JP2008507226A - ブロック肯定応答を用いてデータスループットを向上させるためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
説明される技術は、ブロック肯定応答を集成することによってデータスループットを向上させる。これらの実施形態は、通信局とのデータ通信において複数のトラフィック識別子に対して単一のブロック肯定応答を供給する。1つの方法は、複数のトラフィック識別子の各トラフィック識別子に対応する複数の開始シーケンス番号を供給する段階と、各複数の開始シーケンス番号に対応ビットマップを供給する段階とを含む。ビットマップは、複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットのブロック肯定応答を示す。
【選択図】図3
【選択図】図3
Description
本発明は、一般に、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)技術に関する。更に詳細には、本発明はブロック肯定応答を用いたデータスループットの向上に関する。
このセクションでは、特許請求の範囲に記載された本発明に対する背景又は関連状況を提供することを目的としている。本明細書の説明は、探求される概念を含むことができるが、必ずしも以前に考案され或いは探求されたものとは限らない。従って、本明細書において特に指示されない限り、このセクションで説明されることは、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、この段落に含まれることで先行技術とは認められない。
最近、IEEE802.11通信規格に準拠する無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)の使用が大幅に増えてきた。WLANは、交換又は補完される有線ネットワークと同じアプリケーションをサポートすることが期待される。IEEE802.11eグループは、サービス品質(QoS)感知アプリケーションをサポートし、より良好なモバイルユーザー体験を実現し、更に無線チャンネルをより効率的に利用するために媒体アクセス制御(MAC)の改善を整備しつつある。
図1は、非サービス品質(QoS)肯定応答のための従来技術の通信フレーム2を示している。通信フレーム2は、フレーム制御フィールド3、持続時間/IDフィールド4、受信側アドレス(RA)フィールド5、及びFCS(フレームチェックシーケンス)フィールド6を含む。
802.11e仕様は、多様なオプション機能を含む。オプション機能の1つは、ブロック肯定応答(ブロックACK)として知られる。レガシー802.11MACは常に、正常に受信された各フレーム後にACKフレームを送信する。ブロックACKによって、ACKが戻る前に幾つかのデータフレームを送信することができ、全てのACKフレームは送信に対してかなりのオーバーヘッドを有するので効率が向上することになる。ブロックACKは、サービス品質ステーション(QSTA)とサービス品質アクセスポイント(QAP)との間のセットアップ及びネゴシエーションプロセスによって開始される。ブロックACKが確立されると、複数のサービス品質(QoS)データフレームが、フレーム間の短いフレーム間隔(SIFS)分離によってコンテンションフリーバーストで送信できる。
現在、802.11eに基づいて定義された2つのブロックACK機構、すなわち即時及び遅延が存在する。即時ブロックACKを使用する場合、送信局は、コンテンションフリーバーストでSIFSで分離された複数のデータフレームを送信する。送信側は、現在内部で動作している送信機会(TXOP)持続時間の制約に従う必要がある。バーストの最後で送信側はブロックACK要求フレームを送信する。受信側は、データフレームの前のバーストに対する肯定応答状態を含むブロックACKフレームによって即座に応答しなければならない。
遅延ポリシーによって、バーストに続く次のTXOPでグループ肯定応答を送信することができる。コンテンションフリーバースト及びブロックACK要求の同じシーケンスが、即時モードにおけるのと同様に使用される。受信側は単に、ブロックACKが遅延していることを示すブロックACK要求に応答して標準ACKを送信する。遅延肯定応答は、待ち時間を増大させ、ACKを即時には計算することができない低性能の実装をサポートするために供給される。
図2は、サービス品質(QoS)データブロック肯定応答の従来技術の通信フレームを示す。このブロック肯定応答は、IEEE802.11e仕様で定義されている。ブロック肯定応答(ACK)構造は、トラフィック識別子(TID)内でフレームを通知する。ブロックACKは、1つの信号メッセージを備えたフレームのブロックを通知する。それにも関わらず、ブロックACKは、トラフィック識別子(TID)によって識別された1つの通信トラフィックストリームにのみ適用可能である。トラフィックストリームは、あるトラフィック仕様に関連したデータのストリーム(例えば、音声及びベストエフォートデータ)である。開始シーケンス制御は、ブロック肯定応答の送信を必要とする受信側から始まるフレームのシーケンス番号を供給する。全ての次のフレームは、ビットマップのビットとして示される。ビットマップのゼロ(0)は何も受信されていないことを示し、ビットマップの1(1)は、受信されたことを意味する。
従って、複数のトラフィックストリームに適用できるように、通信局用の種々のTIDに対してブロックACKを集成することによってブロックACK機能を拡張する必要性がある。このように、複数のアプリケーションを備える通信局は、各トラフィック識別子(TID)に対してブロックACKを要求する代わりに1つだけのブロックACKを使用するだけでよい。更に、複数のTIDに対して1つの通信局毎に集成ブロックACKの送信を行うことができるように、種々のトラフィック識別子(TID)から複数のフレームを集成する必要性がある。
1つの例示的な実施形態は、通信局とのデータ通信において複数のトラフィック識別子に対して単一のブロック肯定応答を供給する方法に関する。本方法は、複数のトラフィック識別子の各トラフィック識別子に対応する複数の開始シーケンス番号を供給する段階と、各複数の開始シーケンス番号に対応ビットマップを供給する段階とを含む。ビットマップは、複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットのブロック肯定応答を示す。
例示的な実施形態の結果として、局は、複数のACKの代わりに共に集成された複数のフレームを受信したときに1つのACKで応答する。この例示的な実施形態は、即時及び遅延ACKケースの両方に適用可能である。あらゆる組合せで標準ACK、遅延ブロックACK、及び即時ブロックACKの集成を行うことができる。
別の例示的な実施形態は、通信局とのデータ通信において複数のトラフィック識別子に対して単一のブロック肯定応答を供給するためのシステムに関する。本システムは、サービス品質データと短いフレーム間スペースを含む送信機会と、複数のトラフィック識別子の各々に対する複数の開始シーケンス番号と複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットの肯定応答を示す対応ビットマップとを含むブロック肯定応答構造と、を含む。
別の例示的な実施形態は、集成されたブロック肯定応答を含むデータスループットを備えた無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)における通信用に構成されたデバイスに関する。本デバイスは、ブロック肯定応答構造を含むように構成されたメモリと、データの受信を示すためにブロック肯定応答構造を伝送するプロセッサとを含む。ブロック肯定応答構造は、複数のトラフィック識別子の各々についての複数の開始シーケンス番号と、複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットの肯定応答を示す対応ビットマップとを含む。
別の例示的な実施形態は、ブロック肯定応答を通信システムにおける複数のトラフィック識別子に対する単一のブロック肯定応答に集成することによってデータスループットを向上させるコンピュータプログラム製品に関する。本コンピュータプログラム製品は、複数のトラフィック識別子の各々に対して開始シーケンス番号を割り当てるためのコンピュータコードであって、各開始シーケンス番号は、対応するトラフィック識別子に対する肯定応答状態を示すビットマップに関連付けられたコンピュータコードと、更に複数のトラフィック識別子の各々に対してブロック肯定応答制御フィールドを供給するためのコンピュータコードとを含む。
更に別の例示的な実施形態は、複数のトラフィック識別子の各々に対する複数の開始シーケンス番号と、複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットの肯定応答を示す対応ビットマップとを含むブロック肯定応答構造に関する。
図3は、通信局(STA)へのブロック肯定応答機能を含む通信フレーム10を示す。ブロック肯定応答は、通信局(STA)によって現在サービスされている全トラフィック識別子(TID)のフレームを通知する。通信フレーム10は、幾つかのデータ通信フィールドから構成される。例示的な実施形態によれば、通信フレーム10は、フレーム制御フィールド12、持続時間フィールド14、RA(受信側アドレス)フィールド16、及びTA(送信側アドレス)フィールド18を含む。
TID番号1では、ブロックACK制御フィールド22、ブロックACK開始シーケンス制御フィールド24、及びブロックACKビットマップフィールド26がある。付加的なTIDに対するフィールドを含めてもよい。例証の目的で、TID−nは、最も大きな番号のTIDを表わす。TID−nは、ブロックACK制御フィールド28、ブロックACK開始シーケンス制御フィールド30、及びブロックACKビットマップフィールド32で表わすことができる。通信フレーム10は、FCS(フレームチェックシーケンス)フィールド34を含むことができる。
幾つかのTIDが存在する場合、構造に含まれる1つよりも多いブロックACK制御フィールド、ブロックACK開始シーケンス制御フィールド、及びブロックACKビットマップフィールドがある。他の実施形態において、TIDの番号に対する値を記憶する番号TIDフィールドを含むことができる。持続時間フィールド14は、通信フレーム10の長さを示すことができる。
複数の開始シーケンスフィールド(各TIDに対して1つ)とTIDに対応するパケットのACK/ブロックACKを示す対応ビットマップによって、種々のTIDに対してブロックACKを集成することが可能となる。この結果、複数のアプリケーションを備えた局は、各アクセスカテゴリーに対してブロックACKを要求する代わりに1つのブロックACKを使用することができる。ブロックACK制御フィールド22は、トラフィック識別子(TID)を搬送する。ブロックACK開始シーケンス制御フィールド24は、2つの部分、すなわちシーケンス番号とフラグメント番号を有する。ブロックACKビットマップフィールド26は、フレームの受信状態を示し、ここで、値1はフレームが正常に受信されたことを意味し、値ゼロ(0)はフレームが正常に受信されなかったことを意味する。ビットマップのポジションは、通信フレームにおけるロケーションを決定するために開始シーケンス制御に加えられる。
図4は、ブロック肯定応答機能を含む通信フレーム35を示す。通信フレーム35は、非QoSデータを含む。通信フレーム35は、フレーム制御フィールド36、持続時間フィールド37、RA(受信側アドレス)フィールド38、ブロックACK開始シーケンス制御フィールド39、ブロックACKビットマップフィールド40、及びFCS(フレームチェックシーケンス)フィールド41などの幾つかのデータ通信フィールドから構成される。
通信フレーム35は、例示的な実施形態が非QoS STA又は非QoS APに拡張されていることを示している。非QoSケースでは、集成されたブロックACKは、シーケンス番号の1つだけのインスタンスとシーケンスビットマップとを搬送する。トラフィック識別子(TID)又はTIDの番号を搬送する必要はない。
フレームのセットに対して1つのACKを送信することにより、障害の単一のポイントが生成される。言い換えると、この1つのACKが失われた場合、送信側は、ACKを待機する未処理のフレーム全てを再送信する必要がある。有利には、例示的な実施形態によれば、集成されたブロックACKは、無線でより堅牢なコーディングにより伝送され、集成されたブロックACKの正常な送信の確率が高められる。局に対する1つの選択肢は、局の現在の能力を上回るより堅牢なコーディングによって集成されたブロックACKを送信することである。別の選択肢は、最適なコーディング能力によって集成されたブロックACKを送信することである。
例示的な実施形態に従って、集成されたブロックACKは受信側に対する識別を有する。これは制御フレームで種々のサブタイプ(すなわち、通信フレームを識別するためのクラス)を有することができるので、受信側ではこれを認識することができる。これは、別の機能、例えば高スループットフレーム集成機能を有するデフォルト機能とすることができる。この結果、フレーム集成の存在は、集成されたブロックACKが存在することを意味する。また、送信側と受信側との間で取り決められたオプション機能があってもよい。
図5は、図1を参照して説明されたブロック肯定応答機能を含む例示的な通信セッションを示す。通信セッション40では、3つのトラフィック識別子TID=1、TID=2、及びTID=3が使用される。トラフィック識別子は、送信機会を伝達することに相当し、該送信機会中にサービス品質データが伝送される。当業者には理解されるように、サービス品質(QoS)は、種々の技術にわたり選択されたネットワークトラフィックにより良好なサービスを提供するためのネットワークの能力を示す。
共通ブロック肯定応答要求42は、複数のトラフィック識別子の通信ストリームによって利用される。共通ブロック肯定応答要求42は、応答として単一のブロック肯定応答44を生じる。ブロック肯定応答の実施例を図3を参照して説明する。結果として、通信ネットワークにおけるデータスループットが改善される。3つの肯定応答要求及び3つの肯定応答の代わりに、1つの肯定応答要求及び1つの肯定応答が伝送される。
無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)システムは、802.11aシステムで6、9、12、18、24、36、48、及び54Mbpsなどの範囲のデータ転送速度を提供する。データ転送速度は、現在の変調及び符号化方式(MCS)に基づいて局(STA)に対して設定され、これはまた、STAの無線環境によって管理される。より低いデータ転送速度は、より高いデータ転送速度よりも良好なエラー保護を提供する。例えば、18Mbpsでのフレーム送信が正常に行われる可能性は、24Mbpsでのフレーム送信よりも高い。しかしながら、同時にSTAは、現在の無線条件に基づいて最大利用可能データ転送速度を使用する。フレームのセットに対して1つの集成されたブロックACKを送信することで、障害の単一のポイントが生成される。言い換えると、この1つのACKが失われた場合、送信側は、ACKを待機している未処理のフレーム全てを再送信する必要がある。この結果、例示的な実施形態において、集成されたブロックACKは、より低いデータ転送速度(又はより高いエラー保護)で伝送されることで、正常な送信の可能性を向上させる。1つのオプションの実装は、STAがSTAの現在の能力よりも低い1つのレートレベルで集成されたブロックACKを送信することである。例えば、STAが18Mbpsの能力がある場合、12Mbpsで集成されたブロックACKを送信する。別のオプションは、最も低いデータ転送速度すなわち6Mbpsで集成されたブロックACKを送信することである。
図6は、本明細書で説明されるブロックACK機能を含む通信システム50を示す。本明細書で説明される例示的な実施形態は、どのような通信システムにも適用することができる。通信システム50は、端末装置(TE)デバイス52、アクセスポイント(AP)54、サーバ56、及びネットワーク58を含む。TEデバイス52は、メモリ(MEM)、中央処理ユニット(CPU)、ユーザーインターフェース(UI)、及び入力−出力インターフェース(I/O)を含むことができる。メモリは、CPUを制御するアプリケーションを格納するための不揮発性メモリとデータ処理のためのランダムアクセスメモリとを含むことができる。I/Oインターフェースは、IEEE802.11規格に基づいたカードの1つのような無線ローカルエリアネットワークのネットワークインターフェースカードを含むことができる。
TEデバイス52は、アクセスポイント54を介してネットワーク58(例えばローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット、電話ネットワーク)に接続し、更にサーバ56に接続することができる。TEデバイス52はまた、例えばケーブル、赤外線、又は無線周波数でデータ送信を使用してサーバ56と直接通信することができる。サーバ56は、TEデバイス52に対して種々の処理機能を提供することができる。
TEデバイス52は、例えば携帯情報端末(PDA)デバイス、リモートコントローラ、又はイヤフォンとマイクロフォンを組み合わせたものなどの、音声認識が行われるあらゆる携帯電子デバイスとすることができる。TEデバイス52は、コンピュータ又は移動局によって使用される補助デバイスとすることができ、この場合、サーバ56へのデータ送信は、コンピュータ又は移動局を介して構成される。例示的な実施形態では、TEデバイス52は、公衆陸上移動通信網と通信する移動局であり、これに対してサーバ56が機能的に接続される。ネットワーク58に接続されたTEデバイス52は、無線でネットワーク58と通信するための移動局機能を含む。ネットワーク58は、いずれかの公知の無線ネットワーク、例えばGSMサービスをサポートするネットワーク、GPRS(汎用パケット無線サービス)をサポートするネットワーク、又は3GPP(第3世代パートナーシッププロジェクト)規格に従うUMTS(ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションズシステム)ネットワークのような第3世代モバイルネットワークとすることができる。サーバ56の機能はまた、モバイルネットワークに実装することができる。TEデバイス56は、会話だけに使用される移動電話とすることができ、或いはPDA(携帯情報端末)機能を含むことができる。
本発明の幾つかの実施形態について説明してきたが、当業者であれば本発明の関連する修正及び変更を想起することができることを理解されたい。本発明は、特定の実施形態に制限されず、添付の請求項の範囲及び精神に含まれる種々の修正形態、組み合わせ、及び置換形態に拡張される。
12 フレーム制御
14 持続時間
22 ブロックACK制御(TID−1)
24 ブロックACK開始シーケンス制御
26 ブロックACKビットマップ
28 ブロックACK制御(TID−n)
30 ブロックACK開始シーケンス制御
32 ブロックACKビットマップ
34 FCS
14 持続時間
22 ブロックACK制御(TID−1)
24 ブロックACK開始シーケンス制御
26 ブロックACKビットマップ
28 ブロックACK制御(TID−n)
30 ブロックACK開始シーケンス制御
32 ブロックACKビットマップ
34 FCS
Claims (26)
- 通信局とのデータ通信において複数のトラフィック識別子に対するブロック肯定応答を供給する方法であって、
複数のトラフィック識別子の各トラフィック識別子に対応する複数の開始シーケンス番号を供給する段階と、
各複数の開始シーケンス番号に対応し、前記複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットのブロック肯定応答を示すビットマップを供給する段階と、
を含む方法。 - 通信局に集成方式で送信された複数のフレームに応答して単一の肯定応答を伝送する段階を更に含む請求項1に記載の方法。
- 伝送されるデータは、非サービス品質(QoS)データ、局、及びアクセスポイントであり、前記開始シーケンス番号の1つのインスタンスを更に含む請求項1に記載の方法。
- 前記ブロック肯定応答は、受信側に対する識別を含む請求項1に記載の方法。
- 通信フレームにおいてトラフィック識別子の番号を示す番号トラフィック識別子を供給する段階を更に含む請求項1に記載の方法。
- 前記通信フレームは、ブロックACK制御フィールド、ブロックACK開始シーケンス制御フィールド、及びブロックACKビットマップフィールドを含む請求項5に記載の方法。
- 前記通信フレームは、前記通信フレームの長さの指示を備えた持続時間フィールドを含む請求項5に記載の方法。
- 通信バーストの最後で前記ブロック肯定応答を有するフレームを即時に伝送する段階を更に含む請求項1に記載の方法。
- 通信バーストの最後からある遅延後に前記ブロック肯定応答を有するフレームを伝送する段階を更に含む請求項1に記載の方法。
- 前記ブロック肯定応答は、局からの通信データのデータ転送速度よりも低いデータ転送速度で伝送されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 通信局とのデータ通信において複数のトラフィック識別子に対して単一のブロック肯定応答を供給するためのシステムであって、
データ及び短いフレーム間隔を含む送信機会と、
複数のトラフィック識別子の各々に対する複数の開始シーケンス番号と、前記複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットの肯定応答を示す対応ビットマップとを含むブロック肯定応答構造と、
を含むシステム。 - 前記ブロック肯定応答構造は、通信フレームにおいてトラフィック識別子の番号を示す番号トラフィック識別子を含むことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記ブロック肯定応答構造は、ブロック肯定応答制御フィールド、ブロック肯定応答開始シーケンス制御フィールド、及びブロック肯定応答ビットマップフィールドを含むことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記ブロック肯定応答構造は、前記通信フレームの長さの指示を備えた持続時間フィールドを含むことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記データは、サービス品質データを含むことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 集成されたブロック肯定応答を含むデータスループットを備えた無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)で通信するように構成されたデバイスであって、
前記デバイスが、
ブロック肯定応答構造を含むように構成されたメモリと、
データの受信を示すために前記ブロック肯定応答構造を伝送するプロセッサと、
を含み、
前記ブロック肯定応答構造は、複数のトラフィック識別子の各々についての複数の開始シーケンス番号と、前記複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットの肯定応答を示す対応ビットマップとを含むことを特徴とするデバイス。 - 前記ブロック肯定応答構造は、通信フレームでトラフィック識別子の番号を示す番号トラフィック識別子を含むことを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
- 前記ブロック肯定応答構造は、ブロック肯定応答制御フィールド、ブロック肯定応答開始シーケンス制御フィールド、及びブロック肯定応答ビットマップフィールドを含むことを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
- 前記ブロック肯定応答構造は、前記通信フレームの長さの指示を備えた持続時間フィールドを含むことを特徴とする請求項14に記載のデバイス。
- 前記データは、サービス品質データであることを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
- ブロック肯定応答を通信システムにおける複数のトラフィック識別子に対する単一のブロック肯定応答に集成することによってデータスループットを向上させるコンピュータプログラム製品であって、
複数のトラフィック識別子の各々に対して開始シーケンス番号を割り当てるためのコンピュータコードであって、各開始シーケンス番号が前記対応するトラフィック識別子に対する肯定応答状態を示すビットマップに関連付けられたコンピュータコードと、
前記複数のトラフィック識別子の各々に対してブロック肯定応答制御フィールドを供給するためのコンピュータコードと、
を含むコンピュータプログラム製品。 - 前記開始シーケンス番号の番号は、幾つかのトラフィック識別子フィールドに含まれていることを特徴とする請求項21に記載のコンピュータプログラム製品。
- 送信機会の終了を決定するためのコンピュータコードを更に含む請求項21に記載のコンピュータプログラム製品。
- 複数のトラフィック識別子の各々に対する複数の開始シーケンス番号と、
前記複数のトラフィック識別子の1つのトラフィック識別子に対応するパケットの肯定応答を示す対応ビットマップと、
を含むブロック肯定応答構造。 - 通信フレームにおいてトラフィック識別子の番号を示す番号トラフィック識別子を更に含むことを特徴とする請求項24に記載のブロック肯定応答構造。
- ブロック肯定応答制御フィールド、ブロック肯定応答開始シーケンス制御フィールド、及びブロック肯定応答ビットマップフィールドを更に含むことを特徴とする請求項24に記載のブロック肯定応答構造。
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