JP2005323372A - フレーム集約と共に使用されるｍａｃヘッダ圧縮 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヘッダ単位を有する集合体フレームを生成する方法を提供すること。
【解決手段】 ヘッダ単位は、前記集合体フレームの１つまたは複数のデータ単位に適用可能なＭＡＣヘッダ情報を搬送する。集合体フレームの各データ単位は、完全なＭＡＣヘッダ情報を搬送する必要がもはやないので、ＭＡＣヘッダに関連するオーバーヘッドは、著しく低減されることができる。受信器において、データ単位に対応する完全なＭＡＣヘッダは、（ｉ）適切なヘッダ単位およびデータ単位を互いに整合させること、ならびに（ｉｉ）ヘッダ単位およびデータ単位の圧縮ヘッダ部分に存在する情報を組み合わせることとによって再構築される。本発明の実施形態は、たとえば、比較的大量のデータが対化ソースから行先デバイスに流される対化ソースおよび行先デバイス（たとえば、ＤＶＤプレーヤおよびＬＣＤスクリーン）を有する娯楽ネットワークにおいて、データ・スループットを向上させることができる。
【選択図】 図４

Description

本出願は、米国特許仮出願第６０／５６９３１３号、２００４年５月７日出願、名称「ＭＡＣ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ｔｈａｔ Ｉｎｃｒｅａｓｅｓ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ Ｅｆｆｅｃｉｅｎｃｙ Ｗｈｅｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｆｒａｍｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ」の優先権を主張する。本出願の主題は、（ｉ）米国特許出願第１０／９５５９４７号、２００４年９月３０日出願、名称「Ｆｒａｍｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｆｏｒｍａｔ」、および（ｉｉ）米国特許出願第１０／９５５９４３号、２００４年９月３０日出願、名称「Ｆｒａｍｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ」の主題に関係し、両方とも参照によって本明細書に組み込まれている。

本発明は、通信機器に関し、より具体的には、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）の機器に関する。

典型的なＷＬＡＮシステムは、携帯電話、ラップトップ・コンピュータ、および／またはハンドヘルド・コンピュータなど、１つまたは複数のステーション（ＳＴＡ）を含むことが可能であり、ステーションのそれぞれは、一般的に利用可能なＷＬＡＮ ＰＣカードを装備する。ＷＬＡＮ ＰＣカードにより、ＳＴＡが、（ｉ）同じサービス領域内に配置されるとき直接、および／または（ｉｉ）異なるサービス領域内に配置されるときネットワーク・サーバを経て間接的に、ＳＴＡ自体の中で通信することが可能になる。ネットワーク・サーバは、異なるサービス領域にあるＳＴＡ間における、それらのサービス領域に位置するアクセス・ポイント（ＡＰ）を経た通信のサポートを提供する。ベーシック・サービス・セット（ＢＳＳ）が、同じサービス領域内において、ＳＴＡ間またはＡＰと１つまたは複数のＳＴＡとの間において形成される。

ＷＬＡＮネットワークの一例は、米国電気電子通信学会（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ））８０２．１１会議によって開発および提案された規格に準拠するネットワークであり（本明細書では、規格のＩＥＥＥ８０２．１１ファミリに従って動作するネットワークとして参照される）、この規格は、参照によって本明細書に組み込まれている。８０２．１１ＷＬＡＮネットワークでは、同じサービス領域の異なるＳＴＡ間において伝送されるすべてのメッセージは、ＳＴＡ間において直接伝送されるのではなく、通常、ＡＰを介して伝送される。そのような集中無線通信は、通信リンクの簡単さ、ならびに電力節約の観点で、著しい利点を提供する。しかし、必要または適切である場合、８０２．１１ＷＬＡＮネットワークは、いわゆるＩＢＳＳ（独立ベーシック・サービス・セット）モードの２つのＳＴＡ間で直接メッセージを伝送するように構成されることもできる。

ほとんどのＷＬＡＮネットワークは、各層が先行層の上に構築される一連の層（層ネットワーク・アーキテクチャ）として組織化される。各下位層の目的は、サービスを高位層に提供し、同時に、下位層の実施の詳細からそれらの高位層を遮断することである。隣接層の各対間に、それらのサービスを確定するインタフェースがある。最下位層は、データ・リンクおよび物理層である。データ・リンク層の機能は、入力データをデータ・フレームに分割して、フレームを物理層上において順次伝送することである。各データ・フレームは、フレームの制御情報およびシーケンス情報を含むヘッダを含む。物理層の機能は、情報を通信媒体上において転送することである。

図１は、代表的な８０２．１１準拠ＷＬＡＮにおけるユーザ・データの従来の技術のフレーミング・シーケンスを示す。より具体的には、６つのプロトコル層が図１に示される：アプリケーション層１５０、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）層１５１、インターネット・プロトコル（ＩＰ）層１５２、論理リンク制御（ＬＬＣ）層１５３（データ・リンク層のサブ層）、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層１５４（やはりデータ・リンク層のサブ層）、および物理（ＰＨＹ）層１５５。ユーザ・データ１０１が、アプリケーション層１５０に提供され、アプリケーション層１５０は、アプリケーション層ヘッダ１１０をユーザ・データに添付することによって、アプリケーション・データ１０２を生成する。アプリケーション・データ１０２は、ＴＣＰ層１５１に提供され、ＴＣＰ層１５１は、ＴＣＰセグメント１０３を形成するために、ＴＣＰヘッダ１１１をアプリケーション・データ１０２に添付する。ＩＰ層１５２は、ＩＰフレーム１０４を形成するために、ＩＰヘッダ１１２をＴＣＰセグメント１０３に添付する。ＩＰフレーム１０４は、必ずしも８０２．１１準拠ではないいくつかを含む多くのデータ・ネットワーキング・アプリケーションにおいて一般に使用される従来のＴＣＰ／ＩＰパケットとすることが可能である。ＬＬＣ層１５３は、ＭＡＣ層１５４と高位層との間において一様なインタフェースを提供し、それにより、ＴＣＰ／ＩＰパケットを輸送するために使用されるＷＬＡＮのタイプの透過性を提供する。ＬＬＣ層１５３は、ＬＬＣフレーム１０５を形成するために、インタフェース情報をＬＬＣヘッダ１１３としてＩＰフレーム１０４に添付する。

８０２．１１準拠ＷＬＡＮでは、物理デバイスはラジオであり、物理通信媒体は自由空間である。ＭＡＣデバイスおよびＰＨＹ層シグナリング制御デバイスが、２つのＷＬＡＮ端子が適切なフレーム・フォーマットおよびプロトコルと通信していることを保証する。ＷＬＡＮのＩＥＥＥ８０２．１１規格は、２つ（またはそれを超える）のピアＰＨＹデバイス間ならびに関連するピアＭＡＣデバイス間における通信を確定する。８０２．１１ＷＬＡＮデータ通信プロトコルによれば、ＭＡＣデバイスとＰＨＹデバイスとの間で転送される各パケット・フレームは、ＰＨＹヘッダ、ＭＡＣヘッダ、ＭＡＣデータ、およびエラー検査のフィールドを有する。

８０２．１１準拠ＷＬＡＮシステムのＭＡＣ層フレームの従来のフォーマットが、ＭＡＣフレーム１０６を形成するために、ＭＡＣヘッダ１１４およびフレーム・チェック・シーケンス（ＦＣＳ）１１５をＬＬＣフレーム１０５に添付する。ＭＡＣヘッダ１１４は、フレーム制御、持続期間識別（ＩＤ）、ソースおよび行先アドレス、ならびにデータ・シーケンス制御（数）のフィールドを含む。データ・シーケンス制御フィールドは、受信器がＭＡＣフレームのシーケンスからユーザ・データ・ストリームを再構築することを可能にするシーケンス番号付け情報を提供する。ＰＨＹ層１５５は、ＰＨＹヘッダ１１８をＭＡＣフレーム１０６に添付することによって、物理層パケット・フレーム１０７を形成する。ＰＨＹヘッダ１１８は、プリアンブル１１６および物理層収束プロトコル（ＰＬＣＰ）ヘッダ１１７を含む。ＰＬＣＰヘッダ１１７は、たとえば、ＰＨＹ層１５５においてデータ・レートおよび長さを識別し、プリアンブル１１６は、（ｉ）入りフレームを検出および／または同期させるために、および（ｉｉ）送信器と受信器との間のチャネル特性を推定するために、受信デバイスによって使用されることが可能である。

ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮプロトコルの有効なデータ・スループットまたは効率は、オーバーヘッドのいくつかのソースによって影響を受ける。たとえば、オーバーヘッドは、ＰＨＹ層（たとえば、プリアンブル１１６およびＰＬＣＰヘッダ１１７）ならびにＭＡＣ層（たとえば、ＭＡＣヘッダ１１４、ＦＣＳ１１５、応答肯定（ＡＣＫ）フレーム、フレーム間スペーシング（ＩＦＳ）、および競合オーバーヘッド）において開始されることができる。効率のいくつかの改善は、ＡＣＫフレーム、ＩＦＳ、および競合に関連するオーバーヘッドを低減するのに役立つフレーム・バースト化およびブロック応答肯定（ブロックＡＣＫ）の機構を組み込むことによって、サービス品質（ＱｏＳ）についてのＩＥＥＥ８０２．１１ｅエンハンスメントにおいて達成された。しかし、他のオーバーヘッド・ソースを対象とすることによって、オーバーヘッドをさらに低減することが依然として所望される可能性がある。
米国特許仮出願第６０／５６９３１３号、２００４年５月７日出願、名称「ＭＡＣ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ｔｈａｔ Ｉｎｃｒｅａｓｅｓ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ Ｅｆｆｅｃｉｅｎｃｙ Ｗｈｅｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｆｒａｍｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ」 米国特許出願第１０／９５５９４７号、２００４年９月３０日出願、名称「Ｆｒａｍｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｆｏｒｍａｔ」 米国特許出願第１０／９５５９４３号、２００４年９月３０日出願、名称「Ｆｒａｍｅ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ」

従来の技術の問題は、本発明の原理によれば、ヘッダ・ユニットを有する集合体フレームを生成する方法によって対処される。ヘッダ・ユニットは、前記集合体フレームの１つまたは複数のデータ単位に適用可能なＭＡＣヘッダ情報を搬送する。集合体フレームの各データ単位は、完全なＭＡＣヘッダ情報を搬送することをもはや必要としないので、ＭＡＣヘッダに関連するオーバーヘッドは、著しく低減されることができる。受信器において、データ単位に対応する完全なＭＡＣヘッダは、（ｉ）適切なヘッダ単位およびデータ単位を互いに整合させること、および（ｉｉ）ヘッダ単位およびデータ単位の圧縮ヘッダ部分に存在する情報を組み合わせることによって、再構築される。本発明の実施形態は、たとえば、比較的大量のデータが対化ソースから行先デバイスに流される対化ソースおよび行先デバイス（たとえば、ＤＶＤプレーヤおよびＬＣＤスクリーン）を有する娯楽ネットワークにおいて、データ・スループットを向上させることができる。

一実施形態によれば、本発明は、１つまたは複数のサブフレームについて集合体フレームを生成する方法であり、方法は、（ａ）前記１つまたは複数のサブフレームの第１セットのヘッダからヘッダ単位を生成し、ヘッダ単位が、第１セットの各サブフレームに適用可能なヘッダ情報を有することと、（ｂ）第１セットの各サブフレームについて、圧縮ヘッダ部分およびペイロード・データ部分を有するデータ単位を生成することと、（ｃ）生成されたヘッダ単位およびデータ単位を含む集合体フレームを形成することとを備える。
他の実施形態によれば、本発明は、受信デバイスによってパケットを処理する方法であり、方法は、１つまたは複数のサブフレームに対応する集合体フレームを有するパケットを受信することを備え、集合体フレームは、ヘッダ単位、および各サブフレームについてデータ単位を備え、ヘッダ単位は、１つまたは複数のサブフレームに適用可能なヘッダ情報を有し、データ単位は、圧縮ヘッダ部分およびペイロード・データ部分を有し、さらに、ヘッダ単位およびデータ単位に基づいて、１つまたは複数のサブフレームの対応するサブフレームを再構築することを備える。

本発明の他の態様、特徴、および利点は、以下の詳細な記述、添付の請求項、および添付の図面からより完全に明らかになるであろう。

本明細書において、「一実施形態」または「実施形態」という言及は、実施形態に関連して記述される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態において含まれることができることを意味する。本明細書の様々な箇所における「一実施形態では」というフレーズの出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すとは限らず、別々または代替の実施形態は、他の実施形態と互いに排他的ではない。

上記で引用された‘９４７および‘９４３の出願は、フレーム集約機構を提案することによって従来の技術の問題に対処する。より具体的には、フレーム集約は、ユーザ・データを有するいくつかの別々の高位層フレームを１つのＰＨＹレベル・フレームに組み合わせるために使用され、それにより、伝送されるＰＨＹフレームあたりのユーザ・データ量が増大される。いくつかのフレームは、（Ａ）同じ行先アドレスおよび同じＰＨＹ層データ・レートを有するフレーム、（Ｂ）１つまたは複数の行先アドレスおよび同じＰＨＹ層データ・レートを有するフレーム、ならびに（Ｃ）各フレームがいくつかの可能なＰＨＹ層データ・レートの１つを有する１つまたは複数の行先アドレスについて、集約されることが可能である。フレーム集約は、ＰＨＹオーバーヘッド（たとえば、プリアンブルおよびＰＬＣＰヘッダのオーバーヘッド）ならびにＭＡＣオーバーヘッド（たとえば、競合オーバーヘッド）の両方を低減することによって、効率を向上させる。

図２は、‘９４７および‘９４３の出願において開示された１つの例示的なフレーム集約方法を示す。より具体的には、図２のフレーム集約は、いくつかのＭＡＣフレームをダミーＭＡＣフレームに形成し、その後、ダミーＭＡＣフレームがＰＨＹ層２１１によって処理されることによって、ＭＡＣ層２０５より下において実施される。ＭＡＣ層より下でフレーム集約することにより、他のフレームとは関係なく、各ＬＬＣフレームを独立に確認することが可能になるが、その理由は、ＭＡＣフレームは、ＬＬＣフレームに添付されたＦＣＳフィールドなどのエラー制御フィールドにおいて、フレーム検査合計などのエラー検出情報を有するからである。さらに、別々のＭＡＣフレームが、それ自体のヘッダおよび行先アドレスの情報と共に送信されるので、ＭＡＣフレームを異なる行先に送信することができる。

ＬＬＣ層２０２のＬＬＣフレーム２１０（１）から２０１（Ｍ）（Ｍは正の整数）が、ＭＡＣ層２０５に渡される。各ＬＬＣフレーム２０１（ｎ）（１≦ｎ≦Ｍ）は、ＭＡＣヘッダ２０３（ｎ）およびＭＡＣ ＦＣＳ２０４（ｎ）を添付することによって、ＭＡＣサブフレーム２１６（ｎ）に形成される。次いで、ＭＡＣサブフレーム２１６（１）から２１６（Ｍ）が、ダミーＭＡＣフレーム２０６に組み合わされる。次いで、中間集約層２０７が、集合体ＭＡＣフレーム２１０を形成するために、随意選択の（ｉ）ダミー・ヘッダ２０８および／または（ｉｉ）順方向エラー補正／検出（ＦＥＣ）フィールド２０９をダミーＭＡＣフレーム２０６に添付する。ＰＨＹ層２１１は、プリアンブル２１３およびＰＬＣＰヘッダ２１４を添付することによって、集合体ＭＡＣフレーム２１０からＰＨＹパケット２１２を形成する。

ダミー・ヘッダ２０８は、ダミーＭＡＣフレーム２０６に含まれるＭＡＣサブフレーム２１６（１）から２１６（Ｍ）の番号（たとえばＭ）およびサイズ（すなわち、長さ）を示すために使用されることが可能である。ＦＥＣフィールド２０９は、ＭＡＣサブフレーム２１６（１）から２１６（Ｍ）のいずれかの適切な受信の確率を増大させるために、受信器においてビット・エラーを補正するために使用されることが可能である。代替として、複数のＦＥＣフィールドが、ダミーＭＡＣフレーム２０６の一端において添付されて、またはＭＡＣフレーム２１６（１）から２１６（Ｍ）のそれぞれの内部において、使用されることが可能である。異なるＭＡＣサブフレームが異なる行先を有するとき、修正された肯定応答方法（たとえば、遅延ＡＣＫメッセージ交換）が使用されることが可能である。

図３は、‘９４７および‘９４３の出願において開示された他の例示的なフレーム集約方法を示す。より具体的には、図３のフレーム集約は、プリアンブルを複製せずに、複数のＰＨＹフレームを連結することによってＰＨＹ層内において実施される。図３のフレーム集約により、異なるデータ・レートを有する個々のＭＡＣフレームを伝送することが可能になる。いくつかの実施態様では、含まれるＭＡＣフレームは、比較的劣悪なチャネル条件を有するＳＴＡが、より低いデータ・レートを適切に受信することができるように、増大するデータ・レートに従って順序付けされることが可能である。

ＬＬＣ層３０２のＬＣＣフレーム３０１（１）から３０１（Ｍ）が、ＭＡＣ層３０５に渡される。ＭＡＣ層３０５は、ＭＡＣサブフレーム３０６（ｎ）を形成するために、ＭＡＣヘッダ３０３（ｎ）およびＭＡＣ ＦＣＳ３０４（ｎ）をＬＬＣフレーム３０１（ｎ）に添付する。次いで、ＭＡＣサブフレーム３０６（１）から３０６（Ｍ）は、ＰＨＹ層３０７に渡される。ＰＨＹ層３０７は、ＰＨＹサブフレーム３１０（ｎ）を形成するために、ＰＣＬＰヘッダ３０９（ｎ）を各対応するＭＡＣサブフレーム３０６（ｎ）に添付する。ＰＨＹサブフレーム３１０（１）から３１０（Ｍ）は、連結され、プリアンブル３０８が、ＰＨＹパケット３１１を形成するために、連結されたＰＨＹサブフレームに添付される。

図２および３に示される集約方法は、たとえば、データ・ネットワークまたは娯楽ネットワークにおいて実施されることができる。データ・ネットワークは、ＡＰおよびそのＡＰに関連付けられたいくつかのＳＴＡを通常有し、各ソース・デバイス（たとえば、ＳＴＡまたはＡＰ）は、同じ行先デバイスに伝送される限定数のＭＡＣフレームを通常有する。その結果、集合体ＭＡＣフレーム２１０（図２）などの集合体フレームは、異なる行先のＭＡＣフレームを通常有し、各ＭＡＣフレームの行先は、ＭＡＣヘッダ２０３（図２）など、フレームのＭＡＣヘッダにおいて指定される。対照的に、娯楽ネットワークは、対化ソースおよび行先デバイス（たとえば、ＤＶＤプレーヤおよびＬＣＤスクリーン）を通常有し、比較的大量のデータが、特定のソース・デバイスから相手方の行先デバイスに伝送される。その結果、集合体ＭＡＣフレーム２１０（図２）などの集合体フレームは、同じ行先について、フレーム２１６（ｎ）など、複数のＭＡＣフレームを通常有する。図２および３の集約方法は、従来の技術の方法で達成された効率と比較して、娯楽ネットワークの効率を改善するが、たとえば、ＭＡＣヘッダ２０３（ｎ）（図２）に含まれる冗長情報の量を低減することによって、娯楽ネットワークの効率をさらに改善することが依然として可能である。

図４Ａ〜Ｃは、本発明の一実施形態による集合体フレーム・フォーマットを示す。より具体的には、図４Ａ〜Ｃの集合体フレーム・フォーマットは、図２および３に示される方法に基づいて導出される集約方法において使用されることができ、この方法は、以下でより詳細に記述される。図４Ａは、ＰＨＹパケット２１２（図２）またはＰＨＹパケット３１１（図３）と同様に伝送されることができるＰＨＹパケット４１８を示し、図４Ｂ〜Ｃは、ＰＨＹパケット４１８のＭＡＣヘッダ（ＭＨＤＲ）ユニット４２６および圧縮ヘッダ・データ（ＣＨＤＡＴＡ）ユニット４２８をそれぞれ示す。ＭＨＤＲ単位４２６は、すべて同じ行先を意図するＣＨＤＡＴＡ単位４２８（１）から４２８（Ｍ）に適用されるＭＡＣヘッダ情報を搬送する。各ＣＨＤＡＴＡ単位４２８（ｎ）は、ＭＨＤＲ単位４２６に存在する情報をもはや搬送しないので、ＰＨＹパケット４１８に含まれるＭＡＣヘッダ・オーバーヘッドは、たとえばＰＨＹパケット２１２（図２）のＭＡＣヘッダ・オーバーヘッドと比較して、低減される。

図４Ａを参照すると、ＰＨＹパケット４１８は、プリアンブル４２０、ＰＬＣＰヘッダ４２２、ＭＨＤＲ単位４２６、およびＣＨＤＡＴＡ単位４２８（１）から４２８（Ｍ）を有する。プリアンブル４２０およびＰＬＣＰヘッダ４２２は、たとえば、図２のプリアンブル２１３およびＰＬＣＰヘッダ２１４とそれぞれ同様とすることが可能である。プリアンブル４２０、ＰＬＣＰヘッダ４２２、ＭＨＤＲ単位４２６、およびＣＨＤＡＴＡ単位４２８は、図に示されるように、デリミタ４２４によって分離される。一般に、デリミタ４２４は、プリアンブル４２０、ＰＬＣＰヘッダ４２２、ＭＨＤＲ単位４２６、または非末端ＣＨＤＡＴＡ単位４２８（ｎ）（ｎ≠Ｍ）の終わりを示す信号としてシステムによって認識される任意の所定のビットの組合わせを有することができる。ＭＨＤＲ単位４２６、ＣＨＤＡＴＡ単位４２８（１）から４２８（Ｍ）、および対応するデリミタ４２４は、集合体ＭＡＣフレーム４３０を形成する。

図４Ｂを参照すると、ＭＨＤＲ単位４２６は、ＭＡＣヘッダ部分４３６およびＦＣＳ４０４を有する。ＭＡＣヘッダ部分４３６は、以下のフィールドを有する：フレーム制御、持続期間、アドレス１から３、ヘッダ・アイデンティティ（ＨＩＤ）、およびＱｏＳ制御。図４Ｂのフィールドの上の数は、バイトで表されたフィールドの長さを示す。これらのフィールドの中で、フレーム制御、持続時間、アドレス１、アドレス２、アドレス３、およびＱｏＳ制御のフィールドは、規格のＩＥＥＥ８０２．１１ファミリにおいて記述される正規の８０２．１１ＭＡＣヘッダの対応するフィールドと同様であり、ＨＩＤフィールドは、新しい随意選択のフィールドである。より具体的には、ＨＩＤフィールドは、受信器においてＭＨＤＲ単位４２６をＣＨＤＡＴＡ単位４２８と整合させるために使用されることができる。ＦＣＳ４０４は、たとえばＦＣＳ２０４（図２）と同様の正規のＭＡＣ ＦＣＳである。図２のＭＡＣフレーム２１６（ｎ）など、正規の８０２．１１ＭＡＣフレームでは、ＦＣＳは、図２のＬＬＣフレーム２０１（ｎ）などのペイロードと共に、図２のＭＡＣヘッダ２０３（ｎ）などのＭＡＣヘッダを保護する。対照的に、ペイロード・データを有さないＭＨＤＲ単位４２６では、ＦＣＳ４０４は、ＭＡＣヘッダ部分４３６を特に保護する。さらに、ＭＡＣヘッダ部分４３６のフレーム制御フィールドは、ＭＨＤＲ単位４２６をそれ自体として、すなわち、（ｉ）対応するＣＨＤＡＴＡ単位のＭＡＣヘッダ情報を有し、かつ（ｉｉ）それ自体のペイロード・データを有さない単位として、識別する特定のタイプおよびサブタイプの値を有する。

図４Ｃを参照すると、ＣＨＤＡＴＡ単位４２８は、圧縮ヘッダ部分４３８、ペイロード・データ部分４０１、およびＦＣＳ４０４’を有する。圧縮ヘッダ部分４３８は、以下のフィールドを有する：フレーム制御、シーケンス制御、およびＨＩＤ。図４Ｃのフィールドの上の数字は、バイトで表されたフィールドの長さを示す。これらのフィールドの中で、フレーム制御およびシーケンス制御のフィールドは、規格のＩＥＥＥ８０２．１１ファミリに記述される正規の８０２．１１ＭＡＣヘッダの対応するフィールドと同様である。圧縮ヘッダ部分４３８のＨＩＤフィールドは、ＭＡＣヘッダ部分４３６のＨＩＤフィールドと同様であり、ＣＨＤＡＴＡ単位４２８をＭＨＤＲ単位４２６と整合させるために使用される。ＦＣＳ４０４’は、たとえばＦＣＳ２０４（図２）と同様の正規のＭＡＣ ＦＣＳである。ＣＨＤＡＴＡ単位４２８はペイロード・データ部分４０１を有するので、ＦＣＳ４０４’は、ペイロード・データ部分と共に、圧縮ヘッダ部分４３８を保護する。圧縮ヘッダ部分４３８のフレーム制御フィールドは、ＣＨＤＡＴＡ単位４２８をそれ自体として、すなわち圧縮ヘッダ部分を有する単位として、識別する特定のタイプおよびサブタイプの値を有する。圧縮ヘッダ部分の情報は、ペイロード・データ部分を適切に処理するために、対応するＭＨＤＲ単位からのＭＡＣヘッダ情報で補完されなければならない。

受信器において、たとえば図２のＬＬＣフレーム２０１と同様であるペイロード・データ部分４０１の完全な正規の８０２．１１ＭＡＣヘッダは、たとえば以下のように再構築されることができる。ＭＨＤＲ単位４２６のＭＡＣヘッダ部分４３６およびＣＨＤＡＴＡ単位４２８の圧縮ヘッダ部分４３８のＨＩＤフィールドの値は、２つの単位を互いに整合させるためにまず使用される。次いで、ＭＡＣヘッダ部分４３６および圧縮ヘッダ部分４３８の残りのフィールドの値は、完全な正規のＭＡＣヘッダの対応するフィールド値を導出するために使用される。再構築された完全な正規のＭＡＣヘッダを使用して、受信器は、慣例的な方式でペイロード・データ部分４０１の処理を続行することができる。

図５は、本発明の一実施形態による図４の集合体フレーム・フォーマットを使用するフレーム集約方法を示す。図２のフレーム集約方法と同様に、図５の方法のフレーム集約は、ＭＨＤＲ単位および１つまたは複数のＣＨＤＡＴＡ単位を有する集合体ＭＡＣフレームを形成するために、正規のＭＡＣフレームを処理することによって、ＭＡＣ層５０５より下において実施される。次いで、集合体ＭＡＣフレームは、対応するＰＨＹパケットを形成するために、ＰＨＹ層５１１によって処理される。しかし、図２と５とのフレーム集約方法の１つの相違は、前者では、集合体ＭＡＣフレームの異なるＭＡＣサブフレームを異なる行先に送信することができるが、後者では、すべてのＣＨＤＡＴＡ単位が、ＭＨＤＲ単位において指定された同じ行先を意図することである。

ＬＬＣ層５０２のＬＬＣフレーム５０１（１）から５０１（Ｍ）（Ｍは正の整数）が、ＭＡＣ層５０５に渡される。各ＬＬＣフレーム５０１（ｎ）（１≦ｎ≦Ｍ）は、ＭＡＣヘッダ５０３（ｎ）およびＭＡＣ ＦＣＳ５０４（ｎ）を添付することによって、ＭＡＣサブフレーム５１６（ｎ）に形成され、ＭＡＣヘッダ５０３（ｎ）のそれぞれは、同じ行先アドレスを指定する。次いで、ＭＡＣサブフレーム５１６（１）から５１６（Ｍ）は、集合体ＭＡＣフレーム５３０を生成するために、中間ヘッダ圧縮および集約層５０７において処理される。集合体ＭＡＣフレーム５３０は、集合体ＭＡＣフレーム４３０（図４Ａ）と同様であり、ＭＨＤＲ単位５２６およびＣＨＤＡＴＡ単位５２８（１）から５２８（Ｍ）を有する。ＭＨＤＲ単位５２６は、図４のＭＨＤＲ単位４２６と同様であり、各ＣＨＤＡＴＡ単位５２８（ｎ）は、図４のＣＨＤＡＴＡ単位４２８と同様である。したがって、ＭＨＤＲ単位５２６のＭＡＣヘッダ部分は、各ＣＨＤＡＴＡ単位５２８（ｎ）に適用されるＭＡＣヘッダ情報を有する。ＣＨＤＡＴＡ単位５２８（ｎ）の圧縮ヘッダ部分は、ＭＡＣサブフレーム５１６（ｎ）に特有のＭＡＣヘッダ情報を有し、この情報は、ＭＨＤＲ単位５２６のＭＡＣヘッダ情報と共に処理されるとき、受信器が、ＭＡＣヘッダ５０３（ｎ）を再構築することを可能にする。ＣＨＤＡＴＡ単位５２８（ｎ）のペイロード・データ部分は、ＬＬＣフレーム５０１（ｎ）のユーザ・データを有する。ＰＨＹ層５１１は、プリアンブル５２０およびＰＬＣＰヘッダ５２２を添付することによって、集合体ＭＡＣフレーム５３０からＰＨＹパケット５１８を形成し、ＰＨＹパケット５１８、プリアンブル５２０、およびＰＬＣＰヘッダ５２２は、図４のＰＨＹパケット４１８、プリアンブル４２０、およびＰＬＣＰヘッダ４２２とそれぞれ同様である。

一実施形態では、ＳＴＡまたはＡＰの伝送は、伝送エラーのためにＭＨＤＲ単位の１つまたは複数のコピーを損失する場合に頑強性を増大させるために、集合体ＭＡＣフレーム５３０へのＭＨＤＲ単位５２６の複数のコピーを含むことが可能である。ＭＨＤＲ単位５２６の追加のコピーは、異なるＨＩＤ値を有する単位についてある順序付けの制約を受けるＣＨＤＡＴＡ単位５２８（ｎ）のシーケンス内の任意の箇所に配置されることが可能である。この制約については、以下でより詳細に概述される。ＳＴＡまたはＡＰの伝送は、行先あたりおよびトラフィック・クラス（ＴＣ）あたりのＭＡＣヘッダ圧縮を別々に実施することが可能である。伝送エラーのために失われたＣＨＤＡＴＡ単位５２８の再伝送は、正規の非圧縮ＭＡＣフレームとして、または、再びＣＨＤＡＴＡ単位として、実施されることが可能である。

受信するＳＴＡまたはＡＰは、受信されたＭＨＤＲ単位およびＣＨＤＡＴＡ単位のフレーム制御フィールドのタイプおよびサブタイプの値に基づいて、ＭＡＣヘッダ圧縮が使用されたかを判定する。受信器は、ＭＡＣサブフレーム５１６（ｎ）を再創出するために、ＭＨＤＲ単位５２６およびＣＨＤＡＴＡ単位５２８（ｎ）の圧縮ヘッダ部分から適切なフィールドを使用する。ＭＨＤＲ単位５２６は、受信するＳＴＡまたはＡＰによって肯定応答される必要はない。ＣＨＤＡＴＡ単位５２８の肯定応答ポリシは、対応するＭＨＤＲ単位５２６のＱｏＳフィールドにおいて確定される。ＣＨＤＡＴＡ単位５２８の肯定応答が必要とされるとき、既存の８０２．１１ブロックＡＣＫ方式が呼び出されることが可能である。再伝送されたＣＨＤＡＴＡ単位５２８は、圧縮ヘッダ部分のシーケンス制御フィールドの値に基づいて処理され、この値は、ＣＨＤＡＴＡ単位の以前に受信されたシーケンス内における前記ＣＨＤＡＴＡ単位の適切な位置を示す。ＨＩＤフィールドの値に基づいて、対応するＭＨＤＲ単位が集合体フレームにおいて見つけられないとき、ＣＨＤＡＴＡ単位は破棄される。

特定のＨＩＤ値を有するＣＨＤＡＴＡ単位５２８が、同じＨＩＤ値を有する少なくとも１つのＭＨＤＲ単位５２６によって先行されることが好ましい。ＨＩＤ値あたり集合体ＭＡＣフレーム５３０の唯一のＭＨＤＲ単位５２６が、受信器が、そのＨＩＤ値を有するＭＡＣサブフレーム５１６（ｎ）のシーケンスを再構築することを可能にするために、適切に受信されることが必要である。実施を容易にするために、異なるＨＩＤ値を有するＭＨＤＲ単位が、ＣＨＤＡＴＡ単位５２８とその整合ＭＨＤＲ単位５２６との間に生じないことが好ましい可能性がある。単一集合体ＭＡＣフレーム５３０内において、同じＭＡＣヘッダ情報を搬送しないＭＨＤＲ単位が、異なるＨＩＤ値に割り当てられる。

図２の集約方法と比較して、図５の集約方法は、オーバーヘッド全体を約１５％程度低減することができ、低減のほとんどは、ＭＡＣヘッダに関連するオーバーヘッドの低減に由来する。たとえば、シミュレーションは、１８８バイトのサイズを有するＭＡＣサブフレーム５１６および約１０^−６と１０^−３との間のビット・エラー・レート（ＢＥＲ）を有するガウス型通信チャネルについて、オーバーヘッドの低減は、約４と１５％との間であることを示した。

図６は、本発明の他の実施形態による、図４の集合体フレーム・フォーマットを使用するフレーム集約方法を示す。図６の方法のフレーム集約は、通信媒体上で伝送されるＰＨＹパケット６３２を形成するために、プリアンブルを複製せずに、それぞれがＰＨＹパケット４１８（図４Ａ）と同様である複数のＰＨＹサブパケットをまず形成し、次いでそれらのサブパケットを連結することによって、集合体およびＰＨＹ層６０７内において実施される。

一実施形態では、ＬＬＣ層６０２およびＭＡＣ層６０５内における処理は、ＬＬＣ層５０２およびＭＡＣ層５０５（図５）内における処理とそれぞれ同様である。より具体的には、ＬＬＣフレーム６０１（１）から６０１（Ｍ）は、ＬＬＣ層６０２からＭＡＣ層６０５に渡され、各ＬＬＣフレーム６０１（ｎ）は、ＭＡＣヘッダ６０３（ｎ）およびＭＡＣ ＦＣＳ６０４（ｎ）を添付することによって、ＭＡＣサブフレーム６１６（ｎ）に形成される。ＭＡＣヘッダ６０３（ｎ）は、同じ行先に対応する。ＭＡＣサブフレーム６１６（１）から６１６（Ｍ）は、集約およびＰＨＹ層６０７に渡され、そこで、まずソートおよびグループ分けされる。同じグループ内のＭＡＣサブフレーム６１６は、同じ行先を有する。次いで、ＭＡＣサブフレームの各グループは、たとえば集合体ＭＡＣフレーム５３０（図５）と同様である集合体ＭＡＣフレーム６３０を形成するように処理される。次いで、集約およびＰＨＹ層６０７は、（Ａ）対応するＰＨＹサブパケット６１８’（ｉ）を形成するために、ＰＬＣＰヘッダ６２２（ｉ）を各集合体ＭＡＣフレーム６３０（ｉ）（１≦ｉ≦Ｋ）に添付し、（Ｂ）Ｋの結果的なＰＨＹサブパケット６１８’を連結し、および（Ｃ）ＰＨＹパケット６３２を形成するために、プリアンブル６２０を追加する。ＰＨＹパケット６３２の最大長（持続時間）は、３ｍｓの最大利用可能８０２．１１バースト・サイズによって限定される可能性がある。

受信器において、ＬＬＣフレーム６０１（ｎ）のＭＡＣヘッダ６０３（ｎ）は、たとえば、以下のように再構築されることができる。ＬＬＣフレーム６０１（ｎ）に対応する受信された集合体ＭＡＣフレーム６３０（ｉ）のＭＨＤＲ単位およびＣＨＤＡＴＡ単位のＨＩＤフィールドの値は、ＭＨＤＲ単位およびＣＨＤＡＴＡ単位を互いに整合させるためにまず使用される。次いで、ＭＨＤＲ単位のＭＡＣヘッダ部分およびＣＨＤＡＴＡ単位の圧縮ヘッダ部分は、ＭＡＣヘッダ６０３（ｎ）を再構築するために使用される。最後に、再構築されたＭＡＣヘッダを使用して、受信器は、ユーザ・データを回復するために、慣例的な方式で、ＣＨＤＡＴＡ単位のペイロードを処理する。

本発明について例示的な実施形態を参照して記述してきたが、本記述は、限定的な意味で解釈されることを意図していない。本発明が属する技術分野の当業者には明らかである記述された実施形態、ならびに本発明の他の実施形態の様々な修正は、請求項において表される本発明の原理および範囲内にあると見なされる。

方法請求項の工程は、あるとすれば、対応する名称付けを有する特定のシーケンスで列挙されるが、請求項の列挙がそれらの工程のいくつかまたはすべてを実施する特定のシーケンスを特に示唆しない限り、それらの工程は、特定のシーケンスで実施されることに限定されることを必ずしも意図しない。

本発明は、単一集積回路上での可能な実施を含めて、回路ベースのプロセスとして実施されることが可能である。当業者には明らかなように、回路要素の様々な機能も、ソフトウェア・プログラムの処理工程として実施されることが可能である。そのようなソフトウェアは、たとえば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、または汎用コンピュータにおいて使用されることが可能である。

本発明は、それらの方法を実施する方法および装置の形態において実現されることが可能である。本発明は、フロッピー（登録商標）・ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ハード・ドライブ、またはあらゆる他の機械可読記憶媒体など、有形媒体において実現されたプログラム・コードの形態で実現されることもできる。プログラム・コードが、コンピュータなどの機械にロードされ、機械によって実行されるとき、機械は、本発明を実施する装置となる。本発明は、プログラム・コードの形態で実現されることもでき、たとえば、記憶媒体に記憶される、機械にロードされるおよび／または機械によって実行される、あるいは、電気ワイヤまたはケーブル上で、光ファイバを経て、または電磁放射を介してなど、ある伝送媒体または搬送波上で伝送される。プログラム・コードが、コンピュータなどの機械にロードされ、機械によって実行されるとき、機械は、本発明を実施する装置となる。汎用プロセッサで実施されるとき、プログラム・コード・セグメントは、プロセッサと組み合わされて、特定の論理回路と同様に動作する独自のデバイスを提供する。

８０２．１１無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）規格に従うユーザ・データの従来の技術のフレーミング・シーケンスを示す図である。 １つの例示的なフレーム集約方法を示す図である。 他の例示的なフレーム集約方法を示す図である。 ＡからＣは、本発明の一実施形態による、集合体フレーム・フォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態による、図４の集合体フレーム・フォーマットを使用するフレーム集約方法を示す図である。 本発明の他の実施形態による、図４の集合体フレーム・フォーマットを使用するフレーム集約方法を示す図である。

Claims (10)

1. １つまたは複数のサブフレームについて集合体フレームを生成する方法であって、
   （ａ）前記１つまたは複数のサブフレームの第１セットのヘッダからヘッダ単位を生成するステップであって、前記ヘッダ単位が、前記第１セットの各サブフレームに適用可能なヘッダ情報を有するステップと、
   （ｂ）前記第１セットの各サブフレームについて、圧縮ヘッダ部分およびペイロード・データ部分を有するデータ単位を生成するステップと、
   （ｃ）生成されたヘッダ単位およびデータ単位を含む前記集合体フレームを生成するステップと、を備える、方法。
2. ステップ（ｂ）において各サブフレームについて、
   前記圧縮ヘッダ部分が、前記サブフレームに適用可能なヘッダ情報を有し、
   前記ペイロード・データ部分が、前記サブフレームのユーザ・データを有し、また、
   前記第１セットのすべてのサブフレームが、単一持続時間について意図され、
   前記第１セットの各サブフレームについて、前記圧縮ヘッダ部分および前記ヘッダ単位が合わせて、前記サブフレームの前記ヘッダ情報のすべてを有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記ヘッダ単位を少なくとも１回複製するステップをさらに備え、ステップ（ｃ）が、前記ヘッダ単位の少なくとも１つのコピーが、すべての対応するデータ単位に先行するように、前記ヘッダ単位およびデータ単位の位置を順序付けする処理を有する、請求項１に記載の方法。
4. ステップ（ｃ）が、
   前記ヘッダ単位および前記データ単位からシーケンスを生成する処理と、
   各２つの隣接単位間にデリミタを挿入する処理とを有する、請求項１に記載の方法。
5. 前記ヘッダ単位および前記圧縮ヘッダ部分のそれぞれが、前記ヘッダ単位を前記集合体フレームの前記対応するデータ単位の１つまたは複数に整合させることを可能にするヘッダ・アイデンティティ（ＨＩＤ）フィールドを有し、
   前記ヘッダ単位が、単位のタイプをヘッダタイプ単位として示すフレーム制御フィールドを備え、
   前記ヘッダ単位が、ユーザ・データを有さず、
   前記圧縮ヘッダ部分が、単位のタイプをデータタイプ単位として示すフレーム制御フィールドを備え、前記圧縮ヘッダ部分が、前記第１セットの他のサブフレームに対する前記サブフレームの位置を示すシーケンス制御フィールドをさらに備え、
   前記ヘッダ単位および前記データ単位のそれぞれが、前記単位のエラー検出／補正情報を有するフレーム・チェック・シーケンス（ＦＣＳ）を有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記１つまたは複数のサブフレームが、２つ以上のサブフレームを備え、
   前記１つまたは複数のフレームの１つまたは複数の追加のセットのそれぞれについて、ステップ（ａ）および（ｂ）を反復する処理と、
   各サブセットについて、前記ヘッダ単位および前記データ単位からシーケンスを生成する処理と、
   前記集合体フレームを形成するために、生成されたシーケンスを連結する処理と、
   前記集合体フレームを使用して、物理層パケットを形成し、前記物理層パケットを形成する処理が、パケット・プリアンブルおよびパケット・ヘッダを前記集合体フレームに添付する処理を有することとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
7. 受信デバイスによってパケットを処理する方法であって、
   １つまたは複数のサブフレームに対応する集合体フレームを有するパケットを受信する処理を備え、
   前記集合体フレームが、ヘッダ単位、および各サブフレームについてデータ単位を備え、
   前記ヘッダ単位が、１つまたは複数のサブフレームに適用可能なヘッダ情報を有し、
   前記データ単位が、圧縮ヘッダ部分およびペイロード・データ部分を有し、さらに、
   前記ヘッダ単位および前記データ単位に基づいて、前記１つまたは複数のサブフレームの前記対応するサブフレームを再構築する処理を有する、方法。
8. 前記圧縮ヘッダ部分が、前記サブフレームに特有の前記ヘッダ情報を有し、
   前記ペイロード・データ部分が、前記サブフレームの前記ユーザ・データを有し、
   前記ヘッダ単位の前記ヘッダ情報が、１つまたは複数のサブフレームのヘッダに共通の情報である、請求項７に記載の方法。
9. 前記ヘッダ単位および前記圧縮ヘッダ部分のそれぞれが、ヘッダ・アイデンティティ（ＨＩＤ）フィールドを有し、
   前記方法が、前記ＨＩＤフィールドの前記値を使用して、前記ヘッダ単位を前記対応するデータに整合させる処理を有し、
   前記ヘッダ単位および前記データ単位のそれぞれが、前記単位のタイプを示すフレーム制御フィールドを備え、
   前記方法が、前記フレーム制御フィールドの前記値に基づいて、書く単位のタイプを識別する処理を有し、
   前記ヘッダ単位および前記データ単位のそれぞれが、前記単位のエラー検出／補正情報を有するフレーム・チェック・シーケンス（ＦＣＳ）を備え、
   前記方法が、前記ヘッダ単位およびデータ単位のそれぞれについて、前記エラー検出／補正情報に基づいて１つまたは複数のエラーを補正する処理を有し、
   前記圧縮ヘッダ部分が、前記１つまたは複数のサブフレームの他のサブフレームに関して、前記対応するサブフレームの位置を示すシーケンス制御フィールドを備える、請求項７に記載の方法。
10. 前記方法が、集積回路（ＩＣ）のプロセッサにおいてステップとして実施され、前記ＩＣが、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って動作するデバイスにおいて実現される、請求項７に記載の方法。
    

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