JP2003209554A - 無線ネットワークにおいて媒体へのアクセスを保証する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、無線媒体がリアルタイムおよび非リ
アルタイムなアプリケーションに同時にサービスを提供
できるようにし、さらにリアルタイムアプリケーション
に求められるＱｏＳを維持することを可能にする効率的
な媒体確保のスケジュールを生成する方法および装置を
提供する。 【解決手段】衝突を減らしながらより高いスループット
を与えるべく、ＱｏＳ登録要求を時間拘束方式で送信す
る方法とともに、競合を制御している間に送信するため
のタイムスロットを選択する方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は対話型アプリケーシ
ョン、通信用アプリケーションやゲーム用のリアルタイ
ム音声・映像データ等、時間依存度が高いデータのスト
リーミングで利用される無線媒体へのアクセス制御に関
する。移動無線端末間、およびアクセスポイントや基地
局と移動端末の間での通信セッション設定で満足すべき
サービス品質を得るために、アクセス局を制御するネッ
トワークレイヤはセッションのサービス品質がどのよう
に提供されるかを知っている必要がある。アクセスポイ
ントの制御下にある移動端末およびデータトラフィック
が増えるにつれて、アクセスポイントと移動端末の間で
リアルタイムにデータを送信するためのサービスレベル
を維持することがますます必要になる。

【０００２】

【従来の技術】ＩＥＥＥ８０２．１１等の無線のＬＡＮ
において、局（ＳＴＡ）とアクセスポイント（ＡＰ）の
間でクリティカルな制御および接続情報を交換するため
に共通の無線媒体を用いる。制御および接続情報は、Ｓ
ＴＡやＡＰのデータ送信要求に従って周期的またはオン
デマンド的に任意の時点で生起する管理フレームの形式
で交換される。ＳＴＡとＡＰの間のクリティカル／非ク
リティカルなデータ交換は無線媒体を争奪（競合）しな
がら行われる。これではクリティカルなデータ交換の予
測が困難になるため、無線媒体上のリアルタイムなデー
タストリーミングはほぼ不可能になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ほとんどのネットワー
クにおいて、データストリームに対するサービス品質は
主にインターネット・プロトコル（ＩＰ）またはアプリ
ケーションレイヤで扱われる。無線ネットワークにおけ
るあらゆるネットワーク条件の下でデータストリームに
対して満足すべきサービス品質が得られることをより効
率的に保証するために、無線媒体へのアクセス管理を担
うレイヤ２（または媒体アクセスコントローラ）がアク
セス局を制御できることが必要になる。本発明の目的
は、データ接続のサービス品質を保証すべく、より高次
レイヤに何らかの制御機能を持たせることである。

【０００４】本発明が解決しようとする別の問題は、無
線媒体の媒体アクセスコントローラが直面する要求遅延
の減少である。ほとんどのリアルタイム音声・映像送信
において、無線媒体への常時接続が必須である。ある場
合には、音声・映像データが媒体アクセスコントローラ
（ＭＡＣ）に保持される時間は一定、かつ指定された時
間内でなければならない。リアルタイムデータがＭＡＣ
レイヤに留まり得る最長時間より長く保持された場合、
必要とされるリアルタイム送信特性はもはや得られな
い。

【０００５】ある種の無線ネットワークにおいて媒体ア
クセスは主に、アドホック（個別対応）方式で上位レイ
ヤからＭＡＣレイヤまで押し出されたデータストリーム
に基づいている。ほとんど場合、無線媒体へのアクセス
の割り当てはアドホック方式による。リアルタイムのク
リティカルなデータストリームにおいて、データストリ
ームからのデータパケットが指定時間に送信できるよう
に、無線媒体のアクセスが保証されたタイムスロットを
設けることが必要である。本発明はデータストリーム送
信のために媒体へのアクセス時間が保証されるように、
ＭＡＣレイヤにおける上位のレジスタデータストリーム
を可能にする局を提供する。

【０００６】従来技術を用いたすべてのデータストリー
ム送信のために無線媒体を争奪する過程において、管理
およびユーザーデータの両方が同じ媒体へのアクセスチ
ャネルを用いる。これにより、中央アクセスポイントに
より制御される局数が増加するにつれて、無線媒体にお
ける衝突の確率が増える。本発明は、局がデータストリ
ームを登録する権利を争奪する際に異なるチャネルを、
また、登録されたデータストリーム送信に対して１個の
排他的なタイムスロットを提供する。本技術はさらに、
局が排他的なチャネルへのデータストリームの登録を争
奪するためのタイムスロットを割り当てるため動的機能
を提供する。異なるデータ交換用に別々のタイムスロッ
ト用いることにより、中央アクセスポイントと局の間で
の制御データ交換により好都合な帯域幅を割り当てる。

【０００７】従来技術において、上位レイヤからのデー
タ送信は無線媒体を争奪し、衝突により大量の帯域幅を
浪費していた。本発明により無線パケットネットワーク
において上位レイヤからのデータストリームにコネクシ
ョン型特性を持たせることが可能になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、帯域幅、待ち
時間、ジッター、およびそれら３個のパラメータがその
最大値にある発生周期あるいは発生期間を指定すること
によりデータストリームが特定のサービスレベルを媒体
アクセスレイヤに要求できるようにすることにより上述
の問題を解決する。無線媒体へのアクセスを管理するこ
とが主な任務である媒体アクセスレイヤはこれらのパラ
メータに基づいて媒体アクセスタイムスロットを割り当
てる。無線媒体へアクセスするためのタイムスロットの
割り当ては中央コーディネータにより扱われる。割り当
てを行なう機構は通常アクセスポイントに実装される。
また、その他の端末に存在する場合もある。中央のコー
ディネータとのデータ接続を要求している局は、特定の
サービスレベルで送信を行なうためには特定のタイムス
ロット内で他局と競合する必要がある。データストリー
ムの送信のために局が求めるサービスレベルは次いで中
央コーディネータにより決定され、要求局に最終割り当
てが送信される。要求されたサービスレベルに基づくデ
ータ接続が一旦登録されたならば、コーディネータは要
求局がデータ送信するために周期的に帯域幅を割り当て
る。

【０００９】具体的には本発明の特徴は、以下のように
表現される。

【００１０】すなわち本発明は、無線媒体により通信を
行う端末から、所定の品質が確保された通信の要求であ
るＱｏＳ登録要求を受信して、通信要求の登録を行う方
法であって、前記無線媒体の確保要求を受け付ける制御
フレームを前記端末に送信して、複数の端末間の競合を
制御するための競合制御区間を開始するステップと、前
記競合制御区間において、前記端末から前記確保要求を
受信するステップと、前記端末からの前記確保要求の受
信が成功した場合には、前記競合制御区間と異なり、か
つ、伝送品質が無保証の非ＱｏＳ区間において、前記確
保要求を送信した前記端末にポーリングを行うステップ
と、前記非ＱｏＳ区間において、前記ポーリングの受信
に応答した前記端末から前記ＱｏＳ登録要求を受信する
ステップであって、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質
が確保された前記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を
含むステップと、前記無線媒体の使用可能な条件に基づ
いて、前記必要な要件による通信を許可するか否かを判
断するステップと、通信を許可する場合に、前記非Ｑｏ
Ｓ区間において、前記端末と前記必要な要件とを登録す
るステップとを含み、これにより上記目的が達成され
る。

【００１１】前記方法は、前記必要な要件による通信を
許可するか否かを示すＱｏＳ応答を前記端末に送信する
ステップをさらに含んでいてもよい。

【００１２】前記ＱｏＳ応答は、通信の許可のみを示す
応答であり、前記ＱｏＳ応答の送信後に、前記必要な要
件に基づいて定められた許可内容をさらに送信するステ
ップを含んでいてもよい。

【００１３】前記必要な要件は、最小帯域幅、平均帯域
幅、最大帯域幅、許容される最長待ち時間、許容される
待ち時間の揺らぎ、媒体確保と媒体確保の間に要求され
る最小間隔、媒体確保と媒体確保の間に要求される最大
間隔、再送信およびプリアンブル、プロトコルオーバヘ
ッドに必要な追加の帯域幅の少なくとも１つを含んでい
てもよい。

【００１４】前記方法は、複数の端末から前記確保要求
を受信した場合に、前記競合制御区間において、前記確
保要求の受信が成功した各端末の識別番号のリストを示
す情報を含む通知を前記複数の端末に送信するステップ
をさらに含んでいてもよい。

【００１５】前記複数の端末の各々が通信を行う前に、
毎回通信可能か否かを検出して通信を行う競合区間にお
いて、前記リストに識別番号が記述されていた端末以外
の端末から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステップであ
って、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確保された
前記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含むステップ
と、前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前記必
要な要件による通信を許可するか否かを判断するステッ
プと、通信を許可する場合に、前記競合区間において、
前記端末と前記必要な要件とを登録するステップとを含
んでいてもよい。

【００１６】前記複数の端末の各々が通信を行う前に、
毎回通信可能か否かを検出して通信を行う競合区間にお
いて、前記リストに識別番号が記述されていた端末以外
の端末からポーリング要求を受信するステップと、前記
ポーリング要求に基づいて、前記非ＱｏＳ区間において
前記端末にポーリングを行うステップと、前記非ＱｏＳ
区間において、前記ポーリングの受信に応答した前記端
末から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステップであっ
て、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確保された前
記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含むステップ
と、前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前記必
要な要件による通信を許可するか否かを判断するステッ
プと、通信を許可する場合に、前記非ＱｏＳ区間におい
て、前記端末と前記必要な要件とを登録するステップと
を含んでいてもよい。

【００１７】また、本発明は、無線媒体により通信を行
う端末から、所定の品質が確保された通信の要求である
ＱｏＳ登録要求を受信して、通信要求の登録を行う方法
であって、複数の端末の各々が通信を行う前に、毎回通
信可能か否かを検出して通信を行う競合区間において、
特定の端末から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステップ
であって、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確保さ
れた前記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含むステ
ップと、前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前
記必要な要件による通信を許可するか否かを判断するス
テップと、通信を許可する場合に、前記競合区間におい
て、前記端末と前記必要な要件とを登録するステップと
を含み、これにより上記目的が達成される。

【００１８】また、本発明は、無線媒体により通信を行
う端末から、所定の品質が確保された通信の要求である
ＱｏＳ登録要求を受信して、通信要求の登録を行う方法
であって、複数の端末の各々が通信を行う前に、毎回通
信可能か否かを検出して通信を行う競合区間において、
特定の端末からポーリング要求を受信するステップと、
前記ポーリング要求に基づいて、前記競合制御区間と異
なり、かつ、伝送品質が無保証の非ＱｏＳ区間において
前記端末にポーリングを行うステップと、前記非ＱｏＳ
区間において、前記ポーリングの受信に応答した前記端
末から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステップであっ
て、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確保された前
記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含むステップ
と、前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前記必
要な要件による通信を許可するか否かを判断するステッ
プと、通信を許可する場合に、前記非ＱｏＳ区間におい
て、前記端末と前記必要な要件とを登録するステップと
を含み、これにより上記目的が達成される。前記必要な
要件は、最小帯域幅、平均帯域幅、最大帯域幅、許容さ
れる最長待ち時間、許容される待ち時間の揺らぎ、デー
タパケットのサイズ、媒体確保と媒体確保の間に要求さ
れる最小間隔、媒体確保と媒体確保の間に要求される最
大間隔、再送信およびプリアンブル、プロトコルオーバ
ヘッドに必要な追加の帯域幅の少なくとも１つを含んで
もよい。

【００１９】

【発明の作用】本発明は、無線媒体上にデータストリー
ムを送信する際に要求されるネットワークアクセスサー
ビスレベルを数量化するためにパラメータ表記を利用す
る。上位ネットワークレイヤはパラメータ表記を用いた
接続要求に基づいて、無線媒体へのアクセスが一定期間
保証されるようなネットワーク接続要求を媒体アクセス
コントローラに送ることができる。本発明はまた無線媒
体へアクセスするユーザーデータおよび必須制御データ
に対して異なるタイムスロットをスケジューリングする
機構も提供する。長時間にわたる競合をさらに減らすた
めに、制御データに対して可変タイムスロットを採用す
ることにより遅延を改善する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下の実施の形態においては、図
９に示すような無線ＬＡＮ（Wireless LocalArea Netwo
rk）のシステムを説明する。このシステムは、主局であ
るアクセスポイントＡＰと、周辺局（ＳＴＡ）である複
数の端末Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅで構成される。
データは、アクセスポイントＡＰと端末Ｔａ，Ｔｂ，Ｔ
ｃ，Ｔｄ，Ｔｅの６局いずれかひとつの局から、別の局
に送られる。複数の局から同時に無線で信号が発信され
ると、信号の衝突が生じる。そこで主局であるアクセス
ポイントＡＰが、端末から送信要求を受け付け、無線媒
体を確保する優先順位を定め、その順番で送信が行われ
るよう、スケジューリングを行う。この意味でアクセス
ポイントＡＰは、「媒体コーディネータ」とも呼ばれ
る。また、端末からの送信要求には、送信信号の品質に
関する情報も送られ、希望する品質に合致した送信速度
や送信方式が確保される。

【００２１】なお、アクセスポイントＡＰは以下に説明
する機能を有する端末である。逆にその機能を有してい
れば上述の端末Ｔａ〜Ｔｅであってもアクセスポイント
ＡＰになりうる。

【００２２】ユーザの端末に提供するネットワークの通
信品質を制御する技術の総称をクオリティ・オブ・サー
ビス（Quality of Service; ＱｏＳ）という。ＱｏＳは
また、このような技術を使って通信品質の制御を行うサ
ービスを示すこともある。通信品質に影響を及ぼすパラ
メータには、遅延時間や遅延の揺らぎ(ばらつき)、デー
タ損失率、ピーク伝送速度などがある。これらを調整し
て、ネットワーク内の通信量が集中した場合でも、映像
の伝送、音声の伝送などアプリケーションごとにＱｏＳ
条件を保証しつつ一定のスループットが確保できるよう
にする。

【００２３】図１０は、本発明による無線データ通信の
全体の動作が示されている。図において「登録」と示さ
れている期間において、アクセスポイントＡＰは、端末
Ｔａ〜Ｔｅから、伝送速度等の所望の品質が確保された
通信の要求である「ＱｏＳ登録要求」を受け付け、その
要求の内容に基づいて端末の登録を済ませる。この登録
は「ＱｏＳ登録」と称される。図では「登録」の区間
は、ＱｏＳ区間（ループＤ）、従来方式の伝送区間（ル
ープＥ）、および、競合ベースの伝送区間（ループＦ）
とは別の区間として示されている。しかし後述のよう
に、「登録」区間は、従来方式の伝送区間（ループ
Ｅ）、および／または、競合ベースの伝送区間（ループ
Ｆ）を含んでいてもよい。

【００２４】以下では、「登録」と表示されている区間
の終了の時点で、ＱｏＳ要求が登録されているとする。
この登録をＱｏＳ登録という。本発明は、このＱｏＳ登
録を行う種々の手法に関する。図１０に示す例では、端
末Ｔａ、ＴｂおよびＴｃがＱｏＳ登録を受けているとす
る。なお、ＱｏＳ登録の方法の詳細は図１４〜図１８を
参照して説明する。ＱｏＳ登録が終了すると、ループＤ
と表示された区間において、登録内容で割り当てられた
スケジュールに従い、端末からのデータ送信が開始され
る。

【００２５】ループＤの最初のＱｏＳ区間では端末Ｔａ
が送信を行う。ＱｏＳ区間の最初にアクセスポイントＡ
Ｐが端末Ｔａに対してポーリングを行い、端末Ｔａに送
信の許可を与える。ＱｏＳ区間にアクセスポイントＡＰ
が発するポーリングフレームは、ＱｏＳポーリングと称
される。ＱｏＳポーリングを受けて、端末Ｔａはデータ
を送信する。ＱｏＳポーリングに基づいて行うデータ伝
送は、ＱｏＳ伝送と呼ばれ、登録内容に基づいて伝送品
質が保証されている。ＱｏＳ伝送が必要とされるのは、
例えばＴＶ、ラジオ等のリアルタイムで再生する必要の
あるデータである。送信相手は、自身（Ｔａ）以外のい
ずれかの局、すなわちアクセスポイントＡＰ，端末Ｔ
ｂ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅのいずれかである。ループＤの２
番目のＱｏＳ区間では、同様なＱｏＳポーリングを合図
に端末Ｔｂが送信を行う。３番目のＱｏＳ区間では同様
なＱｏＳポーリングを合図に端末Ｔｃが送信を行う。ル
ープＤにはこれら３つのＱｏＳ区間が含まれている。図
１０では、ループＤは１回実行されているが、複数回繰
り返し行ってもよい。

【００２６】続いて従来方式による定期的なポーリング
による通信が行われる。図では、従来方式の通信を行う
区間は、ループＥとして示されている。従来方式のポー
リングは、ＱｏＳポーリングとは異なり、非ＱｏＳポー
リングと呼ばれる。非ＱｏＳポーリングに基づいて行う
データ伝送は、非ＱｏＳ（non-QoS）伝送と呼ばれる。
非ＱｏＳ伝送が利用されるのは、例えばテキストデー
タ、メール等の厳密なリアルタイム性を要求されないデ
ータである。非ＱｏＳ伝送は、各端末がアクセスポイン
トＡＰによりデータの伝送を制御される点ではＱｏＳ伝
送と同じであるが、伝送品質に保証がされない点でＱｏ
Ｓ伝送と異なる。アクセスポイントＡＰおよび端末の双
方は、非ＱｏＳポーリングとＱｏＳポーリングとを識別
可能である。ループＥは複数回繰り返し行ってもよい。

【００２７】続いて、ポーリングのない競合ベースの通
信が行われる。図ではこの競合ベースの通信を行う区間
が、ループＦとして示されている。競合ベースの通信
は、他の端末から送信された伝送信号が一定時間検出さ
れなかった場合にのみ通信可能と判断してデータを送信
する通信である。競合ベースのデータ伝送は、コンテン
ション（contention）ベース伝送とも呼ばれる。ループ
Ｆも複数回繰り返し行ってもよい。なお必要であれば、
アクセスポイントＡＰが競合ベースの通信の開始時間と
終了時間とを各端末に知らせるようにしてもよい。これ
により、各端末は、その区間でのみパケットの検出の有
無を判断するようになり、動作を簡略化できる。

【００２８】ループＥまたはＦは、あってもよいし、な
くてもよい。また、ループＤ，Ｅ，Ｆの現れる順番は、
登録の際に決められた順番となり、ループＥまたはルー
プＦが先頭に現れ、ループＤが２番目または３番目に現
れてもよい。

【００２９】ループＤ，Ｅ，Ｆを含めてループＣと言
う。またループＣと登録の区間とを含めてループＢと言
う。ループＢを集めたループをループＡと言う。図３に
ループＡからＦまでの階層的な構成が示されている。

【００３０】図１１にＱｏＳ登録のための動作が示され
ている。登録手続き開始後、アクセスポイントＡＰは全
ての周辺端末に対し、信号の送信のためのタイムスロッ
トを確保したいかどうか、すなわち確保要求を受け付け
る信号４０１（図４Ａ）を発信する。この動作は、競合
制御（Control Contention; CC）とよばれる。この信号
４０１に対し、伝送のためにタイムスロットを確保する
必要がある端末は、確保要求 (Reservation Reauest;
ＲＲ) 信号４０５（図４Ｂ）を出す。図１１に示す例で
は、端末Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃが確保要求信号４０５を出力
し、端末Ｔｄ，Ｔｅからは、確保要求信号が出力されな
かった場合を示している。確保要求が受け付けられる動
作は図５のフローチャートに示されている。

【００３１】アクセスポイントＡＰは、確保要求ＲＲが
あった端末に対し、送信にどの程度の品質が要求される
のか、またどのような方式の送信を要求しているのかを
知るため、ＱｏＳ登録に関する端末の要求情報を収集す
る。この要求情報はＱｏＳ登録要求フレーム４０７（図
４Ｃ）に盛り込まれ、アクセスポイントＡＰからのポー
リング信号に応答して、確保要求があった端末からアク
セスポイントＡＰに送信される。

【００３２】アクセスポイントＡＰは、要求情報を収集
した後、確保要求があった端末Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃに対
し、どのような内容、順番で、送信許可を与えるかをス
ケジューリングする。このスケジュールの作成の詳細は
図６のフローチャートに示されている。

【００３３】スケジュールが決定されると、アクセスポ
イントＡＰは、確保要求があった端末Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ
に対し、確認のため、ＱｏＳ要求応答フレーム４１７
（図４Ｄ）を送信する。これにより確保要求があった端
末Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは、自己がＱｏＳ登録されたか否か
を認識する。その後、ループＤ（図１０）のＱｏｓ区間
において、確保要求があった端末Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃが、
ＱｏＳポーリングに基づいて割り当てられたデータ送信
を行う。

【００３４】図１３Ａ〜１３Ｃは、帯域幅についてのＱ
ｏＳ登録の具体例を説明する図である。図１３Ａに示す
ように、使用可能帯域幅が２４Ｍｂｐｓの無線媒体にお
いて、端末ＴａおよびＴｃが既にＱｏＳ登録を受け、そ
れぞれ１０Ｍｂｐｓおよび６ＭｂｐｓのＱｏＳ伝送が許
可されているとする。この時点では、残りの使用可能帯
域幅は、８Ｍｂｐｓである。図１３Ｂでは、新たに端末
Ｔｂが確保要求ＲＲを出し、ＱｏＳ登録要求フレーム４
０７（図４Ｃ）を用いて６ＭｂｐｓのＱｏＳ伝送を要求
する。その結果アクセスポイントＡＰは、端末Ｔｂに対
して、割り当てた帯域幅を６ＭｂｐｓとしてＱｏＳ登録
を行う。登録された内容はＱｏＳ要求応答フレーム４１
７（図４Ｄ）に記述され端末Ｔｂに伝えられる。このと
き残りの使用可能帯域幅は、２Ｍｂｐｓである。なお図
２０Ｂは、ＱｏＳ要求応答フレーム４１７に含まれる帯
域幅割り当て情報４１９の具体的な内容を示す。

【００３５】図１３Ｃはさらに、別の端末Ｔｄが６Ｍｂ
ｐｓのＱｏＳ伝送を要求してきた場合を示す。現在残さ
れた使用可能帯域幅は２Ｍｂｐｓであるので、アクセス
ポイントＡＰは、このとおりの要求ではスケジューリン
グできない。よってアクセスポイントＡＰは、受容不許
可を示す情報を端末Ｔｄに送信する（図１３Ｃ上段、お
よび図２０Ａのパラメータ４３５）。この結果、端末Ｔ
ｄはＱｏＳ登録されなかったと認識する。

【００３６】また別の方法として、アクセスポイントＡ
Ｐは、受容不許可を示す情報とともに、またはそれに代
えて、現時点で使用可能な帯域幅（この例では２Ｍｂｐ
ｓ）を示す情報を送信してもよい。端末Ｔｄは、６Ｍｂ
ｐｓを要求したにもかかわらず２Ｍｂｐｓの帯域幅が示
された情報を受信すると、６ＭｂｐｓでのＱｏＳ登録が
不許可であり、かつ現在は２Ｍｂｐｓしか使用できない
ことを認識する。端末Ｔｄは、２Ｍｂｐｓの帯域幅でも
よい場合には、ＱｏＳ登録要求フレーム４０７（図４
Ｃ）を用いて２ＭｂｐｓのＱｏＳ伝送を要求する。その
結果、アクセスポイントＡＰは、端末Ｔｄに対して、帯
域幅２Ｍｂｐｓを割り当てＱｏＳ登録を行う（図１３Ｃ
下段）。

【００３７】なお図１３Ａ〜１３Ｃの表現は、端末Ｔａ
が最初にＱｏＳ伝送を許可され、端末Ｔａの伝送が終了
した後で端末ＴｃのＱｏＳ伝送が許可されるという意味
ではなく、単に使用を許可された帯域幅を模式的に示し
たに過ぎない。実際には、端末Ｔａ〜ＴｄのＱｏＳ伝送
の順番は時間等に基づいて変化する。よって、媒体を用
いて伝送されているデータは、実際には端末Ｔａ〜Ｔｄ
の各々からの種々のデータがインターリーブされた状態
で伝送されている点に留意されたい。以上、ＱｏＳ登録
の具体例を説明した。

【００３８】次に、ＱｏＳ登録を行うための具体的な手
順を説明する。本明細書では、５種類の手順を説明す
る。具体的には、 １．競合制御（ＣＣ）および確保要求（ＲＲ）を用いた
ＱｏＳ登録（図１４） ２．確保要求（ＲＲ）が失敗した場合の、競合ベース
（コンテンションベース）のデータ伝送区間でのＱｏＳ
登録（図１５） ３．確保要求（ＲＲ）が失敗した場合の、非ＱｏＳポー
リング要求を用いたＱｏＳ登録（図１６） ４．確保要求（ＲＲ）を用いない、競合ベース（コンテ
ンションベース）のデータ伝送区間でのＱｏＳ登録（図
１７） ５．確保要求（ＲＲ）を用いない、非ＱｏＳポーリング
要求を用いたＱｏＳ登録（図１８）である。

【００３９】以下、説明の簡単化のために、端末Ｔａを
ＱｏＳ登録するとして説明する。登録手順の説明には、
図の上方に記載された「ＱｏＳ登録」区間、「ＱｏＳ伝
送」区間等を適宜参照する。また、以下の括弧で示す番
号は、上に示した５種類の手順の番号に対応する。

【００４０】（１）競合制御（ＣＣ）および確保要求
（ＲＲ）を用いたＱｏＳ登録 図１４は、競合制御（ＣＣ）および確保要求（ＲＲ）を
用いてＱｏＳ登録を行う際の、データの授受を示す図で
ある。まずアクセスポイントＡＰは、ＱｏＳ登録区間に
おいてＱｏＳ登録を希望する端末を受け付ける競合制御
（ＣＣ）を行う。ＱｏＳ区間にデータストリームを送信
するためにＱｏＳ登録を希望する端末Ｔａは、競合制御
（ＣＣ）に応答して、所定の競合制御間隔の期間内（例
えば、数ｍｓ内）に、確保要求（ＲＲ）信号をアクセス
ポイントＡＰに送信する。競合制御間隔は、所定時間長
のスロットに分けられている。

【００４１】なお、確保要求（ＲＲ）信号の送信タイミ
ングは以下のとおりである。アクセスポイントＡＰは、
マスタークロックを管理しており、各端末は、そのマス
タークロックに同期したクロックを有する。各端末は、
クロックに基づいてスロットの開始時刻になったことを
検出すると、その時刻に確保要求（ＲＲ）信号を送信す
る。よってアクセスポイントＡＰは、スロットの開始時
刻を基準として受信した信号を判断すれば、スロットに
複数の確保要求（ＲＲ）信号が競合しているか否かを容
易に判断できる。なお、確保要求（ＲＲ）信号を受信す
るための時間には多少の余裕を持たせてもよい。この場
合には、スロットの開始時刻から所定の時間幅の範囲内
に複数の確保要求（ＲＲ）信号を受信したか否かを判断
すればよい。アクセスポイントＡＰは、時間スロットに
１つの確保要求（ＲＲ）信号のみを正しく受信した場合
にはその要求を受け入れ、複数の確保要求（ＲＲ）信号
が競合した場合および確保要求（ＲＲ）信号が正しく受
信できなかった場合にはその要求を受け付けない。

【００４２】アクセスポイントＡＰは、確保要求（Ｒ
Ｒ）が受け入れられたか否かを各端末に示すため、再び
競合制御（ＣＣ）期間を設け、制御フレーム（図４Ａ）
を各端末に送信する。制御フレーム４０１には確保要求
（ＲＲ）が受け入れられた端末の各々を識別するための
識別番号のリスト４００が含まれている。端末は制御フ
レーム４０１を参照することにより、自己の確保要求
（ＲＲ）が受け入れられたか否かを容易にかつ迅速に判
断できる。なお制御フレーム４０１の競合スロット長お
よび競合スロット持続期間は０に設定されており、確保
要求（ＲＲ）は受け付けられていない。

【００４３】次のＱｏＳ伝送区間では、例として、既に
ＱｏＳされている端末Ｔｃが、アクセスポイントＡＰか
らのＱｏＳポーリングに基づいて、ＱｏＳデータを送信
している状態を表している。

【００４４】次に従来方式の非ＱｏＳ伝送区間で、アク
セスポイントＡＰは、先の確保要求（ＲＲ）に基づいて
端末Ｔａに対して非ＱｏＳポーリングを行う。この非Ｑ
ｏＳポーリングは、アクセスポイントＡＰが端末Ｔａに
対して、ＱｏＳパラメータを送信する機会を与えたこと
を意味する。ＱｏＳパラメータとは、登録を希望する具
体的な値（パラメータ）であり、図４ＣのＱｏＳ登録要
求フレーム４０７を利用して送信される。なおＱｏＳ登
録要求フレーム４０７は、ポーリング間隔４１５として
最小媒体確保間隔、最大媒体確保間隔を含んでいてもよ
く、さらに追加の帯域幅、最大データ速度、遅延限界
（待ち時間）のパラメータを含んでいてもよい。

【００４５】端末Ｔａは、非ＱｏＳポーリングを受け
て、アクセスポイントＡＰに対してＱｏＳ登録要求フレ
ーム（図１４の"Qos Regist"）を送信する。アクセスポ
イントＡＰは、無線媒体の使用可能な条件に基づいて、
ＱｏＳ登録要求フレームに記述された要求が受容可能で
あれば、そのＱｏＳパラメータに基づいて端末Ｔａを登
録し、ＱｏＳ要求応答フレーム（図１４の"QoS respons
e"）を端末Ｔａに送信する。この時点で端末ＴａのＱｏ
Ｓ登録が完了する。端末Ｔａは、次のＱｏＳ伝送区間か
ら、ＱｏＳポーリングを与えられＱｏＳ伝送を行うこと
ができる。

【００４６】ここで端末Ｔａに送信されたＱｏＳ要求応
答フレームを説明する。図４Ｄは、ＱｏＳ要求応答フレ
ーム４１７の例を示す図である。ＱｏＳ要求応答フレー
ム４１７は、対象となる局アドレスを特定する情報４１
８と、帯域幅割り当て情報４１９と、直接送信の可能性
を示す情報４２０とを含む。このうち、帯域幅割り当て
情報４１９には、端末Ｔａに与えられた帯域幅に関する
情報が多数含まれている。図２０Ｂは、帯域幅割り当て
情報４１９の詳細を示す図である。帯域幅割り当て情報
４１９は、スケジューリング間隔４２３、最小／最大ポ
ーリング間隔４２４、４２５、最小／最大確保持続期間
４２６、４２７、予約帯域幅４２８、保証遅延限界（境
界）４２９、保証ジッター限界（境界）４３０、保証再
送信能力４３１等を含む。このうち最小／最大ポーリン
グ間隔４２４、４２５は、端末Ｔａに対してＱｏＳポー
リングが行われる最小および最大の間隔を示す。また最
小／最大確保持続期間４２６、４２７は、ＱｏＳポーリ
ングを受けた後に媒体を確保できる最小／最大の期間を
示す。これらの例をQoS_Regis_Parameter {}として後述
する。

【００４７】以上説明したように、端末Ｔａは、このよ
うに帯域幅割り当て情報４１９を参照することによりＱ
ｏＳ登録を受けた内容を知ることができる。なお端末Ｔ
ａ以外の端末は、端末ＴａへのＱｏＳポーリングを傍受
することにより、現在がＱｏＳ区間であること、およ
び、ＱｏＳポーリング持続期間の範囲を知ることもでき
る。

【００４８】以下では異なる種類のＱｏＳ登録の手順を
説明するが、いずれの場合も、端末は、ＱｏＳ要求応答
フレーム４１７（特に帯域幅割り当て情報４１９）を参
照することにより、ＱｏＳ登録を受けた内容を確認でき
る。

【００４９】（２）確保要求（ＲＲ）が失敗した場合
の、競合ベースのデータ伝送区間でのＱｏＳ登録 図１５は、確保要求（ＲＲ）が失敗した場合に、競合ベ
ースのデータ伝送区間でＱｏＳ登録を行う際のデータの
流れを示す図である。競合制御（ＣＣ）区間の同一のス
ロットにおいて複数の端末（図では端末Ｔａと端末Ｔ
ｂ）が同時に確保要求（ＲＲ）を送信していた場合に
は、アクセスポイントＡＰはいずれの確保要求（ＲＲ）
も受け付けない。このため端末Ｔａは、確保要求（Ｒ
Ｒ）が失敗したことをＱｏＳ登録区間の２度目の競合制
御（ＣＣ）で通知され、確保要求（ＲＲ）が受け付けら
れなかったことを認識する。

【００５０】すると次の競合ベースのデータ伝送区間に
おいて、端末ＴａはアクセスポイントＡＰに対して直接
ＱｏＳ登録要求フレーム（図１５の"QoS Regist"）を送
信する。アクセスポイントＡＰは、そのフレームに記述
された、端末Ｔａが要求するＱｏＳパラメータを分析
し、無線媒体の使用可能な条件に基づいて要求が受容可
能か否かを判断する。要求が受容可能であればそのＱｏ
Ｓパラメータに基づいて端末Ｔａを登録し、ＱｏＳ要求
応答フレームを端末Ｔａに送信する。この時点で端末Ｔ
ａのＱｏＳ登録が完了する。端末Ｔａは、次のＱｏＳ伝
送区間から、ＱｏＳポーリングを与えられＱｏＳ伝送を
行うことができる。

【００５１】（３）確保要求（ＲＲ）が失敗した場合
の、非ＱｏＳポーリング要求を用いたＱｏＳ登録 図１６は、確保要求（ＲＲ）が失敗した場合に、非Ｑｏ
Ｓポーリング要求を用いてＱｏＳ登録を行う際のデータ
の授受を示す図である。上述の（２）の場合と同様、端
末Ｔａが、確保要求（ＲＲ）が失敗したことをＱｏＳ登
録区間の２度目の競合制御（ＣＣ）において認識した場
合を考える。

【００５２】端末Ｔａは、その後の競合ベースの伝送区
間において、非ＱｏＳポーリングを求める要求（図１６
の"Poll Request"）をアクセスポイントＡＰに送信す
る。

【００５３】するとアクセスポイントＡＰは、後続の非
ＱｏＳ伝送区間において端末Ｔａに対して非ＱｏＳポー
リングを行い、端末Ｔａに非ＱｏＳのデータ伝送の機会
を与える。端末Ｔａは、非ＱｏＳポーリングに基づいて
アクセスポイントＡＰに対してＱｏＳ登録要求フレーム
（図１６の"Qos Regist"）を送信する。ＱｏＳ登録要求
フレームを受け取ったアクセスポイントＡＰは、上記
（２）で説明した処理と同じ処理を行い、無線媒体の使
用可能な条件に基づいて要求が受容可能であれば、その
ＱｏＳパラメータに基づいて端末Ｔａを登録し、ＱｏＳ
要求応答フレームを端末Ｔａに送信する。登録される
と、端末Ｔａは次のＱｏＳ伝送区間からＱｏＳポーリン
グに基づいて、ＱｏＳ伝送を行うことができる。

【００５４】（４）確保要求（ＲＲ）を用いない、競合
ベースのデータ伝送区間でのＱｏＳ登録 図１７は、競合ベースのデータ伝送区間のみでＱｏＳ登
録を行う際のデータの授受を示す図である。上記（２）
との相違点は、上記（２）は確保要求（ＲＲ）が失敗し
た場合の処理であるのに対し、この（４）の場合には競
合制御（ＣＣ）の区間が設けられている必要はなく、よ
って確保要求（ＲＲ）が失敗したか否かは問題とはなら
ないことである。

【００５５】端末Ｔａは、競合ベースのデータ伝送区間
において、アクセスポイントＡＰに対して直接ＱｏＳ登
録要求フレーム（図１７の"Qos Regist"）を送信する。
ＱｏＳ登録要求フレームを受け取ったアクセスポイント
ＡＰは、上記（２）で説明した処理と同じ処理を行い、
無線媒体の使用可能な条件に基づいて要求が受容可能で
あれば、そのＱｏＳパラメータに基づいて端末Ｔａを登
録し、ＱｏＳ要求応答フレームを端末Ｔａに送信する。
登録されると、端末Ｔａは次のＱｏＳ伝送区間からＱｏ
Ｓポーリングを与えられ、ＱｏＳ伝送を行うことができ
る。

【００５６】（５）確保要求（ＲＲ）を用いない、非Ｑ
ｏＳポーリング要求を用いたＱｏＳ登録 図１８は、非ＱｏＳポーリング要求を用いてＱｏＳ登録
を行う際のデータの授受を示す図である。上記（３）と
の相違点は、上記（３）は確保要求（ＲＲ）が失敗した
場合の処理であるのに対し、この（５）の場合には競合
制御（ＣＣ）の区間が設けられている必要はなく、よっ
て確保要求（ＲＲ）が失敗したか否かは問題とはならな
いことである。

【００５７】端末Ｔａは、まず競合ベースの伝送区間に
おいて、非ＱｏＳポーリングを求める要求（図１６の"P
oll Request"）をアクセスポイントＡＰに送信する。

【００５８】するとアクセスポイントＡＰは、後続の非
ＱｏＳ伝送区間において端末Ｔａに対して非ＱｏＳポー
リングを行い、端末Ｔａに非ＱｏＳのデータ伝送の機会
を与える。端末Ｔａは、非ＱｏＳポーリングに基づいて
アクセスポイントＡＰに対してＱｏＳ登録要求フレーム
（図１８の"Qos Regist"）を送信する。ＱｏＳ登録要求
フレームを受け取ったアクセスポイントＡＰは、上記
（２）で説明した処理と同じ処理を行い、無線媒体の使
用可能な条件に基づいて要求が受容可能であれば、その
ＱｏＳパラメータに基づいて端末Ｔａを登録し、ＱｏＳ
要求応答フレームを端末Ｔａに送信する。登録される
と、端末Ｔａは次のＱｏＳ伝送区間からＱｏＳポーリン
グを与えられ、ＱｏＳ伝送を行うことができる。

【００５９】以上、ＱｏＳ登録を行うための５種類の手
順を説明した。

【００６０】上述した５種類の手順では、アクセスポイ
ントＡＰが送信したＱｏＳ要求応答フレーム４１７に基
づいて、端末Ｔａは自己がＱｏＳ登録を受けたこと、お
よび、その具体的な内容を認識できるとしている。しか
しこの方式では、端末Ｔａが、ＱｏＳ登録を受けられた
か否かを早急に認識したい場合に問題となる場合があ
る。その理由は、帯域割り当て情報（４２３〜４３１）
の計算負荷は非常に高いため、生成にはある程度時間を
要すると考えられるからである。そこで図１９に示すよ
うに、従来方式の非ＱｏＳ区間において、アクセスポイ
ントＡＰはまず、ＱｏＳ登録の許可／不許可のみを示す
情報４３５（図２０Ａ）をＱｏＳ要求応答フレームに含
めて端末Ｔａに送信してもよい。このときＱｏＳ要求応
答フレームには、帯域幅割り当て情報４１９は含まれて
いない。そしてアクセスポイントＡＰは、スケジューリ
ングが終了して帯域幅割り当て情報４１９の内容が完全
に計算された後で、帯域幅割り当て情報４１９を改めて
端末Ｔａに送信すればよい。このようにＱｏＳ要求応答
フレームの内容を分割して送信することもできる。

【００６１】以下、各構成や動作を個別に、かつ詳細に
説明する。本節では無線ランのネットワークに適用され
たＯＳＩモデルのレイヤ２においてネットワークリソー
スを制御する装置を開示する。本発明をより理解しやす
くするために、以下の定義を用いる。 ・「パケット」とはデータネットワーク上で送信できる
任意のフォーマットで表わされたデータの自己完結した
単位である。 ・「リソース」とは、基本的に共有された無線チャネル
を利用可能な時間を表す。 ・用語「ＷＭ」は無線媒体を表わす。 ・用語「ＱｏＳ」はサービス品質を表わす。 ・用語「ＭＡＣ」は媒体アクセスコントローラを表わ
す。

【００６２】以下の記述において、説明の都合上、本発
明を徹底的に理解いただくために特定の数、時間、構造
およびその他のパラメータを提示する。以下の段落で本
発明を実施する方法の例を挙げる。しかし、これほど詳
細を指定せずとも本発明が実施可能であることは当業者
には明らかであろう。

【００６３】図１は、レイヤ２のサービスアクセスポイ
ントまたはデータリンクレイヤ制御経由で受信した接続
要求に基づいてデータ送信をスケジューリングするため
に用いられる装置を構築または実装するのに必要なサブ
コンポーネントを図解する。図１に、番号（１１１）を
付与した媒体アクセスコントローラ経由でのＷＭへのア
クセスをスケジューリングする装置の全体図を示す。媒
体アクセスコントローラは媒体アクセスを可能にする標
準化されたインタフェース、プロトコルおよびデータフ
ォーマットの組を有する。物理レイヤを通じて外に送信
される必要がある制御および生データの両方ともＭＡＣ
を通り抜ける必要がある。次いでＭＡＣはＷＭを介して
物理レイヤおよび最終宛先へデータを送る。番号（１０
２）を付与されたサービスアクセスポイントに到着する
制御メッセージに対してデータ接続を確立するために、
これらの接続要求メッセージは接続サービスインタフェ
ース（１０６）により捕捉される。接続サービスインタ
フェース（１０６）において、管理または制御メッセー
ジが最終宛先とのコネクション・オリエンテッド接続あ
るいは専用帯域割り付けの要求をするか否かが判定され
る。制御または管理メッセージが常時接続を確立する必
要がない場合、接続サービスインタフェースは、管理フ
レームを実行し、または番号（１０５）で示すデータル
ート経由でＭＡＣに転送するエンティティが処理するよ
うに、管理および制御メッセージを経路変更する。ルー
ト（１０５）を通過する制御メッセージはまた、アドホ
ック方式で上位レイヤから送られる制御メッセージでも
あり得る。ルート（１０４）と（１０５）を通過するデ
ータストリームは固定した媒体アクセス時間を持たず、
ＷＭから送信時間を取得するのを主にＭＡＣレイヤに依
存している。

【００６４】データパス（１１２）を通過するデータス
トリームは、特定の時間間隔でＭＡＣが無線媒体を取得
する仕方との親和性が高いデータ送信である。ルート
（１１２）を通過するデータストリームの発生源は、時
間依存度が高いデータストリームであり、特定の宛先と
接続指向接続サービスを要求する。これらのデータスト
リームは（１０２）からの接続要求メッセージに基づい
て接続サービスインタフェースからサービスアロケータ
（１０７）に渡される。サービスアロケータにおいて、
実行されたタスクには異なるデータストリームに対応し
たサービスレベルが含まれる。それはさらに、サービス
アロケータが媒体にアクセスすべく発信できるように、
現在有効および無効なデータ接続の組を維持している。
接続リソースマッパー（１０８）において、割り当て
は、媒体アクセススロットアロケータがＷＭから収集で
きる優先度と利用可能なリソースに基づいている。媒体
アクセススロットアロケータはデータストリーム要求に
基づいてそれぞれの無線媒体アクセスのタイミング情報
を提供／管理する。すべての無線媒体アクセスの時間間
隔は媒体アクセススロットアロケータ（１０９）により
制御される。所定のＱｏＳレベルを達成するための機構
を提供する媒体アクセススロットアロケータの詳細な実
施例を図２に示す。

【００６５】図２にＱｏＳを提供すべく無線媒体コーデ
ィネータが用いる手段を示す。ＱｏＳ無線媒体のコーデ
ィネータの動作を詳細に理解いただくために図３も参照
する。ＱｏＳ要求登録／スケジューリング（２０１）、
ＱｏＳ媒体確保（２０２）、従来方式の媒体確保（２０
３）、および競合ベースの媒体アクセス機構（２０４）
の４個のサブタスクを含む動作が無線媒体コーディネー
タにより繰り返し実行されている。ＱｏＳ要求登録／ス
ケジューリング（２０１）、およびＱｏＳ媒体確保（２
０２）は無線媒体で ＱｏＳサービスを提供する動作で
ある。ＱｏＳサービスを登録するために、以下の構造体
QoS_Regis_Parameter に示すようなパラメータを登録目
的に用いることができる。すなわち、品質が保証された
送信のためのタイムスロットを確保したい各端末から
は、次のようなパラメータがアクセスポイントに送られ
る。

【００６６】 QoS_Regis_Parameter { /* 登録されたデータストリームが要求する最大帯域幅 */ INTEGER Maximum_Bandwidth; /* 登録されたデータストリームが要求する平均帯域幅 */ INTEGER Average_Bandwidth; /* 登録されたデータストリームが要求する最小帯域幅 */ INTEGER Minimum_Bandwidth; /* データストリームが耐えられる最長待ち時間 */ INTEGER Maximum_Latency; /* データストリームが耐えられる平均待ち時間 */ INTEGER Average_Latency; /* データストリームが耐えられる最大ジッター */ INTEGER Maximum_Jitter; /* データストリームが耐えられる平均ジッター */ INTEGER Average_Jitter; /* 帯域幅の最大バーストが許容される最長時間 */ INTEGER Time_MAXBandwidth; /* 許容される最長待ち時間 */ INTEGER Time_MAXLatency; /* 許容される待ち時間の揺らぎ */ INTEGER Fluctuation_Time_Latency; /* データパケットのサイズ */ INTEGER data_packet_size /* 媒体確保と媒体確保の間に要求される最小間隔 */ INTEGER Min_dedication_Interval; /* 媒体確保と媒体確保の間に要求される最大間隔 */ INTEGER Max_dedication_Interval; /* 再送信およびプリアンブル、プロトコルオーバヘッドなどの非データのため に必要な追加の帯域幅 */ INTEGER Extra_bandwidth }

【００６７】図３に上述の４サブタスク間の詳細な関係
を示す。ループＡ（３０１）の持続期間は任意の所定の
時間間隔により決定される。この所定の時間間隔は、無
線ネットワークの能力に基づいていても、あるいはネッ
トワークノードが送信する必要のあるリアルタイムデー
タの種類に依存していてもよい。ネットワークノードと
は、端末および／またはアクセスポイントＡＰを意味す
る。ループＡ（３０１）内で、ＱｏＳ要求登録およびス
ケジューリング（２０１）サブタスクが実行される回数
と、ループＢ（３０２）の持続期間が、所定の時間間隔
により決定される。ＱｏＳ要求登録／スケジューリング
（２０１）はループＢ（３０２）が１回行われる際に１
回だけ実行され、それはループＡ（３０１）が１回行わ
れる際に少なくとも１回繰り返される。ループＣ（３０
３）が１回行われる際に、ＱｏＳ媒体確保（２０２）、
従来方式の媒体確保（２０３）および競合ベースの媒体
アクセス機構（２０４）の３サブタスクは任意の順序で
実行可能である。シーケンス（３０７）は、３個のサブ
タスクの少なくとも１個を含んでいれば妥当と見なされ
る。ループＣはループＢが１回行われる際に少なくとも
１回繰り返される。

【００６８】ＱｏＳ要求登録およびスケジューリング
（２０１）の実行中に、無線媒体コーディネータは競合
の制御を開始すべく制御フレーム（４０１）を送る。競
合の制御は効率的な機構であり、割り当てられたスロッ
ト内での衝突を解決するためにＣＳＭＡ／ＣＡ機構にお
けるようなランダムバックオフは不要で、局は次の到着
スロットのために直ちに競合を再開することができる。
「ランダムバックオフ」とは、無線回線が使用中である
ことを検知した場合に、端末がランダム過程で待機時間
を決めて次の検知を行うまで待機する機構をいう。制御
フレーム（４０１）は、判断基準コード（４０２）、競
合スロット長（４０３）および競合スロット持続期間
（４０４）等のフィールドを含む。判断基準コードフィ
ールド（４０２）は、無線受信局が、割り当てられた競
合用スロット内で、競合できるか否かの資格を得るため
に使用するものであり、コーディネータが符号を割り振
り、その内容に合致した受信端末のみが競合に参加でき
ることになる。競合スロット長フィールド（４０３）
は、媒体コーディネータが割り当てた固定持続期間スロ
ットの個数を指定する。競合スロット持続期間（４０
４）フィールドは個々のスロットの持続期間を示す。持
続期間は通常、受信側が制御フレーム（４０１）を受信
した時点で、応答フレーム（４０５）を媒体コーディネ
ータへ返送するのに必要な時間に設定されている。応答
フレーム（４０５）は媒体確保要求持続期間（４０６）
で構成されていて、局がＱｏＳ登録要求フレーム（４０
７）を送信するのに必要な媒体確保の持続期間を表わ
す。ＱｏＳ登録要求フレーム（４０７）は上述の構造体
QoS_Regis_Parameterのすべての値を満たすフィールド
を含む。

【００６９】応答フレーム（４０５）は、局が媒体コー
ディネータに登録を要求したとき、および図５の動作が
行なわれた後で判断基準コード（４０２）により指定さ
れた基準を満たして首尾良くスロットを選択したときの
み送信される。基準コードフィールドに指定された基準
を満たす無線局は、自身の判断で割り当てられたスロッ
ト内で送信用に任意のスロットを選択することができ
る。選択の目的は、割り当てられたスロットの使用効率
を高めるために他局と衝突する可能性を最小にすること
である。図５にこのような選択をするための方法を示
す。

【００７０】１．確率値ｐｒを選択する（５０１）。
例：１／競合スロット長（４０３）。 ２．送信対象スロットが決定されるまで、あるいはすべ
ての割り当てられたスロットを調べた後で送信用スロッ
トの決定に失敗するまで、以下のステップを実行する。 ａ．乱数を取得する（５０２）。 ｂ．乱数値がｐｒより大きくない場合、ループから抜け
出してステップ（５０３）へ行く。 ｃ．乱数値がｐｒより大きくない確立がより高い、新し
いランダム値ｐｒ値を発生させる（５０４）。 ３．現ラウンド内においてステップ２のｐｒより大きい
乱数を局が選択する回数はカウンタ（５０６）で表わさ
れ、送信前にスキップすべき割り当てられたスロットの
個数である（５０３）。

【００７１】以下は、割り当てられたスロットの使用効
率を高めるべく、確保要求（ＲＲ）受信のために与えら
れるスロット数を示す競合スロット長（４０３）の値を
決定するために無線媒体のコーディネータが用いる方法
である。競合の制御を開始する媒体コーディネータは競
合スロット長フィールド（４０３）の初期値として所定
の値を用いる。競合スロット長（４０３）の後続値は、
以前に競合を制御していた間に衝突を経験したスロット
の使用効率と個数を参照して決定される。例えば、以前
に競合を制御していた間にある程度無送信状態が発生し
た場合には競合スロット長を減らし、以前に競合を制御
していた間にある程度の衝突が発生した場合には競合ス
ロット長を増やす。

【００７２】競合制御区間が終了した後、媒体コーディ
ネータは応答フレーム（４０５）を受信している個々の
局に対し、ＱｏＳ要求フレーム（４０７）を競合や衝突
を経験することなく媒体コーディネータへ送信可能にす
る媒体確保の持続期間要求を許容する。これによりフレ
ームは首尾良く送信され、よりタイムリーに宛先に届く
可能性が高まる。また、ＱｏＳ要求フレーム（４０７）
のフィールドが表わすトラフィック要求もスケジューラ
への入力パラメータに変換される。スケジューラの機能
は、すべての受信されたトラフィック要求がそれぞれ満
たされるように媒体確保のスケジュールを提供すること
である。

【００７３】図６に、ＱｏＳ予約要求を要求リストに変
換する動作のフローを示す。リストはスケジューラ（６
０６）が媒体確保のスケジュールを生成するための入力
として用いられる。以下にフローを説明する。

【００７４】ｉ．ＱｏＳ予約要求リストが空でなければ
処理要求を取り出し（６０１）、さもなければステップ
（６０５）へ進む。 ｉｉ．ここで要求された媒体確保の数Ｎｉを計算する
（６０３）のに必要な要件を入力パラメータに変換する
（６０２）。 ａ．データサイズ＝名目ＭＳＤＵサイズ（１４０）を含
むパケット送信に必要な合計持続期間を計算し、値を変
数Ｄｉに保存する。 ｂ．トラフィック送信に必要な実際の帯域幅を計算す
る。 ｃ．ループＡの持続期間内に実際の帯域幅要求を実現す
るためにトラフィック送信に必要な媒体確保の合計持続
期間を計算し、値を変数Ｔｉに保存する。 ｄ．Ｔｉに対するループＡの持続期間の比（ループＡ持
続時間／Ｔｉ）を計算し、値を変数Ｒｉに保存する。 ｉｉｉ．ステップ（６０３）で得られたパラメータを要
求に関連付けて、利用可能な帯域幅が要求よりも小さけ
れば要求リストに保存する(６０４)。 ｉｖ．ステップ（６００）に進む。 ｖ．要求の優先順位とＮｉを用いて要求リストをソート
する（６０５）。

【００７５】図７に、要求リストに基づいてスケジュー
ラが媒体確保のスケジュールを生成するために実行する
動作のフローを示す。

【００７６】要求リストの各要求に対して、 ｉ．送信用の媒体確保シーケンスを媒体確保がより長い
持続期間にマージする（７０１）ことにより、値Ｎｉを
最小限に減らす。Constraint_List_Aで示す以下の制約
に違反することなく最大持続期間値から開始できる。 ａ．持続期間は（ポーリング間隔／Ｒｉ）を超えない
か、または ｂ．ポーリング間隔内に送信されたデータ全体が最大限
バーストサイズを超えない。

【００７７】図１２は、マージ前とマージ後のＱｏS期
間を示す。同じ端末に対する複数のＱｏＳ期間はひとつ
のＱｏＳ期間にまとめられ、アクセスポイントＡＰから
出されるポーリングの回数を減らすことができる。 ｉｉ．ステップ（７０１）の出力に基づいてスケジュー
ルを生成する（７０２）。 ｉｉｉ．スューリング実行の間、現在のトラフィック要
求のための媒体確保Medium_Dedication_Aが、スケジュ
ーリング中の他の媒体確保Medium_Dedication_Bと衝突
した場合、以下の動作を実行する ａ．必要パラメータを計算する（７０３）。 １．Medium_Dedication_Aの持続期間（８０１）を取得
し、値を変数ａに保存する。 ２．Medium_Dedication_Bの持続期間（８０２）を取得
し、値を変数ｂに保存する。 ３．現行スケジュールの各媒体確保間の間隔（８０３）
を取得し、値を変数ｃに保存する。 ４．Medium_Dedication_A の衝突していない持続期間
（８０４）を計算し、値を変数ｄに保存する。 ５．衝突がMedium_Dedication_Aの冒頭で始まらなかっ
た場合、ｄをゼロに設定する。 ６．Medium_Dedication_Aの衝突している持続期間（８
０５）を計算し、値を変数ｅに保存する。 ｂ．ｄがゼロではなく、かつｂ＜（ｄ＊ｃ／ａ−ｄ）で
ある場合、 Medium_Dedication_Aをより小さい媒体確保
に分割して間隔が（ｄ＊ｃ／ａ−ｄ）に等しくなるよう
にする(７０４)。 ｃ．さもなければ、Medium_Dedication_Aの元々の開始
時点をMedium_Dedication_Bの後に移す（７０６）。こ
の行為がConstraint_List_Aに反するなら、この要求は
拒絶されてスケジュールから取り除かれる。 ｄ．Medium_Dedication_AとMedium_Dedication_Bを組み
合わせる（７０５）。

【００７８】スケジューリングの結果、要求が受容可能
である場合、無線媒体コーディネータはＱｏＳ要求応答
フレーム（４１７）を要求局に返送することにより応答
する。ＱｏＳ要求応答フレーム（４１７）は局アドレス
（４１８）、受容または受容不許可を示す情報（図２０
Ａの４３５）および直接送信の可能性（４２０）を含
む。

【００７９】ＱｏＳ応答として、媒体コーディネータ
は、受付可否を示すＱｏＳ応答フレーム（４１７）とス
ケジューリングの結果を示す帯域幅割り当て情報フレー
ム（４２１）を別々のフレームで、ＱｏＳ登録が成功し
たＳＴＡに送り返す。媒体コーディネータは、端末のＱ
ｏＳ登録を受付できるかどうかを判断するのにわずかの
時間しか必要としない。しかし、帯域割り当て情報（４
２３〜４３１）を生成するためには、ある程度時間を要
すると考えられる。それらの情報の生成は計算負荷が非
常に高いからである。そこで、図１９に示すようにＱｏ
Ｓ要求応答フレーム（４１７）を分割して、図２０Ａに
示すように許可／不許可を示す情報（４３５）を記述し
たフレームと、具体的な帯域幅割り当て情報（４１９）
を記述したフレームとを別々に局に応答するようにし
た。具体的には、受付可否を示すＱｏＳ応答フレーム
（４１７）を先に送信し、その後生成に時間を要する帯
域幅割り当て情報フレーム（４２１）を送信する。これ
により、媒体コーディネータの情報処理能力が不足して
いた場合でも、局はＱｏＳ登録の可否を知ることがで
き、次の処理に迅速に移ることができる。

【００８０】従来方式の媒体確保サブタスクにおいて、
無線媒体コーディネータは、収集された情報や要求、お
よびネットワーク状態の監視結果に基づいて無線局に対
する媒体アクセス持続期間を割り当てる。

【００８１】競合ベースのサブタスクにおいて、各無線
局は標準手続きに基づいて媒体を争奪し、勝者はフレー
ム交換のシーケンスあるいは一定の持続期間が完了する
まで媒体を所有するが、それは最小時間で済む。

【００８２】以上説明した本発明の実施の形態によれ
ば、本発明は以下のように特徴付けられる。

【００８３】第１の局面としては、無線媒体へのアクセ
スを制御するネットワークプロトコルレイヤのサービス
アクセスポイントから受信したリソース要求に基づいて
ネットワークリソースや無線媒体の割り当てを調整する
装置であって、 ｉ．上位レイヤネットワーク接続の要求を捕捉し、接続
許可を適宜返送し、許したサービスパラメータを生成す
る機能ブロックである接続サービスインターフェース
と、 ｉｉ．媒体アクセスを可能にする媒体アクセス制御用の
パラメータを用いて媒体アクセス制御の前記サービスア
クセスポイントから受信したネットワーク接続要求
（群）のマッピングを行なう接続リソースマッパーと、 ｉｉｉ．受信した前記接続要求に基づくアクセス時間や
送信速度を含む、利用可能でかつ制御されたネットワー
クリソースの割り当てを行なうサービスアロケータと、 ｉｖ．所望のサービスレベルに適合する接続要求やデー
タ送信要求の接続を行なう媒体アクセススロットアロケ
ータとを含むことを特徴とする装置である。

【００８４】第１の局面では、必要とされる接続の種類
を指定して、データストリームが（ｉ）接続指向および
（ｉｉ）非接続指向の２種類の送信サービス要求を許す
ことにより、上位ネットワークレイヤから要求された送
信サービスが単一の媒体アクセスレイヤを経由して行な
えることを保証してもよい。

【００８５】第２の局面としては、要求されたサービス
レベルに基づいて最初に媒体アクセスコントローラから
送信されたデータストリームを登録することにより無線
媒体アクセスにおいて指向された接続をエミュレートす
る手段であって、 ｉ． ビット／秒で表された平均帯域幅を示すパラメー
タまたは代表値 ｉｉ． 一定の時間間隔にわたる単位時間に必要な無線
媒体時間で表された平均帯域幅示すパラメータまたは代
表値 ｉｉｉ． 単位時間に媒体アクセルポイントにおいて測
定される、送信器および受信器の間でのデータパケット
間の平均待ち時間を示すパラメータまたは代表値 ｉｖ． 単位時間に受信側における、媒体アクセスポイ
ントにおいて測定された入来データパケット間の平均ジ
ッタを示すパラメータまたは代表値 ｖ． ビット／秒で表された最大帯域幅を示すパラメー
タまたは代表値 ｖｉ． 一定の時間間隔にわたる単位時間に必要な無線
媒体時間で表された最大帯域幅示すパラメータまたは代
表値 ｖｉｉ． 単位時間に媒体アクセルポイントにお
いて測定される、送信器および受信器の間でのデータパ
ケット間の最大待ち時間を示すパラメータまたは代表値 ｖｉｉｉ． 単位時間に受信側における、媒体アクセス
ポイントにおいて測定された入来データパケット間の最
大許容ジッタを示すパラメータまたは代表値 ｉｘ． 単位時間での最小ポーリング間隔を示すパラメ
ータまたは代表値 ｘ． 単位時間での最大ポーリング間隔を示すパラメー
タまたは代表値 ｘｉ． 再送信、ぷ利案ブル、およびプロトコルオーバ
ーヘッドによる帯域幅のロスを取り扱うのに必要な、追
加の帯域幅を示すパラメータまたは代表値 ｘｉｉ．伝送の各バースト（各バーストは単数または複
数のデータパケットから構成される）内のデータパケッ
トのサイズ、を基本パラメータとして含むことを特徴と
する手段である。

【００８６】第３の局面としては、データストリームの
サービスレベルがクオリティ・オブ・サービス・レベル
を要求する端末またはエンティティから受信したサービ
スレベルパラメータに基づいて実現できるように、可変
長タイムスロットを周期的および非周期的な仕方で割り
当てることにより、無線媒体との間でデータストリーム
を受送信するのに必要なサービスレベル品質に基づいて
ネットワークノードが無線媒体を予約することを特徴と
する手段である。

【００８７】第４の局面としては、ｉ．シグナリング、
ネットワーク管理およびクリティカルなデータを担う制
御データストリームと、 ｉｉ．（ｉ）で送られてきた制御ストリームを介して首
尾よく交渉されたネットワークリソース予約の結果とし
て動的に割り当てられたリアルタイム情報を送るユーザ
ーデータストリームと、 ｉｉｉ．サービス品質予約を必要としないユーザーデー
タストリームと、 ｉｖ．（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）における完全
な割り当ての結果、媒体アクセス時間を割り当てられて
いないユーザーデータストリームの各データストリーム
送信タイプに対して、決定論的に媒体アクセス時間と送
信時間を保証するために媒体アクセス時間を予め割り当
てる手段である。

【００８８】第５の局面としては、各種の無線媒体アク
セスについて時間境界を予め規定することにより、第２
の局面において説明したパラメータにより特定されるク
オリティ・オブ・サービスでデータストリームのクオリ
ティ・オブ・サービス登録を行うための登録やスケジュ
ーリングの実行時間の動的割り当て、サービス品質を満
たすスケジューリングされた無線媒体アクセス、未登録
データストリームのスケジューリングされた無線媒体ア
クセス、データストリームによる無線媒体へのアクセス
競合を可能にする手段である。

【００８９】第６の局面としては、中央無線媒体アクセ
スコントローラを介して登録が行なえるように無線媒体
上のサービス品質登録を争奪する方法であって、 ｉ．前記中央無線媒体アクセスコントローラが制御する
登録無線局の総数Ｎに対して、初期段階でサービス品質
データストリーム登録用に０．５Ｎ個の無線媒体アクセ
スタイムスロットを割り当てるステップと、 ｉｉ．媒体アクセスタイムスロット予約長の個数を衝突
が検出されたスロットの個数の２倍に増やすことによ
り、検出される衝突の個数に基づく媒体アクセスタイム
スロットを追加割り当てするステップと、 ｉｉｉ．衝突スロットが全く検出されなかった場合、先
行フレームにおける未使用タイムスロットの個数Ｍとし
て、先に割り当てられた個数またはタイムスロットから
Ｍ／２を減じることにより現時点で予約されえる媒体ア
クセスタイムスロットの個数を減らすステップとを含む
ことを特徴とする方法である。

【００９０】第７の局面としては、リアルタイムアプリ
ケーションサービスと同時に非リアルタイムアプリケー
ションサービスに対するサービス品質を提供するために
無線媒体をいくつかのフェーズに分割する手段であっ
て、前記フェーズは、 ｉ． 第２の局面において説明したパラメータを用いて
要求されたサービスレベルに基づいて、データストリー
ムのＱｏＳ要求登録を行い、登録されたまたは許容され
たデータストリームを伝送する時刻をスケジューリング
し、 ｉｉ． 中央制御局におけるストリームに対して、第２
の局面において説明した要求されたパラメータに基づい
て登録されたストリームに対して伝送時間が割り当てら
れるＱｏＳ媒体確保を行い、 ｉｉｉ． データを伝送する無線ネットワークにおいて
伝送時間が予め定められ、無線端末に割り当てられる従
来の媒体確保を行い、 ｉｖ． 伝送時間が無線ネットワークの端末により開始
されるべく残っている、競合ベース媒体アクセスを行
う。

【００９１】第７の局面では、フェーズは反復的に実行
され、各反復は一回のＱｏＳ要求登録とスケジューリン
グ段階および段階ｉｉ．、ｉｉｉ．およびｉｖ．のシー
ケンスを複数回含み、正当なシーケンスは前記３フェー
ズの少なくとも１個で構成されてもよい。

【００９２】第８の局面としては、 ｉ．媒体をどれくらいの期間確保する必要があるかを提
示するために予約要求を送信しようとする無線局が競合
を制御すること可能になり、 ｉｉ．予約要求が無線コーディネータに時間拘束的に到
達するように予約要求を送信すべく無線局の要求に従い
無線コーディネータが媒体確保を割り当てることを含む
ＱｏＳ要求予約およびスケジューリング手段である。

【００９３】第９の局面としては、競合が制御されてい
る間にスロットを選択することにより競合を回避する手
段であって、 ｉ．値１／Ｎ（ここにＮは任意の競合スロット長に等し
い）を選択するステップと、 ｉｉ．送信が成功するまで新しい乱数値を決定するステ
ップと、 ｉｉｉ．現ラウンド内で局がステップｉｉにおいて１／
Ｎより大きい乱数を選択する回数は割り当てられたスロ
ットで送信前にスキップされたものの個数に等しい。

【００９４】第９の局面では、スロット内の送信が成功
したことを判定する上述の第ｉｉ項に記載の方法は、 ｉ．任意の競合スロット長に等しいＮを用いて確率Ｐｒ
＝１／Ｎを取得するステップと、 ｉｉ．乱数を取得するステップと、 ｉｉｉ．前記乱数がステップｉで決定したＰｒ以下であ
れば、上述した第９の局面の第ｉｉｉ項を実施するステ
ップと、 ｉｖ．乱数がステップｉｉｉでのＰｒ値をなるべく超え
ないように新しいＰｒ値を生成するステップとを含んで
いてもよい。

【００９５】第１０の局面としては、媒体確保のスケジ
ュールを生成する手段であって、 ｉ．ＱｏＳ登録要求変換の段階と、 ｉｉ．媒体確保のスケジュール生成の段階とを含むこと
を特徴とする手段である。

【００９６】第１０の局面では、上述の第ｉ項に記載の
ＱｏＳ要求変換を実行する手段は、 ｉ．各ＱｏＳ要求に対して確保する必要がある媒体の個
数を計算するステップと、 ｉｉ．ステップｉで得られた値に従って要求をソートす
るステップとを含んでいてもよい。

【００９７】第１０の局面では、上述の第ｉ項に記載の
要求に対して確保する媒体の個数を計算する手段が、 ｉ．パケットを送信するのに必要な合計持続期間を計算
するステップと、 ｉｉ．前記要求に必要な実際の帯域幅を計算するステッ
プと、 ｉｉｉ．実際の帯域幅要求を実現するために反復間隔の
間に確保された媒体の必要とされる合計持続期間を計算
するステップと、 ｉｖ．確保が必要な媒体の個数を計算するステップと、 ｖ．前記要求にステップｉｖで得られた値を関連付ける
ステップとを含んでいてもよい。

【００９８】第１０の局面では、媒体確保のスケジュー
ルを生成する手段は、 ｉ．各要求に対して送信の媒体確保シーケンスを、前記
要求が指定する制約条件に違反しないように持続期間が
より長い媒体確保に結合することにより上述のステップ
ｉｖで計算された値を最小限まで減らすことにより媒体
確保のスケジュールを生成するステップと、 ｉｉ．ステップｉで得られた媒体確保のスケジュールを
単一のスケジュールに結合するステップとを含んでいて
もよい。

【００９９】第１１の局面としては、２個の衝突する媒
体確保のスケジュールを単一のスケジュールに結合する
手段であって、 ｉ．衝突している媒体確保を１個づつスケジュールする
ステップと、 ｉｉ．前記スケジュールの１個のうちの衝突している媒
体確保を、持続期間がより短いいくつかの媒体確保に分
割して、前記衝突している媒体確保の開始時点から次の
媒体確保の開始時点またはそのスケジュールの終了時点
までの間隔に収まるように分配するステップとを含むこ
とを特徴とする手段である。

【０１００】第１２の局面としては、２個の媒体確保の
スケジュールを組み合わせる際に衝突する媒体確保を打
開する手段であって、 ｉ．スケジュールＢにおける媒体確保と衝突するスケジ
ュールＡにおける媒体確保の持続期間を取得するステッ
プと、 ｉｉ．スケジュールＡにおける媒体確保と衝突するスケ
ジュールＢにおける媒体確保の持続期間を取得するステ
ップと、 ｉｉｉ．衝突する媒体確保の開始時点から次の媒体確保
の開始時点またはスケジュールＡの終了時点までの持続
期間を計算するステップと、 ｉｖ．スケジュールＡにおける衝突する媒体確保のうち
衝突していない部分の持続期間を計算するステップと、 ｖ．スケジュールＡにおける衝突する媒体確保のうち衝
突している部分の持続期間を計算するステップと、 ｖｉ．衝突する媒体確保を、（ｄ＊ｃ／ａ−ｄ）に等し
い間隔でいくつかのより小さい媒体確保の分割するステ
ップとを含むことを特徴とする手段である。

【０１０１】

【発明の効果】本発明を利用することにより、リアルタ
イムおよび非リアルタイムのアプリケーションが同時に
サービスを受けられ、しかもリアルタイムアプリケーシ
ョンに求められるＱｏＳが維持できる。さらに、本発明
ではまたＱｏＳ登録要求を競合なしに送信して、従来技
術に比べてよりタイムリーにアクセスポイント（ＡＰ）
に届けることが可能になる。本発明の総合的な効果は、
ＡＰ内の局数が増加するにつれてデータストリームが直
面する無線媒体の遅延を減らし、より予測可能とするこ
とである。本発明は、ＡＰの種類の決定を、ＡＰが対応
可能な局数に基づく規模に見合って行なえるアプローチ
を提供する。

【０１０２】また、本願発明によると、端末台数より少
ないスロット数を用いても、効果的に、受信端末にデー
タの送信権利、Ｑｏｓデータを割り当てることが可能に
なる。すなわち、従来技術では、例えば端末数が１００
０台というように多い場合、端末を競合されるためのス
ロットが１０００用意されなければならなくなり、登録
処理だけで、無線帯域（利用時間）を消費してしまう
が、本願発明によると、判断基準の符号により、台数を
少なくすることができる。また、本願発明によると、端
末数の数より、少ない競合スロットで、端末の登録処理
が可能になる。例えば、０．５×Ｎで、０．５は、１以
下の数でいいので、Ｌを１以下の少数とするとスロット
数は、Ｌ×Ｎでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 媒体アクセスをスケジューリングする装置の
ブロック図である。

【図２】 ３フェーズ媒体確保のためのフローチャート
を示し、特にＱｏＳ要求登録、ＱｏＳ媒体確保、従来方
式の媒体確保および競合ベースの媒体確保等のプロセス
を含む３フェーズの媒体確保の処理フローを示すフロー
チャートである。

【図３】 ３フェーズ媒体確保の４個のサブタスクの繰
り返し関係を示すブロック図である。

【図４】 実施の形態で参照されるフレームタイプのフ
レームフォーマットを示す説明図である。

【図５】 スロット選択方法を示し、特に他局との衝突
の可能性を最小にするスロットを選択するとともに、衝
突を経験した後で送信成功の確率を高めるための処理フ
ローを示すフローチャートである。

【図６】 ＱｏＳ予約要求変換方法を示し、特にＱｏＳ
予約要求を、スケジューラの入力パラメータとして用い
られる要求リストに変換する動作フローを示すフローチ
ャートである。

【図７】 スケジューラの動作を示し、特にスケジュー
ラが実行した動作フローが要求リストに基づいて媒体確
保のスケジュールを生成する様子を示すフローチャート
である。

【図８】 ２つの衝突した媒体確保のスケジュールを統
合するケースにおける持続期間を示すタイムチャートで
ある。

【図９】 本発明の無線ランのネットワークを示す構成
図である。

【図１０】 無線のネットワークでの送信のためのタイ
ムスロットを確保するための方法を示す説明図である。

【図１１】 登録の方法を示す説明図である。

【図１２】 複数のＱｏＳ期間をひとつのＱｏＳ期間に
マージする動作説明図である。

【図１３】 （Ａ）〜（Ｃ）は、帯域幅についてのＱｏ
Ｓ登録の具体例を説明する図である。

【図１４】 競合制御（ＣＣ）および確保要求（ＲＲ）
を用いてＱｏＳ登録を行う際の、データの授受を示す図
である。

【図１５】 確保要求（ＲＲ）が失敗した場合に、競合
ベースのデータ伝送区間でＱｏＳ登録を行う際のデータ
の授受を示す図である。

【図１６】 確保要求（ＲＲ）が失敗した場合に、非Ｑ
ｏＳポーリング要求を用いてＱｏＳ登録を行う際のデー
タの授受を示す図である。

【図１７】 競合ベースのデータ伝送区間のみでＱｏＳ
登録を行う際のデータの授受を示す図である。

【図１８】 非ＱｏＳポーリング要求を用いてＱｏＳ登
録を行う際のデータの授受を示す図である。

【図１９】 ＱｏＳ要求応答フレームの内容を分割して
送信する際のデータの授受を示す図である。

【図２０】 図２０Ａは、ＱｏＳ要求応答フレームフォ
ーマットを示す図である。図２０Ｂは、帯域幅割り当て
情報４１９の詳細を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 管理、制御、および生データフロー １０２ サービスアクセスポイント １０３ データリンク制御レイヤ １０４ データルート １０５ データルート １０６ 接続サービスインタフェース １０７ サービスアロケータ １０８ 接続リソースマッパー １０９ 媒体アクセススロットアロケータ １１０ 媒体アクセスコントローラ １１１ 媒体アクセスコントローラ １１２ データルート ２０１ ＱｏＳ要求登録／スケジューリング ２０２ ＱｏＳ媒体確保 ２０３ 従来方式の媒体確保 ２０４ 競合ベースの媒体アクセス機構 ３０１ ループＡ ３０２ ループＢ ３０３ ループＣ ３０４ ループＤ ３０５ ループＥ ３０６ ループＦ ３０７ シーケンス ４０１ 制御フレーム ４０２ 基準コード ４０３ 競合スロット長 ４０４ 競合スロット持続期間 ４０５ 応答フレーム ４０６ 媒体確保要求持続期間 ４０７ ＱｏＳ登録要求フレーム ４０８ 送信元アドレス ４０９ 宛先アドレス ４１０ 名目ＭＳＤＵサイズ ４１１ 最小データ速度 ４１２ 平均データ速度 ４１３ 最大バーストサイズ ４１４ ジッター境界 ４１５ ポーリング間隔 ４１６ 要求優先順位 ４１７ ＱｏＳ要求応答フレーム ４１８ 局アドレス ４１９ 帯域幅割り当て情報 ４２０ 直接送信 ５０１ 確率値ｐｒを選択 ５０２ 乱数を取得 ５０３ スロットのカウンタ番号がなくなるまで待つ ５０４ 新しいｐｒ値を再生成 ５０５ 送信 ５０６ カウンタ ５０７ 新しいｐｒ値を再生成 ６０１ 処理要求を取り除く ６０２ 必要な要件を入力パラメータに変換 ６０３ 媒体確保の数を計算する ６０４ 要求を計算された入力パラメータと一緒に要求
リストに保存する ６０５ 要求リストをソート ６０６ スケジューラ ７０１ 送信の媒体確保シーケンスを媒体確保のより長
い持続期間にマージする ７０２ スケジュールを生成する ７０３ ａ，ｂ，ｃ，ｄを計算する ７０４ Medium_Dedication_Aをより小さい媒体確保に
分割する ７０５ Medium_Dedication_AとMedium_Dedication_Bを
組み合わせる ７０６ Medium_Dedication_Aの元々の開始時点をMediu
m_Dedication_Bの後に移す ８０１ Medium_Dedication_Aの持続期間 ８０２ Medium_Dedication_Bの持続期間 ８０３ 現行スケジュールの各媒体確保間の間隔 ８０４ Medium_Dedication_A の衝突していない持続期
間 ８０５ Medium_Dedication_Aの衝突している持続期間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェイ リー・リム シンガポール534415シンガポール、タイ・ セン・アベニュー、ブロック1022、04− 3530番、タイ・セン・インダストリアル・ エステイト、パナソニック・シンガポール 研究所株式会社内 (72)発明者 近江 愼一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 原田 泰男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5K033 AA01 CA01 CA06 CB17 DA17 5K067 BB01 BB21 DD45 EE04 EE10 GG01 GG11

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線媒体により通信を行う端末から、所
   定の品質が確保された通信の要求であるＱｏＳ登録要求
   を受信して、通信要求の登録を行う方法であって、 前記無線媒体の確保要求を受け付ける制御フレームを前
   記端末に送信して、複数の端末間の競合を制御するため
   の競合制御区間を開始するステップと、 前記競合制御区間において、前記端末から前記確保要求
   を受信するステップと、 前記端末からの前記確保要求の受信が成功した場合に
   は、前記競合制御区間と異なり、かつ、伝送品質が無保
   証の非ＱｏＳ区間において、前記確保要求を送信した前
   記端末にポーリングを行うステップと、 前記非ＱｏＳ区間において、前記ポーリングの受信に応
   答した前記端末から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステ
   ップであって、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確
   保された前記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含む
   ステップと、 前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前記必要な
   要件による通信を許可するか否かを判断するステップ
   と、 通信を許可する場合に、前記非ＱｏＳ区間において、前
   記端末と前記必要な要件とを登録するステップとを含
   む、通信要求の登録方法。
2. 【請求項２】 前記必要な要件による通信を許可するか
   否かを示すＱｏＳ応答を前記端末に送信するステップを
   さらに含む、請求項１に記載の通信要求の登録方法。
3. 【請求項３】 前記ＱｏＳ応答は、通信の許可のみを示
   す応答であり、 前記ＱｏＳ応答の送信後に、前記必要な要件に基づいて
   定められた許可内容をさらに送信するステップを含む、
   請求項２に記載の通信要求の登録方法。
4. 【請求項４】 前記必要な要件は、最小帯域幅、平均帯
   域幅、最大帯域幅、許容される最長待ち時間、許容され
   る待ち時間の揺らぎ、データパケットのサイズ、媒体確
   保と媒体確保の間に要求される最小間隔、媒体確保と媒
   体確保の間に要求される最大間隔、再送信およびプリア
   ンブル、プロトコルオーバヘッドに必要な追加の帯域幅
   の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の通信要求の
   登録方法。
5. 【請求項５】 前記競合制御区間において、前記確保要
   求の受信が成功した各端末の識別番号のリストを示す情
   報を含む通知を前記複数の端末に送信するステップをさ
   らに含む、請求項１に記載の通信要求の登録方法。
6. 【請求項６】 前記複数の端末の各々が通信を行う前
   に、毎回通信可能か否かを検出して通信を行う競合区間
   において、前記リストに識別番号が記述されていた端末
   以外の端末から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステップ
   であって、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確保さ
   れた前記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含むステ
   ップと、 前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前記必要な
   要件による通信を許可するか否かを判断するステップ
   と、 通信を許可する場合に、前記競合区間において、前記端
   末と前記必要な要件とを登録するステップとを含む、請
   求項５に記載の通信要求の登録方法。
7. 【請求項７】 前記複数の端末の各々が通信を行う前
   に、毎回通信可能か否かを検出して通信を行う競合区間
   において、前記リストに識別番号が記述されていた端末
   以外の端末からポーリング要求を受信するステップと、 前記ポーリング要求に基づいて、前記非ＱｏＳ区間にお
   いて前記端末にポーリングを行うステップと、 前記非ＱｏＳ区間において、前記ポーリングの受信に応
   答した前記端末から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステ
   ップであって、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確
   保された前記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含む
   ステップと、 前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前記必要な
   要件による通信を許可するか否かを判断するステップ
   と、 通信を許可する場合に、前記非ＱｏＳ区間において、前
   記端末と前記必要な要件とを登録するステップとを含
   む、請求項５に記載の通信要求の登録方法。
8. 【請求項８】 無線媒体により通信を行う端末から、所
   定の品質が確保された通信の要求であるＱｏＳ登録要求
   を受信して、通信要求の登録を行う方法であって、 複数の端末の各々が通信を行う前に、毎回通信可能か否
   かを検出して通信を行う競合区間において、特定の端末
   から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステップであって、
   前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確保された前記通
   信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含むステップと、 前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前記必要な
   要件による通信を許可するか否かを判断するステップ
   と、 通信を許可する場合に、前記競合区間において、前記端
   末と前記必要な要件とを登録するステップとを含む、通
   信要求の登録方法。
9. 【請求項９】 無線媒体により通信を行う端末から、所
   定の品質が確保された通信の要求であるＱｏＳ登録要求
   を受信して、通信要求の登録を行う方法であって、 複数の端末の各々が通信を行う前に、毎回通信可能か否
   かを検出して通信を行う競合区間において、特定の端末
   からポーリング要求を受信するステップと、 前記ポーリング要求に基づいて、前記競合区間と異な
   り、かつ、伝送品質が無保証の非ＱｏＳ区間において前
   記端末にポーリングを行うステップと、 前記非ＱｏＳ区間において、前記ポーリングの受信に応
   答した前記端末から前記ＱｏＳ登録要求を受信するステ
   ップであって、前記ＱｏＳ登録要求は、所定の品質が確
   保された前記通信を行うＱｏＳ区間で必要な要件を含む
   ステップと、 前記無線媒体の使用可能な条件に基づいて、前記必要な
   要件による通信を許可するか否かを判断するステップ
   と、 通信を許可する場合に、前記非ＱｏＳ区間において、前
   記端末と前記必要な要件とを登録するステップとを含
   む、通信要求の登録方法。
10. 【請求項１０】 前記必要な要件は、最小帯域幅、平均
    帯域幅、最大帯域幅、許容される最長待ち時間、許容さ
    れる待ち時間の揺らぎ、データパケットのサイズ、媒体
    確保と媒体確保の間に要求される最小間隔、媒体確保と
    媒体確保の間に要求される最大間隔、再送信およびプリ
    アンブル、プロトコルオーバヘッドに必要な追加の帯域
    幅の少なくとも１つを含む、請求項８または９に記載の
    通信要求の登録方法。