたスタンダードに向かって802.11e及びH/2をシームレスに延在するために、
802.11eによる数多の規則に従うべきである。
【0011】
この概念は、二つの個々の標準の一つを使用しないために必要とせずに、しかし5GHzバンドのWLANs及びWPANsにおける単一のグローバルスタンダードの候補となるかもしれない。H/2eAPは、(a)H/2による操作、(b)802.11(PCF/DCF)のモードに基づくインフラによる操作、同様に、(c)802.11(DCF)の独立したBSSの操作を可能にする。
【0012】
H/2システムが同一周波数チャンネルを共有する802.11システムを検出し、このように干渉の下にある場合、H/2eAP(APを増幅させるHiperLAN/2)は、増強された機能性を可能にするべきであり、下記に記載のように振舞う。しかしながら、DFS(802.11TGhのDCS)としての基本的な基本的な資源管理スキームはかかる相互干渉を回避するために著しく助ける。当該明細書にて議論されるシナリオにおいて、各ステーション及びターミナルは他のすべてのステーション/ターミナルの範囲内であり、隠されたステーションの問題を適用しないことが仮定される。
【0013】
図1は、H/2eAPがIEEE802.11eに基づいた他のBSSと共存するかもしれない(左図);完全な共同利用が要求される場合、H/2eAPはポイントコーディネーションを受けるかもしれない、H/2eAPアプローチの二つの適用を示している。
【0014】
H/2eAP概念を説明する前に、H/2eAP概念がNAVに多大に依存するように、802.11の数多のネットワークアロケーションベクトル(NAV)が見られる。
【0015】
802.11において、BSS自体ではなく、外部BSSのPCによるビーコンは、NAVがCFP(ビーコン内のCfpDur残存パラメーターによって示されるように)の残存期間における802.11APを含有するすべての802.11STAsによって伝達される手法で解釈される。NAVsのセットのため、外部BSSの告知されたコンテンションフリーピリオドは解釈されないで、例えば、BSS自体のDCFの制御下で伝達されるデータフレームによって干渉される。ステーションがそれらのNAVを伝達するために、ステーションは、画イブBSSがそのCFPを終了する、例えば、CFPの残存期間、CfpDur残存が終了するまでフレーム交換を開始しない。一つの例外が考慮され、重なるBSS、PCが利用可能な各々を考慮する場合、Pcsはお互いに聞くことができず、PC自身(隠れている)によって獲得されて、ステーションはackフレームをポールを受取ったことを示唆するために伝達するであろう。しかし、ステーションが前述のようにステーションのNAVを伝達するため、ポールに対応する任意のデータを伝達しないであろう。厳密には、このackフレームは、重なっているBSSの進行中のPCFでのフレーム交換と衝突できる。この問題の可能な解決策は、802.11TGe[2]で議論されるような重なっているNAV(ONAV)の導入及び使用である。外部BSSの受取られたフレームに反応するこのONAVの設定において、802.11ステーションは、重なっているBSSがそれ自体のPCFの進行、例えば、ONAV◇0を有している間、PC自体によってポールと対応さえしないであろう。
【0016】
このことを留めながら、H/2eAPの拡張された機能性は下記のように記載されることができる。
【0017】
H/2eAPは、(複数の)2msへのCfpDur残存パラメーターの設定を伴って、H/2標的ビーコン伝達時間(H/2TBTT)においてコーポレートビーコンを伝達する。802.11aBSSのステーションによるこのビーコンの受取りにおいて、このステーションはビーコンを外部BSSビーコンとして認識し、CfpDur残存パラメーターを抽出及び評価し、このようにそれらのONAVを適切な期間にセットする。このビーコンの伝達後、H/2eAPは、隣接の802.11aシステムからの干渉を受けないで及び開始のH/2コーポレートビーコンの遅延なしでH/2Macフレームの伝達を開始することが可能である。
【0018】
H/2Macフレームは、CFP直後の802.11コンテンションピリオド(CP)に埋め込まれるであろう。
【0019】
図2(図2は、H/2eAPの新規のフレーム構造を示している)に示されるように、結果となる時間のシークエンスは3つの部分に分割され、802.11eCFP、H/2Macフレーム、及び802.11eCPである。すべての3つの部分は、時間内に周期的に繰り返される、いわゆるコーポレートスーパーフレームを形成する。
【0020】
第一部分:802.11eCFP
コーポレートスーパーフレームの第一部分は、802.11CFPである。802.11TBTTにおいて、PCによって伝達される802.11ビーコンはこの期間を導入する。このPCはH/2eAP自体であるかもしれないことを注意する。ビーコンが競合するPCによって伝達される場合、PC及びH/2eAPの両者は協働の平衡、例えば、PCがコーポレートスーパーフレームをサポートする規則にしたがうことが仮定される。
【0021】
いわゆる時間ギャップ制御機構(各ステーションは、ここでは802.11TBTTである時間の専用ポイント以前にフレーム交換手順において充分な残存時間があるかをチェックする)を可能とせずに、コースのこの開始のビーコンは遅延されるかもしれない。これは、802.11TBTTにおける過密なチャンネルの可能性のためである。CFPの最大期間は、ビーコンのCFP最大期間分野で示唆される。CFPの結果となる最大期間は、じかんにおける基準点として802.11TBTTを取り、及びCFPの最大期間を加えて計算される。このように、CFPの開始におけるビーコンの遅延は、縮小されたコンテンションフリーピリオドで結果となる。若しくは、換言すると、CFPが終了する時点は固定され、遅延を受けない。遅延されたビーコンの最悪の場合が考慮される。例えば、TBTTの考慮なしで若しくは時間ギャップ制御機構なしで、他の802.11BSSが重なり、それらのステーションの一つがフレーム交換を導入するかもしれない場合である。この問題は隠されたステーションでのみ起こることを注意する。
【0022】
PCは、CFPで最後のフレームであり、及びPCを終了する放送CF_エンドフレームを予定する。1999[2]のIEEE802.11スタンダードを参照するに、PCはCFPを早めに終了するかもしれない、例えば、ステーションを獲得するための十分な残存時間がない場合若しくは獲得リストにステーションが残されていない場合である。この場合において、PCはCF_エンドフレームを伝達し、最大CFP期間よりも早くCFPを終了する。H/2eAPアプローチ内において、H/2MACフレームを802.11コンテンションピリオドに統合するために、PCはCFPをより早く終了しなければならない。さらに、ステーションを獲得し、そのデータを受取る十分な時間が存在しないことをPCが計算する場合、それは、CF_エンドを予定する前の全く残りの時間である。さらにPCは既知のナルフレームを、重なり合うBSSである他のものにおいて使用中としてチャンネルを示唆するために伝送する。ナルフレームに反応するように、獲得されたステーションはcf_ackフレームを伝送する。そうすることで、例えば、隠れたステーションである、ビーコンを受取らないステーションにより伝送される衝突フレームの可能性は、活性なCFPが存在することを理解するcf_ackフレームを受取ることによるために、削減される。当該明細書では、互いの範囲中のすべてのステーションで1つの802.11のBSSが考慮されることをもう一度思い出してください。コーポレートスーパーフレームの第一部文の終了は明らかに定義され、遅延を受けない。
【0023】
第二部分:H/2MACフレーム
すべての802.11STAによってCF_エンドフレームを受取った後、NAVを再設定し、コンテンションピリオドを開始する。これは、802.11スーパーフレームの第二部分と呼ばれる。DCFの制御を受けて、伝達するデータを有する場合、すべての802.11STAはチャンネルへのアクセスを得るために挑戦する。すべての802.11STAはDIFSの期間において休止しているようなチャンネルを感知することを目的とされ、そのような場合、すべての802.11STAはバックオフ手順を開始する。H/2eAPはまた、CF_エンドフレームを受ける(それ自体によって伝送されない場合)。さらに、H/2TBTTにおいて、例えばPIFSである、DIFSよりもこのフレームを受取り、短いフレーム間空間(IFS)の受待において、H/2eAPはH/2コーポレートビーコンを放送する。この時点が明らかに定義され、遅延を受けないことを注意する。コーポレートビーコンは802.11ビーコンとしての同一フレーム構造を有する。H/2eAPは、2msに対する図2の実施例において、複数の2msに導入されたCFPの残存期間を示唆する、CFPDur残存値を設定する。短いIFSの結果として、H/2eAPは802.11STAに対して優先しており、後者は、それらのバック−オフカウンターを凍結して、チャンネルへのアクセスから検索する使用中のチャンネルを感知する。H/2コーポレートビーコンは802.11STAs及び802.11PC(もし一つがある場合)によって受取られ、外部BSSである近隣のビーコンとして解釈される。さらに、このビーコン内のCFPDur残存パラメーターがゼロと等しくないために、それらのNAV/ONAVをこの値に設定する。この理由のために、外部BSSがそのCFPを導入して、示唆されている残存期間においてランすることが信じられている。H/2eAPは、今ここで、2msの続くH/2MACフレームの一つ以上を予定し、放送段階で開始し、一般的に、ランダムアクセス段階で終了する。すべての802.11ステーション及び802.11PCはNAV/ONAVを設定し、H/2MACフレームの全期間において干渉を引き起こさない。前述に記載のように、ONAVの原理を伴わずに、他の802.11BSSステーションがそれらのPCによるポールに反応する場合に、衝突は発生するであろう。
【0024】
第三部分:802.11eCP
一旦この残存期間が終了すると、すべての802.11STAは、それらのNAV/ONAVを再設定し、DCFの規則に基づいた操作を続ける。これはコーポレートスーパーフレーム構造内の、第三で最後の部分である。可能となった時間ギャップ手順は、続くCFPの開始である、次ぎのTBTTでのビーコン伝達遅延問題を除外するだろう。
【0025】
二つのスタンダードの要求、拡張
PCFが可能になった802.11システムは、コンテンションピリオドで最低限のDCF期間に加えてH/2MACフレームの埋め込むために少なくとも必要な時間を費やす。この要求は、続く802.11パラメーターの適切な設定の結果となる。
【0026】
CFピリオドは、CFPが開始する予定である2つの802.11TBTT間の時間を表現する。実際に、開始のCFPs間のDTIM間隔の整数を示唆する。コムネット(ComNet)のWARP2シミュレーション環境内において、DTIM間隔はビーコン間隔と等しい。後者が二つのビーコン内の時間(TU内)を示唆するために、ビーコンが常にCFPを導入する我々のシナリオ内において、CFピリオドは二つの802.11TBTTs漢のTUにおけるじかんとして言及できる。
【0027】
PCFにより生成されるCFPの時間ユニット(TU)における最大時間を示唆するCFP最大期間。ステーションは、CFPを導入するビーコンのTBTTにおいてNAVを設定するためにこの値を使用する。
【0028】
さらに、802.11STAsは、ONAV原理を含有する802.11eにより実行するために要求され、任意のバースト(時間−ギャップ制御手順)を伝達する前に常にTBTTsをチェックするべきである。PCによって送られるCF_エンドバーストは、コーポレートスーパーフレームの第一部分の終了で厳密なタイミングをサポートするために必要とする。PCは、PC自体のCFPをCFP最大期間より早く終了するオプションを使用してはならない。
【0029】
H/2eAPになるH/2eAPの機能性は、続く拡張に集中し、:802.11システムを一旦検出すると、H/2eAPは802.11PCにより送られるCF_エンドフレームに聞かなければならない。
【0030】
このフレームの受取り後及び、例えば、PIFSであるDIFSよりも短い時間での受待後に、コーポレートビーコンはH/2eAPにより送られる。このコーポレートビーコン内において、パラメーターCFPDur残存は、例えば、2ms若しくはこの値の複数である、適切な値に設定される。ここより後に、一つ(若しくは、CFPDur残存パラメーターが2msの複数の設定される場合、一つ以上)のH/2MACフレームは、任意の遅延若しくは干渉なしで伝達される。
【0031】
CFPDur残存の終了によって示唆される時間後に、H/2eAPは不在のモードに切り替えられるべきである。この時点は、伝達された第一のH/2MACフレーム内のH/2ApによってH/2MTsに告知される。
【0032】
不在モードの時間のH/2eAPは、例えば、n=1,2,3,…のn msである、コーポレートスーパーフレームによるH/2MACフレームの複数の期間であり、システムは、同じ近辺で作用し、どう位置の周波数チャンネルでの提携システムを検出する。さらに、外部システムを検出するだけでなく、外部検出を802.11システムとして認識するべきである。一般的に、すべてのバースト及びこのシーケンスが両方のシステム、H/2及び802.11に独創的である前に、同調序文が送られる。最小の感度閾値の上のパワーレベルでこの序文を検知する、共有される環境中のこの周波数通路上のすべての装置は、相関計によってこのシーケンス上で同調しようとする。同調の試みが成功する場合、バーストはシステム自体からであることが仮定され、したがって評価される。これを基本として、H/2eAPにとってH/2バーストに衝突するだけでなく、適用可能な802.11バーストとして外部バーストを検出する必要がある。
【0033】
二つのH/2TBTT間の期間が明らかに定義されることを認識することは重要である。H/2コーポレートビーコン伝達の遅延が存在しないことが保証できる。結果として、H/2のQoSはサポートできる。H/2MACフレームは、802.11コンテンションピリオドのすべてのH/2TBTT反復間隔(H/2TBTT RI)に埋め込まれる。H/2TBTT RIは、2つのH/2TBTT間の期間の相互の値として計算される。他のH/2システムでの同一周波数チャンネルでの共存はサポートできない。他の802.11aシステムとの共存は、完全にサポートされる。
【0034】
H/2eAPのスペクトル効率は現在の調査の対象であり、制限のあるDCFピリオドで802.11eによる厳密な操作は高値であるかもしれない。H/2eAP及びH/2Mts間の同調を開放しないためにCP及びCFP中に送られる周期的なコーポレートビーコンは、さらに処理能力効率を縮小するだろう。802.11TGeに進行中の議論のように、隠されたステーションはさらに試験を必要とする。
【0035】
参照文献:
[1]G.Cervello及びS.Choi,“Collision Avoidance for Overlapping BSSs in 802.11”,IEEEdoc 802.11−00/194
[2]IEEE,“参照番号ISO/IEC8802−11:1999(E)IEEE Std 802.11,1999版。International Technology−Telecommunications and Information exchange between systems−Local and metropolitan area networks−Specific Requirements−Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications”,1999.
使用された略語:
AP アクセスポイント
BCH 放送チャンネル
BRAN ブロードバンドラジオアクセスネットワーク
BSS 基本サービスセット
CFP コンテンションフリーピリオド
CP コンテンションピリオド
DCF 分配されたコーディネーション機能
DCS ダイナミックなチャンネルの選択
DFS ダイナミックな周波数の選択
DIFS 分配されたコーディネーション機能のフレーム間空間
DLC データリンクコントロール
ETSI 欧州テレコミュニケーション基準研究所
H/2 HiperLAN/2
HiperLAN 高性能ローカルエリアネットワーク
IEEE 電気及び電子技術者の研究所
MAC ミディアムアクセスコントロール
MT モバイルターミナル
NAV ネットワークアロケーションベクトル
PC ポイントコーディネーター
PCF ポイントコーディネーション機能
QoS サービスの質
SIFS 短いフレーム間の間隔
STA ステーション
TBTT 標的ビーコン伝達時間
【図面の簡単な説明】
【図1】
H/2eAPがIEEE802.11eに基づいた他のBSSと共存するかもしれない(左図);完全な共同利用が要求される場合、H/2eAPはポイントコーディネーションを受けるかもしれない、H/2eAPアプローチの二つの適用を示している。
【図2】
H/2eAPの新規のフレーム構造を示している。
Claims (6)
- 第一ステーションを割り当てられた第一ネットワーク及び第二ステーションを割り当てられた第二ネットワークを含有するシステムであって、それによってハイブリッド−コーディネーターがビーコンを第一パラメーターの設定を伴う標的ビーコン伝達時間で送り、前記第二ステーションにより前記ビーコンを受けることに基づいて、前記第二ステーションが前記第一パラメーターを抽出及び評価し、これによりそれぞれの時間において任意のデータの伝達を開始しない適切な期間にタイマーを設定し、それによって、前記ビーコンが送られた後に、前記ハイブリッド−コーディネーターは前記第二ネットワークからの干渉を受けないで前記第一ネットワークのデータの伝達を開始することが可能であることを特徴とするシステム。
- 前記第一ネットワークによるデータの伝達は、前記第二ネットワークのフレームの一つ以上の特定の部分で埋め込まれるであろうことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第一ネットワークによるデータの伝達は、前記第二ネットワークのコンテンションフリーピリオドの直後のコンテンションピリオドで埋め込まれるであろうことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第一ネットワークによるデータの伝達は、前記第二ネットワークのコンテンションフリーピリオドで埋め込まれるであろうことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 第一ステーションを割り当てられた第一ネットワーク及び第二ステーションを割り当てられた第二ネットワークを協働する方法であって、それによってハイブリッド−コーディネーターがビーコンを第一パラメーターの設定を伴う標的ビーコン伝達時間で送り、前記第二ステーションにより前記ビーコンを受けることに基づいて、前記第二ステーションが前記第一パラメーターを抽出及び評価し、これによりそれぞれの時間において任意のデータの伝達を開始しない適切な期間にタイマーを設定し、それによって、前記ビーコンが送られた後に、前記ハイブリッド−コーディネーターは前記第二ネットワークからの干渉を受けないで前記第一ネットワークのデータの伝達を開始することが可能であることを特徴とする方法。
- 第一ステーションを割り当てられた第一ネットワーク及び第二ステーションを割り当てられた第二ネットワークを協働するためのハイブリッド−コーディネーターであって、それによって前記ハイブリッド−コーディネーターがビーコンを第一パラメーターの設定を伴う標的ビーコン伝達時間で送り、それによって前記第一パラメーターは特定の時間の期間において任意のデータ伝達を開始しない前記第二ステーションのために示唆からなり、それによって伝達された後に、前記ビーコンの前記ハイブリッドコーディネーターは前記第二ネットワークからの干渉を受けないで前記第一ネットワークのデータの伝達の開始が可能であることを特徴とするハイブリッド−コーディネーター。
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