JP2008099286A - 無線メッシュネットワークにおいてデータフロー制御をサポートする方法および装置 - Google Patents

無線メッシュネットワークにおいてデータフロー制御をサポートする方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】パス内の各ＭＰがサポートできる許容データ転送速度を、特定のパス内の送信元メッシュポイント（ＭＰ）にレポートすることで、無線メッシュネットワークにおけるデータフロー制御をサポートすること。
【解決手段】送信元ＭＰは、宛先ＭＰに向けられたフロー識別（ＩＤ）フィールドおよび使用可能データ転送速度フィールドを含むデータパケットを、パスを介して送信する。同じフィールドを含む肯定応答（ＡＣＫ）パケットは、データパケットに応答して送信される。送信元ＭＰは、ＡＣＫパケット内の使用可能データ転送速度フィールドに従って、データ転送速度を調整する。あるいは、パス上に輻輳が存在することを示すために、使用可能データ転送速度フィールドの代わりに輻輳指示フィールドを使用する。加えて、データフローのＱｏＳパラメータを示すサービス品質（ＱｏＳ）フィールドが、データパケットおよびＡＣＫパケットに含まれてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、複数のメッシュポイント（ＭＰ）を含む無線メッシュネットワークにおいてデータフロー制御をサポートする方法および装置に関する。
メッシュ無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）は、ＩＥＥＥ８０２．１１リンクを介して相互接続された複数のＭＰを備えるＩＥＥＥ８０２．１１ベースの無線分散システム（ＷＤＳ）である。メッシュネットワーク上の各ＭＰは、各自のトラフィックを送受信するが、他のＭＰに対してはルータの役割を果たす。各ＭＰは、効率的なネットワークを自動的に構成して、特定のＭＰが過負荷または使用不可になった場合に調整する機能を備えている。メッシュネットワークの利点は、セットアップの容易さ、自己構成、自己修復、信頼性などを含む。
フロー制御は、ネットワーク内のノード間のデータのフローを動的に調整して、トラフィックパス内のすべての受信ノードがデータオーバーフローを生じることなく到着データをすべて処理することができるようにする。フロー制御アルゴリズムは、さまざまな種類のネットワーク（たとえば、ＡＴＭ、ＴＣＰ／ＩＰなど）向けに開発されてきた。しかし、無線メッシュネットワークのフロー制御は、頻繁な再ルーティング、帯域幅の変動、および無線リンクのリソース不足のような、新たな課題を提示する。ＩＥＥＥ８０２．１１無線媒体アクセス制御（ＭＡＣ）は、ポイントツーポイント接続を扱い、メッシュネットワークの機能を中継して転送することには対応しない。
本発明は、パス内の各ＭＰがサポートできる許容データ転送速度を、特定のパス内の送信元ＭＰにレポートすることにより、無線メッシュネットワークにおけるデータフロー制御をサポートする方法および装置を提供する。送信元ＭＰは、宛先ＭＰに向けられたフロー識別（ＩＤ）フィールドおよび使用可能データ転送速度フィールドを含むデータパケットを、パスを介して送信する。同じフィールドを含む肯定応答（ＡＣＫ）パケットは、データパケットに応答して送信される。送信元ＭＰは、ＡＣＫパケット内の使用可能データ転送速度フィールドに従って、データ転送速度を調整する。
あるいは、パス上に輻輳が存在することを示すために、使用可能データ転送速度の代わりに輻輳指示フィールドを使用してもよい。
加えて、データフローのＱｏＳパラメータを示すサービス品質（ＱｏＳ）フィールドは、データパケットおよびＡＣＫパケットに含まれてもよい。
本発明のさらに詳細な理解は、例示により示され、添付の図面と併せて理解される、以下の好ましい実施形態の説明から得ることができる。
これ以降、「ＭＰ」という用語は、ノードＢ、基地局、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）、送受信機、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局（ＳＴＡ）、固定または移動加入者ユニット、ページャ、または無線環境における他の任意の種類のインターフェイス装置を含むが、これらに限定されることはない。
本発明の特徴は、集積回路（ＩＣ）に組み入れられるか、または多数の相互接続コンポーネントを含む回路に構成されることができる。
図１は、本発明が実施されるメッシュネットワーク１００を示す。メッシュネットワーク１００は、複数のＭＰ１０２ａ〜１０２ｇを備える。各ＭＰ１０２は、１つまたは複数の近隣ＭＰ１０２に接続され、他のＭＰに対してルータの役割を果たしながら、各自のトラフィックを送受信する。送信元ＭＰ１０２によって送信されるデータパケットは、１つまたは複数のホップを経由して宛先ＭＰ１０２にルーティングされる。たとえば、ＭＰ１０２ａによって送信されたデータパケットは、ＭＰ１０２ｅを経由してＭＰ１０２ｇにルーティングされうる。各ＭＰ１０２は、無線環境において使用可能な帯域幅を決定し、その情報を時宜に即して送信元ＭＰ１０２に信号で伝える。上記の例において、ＭＰ１０２ｅおよび１０２ｇは、パスを経由して使用可能なデータフローのデータ転送速度をＭＰ１０２ａに通知するメッセージをＭＰ１０２ａに送信することができる。
本発明の１つの実施形態によれば、送信元ＭＰ１０２がデータパケットを（ゼロまたは１つ以上の中間ＭＰ１０２を介して）宛先ＭＰ１０２に送信すると、宛先ＭＰ１０２は、適切なデータ転送速度を送信元ＭＰ１０２に通知するＡＣＫパケットを送り返す。宛先ＭＰ１０２へのデータパケットのパス内の各ＭＰ１０２は、使用可能データ転送速度を決定し、データパケットを次のＭＰ１０２に転送する前に、データパケットのＭＡＣヘッダに含まれる使用可能データ転送速度フィールドを更新する。宛先ＭＰ１０２は、パス内のすべてのＭＰ１０２によって更新される使用可能データ転送速度を認識し、使用可能データ転送速度情報を備えるＡＣＫパケットを送信元ＭＰ１０２に送り返す。
図２は、フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダ２０５を備える従来技術のデータパケット２００を示す。
図３は、本発明による明示的速度ベースのフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダ３０５を備えるデータパケット３００を示す。フローＩＤフィールド３１０および使用可能データ転送速度フィールド３１５は、データパケット３００のＭＡＣヘッダ３０５に追加されている。データパケット３００内のフローＩＤフィールド３１０は、現在のデータパケットフローを識別する。データパケット３００内の使用可能データ転送速度フィールド３１５は、送信元ＭＰ１０２によって要求されたデータ転送速度（つまり帯域幅）または特定のパス上の各ＭＰ１０２が供給できる使用可能データ転送速度を示す。
図４は、フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダ４０５を備える従来技術のＡＣＫパケット４００を示す。
図５は、本発明による明示的速度ベースのフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダ５０５を備えるＡＣＫパケット５００を示す。フローＩＤフィールド５１０および使用可能データ転送速度フィールド５１５は、ＡＣＫパケット５００のＭＡＣヘッダ５０５に追加されている。ＡＣＫパケット５００内のフローＩＤフィールド５１０は、考慮中の現在のデータパケットフローを識別する。データパケット５００内の使用可能データ転送速度フィールド５１５は、送信元ＭＰ１０２がフローＩＤフィールド５１０によって識別されたデータパケットフローを伝送するために使用できる使用可能データ転送速度を示す。
図６は、本発明によるエンドツーエンドのＡＣＫメカニズムを使用するデータパケットフロー制御をサポートするプロセス６００の例示的な信号経路図である。図６に例として２つの中間ＭＰ６０４、６０６が示されているが、宛先ＭＰ６０８へのパス内には２つよりも多いかまたは少ない数の中間ＭＰがあってもよい。送信元ＭＰ６０２は、データパケット３００を中間ＭＰ６０４に送信する（ステップ６１０）。中間ＭＰ６０４は、データパケット３００を次の中間ＭＰ６０６に転送する。（ステップ６１２）次に、中間ＭＰ６０６はデータパケット３００を宛先ＭＰ６０８に転送する（ステップ６１４）。
中間ＭＰ６０４がデータパケット３００を受信すると、ＭＰ６０４はデータパケット３００の使用可能データ転送速度フィールド３１５内の値を読み取り（当初これは送信元ＭＰ６０２によって要求されたデータ転送速度の値に設定されている）、使用可能データ転送速度フィールド３１５内のデータ転送速度がＭＰ６０４によってサポートされうるかどうかをチェックする。データ転送速度がサポートされうる場合、中間ＭＰ６０４は、使用可能データ転送速度フィールド３１５を変更せずに、データパケット３００を次の中間ＭＰ６０６に転送する。中間ＭＰ６０４が使用可能データ転送速度フィールド３１５内のデータ転送速度をサポートできない場合、中間ＭＰ６０４は、使用可能データ転送速度フィールド３１５を中間ＭＰ６０４における使用可能データ転送速度で更新する。
同様の手順が、宛先ＭＰ６０８へのパス上の各中間ＭＰ６０４、６０６において繰り返される。各ＭＰは、使用可能データ転送速度フィールド３１５を、各ＭＰがサポートできる使用可能データ転送速度で更新する。中間ＭＰ６０４、６０６は、チャネル占有測定値またはバッファ占有測定値のいずれかに基づいて使用可能データ転送速度を決定する。
宛先ＭＰ６０８は、使用可能データ転送速度パラメータ（つまり、パス上のすべての中間ＭＰ６０４、６０６によって使用可能データ転送速度フィールド３１５に書き込まれた最小使用可能データ転送速度）を読み取り、使用可能データ転送速度フィールド５１５に使用可能データ転送速度情報を備えるエンドツーエンドＡＣＫパケット５００を送信元ＭＰ６０２に送信する（ステップ６１６、６１８、６２０）。ＡＣＫパケット５００は、図６に示されるように、同一のパスを経由して送信元ＭＰ６０２に伝送されうるか、または異なるパスを経由することもできる。送信元ＭＰ６０２がＡＣＫパケット５００を受信すると、送信元ＭＰ６０２はＡＣＫパケット５００内の使用可能データ転送速度フィールド５１５内の値を読み取り、適宜そのデータ転送速度を調整する。
オプションとして、ＭＰ６０２〜６０８は、トラフィックフローの使用可能データ転送速度を決定する際に各アクセスクラスのＱｏＳ要件を考慮することができる。図７は、本発明による明示的速度ベースのフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダ７０５を備えるデータパケット７００を示す。ＭＡＣヘッダ７０５は、フローＩＤフィールド７１０、使用可能データ転送速度フィールド７１５、およびＱｏＳフィールド７２０を含む。ＱｏＳフィールド７２０は、データフローのアクセスクラスまたはその他のＱｏＳパラメータを識別する。ＱｏＳパラメータは、遅延要求、帯域幅要件などを含むことができる。通常、これらのパラメータは、パケットが宛先に到達するまでにどれだけの遅延を許容できるかを決定するためのパケットの残存寿命などの場合を除いては、変更されることはない。ＭＰは、より低い優先度のアクセスクラスを持つデータフローのデータ転送速度を減少させて、より高いアクセスクラスのフローに対応することができる。特定の優先度アクセスを持つデータフローは、必要とするデータ転送速度の範囲を識別することができる。ＭＰは、その範囲内で各データフローに対応しようと試みることができる。ＭＰにさらに多くのリソースがある場合、ＭＰはデータフローにさらに多くの帯域幅を供給することができる。
もう１つの実施形態によれば、使用可能データ転送速度は各ＭＰで決定され、その情報は「ホップバイホップ」ＡＣＫメカニズムを使用することにより送信元ＭＰに信号で伝えられる。図８は、「ホップバイホップ」ＡＣＫメカニズムを使用することによりデータパケットフロー制御をサポートするプロセス８００の例示的な信号経路図である。図８に例として２つの中間ＭＰ８０４、８０６が示されているが、宛先ＭＰ８０８へのパス内には２つよりも多いかまたは少ない数の中間ＭＰがあってもよい。本実施形態によれば、ＭＰがデータパケットまたはＡＣＫパケットを受信するごとに毎回、ＭＰはそのデータベースを新しい使用可能データ転送速度で更新し、次の回にこの更新された使用可能データ転送速度で応答する。ボトルネックが送信元ＭＰ８０２からＮ個のＭＰだけさらに離れている場合、送信元ＭＰ８０２が自らを正しい使用可能データ転送速度で更新するまで、送信元ＭＰ８０２はＮ回の往復遅延を繰り返す。
図８を参照すると、送信元ＭＰ８０２は、データパケットを中間ＭＰ８０４に送信する（ステップ８１０）。中間ＭＰ８０４は、データパケットを次の中間ＭＰ８０６に転送する（ステップ８１４）前に、ＡＣＫパケットを送信元ＭＰ８０２に送信する（ステップ８１２）。中間ＭＰ８０４がデータパケットを受信すると、中間ＭＰ８０４はデータパケットの使用可能データ転送速度フィールド内の値を読み取り（当初これは送信元ＭＰ８０２によって要求されたデータ転送速度の値に設定されている）、使用可能データ転送速度フィールド内の転送速度が中間ＭＰ８０４によってサポートされうるかどうかをチェックする。転送速度がサポートされうる場合、中間ＭＰ８０４は、ＡＣＫパケットを送信元ＭＰ８０２に送信し、データパケットを同じ値で次の中間ＭＰ８０６に転送する。中間ＭＰ８０４が要求されたデータ転送速度をサポートできない場合、中間ＭＰ８０４はＡＣＫパケットをＭＰ８０２に送信し、また中間ＭＰ８０４において使用可能なデータ転送速度で更新された値を使用可能データ転送速度フィールドに入れて、データパケットをＭＰ８０６に転送する。
同様の手順が、宛先ＭＰ８０８へのパス上の次の中間ＭＰ８０６において繰り返される。中間ＭＰ８０６は、データパケットを受信して、ＡＣＫパケットをＭＰ８０４に送信し（ステップ８１６）、データパケットを宛先ＭＰ８０８に転送する（ステップ８１８）。各ＭＰは、使用可能データ転送速度フィールドを、各ＭＰがサポートできる使用可能データ転送速度で更新する。
宛先ＭＰ８０８は、使用可能データ転送速度パラメータ（つまり中間ＭＰ８０６によって書き込まれた使用可能帯域幅）を読み取り、その後ＡＣＫパケットを中間ＭＰ８０６に送信する（ステップ８２０）。各ＭＰ８０２、８０４、８０６がＡＣＫパケットを受信すると、ＭＰ８０２、８０４、８０６はＡＣＫパケットの使用可能データ転送速度フィールド内の値に基づいて使用可能データ転送速度を設定する。
本実施形態によれば、エンドツーエンドＡＣＫメッセージは必要ではなく、現在のＩＥＥＥ８０２．１１標準には最小限の変更しか必要はない。本実施形態は、収束時間が必要とされるので、ネットワーク状態の変化への適応が遅くなる。収束時間は、ボトルネックＭＰが送信元ＭＰからどの程度離れているかに応じて異なる。
図９Ａ〜９Ｃは、本発明による複数のＭＰ９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、および９１２を含むホップバイホップのＡＣＫメカニズムを示す例示的な信号経路図である。この例において、送信元ＭＰ９０２によって要求されるデータ転送速度は４Ｍｂｐｓであるが、ＭＰ９０２〜９１２のすべてが要求されたデータ転送速度をサポートできるわけではない。この例においてボトルネックは、１Ｍｂｐｓしかサポートすることができない４番目のＭＰ９０８である。示されているように、送信元ＭＰ９０２は、３往復後にこのフローの使用可能データ転送速度を認識する。
図９Ａに示される第１ラウンドにおいて、送信元ＭＰ９０２は、４Ｍｂｐｓの要求されたデータ転送速度でデータパケットを送信する。しかし、ＭＰ９０４における使用可能帯域幅は、３Ｍｂｐｓしかない。したがって、次のＭＰ９０４は、使用可能データ転送速度として３Ｍｂｐｓを持つＡＣＫパケットを送り返す。送信元ＭＰ９０２は、ＡＣＫパケットを受信した後、このフローの使用可能データ転送速度を３Ｍｂｐｓに更新する。同時に、ＭＰ９０４は、３Ｍｂｐｓの更新された使用可能データ転送速度フィールドを持つデータパケットを、ＭＰ９０６に転送する。
ＭＰ９０６における使用可能データ転送速度は現在、２Ｍｂｐｓである。したがって、ＭＰ９０６は、ＡＣＫパケットを、使用可能データ転送速度２ＭｂｐｓでＭＰ９０４に送信する。ＭＰ９０４は、このフローの使用可能データ転送速度を２Ｍｂｐｓで更新する。ＭＰ９０６は、使用可能データ転送速度フィールドを２Ｍｂｐｓで更新した後、データパケットをＭＰ９０８に送信する。
ＭＰ９０８における使用可能データ転送速度は現在、１Ｍｂｐｓである。したがって、ＭＰ９０８は、ＡＣＫパケットを、使用可能データ転送速度１ＭｂｐｓでＭＰ９０６に送信する。ＭＰ９０６は、このフローの使用可能データ転送速度を１Ｍｂｐｓで更新する。ＭＰ９０８は、使用可能データ転送速度フィールドを１Ｍｂｐｓで更新した後、データパケットをＭＰ９１０に送信する。
ＭＰ９１０における使用可能データ転送速度は現在、３Ｍｂｐｓである。したがって、ＭＰ９１０は、ＡＣＫパケットを、同じ転送速度１ＭｂｐｓでＭＰ９０８に送信する。ＭＰ９０８において、このフローに対して使用可能データ転送速度の更新は行われない。ＭＰ９１０は、以前更新された使用可能データ転送速度１Ｍｂｐｓでデータパケットを宛先ＭＰ９１２に送信し、このフローに対するその使用可能データ転送速度を１Ｍｂｐｓに更新する。
ＭＰ９１２における使用可能データ転送速度は現在、２Ｍｂｐｓである。したがって、ＭＰ９１２は、ＡＣＫパケットを、同じ使用可能データ転送速度１ＭｂｐｓでＭＰ９１０に送信する。宛先ＭＰ９１２は、このフローの使用可能データを１Ｍｂｐｓに更新する。第１ラウンドにおいて、ＭＰ９０２、９０４、９０６、９１０、および９１２は、このフローに対するそれぞれの使用可能データ転送速度を異なる値で更新してきた。
図９Ｂに示される第２ラウンドにおいて、同じ手順が繰り返される。第２ラウンドにおいて、ＭＰ９０２は、第１ラウンドで更新されている、３Ｍｂｐｓの使用可能データ転送速度フィールドでデータパケットをＭＰ９０４に転送する。ＭＰ９０４における使用可能データ転送速度は現在、２Ｍｂｐｓである。したがって、ＭＰ９０４は、ＡＣＫパケットを、使用可能データ転送速度２ＭｂｐｓでＭＰ９０２に送信する。ＭＰ９０２は、このフローの使用可能データ転送速度を２Ｍｂｐｓで更新する。ＭＰ９０４は、使用可能データ転送速度フィールドを２Ｍｂｐｓで更新した後、データパケットをＭＰ９０６に送信する。
ＭＰ９０６における使用可能データ転送速度は現在、１Ｍｂｐｓである。したがって、ＭＰ９０６は、ＡＣＫパケットを、１Ｍｂｐｓの使用可能データ転送速度でＭＰ９０４に送信する。ＭＰ９０４は、このフローの使用可能データ転送速度を１Ｍｂｐｓで更新する。ＭＰ９０６は、使用可能データ転送速度フィールドを１Ｍｂｐｓで更新した後、データパケットをＭＰ９０８に送信する。次いで、使用可能データ転送速度フィールドが変更されずに、データパケットはＭＰ９０８、９１０を介して宛先ＭＰ９１２に転送される。
図９Ｃに示される第３ラウンドにおいて、ＭＰ９０２は、第２ラウンドで更新されている、２Ｍｂｐｓの使用可能データ転送速度フィールドでデータパケットをＭＰ９０４に転送する。ＭＰ９０４における使用可能データ転送速度は現在、１Ｍｂｐｓである。したがって、ＭＰ９０４は、ＡＣＫパケットを、１Ｍｂｐｓの使用可能データ転送速度でＭＰ９０２に送信する。ＭＰ９０２は、このフローの使用可能データ転送速度を１Ｍｂｐｓで更新する。ＭＰ９０４は、使用可能データ転送速度フィールドを１Ｍｂｐｓで更新した後、データパケットをＭＰ９０６に送信する。次いで、使用可能データ転送速度フィールドが変更されずに、データパケットはＭＰ９０６、９０８、９１０を介して宛先ＭＰ９１２に転送される。第３ラウンドの後、ＭＰ９０２における使用可能データ転送速度は１Ｍｂｐｓに更新されるが、これはパス上の正しい使用可能データ転送速度である。
本発明の第３の実施形態によれば、各ＭＰにおける使用可能帯域幅はＲＴＳパケットおよびＣＴＳパケットを使用することにより更新される。本実施形態において、送信元ＭＰは、フローＩＤおよび要求されたデータ転送速度で、ＲＴＳパケット（またはＡｄｄ Ｆｌｏｗ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ）を宛先ＭＰに送信する。ＲＴＳパケットはオプションで、要求されたＱｏＳを示すＱｏＳフィールドを有することができる。宛先ＭＰがＲＴＳ（またはＡｄｄ Ｆｌｏｗ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム）を受信すると、宛先ＭＰはこのフローに使用可能なデータ転送速度をチェックして、宛先ＭＰがその最小ＱｏＳ要件を満たすことができる場合、使用可能データ転送速度でＣＴＳ（またはＡｄｄ Ｆｌｏｗ Ｒｅｓｐｏｎｓｅフレーム）を送り返す。
ＲＴＳパケットは、データの新しいフローが開始されるごとに毎回、データパスが変更されるごとに毎回、送信元ＭＰを使用可能帯域幅で更新するために定期的に、または送信元ＭＰが要求されたデータ転送速度を変更したいときに、送信されうる。
図１０は、フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダ１００５を備える従来技術のＲＴＳパケット１０００を示す。
図１１は、フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダ１１０５を備える従来技術のメッシュＲＴＳパケット１１００を示す。
図１２は、本発明によるフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダ１２０５を備えるＲＴＳパケット１２００を示す。ＲＴＳパケット１２０５は、ＭＡＣヘッダ１２０５に、フローＩＤフィールド１２１０、使用可能データ転送速度フィールド１２１５、およびＱｏＳフィールド１２２０（オプション）を含む。
図１３は、フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダ１３０５を備える従来技術のＣＴＳパケット１３００を示す。
図１４は、フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダ１４０５を備える従来技術のメッシュＣＴＳパケット１４００を示す。
図１５は、本発明によるフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダ１５０５を備えるＣＴＳパケット１５００を示す。ＭＡＣヘッダは、フローＩＤフィールド１５１０および使用可能データ転送速度フィールド１５１５を含む。
あるいは、ａｄｄ ｆｌｏｗ ｒｅｑｕｅｓｔフレームおよびａｄｄ ｆｌｏｗ ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームが、同様の目的で定義されてもよい。ａｄｄ ｆｌｏｗ ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームは、同じフォーマットを有するか、またはデータフローが受け入れられうるかどうかを示す追加のフィールドを有することもできる。
明示的速度ベースのフロー制御を使用する代わりに、本発明による輻輳指示がフロー制御に使用されうる。
図１６は、フロー制御をサポートするために輻輳指示を使用するＭＡＣヘッダ１６０５を備えるデータパケット１６００を示す。ＭＡＣヘッダ１６０５は、フローＩＤフィールド１６１０、ＱｏＳフィールド１６１５、および使用可能データ転送速度フィールドの代わりに輻輳指示１６２０を含む。輻輳指示フィールド１６２０は、その現在のトラフィックレートを減少、増加、または維持させるよう送信元ＭＰに指示する。輻輳指示自体は、ＱｏＳに関連していない。各ＭＰがさまざまなデータフローの輻輳指示を処理する方法は、アクセスクラスに基づくことができる。輻輳は、ＭＰが送信可能なパケットよりも多くのパケットを受信したこと、または無線状態が良好なときにパケットを連続的に損失したことを見出した場合に検出されうる。輻輳指示フィールド１６２０は、パス内の任意のＭＰが輻輳を経験し始めると必ず輻輳指示フィールドが「１」に設定されるように、１ビットのフィールドになりうる。輻輳フィールドが「１」に設定されると、他の中間ノードがこれをゼロに戻すことはない。
図１７は、フロー制御をサポートするために輻輳指示を使用するＭＡＣヘッダ１７０５を備えるＡＣＫパケット１７００を示す。ＭＡＣヘッダ１７０５は、フローＩＤフィールド１７１０および輻輳指示フィールド１７１５を含む。
図１８は、本発明によるフロー制御をサポートする、図１のメッシュネットワーク１００に使用される、ＭＰ１０２の例示的なブロック図である。ＭＰ１０２は、ＭＡＣエンティティ１８０５、物理層（ＰＨＹ）エンティティ１８１０、フロー制御装置１８１５、およびアンテナ１８２０を含む。ＭＡＣエンティティ１８０５は、データパケットおよびＡＣＫパケットを生成する。ＰＨＹエンティティ１８１０は、アンテナ１８２０を介してＭＡＣエンティティ１８０５によって生成されたデータパケットおよびＡＣＫパケットを伝送し、他のＭＰからアンテナ１８２０を介して受信したデータパケットおよびＡＣＫパケットを処理する。フロー制御装置１８１５は、ＭＰにおいて使用可能なデータ転送速度に基づいて、およびオプションでさらにデータフローのＱｏＳパラメータに基づいて、データパケットおよびＡＣＫパケットのＭＡＣヘッダの使用可能データ転送速度フィールドを更新するように構成される。ＭＰ１０２が送信元ＭＰである場合、これはデータパケットを宛先ＭＰに送信し、データパケットに応答して受信されたＡＣＫパケットに従って現在のデータフローのデータ転送速度を調整する。
本発明の特徴および要素は特定の組み合わせで好ましい実施形態において説明されるが、各々の特徴または要素は、好ましい実施形態の他の特徴および要素を使用せずに単独で使用されうるか、または本発明のその他の特徴および要素とのさまざまな組み合わせ、あるいはそれらを使用しないさまざまな組み合わせで使用されうる。
（実施形態）
１．複数のメッシュポイント（ＭＰ）を含む無線メッシュネットワークにおいて、メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする方法であって、
（ａ）送信元ＭＰが宛先ＭＰに向けられたデータパケットをパスを介して送信するステップであって、データパケットはフロー識別（ＩＤ）フィールドおよび使用可能データ転送速度フィールドを含み、データパケット内の使用可能データ転送速度フィールドはフローＩＤフィールドによって識別されたデータフローの送信元ＭＰによって要求されたデータ転送速度を示すステップと、
（ｂ）データパケットに応答して送信元ＭＰに肯定応答（ＡＣＫ）パケットを送信するステップであって、ＡＣＫパケットはフローＩＤフィールドおよび使用可能データ転送速度フィールドを含み、それにより送信元ＭＰはＡＣＫパケット内の使用可能データ転送速度フィールドに従ってデータ転送速度を調整するステップと
を備えることを特徴とする方法。
２．パスは送信元ＭＰと宛先ＭＰとの間に少なくとも１つの中間ＭＰを含むことを特徴とする実施形態１に記載の方法。
３．中間ＭＰは、データパケットを転送したその中間ＭＰにおける使用可能データ転送速度に基づいてデータパケットの使用可能データ転送速度フィールドを更新した後に、別の中間ＭＰまたは宛先ＭＰにデータパケットを転送することを特徴とする実施形態２に記載の方法。
４．ＡＣＫパケットは宛先ＭＰから送信元ＭＰに送信されるエンドツーエンドパケットであり、宛先ＭＰはパス内の中間ＭＰによって更新される使用可能データ転送速度フィールドを持つデータパケットに基づいてＡＣＫパケットを生成することを特徴とする実施形態３に記載の方法。
５．ＡＣＫパケットはデータパケットが宛先ＭＰに転送されたパスと同一のパスを介して送信元ＭＰに送り返されることを特徴とする実施形態４に記載の方法。
６．ＡＣＫパケットはデータパケットが宛先ＭＰに転送されたパスとは異なるパスを介して送信元ＭＰに送り返されることを特徴とする実施形態４に記載の方法。
７．データパケットはデータフローのサービス品質（ＱｏＳ）パラメータを示すＱｏＳフィールドをさらに含み、それによりパス上の各ＭＰがＱｏＳパラメータをさらに考慮することによりデータフローの使用可能データ転送速度を決定することを特徴とする実施形態３に記載の方法。
８．パス内の各ＭＰはＡＣＫパケットを前段のＭＰに送信し、それにより各ＭＰは前段のＭＰからの受信したデータパケットおよび次のＭＰから受信したＡＣＫパケットに基づいてデータフローの使用可能データ転送速度を更新することを特徴とする実施形態３に記載の方法。
９．データパケットはデータフローのサービス品質（ＱｏＳ）パラメータを示すＱｏＳフィールドをさらに含み、パス上の各ＭＰがＱｏＳパラメータをさらに考慮することによりデータフローの使用可能データ転送速度を決定することを特徴とする実施形態８に記載の方法。
１０．ＭＰは、チャネル占有測定値およびバッファ占有測定値のうちの少なくとも１つに基づいてＭＰにおける使用可能データ転送速度を決定することを特徴とする実施形態３に記載の方法。
１１．データパケットは送信要求（ＲＴＳ）パケットであり、ＡＣＫパケットは送信可（ＣＴＳ）パケットであることを特徴とする実施形態１に記載の方法。
１２．ＲＴＳパケットは新しいデータフローが開始されると送信されることを特徴とする実施形態１１に記載の方法。
１３．ＲＴＳパケットはデータフローが変更されると送信されることを特徴とする実施形態１１に記載の方法。
１４．ＲＴＳパケットは送信元ＭＰを使用可能データ転送速度で更新するために定期的に送信されることを特徴とする実施形態１１に記載の方法。
１５．ＲＴＳパケットは送信元ＭＰがデータ転送速度を変更したいときに送信されることを特徴とする実施形態１１に記載の方法。
１６．データパケットはａｄｄ ｆｌｏｗ ｒｅｑｕｅｓｔパケットであり、ＡＣＫパケットはａｄｄ ｆｌｏｗ ｒｅｓｐｏｎｓｅパケットであり、ａｄｄ ｆｌｏｗ ｒｅｑｕｅｓｔパケットおよびａｄｄ ｆｌｏｗ ｒｅｓｐｏｎｓｅパケットはフロー制御をサポートすることを目的とする管理パケットであることを特徴とする実施形態１に記載の方法。
１７．無線メッシュネットワークはメッシュ無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）であることを特徴とする実施形態１に記載の方法。
１８．複数のメッシュポイント（ＭＰ）を含む無線メッシュネットワークにおいてメッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする方法であって、
（ａ）送信元ＭＰが宛先ＭＰに向けられたデータパケットをパスを介して送信するステップであって、データパケットはフロー識別（ＩＤ）フィールドおよび輻輳指示フィールドを含み、データパケット内の輻輳指示フィールドは輻輳がパス上に存在することを示すステップと、
（ｂ）データパケットに応答して送信元ＭＰに肯定応答（ＡＣＫ）パケットを送信するステップであって、ＡＣＫパケットはフローＩＤフィールドおよび輻輳指示フィールドを含み、それにより送信元ＭＰはＡＣＫパケット内の輻輳指示フィールドに従ってそのデータ伝送速度を増加または減少させるステップと
を備えることを特徴とする方法。
１９．パスは送信元ＭＰと宛先ＭＰとの間に少なくとも１つの中間ＭＰを含むことを特徴とする実施形態１８に記載の方法。
２０．中間ＭＰは、データパケットを転送した中間ＭＰが輻輳を経験しているかどうかに基づいてデータパケットの輻輳指示フィールドを更新した後に、別の中間ＭＰまたは宛先ＭＰにデータパケットを転送することを特徴とする実施形態１９に記載の方法。
２１．ＡＣＫパケットは宛先ＭＰから送信元ＭＰに送信されるエンドツーエンドパケットであり、宛先ＭＰはパス内の中間ＭＰによって更新される輻輳指示フィールドを持つデータパケットに基づいてＡＣＫパケットを生成することを特徴とする実施形態２０に記載の方法。
２２．ＡＣＫパケットはデータパケットが宛先ＭＰに転送されたパスと同一のパスを介して送信元ＭＰに送り返されることを特徴とする実施形態２１に記載の方法。
２３．ＡＣＫパケットはデータパケットが宛先ＭＰに転送されたパスとは異なるパスを介して送信元ＭＰに送り返されることを特徴とする実施形態２１に記載の方法。
２４．データパケットはデータフローのサービス品質（ＱｏＳ）パラメータを示すＱｏＳフィールドをさらに含み、それによりパス上の各ＭＰがＱｏＳパラメータを考慮することにより輻輳指示を決定することを特徴とする実施形態２０に記載の方法。
２５．データパケットは送信要求（ＲＴＳ）パケットであり、ＡＣＫパケットは送信可（ＣＴＳ）パケットであることを特徴とする実施形態１８に記載の方法。
２６．ＲＴＳパケットは新しいデータフローが開始されると送信されることを特徴とする実施形態２５に記載の方法。
２７．ＲＴＳパケットはデータフローが変更されると送信されることを特徴とする実施形態２５に記載の方法。
２８．ＲＴＳパケットは送信元ＭＰを使用可能データ転送速度で更新するために定期的に送信されることを特徴とする実施形態２５に記載の方法。
２９．ＲＴＳパケットは送信元ＭＰがデータ転送速度を変更したいときに送信されることを特徴とする実施形態２５に記載の方法。
３０．無線メッシュネットワークはメッシュ無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）であることを特徴とする実施形態１８に記載の方法。
３１．無線メッシュネットワークにおいて、メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする複数のメッシュポイント（ＭＰ）であって、各ＭＰは、
（ａ）データパケットおよび肯定応答（ＡＣＫ）パケットを伝送するアンテナと、
（ｂ）伝送されたデータパケットおよびＡＣＫパケットを生成する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティであって、データパケットおよびＡＣＫパケットの各々はフロー識別（ＩＤ）フィールドおよび使用可能データ転送速度フィールドを含み、使用可能データ転送速度フィールドは、フローＩＤフィールドによって識別されたデータフローの使用可能データ転送速度を示すＭＡＣエンティティとを備えることを特徴とするＭＰ。
３２．無線メッシュネットワークにおいて、メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする複数のメッシュポイント（ＭＰ）であって、各ＭＰは、
（ａ）データパケットおよび肯定応答（ＡＣＫ）パケットを伝送するアンテナと、
（ｂ）伝送されたデータパケットおよびＡＣＫパケットを生成する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティであって、データパケットおよびＡＣＫパケットの各々はフロー識別（ＩＤ）フィールドおよび輻輳指示フィールドを含み、輻輳指示フィールドはＭＰに輻輳が存在することを示すＭＡＣエンティティとを備えることを特徴とするＭＰ。
３３．無線メッシュネットワークにおいて、メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする複数のメッシュポイント（ＭＰ）であって、各ＭＰは、
（ａ）データパケットおよび肯定応答（ＡＣＫ）パケットを伝送するアンテナと、
（ｂ）伝送されたデータパケットおよびＡＣＫパケットを生成する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティであって、データパケットおよびＡＣＫパケットの各々はフロー識別（ＩＤ）フィールドおよびサービス品質（ＱｏＳ）フィールドを含み、ＱｏＳフィールドはデータフローのＱｏＳパラメータを示すＭＡＣエンティティとを備えることを特徴とするＭＰ。
３４．無線メッシュネットワークにおいて、メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする複数のメッシュポイント（ＭＰ）であって、各ＭＰは、
（ａ）フロー識別（ＩＤ）フィールドおよび使用可能データ転送速度フィールドを含むデータパケットを受信するアンテナと、
（ｂ）ＭＰにおける使用可能データ転送速度に基づいて使用可能データ転送速度フィールドを更新するデータフロー制御装置であって、使用可能データ転送速度フィールドはフローＩＤフィールドによって識別されたデータフローの使用可能データ転送速度を示すデータフロー制御装置と、
（ｃ）アンテナを介して更新された使用可能データ転送速度フィールドを持つデータパケットを伝送する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティとを備えることを特徴とするＭＰ。
３５．無線メッシュネットワークにおいて、メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする複数のメッシュポイント（ＭＰ）であって、各ＭＰは、
（ａ）フロー識別（ＩＤ）フィールドおよび輻輳指示フィールドを含むデータパケットを受信するアンテナであって、輻輳指示フィールドはＭＰに輻輳が存在することを示すアンテナと、
（ｂ）輻輳がＭＰに存在することを示すために輻輳指示フィールドを更新するデータフロー制御装置と、
（ｃ）アンテナを介して更新された輻輳指示フィールドを持つデータパケットを伝送する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティとを備えることを特徴とするＭＰ。
３６．無線メッシュネットワークにおいて、メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする複数のメッシュポイント（ＭＰ）であって、各ＭＰは、
（ａ）フロー識別（ＩＤ）フィールドおよび輻輳指示フィールドを含むデータパケットを受信するアンテナと、
（ｂ）輻輳指示フィールドによるＭＰのデータ伝送速度を増加または減少させるデータフロー制御装置とを備えることを特徴とするＭＰ。
３７．無線メッシュネットワークにおいて、メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする複数のメッシュポイント（ＭＰ）であって、各ＭＰは、
（ａ）フロー識別（ＩＤ）フィールドおよびサービス品質（ＱｏＳ）フィールドを含むデータパケットを受信するアンテナであって、ＱｏＳフィールドはデータフローのアクセスクラスまたは他のＱｏＳパラメータを識別するアンテナと、
（ｂ）より低い優先度のアクセスクラスを持つデータフローのデータ転送速度を減少させて、より高いアクセスクラスのフローに対応するデータフロー制御装置とを備えることを特徴とするＭＰ。
本発明が実施されるメッシュネットワークを示す図である。 フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダを備える従来技術のデータパケットを示す図である。 本発明による明示的速度ベースのフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダを備えるデータパケットを示す図である。 フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダを備える従来技術のＡＣＫパケットを示す図である。 本発明による明示的速度ベースのフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダを備えるＡＣＫパケットを示す図である。 本発明によるエンドツーエンドのＡＣＫメカニズムを使用するデータパケットフロー制御をサポートするプロセスの例示的な信号経路を示す図である。 本発明によるＱｏＳに基づく明示的速度ベースのフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダを備えるデータパケットを示す図である。 本発明による「ホップバイホップ」のＡＣＫメカニズムを使用することによりデータパケットフロー制御をサポートするプロセスの例示的な信号経路を示す図である。 本発明による「ホップバイホップ」のＡＣＫメカニズムを使用することによりデータパケットフロー制御をサポートするプロセスの例示的な信号経路を示す図である。 フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダを備える従来技術の送信要求（ＲＴＳ）パケットを示す図である。 フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダを備える従来技術のメッシュＲＴＳパケットを示す図である。 本発明によるフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダを備えるＲＴＳパケットを示す図である。 フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダを備える従来技術の送信可（ＣＴＳ）パケットを示す図である。 フロー制御をサポートしないＭＡＣヘッダを備える従来技術のメッシュＣＴＳパケットを示す図である。 本発明によるフロー制御をサポートするＭＡＣヘッダを備えるＣＴＳパケットを示す図である。 フロー制御をサポートするために輻輳指示を使用するＭＡＣヘッダを備えるデータパケットを示す図である。 フロー制御をサポートするために輻輳指示を使用するＭＡＣヘッダを備えるＡＣＫパケットを示す図である。 本発明によるフロー制御をサポートする、図１のメッシュネットワークに使用される、ＭＰの例示的なブロック図である。

Claims (3)

  1. 複数のメッシュポイント（ＭＰ）を含む無線メッシュネットワークにおいて、前記メッシュネットワークでのデータフロー制御をサポートする方法であって、
    （ａ）送信元ＭＰが宛先ＭＰに向けられたデータパケットをパスを介して送信するステップであって、前記データパケットはフロー識別（ＩＤ）フィールドおよび使用可能データ転送速度フィールドを含み、前記データパケット内の前記使用可能データ転送速度フィールドは前記フローＩＤフィールドによって識別されたデータフローの前記送信元ＭＰによって要求されたデータ転送速度を示すステップと、
    （ｂ）前記データパケットに応答して前記送信元ＭＰに肯定応答（ＡＣＫ）パケットを送信するステップであって、前記ＡＣＫパケットはフローＩＤフィールドおよび使用可能データ転送速度フィールドを含み、それにより前記送信元ＭＰは前記ＡＣＫパケット内の前記使用可能データ転送速度フィールドに従ってデータ転送速度を調整するステップと
    を備えたことを特徴とする方法。
  2. 前記パスは前記送信元ＭＰと前記宛先ＭＰとの間に少なくとも１つの中間ＭＰを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記中間ＭＰは、データパケットを転送したその中間ＭＰにおける使用可能データ転送速度に基づいてデータパケットの前記使用可能データ転送速度フィールドを更新した後に、別の中間ＭＰまたは前記宛先ＭＰにデータパケットを転送することを特徴とする請求項２に記載の方法。
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