JP2008541602A - 無線メッシュネットワークに関する分散型媒体アクセスプロトコル - Google Patents
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Abstract
Description
アクセスポイントの空間的位置は、これらアクセスポイント及び他のアクセスポイントには未知であり、アクセスポイントは、所与の領域に任意に配置され得る。周囲環境の構造、隣接するAP間の距離、及び干渉状況に関して何の事前知識もなく、更に、AP又はこれらAP間の障害物についての地理的情報を得る可能性もない。
いずれかのAP変更の速度は、関連付けられる局の動き及びトラフィックパターンに比べて無視できる。
作用されるべき大規模領域又はインドア−状況により、AP間の直接通信の可能性を記述する、APの通信グラフが、完全に接続されないことを仮定し得ない。しかし、APの各対は、可能ないくつかの他のAPの経路により接続され得るべきであり、このことは、通信グラフが接続されることを意味する。
メッシュポイントにおける例示的なMAC層の主な目標のうちの1つは、関連付けられる802.11局又はゲートウェイ(ポータル)から生じるデータをリレーする目的で、配信システム(DS)へのアクセスを提供することである。異なるメッシュポイント間の通信は、MAC内部管理通信であるか、又は携帯型802.11局及びそのアクセスポイント間における以前の通信の効果である。
標準802.11によると、各CFP74は、目標ビーコン送信時間(TBTT)80でAPによりビーコン78の送信で開始する。他の情報のなかでも、ビーコン78は、APの基本サービスセットにおけるコンテンションフリー期間(CFP)74の持続時間、及びスーパーフレーム76の持続時間を発表する。したがって、次のCFPの開始時間も規定される。全ての802.11規格は、何の送信も、AP(802.11eハイブリッドコーディネータ(HC)又は802.11ポイントコーディネータ(PC))以外のいかなる他の局によっても開始され得ない期間としてCFPを尊重する。以前のビーコンから学習しているので、全ての802.11局は、(局がCFポーリング可能(CFPollable)である場合)ポーリングされるか、又はCFPが終了するまで、チャネルにアクセスすることを避ける。更に、全ての局が計算して、いつ次のCFPの開始点が発生するかを知り、何のビーコンが次のスーパーフレーム/CFPの開始において受信されていない場合でも、サイレントになる。
MTP72において、全てのメッシュポイントは、媒体を共有するためにメッシュ調整関数(MCF)を使用する。2つの後続の等しい長さの段階は、1つはBP82で開始し、他方はGBP86で開始し、残り時間の調整が行われるBP82によって互いに接続される。これらの長さの提案は、ビーコンにおけるIEにおいて各局によって述べられ、いずれの局も提案される値の最大値を使用し得る。前記提案は、MTPの現在の対には影響を及ぼさないが、関連付けられる局のサイレンスが、「古い」値を用いておこなわれるので、後続の対には影響を及ぼす。
1) 送信器のBSSから別のBSSへのペイロード
異なるBSSから別のBSSへのリレーされたペイロード
以前のデータ受信の肯定的又は否定的な承認
受信器のみへアドレスされた情報要素
合計するために、MTPは、3つの構築ブロックに含まれる:ビーコンアクセスプロトコル(「ビーコン期間アクセスポイントプロトコル」セクション)、TxOP所有権交渉(「TxOP」セクション)、及び更に、所有されたTxOPにおけるデータ送信。
例えばキャンパスの環境においてなど、通常の状況におけるメッシュポイントの予想される数は、通常32以下である。したがって、メッシュポイント間のトラフィックをアドレス処理するための(802.11において用いられるような)6オクテットフィールドは必要とされない。メッシュネットワークにおける全てのメッシュポイントが自身の固有の識別子を有することが保証される限り、短い識別子が使用され得る。ネットワークにおけるデータパケットの起点及び目的地は、なお、共通のアドレスを用いてアドレス処理される。しかし、いかなる中間メッシュポイントも、送信器及び受信器がMTPにおいてアドレス処理をするので、mDevIdBitsビットの装置Id(DEVID)を使用する。
1つおきのMTP72は、ビーコン期間82で開始する。これは、CFP74を開始することによって非メッシュポイント(非802.11局)をサイレントにさせるために使用される。更に、これは、GBPで開始する、残りのMTP及び次のMTPにおけるトラフィックを体系化するために使用される。
ビーコンスロットが送信メッシュポイントによって占有される。
メッシュポイントがブロックされるビーコンスロットについて知っている。当該メッシュポイントは、このビーコンスロットを占有する近傍を聞かなければならない。
メッシュポイントは、このビーコンスロットにおいて干渉を受け、したがって、このスロットにおいて受信を保証し得ない。
メッシュポイントの視点から、ビーコンスロットは、フリーである。
メッシュポイントSTA3(110)が、ビーコンをうまく受信することが可能であり得ないか、及び/又は、
ビーコンが別のビーコンと衝突し得る、
からである。
図6及び9を参照すると、BP82において、時間は、mBPSlotLength長の間隔にスロット化される。ビーコンのいかなる送信も、間隔の開始において開始する必要がある。mBPSlotsPerTxOP個の後続の間隔は、TxOP120の同一のサイズを有する。BP82の持続時間は、TxOP120の倍数でなければならない。図9は、3つの領域を含むビーコン期間の詳細な構造を示す。
図9の例示的なBP構造は、異なる長さのビーコンに関する異なる領域の使用を取り入れないことによって簡素化され得るが、このことは、BP短縮を不可避に複雑化し得る。
例示的なビーコン78は、2つの重要な情報を担持する。一方で、ビーコンは、ビーコン段階アクセスポイントプロトコル及びトラフィック段階を調整するのに使用される情報要素を転送する。他方で、関連付けられる802.11局は、ビーコン構造を理解することが可能であるべきであり、これにより、CFP74の開始を識別し得る。
BP長フィールド154は、メッシュネットワークがMTP72におけるデータを送信又は受信するのを開始する前にビーコンに関して聞くTxOP120の数である、BP82の現在の長さのメッシュポイントの視点を示すのに用いられる。近傍におけるBP長を同期することが重要であるので、BP長は:
最後のBPにおける最後に聞かれたトラフィック;
このBPにおける受信されたビーコンから報告される最後の占有されたスロット;及び/又は、
最後のBPにおける受信されたビーコンから報告される最後の占有されたスロットに、最後のBPにおける領域の数を(各領域の拡張スロットによって)認識することにより計算され得るフリースロットの適切な数を加えたもの;
の最大値として計算される。BP長は、決してmMaxBPLength92より大きく増加してはならない。
例示的な実施例のビーコン送信において、装置は、BP82の占有についての装置からの視点を発表し、これは、2×mBeaconSlotsPerTxOP×BPLengthビットのサイズのBPビットマップ156を送信することによって行われる。ビットマップ156の終了は、オクテットの終了とともに含まれない場合、BPビットマップ156は、いずれかのメッシュポイントによっても解釈されない0で満たされる。BPビットマップ156内部の情報は、例えばちょうど受信されたビーコンのBPビットマップの情報を組み込むなど、可能な限り新鮮であるべきである。
10又は11に設定されたエントリを有するBPビットマップを有するいずれかのビーコン送信において、所有者ベクトルは、BPビットマップの後に送信されなければならない。所有者ベクトルは、BPビットマップにおいて10又は11に設定された各エントリに関してmDEVIDBitsビット158から構成され、適切なメッシュポイントのDEVIDを示す。DEVIDが(エントリが11に設定される場合にのみ発生し得る)送信するメッシュポイントに対して未知である場合、DEVIDは0に設定される。
メッシュポイントが電源投入された後で、メッシュポイント装置は、mScanBeacons後続のBPにおけるビーコンに関して走査する。メッシュポイント装置が走査の後で何の有効なビーコンも受信しない場合、いずれかのフレームを送信又は受信する前に、メッシュポイント装置は、BP82における第1ビーコンスロットにおいてビーコン78を送信することによって新しいBP82を生成する。
このスロットの所有者である場合であり、この場合このスロットにおいてビーコンを以前に送信していたことを必要とし、又は
このスロットにおいてビーコンを受信している場合、又は
BPビットマップにおける対応するエントリにおいて01、10又は11を有するビーコンを受信している場合、である。
そうでなければ、ビットは0に設定される。
DEVID「x」を有するメッシュポイントにBP「n」におけるビーコンスロット「j」においてビーコンを送信させる。局は、後続のBPにおける近傍のメッシュポイントによって受信される全てのビーコンにおいて、BPビットマップにおけるエントリ「j」が「10」に設定され、所有者ベクトルにおける対応するエントリが「x」である場合、すなわちエントリ「j」が「00」に設定される場合及びそのような場合にのみ、ビーコンが送信されると考慮するべきである。
メッシュポイントが、ビーコン情報の量が減らされていたので、ビーコンスロットのうちの1つをフリーにすることを望む場合、メッシュポイントは、BP82における最後のビーコンスロットをフリーにさせる。メッシュポイントは、更に、スロットにおいて最後のビーコンを送信することによってその出発を発表しなければならず、このスロットは、BPビットマップ156において00とマークされる。
メッシュポイントが、そのIOMに従い、領域の最後のビーコン保持者であり、フリーとしてマークされた同一の領域においてスロットが存在する場合、メッシュポイントは、後に続く手順によりビーコンをフリースロットにシフトしなければならない。「j」がフリービーコンスロットの数である場合、メッシュポイントは:
BPビットマップにおいて「01」に設定されるスロット「j」を用いて元のスロットにおけるビーコンを送信する、
次のBPにおいてスロット「j」におけるビーコンを送信する、及び/又は
(上記の)元のスロットを「離れるBP」において記載される出発ビーコンを送信する。
例示的なビーコン期間アクセスポイントプロトコルを用いて、いずれかのメッシュポイントは、情報要素(IE)を近傍のメッシュポイント装置へ送信し得る。IEは、現在及び次のMTP72における入来TxOP120の所有権を交渉するのに用いられ得る。TxOPの以前の交渉は、無線媒体の使用を予想可能にし、メッシュポイントにどの近傍が送信しているのか及びどれがいつの時点で受信しているのかについての正確な知識を与えるので、重要である。
TxOPの占有は、(交渉が成功であればTxOPの所有者になる)送信器と受信器間で交渉される。処理を加速させるために、同一の期間においていくつかのTxOPと交渉することが可能である。更に、TxOPは、mMaxNoOfReceivers個までの受信メッシュポイントを有し得る。このことにより、送信器がスロットの使用を最大化することが可能になる。TxOP所有権は、したがって、多重TxOP及び多重受信器であり得るが、1つの所有者のみを有し得る。
スロットにおいて送信することを望むメッシュポイントである、当該スロットの所有者、及び
スロットにおいて所有者からデータを受信することを期待するこのスロットの受信器
を記憶する。
スロットが「占有されている」とマークされているOIEが受信される場合;及び/又は
雑音が、mNoiseThresholdを超える先立つMTPでこのスロットにおいて感知される場合;
占有されているとマークされる。
媒体が、ローカルに記憶された情報に従い発表されたTxOPにおいてフリーである場合;又は
新しい予約が、意図されたスロットを占有する予約より高い優先度を有する場合;又は
並列送信が、高い可能性で可能である場合;
である。
示されるTxOP及びReservationIDは、送信器のOIEにおけるものと同一である。
Partner-IDは、送信器のDEVIDである。
役割は、「受信器」に設定される。
所有権の状態は、「占有されている」に設定される。
送信器のDEVIDに設定されるDEVID
初期OIEのReservationIDに設定されるReservationID
「受信器」に設定される役割
「発表済み」に設定される所有権の状態
0に設定される予約情報
を用いてRIEを送信しなければならない。
成功した交渉の後で、参加しているメッシュポイントは、占有されるTxOPを含み「占有」に設定される状態を有するビーコンにおいてOIEを含み続ける。これらのビーコンを受信する全ての他の装置は、この交渉された所有権を尊重する。
ACKフレームは、送信器によって以前に送信されたMSDU又はMSDUのセグメントの受信が成功したか失敗したかをそれぞれ報告するために、受信器によって使用される。TxOPの所有権が原因により、受信器は、データフレームの受信の後にすぐに、ACKフレームを送信することを許可されない。多重受信TxOPにおいてACKフレームを直ちに送信することは、いずれにしても不可能であり得る。更、早急な承認は、近傍のメッシュポイントに関して予想され得ない送受信器/受信器の役割の機会を示唆し得る。
累積ACKを送信すると、受信器は、累積ACKにおいて示されるシーケンス/フラグメント数未満まで受信器へ送信されていた全てのMSDU(又はMSDUのフラグメント)を承認する。送信器は、送信待ち行列から全てのMSDUを、示されるものにいたるまで削除し得る。
ビットマップACKは、最後に受信されたパケットの成功又は失敗状態の明示的な一覧表である。シーケンス制御フィールドは、既に送信されていたが欠陥を伴い受信されていたパケットを除き、受信器において期待される次のパケットの次のシーケンス/フラグメント数を特定する。
Claims (19)
- ネットワークにおける媒体アクセス制御の方法であって、
時間間隔を、第1段階とビーコン期間を含む第2段階とに分割するステップと、
前記ビーコン期間を1つ以上のスロットに分割するステップであって、前記ネットワークにおける複数の装置がこれらの装置に関連するビーコンを動的に拡大するために前記スロットを使用し得る、ステップと、
前記ビーコン期間における前記スロットのそれぞれに関するスロット長を動的に規定するステップと、
ビーコン期間の持続時間を規定するステップと、
を含む方法。 - 前記第1段階が、APトラフィックに関して使用される、請求項1に記載の方法。
- 前記ビーコン期間が、送信装置から送信される場合、前記ネットワークにおける近傍の装置と関連つけられるビーコンを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ビーコン期間において接続フリー期間を発表するステップをさらに含み、前記接続フリー期間の発表が、前記ネットワークにおける所定の局に、前記接続フリー期間においてサイレントであるように命令する、請求項1に記載の方法。
- 前記ビーコン期間の持続時間が、TxOP持続時間の倍数である、請求項1に記載の方法。
- 前記ビーコン期間の持続時間は、前記ビーコン期間持続時間が前記倍数のTxOPであるように、最後に受信されるビーコン持続時間、現在のビーコン期間において受信される他のビーコンから報告される時間の量、及びある数のフリースロットを加えた前記最後に受信されるビーコン期間におけるビーコンから報告される時間の量、の最大値となるよう計算される、請求項5に記載の方法。
- 前記ビーコン持続時間が、mMaxBPLengthより大きくない、請求項6に記載の方法。
- 持続時間サイズにより前記ビーコン期間における前記スロットのそれぞれに関するスロット長を順序付けするステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- メッシュポイントに、第1及び第2ビーコンを、前記第1ビーコンにおける情報が前記第2ビーコンにおける情報と相違する場合に、1つのビーコン期間において送信させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- スライドさせることによって又はジャンプさせることによって、前記ビーコン期間における未使用のスロットを満たすステップ更に含む、請求項1に記載の方法。
- IEEE802.11規格に準拠するビーコンフレーム構造を規定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- ビーコン期間占有情報要素を含めるステップを更に含む、請求項11に記載の方法。
- 前記ビーコン期間占有情報要素が、ビーコン期間長フィールド、ビーコン期間ビットマップ、及び所有者ベクトルを含む、請求項12に記載の方法。
- 複数のマスターモジュールと複数のスレーブモジュールを含む無線ネットワークであって、前記マスターモジュール及び前記スレーブモジュールが、無線配信システムに関する媒体アクセスポイントプロトコルを用いて通信し、前記媒体アクセスポイントプロトコルが、BSS内トラフィックに関する第1段階及びDS内トラフィックに関する第2段階を含み、前記第2段階が、ビーコン期間を含み、前記ビーコン期間が、前記ビーコン期間における複数のスロットのそれぞれに関するスロット長を動的に規定する1つ以上のスロットに分割され、前記複数のスロットの持続時間が、ビーコン期間の持続時間の少なくとも一部である、無線ネットワーク。
- マスターモジュールが、前記無線ネットワークにおけるアクセスポイントである、請求項14に記載のネットワーク。
- 前記媒体アクセスポイントプロトコルが、TxOP予約を用いて並列送信を支援する、請求項14に記載のネットワーク。
- 前記DS内トラフィックがメッシュトラフィックである、請求項14に記載のネットワーク。
- 前記ビーコン期間が、TxOPの倍数であるビーコン期間の持続時間を有する、請求項17に記載のネットワーク。
- 前記複数のスロットが、サイズにより前記ビーコン期間において体系化される、請求項17に記載のネットワーク。
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