JP2004007440A

JP2004007440A - 多重ホップ転送方法、装置及びその方法で使われるｍａｃデータ構造

Info

Publication number: JP2004007440A
Application number: JP2003052184A
Authority: JP
Inventors: ▲黄▼　讚　洙; Chan-Soo Hwang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: EP1353482A2; KR100856045B1; EP1353482A3; CN1450728A; US20050259676A1; KR20030080874A; CN1233107C; JP3792662B2

Abstract

【課題】多重ホップに関する情報を有している多重ホップデータフレームを処理する多重ホップ転送方法と、この方法が行える移動端末及びその方法で使われる多重ホップフレームを含むＭＡＣデータの構造を提供する。
【解決手段】アクセスポイントと、アクセスポイントと移動端末とが直接通信して情報を転送するのではなく、一つ以上の移動端末やあらかじめ設置しておいた中継ターミナルを介して通信を行う。よって、一つのアクセスポイントがカバーできる範囲を広げられるので、システムをより経済的に構築でき、周波数資源の浪費を低減できる。
【選択図】　　図１１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、多重ホップ（Ｍｕｌｔｉ−ｈｏｐ）に関する情報を有する多重ホップデータフレームを処理する多重ホップ転送方法と、この方法が行える移動端末及びその方法で使われる多重ホップフレームを含む媒体アクセス制御（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）データの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多重ホップ転送はアクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ　Ｐｏｉｎｔ）と移動端末（ＭＴ：Ｍｏｂｉｌｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とが直接的に通信をして情報を伝送するのではなく、一つ以上の移動端末ＭＴやあらかじめ設置しておいた中継ターミナルを介して通信をする方式を意味する。
【０００３】
図１は、多重ホップ転送方法の概念図である。図１において、第１移動端末ＭＴ１１０１は、アクセスポイントＡＰ１０２との遠い距離または減衰によるチャネル品質の低下によりアクセスポイントＡＰ１０２と直接通信ができない。この場合、第１移動端末ＭＴ１１０１は、周りに存在する移動端末ＭＴのうちチャネル品質が最も良好な第２移動端末ＭＴ２１０３に、アクセスポイントＡＰ１０２に送信しようとする情報を送信する。この情報を受信した第２移動端末ＭＴ２１０３は、アクセスポイントＡＰ１０２に、受信した情報を転送する。
【０００４】
もし、周りに多重ホップを転送する他の移動端末が存在しないか、あるいはチャネル品質が不良であってこれを転送できない場合、多重ホップ転送のための中継器ＳＥＥＤ１０４を設けることもある。
【０００５】
図１において、第４移動端末ＭＴ４１０５が、アクセスポイントＡＰ１０２と直接通信ができず、周りにチャネル品質が良好な移動端末ＭＴも存在しないとすると、この場合には、あらかじめ設置しておいた中継器ＳＥＥＤ１０４に情報を送信し、中継器ＳＥＥＤ１０４はこれを受信してアクセスポイントＡＰ１０２に転送する。このようにして移動端末ＭＴがアクセスポイントＡＰ１０２のカバーリッジ外に位置している場合にもアクセスポイントＡＰ１０２と通信できるようになり、一つのアクセスポイントＡＰ１０２がカバーできる範囲を広げることができる。
【０００６】
このような方式の多重ホップ転送のための従来の方法では、多重ホップ転送のために特定の時間または特定の周波数を割り当てることにより、多重ホップ転送信号と直接送信信号との干渉を除去できるよう構成されている。
【０００７】
しかしながら、新しい周波数を別途に割り当てる場合、各移動端末ＭＴ別にこの割り当てられた周波数を使用する送信機及び受信機が別途必要となり、新たな別の周波数を使用するために周波数資源を浪費するという短所がある。また、特定の時間を割り当てる場合にはこの時間中に他の移動端末ＭＴからアクセスポイントＡＰへと情報伝送を直接的に行えないためにシステム全体の効率が落ちる。
【０００８】
近年、ローカル・エーリア・ネットワーク（ＬＡＮ）の普及が進み、その利用が一般化するに伴い、オフィススペースや工場内の生産施設などの再配置時にケーブルを再び敷設する必要がない無線ＬＡＮに対する関心が高まりつつある。無線ＬＡＮは、固定された端末ではなく、常に移動している端末、例えば工場内の無人搬送車や証券取引所で用いられるハンドヘルド型コンピュータ端末などを用いて、無線ＬＡＮインフラに接続して各種の制御情報の送受信及びデータベース検索などを可能にする。
【０００９】
このように有線ＬＡＮを無線化させた時に得られる利点として、配線が必要ではなく、端末機の再配置が容易であることはもちろん、端末が移動中にも通信が可能であり、短時間でＬＡＮ構築が可能であるという点があるのに対し、有線ＬＡＮに比べると、相対的に伝送速度が遅く、信号干渉が生じる恐れがあるという短所を有している。
【００１０】
電機電子分野に関する標準案を制定するＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２委員会でも無線ＬＡＮの標準化の必要性を認識し、１９９１年５月にＩＥＥＥ８０２．１１委員会を構成して標準化作業に取りかかった。その後、９６年に仮標準（ＤＳ：Ｄｒａｆｔ　ｓｔａｎｄａｒｄ）３．０規格を制定し、９７年に最終標準が制定されている。第３段階である現在、ＩＥＥＥ８０２．１１最終標準が確定された後の段階に入っており、標準化の制定により得られる利点、すなわち、相互運用性の確保、関連部品の開発などに基づいて本格的な無線ＬＡＮ市場が活発に展開していく見込みである。
【００１１】
無線ＬＡＮの標準は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準と、ヨーロッパ電気通信標準協会（ＥＴＳＩ：Ｅｕｒｏｐｅａｎ　ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）ＲＥＳ１０で作成されたハイパーＬＡＮ（Ｈｉｐｅｒ　ＬＡＮ）規格とに大別することができる。ＩＥＥＥ８０１．１１は産業、科学及び医療分野の周波数バンド（ＩＳＭ：Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ／Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ／Ｍｅｄｉｃａｌ）で最大２Ｍｂｐｓ速度を提供する無線ＬＡＮを目標としているのに対し、ハイパーＬＡＮは５．２ＧＨｚ帯域でユーザに最大１５Ｍｂｐｓの伝送速度を提供することができる。
【００１２】
一般に、ハイパーＬＡＮ２は多数のアクセスポイントＡＰよりなる。移動端末ＭＴはネットワーク内で最も良好な無線リンクを有するアクセスポイントＡＰと接続される。この時、端末機は自由に移動することが可能で、無線リンクの性能が低下する場合にはハンドオーバ法を用いて他のアクセスポイントＡＰと接続することができるよう構成されている。
【００１３】
ハイパーＬＡＮ２のプロトコル基準モデルをアクセスポイントＡＰから見れば、収束層（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　ｌａｙｅｒ）、データリンク制御層（ｄａｔａ　ｌｉｎｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｌａｙｅｒ：　ＤＬＣ　ｌａｙｅｒ）及び物理層（ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｌａｙｅｒ）よりなっており、このうちデータリンク制御層は媒体アクセス制御層（ｍｅｄｉａ　ａｃｃｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｕｂｌａｙｅｒ：　ＭＡＣ　ｓｕｂｌａｙｅｒ）、エラー制御層（ｅｒｒｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｕｂｌａｙｅｒ）及び無線リンク制御副層（ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｌｉｎｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｕｂｌａｙｅｒ）よりなる。
【００１４】
ハイパーＬＡＮ２のＭＡＣはＩＥＥＥ８０２．１１の非接続性構造であるキャリアセンス多重アクセス／衝突防止（ＣＳＭＡ／ＣＤ：Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式とは異なって時分割多重化方式の接続性構造となっているため、帯域幅、時間遅延、ビットエラー率などの品質保証（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）提供機能がある。このようなＱｏＳ提供機能のために映像、音声、データなどの各種のデータを同時に伝送できる。ＭＡＣフレームは何れも２ｍｓｅｃの同一長さに構成され、６個のチャネルを含む。
【００１５】
図２は、ハイパーＬＡＮ２のＭＡＣフレーム構造を示す図面である。図２に示すように、ＭＡＣフレーム２０１は２ｍｓｅｃの周期を有し、ブロードキャストチャネル（ＢＣＨ：Ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ＣＨａｎｎｅｌ）２０２、フレームチャネル（ＦＣＨ：Ｆｒａｍｅ　ＣＨａｎｎｅｌ）２０３、アクセスフィードバックチャネル（ＡＣＨ：Ａｃｃｅｓｓ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　ＣＨａｎｎｅｌ）２０４などのブロードキャスト制御チャネルとダウンリンクチャネルＤＯＷＮＬＩＮＫ２０５、アップリンクチャネルＵＰＬＩＮＫ２０６、及びランダムチャネル（ＲＣＨ：Ｒａｎｄｏｍ　ＣＨａｎｎｅｌ）２０７よりなる。
【００１６】
ブロードキャストチャネルＢＣＨ２０２のフォーマットは１２０ビットよりなり、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ：Ｂｒｏａｄｃａｓｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ＣＨａｎｎｅｌ）情報を格納している。ブロードキャスト制御チャネルＢＣＣＨとは、現在のＭＡＣフレームに対応する制御情報をブロードキャストする論理チャネルをいう。
【００１７】
フレームチャネルＦＣＨ２０３がブロードキャストされると、フレーム制御チャネル情報（ＦＣＣＨ：Ｆｒａｍｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ＣＨａｎｎｅｌ）が送信される。フレーム制御チャネルＦＣＣＨはシステムの資源がどのように現在のＭＡＣフレームに割り当てられているかを定義する情報を含む。
【００１８】
アクセスフィードバックチャネル（ＡＣＨ：Ａｃｃｅｓｓ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　ＣＨａｎｎｅｌ）２０４は以前のＭＡＣフレームをランダムアクセスする段階で行われたアクセス結果が伝送されるチャネルである。
【００１９】
ダウンリンクチャネルＤＯＷＮＬＩＮＫ２０５はアクセスポイントＡＰから移動端末ＭＴへとデータを伝送するチャネルであり、アップリンクチャネルＵＰＬＩＮＫ２０６は移動端末ＭＴからアクセスポイントＡＰへとデータを伝送するチャネルである。
【００２０】
ランダムチャネルＲＣＨ２０７はショートトランスポートチャネル（ＳＣＨ：Ｓｈｏｒｔ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ＣＨａｎｎｅｌ）２０８を介して制御情報の伝送が可能でない時に移動端末ＭＴがアクセスポイントＡＰに制御情報を伝送するチャネルである。
【００２１】
中でも、ダウンリンクチャネルＤＯＷＮＬＩＮＫ２０５及びアップリンクチャネルＵＰＬＩＮＫ２０６は、各々ロングトランスポートチャネル（ＬＣＨ：Ｌｏｎｇ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ＣＨａｎｎｅｌ）２０９及びショートトランスポートチャネルＳＣＨ２０８よりなる。ロングトランスポートチャネルＬＣＨ２０９はユーザデータが伝送されるチャネルであり、ショートトランスポートチャネルＳＣＨ２０８は短い制御情報が伝送されるチャネルである。
【００２２】
図３は、Ｎ個のセクター・アンテナがある場合のハイパーＬＡＮ２のＭＡＣフレームの構造図である。基本的には図２のＭＡＣフレームと構造が類似している。但し、Ｎ個のセクターが存在するため、セクター順に第１ブロードキャストチャネルＢＣＨ_１３０１から第ＮブロードキャストチャネルＢＣＨ_Ｎ３０２が先に現れ、第１フレームチャネルＦＣＨ_１３０３、第１アクセスフィードバックチャネルＡＣＨ_１３０４から第ＮアクセスフィードバックチャネルＡＣＨ_Ｎまでの情報が現れ、第１ダウンリンクチャネルＤＯＷＮ_１３１０から第ＮダウンリンクチャネルＤＯＷＮ_Ｎ３１１、第１アップリンクチャネルＵＰ_１３２０から第ＮアップリンクチャネルＵＰ_Ｎ３２１、そして第１ランダムチャネルＲＣＨ_１３３０から第ＮランダムチャネルＲＣＨ_Ｎ３３１が現れる。各々の機能は前記図２において説明したものと同様なので、重ねての説明は省略する。
【００２３】
図４は、Ｎ個のセクター・アンテナがある場合、各セクターにおける伝送信号列を示す図面である。図３及び図４に示すように、各セクターに対応するチャネルを各アンテナに伝送し、他のセクターがチャネルを使用していれば残りのセクターにはいかなる信号も伝送しない。従って、アクセスポイントＡＰに含まれる一つのトランスミッタをもってもセクタリングを行うことができるとはいえ、残りのセクターを休止させるために周波数効率が下がる。
【００２４】
図５は、従来の多重ホップ転送のためのＭＡＣフレームの構造を示す図面である。図５に示すように、多重ホップ転送は、多重ホップＭＨ５０２を処理している間、アップリンクＵＰＬＩＮＫ５０１が始まる直前まで、実行される。
【００２５】
多重ホップ転送フレームには、中継が可能な端末機または中継器に関する全てのＭＡＣフレーム情報をブロードキャストするフォワードブロードキャストチャネル（Ｆ−ＢＣＨ：Ｆｏｒｗａｒｄ−Ｂｒｏａｄｃａｓｔ　ＣＨａｎｎｅｌ）５０３、中継が可能な端末機または中継器に関する予約データを格納するＭＡＣフレーム情報を伝送するフレームチャネル（Ｆ−ＦＣＨ：Ｆｏｒｗａｒｄ−Ｆｒａｍｅ　ＣＨａｎｎｅｌ）５０４、及びＭＡＣフレームのアクセス段階で行われたアクセス試行の結果が伝送されるアクセスフィードバックチャネル（Ｆ−ＡＣＨ：Ｆｏｒｗａｒｄ−Ａｃｃｅｓｓ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　ＣＨａｎｎｅｌ）５０５の伝送制御チャネルがまず現れる。
【００２６】
次に、フォワーディング専用のダウンリンク（Ｆ−ＤＬ：Ｆｏｒｗａｒｄ−Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）５１０及びアップリンク（Ｆ−ＵＬ：Ｆｏｒｗａｒｄ−Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）５１１チャネルが現れ、最後に移動端末が中継できる端末機または中継器に制御情報を伝送するためのフォワードランダムチャネル（Ｆ−ＲＣＨ：Ｆｏｒｗａｒｄ−Ｒａｎｄｏｍ　ＣＨａｎｎｅｌ）５１２が現れる。
【００２７】
端末と端末との通信、あるいは端末と中継器との通信にかかる時間と、アクセスポイントＡＰと端末との送受信にかかる時間とが異なるため、直接伝送される信号と多重ホップ転送信号との干渉を除去することができる。しかし、多重ホップ転送にかかる時間分だけ伝送効率が低下する。
【００２８】
【特許文献１】
米国特許第５７１９８６８号明細書
【特許文献２】
米国特許第６２８５８５７号明細書
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
多重ホップデータ転送方法により、一つのアクセスポイントがカバーできる範囲を広げつつ、伝送効率、ひいてはシステム全体の効率を下げず、周波数資源の浪費を低減できる方法が望まれる。
【００３０】
そこで、本発明は、多重ホップに関する情報を有する多重ホップデータフレームを処理する多重ホップ転送方法、装置及びその方法に使われる多重ホップフレームを含むＭＡＣデータの構造を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明では、アクセスポイントと、アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している第１移動端末及びアクセスポイントと直接通信できる範囲内に位置している第２移動端末を備えるシステムにおいて、前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある他の移動端末とデータを送受信する時間中に第１移動端末のデータを前記第２移動端末に伝送する段階と、前記第２移動端末がアクセスポイントとの既存の送受信方法により前記第１移動端末のデータを伝送する段階と、アクセスポイントが前記段階で伝送されるデータを受信する段階と、を含むことを特徴とする多重ホップ転送方法を提供する。前記第２移動端末は、好ましくは、アクセスポイントと通信できる範囲の外に位置している移動端末からのデータをアクセスポイントに伝送する中継器である。また、前記第２端末は、第１移動端末との通信チャネルを設定し、前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信しているか否かを判断し、その判断の結果、前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信している場合、前記第１移動端末のデータを前記第２移動端末が受信するよう構成することが望ましい。
【００３２】
前記目的を達成するために、本発明では、アクセスポイントと、アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している第１移動端末及びアクセスポイントと直接通信できる範囲内に位置している第２移動端末を備えるシステムにおいて、前記アクセスポイントが既存の送受信方法により前記第１移動端末のデータを第２移動端末に伝送する段階と、前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信する時間中に前記第２移動端末が前記第１移動端末にデータを伝送する段階と、前記第１移動端末が前記段階で伝送されるデータを受信する段階と、を含むことを特徴とする多重ホップ転送方法を提供する。
【００３３】
前記目的を達成するために、本発明では、アクセスポイントと通信できる範囲の外に位置している他の第１移動端末との通信チャネルを設定する通信チャネル設定部と、前記アクセスポイントが第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信しているか否かを判断する状態判断部と、前記状態判断部における判断の結果、前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信している場合、前記第１移動端末のデータを前記第２移動端末と送受信する多重ホップデータ伝送部と、を備えることを特徴とする多重ホップ転送が可能な移動端末を提供する。
【００３４】
前記目的を達成するために、本発明では、アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している移動端末を他の移動端末を介してアクセスポイントと通信可能ならしめるのに使われるＭＡＣデータ構造において、現在のＭＡＣフレームに対応する制御情報をブロードキャストするブロードキャストチャネル情報値と、システムの資源がどのように現在のＭＡＣフレームに割り当てられるかを定義しているフレーム制御チャネル情報を貯蔵しているフレームチャネル情報値と、以前のＭＡＣフレームをランダムアクセスする段階で行われたアクセス結果を表わすアクセスフィードバックチャネル情報値と、アクセスポイントから移動端末へと伝送されるダウンデータ値と、アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している移動端末からの第１多重ホップデータ値と、移動端末からアクセスポイントへと伝送されるアップデータ値と、アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している移動端末からの第２多重ホップデータ値と、ショートトランスポートチャネルが可能でない時に移動端末がアクセスポイントに制御情報を伝送するランダムチャネル値と、を含むことを特徴とするＭＡＣデータ構造を提供する。
【００３５】
前記第１多重ホップデータ及び第２多重ホップデータは、好ましくは、現在ＭＡＣフレームに対応する制御情報をブロードキャストするフォワードブロードキャスト制御チャネル情報値と、アクセスポイントからデータを受信して移動端末にデータをフォワーディングするフォワードダウンリンクチャネル情報値と、移動端末からデータを受信してアクセスポイントにデータをフォワーディングするフォワードアップリンクチャネル情報値と、移動端末がアクセスポイントに制御情報を転送するフォワードランダムチャネル情報値と、を含む。また、前記フォワードブロードキャスト制御チャネル情報値は、好ましくは、各セクターに関する全てのＭＡＣフレーム情報をブロードキャストするブロードキャストチャネル情報値と、各セクターに関する予約データを表わすＭＡＣフレーム情報を転送するフレームチャネル情報値と、ＭＡＣフレームのアクセス段階で行われたアクセス試行の結果が転送されるアクセスフィードバックチャネル情報値と、を含む。
【００３６】
なお、前記多重ホップ転送方法は、コンピュータを手段として実現するためのプログラムとして提供可能であり、該コンピュータプログラムは、コンピュータによって読取可能な記録媒体に格納して、あるいは伝送媒体を通じて提供することができる。同様に、前記本発明によるＭＡＣデータ構造は、コンピュータによって読取可能な記録媒体に格納して、あるいは伝送媒体を通じて提供することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図６は、本発明が適用される多重ホップ転送ネットワークの構造図である。図６に示すように、第１移動端末ＭＴ１６０１がアクセスポイントＡＰ６０２と通信をしているとき、第３移動端末ＭＴ３６０３は、第１中継器ＳＥＥＤ１６０４や第２移動端末ＭＴ２６０５に情報を伝送する。同じ時間に、第５移動端末ＭＴ５６０６もまた、第４移動端末ＭＴ４６０７または他の第２中継器ＳＥＥＤ２６０８に情報を伝送できる。第２移動端末ＭＴ２６０５または第４移動端末ＭＴ４６０７は、第３移動端末ＭＴ３６０３または第５移動端末ＭＴ５６０６から受信した情報をアクセスポイントＡＰ６０２に転送する。
【００３８】
もし、第３移動端末ＭＴ３６０３または第５移動端末ＭＴ５６０６が、第１中継器ＳＥＥＤ１６０４または第２中継器ＳＥＥＤ２６０８を用いたとしても、前述同様の過程が行われる。
【００３９】
図７Ａは、多重ホップ転送ネットワークにおいてアクセスポイントが多重ホップデータを受信する方法を示すフローチャートである。
【００４０】
多重ホップ転送ネットワークには、アクセスポイントＡＰと直接通信できる移動端末ＭＴも存在すれば、その範囲外に位置している移動端末ＭＴも存在する。
【００４１】
アクセスポイントＡＰと直接通信できる範囲の外に位置している移動端末ＭＴは、アクセスポイントＡＰと通信できる範囲内に位置している移動端末ＭＴまたは中継器ＳＥＥＤにデータを伝送する。
【００４２】
そして、アクセスポイントＡＰと直接通信できる範囲内に位置している移動端末ＭＴまたは中継器ＳＥＥＤは、移動端末ＭＴ自体または中継器ＳＥＥＤのデータをアクセスポイントＡＰに転送する。しかし、常に自分が属しているセクターの移動端末ＭＴとアクセスポイントＡＰとが通信しているわけではないため、他のセクターにおける移動端末ＭＴとアクセスポイントＡＰとが通信している時間が生じる。
【００４３】
このため、この時間（Ｆ−ＤＬ時間）中に、移動端末ＭＴまたは中継器ＳＥＥＤは、アクセスポイントＡＰと直接通信できる範囲の外に位置している移動端末ＭＴと、多重ホップデータをやり取りする（ステップ７１０）。そして、多重ホップデータを受信した移動端末ＭＴまたは中継器ＳＥＥＤは、アクセスポイントＡＰと通常の方法により多重ホップデータをやり取りする（ステップ７１１）。
【００４４】
そして、アクセスポイントＡＰは、伝送されたデータを受信して処理する（７１２）。
【００４５】
図７Ｂは、多重ホップ転送ネットワークにおいてアクセスポイントが多重ホップデータを送信する方法を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、アクセスポイントＡＰが、アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴのデータを、アクセスポイントＡＰと通信できる移動端末ＭＴに、既存の送受信方法により伝送する（ステップ７２０）。
【００４７】
次に、前記アクセスポイントＡＰと直接通信できる移動端末ＭＴが属しているセクター外にある移動端末ＭＴとアクセスポイントＡＰとがデータを送受信する時間（Ｆ−ＵＬ時間）中に、前記ステップ７２０で伝送されたデータを、アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴに伝送する（ステップ７２１）。
【００４８】
これにより、前記アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴは、前記ステップ７２１で伝送されたデータ（つまりアクセスポイントＡＰから伝送されたデータ）を受信する（ステップ７２２）。
【００４９】
図８は、アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴが、アクセスポイントＡＰにデータを伝送する方法を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、アクセスポイントＡＰと通信できる範囲内に位置している隣接した移動端末ＭＴを選択する（ステップ８１０）。
【００５１】
次に、アクセスポイントＡＰが前記ステップ８１０で選択された移動端末ＭＴが属しているセクター外の移動端末ＭＴとデータを送受信しているか否かを判断する（ステップ８２０）。
【００５２】
もし、前記判断の結果、アクセスポイントＡＰが前記ステップ８１０で選択された移動端末ＭＴが属しているセクター外の移動端末ＭＴとデータを送受信している場合には、前記選択された移動端末にデータを伝送し（ステップ８４０）、そうでなければ、通常のデータ伝送を行う（ステップ８３０）。すなわち、選択された移動端末ＭＴ自体がアクセスポイントＡＰと移動端末ＭＴ自体のデータを送受信していたならば、その過程を行う。
【００５３】
図９は、アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴからのデータを他の移動端末ＭＴが中継する方法を示すフローチャートである。
【００５４】
アクセスポイントＡＰと通信できる範囲の外に位置している隣接した移動端末ＭＴとの通信チャネルを設定する（ステップ９１０）。
【００５５】
そして、アクセスポイントＡＰが前記移動端末ＭＴの属しているセクター外にある他の移動端末とデータを送受信しているか否かを判断する（ステップ９２０）。これは、前述したように、アクセスポイントＡＰは他のセクター内の移動端末ＭＴともデータを送受信するため、この時間を用いるためである。
【００５６】
前記判断の結果、前記アクセスポイントＡＰが前記移動端末ＭＴの属しているセクター外にある他の移動端末ＭＴとデータを送受信しているときには、通信チャネルを設定したアクセスポイントＡＰと通信できる範囲の外に位置している隣接した移動端末のデータを前記移動端末が受信し（ステップ９３０）、そうでなければ通常のデータ伝送を行う（ステップ９４０）。すなわち、移動端末ＭＴ自体がアクセスポイントＡＰと移動端末ＭＴ自体のデータを送受信していたならば、その過程を行う。
【００５７】
図１０は、アクセスポイントＡＰの多重ホップデータ処理方法を示すフローチャートである。
【００５８】
現在アクセスポイントＡＰがある移動端末ＭＴの属しているセクター外にある他の移動端末ＭＴとデータを送受信している場合には、アクセスポイントＡＰと通信できる範囲の外に位置している隣接した移動端末のデータを通信できる範囲内に位置している移動端末ＭＴを介して受信し（ステップ１０１０）、そうでなければ、通信しているセクターの移動端末ＭＴからの通常のデータ送受信を行う（ステップ１０２０）。
【００５９】
図１１は、本発明の各セクター別伝送信号列を示す図面である。これは、図４に示した伝送信号列と比べると、基本的構成は類似しているが、アクセスポイントＡＰと通信しないセクターで多重ホップフレームを割り当てて多重ホップ転送を行う点で違いがある。また、多重ホップフレームが連続的に存在せず、与えられたセクターにアクセスポイントＡＰとの通信のための資源が割り当てられた場合、普通のダウンリンクまたはアップリンク通信を行った後に再び元の多重ホップフレームに戻る構造を有しているという点で違いがある。
【００６０】
ハイパーＬＡＮ２に前記方法を適用するために、図５における多重ホップフレーム構造を使用する。多重ホップ伝送フレームには、各セクターに関する全てのＭＡＣフレーム情報をブロードキャストするフォワードブロードキャストチャネルＦ−ＢＣＨ５０３、各セクターに関する予約データを貯蔵しているＭＡＣフレーム情報を伝送するフレームチャネルＦ−ＦＣＨ５０４、及びＭＡＣフレームのアクセス段階で行われたアクセス試行の結果が伝送されるアクセスフィードバックチャネルＦ−ＡＣＨ５０５の伝送制御チャネルが最初に現れる。
【００６１】
次に、フォワーディング専用のダウンリンクＦ−ＤＬ５１０及びアップリンクＦ−ＵＬ５１１チャネルが現れ、最後に移動端末がアクセスポイントに制御情報を伝送するためのフォワードランダムチャネルＦ−ＲＣＨ５１２が現れる。
【００６２】
図１２は、アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴがアクセスポイントＡＰにデータを伝送するための装置を示す図面である。
【００６３】
移動端末選択部１２１０は、アクセスポイントＡＰと通信できる範囲内に位置している隣接した移動端末ＭＴを選択する。
【００６４】
状態判断部１２２０は、前記移動端末選択部１２１０で選択された移動端末ＭＴが属しているセクター外にある移動端末ＭＴとアクセスポイントＡＰとがデータを送受信しているか否かを判断する。
【００６５】
多重ホップデータ伝送部１２３０は、前記状態判断部１２２０における判断の結果、前記アクセスポイントＡＰが前記移動端末の属しているセクター外にある他の移動端末ＭＴとデータを送受信している時間中に、多重ホップデータを送受信する機能を行う。従って、アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴをアクセスポイントＡＰと通信可能にする。
【００６６】
図１３は、アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴからのデータをアクセスポイントＡＰに転送するための移動端末ＭＴ装置を示す図面である。
【００６７】
通信チャネル設定部１３１０は、アクセスポイントＡＰと通信できる範囲の外に位置している隣接した移動端末ＭＴとの通信チャネルを設定する。
【００６８】
状態判断部１３２０は、他のセクターに位置している移動端末ＭＴと前記アクセスポイントＡＰとがデータを送受信しているか否かを判断する。
【００６９】
多重ホップデータ伝送部１３３０は、他のセクターに位置している移動端末ＭＴと前記アクセスポイントＡＰとがデータを送受信している場合、アクセスポイントＡＰと通信できる範囲の外に位置している隣接した移動端末ＭＴとデータを送受信する。
【００７０】
図１４は、多重ホップデータを処理するためのアクセスポイントＡＰ装置を示す図面である。
【００７１】
多重ホップデータ処理部１４１０は、現在アクセスポイントＡＰがある移動端末ＭＴの属しているセクター外にある他の移動端末ＭＴとデータを送受信している場合には、そのアクセスポイントＡＰと通信できる範囲の外に位置している隣接した移動端末のデータを通信可能な範囲内に位置している移動端末ＭＴを介して受信する、
【００７２】
そうでない場合、通常データ送受信部１４２０は、通信しているセクターの移動端末ＭＴからの通常のデータ送受信を行う。
【００７３】
図１５ないし図２０は、本発明により提案された多重ホップ転送方法を行った場合の性能向上を示すグラフである。実施条件は下記の通りである。まず、チャネルはログディスタンスモデル及びログノーマルフェ−ジングである場合を仮定する。この時、経路損失は下記式１の通りである。
【００７４】
【数１】

【００７５】
ここで、ｄは送信機と受信機とのメートル距離であり、αは経路損失指数である。
【００７６】
また、ターゲットアウテージ確率は１０％であり、信号対雑音比（ＳＮＲ）は１０^−７ビットエラー率（ＢＥＲ）であり、送受信セルは均一な分布を有しており、ユーザ数はポアソン分布を有している。
【００７７】
図１５は、本発明により提案された多重ホップ転送方法を使用した場合、ユーザ数による性能範囲の向上度を示すグラフである。この時、経路損失指数αは３であると仮定した。
【００７８】
図１５から見られるように、多重ホップを提供していない場合（ｃｅｎｔｅｒｅｄ）、性能範囲は平均ユーザ数と関係なく、多重ホップを提供する場合（ｆｏｒｗａｒｄ）に利得を得ることができた。特に、ログノーマルフェ−ジングが存在する場合にログノーマルフェ−ジングに対する発散効果により性能範囲の増加が２倍以上にもなる。
【００７９】
図１６は、平均ユーザ数を１２に固定して経路損失指数を変えたときの性能範囲の変化を示すグラフであり、図１７は、平均ユーザ数を１２に固定して経路損失指数を変えたときに、多重ホップを使用しない場合と多重ホップを使用する場合とで得られる性能範囲の比率を示すグラフである。
【００８０】
図１６及び図１７から分かるように、ログノーマルフェ−ジングが大きい場合に最大３倍ほどの性能範囲を広げることができた。また、経路損失指数が大きくなる場合より小さい場合に性能範囲の増加度が一層高くなるということが分かる。
【００８１】
図１８ないし図２０は、図１５ないし図１７と同じ条件であり、端末が多重ホップを支援できず、単に中継器ＳＥＥＤのみを使用した場合の結果図である。
【００８２】
図１８は、本発明により提案された多重ホップ転送方法を行うために中継器ＳＥＥＤのみを使用した場合のユーザ数による性能範囲の向上度を示すグラフである。
【００８３】
図面から見られるように、中継器ＳＥＥＤの数が増えれば性能範囲の増加度が一層高くなるということが分かり、ユーザ数と性能範囲の増加度とは関係ないということがわかる。
【００８４】
図１９は、中継器ＳＥＥＤのみを使用した時、平均ユーザ数を１２に固定して経路損失指数を変える場合の性能範囲の変化を示すグラフであり、図２０は、中継器ＳＥＥＤのみを使用し、且つ、平均ユーザ数を１２に固定して経路損失指数を変える場合、多重ホップを使用しない場合と多重ホップを使用する場合とに得られる性能範囲の比率を示すグラフである。
【００８５】
全ての移動端末が多重ホップを支援する場合に比べて性能範囲の改善度が高いとは限らないものの、中継器ＳＥＥＤの数が約４になれば、全ての移動端末が多重ホップを提供する場合に相当するくらいの性能範囲の改善が見込めるということがわかる。
【００８６】
一方、上述した本発明の実施形態はコンピュータにて実行できるプログラムにて作成可能であり、コンピュータにて読取り可能な記録媒体を用いて前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータにより具現できる。
【００８７】
また、上述した本発明の実施形態で使われたデータの構造はコンピュータにて読取り可能な記録媒体に各種の手段を通じて記録できる。
【００８８】
前記コンピュータにて読取り可能な記録媒体は磁気記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）及びキャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）などの記憶・伝送媒体を含む。
【００８９】
以上、本発明についてその好適な実施形態を中心として説明した。本発明が属する技術分野における当業者であれば、本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で変形された形態に具現できるということが理解できる。よって、開示された実施形態は限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮さるべきである。本発明の範囲は前述した説明ではなく特許請求の範囲上に開示されており、それと同等な範囲内にあるあらゆる違いは本発明に含まれたものとして解釈さるべきである。
【００９０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、複数のセクターのうちアクセスポイントと通信しているセクターはダウンリンク及びアップリンクを通じてアクセスポイントにデータを伝送し、それと同時にアクセスポイントと通信していないセクターは多重ホップに関する情報を有している多重ホップデータフレームを処理することにより、一つのアクセスポイントＡＰがカバーできる範囲を広げられ、システムを一層経済的に構築でき、周波数資源の浪費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多重ホップ転送方法の概念図である。
【図２】従来のハイパーＬＡＮ２ＭＡＣフレームの構造図である。
【図３】Ｎ個のセクター・アンテナがある場合のハイパーＬＡＮ２ＭＡＣフレームの構造図である。
【図４】Ｎ個のセクター・アンテナがある場合の各セクターにおける伝送信号列を示す図面である。
【図５】従来の多重ホップ転送のためのＭＡＣフレームの構造図である。
【図６】本発明が適用される多重ホップ転送ネットワークの構造図である。
【図７Ａ】多重ホップ転送ネットワークにおいてアクセスポイントが多重ホップデータを受信する方法を示す図面である。
【図７Ｂ】多重ホップ転送ネットワークにおいてアクセスポイントが多重ホップデータを送信する方法を示す図面である。
【図８】アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴがアクセスポイントＡＰにデータを伝送するための方法を示す図面である。
【図９】アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴからのデータを他の移動端末ＭＴが中継する方法を示す図面である。
【図１０】アクセスポイントＡＰの多重ホップデータ処理方法を示す図面である。
【図１１】本発明の各セクター別伝送信号列を示す図面である。
【図１２】アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴがアクセスポイントＡＰにデータを伝送するための装置を示す図面である。
【図１３】アクセスポイントＡＰと直接通信できない移動端末ＭＴからのデータをアクセスポイントＡＰに転送するための移動端末ＭＴ装置を示す図面である。
【図１４】多重ホップデータを処理するためのアクセスポイントＡＰ装置を示す図面である。
【図１５】本発明の多重ホップ転送方法を使用した場合、ユーザ数による性能範囲の向上度を示す図面である。
【図１６】平均ユーザ数を１２に固定して経路損失指数を変える場合の性能範囲の変化を示す図面である。
【図１７】平均ユーザ数を１２に固定して経路損失指数を変える場合、多重ホップを使用しない場合と多重ホップを使用する場合とに得られる性能範囲の比を示す図面である。
【図１８】本発明の多重ホップ転送方法を行うために中継器ＳＥＥＤのみを使用した場合のユーザ数による性能範囲の向上度を示す図面である。
【図１９】中継器ＳＥＥＤのみを使用した時、平均ユーザ数を１２に固定して経路損失指数を変える場合の性能範囲の変化を示す図面である。
【図２０】中継器ＳＥＥＤのみを使用し、且つ、平均ユーザ数を１２に固定して経路損失指数を変える場合、多重ホップを使用しない場合と多重ホップを使用する場合とに得られる性能範囲の比を示す図面である。
【符号の説明】
ＢＣＨ_１，…，ＢＣＨ_Ｎ　第１ブロードキャストチャネル，…，第Ｎブロードキャストチャネル
ＦＣＨ_１，…，ＦＣＨ_Ｎ　第１フレームチャネル，…，第Ｎフレームチャネル
ＡＣＨ_１，…，ＡＣＨ_Ｎ　第１アクセスフィードバックチャネル，…，第Ｎアクセスフィードバックチャネル
ＤＯＷＮ_１，…，ＤＯＷＮ_Ｎ　第１ダウンリンクチャネル，…，第Ｎダウンリンクチャネル
ＲＣＨ_１，…，ＲＣＨ_Ｎ　第１ランダムチャネル，…，第Ｎランダムチャネル
ＵＰ_１，…，ＵＰ_Ｎ　第１アップリンクチャネル，…，第Ｎアップリンクチャネル

Claims

アクセスポイントと、アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している第１移動端末及びアクセスポイントと直接通信できる範囲内に位置している第２移動端末を備えるシステムにおいて、
（ａ）前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある他の移動端末とデータを送受信する時間中に第１移動端末のデータを前記第２移動端末に送信する段階と、
（ｂ）前記第２移動端末がアクセスポイントとの既存の送受信方法により前記第１移動端末のデータを送信する段階と、
（ｃ）アクセスポイントが前記（ｂ）段階で送信されたデータを受信する段階と、を含むことを特徴とする多重ホップ転送方法。
前記第２移動端末は、
アクセスポイントと通信できる範囲の外に位置している移動端末からのデータをアクセスポイントに送信する中継器であることを特徴とする請求項１に記載の多重ホップ転送方法。
前記第２移動端末が、
（ａ）第１移動端末との通信チャネルを設定する段階と、
（ｂ）前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信しているか否かを判断する段階と、
（ｃ）前記（ｂ）段階における判断の結果、前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信している場合、前記第１移動端末のデータを前記第２移動端末が受信する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の多重ホップ転送方法。
アクセスポイントと、アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している第１移動端末及びアクセスポイントと直接通信できる範囲内に位置している第２移動端末を備えるシステムにおいて、
（ａ）前記アクセスポイントが既存の送受信方法により前記第１移動端末のデータを第２移動端末に送信する段階と、
（ｂ）前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信する時間中に前記第２移動端末が前記第１移動端末にデータを送信する段階と、
（ｃ）前記第１移動端末が前記（ｂ）段階で送信されたデータを受信する段階と、を含むことを特徴とする多重ホップ転送方法。
請求項１に記載の方法をコンピュータにて実行するためのプログラムを記録したコンピュータにて読取り可能な記録媒体。
アクセスポイントと通信できる範囲の外に位置している他の第１移動端末との通信チャネルを設定する通信チャネル設定部と、
前記アクセスポイントが第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信しているか否かを判断する状態判断部と、
前記状態判断部における判断の結果、前記アクセスポイントが前記第２移動端末の属しているセクター外にある移動端末とデータを送受信している場合、前記第１移動端末のデータを前記第２移動端末と送受信する多重ホップデータ送信部と、を備えることを特徴とする多重ホップ転送が可能な移動端末。
アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している移動端末を他の移動端末を介してアクセスポイントと通信可能ならしめるのに使われるＭＡＣデータ構造において、
現在のＭＡＣフレームに対応する制御情報をブロードキャストするブロードキャストチャネル情報値と、
システムの資源がどのように現在のＭＡＣフレームに割り当てられるかを定義しているフレーム制御チャネル情報を貯蔵しているフレームチャネル情報値と、
以前のＭＡＣフレームをランダムアクセスする段階で行われたアクセス結果を貯蔵しているアクセスフィードバックチャネル情報値と、
アクセスポイントから移動端末へと送信されるダウンデータ値と、
アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している移動端末からの第１多重ホップデータ値と、
移動端末からアクセスポイントへと送信されるアップデータ値と、
アクセスポイントと直接通信できる範囲の外に位置している移動端末からの第２多重ホップデータ値と、
ショートトランスポートチャネルが可能でない時に移動端末がアクセスポイントに制御情報を送信するランダムチャネル値と、を含むことを特徴とするＭＡＣデータ構造を記録したコンピュータにて読取り可能な記録媒体。
前記第１多重ホップデータ及び第２多重ホップデータは、
現在ＭＡＣフレームに対応する制御情報をブロードキャストするフォワードブロードキャスト制御チャネル情報値と、
アクセスポイントからデータを受信して移動端末にデータをフォワーディングするフォワードダウンリンクチャネル情報値と、
移動端末からデータを受信してアクセスポイントにデータをフォワーディングするフォワードアップリンクチャネル情報値と、
移動端末がアクセスポイントに制御情報を転送するフォワードランダムチャネル情報値と、を含むことを特徴とする請求項７に記載のＭＡＣデータ構造を記録したコンピュータにて読取り可能な記録媒体。
前記フォワードブロードキャスト制御チャネル情報値は、
各セクターに関する全てのＭＡＣフレーム情報をブロードキャストするブロードキャストチャネル情報値と、
各セクターに関する予約データを表わすＭＡＣフレーム情報を転送するフレームチャネル情報値と、
ＭＡＣフレームのアクセス段階で行われたアクセス試行の結果が転送されるアクセスフィードバックチャネル情報値と、を含むことを特徴とする請求項８に記載のＭＡＣデータ構造を記録したコンピュータにて読取り可能な記録媒体。