JP2007527167A - 媒体アクセス制御アクション・テーブルを使った無線パケット処理の方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、パケット送信に付随する遅延を低減する方法および無線通信装置を提供する。媒体アクセス制御（ＭＡＣ）機能は、ＨＷ（ハードウェア）部分と（ＳＷ）ソフトウェア部分とに分割される。選択されたＭＡＣ機能は、処理のためにソフトウェアＭＡＣ層に送られるのではなく、ハードウェアＭＡＣ層で直接実行される。どんなアクションがＨＷ ＭＡＣで使用可能にされているかに基づいて、機能をＨＷ ＭＡＣまたはＳＷ ＭＡＣのどちらかで実行する柔軟性がある。これは、解決策の設計変更および絶えず変化する標準要件に対応することができる。ＭＡＣ機能の一部のＨＷ ＭＡＣへの割り振りは、特に、リアルタイム機能を実行するときの遅延の低減を可能にする。

Description

本発明は、一般に、無線通信システムに関し、より詳細には、時間感度およびサービス品質（ＱｏＳ）に対処するためにデータ・パケットを処理するシステムおよび方法に関する。

情報の通信に関連する技術が、この数十年にわたって急速に進化してきた。例えば、最近２０年間にわたって、無線通信技術は、もともとは新商品とみなされていた製品を提供することから、モバイル通信のための基本手段である製品を提供することに移行している。おそらく、これらの無線技術のうちで最も有力なものは、セルラ電話のシステムおよび製品であった。セルラ技術が出現して既存の有線通信システムに移動式延長を提供し、ユーザに、従来の回路交換無線パスを使ったユビキタスなカバレッジを提供した。しかしながら、より最近では、無線通信技術は、ほぼあらゆる通信領域において有線接続に取って代わり始めている。例えば、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）が、家庭でもオフィスでも、従来の有線ネットワークに代わるものとして急速に普及しつつある。

１９９０年頃、ＩＥＥＥ８０２標準委員会は、１Ｍｂｐｓおよび２Ｍｂｐｓのデータ転送速度で２．４ＧＨｚ無許可周波数帯において動作する無線設備およびネットワーク用の世界標準を策定するために、８０２．１１無線ローカル・エリア・ネットワーク標準ワーキンググループを結成した。この標準の導入後、米国において、８０２．１１標準の様々なバージョンが、急速に、ＷＬＡＮネットワークおよび装置の標準化の基礎を形成した。同様の取り組みが、欧州でも、ＨＩＰＥＲＬＡＮ標準をめぐって徐々に発展してきた。

消費者は、当然ながら、無線技術を使って利用可能なサービスと有線サービスを使って利用可能なサービスとを比較することになる。イーサネットや非同期転送モード（ＡＴＭ）プロトコルなどを使った有線サービスは、中でも特に、ネットワークを介して音声およびビデオ・データを配信する機能を提供する。これらのサービスは異なる要件を有する。例えば、音声データは、データ・サービスに必要なパケット誤り信頼性を必要としないが、過剰な遅延を許容することはできない。ビデオ・データは、一般に、音声よりも多くの遅延を被ることがあるが、遅延ジッタに対する耐性は比較的低い。これらの遅延およびパケット誤り率の考慮事項は、コネクション型サービスによって最も適切にサポートされることがあり、その場合、パラメータは、各接続の開始時に折衝され、設定される。異なるタイプのデータに加えて、今日の有線システムの多くは、差別化されたサービス品質（ＱｏＳ）レベルを提供するサービスもサポートする。

一般に、ＱｏＳという用語は、特定のアプリケーションをサポートするトラフィック・フローを記述する、定性的、定量的トラフィック特性（例えば、スループット、サービス間隔、パケット・サイズ、遅延、ジッタ、優先順位、タイプなど）の組を指す。有線システムにおいては、データ転送速度が非常に高く、物理層の誤り率が非常に低いため、ＱｏＳ問題は無視されてもよい。しかしながら、無線システムは、限られた帯域幅を用いて非常に高いパケット当たりのオーバーヘッドを課し、そのために、同じことは、８０２．１１ＷＬＡＮなどの無線システムには当てはまらない。例えば、無線システムにおける利用可能データ転送速度の相当な割合が、パケットのフラグメント化、フレーム間の間隔およびＭＡＣレベルの肯定応答（acknowledgement）によって消費される。加えて、重いトラフィック負荷が衝突とバックオフとを増大させ、そのため、フレーム配信時間がさらに増大する。また、頻繁な再送信も、ほぼ数十から数百ミリ秒程度の予測不能な遅延を生じさせ、保留中のフレームの送信がブロックされることもある。音声およびビデオ送信を伴うほとんどのマルチメディア・サービスの品質は、遅延が一定レベルを上回って増大すると劇的に劣化する。これは、無線通信システムにおけるこれらの種類のサービスの提供に関連する大きな障害である。

したがって、例えば、音声、ビデオその他の遅延に敏感なサービスを提供するために、遅延を低減させ、ＱｏＳ問題に対処する機構を提供する無線通信システムおよび方法を開発することが望ましいはずである。

本発明によるシステムおよび方法は、ＭＡＣ機能の一部をＭＡＣ層のハードウェア部分に、ＭＡＣ機能の一部をＭＡＣ層のソフトウェア部分に割り振る無線通信システムを提供することによって、上記その他の必要に対処する。例えば、より大きいＱｏＳ関連の時間感度を有する受信パケットに対する応答は、遅延を低減するために、完全にＭＡＣ層のハードウェア部分内で識別され、処理され得る。これに対して、あまり時間に敏感ではないＭＡＣ処理ステップは、ＭＡＣ層のソフトウェア部分で実行され得る。

本発明の１つの例示的実施形態によれば、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層においてデータ・パケットを処理する方法は、データ・パケットを受け取ること、データ・パケットを受信チェーンのＭＡＣ層のハードウェア部分に送ること、受信チェーンのＭＡＣ層のハードウェア部分において、受け取られたデータ・パケットに関連付けられたパケット・タイプを決定すること、パケット・タイプに基づいて、送信チェーンのＭＡＣ層のハードウェア部分を選択的にトリガすること、および、そうではなく、応答の生成のために、受信チェーンの上記ＭＡＣ層のソフトウェア部分に指示を送ることを含み得る。

本発明の別の例示的実施形態によれば、無線通信装置は、データ・パケットを受け取る受信機と、ハードウェア部分およびソフトウェア部分を備え、そのハードウェア部分において、受け取られたデータ・パケットに関連付けられたパケット・タイプが決定される媒体アクセス・コントローラ（ＭＡＣ）と、ＭＡＣのハードウェア部分にある、選択されたパケット・タイプのためのハードウェア処理機能が格納されている受信アクション・テーブルとを含むことができ、受け取られたデータ・パケットのパケット・タイプが選択されたパケット・タイプの１つである場合、関連付けられたハードウェア処理機能が実行され、そうでない場合、上記ＭＡＣのソフトウェア部分に指示が与えられる。

添付の図面は、本発明の例示的実施形態を示すものである。

以下の本発明の詳細な説明では、添付の図面を参照する。異なる図面における同じ参照番号は、同じ、または類似の要素を識別する。また、以下の詳細な説明は本発明を限定するものではない。そうではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

本考察での若干の状況を示すために、まず、図１を参照してＷＬＡＮシステムの例が説明される。しかしながら、本発明がＷＬＡＮシステムにおける実装だけに限定されないことを、当分野の技術者は理解するであろう。図１において、有線ネットワーク１０（イーサネット・ネットワークなど）は、ファイル・サーバ１２と、ファイル・サーバ１２に接続されたワークステーション１４とを備える。典型的な有線ネットワークは、多数の固定されたワークステーション１４にサービス提供するが、図１には、簡単にするために１つだけが示されていることを、当分野の技術者は理解するであろう。また、有線ネットワーク１０は、ルータ１８を介してＷＬＡＮ１６にも接続される。ルータ１８は、ＷＬＡＮ１６のアクセス・ポイント（ＡＰ）を有線ネットワークと相互接続し、有線ネットワークを介してアクセス・ポイントは、例えば、ファイル・サーバ１２と通信を行うことができる。図１のＷＬＡＮシステムの例には、それぞれがそれぞれのＡＰを有する、３つのセル２０、２２および２３（基本サービス・セット（ＢＳＳ）または基本サービス・エリア（ＢＳＡ）とも呼ばれるが示されているが、ＷＬＡＮ１６には、より多くの、またはより少ないセルが設けられてもよいことも、やはり、当分野の技術者は理解するであろう。各セル内において、それぞれのＡＰは、無線接続を介していくつかの無線局（Ｗ）にサービス提供する。

本発明の例示的実施形態によれば、ＡＰとそれぞれの無線局Ｗの間の信号伝送は、８０２．１１標準の１つによる無線通信信号を使って行われる。しかしながら、本発明はそれに限定されるものではなく、他の形式および標準による信号通信で実施されてもよいことを当分野の技術者は理解するであろう。前述のように、８０２．１１標準へのＱｏＳ機能の導入は、ＭＡＣ層においてフレーム交換シーケンスの間にさらに時間に敏感な機能が実行される結果を生じる。ＱｏＳ関連フレーム交換シグナリングの時間に敏感な性質を説明するために、図２に示すフレーム交換シーケンスの例を考察する。

図２では、ＡＰと第１の無線局Ｗの間のフレーム交換シーケンスが、第１の送信機会（ＴＸＯＰ１）の間に起こる。ＡＰは、短いフレーム間間隔（ＳＩＦＳ）によって無線局Ｗからの肯定応答から隔てられたＱｏＳデータを送信する。ＴＸＯＰ１の最後のフレームで、無線局ＷによってＱｏＳヌル・メッセージが送信される。別の無線局Ｗに別の送信機会を許可するために、ＡＰは、メッセージＱｏＳ ＣＦ Ｐｏｌｌを使用する。次いで、ＴＸＯＰ２の間に、この別の無線局ＷはＡＰにこの別の無線局ＷのＱｏＳデータ・フレームを送信し、それらのフレームはＡＰによって同様に肯定応答される。この例は、すべてのデータ・フレーム送信が受信局によって肯定応答されることを示しているが、８０２．１１ｅは、ＭＡＣレベルの肯定応答をオプションとすることを許容しており、すなわち、局は、着信フレーム中のＡＣＫポリシ・フィールドに基づいて正しく受け取られたフレームを確認する必要がない。これは、ＳＩＦＳ期間が満了した後、次のパケットが送信可能になっている必要があることを意味するため、そのようなシステムにおけるデータ・パケットの送受信に関連付けられた時間制約条件をさらに厳しくする。一般に、無線プロトコルに対するＱｏＳ関連の変更は、（１）データ・パケット受信時、フィールドが抽出される必要があり、データ・パケットにさらなるソフトウェア処理が行われる必要があり、または時間に敏感な応答が返送される必要があるとき、および（２）データ・パケット送信時、いくつかのフィールドがデータ・パケットに挿入される必要があり、または何らかの追跡アクションが講じられる必要のあるときに、ＭＡＣ層処理に時間感度を導入している。

本発明の例示的実施形態によれば、上記その他のＱｏＳ関連無線プロトコルに関連付けられた時間感度は、ハードウェアとソフトウェアの間でＭＡＣレベル機能を区分することによって実現され得る。例えば、本発明の例示的実施形態によれば、この区分化は、ハードウェア中のレジスタ・インターフェースによって実現され得る。その一部が図２に示されている現在送信用に定義されている様々なタイプのＭＡＣパケット、ならびに、将来、様々な標準でより多くのパケット・タイプが追加されるであろうという期待のために、本発明によるＭＡＣハードウェアは、各パケット・タイプの時間に敏感な性質の要件を扱い、ソフトウェアによって指定されるようにその要件を満たすように設計される。本明細書で使用される場合、「パケット・タイプ」という用語は、パケット・タイプ、パケット・サブタイプおよびパケット・タイプ／サブタイプの組み合わせを含むものであることに留意されたい。特に、本発明の例示的実施形態は、ＭＡＣハードウェアに、本明細書でＲｘアクション・テーブルおよびＴｘアクション・テーブルと呼ばれる２つの表を設ける。

これら２つの表のハイレベル実装の例が図３に示されている。図３には、物理層と、ハードウェア（ＨＷ）ＭＡＣ層とソフトウェア（ＳＷ）ＭＡＣ層の間の対話の例が示されている。送信チェーン３０と受信チェーン３２の両方が示されており、これらは、単一のＭＡＣコントローラに統合されてもよい。Ｒｘアクション・テーブル３４は、受信チェーン３２に関連付けられたＨＷ ＭＡＣ層内に含まれ、Ｔｘアクション・テーブル３６は、送信チェーン３０に関連付けられたＨＷ ＭＡＣ層内に含まれることに留意されたい。次に、このＭＡＣアーキテクチャの処理フローの例が、図４の流れ図を参照して説明される。

図４では、まず、ステップ５０で、物理層の受信モジュール３８によってデータ・パケットが受け取られる。次いで、ステップ５２で、データ・パケットは、受信チェーン３２のＨＷ ＭＡＣ層に送られる。ステップ５４で、ＨＷ ＭＡＣ層は、データ・パケットを検証し、ヘッダ情報などから、どんなタイプのデータ・パケットが受け取られたか決定する。ステップ５６で、Ｒｘアクション・テーブル３４は、そのパケット・タイプに基づき、受け取られたデータ・パケットに応答してどんなアクションを取るべきか決定する。パケット・タイプが、より高速な応答が求められていることを示す場合、トリガが、受信チェーン３２のＨＷ ＭＡＣ層から送信チェーン３０のＨＷ ＭＡＣ層に直接送られてもよい。このパスは、ＭＡＣ層のソフトウェア部分を迂回するため、結果として生じる応答はより高速になり、より少ない遅延が生じることになる。以下に、データ・パケット・タイプおよび対応するアクションの例が示される。Ｒｘアクション・テーブル３２によって高速な応答が指示されない場合、ステップ５８で、受信チェーン３２のソフトウェア（ＳＷ）ＭＡＣ層に指示が送られ、パケットが処理され、ソフトウェア（ＳＷ）ＭＡＣで生成された応答が送信チェーン３０に送られる。

以上、本発明による、ＭＡＣ層でデータ・パケットを処理する例示的実施形態を説明したが、次に、Ｒｘアクション・テーブル３４とＴｘアクション・テーブル３６のいくつかのさらに詳細な例が示される。受信チェーン３２のＨＷ ＭＡＣ層は、（ＱｏＳフレームのための）ＡＣＫポリシと共に、この特定のパケットに取られ得るアクションの組を決定する機構である、着信パケットの宛先アドレスを決定するアドレス・フィルタを含む。着信パケットは、例えば、（１）この特定の無線局のユニキャスト・アドレスを有するパケット、（２）他の無線局のユニキャスト・アドレスを有するパケット、（３）この特定の無線局がそのメンバであるマルチキャスト・グループ・アドレスを有するパケット、（４）この特定の無線局がそのメンバでないマルチキャスト・グループ・アドレスを有するパケット、および（５）ブロードキャスト・アドレスを有するパケットという宛先タイプの１つとして類別されてもよい。受け取られたフレームは、それらの様々な宛先アドレス・タイプに基づいて、様々に処理される。例えば、着信フレームがこの特定の無線局に向けられたものであり、この特定の局だけのためのものである場合（すなわち、ユニキャスト・アドレスを有する場合）、受信側無線局Ｗは、送信側無線局ＷにＡＣＫフレームを返すべきである。代替として、着信フレームの宛先アドレスが、このフレームが対象としているマルチキャスト・グループのメンバである場合、受信側無線局Ｗは、ＡＣＫフレームで応答すべきではなく、代わりに、ＳＷ ＭＡＣ層に対して指示されるべきである。同じ機構は、ブロードキャスト宛先アドレスを有する着信フレームを処理するためにも設けられるべきである。

他方、着信フレームの宛先アドレスが、その無線局がメンバではないマルチキャスト・アドレスである場合、このフレームは、ＨＷ ＭＡＣ層で除去されるべきであり、ＳＷ ＭＡＣ層に指示されるべきではない。着信フレームの宛先アドレス・タイプを考察することに加えて、本発明の例示的実施形態によるＲｘアクション・テーブルは、例えば、着信ＱｏＳフレームにＡＣＫポリシ・フィールドが存在するかどうかに従って索引付けされてもよい。

着信データ・パケットの上記その他の類別に基づいて、Ｒｘアクション・テーブル３４は、決定されたパケット・タイプに関連付けられたアクションを出力するように索引付けされ得る。そのようなアクションは、Ｒｘアクション・テーブル入力語にビット・フィールドとして表されてもよく、例えば、以下のアクションを含む。

１．事前にプログラムされている制御パケット（着信ＣＦ Ｐｏｌｌフレームの場合にはデータ・パケット）の送信をトリガする。このアクションは、例えば、着信パケットが、ＣＦ Ｐｏｌｌ＋データ、ＰＳ Ｐｏｌｌ、データ／ＡＣＫおよびＲＴＳ ＣＴＳシーケンスのタイプの１つであるときに実行されてもよい。

２．特定の数のデータ・パケット・バイトが受け取られた後で割込みをトリガする。このアクションは、例えば、新しいフレーム・タイプが標準に導入される場合にトリガされてもよい。ＳＷ ＭＡＣ層は、たいがいは時間重視で、新しいフレーム・タイプに作用することができるように動作することが必要になる。よって、この新しいフレーム・タイプが受け取られたときに、ＳＷ ＭＡＣは、例えば、構成可能なバイト数が受け取られた後で、Ｒｘアクション・テーブルにおいてこの割込みを使用可能にすることができる。

３．ＤＣＦ媒体アクセス規則に従ってパケットの送信をトリガする。各フレームは、それらがホストから受け取られるときにＨＷ ＭＡＣにおいて待ち行列に入れられてもよい。ＨＷ ＭＡＣ層は、ＤＣＦプロトコルに従った後で、フレーム送信を処理する。これは、ＳＷ ＭＡＣの作業負荷を低減させ、ＭＡＣ層処理に関連付けられるプロセッサ・サイクル数を低減させる。

４．メモリに着信パケットを書き込み、ソフトウェアがこのパケットを処理するための割込みを生成する。このアクションは、ＨＷ ＭＡＣ層が、さらに、フレームを、ＳＷ ＭＡＣ層がアクセスすることのできるメモリ装置にも書き込むことを示す宛先アドレス・フィルタ結果に基づいてトリガされてもよい。

５．着信パケットにＣＲＣ検査を行う。いくつかの試験的事例では、着信パケットへのＣＲＣ検査に先行することが望ましいこともある。Ｒｘアクション・テーブルにＣＲＣ検査あり／なしのトリガを設けることは、そのような事例を処理する効率のよい機構を提供する。

６．ＴＸＯＰホルダ・アドレスを更新する。このアクションは、例えば、着信フレームがＣＦ Ｐｏｌｌフレームであるときにトリガされてもよい。

７．着信パケットの期間ＩＤでＮＡＶを更新する。このアクションは、Ｒｘアクション・テーブルにおいて多くのタイプの着信パケットについてトリガされることになる。しかしながら、例示的８０２．１１ｅ標準に関連付けられた仮想搬送波感知アルゴリズムは、すべてのパケット・タイプに作用する必要はなく、例えば、ＰＳ Ｐｏｌｌフレームでは、期間ＩＤフィールドが定義されていない。このために、ＨＷ ＭＡＣ層は、一般に期間Ｉｄが位置する場所である、ＰＳ Ｐｏｌｌフレームの第３および第４のバイトでＮＡＶを更新すべきではない。ＮＡＶは、ＣＦ期間の最中のビーコンにおいてこのフィールドが受け取られた場合、残りのＣＦ期間値で更新されるべきである。

８．ビーコン・パケットでは、Ｒｘアクション・テーブルにおいていくつかの異なるアクションが指示されてもよい。例えば、ビーコンは、ＢＳＳＩＤ、ＳＳＩＤおよび／または機能情報に基づく除去されたビーコンとすることもでき、ＴＳＦはビーコン中のＢＳＳ／ＩＢＳＳ更新基準に従って更新されてもよく、あるいは、ＮＡＶは、ビーコンがＣＦＰを開始する場合に更新されてもよい。

同様に、Ｔｘアクション・テーブル３６も、パケット・タイプ／アクションによって編成され得る。パケット・タイプ／サブタイプに基づき、Ｔｘアクション・テーブル３６は、決定されたパケット・タイプに関連付けられたアクションを出力するように索引付けされ得る。そのようなアクションは、Ｔｘアクション・テーブル入力語中のビット・フィールドとして表されてもよく、例えば、以下に示すようなアクションを含むことができる。

１．送信されるべきパケットのＣＲＣを挿入する。このアクションは、例えば、ＣＲＣが意図的に変形されているフレームを受け取ることによって受信側無線局のＣＲＣモジュールを検査することが望ましいときに、試験目的で、行われてもよい。このオプションを使用して、送信側無線局のためのＨＷ ＭＡＣのＣＲＣ生成モジュールが使用不可にされてもよい。

２．発信元ＭＡＣアドレス／ＢＳＳＩＤを挿入する。Ｔｘアクション・テーブルにおいてこのアクションを使用可能にすることは、発信フレームのためのＳＷ ＭＡＣにおけるオーバーヘッドの低減をもたらし得る。このアクションは、受信チェーンのＨＷ ＭＡＣによってトリガされる自動応答フレームにも、送信側と受信側のアドレスが交換される必要のある場合にも使用され得る。

３．フラグメント化パラメータに基づいてパケットをフラグメント化する。フラグメント化関連のパラメータは、ＨＷ ＭＡＣに提供されてもよく、その場合、ＨＷ ＭＡＣは、ＳＷ ＭＡＣ層からの支援なしで、パケットのフラグメント化を処理することができる。

４．パケット送信後のＳＩＦＳ時間に指定された応答を期待する。これは、ＨＷ ＭＡＣ Ｒｘが、フレーム送信直後に、着信フレームの受信状態マシンを用意する必要があるときに、ＳＷ ＭＡＣによってＨＷ ＭＡＣに指示されてもよい。

５．パケットを送信するとすぐに、（１つまたは複数の）割込みを生成する。この割込みアクションは、以前にプログラムされたパケットがＨＷ ＭＡＣによって試行されているかどうかを知り、その試行のフィードバック／結果を提供するために、ＳＷ ＭＡＣによってＴｘアクション・テーブルにおいて可能にされてもよい。

６．ビーコンにタイムスタンプおよび／またはＤＴＩＭカウントを挿入する。このアクションは、Ｔｘアクション・テーブルがＳＷ ＭＡＣ層から送信用パケットを受け取るたびにトリガされてもよい。

８０２．１１ｅ標準を参照する上記の例は、単なる例示にすぎず、本発明は、他の標準に従って動作する通信システムにも適用され得ることを当分野の技術者は理解するであろう。８０２．１１および／または８０２．１１ｅの動作に関心のある読者は、両方とも、参照によって明示的に本明細書に組み込まれる、情報技術のためのＩＥＥＥ標準、第１１部、無線ＬＡＮ／ＭＡＣおよび物理層（ＰＨＹ）規格、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ８０２．１１（１９９９）と、情報技術のためのＩＥＥＥ標準、第１１部、無線ＬＡＮ／ＭＡＣおよび物理層（ＰＨＹ）規格への補足案、サービス品質（サービス品質）のためのＭＡＣ機能拡張、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ／Ｄ４．０、１９９９年１１月とを参照されたい。

本発明によるハードウェアとソフトウェアの間でのＭＡＣ機能の割り振りは、任意の無線通信システムまたは装置において施され得る。本発明をさらに説明するために、図５に、ＰＤＡ装置における組み込み式無線ＬＡＮチップに関する例が示されている。図５には、汎用マイクロプロセッサ６２、少なくとも１つのメモリ・ユニット６４、ＨＷ ＭＡＣユニット６６およびＳＤＩＯインターフェース・ユニット６８を含む、ＭＡＣコントローラ６０（ＡＳＩＣチップ）の例が示されている。ＤＭＡコントローラ、他の入出力ポート、電力変換器、追加のメモリ装置など、他の機能ブロックが含まれてもよいが、考察を簡単にするためにこれら４つの機能ブロックだけが示されていることを、当分野の技術者は理解するであろう。ＨＷ ＭＡＣ ＡＳＩＣ６６は、送信機および受信機（不図示）と通信を行い、前述のＲｘアクション・テーブルおよびＴｘアクション・テーブルを含む。本発明の例示的実施形態によれば、ＨＷ ＭＡＣ ＡＳＩＣチップ６６によって受け取られ、迅速な応答および／またはその他のハードウェア・アクションに指定されるようにＲｘアクション・テーブルで識別されているパケット・タイプは、ハードウェア ＡＳＩＣチップ６６内で処理される。例えば、ＨＷ ＭＡＣ ＡＳＩＣチップ６６がＣＦ Ｐｏｌｌパケットを受け取る場合、そのＲｘアクション・テーブルは、プロセスのこの部分において汎用マイクロプロセッサ６２を関与させることなく、メモリ６４から自動的な、事前に格納された応答が検索され、送信のために送信機に送られるよう指定してもよい。Ｒｘアクション・テーブルにおける着信パケットに一定のＨＷ ＭＡＣアクションを実行するという指示にもかかわらず、汎用マイクロプロセッサ６２によって処理され、例えば、ＳＤＩＯインターフェース６８を介して無線ＰＤＡ装置に出力されるべきペイロード・データもあり得る。

本発明によるＲｘアクション・テーブルのより詳細な例が、図６として示されている。図６では、各行は、ＭＡＣによって受け取られ得る様々なパケット・タイプを指定している。各列は、ＨＷ ＭＡＣが実行することのできるアクションを表している。この表は、ＨＷ ＭＡＣにおいて６４ビット・レジスタに変換されてもよく、その場合、ＨＷ ＭＡＣは、例えば、着信パケットの０２〜０７ビット上で索引付けする。ＨＷ ＭＡＣは、これらのビットを使って、着信パケットにどんな種類のアドレス・タイプが関連付けられているか決定し、次いで、対応するＲｘアクション・テーブル・ビットに指定されている対応するアクションを取る。６４ビット・レジスタは、（必要とされるアクションに対応する）ビット・グループが「自己にユニキャスト」アドレス・クラスに割り振られ、他のビットが「自己にマルチキャスト」アドレス・クラスに割り振られ、着信フレーム受信側アドレスの「その他にマルチキャスト」、ブロードキャストおよび「その他にユニキャスト」アドレス・クラスでも同様であるように設計されてもよい。この例による図６の特殊アクション列に関連付けられる機能が以下の表１に示されている。

前述の例示的実施形態は、あらゆる点において、本発明を限定するものではなく、本発明を例示するためのものである。よって、本発明は、当分野の技術者によれば、本明細書に含まれる記述から導き出され得る詳細な実装の多くの変形形態を可能とするものである。図６のＲｘアクション・テーブルの例から、ＳＷ ＭＡＣ層は、初期設定時のＨＷ ＭＡＣにおける（１つまたは複数の）特定の機能を使用可能にすることが分かる。したがって、様々なアーキテクチャに適合させるために、ＨＷ ＭＡＣ層において特定のオプションが使用不可にされ、または使用可能にされてもよい。使用不可とされる場合には、その機能は、ＳＷ ＭＡＣで実行され、または除去されることになる。よって、本発明のＲｘ／Ｔｘアクション・テーブルの提供は、通信標準の頻繁な変更に関して、ＡＳＩＣなどにおいて柔軟性を提供するものである。そのようなすべての変形および改変は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲および精神に含まれるべきものとみなされる。本出願の記述で使用されるどんな要素、動作、または指示も、そういうものとして明示的に記述されない限り、本発明にとって決定的に重要であり、または不可欠であると解釈されるべきではない。また、本明細書で使用される際、冠詞「ａ」では、１つまたは複数の項目を含むものである。

本発明が実施され得るＷＬＡＮシステムを示す図である。 フレーム交換シーケンスを示す図である。 本発明の例示的実施形態による、ハードウェア（ＨＷ）媒体アクセス層とソフトウェア（ＳＷ）媒体アクセス層の間の対話を示す図である。 本発明の例示的実施形態による、媒体アクセス層においてデータ・パケットを処理する方法の例を示す流れ図である。 本発明の例示的実施形態を組み込んだ、ＰＤＡのＳＤＩＯスロットに挿入され得るＷＬＡＮ ＳＤＩＯカードの例を示すブロック図である。 本発明の例示的実施形態によるＲＸアクション・テーブルの例を示す図である。

Claims (16)

1. 媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層においてデータ・パケットを処理する方法であって、データ・パケットを受け取るステップと、前記データ・パケットを、受信チェーンの前記ＭＡＣ層のハードウェア部分に送るステップと、前記受信チェーンの前記ＭＡＣ層の前記ハードウェア部分で、前記受け取られたデータ・パケットに関連付けられたパケット・タイプを決定するステップと、前記パケット・タイプに基づいて、送信チェーンの前記ＭＡＣ層のハードウェア部分に直接、選択的に指示を送るステップと、あるいは、前記応答の生成のために前記受信チェーンの前記ＭＡＣ層のソフトウェア部分に指示を送るステップとを含む方法。
2. 前記データ・パケットの前記タイプ／サブタイプに基づいて選択的に前記応答を送る前記ステップは、前記パケット・タイプが、ＣＦ Ｐｏｌｌ、ＰＳ Ｐｏｌｌ、データ／管理ＡＣＫおよびＲＴＳ ＣＴＳのうちの１つである場合には、前記送信チェーンの前記ＭＡＣ層の前記ハードウェア部分に前記応答を送るステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
3. 前記パケット・タイプを決定する前記ステップは、アドレス・フィルタを使って前記データ・パケットの宛先アドレスを決定するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
4. 前記ＭＡＣ層の前記ハードウェア部分に直接、選択的に応答を送る前記ステップは、前記受信チェーンの前記ＭＡＣ層の前記ハードウェア部分に受信アクション・テーブルを設けるステップをさらに含み、前記受信アクション・テーブルは、前記応答を出力するために前記パケット・タイプを使って索引付けされる請求項１に記載の方法。
5. 前記ＭＡＣ層の前記ハードウェア部分は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装される請求項１に記載の方法。
6. 前記ＭＡＣ層のソフトウェア部分は汎用マイクロプロセッサに実装される請求項１に記載の方法。
7. 送信のために、前記ＭＡＣ層の前記ソフトウェア部分から、別のデータ・パケットを受け取るステップと、前記送信チェーンの前記ＭＡＣ層の前記ハードウェア部分に、前記ＭＡＣ層の前記ハードウェア部分が選択されたパケット・タイプおよび宛先アドレス・タイプに関して実行すべき機能を出力するために、前記パケット・タイプを使って送信アクション・テーブルが索引付けされるステップと、前記別のデータ・パケットのパケット・タイプに基づいて前記機能を選択的に実行するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
8. 前記機能は、前記別のデータ・パケットのための巡回冗長検査（ＣＲＣ）を挿入するステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
9. 前記ＭＡＣの前記ハードウェア部分に対する直接の前記応答として、所定数のバイトが受け取られた後で割込みを送るステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
10. データ・パケットを受け取る手段と、ハードウェア部分およびソフトウェア部分を備え、前記ＭＡＣの前記ハードウェア部分において、前記受け取られたデータ・パケットに関連付けられたパケット・タイプが決定される媒体アクセス・コントローラ（ＭＡＣ）と、前記ＭＡＣの前記ハードウェア部分にある、選択されたパケット・タイプのためのハードウェア処理機能が格納されている受信アクション・テーブルとを備える無線通信装置であって、前記受け取られたデータ・パケットの前記パケット・タイプが前記選択されたパケット・タイプの１つである場合、関連付けられたハードウェア処理機能が実行され、そうでない場合、応答指示が前記ＭＡＣの前記ソフトウェア部分に送られる装置。
11. 前記パケット・タイプがＣＦ Ｐｏｌｌ、ＰＳ Ｐｏｌｌ、データ／管理ＡＣＫおよびＲＴＳ ＣＴＳの１つである場合、前記ＭＡＣの前記ハードウェア部分を介して直接応答を送る請求項１０に記載の装置。
12. 前記ＭＡＣの前記ハードウェア部分に、前記データ・パケットの宛先アドレスを決定するアドレス・フィルタをさらに備える請求項１０に記載の装置。
13. 前記ＭＡＣの前記ハードウェア部分は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装される請求項１０に記載の装置。
14. 前記ＭＡＣの前記ソフトウェア部分は汎用マイクロプロセッサに実装される請求項１０に記載の装置。
15. 前記ＭＡＣの前記ハードウェア部分に送信アクション・テーブルをさらに備え、前記送信アクション・テーブルは、前記ＭＡＣ層の前記ハードウェア部分が選択されたパケット・タイプ／サブタイプに関して実行すべき機能を出力するために、前記パケット・タイプを使って索引付けされ、前記ＭＡＣの前記ハードウェア部分は、装置によって送信のために別のデータ・パケットが送られるときに、パケット・タイプに基づいて前記機能を選択的に実行する請求項１０に記載の装置。
16. 前記機能は、前記別のデータ・パケットのための巡回冗長検査（ＣＲＣ）を挿入することをさらに含む請求項１５に記載の装置。

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